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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年鲁科五四新版选修4化学上册阶段测试试卷501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、如图所示;下列说法不正确的是。
A.反应过程①的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=C(g)ΔH1=-QkJ/molB.反应过程②的热化学方程式为C(g)=A2(g)+B2(g)ΔH2=+Q1kJ/molC.Q与Q1的关系:Q>Q1D.ΔH2>ΔH12、I2在KI溶液中存在平衡I2(aq)+I(aq)=I3—(aq)。某I2、KI混合溶液中,I3—的物质的量浓度c(I3—)与温度T的关系如图所示(曲线上的任何点都表示平衡状态)。下列说法正确的是。
①I2(aq)+I—(aq)=I3—(ag)ΔH>0
②若温度为T1、T2时反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
③若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
④状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大。
⑤保持温度不变,向该混合溶液中加水,将变大A.只有①②B.只有②③C.①③④D.①③⑤3、根据右表提供的数据,判断在等浓度的混合溶液中;各种离子浓度关系正确的是。
A.B.C.D.4、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+),5、在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列说法正确的是。
A.c点对应的溶液pH=6,显酸性B.T℃下,水的离子积常数为1×10-12C.T<25℃D.纯水仅升高温度,可以从a点变到d6、向NaOH溶液中逐滴加入CH3COOH溶液,直到溶液呈中性。对所得溶液中离子浓度大小的比较,下列关系式中正确的是A.c(CH3COO-)>c(Na+)B.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)C.c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)D.c(Na+)=c(CH3COO-)7、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的关系如下图;下列说法正确的是。
A.滴加NaOH溶液至pH=7,溶液中c(Na+)>c(H2PO4-)+c(HPO42—)+c(PO43—)B.该温度下,H3PO4的三级电离常数Ka3>10-12C.H3PO4的电离方程式为:H3PO4⇌3H++PO43—D.滴加少量Na2CO3溶液,化学反应方程式为3Na2CO3+2H3PO4=2Na2PO4+3H2O+3CO2↑8、如图是利用电渗析法从海水中获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子;电极均为石墨电极。下列有关描述正确的是。
A.A是阳离子交换膜B.通电后阳极区的电极反应式:2Cl-+2e-=Cl2↑C.阴极不能用铁丝网代替石墨电极D.阴极区的现象是电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)9、工业产生的废气COx、NOx、SOx对环境有害;若能合理的利用吸收,可以减少污染,变废为宝。
(1)已知甲烷的燃烧热为890kJ/mol;1mol水蒸气变成液态水放热44k;N2与O2反应生成NO的过程如下:
则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=_________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO;某研究小组利用反应:
2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)实现气体的无害化排放。T1℃时,在恒容的密闭容器中通入一定量的CO和NO,能自发进行上述反应,测得不同时间的NO和CO的浓度如下表:。时间/s012345c(NO)10-3mol/L1.000.450.250.150.100.10c(CO)10-3mol/L3.603.052.852.752.702.70
①0~2s内用N2表示的化学反应速率为______该温度下,反应的平衡常数K1________。
②若该反应在绝热恒容条件下进行,则反应达到平衡后体系的温度为T2℃,此时的化学平衡常数为K2,则K1___K2(填“>”、“<”或“=”),原因是____________________。
(3)向甲、乙两个容积均为1L的恒温恒容的密闭容器中,分别充入一定量的SO2和O2(其中,甲充入2molSO2、1molO2,乙充入1molSO2、0.5molO2),发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-197.74kJ/mol,一段时间后达到平衡,测得两容器中c(SO2)(moI/L)随时间t(min)的变化关系如图所示。
下列说法正确的是_________(填标号)。
①放出的热量Q:Q(甲)>2Q(乙)
②体系总压强p:p(甲)>2p(Z)
③甲容器达到化学平衡时;其化学平衡常数为4
④保持其他条件不变,若起始时向乙中充入0.4molSO2、0.2molO2、0.4molSO3,则此时v(正)>v(逆)
(4)在强酸性的电解质水溶液中,惰性材料做电极,电解CO2可得到多种燃料;其原理如图所示。
①该工艺中能量转化方式主要有___________________。
②电解时,生成乙烯的电极反应式是__________________________。
(5)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_______。10、实验测得4g甲醇在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出90.8kJ的热量。试写出甲醇燃烧热的热化学方程式________。11、(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__________________。12、根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(1)△H=-Q1kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(1)△H=-Q2kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)△H=-Q3kJ/mol
判断Q1、Q2、Q3三者大小关系:__________13、在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2molC,经测定,D的浓度为0.5mol·L-1;试计算:(写出简单的计算过程)
(1)x的值为多少________
(2)B的转化率为多少________
(3)平衡时A的浓度为多少________14、汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
(1)已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ·mol-1
③CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=____。
(2)反应③在热力学上趋势很大,其原因是____。在固定容器中按一定比例混合CH4与NO2后,提高NO2转化率的反应条件是____。
(3)在130℃和180℃时,分别将0.50molCH4和amolNO2充入1L的密闭容器中发生反应③,测得有关数据如下表:。实验编号
温度
0分钟
10分钟
20分钟
40分钟
50分钟
1
130℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
0.15
①开展实验1和实验2的目的是____。
②130℃时,反应到20分钟时,NO2的反应速率是____。
③180℃时达到平衡状态时,CH4的平衡转化率为____。
④已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a=____。
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,该电极反应为____。15、25℃时,向溶液中逐滴滴入溶液,溶液的pH与溶液体积关系如图所示:(忽略溶液体积变化;且无气体产生)
(1)用化学用语表示M点的原因__________。
(2)四点中,水电离产生的浓度最大的是______________点。
(3)下列关系中,正确的是________。
aP点
bN点
cQ点
d溶液中小于溶液中16、蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是:NiO2+Fe+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2
(1)金属镍在元素周期表中的位置是______________。
(2)此蓄电池放电时;该电池发生氧化反应的物质是________(城序号)。
。A.NiO2
B.Fe
C.Fe(OH)2
D.Ni(OH)2
(3)此蓄留电池充电时;阳极的电极反应式是____________。
(4)用该蓄电池电解含有0.2molNaCl的混合溶液100mL;假如电路中转移了0.1mo电子,且电解池的电极均为惰性电极。阳极产生的气体在标准状况下的体积是________;将电解后的溶液加水稀释至1L,此时溶液的pH=________________。
(5)该电池电极材料对环境有危害。在对电池进行回收处理过程中遇到以下问题:已知:常温下Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-34,Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15。某溶液中含有0.1mol/L的Ni2+和0.1mol/LFe3+;当逐滴加入NaOH溶液(忽略溶液体积改变);
①先沉淀的离子是________。
②要想使Fe3+沉淀完全,Ni2+不沉淀,溶液的pH需控制的范围是__________。17、I.下列有关叙述正确的是_______
A.碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂。
B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O被还原为Ag
C.放电时;铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大。
D.电镀时;待镀的金属制品表面发生还原反应。
Ⅱ.锌是一种应用广泛的金属;目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为_______。
(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的_______操作。
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为_______,其作用是_______。
(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是_______。
(5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为_______。
(6)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,,冷淀,毁罐取出,,即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为_______。(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)18、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、计算题(共1题,共6分)19、由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:
“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。为避免0.9mol·L-1FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于______。评卷人得分五、结构与性质(共3题,共18分)20、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:)21、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“=”)。22、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:__。评卷人得分六、有机推断题(共1题,共4分)23、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:_____。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、C【分析】【分析】
【详解】
A.根据图①可知1mol反应物A2(g)、1molB2(g)的能量比反应产生的1molC(g)的能量高QkJ,所以所以该反应为放热反应,反应的热化学方程式为:A2(g)+B2(g)=C(g)ΔH1=-QkJ/mol;A正确;
B.根据图②可知:1mol反应物C(g)的能量比生成物1molA2(g)、1molB2(g)的能量低Q1kJ的能量,所以该反应为吸热反应,反应的热化学方程式为:C(g)=A2(g)+B2(g)ΔH2=+Q1kJ/mol;B正确;
C.对于同一物质,物质的量相同,物质的存在状态也相同,则物质含有的能量相同,则两个反应的能量变化数值相等,所以Q与Q1的关系:Q=Q1;C错误;
D.反应①是放热反应,ΔH1<0,反应②是吸热反应,ΔH2>0,所以两个反应的反应热关系为ΔH2>ΔH1;D正确;
故合理选项是C。2、B【分析】【详解】
①由图像曲线的变化趋势可以知道,当温度升高时,I3-的物质的量浓度减小,说明升高温度平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,△H<0;故不符合题意;
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,温度越高平衡常数越小、温度为T12,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2;故符合题意;
③若反应进行到状态D时,反应未达到平衡状态,若反应趋向于平衡,则反应向生成I3-的方向移动,则v正>v逆;故符合题意;
④温度升高,平衡向逆方向移动,c(I3-)变小,则c(I2)应变大,所以状态B的c(I2)大;故不符合题意;
⑤在该混合液中加水,c(I-)降低,温度不变平衡常数不变,则减小;故不符合题意;
故选B。
【点睛】
本题考查化学平衡常数的影响因素,试题难度不大,⑤项为易错点,注意判断的变化情况时,应从平衡常数的表达式出发进行判断。3、A【分析】【详解】
试题分析:由电离常数可知电离关系为:H2CO3>HClO>HCO3-,则同浓度时水解程度为:CO32->ClO->HCO3-。由于同浓度时,ClO-水解程度大于HCO3-,A项正确,B项不正确。由物料守恒c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)知,C项不正确。由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(ClO-)+c(OH-)+2c(CO32-)知;D项不正确。答案选A。
考点:水解平衡。
点评:本题主要根据电荷守恒和物料守恒以及越弱越水解来进行判断,本题难度较大,考查学生的分析能力。4、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。5、B【分析】【详解】
A.根据图像得出c点Kw=1.0×10−12,c(H+)=1.0×10−6mol∙L−1;pH=6,溶液呈中性,故A错误;
B.T℃下,根据图像c(H+)=c(OH-)=1.0×10−6mol∙L−1,水的离子积常数为Kw=1.0×10−12;故B正确;
C.T℃下,Kw=1.0×10−12>1.0×10−14;水电离吸热,则T>25℃,故C错误;
D.a点呈中性;d点呈碱性,从a点变到d,纯水不能只通过升高温度,还需加碱,故D错误。
综上所述,答案为B。6、D【分析】【详解】
滴定至中性时,溶液中溶质主要是醋酸钠、醋酸,溶液中电荷守恒为:溶液呈中性,因此所以
故答案为:D。7、A【分析】【详解】
A.根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-),当滴加NaOH溶液至pH=7时,c(H+)=c(OH-),因此有c(Na+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-),即c(Na+)>c(H2PO4-)+c(HPO42-)+c(PO43-);A项正确;
B.根据图象可知,在该温度下,若pH=12时,c(H+)=1O-12,c(HPO42—)=c(PO43—),Ka3==1O-12,而实际图像中显示pH>12,H3PO4的三级电离常数Ka3<10-12;B项错误;
C.H3PO4为多元弱酸,电离为分步电离,电离方程式应分步书写,以第一步为主:H3PO4⇌H++H2PO4-;C项错误;
D.向H3PO4中滴加少量Na2CO3溶液时,反应生成NaH2PO4、CO2和H2O,反应方程式为Na2CO3+2H3PO4=2NaH2PO4+H2O+CO2↑;D项错误;
答案选A。8、D【分析】【分析】
【详解】
A.A膜一侧电极与电源正极相连,阳极是溶液中的阴离子失去电子,故海水中的Cl-向阳极移动;A为阴离子交换膜,A错误;
B.通电后阳极Cl-失电子生成氯气,电极方程式为2Cl--2e-=Cl2↑;B错误;
C.阴极材料在反应中不参加反应;故可以使用铁丝网作为阴极,C错误;
D.阴极区H+放电,剩余大量OH-,与溶液中的Ca2+、Mg2+反应生成沉淀;D正确;
故选D。二、填空题(共9题,共18分)9、略
【分析】【分析】
(1)根据图2写出热化学方程式;利用甲烷燃烧热写出热化学方程式,根据1mol水蒸气变成液态水放热44kJ写出热化学方程式,再利用盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式;
(2)①根据图表,0~2s内,NO的浓度变化为△c(NO)=(1-0.25)×10-3=0.75×10-3mol/L,反应经历的时间为△t=2s,则NO的化学反应平均速率为v(NO)=计算,根据速率之比等于化学计量数之比计算N2的化学反应平均速率,该反应的化学平衡常数为K=根据反应方程式计算各组分的平衡浓度并代入;
②反应为2CO+2NO⇌N2+2CO2,为气体数减少的反应,熵变△S<0,由于反应能自发进行,则焓变△H也应<0;反应为放热反应,若该反应在绝热恒容条件下进行,随着反应的进行,容器内温度升高,升温使化学平衡向逆反应方向移动,据此分析平衡常数大小关系;
(3)①该反应反应前气体体积大于反应后体积;即充入反应物物质的量越大则压强越大,进行程度较大,据此分析热量关系;
②该反应反应前气体体积大于反应后体积;即充入反应物物质的量越大则压强越大,进行程度较大,据此分析压强大小;
③向甲;乙两个容积均为1L的恒温恒容的密闭容器中;计算乙中物质的平衡浓度,来计算平衡常数和甲的平衡常数相同,据此计算分析;
④利用浓度商与化学平衡常数比较判断;
(4)①装置图分析可知;太阳能电池是太阳能转化为电能,电解池中是电能转化为化学能;
②电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯;乙烯在阴极生成;
(5)Na2CO3溶液的浓度为1×10-4mol/L,等体积混合后溶液中c(CO32-)=5.0×10-5mol/L,根据Ksp=c(CO32-)•c(Ca2+)计算沉淀时混合溶液中c(Ca2+),原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c(Ca2+)的2倍。
【详解】
(1)根据图示,旧键断裂吸收能量为:945+498=1443KJ/mol,放出能量为:2×630=1260KJ/mol,则热化学方程式为2NO(g)=O2(g)+N2(g)△H=-1260+1443=183KJ/mol①;甲烷燃烧热为890kJ/mol,可写出热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),△H=-890kJ/mol②;H2O(g)=H2O(l),△H=-44kJ/mol③;由盖斯定律可知②+①×2-③×2,可得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-890kJ/mol+183/mol×2-(44kJ/mol)×2=-612kJ•mol-1;故答案为-612kJ•mol-1;
(2)①前2s内的平均反应速率v(N2)=v(N0)=×=1.875×10-4mol/(L·s);由表格中的数据可知到4s时达到化学平衡,则。
2NO+2CO2CO2+N2
开始(mol/L)1.00×10-33.60×10-300
转化(mol/L)9×10-49×10-49×10-44.50×10-4
平衡(mol/L)1.00×10-42.70×10-39×10-44.50×10-4
则K==5000;
故答案为1.875×10-4mol/(L·s);5000
②2CO+2NON2+2CO2的△S<0,只有当△H<0,时△G=△H-T△S才能小于0,反应才能在一定条件下自发进行,所以该反应为放热反应。若该反应在绝热恒容条件下进行,由于初始时只有反应物,反应一定正向进行,达到平衡后反应体系温度升高,所以T1<T2,对于放热反应,温度升高,平衡初始减小,所以K1>K2,故答案为>;2CO+2NON2+2CO2的△S<0,只有当△H<0,时△G=△H-T△S才能小于0,反应才能在一定条件下自发进行,所以该反应为放热反应。若该反应在绝热恒容条件下进行,由于初始时只有反应物,反应一定正向进行,达到平衡后反应体系温度升高,所以T1<T2,对于放热反应,温度升高,平衡初始减小,所以K1>K2;
(3)①该反应反应前气体体积大于反应后体积;即充入反应物物质的量越大则压强越大,进行程度较大,放出热量Q(甲)>2Q(乙),故A正确;
②该反应反应前气体体积大于反应后体积;即充入反应物物质的量越大则压强越大,进行程度较大,则压强p(甲)<2p(乙);
故B错误;
③乙容器达到化学平衡状态时,c(SO2)=0.5mol/L,c(O2)=0.5mol/L-0.5mol/L×=0.25mol/L,c(SO3)=0.5mol/L,K==4;故C正确;
④浓度商为:=5;浓度商大于化学平衡常数,化学平衡向逆反应方向移动,即v(正)<v(逆),故D错误;故选①③;
(4)①太阳能电池为电源;电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯,可知能量转化形式有光能转化为电能,电能转化为化学能,部分电能转化为热能,故答案为太阳能转化为电能,电能转化为化学能;
②电解时,二氧化碳在b极上生成乙烯,电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O,故答案为正;2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O;
(5)Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L,等体积混合后溶液中c(CO32-)=×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L,根据Ksp=c(CO32-)•c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)=mol/L=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小浓度为2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L,故答案为5.6×10-5mo1/L。【解析】-1168kJ/mol1.875×10-4mol/(L·s)5000(mol/L)-1>2CO+2NON2+2CO2的△S<0,只有当△H<0时,△G=△H-T△S才能小于0,所以反应为放热反应。若该反应在绝热恒容条件下进行,温度升高,所以K1>K2①③太阳能转化为电能,电能转化为化学能2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O5.6×10-5mol/L10、略
【分析】【分析】
燃烧热是以1mol可燃物作为标准来进行测定的,因此本题应计算1mol甲醇完全燃烧放出的热,用∆H表示燃烧热时还应加上负号。
【详解】
根据燃烧热的定义,CH3OH的燃烧热ΔH=所以表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)∆H=-726.4kJ/mol。答案为:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)∆H=-726.4kJ/mol
【点睛】
表示燃烧热的方程式要注意:
1.可燃物的系数为1;其他物质的化学计量数可能出现分数;
2.产物为完全燃烧的产物,如:C→CO2;而不是C→CO;
3.注意状态,燃烧热通常是在常温常压下测定,所以水应为液态。【解析】CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)∆H=-726.4kJ/mol11、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。12、略
【分析】【分析】
硫化氢完全燃烧放出的热量多;生成液态水是放出的热量多。
【详解】
硫化氢完全燃烧放出的热量多,则Q1>Q2;气态水的能量高于液态水的能量,则硫化氢生成液态水是放出的热量多,即Q2>Q3,综上可得Q1>Q2>Q3,故答案为:Q1>Q2>Q3。
【点睛】
依据焓变的含义和反应物质的聚集状态变化,反应的进行程度进行分析判断是解题关键。【解析】Q1>Q2>Q313、略
【分析】【分析】
3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)
起6mol5mol00
转3mol1mol2mol2mol
平3mol4mol2mol4L×0.5mol·L-1
【详解】
(1)物质的量的变化量之比等于化学计量数之比;因此x=2,故答案为:2;
(2)B的转化率故答案为:20%;
(3)平衡时A的浓度故答案为:0.75mol/L
【点睛】
化学平衡的计算,三段式是常用方法,把三段式列出来,然后根据题目要求,具体计算。【解析】①.2②.20%③.0.75mol/L14、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)根据盖斯定律,②+①得,CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-867kJ·mol-1;(2)此反应放出的热量十分大,所以反应③趋势很大;在固定容器中按一定比例混合CH4与NO2后,反应放热,降低温度平衡正向移动NO2转化率增大;减小压强,平衡正向移动,NO2转化率增大;(3)①实验1和实验2只有温度不同,开展实验1和实验2的目的是研究温度对该化学平衡的影响;②130℃时,反应到20分钟时,NO2的反应速率是0.025mol/(L·min);③180℃时达到平衡状态时,CH4的物质的量为0.15mol,平衡转化率为70%
a=1.2mol
(4)根据装置图,石墨I电极是负极,失电子发生氧化反应,氮元素化合价升高为+5,石墨I电极上生成氧化物Y,Y是N2O5,电极反应是NO2+NO3--e-═N2O5。
考点:本题考查化学反应中的能量变化、化学反应速率与限度、电化学。【解析】(1)-867kJ·mol-1
(2)此反应放出的热量十分大;降低温度;降低压强。
(3)①研究温度对该化学平衡的影响。
②0.025mol/(L·min)③70%④1.2
(4)NO2+NO3--e-═N2O515、略
【分析】【分析】
(1)M点为硫酸铵溶液;硫酸铵为强电解质,在溶液中完全电离出铵根离子和硫酸根离子,铵根离子水解使溶液呈酸性;
(2)M点溶质为硫酸铵和硫酸钠;铵根离子水解促进了水的电离,而Q溶质为硫酸钠和一水合氨,溶液呈碱性,氨水中氢氧根离子抑制了水的电离;
(3)a.P溶液只有NH4HSO4,NH4HSO4为强电解质,在溶液中完全电离:NH4HSO4=NH4++H++SO42−,溶液显酸性,同时铵根离子水解生成H+;
b.N点溶液呈中性,c(H+)=c(OH-);结合电荷守恒判断;
c.Q点溶质为等浓度的硫酸钠和一水合氨;结合物料守恒判断;
d.NH4HSO4可电离出氢离子,抑制NH4+水解。
【详解】
(1)M点为硫酸铵溶液,硫酸铵为强电解质,在溶液中完全电离出铵根离子和硫酸根离子,铵根离子水解NH4++H2O⇌NH3∙H2O+H+;溶液呈酸性,所以此时溶液的pH<7;
(2)根据图示可知,P点呈强酸性,抑制了水的电离;M点加入10mLNaOH溶液,此时二者恰好反应生成硫酸钠和硫酸铵,铵根离子发生水解,促进了水的电离;N点为中性,不影响水的电离;Q点加入20mLNaOH溶液,此时溶质为硫酸钠和NH3⋅H2O;氨水电离出的氢氧根离子抑制了水的电离;所以水的电离程度较大的为M点;
(3)a.P点溶液只有NH4HSO4,NH4HSO4为强电解质,在溶液中完全电离:NH4HSO4=NH4++H++SO42−,溶液显酸性,c(H+)>c(OH−),同时铵根离子水解生成H+,则c(H+)>c(SO42−)>c(NH4+)>c(OH−);故a错误;
b.N点溶液呈中性,则c(H+)=c(OH−),结合电荷守恒c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42−)+c(OH−)可知:c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42−),故b正确;
c.Q点溶质为等浓度的硫酸钠和一水合氨,结合物料守恒可知:2c(NH4+)+2c(NH3⋅H2O)=c(Na+);故c正确;
d.NH4HSO4和NH4Cl溶液中铵根离子都能发生水解,但NH4HSO4可电离出氢离子,抑制NH4+水解,则浓度相等的两溶液中,NH4HSO4溶液中铵根离子浓度大于NH4Cl溶液中的铵根离子浓度;故d错误;
答案选bc。【解析】Mbc16、略
【分析】试题分析:(1)镍的原子序数是28;因此金属镍在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族;
(2)蓄电池放电时相当于原电池;该电池发生氧化反应的电极是负极,因此发生反应的物质是铁,答案选B;
(3)蓄留电池充电时相当于电解,阳极失去电子,是原电池中正极反应的逆反应,则电极反应式是Ni(OH)2+2OH-=NiO2+2H2O;
(4)惰性电极电解氯化钠溶液,阳极是氯离子放电,产生氯气,假如电路中转移了0.1mo电子,则根据方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知此时氯气是0.05mol;在标准状况下的体积是1.12L,用该蓄电池电解含有0.2molNaCl的混合溶液100mL,且电解池的电极均为惰性电极。阳极产生的气体在标准状况下的体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L;根据方程式可知同时还有0.1mol氢氧化钠生成,因此将电解后的溶液加水稀释至1L,此时溶液中氢氧根的浓度是0.1mol÷1L=0.1mol/L,所以溶液的pH=13。
(5)①产生Ni(OH)2时需要氢氧根的浓度是产生氢氧化铁时需要氢氧根的浓度是所以先沉淀的离子是Fe3+。
②根据①中分析可知铁离子开始沉淀时溶液的pH=3,镍离子开始沉淀时溶液的pH=7,所以要想使Fe3+沉淀完全,Ni2+不沉淀,溶液的pH需控制的范围是3<7。
考点:考查电化学原理的应用以及溶度积常数的有关计算【解析】(1)第四周期第VIII族;(2)B;(3)Ni(OH)2+2OH-=NiO2+2H2O
(4)1.12L;13;(5)①Fe3+;②3<717、略
【分析】【详解】
试题分析:20-IA.碱性锌锰电池中,MnO2是正极,错误。B,银锌纽扣电池工作时,Ag2O中的+1价的Ag得到电子被还原为单质Ag。Zn单质失去电子,被氧化,作负极。正确。C.放电时,铅酸蓄电池中硫酸由于不断被消耗,所以浓度不断减小,错误。D.电镀时,待镀的金属制品作阴极,在阴极上发生还原反应,所以表面有一层镀层金属附着在镀件表面。正确。20-Ⅱ(1)由于硫化锌精矿的成分是ZnS,焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,发生反应:2ZnS+3O22ZnO+2SO2。因此所产生焙砂的主要成分是ZnO。(2)焙烧过程中产生的含尘烟气主要成分是SO2可净化制酸,该酸可用于后续的浸出操作。(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,其作用是置换出Fe等;(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,由于电极是惰性电极,所以在阳极是溶液中的OH-放电,电极反应是:4OH--4e-=2H2O+O2↑.所以阳极逸出的气体是氧气。(5)根据题意可得“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O.(6)用焦炭煅烧炉甘石的化学反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑。
考点:考查原电池、电解池的反应原理、试剂的作用、金属的冶炼方法及反应条件的控制的知识。【解析】BDZnO浸出锌粉置换出Fe等O22ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2OZnCO3+2CZn+3CO↑三、判断题(共1题,共2分)18、×【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、计算题(共1题,共6分)19、略
【分析】【分析】
根据流程:含碘废水中加入二氧化硫和硫酸铜发生发应:2SO2+I2+2Cu2++4H2O═2CuI↓+SO42-+8H+制备CuI(s),过滤,滤液1含硫酸,向滤渣中加入铁粉、水,发生反应:2CuI+Fe=2Cu+FeI2,制得FeI2(aq),过滤得到的滤渣1为Fe和Cu,滤液中加入碳酸钾发生反应:K2CO3+FeI2=FeCO3↓+2KI,滤渣2为FeCO3,酸性条件下,KI、过氧化氢发生氧化还原反应:2I-+2H++H2O2=H2O+I2生成碘单质,滤液2含有硫酸钾,碘单质、氯气、KOH发生反应5Cl2+I2+12OH-═2IO3-+10Cl-+6H2O,得到含有KIO3的溶液,经过蒸发浓缩,降温结晶得到KIO3晶体;根据Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)∙c2(OH-)=9.0×10-15,Kw=c(H+)∙c(OH-)=1.0×10-13;计算溶液的氢离子浓度,进而得到pH值。
【详解】
Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)∙c2(OH-)=9.0×10-15,现测得溶液中c(FeI2)为0.9mol•L-1,c(Fe2+)=0.9mol•L-1,则c(OH-)==10-7mol/L,此温度下,Kw=1.0×10-13,c(H+)==10-6mol/L,pH=-lg10-6=6.0。
【点睛】
本题易错点是注意题目中提供的水的离子积常数,不要把水的离子积常数当中1.0×10-14。【解析】6.0五、结构与性质(共3题,共18分)20、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-0.5121、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中加入大小相同的镁条,HCl完全电离,而CH3COOH部分电离,溶液中的c(H+)为盐酸大于醋酸;由此可得出开始时反应速率的大小关系。
(4)等体积;等pH的溶液①和④中;醋酸的浓度远大于盐酸,分别与足量的②反应时,盐酸和醋酸都发生完全电离,由此可得出二者消耗②的物质的量大小关系。
【详解】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全电离生成H+,其电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO42-。答案为:NaHSO4=Na++H++SO42-;
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)=13。
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