精品解析:黑龙江省友谊县高级中学2024-2025学年高二上学期阶段测试化学试卷(一)
2024-10-06
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内容正文:
阶段测试卷(二)
化学试题
考试时间为75分钟,满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 Cl-35.5
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列物质属于弱电解质的是
A. NaCl B. NaOH C. NH3·H2O D. H2SO4
2. 已知,其它相关数据如下表:
物质
H2
Cl2
HCl
分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ
436
a
431
下列说法正确的是
A. B. 和的总能量小于
C. 完全反应放出热量 D. 生成的能量变化小于
3. 实现有以下两条途径,其中,,则为
A. B. C. D.
4. 下列说法正确的是
A. ΔH>0,ΔS>0的反应一定可以自发进行
B. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C. 可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,ΔH一定小于零
D. 常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,该反应的ΔH>0
5. 在3A(g)+2B(g)C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是
A. v(A)=0.9mol/(L·s) B. v(B)=0.3mol/(L·s)
C. v(C)=0.4mol/(L·s) D. v(D)=0.8mol/(L·s)
6. 在一固定容积的密闭容器中,充入和发生如下化学反应:,其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
关于该反应的说法正确的是
A.
B. 在830℃反应达到平衡时,气体的转化率约为33.3%
C. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:
D. 在1000℃,当时,该反应向逆反应方向进行
7. 已知A(s) +B(g)2C(g) ΔH<0,体系中C的物质的量分数与温度的关系如下图所示。
下列说法正确的是
A. 其它条件不变时,增大压强平衡不移动
B. 该反应的平衡常数表达式K=
C. 上述图象中,b点已达到化学平衡状态
D. 化学平衡常数K(c)<K(d)
8. 25℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是
A. 1:10:1010:109 B. 1:5:5109:5108
C. 1:20:1010:109 D. 1:10:104:109
9. 室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是
A. pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合
B. pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
C. pH=3的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D. pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合
10. 25℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列叙述不正确的是
A. HA的酸性强于HB
B. 溶液中水的电离程度:b点<c点
C. 相同浓度的NaA与NaB溶液中,
D. 相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中相同
11. 如图(E表示活化能)是与生成的反应过程中能量变化关系图,下列说法正确的是
A. 第一步反应吸收的热量大于第二步反应放出的热量
B. 升高温度,活化分子的百分数不变,但反应速率加快
C. 增大的浓度,可提高反应速率,但不影响的大小
D. 第一步反应的速率大于第二步反应
12. 在2L恒容密闭容器中充入1molCO,2 mol,在一定条件下发生如下反应: kJ⋅mol,CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是
A. 工业上,利用上述反应合成甲醇,温度越高越好
B. 图像中X代表压强,与代表不同温度,且
C. 图像中P点代表的平衡常数K的数值为4
D. 若维持温度不变,再充入1 mol CO,2 mol,达到平衡时平衡常数增大
13. 常温下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A. 溶液中:
B. 常温下的氨水和氯化铵的混合液中:
C. 溶液中:
D. 溶液中:
14. 常温下,用NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为的溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是
已知: ;HCN
A. 曲线M为HCN的滴定曲线
B. 点①和点②所示溶液中:
C. 点③所示溶液中:
D. 点④所示溶液中:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 通过化学的方法实现的资源化利用是一种非常理想的减排途径。
(1)工业上用和反应合成二甲醚。
已知: kJ/mol;
kJ/mol。
写出和转化为和的热化学方程式:_______。
(2)在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示。温度下,将6mol和12mol充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率_______;、、三者之间的大小关系为_______。
(3)若 kJ⋅mol在恒温恒压下进行,以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是____(填序号)。
A.CO和的物质的量浓度之比是1∶2
B.CO的消耗速率等于的生成速率的2倍
C.容器中混合气体的体积保持不变
D.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
E.容器中混合气体的密度保持不变
(4)已知一定条件下,水煤气转化成甲醇的化学方程式为。在体积可变的恒压密闭容器中投入0.5 mol CO和0.75 mol ,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量(n)随温度(T)、压强(p)的变化下如图所示。
①_______(填“<”或“>”)。
②M点对应的平衡混合气体的体积为1 L,则:233℃时,该反应的平衡常数_______,的转化率为_______(保留1位小数)。
③工业实际合成生产中,采用下图M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和化学平衡知识,同时考虑生产实际,说明选择该反应条件的理由:_______。
16. 研究在海洋中的转移和归宿是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)已知水在25℃和95℃时的电离平衡曲线如图所示:
①25℃时水的电离平衡曲线应为_______(填“A”或“B”)。
②95℃时,0.01 mol⋅L的NaOH溶液的_______。
③95℃时,100 mL的溶液与200 mL 0.005 mol⋅L的NaOH溶液混合后,溶液的_____(已知:,)。
(2)已知常温下,在不同pH条件下,水溶液中碳元素的存在形式如图所示。下列说法不正确的是_______。
A. 时,溶液中含碳微粒主要是
B. 当时,
C. 常温时的电离常数是
D. 时,
(3)溶于海水的主要以4种无机碳形式存在,其中占95%。结合化学用语解释,溶液呈碱性的原因_______。
(4)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
写出钙化作用的离子方程式:_______。
(5)从海水中提取的可以合成乙酸,一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如下图所示。
①a、b、c三点的pH由小到大的顺序是_______。
②若使c点溶液中的增大,可以采取下列措施中的_______(填字母)。
A加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加NaOH固体 D.加水 E.加固体 F.加入锌粒
17. Ⅰ.平衡思想是化学研究的一个重要观念,在水溶液中存在多种平衡体系。
(1)实验室在保存溶液时,常在溶液中加少量的____,以抑制其水解;把溶液蒸干并灼烧,最后得到的固体主要产物是____。
(2)在日常生活中经常用和混合溶液作灭火剂,请用离子方程式表示其灭火原理:_______。
Ⅱ.已知,常温下几种物质的电离平衡常数如下表:
化学式
电离平衡常数/(mol•L⁻¹)
(3)25℃时,溶液显_______性,溶液的pH_______(填“大于”或“小于”)7。
(4)物质的量浓度均为0.1 mol⋅L的4种溶液;①溶液;②溶液;③溶液;④溶液,按要求从大到小排序。
pH:_______;:_______。
(5)25℃时,若氨水的浓度为2.0 mol⋅L,溶液中的_______mol⋅L。将通入该氨水中,当降至mol⋅L时,溶液中的_______。
18. 应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分)吸收硫酸厂尾气中的制备无水的成本低、优势明显,其流程如下:
已知:①溶液的pH约为4.7。
②吸收过程中,当吸收塔中pH约为5时吸收液进入中和器。
(1)第一步电离方程式为_______。
(2)中和器中发生的主要反应的离子方程式是_______。
(3)为了促进结晶,中和器中加入过量的NaOH。请结合化学用语,从平衡移动的角度解释_______。
(4)写出溶液中离子浓度由大到小的顺序:_______。
(5)检验成品质量。
①取少量成品溶解,_______,说明成品中含。请补全操作与现象。
②可用碘量法测定成品中的含量,过程如下:
ⅰ.将m g成品溶于水配成100 mL溶液,取25 mL于碘量瓶中,并调至弱酸性。
ⅱ.加入mol/L的碘标准液mL,盖上瓶塞,缓慢振荡使其充分反应。
ⅲ.用mol/L的标准液滴定至溶液呈淡黄色时,加入1mL淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗标准液mL。(已知:)
a.滴定终点的现象是_______。b.成品中(g/mol)的质量分数是_______。
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阶段测试卷(二)
化学试题
考试时间为75分钟,满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 Cl-35.5
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列物质属于弱电解质的是
A. NaCl B. NaOH C. NH3·H2O D. H2SO4
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化钠在水溶液中完全电离,属于强电解质,故A不符合题意;
B.氢氧化钠在水溶液中完全电离,属于强电解质,故B不符合题意;
C.一水合氨在水溶液中部分电离,属于弱电解质,故C符合题意;
D.硫酸在水溶液中完全电离,属于强电解质,故D不符合题意;
故选C。
2. 已知,其它相关数据如下表:
物质
H2
Cl2
HCl
分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ
436
a
431
下列说法正确的是
A. B. 和的总能量小于
C. 完全反应放出热量 D. 生成的能量变化小于
【答案】A
【解析】
【详解】A. 断键时吸热、成键时放热,则(436+a)-2×431=-183,得,A正确;
B.反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,该反应为放热反应,则 和的总能量大于,B错误;
C. 与完全反应生成时放出热量,C错误;
D.的能量比的能量高,则生成的能量变化大于,D错误;
答案选A。
3. 实现有以下两条途径,其中,,则为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据盖斯定律,,则=(-393.5)-(-283.0)=;
故选B。
4. 下列说法正确的是
A. ΔH>0,ΔS>0的反应一定可以自发进行
B. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C. 可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,ΔH一定小于零
D. 常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,该反应的ΔH>0
【答案】D
【解析】
【详解】A.熵增的吸热反应在低温条件下反应ΔH-TΔS大于0,不能自发进行,故A错误;
B.反应的自发性只能判断反应的方向,不能确定反应的快慢,故B错误;
C.熵增的吸热反应在高温条件下反应ΔH—TΔS<0,能自发进行,故C错误;
D.该反应是熵增的反应,常温下不能自发进行,说明反应ΔH—TΔS大于0,则反应的焓变大于0,故D正确;
故选D。
5. 在3A(g)+2B(g)C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是
A. v(A)=0.9mol/(L·s) B. v(B)=0.3mol/(L·s)
C. v(C)=0.4mol/(L·s) D. v(D)=0.8mol/(L·s)
【答案】C
【解析】
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,转化为同种物质的反应速率比较反应的快慢,以此来解答。
【详解】A.,转化为;
B.,转化为;
C.;
D.,转化为;
C中数值最大,反应速率最快;
故答案选C。
【点睛】本题考查化学反应速率,把握化学反应速率与化学计量数的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意速率单位统一及转化法的应用。
6. 在一固定容积的密闭容器中,充入和发生如下化学反应:,其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
关于该反应的说法正确的是
A.
B. 在830℃反应达到平衡时,气体的转化率约为33.3%
C. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:
D. 在1000℃,当时,该反应向逆反应方向进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.由表格数据可知,温度升高,平衡常数增大,则平衡正向移动,正反应为吸热反应,故,A错误;
B.830℃时反应达到平衡,平衡常数为1,设CO2的转化量为xmol,则三段式分析: 由可知,与体积无关,代数得,解得,则CO2气体的转化率为,B正确;
C.该反应的正反应为吸热反应,则其他条件不变,降低温度,平衡逆向移动,则反应达到新平衡前:,C错误;
D.1000℃时K=1.7,当时,Qc==1.0<1.7,则该反应向正反应方向进行,D错误;
故选B。
7. 已知A(s) +B(g)2C(g) ΔH<0,体系中C的物质的量分数与温度的关系如下图所示。
下列说法正确的是
A. 其它条件不变时,增大压强平衡不移动
B. 该反应的平衡常数表达式K=
C. 上述图象中,b点已达到化学平衡状态
D. 化学平衡常数K(c)<K(d)
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应的正反应是气体体积增大的反应,在其它条件不变时,增大压强,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,A错误;
B.化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,则该反应的平衡常数表达式K=,B正确;
C.根据图象可知:在b点以后随着温度的升高,C的物质的量分数还在增大,说明反应正向进行,未达到平衡状态,C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,在其它条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致化学平衡常数减小。由于温度:c<d,所以化学平衡常数:K(c)>K(d),D错误;
故合理选项是B。
8. 25℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是
A. 1:10:1010:109 B. 1:5:5109:5108
C. 1:20:1010:109 D. 1:10:104:109
【答案】A
【解析】
【详解】①中pH=0的H2SO4中c(H+)=1.0 mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-14mol·L-1,水电离程度为1.0×10-14mol·L-1;
②中c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-13mol·L-1,水电离程度为1.0×10-13mol·L-1;
③中c(OH-)=1.0×10-4mol·L-1,水的电离程度为1.0×10-4mol·L-1;
④中c(H+)=1.0×10-5mol·L-1,水的电离程度为1.0×10-5mol·L-1;
故①②③④中水的电离程度之比为:1.0×10-14mol·L-1:1.0×10-13mol·L-1:1.0×10-4mol·L-1:1.0×10-5mol·L-1=1:10:1010:109,A项正确。
答案选A。
9. 室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是
A. pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合
B. pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
C. pH=3的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D. pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.盐酸为强酸,NH3·H2O为弱碱,室温下,pH=3的盐酸溶液c(HCl)小于pH=11的氨水中c(NH3·H2O),因此两者等体积混合,NH3·H2O过量,混合溶液显碱性,pH>7,故A不符合题意;
B.醋酸是弱酸,氢氧化钠为强碱,室温下,pH=3的醋酸溶液中c(CH3COOH)大于pH=11的氢氧化钠溶液中c(NaOH),两者等体积混合,醋酸过量,混合溶液显酸性,pH<7,故B符合题意;
C.盐酸为强酸,Ba(OH)2为强碱,pH=3的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合,H+和OH-恰好完全反应,溶液显中性,pH=7,故C不符合题意;
D.硫酸为强酸,NH3·H2O为弱碱,室温下,pH=3的硫酸溶液与pH=11的氨水等体积混合,NH3·H2O过量,混合溶液显碱性,pH>7,故D不符合题意;
答案为B。
10. 25℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列叙述不正确的是
A. HA的酸性强于HB
B. 溶液中水的电离程度:b点<c点
C. 相同浓度的NaA与NaB溶液中,
D. 相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中相同
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,稀释相同的倍数,HA的pH变化更大则酸性HA大于HB;
【详解】A.由分析可知,HA的酸性强于HB,A正确;
B.b点酸电离出氢离子浓度更大,对水的电离抑制作用更大,则溶液中水的电离程度:b点<c点,B正确;
C.HA的酸性强于HB,根据越弱越水解可知,相同浓度的NaA与NaB溶液中NaB的水解程度更大,则,C正确;
D.HA的酸性强于HB,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液中HB的浓度大于HA,则相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,HB所得的溶液中大,D错误;
故选D。
11. 如图(E表示活化能)是与生成的反应过程中能量变化关系图,下列说法正确的是
A. 第一步反应吸收的热量大于第二步反应放出的热量
B. 升高温度,活化分子的百分数不变,但反应速率加快
C. 增大的浓度,可提高反应速率,但不影响的大小
D. 第一步反应的速率大于第二步反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,所以第一步反应吸收的热量小于第二步反应放出的热量,A项错误;
B.升高温度,活化分子的百分数增多,反应速率加快,B项错误;
C.反应的焓变和反应的途径无关,只与反应的始态和终态有关,则增大反应物的浓度,不改变焓变的大小,但增大反应物的浓度,可提高反应速率,C项正确;
D.第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,所以第一步反应的速率小于第二步反应的速率,D项错误;
故选C。
12. 在2L恒容密闭容器中充入1molCO,2 mol,在一定条件下发生如下反应: kJ⋅mol,CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是
A. 工业上,利用上述反应合成甲醇,温度越高越好
B. 图像中X代表压强,与代表不同温度,且
C. 图像中P点代表的平衡常数K的数值为4
D. 若维持温度不变,再充入1 mol CO,2 mol,达到平衡时平衡常数增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,化学反应速率加快,达到平衡所需时间较短,因此适当升高温度,可以加快化学反应速率,但根据热化学方程式可知:合成甲醇的正反应是放热反应,升高温度,会使化学平衡向吸热的逆反应方向移动,不利于甲醇的合成,因此工业上,利用上述反应合成甲醇,并不是温度越高越好,A错误;
B.图示中横坐标X越大,CO的转化率越大,说明增大X平衡向着正向移动,该反应的正反应为气体体积缩小的放热反应,则X代表压强,M代表温度;在压强一定时,温度越高,CO的转化率越小,则M2<M1,B错误;
C.反应开始时c(CO)=0.5 mol/L,c(H2)=1 mol/L,P点CO转化率为50%,则△c(CO)=0.25 mol/L,△c(H2)=0.5 mol/L,△c(CH3OH)=0.25 mol/L,则平衡时c(H2)=0.5 mol/L,c(CO)=0.25 mol/L,c(CH3OH)=0.25 mol/L,故该反应的化学平衡常数K=,C正确;
D.若温度不变,平衡常数不变,D错误;
故选C。
13. 常温下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A. 溶液中:
B. 常温下的氨水和氯化铵的混合液中:
C. 溶液中:
D. 溶液中:
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液,醋酸根离子水解,溶液呈碱性,,故A错误;
B.常温下的氨水和氯化铵的混合液,根据电荷守恒,,所以,故B错误;
C.溶液中,根据电荷守恒,故C错误;
D.溶液,根据物料守恒,故D正确;
选D。
14. 常温下,用NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为的溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是
已知: ;HCN
A. 曲线M为HCN的滴定曲线
B. 点①和点②所示溶液中:
C. 点③所示溶液中:
D. 点④所示溶液中:
【答案】B
【解析】
【分析】由题干已知信息可知Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),则等浓度的CH3COOH和HCN的pH值,CH3COOH的更小,故曲线M为HCN的滴定曲线、曲线N为CH3COOH的滴定曲线;
【详解】A.由分析,曲线M为HCN的滴定曲线,A正确;
B.点①和点②所示溶液加入的NaOH体积相等,点①溶液呈碱性,溶质为等物质的量的NaCN和HCN,则CN-的水解>HCN的电离;点②溶液呈酸性,溶质为等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,则CH3COOH的电离大于CH3COO-水解,故有c(CN-)<c(CH3COO-),B错误;
C.点③溶液主要溶质为醋酸钠,以钠离子和醋酸根离子为主,且溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO-),故溶液中有c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),C正确;
D.点④溶液中溶质为NaCN,溶液的pH>7,CN-水解使得溶液呈碱性,则c(Na+)>c(CN-),c(OH-)>c(H+),故溶液中有:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),D正确;
故选B 。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 通过化学的方法实现的资源化利用是一种非常理想的减排途径。
(1)工业上用和反应合成二甲醚。
已知: kJ/mol;
kJ/mol。
写出和转化为和的热化学方程式:_______。
(2)在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示。温度下,将6mol和12mol充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率_______;、、三者之间的大小关系为_______。
(3)若 kJ⋅mol在恒温恒压下进行,以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是____(填序号)。
A.CO和的物质的量浓度之比是1∶2
B.CO的消耗速率等于的生成速率的2倍
C.容器中混合气体的体积保持不变
D.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
E.容器中混合气体的密度保持不变
(4)已知一定条件下,水煤气转化成甲醇的化学方程式为。在体积可变的恒压密闭容器中投入0.5 mol CO和0.75 mol ,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量(n)随温度(T)、压强(p)的变化下如图所示。
①_______(填“<”或“>”)。
②M点对应的平衡混合气体的体积为1 L,则:233℃时,该反应的平衡常数_______,的转化率为_______(保留1位小数)。
③工业实际合成生产中,采用下图M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和化学平衡知识,同时考虑生产实际,说明选择该反应条件的理由:_______。
【答案】(1) kJ·mol
(2) ①. ) ②.
(3)CDE (4) ①. > ②. 16 ③. 66.7% ④. 相对于N点而言,M点对应温度在500~600K,温度较高,反应速率较快。M点CO的平衡转化率已经达到90%,常压对设备和动力要求低,更经济
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,kJ/mol,热化学方程式: kJ·mol。
【小问2详解】
根据图像可知,温度下,当的投料比为2时,二氧化碳的转化率为60%,反应的二氧化碳的量为3.6mol,生成二甲醚的量为1.8mol,则0~5min内的平均反应速率mol⋅L⁻¹⋅min⁻¹;合成二甲醚为放热反应,温度越高,二氧化碳转化率越低,故,温度越高,平衡常数越小,温度相同,平衡常数相同,故KA、、三者之间的大小关系为。
【小问3详解】
A.当CO和的物质的量浓度之比是1∶2,无法说明正逆反应速率相等,A错误;
B.CO的消耗速率与的生成速率都为正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.反应为气体分子数减少的反应,在恒压条件下,容器中混合气体的体积保持不变能说明反应达到平衡状态,C正确;
D.气体的总质量不变,反应为气体分子数减少的反应,故容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变,D正确;
E.气体的总质量不变,反应为气体分子数减少的反应,在恒压条件下当到达平衡时,气体的体积不再改变,混合气体的密度不再改变,能说明反应达到平衡状态,E正确;
故选CDE。
【小问4详解】
①根据可知,该反应正方向气体分子数减小,增大压强,平衡正向进行,平衡时的物质的量较大,由图可知,;
②根据三段式,
;的转化率为。
16. 研究在海洋中的转移和归宿是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)已知水在25℃和95℃时的电离平衡曲线如图所示:
①25℃时水的电离平衡曲线应为_______(填“A”或“B”)。
②95℃时,0.01 mol⋅L的NaOH溶液的_______。
③95℃时,100 mL的溶液与200 mL 0.005 mol⋅L的NaOH溶液混合后,溶液的_____(已知:,)。
(2)已知常温下,在不同pH条件下,水溶液中碳元素的存在形式如图所示。下列说法不正确的是_______。
A. 时,溶液中含碳微粒主要是
B. 当时,
C. 常温时的电离常数是
D. 时,
(3)溶于海水的主要以4种无机碳形式存在,其中占95%。结合化学用语解释,溶液呈碱性的原因_______。
(4)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
写出钙化作用的离子方程式:_______。
(5)从海水中提取的可以合成乙酸,一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如下图所示。
①a、b、c三点的pH由小到大的顺序是_______。
②若使c点溶液中的增大,可以采取下列措施中的_______(填字母)。
A加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加NaOH固体 D.加水 E.加固体 F.加入锌粒
【答案】(1) ①. A ②. 10 ③. 9.82 (2)BD
(3)既发生水解,又发生电离,水解使溶液显碱性,电离使溶液显酸性,且水解程度大于电离程度,所以溶液呈碱性
(4)
(5) ①. b<a<c ②. ACEF
【解析】
【小问1详解】
①水的电离过程为吸热过程,根据图示数据分析,温度越高,水的电离程度越大,故曲线A对应的温度为25℃;
②曲线B为95℃时水的电离平衡曲线,水的离子积为,0.01mol⋅L-1的NaOH溶液mol⋅L,则mol⋅L,;
③95℃时,100 mL的溶液mol⋅L;200 mL 0.005 mol⋅L的NaOH溶液mol⋅L,混合后mol⋅L,则mol⋅L,。
【小问2详解】
A.由图可知,时,溶液中含碳微粒主要是,A正确;
B.由图可知,当时,此时,说明,B错误;
C.电离平衡常数只与温度有关,取图中的点,此时,mol/L,则常温时的电离常数为,C正确;
D.时,该溶液主要为碳酸盐溶液,根据电荷守恒可知还有其它阳离子,D错误;
故选BD。
【小问3详解】
溶液呈碱性的原因是:既发生水解,又发生电离,水解使溶液显碱性,电离使溶液显酸性,且水解程度大于电离程度,所以溶液呈碱性。
【小问4详解】
反应物中含有碳酸氢根,生成物为碳酸钙和二氧化碳,依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为:。
【小问5详解】
①溶液的导电能力与离子浓度有关,在醋酸溶液中离子主要来源于醋酸的电离,醋酸溶液的导电能力越强,说明越大,a、b、c三点的pH由小到大的顺序是b<a<c;
②若使增大,即促进的电离平衡向电离方向移动,A加热升高温度、B加很稀的NaOH溶液使c()减小、C加NaOH固体使c()减小 、D加水稀释、F加入锌粒使c()减小,均可以达到使电离平衡向电离方向移动的目的;B、D项虽然能使的电离平衡向电离方向移动,但是稀释占据了主导作用,导致减小。E项中虽然的电离受到抑制,但加入的能使增大,故ACEF符合。
17. Ⅰ.平衡思想是化学研究的一个重要观念,在水溶液中存在多种平衡体系。
(1)实验室在保存溶液时,常在溶液中加少量的____,以抑制其水解;把溶液蒸干并灼烧,最后得到的固体主要产物是____。
(2)在日常生活中经常用和混合溶液作灭火剂,请用离子方程式表示其灭火原理:_______。
Ⅱ.已知,常温下几种物质的电离平衡常数如下表:
化学式
电离平衡常数/(mol•L⁻¹)
(3)25℃时,溶液显_______性,溶液的pH_______(填“大于”或“小于”)7。
(4)物质的量浓度均为0.1 mol⋅L的4种溶液;①溶液;②溶液;③溶液;④溶液,按要求从大到小排序。
pH:_______;:_______。
(5)25℃时,若氨水的浓度为2.0 mol⋅L,溶液中的_______mol⋅L。将通入该氨水中,当降至mol⋅L时,溶液中的_______。
【答案】(1) ①. 盐酸 ②. 氧化铝
(2)
(3) ①. 中 ②. 大于
(4) ①. ④③①② ②. ②①③④
(5) ①. ②. 0.6
【解析】
【小问1详解】
是强酸弱碱盐,水解呈酸性,保存溶液时应加入盐酸抑制其水解;也属于强酸弱碱盐,水解生成和HCl,在溶液蒸干时,HCl挥发,生成的氢氧化铝在灼烧时分解成氧化铝和水,所以最后得到的固体是氧化铝;
【小问2详解】
和混合溶液中,和会相互促进水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式为;
【小问3详解】
从表格中的几种物质的电离平衡常数可知,的和的是相等的,则和的水解程度是一样的,故溶液显中性;的mol⋅L,的mol⋅L,。即的水解程度大于的,故溶液的pH大于7;
【小问4详解】
①是强酸弱碱盐,溶液显酸性;②也是强酸弱碱盐,溶液也显酸性,由于电离出氢离子,故酸性比①强;③是弱酸弱碱盐,由于的和的是相等的,故溶液显中性;④NH₃⋅H₂O是弱碱,溶液显碱性,所以它们的pH从大到小顺序是④③①②;题述四种溶液的物质的量浓度均为0.1mol⋅L,其中①、②、③是强电解质,是完全电离的,④是弱碱,是部分电离的,且①溶液中的部分水解,②溶液的酸性会抑制的水解,③是弱酸弱碱盐,和相互促进水解,④是弱碱,电离出的浓度最小,故四种溶液中的浓度由大到小的顺序为②①③④;
【小问5详解】
25℃时,氨水的,若氨水的浓度为2.0mol⋅L,则可得mol⋅L,因为氨水中,所以mol⋅L⁻¹;25℃时,,若mol⋅L,则mol⋅L,已知的mol⋅L,mol⋅L,则。
18. 应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分)吸收硫酸厂尾气中的制备无水的成本低、优势明显,其流程如下:
已知:①溶液的pH约为4.7。
②吸收过程中,当吸收塔中pH约为5时吸收液进入中和器。
(1)第一步电离方程式为_______。
(2)中和器中发生的主要反应的离子方程式是_______。
(3)为了促进结晶,中和器中加入过量的NaOH。请结合化学用语,从平衡移动的角度解释_______。
(4)写出溶液中离子浓度由大到小的顺序:_______。
(5)检验成品质量。
①取少量成品溶解,_______,说明成品中含。请补全操作与现象。
②可用碘量法测定成品中的含量,过程如下:
ⅰ.将m g成品溶于水配成100 mL溶液,取25 mL于碘量瓶中,并调至弱酸性。
ⅱ.加入mol/L的碘标准液mL,盖上瓶塞,缓慢振荡使其充分反应。
ⅲ.用mol/L的标准液滴定至溶液呈淡黄色时,加入1mL淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗标准液mL。(已知:)
a.滴定终点的现象是_______。b.成品中(g/mol)的质量分数是_______。
【答案】(1)
(2)
(3)存在溶解平衡:,NaOH过量使增大,上述平衡逆向移动
(4)
(5) ①. 滴加过量的盐酸酸化的氯化钡溶液,若产生白色沉淀 ②. 滴入最后半滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色 ③.
【解析】
【分析】碳酸钠溶解后,和含SO2的硫酸厂尾气一起加入吸收塔,碳酸钠溶液和二氧化硫反应主要生成亚硫酸氢钠,中和器中加入氢氧化钠,氢氧化钠与亚硫酸氢钠反应得到亚硫酸钠,反应后的溶液经过结晶得到亚硫酸钠晶体,干燥后得到成品,母液中含碳酸钠,可进入吸收塔循环使用;
【小问1详解】
为弱酸,第一步电离方程式为;
【小问2详解】
根据题意可知,中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为硫酸钠,同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠,主要反应离子方程式为:;
【小问3详解】
存在溶解平衡:,NaOH过量使增大,上述平衡逆向移动;
【小问4详解】
溶液中,主要为和,由于在水中既发生电离,也发生水解,但电离程度大于水解程度,溶液显酸性,则离子浓度由大到小为:;
【小问5详解】
①为检验硫酸根离子的存在,需加入盐酸酸化的氯化钡溶液,若产生白色沉淀,证明含有硫酸根离子。
②本实验最后是用标准液滴定至溶液呈淡黄色时,加入1mL淀粉指示剂,由于遇到淀粉溶液显蓝色,故滴定终点的现象是滴入最后半滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色;
步骤ⅱ中加入的碘标准液中含有的mol/LLmol,步骤ⅲ中标准液消耗的mol/LLmol故与反应的molmol,根据反应方程式可知,molmol,故成品中(g/mol)的质量分数是。
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