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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年人民版选修4化学下册阶段测试试卷389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5题,共10分)1、已知CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/mol
C—H键的键能约为413kJ/mol,O—H键的键能约为463kJ/mol,H—H键的键能约为436kJ/mol,则CO2中C=O键的键能约为A.797.5kJ/molB.900.5kJ/molC.962.5kJ/molD.1595kJ/mol2、对于反应在某温度时X的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关该反应的描述正确的是()
A.6min后,反应停止B.当达到平衡时,X的物质的量减少了0.85molC.当达到平衡时,Z的浓度增加了0.85D.若降低温度,则v正减小,v逆增大3、关于等体积且pH相同的醋酸和盐酸,下列叙述不正确的是A.分别与NaOH溶液中和,消耗NaOH的物质的量醋酸大于盐酸B.分别稀释至原溶液的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍然相同,则m>nC.分别与足量的锌粉反应,生成氢气的体积醋酸大于盐酸D.分别与完全一样的足量锌粒反应,开始时反应速率盐酸大于醋酸4、在一定条件下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)分别是1.0×10-amol·L-1和1.0×10-bmol·L-1,在此温度下,下列说法正确的是A.aB.a=bC.水的离子积为1.0×10-(7+a)D.水的离子积为1.0×10-(b+a)5、新型高性能电池的开发与研究已成为当下信息产业化时代的迫切要求、某研究团队设计研制了种高性能的磷酸铁锂(LiFePO4,简称LFP)电池。正极材料为磷酸铁锂,与Al相连,负极材料为石墨,与Cu相连,正、负之间存在电解质并通过聚合物隔膜隔开,此膜只允许Li+通过,其工作原理如图所示,总反应为Li(1-x)C6十LiFePO4LiC6+Li(1-x)FePO4。下列有关说法正确的是。
A.当开关K置于a时,Li+由右向左穿过聚合物隔膜到达正极B.当开关K置于a时,正极材料上的电极反应为:Li(1-x)FePO4+xLi++xe-=LiFePO4C.该电池的正、负极之间可以用Na2SO4水溶液作电解质溶液D.当开关K置于b时,负极上的电极反应为:LiC6-xe-=Li(1-x)C6+xLi+评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)6、按要求写热化学方程式:
(1)25℃、101kPa条件下充分燃烧一定量的C2H2气体放出热量为1300kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生100g白色沉淀,写出表示C2H2气体充分燃烧的热化学方程式:___;
(2)已知稀溶液中,1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式:___。7、采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术;在含能材料;医药等工业中得到广泛应用。已知:
2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)ΔH1=−4.4kJ·mol−1
2NO2(g)=N2O4(g)ΔH2=−55.3kJ·mol−1
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)的ΔH=_______kJ·mol−1。8、(1)已知在250C、1.013×105Pa下;1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,生成物能量总和________(填“>”;“<”或“=”)反应物能量总和.若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量________570kJ(填“>”、“<”或“=”).
(2)已知在250C、1.013×105Pa下,16gCH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3kJ热量,写出甲烷燃烧热的热化学方程式__________________________.9、二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域,反应如下:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g);理论计算表明,原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3;在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
(1)图中,表示C2H4、CO2变化的曲线分别是__、__。
(2)根据图中点A(600K,b、c相交),计算该温度时反应的平衡转化率为__(保留小数点后一位)。
(3)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯选择性,应当__。10、(1)CuSO4的水溶液呈______(填“酸”、“中”、“碱”)性,常温时的pH_____(填“>”或“=”或“<”),实验室在配制CuSO4的溶液时,常将CuSO4固体先溶于________中;然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以_____(填“促进”;“抑制”)其水解。
(2)泡沫灭火器中的主要成分是_______和_______溶液,反应的离子方程式为________。11、I.(1)钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀。在酸性环境下,其正极反应式为_____________;在酸性很弱或中性条件下,其发生___________________(填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)。
(2)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,开关K置于N处,该电化学防护法称为____________________;若X为锌棒,开关K置于M处,________(填“能”或“不能”)达到防止铁腐蚀目的。
II.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O;完成下列问题:
(1)甲池燃料电池的负极反应为___________________。
(2)乙池中石墨电极为___________极,发生_____________反应(填“氧化”或“还原”)写出乙池中电解总反应的化学方程式:___________________。
(3)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生________g沉淀,此时乙池中溶液的体积为400mL,该溶液的pH=____________。评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)12、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、元素或物质推断题(共1题,共4分)13、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五种短周期元素;其原子序数依次增大。
①W的氢化物与W最高价氧化物对应水化物反应生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高价氧化物对应水化物之间两两反应均可生成盐和水。
③常温下,Q的最高价气态氧化物与化合物X2O2发生反应生成盐乙。
请回答下列各题:
(1)甲的水溶液呈酸性,用离子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M为金属元素,方程式未配平)由上述信息可推测Z在周期表中位置为________________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。写出此反应的离子方秳式_____________________________。评卷人得分五、实验题(共3题,共27分)14、二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿(有效成分为)为原料;通过热解法进行生产。
(1)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.
ii.
①反应i的化学平衡常数表达式___________。
②焙烧制取的热化学方程式是_________________。
(2)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是________________。
(3)在其他条件不变时,某科研团队对影响转化率的生产条件进行了研究;结果如图2;图3所示。
①图2是在常压()下的研究结果,请在图2中用虚线画出下转化率与反应温度的关系图______。
②常压下,要提高的转化率,应选择的生产条件是____________焙烧
③图3中,焙烧时,的转化率:干空气<湿空气,原因是______________。15、用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)仔细观察实验装置;图中是否缺少一种玻璃仪器,如果缺少,缺少的是______________(填仪器名称,如果不缺少,此空不填),图中是否有不妥之处,如果有请指出:________________________(如果没有,此空不填)。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热ΔH将______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)如果用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热____________(填“相等”或“不相等”),简述理由:____________________________。16、聚合硫酸铁简称聚铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于饮用水等的净化。某化工厂利用硫酸铜废液制备聚铁;其流程如下:
回答下列问题:
(1)试剂A为__________。
(2)本实验中两次加入硫酸,其中“加热浓缩“时加入稀硫酸,除了抑制离子水解,还为了_______,“聚合”时加硫酸是为了控制溶液的pH在一定范围内,若pH偏大,则_________。
(3)“控温氧化”时选用绿色氧化剂双氧水,该过程需要控温的原因是________。
(4)减压蒸发装置如图所示。实验开始时,应先打开减压泵,从_____(填字母)口通入冷水,再打开旋转主机;实验结束时应先关闭旋转主机,再_______,打开阀门a通大气后,最后取下______(填仪器名称),从中获得聚铁。本实验采取减压蒸发的理由是___________。
(5)测定聚合硫酸铁样品主要成分的化学式。准确称取所得聚铁样品5.520g;溶于适量稀盐酸中,然后分成两等份:
a.一份加入过量的BaCl2溶液;然后过滤;洗涤、干燥,称重,得固体质量1.165g;
b.另一份置于250mL锥形瓶中,加入过量KI,充分反应后再用0.5000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点;消耗标准溶液20.00mL。
已知:I2+2S2O32–=2I–+S4O62–(无色)
①计算所得产品化学式中n=_______。
②若m=4,写出“聚合”过程的化学方程式:______。评卷人得分六、结构与性质(共3题,共27分)17、随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,含碳化合物的综合利用备受关注。CO2和H2合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的=_______已知由实验测得反应Ⅰ的(为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡转化率提高的是_______(填字母)。
A.增大压强B.升高温度C.增大H2与CO2的投料比D.改用更高效的催化剂。
②恒温(200℃)恒压条件下,将1molCO2和1molH2充入某密闭容器中,反应达到平衡时,CO2的转化率为a,CH3OH的物质的量为bmol,则此温度下反应Ⅲ的平衡常数Kx=_______[写出含有a、b的计算式;对于反应为物质的量分数。已知CH3OH的沸点为64.7℃]。其他条件不变,H2起始量增加到3mol,达平衡时平衡体系中H2的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。
(3)反应Ⅲ可能的反应历程如图所示。
注:方框内包含微粒种类及数目;微粒的相对总能量(括号里的数字或字母;单位:eV)。其中,TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
①反应历程中,生成甲醇的决速步骤的反应方程式为_______。
②相对总能量_______eV(计算结果保留2位小数)。(已知:)18、常温下,有下列四种溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化学用语解释其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加入大小相同的镁条,开始时反应速率的大小关系为①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等体积、等pH的溶液①和④分别与足量的②反应,消耗②的物质的量大小关系为①_______④(填“>”、“<”或“=”)。19、常温下,用酚酞作指示剂,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图。
(已知:CH3COOH、HCN的电离平衡常数分别为1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)图__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH变化的曲线;判断的理由是__。
(2)点③所示溶液中所含离子浓度的从大到小的顺序:__。
(3)点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)点②③④所示的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是:__。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、A【分析】【分析】
【详解】
根据盖斯定律,CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=+206kJ/mol,CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H2=+247kJ/mol,可得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的∆H=2△H1—△H2=2×206kJ/mol—247kJ/mol=+165kJ/mol,根据化学键与反应热的关系可得:4×413kJ/mol+4×463kJ/mol—2E(C=O)—4×436kJ/mol=+165kJ/mol,解得E(C=O)=797.5kJ/mol,故A项正确。2、C【分析】【详解】
A.由题图可知;6min时反应达到了一定的反应限度,但反应没有停止,而是始终在进行,A错误;
B.达到平衡时;X的物质的量浓度减少了0.85mol/L,由于体积未知,无法确定X的物质的量的减少量,B错误;
C.由于X;Z的化学计量数均为1;故当达到平衡时Z的浓度增加了0.85mol/L,C正确;
D.若降低温度,则v正、v逆均减小;D错误;
故选C。3、D【分析】【分析】
等体积且pH相同的醋酸和盐酸,c(H+)相同;但由于醋酸为弱酸,部分发生电离,所以醋酸溶液的浓度大于盐酸溶液的浓度,醋酸的物质的量大于盐酸的物质的量。
【详解】
A.分别与NaOH溶液中和;因为醋酸的物质的量大于盐酸,所以消耗NaOH的物质的量醋酸大于盐酸,A正确;
B.分别稀释至原溶液的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍然相同,由于醋酸在稀释过程中,n(H+)不断增大,而盐酸中n(H+)保持不变;所以稀释后醋酸溶液的体积大,即m>n,B正确;
C.分别与足量的锌粉反应;因为醋酸的物质的量大于盐酸,所以生成氢气的体积醋酸大于盐酸,C正确;
D.分别与完全一样的足量锌粒反应,由于开始时c(H+)相同;所以开始时反应速率相同,D错误。
故选D。4、D【分析】【详解】
硫酸电离出的H+抑制水的电离,硫酸铁属于强酸弱碱盐,Fe3+水解促进水的电离,溶液呈酸性,则a>b;硫酸中水电离出来的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-amol/L,硫酸溶液中OH-全部来自水的电离;硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)是1.0×10-bmol/L,硫酸铁溶液中H+全部来自水的电离,两溶液的pH相同,则硫酸中c(H+)是1.0×10-bmol/L,则Kw=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-a×1.0×10-b=1.0×10-(a+b);故选D。
【点晴】
由水电离出来的c(H+)=c(OH-),硫酸铁溶液中铁离子水解促进水的电离,硫酸抑制水的电离,两者pH值相同,说明硫酸电离出的氢离子浓度与硫酸铁中水电离的氢离子浓度相同。5、D【分析】【分析】
根据题干叙述可知左极为该电池的正极;当开关K置于a时,该装置为电解池,当开关K置于b时,该装置为原电池。
【详解】
A.当开关K置于a时,该装置是电解池,该电池充电,故电池正极为阳极,电池负极为阴极,Li+由左向右穿过聚合物隔膜到达负极;A错误;
B.根据总反应可知充电时正极材料上的电极反应为LiFePO4-xe-==Li(1-x)FePO4+xLi+;B错误;
C.充电时负极材料上的电极反应为Li(1-x)C6+xLi++xe-=LiC6,故负极材料可以看成是锂单质镶嵌于石墨中,而锂单质是可以和水反应的,所以该电池的电解质溶液不能用Na2SO4水溶液;C错误;
D.当开关K置于b时,该装置为原电池,根据总反应可知负极上的电极反应为:LiC6-xe-=Li(1-x)C6+xLi+;D正确。
答案选D。
【点睛】
当为原电池时电池负极失去电子,正极得到电子;当为电解池时,原电池的正极为电解池的阳极,阳极失去电子,原电池的负极为电解池的阴极,阴极得到电子,做题时注意得失电子情况;电解池中离子流向为阴阳相吸,即阳离子流向阴极,阴离子流向阳极。二、填空题(共6题,共12分)6、略
【分析】【分析】
(1)根据生成碳酸钙的质量计C2H2的物质的量,结合燃烧热的概念书写表示C2H2燃烧热化学方程式;
(2)根据中和热的概念:稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量求出中和热并书写出中和热的热化学方程式。
【详解】
(1)n(CaCO3)==1mol,则根据C元素守恒,可知n(CO2)=1mol,即C2H2燃烧生成的二氧化碳为1mol,由C2H2燃烧的化学方程式2C2H2+5O2=4CO2+2H2O可知反应的C2H2的物质的量是n(C2H2)=因为燃烧mol的C2H2放出的热量为1300kJ,所以燃烧1molC2H2产生CO2气体和产生液态水放出热量是2600kJ,故C2H2的燃烧热为2600kJ,所以表示C2H2燃烧热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-2600kJ/mol,故答案为:C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-2600kJ/mol;
(2)1molH2SO4溶液与足量NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,即生成2mol水放出114.6kJ的热量,反应的反应热为-114.6kJ/mol,中和热为-57.3kJ/mol,则中和热的热化学方程式NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,故答案为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol。
【点睛】
本题考查热化学方程式的书写,注意把握中和热和燃烧热的概念,利用反应热与反应途径无关,只与物质的始态和终态有关进行解答问题,注意反应热要与反应的物质的物质的量的多少及物质的存在状态相对应。【解析】C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-2600kJ/molNaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol7、略
【分析】【详解】
第一个方程式×-第二个方程式得到第三个方程式,故ΔH=ΔH1-ΔH2=53.1kJ·mol−1,故答案为:53.1。【解析】53.18、略
【分析】【详解】
(1)1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,说明生成物的总能量小于反应物的总能量;2mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为285×2=570kJ,由液态水变气态水需要吸热,所以2mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出的热量小于570kJ;(2)16gCH4(g)的物质的量为1mol,所以热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ•mol﹣1。
【点睛】
放热反应中生成物的总能量小于反应物总能量,反应放出的热量多少与物质的状态密切相关。由液体变为气体需要吸收热量。【解析】<<CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ•mol﹣19、略
【分析】【分析】
(1)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,根据反应方程式2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),CO2、H2的物质的量分数变化趋势相同,比值为1:3;C2H4、H2O的物质的量分数变化趋势相同,比值为1:4;(2)利用“三段式”计算A点对应温度的平衡转化率;(3)催化剂具有选择性;
【详解】
(1)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,根据反应方程式2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),CO2、H2的物质的量分数变化趋势相同,比值为1:3;C2H4、H2O的物质的量分数变化趋势相同,比值为1:4,所以a表示H2、c表示CO2、b表示H2O、d表示C2H4;a表示H2、c表示CO2、b表示H2O、d表示C2H4,图中点A,b、c相交,即x=平衡转化率33.3%;(3)催化剂具有选择性,为了提高反应速率和乙烯选择性,应当选择合适的催化剂。
【点睛】
本题考查化学平衡转化率,正确分析图象各曲线代表的物质是解题关键,明确反应过程中C2H4、H2O的物质的量分数变化趋势相同,比值为1:4。【解析】①.d②.c③.33.3%④.选择合适的催化剂10、略
【分析】【分析】
(1)CuSO4是强酸弱碱盐;结合铜离子水解的方程式分析解答;
(2)HCO3-和Al3+均可发生水解,相互促进,产生气体CO2和沉淀Al(OH)3;据此分析解答。
【详解】
(1)CuSO4是强酸弱碱盐,铜离子水解方程式为Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,水解后溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液呈酸性,常温下pH<7;为了防止CuSO4水解,所以配制CuSO4溶液时将CuSO4先溶于较浓的硫酸中;抑制其水解,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,故答案为:酸;<;硫酸;抑制;
(2)沫灭火器中的主要成分是Al2(SO4)3和NaHCO3溶液,HCO3-和Al3+均可发生水解,且相互促进,产生气体CO2和沉淀Al(OH)3,离子方程式为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故答案为:Al2(SO4)3;NaHCO3溶液;Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。
【点睛】
本题的易错点为(2),要注意铝离子和碳酸氢根离子易发生双水解而不能共存。【解析】酸<硫酸抑制Al2(SO4)3NaHCO3溶液Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑11、略
【分析】【分析】
I.(1)根据金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀进行分析;
(2)从金属防护的方法上进行分析;
II.从原电池工作原理和电解原理的角度进行分析和解答;
【详解】
I.(1)金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和吸氢腐蚀,如果电解质为酸性,则发生析氢腐蚀,根据原电池工作原理,正极反应式为2H++2e-=H2↑;如果电解质为中性或极弱的酸性,则发生吸氧腐蚀,根据原电池的工作原理,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;
故答案为2H++2e-=H2↑;吸氧腐蚀;
(2)X为碳棒;开关K置于N处,该装置则有外加电源,装置属于电解质,根据电解池的工作原理,铁电极作阴极,铁不参与反应,被保护,这叫外加电流阴极保护法;若X为锌棒,开关K置于M处,该装置为原电池装置,锌比铁活泼,锌为负极,铁为正极,铁被保护,该方法叫牺牲阳极的阴极保护法;
故答案为:外加电流阴极保护法;能;
II.(1)甲池为电池,通燃料一极为负极,即通CH3OH一极为负极,通氧气或空气的一极为正极,电解质为KOH溶液,因此负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
故答案为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)乙池中石墨连接甲池通氧气一极,即乙池中石墨为阳极,乙池中Ag作阴极,根据电解原理,阳极上失电子,发生氧化反应,阳极反应式为2H2O+4e-=O2↑+4H+,阴极上得到电子,发生还原反应,阴极反应式为Cu2++2e-=Cu,因此总电极反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
故答案为:阳;氧化;2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)丙池总反应式为MgCl2+2H2OMg(OH)2+H2↑+Cl2↑,电路为串联电路,根据转移电子物质的量相同,建立的关系式是为解得n1=0.02mol,即生成Mg(OH)2质量为0.02mol×58g·mol-1=1.16g,n2=0.04mol,乙池中c(H+)==0.1mol·L-1;即pH=1;
故答案为1.16g;1。
【点睛】
电池的电极反应式书写是本题的难点,电池是两个半反应,一般先判断出氧化剂、还原产物,还原剂、氧化产物,根据化合价的变化,标出得失电子,根据电解质溶液的酸碱性,判断出H2O、H+、OH-谁参与反应,最后根据电荷守恒和原子守恒,配平其他。【解析】2H++2e=H2↑吸氧腐蚀外加电源(流)的阴极保护法能CH3OH-6e+8OH=CO32-+6H2O阳氧化2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO41.161三、判断题(共1题,共2分)12、×【分析】【详解】
向溶液中加入少量水,减小,碱性减弱即减小,则增大,则溶液中增大,故错;【解析】错四、元素或物质推断题(共1题,共4分)13、略
【分析】【分析】
根据题干可知Q;W、X、Y、Z分别为C、N、O、Na、Cl五种元素。
(1)甲为硝酸铵,其水溶液呈酸性,主要是铵根水解显酸性,其离子方程式表示其原因NH4++H2ONH3·H2O+H+。
(2)③中反应为二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(3)根据方程式ZO3n-→Z-;由上述信息可推测Z为Cl,在周期表中位置为第三周期第ⅦA族。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。此反应的离子方程式为16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O。
【详解】
(1)甲为硝酸铵,其水溶液呈酸性,主要是铵根水解显酸性,其离子方程式表示其原因NH4++H2ONH3·H2O+H+,故答案为:NH4++H2ONH3·H2O+H+。
(2)③中反应为二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(3)根据方程式ZO3n-→Z-;由上述信息可推测Z为Cl,在周期表中位置为第三周期第ⅦA族,故答案为:第三周期第ⅦA族。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。此反应的离子方程式为16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O,故答案为:16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O。【解析】NH4++H2ONH3·H2O+H+2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2第三周期第ⅦA族16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O五、实验题(共3题,共27分)14、略
【分析】【分析】
(1)考查平衡常数表达式以及盖斯定律;
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气的目的可以从的平衡正向移动入手;
(3)增压平衡逆向移动。未达到平衡的某个时间点物质的转化率大小比较可以从反应速率入手。
【详解】
(1)①固体不写进平衡常数表达式,故K=
②热化学方程式i扩大倍数2,再加上方程式ii,可得到焙烧制取的热化学方程式
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气分离出CO2,的平衡会正向移动,故答案为保持的浓度,降低的浓度;使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率;
(3)①增压平衡逆向移动;相同温度条件下物质转化率降低,则作图为:
②结合图2和图3,湿空气中,左右,焙烧的转化率较高;
③8h时干空气中未达到平衡,物质的转化率大小可以通过比较反应速率得到,故答案为干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,时未达到平衡。【解析】保持的浓度,降低的浓度,使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率湿空气中,左右干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,时未达到平衡。15、略
【分析】【分析】
(1)实验测定过程中要使用环形玻璃棒进行搅拌保证反应快速彻底进行;中和热测定实验成败的关键是保温工作;
(2)不加盖纸板;热量会散失,测定中和反应放出的热量数值偏小,放热反应焓变小于0;
(3)根据中和热定义分析解答。
【详解】
(1)从实验装置上看;图中尚缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大烧杯口与小烧杯口不相平,且未填满碎纸条;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,会有部分热量散失,则求得的中和热数值偏小,中和反应为放热反应,焓变小于0,ΔH偏大;
(3)如果用60mL0.50mol•L﹣1盐酸与50mL0.55mol•L﹣1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,反应生成的水增多,则所放出的热量也增多;根据中和热的定义可知,中和热是指生成1mol水放出的热量,经折算后,最终求出的中和热是相等的。【解析】环形玻璃搅拌棒大烧杯口与小烧杯口不相平,且未填满碎纸条偏大相等中和热是一个定值,与实验中药品的用量多少无关16、略
【分析】【分析】
分析制备流程,利用硫酸铜废液制备聚铁,则将硫酸铜废液除酸后,需先加入一定量的铁粉,搅拌、过滤,得到硫酸亚铁溶液。向其中加入少量硫酸,一方面可在加热浓缩时抑制Fe2+的水解,另一方面为下一步氧化提供酸性环境,提高双氧水的氧化能力。通过双氧水将Fe2+氧化为Fe3+。该步骤注意控制反应温度。之后加入水和稀硫酸进行聚合;最后通过减压蒸发得到聚铁。据此分析解答。
【详解】
(1)根据原料和产品可知将硫酸铜废液转化为聚铁;故硫酸铜废液除酸后,加入一定量铁粉,则可知试剂A为铁粉。答案为:铁粉;
(2)由分析可知,加入少量稀硫酸,除了在加热浓缩时抑制Fe2+的水解,还为下一步氧化提供酸性环境,提高双氧水的氧化能力。“聚合”时加硫酸是为了控制溶液的pH在一定范围内,若pH偏小时,Fe3+水解程度弱,pH偏大时,Fe3+容易转化成Fe(OH)3沉淀,导致聚铁产率降低;答案为:增加H+浓度,提高双氧水的氧化能力(或促进Fe2+被氧化);Fe3+容易转化成Fe(OH)3沉淀;导致聚铁产率降低;
(3)控制温度在一定范围内;一方面是为了加快反应速率,另一方面是防止双氧水分解,答案为:温度过低反应速率慢,温度过高双氧水分解;
(4)该装置使用减压泵给系统减压,降低溶液的沸点,可以在较低温度下蒸馏,避免产品聚铁分解。实验开始时,先打开减压泵使系统处于负压状态,再从用于冷凝蒸出物的(蛇形)冷凝管下口即b口通入冷水,从上口即c口排出;要将聚铁与水分离,因为水的沸点相对聚铁要低,故水浴锅温度调至减压条件下水的沸点附近,打开电动机转动旋转瓶,旋转瓶置于水浴中一边旋转,一边加热,可以增大蒸发面积,利于瓶内溶液扩散蒸发。结束时应先停止旋转电动机,防止蒸馏烧瓶在转动中脱落,再打开通气阀通大气,然后取下收集瓶和旋转瓶。实验中通过水浴加热是蒸发溶剂水,故水在收集瓶中,聚铁在旋转瓶中,取下旋转瓶得聚铁。答案为:b;关闭减压泵;旋转瓶;降低蒸发温度;防止加热时聚铁分解;
(5)①n(SO42-)=n(BaSO4)=依据关系式:2Fe3+~I2~2S2O32-,可知n(Fe3+)=n(S2O32-)=n=1。答案为:1;
②若m=4,说明Fe2(SO4)3“聚合”生成[Fe2(OH)4SO4]4,即部分Fe3+水解,反应方程式为:4Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4。答案为:4Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4。【解析】铁粉增加H+浓度,提高双氧水的氧化能力(或促进Fe2+被氧化)Fe3+容易转化成Fe(OH)3沉淀,导致聚铁产率降低温度过低反应速率慢,温度过高双氧水分解b关闭减压泵旋转瓶降低蒸发温度,防止加热时聚铁分解14Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4六、结构与性质(共3题,共27分)17、略
【分析】【详解】
(1)根据盖斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反应Ⅰ属于吸热反应,反应Ⅰ达平衡时升温,平衡正向移动,K增大,则减小;
(2)①A.Ⅲ为气体分子总数减小的反应,加压能使平衡正向移动,从而提高的平衡转化率;A正确;
B.反应Ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,反应Ⅲ为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的平衡转化率不一定升高;B错误;
C.增大与的投料比有利于提高的平衡转化率;C正确;
D.催剂不能改变平衡转化率;D错误;
故选AC;
②200℃时是气态,1mol和1molH2充入密闭容器中,平衡时的转化率为a,则消耗剩余的物质的量为根据碳原子守恒,生成CO的物质的量为消耗剩余生成此时平衡体系中含有和则反应Ⅲ的其他条件不变,H2起始量增加到3mol,达平衡时则平衡时
的物质的量分别为0.5mol、1.9mol、0.5mol、0.2mol、0.3mol,平衡体系中H2的物质的量分数为1.9/3.4=0.56;
(3)①决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应。反应速率快慢由反应的活化能决定,活化能越大,反应速率越慢。仔细观察并估算表中数据,找到活化能(过渡态与起始态能量差)最大的反应步骤为
②反应Ⅲ的指的是和的总能量与和的总能量之差为49kJ,而反应历程图中的E表示的是1个分子和1个分子的相对总能量与1个分子和3个分子的相对总能量之差(单位为eV),且将起点的相对总能量设定为0,所以作如下换算即可方便求得相对总能量【解析】(1)+41.0减小。
(2)AC0.56
(3)或-0.5118、略
【分析】【分析】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全电离生成H+。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)。
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加
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