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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年鲁人新版选修4化学上册阶段测试试卷852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、用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1,下列说法不正确的是()A.等物质的量的CH4参加反应,反应①、②转移的电子数相同B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-618kJ·mol-1C.0.2molCH4还原NO2至N2,并生成H2O(g),放出的热量为173.4kJD.若用4.48L(标准状况)CH4还原NO2至N2并生成H2O(g),整个过程中转移电子1.6mol2、机动车尾气中含NO;在催化剂作用下,利用CO可将其转化为无毒的物质。已知下列热化学方程式:
①
②
则x为A.-744B.+744C.–372D.+3723、常温下,浓度均为溶液和HCN溶液的pH分别为m和下列叙述中错误的是A.常温下,pH相同的溶液和HCN溶液分别加水稀释相同的倍数时,前者pH变化较小B.等温下,等浓度的和HCN溶液pH,后者大C.HCN溶液和NaOH不等体积混合后一定存在如下关系D.和HCN溶液中由水电离出的前者是后者的倍4、下列说法正确的是()A.硫酸氢钠溶液中,c(Na+)>c(SO42-)B.醋酸钠溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)C.碳酸钠溶液中,c(HCO3-)>c(OH--)D.碳酸氢钠溶液中,c(CO32-)>c(H+)5、下列说法正确的是()A.常温下将pH均为a的氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液分别加水稀释100倍,pH变为b和c,则a、b、c的大小关系是:b>c>aB.常温下5.0×10-3mol·L-1KHA溶液的pH=3.75,该溶液中c(HA-)2-)C.室温时,M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq)Ksp=a;c(M2+)=bmol·L-1时,溶液的pH等于14+lgD.Na2C2O4溶液:c(OH-)+2c(H2C2O4)=c(H+)+c(HC2O4-)6、常温下向的氨水中逐滴加入的盐酸,所得溶液的pH、溶液中和的物质的量分数与加入盐酸的体积V的关系如图所示;下列说法错误的是。
A.表示物质的量分数变化的曲线是AB.的电离常数为即已知C.当加入盐酸体积为50mL时,溶液中D.时的溶液中,的水解程度等于的电离程度7、室温,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合忽略体积变化实验数据如表所示,下列说法不正确的是。实验编号起始浓度反应后溶液pH①8②x7
A.实验①中:B.实验②中C.实验②中反应后溶液中D.若将实验②中HA换成氯水,反应后溶液则有8、磷酸(H3PO4)是一种中强酸,常温下,H3PO4水溶液中含磷微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各含磷微粒总浓度的分数)与pH的关系如图;下列说法正确的是。
A.H3PO4的电离方程式为:H3PO43H++PO43−B.pH=2时,溶液中大量存在的微粒有:H3PO4、H2PO4−、HPO42−、PO43−C.滴加NaOH溶液至pH=7,溶液中c(Na+)=c(H2PO4−)+2c(HPO42−)+3c(PO43−)D.滴加少量Na2CO3溶液,3Na2CO3+2H3PO4=2Na3PO4+3H2O+3CO2↑评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)9、氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题;它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题:
(一)已知①H2O(g)=H2O(1)△H=-44kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g)△H=+1025kJ•mol-1
写出NH3(g)和O2(g)在一定条件下转化为N2(g)与液态水的热化学方程式_________
(二)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1。合成时反应温度控制在500℃,压强是2×l07~5×l07Pa;铁触媒做催化剂。
(1)下列反应条件的控制不能用勒夏特列原理解释的是_________。
A.及时分离出NH3
B.使用铁触媒做催化剂。
C.反应温度控制在500℃左右。
D.反应时压强控制在2×l07~5×l07Pa
(2)一定温度下,将1molN2和3molH2置于一恒定容积的密闭容器中反应,一段时间后反应达到平衡状态。下列说法中正确的是________。
A.单位时间内,有3molH-H生成的同时又6mdN-H断裂;说明反应达到平衡状态。
B.N2和H2的物质的量之比保持不变时;说明反应达到平衡状态。
C.达到平衡状态时;混合气体的平均相对分子质量变大。
D.达到平衡状态后,再充入2molNH3,重新达到平衡后,N2的体积分数变小。
(三)如图表示H2的转化率与起始投料比(n(N2)∶n(H2))、压强的变化关系,则与曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的压强P1、P2、P3从高到低的顺序是_________________;测得B(X,60)点时N2的转化率为50%,则X=________。
(四)一定温度下,将lmolN2和3molH2置于一密闭容器中反应,测得平衡时容器的总压为P,NH3的物质的量分数为20%,列式计算出此时的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度进行计算;分压=总压×体积分数,可不化简)。
(五)以NO原料,通过电解的方法可以制备NH4NO3,其总反应是8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3,写出以惰性材料作电极的阳极反应式:_______________。10、1g氢气完全燃烧生成液态水放出143kJ热量;1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。
(1)写出氢气燃烧的热化学方程式__________
(2)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出热量为__890kJ(填“>”、“<”、“=”)11、已知化学反应的能量变化如图所示:
(1)b分别代表的意思是______、______。
(2)该反应______12、在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)⇌R(g)+2L(?);此反应规律符合如图图象:
(1)T1______T2,正反应的△H______0(填“>”;“<”或“=”;下同)
(2)P1______P2,L为______(填“固”或“液”或“气”态)13、已知2A(g)+B(g)2C(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA和1molB,在500℃时充分反应达平衡后,C的浓度为ωmol·L-1,放出的热量为bkJ。
(1)已知:A(g)+X(g)2B(g)ΔH=-133.2kJ·mol-1;
5A(g)+X(g)4C(g)ΔH=-650.4kJ·mol-1。则a=________。
(2)不同温度下该反应的平衡常数如表所示。由此可推知,表中T1________T2(填“>”“=”或“<”)。T/KT1T2T3K6.862.451.88
(3)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2molA和1molB,500℃时充分反应达平衡后,放出的热量为dkJ,则d________b(填“>”“=”或“<”)。
(4)在一定温度下,向一个容积可变的恒压容器中,通入3molA和2molB,发生反应2A(g)+B(g)2C(g),平衡时容器内气体物质的量为起始时的80%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始投入量改为6molA、4molB,则平衡时A的体积分数为________。14、试运用所学知识;研究CO等气体的性质,请回答:
(1)生产水煤气过程中有以下反应:
①C(s)+CO2(g)2CO(g)H1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H3;
反应③的平衡常数表达式为K=___________;上述反应中△H1、△H2、△H3之间的关系为______。
(2)不同温度下反应②的平衡常数如下表所示。则△H2___________0(填“<”“>”);。温度/℃400500800平衡常数K9.9491
在500℃时,把等物质的量浓度的CO和H2O(g)充入反应容器,达到平衡时c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mo/L,则CO的平衡转化率为___________。
(3)对于反应2NO2(g)N2O4(g)△H<0,当温度为T1、T2时,平衡体系N2O4的体积分数随压强变化曲线如图所示。则T1___________T2(填“>”或“<”);增大压强,平衡向___________反应方向移动;两点的平衡常数B___________C(填“>”或“<”)。
15、HOOC﹣COOH的电离方程式为__。16、(1)25℃下,纯水中c(H+)=1×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)=______________,该温度下向纯水中加盐酸,使溶液中的c(H+)=1×10-3mol·L-1,则此时溶液的pH=_______________。若25℃下,向纯水中加入NaOH固体,使溶液的pH=13,此时溶液中c(OH-)=___________。与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3NH4++NH2-,请写出液氨的电离平衡常数表达式K=____________________________。
(2)同素异形体相互转化的反应热相当少而转化速率慢,有时还很不完全,测定时很困难;现可依据盖斯定律进行计算。已知:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H1=-283.2kJ·mol-1①
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H2=-184.0kJ·mol-1②
由热化学方程式看来,更稳定的磷的同素异形体是______(填“白磷”或“红磷”),试写出白磷转化成红磷的热化学方程式______________________________________。评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)17、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、工业流程题(共1题,共2分)18、重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有A12O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示:
已知部分物质的溶解度曲线如图1所示。
请回答下列问题:
(1)煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为___________。
(2)操作a的实验步骤为___________。
(3)加入Na2S溶液后使硫元素全部以S2O的形式存在,写出生成Cr(OH)3的离子方程式___________。
(4)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7,其原理如图2所示,写出电极b的电极反应式:________。
(5)根据有关国家标准,含CrO的废水要经化学处理使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放。可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水。加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应不小于___________mol·L-1,废水处理后方能达到国家排放标准。评卷人得分五、元素或物质推断题(共1题,共4分)19、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_____________________________。评卷人得分六、原理综合题(共4题,共8分)20、氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景;采用天然气制备氢气的流程如下。
请回答下列问题:
Ⅰ.蒸汽转化:在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化;结合图表信息回答问题。
(1)该过程的热化学方程式是__________。
(2)平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图所示,判断T1和T2的大小关系:T1_______T2(填“>”“<”或“=”),并说明理由__________。
(3)一定温度下,在1L恒容的密闭容器中充入1molCH4和1mol水蒸气充分反应达平衡后,测得反应前后容器中气体的物质的量之比是3:4,计算该条件下反应的平衡常数为______________。
Ⅱ.CO变换:500℃时,CO进一步与水反应生成CO2和H2。
Ⅲ.模拟H2提纯工艺:将CO2和H2分离得到H2的过程如下:
依据图示信息回答:
(4)吸收池中发生反应的离子方程式是_________。
(5)写出电解池中阳极发生的电极反应式________;结合化学用语说明K2CO3溶液再生的原因_________。21、碘及其化合物在工业生产中有重要用途。回答下列问题:
(1)单质碘的一种制备方法为:2(aq)+5(aq)I2(aq)+3H+(aq)+5(aq)+H2O(1)△H总;该反应的历程如下:
第一步:(aq)+3(aq)3H+(aq)+3(aq)+I-(aq)∆H1慢反应。
第二步:(aq)+5I-(aq)+6H+(aq)3I2(aq)+3H2O(1)∆H2慢反应。
第三步:I2(aq)+(aq)+H2O(1)2I-(aq)+3H+(aq)+(aq)∆H3快反应。
∆H总=_____(用含△H1、∆H2、∆H3的式子表示);上述反应历程中,活化能最小的是第_____步;I-、H+、I2五种粒子中,物质的量浓度增加相同倍数时对总反应速率影响最小的是_______。
(2)已知:2HI(g)H2(g)+I2(g)△H=+11kJ·mol-1,在716K时,向甲容器中充入amolHI(g),向与甲完全相同的乙容器中充入0.5amolH2(g)和0.5amolI2(g);同时发生反应,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下图:
①0~20min,甲容器中反应的平均速率v(HI)=_______min-1(用单位时间内的物质的量分数的变化表示);20min时,乙容器中氢气的转化率(H2)=_______;反应达到平衡时,x(HI)、x(H2)、x(I2)与HI分解反应平衡常数的关系式为K=_______
②HI分解反应中,正反应速率为v正=kx2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数。升高温度,k正增大的倍数_______k逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于");80min时,甲容器中v正_______v逆(填“大于”“小于”或等于”)。
③120min时,可判断甲、乙容器中反应均达到平衡状态,其理由是_______。22、造成酸雨的主要物质是NO2和SO2;某科研小组进行如下研究。
(1)处理二氧化硫通常是先在水中把它氧化成硫酸,再用NH3•H2O吸收。已知2NH3•H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-24.2kJ/mol,中和热ΔH=-57.3kJ/mol则1molNH3•H2O理论上完全电离时需要吸收的热量为_______。
(2)常温下也可以用NaOH溶液直接吸收SO2,在吸收过程中,溶液pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:。n(SO32-):n(HSO3-)88:121:112:88pH8.27.46.0
①当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度由大到小排列顺序为_______。
②当向NaOH溶液中通入足量的SO2时,得到NaHSO3溶液,在pH为4∼7之间电解,硫元素在阴极上被还原为Na2S2O4,这是电化学脱硫技术之一、写出该阴极的电极反应式_______。
(3)向容积为2L,密闭容器中分别充入0.20molNO2和0.4molSO2,发生SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ/mol在不同温度下测定同一时刻NO2的转化率;结果如图所示。
①a、c两点反应速率大小关系:v正(a)_______v逆(c)。(填“>”“<”或“=”)
②温度为T2时,该反应的平衡常数为_______。若在此温度下,保持容器的容积不变,再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2,NO2的转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。23、砷元素广泛存在于自然界;砷与其化合物被运用在农药;除草剂、杀虫剂等。
(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。根据图1写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式_________________。
(2)砷酸钠具有氧化性,298K时,在100mL烧杯中加入10mL0.1mol/LNa3AsO4溶液、20mL0.1mol/LKI溶液和20mL0.05mol/L硫酸溶液,发生下列反应:AsO43-(无色)+2I-+2H+AsO33-(无色)+I2(浅黄色)+H2OΔH。测得溶液中c(I2)与时间(t)的关系如图2所示(溶液体积变化忽略不计)。
①下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。
a.溶液颜色保持不再变化b.c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化。
c.AsO43-的生成速率等于I2的生成速率d.保持不再变化。
②0~10min内,I−的反应速率v(I−)=_______。
③在该条件下,上述反应的平衡常数K=______。
④升高温度,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,则该反应的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)雄黄(As4S4)在空气中加热至300℃时会生成两种氧化物,其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3),另一种氧化物为______(填化学式),可用双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去,写出该反应的化学方程式_________。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【详解】
A.1molCH4参与反应①,电子转移8mol,1molCH4参与反应②,电子转移8mol,因此等物质的量的CH4参加反应;反应①;②转移的电子数相同,A项正确;
B.根据盖斯定律可得反应①+③×2得,CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-662kJ·mol-1;B项错误;
C.根据盖斯定律可得反应(①+②)÷2得,CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·mol-1,1molCH4还原NO2至N2,并生成H2O(g),放出的热量为867kJ,则0.2molCH4还原NO2至N2,并生成H2O(g);放出的热量为867kJ/mol×0.2mol=173.4kJ,C项正确;
D.由C项知CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·mol-1,1molCH4还原NO2至N2并生成H2O(g),电子转移8mol,用标准状况下4.48L(即0.2mol)CH4还原NO2至N2并生成H2O(g);整个过程中转移电子1.6mol,D项正确;
答案选B。2、C【分析】【详解】
已知①
②
根据盖斯定律(②-①)可得的故答案为C。3、A【分析】【详解】
常温下;等物质的量浓度的醋酸和氢氰酸,氢氰酸的pH大于醋酸,说明醋酸的酸性大于氢氰酸;
A.等pH的两种酸稀释相同的倍数,弱酸的pH变化小于强酸,所以pH相同的溶液和HCN溶液分别加水稀释相同的倍数时;前者pH变化较大,故A错误;
B.等温下,等浓度的和HCN溶液中醋酸的电离程度大于氢氰酸;所以pH后者大,故B正确;
C.根据电荷守恒知,所以得故C正确;
D.酸溶液中由水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度,和HCN溶,醋酸溶液中由水电离出的氢氰酸溶液中由水电离出的所以前者是后者的倍;故D正确;
故选A。4、B【分析】【详解】
A.NaHSO4在水溶液中电离方程式为:NaHSO4=H++Na++SO42-,故硫酸氢钠溶液中,c(Na+)=c(SO42-);故A选项错误。
B.醋酸钠溶液中,CH3COO-会水解,故c(Na+)>c(CH3COO-);故B选项正确。
C.碳酸钠溶液中,CO32-+H2OHCO3-+OH-,碳酸氢根跟氢氧根是1:1,但由于存在水的电离,所以氢氧根肯定大于碳酸氢根,故c(OH-)>c(HCO3-);故C选项错误。
D.碳酸氢钠溶液中,HCO3-每电离1mol,便产生等物质的量的CO32-和H+,在这个基础上再考虑水的电离,故有c(H+)>c(CO32-);故D选项错误。
故答案选B。
【点睛】
本题的易错点为C和D选项,注意考虑水的电离,水电离出H+与OH-会影响溶液中离子浓度大小。5、C【分析】【详解】
A.将pH均为a的氢氧化钠溶液和氢氧化钡加水稀释100倍,碱性减弱,由于氢氧化钠和氢氧化钡均为强碱,故稀释后的pH相等,但要小于原来的pH,故a、b、c的大小关系是:a>b=c;A选项错误;
B.常温下5.0×10-3mol·L-1KHA溶液的pH=3.75,说明HA-在溶液中电离出部分H+和A2-,故c(HA-)>c(A2-);B选项错误;
C.Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=a,则常温下氢离子浓度为则该溶液的C选项正确;
D.Na2C2O4溶液中,根据质子守恒可得c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4);D选项错误;
答案选C。6、D【分析】【详解】
A.常温下向的氨水中逐滴加入的盐酸,一水合氨浓度减小,表示浓度变化的曲线是A;故A正确;
B.的电离常数平衡常数只随温度变化,取时的浓度计算,此时故B正确;
C.当加入盐酸体积为50mL时,此时溶液溶液中存在等浓度的一水合氨、氯化铵,溶液中存在电荷守恒物料守恒得到:得到故C正确;
D.时的溶液中的物质的量分数等于的物质的量分数;等浓度的铵根离子和一水合氨溶液中,一水合氨电离程度大于铵根离子水解程度,溶液显碱性,故D错误。
综上所述;答案为D。
【点睛】
分析每个点的溶质以及该点溶液显酸碱性,两个轮子的曲线交点所得溶液不一定显中性。7、C【分析】【详解】
A.溶液中存在电荷守恒,即选项A正确;
B、溶液中存在电荷守恒,即实验溶液呈中性,即则中性溶液中水的电离较微弱,所以选项B正确;
C、酸HA为弱酸,要使等体积的酸和碱混合后溶液呈中性,则酸的浓度应大于碱,即混合前KOH浓度小于等体积混合后,选项C错误;
D、若将实验中HA换成氯水,根据电荷守恒,反应后溶液反应所以选项D正确。
答案选C。
【点睛】
本题考查离子浓度大小的比较,根据电荷守恒和微粒守恒来分析解答即可,易错选项是C,酸HA为弱酸,要使等体积的酸和碱混合后溶液呈中性,则酸的浓度应大于碱,即混合前KOH浓度小于8、C【分析】【分析】
观察图可知:随着PH值的增大,水溶液中各种含磷微粒的含量相应的发生改变:PH从0到4,H3PO4含量下降,H2PO4-含量上升,PH=2时,两者浓度相等,其它含磷微粒含量几乎为零;从4到10,H2PO4-含量下降,HPO42-含量上升,PH=7时,两者浓度相等,其它含磷微粒含量几乎为零;pH>10,HPO42-含量下降,PO43-含量上升;PH在虚线所标处两者浓度相等,其它含磷微粒含量几乎为零。根据图中各微粒的分布情况,结合弱电解质的电离,电中性原则及物质的基本性质可对各选项作出判断。
【详解】
A项;磷酸是三元中强酸;属于弱电解质,电离方程式应分步书写,A选项错误;
B项、由图可知,PH=2时,含磷微粒主要是H3PO4和H2PO4-;其它含量几乎为零,B错;
C项、根据电中性原则有:c(H+)+c(Na+)=c(H2PO4−)+2c(HPO42−)+3c(PO43−)+c(OH-),PH=7时,c(H+)=C(OH-),所以有:c(Na+)=c(H2PO4−)+2c(HPO42−)+3c(PO43−);C正确;
D项、生成二氧化碳的环境为酸性环境,在磷酸中滴加少量碳酸钠溶液得到的含磷产物主要是H2PO4-或HPO42-;D错;
答案选C。
【点睛】
本题中,要结合图来判断不同环境下的含磷微粒的存在形式。如D选项,要根据反应的量来判断反应后的溶液酸碱性,从而判断微粒的存在形式。二、填空题(共8题,共16分)9、略
【分析】【详解】
(一)已知①H2O(g)=H2O(1)△H=-44kJ•mol-1,②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1,③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g)△H=+l025kJ•mol-1,根据盖斯定律,将①×6-②×2-③得:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=(-44kJ•mol-1)×6-(+180.5kJ•mol-1)×2-(+l025kJ•mol-1)=-1650kJ/mol,故答案为4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=-1650kJ/mol;
(二)(1)A.及时分离出NH3;减小了氨气的浓度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,不选;B.使用铁触媒做催化剂,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,选;C.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于氨的合成,反应温度控制在500℃左右是提高反应速率和催化剂的活性,不能用勒夏特列原理解释,选;D.该反应属于气体体积减小的反应,增大压强有利于平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,不选;故选BC;
(2)A.单位时间内,有3molH-H生成的同时必定6mdN-H断裂,不能说明反应达到平衡状态,错误;B.根据方程式,起始是N2和H2的物质的量之比等于化学计量数之比,反应过程中N2和H2的物质的量之比始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态C.反应后,气体的物质的量减小,质量不变,因此达到平衡状态时,混合气体的平均相对分子质量变大,正确;D.达到平衡状态后,再充入2molNH3,相当于增大压强,平衡正向移动,重新达到平衡后,N2的体积分数变小;正确;故选CD;
(三)分析图象变化可知:在投料比一定时,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的氢气的转化率依次降低,因此压强依次减小,故P1>P2>P3;设起始量氢气为x,氮气物质的量为y;根据题意和图像,N2的转化率为50%,H2的转化率为60%;
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)yx0.5y0.6x则0.5y:0.6x=1:3,解得=即X=故答案为P1>P2>P3;
(四)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始(mol)130
反应x3x2x
平衡1-x3-3x2x
则×100%=20%,解得x=mol,NH3的物质的量分数为÷=20%,N2的物质的量分数为20%,H2的物质的量分数为60%,平衡常数Kp=故答案为
(五)根据总反应:8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3,阳极发生氧化反应,一氧化氮失去电子生成硝酸根离子,电极反应式为NO+2H2O-3e-=4H++NO3-,故答案为NO+2H2O-3e-=4H++NO3-。【解析】4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=-1650kJ/molBCCDP1>P2>P32∶5NO+2H2O-3e-=4H++NO3-10、略
【分析】【分析】
相同物质的量条件下;水蒸气含有的热量比液态水多,反应热=生成物的能量-反应物的能量。
【详解】
(1)根据题目,1g氢气完全燃烧生成液态水放出143kJ热量,即0.5mol氢气完全燃烧释放143kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-143kJ×4=-572kJ/mol;
(2)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,生成物的能量增大,反应热增大,反应热为负值,放出热量为<890kJ。【解析】2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ/mol<11、略
【分析】【详解】
(1)化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成,其中化学键断裂吸热,化学键形成放热,则图中a表示旧键断裂吸收的能量,b表示新键形成放出的能量;
故答案为:旧键断裂吸收的能量;新键形成放出的能量;
(2)反应热旧键断裂吸收的总能量-新键形成放出的总能量,则图中该反应
故答案为:【解析】旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量12、略
【分析】【详解】
(1)根据图像可知,当压强均为P1时,温度为T2的曲线首先达到平衡状态,这说明温度是T2>T1;但温度高,R的含量低,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应,即△H<0,故答案为:<;<;
(2)根据图像可知,当温度均为T1时,压强为P2的曲线首先达到平衡状态,这说明P2>P1;但压强高,R的含量低,这说明增大越强平衡向逆反应方向移动,因此正方应是体积增大的可逆反应,即L一定是气态,故答案为:<;气态。【解析】①.<②.<③.<④.气态13、略
【分析】【详解】
(1)①A(g)+X(g)2B(g)ΔH=-133.2kJ·mol-1;②5A(g)+X(g)4C(g)ΔH=-650.4kJ·mol-1,根据盖斯定律,将②-①得:4A(g)+2B(g)4C(g)ΔH=-(650.4-133.2)kJ·mol-1,则2A(g)+B(g)2C(g)ΔH=-258.6kJ·mol-1;即a=258.6,故答案为258.6;
(2)反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,根据表格数据可知,T1<T2;故答案为<;
(3)原平衡随反应进行,压强降低,将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),相同温度下起始加入2molA和1molB,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,B的转化率变大,反应放出的热量增大,大于恒容容器中达到平衡状态放出的热量,即d>b;故答案为>;
(4)设反应的B的物质的量为x,2A(g)+B(g)2C(g)
起始(mol)320
反应(mol)2xx2x
平衡(mol)3-2x2-x2x
则=80%,解得:x=1mol;温度不变平衡常数不变,保持同一反应温度,在相同容器中,将起始投入量改为6molA、4molB,相当于2个原容器合并,气体的物质的量和容器的体积均变成原来的2倍,平衡不移动,平衡时A的体积分数不变,因此平衡时A的体积分数为×100%=25%,故答案为25%。【解析】258.6<>25%14、略
【分析】【详解】
(1)①C(s)+CO2(g)2CO(g)H1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H3;
化学平衡常数等于生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,固体不计入平衡常数表达式,反应③的平衡常数表达式为K=根据盖斯定律①+②得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H3=△H1+△H2;
(2)根据不同温度下反应②的平衡常数可知,升高温度,平衡常数减小,则△H2<0;
在500℃时,把等物质的量浓度的CO和H2O(g)充入反应容器,达到平衡时c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mol/L,则CO浓度降低0.015mol/L,CO的初始浓度是0.02mol/L,CO的平衡转化率为
(3)2NO2(g)N2O4(g)△H<0,升高温度,平衡逆向移动,N2O4的体积分数减小,则T12;增大压强,平衡向正反应方向移动;正反应放热,B点的温度小于C点,所以平衡常数B>C。【解析】K=△H1+△H2=△H3或△H2=△H3-△H1,或△H1=△H3-△H2<75%<正反应方向>15、略
【分析】【分析】
HOOC﹣COOH是分子内含有2个-COOH官能团的二元弱酸;在水溶液中分两步发生电离。
【详解】
HOOC﹣COOH是二元弱酸,在水溶液里分两步进行电离,第一步电离程度大于第二步,其电离方程式分别为:H2C2O4+H+、+H+;
故答案为:H2C2O4+H+,+H+。
【点睛】
如果我们不注意知识的积累,很容易将HOOC﹣COOH的电离方程式错误地写为H2C2O4+2H+。【解析】H2C2O4+H+、+H+16、略
【分析】【详解】
(1)25℃下,纯水中c(H+)=1×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)=c(H+)=1×10-7mol·L-1;
该温度下向纯水中加盐酸,使溶液中的c(H+)=1×10-3mol·L-1,则此时溶液的pH=-lgc(H+)==-lg10-3=3;
若25℃下,向纯水中加入NaOH固体,使溶液的pH=13,此时溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1。
与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3NH4++NH2-,根据电离平衡常数的定义,液氨的电离平衡常数表达式K=
(2)依据盖斯定律进行计算。已知:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H1=-283.2kJ·mol-1①
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H2=-184.0kJ·mol-1②
①-②得:P4(白磷,s)=4P(红磷,s)△H=-283.2kJ·mol-1+184.0kJ·mol-1=-99.2kJ·mol-1,由热化学方程式看来,更稳定的磷的同素异形体是红磷。【解析】1×10-7mol·L-131×10-1mol·L-1或0.1mol·L-1K=红磷P4(白磷,s)=4P(红磷,s)△H1=-99.2kJ·mol-1三、判断题(共1题,共2分)17、×【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、工业流程题(共1题,共2分)18、略
【分析】【分析】
煅烧时主要发生Fe(CrO2)2与Na2CO3、空气的反应,根据(1)问题干知生成Na2CrO4,同时铁元素被氧化为Fe2O3,Fe2O3不参与反应在第二步浸出过滤时被除去,即滤渣1成分为Fe2O3,Al2O3与SiO2分别与Na2CO3反应转化为NaAlO2和Na2SiO3,两者在第三步调节pH除杂转化为Al(OH)3和H2SiO3沉淀被除去,即滤渣2为Al(OH)3和H2SiO3,经过除杂后得到含Na2CrO4的滤液,酸化得到含Na2Cr2O7和Na2SO4的溶液,结合图1知可通过控制温度提纯Na2Cr2O7,进而结晶得到Na2Cr2O7晶体;另外含Na2CrO4的滤液与Na2S反应生成Cr(OH)3,灼烧得到Cr2O3,再通过铝热反应可得到Cr。
【详解】
(1)Fe(CrO2)2与Na2CO3、空气的反应,生成Na2CrO4,同时Fe元素被氧化为Fe2O3,根据流程知还有CO2生成,初步确定反应为:Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2,根据得失电子守恒得:4Fe(CrO2)2~7O2,再根据元素守恒配平剩余物质系数,得最终方程式为:4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2;
(2)根据图1知Na2SO4在温度高于50℃时;溶解度逐渐降低,故可以采用蒸发浓缩趁热过滤将其除去,即操作a步骤为蒸发浓缩,趁热过滤;
(3)Na2CrO4与Na2S反应生成和Cr(OH)3,初步确定反应为:S2-+→Cr(OH)3↓+根据得失电子守恒配平得6S2-+8→8Cr(OH)3↓+3等式左边加水右边加OH-配平元素守恒和电荷守恒,最终得离子方程式为:23H2O+6S2-+8=8Cr(OH)3↓+3+22OH-;
(4)根据图示知电极a产生OH-,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,知a为阴极,故电极b为阳极,根据平衡知Na2CrO4转化为Na2Cr2O7需在酸性条件下,故阳极为H2O放电产生H+,即电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+(或4OH--4e-=O2↑+2H2O);
(5)当时,此时对应的c(Ba2+)为最低要求,则此时即废水中Ba2+浓度应不小于2.4×10-4mol/L。【解析】4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2蒸发浓缩趁热过滤23H2O+6S2-+8CrO=8Cr(OH)3↓+3S2O+22OH-2H2O-4e-=O2↑+4H+或4OH--4e-=O2↑+2H2O2.4×10-4五、元素或物质推断题(共1题,共4分)19、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六、原理综合题(共4题,共8分)20、略
【分析】【分析】
Ⅰ.(1)由图可知,反应为吸热反应,△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=+204kJ/mol;据此书写热化学方程式;
(2)根据压强和温度对化学平衡的影响分析;
(3)由三段式分析;计算该条件下反应的平衡常数;
Ⅲ.由图可知;吸收池中二氧化碳与碳酸钾溶液的反应得到碳酸氢钾,据此书写离子方程式。
【详解】
Ⅰ.(1)由图可知,1mol甲烷、1mol水蒸气生成1molCO和3mol氢气吸收热量(2582−2378)kJ=204kJ,故热化学方程式为:故答案为:
(2)该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,所以相同压强下,温度越高,CO的体积分数越大,故T1>T2,故答案为:>;根据热化学方程式可知,升高温度,平衡正向移动,CO的体积分数增大,再对应图像,压强一定时,则T1>T2;
(3)一定温度下,在1L恒容的密闭容器中充入1molCH4和1mol的水蒸气充分反应达平衡后,测得反应前后容器中气体的物质的量之比是3:4,设消耗甲烷物质的量x,据此计算:
x=mol,则平衡时各物质的浓度分别为:c(CH4)=c(H2O)=mol/L,c(CO)=mol/L,c(H2)=1mol/L,则该反应的平衡常数K==0.75;故答案为:0.75;
Ⅲ.(4)由图可知,吸收池中氢气并未反应,二氧化碳被吸收进入惰性电极电解池,即吸收池中为二氧化碳与碳酸钾溶液的反应,离子方程式为:CO32-+CO2+H2O=2HCO3-,故答案为:CO32-+CO2+H2O=2HCO3-;
(5)HCO3−存在电离平衡:HCO3−⇌H++CO32−,阴极H+放电浓度减小平衡右移,CO32-再生,阴极反应:2H2O+2e-=H2↑+OH-,阳极反应:HCO3-+OH-═CO32-+H2O,使碳酸钾溶液得以再生,故答案为:阴极放电发生反应:产生的OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应:实现了K2CO3溶液的再生。【解析】>根据热化学方程式可知,升高温度,平衡正向移动,CO的体积分数增大;再对应图像,压强一定时,则T1>T20.75阴极放电发生反应:产生的OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应:实现了K2CO3溶液的再生21、略
【分析】【详解】
(1)由已知反应①(aq)+3(aq)3H+(aq)+3(aq)+I-(aq)∆H1、②(aq)+5I-(aq)+6H+(aq)3I2(aq)+3H2O(1)∆H2、③I2(aq)+(aq)+H2O(1)2I-(aq)+3H+(aq)+(aq)∆H3,根据盖斯定律,①+②+③2即得2(aq)+5(aq)I2(aq)+3H+(aq)+5(aq)+H2O(1)△H总=∆H1+∆H2+2∆H3,或①2-③也得2(aq)+5(aq)I2(aq)+3H+(aq)+5(aq)+H2O(1)△H总=2∆H1-∆H3;活化能小反应快,则上述反应历程中,活化能最小的是第三步;总反应速率由反应速率最慢的反应决定,即第一步和第二步反应决定,第三步为快反应,对总反应速率影响小,由反应I2(aq)+(aq)+H2O(1)2I-(aq)+3H+(aq)+(aq)可知,I-、H+、I2五种粒子中,只有I2是第三步反应的反应物,所以物质的量浓度增加相同倍数时对总反应速率影响最小的是I2,故答案为:∆H1+∆H2+2∆H3(或2∆H1-∆H3);三;I2;
(2)①0~20min,甲容器中反应的平均速率v(HI)==0.0045min-1;x(H2)=x(I2)=[1-x(HI)]起始时x(H2)=0.50,20min时x(H2)=(1-0.60)=0.20,氢气的转化率(H2)==60%;反应达到平衡时,由于n总不变,K===故答案为:0.0045;60%;
②平衡时v正=v逆,即k正x2(HI)=k逆x(H2)·x(I2),可得∆H=+11kJ·mol−1,升高温度时K增大,说明k正增大的倍数大于k逆增大的倍数;由图可知,80min时,甲容器中反应向正反应方向进行,此时v正大于v逆;故答案为:大于;大于;
③甲、乙容器条件相同,甲容器中充入amolHI(g)与乙容器中充入0.5amolH2(g)和0.5amolI2(g)等效,甲、乙容器分别从正向、逆向开始反应,建立相同的平衡,由平衡前Q(甲)<K<Q(乙),120min时Q(甲)=Q(乙)=K可判断甲、乙容器中反应均达到平衡状态,故答案为:甲、乙容器分别从正向、逆向开始反应,平衡前Q(甲)<K<Q(乙),120min时Q(甲)=Q(乙)=K。【解析】∆H1+∆H2+2∆H3(或2∆H1-∆H3)三I20.004560%大于大于甲、乙容器分别从正向、逆向开始反应,平衡前Q(甲)<K<Q(乙),120min时Q(甲)=Q(乙)=K22、略
【分析】【分析】
(1)中和热△H=-57.3KJ/mol,但是弱碱的电离吸热,根据题干信息写出反应的热化学方程式,然后利用盖斯定律计算出1molNH3•H2O理论上完全电离时需要吸收的热量;
(2)①吸收液呈中性时;溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,电离与水解的程度相等,结合电荷守恒解答;
②据阴极得电子发生还原反应分析;
(3)①温度越高化学反应速率越快;
②n变(NO2)=0.2
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