内容正文:
哈师大附中 2023级高二上10月月考化学试题
可能用到的相对原子质量: H:1 C:12 N:14 O:16
一、单选题(共25小题,每小题2分,共50分)
1. 下列溶液肯定显酸性的是
A. pH<7 的溶液 B. 含H⁺的溶液
C. 的溶液 D. 加酚酞显无色的溶液
2. 下列不能表明醋酸是弱电解质的是
A. 0.1mol/L 的醋酸水溶液中, c(H⁺)约为
B. 常温下醋酸水溶液的导电性比盐酸弱
C. 相同c(H⁺)的醋酸溶液和盐酸稀释相同倍数后,醋酸的c(H⁺)更大
D. 醋酸稀溶液中同时存在 CH3COOH和CH3COO⁻
3. 下列说法正确的是
A. 同温同压下,在光照和点燃的条件下不同
B. 298K下,反应不能自发进行,则该反应的
C. 当温度、压强一定时,在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高反应气的平衡转化率
D. 合成氨()在高温条件下进行符合勒夏特列原理
4. 医学研究证实:痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠(NaUr)有关(NaUr增多,病情加重),其化学原理为: △H<0,下列说法不正确的是
A. 大量饮水会增大痛风病发作的可能性
B. 秋冬季节更易诱发关节疼痛
C. 饮食中摄入过多咸菜,会加重痛风病病情
D. 患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
5. 我国科学家开发高效催化剂实现和高效转化成高附加值产品,反应历程如图所示。
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变()大于0 B. 物质的稳定性:过渡态>①>②
C. 断裂中碳氢键时吸收热量 D. 只断裂和形成极性共价键
6. 25℃时,水的电离达到平衡,下列叙述正确的是
A. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,减小,减小
B. 向水中加入少量气体平衡逆向移动,减小,减小
C. 将水加热,增大,变大
D. 向水中分别通入适量气体或加入一小块Na,都能促进水的电离
7. 一定条件下,某密闭容器内存在下列平衡: 。则下列有关说法正确的是
A. 缩小反应容器的体积,使压强增大,平衡不移动,混合气体颜色深浅不变
B. 保持容积不变,改变体系温度,体系颜色一定发生变化
C. 保持容积不变,继续充入HI气体,则HI的转化率将减小
D. 保持其他条件不变,升高温度,增大,减小
8. 在其他条件不变时,改变某一外界条件对反应: 化学平衡的影响,得到如图所示的图像(p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数),下列说法不正确的是
A. 在I中, 若 则
B. 在II中,若实现a→b只能加入合适的催化剂
C. 在III中,m点反应物A与B的起始投料的物质的量之比为x:y
D. 在IV中, 若 则该反应的平衡常数
9. 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。下列能判断该反应已经达到化学平衡的个数有
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
10. 时,有关物质的电离平衡常数如下表。下列有关说法中正确的是(已知 )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
Kₐ=1.8×10−5
Kₐ=6.2×10−10
Ka1=4.4×10−7,Ka2=4.7×10−11
A. 酸性由强到弱的顺序:
B. 等浓度的CH3COO⁻、、、CN⁻,结合质子能力最强的是 CN⁻
C. 向稀醋酸中加水稀释的过程中, 的值减小
D. 0.2mol/L 稀醋酸溶液中,
11. 常温下,①pH=3的醋酸和②0.01mol·L-1NaOH溶液两种溶液中,由水电离产生的氢离子浓度之比(①∶②)是( )
A. 1∶10 B. 1∶4 C. 10∶1 D. 无法计算
12. 常温下,下列叙述正确的是
A. pH=2的盐酸与 pH=12的氨水等体积混合后 pH>7
B. pH=4的醋酸溶液, 稀释至原体积的10倍后 pH>5
C. 的醋酸溶液与等体积水混合后 pH=1
D. 将水加热至 100℃, 其pH=6, 所以水在100℃时呈酸性
13. 常温下,将浓度为0.1mol/LHF 溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是
A. c(H⁺) B.
C. D. 溶液的导电能力
14. 下列叙述正确的是( )
A. 用干燥的广泛pH试纸可测得氯水的pH为4
B. 常温下,某溶液中由水电离的c(OH-)=1.0×10-13,则此溶液一定呈酸性
C. 25℃时,将pH=4的盐酸稀释1000倍后,溶液的pH=7
D. 25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是1 :10
15. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 由水电离的的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
16. 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯():,在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量和,测得相同时间内的转化率随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是
A. 增大压强甲醇转化率增大 B. b点反应速率
C. 平衡常数 D. 生产时反应温度控制在80~85℃为宜
17. 空气中的CO是大气污染物之一,常用碘量法测定,其反应原理是。一定温度下,向某恒容密闭容器中加入足量的和CO,发生上述反应。下列图像正确且在时反应达到平衡状态的是
A. B.
C. D.
18. 下列由实验操作与现象能得出相应结论的是
选项
实验操作与现象
结论
A
在浓 H2SO4、稀H2SO4中分别加入锌粉, 前者反应剧烈
其他条件相同时, 浓度越大, 反应速率越快
B
将10mL0.1mol·L−1KI溶液和5mL0.1mol·L−1FeCl3溶液充分混合后, 滴加KSCN溶液, 溶液变红色
2Fe3++2I⁻ 2Fe2++I2是可逆反应
C
将完全相同的两个 NO2球泡同时浸入热水、冷水中, 前者颜色加深
2NO2(g)N2O4(g) ΔH>0
D
将赤热的铂丝插入浓氨水中, 剧烈反应且铂丝保持红热
浓氨水挥发是放热反应
A. A B. B C. C D. D
19. 向某密闭容器中充入和,发生反应: 。下列反应方向和平衡移动推断均正确的是
选项
已知条件
反应方向
平衡移动
A
任何温度下都能自发进行
平衡后压缩容器体积,平衡向逆反应方向移动
B
较低温度下能自发进行
平衡后压缩容器体积,平衡不移动,且不变
C
较高温度下能自发进行
平衡后升温,平衡向逆反应方向移动,达到平衡后减小
D
较高温度下能自发进行
平衡后加入催化剂,平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
20. 已知:① ΔH1=+131.4;② 。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的炭粉和 发生上述反应并达到平衡时, 的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系的热效应是
A. 吸收4.92kJ B. 放出4.92kJ C. 吸收31.2kJ D. 放出31.2kJ
21. 一定温度下,向一带活塞的密闭容器中充入 和 发生下列反应: 达到平衡后改变下述条件, 气体平衡浓度不改变的是
A. 容器体积不变,充入 B. 压强不变,充入
C. 压强不变,充入 D. 压强不变, 充入1mol Ar(g)
22. 无水常用于检验样品中的微量水。一水硫酸铜失水的反应为 。不同温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入足量的粉末,发生上述反应。测得蒸气压与温度、时间的关系如表所示:
时间/min
蒸气压/kPa
温度/℃
0
5
10
15
20
25
0
4
7
9
10
10
0
5
9
12
12
12
下列推断正确的是
A. ,
B. ℃时,0~10min内用的分压表示的反应速率为
C. 其他条件不变,增大压强,平衡向正反应方向移动
D. 气体体积分数或相对分子质量不变时正、逆反应速率相等
23. 丙炔酸()是一元弱酸(简写成HR) ,一定条件下可以发生如图所示的转化。
下列叙述错误的是
A.
B. 将丙炔酸溶液加水稀释,促进丙炔酸电离,但c(H⁺)减小
C. 向HR溶液中滴加氨水至中性,此时溶液中
D. 由丙炔酸制丙酸的反应为还原反应
24. 浓度均为、体积均为的和溶液,分别加水稀释至体积为V,随的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 的碱性弱于的碱性
B. 的电离程度:b点小于a点
C. 若两溶液无限稀释,则它们的相等
D. 当时,若两溶液同时升高温度,则增大
25. 某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
0.200
v/(mol-1∙L-1∙min-1)
下列说法正确的是
A. 该反应的速率方程中的
B. 该反应的速率常数
C. 表格中的
D. 在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是
二、填空题(共50分)
26. I.完成下列问题。
(1)向盛有2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液的试管中滴加 5~10滴6mol/L NaOH溶液,溶液颜色由___________色变为___________ 色。
(2)将盛有 溶液的试管加热,溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色,则反应 的 ΔH ___________0 (填“>”或“<”) 。
II.按题意排列a、b、c的由大到小顺序。
(3)密闭容器中分别进行三个反应: 2HI(g),达到平衡状态时, a.c(CO2)、 b.c(NO2)、 c.c(I2)相同, 恒温压缩容器体积至原体积的一半,体系重新达到平衡后,气体浓度由大到小的顺序为:___________。
(4)常温下, c(H+)相同的a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸分别中和同浓度、同体积的 NaOH溶液,消耗三种酸的体积由大到小的顺序为:___________。
(5)常温下,浓度均为0.1mol/L的a.盐酸、b.硫酸、 c.醋酸中水电离出的氢离子浓度由大到小的顺序为: ___________ 。
(6)常温下,水电离出的c(H+)相同的a.盐酸、 b.氨水、 c.醋酸的pH 由大到小的顺序为:___________。
27. 工业合成氨技术是人类科学技术的一项重大突破。
(1)在密闭容器中,按 和 体积比2:3在一定条件下合成氨。
①反应过程中 和H2的转化率之比___________1(填“>”“<”或“=”) 。
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡将___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K___________(填“变大”“变小”或“不变”) 。
(2)合成氨工业中采用循环操作,主要是为了___________。
A. 增大化学反应速率 B. 提高平衡混合物中氨的含量
C. 降低氨的沸点 D. 提高氮气和氢气的利用率
(3)高温不利于提高工业合成氨中 在平衡混合物中的含量。
①生产中依然选择高温合成氨,目的是___________。
②针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了采用M—LiH(M表示金属)复合催化剂的解决方案。在较低压强、较低温度下合成了 ,这是合成氨反应研究中的重要突破。文献报道了 M—LiH 可能的催化过程如下:
i.N2=2N(在 M 表面解离) ii.N+LiH = LiNH iii.___________。
(4)最近,我国科研人员报道了一种氯化镁循环法,可进一步降低能耗。该方法的总反应为 转化关系如图所示:
①图中 X 为NH4Cl, D为___________。
②科研人员将X与 混合反应,证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应,产物中=___________。
28. 完成下列问题。
(1)浓度均为 1mol/L 的HCl和 混合溶液中, ___________。
(2)可向氯水中加入___________(填序号)增强漂白性。①NaOH;②CH3COONa;③Na2CO3;④NaHSO3,已知各酸电离平衡常数。Ka如表
酸
CH3COOH
H2CO3
H2SO3
HClO
Ka
Ka=1.8×10−5
Ka1=4.4×10−7
Ka2=4.7×10−11
Ka1=1×10−2
Ka2=6.0×10−8
Ka=2.9×10−8
(3)常温下,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液pH=7,则 a+b=___________。
(4)常温下, 的 溶液和 的 溶液混合, 恰好完全沉淀,溶液 则 =___________。
29. 丙烯是产量仅次于乙烯的重要基本有机原料之一,丙烷脱氢制丙烯技术已经工业化。
I.无氧脱氢法: 。
(1)由图可知,该反应的限速步骤是第___________(填“一”或“二”)个断键的反应。有利于该反应自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)某温度下,向2L密闭容器中投入 发生无氧脱氢反应,经t min到达平衡状态,此时容器内压强为初始的1.8倍。则 , ___________ 。
(3)在压强分别为0.1MPa和0.01MPa的条件下,在密闭容器中充入等量的 发生脱氢反应。平衡时 和 的物质的量分数随温度的变化如图所示。
①在a、b、c、d四条直线中, 分别表示0.01MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是___________、___________。
②p点对应的平衡常数 ___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.氧化脱氢法:
(4)在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下( 氧化脱氢的转化率和 的产率如下:
反应温度/℃
465
480
495
510
C3H8的转化率/%
5.5
12.1
17.3
28.4
C3H6的产率/%
4.7
9.5
12.8
18.5
①C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是___________(答出1条即可)。
②已知:C3H6选择性=,随着温度升高,C3H6的选择性___________(填“升高”“降低”或“不变”),可能的原因是___________。
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哈师大附中 2023级高二上10月月考化学试题
可能用到的相对原子质量: H:1 C:12 N:14 O:16
一、单选题(共25小题,每小题2分,共50分)
1. 下列溶液肯定显酸性的是
A. pH<7 的溶液 B. 含H⁺的溶液
C. 的溶液 D. 加酚酞显无色的溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于温度未知,无法确定当前条件下水的离子积常数,不能判断pH<7的溶液中氢离子与氢氧根离子浓度大小关系,即无法判断溶液酸碱性,A错误;
B.由于溶液中存在水的电离,所以酸、碱、盐等溶液中都含H+和OH−,B错误;
C.c(H+)>c(OH−)的溶液一定是酸性溶液,C正确;
D.加酚酞显无色的溶液pH<8.2,不一定是酸性溶液,D错误;
故选C。
2. 下列不能表明醋酸是弱电解质的是
A. 0.1mol/L 的醋酸水溶液中, c(H⁺)约为
B. 常温下醋酸水溶液的导电性比盐酸弱
C. 相同c(H⁺)的醋酸溶液和盐酸稀释相同倍数后,醋酸的c(H⁺)更大
D. 醋酸稀溶液中同时存在 CH3COOH和CH3COO⁻
【答案】B
【解析】
【详解】A.0.1mol/L的醋酸水溶液中c(H⁺)约为10-3mol/L,说明醋酸不能完全电离,存在电离平衡,为弱电解质,A错误;
B.常温下醋酸水溶液的导电性比盐酸弱,只能说明醋酸溶液中离子浓度比盐酸溶液中离子浓度小,但不能说明醋酸是部分电离,因为没有控制相同浓度等条件,不能表明醋酸是弱电解质,B正确;
C.相同c(H⁺)的醋酸溶液和盐酸稀释相同倍数后,醋酸的c(H⁺)更大,说明醋酸存在电离平衡,稀释时电离平衡正向移动,能表明醋酸是弱电解质,C错误;
D.醋酸稀溶液中同时存在CH3COOH和CH3COO⁻,说明醋酸不能完全电离,存在电离平衡,为弱电解质,D错误;
故选B。
3. 下列说法正确的是
A. 同温同压下,在光照和点燃的条件下不同
B. 298K下,反应不能自发进行,则该反应的
C. 当温度、压强一定时,在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高反应气的平衡转化率
D. 合成氨()在高温条件下进行符合勒夏特列原理
【答案】B
【解析】
【详解】A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH是相同的,焓变=生成物总能量-反应物总能量,与反应条件无关,A错误;
B.298K下,熵增反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)不能自发进行,由复合判据ΔG=ΔH-TΔS知该反应的ΔH>0,B正确;
C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,等效于对原平衡减压,平衡逆向移动,平衡转化率下降,C错误;
D.合成氨(ΔH<0)在高温条件下进行不符合勒夏特列原理,高温是为了加快反应速率,D错误;
故选B。
4. 医学研究证实:痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠(NaUr)有关(NaUr增多,病情加重),其化学原理为: △H<0,下列说法不正确的是
A. 大量饮水会增大痛风病发作的可能性
B. 秋冬季节更易诱发关节疼痛
C. 饮食中摄入过多咸菜,会加重痛风病病情
D. 患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
【答案】A
【解析】
【详解】A.大量饮水会减小溶液中HUr、Na+、H+的浓度,从而使平衡逆向移动,NaUr减少,则可减小痛风病发作的可能性,A不正确;
B.秋冬季节,气温降低,平衡正向移动,NaUr增多,更易诱发关节疼痛,B正确;
C.饮食中摄入过多咸菜,会增大溶液中的Na+浓度,促使平衡正向移动,从而加重痛风病病情,C正确;
D.患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物,否则会增大关节中HUr浓度,促使平衡正向移动,从而使NaUr增多,痛风病加重,D正确;
故选A。
5. 我国科学家开发高效催化剂实现和高效转化成高附加值产品,反应历程如图所示。
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变()大于0 B. 物质的稳定性:过渡态>①>②
C. 断裂中碳氢键时吸收热量 D. 只断裂和形成极性共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,故A错误;
B.能量越低越稳定,所以物质的稳定性为:②>①>过渡态,故B错误;
C.化学键是相邻原子之间强烈的相互作用,要断裂需要吸收能量所以是吸热,所以断裂中碳氢键时吸收热量,故C正确;
D.上述反应断裂了碳氢键、碳氧键,形成氢氧键、碳氧键和碳碳键,其中碳碳键是非极性共价键,故D错误;
故答案选C。
6. 25℃时,水的电离达到平衡,下列叙述正确的是
A. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,减小,减小
B. 向水中加入少量气体平衡逆向移动,减小,减小
C. 将水加热,增大,变大
D. 向水中分别通入适量气体或加入一小块Na,都能促进水的电离
【答案】C
【解析】
【详解】A.向水中加入稀氨水,氨水是弱碱,会抑制水的电离,使平衡逆向移动,增大,减小,故A错误;
B.向水中加入少量HCl气体,会抑制水的电离,平衡逆向移动,增大,减小,故B错误;
C.水的电离是吸热的,将水加热,水的电离平衡正向移动,Kw增大,变大,故C正确;
D.通入适量SO2气体,SO2与H2O反应生成H2SO3,会抑制水的电离;加入一小块Na与水电离出的氢离子反应生成氢气,促进了水的电离,故D错误。
答案选C。
7. 一定条件下,某密闭容器内存在下列平衡: 。则下列有关说法正确的是
A. 缩小反应容器的体积,使压强增大,平衡不移动,混合气体颜色深浅不变
B. 保持容积不变,改变体系温度,体系颜色一定发生变化
C. 保持容积不变,继续充入HI气体,则HI的转化率将减小
D. 保持其他条件不变,升高温度,增大,减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.缩小反应容器的体积,使压强增大,平衡不移动,I2(g)的物质的量不变,但容器体积减小,I2(g)浓度增大,混合气体颜色加深,故A错误;
B.保持容积不变,改变体系温度,平衡一定发生移动,I2(g)浓度改变,体系颜色一定发生变化,故B正确;
C.保持容积不变,继续充入HI气体,相当于对原平衡加压,加压,平衡不移动,HI的转化率不变,故C错误;
D.保持其他条件不变,升高温度,和反应速率都加快,故D错误。
答案选B。
8. 在其他条件不变时,改变某一外界条件对反应: 化学平衡的影响,得到如图所示的图像(p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数),下列说法不正确的是
A. 在I中, 若 则
B. 在II中,若实现a→b只能加入合适的催化剂
C. 在III中,m点反应物A与B的起始投料的物质的量之比为x:y
D. 在IV中, 若 则该反应的平衡常数
【答案】B
【解析】
【详解】A.在I中, 若x+y>z,说明该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,由图可知,p1条件下A的转化率大于p2,则压强p1大于p2,故A正确;
B.在II中,若x+y=z,说明该反应是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,A的转化率不变,所以实现a→b不一定是加入合适的催化剂实现的,故B错误;
C.在Ⅲ中,随着B的起始物质的量的增加,C的含量逐渐增大而后逐渐减小,说明到达最大值时A与B的投料量比为 x:y,故C正确;
D.在IV中,若温度T₁>T₂,说明该反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,反应的平衡常数增大,故D正确;
故选B。
9. 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。下列能判断该反应已经达到化学平衡的个数有
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
【答案】B
【解析】
【详解】①由方程式可知, 说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
②该反应是气体体积增大的反应,反应中密闭容器中总压强增大,则密闭容器中总压强不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
③由质量守恒定律可知,反应中气体质量增大,密闭容器中混合气体的密度增大,则密闭容器中混合气体的密度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
④由方程式可知,反应中氨气和二氧化碳的物质的量比不变,混合气体的平均相对分子质量始终不变,则密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
⑤该反应为气体物质的量增大的反应,则密闭容器混合气体的总物质的量不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
⑥由方程式可知,反应中氨气和二氧化碳的物质的量比不变,二氧化碳的体积分数始终不变,则密闭容器中二氧化碳的体积分数不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
⑦由质量守恒定律可知,反应中气体质量增大,则混合气体总质量不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
则④⑥不正确,故选B。
10. 时,有关物质的电离平衡常数如下表。下列有关说法中正确的是(已知 )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
Kₐ=1.8×10−5
Kₐ=6.2×10−10
Ka1=4.4×10−7,Ka2=4.7×10−11
A. 酸性由强到弱的顺序:
B. 等浓度的CH3COO⁻、、、CN⁻,结合质子能力最强的是 CN⁻
C. 向稀醋酸中加水稀释的过程中, 的值减小
D. 0.2mol/L 稀醋酸溶液中,
【答案】D
【解析】
【详解】A.电离常数越大,电离程度越强,酸性越强,故酸性由强到弱的顺序:,A错误;
B.电离常数越小,水解能力越强,结合氢离子能力越强,故结合质子能力最强的是,B错误;
C.向稀醋酸中加水稀释的过程中,氢离子浓度减小,温度不变,不变,由得,氢离子浓度减小,的值增大,C错误;
D.根据醋酸电离平衡,设发生电离的醋酸的浓度为x mol/L,列三段式,即,因其电离程度较小,可近似处理0.2−x≈0.2,解得x≈1.9×10−3mol/L,即c(CH3COO−)≈1.9×10−3mol/L,D正确;
故选D。
11. 常温下,①pH=3的醋酸和②0.01mol·L-1NaOH溶液两种溶液中,由水电离产生的氢离子浓度之比(①∶②)是( )
A. 1∶10 B. 1∶4 C. 10∶1 D. 无法计算
【答案】C
【解析】
【详解】①pH=3的醋酸,溶液中氢离子浓度为0.001mol/L,溶液中氢氧根离子是水电离,根据常温下水的离子积,溶液中氢氧根离子的浓度为mol/L=1×10-11mol/L,即水电离的氢离子浓度为1×10-10mol/L;②0.01mol/LNaOH溶液,溶液中氢氧根离子的浓度为0.01mol/L,氢氧化钠溶液中氢离子是水电离的,根据常温下水的离子积,溶液中氢离子的浓度为mol/L=1×10-12mol/L,所以两溶液中水的氢离子浓度之比为1×10-11mol/L∶1×10-12mol/L=10∶1,故选C。
【点睛】准确判断酸溶液和碱溶液中水的电离情况是解题的关键。解答本题要注意酸溶液中氢氧根离子是水电离产生的,或碱溶液中氢离子是水电离产生的。
12. 常温下,下列叙述正确的是
A. pH=2的盐酸与 pH=12的氨水等体积混合后 pH>7
B. pH=4的醋酸溶液, 稀释至原体积的10倍后 pH>5
C. 的醋酸溶液与等体积水混合后 pH=1
D. 将水加热至 100℃, 其pH=6, 所以水在100℃时呈酸性
【答案】A
【解析】
【详解】A.一水合氨为弱电解质,pH=12的氨水的浓度远远大于0.01mol/L,等体积混合形成氯化铵与氨水混合溶液,且一水合氨的浓度远大于氯化铵的浓度,溶液呈碱性,pH>7,A正确;
B.醋酸为弱电解质,不能完全电离,pH=4的醋酸溶液,稀释至 10倍,醋酸还会电离, pH<5,B错误;
C.加等体积水稀释后浓度变为0.1mol/L,醋酸为弱电解质,存在电离平衡,不能完全电离,故稀释后pH>1,C错误;
D.加热促进水的电离,氢离子和氢氧根离子浓度都同等程度增大,Kw增大,但纯水始终显中性,D错误;
故选A。
13. 常温下,将浓度为0.1mol/LHF 溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是
A. c(H⁺) B.
C. D. 溶液的导电能力
【答案】C
【解析】
【分析】HF在水中的电离平衡为:,加水稀释,平衡右移,溶液体积增大,、、均减小,结合相关知识解答。
【详解】A.加水稀释,酸性减弱,c(H+)不断减小,A错误;
B.不断减小,则增大,且减小,所以减小,B错误;
C.HF的电离常数,温度不变,Ka(HF)不变,减小,增大,C正确;
D.加水稀释,溶液中离子浓度减小,溶液导电能力减弱,D错误;
故选C。
14. 下列叙述正确的是( )
A. 用干燥的广泛pH试纸可测得氯水的pH为4
B. 常温下,某溶液中由水电离的c(OH-)=1.0×10-13,则此溶液一定呈酸性
C. 25℃时,将pH=4的盐酸稀释1000倍后,溶液的pH=7
D. 25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是1 :10
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯水具有漂白性,无法用pH试纸测得其pH,A错误;
B.酸、碱均抑制水的电离,常温下,某溶液中由水电离的c(OH-)=1.0×10-13,则此溶液可能为pH=13的碱,也可能为pH=1的酸,B错误;
C.25℃时,将pH=4的盐酸稀释1000倍后,溶液仍显酸性,溶液的pH<7,C错误;
D.25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则,碱溶液的浓度为,酸溶液的浓度为,则,强碱与强酸的体积比是1 :10,D正确;
答案选D。
15. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 由水电离的的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下NO3-具有强氧化性,Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,无论呈酸性还是碱性,HCO3-都不能大量共存,故B错误;
C. 的溶液呈酸性,酸性条件下离子之间不发生任何反应,可大量共存,所以C选项是正确的;
D. Fe3+和SCN-发生化学反应,不能大量共存,故D错误。
答案选C。
16. 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯():,在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量和,测得相同时间内的转化率随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是
A. 增大压强甲醇转化率增大 B. b点反应速率
C. 平衡常数 D. 生产时反应温度控制在80~85℃为宜
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于该反应是气体体积减小的反应,增大压强可以使平衡正向移动,即增大甲醇的转化率,故A正确;
B.平衡之前,温度升高,反应速率增大,CO转化率增大,平衡之后,温度升高,平衡逆向移动,一氧化碳转化率减小,即b点还未平衡,反应正向进行,则此时v正>v逆,故B错误;
C.温度超过约83℃时,随着温度的升高,CO的转化率降低,则说明该反应是放热反应;对于放热反应而言,温度越高,平衡常数K越小,故平衡常数K(75℃)>K(85℃),故C正确;
D.根据图可知,温度在80~85℃的范围内,CO的转化率最高,超过该温度范围,随着温度的升高,CO的转化率降低,说明反应的最适温度在80~85℃之间,故生产时反应温度控制在80~85℃为宜,故D正确;
故选:B。
17. 空气中的CO是大气污染物之一,常用碘量法测定,其反应原理是。一定温度下,向某恒容密闭容器中加入足量的和CO,发生上述反应。下列图像正确且在时反应达到平衡状态的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】常用碘量法测定CO,反应为,为气体分数不变的反应,所以反应前后压强不变,气体从CO转化为CO2,气体平均摩尔质量增大,据此分析解题。
【详解】A.反应开始时通入了CO,起始混合气体密度不为0,故A错误;
B.反应为气体分数不变的反应,反应前后压强应不变,图像不符合客观事实,故B错误;
C.反应,气体从CO转化为CO2,气体平均摩尔质量增大,图像不符合客观事实,故C错误;
D.由方程式可知,气体从CO转化为CO2,越来越多,CO2从0开始增加,tmin以后二氧化碳的体积分数保持不变,则说明达到平衡状态,故D正确;
故答案选D。
18. 下列由实验操作与现象能得出相应结论的是
选项
实验操作与现象
结论
A
在浓 H2SO4、稀H2SO4中分别加入锌粉, 前者反应剧烈
其他条件相同时, 浓度越大, 反应速率越快
B
将10mL0.1mol·L−1KI溶液和5mL0.1mol·L−1FeCl3溶液充分混合后, 滴加KSCN溶液, 溶液变红色
2Fe3++2I⁻ 2Fe2++I2是可逆反应
C
将完全相同的两个 NO2球泡同时浸入热水、冷水中, 前者颜色加深
2NO2(g)N2O4(g) ΔH>0
D
将赤热的铂丝插入浓氨水中, 剧烈反应且铂丝保持红热
浓氨水挥发是放热反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓 H2SO4与锌反应生成硫酸锌、二氧化硫和水,稀H2SO4与铜反应生成硫酸锌和氢气,两个反应中硫酸的浓度和还原产物都不同,由变量唯一化原则可知,无法比较硫酸浓度对反应速率的影响,A错误;
B.碘化钾溶液与不足量氯化铁溶液充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液变红色说明溶液中存在铁离子,证明2Fe3++2I⁻ 2Fe2++I2反应是可逆反应,B正确;
C.将完全相同的两个二氧化氮球泡同时浸入热水、冷水中,前者颜色加深说明2NO2(g)N2O4(g)反应形成的平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应ΔH<0,C错误;
D.将赤热的铂丝插入浓氨水中,剧烈反应且铂丝保持红热说明氨的催化氧化反应是放热反应,D错误;
故选B。
19. 向某密闭容器中充入和,发生反应: 。下列反应方向和平衡移动推断均正确的是
选项
已知条件
反应方向
平衡移动
A
任何温度下都能自发进行
平衡后压缩容器体积,平衡向逆反应方向移动
B
较低温度下能自发进行
平衡后压缩容器体积,平衡不移动,且不变
C
较高温度下能自发进行
平衡后升温,平衡向逆反应方向移动,达到平衡后减小
D
较高温度下能自发进行
平衡后加入催化剂,平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.若,则熵增加,正反应放热反应,根据,可知任何温度下都能自发进行;平衡后压缩容器体积,压强增大,平衡向逆反应方向移动,故A正确;
B.反应前后气体分子数不变,加压,平衡不移动,体积减小,增大,故B错误;
C.若,则熵减小,正反应放热反应,根据,可知较低温度下能自发进行,故C错误;
D.由A可知,,任何温度下都能自发进行;平衡后加入催化剂,平衡不移动,故D错误;
故答案选A。
20. 已知:① ΔH1=+131.4;② 。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的炭粉和 发生上述反应并达到平衡时, 的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系的热效应是
A. 吸收4.92kJ B. 放出4.92kJ C. 吸收31.2kJ D. 放出31.2kJ
【答案】C
【解析】
【详解】设反应①消耗水蒸气a mol、反应②水蒸气b mol,由题意可建立如下三段式: 、由平衡时H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol可得:①,②,解联立方程得a=0.3、b=0.2,则整个体系的热效应为,吸收31.2kJ;
故选C。
21. 一定温度下,向一带活塞的密闭容器中充入 和 发生下列反应: 达到平衡后改变下述条件, 气体平衡浓度不改变的是
A. 容器体积不变,充入 B. 压强不变,充入
C. 压强不变,充入 D. 压强不变, 充入1mol Ar(g)
【答案】B
【解析】
【详解】A.容器体积不变,充入1mol SO3(g),平衡时相当于在原来1/2容器中多充入1molSO2和0.5molO2,则等效为加压,平衡正向移动,SO3(g)平衡浓度增大,A错误;
B.压强不变,再充入1mol SO3(g),相当于起始充入3molSO2和1.5molO2,与原平衡互为等效平衡,平衡不移动,SO3(g)平衡浓度不改变,B正确;
C.压强不变,充入1molO2(g),容器体积增大,平衡逆向移动,SO3(g)平衡浓度变小,C错误;
D.压强不变,充入1mol Ar(g),容积扩大,浓度小,平衡发生逆向移动,SO3(g)平衡浓度减小,D错误;
故选B。
22. 无水常用于检验样品中的微量水。一水硫酸铜失水的反应为 。不同温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入足量的粉末,发生上述反应。测得蒸气压与温度、时间的关系如表所示:
时间/min
蒸气压/kPa
温度/℃
0
5
10
15
20
25
0
4
7
9
10
10
0
5
9
12
12
12
下列推断正确的是
A. ,
B. ℃时,0~10min内用的分压表示的反应速率为
C. 其他条件不变,增大压强,平衡向正反应方向移动
D. 气体体积分数或相对分子质量不变时正、逆反应速率相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,T2℃时反应先达到平衡,且蒸气压大于T1℃,则反应温度T2大于T1,平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,故A错误;
B.由图可知,T2℃条件下,10min时蒸气压为9kPa,则0~10min内水蒸气的反应速率为=0.9kPa/min,故B正确;
C.该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.由方程式可知,该反应只有水蒸气是气体,反应中相对分子质量始终不变,则相对分子质量不变时,正、逆反应速率不一定相等,故D错误;
故选B。
23. 丙炔酸()是一元弱酸(简写成HR) ,一定条件下可以发生如图所示的转化。
下列叙述错误的是
A.
B. 将丙炔酸溶液加水稀释,促进丙炔酸电离,但c(H⁺)减小
C. 向HR溶液中滴加氨水至中性,此时溶液中
D. 由丙炔酸制丙酸的反应为还原反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,反应①为CH≡CCOOH(g)+H2(g)→CH2=CHCOOH(g) ΔH1,反应②为CH2=CHCOOH(g)+H2(g)→CH3CH2COOH(g) ΔH2,反应③为CH≡CCOOH(g)+2H2(g)→CH3CH2COOH(g) ΔH3,由盖斯定律可知,反应①+②=③,则ΔH3=ΔH1+ΔH2,A正确;
B.将丙烯酸溶液加水稀释时,电离平衡向右移动,丙烯酸的电离程度增大,但溶液中氢离子浓度减小,B正确;
C.向HR溶液中滴加氨水至中性时,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液中离子浓度的大小关系为,C错误;
D.由丙炔酸制丙酸的反应中H2中H的化合价升高,丙炔酸中C的化合价降低,为还原反应,D正确;
故选C。
24. 浓度均为、体积均为的和溶液,分别加水稀释至体积为V,随的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 的碱性弱于的碱性
B. 的电离程度:b点小于a点
C. 若两溶液无限稀释,则它们的相等
D. 当时,若两溶液同时升高温度,则增大
【答案】C
【解析】
【分析】浓度均为,根据题图信息可知,起始时pH为13,的pH小于13,则可判断是强碱,为弱碱,以此解题。
【详解】A.由分析可知,是强碱,为弱碱,A项错误;
B.加水稀释时,的电离程度增大,则的电离程度为b点大于a点,B项错误;
C.若两溶液无限稀释,最终无限接近于7,它们的相等,C项正确;
D.当时,两溶液同时升温,由于是弱碱,其电离平衡正向移动,增大,不变,则减小,D项错误;
故选C。
25. 某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
0.200
v/(mol-1∙L-1∙min-1)
下列说法正确的是
A. 该反应的速率方程中的
B. 该反应的速率常数
C. 表格中的
D. 在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是
【答案】C
【解析】
【详解】A.当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应速率常数k保持不变,第二组数据和第四组数据中,两组的相同、v相同,解得,将第一组数据和第二组数据代入速率方程,得,可知,故A错误;
B.由A项分析可知,该反应的速率方程为,将第一组数据代入速率方程,可得速率常数,故B错误;
C.将第六组数据代入速率方程,可得,解得,将第三组数据代入速率方程,可得,将第五组数据代入速率方程,可得,故C正确;
D.半衰期,设起始时反应物A为,在过量的B存在时,反应掉93.75%的A需经历4个半衰期:起始,所需的时间为,故D错误;
故答案选C。
二、填空题(共50分)
26. I.完成下列问题。
(1)向盛有2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液的试管中滴加 5~10滴6mol/L NaOH溶液,溶液颜色由___________色变为___________ 色。
(2)将盛有 溶液的试管加热,溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色,则反应 的 ΔH ___________0 (填“>”或“<”) 。
II.按题意排列a、b、c的由大到小顺序。
(3)密闭容器中分别进行三个反应: 2HI(g),达到平衡状态时, a.c(CO2)、 b.c(NO2)、 c.c(I2)相同, 恒温压缩容器体积至原体积的一半,体系重新达到平衡后,气体浓度由大到小的顺序为:___________。
(4)常温下, c(H+)相同的a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸分别中和同浓度、同体积的 NaOH溶液,消耗三种酸的体积由大到小的顺序为:___________。
(5)常温下,浓度均为0.1mol/L的a.盐酸、b.硫酸、 c.醋酸中水电离出的氢离子浓度由大到小的顺序为: ___________ 。
(6)常温下,水电离出的c(H+)相同的a.盐酸、 b.氨水、 c.醋酸的pH 由大到小的顺序为:___________。
【答案】(1) ①. 橙色 ②. 黄色
(2)> (3)c>b>a
(4)a=b>c (5)c> a > b
(6)b>a=c
【解析】
【小问1详解】
重铬酸钾溶液中存在如下平衡:Cr2O+H2O2CrO+2H+,向溶液中加入氢氧化钠溶液中和溶液中的氢离子,溶液中氢离子浓度减小,平衡向正反应方向移动,重铬酸根离子浓度减小、铬酸根离子浓度增大,溶液由橙色变为黄色,故答案为:橙色;黄色;
【小问2详解】
加热氯化铜溶液,溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色,说明平衡向正反应方向移动,该反应为焓变大于0的吸热反应,故答案为:>;
【小问3详解】
由方程式可知,反应的平衡常数K= c(CO2),该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,但温度不变,平衡常数不变,所以恒温压缩容器体积至原体积的一半,体系重新达到平衡后,二氧化碳浓度不变;反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆反应方向移动,所以恒温压缩容器体积至原体积的一半,体系重新达到平衡后,二氧化氮浓度大于原平衡的浓度,但小于原平衡浓度的2倍;反应2HI(g)是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,所以恒温压缩容器体积至原体积的一半,体系重新达到平衡后,碘蒸气的浓度是原平衡浓度的2倍,则气体浓度由大到小的顺序为c>b>a,故答案为:c>b>a;
【小问4详解】
硫酸是二元强酸、盐酸是一元强酸,与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为H++OH-=H2O,则等体积、等浓度的氢氧化钠溶液消耗氢离子浓度相同的二种酸溶液的体积相等,醋酸是一元弱酸,与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,氢离子浓度相同的醋酸溶液的浓度大于盐酸,则等体积、等浓度的氢氧化钠溶液消耗氢离子浓度相同的醋酸溶液体积小于盐酸,所以消耗三种酸的体积由大到小的顺序为a=b>c,故答案为:a=b>c;
【小问5详解】
硫酸是二元强酸、盐酸是一元强酸、醋酸是一元弱酸,等浓度的三种酸溶液中氢离子浓度大小顺序为b > a >c ,溶液中氢离子浓度越大,抑制水电离的程度越大,水电离出的氢离子浓度越小,则水电离出的氢离子浓度由大到小的顺序为c> a > b,故答案为:c> a > b;
【小问6详解】
酸电离出的氢离子和碱电离出的氢氧根离子都抑制水的电离,水电离出的氢离子浓度相等,说明盐酸溶液的氢离子浓度、醋酸溶液的氢离子和氨水中的氢氧根离子浓度相等,酸溶液的pH小于碱溶液的pH,所以溶液pH 由大到小的顺序为b>a=c,故答案为:b>a=c。
27. 工业合成氨技术是人类科学技术的一项重大突破。
(1)在密闭容器中,按 和 体积比2:3在一定条件下合成氨。
①反应过程中 和H2的转化率之比___________1(填“>”“<”或“=”) 。
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡将___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K___________(填“变大”“变小”或“不变”) 。
(2)合成氨工业中采用循环操作,主要是为了___________。
A. 增大化学反应速率 B. 提高平衡混合物中氨的含量
C. 降低氨的沸点 D. 提高氮气和氢气的利用率
(3)高温不利于提高工业合成氨中 在平衡混合物中的含量。
①生产中依然选择高温合成氨,目的是___________。
②针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了采用M—LiH(M表示金属)复合催化剂的解决方案。在较低压强、较低温度下合成了 ,这是合成氨反应研究中的重要突破。文献报道了 M—LiH 可能的催化过程如下:
i.N2=2N(在 M 表面解离) ii.N+LiH = LiNH iii.___________。
(4)最近,我国科研人员报道了一种氯化镁循环法,可进一步降低能耗。该方法的总反应为 转化关系如图所示:
①图中 X 为NH4Cl, D为___________。
②科研人员将X与 混合反应,证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应,产物中=___________。
【答案】(1) ①. < ②. 正向 ③. 不变 (2)D
(3) ①. 提高化学反应速率 ②. 3H2+2LiNH=2NH3+ 2LiH
(4) ①. HCl ②.
【解析】
【小问1详解】
①氮气和氢气生成氨气的方程式为:N2+3H2 2NH3,则当 和 体积比1:3时,两者转化率相等,而当比值为2:3时,前者转化率降低,后者转化率增大,因此转化率之比会<1;
②保持恒温,压缩容器体积,平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡正向移动;平衡常数只与温度有关,则化学平衡常数不变;
【小问2详解】
反应后的混合气分离出氨气后还含有氢气和氮气,进行循环操作;
A.分离氢气与氮气,无法与增大化学反应速率,A不符合题意;
B.反应后的混合气分离出氨气后还含有氢气气和氮气,进行循环操作,与提高平衡混合物中氨的含量无必然关系,B不符合题意;
C.循环操作与沸点无关,C不符合题意;
D.进行循环操作可以提高氮和氢的利用率,D符合题意;
故选D;
【小问3详解】
①升高温度,催化剂可以达到活性最佳温度,从而提升化学反应速率,因此生产中依然选择高温合成氨;
②合成氨的总反应为N2+3H2⇌2NH3,已知反应i为N2 =2N,反应ii为N+LiH=LiNH,则总反应减去反应i,再减去反应ii×2可得反应 iii, 则反应 iii为3H2+2LiNH=2NH3+ 2LiH;
【小问4详解】
①电解MgCl2生成A和B,B与N2固氮得到Mg3N2,即B为Mg,A为Cl2,结合图示,Cl2和水反应得到O2和HCl,则D为HCl;
②Cl2和水反应得到O2和HCl,HCl与NH3反应生成X,X为NH4Cl,NH4Cl与Mg3N2反应方程式为:,即NH3中有来自Mg3N2,当将NH4Cl与混合反应,产物中。
28. 完成下列问题。
(1)浓度均为 1mol/L 的HCl和 混合溶液中, ___________。
(2)可向氯水中加入___________(填序号)增强漂白性。①NaOH;②CH3COONa;③Na2CO3;④NaHSO3,已知各酸电离平衡常数。Ka如表
酸
CH3COOH
H2CO3
H2SO3
HClO
Ka
Ka=1.8×10−5
Ka1=4.4×10−7
Ka2=4.7×10−11
Ka1=1×10−2
Ka2=6.0×10−8
Ka=2.9×10−8
(3)常温下,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液pH=7,则 a+b=___________。
(4)常温下, 的 溶液和 的 溶液混合, 恰好完全沉淀,溶液 则 =___________。
【答案】(1)1.8×10-5mol/L
(2)② (3)16
(4)1∶4
【解析】
【小问1详解】
HCl抑制CH3COOH的电离,则浓度均为1mol/L的HCl和CH3COOH混合溶液中c(CH3COOH)≈c(H+)=1mol/L,此时电离平衡常数mol/L;
【小问2详解】
根据表格中电离平衡常数可知,酸性强弱顺序为:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>>HClO>;
①NaOH能与HCl、HClO反应,加入NaOH时,c(HClO)减小,漂白性减弱,①错误;
②CH3COONa能与HCl反应,不能与HClO、Cl2反应,加入CH3COONa时,c(HClO)增大,漂白性增强,②正确;
③Na2CO3能与HCl、HClO反应,加入Na2CO3时,c(HClO)减小,漂白性减弱,③错误;
④NaHSO3具有强还原性,加入NaHSO3时,与HClO或Cl2反应,c(HClO)减小,漂白性减弱,故④错误;
故选②;
【小问3详解】
常温下,pH=a的强酸溶液中,,pH=b的强碱溶液中,根据混合后溶液pH=7,即来进行计算,假设酸和碱的体积分别为100L和1L,100 L强酸溶液中,1 L强碱溶液中,所以,化简可得:,即,进一步得到;
【小问4详解】
常温下,pH=12 的Ba(OH)2溶液中、c(Ba2+)=0.005mol/L,c mol/LNaHSO4溶液中,二者混合时Ba2+恰好完全沉淀,溶液pH=11,则,即,,解得。
29. 丙烯是产量仅次于乙烯的重要基本有机原料之一,丙烷脱氢制丙烯技术已经工业化。
I.无氧脱氢法: 。
(1)由图可知,该反应的限速步骤是第___________(填“一”或“二”)个断键的反应。有利于该反应自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)某温度下,向2L密闭容器中投入 发生无氧脱氢反应,经t min到达平衡状态,此时容器内压强为初始的1.8倍。则 , ___________ 。
(3)在压强分别为0.1MPa和0.01MPa的条件下,在密闭容器中充入等量的 发生脱氢反应。平衡时 和 的物质的量分数随温度的变化如图所示。
①在a、b、c、d四条直线中, 分别表示0.01MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是___________、___________。
②p点对应的平衡常数 ___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.氧化脱氢法:
(4)在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下( 氧化脱氢的转化率和 的产率如下:
反应温度/℃
465
480
495
510
C3H8的转化率/%
5.5
12.1
17.3
28.4
C3H6的产率/%
4.7
9.5
12.8
18.5
①C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是___________(答出1条即可)。
②已知:C3H6选择性=,随着温度升高,C3H6的选择性___________(填“升高”“降低”或“不变”),可能的原因是___________。
【答案】(1) ①. 一 ②. 高温
(2)
(3) ①. c ②. b ③. 0.0125
(4) ①. 温度升高,氧化脱氢反应速率增大或催化剂的活性增大,反应速率增大 ②. 降低 ③. 温度升高,有利于C3H8被氧化成其他产物的副反应发生
【解析】
【小问1详解】
化学反应的速率受活化能高的基元反应所限制,由图可知TS1和TS2所需活化能分别为0.42eV、0.37eV,其中,故其反应限速受第一个C-H断键反应限制;由热化学方程式可知,,气体混乱度增加即,而当时反应可自发进行,故当T增加时,有利于,故该空分别填一、高温;
【小问2详解】
当T一定,在V=2L的密闭容器投入2mol丙烷,达到平衡时压强为初始压强1.8倍,根据PV=nRT可知,当T、V一定时,P与n成正比,即初始气体物质的量与平衡时总气体物质的量之比为,设平衡时生成氢气为x mol,则平衡时总气体物质量为 mol,则存在,解得x=1.6 mol,故0-t min时,,故该空填0.8/t;
【小问3详解】
由热化学方程式可知,正反应为吸热反应,故温度增加有利于正反应进行,即随着温度增加丙烷的物质的量减少,丙烯的物质的量增加,故a、c对应的物质为丙烷,b、d对应物质为丙烯,另外根据勒夏特列原理,P降低有利于平衡向气体体积增加的方向移动即P下降时平衡向正反应方向移动,故0.01MPa时丙烯物质的量占比较0.1MPa时的大,则b代表0.01MPa时丙烯的物质的量分数,同理丙烷的物质的量占比在0.01MPa时更小,则c代表0.01MPa时的丙烷的物质的量分数,故该空分别填c、b;a代表0.1MPa时的丙烷的物质的量分数,当p点时丙烷的物质的量占比为50%,根据化学方程式可知丙烯和氢气的物质的量占比分别为25%、25%,故,该空填0.0125;
【小问4详解】
温度升高有利于反应速率增加,故丙烷的转化率随温度升高而上升的原因可填氧化脱氢反应速率增大,另外在有催化剂参与的反应中,温度升高可能提高催化剂的活性,故也可填催化剂的活性增大,反应速率增大;根据化学方程式和丙烯选择性公式可知,生成丙烯消耗丙烷的物质量与丙烯的产率成正相关,消耗丙烯的总物质的量与丙烯的转化率成正相关,故丙烯选择性与(丙烯的产率/丙烷的转化率)呈相似关系,465℃时,,510℃时,,故温度升高,丙烯选择性降低,可能原因是温度升高利于丙烷被氧化成其他产物的副反应的发生,故该空分别填降低、温度升高有利于丙烷被氧化成其他产物的副反应的发生。
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