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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年苏教版选修4化学下册阶段测试试卷301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总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、一真空定容的密闭容器中盛有1molPCl5,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),一定条件下平衡时PCl5所占的体积百分数为M,若相同条件相同容器中,最初放入2molPCl5,则平衡时,PCl5的体积百分数为N,下列结论正确的是A.M>NB.M=NC.M<ND.无法比较2、常温下,现有的溶液,已知含氮或含碳各微粒的分布分数平衡时某种微粒的浓度占各种微粒浓度之和的分数与pH的关系如图所示.下列说法正确的是
A.当溶液的时,溶液中存在下列关系:B.溶液中存在下列守恒关系:C.往该溶液中逐滴滴加氢氧化钠时和浓度逐渐减小D.通过分析可知常温下3、某二元弱碱B(OH)2(K1=5.9×10-2、K2=6.4×10-5)。向10mL稀B(OH)2溶液中滴加等浓度盐酸溶液,B(OH)2、B(OH)+、B2+的浓度分数δ随溶液POH[POH=-lgc(OH)-]变化的关系如图;以下说法正确的是。
A.交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mLB.当加入的盐酸溶液的体积为10mL时存在c(Cl-)>c(B(OH)+)>c(H+)>c(OH-)>c(B2+)C.交点b处c(OH)=6.4×10-5D.当加入的盐酸溶液的体积为15mL时存在:c(Cl-)+c(OH-)=c(B2+)+c(B(OH)+)+c(H+),4、下列说法正确的是A.25℃水的电离常数是1.0×10-12B.中性溶液的c(H+)=C.纯水在100℃时,c(H+)>10-7mol·L-1,所以此时纯水中c(H+)>c(OH-)D.pH<7的溶液一定是酸溶液5、时,用的盐酸滴定的溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a、d两点溶液中水电离出的B.b点溶液存在:C.c点溶液存在:D.b点溶液加水稀释过程中,溶液的pH不断升高6、时,将一定量的冰醋酸即无水乙酸加水稀释,稀释过程中溶液的导电性变化如图所示.则下列说法正确的是
A.醋酸的电离平衡常数:B.溶液中C.a、b、c三点的溶液都有:D.从c点到b点,醋酸的电离度不断增大7、常温下,取pH="2"的两种二元酸H2A与H2B各1mL;分别加水稀释,测得pH变化与加水稀释倍数有如图所示变化,则下列有关叙述正确的是。
A.H2A为二元弱酸B.稀释前c(H2B)>c(H2A)="0.01mol"/LC.pH=3的NaHA水溶液中,离子浓度大小为c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)>c(OH-)D.Na2B的水溶液中,离子浓度大小为c(Na+)>c(B2-)>c(OH-)>c(H+)8、海水提镁的工艺流程如下:
下列叙述正确的是A.反应池中的反应利用了相同条件下Mg(OH)2比Ca(OH)2难溶的性质B.干燥过程在HCl气流中进行,目的是避免溶液未完全中和C.上述流程中发生的反应有化合、分解、置换和复分解反应D.上述流程中可以循环使用的物质是H2和Cl2评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)9、(1)氮是动植物生长不可缺少的元素,合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大。已知:H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,生成1molNH3过程中放出46kJ的热量,则N≡N的键能为____________________。
(2)某温度时;在一个10L的恒容容器中,X;Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为___________________________;
②反应开始至2min,以气体X表示的平均反应速率为_____________________;
(3)将amolX与bmolY的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=2n(Z),则原混合气体中a:b=_____________;
(4)在恒温恒容的密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时:a.混合气体的压强;b.混合气体的密度;c.混合气体的平均相对分子质量;d.混合气体的颜色。
①一定能证明2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)达到平衡状态的是(填字母,下同)_____________;
②一定能证明I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是________________;
③一定能证明A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)达到平衡状态的是__________________。10、工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素;反应的化学方程式为:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)。T1℃时,在2L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产。
(1)在密闭容器中充入NH3和CO2,一定条件能自发进行的原因是___________;
(2)若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)如右图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是_________;
(3)当x=2,上述反应至5min时各物质的浓度不再发生变化,若起始的压强为P0KPa;测得平衡体系压强为起始时的2/3。反应结束后,分离得到90g尿素。
①试计算该反应的平均速率v(CO2)=_______________;
②该反应的平衡常数K=_________;
③达到平衡后NH3的物质的量浓度为_________。11、在一定温度下,现有三种酸:a.盐酸b.硫酸c.醋酸;现回答下面问题(注:填对应的字母)
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是_____________。
(2)若三者c(H+)相同时;物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
(3)当三者c(H+)相同且溶液体积也相同时;分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序_______________。
(4)当c(H+)相同;溶液体积相同时;同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,则开始时反应速率的大小关系为_______________。
(5)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是_____。12、燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应,将反应产生的化学能转变为电能的装置,通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空:
(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为:__________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O,这个电极是燃料电池的_________(填“正极”或“负极”),另一个电极上的电极反应式为:___________。
(3)随着电池不断放电,电解质溶液的碱性__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。13、Ⅰ.高铁酸盐在能源,环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:
(1)该电池放电时正极的电极反应式为_________________;若维持电流强度为lA,电池工作10min,理论消耗Zn______g(已知F=965OOC/mol,计算结果小数点后保留一位数字)。
(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”,下同)池移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向______移动。
(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线.由此可得出高铁电地的优点有______________。
Ⅱ.第三代混合动力车,可以用电动机,内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力.降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(4)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,生成1mol水蒸气放热550kJ;若1g水蒸气转化为液态水放热2.5kJ,则辛烷燃烧热的热化学方程式为_____________。
(5)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为:
H2+2NiOOH2Ni(OH)2。
根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时.乙电极周围溶液的pH______(填“增大”,“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为_______________。
(6)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学有腐蚀中的______腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的______(填“正”或“负”)极相连,铅酸蓄电池放电时的总反应式为_____________。
Ⅲ.(7)市售一次电池品种很多,除熟知的普通锌锰干电池外.还有碱性锌锰电池,锂电池等。碱性锌锰电池的正极材料为_________,该电池放电时的电极反应式为________。
Ⅳ.催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。
(8)人们常用催化剂来选择反应进行的方向.图1所示为一定条件下1molCH3OH与O2发生反应时.生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成________(填“CO”、“CO2”或“HCHO”);2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)△H=________。
评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)14、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、有机推断题(共1题,共9分)15、某温度时,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)A点表示Ag2SO4是_____(填“过饱和”“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)该温度下Ag2SO4的溶度积常数Ksp=_____。(列式带入数据并计算出结果)
(3)现将足量的Ag2SO4固体分别加入:
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。
b.10mL蒸馏水。
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。
则Ag2SO4的溶解程度由大到小的顺序为_____(填字母)。
(4)向Ag2SO4悬浊液中加入足量Na2CrO4固体,可观察到有砖红色沉淀生成(Ag2CrO4为砖红色),写出沉淀转化的离子方程式:_____。评卷人得分五、实验题(共4题,共20分)16、某实验小组用0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸进行中和热的测定;测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的实验装置如图所示:
(1)仪器A的名称为___。
(2)装置中碎泡沫塑料的作用是___。
(3)写出表示该反应中和热的热化学方程式(中和热为57.3kJ·mol-1):___。
(4)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸进行实验,实验数据如下表。实验次数起始温度t1/℃终止温度。
t2/℃温度差。
(t2-t1)/℃1H2SO4NaOH平均值126.626.626.629.1227.027.427.231.2325.925.925.929.8426.426.226.330.4
①温度差平均值为___℃。
②近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·(g·℃)-1。则中和热△H=-53.5kJ/mol。
③上述结果与57.3kJ·mol-1有偏差,产生此偏差的原因可能是___(填字母)。
a.实验装置保温;隔热效果差。
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数。
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中。
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度17、氮氧化物是大气主要污染物之一,其中基于NO的烟气脱硝技术成为研究热点。查文献资料可知,NO除易氧化成NO2外,也可被还原为N2。在碱性条件下NO遇还原性较强的物质形成不稳定的NO-并转化为相对稳定的N2O下面是对NO在不同条件下被氧化或被还原进行的实验探究:
(1)实验室为获取NO进行实验,使用铜与_____作为反应物,用装置_____制备气体(填序号),为了不影响探究结果,反应前对连接好并装好药品的装置进行的具体操作是_____。
(2)若要使装置②的分液漏斗中的液体顺利流下,不改动装置,对分液漏斗的具体操作是_____。
(3)在保证实验安全环保的条件下,将NO通入内壁附着绿色NiO的试管中(如装置④,其它装置已省略)。小火加热,绿色固体逐渐变为黑色(Ni2O3固体呈黑色),此现象可说明NO转化为_____。
(4)将盛有NO气体的试管倒置于盛有饱和Na2SO3碱性水溶液的大烧杯中(如装置⑥)。在试管口不脱离液面的情况下,轻轻不断摇动试管,此操作的主要目的是_____,实验中NO被Na2SO3碱性溶液快速吸收被还原为N2O发生反应的离子方程式为_____,此反应可应用于处理含NO和SO2的工业废气,从实际效果看,Na2SO3强碱性溶液吸收含有SO2的NO比只含NO的效果更佳,主要原因是_____。18、为了证明一水合氨是弱电解质;甲;乙、丙三位同学利用下面试剂进行实验:
0.10mol·L-1氨水、NH4Cl晶体;醋酸铵晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。
(1)常温下,pH=10的氨水中,c(OH-)=___,由水电离出来的浓度为c(OH-)水=_____。
(2)甲用pH试纸测出0.10mol·L-1氨水的pH为10;据此他认定一水合氨是弱电解质,你认为这一结论______(填“正确”或“不正确”),并说明理由__________________。
(3)乙取出10mL0.10mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,原因是(用电离方程式回答):______;再加入CH3COONH4晶体少量;颜色变浅,原因是:__________。你认为这一方法能否证明一水合氨是弱电解质:_____(填“能”或“否”)。
(4)丙取出10mL0.10mol·L-1氨水,用pH试纸测出其pH为a,然后用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测出其pH为b,他认为只要a、b满足如下关系__________(用等式或不等式表示)就可以确认一水合氨是弱电解质。19、新年到来之际,多国媒体人士赞赏习主席新年贺词关注民生发展,展现中国新时代的新面貌,饮用水安全是民生大计,ClO2与Cl2的氧化性相近,沸点为11℃,极易溶于水且不与水发生化学反应,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某小组在实验室中探究ClO2的制备方法。请回答下列问题:
(1)SO2与NaClO3反应制备ClO2
①装置A中反应的离子方程式为________,橡胶管的作用是_________。
②用上图中的装置收集一定量的ClO2,其连接顺序为a→_______________(按气流方向;用小写字母表示)。
③已知装置B中生成一种酸式盐,则发生反应的化学方程式为________________。
(2)电解法制备ClO2
①B为电源的____________极。
②阴极的电极反应式为_____________。此外,阴极区还有一个离子反应发生,该离子方程式为_______________。
(3)ClO2能杀死SARS–CoV–2病毒、美国季节性流感病毒、细菌、真菌和各种孢子及孢子形成的菌体,还可将污水中含有的CN–转化为两种无毒气体,其还原产物为Cl–,若污水中CN–的含量为bmg/L,则处理100m3这种污水,至少需要ClO2___________mol。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、C【分析】【详解】
由于容器容积和温度不变,且反应物只有一种,因此通入2molPCl5等效为增大压强,因压强增大平衡向逆反应方向移动,PCl5所占体积分数增大,因此N>M,答案选C。2、D【分析】【详解】
A.结合图像可知,溶液的时,溶液中离子浓度大小为:选项A错误;
B.溶液中存在物料守恒:溶液显碱性则而的电离程度很小,即远大于所以选项B错误;
C.的溶液的根据图像可知,当溶液pH增大时,铵根离子浓度逐渐减小,而碳酸氢根离子能够先增大后减小,选项C错误;
D.由于的溶液的说明碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度,则一水合氨的电离平衡常数大于选项D正确;
答案选D。3、C【分析】图中曲线①B(OH)2,②为B(OH)+③为B2+;交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mL时,反应生成等浓度的B(OH)Cl和B(OH)2混合液,由于两种溶质水解电离能力不同,所以B(OH)2、B(OH)+浓度分数δ不相等,A错误;当加入的盐酸溶液的体积为10mL时,溶液为B(OH)Cl,溶液显酸性,根据B(OH)2(K1=5.9×10-2、K2=6.4×10-5)可知,c(Cl-)>c(B(OH)+)>c(H+)>c(B2+)>c(OH-),B错误;交点b处时,c(B(OH)+)=c(B2+),根据B(OH)+B2++OH-,K2=c(OH-)=6.4×10-5,C正确;当加入的盐酸溶液的体积为15mL时,生成等体积等浓度B(OH)Cl和BCl2的混合液,存在电荷守恒为c(Cl-)+c(OH-)=2c(B2+)+c(B(OH)+)+c(H+),D错误;正确选项C。4、B【分析】【详解】
A.温度为25℃,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H2O)==55.6mol/L,则水的电离常数是=≈1.79×10-12;故A错误。
B.已知Kw=c(H+)×c(OH-),中性溶液中c(H+)=c(OH-),则c(H+)=故B正确;
C.温度升高到100℃,水的电离度增大,则c(H+)=c(OH-)>10-7mol/L,但c(H+)和c(OH-)仍相等;故C错误;
D.温度未知;pH<7的溶液不一定呈酸性,可能呈中性或碱性,如100℃时中性溶液pH=6,故D错误;
故答案为B。5、C【分析】【分析】
根据题给信息及图可知,a点溶液中溶质为Na2CO3,b点二者恰好完全反应生成和NaCl,c点溶液中溶质为NaCl和d点溶质为NaCl和
【详解】
A.酸碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,a点溶液中溶质为d点溶质为NaCl和所以a点促进水电离、d点抑制水电离,则a、d两点溶液中水电离出的故A错误;
B.任何电解质溶液中都存在物料守恒,b点溶液体积增大一倍,溶液中微粒浓度是原来的一半,所以b点溶液存在:故B错误;
C.c点溶液呈中性,则根据电荷守恒得:所以存在:故C正确;
D.b点二者恰好完全反应生成和NaCl,溶液显碱性,所以,b点溶液加水稀释过程中,溶质浓度减小,溶液中减小;溶液pH减小,故D错误;
答案选C。
【点睛】
解答此类题时,因先分析溶液中溶质的存在情况,再结合电解质溶液的相关知识进行解答,特别要善于运用溶液中的电荷守恒和物料守恒。6、C【分析】【分析】
弱酸的电离常数只与温度有关;醋酸为弱电解,浓度越小,电离程度越大,对于该溶液,溶液导电能力越大,离子浓度越大,结合电荷守恒分析。
【详解】
A.弱酸的电离常数只与温度有关,所以醋酸的电离平衡常数:故A错误;
B.加水稀释醋酸的电离程度增大,所以随着加水的体积,醋酸的电离程度增大,则增大,即溶液中故B错误;
C.根据溶液的电荷守恒可知,a、b、c三点的溶液都有:故C正确;
D.从b点到c点;水的体积增大,溶液的浓度减小,电离度不断增大,故D错误;
答案选C。
【点睛】
注意把握弱电解质的电离特点,注意导电能力与离子浓度大小有关,弱电解质在溶液中越稀越电离,电离程度在增大,溶液中离子的物质的量在增大,但溶液中绝大多数离子浓度在减小。7、D【分析】试题分析:A、因为稀释100倍H2A的氢离子浓度是原来的1/100,则说明该酸是强酸,而H2B是弱酸错误,不选A;B、因为H2B是弱酸,不能完全电离,所以其浓度比H2A的浓度大,H2A是强酸,完全电离,氢离子浓度为0.01mol/L,酸的物质的量浓度为0.005mol/L,错误,不选B;C、因为H2A是强酸,不能水解,没有H2A分子形式,错误,不选C;D、Na2B为强碱弱酸盐;水解显碱性,所以正确,选D。
考点:弱电解质的电离平衡8、A【分析】【详解】
A.氢氧化钙微溶;氢氧化镁难溶,沉淀向更难溶方向转化,故可以用氢氧化钙制备氢氧化镁,A正确;
B.干燥过程在HCl气流中进行目的是防止氯化镁水解;B错误;
C.该流程中没有涉及置换反应;C错误;
D.上述流程中可以循环使用的物质是Cl2;过程中没有产生氢气,D错误;
答案选A。二、填空题(共5题,共10分)9、略
【分析】【分析】
(1)根据反应热等于反应物键能总和与生成物键能总和之差可计算得到N≡N的键能;
(2)①化学方程式中;化学计量数之比等于各个物质的量的变化量之比;
②根据化反应速率来计算化学反应速率;
(3)根据化学反应中的三段式进行计算;
(4)根据化学平衡状态的特征判断;当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度;百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化。解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,以此解答该题。
【详解】
(1)设N≡N的键能为xkJ/mol,根据题意写出热化学方程式ΔH=-46kJ/mol;根据反应热等于反应物键能总和与生成物键能总和之差可得:
解得x=946,因此N≡N的键能为946kJ/mol;
故答案为:946kJ/mol。
(2)①根据图示内容可知;X和Y是反应物,Z是生成物,X;Y、Z的变化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,因此反应的化学方程式为:
3X+Y⇌2Z;
故答案为:3X+Y⇌2Z;
②反应开始至2min;以气体X表示的平均反应速率为:v=0.3mol÷10L÷2min=0.015mol/(L•min);
故答案为:0.015mol/(L•min);
(3)设Y的变化量是xmol,
当n(X)=n(Y)=2n(Z)时,可得:a-3x=b-x=4x,则a=7x,b=5x,所以原混合气体中a:b=7:5;
故答案为:7:5;
(4)①对于反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),a.混合气体的压强不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故a正确;b.该反应中混合气体的密度一直不变,故b错误;c.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故c正确;d.SO2、O2和SO3均为无色;混合气体的颜色一直不变,故d错误;
故选:ac;
②对于反应I2(g)+H2(g)⇌2HI(g),a.该反应中混合气体的压强一直不变,故a错误;b.该反应中混合气体的密度一直不变,故b错误;c.该反应中混合气体的平均相对分子质量一直不变;故c错误;d.混合气体的颜色不再发生变化,说明碘蒸气的浓度不变,反应达平衡状态,故d正确;
故选:d;
③对于反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g),a.该反应中混合气体的压强一直不变,故a错误;b.混合气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故b正确;c.混合气体的平均相对分子质量不变;说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故c正确;d.由于B;C、D三种气体的颜色未知,因此混合气体的颜色一直不变无法判断是否达平衡状态,故d错误;
故选:bc。
【点睛】
本题考查了化学平衡的计算,涉及化学反应速率的计算以及平衡状态的判断,明确化学反应速率与化学计量数的关系为解答关键,注意掌握化学平衡图象的分析方法,试题培养了学生的灵活应用能力,题目难度中等。【解析】946kJ/mol;3X+Y⇌2Z;0.015mol/(L•min);7:5;ac;d;bc。10、略
【分析】【详解】
(1)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)△H<0;根据△G=△H-T△S<0时自发进行,则反应在△S<0,△H<0时要能自发进行,必须在低温反应才能自发进行,即:虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应自发且影响程度大;(2)原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)=x,x越大相当于加入的氨气的量越多;两种反应物,增加氨气的浓度,平衡右移,二氧化碳的转化率增大,即:x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大;
(3)分离得到90g尿素,尿素的量为1.5mol;2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)
起始:2aa00
变化:2xx1.5
平衡:2a-2xa-x1.5
①压强之比等于物质的量之比:=解得x=而根据反应中二氧化碳消耗的量为尿素生成的量可得x=1.5mol,则有a=4.5mol,v(CO2)==0.15mol•L-1•min-1;②平衡时氨气和二氧化碳的物质的量浓度分别为:mol/L=3mol/L、mol/L=1.5mol/L,该反应的平衡常数为:K==0.074L3•mol-3;③达到平衡后NH3的物质的量浓度为:mol/L=3mol/L。【解析】①.虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应自发且影响程度大(或△G<0,或其他合理解释)②.x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大③.0.15mol/L④.0.074⑤.3mol/L11、略
【分析】【分析】
盐酸、硫酸分别是一元、二元强酸,醋酸是一元弱酸,电离微弱,结合一元酸和二元酸的关系不难解答小题(1)(2)(3)(4)。将溶液稀释时,弱酸的PH值变化慢;据此分析可解答(5)。
【详解】
(1)物质的量浓度相同时,强酸完全电离,氢离子浓度大;盐酸是一元强酸,二元强酸硫酸电离的氢离子浓度是盐酸的两倍;醋酸是弱酸,部分电离,氢离子浓度小。所以氢离子浓度为b>a>c,故答案为:b>a>c。
(2)氢离子浓度相同时电离氢离子能力越弱的酸所需的浓度越高;等物质量的硫酸电离的氢离子是盐酸的两倍,所以所需的浓度是盐酸的一半,所以这三种酸所需浓度大小关系是:c>a>b或c>a=2b。答案为c>a>b(或c>a=2b)。
(3)当c(H+)相同且溶液体积也相同时,三种酸已电离的氢离子物质的量相同,这部分H+与锌产生的气体体积相同。盐酸和硫酸已完全电离所以产生等量的H2;而醋酸溶液中大量未电离的醋酸会随反应进行不断电离出氢离子直至反应完,所以产生H2最多。所以相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是:c>a=b。答案为:c>a=b。
(4)活泼金属与酸反应的实质是与酸电离出的氢离子反应,三种酸氢离子浓度相同,其他条件也完全相同,所以反应速率相同,故答案为:a=b=c。
(5)强酸已完全电离,稀释促进弱酸的电离,所以稀释相同的倍数,弱酸氢离子浓度由于得到补充而变化较小。故答案为:c>a=b。
【点睛】
决定活泼金属与酸反应速率的是氢离子的浓度,而不是酸的浓度;决定与活泼金属产生氢气的量的是酸能电离出的氢离子的物质的量,不能只看已电离的氢离子的物质的量,没有电离的弱酸会由于氢离子的消耗而继续电离。【解析】b>a>cc>a>b(或c>a=2b)c>a=ba=b=cc>a=b12、略
【分析】【详解】
(1)甲烷与氧气反应生成CO2和水,化学方程式为:CH4+O2=CO2+2H2O。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O,甲烷失电子发生氧化反应,失电子这个电极是燃料电池的负极,通入氧化剂的电极为正极,另一个电极上的电极反应式为:2O2+4H2O+8e-==8OH-。
(3)已知CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,电池工作一段时间后,因为消耗氢氧化钾所以溶液的碱性减小,故随着电池不断放电,电解质溶液的碱性减小”。【解析】①.CH4+O2==CO2+2H2O②.负极③.2O2+4H2O+8e-==8OH-④.减小13、略
【分析】【详解】
Ⅰ.(1)根据电池装置,Zn做负极,C为正极,高铁酸钾的氧化性很强,左边烧杯只能生成三价铁,三价铁离子在碱溶液中沉淀下来,正极上高铁酸钾发生还原反应生成氢氧化铁,正极电极反应式为:FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,通过电子为1A×600s÷(96500C/mol),则理论消耗Zn为1A×600s÷(96500C/mol)×1/2×65g/mol=0.2g;(2)盐桥中阴离子移向负极移动,盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路,使两溶液保持电中性,起到平衡电荷,构成闭合回路,放电时盐桥中氯离子向右移动,用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向左移动;(3)由图可知高铁电池的优点有:使用时间长;工作电压稳定;
Ⅱ.(4)辛烷C8H18和氧气充分反应,生成lmol水蒸气放热550kJ,当生成9mol水蒸气则会放出550kJ×9=4950kJ的能量;若1g水蒸气转化为液态水放热2.5kJ,则9mol水蒸气转化为液态水放出的热量是2.5kJ×9×18=405kJ,因此辛烷燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5355kJ/mol;(4)混合动力车上坡或加速时,发生的是放电过程,在乙电极,发生电极反应:NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,该极附近氢氧根浓度增大,所以碱性增强,电极周围溶液的pH增大;(6)钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,在电解池中,阴极是被保护的电极,可以把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与电源的负极相连;铅酸蓄电池放电时的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;
Ⅲ.(7)碱性锌锰电池的正极材料为MnO2,该电池放电时的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-。
Ⅳ.(8)催化剂降低反应的活化能,因此根据图像可知在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成HCHO;根据图像可知反应2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)的△H=-2×(676-158-283)kJ/mol=-470kJ/mol。
点睛:该题的难点是电极反应式的书写,明确原电池和电解池的工作原理是解答的关键,注意电极名称的判断、离子的移动方向、电解质溶液的酸碱性以及是否存在交换膜等。注意掌握电极反应式的书写方法,即“二判二析一写”。二判:①判断阴阳极;②判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。二析:①分析溶液中离子的种类;②根据离子放电顺序,分析电极反应。一写:根据电极产物,写出电极反应式。【解析】FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-0.2右左使用时间长、工作电压稳定C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5355kJ/mol△H=-5355kJ/mol增大NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-吸氧负Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OMnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-HCHO-470kJ/mol三、判断题(共1题,共2分)14、×【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、有机推断题(共1题,共9分)15、略
【分析】【分析】
某温度时,在Ag2SO4沉淀溶解平衡曲线上每一点;都是该温度下的平衡点,所以利用浓度幂与沉淀溶解平衡常数进行比较,可确定曲线外的某一点是否达到沉淀溶解平衡;利用沉淀溶解平衡常数,可由一种离子浓度计算另一种离子的浓度。
【详解】
(1)A点时,c(Ag+)=1×10-2mol/L,c()=4×10-2mol/L,与A点c(Ag+)相同的曲线上的点相比,4×10-2mol/L<16×10-2mol/L,所以A点未达沉淀溶解平衡,表示Ag2SO4是不饱和溶液。答案为:不饱和;
(2)该温度下Ag2SO4的溶度积常数Ksp=c2(Ag+)∙c()=(1×10-2mol/L)2×16×10-2mol/L=1.6×10-5(mol/L)3。答案为:1.6×10-5(mol/L)3;
(3)在饱和Ag2SO4溶液中,c2(Ag+)∙c()是一个定值,溶液中c()越大,c(Ag+)越小;
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液,c()=0.01mol·L-1;
b.10mL蒸馏水,c()=0;
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液中,c()=0.02mol·L-1;
在溶液中,c():c>a>b,则溶液中c(Ag+):b>a>c,从而得出Ag2SO4的溶解程度由大到小的顺序为b>a>c。答案为:b>a>c;
(4)向Ag2SO4悬浊液中加入足量Na2CrO4固体,生成Ag2CrO4和Na2SO4,沉淀转化的离子方程式:Ag2SO4(s)+=Ag2CrO4(s)+答案为:Ag2SO4(s)+=Ag2CrO4(s)+
【点睛】
一种难溶性物质,其溶度积常数越小,越容易转化,其溶解度往往越小。【解析】不饱和1.6×10-5(mol/L)3b>a>cAg2SO4(s)+=Ag2CrO4(s)+五、实验题(共4题,共20分)16、略
【分析】【分析】
(1)结合仪器的结构和性能确定仪器A的名称;
(2)碎泡沫能减小空气的流通;减小能量损失;
(3)硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,结合中和热为57.3kJ•mol-1;书写热化学方程式;
(4)①先计算出每次实验操作测定的温度差;然后舍弃误差较大的数据,最后计算出温度差平均值;
③上述结果与57.3kJ·mol-1有偏差;说明实验过程中有能量损失,产生此偏差,由此分析判断。
【详解】
(1)为充分的搅拌;使酸碱充分混合反应,要用环形玻璃棒搅拌棒,则仪器A的名称为环形玻璃棒搅拌棒;
(2)测量过程中要尽量减少热量的损失;则碎泡沫的作用是保温;隔热、减少热量损失;
(3)中和热为57.3kJ•mol-1,即生成1mol水放出57.3kJ热量,则1mol硫酸与2mol氢氧化钠反应生成硫酸钠和2mol水,放出热量为114.6kJ,所以其热化学方程式:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6kJ•mol-1,中和热方程式为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol。
(4)①4次温度差分别为:2.5℃;4.0℃,3.9℃,4.1℃,第1组数据相差较大应舍去,其他三次温度差平均值4.0℃;
③a.装置保温;隔热效果差;测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b不选;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中;否则会导致热量散失,中和热的数值偏小,故c不选;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度;硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故d选;
故答案为ad。【解析】环形玻璃棒搅拌棒保温、隔热、减少热量损失H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol4.0ad17、略
【分析】【分析】
实验探究NO在不同条件下被氧化或被还原,首先使用铜和稀硝酸反应制取NO,选用装置③制备气体,装置④玻璃管内壁附着绿色NiO,加热反应后转化为黑色的Ni2O3,说明NiO被氧化,则NO被还原,验证NO具有氧化性;在装置⑥中NO遇还原性较强的Na2SO3溶液生成N2O也能验证NO具有氧化性。
【详解】
(1)实验室使用铜和稀硝酸反应制取NO,发生的反应为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,该反应为固体和液体不加热制取气体,则应用装置③制备气体,由于NO除易氧化成NO2,装置中不能有空气,则反应前对连接好并装好药品的装置进行的具体操作是通入N2,以排除装置内的O2,故答案为:稀硝酸;③;通入N2,以排除装置内的O2(或防止NO被氧化)。
(2)分液漏斗在使用时;为了使液体顺利流下,不改动装置,要先打开(或取下)分液漏斗顶部活塞,使漏斗上口处内外空气相通,再打开旋塞,故答案为:先打开(或取下)分液漏斗顶部活塞,再打开旋塞。
(3)NO与NiO反应,绿色的NiO转化为黑色的Ni2O3,Ni元素化合价升高,被氧化,则NO中N元素化合价降低被还原,由信息可知,NO可被还原为N2,即NO转化为N2,故答案为:N2。
(4)将盛有NO气体的试管倒置于盛有饱和Na2SO3碱性水溶液的大烧杯中,轻轻不断摇动试管,可使NO气体与溶液充分接触,便于气体吸收;NO被Na2SO3碱性溶液吸收被还原为N2O则SO被氧化为SO根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒,配平反应的离子方程式为2NO+SO+2OH-=N2O+SO+H2O;用Na2SO3强碱性溶液吸收含有SO2的NO,根据吸收反应,SO2被碱液吸收并转化为SO增大c(SO),从而促进NO吸收,故答案为:为使NO气体与溶液充分接触;2NO+SO+2OH-=N2O+SO+H2O;SO2被碱液吸收并转化为SO增大c(SO),从而促进NO吸收。【解析】(1)稀硝酸③通入N2,以排除装置内的O2(或防止NO被氧化)
(2)先打开(或取下)分液漏斗顶部活塞;再打开旋塞。
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