内容正文:
期中押题卷01
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
考试内容:新教材人教选择性必修1第一、二、三章
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关化学概念或原理的论述中,正确的是( )
A.Cl2、SO2、NH3的水溶液都能够导电,因此Cl2、SO2、NH3都属于电解质
B.用醋酸溶液做导电性实验,灯泡很暗说明醋酸为弱酸
C.将纯水加热到较高温度,水的离子积变大、pH变小、呈中性
D.任何可逆反应,其平衡常数越大,反应速率、反应物的转化率就越大
2.根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( )
A.Br2(g)+H2(g)=2HBr(g) ΔH1,Br2(l)+H2(g)=2HBr(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
B.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1,2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2,则有ΔH1>ΔH2
C.4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH1,4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
3.实验室用标准盐酸滴定某浓度的NaOH溶液,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏低的是( )
A.用量筒量取NaOH溶液时仰视读数
B.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接装入标准盐酸进行滴定
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
4.一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l) +Cl2(g)达到平衡时,下列说法错误的是( )
A.该反应的平衡常数K=c(Cl2)
B.将容器体积压缩为原来一半,当体系再次达到平衡时,Cl2的浓度增大
C.减小氯气浓度,平衡正向移动,平衡常数不变
D.温度升高该反应的化学平衡常数K增大
5.氨是化肥生产工业的重要原料。传统的Haber—Bosch法目前仍是合成氨的主要方式,反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其生产条件需要高温高压。近来电催化氮气合成氨因节能、环境友好等优势,受到广泛关注,下列有关Haber-Bosch法合成氨反应的说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0、ΔS<0
B.将氨气及时液化分离可加快化学反应速率
C.当2v(H2)正=3v(NH3)逆时,反应达到平衡状态
D.提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数
6.HCOOH是最简单的羧酸,俗称蚁酸。下列叙述正确的是( )
A.pH=4的HCOOH溶液中,c(H+)=c(HCOO-)
B.pH=5的HCOOH和HCOONa混合溶液中,c(HCOO-)>c(Na+)
C.0.1mol•L-1HCOONa溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(HCOO-)>c(H+)
D.0.1mol•L-1HCOONa溶液中,c(Na+)=c(HCOO-)+c(OH-)
7.在时,下列说法正确的是( )
A.相等的①次氯酸钠溶液、②碳酸氢钠溶液,二者物质的量浓度关系;①<②
B.等体积等盐酸和醋酸,稀释相同倍数后与等量且足量的锌反应,两者反应速率相同
C.的盐酸和的氢氧化钠溶液,按体积比恰好完全反应,则
D.的溶液与的溶液等体积混合后溶液呈酸性,则为强酸、为弱碱
8.某反应的反应机理可以分成如下两步,下列说法正确的是( )
反应机理
第一步反应
第二步反应
2NO2=NO3+NO (慢反应)
NO3+CO=NO2+CO2 (快反应)
A.第一步反应的活化能高于第二步反应的活化能
B.该反应的总反应方程式为NO+CO2=NO2+CO
C.该反应的速率主要由第二步反应决定
D.加入合适的催化剂既可以加快反应速率,又可以提高NO2的转化率
9.某温度下,在密闭容器中进行反应:H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH>0,已知H2(g)和CO2(g)的初始浓度均为0.01mol·L-1,测得H2的平衡转化率为60%,下列说法不正确的是( )
A.CO2的平衡转化率为60%
B.升高温度平衡常数K增大
C.该温度下反应的平衡常数K=2.25
D.若初始H2(g)、CO2(g)、H2O(g)、CO(g)浓度均为0.01mol·L-1,则反应逆向进行
10.已知室温下氢氟酸的电离常数Ka=6.6×10-4,有关下列溶液(均在常温下)说法一定正确的是( )
A.pH=6的氯化铵溶液中:c(H+)=c(NH3·H2O)=1.0×10-6 mol·L-1
B.1L pH=7的CH3COONH4溶液中,由水电离产生的H+的物质的量为
C.对NaF溶液加适量水稀释过程中,水解平衡右移,溶液碱性增强
D.向MgF2悬浊液中加少量硝酸,溶液中2c(Mg2+)=c(F-)+c(HF)
11.H2X为二元弱酸。20℃时,向100mL0.1mol·L-1的Na2X溶液中缓慢通入HCl(忽略溶液体积变化及H2X的挥发)。指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.通入HCl前:c(X2-)>c(HX-)>c(OH-)>c(H+)
B.若通入5×10-3molHCl,溶液呈碱性,则溶液中c(X2-)=c(HX-)
C.pH=7时:溶液中c(HX-)>c(Cl-)
D.c(Cl-)=0.1mol·L-1时:c(OH-)-c(H+)=c(H2X)-c(X2-)
12.碳酸和亚硫酸电离平衡常数(25℃)如下表所示:
名称
碳酸
亚硫酸
电离常数
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
K1=1.3×10-2 K2=6.2×10-8
下列说法正确的是( )
A.pH相同的①Na2CO3②Na2SO3溶液中c(Na+):①>②
B.少量CO2通入Na2SO3溶液中反应的离子方程式为:CO2+H2O+2SO32-=CO32-+HSO3-
C.某NaHSO3溶液pH=5,则该溶液中的c(H2SO3)>c(SO32-)
D.等浓度的NaHSO3和NaHCO3等体积混合后,则c(H+)-c(OH-)= c(CO32-)-c(H2CO3)+ c(SO32-)-c(H2SO3)
13.我国科技工作者研究利用(氢型分子筛)为载体,以CO2和氢气为原料合成绿色燃料甲醚。一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H1=-123.8kJ·mol-1。下列叙述正确的是( )
A.恒容时,升高温度,CO2的平衡转化率增大
B.恒容恒温时,及时分离出甲醚,平衡右移,反应速率增大
C.恒容恒温时,增大c(CO2),反应物转化率均增大
D.是该反应的催化剂,可加快反应速率
14.1,3-丙二胺溶液中各含氮微粒的分布系数δ(某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和的分数)随溶液pH的变化曲线如图所示(已知:25°C时,Kb1=10-3.5,Kb2=10-5.5)。下列说法不正确的是( )
A.曲线I代表的微粒符号为(H3NCH2CH2NH3)2+
B.H2N(CH2)3NH2在水溶液中第一步电离的方程式:H2N(CH2)3NH2+H2OH2N(CH2)3NH3++OH-
C.曲线I与曲线II相交点对应pH=5.5
D.0.01mol·L-1H2N(CH2)3NH3Cl溶液中各离子浓度关系:c(Cl-)>c[H2N(CH2)3NH3+]>c(OH-)>c(H+)
15.接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g),起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.该反应△H<0
B.p1=0.5MPa;p3=5MPa
C.在5.0MPa、550℃时的α=97.5%
D.500℃时,p1时比p2对应的转化率高,反应速率快
16.下列实验操作、现象、结论均正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向的FeCl3,溶液中滴入几滴的双氧水
溶液中有气泡产生FeCl3溶液颜色加深
Fe3+能催化H2O2的分解,且H2O2分解为放热反应
B
将氯气通入FeI2淀粉溶液
混合溶液变蓝
氧化性:Cl2>Fe3+>I2
C
用甲基橙作指示剂,用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸
溶液由红色变为橙色
达到滴定终点
D
向5mL0.5mol·L-1的NaOH溶液中先后滴加0.2mol·L-1的MgCl2、CuCl2溶液各5滴,观察滴加时沉淀的颜色
溶液中先生成白色沉淀,后生成蓝色沉淀
证明:Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
二、非选择题(本题包括5题,共52分)
8.(9分)已知Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数、弱碱的电离平衡常数,水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。通过查阅资料获得温度为25℃时以下数据:Kw=1.0×10-14,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13,Ka(HF)=4.0×10-4,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11
(1)有关上述常数的说法正确的是__________。
A.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
B.所有弱电解质的电离常数和难溶电解质的Ksp都随温度的升高而增大
C.常温下,CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Ka
D.一定温度下,在CH3COONa溶液中,Kw=Ka·Kh
(2)25℃时,1.0 mol·L-1 HF溶液的pH约等于__________(已知lg2≈0.3)。将浓度相等的HF与NaF溶液等体积混合,判断溶液呈_______(填“酸”、“碱”或“中”)性。
(3)已知CH3COONH4溶液为中性,又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,现有25℃时等浓度的四种溶液:A.NH4Cl,B.NH4SCN,C.CH3COONH4,D.NH4HCO3。回答下列问题:
①试推断NH4HCO3溶液的pH__________7(填“>”、“<”或“=”);
②将四种溶液按NH4+浓度由大到小的顺序排列是:__________(填序号)。
③NH4SCN溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_________。
18.(10分)乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。回答下列问题:
(1)在恒温、恒容密闭容器中发生反应:H2C2O4(s)H2O(g)+CO(g)+CO2(g),下列描述能说明反应已经达到平衡状态的是____________(填标号)。
A.压强不再变化 B.CO2(g)的体积分数保持不变
C.混合气体密度不再变化 D.混合气体平均摩尔质量保持不变
(2)草酸溶液中微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示:
①某温度下,测得0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液的pH=1.3,此时草酸的电离方程式为_____________________。
②向10 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时,加入V(NaOH)___________10 mL(填“>”“=”或“<”),若加入NaOH溶液体积为20 mL,此时溶液中阴离子浓度的大小顺序为___________;当pH=2.7时,溶液中 =___________。
19.(12分)甲醇是重要的能源以及化工原料。
(1)已知:
(I)CH3OH(1)+ O2(g)=CO(g)+ 2H2O(g) △H1=-442.8 kJ·mol-1
(II)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ·mol-1
(III)H2O(l)=H2O(g) △H3=44.0 kJ·mol-1
25°C时,甲醇完全燃烧的热化学方程式为________________________。
(2)工业上利用CO2和H2制甲醇:
(IV)CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49 kJ·mol-1。
①借助高分子选择性吸水膜可有效提高CO2平衡利用率。其原因是_____________。
②下列关于反应IV的说法正确的是_________(填序号)。
A.有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想
B.充分反应后,放出热量可能大于49 kJ
C.降低温度可提高CH3OH含量,工业生产时应控制低温
D.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
(3)经研究发现,反应IV分两步完成:
(V)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
(VI)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①当1 mol CO2和3 mol H2投入密闭容器中,当反应V、VI达到平衡后,经测定容器中n(CO2)=n(CO),n(H2)=n(H2O)。则混合气体中水蒸气的体积分数为_____________。
②下列关于反应VI的图像,不正确的是___________(填序号)。
③经研究发现,反应VI的速率显著低于反应V,请画出反应过程中CO的浓度随时间的变化________________。
20.(9分)硫代硫酸钠(Cr2O72-)是常见的分析试剂。实验室制备Na2S2O3溶液的装置如下图(部分装置省略,C中Na2S2O3过量):
(1)装置B的作用是 。
(2)装置C中的反应分两步,其中第一步反应生成S单质,第二步反应方程式为 。
(3)工业废水中常含有一定量氧化性较强的Cr2O72-,利用滴定原理测定Cr2O72-含量方法如下:
步骤Ⅰ:量取30.00mL废水于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ:加入过量的碘化钾溶液充分反应:Cr2O72-+6I-+16H+=3I2+2Cr3++7H2O
步骤Ⅲ:向锥形瓶中滴入几滴指示剂。用滴定管量取0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液进行滴定,数据记录如下:(已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)
滴定次数
第一次
第二次
第三次
滴定前读数(mL)
0.50
1.20
0.20
滴定后读数(mL)
12.49
14.99
12.21
①步骤Ⅰ量取30.00mL废水选择的仪器是
②步骤Ⅲ中滴加的指示剂为淀粉溶液。滴定达到终点的实验现象是
③滴定前,有关滴定管的正确操作为:
检漏→蒸馏水洗涤→(一系列操作)→记录起始数据→开始滴定。该“一系列操作”顺序为 (选出正确操作并按序排列)
a.调整滴定液液面经等刻度或等刻度以下 b.装入滴定液至零刻度以上
c.烘干 d.用滴定液润洗2至3次 e.排除气泡
④Cr2O72-的含量为 。
21.(12分)我国的能源消费结构以燃煤为主,将煤气化可减少环境污染。
(1)将煤与水蒸气在恒容密闭容器中反应,可制合成气。制备过程中的主要反应(I)、(II)的lg KP (KP为以分压表示的平衡常数)与温度T的关系如下图所示。
在容积为1L的密闭容器中充入1molCO、1molH2O只发生反应(Ⅱ),反应5分钟到达图中a点,请计算0~5min时间内,v(H2)___________;已知反应速率分别为正、逆反应速率常数,为物质的量分数,___________。
(2)煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为___________(已知:Ka1(H2S )=9.1×10-8,Ka2(H2S)=11×10-12;Ka1(H2CO3 )=4.30×10-7,Ka2(H2CO3)=5.61×10-11)
(3)已知:CO(g)+3H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H1=+ akJ·mol-1
2CO (g)+O2(g) 2CO2(g) △H2= -b kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H3=+ckJ·mol-1 (a、b、c均为正值)
则CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g)的△H4=___________ kJ·mol-1 (用a、b、c表示)。
(4)CO2还可制取CH3OH(g)和水蒸气。将1molCO2和3molH2充入0.5L恒容密闭容器中,在两种不同催化剂下发生反应,相同时间内CO2的转化率随温度变化曲线如图3所示:
①随温度的升高,CO2的转化率先增大后减小,理由是___________。
②已知c点容器内压强为P,在T5温度反应的平衡常数Kp为___________(用含P的关系式表示)
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期中押题卷01
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
考试内容:新教材人教选择性必修1第一、二、三章
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关化学概念或原理的论述中,正确的是( )
A.Cl2、SO2、NH3的水溶液都能够导电,因此Cl2、SO2、NH3都属于电解质
B.用醋酸溶液做导电性实验,灯泡很暗说明醋酸为弱酸
C.将纯水加热到较高温度,水的离子积变大、pH变小、呈中性
D.任何可逆反应,其平衡常数越大,反应速率、反应物的转化率就越大
【答案】C
【解析】A项,电解质是在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,Cl2是单质,既不是电解质也不是非电解质,SO2、NH3的水溶液虽然可以导电,但是溶液中的离子是由亚硫酸、一水合氨电离产生的,并非SO2、NH3自身电离产生的,因此SO2、NH3属于非电解质,A项错误;B项,溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关,与酸的强弱无关,B项错误;C项,水的电离是吸热过程,且存在电离平衡H2O⇌H++OH-,将纯水加热到较高温度,水的电离程度增大,c(H+)、c(OH-)均增大,pH变小,但始终c(H+)=c(OH-),则扔呈中性,水的离子积Kw=c(H+)c(OH-)变大,C项正确;D项,对于放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,平衡常数变大,但反应速率减小,反应物的转化率增大,D项错误;故选C。
2.根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( )
A.Br2(g)+H2(g)=2HBr(g) ΔH1,Br2(l)+H2(g)=2HBr(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
B.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1,2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2,则有ΔH1>ΔH2
C.4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH1,4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
【答案】B
【解析】A项,依据盖斯定律分析,液态溴变化为气态溴需要吸收热量,反应是放热反应,焓变是负值,所以△H1<△H2,A正确;B项,S燃烧生成二氧化硫放热,反应是放热反应,焓变是负值,所以△H1<△H2,B错误;C项,铝活泼性大于铁,能量高于铁,反应是放热反应,焓变是负值,△H1<△H2,C正确;D项,碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧生成CO放出的热量,反应是放热反应,焓变是负值,所以△H1<△H2,D正确;故选B。
3.实验室用标准盐酸滴定某浓度的NaOH溶液,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏低的是( )
A.用量筒量取NaOH溶液时仰视读数
B.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接装入标准盐酸进行滴定
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】C
【解析】A项,应用碱式滴定管或移液管取NaOH溶液,且本操作实际取用NaOH溶液体积大于计算值,消耗的盐酸增加,故导致测定结果偏高;B项,酸式滴定管未用标准液润洗,测出NaOH溶液浓度偏高;C项,由黄色变为橙色可能由于局部c(H+)变大引起的,振荡后可能还会恢复黄色,应在振荡后半分钟内颜色保持不变才能认为已达到滴定终点,故所用盐酸的量比理论用量可能偏小,测出的NaOH溶液浓度可能偏低;D项,用NaOH溶液润洗锥形瓶,直接导致盐酸的用量偏大,故测定结果偏高。
4.一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l) +Cl2(g)达到平衡时,下列说法错误的是( )
A.该反应的平衡常数K=c(Cl2)
B.将容器体积压缩为原来一半,当体系再次达到平衡时,Cl2的浓度增大
C.减小氯气浓度,平衡正向移动,平衡常数不变
D.温度升高该反应的化学平衡常数K增大
【答案】B
【解析】A项,由化学方程式知,MgCl2和Mg为液态,其浓度是常数,不能写入平衡常数的表达式中,所以该反应的平衡常数K=c(Cl2),A正确;B项,该反应的平衡常数表达式为K=c(Cl2),将容器体积压缩为原来一半,当体系再次达到平衡时,因温度不变,则K值不变,所以c(Cl2)也不变,B错误;C项,反应的平衡常数只与温度有关,减小产物浓度,平衡正向移动,但平衡常数不变,C正确;D项,Mg在氯气中燃烧为放热反应,则MgCl2(l)分解生成Cl2(g)和Mg(l)为吸热反应,ΔH>0,温度升高平衡向正反应方向移动,反应的平衡常数K变大,D正确;故选B。
5.氨是化肥生产工业的重要原料。传统的Haber—Bosch法目前仍是合成氨的主要方式,反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其生产条件需要高温高压。近来电催化氮气合成氨因节能、环境友好等优势,受到广泛关注,下列有关Haber-Bosch法合成氨反应的说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0、ΔS<0
B.将氨气及时液化分离可加快化学反应速率
C.当2v(H2)正=3v(NH3)逆时,反应达到平衡状态
D.提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数
【答案】C
【解析】A项,由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可知,该反应是一个化合反应,为放热反应,ΔH<0,该反应是一个气体体积减小的反应,ΔS<0,故A错误;B项,将氨气及时液化分离,减小生成物浓度,平衡正向移动,反应速率减小,故B错误;C项,速率之比等于方程式系数比,当2v(H2)正=3v(NH3)逆时,表示正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;D项,由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可知,提高体系的压强,平衡正向移动,但化学平衡常数只是温度的函数,温度不变,化学平衡常数不变,故D错误;故选C。
6.HCOOH是最简单的羧酸,俗称蚁酸。下列叙述正确的是( )
A.pH=4的HCOOH溶液中,c(H+)=c(HCOO-)
B.pH=5的HCOOH和HCOONa混合溶液中,c(HCOO-)>c(Na+)
C.0.1mol•L-1HCOONa溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(HCOO-)>c(H+)
D.0.1mol•L-1HCOONa溶液中,c(Na+)=c(HCOO-)+c(OH-)
【答案】B
【解析】A项,HCOOH溶液中存在HCOOH部分电离:HCOOHH++HCOO-,也有水的部分电离:H2OH++OH-,则c(H+)>c(HCOO-),故A正确;B项,HCOOH和HCOONa混合溶液pH=5说明显酸性,c(H+)> c OH-),由电荷守恒:c(HCOO-)+ c OH-)= c(H+)+ c(Na+),则c(HCOO-)>c(Na+),故B正确;C项,HCOONa溶液中存在HCOO-的水解,水解方程式:HCOO-+H2OHCOOH+OH-,则溶液呈碱性,离子浓度大小为:c(Na+)> c(HCOO-)>c(OH-)> c(H+),故C错误;D项,HCOONa溶液中,存在电荷守恒:c(HCOO-)+ c OH-)= c(H+)+ c(Na+),故D错误;故选B。
7.在时,下列说法正确的是( )
A.相等的①次氯酸钠溶液、②碳酸氢钠溶液,二者物质的量浓度关系;①<②
B.等体积等盐酸和醋酸,稀释相同倍数后与等量且足量的锌反应,两者反应速率相同
C.的盐酸和的氢氧化钠溶液,按体积比恰好完全反应,则
D.的溶液与的溶液等体积混合后溶液呈酸性,则为强酸、为弱碱
【答案】A
【解析】A项,由于酸性H2CO3> HClO,故水解程度为:NaClO> NaHCO3,故pH相等的①次氯酸钠溶液、②碳酸氢钠溶液,二者的物质的量浓度关系:①<②,A正确;B项,等体积等pH的盐酸和醋酸,稀释相同倍数后盐酸中H+浓度小于醋酸中的H+浓度,故与等量且足量的锌反应,醋酸比盐酸中更剧烈,由于醋酸的物质的量浓度大于盐酸故醋酸产生氢气多,B错误;C项,向pH=a的盐酸中加入pH=b的氢氧化钠溶液,恰好完全反应时,测得盐酸与氢氧化钠溶液的体积比为10:1,即10V×10-a =V×,则a+b=15 , C错误;D项,pH=3的HA溶液与pH=11的BOH等体积混合后溶液呈酸性,即pH<7,则BOH为强碱、HA为弱酸,D错误;故选A。
8.某反应的反应机理可以分成如下两步,下列说法正确的是( )
反应机理
第一步反应
第二步反应
2NO2=NO3+NO (慢反应)
NO3+CO=NO2+CO2 (快反应)
A.第一步反应的活化能高于第二步反应的活化能
B.该反应的总反应方程式为NO+CO2=NO2+CO
C.该反应的速率主要由第二步反应决定
D.加入合适的催化剂既可以加快反应速率,又可以提高NO2的转化率
【答案】A
【解析】A项,慢反应的活化能高,故第一步反应的活化能高于第二步反应的活化能,故A正确;B项,第一步反应与第二步反应加和得总反应方程式为NO2+CO=NO+CO2,故B错误;C项,总反应速率由慢反应决定,故C错误;D项,催化剂可以加快反应速率,但不可以改变反应限度,故D错误;故选A。
9.某温度下,在密闭容器中进行反应:H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH>0,已知H2(g)和CO2(g)的初始浓度均为0.01mol·L-1,测得H2的平衡转化率为60%,下列说法不正确的是( )
A.CO2的平衡转化率为60%
B.升高温度平衡常数K增大
C.该温度下反应的平衡常数K=2.25
D.若初始H2(g)、CO2(g)、H2O(g)、CO(g)浓度均为0.01mol·L-1,则反应逆向进行
【答案】D
【解析】A项,根据题目已知信息,列三段式:
因此,二氧化碳的平衡转化率为60%,A项正确;B项,此反应为吸热反应,温度升高,平衡正向进行,平衡常数K增大,B项正确;C项,依据选项A中的三段式,该温度下平衡常数,C项正确;D项,若初始H2(g)、CO2(g)、H2O(g)、CO(g)浓度均为0.01mol·L-1,则此时浓度熵,平衡正向移动,D项错误;故选D。
10.已知室温下氢氟酸的电离常数Ka=6.6×10-4,有关下列溶液(均在常温下)说法一定正确的是( )
A.pH=6的氯化铵溶液中:c(H+)=c(NH3·H2O)=1.0×10-6 mol·L-1
B.1L pH=7的CH3COONH4溶液中,由水电离产生的H+的物质的量为
C.对NaF溶液加适量水稀释过程中,水解平衡右移,溶液碱性增强
D.向MgF2悬浊液中加少量硝酸,溶液中2c(Mg2+)=c(F-)+c(HF)
【答案】D
【解析】A项,pH=6的氯化铵溶液中遵循质子守恒,即c(H+)=c(NH3·H2O)+ c(OH-)=1.0×10-6 mol·L-1,A错误;B项,CH3COONH4溶液的pH=7,H+ 浓度为10-7 mol·L-1,溶液中的 H+ 的物质的量等于 10−7mol;醋酸根离子与铵根离子能同等程度促进水的电离,因此,1L该溶液中水电离产生的 H+ 的物质的量大于 10−7mol,B错误;C项,NaF在水中的水解的离子方程式为F-+H2OF-+OH-,加水会促进氟离子水解,使其平衡向右移动,氢氧根离子的个数增多,但由于溶液体积变大对溶液浓度的影响更大,所以溶液的碱性减弱,C错误;D项,MgF2悬浊液中加少量硝酸后MgF2的溶解度变大,但是不能改变原本存在的物料守恒,2c(Mg2+)=c(F-)+c(HF),D正确;故选D。
11.H2X为二元弱酸。20℃时,向100mL0.1mol·L-1的Na2X溶液中缓慢通入HCl(忽略溶液体积变化及H2X的挥发)。指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.通入HCl前:c(X2-)>c(HX-)>c(OH-)>c(H+)
B.若通入5×10-3molHCl,溶液呈碱性,则溶液中c(X2-)=c(HX-)
C.pH=7时:溶液中c(HX-)>c(Cl-)
D.c(Cl-)=0.1mol·L-1时:c(OH-)-c(H+)=c(H2X)-c(X2-)
【答案】D
【解析】A项,通入HCl气体之前,该溶液为Na2X溶液,分步水解且程度很小,离子浓度大小关系为c(X2-)>c(OH-)>c(HX-)>c(H+),A错误;B项,若通入5×10-3molHCl,则反应后溶液为NaHX和Na2X等浓度混合的溶液,因溶液呈碱性,即HX-的电离小于X2-的水解,则溶液中c(X2-)<c(HX-),B错误;C项,电荷守恒式c(Cl-)+2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),物料守恒式c(Na+)=2c(X2-)+2c(HX-)+2c(H2X),pH=7的溶液c(OH-)=c(H+),三等式联立可得c(Cl-)>c(HX-),C错误;D项,c(Cl-)=0.100 mol•L-1的溶液中,c(X2-)+c(HX-)+c(H2X)=c(Cl-)=0.100mol•L-1,又根据电荷守恒式c(Cl-)+2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),物料守恒式c(Na+)=2c(X2-)+2c(HX-)+2c(H2X)可得c(Cl-)+c(OH-)═c(H+)+c(HX-)+2c(H2X),所以c(OH-)-c(H+)=c(HX-)+2c(H2X)-[c(X2-)+c(HX-)+c(H2X)]=c(H2X)-c(X2-),D正确;故选D。
12.碳酸和亚硫酸电离平衡常数(25℃)如下表所示:
名称
碳酸
亚硫酸
电离常数
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
K1=1.3×10-2 K2=6.2×10-8
下列说法正确的是( )
A.pH相同的①Na2CO3②Na2SO3溶液中c(Na+):①>②
B.少量CO2通入Na2SO3溶液中反应的离子方程式为:CO2+H2O+2SO32-=CO32-+HSO3-
C.某NaHSO3溶液pH=5,则该溶液中的c(H2SO3)>c(SO32-)
D.等浓度的NaHSO3和NaHCO3等体积混合后,则c(H+)-c(OH-)= c(CO32-)-c(H2CO3)+ c(SO32-)-c(H2SO3)
【答案】D
【解析】A项,根据电离常数可知,则Na2CO3的水解程度大,pH相同时需要的Na2CO3浓度小,碳酸钠溶液中钠离子浓度小,①<②,故A错误﹔B项,由于酸性H2CO3>HSO3->HCO3-,则少量CO2通入Na2SO3溶液,不能生成CO32-,故B错误;C项,NaHSO3溶液pH=5,则HSO3-的电离程度大于其水解程度,溶液中c(H2SO3)<c(SO32-),故C错误;D项,等浓度的NaHSO3和NaHCO3等体积混合后,其电荷守恒为:c(H+)+c(Na+)=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-)+2 c(SO32-)+c(HSO3-) ①,物料守恒为:c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+c(H2CO3)+ c(HSO3-)+ c(SO32-)+ c(H2SO3) ②;①-②得c(H+)-c(OH-)= c(CO32-)-c(H2CO3)+ c(SO32-)-c(H2SO3),故D正确。故选D。
13.我国科技工作者研究利用(氢型分子筛)为载体,以CO2和氢气为原料合成绿色燃料甲醚。一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H1=-123.8kJ·mol-1。下列叙述正确的是( )
A.恒容时,升高温度,CO2的平衡转化率增大
B.恒容恒温时,及时分离出甲醚,平衡右移,反应速率增大
C.恒容恒温时,增大c(CO2),反应物转化率均增大
D.是该反应的催化剂,可加快反应速率
【答案】D
【解析】A项,该反应放热,升温时平衡逆向移动,CO2的平衡转化率降低,A项错误;B项,分离出生成物,其浓度降低,反应速率减小,B项错误;C项,增大一种反应物的浓度,另外一种反应物的转化率增大,但增加的这种反应物的转化率减小,故增大c(CO2),氢气转化率增大,通常二氧化碳的转化率减小,C项错误;D项,由题目信息提示可知,是该合成甲醚反应的催化剂,催化剂能加快反应速率,D项正确;故选D。
14.1,3-丙二胺溶液中各含氮微粒的分布系数δ(某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和的分数)随溶液pH的变化曲线如图所示(已知:25°C时,Kb1=10-3.5,Kb2=10-5.5)。下列说法不正确的是( )
A.曲线I代表的微粒符号为(H3NCH2CH2NH3)2+
B.H2N(CH2)3NH2在水溶液中第一步电离的方程式:H2N(CH2)3NH2+H2OH2N(CH2)3NH3++OH-
C.曲线I与曲线II相交点对应pH=5.5
D.0.01mol·L-1H2N(CH2)3NH3Cl溶液中各离子浓度关系:c(Cl-)>c[H2N(CH2)3NH3+]>c(OH-)>c(H+)
【答案】C
【解析】A项,曲线I、II、III代表微粒分别为(H3NCH2CH2NH3)2+、H2N(CH2)3NH3+、H2N(CH2)3NH2,A正确;B项,H2N(CH2)3NH2在水溶液中和水反应后部分电离且分步电离,其第一步电离生成H2N(CH2)3NH3+、OH-,所以H2N(CH2)3NH2在水溶液中第一步电离的方程式:H2N(CH2)3NH2+H2OH2N(CH2)3NH3++OH-,B正确;C项,曲线Ⅰ与曲线Ⅱ交点c[(H3NCH2CH2NH3)2+]=c[H2N(CH2)3NH3+],则Kb2=×c(OH-)=c(OH-)==10-5.5,c(H+)==10-8.5,溶液的pH=8.5,C错误;D项,H2N(CH2)3NH3+水解平衡常数Kh===10-10.5<Kb2,说明H2N(CH2)3NH3+电离程度大于水解程度导致溶液呈碱性,则c(H+)<c(OH-),但其电离和水解程度都较小,则c(Cl-)>c(H2N(CH2)3NH3+),水电离程度较小,所以溶液中存在c(Cl-)>c(H2N(CH2)3NH3+)>c(OH-)>c(H+),D正确;故选C。
15.接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g),起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.该反应△H<0
B.p1=0.5MPa;p3=5MPa
C.在5.0MPa、550℃时的α=97.5%
D.500℃时,p1时比p2对应的转化率高,反应速率快
【答案】B
【解析】根据勒夏特列原理结合图像可知,温度升高,二氧化硫转化率下降,平衡逆向移动,说明反应为放热反应,该反应△H<0。A项,温度升高,二氧化硫转化率下降,平衡逆向移动,说明反应为放热反应,该反应△H<0,A正确;B项,反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,二氧化硫转化率升高,故p1=5Mpa、p2=2.5Mpa、p3=0.5MPa,B错误;C项,由图像可知,在5.0MPa、550℃时的α=97.5%,C正确;D项,压强越大反应速率越快,500℃时,p1比p2压强大,反应速率快,D正确。 故选B。
16.下列实验操作、现象、结论均正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向的FeCl3,溶液中滴入几滴的双氧水
溶液中有气泡产生FeCl3溶液颜色加深
Fe3+能催化H2O2的分解,且H2O2分解为放热反应
B
将氯气通入FeI2淀粉溶液
混合溶液变蓝
氧化性:Cl2>Fe3+>I2
C
用甲基橙作指示剂,用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸
溶液由红色变为橙色
达到滴定终点
D
向5mL0.5mol·L-1的NaOH溶液中先后滴加0.2mol·L-1的MgCl2、CuCl2溶液各5滴,观察滴加时沉淀的颜色
溶液中先生成白色沉淀,后生成蓝色沉淀
证明:Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
【答案】A
【解析】A项,向FeCl3溶液中滴入几滴双氧水后能明显看到气泡的产生,说明Fe3+能催化H2O2的分解,并且FeCl3溶液颜色加深,说明Fe3+的水解程度増大,而水解是吸热反应,说明H2O2分解是放热反应,故A正确;B项,向FeI2淀粉溶液中通入氯气,溶液变蓝说明有I2生成,从而证明氧化性Cl2>I2,但无法证明氧化性Fe3+>I2,故B错误;C项,用NaOH溶液滴定醋酸时,应该用酚酞作指示剂,故C错误;D项,在NaOH与MgCl2的反应过程中,溶液中OH-过量,再滴加CuCl2溶液,剩余的OH-直接与Cu2+结合生成蓝色Cu(OH)2沉淀,不能证明Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],故D错误;故选A。
二、非选择题(本题包括5题,共52分)
8.(9分)已知Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数、弱碱的电离平衡常数,水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。通过查阅资料获得温度为25℃时以下数据:Kw=1.0×10-14,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13,Ka(HF)=4.0×10-4,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11
(1)有关上述常数的说法正确的是__________。
A.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
B.所有弱电解质的电离常数和难溶电解质的Ksp都随温度的升高而增大
C.常温下,CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Ka
D.一定温度下,在CH3COONa溶液中,Kw=Ka·Kh
(2)25℃时,1.0 mol·L-1 HF溶液的pH约等于__________(已知lg2≈0.3)。将浓度相等的HF与NaF溶液等体积混合,判断溶液呈_______(填“酸”、“碱”或“中”)性。
(3)已知CH3COONH4溶液为中性,又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,现有25℃时等浓度的四种溶液:A.NH4Cl,B.NH4SCN,C.CH3COONH4,D.NH4HCO3。回答下列问题:
①试推断NH4HCO3溶液的pH__________7(填“>”、“<”或“=”);
②将四种溶液按NH4+浓度由大到小的顺序排列是:__________(填序号)。
③NH4SCN溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_________。
【答案】 (1)AD (2分)
(2)1.7 (1分) 酸(1分)
(3) ①>(1分) ②A>B>C>D (2分) ③c(SCN-)> c(NH4+)> c(H+)> c(OH-) (2分)
【解析】(1)A项,平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,所以它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度,A正确;B项,难溶电解质Ca(OH)2的Ksp随温度的升高而减小,B错误;C项,电离平衡常数只与温度有关,温度相同电离平衡常数相同,C错误;D项,一定温度下,在CH3COONa溶液中,==,所以KW=Ka⋅Kh,D正确;故选AD;(2)25℃时,1.0 mol·L-1 HF溶液中,Ka(HF)===4.0×10-4,c(H+)=2.0×10-2,pH≈7,HF和NaF的浓度相等,Ka(HF)=4.0×10-4,NaF溶液中Kh=Kw/Ka=2.5×10-9,所以HF电离程度大于NaF的水解程度,溶液呈酸性; HF和NaF的浓度相等,Ka(HF)=4.0×10-4,NaF溶液中Kh=Kw/Ka=0.25×10-10,所以HF电离程度大于NaF的水解程度,溶液显酸性;(3)①已知CH3COONH4溶液为中性,说明CH3COO-和NH4+水解程度相同,又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,说明酸性:CH3COOH>H2CO3,越弱越水解,可知HCO3-水解程度大于NH4+水解程度,所以NH4HCO3溶液显碱性,pH>7;②根据电离平衡常数可知,酸性:HSCN> CH3COOH>H2CO3,越弱越水解,所以四种溶液按NH4+浓度由大到小的顺序:A>B>C>D;③酸性:HSCN> CH3COOH ,CH3COO-和NH4+水解程度相同,所以NH4+水解程度大于SCN-水解程度,NH4SCN溶液显酸性,其所有离子浓度由大到小的顺序为:c(SCN-)> c(NH4+)> c(H+)> c(OH-)。
18.(10分)乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。回答下列问题:
(1)在恒温、恒容密闭容器中发生反应:H2C2O4(s)H2O(g)+CO(g)+CO2(g),下列描述能说明反应已经达到平衡状态的是____________(填标号)。
A.压强不再变化 B.CO2(g)的体积分数保持不变
C.混合气体密度不再变化 D.混合气体平均摩尔质量保持不变
(2)草酸溶液中微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示:
①某温度下,测得0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液的pH=1.3,此时草酸的电离方程式为___________________。
②向10 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时,加入V(NaOH)___________10 mL(填“>”“=”或“<”),若加入NaOH溶液体积为20 mL,此时溶液中阴离子浓度的大小顺序为___________;当pH=2.7时,溶液中 =___________。
【答案】(1)AC (2分)
(2)①H2C2O4H++HC2O4- (2分)
②>(2分) c(OH-)>c(C2O42-)>c(HC2O4-) (2分) 103或1000 (2分)
【解析】(1)H2C2O4(s)H2O(g)+CO(g)+CO2(g),反应为气体体积增大的反应。A项,反应前后气体物质的量变化,压强不再变化,说明反应达到平衡状态,故A正确;B项,根据方程式,CO2(g)的体积分数始终保持不变,不能说明反应达到平衡,故B错误;C项, 反应前后气体体积不变,质量变化,当混合气体密度不再变化,说明反应达到平衡状态,故C正确;D项,生成气体物质的量的比例关系一定,混合气体平均摩尔质量始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;故选AC; (2)①根据图像可知,当H2C2O4溶液的pH=1.3时,溶液中存在HC2O4-,不存在C2O42-,故草酸的电离方程式为H2C2O4H++HC2O4-;②根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(C2O42-)+c(HC2O4-),当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-),则c(H+)=c(OH-),所以溶液呈中性,由于草酸氢钠溶液呈酸性,要使溶液呈中性,则氢氧化钠需稍微过量,故加入的V(NaOH)>10mL,若加入NaOH的体积为20mL,则n(NaOH)=0.02L×0.1mol/L=0.002mol,NaOH过量,则溶液中阴离子浓度的大小顺序为c(OH-)>c(C2O42-)>c(HC2O4-),当pH=2.7时,草酸溶液中存在电离平衡:H2C2O4H++HC2O4-、HC2O4-H++C2O42-,则,,由,又由图像可知,当H2C2O4H++HC2O4-电离平衡时,pH=1.2,则K1=10-1.2,当HC2O4-H++C2O42-电离平衡时,pH=4.2,则K1=10-4.2,因此。
19.(12分)甲醇是重要的能源以及化工原料。
(1)已知:
(I)CH3OH(1)+ O2(g)=CO(g)+ 2H2O(g) △H1=-442.8 kJ·mol-1
(II)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ·mol-1
(III)H2O(l)=H2O(g) △H3=44.0 kJ·mol-1
25°C时,甲醇完全燃烧的热化学方程式为________________________。
(2)工业上利用CO2和H2制甲醇:
(IV)CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49 kJ·mol-1。
①借助高分子选择性吸水膜可有效提高CO2平衡利用率。其原因是_____________。
②下列关于反应IV的说法正确的是_________(填序号)。
A.有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想
B.充分反应后,放出热量可能大于49 kJ
C.降低温度可提高CH3OH含量,工业生产时应控制低温
D.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
(3)经研究发现,反应IV分两步完成:
(V)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
(VI)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①当1 mol CO2和3 mol H2投入密闭容器中,当反应V、VI达到平衡后,经测定容器中n(CO2)=n(CO),n(H2)=n(H2O)。则混合气体中水蒸气的体积分数为_____________。
②下列关于反应VI的图像,不正确的是___________(填序号)。
③经研究发现,反应VI的速率显著低于反应V,请画出反应过程中CO的浓度随时间的变化________________。
【答案】(1)2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1 627.6 kJ/mol (2分)
(2)H2O被吸收,使平衡右移,提高CO2的利用率(2分) AB(2分)
(3)(或0.3125或0.31) (2分) AC(2分) (2分)
【解析】(1)已知:(I)CH3OH(1)+ O2(g)=CO(g)+ 2H2O(g) △H1=-442.8 kJ·mol-1,(II)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ·mol-1,(III)H2O(l)=H2O(g) △H3=44.0 kJ·mol-1则按盖斯定律,由 2×(I)+ (II)-4×(III)可得2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H;则△H =2×△H 1+ △H 2-4×△H3=-1 627.6 kJ/mol;甲醇完全燃烧的热化学方程式为:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1 627.6 kJ/mol ;(2)①借助高分子选择性吸水膜,可吸收水,降低H2O(g)浓度,则CO2 (g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) 向右移动,能有效提高CO2平衡利用率;②关于反应IV——CO2 (g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49 kJ·mol-1:A.吸收了二氧化碳,有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想,A正确;B. 当反应消耗的二氧化碳大于1mol时,放出热量大于49 kJ,B正确;C. 反应放热,降低温度可使平衡右移,提高CH3OH含量,但是温度降低,反应速率下降,则不利于提高产量,应综合经济效率,选择适当高的温度而不是控制低温,C错误;D.若反应在恒温恒容的密闭容器中进行时,气体密度始终保持不变,故密度不变不一定达到平衡状态,D错误;故选AB;(3)①当1 mol CO2和3 mol H2投入密闭容器中,当反应V、VI达到平衡后,经测定容器中n(CO2)=n(CO),n(H2)=n(H2O)。设水蒸气的物质的量n(H2O)=x, 则:
按已知条件:n(CO2)=n(CO),则,得,则平衡时,n(CO2)=n(CO)= ,n(H2)=n(H2O)=,n[CH3OH(g)]=,混合气体中水蒸气的体积分数为 ;②下列关于反应VI——CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0:A项,正反应是放热反应,升温平衡左移,K变小,但,通常不是线性变化,A错误;B项,温度升高,正、逆反应速率均增加,逆反应速率增加得更快, B正确;C项,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0是放热反应,C错误;D项,当=2时,符合化学方程式计量数,当小于2且逐渐增大时,既有利于平衡右移同时随着甲醇不断生成、有利于增大 混合气体中甲醇含量,大于2且越大时,虽有利于平衡右移、有利于提高CO转化率,但混合气体中甲醇含量呈下降趋势,D正确;则答案为AC;③经研究发现,反应VI的速率显著低于反应V,则一开始反应(V)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为主,CO从无到有,浓度不断增大,等大部分二氧化碳基本消耗以后,反应(VI)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)为主,则CO浓度就逐渐减小直到处于平衡状态时浓度不再变化。故反应过程中CO的浓度随时间的变化为:。
20.(9分)硫代硫酸钠(Cr2O72-)是常见的分析试剂。实验室制备Na2S2O3溶液的装置如下图(部分装置省略,C中Na2S2O3过量):
(1)装置B的作用是 。
(2)装置C中的反应分两步,其中第一步反应生成S单质,第二步反应方程式为 。
(3)工业废水中常含有一定量氧化性较强的Cr2O72-,利用滴定原理测定Cr2O72-含量方法如下:
步骤Ⅰ:量取30.00mL废水于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ:加入过量的碘化钾溶液充分反应:Cr2O72-+6I-+16H+=3I2+2Cr3++7H2O
步骤Ⅲ:向锥形瓶中滴入几滴指示剂。用滴定管量取0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液进行滴定,数据记录如下:(已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)
滴定次数
第一次
第二次
第三次
滴定前读数(mL)
0.50
1.20
0.20
滴定后读数(mL)
12.49
14.99
12.21
①步骤Ⅰ量取30.00mL废水选择的仪器是
②步骤Ⅲ中滴加的指示剂为淀粉溶液。滴定达到终点的实验现象是
③滴定前,有关滴定管的正确操作为:
检漏→蒸馏水洗涤→(一系列操作)→记录起始数据→开始滴定。该“一系列操作”顺序为 (选出正确操作并按序排列)
a.调整滴定液液面经等刻度或等刻度以下 b.装入滴定液至零刻度以上
c.烘干 d.用滴定液润洗2至3次 e.排除气泡
④Cr2O72-的含量为 。
【答案】(1)作安全瓶,防止倒吸(1分)
(2)S+Na2SO3= Na2S2O3(1分)
(3)酸式滴定管(1分) 滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色(2分)
dbea(2分) 1.44(2分)
【解析】:1)二氧化硫能被C中的溶液迅速吸收,为了防止C中的溶液倒吸进A中,用B装置作安全瓶,防止倒吸;:2)C装置中第二步反应是硫和亚硫酸钠生成硫代硫酸钠,其反应的化学方程式为S+Na2SO3= Na2S2O3;:3)因为溶液中的Cr2O72-具有强氧化性,故不能用碱式滴定管,易腐蚀橡胶,所以选用酸式滴定管;碘单质能使淀粉变蓝色,碘单质与Na2S2O3反应后,溶液由蓝色变为无色,故判断滴定终点方法为:滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色;滴定管使用前要检查是否漏液、洗涤、润洗、装液、排气泡、调液面,不需烘干,故答案为dbea;三次实验消耗Na2S2O3溶液的体积分别为11.99mL、13.79 mL、12.01 mL,其中13.79 mL数值偏大,排除后取两次实验的平均值为12.00 mL,则消耗Na2S2O3的物质的量为,由方程式可知:, Cr2O72-的含量为。
21.(12分)我国的能源消费结构以燃煤为主,将煤气化可减少环境污染。
(1)将煤与水蒸气在恒容密闭容器中反应,可制合成气。制备过程中的主要反应(I)、(II)的lg KP (KP为以分压表示的平衡常数)与温度T的关系如下图所示。
在容积为1L的密闭容器中充入1molCO、1molH2O只发生反应(Ⅱ),反应5分钟到达图中a点,请计算0~5min时间内,v(H2)___________;已知反应速率分别为正、逆反应速率常数,为物质的量分数,___________。
(2)煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为___________(已知:Ka1(H2S )=9.1×10-8,Ka2(H2S)=11×10-12;Ka1(H2CO3 )=4.30×10-7,Ka2(H2CO3)=5.61×10-11)
(3)已知:CO(g)+3H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H1=+ akJ·mol-1
2CO (g)+O2(g) 2CO2(g) △H2= -b kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H3=+ckJ·mol-1 (a、b、c均为正值)
则CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g)的△H4=___________ kJ·mol-1 (用a、b、c表示)。
(4)CO2还可制取CH3OH(g)和水蒸气。将1molCO2和3molH2充入0.5L恒容密闭容器中,在两种不同催化剂下发生反应,相同时间内CO2的转化率随温度变化曲线如图3所示:
①随温度的升高,CO2的转化率先增大后减小,理由是___________。
②已知c点容器内压强为P,在T5温度反应的平衡常数Kp为___________(用含P的关系式表示)
【答案】(1)0.1mol·L-1·min-1(2分) 100(2分) (2)CO32-+H2S=HCO3-+HS-(2分)
(3)(2a+2b-c)kJ∙mol-1(2分)
(4)b点前,反应未达平衡,随温度升高,反应速率加快,CO2转化率增大;b点后,反应已达平衡,随温度升高,平衡左移,CO2转化率降低(2分) (2分)
【解析】(1)在容积为1L的密闭容器中充入1molCO、1molH2O只发生反应(II),反应5分钟到达图中a点此时lgKp=0,Kp=1。 根据化学反应速率与物质反应关系,由于加入1molCO、1molH2O,反应是按1: 1物质的量关系进行,剩余的CO、H2O也是1: 1物质的量的关系,则反应产生的CO2、H2物质的量相等,则每种气体的物质的量及浓度都相同,此时n(CO)=0.5mol,c(CO2)=c(H2)=c(CO)=c(H2O)=0.5mol/L,所以0~5min时间内,v(H2)==0.1mol/(L·min);由于反应速率v=v (正) -v (逆) =,反应达到平衡时v (正)=v (逆),所以K==110-2,b处的lgKp=-2,Kp=110-2,由于反应时c(CO)=c(H2O)=1mol/L, c(CO2)=c(H2)=0;假设反应产生的c(CO2)=c(H2)=bmol/L ,则平衡时c(CO)=c(H2O)=(1-b)mol/L,c(CO2)=c(H2)=bmol/L,该反应前后体积不变,则Kp==110-2, 解得b=mol/L,c (CO) =c (H2O)= mol/L,根据图像所知,此温度下达到平衡时Kp=1,所以b处的==100;(2)已知:,所以H2S与 足量的Na2CO3反应生成HCO3-和HS-,则其离子方程式为:CO32-+H2S=HCO3-+HS-;(3)已知:①CO(g)+3H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H1=+ akJ·mol-1
②2CO (g)+O2(g) 2CO2(g) △H2= -b kJ·mol-1
③ CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H3=+ckJ·mol-1 (a、b、c均为正值)
根据盖斯定律,由2①-2②-③得反应CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g) △H4= (2a+2b-c)kJ∙mol-1;(4)①b点前,反应未达平衡,随温度升高,反应速率加快,CO2转化率增大; b点后,反应已达平衡,随温度升高,平衡左移,CO2转化率降低;随温度的升高,CO2的转化率先增大后减小;②c点时容器内的压强为P,二氧化碳的转化率为50%,列出三段式:
平衡时各物质的物质的总量为0.5mol+1.5mol+0.5mol+0.5mol=3mol,在T5温度下该反应的平衡常数K为。
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