内容正文:
2023-2024学年度文昌市田家炳中学第一学期
高二化学期末考试试卷
一、单选题
1. 在X(g)+3Y(g)2Z(g)+R(g)反应中,表示该反应速率最快的是
A. v(X)=0.07mol·L-1·s-1 B. v(Y)=0.09mol·L-1·s-1
C. v(Z)=0.06mol·L-1·s-1 D. v(R)=3.6mol·L-1·min-1
2. 下列盐的水溶液因水解而呈碱性的是
A. B. C. D.
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 甲烷的球棍模型:
B. 基态锌原子的价层电子排布式:3d104s2
C. Ca2+的结构示意图:
D. 基态硫原子外围电子轨道表示式:
4. 下列实验操作规范的是
A.过滤
B.排空气法收集
C.混合浓硫酸和乙醇
D.溶液的转移
A. A B. B C. C D. D
5. 元末陶宗仪《辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄为纸,熔硫磺涂木片顶端分许,名日发烛……,盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是
A. 将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧
B. “发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性
C. “发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化
D. 硫磺是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂
6. 反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是
A. 增大容器容积 B. 升高反应温度
C. 分离出部分氢气 D. 等容下通入惰性气体
7. 有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B为正极。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。则它们的活动性由强到弱的顺序是
A. B>A>D>C B. D>A>B>C C. D>B>A>C D. D>C>A>B
8. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. (标准状况)气体中含有NA个分子
B. 比多16NA个质子
C. 溶液含有NA个离子
D. 16g氧气和臭氧的混合气体中含有NA个氧原子
二、多选题
9. 氨水有下列平衡:NH3·H2O⇌NH+ OH– 当其它条件不变时,改变下列条件,平衡向左移动的是
A. 加NaOH B. 加盐酸 C. 加NH4Cl D. 加热
10. 已知如下热化学方程式:
①
②
③
则下列判断正确的是
A. B.
C. D. 反应③是放热反应
11. 已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32,下列说法不正确的是
A. Y元素原子的电子排布图为
B. X位于元素周期表中第三周期VA族
C. 电负性:Z>Y>X
D. 第一电离能:X>Y>Z
12. 下列关于电解溶液(如图所示)的说法中,正确的是
A. 阴极的电极反应:
B. 阳极有黄绿色气体产生
C. 电解过程中,向阴极移动
D. 总反应为:
13. 下列各组多电子原子的能级能量高低比较不正确的是
A. 2p=3p B. 4s>2s C. 4p>4f D. 4d>3d
14. 实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏高的是( )
A. 酸式滴定管在装酸液前用标准盐酸溶液润洗2~3次
B. 开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C. 锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
D. 盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
三、填空题
15. 生产生活中的化学反应都伴随能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(1)制作有降温、保鲜和镇痛的冷敷袋可以利用_______(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”可利用下面_______(填字母序号)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.钠和水
(3)沼气是一种能源,它的主要成分是,常温下1g完全燃烧生成和水时,放出55.625kJ热量,则其热化学方程式是_______。
(4)共价键都有键能之说,键能是指拆开1mol共价键所需要吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能量。工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应如下:,若断裂和需要吸收的能量分别为436kJ和391kJ,则断裂需要吸收的能量为_______kJ。
(5)参考下表中的数据,判断下列分子受热时最稳定的是_______。(填字母)
化学键
键能
436
565
431
368
A. B. HF C. HCl D. HBr
16. 按要求填空。
(1)一个基态原子电子排布为的元素最可能的价态是___________;某元素原子的原子轨道中有3个未成对电子,则该原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)第四周期中,未成对电子数目最多的元素是___________;价层电子排布式为的基态原子的原子结构示意图___________。
(3)元素周期表中能稳定存在且电负性相差最大的两种元素形成的化合物的化学式为_______。
(4)三种短周期元素的原子序数,X和Z原子核外s电子与p电子数之比都为,Y原子最外层s电子与p电子数之比为,三者所形成的常见化合物的化学式为_____。
17. 能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。
(1)焦炭可用于制取水煤气。实验测得1.2 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了13.16 kJ热量,该反应的热化学方程式为_______;该反应在_______条件下能自发进行(选“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料,工业上可由CO和H2来合成,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),如图是在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1_______T2(填“>”、“<”或“=”),T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______(填“>”、“<”或“=”)K2。
②若容器容积不变,下列措施不能增加CO转化率的是_______(填字母)。
a.降低温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂 d.充入He,使体系总压强增大
③生成甲醇的化学反应速率(v)与时间(t)的关系如图所示,则图中t2时采取的措施可能是_______ ;
t3时采取的措施可能是 _______。
④在toC时,往一密闭4L容器中通入CO和H2各2mol,40min达平衡时测得容器内的总物质的量为2.4mol,则该温度下的平衡常数K=_______。
(3)甲醇(CH3OH)燃料电池是以铂为电极,以KOH溶液为电解质溶液,在两极区分别加入CH3OH和O2即可产生电流,负极加入的物质是_______,正极的电极反应式为_______。
18. 回答下列问题
(1)在下图所示的原电池装置中,负极的电极反应为___________,电池总反应为___________,当电路中通过电子时,交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为___________。
(2)某兴趣小组的同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阴极反应式为___________。
②离子交换膜b为___________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
③出口A获得___________产品。
19. 常温下,几种酸的电离常数如表所示:
弱酸
CH3COOH
HClO
H2CO3
电离平衡常数
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
(1)常温下,CH3COOH、HClO、H2CO3的酸性由强到弱的顺序为______。
(2)HCO的电离平衡常数表达式为K=______。
(3)常温下,实验测得某人血液中c(HCO)=2.3×10-2mol·L-1,c(H2CO3)=2.3×10-3mol·L-1,则该人血液呈______(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(4)常温下,pH=10的Na2CO3溶液中,由水电离的c(OH-)=______。
(5)常温下,等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序为______(用溶质的化学式表示)。
(6)某温度下,向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示,则该温度下Ka(CH3COOH)=______。
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2023-2024学年度文昌市田家炳中学第一学期
高二化学期末考试试卷
一、单选题
1. 在X(g)+3Y(g)2Z(g)+R(g)反应中,表示该反应速率最快的是
A. v(X)=0.07mol·L-1·s-1 B. v(Y)=0.09mol·L-1·s-1
C. v(Z)=0.06mol·L-1·s-1 D. v(R)=3.6mol·L-1·min-1
【答案】A
【解析】
【分析】化学反应中,各物质的速率之比等于其化学计量数之比,故要比较同一方程式中不同物质的反应速率需要把它换算成同一种物质的速率
【详解】每个选项都用X的速率来表示的话,则
A.v(X)=0.07mol·L-1·s-1;
B.v(X)=v(Y)=0.03mol·L-1·s-1
C.v(X)=v(Z)=0.03mol·L-1·s-1
D.v(X)=v(R)=0.06mol·L-1·s-1
故速率最快的选A。
2. 下列盐的水溶液因水解而呈碱性的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.是强酸弱碱阳,水解显酸性,故A不符合题意;
B.是强碱弱酸阳,水解显碱性,故B符合题意;
C.是强酸强碱盐,不发生水解,溶液呈中性,故C不符合题意;
D.是强酸弱碱盐,水解显酸性,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 甲烷的球棍模型:
B. 基态锌原子的价层电子排布式:3d104s2
C. Ca2+的结构示意图:
D. 基态硫原子外围电子轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.是甲烷的比例模型,故A错误;
B.Zn是30号元素,则基态锌原子的价层电子排布式:3d104s2,故B正确;
C.是Ca的结构示意图,Ca2+的结构示意图为,故C错误;
D.基态硫原子外围电子排布式为3s23p4,其外围电子轨道表示式:,故D错误。
综上所述,答案为B。
4. 下列实验操作规范的是
A.过滤
B.排空气法收集
C.混合浓硫酸和乙醇
D.溶液的转移
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.过滤时,漏斗下端应紧靠烧杯内壁,A操作不规范;
B.CO2的密度大于空气,可用向上排空气法收集CO2,B操作规范;
C.混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中,并用玻璃棒不断搅拌,C操作不规范;
D.转移溶液时,应使用玻璃棒引流,D操作不规范;
答案选B。
5. 元末陶宗仪《辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄为纸,熔硫磺涂木片顶端分许,名日发烛……,盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是
A. 将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧
B. “发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性
C. “发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化
D. 硫磺是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.将松木削薄为纸片状可以增大可燃物与氧气接触面积,有助于发火和燃烧,A正确;
B.发烛具有可燃性,“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性,B正确;
C.“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化,如化学能转化为光能、热能等,C正确;
D.硫磺也燃烧,不是催化剂,D错误;
选D。
6. 反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是
A. 增大容器容积 B. 升高反应温度
C. 分离出部分氢气 D. 等容下通入惰性气体
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,增大反应容器的容积,体系的压强减小,化学平衡正向移动,能提高乙烷平衡转化率,A不符合题意;
B.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,升高反应温度,化学平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,B不符合题意;
C.分离出部分氢气,减少了生成物浓度,平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,C不符合题意;
D.等容下通入惰性气体,体系的总压强增大,物质的浓度不变,因此化学平衡不移动,对乙烷的平衡转化率无影响,D符合题意;
故合理选项是D。
7. 有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B为正极。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。则它们的活动性由强到弱的顺序是
A. B>A>D>C B. D>A>B>C C. D>B>A>C D. D>C>A>B
【答案】B
【解析】
【详解】将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B为正极,由于原电池中较活泼的金属是负极,则金属活动性A>B;金属性越强,越容易和酸反应,将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈,说明金属活动性D>A;活泼的金属能置换不活泼的金属,将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出,说明金属活动性B>铜>C;它们的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C;答案选B。
8. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. (标准状况)气体中含有NA个分子
B. 比多16NA个质子
C. 溶液含有NA个离子
D. 16g氧气和臭氧的混合气体中含有NA个氧原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下,SO3是固体,故无法计算(标准状况)气体中含有分子数目,A错误;
B.一分子H2O2中含有18个质子,一分子H2O中含有10个质子,故比多8NA个质子,B错误;
C.由于F-在水溶液中发生水解,故溶液含有离子数目小于NA,C错误;
D.16g氧气和臭氧的混合气体中含有=NA个氧原子,D正确;
故答案为:D。
二、多选题
9. 氨水有下列平衡:NH3·H2O⇌NH+ OH– 当其它条件不变时,改变下列条件,平衡向左移动的是
A. 加NaOH B. 加盐酸 C. 加NH4Cl D. 加热
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.NaOH会电离出大量氢氧根,使平衡向左移动,故A符合题意;
B.盐酸会和氢氧根反应使氢氧根浓度减小,平衡向右移动,故B不符合题意;
C.NH4Cl会电离出铵根使平衡向左移动,故C符合题意;
D.加热促进弱电解质的电离,使平衡向右移动,故D不符合题意;
综上所述答案为AC。
10. 已知如下热化学方程式:
①
②
③
则下列判断正确的是
A. B.
C. D. 反应③是放热反应
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由、可得,,A错误;
B.根据盖斯定律,③=①+②,所以,B正确;
C.根据盖斯定律,③=①+②,所以,C错误;
D.由可知,反应③是放热反应,D正确;
故选BD。
11. 已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32,下列说法不正确的是
A. Y元素原子的电子排布图为
B. X位于元素周期表中第三周期VA族
C. 电负性:Z>Y>X
D. 第一电离能:X>Y>Z
【答案】AD
【解析】
【分析】基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,其核外电子排布为1s22s22p63s23p3,则X为P元素,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,其核外电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4,则Y为C或O元素,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32,若Y为C元素,Z的原子序数为32-15-6=11,则Z为Na元素,但 Na元素不能形成负价离子,不符合题意,若Y为O元素,Z的原子序数为32-15-8=9,则Z为F元素,可以形成F—,结合分析可知,X为P元素,Y为O元素,Z为F元素,
【详解】A.Y为O元素,原子核外有8个电子,其2p轨道上还缺2个电子,故A错误;
B.X为P元素,原子序数为15,在周期表中位于第三周期第VA族,故B正确;
C.非金属性越强,元素的电负性越强,所以电负性F>O>P,即Z>Y>X,故C正确;
D.同周期自左至右第一电离能成增大趋势,同主族元素自上而下第一电离能减小,所以第一电离能P<O<F,即X<Y<Z,故D错误;
故本题选AD。
12. 下列关于电解溶液(如图所示)的说法中,正确的是
A. 阴极的电极反应:
B. 阳极有黄绿色气体产生
C. 电解过程中,向阴极移动
D. 总反应为:
【答案】AB
【解析】
【分析】用石墨作电极电解CuCl2溶液,阴极发生还原反应生成铜;阳极发生氧化反应生成氯气;电解池中,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;据此分析解题。
【详解】A.用石墨作电极电解CuCl2溶液,阴极发生还原反应生成铜,电极方程式为,故A正确;
B.阳极电极反应为2Cl−−2e−=Cl2↑,有黄绿色气体产生,故B正确;
C.电解过程中,Cl−向阳极移动,故C错误;
D.总反应为:,故D错误;
故答案选AB。
13. 下列各组多电子原子的能级能量高低比较不正确的是
A. 2p=3p B. 4s>2s C. 4p>4f D. 4d>3d
【答案】AC
【解析】
【详解】A.能级相同,能层越大,能量越高,故A错误;
B.能级相同,能层越大,能量越高,故B正确;
C.能层相同,能量从s、p、d到f逐渐升高,故C错误;
D.能级相同,能层越大,能量越高,故D正确;
故选AC。
14. 实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏高的是( )
A. 酸式滴定管在装酸液前用标准盐酸溶液润洗2~3次
B. 开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C. 锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
D. 盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
【答案】BD
【解析】
【详解】A. 酸式滴定管在装酸液前用标准盐酸溶液润洗2~3次,该操作正确,可知c(待测)准确,故A不选;
B. 酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=,可知c(标准)偏大,故B选;
C. 滴定过程中,锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,立即记下滴定管内液面所在刻度,造成V(标准)偏小,因为需等半分钟不褪色根据c(待测)=,可知c(标准)偏小,故C正确;
D. 盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次,待测液的物质的量偏大,造成V(标准)增大,根据根据c(待测)=,可知c(标准)偏大,故D选;
故选BD。
三、填空题
15. 生产生活中的化学反应都伴随能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(1)制作有降温、保鲜和镇痛的冷敷袋可以利用_______(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”可利用下面_______(填字母序号)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.钠和水
(3)沼气是一种能源,它的主要成分是,常温下1g完全燃烧生成和水时,放出55.625kJ热量,则其热化学方程式是_______。
(4)共价键都有键能之说,键能是指拆开1mol共价键所需要吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能量。工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应如下:,若断裂和需要吸收的能量分别为436kJ和391kJ,则断裂需要吸收的能量为_______kJ。
(5)参考下表中的数据,判断下列分子受热时最稳定的是_______。(填字母)
化学键
键能
436
565
431
368
A. B. HF C. HCl D. HBr
【答案】(1)吸热 (2)A
(3)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol
(4)945.6 (5)B
【解析】
【小问1详解】
冷敷袋有降温、保鲜和镇痛作用,三个性能合成一点,就是具有降温功能,所以可利用吸热的化学变化或物理变化。
【小问2详解】
“即热饭盒”必须能提供热量,所以物质转化过程既要放热,又要安全,还要成本低,可利用生石灰和水反应释放的热量加热食物,故选A。
【小问3详解】
常温下,则1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时放出890kJ热量,热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol。
【小问4详解】
,若断裂1molH-H和1molN-H需要吸收的能量分别为436kJ和391kJ,则断裂1molN≡N需要吸收的能量为-92.4kJ-(3×436kJ-6×391kJ)=945.6。
【小问5详解】
键能越大,越稳定,下列分子中H-F键键能最大,受热时最稳定的是HF,选B。
16. 按要求填空。
(1)一个基态原子电子排布为的元素最可能的价态是___________;某元素原子的原子轨道中有3个未成对电子,则该原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)第四周期中,未成对电子数目最多的元素是___________;价层电子排布式为的基态原子的原子结构示意图___________。
(3)元素周期表中能稳定存在且电负性相差最大的两种元素形成的化合物的化学式为_______。
(4)三种短周期元素的原子序数,X和Z原子核外s电子与p电子数之比都为,Y原子最外层s电子与p电子数之比为,三者所形成的常见化合物的化学式为_____。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 或铬 ②.
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由电子排布式可知该元素为Al,常见价态为+3价;
某元素原子的原子轨道中有3个未成对电子,其最外层电子排布式为3s23p3,价电子轨道表示式为: ;
【小问2详解】
第四周期中,未成对电子数目最多的元素是Cr;价层电子排布式为的基态原子原子序数为30,原子结构示意图为: ;
【小问3详解】
电负性相差最大的两种元素,应为电负性最强的非金属F与除放射性元素外电负性最小的元素Cs,两者可形成稳定的化合物CsF;
【小问4详解】
Y原子最外层s电子与p电子数之比为,其s轨道有2个电子,则p轨道电子数也为2,则Y最外层电子数为4,Y为C或Si;X和Z原子核外s电子与p电子数之比都为,在短周期元素中分别为O和Mg,三者形成常见化合物为。
17. 能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。
(1)焦炭可用于制取水煤气。实验测得1.2 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了13.16 kJ热量,该反应的热化学方程式为_______;该反应在_______条件下能自发进行(选“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料,工业上可由CO和H2来合成,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),如图是在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1_______T2(填“>”、“<”或“=”),T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______(填“>”、“<”或“=”)K2。
②若容器容积不变,下列措施不能增加CO转化率的是_______(填字母)。
a.降低温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂 d.充入He,使体系总压强增大
③生成甲醇的化学反应速率(v)与时间(t)的关系如图所示,则图中t2时采取的措施可能是_______ ;
t3时采取的措施可能是 _______。
④在toC时,往一密闭4L容器中通入CO和H2各2mol,40min达平衡时测得容器内的总物质的量为2.4mol,则该温度下的平衡常数K=_______。
(3)甲醇(CH3OH)燃料电池是以铂为电极,以KOH溶液为电解质溶液,在两极区分别加入CH3OH和O2即可产生电流,负极加入的物质是_______,正极的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H =+131.6kJ·mol-1 ②. 高温
(2) ①. < ②. > ③. cd ④. 加压 ⑤. 加入催化剂 ⑥. 66.7
(3) ①. CH3OH ②. O2+4e-+2H2O =4OH-
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,1.2 g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了13.16 kJ热量,则反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的反应热△H =+=+131.6kJ·mol-1,反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H =+131.6kJ·mol-1;该反应是熵增的吸热反应,高温条件下反应ΔH—TΔS<0,反应能自发进行,故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H =+131.6kJ·mol-1;高温;
【小问2详解】
①温度越高,反应速率越快,达到平衡所需时间越短,由图可知,T2条件下反应先达到平衡,则反应温度T1<T2;T2条件下一氧化碳的转化率小于T1条件下,说明该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以平衡常数K1>K2,故答案为:< ;>;
②a.该反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的转化率增大,故不符合题意;
b.将甲醇蒸气从体系中分离,平衡正向移动,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的转化率增大,故不符合题意;
c.使用合适的催化剂,化学平衡不移动,一氧化碳的转化率不变,故符合题意;
d. 恒容容器中充入不参与反应的氦气,体系中各组分的浓度不变,化学平衡不移动,一氧化碳的转化率不变,故符合题意;
故选cd;
③由图可知,t2条件改变的瞬间,正逆反应速率均增大,正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,该反应是气体体积减小的放热反应,所以改变的条件是加压;t3条件改变的瞬间,正逆反应速率均增大,正反应速率等于逆反应速率,化学平衡不移动,所以改变的条件为加入催化剂,故答案为:加压;加入催化剂;
④设转化的一氧化碳的物质的量为xmol,由题意可建立如下三段式:
(2-x)+(2-2x)+x=2.4,解得x=0.8mol,则平衡常数,故答案为:66.7;
【小问3详解】
甲醇燃料电池中,通入甲醇的电极为燃料电池的负极,碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,通入氧气的电极为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O =4OH-,故答案为:CH3OH;O2+4e-+2H2O =4OH-。
18. 回答下列问题
(1)在下图所示的原电池装置中,负极的电极反应为___________,电池总反应为___________,当电路中通过电子时,交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为___________。
(2)某兴趣小组的同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阴极反应式为___________。
②离子交换膜b为___________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
③出口A获得___________产品。
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. ②. 阳离子交换膜 ③.
【解析】
【小问1详解】
由装置图可知左侧Ag电极为负极,右侧Pt电极为正极,负极Ag失电子生成AgCl,电极反应为:;电池总反应Ag与氯气生成氯化银:;当电路中通过电子时,交换膜左侧溶液中消耗0.1mol氯离子,同时为保持电荷守恒,左侧有0.1mol氢离子向右侧迁移,则左侧溶液中离子减少的物质的量为0.2mol;
【小问2详解】
由装置特点可知左侧为阳极,右侧为阴极;
①阴极水放电生成氢气和OH-,电极反应为:;
②右侧电解过程中生成氢氧根离子,为保持溶液电荷守恒,同时在右侧获得产品氢氧化钾,则硫酸钾溶液中的钾离子应通过离子交换膜b进入右侧,b为阳离子交换膜;
③左侧为阳极,水放电生成氧气和氢离子,硫酸钾溶液中的硫酸根向左侧迁移,从A口可获得硫酸。
19. 常温下,几种酸的电离常数如表所示:
弱酸
CH3COOH
HClO
H2CO3
电离平衡常数
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
(1)常温下,CH3COOH、HClO、H2CO3的酸性由强到弱的顺序为______。
(2)HCO的电离平衡常数表达式为K=______。
(3)常温下,实验测得某人血液中c(HCO)=2.3×10-2mol·L-1,c(H2CO3)=2.3×10-3mol·L-1,则该人血液呈______(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(4)常温下,pH=10的Na2CO3溶液中,由水电离的c(OH-)=______。
(5)常温下,等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序为______(用溶质的化学式表示)。
(6)某温度下,向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示,则该温度下Ka(CH3COOH)=______。
【答案】(1)CH3COOH>H2CO3>HClO
(2)
(3)碱性 (4)1×10-4mol·L-1
(5)Na2CO3>NaClO>CH3COONa
(6)10-4.75
【解析】
【小问1详解】
由表格信息可知,醋酸的电离常数大于碳酸的一级电离常数,大于次氯酸的电离常数,电离常数越大,酸性越强,故酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO,故答案为:CH3COOH>H2CO3>HClO;
【小问2详解】
HCO的电离方程式为:,其电离平衡常数表达式为K=,故答案为:;
【小问3详解】
已知,其电离常数为:,则= = mol·L-1< mol·L-1,则c(OH-)> mol·L-1,可知溶液显碱性,故答案为:碱性;
【小问4详解】
常温下,pH=10的Na2CO3溶液中,溶液中的完全来自水的电离,c(OH-)=,故答案为:1×10-4mol·L-1;
【小问5详解】
由表格信息可知,酸性:CH3COOH >HClO>HCO,根据越多越水解可知,
根据越弱越水解,等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序为Na2CO3>NaClO>CH3COONa,故答案为:Na2CO3>NaClO>CH3COONa;
【小问6详解】
pH=4.75时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-),该温度下Ka(CH3COOH)== 10-4.75,故答案为:10-4.75。
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