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化学 选择性必修1 [人教版]作业与测评
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时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.如图为反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的能量变化示意图,下列说法正确的是( )
A.形成2 mol H2 (g)和1 mol O2(g)中的化学键,共吸收1370.8 kJ能量
B.1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)生成1 mol H2O(l)放出240.2 kJ能量
C.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g),共放出480.4 kJ能量
D.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量低于2 mol H2O(g)的总能量
答案 C
2.下列能说明HClO一定是弱电解质的是( )
A.用HClO溶液做导电性实验,灯泡很暗
B.25 ℃时,测得NaClO溶液的pH大于7
C.25 ℃时,先测得某浓度的HClO溶液的pH=a,后取该溶液10.0 mL,加蒸馏水稀释至100.0 mL,测得溶液的pH=b,b-a<1
D.浓度相同的NaOH溶液分别与pH相同的次氯酸溶液、盐酸反应,反应后的溶液均呈中性时,前者消耗的NaOH溶液多
答案 B
3.常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),下列判断正确的是( )
A.增加Ni的用量,可加快该反应速率
B.该反应达到平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)
C.减压,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小
D.选择合适的催化剂可提高CO转化率
答案 B
解析 Ni是固体,增加Ni的量,对反应速率无影响,A错误;减小压强,平衡逆向移动,由于温度不变,反应的平衡常数不变,C错误;选择合适的催化剂,可加快反应速率,但平衡不移动,CO转化率不变,D错误。
4.(2023·青海省海东市第一中学高三一模)CO2在Au纳米颗粒表面电催化还原制备CO的方法具有在常温下催化效率高的优点,其反应历程如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应历程为阴极反应历程
B.催化剂降低了反应的活化能
C.高温下一定能提高电催化制备CO的速率
D.电催化还原CO2的电极反应式为CO2+2H++2e-===CO+H2O
答案 C
解析 温度过高可能会使催化剂失活,从而降低反应速率,C错误。
5.为探究金属的腐蚀情况,某同学将锌片和铜片置于浸有饱和食盐水和酚酞的滤纸上,并构成如图所示的装置。下列判断合理的是( )
A.左边铜片上有气泡冒出
B.右边锌片上的反应为2Cl--2e-===Cl2↑
C.最先观察到红色的区域是②
D.左右两边Cu片质量均不发生变化
答案 D
解析 左边是原电池,相当于吸氧腐蚀,锌作负极:Zn-2e-===Zn2+,铜作正极:O2+2H2O+4e-===4OH-,A错误;右边是电解池,锌作阳极:Zn-2e-===Zn2+,铜作阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,B错误;最先观察到红色的区域是④,C错误。
6.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1(燃烧热)
B.2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+483.6 kJ·mol-1(反应热)
C.C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O ΔH=-1368.8 kJ·mol-1(反应热)
D.NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===
CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1(反应热)
答案 B
7.(2023·南京市高三学情调研)用Na[Al(OH)4]溶液制备Al2O3的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(CO)-c(H2CO3)
B.“反应”过程说明CO结合质子的能力强于[Al(OH)4]-
C.“灼烧”时发生反应的ΔS>0
D.“电解”时阳极(惰性电极)的电极反应为2H2O-4e-+4CO===4HCO+O2↑
答案 B
解析 分析制备Al2O3的过程:
0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),元素守恒c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),整理得c(H+)-c(OH-)=c(CO)-c(H2CO3),A正确;将Na[Al(OH)4]溶液与碳酸氢钠溶液混合发生的反应为[Al(OH)4]-+HCO===Al(OH)3↓+CO+H2O,说明[Al(OH)4]-结合质子的能力强于碳酸根离子,B错误;“灼烧”时发生反应:2Al(OH)3Al2O3+3H2O↑,该反应的ΔS>0,C正确;电解时水失电子生成氧气和氢离子,氢离子与溶液中的CO结合生成HCO,故阳极的电极反应为4CO+2H2O-4e-===4HCO+O2↑,D正确。
8.一定温度下,将1 mol A和1 mol B气体充入2 L密闭容器中,发生反应A(g)+B(g)xC(g)+D(s)' ΔH>0,t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应方程式中的x等于1
B.t2时刻改变的条件是使用催化剂
C.t3时刻改变的条件是移去少量物质D
D.t1~t3间该反应的平衡常数均为4
答案 D
解析 t2时刻C的浓度增大,t2~t3时间内C的浓度不变,说明平衡不移动,应是增大压强引起的,压强不影响该平衡体系,则有x=1+1=2,A错误;使用催化剂,平衡不移动,C的浓度不变,B错误;由题图可知,t3时刻后,C的浓度逐渐增大,而移去少量D,平衡不移动,C的浓度不变,C错误;t1~t3时间内温度相同,则平衡常数相同,由题图可知,t1时刻C的平衡浓度为0.50 mol·L-1,则有
A(g) + B(g)2C(g)+D(s)
起始浓度/ (mol·L-1) 0.5 0.5 0
转化浓度/(mol·L-1) 0.25 0.25 0.50
平衡浓度/ (mol·L-1) 0.25 0.25 0.50
故该反应的平衡常数K===4,D正确。
9.(2023·江苏南通市高三一模)常温下,将FeSO4溶液与NH4HCO3溶液混合,可制得FeCO3,混合过程中有气体产生。已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ka1 (H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(FeCO3)=3.13×10-11。下列说法不正确的是( )
A.向100 mL pH=10的氨水中通入少量CO2,反应后溶液中存在:c(CO)>c(HCO)
B.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中:c(H2CO3)>c(CO)+c(NH3·H2O)
C.生成FeCO3的离子方程式为Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O
D.生成FeCO3沉淀后的上层清液中:c(Fe2+)·c(CO)=Ksp(FeCO3)
答案 A
解析 通入少量CO2,CO2+2NH3·H2O===(NH4)2CO3+H2O,(NH4)2CO3中碳酸根离子会发生水解:CO+H2OHCO+OH-,Kh(CO)==
==,若pH=10,c(OH-)=10-4 mol·L-1,则==>1,但通入CO2后,pH会降低,c(OH-)会减小,可知c(CO)<c(HCO),故A错误。
10.一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。设起始=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的焓变ΔH>0
B.图中Z的大小为a>3>b
C.图中X点对应的平衡混合物中=3
D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小
答案 A
解析 根据图像可知,温度升高,φ(CH4)减小,说明平衡右移,则正反应是吸热反应,该反应的焓变ΔH>0,A正确;温度一定时,Z增大,平衡右移,φ(CH4)减小,则a<3<b,B错误;X点对应的起始混合物中=3,由于反应时消耗n(H2O)∶n(CH4)=1∶1,则平衡时≠3,C错误;加压后X点对应的平衡左移,φ(CH4)增大,D错误。
11.已知H2A为二元弱酸,25 ℃时,用Na2A溶液吸收H2A,且最终吸收H2A的量小于原溶液中Na2A的物质的量,其吸收液pH随变化的关系如图所示,以下说法不正确的是( )
A.NaHA溶液中:c(H+)>c(OH-)
B.Na2A溶液中:c(A2-)>c(HA-)
C.H2A的第一步电离常数为10-7.2
D.当吸收液呈中性时:c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)
答案 C
解析 由题图可知,当=时,pH=6.2<7,说明NaHA溶液中HA-的电离程度大于其水解程度,溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-),A正确;在Na2A溶液中,A2-发生水解但其水解程度较小,则有c(A2-)>c(HA-),B正确;图中pH=7.2时,=1,则有=1;H2A的第二步电离常数为Ka2(H2A)==c(H+)=10-7.2,C错误;当吸收液呈中性时,则有c(H+)=c(OH-);根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),从而可得c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-),D正确。
12.(2023·湖北重点高中期末联考)我国在电催化固氮领域取得重要进展,为解决当前严峻的能源和环境问题提供了新思路,利用双功能催化剂实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气,氧化制备硝酸的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该装置工作时电子流入a极
B.双极膜中的H2O解离为H+和OH-,OH-向b极移动
C.阳极的电极反应为N2-10e-+6H2O===2NO+12H+
D.该装置工作时,阴、阳极消耗N2的体积比为1∶1
答案 D
解析 由题图可知,a极上N2转化为NH3,发生还原反应,故a极为阴极,电子由电源负极流向a极(阴极),b极上N2转化为HNO3,发生氧化反应,b极为阳极,电极反应为N2-10e-+6H2O===2NO+12H+,A、C正确;电解池中阴离子移向阳极,则OH-移向b极(阳极),B正确;a极:N2~2NH3~6e-,b极:N2~2HNO3~10e-,根据得失电子守恒可知,阴、阳极消耗N2的体积比为5∶3,D错误。
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
13.酱油是一种常用调味剂,根据国标要求酱油中NaCl的含量不应低于15 g/100 mL。莫尔法是较简单的一种测定Cl-含量的方法,现采用该法测定某市售酱油(pH<7)是否符合NaCl含量标准要求,原理及简单操作如下:
Ag++Cl-===AgCl↓(白色);
2Ag++CrO===Ag2CrO4↓(砖红色)。
准确量取经脱色处理后的酱油样品5.00 mL,并将其稀释至100 mL,从中取出10.00 mL置于锥形瓶中,再向锥形瓶中加入少量的K2CrO4溶液,用0.1000 mol·L-1硝酸银标准溶液滴定,重复实验三次。
(1)样品稀释过程中,用____________量取酱油样品,应在____________中定容,还需用到的玻璃仪器有______________________________。
(2)滴定过程中眼睛应注视________________,当出现____________时说明达到滴定终点。
(3)若三次消耗硝酸银标准溶液的平均体积为12.50 mL,则稀释后的酱油中NaCl的物质的量浓度为________mol·L-1;该市售酱油________(填“符合”或“不符合”)NaCl含量标准要求。
答案 (1)酸式滴定管 100 mL容量瓶 烧杯、玻璃棒、胶头滴管
(2)锥形瓶中颜色的变化 砖红色沉淀
(3)0.1250 不符合
解析 (3)根据反应Ag++Cl-===AgCl↓(白色),可知稀释后酱油中c(Cl-)=
=0.1250 mol·L-1,则该酱油样品中NaCl的浓度为0.1250 mol·L-1×=2.5 mol·L-1,1 L该酱油中NaCl的质量为2.5 mol×58.5 g·mol-1=146.25 g,即每100 mL该酱油中含有14.625 g NaCl,所以该酱油不符合要求。
14.25 ℃时,有物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的下列4种溶液:
①NaCN溶液 ②NaOH溶液 ③CH3COONa溶液 ④NaHCO3溶液
HCN
H2CO3
CH3COOH
Ka=5.0×10-10
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka=1.75×10-5
(1)这4种溶液pH由大到小的顺序是________(填序号),其中②由水电离出的H+浓度为________。
(2)①中各离子浓度由大到小的顺序是______________________。
(3)25 ℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则=________ (填写数值)。向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为____________________________________。
答案 (1)②>①>④>③ 1.0×10-13 mol·L-1
(2)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(3)0.02 CN-+CO2+H2O===HCN+HCO
解析 (1)根据表中几种酸的电离常数可知,酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO,酸的酸性越弱其酸根离子水解程度越大,所以等浓度的①NaCN溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液、④NaHCO3溶液,碱性由强到弱的顺序为②>①>④>③,②为NaOH溶液,NaOH属于强碱,0.1 mol·L-1 NaOH溶液中c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,所以由水电离出的H+浓度为1.0×10-13 mol·L-1。
(2)①为NaCN溶液,NaCN为强碱弱酸盐,溶液显碱性,所以NaCN溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)====0.02;由酸性从强到弱的顺序:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO可知,向NaCN溶液中通入少量CO2,生成碳酸氢钠和HCN,其发生反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O===HCN+HCO。
15.(2023·北京市西城区高三期末)石油中含有有机氯和无机氯(主要以Cl-的形式存在),还含有少量的硫化氢、硫酸盐和碳酸盐等。微库仑滴定法可快速测定石油中有机氯的含量。
已知:库仑测氯仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中的c(Ag+)保持定值时,电解池不工作。待测物质进入电解池后与Ag+反应,测氯仪便立即自动进行电解到c(Ag+)又回到原定值,测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求出石油中氯的含量。
(1)库仑测氯仪电解池中的阳极反应是________________。
(2)用过量KOH溶液和水除去石油样品中的H2S和无机盐,再通过________操作分离得到处理后的石油样品。KOH溶液除去H2S的离子方程式是__________________________。
(3)经处理后的石油样品在高温、富氧条件下燃烧,有机氯转化为HCl。在库仑测氯仪中,待测气体通入电解池后与Ag+反应的离子方程式是__________________。
(4)石油样品为a g,电解消耗的电量为x库仑,样品中有机氯的含量(按含氯元素计)为________mg/g。
已知:电解中转移1 mol电子所消耗的电量为F库仑
答案 (1)Ag-e-===Ag+
(2)分液 H2S+2OH-===S2-+2H2O
(3)Ag++Cl-===AgCl↓
(4)
解析 检测前,电解质溶液中的c(Ag+)保持定值时,电解池不工作。待测物质进入电解池后与Ag+反应,Ag+浓度减小,测氯仪便立即自动进行电解,阳极Ag失电子,生成Ag+,到c(Ag+)又回到原定值,电极反应式为Ag-e-===Ag+,根据电解消耗的电量可以求出石油中氯的含量。
(4)电解消耗的电量为x库仑,即 mol电子,n(Cl-)=n(Ag+)=n(e-)= mol,样品中有机氯的含量为= mg/g。
16.(2023·甘肃省金昌市高三模拟)随着环境治理深入开展,大气污染治理已见成效。回答下列问题:
(1)已知:Ⅰ.N2(g)+O2(g)===2NO(g)ΔH=+180.5 kJ·mol-1
Ⅱ.2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)ΔH=-113.0 kJ·mol-1
Ⅲ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905 kJ·mol-1
写出NH3与NO2反应生成无污染气体的热化学方程式:________________________________________________。
(2)根据NH3与NO2反应的热化学方程式,请判断该反应能否自发进行:________(填“能”或“不能”),理由是__________________。
(3)一定条件下,将4 mol NH3和5 mol O2充入固定容积为2 L的密闭容器中,发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),反应体系中某组分浓度随时间的变化如图所示:
①从反应开始到平衡状态,以O2的浓度变化表示的平均反应速率为________mol·L-1·s-1,此条件下,该反应的化学平衡常数Kc=____________(列出计算式即可),NH3的平衡转化率为________。
②恒容条件下,下列措施能使平衡体系中增大的有________(填字母)。
a.升高温度 b.充入He气
c.再充入2 mol O2 d.使用高效催化剂
答案 (1)8NH3(g)+6NO2(g)===7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2734.5 kJ·mol-1
(2)能 该反应是熵增的放热反应
(3)①0.1 40% ②c
解析 (1)根据盖斯定律,由Ⅲ×2-Ⅱ×3-Ⅰ×7得反应8NH3(g)+6NO2(g)===7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2734.5 kJ·mol-1。
(3)①根据图中数据可知,开始时浓度为2 mol·L-1,则应该为氨气的浓度随反应时间的变化,故从反应开始到平衡状态,以O2的浓度变化表示的平均反应速率v(O2)=v(NH3)=×=0.1 mol·L-1·s-1;根据三段式可知:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
起始浓度(mol·L-1) 2 2.5 0 0
变化浓度(mol·L-1) 0.8 1 0.8 1.2
平衡浓度(mol·L-1) 1.2 1.5 0.8 1.2
该反应的化学平衡常数Kc=,NH3的平衡转化率为×100%=40%。②反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)为气体体积增大的放热反应,恒容条件下升高温度,平衡逆向移动,减小;充入He气,参与反应的气体的浓度不变,平衡不移动,不变;再充入2 mol O2,平衡正向移动,增大;使用高效催化剂,平衡不移动,不变。
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