精品解析:四川省凉山州西昌市2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题
2024-08-19
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内容正文:
西昌市2023-2024学年度上期期中检测
高二化学
注意事项:
1.本试卷分为第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,试题卷8页,答题卡2页。
2.全卷满分为100分,考试时间75分钟。
3.答题前考生务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置;选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,其他试题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡对应题框内,不得超越题框区域。考试结束后将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题(下列各小题只有一个选项符合题意,14个小题,每小题3分,共42分。)
1. 近年来,西昌以打造国际生态田园历史文化名城为目标,发出最强“绿色宣言”。下列是某同学列举的部分“绿色发展”措施,其中不合理的是
A. 大力发展太阳能等清洁能源
B. 全面规范烧烤经营行为,推广燃料利用更充分的无烟烧烤
C. 开发新技术,将燃料燃烧时的化学能全部转化为热能
D. 加大农业科技投入,开发塑料大棚替代品,减少白色污染
2. 化学与生产、生活关系密切,下列做法与调控化学反应速率无关的是
A. 在食盐中添加碘酸钾 B. 将水果蔬菜放入冰箱保鲜
C. 点燃篝火时将木材架空 D. 使用加酶洗衣粉洗衣服
3. 下列有关化学反应方向的判断正确的是
A. 放热反应一定能自发进行
B. 凡是需要加热的反应都不能自发进行
C. 物质的量增加的反应,△S为正值,一定能自发进行
D. 在常温下能自发进行,则该反应的△H<0
4. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知 ,则单斜硫比正交硫稳定
B. 已知 , ,则
C. H2(g)的燃烧热是,则反应的反应热
D. 25℃、101 kPa时, ,则含1 mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3 kJ
5. 下列关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
NaHCO3
NH4Cl
NaCl溶液
H2SO4
弱电解质
HF
CO2
BaSO4
非电解质
Cu
NH3
乙醇
H2O
A. A B. B C. C D. D
6. 下列措施能影响水的电离平衡,并使溶液中的的是
A. 向水中通入SO2 B. 将水加热煮沸
C. 向水中投入少量NaCl D. 向水中通入NH3
7. 向稀氨水中分别加入①蒸馏水、②NH3、③NH4Cl(s),并维持室温,相关判断正确是
A. 加入①之后,的电离平衡得到促进,减小
B. 加入②之后,的电离平衡正向移动,电离程度增大
C. 加入③之后,增大,维持不变
D. 升高温度,的电离平衡得到促进,减小
8. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 使用三元催化剂提高单位时间内汽车尾气中CO、NO转化成CO2和N2的转化率
B. 开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
C. 将CO中毒者送入高压氧舱治疗
D. 实验室用排饱和食盐水来收集氯气
9. 利用下图所示装置,操作正确且能达到实验目的的是
A. 利用装置甲测定中和反应反应热
B. 利用装置乙测定NaClO溶液的pH值
C. 按照装置丙所示方法除去盛有酸性KMnO4溶液滴定管中气泡
D. 利用装置丁探究温度对化学平衡的影响
10. 已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
11. 乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及反应进程中能量变化如下图,则下列叙述中错误的是
A. 第①步为吸热反应,第②③步均为放热反应
B. 第③步反应为
C. 该反应过程中既有非极性键的断裂,又有非极性键的形成
D. 三步反应中,第①步反应的活化能最大,为总反应的决速反应
12. 若表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 2 L 0.5 mol/L HF溶液中含有数目为
B. 1 mol NH4Cl中所含共价键的数目为
C. 标准状况下22.4 L N2与足量H2充分反应后,所得氨分子的数目为
D. pH=1的硫酸溶液中含有的数目为
13. 常温下,下列各溶液中可能大量共存的离子组是
A. 加Al粉产生H2的溶液中:、、
B. pH=0溶液中:、、
C. 的溶液中:、、
D. 水电离出的的溶液中:、、
14. 已知甲基橙(HIn)变色的pH范围是3.1~4.4,溶液中存在电离平衡:,25℃时HIn和的物质的量分数随pH变化如图所示,下列说法错误的是
A. pH=2时,溶液呈红色
B. 曲线b表示HIn物质的量分数随pH变化
C. 甲基橙电离平衡常数
D. 当溶液刚好变黄色时(此时溶液pH=4.4),溶液中
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题(4个小题,共58分)
15. 甲醇(CH3OH)是重要的有机化工原料,利用合成气(主要成分为CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇的方法是: 该反应平衡常数的对数()与温度()的关系如左图所示,在容积为2 L的恒容容器中,分别在、温度下合成甲醇,不同温度下H2和CO的起始投料比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系如右图所示。
(1)该反应的___________0(填“>”“<”或“=”,下同),___________。
(2)若a点达到平衡所需时间为4分钟,从反应开始到平衡用H2表示的反应速率为___________;a、b、c三点H2转化率由大到小的顺序是___________。
(3)下列可以同时提高反应速率和CH3OH平衡产率的措施有___________(填字母序号)。
A. 增大压强(缩小体积) B. 及时从平衡混合气中分离出CH3OH
C. 降低温度 D. 使用高效催化剂
(4)对该反应下列说法不正确的是___________。
A. 加入催化剂可提高CO的平衡转化率
B. 该反应在任何条件下都能自发进行
C. 保持容器体积不变,充入He使体系总压强增大,平衡不移动
D. 将容器体积变为0.5 L,再次达平衡时,CO的物质的量浓度小于原平衡的4倍
(5)反应平衡常数的表达式为___________。a点状态下再通入0.5 mol H2(g)和1 mol CH3OH(g),平衡___________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
16. 回答下列问题。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
i.反应①中,正反应活化能___________逆反应活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。
ii.反应③的反应热___________。
iii.若某温度下反应①的平衡常数为,反应②的平衡常数为,则反应③的平衡常数___________(用含、的式子表示)。
(2)硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,下图是工业接触法制硫酸的简单流程图,试回答下列有关问题。
①生产时先将黄铁矿粉碎再投入沸腾炉,目的是___________。
②25℃,101 kPa时,每燃烧0.12 kg FeS2就会放出853 kJ热量,写出此状况下FeS2燃烧的热化学方程式:___________。
③一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应:。下列选项能充分说明此反应已达到平衡状态的是___________。
A.密闭容器中SO2、SO3的物质的量之比为1∶1
B.密闭容器中压强不随时间变化而变化
C.
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
④在实际生产过程中,控制进入接触室的气体中O2的体积分数是SO2体积分数的1.5倍,其目的是:___________。
⑤实验测得反应中SO2平衡转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是___________。(注:1 MPa约等于10个大气压)
压强/MPa
温度/℃
0.1
0.5
1
10
400
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
17. 某同学用0.1000 mol/L的H2SO4标准溶液测定某烧碱样品的纯度(杂质不与硫酸反应)。回答下列问题:
(1)配制100 mL待测溶液:准确称取2.000 g样品于烧杯中,用蒸馏水溶解,冷却至室温后,转移至___________(填仪器名称)中,洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,一并转移至容器中,定容。
(2)滴定过程:
A.从碱式滴定管中放出20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞;
B.用标准H2SO4溶液润洗滴定管2~3次;
C.把盛有标准H2SO4溶液的酸式滴定管固定好,调节滴定管使尖嘴处充满溶液;
D.取标准H2SO4溶液注入酸式滴定管至“0”刻度以上2~3 cm处;
E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数;
F.把锥形瓶放在滴定管的下方,用标准H2SO4溶液滴定至终点并记下滴定管液面的读数。
G.检查滴定管是否漏水,并用蒸馏水洗涤滴定管;
①正确操作步骤的顺序是___________(用字母填写)。
G→___________→___________→___________→___________→A→F
②判断到达滴定终点的现象___________。
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图a所示,则所用H2SO4溶液的体积为___________。
(4)某同学4次实验有关数据如下表:
实验序号
待测液体积/mL
H2SO4标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
20.0
00.00
23.23
2
20.00
0.68
25.18
3
20.00
0.22
23.47
4
20.00
0.70
23.97
结合上述实验数据,H2SO4标准溶液的平均用量为___________mL,样品中NaOH的质量分数为___________。
(5)下列操作中可能使所测样品的质量分数偏高的是___________(填字母)。
A. 酸式滴定管未用待测液润洗就直接注入H2SO4溶液
B. 读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
C. 酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D. 锥形瓶用蒸馏水洗涤后,留有少量水
18. .根据表中数据,完成下列填空。
物质
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(常温下)
(1)常温下,0.1 mol/L的HCN溶液中,约为___________。
(2)常温下,在相同浓度的HCOOH和HCN溶液中,溶液导电能力更强的是___________溶液(填化学式)。根据电离平衡常数判断,以下反应不能进行的是___________。
A.
B.
C.
D.
.将等pH、等体积的CH3COOH溶液和HNO2溶液分别加水稀释,溶液pH随加水稀释倍数的变化如图所示。
(3)电离平衡常数:___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)常温下,a点由水电离的浓度为___________mol/L。
(5)a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为___________,c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,消耗NaOH物质的量更多的是___________点。
(6)25℃时,pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液混合后溶液的pH=11,则___________。
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西昌市2023-2024学年度上期期中检测
高二化学
注意事项:
1.本试卷分为第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,试题卷8页,答题卡2页。
2.全卷满分为100分,考试时间75分钟。
3.答题前考生务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置;选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,其他试题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡对应题框内,不得超越题框区域。考试结束后将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题(下列各小题只有一个选项符合题意,14个小题,每小题3分,共42分。)
1. 近年来,西昌以打造国际生态田园历史文化名城为目标,发出最强“绿色宣言”。下列是某同学列举的部分“绿色发展”措施,其中不合理的是
A. 大力发展太阳能等清洁能源
B. 全面规范烧烤经营行为,推广燃料利用更充分的无烟烧烤
C. 开发新技术,将燃料燃烧时的化学能全部转化为热能
D. 加大农业科技投入,开发塑料大棚替代品,减少白色污染
【答案】C
【解析】
【详解】A.大力发展太阳能等清洁能源有助于“绿色发展”,A正确;
B.推广燃料利用更充分的无烟烧烤有利于减少环境污染,B正确;
C.将燃料燃烧时的化学能全部转化为热能不能减少燃烧的使用及对环境的影响,C错误;
D.开发塑料大棚替代品,可以减少塑料的使用,从而减少白色污染,D正确;
答案选C。
2. 化学与生产、生活关系密切,下列做法与调控化学反应速率无关的是
A. 在食盐中添加碘酸钾 B. 将水果蔬菜放入冰箱保鲜
C. 点燃篝火时将木材架空 D. 使用加酶洗衣粉洗衣服
【答案】A
【解析】
【详解】A.食盐中添加碘酸钾能有效的补充人体所需碘元素,预防人体缺碘,与化学反应速率无关,故A符合题意;
B.将水果蔬菜放入冰箱保鲜是因为温度降低,食物的变质速率减缓,保鲜时间延长,故B不符合题意;
C.点燃篝火时将木柴架空有利于增大氧气与木材的接触面积,有利于加快木材燃烧的反应速率,故C不符合题意;
D.使用加酶洗衣粉洗衣服时,催化剂酶可以提高洗涤的反应速率,故D不符合题意;
故选A。
3. 下列有关化学反应方向的判断正确的是
A. 放热反应一定能自发进行
B. 凡是需要加热的反应都不能自发进行
C. 物质的量增加的反应,△S为正值,一定能自发进行
D. 在常温下能自发进行,则该反应的△H<0
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应是否能够自发进行,不仅与焓变有关,也与熵变有关。若△H-T△S<0,反应就能够自发进行,若△H-T△S>0,反应就不能自发进行,因此放热反应不一定就能自发进行,A错误;
B.需要在加热条件下进行的化学反应,有的能够自发进行,有的不能自发进行,B错误;
C.反应是否能够自发进行,不仅与熵变有关,也与焓变有关。当△H-T△S<0,反应就能够自发进行,当△H-T△S>0,反应就不能自发进行。当△S为正值,△H也为正值,反应在高温下,△H-T△S<0反应能够自发进行,在低温下△H-T△S>0就不能自发进行,C错误;
D.反应是气体体积减小的反应,△S<0,在常温下该反应能自发进行,则△H-T△S<0,说明该反应的焓变△H<0,D正确;
故合理选项是D。
4. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知 ,则单斜硫比正交硫稳定
B. 已知 , ,则
C. H2(g)的燃烧热是,则反应的反应热
D. 25℃、101 kPa时, ,则含1 mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3 kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A. ,说明单斜硫的能量比正交硫的能量高,能量越低越稳定,所以正交硫比单斜硫稳定,故A错误;
B.碳完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,则,a和b均为负值,则,故B正确;
C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量,H2(g)的燃烧热是285.8 kJ/mol,其热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol,则反应2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)的ΔH=-(-285.8 kJ/mol ×2)=+571.6 kJ/mol,故C错误;
D.1mol稀硫酸与足量氢氧化钡反应时,硫酸根离子和钡离子不能共存,会生成硫酸钡沉淀,状态的变化会有能量的变化,放出的热量不等于中和热,故D错误;
故选B。
5. 下列关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
NaHCO3
NH4Cl
NaCl溶液
H2SO4
弱电解质
HF
CO2
BaSO4
非电解质
Cu
NH3
乙醇
H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cu是单质,所以铁既不是电解质也不是非电解质,故A错误;
B.NH4Cl在水中能完全电离,属于强电解质,不能完全电离,属于弱电解质,NH3属于非电解质,故B正确;
C.NaCl溶液是混合物,所以NaCl溶液既不是电解质也不是非电解质,CO2属于非电解质,故C错误;
D.BaSO4水中能完全电离,属于强电解质,水不能完全电离出氢离子和氢氧根离子,属于弱电解质,故D错误;
故选B。
6. 下列措施能影响水的电离平衡,并使溶液中的的是
A. 向水中通入SO2 B. 将水加热煮沸
C. 向水中投入少量NaCl D. 向水中通入NH3
【答案】A
【解析】
【详解】A.向水中通入SO2,生成酸,溶液中的c(H+)>c(OH-),酸对水的电离起抑制作用,A符合题意;
B.加热时促进水的电离,但是氢离子和氢氧根浓度依然相等,溶液仍然呈中性,B不符合题意;
C.NaCl在水中电离出钠离子与氯离子,两者都不能结合水电离的氢离子或氢氧根离子,不能使氢离子或氢氧根离子浓度变化,平衡不移动,不影响水的电离,溶液呈中性,C不符合题意;
D.NH3和水反应生成氨水,氢氧根浓度提高,碱性增强,c(H+)<c(OH-),水的电离平衡受到抑制,D不符合题意;
故选A。
7. 向稀氨水中分别加入①蒸馏水、②NH3、③NH4Cl(s),并维持室温,相关判断正确的是
A. 加入①之后,电离平衡得到促进,减小
B. 加入②之后,的电离平衡正向移动,电离程度增大
C. 加入③之后,增大,维持不变
D. 升高温度,的电离平衡得到促进,减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.加入蒸馏水之后,氨水的电离平衡得到促进,c(OH-)减小,电离常数不变,,增大,A错误;
B.通入氨气之后,氨水电离平衡正移,NH3·H2O的电离程度减小,B错误;
C.加入固体氯化铵之后,铵根离子浓度增大,氨水的电离平衡逆移,增大,,温度不变,比值维持不变,C正确;
D.电离吸热,升高温度,的电离平衡得到促进,增大,D错误;
故选C。
8. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 使用三元催化剂提高单位时间内汽车尾气中CO、NO转化成CO2和N2的转化率
B. 开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
C. 将CO中毒者送入高压氧舱治疗
D. 实验室用排饱和食盐水来收集氯气
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂影响反应速率,不改变平衡移动,由于加入催化剂加快反应速率,所以单位时间内消耗CO、NO更多,不能用勒夏特列原理解释,故A选;
B.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳气体逸出,能用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.煤气中毒病人血液中的化学平衡CO+HbO2O2+HbCO,CO中毒的病人置于高压氧舱,会使平衡逆向移动,让一氧化碳失去和血红蛋白结合的机会,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.氯化钠在溶液中完全电离,所以饱和食盐水中含有大量的氯离子,氯气和水反应存在平衡Cl2+H2OHClO+H++Cl-,相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,所以可以勒夏特列原理解释,故D不选;
故选A。
9. 利用下图所示装置,操作正确且能达到实验目的的是
A. 利用装置甲测定中和反应反应热
B. 利用装置乙测定NaClO溶液的pH值
C. 按照装置丙所示方法除去盛有酸性KMnO4溶液滴定管中的气泡
D. 利用装置丁探究温度对化学平衡的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.测量中和反应反应热,不能用金属搅拌棒,用选用环形玻璃搅拌棒,故A错误;
B.NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸测NaClO溶液的pH值,故B错误;
C.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,应放在酸式滴定管中,故C错误;
D.氧化钙与水反应放热,氯化铵与八水合氢氧化钡的反应吸热,左右两侧的温度不同,根据颜色不同判断平衡移动方向,可探究温度对平衡的影响,故D正确;
故选D。
10. 已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO3的质量分数减少,温度高的更早达到平衡状态,A错误;
B.温度升高正逆反应速率均加快,平衡逆向移动,V逆大于V正,B错误;
C.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动V正大于V逆,,C正确;
D.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动,SO2的转化率增大,温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,D错误;
故选C。
11. 乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及反应进程中能量变化如下图,则下列叙述中错误的是
A. 第①步为吸热反应,第②③步均为放热反应
B. 第③步反应为
C. 该反应过程中既有非极性键的断裂,又有非极性键的形成
D. 三步反应中,第①步反应的活化能最大,为总反应的决速反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,第②③步反应:反应物的总能量均大于生成物的总能量,则第②③步反应均为放热反应,但第①步反应生成物的总能量大于反应物的总能量,属于吸热过程,A正确;
B.根据图示和原子守恒,可得,B正确;
C.第①步反应断裂了碳碳键、碳氢键,但是无非极性键的形成,C错误;
D.第①步反应活化能较大,反应发生消耗的能量高,则该步反应难进行,其反应速率较小,总反应的快慢取决于慢反应,则总反应速率由第0步反应决定,D正确;
故选C。
12. 若表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 2 L 0.5 mol/L HF溶液中含有的数目为
B. 1 mol NH4Cl中所含共价键的数目为
C. 标准状况下22.4 L N2与足量H2充分反应后,所得氨分子的数目为
D. pH=1的硫酸溶液中含有的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.2 L 0.5 mol/L HF溶液中HF的物质的量为1mol,HF为弱电解质存在电解平衡,含有的数目小于,A错误;
B.1 mol NH4Cl中有三条N-H共价键,1条配位键,共4条共价键,故所含共价键的数目为,B正确;
C.标准状况下22.4 L N2与足量H2充分反应是可逆反应,所得氨分子的数目小于,C错误;
D.未标注体积无法计算,D错误;
故选B。
13. 常温下,下列各溶液中可能大量共存的离子组是
A. 加Al粉产生H2的溶液中:、、
B. pH=0的溶液中:、、
C. 的溶液中:、、
D. 水电离出的的溶液中:、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.加Al粉产生H2的溶液,若为酸性,有则不产生氢气,溶液不能呈酸性,若为碱性,和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀而不能大量共存,A错误;
B .pH=0的溶液呈强酸性,存在大量H+与反应生成二氧化碳和水,不能共存,B错误;
C.的溶液呈酸性,氢离子和反应生成二氧化硫和硫而不能大量共存,C错误;
D.水电离出的的溶液可以是强酸性溶液,也可以是强碱性溶液,、和氢离子反应而不能大量共存,、、和氢氧根离子都不反应,所以在强碱性溶液中可以大量共存,D正确;
故选D。
14. 已知甲基橙(HIn)变色的pH范围是3.1~4.4,溶液中存在电离平衡:,25℃时HIn和的物质的量分数随pH变化如图所示,下列说法错误的是
A. pH=2时,溶液呈红色
B. 曲线b表示HIn物质的量分数随pH变化
C. 甲基橙电离平衡常数
D. 当溶液刚好变为黄色时(此时溶液pH=4.4),溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】溶液pH增大,溶液中HIn物质的量分数减小,In—的物质的量分数增大,则曲线a表示HIn物质的量分数随pH变化、曲线b表示In—物质的量分数随pH变化,由图可知,溶液中HIn物质的量分数和In—的物质的量分数相等时,溶液中HIn的浓度In—的浓度相等,溶液中的pH为3.4,则甲基橙电离平衡常数Ka(HIn)= = c(H+)=10—3.4。
【详解】A.pH=2时,溶液中氢离子浓度增大,平衡左移,HIn的浓度增大,溶液呈红色,故A正确;
B.由分析可知,曲线a表示HIn物质的量分数随pH变化、曲线b表示In—物质的量分数随pH变化,故B错误;
C.由分析可知,甲基橙电离平衡常数Ka(HIn)= = c(H+)=10—3.4,故C正确;
D.由分析可知,甲基橙电离平衡常数Ka(HIn)= = c(H+)=10—3.4,则溶液pH=4.4时,溶液中===10,故D正确;
故选B。
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题(4个小题,共58分)
15. 甲醇(CH3OH)是重要的有机化工原料,利用合成气(主要成分为CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇的方法是: 该反应平衡常数的对数()与温度()的关系如左图所示,在容积为2 L的恒容容器中,分别在、温度下合成甲醇,不同温度下H2和CO的起始投料比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系如右图所示。
(1)该反应的___________0(填“>”“<”或“=”,下同),___________。
(2)若a点达到平衡所需时间为4分钟,从反应开始到平衡用H2表示的反应速率为___________;a、b、c三点H2转化率由大到小的顺序是___________。
(3)下列可以同时提高反应速率和CH3OH平衡产率的措施有___________(填字母序号)。
A. 增大压强(缩小体积) B. 及时从平衡混合气中分离出CH3OH
C. 降低温度 D. 使用高效催化剂
(4)对该反应下列说法不正确的是___________。
A. 加入催化剂可提高CO的平衡转化率
B. 该反应在任何条件下都能自发进行
C. 保持容器体积不变,充入He使体系总压强增大,平衡不移动
D. 将容器体积变为0.5 L,再次达平衡时,CO物质的量浓度小于原平衡的4倍
(5)反应平衡常数的表达式为___________。a点状态下再通入0.5 mol H2(g)和1 mol CH3OH(g),平衡___________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
【答案】(1) ①. < ②. <
(2) ①. ②. a>b>c (3)A (4)AB
(5) ①. ②. 向正反应方向
【解析】
【小问1详解】
根据平衡常数的对数()与温度()的关系,温度升高,K减小,平衡逆向移动,故逆向吸热,正反应放热,<0;投料比相同的情况下,温度升高,平衡逆向移动,转化率减小,故<;
【小问2详解】
投料比为1.5时,即起始n(CO)=1mol,n(H2)=1.5mol;CO的转化率为50%,即反应了0.5mol,H2反应了1mol,=;相同的投料比,温度越高,转化率越低,a>b,温度相同,投料比越大,氢气的转化率越低,b>c,故a>b>c;
【小问3详解】
A.缩小反应容器的容积,增大压强,会提高反应的反应速率,平衡正向移动,同时增大CH3OH(g)的产率,满足题意,A项正确;
B.从平衡体系中及时分离出CH3OH(g),平衡正向移动,但不改变反应的反应速率,不满足题意,B项错误;
C.降低温度,平衡正向移动,但速率减小,不符合题意,C错误;
D.使用合适的催化剂,会提高反应③的反应速率,但不会改变CH3OH(g)的产率,不满足题意,D项错误;
综上,正确的为A,故答案为:A。
【小问4详解】
A. 加入催化剂可提高反应速率,但不能改变CO的平衡转化率,错误;
B. 该反应<0,<0,在低温下能自发进行,错误;
C. 保持容器体积不变,充入He使体系总压强增大,体积不变,浓度不变,平衡不移动,正确;
D. 将容器体积变为0.5 L,如平衡不移动,CO的物质的量浓度为原来4倍,但体积减小,平衡正向移动,故再次达平衡时,CO的物质的量浓度小于原平衡的4倍,正确;
不正确的为AB。
【小问5详解】
,K=,a点n(CO)=0.5mol,n(H2)=0.5mol,n(CH3OH)=0.5mol,K=4;再通入0.5 mol H2(g)和1 mol CH3OH(g),Q=3<K,平衡正向移动。
16. 回答下列问题。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
i.反应①中,正反应活化能___________逆反应活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。
ii.反应③的反应热___________。
iii.若某温度下反应①的平衡常数为,反应②的平衡常数为,则反应③的平衡常数___________(用含、的式子表示)。
(2)硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,下图是工业接触法制硫酸的简单流程图,试回答下列有关问题。
①生产时先将黄铁矿粉碎再投入沸腾炉,目的是___________。
②25℃,101 kPa时,每燃烧0.12 kg FeS2就会放出853 kJ热量,写出此状况下FeS2燃烧的热化学方程式:___________。
③一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应:。下列选项能充分说明此反应已达到平衡状态的是___________。
A.密闭容器中SO2、SO3的物质的量之比为1∶1
B.密闭容器中压强不随时间变化而变化
C.
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
④在实际生产过程中,控制进入接触室的气体中O2的体积分数是SO2体积分数的1.5倍,其目的是:___________。
⑤实验测得反应中SO2平衡转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是___________。(注:1 MPa约等于10个大气压)
压强/MPa
温度/℃
0.1
0.5
1
10
400
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
【答案】(1) ①. 大于 ②. -316 ③. 或
(2) ①. 增大黄铁矿与氧气的接触面积,加快反应速率,使燃烧更充分,提高原料利用率 ②. ③. BD ④. 提高SO2的转化率,从而提高经济效益 ⑤. 0.1MPa,400℃
【解析】
【分析】工业接触法制硫酸中,黄铁矿在沸腾炉中燃烧生成三氧化二铁和二氧化硫,化学方程式为,二氧化硫在接触室被氧化为三氧化硫,三氧化硫在吸收塔中与水反应生成硫酸,实际吸收剂为浓硫酸,得到发烟硫酸;
【小问1详解】
i.反应①为吸热反应,则正反应活化能大于逆反应的活化能;
ii.由盖斯定律可知,则=;
iii.由可得或;
【小问2详解】
①生产时先将黄铁矿粉碎再投入沸腾炉,其目的是大黄铁矿与氧气的接触面积,加快反应速率,使燃烧更充分,提高原料利用率;
②每燃烧0.12 kg即1mol FeS2就会放出853 kJ热量,则热化学方程式为: ;
③A.密闭容器中SO2、SO3的物质的量之比为1∶1,并不能说明其物质的量保持不变,故A错误;
B.对于该反应前后气体体积不等,容器内压强不变可判断平衡状态,故B正确;
C.当正逆反应速率符合化学计量数之比,即,反应达到平衡状态,故C错误;
D.对于该反应前后气体体积不等,混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化可判断平衡状态,故D正确;
故选BD;
④该反应为可逆反应,控制进入接触室的气体中O2的体积分数是SO2体积分数的1.5倍,可以提高SO2的转化率,从而提高经济效益;
⑤由表中数据可以看出,SO2平衡转化率随温度升高而降低,故宜选用400℃,400℃时,SO2平衡转化率随压强变化不明显,则从节能角度,宜选用400℃、0.1MPa。
17. 某同学用0.1000 mol/L的H2SO4标准溶液测定某烧碱样品的纯度(杂质不与硫酸反应)。回答下列问题:
(1)配制100 mL待测溶液:准确称取2.000 g样品于烧杯中,用蒸馏水溶解,冷却至室温后,转移至___________(填仪器名称)中,洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,一并转移至容器中,定容。
(2)滴定过程:
A.从碱式滴定管中放出20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞;
B.用标准H2SO4溶液润洗滴定管2~3次;
C.把盛有标准H2SO4溶液的酸式滴定管固定好,调节滴定管使尖嘴处充满溶液;
D.取标准H2SO4溶液注入酸式滴定管至“0”刻度以上2~3 cm处;
E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数;
F.把锥形瓶放在滴定管下方,用标准H2SO4溶液滴定至终点并记下滴定管液面的读数。
G.检查滴定管是否漏水,并用蒸馏水洗涤滴定管;
①正确操作步骤的顺序是___________(用字母填写)。
G→___________→___________→___________→___________→A→F
②判断到达滴定终点的现象___________。
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图a所示,则所用H2SO4溶液的体积为___________。
(4)某同学4次实验有关数据如下表:
实验序号
待测液体积/mL
H2SO4标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
20.0
00.00
23.23
2
20.00
0.68
25.18
3
20.00
0.22
23.47
4
20.00
070
23.97
结合上述实验数据,H2SO4标准溶液的平均用量为___________mL,样品中NaOH的质量分数为___________。
(5)下列操作中可能使所测样品的质量分数偏高的是___________(填字母)。
A. 酸式滴定管未用待测液润洗就直接注入H2SO4溶液
B. 读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
C. 酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D. 锥形瓶用蒸馏水洗涤后,留有少量水
【答案】(1)100mL容量瓶
(2) ①. B→D→C→E ②. 当滴入最后半滴硫酸时,溶液颜色由红色变为无色,且半分钟内不变色
(3)23.10 mL
(4) ①. 23.25 ②. 46.5% (5)AC
【解析】
【小问1详解】
配制100 mL待测溶液需要使用100mL容量瓶,因此配制过程为:准确称取2.000 g样品于烧杯中,用蒸馏水溶解,冷却至室温后,转移至100mL容量瓶中,洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,一并转移至容量瓶中,定容。
【小问2详解】
①中和滴定有检漏、润洗、装液、调零、取待测液加指示剂、滴定等操作,因此正确的操作顺序为:G→B→D→C→E→A→F;
②当滴入最后半滴硫酸时,溶液颜色由红色变为无色,且半分钟内不变色,则可以判断反应达到滴定终点。
【小问3详解】
根据酸式滴定管中的液面图示可知,所用H2SO4溶液的体积为。
【小问4详解】
根据实验数据,H2SO4标准溶液的用量分别为23.23mL、、、,由于第2次实验数据误差较大,因此H2SO4标准溶液的平均用量为,样品中NaOH的质量分数为。
【小问5详解】
A.酸式滴定管未用待测液润洗就直接注入H2SO4溶液,会导致所测的H2SO4标准溶液体积增大,因此所测样品的质量分数偏高,A符合题意;
B.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,会使所测H2SO4标准液的体积差减小,因此所测样品的质量分数偏低,B不符合题意;
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,会导致H2SO4标准液体积增大,因此所测样品的质量分数偏高,C符合题意;
D.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,留有少量水,会使待测液浓度偏低,消耗H2SO4标准液体积减小,因此所测样品的质量分数偏低,D不符合题意;
答案选AC。
18. .根据表中数据,完成下列填空。
物质
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(常温下)
(1)常温下,0.1 mol/L的HCN溶液中,约为___________。
(2)常温下,在相同浓度的HCOOH和HCN溶液中,溶液导电能力更强的是___________溶液(填化学式)。根据电离平衡常数判断,以下反应不能进行的是___________。
A.
B.
C.
D.
.将等pH、等体积的CH3COOH溶液和HNO2溶液分别加水稀释,溶液pH随加水稀释倍数的变化如图所示。
(3)电离平衡常数:___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)常温下,a点由水电离的浓度为___________mol/L。
(5)a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为___________,c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,消耗NaOH物质的量更多的是___________点。
(6)25℃时,pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液混合后溶液的pH=11,则___________。
【答案】(1)
(2) ①. HCOOH ②. B
(3)小于 (4)
(5) ①. c>b>a ②. d
(6)9∶2
【解析】
【小问1详解】
已知Ka(HCN)= ,0.1 mol/L的HCN溶液中,约为;
【小问2详解】
电离常数越大,电离程度越大,酸性越强,由表已知Ka(HCOOH)> Ka(HCN),则酸性:HCOOH> HCN,相同浓度的HCOOH和HCN溶液中,溶液导电能力更强的是HCOOH;由表可知酸性:HCOOH> H2CO3> HCN>,
A.由酸性:HCOOH> HCN ,根据强酸制取弱酸原理,反应能发生,故A不符合题意;
B.酸性:< HCN,不能发生,故B符合题意;
C.酸性:H2CO3> HCN ,能发生,故C不符合题意;
D.酸性:HCOOH> ,能发生,故D不符合题意;故选B;
【小问3详解】
由图可知,加水稀释相同倍数时,CH3COOH溶液的pH较小,说明稀释促进CH3COOH电离程度大于HNO2,则酸性:CH3COOH< HNO2,电离平衡常数:小于;
【小问4详解】
常温下,a点pH=3,弱酸电离出c(H+)=10-3mol/L,则溶液中,由水电离的浓度等于OH-浓度,即1.0×10-11 mol/L;
【小问5详解】
加入酸抑制水的电离,酸性越强水的电离程度越小,则a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为c>b>a,由于酸性:CH3COOH< HNO2,等pH时c(CH3COOH)>c(HNO2),c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,由n(CH3COOH)>n(HNO2)可知,消耗NaOH物质的量更多的是d点;
【小问6详解】
混合后溶液的pH=11,说明NaOH过量,溶液中,则有,则9∶2。
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