精品解析:重庆缙云教育联盟2023-2024学年高二上学期12月月考化学试题
2024-08-23
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内容正文:
重庆缙云教育联盟2023-2024学年(上)12月月度质量检测
高二化学
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚;
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效;
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回;
4.全卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
1. ,已知的;的。对pH=7的单一(一种溶质)溶液说法正确的是
A. 该溶液中由水电离出的氢离子浓度可能大于
B. 该溶液一定是强酸强碱盐的溶液
C. 加热该溶液至蒸干液体,一定得到该溶质的晶体
D. 向该溶液中滴加强酸或强碱都不会发生化学反应
2. 下列说法正确的是
A. 光导纤维、合成纤维和人造纤维都是有机高分子材料
B. PM2.5是指空气中氮氧化物和硫氧化物的总和
C. 《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”中的碱是NaOH
D. 合金拓展了金属材料的使用范围,合金也可能含有非金属元素
3. 一密闭烧瓶中装有NO2气体,在一定条件下达到化学平衡2NO2 N2O4(正反应为放热反应)。将该烧瓶放在热水中,对现象描述正确的是
A. 颜色不变 B. 颜色变浅 C. 颜色加深 D. 无法判断
4. 下列对化学反应2NO+2CO⇌N2+2CO2的叙述正确的是
A. 使用催化剂降低反应的活化能,增大平衡产率
B. 一段时间后达平衡后,增大NO的浓度,可以增大NO的平衡转化率
C. 升高温度能增加反应物分子中活化分子的百分数,从而加快反应速率
D. 恒温恒压通入He,反应速率不变
5. 关于化学平衡常数,下列说法不正确的是( )
A. 化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B. 对于一定温度下的同一个反应,其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1
C. 温度越高,K值越大
D. 化学平衡常数随温度的改变而改变
6. 一定温度下,向a L密闭容器中加入2 mol NO2(g),发生如下反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),此反应达到平衡状态的标志是
A. 混合气体密度不再变化
B. 混合气体的颜色变浅
C. 混合气体中NO2、NO、O2的物质的量之比为2∶2∶1
D. 单位时间内生成2n mol NO同时生成2n mol NO2
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 醋酸溶液中:、、、
B. 中性溶液中:、、、
C. 透明酸性溶液中:、、、
D. 能使甲基橙变红的溶液中:、、、
8. 已知在25℃时:
①
②
③
下列说法正确的是
A. 电离的热化学方程式为
B. 在氢氧化钠溶液与盐酸的反应中,盐酸的量一定,氢氧化钠溶液的量越多,中和反应反应热的绝对值越大
C. 题干中是强酸和强碱在稀溶液中反应生成和可溶盐的中和反应反应热
D. 稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应的热化学方程式:
9. 为相对压力平衡常数,表达式为在平衡常数表达式中,用相对分压代替气体浓度,气体相对分压等于其分压(kPa)除以。反应的随温度变化如图,平衡时分压。下列说法正确的是
A. 反应的 B. 表达式
C. 平衡时容器中Y的体积分数为50% D. 容器中X的平衡转化率为50%
10. 时,含硫各微粒、、 )如图所示。下列说法不正确的是
A. 溶液显酸性
B. 的溶液中不含
C. 在含 、和 的溶液中,加入少量 NaOH 固体,不一定增大
D. 时,
11. 下列有关实验操作对应的现象及结论都正确且二者存在因果关系的是
选项
实验
现象
结论
A
向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和KMnO4溶液
都有气泡,但KMnO4溶液中有黑色固体生成且产生气泡速率更快
KMnO4对H2O2分解的催化效果更好
B
将装有CuCl2·2H2O晶体的试管加热,在试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸
试纸变为红色
CuCl2显酸性
C
Al片插入浓硝酸中
不产生气体
Al片不与浓硝酸反应
D
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀,有刺激性气体产生
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A. A B. B C. C D. D
12. 在25℃时,有80g饱和Ba(OH)2溶液,向其中加入纯BaO粉末ag,反应后温度恢复到25℃,下列有关该溶液的说法正确的是( )
A. 溶液中c(Ba2+)将增大 B. 溶液的pH将增大
C. 溶液中Ba2+的物质的量将减少 D. 溶液中c(OH-)减少
13. 钠离子电池具有资源丰富、成本低、安全性好、转换效率高等特点,有望成为锂离子电池之后的新型首选电池,如图是一种钠离子电池工作示意图:
下列说法中错误的是
A. 放电时,Na+通过交换膜向N极移动
B. 充电时,光照可促进电子的转移
C. 充电时,TiO2光电极上发生的电极反应为3I-+2e-=I
D. 放电时,若负极室有2mol阴离子发生反应,则电路中转移3mol电子
14. 已知830℃时,可逆反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H>0的平衡常数K=1,T℃下,在2L恒容密闭容器中,加入0.4mol CO2和0.8 molH2,随着反应的进行,测得H2O(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示。
t/min
0
l0
20
30
40
70
90
c(mol/L)
0
0.04
0.07
0.09
0.10
0.12
0.12
关于该反应,下列说法不正确的是
A. T<830
B. 20~40min内,v(H2)=1.5×10-3mol/(L·min)
C. 平衡后,仅增大压强,CO的体积分数将不变
D. 70min时,向容器中再充入0.4molCO2和0.8 molH2,平衡不移动
15. 硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbSO4的工艺流程如图:
已知:
i.PbCl2 难溶于冷水,易溶于热水
ii.PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) △H>0
iii.Ksp(PbSO4) =1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(1)“浸取”过程中盐酸与MnO2、PbS 发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为___________________;
(2)沉降操作时加入冰水的作用是____________________________;
(3)20℃时,PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(g·L-1)如图所示。下列叙述正确的是___________(填字母)
A.盐酸浓度越小,Ksp(PbCl2)越小
B.x、y两点对应的溶液中c(Pb2+) 不相等
C.当盐酸浓度为1mol·L-1时,溶液中c(Pb2+)一定最小
D.当盐酸浓度小于1mol·L-1时,随HCl浓度增大,PbCl2 溶解量减少是因为Cl-浓度增大使PbCl2溶解平衡逆向移动
(4)调pH的目的是_________________________________,操作I的方法是____________________;PbCl2“转化”后得到PbSO4,当c(Cl-)=0.100mol/L时,c(SO42-)=_________________________;
(5)滤液a经过处理后可以返回到__________________工序循环使用。利用制备的硫酸铅与氢氧化钠反应制备目前用量最大的热稳定剂—三盐基硫酸(3PbO·PbSO4·H2O),写出该反应的反应方程式________________________。
16. 雾霾已经成为部分城市发展的障碍。雾霾形成的最主要原因是人为排放,其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。回答下列问题:
(1)汽车尾气中含有NO,N2与O2生成NO的过程如下:
①1molO2与1molN2的总能量比2molNO的总能量______(填“高”或“低”)。
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=_____。
(2)氢能源是绿色燃料,可以减少汽车尾气的排放,利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气;CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1。如图是该反应的能量变化图:
①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)的△H1____0(填“>”“=”或“<”)。
②图中途径II的条件是____,途径I的反应热_____(填“>”“=”或“<”)途径II的反应热。
③已知:2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H2,H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H3。△H1、△H2、△H3三者关系式为_____。
④已知25℃、101kPa,1gH2完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则H2的燃烧热为____。
17. Fe、Co、Ni是几种重要的金属元素。请回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为___________
(2)Ni(CO)4常温下为无色液体,沸点为42.1 ℃,熔点为-19.3 ℃ ,难溶于水,易溶于有机溶剂。推测Ni(CO)4是___________ 分子(填“极性"或“非极性")。
(3)实验室常用KSCN溶液或苯酚检验Fe3+,第一电离能:N___________O(填“ > ”或“ < ”),苯酚中碳原子杂化类型为___________
(4)配位化合物[Co(NH3)5Cl]C12中心原子Co的配位数为___________,配位原子为___________
(5)已知某溶液中,Co2+、Ni2+的浓度分别为0.6mol·L-1和1.2mol·L-1,取一定量的该溶液,向其中滴加NaOH溶液,当Co(OH)2开始沉淀时,溶液中的值等于________(已知Ksp[Co(OH)2]=6.0×10-15,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15)
(6)某湿法制备高铁酸钾的基本流程及步骤如下:
①控制反应温度为25 ℃,搅拌1.5h,经氧化等过程溶液变为紫红色,该反应的离子方程式为___________
②在紫红色溶液中加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。沉淀过程中加入饱和KOH溶液得到晶体的原因是___________ 。
③K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,用重结晶方法进行分离提纯,其提纯步骤为________
④若以FeCl3代替Fe(NO3)3作铁源,K2FeO4的产率和纯度都会降低,原因是___________(写两条)。
18. 醋酸和氨水是常用的化学试剂,某研究小组对两种试剂进行了如下实验。
实验一、配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250mL0.2mol·L-1的醋酸溶液,用0.2mol·L-1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题:
(1)配制250mL0.2mol·L-1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、______和______。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.2000mol·L-1的NaOH溶液对20.00mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积(mL)
19.05
19.00
18.10
18.95
则该醋酸溶液的准确浓度为______(保留小数点后四位)。
实验二、探究温度对醋酸电离程度的影响
(3)请你设计一个实验完成该探究,请简述你的实验方案______。
(4)氨水中存在电离平衡,用电离常数Kb和电离度α(电离部分占总量的比值)来定量表示其电离程度,它们均可通过各浓度氨水对应的c(OH-)进行换算。下面是该小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):
仪器与试剂】酸度计、50mL碱式滴定管、100mL烧杯、0.10mol·L-1氨水
【实验数据】(不必填表格)
烧杯号
V氨水(mL)
V水(mL)
c(NH3·H2O)(mol·L-1)
c(OH-)
Kb
α
1
50.00
0.00
1.34×10-3
2
25.00
25.00
9.48×10-4
3
5.00
x
4.24×10-4
根据以上信息回答以下问题:
①表格中x=______。
②25℃时,氨水的电离常数Kb≈______,通过计算所得所得的数据和简洁文字说明电离度与弱电解质的初始浓度的关系是______。
③用0.10mol/L的盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L-1NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L-1氨水所得的滴定曲线如图:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为______(填A或B),请写出曲线上a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序______。
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高二化学
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚;
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效;
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回;
4.全卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
1. ,已知的;的。对pH=7的单一(一种溶质)溶液说法正确的是
A. 该溶液中由水电离出的氢离子浓度可能大于
B. 该溶液一定是强酸强碱盐的溶液
C. 加热该溶液至蒸干液体,一定得到该溶质的晶体
D. 向该溶液中滴加强酸或强碱都不会发生化学反应
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.由于与的电离常数相等,故溶液,醋酸根和铵根都会水解,使溶液中水电离的氢离子浓度大于,故A正确;
B.的溶液可以是溶液,为弱酸弱碱盐,故B错误;
C.当溶液为时,加热该溶液至蒸干液体,醋酸铵会分解,且醋酸和氨气会挥发,得不到该溶质的晶体,故C错误;
D.向醋酸铵溶液中滴加强酸或强碱都会发生化学反应,故D错误;
故选A。
2. 下列说法正确的是
A. 光导纤维、合成纤维和人造纤维都是有机高分子材料
B. PM2.5是指空气中氮氧化物和硫氧化物的总和
C. 《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”中的碱是NaOH
D. 合金拓展了金属材料的使用范围,合金也可能含有非金属元素
【答案】D
【解析】
【详解】A.光导纤维主要成分为二氧化硅,是无机物,故A错误;
B.PM2.5是指空气中直径≤2.5μm的颗粒物,不是指空气中氮氧化物和硫氧化物含量之和,故B错误;
C.《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”中的碱是指碳酸钾水解生成氢氧化钾,故C错误;
D.合金具有硬度大、熔点低的特性,拓展了金属材料的使用范围,合金是金属与金属或非金属融合而成,所以可能含有非金属元素,故D正确。
故选D。
3. 一密闭烧瓶中装有NO2气体,在一定条件下达到化学平衡2NO2 N2O4(正反应为放热反应)。将该烧瓶放在热水中,对现象的描述正确的是
A. 颜色不变 B. 颜色变浅 C. 颜色加深 D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【分析】一密闭烧瓶中装有NO2气体,在一定条件下达到化学平衡:2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)△H<0(正反应为放热反应),升高温度平衡向吸热反应移动。
【详解】烧瓶内的气体存在平衡:2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)△H<0(正反应为放热反应),升高温度平衡向吸热反应移动。升高温度平衡向逆反应移动,NO2浓度增大,颜色变深。
故选C。
4. 下列对化学反应2NO+2CO⇌N2+2CO2的叙述正确的是
A. 使用催化剂降低反应的活化能,增大平衡产率
B. 一段时间后达平衡后,增大NO的浓度,可以增大NO的平衡转化率
C. 升高温度能增加反应物分子中活化分子的百分数,从而加快反应速率
D. 恒温恒压通入He,反应速率不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.使用催化剂,降低反应的活化能,但平衡不移动,不能增大平衡产率,故A错误;
B.增大NO的浓度,平衡向右移动,但根据勒夏特列原理,NO的平衡转化率减小,故B错误;
C.升高温度,使部分非活化分子吸收能量转化为活化分子,所以活化分子百分数增大,反应速率增大,故C正确;
D.恒压条件下,通入He,导致容器体积增大,浓度减小,所以反应速率减小,故D错误;
答案选C。
5. 关于化学平衡常数,下列说法不正确的是( )
A. 化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B. 对于一定温度下的同一个反应,其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1
C. 温度越高,K值越大
D. 化学平衡常数随温度的改变而改变
【答案】C
【解析】
【详解】A选项,同一反应,平化学衡常数只受温度影响,与反应物的浓度无关,故A正确;
B选项,同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数,对于一定温度下的同一个反应,其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1,故B正确;
C选项,平衡常数越大,说明可逆反应进行的程度越大,反应可能是吸热反应或放热反应;升温,平衡向吸热反应方向进行,平衡常数不一定增大,故C错误;
D选项,平化学衡常数只受温度影响,与反应物浓度、体系的压强无关,故D正确;
综上所述,答案为C。
【点睛】使用催化剂只改变反应速率,不改变化学平衡,不影响平衡常数;
平衡常数是衡量化学平衡进行程度的物理量;
平衡常数只受温度影响,不受浓度、压强、催化剂等因素的影响。
6. 一定温度下,向a L密闭容器中加入2 mol NO2(g),发生如下反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),此反应达到平衡状态的标志是
A. 混合气体的密度不再变化
B. 混合气体的颜色变浅
C. 混合气体中NO2、NO、O2的物质的量之比为2∶2∶1
D. 单位时间内生成2n mol NO同时生成2n mol NO2
【答案】D
【解析】
【详解】A.混合气体的密度不变化,A错误;
B. NO2(g)有颜色,浓度变小,颜色变浅,且不再变化时达到平衡,B错误;
C.是一个特定情况,只有不再变化时才达到平衡,C错误;
D 单位时间内生成2n mol NO同时生成2n mol NO2,说明正反应速率等于逆反应速率,此时能达到平衡,D正确;
故选D。
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 醋酸溶液中:、、、
B. 中性溶液中:、、、
C. 透明酸性溶液中:、、、
D. 能使甲基橙变红的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸溶液呈酸性,H+、之间发生反应生成二氧化碳和水,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.铁离子发生水解反应溶液呈酸性,中性溶液中不能大量存在Fe3+,故B错误;
C.酸性溶液中各离子之间不反应,能大量共存,故C正确;
D.能使甲基橙变红的溶液呈酸性,溶液中存在大量氢离子,与氢离子反应,不能大量共存,故D错误;
故选:C。
8. 已知在25℃时:
①
②
③
下列说法正确的是
A. 电离的热化学方程式为
B. 在氢氧化钠溶液与盐酸的反应中,盐酸的量一定,氢氧化钠溶液的量越多,中和反应反应热的绝对值越大
C. 题干中是强酸和强碱在稀溶液中反应生成和可溶盐的中和反应反应热
D. 稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应的热化学方程式:
【答案】C
【解析】
详解】A.根据盖斯定律,由①-②可得,A项错误;
B.中和反应反应热是指在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成时的反应热,与反应物的量无关,B项错误;
C.中和反应反应热即题干中是指在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成时的反应热,C项正确;
D.根据盖斯定律,由②③可得,D项错误。
答案选C。
9. 为相对压力平衡常数,表达式为在平衡常数表达式中,用相对分压代替气体浓度,气体的相对分压等于其分压(kPa)除以。反应的随温度变化如图,平衡时分压。下列说法正确的是
A. 反应的 B. 表达式
C. 平衡时容器中Y的体积分数为50% D. 容器中X的平衡转化率为50%
【答案】D
【解析】
【详解】A.随温度升高,增大,说明数值增大,平衡正向移动,平衡常数增大,说明该反应为吸热反应,A错误;
B.物质Z为固体,则该反应平衡常数表达式:,B错误;
C.由图可知,1000K时,,即,得,达平衡时,,,则平衡时容器中Y的体积分数:,C错误;
D.根据同温同容,压强之比等于物质的量之比,初始状态时,平衡状态下,则平衡转化率:,D正确;
答案选D。
10. 时,含硫各微粒、、 )如图所示。下列说法不正确的是
A. 溶液显酸性
B. 的溶液中不含
C. 在含 、和 的溶液中,加入少量 NaOH 固体,不一定增大
D. 时,
【答案】B
【解析】
【分析】根据,当时pH=2.2,可得Ka1=c(H+)=10-2.2,同理,,当时pH=7.1,Ka2=10-7.1;
【详解】A.由图可知,,Ka2=10-7.1,溶液中亚硫酸氢根离子水解平衡常数,由Kh< Ka2,判断水解程度小于电离程度大小,溶液显酸性,故A不符合题意;
B.pH=9的溶液为亚硫酸钠溶液,亚硫酸根离子水解分步进行,溶液中含,故B符合题意;
C.加入少量NaOH固体,溶液的pH增大,c(H2SO3)逐渐减小,c()先增大后减小,即ω()先减小后增大,故C不符合题意;
D.pH=7.1 时,c()=c(),溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c()+2c()=c(Na+)+c(H+),c(H+)==10-6.9,c(OH-)+c()+2c()>10-7,故D不符合题意;
故选:B。
11. 下列有关实验操作对应的现象及结论都正确且二者存在因果关系的是
选项
实验
现象
结论
A
向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和KMnO4溶液
都有气泡,但KMnO4溶液中有黑色固体生成且产生气泡速率更快
KMnO4对H2O2分解的催化效果更好
B
将装有CuCl2·2H2O晶体的试管加热,在试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸
试纸变为红色
CuCl2显酸性
C
Al片插入浓硝酸中
不产生气体
Al片不与浓硝酸反应
D
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀,有刺激性气体产生
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.双氧水中滴入KMnO4溶液时,高锰酸钾将双氧水氧化生成氧气,并不是催化其分解,且根据现象可知KMnO4的还原产物为MnO2,所以产生的气泡快是因为MnO2对双氧水分解有较好的催化作用,A错误;
B.试管口放置的湿润的蓝色石蕊试纸变红,则证明有酸性气体生成,从而说明CuCl2水解生成HCl,而不是氯化铜显酸性,B错误;
C.铝片在浓硝酸中被迅速氧化生成致密的氧化膜,发生钝化,并不是不反应,C错误;
D.固体变黑膨胀,说明蔗糖失去H、O元素,体现浓硫酸的脱水性,有刺激性气体产生,说明浓硫酸被还原生成二氧化硫,体现浓硫酸的强氧化性,D正确;
综上所述答案为D。
12. 在25℃时,有80g饱和Ba(OH)2溶液,向其中加入纯BaO粉末ag,反应后温度恢复到25℃,下列有关该溶液的说法正确的是( )
A. 溶液中c(Ba2+)将增大 B. 溶液的pH将增大
C. 溶液中Ba2+的物质的量将减少 D. 溶液中c(OH-)减少
【答案】C
【解析】
【分析】80g饱和Ba(OH)2溶液,向其中加入纯BaO粉末a g,BaO粉末与水反应生成Ba(OH)2,消耗水,溶液有Ba(OH)2析出,恢复至原温度25℃,溶液浓度不变,仍为饱和溶液,据此即可解答。
【详解】A.BaO和水发生:BaO+H2O=Ba(OH)2消耗水,饱和的Ba(OH)2溶液中有Ba(OH)2析出,溶液中Ba2+数目减少,但反应后仍为饱和溶液,溶液的pH不变,溶液中c(Ba2+)不变,故A错误;
B.BaO和水发生BaO+H2O=Ba(OH)2反应,恢复至原温度,析出Ba(OH)2,仍为饱和溶液,溶液浓度不变,溶液的pH不变,故B错误;
C.BaO和水发生:BaO+H2O=Ba(OH)2反应,消耗水,有Ba(OH)2析出,溶液中Ba2+数目减少,故C正确;
D.BaO和水发生BaO+H2O=Ba(OH)2反应,恢复至原温度,析出Ba(OH)2,仍为饱和溶液,溶液浓度不变,溶液中c(OH-)不变,故D错误;
故答案为C。
【点睛】注意饱和溶液的性质,当溶剂减小,溶液中要析出晶体,但溶液的浓度不变。
13. 钠离子电池具有资源丰富、成本低、安全性好、转换效率高等特点,有望成为锂离子电池之后的新型首选电池,如图是一种钠离子电池工作示意图:
下列说法中错误的是
A. 放电时,Na+通过交换膜向N极移动
B. 充电时,光照可促进电子的转移
C. 充电时,TiO2光电极上发生的电极反应为3I-+2e-=I
D. 放电时,若负极室有2mol阴离子发生反应,则电路中转移3mol电子
【答案】C
【解析】
【分析】放电时,为原电池,电极M上发生反应4S2--6e-=,所以电极M为原电池的负极,电极N上反生反应I+2e-=3 I-,所以电极N为原电池的正极。充电时为电解池,据此分析。
【详解】A.放电时,为原电池,Na+是阳离子,向正极N移动,故A说法正确;
B.充电时,光照可促进I-在TiO2光电极上转移电子,故B说法正确;
C.充电时,由图可知在TiO2光电极上发生的电极反应为3I--2e-=I,故C说法错误;
D.放电时,负极发生的反应为4S2--6e-=,所以当负极室有2mol阴离子发生反应时,电路中转移3mol电子,故D说法正确;
本题答案C。
14. 已知830℃时,可逆反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H>0的平衡常数K=1,T℃下,在2L恒容密闭容器中,加入0.4mol CO2和0.8 molH2,随着反应的进行,测得H2O(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示。
t/min
0
l0
20
30
40
70
90
c(mol/L)
0
0.04
0.07
0.09
0.10
0.12
0.12
关于该反应,下列说法不正确是
A. T<830
B. 20~40min内,v(H2)=1.5×10-3mol/(L·min)
C. 平衡后,仅增大压强,CO的体积分数将不变
D. 70min时,向容器中再充入0.4molCO2和0.8 molH2,平衡不移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.70min后H2O(g)的浓度不再改变,反应达到平衡,平衡时c(H2O)=0.12mol/L,初始投料为0.2mol/LCO2和0.4mol/LH2,结合方程式可知平衡时c(CO2)=0.08mol/L,c(H2)=0.28mol/L,c(CO)=c(H2O)=0.12mol/L,则该温度下平衡常数K==0.64<1,该反应焓变大于0,为吸热反应,则温度越低平衡常数越小,所以T<830,A正确;
B.20~40min内Δc(H2O)=0.10mol/L-0.07mol/L=0.03mol/L,根据方程式可知相同时间内Δc(H2)=0.03mol/L,所以v(H2)== 1.5×10-3mol·L-1·min-1,B正确;
C.该反应前后气体系数之和相等,仅增大压强,平衡不移动,CO的体积分数不变,C正确;
D.若向容器中充入0.4 mol CO2和0.8molH2,根据A得分析,该温度下平衡常数K=0.64,此时c(CO2)=(0.08+0.2)mol/L=0.28mol/L,c(H2)=(0.28+0.4)mol/L=0.68mol/L,c(CO)=c(H2O)=0.12mol/L,Q=,则平衡往逆反应方向移动,D错误;
综上所述答案为D。
15. 硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbSO4的工艺流程如图:
已知:
i.PbCl2 难溶于冷水,易溶于热水
ii.PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) △H>0
iii.Ksp(PbSO4) =1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(1)“浸取”过程中盐酸与MnO2、PbS 发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为___________________;
(2)沉降操作时加入冰水的作用是____________________________;
(3)20℃时,PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(g·L-1)如图所示。下列叙述正确的是___________(填字母)
A.盐酸浓度越小,Ksp(PbCl2)越小
B.x、y两点对应的溶液中c(Pb2+) 不相等
C.当盐酸浓度为1mol·L-1时,溶液中c(Pb2+)一定最小
D.当盐酸浓度小于1mol·L-1时,随HCl浓度增大,PbCl2 溶解量减少是因为Cl-浓度增大使PbCl2溶解平衡逆向移动
(4)调pH的目的是_________________________________,操作I的方法是____________________;PbCl2“转化”后得到PbSO4,当c(Cl-)=0.100mol/L时,c(SO42-)=_________________________;
(5)滤液a经过处理后可以返回到__________________工序循环使用。利用制备的硫酸铅与氢氧化钠反应制备目前用量最大的热稳定剂—三盐基硫酸(3PbO·PbSO4·H2O),写出该反应的反应方程式________________________。
【答案】 ①. MnO2+PbS+4HCl=PbCl2+S+MnCl2 +2H2O ②. PbCl2难溶于冷水,降低PbCl2的溶解度,便于析出PbCl2晶体 ③. BD ④. 使Fe3+沉淀而除去 ⑤. 过滤 ⑥. 6.75×10-6 ⑦. 浸取 ⑧. 4PbSO4+6NaOH=3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O
【解析】
【分析】方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)中加入稀盐酸,根据酸性废液中的成分可知该过程中PbS中部分S元素被氧化成硫酸根离子,MnO2被还原成Mn2+,加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl42-(aq)平衡正向移动使更多的Pb元素存在于溶液中,加入NaOH溶液调节溶液pH,使铁离子转化成氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁、矿渣和滤液;PbCl2难溶于冷水,将滤液液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体,之后加入稀硫酸发生沉淀转化,生成硫酸铅晶体,过滤得到晶体烘干得到硫酸铅粉末,滤液a中主要成分为HCl。
【详解】(1)根据题意可知该过程中MnO2将PbS2中的S元素氧化成S单质,锰元素被还原成Mn2+,根据电子守恒和元素守恒可得方程式为MnO2+PbS+4HCl=PbCl2+S+MnCl2 +2H2O;
(2)根据题目信息可知氯化铅难溶于冷水,加入冰水可降低PbCl2的溶解度,便于析出PbCl2晶体;
(3)PbCl2是微溶化合物,溶于水存在下列平衡:PbCl2(s)⇌Pb2+(aq)+2Cl-(aq),由图象可知在浓度为1mol/L时溶解量最小,小于1mol/L时,主要是电离出的氯离子抑制氯化铅的溶解,大于1mol/L时,可发生络合反应:PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq),而促进溶解。
A.Ksp(PbCl2)只受温度的影响,温度不变,则Ksp(PbCl2)不变,故A错误;
B.根据分析可知x、y两点对应的溶液中的溶质不同,所以c(Pb2+)不相等,故B正确;
C.根据分析可知当盐酸浓度大于1mol/L时,可发生反应:PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq),所以此时c(Pb2+)不一定最小,故C错误;
D.根据分析可知盐酸浓度小于1mol·L-1时,主要存在平衡PbCl2(s)⇌Pb2+(aq)+2Cl-(aq),氯离子的增多使平衡逆向移动,故D正确;
综上所述选BD;
(4)溶液中有杂质铁离子,调pH值可使Fe3+沉淀而除去;分离固体和液体的操作为过滤;沉淀转化的方程式为PbCl2(s)+SO42-(aq)⇌PbSO4(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K=,所以当c(Cl-)=0.100mol/L时,c(SO42-)=6.75×10-6mol/L;
(5)滤液a中的主要溶质为HCl,所以经处理后可以返回到浸取工序循环使用;反应物有PbSO4和NaOH,生成中有3PbO·PbSO4·H2O ,根据元素化合价的变化可知该反应不是氧化还原反应,所有根据元素守恒可得方程式:4PbSO4+6NaOH=3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O。
16. 雾霾已经成为部分城市发展的障碍。雾霾形成的最主要原因是人为排放,其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。回答下列问题:
(1)汽车尾气中含有NO,N2与O2生成NO的过程如下:
①1molO2与1molN2的总能量比2molNO的总能量______(填“高”或“低”)。
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=_____。
(2)氢能源是绿色燃料,可以减少汽车尾气的排放,利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气;CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1。如图是该反应的能量变化图:
①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)的△H1____0(填“>”“=”或“<”)。
②图中途径II的条件是____,途径I的反应热_____(填“>”“=”或“<”)途径II的反应热。
③已知:2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H2,H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H3。△H1、△H2、△H3三者的关系式为_____。
④已知25℃、101kPa,1gH2完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则H2的燃烧热为____。
【答案】 ①. 低 ②. +183kJ·mol-1 ③. > ④. 使用催化剂 ⑤. = ⑥. ΔH2=2ΔH1+6ΔH3或ΔH1=(ΔH2-6ΔH3),或ΔH3=(ΔH2-2ΔH1) ⑦. 285.8kJ·mol-1
【解析】
【详解】(1)①根据图示可知反应物断键吸收的能量为945kJ+498kJ=1443kJ,形成生成物中化学键放出的能量为2×630kJ=1260kJ,吸收的能量大于放出的能量,为吸热反应,则1molO2与1molN2的总能量比2molNO的总能量低。
②反应热为1443kJ/mol-1260kJ/mol=+183kJ·mol-1,则热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+183kJ·mol-1。
(2)①通过图中信息可判断反应物总能量小于生成物总能量,属于吸热反应,因此反应CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)的△H1>0。
②图中途径Ⅱ的活化能降低,因此条件是使用催化剂,由于催化剂不能改变反应热,则途径I的反应热=途径Ⅱ的反应热。
③已知:
ⅰ. CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ. 2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH2
根据盖斯定律可知(ⅱ-2×ⅰ)×即得到H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=(ΔH2-2ΔH1)。
④已知25℃、101kPa,1gH2完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出285.8kJ热量,属于H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1。
17. Fe、Co、Ni是几种重要的金属元素。请回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为___________
(2)Ni(CO)4常温下为无色液体,沸点为42.1 ℃,熔点为-19.3 ℃ ,难溶于水,易溶于有机溶剂。推测Ni(CO)4是___________ 分子(填“极性"或“非极性")。
(3)实验室常用KSCN溶液或苯酚检验Fe3+,第一电离能:N___________O(填“ > ”或“ < ”),苯酚中碳原子杂化类型为___________
(4)配位化合物[Co(NH3)5Cl]C12中心原子Co的配位数为___________,配位原子为___________
(5)已知某溶液中,Co2+、Ni2+的浓度分别为0.6mol·L-1和1.2mol·L-1,取一定量的该溶液,向其中滴加NaOH溶液,当Co(OH)2开始沉淀时,溶液中的值等于________(已知Ksp[Co(OH)2]=6.0×10-15,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15)
(6)某湿法制备高铁酸钾的基本流程及步骤如下:
①控制反应温度为25 ℃,搅拌1.5h,经氧化等过程溶液变为紫红色,该反应离子方程式为___________
②在紫红色溶液中加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。沉淀过程中加入饱和KOH溶液得到晶体的原因是___________ 。
③K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,用重结晶方法进行分离提纯,其提纯步骤为________
④若以FeCl3代替Fe(NO3)3作铁源,K2FeO4的产率和纯度都会降低,原因是___________(写两条)。
【答案】(1)3d84s2
(2)非极性 (3) ①. > ②. sp2
(4) ①. 6 ②. N、Cl
(5)3.0 (6) ①. 2Fe3++3ClO-+10OH-=2+5H2O+3Cl- ②. 该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小 ③. 将一定量的高铁酸钾粗产品(用KOH溶液)溶解后,过滤除去氢氧化铁,加入KOH析出高铁酸钾,洗涤后干燥 ④. 一个原因是在反应温度和强碱环境下,NaCl的溶解度比NaNO3大,使得NaCl晶体去除率较低,另一个原因是具有强氧化性, Cl-被氧化,消耗产品使产率降低
【解析】
【分析】(6) 硝酸铁、次氯酸钠和氢氧化钠溶液发生反应生成高铁酸钠,结晶,过滤除去析出的氯化钠、硝酸钠晶体,所得滤液中加入氢氧化钾,使高铁酸钠转化为高铁酸钾晶体析出,经过滤得到高铁酸钾粗产品,提纯后得到高铁酸钾产品,以此解题。
【小问1详解】
Ni元素是28号元素,其基态核外电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d84s2,则基态Ni原子的价电子排布式为:3d84s2;
【小问2详解】
由已知条件可知,Ni(CO)4的晶体是分子晶体,水是极性分子,而Ni(CO)4难溶于水,易溶于有机溶剂,按相似相溶原理推测Ni(CO)4是非极性分子;
【小问3详解】
N和O位于同周期,N原子的核外价电子排布半满,第一电离能大于氧,故选“>”; 苯环上的C原子为sp2杂化;
【小问4详解】
配位化合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中心原子Co的配体是氨气和氯离子,配位数为6;配位原子为N、Cl;
【小问5详解】
Ksp[Co(OH)2]=6.0×10-15,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,对于同种类型的沉淀,Ksp越小,越难溶,则在滴加氢氧化钠溶液的过程中,二价镍离子先沉淀,Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓,当Co2+开始沉淀时,溶液中存在两个溶解平衡:CO(OH)2(s)⇌CO2+(aq)+2OH-(aq),Ni(OH)2(s)⇌Ni2+(aq)+2OH-(aq),则溶液中;
【小问6详解】
①NaClO溶液中加入固体NaOH和Fe(NO3)3·9H2O,在20℃左右,生成Na2FeO4,此时发生反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2+5H2O+3Cl-。
②根据题,将KOH加入Na2FeO4得到K2FeO4,说明:该温度下高铁酸钾溶解度比高铁酸钠的溶解度小。
③由题意可知,K2FeO4在KOH中可稳定存在,则用重结晶方法对K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质进行分离提纯的步骤为:将一定量的高铁酸钾粗产品(用KOH溶液)溶解后过滤除去氢氧化铁,加入KOH析出高铁酸钾,洗涤后干燥。
④若以FeCl3代替Fe(NO3)3作铁源,K2FeO4的产率和纯度都会降低,一个原因是在反应温度和强碱环境下,NaCl的溶解度比NaNO3大,使得NaCl晶体去除率较低,另一个原因是具有强氧化性, Cl-被氧化,消耗产品使产率降低(写两条)。
18. 醋酸和氨水是常用的化学试剂,某研究小组对两种试剂进行了如下实验。
实验一、配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250mL0.2mol·L-1的醋酸溶液,用0.2mol·L-1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题:
(1)配制250mL0.2mol·L-1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、______和______。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.2000mol·L-1的NaOH溶液对20.00mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积(mL)
19.05
19.00
18.10
18.95
则该醋酸溶液的准确浓度为______(保留小数点后四位)。
实验二、探究温度对醋酸电离程度的影响
(3)请你设计一个实验完成该探究,请简述你的实验方案______。
(4)氨水中存在电离平衡,用电离常数Kb和电离度α(电离部分占总量的比值)来定量表示其电离程度,它们均可通过各浓度氨水对应的c(OH-)进行换算。下面是该小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):
【仪器与试剂】酸度计、50mL碱式滴定管、100mL烧杯、0.10mol·L-1氨水
【实验数据】(不必填表格)
烧杯号
V氨水(mL)
V水(mL)
c(NH3·H2O)(mol·L-1)
c(OH-)
Kb
α
1
50.00
0.00
1.34×10-3
2
25.00
25.00
9.48×10-4
3
5.00
x
4.24×10-4
根据以上信息回答以下问题:
①表格中x=______。
②25℃时,氨水的电离常数Kb≈______,通过计算所得所得的数据和简洁文字说明电离度与弱电解质的初始浓度的关系是______。
③用0.10mol/L的盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L-1NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L-1氨水所得的滴定曲线如图:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为______(填A或B),请写出曲线上a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序______。
【答案】(1) ①. 胶头滴管 ②. 250mL容量瓶
(2)0.1900mol·L-1
(3)用pH计(或pH试纸)测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH
(4) ①. 45.00 ②. 1.80×10-5 ③. 经过计算可知,电离度分别为1.34%、1.90%、4.24%,说明电离度与弱电解质的初始浓度有关,且随着初始浓度的减小而增大 ④. B ⑤. c()>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】
【小问1详解】
配制一定物质的量浓度的溶液还需要胶头滴管定容以及250ml的容量瓶;
【小问2详解】
NaOH与醋酸反应物质的量之比为1:1,根据表中数据,实验序号3误差较大舍去,消耗NaOH体积的平均值为19.00ml,根据c1v1=c2v2,0.2000mol/L×0.01900L=c2×0.0200L,得出c2=0.1900mol·L-1;
【小问3详解】
探究温度对醋酸电离程度的影响,可以用测定相同浓度不同温度的醋酸的pH值的方法,具体如下:用pH计(或pH试纸)测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH;
【小问4详解】
①保证总体积相同情况下进行实验,因此x=45.00;
②NH3·H2O⇋+OH-,根据第1组数据计算,;电离度α(电离部分占总量的比值),第1组电离度α==1.34%,第2组电离度α==1.90%,第3组电离度α==4.24%,说明电离度与弱电解质的初始浓度有关,且随着初始浓度的减小而增大;
③NaOH是强碱完全电离,浓度为0.10mol/L的溶液起点的pH值为13,氨水是弱碱部分电离,浓度为0.10mol/L的溶液起点的pH值小于13,可以确定曲线B是盐酸滴定氨水的滴定曲线;a点对应的溶液中含有NH4Cl和NH3·H2O,且溶液显示碱性,离子浓度由大到小的排列顺序是c()>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
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