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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年人教新课标选择性必修1化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、在容积固定的4L密闭容器里,进行可逆反应:X(气)+2Y(气)2Z(气);并达到平衡,在此过程中,以Y的浓度改变表示的反应速率v(正);v(逆)与时间t的关系如图。则图中阴影部分面积表示。
A.X的物质的量浓度减少B.Y的物质的量减少C.Z的物质的量浓度增加D.X的物质的量减少2、下列物质属于强电解质的是A.B.C.D.3、下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是A.为“-”时,表示该反应为吸热反应B.反应热的大小与生成物所具有的能量与反应物所具有的能量无关C.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的不同4、等物质的量的下列物质溶于水配成等体积的溶液,导电能力最弱的是A.NaOHB.C.D.5、下列关于水的电离平衡的相关说法正确的是()A.c(H+)=的溶液一定呈中性B.将水加热,Kw增大,pH增大,仍呈中性C.向0.1mol/L醋酸溶液中加水,溶液中水电离产生的c(H+)将减小D.向水中加入少量硫酸氢钠固体,溶液的c(H+)增大,平衡逆向移动6、下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是。选项操作现象解释或结论A同温下,用pH试纸测定0.1mol·L-1CH3COONa溶液和0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pHNaHCO3溶液的pH较大酸性:CH3COOH>H2CO3B把生铁放置于潮湿的空气中铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀,生成Fe(OH)3C向碘水中通入SO2溶液褪色SO2有漂白性D①向X溶液中加入硝酸钡溶液;②再加足量稀盐酸①有白色沉淀生成;②白色沉淀不消失X溶液中含有SO
A.AB.BC.CD.D7、同温同压下,热化学方程式中反应热数值最大的是A.2W(l)+Y(l)→2Z(g)+Q1B.2W(g)+Y(g)→2Z(l)+Q2C.2W(g)+Y(g)→2Z(g)+Q3D.2W(l)+Y(l)→2Z(l)+Q48、以溶液为电解质溶液进行粗铜含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质的电解精炼,下列说法正确的是A.化学能电能全部转化为电能B.粗铜接电源正极,发生还原反应C.溶液中向阳极移动D.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)9、已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆H=-571.6kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)∆H=-393.5kJ/mol
③C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)∆H=+131.5kJ/mol
请回答:
(1)上述反应中属于放热反应的是___(填序号).
(2)2gH2完全燃烧生成液态水,放出的热量为___。
(3)依据事实,写出下列反应的热化学方程式。1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68kJ的热量,该反应的热化学方程式为___。生成的NO可被继续氧化成NO2,从而制成硝酸。把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,产生NO2和NO的混合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在,则原HNO3溶液的物质的量溶液的物质的量浓度是__。10、(1)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质,向负极充入燃料气用空气与的混合气作为正极的助燃气,以石墨为电极材料,制得燃料电池。工作过程中,移向___________极(填“正”或“负”),负极的电极反应式为___________,正极的电极反应式为___________。
(2)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
①如图为某实验小组依据的氧化还原反应:___________(用离子方程式表示)设计的原电池装置。
②其他条件不变,若将溶液换为HCl溶液,石墨的电极反应式为___________。
(3)如图为相互串联的甲;乙两电解池;其中甲池为电解精炼铜的装置。试回答下列问题:
①乙池中若滴入少量酚酞溶液,电解一段时间后Fe极附近溶液呈___________色。
②常温下,若甲池中阴极增重则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为___________,若此时乙池剩余液体为400mL,则电解后溶液pH为___________。11、水体中的Cr2OHCrO和CrO是高毒性的重金属离子,可用Cr(Ⅵ)表示。常用的处理方法是将Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr3+或Cr(OH)3。
(1)在一定pH的水溶液中,HS-、S2-可与CrO反应生成Cr(OH)3和单质硫。水溶液中S2-能与单质硫反应生成SS能还原Cr(Ⅵ)。
①在pH=9的水溶液中CrO与HS-反应的离子方程式为_______。
②25℃时用过量S2-还原Cr(Ⅵ),发现反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快。产生该现象的原因可能是_______;验证的实验方法是_______。
(2)金属也可用于还原废水中的Cr(Ⅵ)。其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、Zn-Cu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图所示。图中b对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,其原因是_______。
(3)用氧化铁包裹的纳米铁粉(用Fe@Fe2O3表示)能有效还原水溶液中的Cr(Ⅵ)。Fe@Fe2O3还原近中性废水中Cr(Ⅵ)的可能反应机理如图所示。Fe@Fe2O3中Fe还原CrO的过程可描述为_______12、下图是H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应过程中的能量变化图。
(1)由图可知,1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量___________(填“>”;“<”或者“=”)2molHCl(g)的能量。
(2)该反应是_______(填“吸”或者“放”)热反应,从化学键的角度进行解释_______。
(3)已知H-H键;N-H键、N≡N键的键能分别为436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol;关于工业合成氨的反应,请根据键能的数据判断下列问题:
若有1molNH3生成,可___________(填“吸收”或“放出”)热量___________kJ;该反应的能量变化可用图___________表示。(填“甲“或“乙”)
13、亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO、NO2和H2O。它能被常见的强氧化剂氧化,在酸性溶液中它又是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。AgNO2是一种难溶于水;易溶于酸的化合物。试回答下列问题:
(1)常温下,NaNO2溶液的pH_______(填“>”、“<”或“=”)7,其原因是__________(用离子方程式表示)
(2)NaNO2能和HI发生反应:2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O,若有0.5mol的还原剂被氧化,则消耗氧化剂________mol,该过程中转移的电子数为____________。
(3)下列方法中,不能用来区分NaNO2和NaCl的是________(填序号)。
A.测定这两种溶液的pH
B.分别在两种溶液中滴加甲基橙。
C.在酸性条件下加入KI—淀粉溶液来区别。
D.用AgNO3和HNO3两种试剂来区别。
(4)某工厂废液中含2%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂中:①NaCl②NH4Cl③H2O2④浓硫酸,能使其转化为不引起二次污染的N2的是________(填序号),反应的离子方程式为_______________。14、影响沉淀溶解平衡的条件。
(1)内因:_______。
(2)外因。
①温度:升高温度,多数溶解平衡向_______方向移动。
②浓度:加水稀释,向_______方向移动;加入相同的离子,向_______沉淀的方向移动。评卷人得分三、判断题(共8题,共16分)15、则相同条件下,气体的总能量小于氢气和氟气的能量之和。(_______)A.正确B.错误16、常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同。(_______)A.正确B.错误17、某溶液的c(H+)>10-7mol·L-1,则该溶液呈酸性。(____________)A.正确B.错误18、(1)用碳酸钠粉末可以制备CO2_______
(2)用铁片和稀H2SO4反应制取H2时,为加快产生H2的速率可改用浓H2SO4_______
(3)加热分解NH4HCO3固体,将所得的气体进行适当处理可获得NH3_______
(4)用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同_______
(5)由MgCl2溶液制备无水MgCl2:将MgCl2溶液加热蒸干_______
(6)用向上排空气法收集铜粉和稀硝酸反应产生的NO_______
(7)排水法收集KMnO4分解产生的O2:先熄灭酒精灯,后移出导管_______
(8)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2:气体产物先通过浓硫酸,后通过饱和食盐水_______A.正确B.错误19、滴定终点就是酸碱恰好中和的点。(____________)A.正确B.错误20、任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。(______________)A.正确B.错误21、ΔH<0,ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行。__________________A.正确B.错误22、在测定中和热时,稀酸溶液中H+与稀碱溶液中OH-的物质的量相等,则所测中和热数值更准确。_____评卷人得分四、有机推断题(共4题,共12分)23、碘番酸是一种口服造影剂;用于胆部X-射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应;A分子含有的官能团是___________。
(2)B无支链;B的名称为___________。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是___________。
(3)E为芳香族化合物;E→F的化学方程式是___________。
(4)G中含有乙基;G的结构简式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分了质量为571;J的相对分了质量为193。碘番酸的结构简式是___________。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定;步骤如下。
第一步2称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-;冷却;洗涤、过滤,收集滤液。
第二步:调节滤液pH,用bmol·L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数___________。:24、X;Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素;X与Y位于不同周期,X与W位于同一主族;原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和。请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的电子式为_____________。
(2)一种名为“PowerTrekk”的新型充电器是以化合物W2Q和X2Z为原料设计的,这两种化合物相遇会反应生成W2QZ3和气体X2,利用气体X2组成原电池提供能量。
①写出W2Q和X2Z反应的化学方程式:______________。
②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体X2和Z2可形成原电池,其中通入气体X2的一极是_______(填“正极”或“负极”)。
③若外电路有3mol电子转移,则理论上需要W2Q的质量为_________。25、已知A;B、C、E的焰色反应均为黄色;其中B常作食品的膨化剂,A与C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶质也只含有一种,并有无色、无味的气体D放出。X为一种黑色固体单质,X也有多种同素异形体,其氧化物之一参与大气循环,为温室气体,G为冶炼铁的原料,G溶于盐酸中得到两种盐。A~H之间有如下的转化关系(部分物质未写出):
(1)写出物质的化学式:A______________;F______________。
(2)物质C的电子式为______________。
(3)写出G与稀硝酸反应的离子方程式:____________________________。
(4)已知D→G转化过程中,转移4mol电子时释放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________。
(5)科学家用物质X的一种同素异形体为电极,在酸性介质中用N2、H2为原料,采用电解原理制得NH3,写出电解池阴极的电极反应方程式:____________________。26、甲;乙、丙是都含有同一种元素的不同物质;转化关系如下图:
(1)若甲是CO2。
①常用于泡沫灭火器的是_______(填“乙”或“丙”;下同)。
②浓度均为0.01mol·L-1的乙溶液和丙溶液中,水的电离程度较大的是_________。
(2)若甲是Al。
①Al的原子结构示意图为__________。
②当n(Al)︰n(NaOH)︰n(H2SO4)=1︰1︰2时,丙的化学式是_________。
(3)若甲是Cl2。
①甲转化为乙的离子方程式是____________。
②已知:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
写出TiO2和Cl2反应生成TiCl4和O2的热化学方程式:_________。
③常温下,将amol·L-1乙溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液等体积混合生成丙,溶液呈中性,则丙的电离平衡常数Ka=___________(用含a的代数式表示)。评卷人得分五、原理综合题(共3题,共27分)27、在元素周期表中处于相邻位置的元素在结构和性质上有许多相似的地方。第二周期的碳、氮、氧、氟都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2;碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等;与之相似的氮元素的氢化物除外,还有N2H4等。
(1)碳原子之间可以结合成链状结构,氮原子之间也可以形成链状结构,假设氮原子间只以氮氮单键形式连接成链状,并形成氢化物,则该系列氢化物的通式为_________。
(2)该系列中的N2H4是“神六”发射时火箭所用的液体燃料,液态的四氧化二氮作氧化剂,此液态燃料的优点是产生的能量大且无污染。已知40gN2H4在火箭发射时反应中放出710kJ热量,写出火箭发射时该反应的热化学方程式:__________________。
(3)该系列物中的NH对农业、化学、国防工业具有重要意义。其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H=-92kJ/mol
I.在一定温度下,将1.5molN和6molH通入到一个固定容积为VL的密闭容器中,当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则此时反应放出的热量为______kJ,H的转化率=_______。该温度下合成氨反应的平衡常数=_______(只列数字表达式)
II.在保持温度不变,相同体积的密闭容器中,将起始的物质的量改为amolNbmolHcmolNH平衡时NH的物质的量分数为25%,则达到平衡时,I和II放出的热量_______(填字母代号)。A.一定相等B.前者一定小于后者C.前者等于或小于后者D.前者等于或大于后者
I和II合成氨的平衡常数分别为和同___(填“﹥”、“﹤”或“=”),欲使开始时反应正向进行,a的取值范围为______。28、使用SNCR脱硝技术的主反应为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH。
副反应及773K时平衡常数如表所示:。反应ΔH(kJ·mol-1)平衡常数(K)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)-905.51×1026mol·L-14NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)-1269.07×1034mol·L-1
(1)主反应ΔH=_______kJ·mol-1,773K时主反应平衡常数K=_______。
(2)在密闭体系中进行实验;不同温度下经过相同时间内各组分的浓度如图表示。
①图中a、b、c三点,主反应速率最大的是_______。
②试解释N2浓度曲线先上升后下降的原因_______。
(3)为探究碳基催化剂中Fe、Mn、Ni等元素的回收,将该催化剂溶解后得到含有Fe2+、Mn2+、Ni2+的溶液,物质的量浓度均为10-3mol·L-1。欲完全沉淀Fe2+、Mn2+(离子浓度低于1.0×10-5),CO的物质的量浓度范围为_______。沉淀物KspFeCO33.0×10-11MnCO32.0×10-11NiCO31.0×10-7
(4)电解法也可以对亚硝酸盐污水进行处理(工作原理如图所示)。通电后,左极区产生浅绿色溶液,随后生成无色气体。当Fe电极消耗5.6g时,理论上可处理NaNO2含量为4.6%的污水_______g。
29、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一;该重整反应体系主要涉及以下反应:
(a)
(b)
(c)
(1)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。A.增大与的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加B.移去部分C(s),反应a、b、c的平衡均向右移动C.加入反应a的催化剂,可提高的平衡转化率D.降低反应温度,反应a~c的正、逆反应速率都减小(2)一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行,其中,第_______步的正反应活化能最大。
(3)设为压力平衡常数,反应a、b、c的随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、b、c中,属于吸热反应的有_______(填字母)。
②反应b的相对压力平衡常数表达式为_______。
③在图中A点对应温度下、原料组成为初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为4kPa。计算的平衡转化率_______。
(4)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:_______。评卷人得分六、元素或物质推断题(共2题,共4分)30、有A;B、C、D、E五种短周期元素;它们的原子序数依次增大,其中B是地壳中含量最多的元素。已知A、C及B、E分别是同主族元素,且B、E两元素原子核内质子数之和是A、C两元素原子核内质子数之和的2倍。处于同周期的C、D、E元素中,D是该周期金属元素中金属性最弱的元素。
(1)试比较C、D两元素最高价氧化物对应水化物碱性的强弱(填化学式)______。
(2)A、B、C形成的化合物的晶体类型为______,电子式为______。
(3)写出D单质与C元素最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式______。
(4)写出两种均含A、B、C、E四种元素的化合物在溶液中相互反应、且生成气体的离子方程式______。
(5)通常条件下,C的最高价氧化物对应水化物2mol与E最高价氧化物对应水化物1mol的稀溶液间反应放出的热量为114.6kJ,试写出表示该热量变化的热化学方程式______。
(6)含有元素C的盐的焰色反应为______色。许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是______。31、铜阳极泥是许多贵金属及硫(Te)的主要来源,某有色金属冶炼厂处理铜阳极泥得到的酸性分金液中主要含有等离子;从该分金液中回收所有金属资源及硫的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)Te元素的原子序数为52,则其在元素周期表中的位置为_______。
(2)“沉金”,时,发生反应的离子方程式为_______。
(3)“沉金”,及“控电还原”,所得Au中常含少量Ag。所以得Au制成的粗金板和纯金板作电极,作电解液进行精炼时,粗金板表面因附着生成的AgCl发生钝化。可通过直流电叠加交流电进行不对称脉动电流电解,阳极上周期性出现正、负半周期。在正半周期,银发生极化形成钝化膜;在负半周期发生去极化,其电极反应式为_______;电解时将_______(填“增大”;“减小”,或“不变”)。
(4)滤渣a的主要成分为_______(填化学式)。
(5)“控电还原”时,试剂X可选择或两者信息如下表所示。从价格上分析,最佳试剂为_______(填化学式),按处理年分金液的量计算,理论上每年可节约成本_______万元。消耗物料消耗量/单价/元22.02.713.04.2
(6)“电积”时,阴极的电极反应式为____;“电积”后的电解液可用于工艺I的_____工序。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、C【分析】【分析】
观察图象,纵坐标为反应速率,横坐标为时间,二者之积为浓度。Sabdo表示Y向正反应方向进行时减少的浓度,而Sbod则表示Y向逆反应方向进行时增大的浓度,所以,Saob=Sabdo-Sbod;表示Y向正反应方向进行时“净”减少的浓度,而Y的反应速率与Z的反应速率相等,则阴影部分可表示Y的浓度的减小或Z的浓度的增加,不可能为X的浓度减少。
【详解】
A.根据分析;阴影部分不可能为X的浓度减少,A错误;
B.根据分析;阴影部分可表示Y的浓度的减小,B错误;
C.根据分析;阴影部分可表示Z的浓度的增加,C正确;
D.根据分析;阴影部分表示浓度的变化量,不是物质的量的变化量,D错误;
故选C。2、C【分析】【详解】
A.是弱酸,在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,A不合题意;
B.是单质,不是电解质,B不合题意;
C.是盐;在水溶液中能够完全电离,故属于强电解质,C符合题意;
D.是有机物;在水溶液和熔融状态下均不导电,属于非电解质,D不合题意;
故答案为:C。3、C【分析】【详解】
A.△H<0时为放热反应,则当△H为负值时,表示该反应为放热反应,故A错误;
B.反应热△H=生成物的总能量-反应物的总能量,则反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物具有的能量有关,故B错误;
C.反应热的大小取决于反应体系的始态和终态,与过程无关,遵循能量守恒定律,所以C选项是正确的;
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的相同,因为反应的和反应条件没关系,故D错误;4、D【分析】【分析】
【详解】
A.NaOH是强电解质;在水溶液中完全电离,故其中自由移动的离子浓度最大,导电能力最强;
B.是弱电解质;在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱;
C.溶于水,与水反应生成NH3•H2O是弱电解质;在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱;
D.是非电解质;其水溶液几乎不导电;
故D的导电能力最弱,故答案为:D。5、A【分析】【分析】
【详解】
A.Kw=c(H+)×c(OH-),c(H+)=说明c(H+)=c(OH-);所以溶液一定呈中性,故A正确;
B.水的电离为吸热反应,加热促进电离,KW增大,c(H+)增大;则pH减小,但仍呈中性,故B错误;
C.酸电离出来的氢离子能抑制水电离,向0.1mol•L-1醋酸溶液中加水,酸的浓度减小,则溶液中水电离产生的c(H+)将增大;故C错误;
D.Kw只与温度有关,向水中加入少量硫酸氢钠固体,溶液的c(H+)增大,平衡逆向移动,KW不变;故D错误;
故选A。6、A【分析】【详解】
A.相同浓度的盐的pH越大;阴离子的水解能力越强,对应的酸的酸性越弱,据此可判断醋酸酸性比碳酸强,A正确;
B.铁在潮湿的空气中易生锈,生铁中含有碳,在潮湿的空气中易形成原电池,发生电化学腐蚀,变化过程为红棕色的斑点是B错误;
C.向碘水中通入反应的化学方程式为溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性,而不是漂白性,C错误;
D.X溶液中如果含有或也会被硝酸根氧化为硫酸根,再生成硫酸钡白色沉淀,也可以产生相同的现象,D错误;
故选:A。7、B【分析】【详解】
试题分析:各反应中对应物质的物质的量相同,同一物质的能量g>l>s,所以反应物的总能量为:W(g)>W(l),Y(g)>Y(l),生成物的能量为:Z(g)>Z(l),同温同压下,各反应为放热反应,反应物的总能量越高,生成物的总能量越低,则反应放出的热量越多,故B放出的热量最多,即Q2最大;故选B。
【点睛】
本题主要考查物质能量、物质状态与反应热的关系,难度不大,根据能量变化图来解答非常简单,注意反应热比较时数值与符号均进行比较。8、D【分析】【分析】
电解精炼铜时;粗铜作阳极,该电极上Zn;Fe、Ni、Cu失电子,阳极上铜以及比铜活泼的金属会失电子,活泼性比铜弱的金属会从阳极掉落,形成阳极泥;精铜作阴极,该极上是铜离子得电子生成铜单质。
【详解】
A.电解池是将电能转化为化学能的装置;同时还会伴随热能等形式的能的产生,故A错误;
B.电解精炼铜时;粗铜作阳极,接电源正极,发生氧化反应,故B错误;
C.溶液中向阴极移动;在阴极上发生还原反应,故C错误;
D.在阳极上;活泼性比铜弱的金属Ag;Pt、Au等金属会从阳极掉落下,形成阳极泥,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,故D正确;
故选D。
【点睛】
本题以电解精炼铜考查学生电解池的工作原理,注意知识的归纳和整理以及应用,明确粗铜为阳极、纯铜为阴极、硫酸铜溶液为电解质溶液。二、填空题(共6题,共12分)9、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)根据化学反应热效应,当小于0时,反应为放热反应,故上述反应中属于放热反应的是①②,故答案为:①②;(2)根据H2燃烧的热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆H=-571.6kJ/mol可知:2gH2完全燃烧生成液态水,放出的热量为285.8kJ,故答案为:285.8kJ;(3)1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g),需吸收68kJ的热量,根据热化学方程式书写的原则,该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=+68kJ/mol,生成的NO可被继续氧化成NO2,从而制成硝酸。把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,由于Fe过量,故反应生成Fe(NO3)2,产生NO2和NO的混合气体0.08mol,若不考虑N2O4的存在,根据N原子守恒:n(HNO3)=2n(Fe(NO3)2)+n(NO2)+n(NO)==0.28mol,则原HNO3溶液的物质的量溶液的物质的量浓度是=7.0mol/L,故答案为:N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=+68kJ/mol;7.0mol/L。【解析】①②285.8kJN2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=+68kJ/mol7mol/L10、略
【分析】【分析】
(1)熔融碳酸盐燃料电池;负极是甲烷失电子生成二氧化碳,正极是氧气得电子生成碳酸根离子;
(2)图示装置为双池原电池;铁是负极;石墨是正极;
(3)与电源正极相连的C电极为电解池的阳极;与电源负极连接的A电极是阴极,B为阳极,Fe为阴极;依据电子守恒进行计算。
【详解】
(1)熔融碳酸盐燃料电池中,阴离子向负极移动,工作过程中向负极移动;燃料电池中负极上失去电子生成电极反应式为:正极上氧气得电子生成碳酸根离子,电极反应式为:
(2)①设计的原电池装置的自发氧化还原反应是:
②其他条件不变,若将溶液换为HCl溶液,电池总反应为石墨的电极反应式为
(3)①依据装置图分析可知,与电源正极相连的C电极为电解池的阳极,与电源负极连接的A电极是阴极,B为阳极,Fe为阴极;Fe电极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应为水的电离平衡正向移动,氢氧根离子浓度增大,滴入少量酚酞溶液,铁电极附近溶液变红色;
②甲池A为电解池的阴极,电极反应为增重的铜物质的量为转移电子物质的量为乙池石墨极为电解池的阳极,电极反应为:依据电子守恒,生成氯气放出气体在标况下的体积为Fe电极电解反应为:消耗氢离子物质的量依据电荷守恒,生成氢氧根离子物质的量为则电解后溶液pH为14。
【点睛】
本题考查原电池、电解池,明确燃料电池的反应原理、电解原理是解题关键;掌握熔融盐电池电极反应式的书写,理解串联电解池中各电极转移电子数相等。【解析】负红4.48L1411、略
【分析】【分析】
pH=9的水溶液为碱性,离子反应方程式应为2CrO+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3↓+2S↓+7OH-;S2-过量,S增多所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快;生成的Cr(Ⅵ)有颜色,可以在不同反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液褪色程度;Zn-Cu粉在溶液中形成原电池;中性废水中单质铁发生吸氧腐蚀,CrO还原为三价铬。
【详解】
(1)①pH=9的水溶液为碱性,所以发生的离子反应方程式应为2CrO+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3↓+2S↓+7OH-;
②水溶液中S2-能与单质硫反应生成SS能还原Cr(Ⅵ),加入过量的S2-,生成S增多,所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快;Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr3+或Cr(OH)3,Cr(Ⅵ)为橙黄色,Cr3+为绿色,Cr(OH)3为灰绿色沉淀;可以在不同反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液褪色程度;
(2)原电池原理可以加快反应速率;Zn-Cu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率;
(3)还原近中性废水中Cr(Ⅵ),单质铁发生吸氧腐蚀,3Fe-6e-=3Fe2+,二价铁离子发生氧化反应,CrO发生还原反应生成三价铬,符合图中所示原理,3Fe2++CrO+4H2O=Cr(OH)3↓+5OH-+3Fe3+;
【点睛】
本题第(3)中应注意给出废水为中性条件,单质铁发生吸氧腐蚀,原理图中给出Cr3+是指生成的铬是三价的,并不是说生成三价铬离子,这在题干中已经给出,此处需要我们根据实际情况进行判断。【解析】2CrO+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3↓+2S↓+7OH-;S2-过量,水溶液中S2-能与单质硫反应生成SS能还原Cr(Ⅵ),所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快;可以在不同反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液褪色程度;Zn-Cu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率;单质铁发生吸氧腐蚀,3Fe-6e-=3Fe2+,3Fe2++CrO+4H2O=Cr(OH)3↓+5OH-+3Fe3+;12、略
【分析】【分析】
(1)
由题中图示可知,1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量高,2molHCl(g)的能量低,即1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量>2molHCl(g)的能量;答案为>。
(2)
由题中图示可知;反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,因为断裂1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量小于形成2molH-Cl键放出的总能量;答案为放;断裂1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量小于形成2molH-Cl键放出的总能量。
(3)
合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),焓变△H=反应物的总键能-生成物的总键能=946kJ/mol+436kJ/mol×3-391kJ/mol×3×2=-92kJ/mol,即生成2molNH3放出92kJ热量,则生成1molNH3放出46kJ热量;由于是放热反应,则反应物具有的能量大于生成物具有的能量,该反应的能量变化可用图甲表示;答案为放出;46;甲。【解析】(1)>
(2)放断裂1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量小于形成2molH-Cl键放出的总能量。
(3)放出46甲13、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)NaNO2是强碱弱酸盐,在溶液的NO会发生水解反应:NO+H2OHNO2+OH-,消耗水电离产生的H+,当最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),所以溶液显碱性,pH>7;
(2)NaNO2能和HI发生反应:2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O,在该反应中每有2molHI被氧化,反应消耗2mol氧化剂NaNO2,则若有0.5mol的还原剂被氧化,则消耗氧化剂0.5mol,根据n=N/NA,该过程中转移的电子数为0.5NA;
(3)A.NaCl溶液显中性,而NaNO2溶液显碱性,故可以测定这两种溶液的pH区分NaNO2和NaCl;错误;
B.在NaNO2和NaCl的溶液中滴入甲基橙;溶液均显黄色,故不能鉴别二者,正确;
C.在酸性条件下NaNO2、KI会发生氧化还原反应,产生I2,I2遇淀粉溶液会变为蓝色;而NaCl溶液无明显现象,故可以鉴别二者,错误;
D.NaCl溶液中加入AgNO3和HNO3溶液,产生白色沉淀,而NaNO2溶液中加入AgNO3和HNO3溶液;无明显现象,可以鉴别二者,错误;
故选B。
(4)某工厂废液中含2%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂中:①NaCl②NH4Cl③H2O2④浓硫酸,能使其转化为不引起二次污染的N2的物质应该具有还原性,而且二者都反应产生的是N2,反应的离子方程式为NH4++NO2-=N2↑+2H2O,故选项②NH4Cl符合题意。【解析】>NO+H2OHNO2+OH-0.50.5NAB②NH4++NO2-=N2↑+2H2O14、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】沉淀本身的性质溶解溶解生成三、判断题(共8题,共16分)15、A【分析】【详解】
由于该反应是放热反应,所以反应物的总能量之和大于生成物的总能量之和,因此气体的总能量小于氢气和氟气的能量之和,说法正确。16、B【分析】【详解】
酸抑制水的电离,能水解的盐促进水的电离,错误。17、B【分析】【分析】
【详解】
室温下,某溶液的c(H+)>10-7mol·L-1,则该溶液呈碱性,故答案为:错误。18、B【分析】【分析】
【详解】
(1)用碳酸钠粉末与酸反应可以制备CO2;故正确;
(2)用铁片和稀H2SO4反应制取H2时,为加快产生H2的速率不可改用浓H2SO4;浓硫酸遇铁,常温下发生钝化,故错误;
(3)加热分解NH4HCO3固体,将所得的气体进行适当处理除去二氧化碳和水,可获得NH3;故正确;
(4)用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同;均是固体加热,故正确;
(5)由MgCl2溶液制备无水MgCl2:应在HCl气流中将MgCl2溶液加热;故错误;
(6)应用排水法收集铜粉和稀硝酸反应产生的NO;故错误;
(7)排水法收集KMnO4分解产生的O2:先移出导管;后熄灭酒精灯,故错误;
(8)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2:气体产物应先通过饱和食盐水,后通过浓硫酸,故错误。19、B【分析】【分析】
【详解】
滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,并不一定是酸碱恰好中和的点,故答案为:错误。20、A【分析】【分析】
【详解】
在任何溶液中都存在水的电离平衡:H2OH++OH-。若溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;若c(H+)=c(OH-),溶液显中性;若c(H+)<c(OH-),溶液显碱性,这与溶液所处的外界温度无关,故在任何温度下,都利用H+和OH-浓度的相对大小来判断溶液的酸碱性,这句话是正确的。21、B【分析】【详解】
根据吉布斯自由能判断,ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时能自发进行,错误。22、×【分析】【详解】
在测定中和热时,通常稀碱溶液中OH-稍过量,以保证稀酸溶液中H+完全被中和,所测中和热数值更准确;错误。【解析】错四、有机推断题(共4题,共12分)23、略
【解析】(1)醛基。
(2)正丁酸,
(3)+HNO3+H2O
(4)
(5)
(6)24、略
【分析】【分析】
原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;因为都为主族元素,最外层电子数小于8,所以Y的最外层为3个电子,Q的最外层为4个电子,则Y为硼元素,Q为硅元素,则X为氢元素,W与氢同主族,为钠元素,Z的原子序数等于Y;W、Q三种元素原子的最外层电子数之和,为氧元素。即元素分别为氢、硼、氧、钠、硅。
【详解】
(1)根据分析,Y为硼元素,位置为第二周期第ⅢA族;QX4为四氢化硅,电子式为
(2)①根据元素分析,该反应方程式为
②以稀硫酸为电解质溶液;向两极分别通入气体氢气和氧气可形成原电池,其中通入气体氢气的一极是负极,失去电子;
③外电路有3mol电子转移时,需要消耗1.5mol氢气,则根据方程式分析,需要0.5mol硅化钠,质量为37g。【解析】第二周期第ⅢA族负极37g25、略
【分析】【详解】
(1)A、B、C、E中均有钠元素,根据B的用途可猜想出B为NaHCO3,X为C(碳),能与CO2反应生成NaHCO3的物质可能是Na2CO3或NaOH,但A、B之间能按物质的量之比为1∶1反应,则A是NaOH,E为Na2CO3,能与NaHCO3反应放出无色无味的气体,且这种物质中含有钠元素,则C只能为Na2O2,D为O2,结合题设条件可知F为Fe,G为Fe3O4。
(2)Na2O2中Na+与以离子键结合,中O原子与O原子以共价键结合,其电子式为
(3)Fe3O4中含有Fe2+和Fe3+,Fe2+被稀HNO3氧化为Fe3+,反应的离子方程式为:3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)D→G反应为3Fe+2O2Fe3O4,转移4mol电子时释放出akJ热量,则转移8mol电子放出2akJ热量,则其热化学反应方程式为:3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=−2akJ/mol。
(5)N2在阴极上得电子发生还原反应生成NH3:N2+6H++6e−2NH3。【解析】①.NaOH②.Fe③.④.3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O⑤.3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=−2akJ/mol⑥.N2+6H++6e−2NH326、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠(碳酸氢钠),再与硫酸反应生成硫酸钠,①常用作泡沫灭火器的是NaHCO3,故为乙;②浓度相同的碳酸氢钠溶液和硫酸钠溶液中,HCO3-水解;故乙溶液中水的电离程度大;
(2)金属铝是13号元素,核外电子排布为2、8、3②n(Al)=n(NaOH)时,生成偏铝酸钠,根据方程式:2NaAlO2+4H2SO4=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O可知,NaAlO2与H2SO4的物质的量之比为1:2,符合题意,故丙的化学式是Al2(SO4)3;
(3)若甲是氯气,与氢氧化钠生成氯化钠和次氯酸钠,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;用方程式①-②,得TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=-81-(-221)=+140kJ·mol-1;③根据电荷守恒可得到:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)+2c(SO42-);其中,溶液显中性即c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(ClO-)+2c(SO42-);又根据物料守恒可得到:c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),即c(ClO-)=c(Na+)-2c(SO42-)、c(HClO)=c(Na+)-c(ClO-)=c(Na+)-[c(Na+)-2c(SO42-)]=2c(SO42-);Ka=
=()×10-5;【解析】乙乙Al2(SO4)3Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OTiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ·mol-1()×10-5五、原理综合题(共3题,共27分)27、略
【分析】【详解】
(1)N原子最外层有5个电子,所以每个N原子可以形成3个共价单键,若氮原子间只以氮氮单键形式连接成链状并形成氢化物,则该系列氢化物的通式为NxHx+2(x≥1且x为正整数)。
(2)40gN2H4物质的量为40g÷32g/mol=1.25mol,则1molN2H4在火箭发射时反应中放出的热量为=568kJ,该反应的热化学方程式为2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)∆H=-1136kJ/mol。
(3)I.用三段式,设从起始到平衡转化N2物质的量为xmolN2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H=-92kJ/mol
n(起始)(mol)1.560
n(转化)(mol)x3x2x
n(平衡)(mol)1.5-x6-3x2x
当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则=80%,解得x=0.75,反应放出的热量为0.75mol×92kJ/mol=69kJ,H2的转化率为×100%=37.5%,达到平衡时N2、H2、NH3物质的量浓度依次为mol/L、mol/L、mol/L,该反应的平衡常数K1==
II.I中反应达到平衡时NH3的物质的量分数为×100%=25%;在保持温度不变,相同体积的密闭容器中,将起始的物质的量改为amolN2、bmolH2、cmolNH3,平衡时NH3的物质的量分数为25%,II与I为恒温恒容时完全全等的等效平衡,I是从正反应开始建立平衡,故达到平衡时,I和II放出的热量,I等于或大于II,答案选D;由于温度不变,所以I和II的平衡常数相等,即K1=K2;欲使开始时反应正向进行,则a应大于平衡值0.75,故a的取值范围为0.75【解析】NxHx+2(x≥1且x为正整数)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)∆H=-1136kJ/mol6937.5%D=0.7528、略
【分析】(1)
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)①,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)②,由盖斯定律:2×反应②-反应①得到:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH=2×(-1269.0)-(-905.5)=-1632.5kJ·mol-1,773K时主反应平衡常数
(2)
①影响化学反应速率的条件中增大浓度、增大压强、升高温度都会增大反应速率,其中温度升高对反应速率的影响大,abc点中c点温度大,反应速率大,故答案为:c;
②分析图象中氮气的浓度变化可知,550K时达到最大,550K后随温度升高浓度减小,变化趋势说明在b点前反应未达到平衡状态,反应正向进行氮气浓度增大,达到平衡状态后b点后氮气浓度随温度升高减小,说明正反应是放热反应,升温平衡逆向进行,且随温度升高有副产物的生成,N2浓度降低;
(3)
欲完全沉淀Fe2+、Mn2+(离子浓度低于1.0×10-5),阴阳离子比相同,溶度积常数越大,溶解性越大,结合溶度积常数比较计算此时碳酸亚铁完全生成的碳酸根离子浓度,为最小的碳酸根离子浓度依据NiCO3溶度积常数计算Ni2+的物质的量浓度均为10-3mol•L-1.时需要碳酸根离子的最大浓度,保证镍离子不沉淀,此时碳酸根离子浓度欲完全沉淀Fe2+、Mn2+(离子浓度低于1.0×10-6),应控制CO的物质的量浓度范围为:3.0×10-6~1.0×10-4;
(4)
根据图示,Fe为阳极,通电后,左极区产生浅绿色溶液,Fe放电生成Fe2+,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,随后生成无色气体,说明Fe2+与亚硝酸根离子发生氧化还原反应得到N2,同时生成Fe3+,反应为:6Fe2++8H++2NO=6Fe3++4H2O+N2↑,可得关系式:3Fe~NaNO2,当Fe电极消耗5.6g时,理论上可处理NaNO2的质量为:则废水的质量为:【解析】(1)-1632.54.9×1043mol·L-1
(2)c反应还未到达平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,单位时间内N2浓度越大;达到平衡状态后,随着温度升高,平衡逆向移动,N2浓度降低。
(3)3.0×10-6~1.0×10-4
(4)50g29、略
【分析】(1)
A.CO2与CH4为a、b、c反应的反应物,增大浓度,对应的正反应速度都增大,A正确;
B.移去部分C(s),由于移除的是纯固体,对平衡移动不产生影响,B错误;
C.催化剂只会改变化学反应速率,不会改变化学反应的限度,C错误;
D.降低反应温度,所有反应速率均降低,D正确;
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