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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年仁爱科普版选修4化学上册月考试卷54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9题,共18分)1、同温同压下,下列各热化学方程式(ΔH均小于0)中反应热的绝对值最大的是()A.2A(l)+B(l)=2C(g)B.2A(g)+B(g)=2C(g)C.2A(g)+B(g)=2C(l)D.2A(l)+B(l)=2C(l)2、下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者小于后者的是。
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1C(s)+O2═CO(g)△H2
②S(g)+O2(g)═SO2(g)△H3S(s)+O2(g)═SO2(g)△H4
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H5H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H6
④CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)△H7CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s)△H8A.①④B.④C.②③④D.①②③3、某温度下,向4.0L恒容密闭容器中充入2.0molPCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:。时间/s050150250350n(PCl3)/mol00.320.380.400.40
下列说法正确的是()A.反应在前50s的平均反应速率为v(PCl3)=0.0064mol/(L·s)B.相同温度下,起始时向该容器中充入4.0molPCl3、4.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%C.相同温度下,起始时向该容器中充入2.0molPCl5、0.4molPCl3和0.40molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)D.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol/L,则反应的ΔH<04、下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的是()A.0.1mol/L的(NH4)2SO4溶液中:c(SO42—)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)B.0.2mol/L的Na2CO3溶液中:c(OH—)=c(HCO3—)+c(H+)+c(H2CO3)C.0.1mol/L的NH4Cl溶液与0.05molL-l的NaOH溶液等体积混合,其混合溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)D.c(NH4+)相等的(NH4)2SO4溶液、(NH4)2CO3溶液和NH4C1溶液中:c[(NH4)2SO4]<c[(NH4)2CO3]<c(NH4C1)5、某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下的归纳总结(均在常温下),已知电离平衡常数:CH3COOH>H2CO3>C6H5OH>HCO3-,其中不正确的是()A.pH相等的四种溶液:a.CH3COONab.C6H5ONac.NaHCO3d.NaOH,则四种溶液的溶质的物质的量浓度由小到大顺序为:dB.pH=4浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)C.pH=2的一元酸和pH=12的二元强碱等体积混合:c(OH-)≤c(H+)D.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)6、室温下,将稀盐酸滴加到某0.01mol/L一元弱碱(BOH)溶液中,测得混合溶液的pOH与离子浓度的变化关系如图所示。下列叙述错误的是()
A.BOH的电离常数Kb的数量级为10-5B.M点所示的溶液中:C.P点表示未加入稀盐酸的溶液D.N点所示的溶液中:7、25℃时,下列溶液中有关微粒的物质的量浓度关系错误的是()A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液以任意比混合c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)B.Na2CO3溶液:c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)C.室温下pH=7的CH3COOH与CH3COONa的混合液中离子的浓度大小顺序为:c(Na+)=c(CHCOO-)>c(H+)=c(OH-)D.pH=4的NaHA溶液:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)8、下列物质的水溶液中,呈酸性的是()A.Na2CO3B.MgCl2C.NaClD.CH3COONa9、中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案;其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是。
A.该电化学装置中,Pt电极作正极B.Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势C.电子流向:Pt电极→导线→BiVO4电极→电解质溶液→Pt电极D.BiVO4电极上的反应式为SO32--2e-+2OH-=SO42-+H2O评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)10、氮的化合物在工业生产和生活中都有重要的应用;运用化学原理研究氮的单质及其化合物具有重要意义。
Ⅰ.一定条件下(T℃、1.01×105Pa),可以用Cl2(g)和NH3(g)制得NH2Cl(g),同时得到HCl(g)。已知部分化学键的键能如下表:。化学键N-HCl-ClN-ClH-Cl键能/kJ/mol391.3243.0191.2431.8
写出该反应的热化学方程式:___________________________________________。
Ⅱ.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cl2在一定条件下合成:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH<0。保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应;平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
(1)图中T1、T2的关系为T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
(2)图中纵坐标为物质________的转化率,理由为_________________________________。
(3)图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是________(填“A”“B”或“C”)。
(4)若容器容积为1L,经过10min到达A点,该时间段内化学反应速率υ(NO)=_________。B点的平衡常数为________。
(5)若在温度为T1,容积为1L的容器中,充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl,υ(正)_____υ(逆)(填“<”“>”或“=”),理由为________________________________11、在25℃;101kPa下;依据事实写出下列反应的热化学方程式。
(1)1g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ。则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为_____;
(2)已知拆开1molH﹣H键,1molN﹣H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________;若适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量。则其热化学方程式为:_____;已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃,AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5,放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为:__________12、将1molI2(g)和2molH2置于5L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g)ΔH<0;并达到平衡。HI的体积分数w(HI)随时间变化如曲线(Ⅱ)所示:
(1)达到平衡时,I2(g)的物质的量浓度为________。
(2)若改变反应条件,在甲条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅰ)所示,在乙条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅲ)所示。则甲条件可能是________,乙条件可能是________(填入下列条件的序号)。
①恒容条件下;升高温度。
②恒容条件下;降低温度。
③恒温条件下;缩小反应容器体积。
④恒温条件下;扩大反应容器体积。
⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂13、(1)0.1mol/L醋酸溶液中,存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-。经测定溶液中c(CH3COO―)为1.4×10-3mol/L,此温度下醋酸的电离平衡常数Ka=________。
(2)已知饱和硫化氢的浓度为0.1mol/L,硫化氢的电离常数为Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-19,计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度为__________mol/L。14、NaHS溶液:
水解方程式:______________________;
离子浓度大小关系:__________________;
电荷守恒:__________________________;
物料守恒:__________________________;
质子守恒:__________________________。15、按要求填空。
(1)水存在如下平衡:H2OH++OH-,保持温度不变向水中加入NaHSO4固体,水的电离平衡向___(填“左”或“右”)移动,所得溶液显__性,Kw__(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)常温下,0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH为9,则由水电离出的c(H+)=___。
(3)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别加水稀释m倍、n倍后pH仍相等,则m___n(填“>”“<”或“=”)。
(4)已知HA和HB均为弱酸,且酸性HA>HB,则等浓度的NaA和NaB溶液中,PH大小关系为NaA___NaB(填“>”“<”或“=”)。评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)16、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)17、请根据所学知识回答下列问题:
(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的△H(化学计量数相同)分别为△H1、△H2,△H1_______△H2(填“>”;“<”或“=”;下同)。
(2)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中△H的大小:△H1_______△H2。
①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s)△H1
②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s)△H2
(3)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1,则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水,放出的热量__________57.3kJ。
(4)已知:0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是___________________________________。
(5)氨气是一种重要的物质,可用于制取化肥和硝酸等。已知H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别是436kJ·mol-1、391kJ·mol-1、946kJ·mol-1。写出合成氨的热反应方程式:___________________________________。生成1molNH3需要吸收或放出________kJ。评卷人得分五、工业流程题(共2题,共12分)18、实验室用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的流程如图。已知:①草酸钴晶体难溶于水②RH为机有物(难电离)。回答下列问题:
(1)滤渣I的主要成分是__(填化学式),写出一种能提高酸浸速率的措施___。
(2)操作①用到的玻璃仪器有____。
(3)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH。若要将浸出液中Fe3+和Al3+完全沉淀,则浸出液的pH范围应控制在____(已知:溶液中离子浓度小于1×10-5mol/L,则认为离子完全沉淀;Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分别为1×10-15,1×10-38,1×10-32;Kw=1×10‑14)。
(4)加入有机萃取剂的目的是___。
(5)“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2的有机层中加入硫酸溶液,可重新得到RH,写出该步骤反应的离子方程式___。
(6)300℃时,在空气中煅烧CoC2O4•2H2O晶体可制得Co3O4,该反应的化学方程式为___。19、已知:①工业上用硫酸与β-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等;最终制备金属锂。
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
。T/℃
20
40
60
80
S(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
S(Li2SO4)/g
34.2
32.8
31.9
30.7
用硫酸与β-锂辉矿生产金属锂的工业流程如下:
请回答:
(1)β-锂辉矿经初步处理后从溶液中分离出铝硅化合物沉淀的操作是_____。
(2)沉淀x的主要成份的化学式是______。
(3)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其浓度不同的原因是_______。
(4)由Li2CO3与盐酸反应得到LiCl溶液的离子方程式是_______。
(5)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液;LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是_____。
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是______。评卷人得分六、原理综合题(共3题,共9分)20、CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。已知部分反应的热化学方程式如下:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)ΔH1=akJ•mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH2=bkJ•mol-1
H2O(g)=H2O(l)ΔH3=ckJ•mol-1
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=___kJ•mol-1。
(2)为研究CO2与CO之间的转化,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH;反应达平衡后,测得压强;温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示。
回答下列问题:
①压强p1、p2、p3的大小关系是______;Ka、Kb、Kc为a、b、c三点对应的平衡常数,则其大小关系是___。
②900℃、1.0MPa时,足量碳与amolCO2反应达平衡后,CO2的转化率为___(保留三位有效数字),该反应的平衡常数Kp=__(用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数)。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸,CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是___。
21、丙烯是三大合成材料的基本原料之一;其用量最大的是生产聚丙烯。另外,丙烯可制备1,2-二氯丙烷,丙烯醛等。回答下列问题:
I.工业上用丙烯加成法制备1;2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)⇌CH2ClCHClCH3(g)△H1=-134kJ∙mol-1
②CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)⇌CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)△H2=-102kJ∙mol-1
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)⇌CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(逆)为164kJ∙mol-1,则该反应的活化能Ea(正)为_______kJ∙mol-1
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。时间/min060120180240300360压强/KPa8074.269.465.261.657.657.6
用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即ν=△p/△t,则反应①前180min内平均反应速率ν(CH2ClCHClCH3)=_____Kpa/min-1(保留小数点后2位)。
II.丙烯的制备方法。
方法一:丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应:C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ∙mol-1
(3)①某温度下,在刚性容器中充入C3H8,起始压强为10kpa,平衡时总压强为14kpa,C3H8(的平衡转化率为____。该反应的平衡常数Kp=____Kpa(保留小数点后2位)
②总压分别为100kpa和10kpa时发生该反应,平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示。
10kpa时C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是____、____。
③高温下,丙烷生成丙烯的反应在初期阶段的速率方程为:r=k×c(C3H8),其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是____。
A.增加丙烷浓度,r增大B.增加H2浓度,r增大。
C.丙烯的生成速率逐渐增大D.降低反应温度;k减小。
方法二:丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、CO2等副产物,制备丙烯的反应:C3H8(g)+1/2O2(g)⇌C3H6(g)+H2O(g)△H=-118kJ∙mol-1,在催化剂的作用下C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图2所示。
(4)图中C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是_____,观察图2,回答能提高C3H6选择性的措施是___(C3H6的选择性=)22、下表是时某些弱酸的电离平衡常数。化学式NH3·H2O
HClOHCOOH
(1)相同的NaClO和两溶液中:c(Na+)-c(ClO-)___c(K+)-c(CH3COO-)(填“”“”或“”
(2)由表格中的数据判断下列离子方程式正确的是_______填字母
a.2ClO-+H2O+CO2=2HClO+
b.HCOOH+=HCOO-+
c.HCOOH+CH3COO-=HCOO-+CH3COOH
d.Cl2+H2O+2=2+Cl-+ClO-
(3)硫酸肼(N2H6SO4)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与(NH4)2SO4类似,写出硫酸肼第一步水解反应的离子方程式:_______。
(4)在溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与关系如图忽略溶液体积的变化、的挥发某溶液含0.020mol·L-1Mn2+、0.10mol·L-1H2S,当溶液_______时,开始沉淀已知
参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、C【分析】【分析】
根据放热反应的反应热符号为“-”;反应物的总能量越高,生成物的总能量越低,反应放出的热量越多,反应热越小,反应热的绝对值越大,结合物质的状态进行判断,同一物质的能量:g>l>s。
【详解】
各反应中对应物质的物质的量相同,同一物质的能量:g>l>s,所以反应物的总能量为:B=C>A=D,生成物的能量为:A=B>C=D,反应为放热反应,反应物的总能量越高,生成物的总能量越低,反应放出的热量越多,故C放出的热量最多,反应热符号为“-”,反应放出的热量越多,反应热越小,反应热的绝对值最大,答案选C。2、D【分析】【详解】
①前者为完全燃烧,放热多,燃烧反应的焓变为负,则△H1<△H2;故①正确;
②生成物相同,反应物中气态S比固态S的能量大,且为放热反应,则前者放热多,可知△H3<△H4;故②正确;
③物质的量与热量成正比,放热反应的焓变为负,前者放热多,则△H5<△H6;故③正确;
④碳酸钙分解为吸热反应,CaO与水反应为放热反应,则△H7>△H8;故④错误;
故选:D。3、C【分析】【详解】
A.反应在前50s的平均速率为v(PCl3)==0.0016mol•L-1•s-1;故A错误;
B.平衡后PCl3物质的量为0.4mol;则可列三段式:
可求出平衡常数K==0.025,PCl5的转化率为×100%=20%。相同温度下,若起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,和起始时充入2.0molPCl5达到等效平衡,平衡时PCl3的转化率为1-20%=80%。现在起始时充入4.0molPCl3、4.0molCl2,相当于在原平衡的基础上增大压强。增大压强,平衡向PCl5方向移动,PCl3的转化率增大,所以达到平衡时PCl3的转化率大于80%;故B错误;
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl5、0.40molPCl3和0.40molCl2,物质浓度分别为0.5mol/L,0.1mol/L,0.1mol/L,结合浓度商Qc==0.02<K=0.025;反应没有达到平衡状态,反应正向进行,达到平衡前v(正)>v(逆),故C正确;
D.升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol•L-1,大于图表中PCl3浓度==0.1mol/L,说明升高温度,平衡正向移动,正反应为吸热反应,△H>0;故D错误;
故选C。
【点睛】
本题的易错点和难点为B,注意三段式在化学平衡计算中的应用。4、D【分析】【分析】
根据题中微粒的物质的量浓度关系可知;本题考查离子浓度大小的比较,运用盐类水解是微弱的分析。
【详解】
A.0.1mol/L的(NH4)2SO4溶液中铵根离子水解溶液显酸性,溶液中离子浓度大小为:c(NH4+)>c(SO42−)>c(H+)>c(OH-);A项错误;
B.溶液中存在质子守恒,水电离出的所有氢氧根离子浓度等于电离出所有氢离子的存在形式,0.2mol/L的Na2CO3溶液中:c(OH−)=c(HCO3−)+c(H+)+2c(H2CO3);B项错误;
C.0.1mol/L的NH4Cl溶液与0.05mol/L的NaOH溶液等体积混合得到等浓度的NH4Cl溶液、NaCl溶液和NH3⋅H2O溶液,一水合氨电离大于铵根离子水解,其混合溶液中:c(Cl−)>c(NH4+)>c(Na+)>c(OH−)>c(H+);C项错误;
D.(NH4)2SO4中含有2个铵根离子,所以铵根离子浓度最大,(NH4)2CO3中含有2个铵根离子,碳酸根离子和铵根离子相互促进水解,NH4Cl是强酸弱碱盐,铵根离子能水解但较弱;所以当它们物质的量浓度相同时,c(NH4+)大小顺序为(NH4)2SO4>(NH4)2CO3>NH4Cl,所以如果c(NH4+)相同,电离出铵根离子浓度越多的其物质的量浓度越小,所以当c(NH4+)相同时,物质的量浓度由小到大的顺序为,(NH4)2SO4<(NH4)2CO34Cl;D项正确;
答案选D。
【点睛】
水解是微弱的,多元弱酸根分步水解,以第一步为主,往后每一步都比前一步弱很多。5、D【分析】【详解】
A.四种盐的水溶液均显碱性,同浓度,碱性强弱顺序为d>b>c>a,故pH相等的四种溶液物质的量浓度由小到大顺序为d
B.pH=4浓度均为0.1mol⋅L−1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中,电离程度大于水解程度,c(Na+)>c(CH3COOH),根据电荷守恒规律可知,c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),则c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+);故B正确;
C.pH=2的一元酸可能为强酸也可能是弱酸,若为强酸,则呈中性,即c(OH-)=c(H+);若为弱酸,则呈酸性,即c(OH-)<c(H+);故C正确;
D.pH=8.3,溶液呈碱性,说明HCO3−水解程度大于其电离程度,水解生成H2CO3而电离产生CO32−,又钠离子不水解,HCO3−存在两种趋势,但两种趋势都极其微弱,故离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-);故D错误;
故选D。6、C【分析】【详解】
A.一元弱碱(BOH)溶液中,BOH⇌B++OH-,则电离常数Kb=可得-lg=-lg=-lgKb+lgc(OH-)=-lgKb-pOH,代入N点数据,0=-lgKb-4.8,Kb=10-4.8,则Kb数量级为10-5;故A正确;
B.常温下,M点所示的溶液中存在电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(B+),且pOH=6,则pH=14-pOH=8,溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),则c(Cl-)<c(B+);故B正确;
C.根据图示,结合A项分析,P点,-lg=-lgKb-pOH=1.05,则pOH=-lgKb+1.05=4.8-1.05=3.75;与图示不符,则P点不表示未加入稀盐酸的溶液,故C错误;
D.N点-lg=0,则c(B+)=c(BOH),根据电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(B+),则可变为:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(BOH);故D正确;
答案选C。7、D【分析】【详解】
A.任何电解质溶液中都遵循电荷守恒,根据电荷守恒得c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-);故A正确;
B.Na2CO3溶液中存在物料守恒式为c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3);故B正确;
C.室温下,pH的溶液中c(H+)=c(OH-)且浓度很小,结合电荷守恒得c(Na+)=c(CHCOO-),所以离子浓度大小顺序是c(Na+)=c(CHCOO-)>c(H+)=c(OH-);故C正确;
D.pH=4的NaHA溶液呈酸性,说明HA-的电离程度大于水解程度,所以c(H2A)<c(A2-);故D错误;
故选D。8、B【分析】【详解】
A.Na2CO3为强碱弱酸盐,CO32-的水解;溶液显碱性,故A错误;
B.MgCl2为强酸弱碱盐,Mg2+水解;使溶液显酸性,故B正确;
C.NaCl不强酸强碱盐;溶液呈中性,故C错误;
D.CH3COONa为强碱弱酸盐,CH3COO-的水解;溶液显碱性,故D错误;
故答案为B。9、C【分析】【分析】
该装置为原电池,由Pt电极上反应(H2O→H2)或BiVO4电极上反应(SO32-→SO42-)可知,Pt电极上氢离子得电子生成氢气、发生还原反应,为正极,电极反应为2H2O+2e-═H2↑+2OH-;BiVO4电极为负极,SO32-失电子生成硫酸根、发生氧化反应,电极反应为SO32--2e-+2OH-═SO42-+H2O;据此分析解答。
【详解】
A.Pt电极上氢离子得电子生成氢气;发生还原反应,Pt电极作正极,故A正确;
B.Pt电极为正极,BiVO4电极为负极,所以Pt电极电势高于BiVO4电极;故B正确;
C.电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极);不能进入溶液,故C错误;
D.BiVO4电极为负极,发生氧化反应,电极反应式为SO32--2e-+2OH-═SO42-+H2O;故D正确;
故选C。
【点睛】
根据电极上物质的变化判断正负极为解答的关键。本题的易错点为C,要注意溶液通过自由移动的离子导电,难点为D,要注意电极反应式的书写与溶液的酸碱性有关。二、填空题(共6题,共12分)10、略
【分析】【分析】
Ⅰ、氯胺(NH2C1)为共价化合物,NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和;
II(1)、2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)△H<0;反应为放热反应,升温平衡逆向进行,结合图像变化分析判断;
(2)、NO和Cl2以不同的氮氯比反应;图像中转化率随比值增大而增大,两种反应物增加一种会提高另一种的转化率;
(3)、方程式中NO和Cl2;的反应比为2:1,按照此反应比,氯气转化率最大时得到产物的体积分数最大;
(4)、结合三行计算列式计算A点平衡常数,温度不变平衡常数不变,根据υ=计算速率;
(5);利用浓度积与平衡常数作比较;从而判断反应进行的反方向。
【详解】
Ⅰ、NH3(g)+Cl2(g)=NH2C1+HCl(g),△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(3×391.3+243.0)-(2×391.3+191.2)=+11.3kJ.mol-1,热化学方程式为Cl2(g)+NH3(g)===NH2Cl(g)+HCl(g)ΔH=+11.3kJ·mol-1,故答案为Cl2(g)+NH3(g)===NH2Cl(g)+HCl(g)ΔH=+11.3kJ·mol-1;
Ⅱ(1)、2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)△H<0。反应为放热反应,升温平衡逆向进行,一定氮氯比条件下,升温平衡逆向进行,反应物平衡转化率减小,则T12,故答案为<;
(2)、保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应,平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示,氮氯比越大,转化率越大,说明纵轴表示的是氯气的转化率,故答案为Cl2,增加时,Cl2的转化率增大;
(3)、方程式中NO和Cl2;的反应比为2:1,按照此反应比,氯气转化率最大时得到产物的体积分数最大,图中A;B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是:A,故答案为A;
(4)、2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)△H<0,保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应,A点氯气转化率为0.8,=2,体积为1L,结合三行计算列式计算,2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)
起始量(mol/L)210
变化量(mol/L)1.60.81.6
平衡量(mol/L)0.40.21.6
则υ(NO)==0.16mol/(L·min);
A点平衡常数K==80;温度不变平衡常数不变,则B点平衡常数为80;
故答案为0.16mol/(L·min);80;
(5)、此时浓度积故平衡正向移动,所以υ(正)>υ(逆),故答案为>,Qc【解析】Cl2(g)+NH3(g)===NH2Cl(g)+HCl(g)ΔH=+11.3kJ·mol-1<Cl2增加时,Cl2的转化率增大A0.16mol/(L·min)80>Qc11、略
【分析】【分析】
热化学方程式书写;注意ΔH与反应物用量成正比例关系。
【详解】
(1)1mol乙醇的质量为46g,所以乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=(-29.7×56)kJ•mol﹣1=﹣1366.2kJ•mol﹣1;
(2)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=(N≡N+3H-H)﹣6N-H=﹣92kJ•mol﹣1;每生成23克NO2,即0.5mol,需要吸收16.95kJ热量,其热化学方程式为N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ•mol﹣1;结合信息可知常温下AX3为液态,AX5为固态,该反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)=AX5(s)ΔH=-123.8kJ•mol﹣1。
【点睛】
燃烧热的热化学方程式可燃物的系数为1;利用键能计算焓变,应该用反应物总键能减去生成物总键能。【解析】C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=﹣1366.2kJ•mol﹣1N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=﹣92kJ•mol﹣1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ•mol﹣1AX3(l)+X2(g)=AX5(s)ΔH=-123.8kJ•mol﹣112、略
【分析】【分析】
(1)混合气体总的物质的量不变,根据平衡时HI的体积分数计算根据方程式知道转化的碘的物质的量,进而计算平衡时碘的物质的量,再根据计算;
(2)由图可知;改变条件平衡不移动,甲的速率增大;乙的速率降低,据此结合外界条件对反应速率与平衡移动的影响判断。
【详解】
混合气体总的物质的量不变,平衡时,由方程式可以知道,转化的碘的物质的量=平衡时碘的物质的量=1mol-0.9mol=0.1mol,平衡时,I2(g)的物质的量浓度为故答案为:0.02mol/L。
(2)由图可以知道;改变条件平衡不移动,甲的速率增大;乙的速率降低;
①恒容条件下;升高温度,平衡向逆反应移动;
②恒容条件下;降低温度,平衡向正反应方向移动;
③恒温条件下;缩小反应容器体积,压强增大,平衡不移动,反应速率增大;
④恒温条件下;扩大反应容器体积,压强减小,平衡不移动,反应速率减小;
⑤恒温恒容条件下;加入适当催化剂,平衡不移动,反应速率增大;
故甲条件可能是③⑤,乙条件可能是④,故答案为:③⑤;④。【解析】①.0.02mol/L②.③⑤③.④13、略
【分析】【分析】
平衡常数K一般是通过列三段式计算。
【详解】
(1)醋酸溶液中,存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-,水的电离程度小,即溶液中c(H+)=c(CH3COO―)=1.0×10-4mol/L,Ka=带入数据可得,约为1.96×10-5;
(2)已知饱和硫化氢溶液中以第一步电离为主;设溶液中氢离子的浓度为xmol/L,根据题意可列三段式如下:
Ka1=其中硫化氢的平衡浓度可近似计算为0.1,带入数据计算;1.0×10-7=得出饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度为1.0×10-4mol/L。【解析】1.96×10-51.0×10-414、略
【分析】【详解】
且水解过程大于电离过程,可知。
水解方程式:故答案为:
离子浓度大小关系:故答案为:
电荷守恒:故答案为:
物料守恒:故答案为:
质子守恒:故答案为:【解析】①.②.③.④.⑤.15、略
【分析】【分析】
(1)硫酸氢钠溶液中完全电离,电离方程式NaHSO4=Na++H++SO42-分析;
(2)能水解的盐溶液促进了水的电离,碱溶液中的氢离子是水电离的,CH3COONa溶液中的氢氧根离子是水电离的;
(3)稀释会促进若电解质的电离;
(4)酸性越弱;酸根离子对应的钠盐水解能力越强,pH越大。
【详解】
(1)硫酸氢钠存电离方程式为:NaHSO4=Na++H++SO42-,电离出H+;使溶液显酸性,抑制水的电离,水的电离平衡向左移动,但温度不变,水的离子积常数不变;
故答案为:左;酸;不变;
(2)能水解的盐溶液促进了水的电离,碱溶液中的氢离子是水电离的,CH3COONa溶液中的氢氧根离子是水电离的,所以c(OH-)==1×10-5mol·L-1;水电离出氢离子与氢氧根离子的浓度相等;
故答案为:1×10-5mol·L-1;
(3)稀释会促进弱电解质的电离;故若取pH;体积均相等的NaOH和氨水分别加水稀释m倍、n稀释后pH仍相等,则氨水稀释倍数大;
故答案为:<;
(4)已知HA和HB均为弱酸,且酸性HA>HB,酸性越弱,酸根离子对应的钠盐水解能力越强,pH越大,则等浓度的NaA和NaB溶液中,PH大小关系为NaA
故答案为:<。【解析】①.左②.酸③.不变④.1×10-5⑤.<⑥.<三、判断题(共1题,共2分)16、×【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)17、略
【分析】【分析】
(1)反应热只与反应物、生成物的始态和终态有关,而与反应条件无关,由此可确定△H1、△H2的关系。
(2)已知常温时红磷比白磷稳定,即P4(白磷,s)=4P(红磷,s)△H<0,将①-②,即得△H=△H1-△H2<0,由此可确定△H1与△H2的大小关系。
(3)浓硫酸溶于水放热,稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1;由此可得出浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水,放出的热量与57.3kJ的关系。
(4)书写反应的热化学方程式时;化学计量数扩大二倍,则反应热也应扩大为原来的二倍。
(5)合成氨反应为N≡N+3H-H→6N-H;△H=反应物总键能-生成物总键能,代入键能数据,即可得出反应热。
【详解】
(1)反应热只与反应物、生成物的始态和终态有关,而与反应条件无关,则△H1=△H2。答案为:=;
(2)已知常温时红磷比白磷稳定,即P4(白磷,s)=4P(红磷,s)△H<0,将①-②,即得△H=△H1-△H2<0,所以△H1<△H2。答案为:<;
(3)浓硫酸溶于水放热,稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1,由此可得出浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水,放出的热量>57.3kJ。答案为:>;
(4)已知:0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ/mol。答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ/mol;
(5)合成氨反应为N≡N+3H-H→6N-H,△H=反应物总键能-生成物总键能=946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92kJ·mol-1。则合成氨的热反应方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ·mol-1;生成1molNH3能放出46kJ热量。答案为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ·mol-1;46。
【点睛】
一个化学反应,热化学方程式可以写出无数个,但不管化学计量数如何改变,反应热与化学计量数的比值是一个定值。【解析】=<>CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ/molN2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ·mol-146五、工业流程题(共2题,共12分)18、略
【分析】【分析】
用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O):粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,过滤得到滤液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3及过量的硫酸,滤渣Ⅰ为SiO2,滤液中加入过氧化氢和CoO,将Fe2+氧化为Fe3+,同时调节pH,使铁离子、铝离子转化为沉淀除去,所以滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝,向滤液中加入RH,Ni2+溶于有机层,为分液,向水层加入(NH4)2C2O4;得到草酸钴晶体,以此来解答。
【详解】
(1)用含钴废料,粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,滤渣Ⅰ为SiO2;提高硫酸的浓度;提高反应的温度、搅拌能提高酸浸速率;
(2)通过操作①得到水层和有机层;则操作①为分液,分液需要的仪器有:分液漏斗;烧杯;
(3)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH。若要将浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀,Al(OH)3的Ksp为1×10−32,则c(OH−)==10−9mol/L,c(H+)==10-5mol/L,Ni2+不能沉淀,Ni(OH)2的Ksp为1×10−15,开始沉淀的c(OH−)=≈10−5mol/L,c(H+)==10-9mol/L;则调节溶液5<pH<9;
(4)根据分析,加入有机萃取剂的目的是溶解NiR2;使之与水层分离;
(5)“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2的有机层中加入硫酸溶液,可重新得到RH,反应的离子方程式NiR2+2H+=2RH+Ni2+;
(6)300℃时,在空气中煅烧CoC2O4•2H2O晶体可制得Co3O4,该反应的化学方程式为3CoC2O4•2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O。
【点睛】
本题难度不大,易错点为(3)中把握Ni2+不能沉淀,其他的杂质离子完全沉淀,溶液的pH值要控制在其他杂质离子全部沉淀和Ni2+开始出现沉淀之间。【解析】SiO2提高硫酸的浓度或提高反应的温度或搅拌等分液漏斗、烧杯5<pH<9溶解NiR2,使之与水层分离NiR2+2H+=2RH+Ni2+3CoC2O4•2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O19、略
【分析】【分析】
(1)根据难溶物和液体不溶;用过滤的方法进行分离;
(2)根据MgSO4能与氢氧化钙反应生成Mg(OH)2沉淀;氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀;
(3)根据CaCO3的溶解度比Li2CO3小;
(4)盐酸与Li2CO3反应生成氯化锂;水和二氧化碳;
(5)①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液;阳极液中氯离子失电子,发生氧化反应,据此书写阳极反应式。
②阴极区由水电离出氢离子放电剩余氢氧根离子;锂离子向阴极移动,LiOH溶液的浓度增大,碳酸氢铵与LiOH反应生成碳酸锂;水和氨气。
【详解】
(1)铝硅化合物沉淀和液体不溶;用过滤的方法进行分离,故答案为:过滤;
(2)MgSO4能与氢氧化钙反应生成Mg(OH)2沉淀;氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,所以沉淀x的主要成份的化学式是CaCO3和Mg(OH)2,故答案为:CaCO3和Mg(OH)2;
(3)CaCO3的溶解度比Li2CO3小,所以用Na2CO3溶液沉淀Li+所用的浓度比沉淀Ca2+所用的浓度大,故答案为:CaCO3的溶解度比Li2CO3小,所以用Na2CO3溶液沉淀Li+所用的浓度比沉淀Ca2+所用的浓度大;
(4)盐酸与Li2CO3反应的离子方程式Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2↑,故答案为:Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2↑;
(4)①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,阳极液中氯离子失电子,发生氧化反应,所以阳极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;
②阴极区由水电离出氢离子放电剩余氢氧根离子,锂离子向阴极移动,导致LiOH溶液的浓度增大;电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为:2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+2H2O+NH3↑,故答案为:2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+2H2O+NH3↑;【解析】过滤CaCO3和Mg(OH)2CaCO3的溶解度比Li2CO3小,所以用Na2CO3溶液沉淀Li+所用的浓度比沉淀Ca2+所用的浓度大Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2↑2Cl--2e-=Cl2↑2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+2H2O+NH3↑六、原理综合题(共3题,共9分)20、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)已知:①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)ΔH1=akJ•mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH2=bkJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)ΔH3=ckJ•mol-1
则根据盖斯定律,将②×3-①-②,整理可得:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=(3b-a-c)kJ/mol;
(2)①反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的正反应是气体体积增大的反应,在温度不变时,增大压强,化学平衡逆向移动,导致CO的体积分数减小。根据图象可知,在压强p1、p2、p3时CO的含量的大小关系是:p1>p2>p3,说明压强大小关系为:p1<p2<p3;
对于确定的化学反应,化学平衡常数只与温度有关,而与压强无关。根据图象可知反应温度:a=b<c,a、b两点温度相同,则Ka=Kb;在压强不变都是p3时,升高温度,CO的含量增大,说明升高温度,化学平衡正向移动,因此化学平衡常数增大Kc>Kb,故a、b、c三点对应的平衡常数,则其大小关系是Ka=Kb<Kc;
②根据图象可知:在温度为900℃,压强为1.0MPa时,CO的含量是80%,足量碳与amolCO2反应,假设CO2的转化率为x,则达平衡后,CO2的物质的量为n(CO2)=a(1-x)mol,n(CO)=2axm
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