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文档简介
…………○…………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年苏教新版选择性必修1化学下册月考试卷158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总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、25℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下表所示。下列说法正确的是()。化学式CH3COOHH2CO3HCN电离平衡常数KK=1.7×10–5K1=4.2×10–7K2=5.6×10–11K=6.2×10–10
A.NaCN溶液中通入少量CO2的离子方程式为H2O+CO2+CN-=HCO3-+HCNB.向稀醋酸溶液中加少量水,增大C.等物质的量浓度的Na2CO3溶液pH比NaHCO3溶液小D.等体积等物质的量浓度的NaCN溶液和HCN溶液混合后溶液呈酸性2、实验测得溶液的pH随温度变化的曲线(不考虑水的挥发)如图所示。下列说法正确的是。
A.水解放热,水的电离吸热B.点的电离程度大于其水解程度C.a、b、c三点溶液的D.b点溶液中3、对于合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,下列研究结果和示意图相符的是()。选项ABCD研究结果压强对反应的影响温度对反应的影响平衡体系增加N2对反应的影响投料比与N2转化率关系图示
A.AB.BC.CD.D4、下列说法正确的是A.25℃,向蒸馏水中加入NaCl、NH4Cl、CH3COONa均能促进水的电离B.物质燃烧放出的热量就是该物质的燃烧热C.等质量的锌粒分别投入到过量等pH等体积的盐酸、醋酸中,醋酸中的平均反应速率快D.电解质溶液导电的过程就是其电离的过程5、设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.40g正丁烷和18g异丁烷的混合物中共价键数目为13NAB.0.1mol·L-1氯化铜溶液中氯离子数为0.2NAC.电解精炼铜时,阳极质量减小3.2g时,转移的电子数为0.1NAD.0.1molFeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体,生成胶粒数目为0.1NA6、常温下,向0.01mol∙L-1的一元酸HX溶液中通入氨气,此过程混合溶液中与pH之间关系如图所示(忽略溶液的体积变化)。下列叙述正确的是。
A.pH=7时,溶液中c()=mol∙L-1B.常温下,K(HX)≈1×10-5C.当溶液为碱性时,c(X-)D.混合溶液中不可能在:c(X-)>c()>c(H+)>c(OH-)7、在1L密闭容器中的一定量混合气体发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的物质的量为0.6mol,保持温度不变,将容器的容积扩大到2L,再次达到平衡时,测得A的物质的量为0.9mol。下列有关判断正确的是A.平衡向正反应方向移动B.C的体积分数增大C.x+yD.B的转化率降低评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)8、在某一容积为5L的密闭容器内,加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O,在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(正反应为吸热反应),反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示。
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的反应速率为___________;反应达到平衡时,c(H2)=___________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是___________。
①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等。
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等。
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化。
④正;逆反应速率都为零。
(3)如一开始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的CO2和0.1mol的H2,在相同的条件下,反应达到平衡时,c(H2O)=___________。9、随着现代科学技术的快速发展;防腐蚀技术也在不断提高。
Ⅰ.金属的腐蚀原理。
(1)中性环境中多为吸氧腐蚀,其正极的电极反应为________。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的均会导致体系中c(OH-)________(填“增大”;“不变”或“减小”)。
(3)不同酸性介质中;金属腐蚀原理并不相同。下图是密闭容器中,生铁在pH=2和pH=4的盐酸中压强随时间的变化过程。
图中代表pH=2的曲线是________(填“a”或“b”)。
Ⅱ.金属的电化学防护。
(1)富锌涂料是使用广泛的防锈底漆,涂层中锌对钢铁保护的原理是________。
(2)缓蚀剂是能明显减缓或阻止金属腐蚀的物质,钼酸钠(Na2MoO4)和磷酸二氢锌[Zn(H2PO4)]2是常用自来水(pH范围6.5~8.8)介质碳钢缓蚀剂。
①钼酸钠(Na2MoO4)在电极表面被还原为MoO2形成保护膜,减缓腐蚀,该电极反应为______;同时,MoO42-能与Fe2+反应生成难溶的Fe2O3和MoO2,沉积在碳钢表面减缓腐蚀。写出MoO42-与Fe2+反应的离子反应方程式:_______。
②电化学反应可使缓蚀剂成分中的Zn(H2PO4)2转化为难溶性的Zn3(PO4)2,形成保护膜,减缓腐蚀。用平衡移动原理解释发生转化原因________。10、铝;铁、铜的单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛。
(1)铁元素在元素周期表中的位置是__________。
(2)铝电池性能优越;铝-空气电池以其环保;安全而受到越来越多的关注,其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为____________________________________________。
②电池中NaCl的作用是___________________________________________________。
(3)用铝电池电解CuSO4溶液(电极均为铂电极),通电一段时间后,一极上析出红色固体,另一极的电极反应式为___________________,此时向溶液中加入SgCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度,则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为_______L。
(4)氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂。将铝土矿粉混合后加热并通入氯气,可得到氯化铝,同时生成CO,写出该反应的化学方程式______________。
(5)三氧化二铁和氧化亚铜(Cu2O)都是红色粉末,常用作燃料。已知氧化亚铜溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。取少量Fe2O3和Cu2O组成的混合物放入足量稀硫酸中。
①此过程中发生的反应有(用离子方程式表示):Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O;____________________;____________________。
②设计实验证明反应后所得溶液中铁元素可能存在形式_____________________。
③若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余,则n(Cu2O)__________n(Fe2O3)。(填“>”、“<”或“=”)。11、已知25℃时,醋酸、氢硫酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表:(单位省略)。醋酸氢硫酸氢氰酸Ka=1.8×10-5Ka1=9.1×10-8Ka2=1.1×10-12Ka=4.9×10-10
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.CH3COOH;b.HCN;c.H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母)___________。
(2)25℃时,等浓度的三种溶液①NaCN溶液、②Na2S溶液、③CH3COONa溶液,pH由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl溶液中,阴离子总浓度由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(CN-),下列关系正确的是_______。
a.c(H+)-)b.c(H+)+c(HCN)=c(OH-)+c(CN-)c.c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,反应的离子方程式为___________________。12、铁及其化合物用途非常广泛。
(1)已知赤铁矿还原冶炼时是逐级进行的;已知:
(a)3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)H=akJ·mol-1
(b)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=bkJ·mol-1
(c)Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)H=ckJ·mol-1
①上述反应(a)平衡常数表达式为K=___________________。
②反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H=__________kJ·mol-1(用含a、b;c的代数式表示)。
(2)用类似冶炼铝的方法,在600~1000℃时电解熔融的Fe2O3冶炼铁(装置示意图如图),该法除消耗能量较少外,另一最突出的优点是__________________________________;电解时阳极发生的电极反应为____________。
(3)生铁在自然界中可发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀,析氢腐蚀的负极的电极反应式为_________;如图所示,纯铁处于a、b、c三种不同的环境中,铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是(填字母)_____________。
13、现代技术用氨气将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O,反应原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g)∆H<0。500℃时,在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,8min时反应达到平衡,此时NH3的转化率为40%,体系压强为p0MPa,则0~8min内用N2表示的平均反应速率v(N2)=___________mol·L-1·min-1,500℃时该反应的平衡常数Kp=___________MPa(用含p0的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。评卷人得分三、判断题(共9题,共18分)14、100℃的纯水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,此时水呈酸性。(______________)A.正确B.错误15、一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。__________________A.正确B.错误16、热化学方程式中的化学计量数与ΔH成正比。____A.正确B.错误17、甲烷的燃烧热为则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为(_______)A.正确B.错误18、用pH试纸测定氯化钠溶液等无腐蚀性的试剂的pH时,试纸可以用手拿。(_____)A.正确B.错误19、实验室配制FeCl3溶液时,需将FeCl3(s)溶解在较浓盐酸中,然后加水稀释。(_______)A.正确B.错误20、制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法。(_______)A.正确B.错误21、如果c(H+)≠c(OH-),则溶液一定呈一定的酸碱性。(____________)A.正确B.错误22、100℃的纯水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,此时水呈酸性。(______________)A.正确B.错误评卷人得分四、原理综合题(共4题,共36分)23、工业上催化重整制合成气反应为:
(l)标准摩尔生成焓指由元素最稳定的单质生成纯化合物时的反应焓变。
已知几种物质的标准摩尔生成焓如表所示:。物质CO(g)生成焓0
计算反应的_______
(2)镍是催化重整中最有效的催化剂之一;其催化活性受积炭影响非常大。
①甲烷转化率较高时,积炭主要由吸附在催化剂表面的CO歧化反应产生,产生积碳的化学方程式为_______;
②消炭是把碳单质转化为气态碳化合物,有关积炭和消炭的说法正确的是_______(填标号)。
A.在一定的温度下;甲烷的裂解也会产生积炭。
B.MgO对有吸附作用;镍催化剂添加MgO助剂有利于消炭。
C.通入足量的也可消除积炭。
(3)在炭催化剂重整制合成气时,和的转化率受炭催化剂的颗粒大小、与流量比;温度、时间等因素的影响。(已知:目数越大表示颗粒越小。)
①图1可知要提高甲烷转化率可以适当_______,可能原因是_______。
②图2中,F为与的流量比,①②③为的转化率随时间变化曲线,④⑤⑥为的转化率随时间变化的曲线。综合考虑和的转化率,与最理想的流量比F=_______。
(3)转化为醋酸的厌氧微生物电解池装置如图所示,其阴极的电极反应式为_______。
24、(1)为准确测定中和热,除了提供的酸和碱溶液的浓度与体积必须准确外,在实验过程中的另外两个重要措施是:_______________、_________________
(1)在草酸溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,发生如下反应。请配平:____________
MnO4-+H++C2O42-=Mn2++CO2↑+H2O
该反应开始时速率较慢,但一段时间后,紫色突然褪去,其主要原因是:_______________________________________________________________
(3)反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)△H>0在一容积可变的密闭容器中进行;试回答:
①此反应的平衡常数表达式为___________________。若使平衡常数增大,可采取的措施是____________________。
②保持压强不变,充入N2,其正反应速率_________,(填“增大”、“不变”、“减小”)逆反应速率___________。(填“增大”、“不变”、“减小”)25、CO2和CH4是两种温室气体;研究它们具有重要的意义。
(1)已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1。则△H=_________kJ·mol-1
(2)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示为:△H=-86.98kJ·mol-1
反应中影响CO2平衡转化率的因素很多,右图为某特定条件下,不同水碳比[n(H2O/n(CO2)]和温度对CO2平衡转化率的影响曲线。
①为提高CO2的平衡转化率,生产中除控制温度外还可以采取的措施有___________________、____________________。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势,其原因是_______________。
(3)向1.0L密闭容器中通入0.2molNH3(g)和0.1molCO2(g),在一定温度下发生反应则反应时间与气体总压强(p)的数据如下表:
用起始压强和总压强计算平衡时NH3的转化率为_________,0~80min内CO2的平均反应速率是__________。
(4)氨基甲酸铵(NH2COONH4)极易水解成碳酸铵,在酸性条件水解更彻底。将氨基甲酸铵粉末逐渐加入到1L0.1mol·L-1的盐酸中直到pH=7(室温下,忽略溶液体积变化),共用去0.052mol氨基甲酸铵,溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(NH4+)=__________,NH4+水解平衡常数为__________。26、I.恒温恒容下,将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s);2min后反应达到平衡状态,此时剩余1.2molB,并测得C的浓度为1.2mol/L。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为_____________。
(2)x=________。
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志是_________(填字母)。
A.压强不再变化。
B.气体密度不再变化。
C.气体平均相对分子质量不再变化。
D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1
II.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:其化学平衡常数K与温度T的关系如下:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
(4)800℃在固定容器的密闭容器中放入混合物,各物质浓度为c(CO)=0.01mol·L-1,c(H2O)=0.03mol·L-1,c(CO2)=0.01mol·L-1,c(H2)=0.05mol·L-1,此时刻________(填“是”、“否”或“不能确定”)为平衡状态,此时v正________v逆(填“=”;“>”、“<”或“不能确定”)。
III.恒温下,在容积为2L的恒容密闭容器A中通入1molN2与1molH2的混合气体,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0;一段时间后,达到平衡,若平衡时氢气的物质的量为0.4mol。
(5)计算此温度时该反应的K值为________。
(6)若在此温度下,向另一容积为1L的恒容密闭容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3,此时,该反应是否处于平衡状态________(填“是”或“否”),此时若没有达到平衡,反应应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、A【分析】【分析】
根据电离平衡常数得出酸强弱顺序为:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-。
【详解】
A.NaCN溶液中通入少量CO2的离子方程式为H2O+CO2+CN-=HCO3-+HCN;故A正确;
B.向稀醋酸溶液中加少量水,平衡常数不变,醋酸根离子浓度减小,比值减小,故B错误;
C.根据越弱越水解,因此碳酸钠水解程度大,碱性强,因此等物质的量浓度的Na2CO3溶液pH比NaHCO3溶液大;故C错误;
D.等体积等物质的量浓度的NaCN溶液和HCN溶液混合,因此混合后水解为主要,因此溶液呈碱性,故D错误。
综上所述,答案为A。2、D【分析】【详解】
A.水解吸热;故A项错误;
B.据图像可知,点溶液呈碱性,的水解程度大于其电离程度;故B项错误;
C.升高温度,增大,所以点溶液的大于点;故C项错误;
D.据电荷守恒可知,点溶液中点溶液显碱性,即所以故D项正确;
故答案选D。3、C【分析】【详解】
A.该反应中增大压强平衡向正反应方向移动;则氨气的体积分数增大,并且压强越大,化学反应速率越大,达到化学平衡的时间越少,与图象不符,A不选;
B.因该反应是放热反应;升高温度化学平衡向逆反应反应移动,则氮气的转化率降低,与图象中转化率增大不符,B不选;
C.反应平衡后;增大氮气的量,平衡正向进行,这一瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,然后正反应速率在不断减小,逆反应速率不断增大,直到新的平衡,与图象符合,C选;
D.起始投料比越大,N2的平衡转化率越大;与图像不符,D不选;
答案选C。4、C【分析】【分析】
【详解】
A.NaCl是强酸强碱反应产生的正盐;不水解,因此不能促进水的电离,A错误;
B.1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量就是该物质的燃烧热;若不指出反应物的多少,且不清楚反应产生的物质是否是稳定的化合物,则不能称其为燃烧热,B错误;
C.Zn与酸反应的实质是Zn+2H+=Zn2++H2↑,反应开始时两种溶液中H+浓度相同,反应速率相同。但由于HCl是强酸,完全电离,而醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,存在电离平衡,随着反应的进行,醋酸电离平衡正向移动,使醋酸溶液中c(H+)比HCl的大;故反应过程中醋酸溶液中的平均反应速率比盐酸的快,C正确;
D.电解质在水中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程就是电离;可见电离不需要通电,而电解质溶液导电的过程实质上就是电解过程,D错误;
故合理选项是C。5、A【分析】【分析】
【详解】
A.正丁烷和异丁烷的分子式均为C4H10,因此48g正丁烷和10g异丁烷的混合物的物质的量为=1mol,一个正丁烷和异丁烷分子均含有13个共价键,故48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA;A正确;
B.溶液体积未知,不能求得0.1mol·L-1氯化铜溶液中氯离子数目;B错误;
C.电解精炼铜时,由于阳极是粗铜,还有比铜活泼的Fe、Zn等杂质,阳极放电不只是Cu,当阳极质量减小3.2g,转移的电子数不等于0.1NA;C错误;
D.一个氢氧化铁胶体粒子是多个氢氧化铁微粒的聚集体,因此0.1molFeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体,生成胶粒数目小于0.1NA;D错误;
答案选A。6、A【分析】【分析】
【详解】
A.溶液中存在电荷守恒c(NH)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),pH=7则c(H+)=c(OH-),所以c(NH)=c(X-),据图可知pH=7时=1,所以c(X-)=10c(HX),根据物料守恒可知c(X-)+c(HX)=0.01mol/L,可解得c(X-)=mol∙L-1,所以c(NH)=mol∙L-1;A正确;
B.K(HX)=据图可知当c(X-)=c(HX)即=0时pH=6,则c(H+)=10-6mol/L,所以K(HX)=10-6;B错误;
C.溶液显碱性则pH>7,据图可知此时>0,则c(X-)>c(HX);C错误;
D.当通入氨气较少,溶液中的溶质为HX和NH4X,此时溶液可能显酸性,则满足c(X-)>c()>c(H+)>c(OH-);D错误;
综上所述答案为A。7、D【分析】由题意可知,平衡时A的浓度为0.6mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到2L,若平衡不移动,A的浓度变为0.3mol/L,新平衡时A的浓度为=0.45mol/L;A的浓度增大说明体积增大,压强减小,平衡向逆反应方向移动,则x+y>z。
【详解】
A.由分析可知;减小压强,平衡向逆反应方向移动,故A错误;
B.由分析可知;减小压强,平衡向逆反应方向移动,C的体积分数减小,故B错误;
C.由分析可知;减小压强,平衡向逆反应方向移动,x+y>z,故C错误;
D.由分析可知;减小压强,平衡向逆反应方向移动,B的转化率降低,故D正确;
故选D。二、填空题(共6题,共12分)8、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,=0.003mol·L-1·min-1,根据化学反应中物质的量之比等于化学计量数之比,故反应达到平衡时,c(H2)=c(CO2)=0.03mol·L-1,故答案为:0.003mol·L-1·min-1;0.03mol·L-1;
(2)
①CO减少的化学反应速率表示正反应速率,CO2减少的化学反应速率表示逆反应速率,且CO和CO2的化学计量数相同;故二者反应速率相等,说明反应达到化学平衡,①符合题意;
②化学平衡的标志之一是各组分的浓度保持不变,而不是相等或成比例,故CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等;不能说明反应达到化学平衡,②不合题意;
③由②分析可知,CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化;能说明反应达到化学平衡,③符合题意;
④达到化学平衡状态时;正;逆反应速率相等但均不为零,④不合题意;
综上所述;①③能够说明反应能够达到化学平衡,故答案为:①③;
(3)如一开始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的CO2和0.1mol的H2,如果根据反应方程式将CO2和H2完全转化为CO和H2O得到相当于加入0.2mol的CO、0.2mol的H2O,故在相同的条件下,两种条件下达到的化学平衡为等效平衡,根据三段式可知:故c(H2O)=0.01mol/L,故答案为:0.01mol·L-1。【解析】0.003mol·L-1·min-10.03mol·L-1①③0.01mol·L-19、略
【分析】【分析】
I.(1)中性环境中金属发生的腐蚀为吸氧腐蚀,在正极上溶解在溶液中的氧气获得电子,变为OH-;
(2)析氢腐蚀是在强酸性溶液中,H+获得电子变为H2逸出,吸氧腐蚀是溶解在溶液中的氧气获得电子,变为OH-,结合溶液中Kw不变分析体系中c(OH-)变化;
(3)气体增多导致体系的压强增大;气体减少;导致体系的压强减小,结合溶液的pH大小分析判断;
II.(1)根据金属活动性Zn>Fe;依据原电池反应原理分析;
(2)①根据元素的化合价变化;判断电极反应;根据电子得失数目相等,书写离子方程式;
②Zn(H2PO4)2在溶液中电离产生Zn2+和H2PO4-,根据H2PO4-的电离平衡移动分析产生难溶性的Zn3(PO4)2。
【详解】
I.(1)中性环境中,溶液中H+浓度较小,金属发生的腐蚀为吸氧腐蚀,在正极上溶解在溶液中的氧气获得电子,变为OH-,所以正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(2)析氢腐蚀是在强酸性溶液中,溶液中c(H+)较大,溶液中的H+获得电子变为H2逸出,H+放电使溶液中c(H+)降低,由于在溶液中存在水的电离平衡,温度不变,Kw=c(H+)·c(OH-)不变,c(H+)降低,则溶液中c(OH-)增大;而金属发生吸氧腐蚀时,是溶解在溶液中的氧气获得电子,变为OH-,使体系中c(OH-)增大。因此无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀在,最终都导致溶液中c(OH-)增大;
(3)溶液的pH=2时是强酸性环境;发生的为析氢腐蚀,产生气体,使体系的气体压强增大。根据图示可知:a是随着反应的进行体系的压强增大,说明反应产生了气体,使体系的压强增大,发生的为析氢腐蚀,所以曲线a是在pH=2的强酸性环境发生的腐蚀;
II.(1)由于金属活动性Zn>Fe;所以Zn;Fe及周围的电解质溶液构成原电池,Zn作负极,失去电子被氧化;而Fe作原电池的正极,被保护;
(2)①在钼酸钠(Na2MoO4)中Mo元素化合价为+6价,在阴极上获得电子变为+4价的MoO2,附着在电极上,在电极表面形成保护膜,电极反应式为:MoO42-+2e-+2H2O=MoO2+4OH-;
MoO42-能与Fe2+反应生成难溶的Fe2O3和MoO2,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:MoO42-+2Fe2++2OH-=MoO2+Fe2O3+H2O;
②在电化学反应中,在正极上反应产生的OH-使溶液中c(OH-)增大,使平衡H2PO4-HPO42-+H+及HPO42-PO43-+H+的电离平衡正向移动,导致溶液中c(PO43-)增大,有利于发生反应2PO43-+3Zn2+Zn3(PO4)2↓,形成Zn3(PO4)2沉淀。
【点睛】
本题考查了金属的腐蚀与保护的知识。金属的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀,金属发生的电化学腐蚀要比化学腐蚀普遍,在电化学腐蚀中主要是吸氧腐蚀,只有在强酸性环境才可能发生析氢腐蚀。可结合产生金属腐蚀的原因,对金属进行保护。可以采用电化学对金属进行保护,也可以使金属发生反应,在金属表面产生一层致密的氧化物保护膜或覆盖保护层,阻止金属与周围的物质接触,也可以通过改变金属的内部结构,如把铁变为不锈钢等方法对金属进行保护。【解析】O2+2H2O+4e-=4OH-增大a形成原电池,锌失去电子作负极,铁为正极,被保护MoO42-+2e-+2H2O=MoO2+4OH-MoO42-+2Fe2++2OH-=MoO2+Fe2O3+H2O正极反应使c(OH-)增大,使平衡H2PO4-HPO42-+H+HPO42-PO43-+H+正向移动,有利于2PO43-+3Zn2+Zn3(PO4)2↓生成。10、略
【分析】【分析】
(1)铁是26号元素;有四个电子层,最外层有2个电子,次外层d能级上有6个电子;
(2)①依据原电池的原理图得电池的总反应;
②NaCl可增强溶液的导电能力;
(3)电解硫酸铜溶液时;阴极上铜离子得电子析出铜,阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气;8g氧化铜的物质的量是0.1mol,氧元素的物质的量是0.1mol,根据氧原子守恒可得到氧气的物质的量,进一步计算标况下的体积;
(4)氯气和氧化铝碳反应生成氯化铝和一氧化碳;
(5)①依据Fe2O3和Cu2O的性质可得,发生反应的方程式是:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;
②检验铁离子一般滴加硫氰化钾溶液,观察所得溶液是否变红;检验Fe2+时;向溶液滴加酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色;
③依据氧化还原反应的规律可得,有固体剩余,一定含有铜单质,溶液中一定不存在Fe3+。
【详解】
(1)铁是26号元素;有四个电子层,最外层有2个电子,次外层d能级上有6个电子,所以铁在第四周期第Ⅷ族;
(2)①依据原电池的原理图可得,电池的总反应化学方程式为:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。
②电池中NaCl的作用是增强溶液的导电能力;
(3)电解硫酸铜溶液时,阴极上铜离子得电子析出铜,阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2;8g氧化铜的物质的量是0.1mol;氧元素的物质的量是0.1mol,根据氧原子守恒知,氧气的物质的量是0.05mol,在标况下的体积是1.12L;
(4)氯气和氧化铝碳反应生成氯化铝和一氧化碳,反应方程式为:Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO;
(5)①依据Fe2O3和Cu2O的性质可得,发生反应的方程式是:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;
②要证明铁离子的方法是:取少量所得溶液于试管中,向其中滴加硫氰化钾溶液,若变红则证明存在三价铁离子,反之则无;另取少量所得溶液于试管中,向其中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,则证有的Fe2+;
③依据氧化还原反应的规律可得,有固体剩余,一定含有铜单质,所以一定不存在Fe3+,所以n(Cu2O)>n(Fe2O3)。【解析】第四周期第Ⅷ族增强溶液的导电能力1.12取少量所得溶液于试管中,向其中滴加硫氰化钾溶液,若变红则证明存在三价铁离子,反之则无;另取少量所得溶液于试管中,向其中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,则证明有Fe2+>11、略
【分析】【分析】
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液;电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,需使用酸的起始浓度。
(2)25℃时;等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa;③NaCl溶液中;从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)-)。
a.由以上分析可知,c(H+)-);a正确;
b.溶液中,溶质为等浓度的HCN和NaCN,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),则c(HCN)-c(CN-)=2[c(OH-)-c(H+)],b错误;
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L;c正确。
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应;由此可得出反应的离子方程式。
【详解】
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液,电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,酸的起始浓度越大,消耗碱的体积越大。醋酸的Ka=1.8×10-5,氢硫酸的Ka1=9.1×10-8,氢氰酸的Ka=4.9×10-10,则消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是b>a>c。答案为:b>a>c;
(2)25℃时,等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。三种酸的酸性:醋酸>氢硫酸>氢氰酸,pH由大到小的顺序为②>①>③。答案为:②>①>③;
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl溶液中,从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。CN-+H2OHCN+OH-,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,Cl-不发生水解,此时三份溶液中的阴离子总浓度相等。在三份溶液中,H2OH++OH-,水解后的溶液中,c(OH-)越大,水的电离程度越小,最终溶液中阴离子的总浓度越小,故阴离子总浓度由大到小的顺序为③>②>①。答案为:③>②>①;
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)-)。
a.由以上分析可知,c(H+)-);a正确;
b.溶液中,溶质为等浓度的HCN和NaCN,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),则c(HCN)-c(CN-)=2[c(OH-)-c(H+)],b错误;
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L;c正确。
答案为:ac;
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应,由此可得出反应的离子方程式为CN-+H2S=HS-+HCN。答案为:CN-+H2S=HS-+HCN。
【点睛】
等体积等浓度的NaCN、CH3COONa两溶液中,尽管酸根离子的水解程度不同,但水解达平衡时,酸根离子与酸根水解生成的OH-浓度和相等,所以两份溶液中离子浓度的差异仅为水电离生成H+和OH-,c(H+)、c(OH-)的差异。因为温度相同,所以水的离子积常数相同,溶液的碱性越强,c(H+)越小,最终溶液中的阴离子浓度和越小。【解析】①.b>a>c②.②>①>③③.③>②>①④.ac⑤.CN-+H2S=HS-+HCN12、略
【分析】【分析】
(1)①固体物质不写入平衡常数表达式中;
②依据盖斯定律,[3(b)-(a)2(c)]/6即得FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);
(2)还原法治炼铁过程中会产生CO2气体,对环境有破坏;从图中看,电解熔融的Fe2O3冶炼铁时,O2-在阳极失去电子生成O2;
(3)析氢腐蚀;铁在负极失电子生成亚铁离子;铁与碳构成原电池,加快了铁的腐蚀;铁与锌构成原电池,Zn作负极,保护了Fe,减慢了Fe的腐蚀。
【详解】
(1)①反应(a)为3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g),平衡常数表达式为:故答案为:
②根据盖斯定律,[3(b)-(a)-2(c)]/6可得:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),则H=(3b-a-2c)/6kJ·mol-1,故答案为:(3b-a-2c)/6;
(2)还原法治炼铁过程中会产生CO2气体,对环境有破坏,电解熔融的Fe2O3冶炼铁时,不产生CO2;O2-在阳极失去电子生成O2,其阳极发生的电极反应为:2O2--4e-=O2↑,故答案为:不产生CO2;2O2--4e-=O2↑;
(3)析氢腐蚀,铁在负极失电子生成亚铁离子,其负极的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;铁与碳构成原电池,加快了铁的腐蚀;铁与锌构成原电池,Zn保护了Fe,减慢了Fe的腐蚀,所以铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是:c>a>b,故答案为:Fe-2e-=Fe2+;c>a>b。
【点睛】
①析氢腐蚀是金属在酸性较强的溶液中,发生电化学腐蚀时放出氢气,以Fe作为例子:负极:Fe-2e-=Fe2+;正极:2H++2e-=H2↑;
②吸氧腐蚀是指金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀,如钢在接近中性的潮湿的空气中的腐蚀就属于吸氧腐蚀,其电极反应如下:负极:2M-4e-=2M2+;正极:2H2O+O2+4e-=4OH-。【解析】(3b-a-2c)/6不产生CO22O2--4e-=O2↑Fe-2e-=Fe2+c>a>b13、略
【分析】【分析】
【详解】
500℃时,在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,8min时反应达到平衡,此时NH3的转化率为40%,体系压强为p0MPa;利用三段式有:
v(N2)=mol·L-1·min-1,根据阿伏伽德罗定律,恒温恒容时,压强与物质的量成正比,500℃时该反应的平衡常数Kp=MPa=Mpa,故答案为:0.05、【解析】①.0.05②.三、判断题(共9题,共18分)14、B【分析】【分析】
【详解】
水的电离过程为吸热过程,升高温度,促进水的电离,氢离子和氢氧根离子浓度均增大,且增大幅度相同;因此100℃时,纯水中c(OH-)=c(H+)=1×10-6mol·L-1,溶液仍为中性,故此判据错误。15、A【分析】【详解】
一定温度下,反应MgCl2(l)⇌Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0,正确。16、A【分析】【分析】
【详解】
ΔH表示按方程式计量数比例和物质状态进行化学反应生成时放出或吸收的热量,则热化学方程式中的化学计量数与ΔH成正比,正确。17、B【分析】【详解】
1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,甲烷完全燃烧应该生成CO2和H2O则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为
故错误。18、B【分析】【详解】
pH试纸不能用手拿,应该放在干净的表面皿或玻璃片上。19、A【分析】【分析】
【详解】
FeCl3溶液中存在水解平衡:FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl,为抑制Fe3+的水解,实验室配制FeCl3溶液时需将FeCl3(s)溶解在较浓盐酸中,然后加水稀释;正确。20、A【分析】【详解】
氯化铝,氯化铁,氯化铜均属于强酸弱碱盐,在溶液中水解生成相应的氢氧化物和盐酸,加热促进水解、同时盐酸挥发,进一步促进水解,所以溶液若蒸干,会得到相应的氢氧化物、若继续灼烧,氢氧化物会分解生成氧化物。所以答案是:正确。21、A【分析】【分析】
【详解】
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小,如果c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性,如果c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,如果c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,如果c(H+)≠c(OH-),则溶液一定呈一定的酸碱性,故答案为:正确。22、B【分析】【分析】
【详解】
水的电离过程为吸热过程,升高温度,促进水的电离,氢离子和氢氧根离子浓度均增大,且增大幅度相同;因此100℃时,纯水中c(OH-)=c(H+)=1×10-6mol·L-1,溶液仍为中性,故此判据错误。四、原理综合题(共4题,共36分)23、略
【分析】【分析】
【详解】
(l)根据表中数据可知。
①C(s)+2H2(g)CH4(g)ΔH=-75kJ/mol
②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-394kJ/mol
③2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ/mol
依据盖斯定律可知③-①-②即得到的+248
(2)镍是催化重整中最有效的催化剂之一;其催化活性受积炭影响非常大。
①根据积炭主要由吸附在催化剂表面的CO歧化反应产生,则产生积碳的化学方程式为
②A.在一定的温度下;甲烷的裂解生成碳和氢气,因此也会产生积炭,A正确;
B.MgO对有吸附作用;高温下碳和二氧化碳反应生成CO,所以镍催化剂添加MgO助剂有利于消炭,B正确;
C.氧气虽然能与碳反应;但也能和甲烷;氢气以及CO反应,无法制备合成气,C错误;
答案选AB;
(3)①图1可知炭催化剂颗粒越小;转化率越高,则要提高甲烷转化率可以适当增加炭催化剂的目数,这是因为用粒度小的炭催化剂时,原料气与炭催化剂接触得更加充分。
②图2可知F=1:1时的转化率最高,F=1:2时最低,F=1:2时甲烷的转化率最高,F=2:1时最低,综合考虑和的转化率,与最理想的流量比F=1:1。
(3)电解池的阴极发生得到电子的还原反应,则根据装置图可知其阴极的电极反应式为【解析】AB增加炭催化剂的目数用粒度小的炭催化剂时,原料气与炭催化剂接触得更加充分1:124、略
【分析】【分析】
(1)中和热测定需要保温、准确测定反应前后的温度;
(2)Mn元素的化合价降低;C元素的化合价升高,结合电子;电荷守恒配平,生成的锰离子可催化该反应;
(3)①根据平衡常数概念来解答;②根据外界条件对化学反应速率的影响来判断。
【详解】
(1)为准确测定中和热,除了提供的酸和碱溶液的浓度与体积必须准确外,在实验过程中的另外两个重要措施是整个反应容器必须保温(或尽可能减少热量的损失)、准确测定出反应前后的温差等,
因此,本题正确答案是:整个反应容器必须保温;准确测定出反应前后的温差;
(2)MnO4-+H++C2O42-→Mn2++CO2↑+H2O中,Mn元素的化合价降低,C元素的化合价升高,由电子、电荷守恒可以知道离子反应为2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O,该反应开始时速率较慢,但一段时间后,紫色突然褪去,其主要原因是Mn2+的自催化作用,
因此,本题正确答案是:2、6、5=2、10、8;Mn2+的自催化作用;
(3)①反应3Fe(s)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积,K=由于正反应为吸热反应;所以升高温度可使平衡向正向移动,平衡常数增大,故采取的措施是升高温度;
因此,本题正确答案是:K=升高温度;
②保持压强不变,充入N2;容器的体积增大,各物质的浓度都减小,浓度减小,化学反应速率减小;
因此,本题正确答案是:减小;减小。【解析】整个反应容器必须保温(或尽可能减少热量的损失)准确测定出反应前后的温差等2、6、5=2、10、8Mn2+的自催化作用K=升高温度减小减小25、略
【分析】【详解】
(1)已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1,则①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ·mol-1,②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ·mol-1,③CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ·mol-1,根据盖斯定律①-(②+③)×2即可得到△H=+247.3kJ·mol-1;(2)①正反应是体积减小的放热反应,所以为提高CO2的平衡转化率,生产中除控制温度外还可以采取的措施有增大压强、降低碳水比(或增大氨气浓度)。②由于正反应是放热反应,温度高于190℃,升温平衡向逆方向进行,因此二氧化碳的平衡转化率降低。(3)气体压强之比等于气体物质的量之比,设氨气消耗物质的量xmol,则2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)
起始量在(mol)0.20.100
变化量(mol)x0.5x0.5x0.5x
平衡量(mol)0.2-x0.1-0.5x0.5x0.5x
气体压强之比等于气体物质的量之比,图表中可知80min反应达到平衡状态,(0.2+0.1)/(0.2−x+0.1−0.5x+0.5x)=9.53/4.45,解得x=0.16mol,平衡时NH3的转化率=0.16mol/0.2mol×100%=80%。0~80min内CO2的反应速率v=△c/△t=0.5×0.16mol/(
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