内容正文:
期中押题卷02
(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.下列说法正确的是( )
A.任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化均相同
B.中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
C.若①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-akJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-bkJ·mol-1,则a>b
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)═CO2(g);ΔH1 C(s)+O2(g)═CO(g);ΔH2
②S(s)+O2(g)═SO2(g);ΔH3 S(g)+O2(g)═SO2(g);ΔH4
③H2(g)+O2(g)═H2O(l);ΔH5 2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);ΔH6
④CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g);ΔH7 CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s);ΔH8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
3.制水煤气的反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,现将一定量的原料充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生反应,不能说明该反应达到化学平衡状态的是. ( )
A.CO与H2的物质的量之比不变 B.H2的体积分数不再发生变化
C.混合气体压强保持不变 D.混合气体的密度不变
4.已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下,下列反应不能自发进行的是( )
A.2O3(g)=3O2(g) ΔH<0 B.2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0 D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
5.研究表明,在一定条件下,气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.HNC比HCN更稳定
B.HCN转化为HNC,反应条件一定要加热
C.HNC(g)HCN(g) ΔH=-59.3 kJ·mol-1
D.加入催化剂,可以减小反应的热效应
6.常温下,用0.1mol·L-1氨水滴定10mL浓度均为0.1mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是( )
A.滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.滴加氨水到20mL的过程中,水的电离程度逐渐增大
C.当滴入20mL氨水时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20mL,c(NH4+)<c(Cl-)
7.NO2和N2O2存在平衡:2NO2 (g)N2O4(g) ΔH<0。下列分析错误的是( )
A.断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量
B.1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol
C.恒容升温,由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D.恒温时,缩小容积,气体颜色变深是平衡正向移动导致的
8.盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。下列有关应用或说法与水解无关的是( )
A.用浓氨水除去铜器表面的铜绿
B.TiO2化学性质稳定,制备时用TiCl4加入大量水,同时加热,生成物再经焙烧可得
C.配制FeCl3溶液时,先将晶体溶解在较浓的盐酸中,再加水至指定浓度
D.长期施用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,可施用适量的熟石灰
9.25℃时,氢氟酸(HCN)的Ka=6.2×10-10,醋酸的Ka=1.75×10-5。下列说法正确的是( )
A.25℃时,浓度相等的NaCN和HCN混合后,混合液呈酸性
B.将浓度均为0.10mol·L-1的NaCN和HCN溶液加水稀释,两种溶液的pH均变大
C.25℃时,HCN溶液中滴入醋酸溶液,则HCN的电离受到抑制
D.25℃时,醋酸溶液中加一定量NaCN固体,调节pH=5,此时4c(CH3COO-)=7c(CH3COOH)
10.反应A(g)4B (g)+ C (g),在100℃和T℃时,A的物质的量浓度(单位:)随时间变化的有关实验数据见下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
100/℃
0.80
0.55
0.35
0.20
0.15
0.15
T/℃
1.00
0.65
0.35
0.18
0.18
0.18
下列有关该反应的描述正确的是( )
A.在100℃时,2min内用B表示的化学反应速率为
B.T℃下,3min时反应刚好达到平衡状态
C.根据上表内A浓度变化,可知浓度越大,反应速率越大
D.从表中可以看出
11.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱(已知:25℃时,Kb1=10-4,Kb2=10-7),其水溶液与NH3水溶液的电离方式相似。现用锥形瓶装10 mL0.1 mol·L-1乙二胺溶液,用0.1 mol·L-1盐酸滴定。下列叙述错误的是( )
A.乙二胺在水溶液中的第一步电离方程式H2NCH2CH2NH2+H2O⇌[H2NCH2CH2NH3]++OH-
B.选用甲基橙作指示剂,可以很好地判断滴定终点
C.滴入10.00 mL盐酸时,溶液呈碱性
D.滴入20.00 mL盐酸时,混合溶液中有c(H2NCH2CH2NH2)+c([H2NCH2CH2NH3]+)+c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(Cl-)
12.NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物,NO2与N2O4能相互转化,热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) △H=+57kJ•mol-1。对于反应N2O4(g) 2NO2(g) △H=+57kJ•mol-1,下列有关说法正确的是( )
A.升高体系温度正反应速率增大,逆反应速率减小
B.若容器体积不变,密度不变时说明该反应建立化学平衡
C.其它条件不变,向平衡后的容器中再加入少量N2O4,新平衡后的值不变
D.增大体系的压强能提高N2O4的反应速率和平衡转化率
13.室温下,通过下列实验探究亚硫酸盐的性质。已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2、Ka2(H2SO3)=1.02×10-7。
实验
实验操作和现象
1
向10mL0.10mol·L-1NaOH溶液通入11.2mL(标准状况)SO2,测得pH约为9
2
向10mL0.10mol·L-1NaOH溶液通入SO2至溶液pH=7
3
向10mL0.1mol·L-1NaOH溶液通入22.4mL(标准状况)SO2,测得pH约为3
4
取实验3所得溶液1mL,加入1mL0.01mol·L-1Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀
下列说法正确的是( )
A.实验1得到的溶液中有:c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H+)<c(OH-)
B.实验2得到的溶液中有:c(SO32-)<c(HSO3-)
C.实验3得到的溶液中有:c(H+)+c(Na+)<c(HSO3-)+2c(H2SO3)
D.实验4中可知:Ksp(BaSO3)<5×10-5
14.在一定的温度和压强下,将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知:
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-165kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·mol-1
催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间,测CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如图所示。
已知:CH4选择性=×100%
下列有关说法正确的是( )
A.在260℃~320℃间,以Ni-CeO2为催化剂,升高温度CH4的产率不变
B.延长W点的反应时间,一定能提高CO2的转化率
C.选择合适的催化剂,有利于提高CO2的转化率
D.高于320℃后,以Ni为催化剂,随温度的升高CO2转化率上升的原因是平衡正向移动
15.用强碱滴定某一元弱酸时,弱酸被强碱部分中和后得到“弱酸盐和弱酸”组成的缓冲溶液,其中存在。时,用的溶液滴定某未知浓度的溶液,滴定过程中消耗溶液的体积与混合溶液之间的关系如图所示(已知:,酸性)。
下列说法错误的是( )
A.电离常数的数量级为
B.b点溶液中存在c(A—)+c(OH—)=c(HA)+ c(H+)
C.c点溶液中离子浓度的大小关系为c(A—)>c(HA) >c(H+)>c(OH—)
D.若将改为等体积等浓度的,则随溶液体积的变化曲线竖直上移
16.下列实验能达到预期目的的是( )
编号
实验内容
实验目的
A
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体,溶液红色变浅
证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
B
室温下,用pH试纸分别测定浓度为18mol/L和0.1 mol/L H2SO4溶液的pH
比较不同浓度H2SO4的酸性强弱
C
配制FeCl2溶液时,先将FeCl2溶于适量浓盐酸中,再用蒸馏水稀释到所需浓度,最后在试剂瓶中加入少量铜粉
抑制Fe2+水解,并防止Fe2+被氧化
D
向10mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液,又生成红褐色沉淀
证明在相同温度下的
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
二、非选择题(本题包括5题,共52分)
17.(10分)亚磷酸(H3PO3)为二元酸,其酸性比磷酸稍强,可用作农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。回答下列问题:
(1)Na2HPO3属于_____(填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。
(2)设计一种实验方案,证明亚磷酸不是强酸:_______________________________________________。
(3)某温度下,0.11mol·L-1的H3PO3溶液的pH为2,该温度下H3PO3的电离平衡常数Ka1约为_____(Ka2=2×10-7,H3PO3的二级电离和水的电离忽略不计)。
(4)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液:
①当溶液呈中性时,所得溶液中c(Na+)_____c(H2PO3-)+2c(HPO32-)(填“>”“<”或“=”);
②若用甲基橙做指示剂,用NaOH溶液滴定,达到滴定终点时,所得溶液中c(Na+)____c(H2PO3-)+2c(HPO32-)(填“>”“<”或“=”)。
18.(10分)甲醚(DME)是一种新兴的基本有机化工原料,具有甲基化反应性能,用于生产硫酸二甲酯,还可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、酸酐和乙烯等。工业上常用合成气制备二甲醚,主要原理如下:
反应Ⅰ. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1
反应Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH2= -23 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)①已知:通常状况下,CH3OH(g)和H2(g)的燃烧热分别为763.7 kJ·mol-1、285 kJ·mol-1气态水变成液态放出44kJ的热量,则CH3OH(g)燃烧热为___________。
②若有反应Ⅱ活化能Ea(正)为,则该反应的活化能Ea (逆)为___________kJ/mol
③反应达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有__________(填字母代号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.加入CH3OH D.移出H2O E.使用催化剂
(2)若反应Ⅰ正反应速率方程为v正=k正c(CO)c2(H2),逆反应速率方程为v逆=k逆c(CH3OH),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,图1所示中,若斜线①、②分别表示k正、k逆随温度变化,则△H1___________0(填“>”、“<”或“=”),图中A、B的纵坐标分别为x+0.5、x-1.5,则温度T1时化学平衡常数K=___________。
19.(10分)某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择酚酞作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛________________________________。
(2)滴定终点的判断:____________________________________________。
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.1000mol/L盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
根据表中数据该NaOH溶液的物质的量浓度为______________。
(4)以下操作会导致测得的NaOH溶液浓度偏高的是______________。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
E.盛放碱液的碱式滴定管开始俯视读数,后来仰视读数
(5)氧化还原滴定实验的原理与中和滴定相同(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。为测定某样品中所含晶体FeSO4•7H2O的质量分数,取晶体样品ag,溶于稀硫酸配成100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.2000mol•L-1KMnO4溶液20.00mL,所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为_______________(用a表示)。
20.(10分)NaOH溶液可用于多种气体的处理.
(1)CO2是温室气体,可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3.
①Na2CO3俗称纯碱,因CO32﹣水解而使其水溶液呈碱性,可用于除油污,写出CO32﹣水解的离子方程式_______________________。
②泡沫灭火器中通常装有NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,请写出这两种溶液混合时的离子反应方程式_______________________。
(2)金属与浓硝酸反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收,反应方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2molNaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.lmol•L﹣1CH3COONa溶液,则两份溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的顺序为_____(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4mol•L﹣1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5mol•L﹣1)。可使溶液A和溶液B的 pH相等的方法是___。
A.向溶液A中加适量NaOH B.向溶液A中加适量水
C.向溶液B中加适量NaOH D.向溶液B中加适量水
(3)烟气中的SO2会引起酸雨,可利用氢氧化钠溶液吸收。吸收SO2的过裎中,溶液中H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣三者所占物质的量分数(a)随pH变化的关系如图所示:
①图中pH=7时,溶液中离子浓度关系正确的是______。
A.c(Na+)>2c(SO32-)>c(HSO3-)
B.c(Na+)=c(SO32﹣) +c(HSO3﹣)+c(H2SO3)
C.c(OH﹣)=c(H+)+c(H2SO3)+c(HSO3﹣)
D.c(Na+)>c(HSO3﹣)>c(SO32﹣)> c(H+)=c(OH﹣)
②利用如图中数据,求H2SO3H++ HSO3﹣的平衡常数的数值_____(保留两位小数)。
21.(12分)研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义,相关的主要化学反应有:
Ⅰ NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH1
Ⅱ 2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH2<0
Ⅲ 2NO(g)+2CO(g)N2 (g)+2CO2 (g) ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为
NO2
CO
CO2
NO
819kJ
1076kJ
1490kJ
632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A.在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ,若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态
B.反应Ⅱ ΔH<0,ΔS<0;该反应在低温下自发进行
C.恒温条件下,增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大
D.上述反应达到平衡后,升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中, NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_____________________。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为____________________________。
(3)实验测得,V正=k 正·c2(NO)·c2(CO) ,V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2) (k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=______________。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2 -t3-t4时段,正反应速率的变化曲线。
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期中押题卷02
(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.下列说法正确的是( )
A.任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化均相同
B.中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
C.若①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-akJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-bkJ·mol-1,则a>b
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
【答案】B
【解析】A项,强酸、强碱的稀溶液恰好反应生成1mol水放热相同,浓硫酸溶于水放热,若为浓硫酸和碱反应,放热不同,弱酸、弱碱电离吸热,弱酸弱碱反应,放热也不同,A项错误;B项,中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,由于Cu是金属材料,导热性强,容易导致热量损失,则测量出的中和热数值偏小,B项正确;C项,△H=Q(生成物能量和)-Q(反应物能量和),水蒸气比液体水能量高,所以生成液态水放出的热量多,b>a,C项错误;D项,化学反应能否自发进行的判据是:△H-T△S<0,必须综合考虑体系的焓变和熵变,吸热反应也可能自发进行,D项错误;答案选B。
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)═CO2(g);ΔH1 C(s)+O2(g)═CO(g);ΔH2
②S(s)+O2(g)═SO2(g);ΔH3 S(g)+O2(g)═SO2(g);ΔH4
③H2(g)+O2(g)═H2O(l);ΔH5 2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);ΔH6
④CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g);ΔH7 CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s);ΔH8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
【答案】C
【解析】①②③为放热反应,物质发生化学反应时,生成液态水比生成气态水放出的热量多,反应越完全,放出的热量越多;④中前者为吸热反应,后者为放热反应,吸热反应△H>0,放热反应△H<0。①两个反应都为放热反应,△H<0,前者完全反应,放出的热量多,则△H1<△H2,故①错误;②都为放热反应,其△H<0,前者S为固态,则前者放出的热量少,则△H3>△H4,故②正确;③都是放热反应,前者反应物系数较小,则前者放出热量较少,则△H5>△H6,故③正确;④前者为吸热反应,△H7>0,后者为放热反应,△H8<0,则△H7>△H8,故④正确;根据分析可知,反应的△H前者大于后者的是②③④;故选C。
3.制水煤气的反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,现将一定量的原料充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生反应,不能说明该反应达到化学平衡状态的是. ( )
A.CO与H2的物质的量之比不变 B.H2的体积分数不再发生变化
C.混合气体压强保持不变 D.混合气体的密度不变
【答案】A
【解析】A项,随着反应的进行,生成的CO与H2的物质的量之比始终为1 : 1,因此不能说明达到平衡状态,A错误;B项,H2的体积分数即物质的量分数,随着反应进行H2的体积分数逐渐增大,当不变时说明达到平衡状态,B正确 ;C项,随反应的进行,气体的物质的量增大,达到平衡时气体的物质的量不变,混合气体压强不变,因此压强可作为平衡的标志,C错误;D项,由于反应物C为固体,随着反应进行,气体质量增大,反应容器体积一定,密度逐渐增大,当混合气体的密度不变时,为达到平衡的标志, D错误;故选A。
4.已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下,下列反应不能自发进行的是( )
A.2O3(g)=3O2(g) ΔH<0 B.2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0 D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
【答案】B
【解析】利用ΔG=△H-TΔS进行分析,凡ΔG<0的反应,能自发进行。A项,反应2O3(g)=3O2(g), ΔH<0,ΔS>0,该反应一定能自发进行,A不合题意; B项,反应2CO(g)=2C(s)+O2(g),ΔH>0,ΔS<0,该反应一定不能自发进行,B符合题意;C项,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),ΔH<0,ΔS<0,该反应在低温下能自发进行,C不合题意;D项,反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),ΔH>0,ΔS>0,该反应在高温下能自发进行,D不合题意;故选B。
5.研究表明,在一定条件下,气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.HNC比HCN更稳定
B.HCN转化为HNC,反应条件一定要加热
C.HNC(g)HCN(g) ΔH=-59.3 kJ·mol-1
D.加入催化剂,可以减小反应的热效应
【答案】C
【解析】A项,能量越低越稳定,根据图示,HNC比HCN的能量高,比HNC更稳定,故A错误;B项,HCN转化为HNC是吸热反应,吸热反应的发生不一定需要加热,故B错误;C项,根据图示,HCN比HNC的能量低(186.5-127.2)KJ,所以HNC(g)HCN(g) ΔH=-59.3 kJ·mol-1,故C正确;D项,加入催化剂,能降低反应活化能,反应的热效应不变,故D错误;故选C。
6.常温下,用0.1mol·L-1氨水滴定10mL浓度均为0.1mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是( )
A.滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.滴加氨水到20mL的过程中,水的电离程度逐渐增大
C.当滴入20mL氨水时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20mL,c(NH4+)<c(Cl-)
【答案】D
【解析】A项,HCl为强酸,完全电离,CH3COOH为弱酸,不完全电离,所以HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-),A正确;B项,酸或碱的电离抑制水的电离,滴加氨水时,溶液中的酸被消耗,滴加到20mL时,溶液中溶质只有盐,此时水的电离程度达到最大,B正确;C项,当滴入20mL氨水时,溶质为等物质的量的CH3COONH4和NH4Cl,溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-),存在物料守恒c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O),二式联立可得c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C正确;D项,当滴入20mL氨水时,溶质为等物质的量的CH3COONH4和NH4Cl,溶液显酸性,所以要想使溶液呈中性,需要加入更多的氨水,则当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20mL,溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONH4和NH4Cl,以及少量NH3·H2O,水解是微弱的,所以c(NH4+)>c(Cl-),D错误;故选D。
7.NO2和N2O2存在平衡:2NO2 (g)N2O4(g) ΔH<0。下列分析错误的是( )
A.断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量
B.1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol
C.恒容升温,由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D.恒温时,缩小容积,气体颜色变深是平衡正向移动导致的
【答案】D
【解析】项,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,则断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量,故A正确;B项,平衡混合气体中含有二氧化氮和四氧化二氮,1mol二氧化氮中含有1mol氮原子,1mol四氧化二氮中含有2mol氮原子,则1mol二氧化氮和四氧化二氮混合气体中氮原子的物质的量一定大于1mol,故B正确;C项,该反应为放热反应,恒容条件下升高温度,平衡向逆反应方向移动,混合气体颜色变深,故C正确;D项,该反应为气体体积增大的反应,恒温时,缩小容积,混合气体浓度增大,气体颜色变深,气体压强增大,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体颜色变浅,则恒温时,缩小容积,气体颜色变深是混合气体浓度增大导致的,故D错误;故选D。
8.盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。下列有关应用或说法与水解无关的是( )
A.用浓氨水除去铜器表面的铜绿
B.TiO2化学性质稳定,制备时用TiCl4加入大量水,同时加热,生成物再经焙烧可得
C.配制FeCl3溶液时,先将晶体溶解在较浓的盐酸中,再加水至指定浓度
D.长期施用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,可施用适量的熟石灰
【答案】A
【解析】A项,铜绿主要成分是碱式碳酸铜,用浓氨水可将碱式碳酸铜转变成可溶性的铜氨络合物而被除,与水解无关,故A选;B项,TiCl4中加入大量水,同时加热,促进水解,且生成HCl易挥发,则过滤,经焙烧得TiO2,与水解有关,故B不选;C项,将FeCl3固体溶解在较浓的盐酸中可抑制铁离子水解,再加水稀释至所需的浓度,与水解有关,故D不选;D项,长期使用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,和铵根离子水解有关,熟石灰显碱性,且价格便宜,常用来改良酸性土壤,与水解有关,故D不选;故选A。
9.25℃时,氢氟酸(HCN)的Ka=6.2×10-10,醋酸的Ka=1.75×10-5。下列说法正确的是( )
A.25℃时,浓度相等的NaCN和HCN混合后,混合液呈酸性
B.将浓度均为0.10mol·L-1的NaCN和HCN溶液加水稀释,两种溶液的pH均变大
C.25℃时,HCN溶液中滴入醋酸溶液,则HCN的电离受到抑制
D.25℃时,醋酸溶液中加一定量NaCN固体,调节pH=5,此时4c(CH3COO-)=7c(CH3COOH)
【答案】D
【解析】A项,25℃时,氢氟酸(HCN)的Ka=6.2×10-10,则CN-的水解常数为 ;则浓度相等的NaCN和HCN混合后,水解大于电离,混合液呈碱性,A错误;B项,NaCN和HCN溶液分别显碱性、酸性;将浓度均为0.10mol·L-1的NaCN和HCN溶液加水稀释,NaCN和HCN溶液的碱性、酸性均减弱,故两种溶液的pH一个变小、一个变大,B错误;C项,不确定两者的浓度关系,不能判断HCN的电离是否受到抑制,C错误;D项,25℃时,醋酸的Ka=1.75×10-5;醋酸溶液中加一定量NaCN固体,调节pH=5,,此时c(H+)=10-5,则,故此时4c(CH3COO-)=7c(CH3COOH),D正确。故选D。
10.反应A(g)4B (g)+ C (g),在100℃和T℃时,A的物质的量浓度(单位:)随时间变化的有关实验数据见下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
100/℃
0.80
0.55
0.35
0.20
0.15
0.15
T/℃
1.00
0.65
0.35
0.18
0.18
0.18
下列有关该反应的描述正确的是( )
A.在100℃时,2min内用B表示的化学反应速率为
B.T℃下,3min时反应刚好达到平衡状态
C.根据上表内A浓度变化,可知浓度越大,反应速率越大
D.从表中可以看出
【答案】C
【解析】A项,在100℃时,2min 内A的物质的量浓度的变化量为0.80mol/L-0.35mol/L=0.45mol/L,根据方程式可知B的物质的量浓度的变化量为0.45mol/L×4=1.8mol/L,则用B表示的化学反应速率为,A错误;B项,T℃下,3min及以后A的物质的量浓度均不发生改变,说明反应达到平衡,但不能说明3min时反应刚好达到平衡,可能在2~3min之间反应就已经达到平衡,B错误;C项,根据表格数据分析,单位时间内A的浓度减少量越来越小,说明浓度越大,反应速率越大,C正确;D项,由表格数据可知,T℃下,反应先达到平衡,说明T℃下反应速率更快,则T>100,D错误;故选C。
11.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱(已知:25℃时,Kb1=10-4,Kb2=10-7),其水溶液与NH3水溶液的电离方式相似。现用锥形瓶装10 mL0.1 mol·L-1乙二胺溶液,用0.1 mol·L-1盐酸滴定。下列叙述错误的是( )
A.乙二胺在水溶液中的第一步电离方程式H2NCH2CH2NH2+H2O⇌[H2NCH2CH2NH3]++OH-
B.选用甲基橙作指示剂,可以很好地判断滴定终点
C.滴入10.00 mL盐酸时,溶液呈碱性
D.滴入20.00 mL盐酸时,混合溶液中有c(H2NCH2CH2NH2)+c([H2NCH2CH2NH3]+)+c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(Cl-)
【答案】D
【解析】A项,乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱,其水溶液与NH3水溶液的电离方式相似,就是结合水电离产生的H+,剩余OH-,使溶液显碱性,则乙二胺在水溶液中的第一步电离方程式H2NCH2CH2NH2+H2O⇌[H2NCH2CH2NH3]++OH-,A正确;B项,由于乙二胺是二元弱碱,与盐酸恰好反应产生的盐溶液显酸性,因此要选择酸性范围内变色的甲基橙作指示剂,可以减小实验误差,可以很好地判断滴定终点,B正确;C项,当滴入10.00 mL盐酸时,恰好反应产生H2NCH2CH2NH2+H2O⇌[H2NCH2CH2NH3Cl,而[H2NCH2CH2NH3]+的电离平衡常数Kb2=10-7,[H2NCH2CH2NH3]+的水解平衡常数Kh2=,电离平衡常数大于其水解平衡常数,所以溶液显碱性,C正确;D项,滴入20.00 mL盐酸时,二者恰好反应产生正盐[H3NCH2CH2NH3]Cl2,根据物料守恒可知:2c(H2NCH2CH2NH2)+2c([H2NCH2CH2NH3]+)+2c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(Cl-),D错误;故选D。
12.NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物,NO2与N2O4能相互转化,热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) △H=+57kJ•mol-1。对于反应N2O4(g) 2NO2(g) △H=+57kJ•mol-1,下列有关说法正确的是( )
A.升高体系温度正反应速率增大,逆反应速率减小
B.若容器体积不变,密度不变时说明该反应建立化学平衡
C.其它条件不变,向平衡后的容器中再加入少量N2O4,新平衡后的值不变
D.增大体系的压强能提高N2O4的反应速率和平衡转化率
【答案】C
【解析】A项,升高体系温度不仅能使正反应速率增大,还会使逆反应速率增大,故A错误;B项,该反应气体总质量不变,容器体积不变,根据可知该反应的密度始终不变,不能说明该反应达到平衡状态,故B错误;C项,平衡常数K=,K只与温度有关,温度不变,K不变,故C正确;D项,增大体系的压强,平衡向气体体积减小的方向进行,即逆反应方向进行,因此增大体系的压强会使N2O4的转化率降低,故D错误;故选C。
13.室温下,通过下列实验探究亚硫酸盐的性质。已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2、Ka2(H2SO3)=1.02×10-7。
实验
实验操作和现象
1
向10mL0.10mol·L-1NaOH溶液通入11.2mL(标准状况)SO2,测得pH约为9
2
向10mL0.10mol·L-1NaOH溶液通入SO2至溶液pH=7
3
向10mL0.1mol·L-1NaOH溶液通入22.4mL(标准状况)SO2,测得pH约为3
4
取实验3所得溶液1mL,加入1mL0.01mol·L-1Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀
下列说法正确的是( )
A.实验1得到的溶液中有:c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H+)<c(OH-)
B.实验2得到的溶液中有:c(SO32-)<c(HSO3-)
C.实验3得到的溶液中有:c(H+)+c(Na+)<c(HSO3-)+2c(H2SO3)
D.实验4中可知:Ksp(BaSO3)<5×10-5
【答案】D
【解析】A项,11.2mL(标准状况)SO2得物质的量为=0.0005mol,故实验1得到Na2SO3溶液中,根据质子守恒可得2c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(H+)=c(OH-),又Na2SO3溶液中2c(H2SO3)<c(SO32-),所以c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H+)>c(OH-),故A错误;B项,Ka2(H2SO3)==1.02×10-7,实验2得到的溶液pH=7,即c(H+)=1.0×10-7,即=1.02,有c(SO32-)>c(HSO3-),故B错误;C项,22.4mL(标准状况)SO2的物质的量为=0.001mol,故实验3得到NaHSO3溶液,其浓度为0.1mol/L,c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),由Kh(HS)==<Ka2(HSO3-),溶液呈酸性c(H+)>c(OH-),且c(SO32-)>c(H2SO3),可知:c(H+)+c(Na+)>c(HSO3-)+2c(H2SO3)+c(OH-)>c(HSO3-)+2c(H2SO3),故C错误;D项,实验4中发生的反应为亚硫酸氢钠溶液与少量氢氧化钡溶液反应生成亚硫酸钡沉淀、亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为2 HSO3-+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+ SO32-+2H2O,实验4中亚硫酸氢钠浓度为0.1mol/L,Ba(OH)2溶液0.01mol/L,等体积混合,则氢氧化钡少量,c(SO32-)=,c(Ba2+)=,Q(BaSO3)=0.01×0.005=5×10-5>Ksp(BaSO3),故有沉淀,故D正确;故选D。
14.在一定的温度和压强下,将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知:
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-165kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·mol-1
催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间,测CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如图所示。
已知:CH4选择性=×100%
下列有关说法正确的是( )
A.在260℃~320℃间,以Ni-CeO2为催化剂,升高温度CH4的产率不变
B.延长W点的反应时间,一定能提高CO2的转化率
C.选择合适的催化剂,有利于提高CO2的转化率
D.高于320℃后,以Ni为催化剂,随温度的升高CO2转化率上升的原因是平衡正向移动
【答案】C
【解析】A项,在260℃~320℃间,升高温度CH4的选择性基本不变,但CO2的转化率在上升,所以CH4的产率上升,A错误;B项,W点可能是平衡点,延长时间不一定能提高CO2的转化率,B错误;C项,由图可知,使用不同的催化剂,CO2的转化率不同,C正确;D项,图示对应的时间内以Ni为催化剂,明显低于相同温度下Ni-CeO2为催化剂的转化率,一定未达平衡,高于320℃后,随温度的升高CO2转化率上升的原因是催化剂活性增大,反应速率加快,D错误。故选C。
15.用强碱滴定某一元弱酸时,弱酸被强碱部分中和后得到“弱酸盐和弱酸”组成的缓冲溶液,其中存在。时,用的溶液滴定某未知浓度的溶液,滴定过程中消耗溶液的体积与混合溶液之间的关系如图所示(已知:,酸性)。
下列说法错误的是( )
A.电离常数的数量级为
B.b点溶液中存在c(A—)+c(OH—)=c(HA)+ c(H+)
C.c点溶液中离子浓度的大小关系为c(A—)>c(HA) >c(H+)>c(OH—)
D.若将改为等体积等浓度的,则随溶液体积的变化曲线竖直上移
【答案】B
【解析】温度不变,酸的电离常数不变,设酸的浓度为cmol/L,由可得:4.27+lg=4.75+lg,整理可得=100.48=3,解得c=0.2,则PKa=4.75+lg(2—1) =4.75,Ka=10—4.75。A项,HA的电离常数Ka=10—4.75,则电离常数的数量级为10—5,故A正确;B项,b点时Ka=c(H+)=10—4.75,由Ka=可得溶液中c(A—)= c(HA),由图可知,b点溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH—),则c(HA)+ c(H+)>c(A—)+c(OH—),故B错误;C项,b点时Ka=c(H+)=10—4.75,由Ka=可得溶液中c(A—)= c(HA),则随氢氧化钠溶液体积增大,c点时溶液中c(A—) >c(HA),由图可知,c点溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH—),所以溶液中c(A—) >c(HA) >c(H+)>c(OH—),故C正确;D项,由HA的酸性强于HCN可知,HA的电离常数大于HCN,由可知,当相等时,酸的电离常数越大,溶液pH越小,则若将HA改为等体积等浓度的HCN,则pH随NaOH溶液体积的变化曲线竖直上移,故D正确;故选B。
16.下列实验能达到预期目的的是( )
编号
实验内容
实验目的
A
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体,溶液红色变浅
证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
B
室温下,用pH试纸分别测定浓度为18mol/L和0.1 mol/L H2SO4溶液的pH
比较不同浓度H2SO4的酸性强弱
C
配制FeCl2溶液时,先将FeCl2溶于适量浓盐酸中,再用蒸馏水稀释到所需浓度,最后在试剂瓶中加入少量铜粉
抑制Fe2+水解,并防止Fe2+被氧化
D
向10mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液,又生成红褐色沉淀
证明在相同温度下的
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
【答案】A
【解析】A项,含有酚酞的Na2CO3溶液,因碳酸根离子水解显碱性溶液变红,加入少量BaC12固体,水解平衡逆向移动,则溶液颜色变浅,证明Na2CO3溶液中存在水解平衡,A正确;B项,18mol/L的硫酸为浓硫酸,浓硫酸具有脱水性、强氧化性,无法用pH试纸测定其pH,故B错误;C项,配制FeCl2溶液时,先将FeCl2溶于适量浓盐酸中,再用蒸馏水稀释到所需浓度,最后应该在试剂瓶中加入少量铁粉,否则会引进杂质铜离子,C错误;D项,氢氧化钠过量,不能证明溶解度大小,如加入足量氯化镁完全生成氢氧化镁沉淀后再加入氯化铁,能生成红褐色沉淀,则可证明,D错误。
二、非选择题(本题包括5题,共52分)
17.(10分)亚磷酸(H3PO3)为二元酸,其酸性比磷酸稍强,可用作农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。回答下列问题:
(1)Na2HPO3属于_____(填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。
(2)设计一种实验方案,证明亚磷酸不是强酸:________________________________________________。
(3)某温度下,0.11mol·L-1的H3PO3溶液的pH为2,该温度下H3PO3的电离平衡常数Ka1约为_____(Ka2=2×10-7,H3PO3的二级电离和水的电离忽略不计)。
(4)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液:
①当溶液呈中性时,所得溶液中c(Na+)_____c(H2PO3-)+2c(HPO32-)(填“>”“<”或“=”);
②若用甲基橙做指示剂,用NaOH溶液滴定,达到滴定终点时,所得溶液中c(Na+)____c(H2PO3-)+2c(HPO32-)(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)正盐(2分)
(2)测Na2HPO3溶液的pH,若pH>7,则证明亚磷酸不是强酸;向等物质的量浓度的硫酸、亚磷酸溶液中各滴入2滴石蕊溶液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则说明亚磷酸为不是强酸(答案合理即可) (2分)
(3)1×10-3(2分) (4)=(2分) <(2分)
【解析】(1)亚磷酸(H3PO3)为二元酸,说明次磷酸中只有二个可电离的氢原子,说明Na2HPO3是正盐;(2)若H3PO3不是强酸,则Na2HPO3是强碱弱酸盐,则该盐的水溶液呈碱性,故可以测定Na2HPO3溶液的酸碱性,若溶液pH>7,则说明H3PO3不是强酸;还可以比较同浓度下二元强酸和H3PO3酸性的强弱:取等体积等浓度的硫酸和亚磷酸溶液,各滴入2滴石蕊溶液,若亚磷酸溶液中的红色浅一些,则可说明次磷酸不是强酸; (3)忽略H3PO3的二级电离和水的电离,则c(H2PO3-)=c(H+)=1×10-2mol·L-1,c(H3PO3)=(0.11-1×10-2) mol·L-1=0.1mol·L-1,电离平衡常数Ka1===1×10-3; (4)①溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-)+c(OH-),当溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-);②溶液中的电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-)+c(OH-),用甲基橙做指示剂,达到滴定终点时,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),故c(Na+)< c(H2PO3-)+2c(HPO32-)。
18.(10分)甲醚(DME)是一种新兴的基本有机化工原料,具有甲基化反应性能,用于生产硫酸二甲酯,还可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、酸酐和乙烯等。工业上常用合成气制备二甲醚,主要原理如下:
反应Ⅰ. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1
反应Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH2= -23 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)①已知:通常状况下,CH3OH(g)和H2(g)的燃烧热分别为763.7 kJ·mol-1、285 kJ·mol-1气态水变成液态放出44kJ的热量,则CH3OH(g)燃烧热为___________。
②若有反应Ⅱ活化能Ea(正)为,则该反应的活化能Ea (逆)为___________kJ/mol
③反应达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有__________(填字母代号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.加入CH3OH D.移出H2O E.使用催化剂
(2)若反应Ⅰ正反应速率方程为v正=k正c(CO)c2(H2),逆反应速率方程为v逆=k逆c(CH3OH),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,图1所示中,若斜线①、②分别表示k正、k逆随温度变化,则△H1___________0(填“>”、“<”或“=”),图中A、B的纵坐标分别为x+0.5、x-1.5,则温度T1时化学平衡常数K=___________。
【答案】(1) (2分) a+23(2分) CD(2分) (2) <(2分) 10-2(2分)
【解析】(1)燃烧热指1mol物质完全燃烧的反应热。根据CH3OH(g)的燃烧热763.7 kJ·mol-1,可得热反应方程式:反应Ⅲ. ;气态水变成液态放出44kJ的热量,则有反应Ⅳ. ;则CH3OCH3燃烧反应有,该反应可由反应“Ⅲ-Ⅱ-Ⅳ”得到,则ΔH5=,则燃烧热为。由Ea(正)- Ea (逆)= ΔH2,得知该反应的活化能Ea (逆)=Ea(正)- ΔH2=(a+23) 。根据平衡移动原理,生成CH3OCH3的反应Ⅱ是正向放热,且气体分子总数不变的反应,欲提高CH3OCH3产率应使平衡正向移动,而升高温度平衡逆向移动、增大压强和使用催化剂平衡均不移动,加入CH3OH增加反应物和移出H2O减少生成物均使平衡正向移动,故选CD。(2)反应①正反应速率方程为v正=k正c(CO)c2(H2),逆反应速率方程为v逆=k逆c(CH3OH),反应达到平衡时v正=v逆,即k正c(CO)c2(H2)= k逆c(CH3OH),则有平衡常数。图1所示中,斜线①、②分别表示k正、k逆随温度变化,说明温度越低(越大),k正、k逆越小(越小),且增大,即平衡常数增大,平衡正向移动,则正向放热,故ΔH1<0。图中A、B的纵坐标分别为x+0.5、x-1.5,则温度T1时化学平衡常数K==。
19.(10分)某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择酚酞作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛________________________________。
(2)滴定终点的判断:____________________________________________。
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.1000mol/L盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
根据表中数据该NaOH溶液的物质的量浓度为______________。
(4)以下操作会导致测得的NaOH溶液浓度偏高的是______________。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
E.盛放碱液的碱式滴定管开始俯视读数,后来仰视读数
(5)氧化还原滴定实验的原理与中和滴定相同(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。为测定某样品中所含晶体FeSO4•7H2O的质量分数,取晶体样品ag,溶于稀硫酸配成100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.2000mol•L-1KMnO4溶液20.00mL,所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为_______________(用a表示)。
【答案】(1)注视锥形瓶内颜色变化(1分) (2)浅红色变为无色且半分钟内不恢复原色(1分)
(3)0.1044mol/L(2分) (4)AC (2分) (5)×100% (2分)
【解析】(1) 用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化;(2)用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择酚酞作指示剂,滴定前溶液为红色,滴定后呈中性,溶液为无色,则滴定终点的判断依据是浅红色变为无色且半分钟内不恢复原色;(3)根据表中数据,第二次实验数据明显偏大,舍去,根据第一次、第三次实验数据,平均消耗盐酸的体积是 =26.10ml,则c()= = =0.1044mol/L;(4) A项,酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸,盐酸浓度偏小,消耗盐酸体积偏大,测定氢氧化钠溶液浓度偏高;B项,滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,氢氧化钠的物质的量不变,消耗盐酸体积不变,测定氢氧化钠溶液的浓度无影响;C项,酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,消耗盐酸体积偏大,测定氢氧化钠溶液浓度偏高;D项,读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,消耗盐酸体积偏小,测定氢氧化钠溶液浓度偏低;E项,盛放碱液的碱式滴定管开始俯视读数,后来仰视读数,氢氧化钠溶液体积偏小,消耗盐酸体积偏小,测定氢氧化钠溶液的浓度偏低;故选AC。(5)亚铁离子会被高锰酸钾溶液氧化为铁离子,高锰酸钾被还原成锰离子,根据电子守恒,即5FeSO4•7H2O~ KMnO4,所以晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为 =×100%。
20.(10分)NaOH溶液可用于多种气体的处理.
(1)CO2是温室气体,可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3.
①Na2CO3俗称纯碱,因CO32﹣水解而使其水溶液呈碱性,可用于除油污,写出CO32﹣水解的离子方程式_______________________。
②泡沫灭火器中通常装有NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,请写出这两种溶液混合时的离子反应方程式_______________________。
(2)金属与浓硝酸反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收,反应方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2molNaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.lmol•L﹣1CH3COONa溶液,则两份溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的顺序为_____(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4mol•L﹣1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5mol•L﹣1)。可使溶液A和溶液B的 pH相等的方法是___。
A.向溶液A中加适量NaOH B.向溶液A中加适量水
C.向溶液B中加适量NaOH D.向溶液B中加适量水
(3)烟气中的SO2会引起酸雨,可利用氢氧化钠溶液吸收。吸收SO2的过裎中,溶液中H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣三者所占物质的量分数(a)随pH变化的关系如图所示:
①图中pH=7时,溶液中离子浓度关系正确的是______。
A.c(Na+)>2c(SO32-)>c(HSO3-)
B.c(Na+)=c(SO32﹣) +c(HSO3﹣)+c(H2SO3)
C.c(OH﹣)=c(H+)+c(H2SO3)+c(HSO3﹣)
D.c(Na+)>c(HSO3﹣)>c(SO32﹣)> c(H+)=c(OH﹣)
②利用如图中数据,求H2SO3H++ HSO3﹣的平衡常数的数值_____(保留两位小数)。
【答案】(1)①CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣(1分) ②3HCO3﹣+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑(1分)
(2)c(NO3﹣)>c(NO2﹣)>c(CH3COO﹣)(2分) AD(2分)
(3①A(2分) ②0.27(2分)
【解析】(1)①CO32﹣水解的离子方程式是CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣;②NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液混合发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,反应离子方程式是3HCO3﹣+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑;(2)硝酸是强酸,NO3﹣不水解;HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4mol•L﹣1、CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5mol•L﹣1,HNO2酸性大于CH3COOH,CH3COO﹣水解程度大于NO2﹣;同浓度的NaNO3、 NaNO2、CH3COONa溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的顺序为c(NO3﹣)>c(NO2﹣)>c(CH3COO﹣);溶液A为硝酸钠和亚硝酸钠的混合液,其pH小于溶液B,要使pH相等,可以增大A的pH或减小B的pH;A项,向溶液A中加适量NaOH,A的pH增大; B项,向溶液A中加适量水,A的pH减小; C项,向溶液B中加适量NaOH,B的pH增大; D项,向溶液B中加适量水,B的pH减小,故选AD;(3)①A项,由电荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液c(H+)═c(OH-),则c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-),所以c(Na+)>2c(SO32-),由图可知pH=7时,c(SO32-)=c(HSO3-),则c(Na+)>2c(SO32-)>c(HSO3-),故A 正确;B项,由电荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液c(H+)═c(OH-),则c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-),图可知pH=7时c(SO32-)≠c(H2SO3),故B错误;C项,pH=7时,c(H+)=c(OH-),故C错误;D项,由图可知pH=7时,c(SO32-)=c(HSO3-),所以离子浓度为c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(H+)=c(OH-),故D错误;②根据图象可知,pH=0时,亚硫酸浓度为0.9mol/L,亚硫酸氢根离子浓度为0.24mol/L,此时氢离子浓度为1mol/L,H2SO3H++ HSO3﹣的平衡常数0.27。
21.(12分)研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义,相关的主要化学反应有:
Ⅰ NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH1
Ⅱ 2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH2<0
Ⅲ 2NO(g)+2CO(g)N2 (g)+2CO2 (g) ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为
NO2
CO
CO2
NO
819kJ
1076kJ
1490kJ
632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A.在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ,若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态
B.反应Ⅱ ΔH<0,ΔS<0;该反应在低温下自发进行
C.恒温条件下,增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大
D.上述反应达到平衡后,升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中, NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_____________________。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为____________________________。
(3)实验测得,V正=k 正·c2(NO)·c2(CO) ,V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2) (k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=______________。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2 -t3-t4时段,正反应速率的变化曲线。
【答案】(1)①-227(2分) ②AB (2分)
(2)①反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小) (2分)
②分子筛膜从反应体系中不断分离出N2,有利于反应正向进行,二氧化氮转化率升高(2分)
(3)①270(2分) ②(起点的纵坐标为16,t3时刻达到平衡,t3- t4处于平衡状态与已有线平齐) (2分)
【解析】(1) ①ΔH1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol;②A项,反应前后气体系数不变,如果是恒温恒容,无论平衡是否移动,容器中的压强均不变,换为绝热容器后,随着反应的正向进行,反应放出热量,体系温度升高,等量气体的压强随之增大,此时压强是变量,可以作为平衡的依据,A项正确;B项,当ΔH-TΔS<0时,反应自发进行,由ΔH<0,ΔS<0,推出该反应低温下自发进行,B项正确;C项,增大CO的浓度可以使反应Ⅲ的平衡向正向移动,但是平衡常数只受到温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C项错误;D项,温度升高,反应速率增大,三个反应的逆反应速率均增大,三个反应均为放热反应,温度升高,反应向吸热方向进行,则平衡逆向移动,所以平衡移动的初期为逆反应速率大于正反应速率,为了达到新的平衡,逆反应速率向正反应速率靠近,逆反应速率会减小,所以逆反应速率的变化趋势为先增大后减小,D项错误;(2)①反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应(吸热)方向进行,二氧化氮转化率降低;②相同温度下,二氧化氮的转化率在P点较高是因为使用了分子筛膜,将产物N2分离出来,降低了产物的浓度,使平衡正向进行,从而二氧化氮的转化率提高;
(3)①列三段式求解:
因为N2占平衡总体积的1/4,所以,a=0.3mol,此时为平衡状态,有v正= v逆,即k 正·c2(NO)·c2(CO)= k逆·c(N2)·c2(CO2),;②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,压强瞬间增大为原来压强的两倍,正逆反应速率均增大,但是压强增大,平衡向正反应(气体系数减小)方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,所以正反应速率的总体趋势为先突然增大,然后减小,直至平衡,其图像为。
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