内容正文:
沈阳市第120中学2024—2025学年度高二上学期第一次质量监测
化学
满分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 N:14 O:16
一、选择题(本题包含15道小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共45分)
1. 劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
家务劳动:热纯碱液浸泡油烟机滤网
升温促进碳酸钠水解
B
社区服务:使用氯化铵溶液清洗铁锈
氯化铵可分解产生HCl
C
消防演习:用泡沫灭火器模拟灭火
和在溶液中发生双水解
D
学农活动:草木灰和铵态氮肥不能混合施肥
促进水解使逸出,降低肥效
A. A B. B C. C D. D
2. 下列事实能证明HCOOH是弱电解质的是
①常温滴入甲基橙溶液,HCOONa溶液显黄色
②相同条件下,用等浓度的HCl和HCOOH溶液做导电实验,后者灯泡暗
③等浓度、等体积的盐酸和HCOOH溶液中和碱时,中和碱的能力相同
④0.1 mol∙L-1的HCOOH溶液pH=2
⑤HCOOH与Na2CO3反应放出CO2气体
⑥c(H+)=0.1mol∙L-1的HCOOH溶液稀释至1000倍,pH<4
A. ②④⑥ B. ④⑤ C. ①③⑤ D. ①②④
3. 下列实验操作正确的是
A. 用NaOH标准液滴定未知浓度的盐酸时,配制标准液的NaOH固体中混有少量杂质,则所测浓度偏高
B. 用盐酸标准液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时,左手控制酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视酸式滴定管中液面的高度变化和液体滴下的速度
C. 用已知浓度的盐酸滴定待测浓度的NaOH溶液(NaOH置于锥形瓶中),若酸式滴定管尖嘴部分气泡前有后无,则所测浓度偏低
D. 已知:,用溶液测定KI样品中KI的百分含量时,可用淀粉溶液作指示剂
4. 已知A转化为C和D分步进行:①;②,其反应过程能量如图所示,下列说法正确的是
A. 1mol A(g)的能量低于1mol B(g)的能量
B.
C. 断裂1mol A(g)化学键吸收的热量小于形成1mol C(g)和3mol D(g)化学键所放出的热量
D. 反应过程中,由于,反应②速率大于反应①,气体B很难大量积累
5. 在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 点对应的溶液中大量存在:、、、
B. 点对应的溶液中大量存在:、、、
C. 点对应的溶液中大量存在:、、、
D. 点对应的溶液中大量存在:、、、
6. 下列说法正确的是
A. 浓度增大,溶液的酸性一定增强
B. 常温时,用pH=3和pH=2的醋酸溶液中和等量的NaOH溶液,所消耗的醋酸溶液的体积分别为和,则
C. 常温时,将pH=2的硫酸溶液和pH=2的醋酸溶液分别稀释成pH=5的溶液,加水的体积:前者>后者
D. 相同温度下,等浓度的氨水和醋酸钠溶液pH:前者<后者[已知,]
7. 为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将废气排放中的CO进行合理利用,以获得重要工业产品。Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下:
①Cl2(g)⇌2Cl•(g)快;
②CO(g)+Cl•(g)⇌COCl•(g)快:
③COCl•(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g)+Cl•(g)慢。
反应②的速率方程v正=k正c(CO)×c(Cl•),v逆=k逆c(COCl•),k正、k逆是速率常数。下列说法错误的是
A. 反应②的平衡常数K=
B. 反应①的活化能小于反应③的活化能
C. 要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率
D. 使用合适的催化剂可以降低反应的活化能,加快该反应的速率,同时提高COCl2(g)的平衡产率
8. 化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注,氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)粉末置于特制的密闭真空容器中(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:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强()
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度()
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
下列说法正确的是
A. 该反应的,该反应在较低温度下能自发进行
B. 25℃时平衡常数的值
C. 当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D. 再加入少量平衡正向移动
9. 下列说法正确的是
A. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子百分数,从而使反应速率增大
B. 已知反应:,在密闭的反应炉内达到平衡后,若其他条件均不改变,将反应炉体积缩小一半,则达到新平衡时(g)的浓度将升高
C. 在一定条件下,可逆反应达到平衡后。保持恒温恒容,再通入一定量,平衡逆向移动,且达到新平衡时的百分含量减小
D. 合成氨厂采用的压强是10~30MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大
10. 下列图示实验中,能达到实验目的的是
A.用该装置进行中和热的测定
B.用该装置制备无水
C.用该装置进行溶液滴定未知浓度的溶液实验
D.验证对分解反应有催化作用
A. A B. B C. C D. D
11. 下列说法中正确的是
A. 已知100℃下,水的离子积,完全中和pH=3的硫酸溶液50mL,需要pH=11的NaOH溶液50mL
B. 常温下,重水()的离子积,可以用pH一样的定义来规定,已知,重水的pD=7.7
C. 常温下,将0.02的溶液100mL和0.02的溶液100mL混合,若忽略混合后溶液体积变化,则混合后的溶液pH=12
D. 为更好地表示溶液的酸碱性,酸度的定义:AG=lg,则25℃时,0.10 HCl溶液的AG=2
12. 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 溶液中:
B. 等物质的量浓度的和的混合溶液:
C. 室温下,向0.01 溶液中滴加NaOH溶液至中性:
D. 常温下,浓度均为0.1的、混合溶液(pH=4.76):
13. 下列图象表达正确的是
A. 图1表示用溶液滴定HCl和混合溶液的滴定曲线
B. 图2反应 ,A点比B、C点颜色均深
C. 图3常温下,有pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量锌粉发生反应②为醋酸
D. 图4一定温度下,将一定量的冰醋酸加水稀释,导电能力变化如图,a、b、c三点的电离程度:
14. 常温下,用0.10mol/L NaOH溶液分别滴定20.00mL起始浓度均为0.1mol/L的一元弱酸HX和HY溶液,已知HX电离程度小于HY,且当时,可以认为弱酸达电离平衡时的浓度近似等于起始浓度,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 图中曲线Ⅰ对应的为HY,其电离常数约为
B. 在和两点对应的溶液中,满足
C. 两条曲线终点坐标分别为、,两曲线相比,曲线Ⅰ选用酚酞作终点指示剂误差更小
D. 当溶液pH=7时,曲线Ⅱ加入NaOH的物质的量与剩余酸的物质的量之比为1∶100
15. 已知: 常温下,(1) Ka1(H2CO3)=4.3×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6×10-11;(2)H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-分别在三者中所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化关系如图所示,下列叙述错误的是
A. 在pH=4.3的溶液中:3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
B. 等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,溶液中水的电离程度比纯水大
C. 在pH=3的溶液中存在c(R2−)×c(H2R)/c2(HR−)=10-3
D. 向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:2+H2R=2HCO3-+R2-
二、非选择题(本题包含4道小题,共55分)
16. 硼被命名为Boron,是“焊剂”的意思。说明古人已经知道硼砂()可以用作焊接的助熔剂。
回答下列问题:
Ⅰ.硼酸的制备。
(1)工业上,硼砂溶液中加入硫酸可生产,制备原理为___________(用化学方程式表示)。
Ⅱ.测定工业制硼酸的纯度。
(2)配制溶液
称取3.0g硼酸试样,配成250mL溶液,所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还需要___________。
(3)采用滴定法测定硼酸的纯度。
硼酸是一元弱酸,且酸性很弱,,因此滴定时不能直接滴定,须先将硼酸与甘油作用生成甘油硼酸,,然后用酚酞作指示剂,再用NaOH标准溶液滴定:
滴定的过程如下:每次取25.00mL上述溶液于锥形瓶中,加入适量甘油,静置3min后,加入2-3滴酚酞溶液,用0.2000mol/L的NaOH标准溶液滴定至终点,记录读数。
①判断达到滴定终点时的现象为___________。
②重复三次实验的实验数据如表所示:
实验编号
待测溶液体积/mL
滴定前NaOH的体积读数/mL
滴定后NaOH的体积读数/mL
1
25.00
1.20
21.10
2
25.00
1.21
19.21
3
25.00
0.50
a.如图为第3次滴定终点示意图,滴定管的读数为___________。
b.根据表中数据计算出硼酸的纯度为___________(保留三位有效数字)。
③实验过程中出现以下操作(其他操作正确),会造成测定结果(浓度)偏高的有___________(填标号)。
A.量取标准液的碱式滴定管未润洗 B.锥形瓶水洗后直接装待测液
C.酸式滴定管水洗后未用待测硼酸溶液润洗 D.滴定到达终点时,俯视滴定管读数
E.配制硼酸溶液定容时俯视刻度线
④硼酸在水溶液中存在电离平衡: 。用0.01mol/L NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL 0.01mol/L硼酸溶液、0.01mol/L硼酸和甘油混合溶液,滴定过程中硼酸溶液pH、混合溶液的随加入NaOH溶液体积的变化如下图:
已知:
下列说法错误的是_________。
A.加入甘油促进硼酸电离平衡正向移动
B.溶液中:M点>N点
C.P点:
D.W点:
17. 翠矾()在印染工业中应用广泛。以某含镍废料(主要成分为Ni和NiO,还含有少量FeO、、MgO、、PbO)为原料制备翠矾的工艺流程如下:
已知:
①为酸性氧化物,PbO为碱性氧化物;
②当溶液的pH为2.2时开始沉淀,pH为3时沉淀完全;pH为7.5时开始沉淀;
③20℃时,的溶解度为0.0014g、的溶解度为0.013g。
回答下列问题:
(1)“碱浸”中发生反应的离子方程式为___________。
(2)“酸浸”中其他条件不变时,不同温度下镍的浸出率随时间的变化如下图,则“酸浸”的最佳温度与时间分别为___________(填标号)。
A. 30℃、30min B. 70℃、120min C. 90℃、120min D. 90℃、140min
(3)“滤渣①”的主要成分为___________(填化学式)。
(4)“氧化”中的作用是___________(用离子方程式表示)。
(5)“沉铁”时加入溶液调节体系的pH,则最佳pH范围是___________,用平衡移动原理解释“沉铁”的原理___________。
(6)得到翠矾晶体的一系列操作为___________。
18. 氢能是能源体系的组成部分,制氢技术的研发具有积极的现实意义。回答下列问题:
Ⅰ.甲醇重整制氢。
(1)已知:
①
②
③ △H3
△H3=___________kJ∙mol-1。
(2)恒温恒容体系中,同时发生反应①和②,能判断反应达到平衡状态的标志为___________。
A. B. 混合气体的密度保持不变
C. 容器内压强保持不变 D. 混合气体平均摩尔质量保持不变
(3)在某温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH3OH(g)和H2O(g)发生反应①和②。平衡时,体系中H2的体积分数随温度T的变化如图所示,试解释T3~T4温度区间,H2的体积分数呈减小趋势的原因___________。
Ⅱ.甲烷水蒸气催化重整制氢。
反应ⅰ. △H=+206kJ/mol
反应ⅱ. △H=+165kJ/mol
(4)反应ⅱ的速率方程,k为速率常数(只受温度影响),m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分的初始浓度和反应初始的瞬时速率如下表。
实验序号
c(H2O)/(mol/L)
CH4/(mol/L)
v/mol/(L·s)
1
1.0
1.0
1.20
2
1.0
2.0
2.40
m=___________,k=___________(不要求写单位)。
(5)恒温条件下,1mol CH4 (g)和1mol H2O (g)在体积为1L的密闭容器中发生反应ⅰ、反应ⅱ,反应达平衡时,CH4的转化率为60%,CO2的物质的量为0.3mol,则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为___________,反应ⅰ的平衡常数K=___________(列出计算式即可)。
19. “碳循环”是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球的运动循环不止的现象。请回答:
(1)CO2是温室气体,可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
①Na2CO3俗称纯碱,因水解而使其水溶液呈碱性,试写出水解的离子方程式(忽略第二步水解):___________。
②已知25℃时,H2CO3的、,则当溶液中时,溶液的pH=___________。
③等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序为___________。
④0.1mol/LNa2CO3溶液中=___________[用含、的关系式表示]。
(2)“碳循环”在一定程度上推动了“氮循环”。其中铵盐是一类重要的含氮化合物,应用广泛。
①NH4Al(SO4)2用作净水剂,其净水原理是___________(用离子方程式和简要的文字加以说明)。
②NH4HSO4用于定量分析医药和电子产业中。在25℃下,等浓度的NH4Al(SO4)2和NH4HSO4溶液中大小关系为:前者___________后者(填“>”、“<”或“=”)。
③如图是0.1mol/L的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线。在20℃下,0.1mol/L NH4Al(SO4)2溶液中___________mol/L(填准确值)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
沈阳市第120中学2024—2025学年度高二上学期第一次质量监测
化学
满分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 N:14 O:16
一、选择题(本题包含15道小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共45分)
1. 劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
家务劳动:热纯碱液浸泡油烟机滤网
升温促进碳酸钠水解
B
社区服务:使用氯化铵溶液清洗铁锈
氯化铵可分解产生HCl
C
消防演习:用泡沫灭火器模拟灭火
和在溶液中发生双水解
D
学农活动:草木灰和铵态氮肥不能混合施肥
促进水解使逸出,降低肥效
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度升高会促进纯碱的水解,纯碱水解显碱性,油脂在碱性条件下发生水解,所以用热纯碱溶液浸泡油烟机滤网,与所述的化学知识有关联,故A项正确;
B.氯化铵水解,溶液呈酸性,可以用来清洗铁锈,并不是氯化铵可分解产生HCl,与所述的化学知识没有关联,故B项错误;
C.泡沫灭火器灭火原理是铝离子和碳酸氢根离子在溶液中发生双水解反应生成二氧化碳,二氧化碳可以用来灭火,与所述的化学知识有关联,故C项正确;
D.草木灰和铵态氮肥不能混合施肥是因为铵态氮肥中的铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,草木灰中的碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,碳酸根离子促进铵根离子水解,导致水解生成的氨气逸出,降低肥效,故D项正确;
故本题选B。
2. 下列事实能证明HCOOH是弱电解质的是
①常温滴入甲基橙溶液,HCOONa溶液显黄色
②相同条件下,用等浓度的HCl和HCOOH溶液做导电实验,后者灯泡暗
③等浓度、等体积的盐酸和HCOOH溶液中和碱时,中和碱的能力相同
④0.1 mol∙L-1的HCOOH溶液pH=2
⑤HCOOH与Na2CO3反应放出CO2气体
⑥c(H+)=0.1mol∙L-1的HCOOH溶液稀释至1000倍,pH<4
A. ②④⑥ B. ④⑤ C. ①③⑤ D. ①②④
【答案】A
【解析】
【详解】①常温滴入甲基橙溶液,HCOONa溶液显黄色,表明其溶液的pH>4.4,不能说明HCOO-是否发生水解,①不符合题意;
②相同条件下,用等浓度的HCl和HCOOH溶液做导电实验,后者灯泡暗,表明HCOOH没有发生完全电离,从而说明HCOOH为弱酸,②符合题意;
③在碱溶液中,不管是强酸还是弱酸,都发生完全电离,等浓度、等体积的盐酸和HCOOH溶液中和碱时,中和碱的能力相同,则不能说明HCOOH是强酸还是弱酸,③不符合题意;
④0.1 mol∙L-1的HCOOH溶液pH=2,c(H+)<0.1 mol∙L-1,则HCOOH为弱酸,④符合题意;
⑤HCOOH与Na2CO3反应放出CO2气体,表明HCOOH的酸性比H2CO3强,不能说明HCOOH的酸性强弱,⑤不符合题意;
⑥c(H+)=0.1mol∙L-1的HCOOH溶液稀释至1000倍,若HCOOH为强酸,其pH=4,现pH<4,表明HCOOH电离程度增大,HCOOH为弱酸,⑥符合题意;
综合以上分析,②④⑥符合题意,故选A。
3. 下列实验操作正确的是
A. 用NaOH标准液滴定未知浓度的盐酸时,配制标准液的NaOH固体中混有少量杂质,则所测浓度偏高
B. 用盐酸标准液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时,左手控制酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视酸式滴定管中液面的高度变化和液体滴下的速度
C. 用已知浓度的盐酸滴定待测浓度的NaOH溶液(NaOH置于锥形瓶中),若酸式滴定管尖嘴部分气泡前有后无,则所测浓度偏低
D. 已知:,用溶液测定KI样品中KI的百分含量时,可用淀粉溶液作指示剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.用NaOH标准液滴定未知浓度的盐酸时,假设40g全部是氢氧化钠(物质的量为1mol)会消耗1mol盐酸,若全部是碳酸钠(物质的量为0.38mol)会消耗0.76mol盐酸,因此若相同量的盐酸,用配制标准液的NaOH固体中混有少量杂质进行滴定,则消耗的标液体积偏多,则所测浓度偏高,故A正确;
B.眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化和标液的流速,故B错误;
C.若酸式滴定管尖嘴部分气泡前有后无,所读数据偏大,则所测浓度偏高,故C错误;
D.不能用淀粉溶液作指示剂,因为开始就有单质碘,就会使溶液变为蓝色,蓝色一直不会变,故D错误。
综上所述,答案为A。
4. 已知A转化为C和D分步进行:①;②,其反应过程能量如图所示,下列说法正确的是
A. 1mol A(g)的能量低于1mol B(g)的能量
B.
C. 断裂1mol A(g)化学键吸收的热量小于形成1mol C(g)和3mol D(g)化学键所放出的热量
D. 反应过程中,由于,反应②速率大于反应①,气体B很难大量积累
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,1mol A(g)的能量低于1mol B(g)和2molD的能量总和,但不能确定1molA(g)的能量和1mol B(g)的能量大小,故A错误;
B.ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,则 ΔH=(Ea3-Ea4) ,故B错误;
C.由图可知1molA的能量小于1molC和3molD的总能量,则该反应是吸热反应,即断裂1mol A(g)化学键吸收的热量大于形成1mol C(g)和3mol D(g)化学键所放出的热量,故C错误;
D.反应的活化能越小,反应速率越快,由于活化能Ea3<Ea1,则反应②消耗B的速率大于反应①生成B的速率,气体B很难大量积累,故D正确;
答案选D。
5. 在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 点对应的溶液中大量存在:、、、
B. 点对应的溶液中大量存在:、、、
C. 点对应的溶液中大量存在:、、、
D. 点对应的溶液中大量存在:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图知,d点为碱性溶液,、、、可以大量共存,A正确;
B.由图知,b点为酸性溶液,在酸性条件下有强氧化性,有还原性,不能大量共存,B错误;
C.由图知,c点为中性溶液,和会生成白色沉淀,不能大量共存,C错误;
D.由图知,a点为中性溶液,和Fe3+、和都不能大量共存,D错误;
故选A。
6. 下列说法正确的是
A. 浓度增大,溶液的酸性一定增强
B. 常温时,用pH=3和pH=2的醋酸溶液中和等量的NaOH溶液,所消耗的醋酸溶液的体积分别为和,则
C. 常温时,将pH=2的硫酸溶液和pH=2的醋酸溶液分别稀释成pH=5的溶液,加水的体积:前者>后者
D. 相同温度下,等浓度的氨水和醋酸钠溶液pH:前者<后者[已知,]
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液的酸性强弱是由溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小决定的,在纯水中,升高温度会促进水的电离,导致H+浓度增大,但溶液仍然保持中性,酸性没有增强,A错误;
B.醋酸是弱酸,稀释能促进弱酸的电离,若pH=2醋酸溶液的浓度c2,pH=3的醋酸溶液的浓度c1,则c2>10c1,中和等量的NaOH溶液时消耗两种酸的物质的量相等,即c1Va=c2Vb,则Va>10Vb,B正确;
C.常温时,pH=2的硫酸溶液和pH=2的醋酸溶液分别稀释1000倍时,硫酸溶液的pH=5,醋酸是弱酸,稀释促进其电离,溶液的pH<5,继续加适量水时pH才可能等于5,所以加水的体积:前者<后者,C错误;
D.已知醋酸的电离常数,则醋酸钠溶液中CH3COO-的水解常数为Kh==5.7×10-10<,说明CH3COO-的水解程度小于的电离程度,相同温度下,等浓度的氨水和醋酸钠溶液中,氨水中c(OH-)较大,碱性较强,则pH:前者>后者,D错误;
故选B。
7. 为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将废气排放中的CO进行合理利用,以获得重要工业产品。Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下:
①Cl2(g)⇌2Cl•(g)快;
②CO(g)+Cl•(g)⇌COCl•(g)快:
③COCl•(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g)+Cl•(g)慢。
反应②的速率方程v正=k正c(CO)×c(Cl•),v逆=k逆c(COCl•),k正、k逆是速率常数。下列说法错误的是
A. 反应②的平衡常数K=
B. 反应①的活化能小于反应③的活化能
C. 要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率
D. 使用合适的催化剂可以降低反应的活化能,加快该反应的速率,同时提高COCl2(g)的平衡产率
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应②平衡常数K=,该反应v正=k正c(CO)×c(Cl•),v逆=k逆c(COCl•),平衡时正逆反应速率相等,即k正c(CO)×c(Cl•)=k逆c(COCl•),则有=,A正确;
B.活化能越大,反应速率越慢,反应①是快反应、反应③是慢反应,所以反应①的活化能小于反应③的活化能,B正确;
C.反应③是慢反应,慢反应决定总反应速率,要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率,C正确;
D.催化剂不能使平衡移动,使用合适的催化剂不能改变平衡产率,D错误;
答案为D。
8. 化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注,氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)粉末置于特制的密闭真空容器中(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:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强()
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度()
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
下列说法正确的是
A. 该反应的,该反应在较低温度下能自发进行
B. 25℃时平衡常数的值
C. 当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D. 再加入少量平衡正向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.在容积不变的密闭容器中,平衡气体总浓度随温度的升高而增大,该反应物是固体,生成物是气体,所以升高温度,平衡正向移动,故该反应的△H>0,△S>0,能自发进行需△G=△H-T•△S<0,故该反应在较高温度下能自发进行,A错误;
B.根据表中数据25℃时平衡气体总浓度为4.8×10-3mol/L,又根据反应可知,平衡气体中NH3和CO2的物质的量浓度之比永远为2:1,故平衡时:c(NH3)=3.2×10-3mol/L,c(CO2)=1.6×10-3mol/L,故平衡常数的值K=c2(NH3) c(CO2)=(3.2×10-3)2×1.6×10-3≈1.6×10-8,B正确;
C.由反应方程式可知,容器中NH3和CO2的物质的量之比永远保持2:1,即容器中CO2的体积分数一直不变,就当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时不能说明该反应达到化学平衡状态,C错误;
D.由于NH2COONH4为固体,再加入少量NH2COONH4平衡不移动,D错误;
故答案为:B。
9. 下列说法正确的是
A. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子百分数,从而使反应速率增大
B. 已知反应:,在密闭的反应炉内达到平衡后,若其他条件均不改变,将反应炉体积缩小一半,则达到新平衡时(g)的浓度将升高
C. 在一定条件下,可逆反应达到平衡后。保持恒温恒容,再通入一定量,平衡逆向移动,且达到新平衡时的百分含量减小
D. 合成氨厂采用的压强是10~30MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),增加的是单位体积内活化分子数,从而使反应速率增大,而不是增加单位体积内活化分子百分数,A项错误;
B.该反应的平衡常数K=(CO2),温度不变,K不变,则T通过压缩体积达到新平衡时CO2的浓度不变,B项错误;
C.该反应是气体系数减小的反应,假设保持恒温恒压,再通入一定量N2O4,平衡逆向移动,新平衡时NO2的百分含量不变,为等效平衡,因为是恒温恒容条件,则相当于增大压强,平衡向正方向移动,新平衡时的NO2百分含量减小,C项正确;
D.合成氨工业中普遍使用铁触媒作为催化剂,其在500℃左右时活性最大;采用的压强是10~30MPa,是考虑到动力和设备的承受能力,D错误;
故选C。
10. 下列图示实验中,能达到实验目的的是
A.用该装置进行中和热的测定
B.用该装置制备无水
C.用该装置进行溶液滴定未知浓度的溶液实验
D.验证对分解反应有催化作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.大小烧杯间的空隙未填满,且装置中大小烧杯的杯口不相平,会导致热量损失,故A错误;
B.HCl可抑制镁离子的水解,碱石灰防止空气中的水分进入装置,则在HCl气体的氛围中加热,可制备无水氯化镁,故B正确;
C.高锰酸钾溶液具有强氧化性,可氧化橡胶,不适合用碱式滴定管盛装,应选酸式滴定管盛装,故C错误;
D.右侧试管的温度高,且加了溶液,两个变量,不能验证FeCl3对H2O2的分解反应有催化作用,故D错误;
答案选B。
11. 下列说法中正确的是
A. 已知100℃下,水的离子积,完全中和pH=3的硫酸溶液50mL,需要pH=11的NaOH溶液50mL
B. 常温下,重水()的离子积,可以用pH一样的定义来规定,已知,重水的pD=7.7
C. 常温下,将0.02的溶液100mL和0.02的溶液100mL混合,若忽略混合后溶液体积变化,则混合后的溶液pH=12
D. 为更好地表示溶液的酸碱性,酸度的定义:AG=lg,则25℃时,0.10 HCl溶液的AG=2
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知100℃下,水的离子积,完全中和pH=3的硫酸溶液50mL,设需要pH=11的NaOH溶液的体积为x,则10-3mol/L×50mL=10-1mol/L∙x,x=0.5mL,A不正确;
B.常温下,重水()的离子积,可以用pH一样的定义来规定,已知,重水中,c(D+)==4×10-8mol/L,pD=8-2lg2=7.4,B不正确;
C.常温下,将0.02的溶液100mL和0.02的溶液100mL混合,若忽略混合后溶液体积变化,则混合后的溶液中,c(OH- )==0.01mol/L,pH=12,C正确;
D.为更好地表示溶液的酸碱性,酸度的定义:AG=lg,则25℃时,0.10 HCl溶液中,c(H+)=0.10mol/L,c(OH- )=10-13mol/L,AG= lg=12,D不正确;
故选C。
12. 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 溶液中:
B. 等物质的量浓度的和的混合溶液:
C. 室温下,向0.01 溶液中滴加NaOH溶液至中性:
D. 常温下,浓度均为0.1的、混合溶液(pH=4.76):
【答案】B
【解析】
【详解】A.依据电荷守恒,溶液中:,A不正确;
B.等物质的量浓度的和的混合溶液中,依据物料守恒可得出2 c(Na+)=3[c()+c()+c(H2CO3)],依据电荷守恒可得出c(Na+)+ c(H+)=2c()+c()+c(OH-),从而得出,B正确;
C.室温下,向0.01 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液,当二者等摩尔反应时,生成NaNH4SO4,此时由于水解,溶液呈酸性,欲使溶液呈中性,需再滴加一定量的NaOH,此时c(Na+)增大,c()减小,从而得出,C不正确;
D.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的、混合溶液(pH=4.76),存在物料守恒2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-),则c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-),混合溶液的pH=4.76,则c(H+)>c(OH-),c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)+ c(H+)-c(OH-),从而得出,D不正确;
故选B。
13. 下列图象表达正确的是
A. 图1表示用溶液滴定HCl和混合溶液的滴定曲线
B. 图2反应 ,A点比B、C点颜色均深
C. 图3常温下,有pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量锌粉发生反应②为醋酸
D. 图4一定温度下,将一定量的冰醋酸加水稀释,导电能力变化如图,a、b、c三点的电离程度:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCl是强电解质,是弱电解质,滴加的弱电解质先和HCl反应生成强电解质氯化铵,但溶液体积不断增大,溶液被稀释,所以电导率下降;当HCl完全被中和后,继续电离与弱电解质反应生成强电解质醋酸铵,所以电导率增大;也完全反应后,继续滴加,因为溶液被稀释,电导率有下降趋势,所以图象应该是先下降然后上升最后下降,故A错误;
B.A点到B点,压强相同,二氧化氮的体积分数降低,说明反应正向进行,生成四氧化二氮(无色),所以A点颜色深。A点到C点,温度相同,压强增大,是因为减少了体积,体积变小,两气体的气体浓度瞬时增大,虽然平衡正向移动,生成四氧化二氮,但是物理过程要快于化学过程,所以C点颜色深,故B错误;
C.pH相同,等体积的醋酸和盐酸,醋酸的物质的量浓度要大于盐酸,醋酸是弱电解质,在反应的过程当中,还会不断电离出氢离子,所以产生的氢气更多,故C正确;
D.溶液越稀越电离,加水越多越促进醋酸电离,所以电离程度c>b>a,故D错误;
答案选C。
14. 常温下,用0.10mol/L NaOH溶液分别滴定20.00mL起始浓度均为0.1mol/L的一元弱酸HX和HY溶液,已知HX电离程度小于HY,且当时,可以认为弱酸达电离平衡时的浓度近似等于起始浓度,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 图中曲线Ⅰ对应的为HY,其电离常数约为
B. 在和两点对应的溶液中,满足
C. 两条曲线终点坐标分别为、,两曲线相比,曲线Ⅰ选用酚酞作终点指示剂误差更小
D. 当溶液pH=7时,曲线Ⅱ加入NaOH的物质的量与剩余酸的物质的量之比为1∶100
【答案】B
【解析】
【分析】相同条件下,酸溶液的酸性越强,电离程度越大,电离常数越大,水的电离程度越小,已知HX电离程度小于HY,则酸性HX<HY,再根据均为0.1mol/L的一元弱酸HX和HY溶液在曲线上的坐标点A1(0,5)和A2(0,3)可知HX和HY均为一元弱酸,且曲线I和曲线Ⅱ对应的酸分别为HX和HY,在和两点对应的溶液中,剩余的酸和生成的盐的物质的量相等,根据物料守恒关系及两溶液中钠离子浓度相等,从而得出浓度关系,两条曲线终点坐标分别为、,根据、对应的pH,再结合酚酞的显色范围为8.2~10来分析那个误差更小,当溶液pH=7时,说明水解和电离程度相等,结合电荷守恒关系及电离常数表达式可得结果;
【详解】A.相同条件下,酸溶液的酸性越强,电离程度越大,电离常数越大,水的电离程度越小,已知HX电离程度小于HY,则酸性HX<HY,图中曲线I对应的为HX,曲线Ⅱ对应的为HY,根据A2(0,3)可得pH=3,,A项错误;
B.在和两点对应的溶液中,剩余的酸和生成的盐的物质的量相等,根据物料守恒关系可得中存在,中存在,根据钠离子浓度相等可得,所以,B项正确;
C.两条曲线终点坐标分别为、,根据对应的pH接近11,而对应的pH在8~9之间,结合酚酞的显色范围为8.2~10来分析曲线Ⅱ选用酚酞作终点指示剂误差更小,C项错误;
D.已知Ⅱ电离常数为,当溶液pH=7时,存在电荷守恒关系,又因为pH=7,所以,根据HY酸的电离常数,所以,即,所以曲线Ⅱ加入NaOH物质的量与剩余酸的物质的量之比为100:1,D项错误;
故选B。
15. 已知: 常温下,(1) Ka1(H2CO3)=4.3×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6×10-11;(2)H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-分别在三者中所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化关系如图所示,下列叙述错误的是
A. 在pH=4.3的溶液中:3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
B. 等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,溶液中水的电离程度比纯水大
C. 在pH=3的溶液中存在c(R2−)×c(H2R)/c2(HR−)=10-3
D. 向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:2+H2R=2HCO3-+R2-
【答案】B
【解析】
【详解】在PH=4.3的溶液中c(R2-)=c(HR-)溶液中电荷守恒为:2c(R2-)+c(HR-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),所以3c(HR-)=c(Na+)+c(H+)- c(OH-),A正确;
B.等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,生成等物质的量NaHR和Na2R,溶液中HR-、R2-浓度相同时,pH=4.3,溶液显酸性,对水的电离起到抑制作用,所以溶液中水的电离程度比纯水小, B是错误;
C.当溶液pH=1.3时,c(H2R)=c(HR-),则,溶液的pH=4.3时, c(R2-)=c(HR-),则, ,所以C选项是正确的;
D.由C选项分析可以知道, H2R的电离常数Ka2大于H2CO3的Ka2,即酸性:HR->,所以向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:2+H2R=2HCO3-+R2-,故D正确;
答案选B。
二、非选择题(本题包含4道小题,共55分)
16. 硼被命名为Boron,是“焊剂”的意思。说明古人已经知道硼砂()可以用作焊接的助熔剂。
回答下列问题:
Ⅰ.硼酸的制备。
(1)工业上,硼砂溶液中加入硫酸可生产,制备原理为___________(用化学方程式表示)。
Ⅱ.测定工业制硼酸的纯度。
(2)配制溶液
称取3.0g硼酸试样,配成250mL溶液,所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还需要___________。
(3)采用滴定法测定硼酸的纯度。
硼酸是一元弱酸,且酸性很弱,,因此滴定时不能直接滴定,须先将硼酸与甘油作用生成甘油硼酸,,然后用酚酞作指示剂,再用NaOH标准溶液滴定:
滴定的过程如下:每次取25.00mL上述溶液于锥形瓶中,加入适量甘油,静置3min后,加入2-3滴酚酞溶液,用0.2000mol/L的NaOH标准溶液滴定至终点,记录读数。
①判断达到滴定终点时的现象为___________。
②重复三次实验的实验数据如表所示:
实验编号
待测溶液体积/mL
滴定前NaOH的体积读数/mL
滴定后NaOH的体积读数/mL
1
25.00
1.20
21.10
2
25.00
1.21
19.21
3
25.00
0.50
a.如图为第3次滴定终点示意图,滴定管的读数为___________。
b.根据表中数据计算出硼酸的纯度为___________(保留三位有效数字)。
③实验过程中出现以下操作(其他操作正确),会造成测定结果(浓度)偏高的有___________(填标号)。
A.量取标准液的碱式滴定管未润洗 B.锥形瓶水洗后直接装待测液
C.酸式滴定管水洗后未用待测硼酸溶液润洗 D.滴定到达终点时,俯视滴定管读数
E.配制硼酸溶液定容时俯视刻度线
④硼酸在水溶液中存在电离平衡: 。用0.01mol/L NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL 0.01mol/L硼酸溶液、0.01mol/L硼酸和甘油混合溶液,滴定过程中硼酸溶液pH、混合溶液的随加入NaOH溶液体积的变化如下图:
已知:
下列说法错误的是_________。
A.加入甘油促进硼酸电离平衡正向移动
B.溶液中:M点>N点
C.P点:
D.W点:
【答案】(1)
(2)250mL容量瓶
(3) ①. 当加入最后半滴标准液时,溶液恰好由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 ②. 20.60 ③. 82.7% ④. AE ⑤. D
【解析】
【小问1详解】
稀硫酸与反应生成和硫酸钠,根据元素守恒,该反应的化学方程式为;
【小问2详解】
称取3.0g硼酸试样,配成250mL溶液,实验的步骤为溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀,除了所给的玻璃仪器,还需要250mL容量瓶;
【小问3详解】
①用NaOH标准溶液滴定甘油硼酸,指示剂酚酞加入到甘油硼酸中,显无色,滴定终点时溶液显粉红色,故滴定终点时的现象为当加入最后半滴标准液时,溶液恰好由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
②a.根据滴定管的构造以及示意图,滴定管的读数为20.60mL;
b.由表格数据可知,三次滴定实验用去的标准溶液体积分别为19.90mL,18.00mL,20.10mL,第2次数据偏差大,应舍去,故用去的标准溶液平均体积20.00mL,n(NaOH)==0.004mol,则硼酸的纯度为=82.7%;
③A.量取标准液的碱式滴定管未润洗会导致所用的标准液体积偏大,故导致结果偏高,故A选;
B.锥形瓶水洗后直接装待测液是正确操作,对结果没有影响,故B不选;
C.酸式滴定管水洗后未用待测硼酸溶液润洗,对硼酸溶液有稀释作用,导致所用的标准液体积偏小,故导致结果偏低,故C不选;
D.滴定到达终点时,俯视滴定管读数,导致滴定后读数偏小,导致所用的标准液浓度偏小,体积偏大,故导致结果偏低,故D不选;
E.配制硼酸溶液定容时俯视刻度线,则所配的溶液浓度偏大,所用的标准液体积偏大,故导致结果偏高,故E选;
答案为AE;
④随着NaOH溶液的滴加,溶液的pH值逐渐增大,根据图知,含有P、W的曲线为硼酸溶液pH随加入的NaOH溶液体积的变化,含有M、N的曲线为混合溶液的随加入的NaOH溶液体积的变化;
A.根据“”可知,加入的甘油会和[B(OH)4]-发生反应使[B(OH)4]-浓度减小,从而促进硼酸电离平衡( )正向移动,故A正确;
B.根据图知,加入V(NaOH):M<N,加入的V(NaOH)越大,溶液中c(H+)越小,所以溶液中c(H+):M点>N点,故B正确;
C.P点溶液呈碱性,pH=9.34,则c(OH-)>c(H+),K===,则c(H3BO3)=c{[B(OH)4]-},水的电离较弱,所以溶液中存在,故C正确;
D.W点对应混合溶液的最大,是pH值的转折点,此时酸碱恰好完全反应,则V(NaOH)=V(H3PO3)=20mL,混合溶液体积增大一倍,则混合溶液中c(Na+)为原来的一半,为0.005mol/L,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c{[B(OH)4]-}+c(OH-)、存在物料守恒c(H3BO3)+c{[B(OH)4]-}=c(Na+)=0.005mol/L,根据电荷守恒和物料守恒得c(Na+)+c(H+)+c(H3BO3)-c(OH-)=c{[B(OH)4]-}+c(OH-)+c(H3BO3)-c(OH-)=c(H3BO3)+c{[B(OH)4]-}=0.005mol/L,故D错误;
答案选D。
17. 翠矾()在印染工业中应用广泛。以某含镍废料(主要成分为Ni和NiO,还含有少量FeO、、MgO、、PbO)为原料制备翠矾的工艺流程如下:
已知:
①为酸性氧化物,PbO为碱性氧化物;
②当溶液的pH为2.2时开始沉淀,pH为3时沉淀完全;pH为7.5时开始沉淀;
③20℃时,的溶解度为0.0014g、的溶解度为0.013g。
回答下列问题:
(1)“碱浸”中发生反应的离子方程式为___________。
(2)“酸浸”中其他条件不变时,不同温度下镍的浸出率随时间的变化如下图,则“酸浸”的最佳温度与时间分别为___________(填标号)。
A. 30℃、30min B. 70℃、120min C. 90℃、120min D. 90℃、140min
(3)“滤渣①”的主要成分为___________(填化学式)。
(4)“氧化”中的作用是___________(用离子方程式表示)。
(5)“沉铁”时加入溶液调节体系的pH,则最佳pH范围是___________,用平衡移动原理解释“沉铁”的原理___________。
(6)得到翠矾晶体的一系列操作为___________。
【答案】(1) (2)B
(3)
(4)
(5) ①. 3≤pH<7.5 ②. 加入溶液,使氢离子浓度减小,水解平衡正向移动,完全转化为沉淀
(6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【解析】
【分析】含镍废料加入碱液除去二氧化硅,滤液再加入硫酸除去氧化铅,滤液加入双氧水将亚铁离子氧化,滤液加入碳酸钠调节pH除去铁离子,滤液加入氟化钠除去镁离子,最后一系列操作得到硫酸镍晶体。
【小问1详解】
“碱浸”中发生反应的离子方程式为;
【小问2详解】
“酸浸”中其他条件不变时,不同温度下镍的浸出率随时间的变化由图可知,70℃、120min时金属镍的浸出率高,80℃、120min虽然浸出率更高但是浸出率增加的不是很多,反而温度高了10℃会增加更多成本,在延长反应时间浸出率基本不变,而且延长时间也需要成本。所以 “酸浸”的最佳温度与时间分别为70℃、120min;
【小问3详解】
加入硫酸除铅离子,“滤渣①”的主要成分为;
【小问4详解】
“氧化”中的作用是将亚铁离子氧化,。
【小问5详解】
“沉铁”时加入溶液调节体系的pH,则最佳pH范围是使得铁离子完全沉淀而镍离子不沉淀,当溶液的pH为2.2时开始沉淀,pH为3时沉淀完全;pH为7.5时开始沉淀;则最佳pH范围是3≤pH<7.5, “沉铁”的原理加入溶液,使氢离子浓度减小,水解平衡正向移动,完全转化为沉淀。
【小问6详解】
从滤液中得到翠矾晶体的一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
18. 氢能是能源体系的组成部分,制氢技术的研发具有积极的现实意义。回答下列问题:
Ⅰ.甲醇重整制氢。
(1)已知:
①
②
③ △H3
△H3=___________kJ∙mol-1。
(2)恒温恒容体系中,同时发生反应①和②,能判断反应达到平衡状态的标志为___________。
A. B. 混合气体的密度保持不变
C. 容器内压强保持不变 D. 混合气体平均摩尔质量保持不变
(3)在某温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH3OH(g)和H2O(g)发生反应①和②。平衡时,体系中H2的体积分数随温度T的变化如图所示,试解释T3~T4温度区间,H2的体积分数呈减小趋势的原因___________。
Ⅱ.甲烷水蒸气催化重整制氢。
反应ⅰ. △H=+206kJ/mol
反应ⅱ. △H=+165kJ/mol
(4)反应ⅱ的速率方程,k为速率常数(只受温度影响),m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分的初始浓度和反应初始的瞬时速率如下表。
实验序号
c(H2O)/(mol/L)
CH4/(mol/L)
v/mol/(L·s)
1
1.0
1.0
1.20
2
1.0
2.0
2.40
m=___________,k=___________(不要求写单位)。
(5)恒温条件下,1mol CH4 (g)和1mol H2O (g)在体积为1L的密闭容器中发生反应ⅰ、反应ⅱ,反应达平衡时,CH4的转化率为60%,CO2的物质的量为0.3mol,则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为___________,反应ⅰ的平衡常数K=___________(列出计算式即可)。
【答案】(1)+49.4 (2)CD
(3)T3~T4温度区间,随温度升高,反应②平衡逆移程度大于反应①平衡正移程度,导致H2的体积分数减小
(4) ①. 1 ②. 1.20
(5) ①. 8∶5 ②.
【解析】
【小问1详解】
①
②
③ △H3
利用盖斯定律,将反应①+②得△H3=(+90.6 kJ∙mol-1)+(-41.2 kJ∙mol-1)=+49.4kJ∙mol-1。
【小问2详解】
A.不管反应是否达到平衡,不同物质表示的平均反应速率之比都等于化学计量数之比,则利用平均反应速率关系不能判断平衡状态,A不符合题意;
B.混合气体的质量、容器体积始终不变,则密度始终不变,当密度保持不变时,反应不一定达平衡状态,B不符合题意;
C.反应物和生成物的分子总数不等,反应达平衡前,容器内压强不断发生改变,当容器内压强保持不变时,反应达平衡状态,C符合题意;
D.混合气体质量不变,平衡前物质的量不断发生改变,平均摩尔质量不断发生改变,当反应达平衡时,平均摩尔质量不变,D符合题意;
故选CD。
【小问3详解】
升高温度,反应①平衡正向移动,反应②平衡逆向移动,T3后,随着温度升高,平衡时氢气的体积分数不断减小,则表明反应②的平衡移动占主导地位,则T3~T4温度区间,H2的体积分数呈减小趋势的原因:T3~T4温度区间,随温度升高,反应②平衡逆移程度大于反应①平衡正移程度,导致H2的体积分数减小。
【小问4详解】
将表中数据代入公式,实验1:1.20=,得出k=1.20;实验2:,(2.0)m=2.0,m=1,从而得出m=1,k=1.20。
【小问5详解】
恒温条件下,1mol CH4 (g)和1mol H2O (g)在体积为1L的密闭容器中发生反应ⅰ、反应ⅱ,反应达平衡时,CH4的转化率为60%,CO2的物质的量为0.3mol,则参加反应的CH4的物质的量为1mol×60%=0.6mol,可建立如下三段式:
则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为(0.4+0.1+0.3+0.3+2.1)mol:2mol=8∶5,反应ⅰ的平衡常数K==。
【点睛】利用平衡体系的某个总量判断平衡状态时,此总量必须为变量。
19. “碳循环”是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球的运动循环不止的现象。请回答:
(1)CO2是温室气体,可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
①Na2CO3俗称纯碱,因水解而使其水溶液呈碱性,试写出水解的离子方程式(忽略第二步水解):___________。
②已知25℃时,H2CO3的、,则当溶液中时,溶液的pH=___________。
③等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序为___________。
④0.1mol/LNa2CO3溶液中=___________[用含、的关系式表示]。
(2)“碳循环”在一定程度上推动了“氮循环”。其中铵盐是一类重要的含氮化合物,应用广泛。
①NH4Al(SO4)2用作净水剂,其净水原理是___________(用离子方程式和简要的文字加以说明)。
②NH4HSO4用于定量分析医药和电子产业中。在25℃下,等浓度的NH4Al(SO4)2和NH4HSO4溶液中大小关系为:前者___________后者(填“>”、“<”或“=”)。
③如图是0.1mol/L的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线。在20℃下,0.1mol/L NH4Al(SO4)2溶液中___________mol/L(填准确值)。
【答案】(1) ①. ②. 10 ③. ④.
(2) ①. ,Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮物形成大颗粒沉降下来,使水澄清 ②. < ③. 10-3-10-11
【解析】
【小问1详解】
①发生水解时,是分步进行的,因水解而使其水溶液呈碱性,则水解的离子方程式:。
②25℃时,H2CO3的、,则当溶液中时,Ka2=,则=,c(H+)=1×10-10mol/L,溶液的pH=-lg c(H+)=10。
③等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,以的水解为主,的水解程度比的水解要小得多,所以溶液呈碱性,则离子浓度由大到小的顺序为。
④0.1mol/L Na2CO3溶液中,存在电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=c()+2c()+ c(OH-),物料守恒c(Na+)=2c()+2c()+c(H2CO3),则=。
【小问2详解】
①NH4Al(SO4)2用作净水剂,主要是Al3+水解生成氢氧化铝胶体,其净水原理是,Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮物形成大颗粒沉降下来,使水澄清。
②在25℃下,等浓度的NH4Al(SO4)2和NH4HSO4溶液中,前者Al3+的水解抑制水解,后者电离产生的H+抑制的水解,且后者的抑制程度更大,所以大小关系为前者<后者。
③NH4Al(SO4)2在溶液中发生Al3+、的水解,使溶液呈酸性,且温度升高,水解的程度增大,pH减小,则曲线Ⅰ表示NH4Al(SO4)2的水解随温度变化的曲线,从图中可以看出,20℃时,0.1mol/L NH4Al(SO4)2溶液的pH=3,依据电荷守恒,可得出= c(H+)-c(OH-)=(10-3-10-11)mol/L。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$