内容正文:
赤峰二中2021级高二上学期第一次月考
化学试卷
试卷满分:100分 考试时间:90分钟
可能用到的相对原子质量 H 1 C 12 O 16 K 39 Fe 56 Cu 64
第I卷
一、单项选择题(1~12每题2分,13~20每题3分,共48分)。
1. 下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
C12H22O11(蔗糖)
BaSO4
C2H5OH
H2O
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语的相关表述中正确的是
A. 因H+(aq) +OH- (aq)= H2O(l) △H=-akJ·mol-1,故1molNaOH 固体与足量的稀盐酸反应,放出的热量为akJ
B. 因CuSO4·5H2O(s)= CuSO4(s)+5H2O(1) △H= +b kJ·mol-1,故1mol CuSO4(s)溶于水时,放出的热量为bkJ
C. 因氢气的燃烧热为c kJ·mol-1,故水电解的热化学方程式为2H2O (l)= 2H2(g)+O2(g) △H=+c kJ·mol-1
D. 因N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=-d kJ·mol-1,故在某容器中通入1molN2 与3molH2充分反应后,放出的热量小于dkJ
3. 一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡:。将1.0 mol HA加入到一定量的蒸馏水中,最终得到1.0 L溶液,如图,表示溶液中HA、、的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是
A. B.
C. D.
4. 室温下若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14mol·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是
A. Al3+、Na+、NO、Cl- B. K+、Na+、Cl-、NO
C. K+、Na+、Cl-、AlO D. K+、NH、SO、NO
5. 常温下,将浓度为0.1 mol·L-1的HF溶液加水稀释,下列各量保持增大的是
①c(H+);②c(F-);③c(OH-);④Ka(HF);⑤Kw;⑥
A. ①③ B. ②④ C. ③⑥ D. ④⑤
6. 水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是
A. 图中五点KW间的关系:B>C>A=D=E
B. 若从A点到C点,可采用:温度不变在水中通入适量的NH3
C. 若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸
D. 若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液呈中性
7. 一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A. a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B. a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C. 用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果可能偏小
D. a、b、c三点溶液用1 mol·L-1 NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
8. 两人用同一瓶盐酸标准溶液滴定同一瓶NaOH待测液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后,使用水洗过的碱式滴定管取碱液于锥形瓶中;乙则用甲用过的滴定管取碱液于刚用蒸馏水洗过且残存有蒸馏水的锥形瓶中,其他操作及读数均正确,你的判断是
A. 甲操作有错 B. 乙操作有错
C. 甲测定数值一定比乙小 D. 甲实际测得值较准确
9. 的两种一元酸x和y,体积均为,稀释过程中与溶液体积的关系如图所示。分别滴加溶液至,消耗溶液的体积为,则
A. y为弱酸, B. x为弱酸,
C. x为强酸, D. y为强酸,
10. 近日,北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作,合成了Y、Sc(Y1/NC,Sc1/NC)单原子催化剂,用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(*表示稀土单原子催化剂)。下列说法错误的是
A. Sc1/NC 比Y1/NC更有利于吸附氮气
B. 实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氨气的平衡转化率
C. 使用Sc1/NC单原子催化剂的反应历程中,最大能垒的反应过程可表示为*N2+H→*NNH
D. 升高温度一定可以提高氨气单位时间内的产率
11. 氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应:。已知该反应的速率随的增大而加快。如图为用在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应图。下列说法中不正确的是
A. 反应开始时速率增大可能是所致
B. 纵坐标为的曲线与图中曲线完全重合
C. 图中阴影部分的面积表示时间内的物质的量的减少量
D. 后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
12. 恒温恒容条件下,建立化学平衡。平衡后,再向体系中充入一定量的,下列叙述正确的是
A. 化学平衡正向移动
B. 再次达到平衡时,的转化率提高
C. 再次达到平衡时,的百分含量增大
D. 再次达到平衡时,的浓度增大
13. 在容积为VL的密闭容器中发生可逆反应??,下列说法正确的是
A. 若A为气态,则气体的平均密度不再变化时反应达到平衡状态
B. 升高温度,C的体积分数增大,则该反应正方向放热
C 达到平衡后,向容器中加入B,正反应速率一定增大
D. 达到平衡后,若将容器的容积压缩为原来的一半,C的浓度变为原来的倍,则A一定为非气态
14. 一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是
A. CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g);△H<0
B. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);△H>0
C. CH3CH2OH (g)CH2=CH2(g)+H2O(g);△H>0
D 2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2 C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g);△H<0
15. CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应:
CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH=+247.1 kJ·mol-1
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量之比为n(CH4)∶n(CO2)=1∶1的条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A. 升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B. 曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C. 相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D. 恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率可能达到Y点的值
16. 下列说法正确的是
A. 常温下,将的溶液加水稀释到10倍后,溶液的
B. 下列离子在由水电离出的的溶液中能大量共存:K+、Cl-、、
C. 相同浓度的溶液与溶液相对比,前者的pH较小
D. 已知溶液显酸性,则在该溶液中微粒浓度由大到小的顺序是
17. 下列关于盐类水解反应的应用说法正确的有几个
①可以把FeCl3固体直接溶于水制FeCl3溶液
②用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液作泡沫灭火剂
③Mg粉投入到饱和NH4Cl溶液中无明显现象
④草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑤实验室盛Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑥热的纯碱溶液去油污效果好
⑦AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,所得固体的成分相同
⑧向CuCl2溶液中加入CuO调节pH,可除去溶液中混有的Fe3+
⑨氯化铵溶液可用于铁制品的除锈剂
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
18. 为探究外界条件对反应: 的影响,以和的物质的量之比为开始反应,通过实验得到不同条件下反应达到平衡时的物质的量分数与压强及温度的关系,实验结果如图所示。下列判断正确的是
A.
B.
C. 升高温度,、都增大,平衡常数减小
D. 恒温恒压时,向已达到平衡的体系中加入少量,再次达到平衡后的物质的量分数增大
19. SiHCl3在催化剂作用下主要发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH=+48kJ•mol-1。已知:反应速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
下列说法正确的是
A. 343K时反应物的平衡转化率为21%
B. a点的反应速率小于b点的反应速率
C. 343K时=
D. 由323K的平衡转化率数据,不能计算323K的平衡常数K
20. 一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:
已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。下列说法正确的是
A. 550℃时,若充入惰性气体,ʋ正,ʋ逆 均减小,平衡不移动
B. 650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C. T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D. 925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总
第II卷
二、非选择题(共52分)。
21. 25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
电离平衡常数(Ka或Kb)
①CH3COOH
18×10-5
②HNO2
4.9×10-4
③HCN
5×10-10
④HClO
3×10-8
⑤H2CO3
Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
⑥NH3·H2O
1.8×10-5
(1)上述五种酸的酸性由强到弱的顺序是_______(填写数字序号)。
(2)25℃时,0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中水的电离程度_______0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液中水的电离程度(填写字母序号)。
A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 无法比较
(3)25℃时,0.10 mol·L-1 HNO2溶液中的c(H+)=_______ mol·L-1。
(4)25℃时,向NaClO溶液中通入少量的CO2,发生反应的离子方程式为_______。
(5)等浓度下列盐溶液值由大到小的顺序________(添字母符号即可)。
A.CH3COONa B.NaNO2 C.NaCN D.NaClO E.NaHCO3
22. Ⅰ.某学习小组拟用如图所示装置来间接测定醋酸的电离热(即1 mol CH3COOH完全电离所吸收的热量),其原理如下:
;
;
。
(1)_______(用表示)。
(2)其主要过程如下:
i.测定强酸与强碱反应的中和热,通过测定反应过程中释放的热量来计算。
ii.测定醋酸与氢氧化钠溶液的反应热该组同学设计出以下2种测定方案,通过测定反应过程中释放的热量来计算。
甲.测定30 g冰醋酸与100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应放出的热量。
乙.测定50 mL 0.5 mol·L-1醋酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应放出的热量。
①合理的一组为_______ (填写“甲”或“乙”)。
②理由是:_______。
Ⅱ.某学生用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
A.用蒸馏水洗干净滴定管
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管
C.用酸式滴定管取稀盐酸20.00 mL,注入锥形瓶中,加入酚酞
D.另取锥形瓶,再重复操作一次
E.检查滴定管是否漏水
F.取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2~3 cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
G.把锥形瓶放滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
(3)正确操作的顺序是(用序号字母填写)_______。
(4)操作F中应该选择图中_______管(填标号)。
(5)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察_______。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
滴定终点溶液颜色的变化是_______。
(6)滴定结果如表所示:
滴定次数
待测溶液体积/mL
标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
20
1.02
21.03
2
20
2.00
25.00
3
20
0.60
20.60
滴定中误差较大的是第_______次实验,造成这种误差的可能原因是_______。
A.碱式滴定管在装液前未用标准NaOH溶液润洗2~3次
B.滴定开始前碱式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定终点读数时未发现气泡
C.滴定开始前碱式滴定管尖嘴部分没有气泡,在滴定终点读数时发现尖嘴部分有气泡
D.达到滴定终点时,仰视溶液凹液面最低点读数
E.滴定过程中,锥形瓶振荡得太剧烈,以致有些液滴飞溅出来
(7)该盐酸的浓度为_______ mol/L(保留四位有效数字)。
(8)如果准确移取20.00 mL 0.100 0 mol/L NaOH溶液于锥形瓶中,滴入酚酞指示剂,然后用未知浓度的盐酸(装在酸式滴定管中)滴定,是否也可测定出盐酸的物质的量浓度?_______ (填“是”或“否”)。
23. 已知:反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) K1;
反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) K2;
反应③H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K3。
测得在不同温度下,K1、K2的值如下:
温度/℃
K1
K2
500
1.00
3.15
700
1.47
2.26
900
2.40
1.60
(1)若500℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2 mol/L,CO2的转化率为_______。
(2)反应②的焓变ΔH_______ (填“>”“<”或“=”)0。
(3)900℃时进行反应③,其平衡常数K3=_______(填数值)。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有____(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO浓度
(5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:
若t4时降压,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线_____。
24. 工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:
(1)已知H2的热值为142.9 kJ/g(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量)。
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol;H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ/mol。
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为_______。
Ⅱ.脱碳:
向2 L密闭容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<0。
(2)①该反应自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.混合气体的平均摩尔质量保持不变
B.CO2和H2体积分数保持不变
C.CO2和H2的转化率相等
D.混合气体的密度保持不变
E.1 mol CO2生成的同时有3 mol H-H键断裂
(3)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0中的所有物质都为气态。起始温度和体积相同(T1℃、2L密闭容器),反应过程中部分数据见下表:
反应I恒温恒容
0
2
6
0
0
10
4.5
20
1
30
1
反应Ⅱ绝热恒容
0
0
0
2
2
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比,平衡常数:K(Ⅰ)_______K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(CH3OH,Ⅰ)_______c(CH3OH,Ⅱ)。
②对反应Ⅰ,前10 min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______;其他条件不变,若30 min时只改变温度为T2℃,平衡时H2的物质的量为3.2 mol,则T1_______T2(填“>”“<”或“=”);若30min时只向容器中再充入1mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
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赤峰二中2021级高二上学期第一次月考
化学试卷
试卷满分:100分 考试时间:90分钟
可能用到的相对原子质量 H 1 C 12 O 16 K 39 Fe 56 Cu 64
第I卷
一、单项选择题(1~12每题2分,13~20每题3分,共48分)。
1. 下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
C12H22O11(蔗糖)
BaSO4
C2H5OH
H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁是单质,既不是电解质,也不是非电解质,A错误;
B.硫酸钡是强电解质,B错误;
C.全部正确,C正确;
D.水是弱电解质,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语的相关表述中正确的是
A. 因H+(aq) +OH- (aq)= H2O(l) △H=-akJ·mol-1,故1molNaOH 固体与足量的稀盐酸反应,放出的热量为akJ
B. 因CuSO4·5H2O(s)= CuSO4(s)+5H2O(1) △H= +b kJ·mol-1,故1mol CuSO4(s)溶于水时,放出的热量为bkJ
C. 因氢气的燃烧热为c kJ·mol-1,故水电解的热化学方程式为2H2O (l)= 2H2(g)+O2(g) △H=+c kJ·mol-1
D. 因N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=-d kJ·mol-1,故在某容器中通入1molN2 与3molH2充分反应后,放出的热量小于dkJ
【答案】D
【解析】
【详解】A、H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-a kJ/mol,说明1 mol NaOH稀溶液与足量的稀盐酸反应,放出热量为a kJ,A错误;
B、CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(1) △H=+bkJ/mol,说明胆矾受热分解时,吸收热量为b kJ,B错误;
C、因氢气的燃烧热为c kJ/mol,故电解水的热化学方程式为:2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)△H=+2c kJ/mol,C错误;
D、N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-dkJ/mol,因该反应为可逆反应,故在某容器中投入1 molN2与3mol H2充分反应后,放出热量小于d kJ,D正确;
答案选D。
3. 一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡:。将1.0 mol HA加入到一定量的蒸馏水中,最终得到1.0 L溶液,如图,表示溶液中HA、、的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是
A B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.、浓度由0增大,A错误;
B.、浓度由0增大,B错误;
C.、浓度由0增大,HA的减少量等于的增加量,C正确;
D.根据弱酸HA的电离平衡知,HA浓度由大到小,D错误;
故选:C。
4. 室温下若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14mol·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是
A. Al3+、Na+、NO、Cl- B. K+、Na+、Cl-、NO
C. K+、Na+、Cl-、AlO D. K+、NH、SO、NO
【答案】B
【解析】
【分析】若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14mol·L-1,说明水的电离受到抑制,可能是酸性溶液也可能是碱性溶液;
【详解】A.若为碱性溶液,含大量OH-,则与Al3+反应得到沉淀,A项不符合题意;
B.K+、Na+、Cl-、NO离子间不反应,且在酸性或者酸性条件下都能共存,B项符合题意;
C.若溶液为酸性,含大量H+,H+与AlO反应得到氢氧化铝沉淀,不共存,C项不符合题意;
D.若为碱性溶液,含大量OH-,则与NH反应得到一水合氨,不能共存,D项不符合题意;
故答案选B。
5. 常温下,将浓度为0.1 mol·L-1的HF溶液加水稀释,下列各量保持增大的是
①c(H+);②c(F-);③c(OH-);④Ka(HF);⑤Kw;⑥
A. ①③ B. ②④ C. ③⑥ D. ④⑤
【答案】C
【解析】
【详解】HF是弱电解质,存在弱的电离平衡,向此溶液向加水稀释,促进HF的电离,氢离子、氟离子的物质的量增大,但c(H+),c(F-)浓度下降; Ka(HF),Kw只受温度变化影响,温度不变,则Ka(HF),Kw不变;,Kw不变c(H+)浓度下降,则c(OH-)增大;,因为c(F-)浓度下降Ka(HF)不变,则变大,故符合题意的为③⑥,答案选C。
6. 水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是
A. 图中五点KW间的关系:B>C>A=D=E
B. 若从A点到C点,可采用:温度不变在水中通入适量的NH3
C. 若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸
D. 若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液呈中性
【答案】B
【解析】
【详解】A.A点、D点、E点都处于25℃时,Kw相等,B点c(H+)和c(OH-)都大于C点的c(H+)和c(OH-),并且C点的c(H+)和c(OH-)大于A点c(H+)和c(OH-),,则c(H+)和c(OH-)越大,Kw越大,故B>C>A=D=E,A项正确;
B.A点为25℃条件,C点脱离了该温度下平衡曲线,由A点到C点一定是升温,且保证c(H+)=c(OH-),温度不变在水中通入适量的NH3不可能实现,B项错误;
C.A、D点为恒温条件,且D点的c(H+)大,由比较可知溶液中加入了酸,C项正确;
D.B点时,该温度下pH=2的硫酸溶液中,该温度下pH=10的KOH溶液中,,二者等体积混合,恰好完全反应,溶液呈中性,D项正确;
答案选B。
7. 一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A. a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B. a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C. 用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果可能偏小
D. a、b、c三点溶液用1 mol·L-1 NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
【答案】C
【解析】
【分析】冰醋酸在加水稀释的过程中,由无离子开始逐渐电离产生离子,且电离大于稀释,所以离子浓度逐渐增大,导电能力逐渐增加;当离子浓度达到最大后继续加水,稀释大于电离,离子浓度逐渐减小,溶液导电能力逐渐降低,据此分析回答。
【详解】A.溶液的导电能力由离子浓度大小决定,由图可以知到c(H+):b>a>c,故pH:c>a>b,A错误;
B.加水体积越大,越利于CH3COOH电离,故电离程度:c>b>a,B错误;
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,相当于稀释a点溶液,向b点靠近,c(H+)增大,pH偏小,C正确;
D.a、b、c三点n(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗V(NaOH):a=b=c,D错误;
故答案选C。
8. 两人用同一瓶盐酸标准溶液滴定同一瓶NaOH待测液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后,使用水洗过的碱式滴定管取碱液于锥形瓶中;乙则用甲用过的滴定管取碱液于刚用蒸馏水洗过且残存有蒸馏水的锥形瓶中,其他操作及读数均正确,你的判断是
A. 甲操作有错 B. 乙操作有错
C. 甲测定数值一定比乙小 D. 甲实际测得值较准确
【答案】A
【解析】
【分析】甲乙中和滴定操作中,甲出现了两次错误,一是将锥形瓶用待测液润洗,二是水洗过的碱式滴定管量取待测液,这两处错误操作,都会影响滴定结果。据此分析作答。
【详解】A.中和滴定操作时,盛待测液的锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使待测液的物质的量增加,测定数值变大;碱式滴定管不能水洗后直接量取待测液,必须用待测液润洗后再用来量取,否则会使测定数值变小,甲操作错误,故A正确;
B.甲用过的滴定管对乙来说相当于润洗过,乙的操作完全正确,故B错误;
C.由于甲的两次错误,一次将锥形瓶用待测液润洗,使待测数值变大,一次用水洗过的碱式滴定管量取待测液,使待测数值变小,故无法判断甲的数值准确程度,故C错误;
D.根据A答案分析,甲操作错误,故D错误;
故选A。
9. 的两种一元酸x和y,体积均为,稀释过程中与溶液体积的关系如图所示。分别滴加溶液至,消耗溶液的体积为,则
A. y为弱酸, B. x为弱酸,
C. x为强酸, D. y为强酸,
【答案】C
【解析】
【分析】根据稀释相同倍数酸x、y的pH变化,判断强酸、弱酸,pH相等体积相等的强酸和弱酸与碱反应,反应中弱酸还继续电离,弱酸消耗碱的量大。
【详解】从图象看,稀释10倍,x的pH值变化1, y的pH值变化小于1,说明x为强酸,y为弱酸。pH相等、体积相等的强酸和弱酸与碱反应,强酸的物质的量小于弱酸的物质的量,反应中弱酸还会继续电离,故弱酸消耗碱的量大,即Vx<Vy, 合理选项是C。
10. 近日,北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作,合成了Y、Sc(Y1/NC,Sc1/NC)单原子催化剂,用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(*表示稀土单原子催化剂)。下列说法错误的是
A. Sc1/NC 比Y1/NC更有利于吸附氮气
B. 实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氨气的平衡转化率
C. 使用Sc1/NC单原子催化剂的反应历程中,最大能垒的反应过程可表示为*N2+H→*NNH
D. 升高温度一定可以提高氨气单位时间内的产率
【答案】BD
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,使用Sc1/NC吸附氮气的活化能更低,更有利于吸附氮气,A正确;
B.催化剂只能改变反应速率,不能影响化学平衡移动,故实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒不能提高氨气的平衡转化率,B错误;
C.从图中可以看出,使用Sc1/NC单原子催化剂的反应历程中,最大能垒的反应过程可表示为*N2+H→*NNH,C正确;
D.从图中可知,合成氨的反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,且温度越高,催化剂吸附N2更困难,故升高温度虽然可以加快反应速率,但不一定可以提高氨气单位时间内的产率,D错误;
故答案为:BD。
11. 氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应:。已知该反应的速率随的增大而加快。如图为用在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应图。下列说法中不正确的是
A. 反应开始时速率增大可能是所致
B. 纵坐标为的曲线与图中曲线完全重合
C. 图中阴影部分的面积表示时间内的物质的量的减少量
D. 后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题目信息,反应速率随的增大而加快,随着反应的进行,生成增大,所以速率加快,A正确;
B.用不同物质表示的反应速率等于系数之比,所以,B正确;
C.根据公式,所以阴影面积是时间内的物质的量浓度的减少量,C错误;
D.随着反应进行,反应物浓度逐渐减小,使得反应速率减慢,D正确;
故选C。
12. 恒温恒容条件下,建立化学平衡。平衡后,再向体系中充入一定量的,下列叙述正确的是
A. 化学平衡正向移动
B. 再次达到平衡时,的转化率提高
C. 再次达到平衡时,的百分含量增大
D. 再次达到平衡时,的浓度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入生成物,平衡逆向移动,故A错误;
B.再充入N2O4,相当于增大压强,与原平衡相比较,N2O4的转化率降低,故B错误;
C.再充入N2O4,相当于增大压强,与原平衡相比较,NO2的百分含量降低,故C错误;
D.根据勒夏特列原理,再次达到平衡时,由于充入的量会大于分解的量,N2O4的浓度增大,故D正确;
故选:D。
13. 在容积为VL的密闭容器中发生可逆反应??,下列说法正确的是
A. 若A为气态,则气体的平均密度不再变化时反应达到平衡状态
B. 升高温度,C的体积分数增大,则该反应正方向放热
C. 达到平衡后,向容器中加入B,正反应速率一定增大
D. 达到平衡后,若将容器的容积压缩为原来的一半,C的浓度变为原来的倍,则A一定为非气态
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A. 若A为气态,则B也为气态,气体的平均密度不再变化时,反应不一定达到平衡状态,故A错误;
B. 升高温度,C的体积分数增大,则该正反应吸热,故 B错误;
C. 达到平衡后,向容器中加入B,若B是固体,则正反应速率不变,故C错误;
D. 达到平衡后,若将容器的容积压缩为原来的一半,C的浓度变为原来的倍,说明平衡逆向移动,则A一定为非气态,故D正确。
故选D。
14. 一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是
A. CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g);△H<0
B. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);△H>0
C. CH3CH2OH (g)CH2=CH2(g)+H2O(g);△H>0
D. 2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2 C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g);△H<0
【答案】A
【解析】
【详解】分析左图:据达平衡所需时间,得:T2>T1;据平行线部分,得:T1到T2(升高温度),水蒸气含量减少,所以应该是正向放热的可逆反应;
分析右图:据达平衡所需时间,得:P1>P2;据平行线部分,得:P1到P2(压强减小),水蒸气含量减少,所以应该是正向气体体积减小的可逆反应;
答案选A。
15. CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应:
CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH=+247.1 kJ·mol-1
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量之比为n(CH4)∶n(CO2)=1∶1的条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A. 升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B. 曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C. 相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D. 恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率可能达到Y点的值
【答案】D
【解析】
【详解】A.依题意,第一个反应的 ΔH>0,正向吸热,则升高温度平衡正向移动,有利于提高CH4的平衡转化率,反应是气体分子数增大的反应,则增大压强平衡逆向移动,不利于提高CH4的平衡转化率,故A错误;
B.物质的量比n(CH, ):n(CO2)=1:1条件下,根据第一个热化学方程式可知,CH4 与CO2具有相等的平衡转化率,第二个热反应方程式也是吸热反应,升温CO2的平衡转化率也会增大,则相同温度下,CO2的转化率更大,对应曲线A表示CO2的平衡转化率随温度的变化,故B错误;
C.高效催化剂能增大反应的速率,缩短达到平衡的时间,但不能使平衡发生移动,不能使曲线A和曲线B 相重叠,故C错误;
D.根据图像可知,恒压、800K、n(CH4): n(CO2)=1: 1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,要使其达到Y点的值,则需提高CH4的转化率,即使平衡正向移动,若温度保持不变,则可以增大容器的体积或分离出生成物,故D正确;
故选D。
16. 下列说法正确的是
A. 常温下,将的溶液加水稀释到10倍后,溶液的
B. 下列离子在由水电离出的的溶液中能大量共存:K+、Cl-、、
C. 相同浓度的溶液与溶液相对比,前者的pH较小
D. 已知溶液显酸性,则在该溶液中微粒浓度由大到小的顺序是
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.加水稀释促进的水解,所以常温下pH=10的溶液加水稀释到10倍后,溶液的pH减少不到一个单位,所以溶液的pH>9,A项错误;
B.由水电离出的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能为酸或者为碱,碱、酸溶液中,均不能大量存在,B项错误;
C.溶液中与双水解,所以溶液的pH较大,C项错误;
D.在溶液中,电离程度大于水解程度,溶液显酸性,则离子浓度大小为,D项正确;
答案选D。
17. 下列关于盐类水解反应的应用说法正确的有几个
①可以把FeCl3固体直接溶于水制FeCl3溶液
②用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液作泡沫灭火剂
③Mg粉投入到饱和NH4Cl溶液中无明显现象
④草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑤实验室盛Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑥热的纯碱溶液去油污效果好
⑦AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,所得固体的成分相同
⑧向CuCl2溶液中加入CuO调节pH,可除去溶液中混有的Fe3+
⑨氯化铵溶液可用于铁制品的除锈剂
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
【答案】C
【解析】
详解】①FeCl3固体直接溶于水会发生水解反应,生成氢氧化铁和稀盐酸,因此不能直接将FeCl3固体溶于水来制备FeCl₃溶液,故①错误;
②NaHCO3与Al2(SO4)3溶液混合后,会发生双水解反应,生成氢氧化铝和二氧化碳,可以用于灭火,故②正确;
③NH4Cl是强酸弱碱盐,水解导致溶液呈酸性,镁与酸反应会生成氢气,因此将Mg粉投入到饱和NH4Cl溶液中会有气泡产生,故③错误;
④草木灰中含有碳酸钾,与铵态氮肥混合会发生反应:(NH4)2SO4+K2CO3=K2SO4+H2O+CO2↑+2NH3↑,导致氨气逸出,造成氮元素损失,故④正确;
⑤Na2CO3溶液水解后呈碱性,碱性溶液会与磨口玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸盐,导致塞子粘结,故⑤正确;
⑥热的纯碱(Na2CO3)溶液去油污效果好,因为升高温度会促进碳酸钠的水解,使溶液碱性增强,故⑥正确;
⑦蒸干AlCl3溶液,Al3+会发生水解,AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,因为盐类水解是吸热反应,HCl又易挥发,在蒸发过程中反应一直正向进行,得到Al(OH)3,灼烧后得到Al2O3,而Al2(SO4)3溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体是Al2(SO4)3,故⑦错误;
⑧CuO与溶液中的H+反应,生成Cu2+和H2O,从而降低溶液中的H+浓度,Fe3+的水解反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+在H+浓度降低时向生成Fe(OH)3的方向移动,当Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3后,通过过滤可以将其从溶液中分离出去,从而得到纯净的CuCl2溶液,故⑧正确;
⑨氯化铵是一种强酸弱碱盐,在水溶液中会发生水解反应,生成弱酸性的溶液。这种弱酸性环境能够与铁锈发生反应,从而溶解铁锈,故⑨正确;
综上所述,正确的说法有6个,故选C。
18. 为探究外界条件对反应: 的影响,以和的物质的量之比为开始反应,通过实验得到不同条件下反应达到平衡时的物质的量分数与压强及温度的关系,实验结果如图所示。下列判断正确的是
A.
B.
C. 升高温度,、都增大,平衡常数减小
D. 恒温恒压时,向已达到平衡的体系中加入少量,再次达到平衡后的物质的量分数增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图象可知,降低温度,的物质的量分数增大,说明降低温度平衡向正反应方向移动,正反应是放热反应,,选项A错误;
B.降低压强,的物质的量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,减小压强,化学反应向气体分子数增加的方向进行,所以,选项B错误;
C.升高温度,正、逆反应速率都加快,但因正反应是放热反应,所以平衡常数减小,选项C正确;
D.恒温恒压,向已达到平衡的体系中加入少量,与原平衡等效,再次达到平衡后的物质的量分数不变,选项D错误。
答案选C。
19. SiHCl3在催化剂作用下主要发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH=+48kJ•mol-1。已知:反应速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
下列说法正确的是
A. 343K时反应物的平衡转化率为21%
B. a点的反应速率小于b点的反应速率
C. 343K时=
D. 由323K的平衡转化率数据,不能计算323K的平衡常数K
【答案】C
【解析】
【详解】A.该可逆反应为气体分子数不变且吸热的反应。则对于该可逆反应来说,温度升高,反应向正反应方向进行。根据题中t-SiHCl3%图,可知曲线a为343K时SiHCl3的转化率-时间曲线,曲线b为323K时SiHCl3的转化率-时间曲线。由分析可知,曲线a为343K时的变化曲线,由图可知,343K时反应物的平衡转化率为22%,A项错误;
B.由图可知,a、b两点的转化率相等,可认为各物质的浓度对应相等,而a点的温度更高,所以速率更快,即a点的反应速率大于b点的反应速率,B项错误;
C.由图可知,343K时SiHCl3的转化率为22%,设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L,则根据反应方程式有:
平衡时v正=v逆,则k正x2SiHCl3=k逆xSiH2Cl2xSiCl4,则==,C项正确;
D.由图可知,323K时SiHCl3的转化率为21%,设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L,由反应方程式可知:
该可逆反应的平衡常数K==0.0136,故由323K的平衡转化率数据,可以计算323K的平衡常数K,D项错误。
20. 一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:
已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。下列说法正确的是
A. 550℃时,若充入惰性气体,ʋ正,ʋ逆 均减小,平衡不移动
B. 650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C. T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D. 925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总
【答案】B
【解析】
【详解】A、由于反应在体积可变的恒压密闭容器中进行,当550℃时,若充入惰性气体,容器的容积扩大,使反应混合物的浓度减小,因此ʋ正,ʋ逆 均减小,由于该反应是气体体积增大的反应,减小压强,化学平衡向气体体积最大的正反应方向移动,A错误;
B.根据图象可知在650℃时,反应达平衡后CO的体积分数是40%,则CO2的体积分数是60%,假设平衡时总物质的量是1 mol,则反应产生CO 0.4 mol,其中含有CO2 0.6 mol,反应产生0.4 molCO消耗CO2的物质的量是0.2 mol,因此CO2转化率为0.2 mol÷(0.6 mol+0.2 mol)×100%=25.0%,B正确;
C.T℃时,平衡时CO2和CO的体积分数都是50%,若充入等体积的CO2和CO,化学平衡不移动,C错误;
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=,D错误。
答案选B。
第II卷
二、非选择题(共52分)。
21. 25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
电离平衡常数(Ka或Kb)
①CH3COOH
1.8×10-5
②HNO2
4.9×10-4
③HCN
5×10-10
④HClO
3×10-8
⑤H2CO3
Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
⑥NH3·H2O
1.8×10-5
(1)上述五种酸的酸性由强到弱的顺序是_______(填写数字序号)。
(2)25℃时,0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中水的电离程度_______0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液中水的电离程度(填写字母序号)。
A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 无法比较
(3)25℃时,0.10 mol·L-1 HNO2溶液中的c(H+)=_______ mol·L-1。
(4)25℃时,向NaClO溶液中通入少量的CO2,发生反应的离子方程式为_______。
(5)等浓度下列盐溶液值由大到小的顺序________(添字母符号即可)。
A.CH3COONa B.NaNO2 C.NaCN D.NaClO E.NaHCO3
【答案】(1) (2)C
(3)7×10-3 (4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
电离平衡常数的大小反映了酸的酸性强弱,电离平衡常数数值越大,酸性越强。答案为:。
【小问2详解】
与的电离平衡常数相同,说明电离的氢离子和氢氧根离子浓度相同,对水电离的抑制作用也相同,所以水的电离程度完全相同,答案:C。
【小问3详解】
设亚硝酸电离的浓度为,根据题意,列出三段式:,列式:,由于电离的量很小,,解出,答案为:。
【小问4详解】
根据表中电离常数,分析出酸性:,当溶液中通入少量的时,会与水反应生成碳酸,碳酸再与反应生成碳酸氢钠和次氯酸。答案为:。
【小问5详解】
答案所给的均是强碱弱酸盐,水解以后溶液显碱性。题目中所给的酸的酸性强弱顺序为:。根据越弱越水解的原理,所以碱性由大到小的顺序是:。答案为:。
22. Ⅰ.某学习小组拟用如图所示装置来间接测定醋酸的电离热(即1 mol CH3COOH完全电离所吸收的热量),其原理如下:
;
;
。
(1)_______(用表示)。
(2)其主要过程如下:
i.测定强酸与强碱反应的中和热,通过测定反应过程中释放的热量来计算。
ii.测定醋酸与氢氧化钠溶液的反应热该组同学设计出以下2种测定方案,通过测定反应过程中释放的热量来计算。
甲.测定30 g冰醋酸与100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应放出的热量。
乙.测定50 mL 0.5 mol·L-1醋酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应放出的热量。
①合理的一组为_______ (填写“甲”或“乙”)。
②理由是:_______。
Ⅱ.某学生用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
A.用蒸馏水洗干净滴定管
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管
C.用酸式滴定管取稀盐酸20.00 mL,注入锥形瓶中,加入酚酞
D.另取锥形瓶,再重复操作一次
E.检查滴定管是否漏水
F.取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2~3 cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
(3)正确操作的顺序是(用序号字母填写)_______。
(4)操作F中应该选择图中_______管(填标号)。
(5)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察_______。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
滴定终点溶液颜色的变化是_______。
(6)滴定结果如表所示:
滴定次数
待测溶液体积/mL
标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
20
1.02
21.03
2
20
2.00
25.00
3
20
060
20.60
滴定中误差较大的是第_______次实验,造成这种误差的可能原因是_______。
A.碱式滴定管在装液前未用标准NaOH溶液润洗2~3次
B.滴定开始前碱式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定终点读数时未发现气泡
C.滴定开始前碱式滴定管尖嘴部分没有气泡,在滴定终点读数时发现尖嘴部分有气泡
D.达到滴定终点时,仰视溶液凹液面最低点读数
E.滴定过程中,锥形瓶振荡得太剧烈,以致有些液滴飞溅出来
(7)该盐酸的浓度为_______ mol/L(保留四位有效数字)。
(8)如果准确移取20.00 mL 0.100 0 mol/L NaOH溶液于锥形瓶中,滴入酚酞指示剂,然后用未知浓度的盐酸(装在酸式滴定管中)滴定,是否也可测定出盐酸的物质的量浓度?_______ (填“是”或“否”)。
【答案】(1)
(2) ①. 甲 ②. 因为测定的是1molCH3COOH完全电离的电离热,若用醋酸溶液,则有一部分CH3COOH已经电离,难以求算
(3)E A B C F G D
(4)乙 (5) ①. B ②. 无色变浅红色且半分钟内不褪色
(6) ①. 2 ②. A、B、D
(7)0.1000 (8)是
【解析】
【小问1详解】
①;
②;
③。
由盖斯定律可知③=②-①,则;
【小问2详解】
因为测定的是1molCH3COOH完全电离的电离热,若用醋酸溶液,则有一部分CH3COOH已经电离,难以求算,因此甲方案更合理;
【小问3详解】
滴定过程中:首先检查滴定管是否漏水,然后用蒸馏水洗干净滴定管,再用待测定的溶液润洗酸式滴定管;用酸式滴定管取稀盐酸20.00 mL,注入锥形瓶中,加入酚酞;取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2~3 cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下;把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度;另取锥形瓶,再重复操作一次,因此操作顺序为:E A B C F G D;
【小问4详解】
操作F中应该选择碱式滴定管,即选用乙;
【小问5详解】
滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察锥形瓶内溶液颜色的变化;反应达到滴定终点时无色变浅红色且半分钟内不褪色;
【小问6详解】
第1次实验消耗标准液体积为21.03-1.02=20.01mL,第2次实验消耗标准液体积为25.00-2.00=23.00mL,第3次实验消耗标准液体积为20.60-0.60=20.00mL,第2次实验数据差距较大,计算时应舍弃;
A.碱式滴定管在装液前未用标准NaOH溶液润洗,导致标准液被稀释,所用体积偏大,故A选;
B.滴定开始前碱式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定终点读数时未发现气泡,导致开始时读数偏小,标准液体积偏大,故B选;
C.滴定开始前碱式滴定管尖嘴部分没有气泡,在滴定终点读数时发现尖嘴部分有气泡,导致终点读数偏小,标准液体积偏小,故C不选;
D.达到滴定终点时,仰视溶液凹液面最低点读数,导致终点读数偏大,标准液体积偏大,故D选;
E.滴定过程中,锥形瓶振荡得太剧烈,以致有些液滴飞溅出来,使待测液损失,消耗标准液偏小,故E不选;
【小问7详解】
由标准数据可知消耗标准液体积为,待测液体积为20mL,则该盐酸的浓度为;
【小问8详解】
酸碱中和滴定,既可以用标准液滴定待测液,也可以用待测液滴定标准液。
23. 已知:反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) K1;
反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) K2;
反应③H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K3。
测得在不同温度下,K1、K2的值如下:
温度/℃
K1
K2
500
1.00
3.15
700
1.47
2.26
900
2.40
1.60
(1)若500℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2 mol/L,CO2的转化率为_______。
(2)反应②的焓变ΔH_______ (填“>”“<”或“=”)0。
(3)900℃时进行反应③,其平衡常数K3=_______(填数值)。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有____(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO浓度
(5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:
若t4时降压,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线_____。
【答案】(1)50% (2)<
(3)1.50 (4)C、E
(5)
【解析】
【小问1详解】
若500℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2 mol/L,达到平衡消耗二氧化碳的物质的量为xmol,反应生成CO的物质的量为xmol、剩余CO2的物质的量为(2-x)mol,K=1, ,x=1,则CO2的转化率为50%。
【小问2详解】
升高温度,K2减小,说明平衡逆向移动,反应②正反应放热,焓变ΔH<0。
【小问3详解】
①-②得H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g),则,900℃时进行反应③,其平衡常数K3=。
【小问4详解】
A.反应前后气体系数和相同,缩小反应容器的容积,平衡不移动,故不选A;
B.反应前后气体系数和相同,扩大反应容器的容积,平衡不移动,故不选B;
C.,700℃时K3=0.65,900℃时K3=1.5,升高温度平衡常数增大,可知正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,故选C;
D.使用合适的催化剂,平衡不移动,故不选D;
E.设法减小平衡体系中的CO浓度,生成物浓度降低,平衡正向移动,故选E;
选CE。
【小问5详解】
若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:
t4时降压,正逆反应速率同等程度减小,平衡不移动;t6时增大反应物的浓度,正反应速率突增、逆反应速率增大,画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线为。
24. 工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:
(1)已知H2的热值为142.9 kJ/g(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量)。
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol;H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ/mol。
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为_______。
Ⅱ.脱碳:
向2 L密闭容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<0。
(2)①该反应自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.混合气体的平均摩尔质量保持不变
B.CO2和H2的体积分数保持不变
C.CO2和H2的转化率相等
D.混合气体的密度保持不变
E.1 mol CO2生成的同时有3 mol H-H键断裂
(3)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0中的所有物质都为气态。起始温度和体积相同(T1℃、2L密闭容器),反应过程中部分数据见下表:
反应I恒温恒容
0
2
6
0
0
10
4.5
20
1
30
1
反应Ⅱ绝热恒容
0
0
0
2
2
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比,平衡常数:K(Ⅰ)_______K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(CH3OH,Ⅰ)_______c(CH3OH,Ⅱ)。
②对反应Ⅰ,前10 min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______;其他条件不变,若30 min时只改变温度为T2℃,平衡时H2的物质的量为3.2 mol,则T1_______T2(填“>”“<”或“=”);若30min时只向容器中再充入1mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
【答案】(1)
(2) ①. 低温 ②. DE
(3) ①. < ②. < ③. 0.025 mol/(L·min) ④. < ⑤. 不
【解析】
【小问1详解】
已知H2热值为142.9 kJ/g, 则1g(0.5mol) H2完全燃烧生成稳定氧化物时放出142.9kJ热量,可得:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol;②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ/mol;③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ/mol,由①×4-②-③×4可得H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的化学方程式:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) ,由盖斯定律得:ΔH=(-285.8kJ/mol)×4-(+133kJ/mol)-(-44kJ/mol)×4=-1100.2kJ/mol,所以热化学方程式为:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1100.2kJ/mol;
【小问2详解】
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)是气体体积减小的反应,即熵变ΔS<0,反应热ΔH<0,当ΔH-TΔS<0,该反应能自发进行,则该反应自发进行的条件是低温;
②A.起始时,二氧化碳和氢气的物质的量之比等于其反应计量系数之比,混合气体的平均摩尔质量始终不变,所以混合气体的平均摩尔质量保持不变,不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2,按照1∶3反应,反应过程中CO2和H2的体积分数始终不变,所以CO2和H2的体积分数保持不变,不能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2,按照1∶3反应,CO2和H2的转化率始终相等,所以CO2和H2的转化率相等,不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.反应物是气体,生成物是液体,反应开始至达到平衡过程,混合气体质量不断减小,容器体积不变,混合气体的密度不断减小,则当混合气体的密度保持不变时,能说明此反应达到平衡状态,D符合题意;
E.1molCO2生成的同时有3molH-H键断裂,即,体现同一物质正、逆反应速率相等,能说明此反应达到平衡状态,E符合题意;
故选DE。
【小问3详解】
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,反应Ⅰ是恒温恒容容器,Ⅱ为恒容绝热,反应是放热反应,表中反应Ⅰ、Ⅱ若恒温恒容将达到相同的平衡状态,但Ⅱ为逆向恒容绝热,温度降低,平衡正向进行,平衡常数增大,甲醇浓度增大;所以平衡常数:K(I)<K(II);平衡时CH3OH的浓度c(CH3OH,Ⅰ)<c(CH3OH,Ⅱ);
②对反应I,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=v(H2)=× =0.025mol/(L·min);30min时各物质的量和变化量如下:
若30min时只改变温度为T2℃,平衡时H2的物质的量为3.2mol,氢气增加,说明平衡逆向移动,结合该反应是放热反应,则温度升高,即T1<T2;若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则此时容器中有2molCO2(g)和2molH2O(g),达到平衡时与之前的平衡为等效平衡,则平衡不移动。
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