内容正文:
南昌三中2024—2025学年度上学期期中考试
高二化学试卷
第I卷 选择题
相对原子量:H:1 C:12 N: 14 O:16 Na:23 Al:27
一、选择题(本题共14小题,每小题3分。选择题共42分。)
1. 下列说法正确的是
A. 反应3C(s)+CaO(s)=CaC2(s)+CO(g)常温下不能自发进行,说明该反应的
B. 使用合适催化剂能改变反应历程,降低反应的焓变
C. 用试纸测定溶液的,可证明为弱酸
D. 一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,因此石墨比金刚石稳定
2. 下列说法错误的是
A. 向悬浊液中加入固体,能使固体减少
B. 配制溶液时可先将溶于浓盐酸再加水稀释
C. 在蒸发皿中加热蒸发碳酸钠溶液,可以得到碳酸钠固体
D. 溶液的导电过程是电解的过程,强电解质的导电能力一定比弱电解质的强
3. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. ,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B. 用饱和除去中的HCl,可减少的损失
C. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
D. 对,平衡体系增大压强可使颜色变深
4. 已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;有关物质的如图所示,下列有关判断正确的是
A. 的摩尔生成焓
B. 依据上表所给数据,可求得的燃烧热
C. 相同状况下,比稳定
D. 与充分反应,放出的热量
5. CO用于处理大气污染物N2O,在催化剂作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。下列说法错误的是
A. 总反应为CO(g) + N2O(g)CO2(g) + N2(g)
B. 总反应的决速步为反应②
C. 该反应催化剂为Zn+,ZnO+为中间产物
D. 该总反应的ΔH =-361.22 kJ∙mol−1
6. 下列实验操作、实验现象以及所得出的结论均正确的是
选项
实验
现象
结论
A
向和KSCN混合溶液中,加入少量KCl的固体
溶液颜色变浅
平衡向逆反应方向移动
B
用广泛pH试纸测定溶液的酸碱性
测得pH=3.2
溶液呈酸性,证明在水中的电离程度大于水解程度
C
等体积pH=2的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,用排水法收集气体
HX放出的氢气多且反应速率快
酸的强弱:HX<HY
D
向溶液中先滴加2滴溶液,再滴加2滴溶液
先生成白色沉淀,后生成红褐色沉淀
A. A B. B C. C D. D
7. 80℃时,2L密闭容器中充入,发生反应 ,获得如下数据:
时间/s
0
20
40
60
80
100
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判断正确的是
A. 升高温度,该反应的平衡常数K减小
B. 40~60s内,平均反应速率
C. 反应达到平衡时,吸收的热量为
D. 100s时再通入,达到新平衡时的转化率减小
8. 工业废水中含重金属离子,可通过化学沉淀法将其除去,时,与PbS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。表示和下列说法正确的是
A. e点对应的PbS溶液为不饱和溶液
B. 向含沉淀的悬浊液中加入固体可实现c点到d点的变化
C. 时,
D. 向含的、的工业废水通入气体,首先沉淀的是PbS
9. 在密闭容器中投入一定量发生分解反应:,某温度下,达到平衡时,测得体系中气体的压强为p。当其他条件不变,仅改变影响平衡的一个条件,下列说法不正确的是
A. 当的质量不再变化时,表明该反应重新达到了化学平衡状态
B. 升高温度,活化分子百分率增大,正反应速率增大,逆反应速率也增大
C. 常温常压下CaCO3的分解反应不一定自发
D. 扩大容器体积,重新达到平衡时的压强一定小于p
10. 可逆反应:的v-t图像如图甲所示;若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图乙所示。现有下列叙述:
①a1=a2;②a1<a2;③b1=b2;④b1<b2;⑤t1>t2;⑥t1=t2;⑦甲图与乙图中阴影部分的面积相等;⑧图乙中阴影部分面积更大。则以上所述各项正确的组合为
A. ②④⑤⑦ B. ②④⑥⑧ C. ②③⑤⑦ D. ②④⑤⑧
11. 室温下,体积均为、浓度均为的溶液、溶液中分别滴加同浓度的溶液,反应后溶液中水电离的 的负对数与滴加氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 室温时,
B. 、、三点溶液均显中性
C. 、两点溶液的离子总浓度不同
D. 点溶液中
12. 某温度下,在刚性密闭容器中充入一定量的T(g),发生反应:① ②。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示:
下列说法正确的是
A. 反应②达到M点时,正反应速率大于逆反应速率
B. Ⅱ曲线代表P的浓度与时间的变化关系
C. 反应①加入催化剂不改变单位时间内T的转化率
D. 0~6 min内P的平均化学反应速率
13. 实验室用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1的HAuCl4溶液。溶液中,含氯微粒a、b的分布系数δ、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。[比如HAuCl4的分布系数,δ(HAuCl4)=。下列叙述错误的是
A. X点对应溶液的pH约为5
B. p点对应的溶液中,c(HAuCl4)+c(H+)=c(AuCl)+c(OH-)
C. 微粒b为AuCl,n点对应的溶液中,c(Na+)=c(AuCl)
D. 滴定到q点时,溶液中c(Na+)>c(AuCl)>c(OH-)>c(H+)
14. 拉曼光谱证实,在水中转化为。将一定量的、固体混合物溶于适量水中,再逐滴加入盐酸,测得溶液中、、、的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示,已知:,则下列说法正确的是
A. 相同温度下,等浓度的溶液的碱性比溶液强
B. 线表示的反应为:
C. 点:
D. V1=150mL,V2=300mL;生成的CO2为112mL
第II卷 非选择题
二、非选择题(本题共4小题,共58分。)
15. 已知亚磷酸(H3PO3)的结构如图 ,具有强还原性的二元弱酸,可以被银离子氧化为磷酸。
(1)已知亚磷酸可由PCl3水解而成,请写出相应的方程式___;
(2)Na2HPO3是________(填“正盐”或“酸式盐”);
(3)亚磷酸与银离子反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________;
(4)某温度下,0.10mol•L-1的H3PO3溶液的pH为1.6,即c(H+)=2.5×10-2mol•L-1,该温度下H3PO3的一级电离平衡常数Ka1=______;(H3PO3第二步电离忽略不计,结果保留两位有效数字)
(5)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中:c(Na+)_____c(H2PO3-)+2c(HPO32-)(填“>”、“<”或“=”);
(6)向某浓度的亚磷酸中滴加NaOH溶液,其pH与溶液中的H3PO3、H2PO3—、HPO32—的物质的量分数a(X)(平衡时某物种的浓度与整个物种浓度之和的比值)的关系如图所示。
以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,发生主要反应的离子方程式是____________。
16. 已知下列有关信息:
弱酸
(1)在溶液中滴入酚酞溶液变红原因是用离子方程式表示___________。
(2)同体积,同浓度的和稀溶液中,离子总数:溶液___________溶液填“小于”“等于”或“大于”。
(3)在等浓度的、混合溶液中,除和,其他各种离子浓度从大到小的顺序是___________。溶液中通入,写出反应的离子方程式___________。
(4)已知,尾气可以用氨水吸收除去,时,的电离常数为、,将通入该氨水中,当降至时,溶液中的___________。
(5)溶液与溶液等体积混合产生沉淀,则最小为___________。
17. 某小组研究了铜片与反应的速率,实验现象记录如下表。
实验
时间段
现象
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验Ⅰ:监测上述反应过程中溶液温度的变化,所得曲线如下图:
实验Ⅱ:试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、,结果显示:、对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率。
实验Ⅲ:在试管中加入铜片和,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有。
(1)根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:___________。
(2)实验Ⅰ的结论:温度升高___________填“是”或“不是”反应速率加快的主要原因。
(3)实验Ⅱ的目的是:___________。
(4)小组同学查阅资料后推测:该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验Ⅱ、Ⅲ,在下图方框内填入相应的微粒符号,以补全催化机理。___________;___________ ;写出到的离子方程式___________。
(5)为验证中猜想,还需补充一个实验:___________请写出操作和现象。
18. ZnO是一种常用的化学添加剂,广泛应用于塑料、合成橡胶的化工生产中。一种以工业含锌废渣(主要成分为ZnO,还含有Fe3O4、Al2O3、SiO2及Cd2+等)制取高纯ZnO的工艺流程如图所示:
已知:相关金属离子 mol·L生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
开始沉淀
6.3
1.5
3.4
6.5
7.4
沉淀完全
8.3
2.8
4.7
8.5
9.4
(1)“粉碎”的目的是_______。
(2)“酸浸”时通入过量空气的作用是_______(用离子方程式表示)。
(3)常温下,_______。
(4)“调pH”的范围是_______。滤渣2的主要成分为_______(写化学式),滤渣2经酸溶等进一步处理后可获得晶体,其中,由溶液制取的操作方法是_______,过滤。
(5)“沉锌”反应中,往滤液加入溶液,生成及,写出反应的离子方程式_______。“沉锌”后的母液可进一步处理,获得一种化工原料,写出该原料在生产中的一种用途_______。
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南昌三中2024—2025学年度上学期期中考试
高二化学试卷
第I卷 选择题
相对原子量:H:1 C:12 N: 14 O:16 Na:23 Al:27
一、选择题(本题共14小题,每小题3分。选择题共42分。)
1. 下列说法正确的是
A. 反应3C(s)+CaO(s)=CaC2(s)+CO(g)常温下不能自发进行,说明该反应的
B. 使用合适催化剂能改变反应历程,降低反应的焓变
C. 用试纸测定溶液的,可证明为弱酸
D. 一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,因此石墨比金刚石稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应3C(s)+CaO(s)=CaC2(s)+CO(g)正反应气体物质的量增多,△S>0,常温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0,故A错误;
B.使用合适催化剂不能改变反应的焓变,故B错误;
C.NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸测定NaClO溶液的pH,故C错误;
D.能量越低越稳定,一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量比金刚石低,因此石墨比金刚石稳定,故D正确;
答案选D。
2. 下列说法错误的是
A. 向悬浊液中加入固体,能使固体减少
B. 配制溶液时可先将溶于浓盐酸再加水稀释
C. 在蒸发皿中加热蒸发碳酸钠溶液,可以得到碳酸钠固体
D. 溶液的导电过程是电解的过程,强电解质的导电能力一定比弱电解质的强
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH4Cl水解显酸性,能和Mg(OH)2反应,促进了Mg(OH)2的溶解,A正确;
B.铁离子易水解,所以配制溶液时可先将溶于浓盐酸再加水稀释,B正确;
C.碳酸钠较稳定,加热溶液时虽促进水解生成碳酸氢钠和氢氧化钠,但二者又反应生成原物质碳酸钠,C正确;
D.溶液导电是因为存在着自由移动的离子,离子浓度越大,导电能力越强,与电解质强弱无关,D错误;
故选D。
3. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. ,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B. 用饱和除去中的HCl,可减少的损失
C. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
D. 对,平衡体系增大压强可使颜色变深
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,混合气体颜色变浅,则把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.二氧化碳在水中存在如下化学平衡:CO2+H2OH2CO3HCO+H+,饱和碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子浓度大,会使平衡逆向移动,有利于减少二氧化碳的溶解度,而盐酸的酸性强于碳酸,能与溶液中碳酸氢根离子反应,所以用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢能用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C.硫氰化铁溶液中存在如下平衡:,向溶液中加入铁粉,铁与溶液中铁离子反应生成亚铁离子,使平衡向正反应方向移动,溶液颜色变浅或褪去能用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;
D.该反应是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,则平衡体系增大压强可使颜色变深不能用勒夏特列原理解释,故D符合题意;
故选D。
4. 已知:由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0;有关物质的如图所示,下列有关判断正确的是
A. 的摩尔生成焓
B. 依据上表所给数据,可求得的燃烧热
C. 相同状况下,比稳定
D. 与充分反应,放出的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.气态水变为液态水放出热量,所以由最稳定的单质合成1molH2O(l)时放出的热量更多,摩尔生成焓ΔH为负值,则H2O(l)的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ/mol,A错误;
B.燃烧热是指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,题中缺少液态水的摩尔生成焓数据,不能求得N2H4(l)的燃烧热,B错误;
C.由图可知,N2H4(l)的摩尔生成焓为正值,说明由最稳定的单质合成1molN2H4(l)的反应为吸热反应,NH3(g)的摩尔生成焓为负值,说明由最稳定的单质合成1molNH3(g)的反应为放热反应,能量越低越稳定,则相同状况下,NH3比N2H4稳定,C正确;
D.氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应,不能完全转化,则0.5molN2(g)与1.5molH2(g)充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol,放出的热量小于459kJ,D错误;
故选C。
5. CO用于处理大气污染物N2O,在催化剂作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。下列说法错误的是
A. 总反应为CO(g) + N2O(g)CO2(g) + N2(g)
B. 总反应的决速步为反应②
C. 该反应催化剂为Zn+,ZnO+为中间产物
D. 该总反应的ΔH =-361.22 kJ∙mol−1
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据反应历程图1,CO处理大气污染物N2O总反应为CO(g) + N2O(g)CO2(g) + N2(g),A正确;
B.根据反应历程图2,反应①的活化能大于反应②的活化能,则反应①是总反应的决速步,B错误;
C.根据反应历程图1,反应开始时有Zn+参与,反应过程中没有Zn+参与,反应最终又生成Zn+,则该反应催化剂为Zn+,ZnO+在反应起始和最终没有参与,只在反应过程中参与,ZnO+为中间产物,C正确;
D.根据反应历程图2得出,该总反应的ΔH =-361.22 kJ∙mol−1,D正确;
故选B。
6. 下列实验操作、实验现象以及所得出的结论均正确的是
选项
实验
现象
结论
A
向和KSCN混合溶液中,加入少量KCl的固体
溶液颜色变浅
平衡向逆反应方向移动
B
用广泛pH试纸测定溶液的酸碱性
测得pH=3.2
溶液呈酸性,证明在水中的电离程度大于水解程度
C
等体积pH=2的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,用排水法收集气体
HX放出的氢气多且反应速率快
酸的强弱:HX<HY
D
向溶液中先滴加2滴溶液,再滴加2滴溶液
先生成白色沉淀,后生成红褐色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.体系中加入少量KCl固体对平衡没有影响,溶液颜色不变,故A错误;
B.广泛pH试纸测定值只能为正整数,无法测得溶液,故B错误;
C.等体积的两种酸HX和HY的溶液分别与足量的铁反应,HX放出的氢气多,所以HX的浓度大,说明HX酸性比HY酸性弱,故C正确;
D.向溶液中先滴加2滴溶液,生成白色氢氧化镁沉淀,此时氢氧化钠过量,再滴加2滴溶液,直接生成红褐色氢氧化铁沉淀,不能比较、的大小,故D错误;
故选C。
7. 80℃时,2L密闭容器中充入,发生反应 ,获得如下数据:
时间/s
0
20
40
60
80
100
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判断正确的是
A. 升高温度,该反应的平衡常数K减小
B. 40~60s内,平均反应速率
C. 反应达到平衡时,吸收的热量为
D. 100s时再通入,达到新平衡时的转化率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数K增大,故A错误;
B.根据表格信息,40~60s内,c(NO2)=(0.26-0.20)mol/L=0.06 mol/L,v(NO2)=,根据反应方程式,,故B错误;
C.根据表格信息,80s时反应达到平衡状态,n(NO2)=0.3mol/L2L=0.6mol,根据反应方程式,n(NO2)==0.3mol,反应达到平衡时,吸收的热量为,故C错误;
D.100s时再通入,体系压强增大,平衡向逆反应方向移动,达到新平衡时的转化率减小,故D正确。
答案为:D。
8. 工业废水中含重金属离子,可通过化学沉淀法将其除去,时,与PbS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。表示和下列说法正确的是
A. e点对应的PbS溶液为不饱和溶液
B. 向含沉淀的悬浊液中加入固体可实现c点到d点的变化
C. 时,
D. 向含的、的工业废水通入气体,首先沉淀的是PbS
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图象可知,e点在曲线的下方,即e点PbS的Qc>Ksp(PbS),为过饱和溶液,故A错误;
B.向含Ag2S沉淀的悬浊液中加入Na2S固体,S2-浓度增大,Ag+浓度减小,可实现d点到c点的变化,故B错误;
C.T ℃时, Ksp(PbS)=c(Pb2+)c(S2-)=10-1010-25.3=10-35.3,故C正确;
D.Ksp(PbS)=10-35.3,Ksp(Ag2S)= c2(Ag+)c(S2-)=10-39.8=10-49.8,当Ag+ 、Pb2+的浓度为0.01 mol/L时,沉淀Ag+ 所需的S2-浓度小,首先沉淀的是Ag2S,故D错误;
答案选C。
9. 在密闭容器中投入一定量发生分解反应:,某温度下,达到平衡时,测得体系中气体的压强为p。当其他条件不变,仅改变影响平衡的一个条件,下列说法不正确的是
A. 当的质量不再变化时,表明该反应重新达到了化学平衡状态
B. 升高温度,活化分子百分率增大,正反应速率增大,逆反应速率也增大
C. 常温常压下CaCO3的分解反应不一定自发
D. 扩大容器体积,重新达到平衡时的压强一定小于p
【答案】D
【解析】
【详解】A.作为反应物参与反应,在建立平衡的过程中质量一直在变化,当的质量不再变化时,表明该反应重新达到了化学平衡状态,A正确;
B.升高温度,活化分子百分率增大,反应速率加快,即正逆反应速率都增大,B正确;
C.CaCO3的分解,,,由能自发可知,该反应在高温下自发,所以常温常压下不一定自发,C正确;
D.扩大容器体积,平衡向右移动,但温度不变,平衡常数不变,因此重新达到平衡时的压强仍等于p,D错误;
故答案为:D。
10. 可逆反应:的v-t图像如图甲所示;若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图乙所示。现有下列叙述:
①a1=a2;②a1<a2;③b1=b2;④b1<b2;⑤t1>t2;⑥t1=t2;⑦甲图与乙图中阴影部分的面积相等;⑧图乙中阴影部分面积更大。则以上所述各项正确的组合为
A. ②④⑤⑦ B. ②④⑥⑧ C. ②③⑤⑦ D. ②④⑤⑧
【答案】A
【解析】
【详解】加入催化剂的结果一是正、逆反应速率都增大,二是缩短了达到平衡的时间,由此可得:a1<a2、b1<b2、t1>t2,但不使平衡移动推知,阴影面积为反应物浓度的变化,由于催化剂不影响平衡移动,则两图中阴影部分面积相等,故选A。
11. 室温下,体积均为、浓度均为的溶液、溶液中分别滴加同浓度的溶液,反应后溶液中水电离的 的负对数与滴加氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 室温时,
B. 、、三点溶液均显中性
C. 、两点溶液的离子总浓度不同
D. 点溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,b、d二点HX溶液、HY溶液分别与氢氧化钠溶液恰好完全反应,b点溶液中溶质为NaY、d点溶液中溶质为NaX,a点溶液中溶质为NaX、HX,c点溶液中溶质为NaX、NaOH,由a点和b点溶液呈中性可知,HY为强酸、HX为弱酸。
【详解】A.由图可知,0.1mol·L-1的HX溶液中水电离出的氢离子浓度为10-11 mol·L-1,则溶液中的氢离子浓度为1.0×10-3 mol·L-1,Ka(HX)=≈=10-5,故A错误;
B.c点溶液中溶质为NaX、NaOH,NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使呈碱性,则NaX和NaOH混台溶液呈碱性,故B错误;
C.b点溶液中溶质为NaY,HY为强酸,NaY溶液为中性,cb(H+)=cb(OH-)=10-7mol·L-1,由电荷守恒可知,溶液中c(Na+)= c(Y-),d点溶液中溶质为NaX,由电荷守恒可知,溶液中c(Na+)= c(X-)+ cd(OH-)-cd(H+),NaX溶液为碱性,故 cd(OH-)>10-7mol·L-1,cd(H+)<10-7mol·L-1,两溶液中钠离子浓度相等,则c(Y-)+ cb(OH-)>c(X-)+ cd(OH-),b点溶液中的离子总浓度大于d点溶液,故C正确;
D.由图可知,d点HX溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应,d点溶液中溶质为NaX,由物料守恒关系可知c(X-)+c(HX)==0.05mol·L-1,c点溶液体积大于40mL,则溶液中c(X-)+c(HX)<0.05mol·L-1,故D错误;
故答案选C。
12. 某温度下,在刚性密闭容器中充入一定量的T(g),发生反应:① ②。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示:
下列说法正确的是
A. 反应②达到M点时,正反应速率大于逆反应速率
B. Ⅱ曲线代表P的浓度与时间的变化关系
C. 反应①加入催化剂不改变单位时间内T的转化率
D. 0~6 min内P的平均化学反应速率
【答案】A
【解析】
【分析】初始时,充入一定量的T(g),随着反应进行,T逐渐减少,W增多,随后W又转化为P,则曲线Ⅰ代表P,曲线Ⅱ代表W,曲线Ⅲ代表T。
【详解】A.反应②达到M点时,W浓度减小,P浓度增加,则反应正向移动,正反应速率大于逆反应速率,故A正确;
B.由分析可知,Ⅱ曲线代表W的浓度与时间的变化关系,故B错误;
C.反应①加入催化剂不改变T的平衡转化率,但是会加快反应速率,提高单位时间内T的转化率,故C错误;
D.0~6 min内W的平均化学反应速率为:,v(P)<v(W)=0.071mol·L-1·min-1,故D错误;
故选A。
13. 实验室用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1的HAuCl4溶液。溶液中,含氯微粒a、b的分布系数δ、NaOH溶液体积V(NaOH)与pH的关系如图所示。[比如HAuCl4的分布系数,δ(HAuCl4)=。下列叙述错误的是
A. X点对应溶液的pH约为5
B. p点对应的溶液中,c(HAuCl4)+c(H+)=c(AuCl)+c(OH-)
C. 微粒b为AuCl,n点对应的溶液中,c(Na+)=c(AuCl)
D. 滴定到q点时,溶液中c(Na+)>c(AuCl)>c(OH-)>c(H+)
【答案】B
【解析】
【分析】
根据图中起点pH=3,而HAuCl4溶液的起始浓度是0.1 mol·L-1,故HAuCl4是弱酸,则该物质存在电离平衡,根据横纵坐标的表示意义,利用反应进行相应的计算。
【详解】A.利用三段式算出电离平衡常数,计算出如下:
,,由于温度一定,Ka一定,即约是,,而在X点时,微粒a和微粒b分布系数相同,即浓度相同,即含氯的两种微粒HAuCl4和的浓度相同,从而得出: ,,故A正确。
B.p点时NaOH溶液刚好10mL与HAuCl4溶液反应,按反应关系得出反应后溶液为物质的量浓度相等的HAuCl4和NaAuCl4混合溶液,由电荷守恒可知2c(H+)+2c(Na+)=2c(OH-)+ 2c()①,由物料守恒可知:2c(Na+) =c()+c(HAuCl4)②,由①-②得2c(H+)+c(HAuCl4)=2c(OH-)+c(),故B错误。
C.微粒b根据图象可知在滴入氢氧化钠后微粒的含量再增多,根据反应过程中含氯的微粒在增多可判断出微粒b为。n点溶液的pH=7,根据电荷守恒可知,c(Na+)=c(),故C正确;
D.q点时,NaOH溶液刚好20mL,HAuCl4与NaOH恰好完全反应,此时溶液的溶质为NaAuCl4,水解,溶液显碱性,所以c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+),故D正确。
答案选B。
【点睛】此题重点是分析图中特殊的几个点,根据反应及pH的值进行计算。注意温度一定时,平衡常数一定。
14. 拉曼光谱证实,在水中转化为。将一定量的、固体混合物溶于适量水中,再逐滴加入盐酸,测得溶液中、、、的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示,已知:,则下列说法正确的是
A. 相同温度下,等浓度的溶液的碱性比溶液强
B. 线表示的反应为:
C. 点:
D. V1=150mL,V2=300mL;生成的CO2为112mL
【答案】C
【解析】
【分析】将一定量的Na2CO3、NaAlO2固体混合物溶于适量水中,转化为[Al(OH)4]-,除Na+外溶液中主要存在、[Al(OH)4]-;由于酸性:H2CO3>>Al(OH)3,则结合H+的能力:[Al(OH)4]->>,向溶液中逐滴加入盐酸,[Al(OH)4]-首先与H+反应转化为Al(OH)3,因此a线代表[Al(OH)4]-减少,发生的反应为:[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O,则[Al(OH)4]-的物质的量为1mol/L×0.05L=0.05mol,生成的Al(OH)3也为0.05mol;接下来与H+反应转化为,b线代表减少,c线代表增多,发生的反应为:+H+=,可计算出n()=n()=n(H+)=1mol/L×0.05L=0.05mol;然后与H+反应生成H2CO3(分解为CO2和H2O),最后Al(OH)3与H+反应生成Al3+,d线代表减少,e线代表Al3+增多,据此回答。
【详解】A.由于酸性>Al(OH)3,即[Al(OH)4]-水解能力大于,所以相同温度下,等浓度的溶液的碱性比溶液弱,A错误;
B.d线代表减少,即反应为+H+=CO2↑+H2O,B错误;
C.a线代表[Al(OH)4]-与H+反应:[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O,b线代表与H+反应:+H+=,由图象知两个反应消耗了等量的H+,则溶液中与[Al(OH)4]-的物质的量之比为1:1,原固体混合物中与的物质的量之比为1:1,所以,C正确;
D.d线代表与H+的反应:+H+=CO2↑+H2O,n()=0.05mol,消耗H+的物质的量为0.05mol,所用盐酸的体积为50mL,V1=100mL+50mL=150mL;e线代表Al(OH)3与H+反应:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,Al(OH)3的物质的量为0.05mol,会消耗0.15molH+,所用盐酸的体积为150mL,V2=V1+150mL=300mL;没有说明状态,无法计算二氧化碳体积,D错误;
故选C。
第II卷 非选择题
二、非选择题(本题共4小题,共58分。)
15. 已知亚磷酸(H3PO3)的结构如图 ,具有强还原性的二元弱酸,可以被银离子氧化为磷酸。
(1)已知亚磷酸可由PCl3水解而成,请写出相应的方程式___;
(2)Na2HPO3是________(填“正盐”或“酸式盐”);
(3)亚磷酸与银离子反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________;
(4)某温度下,0.10mol•L-1的H3PO3溶液的pH为1.6,即c(H+)=2.5×10-2mol•L-1,该温度下H3PO3的一级电离平衡常数Ka1=______;(H3PO3第二步电离忽略不计,结果保留两位有效数字)
(5)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中:c(Na+)_____c(H2PO3-)+2c(HPO32-)(填“>”、“<”或“=”);
(6)向某浓度的亚磷酸中滴加NaOH溶液,其pH与溶液中的H3PO3、H2PO3—、HPO32—的物质的量分数a(X)(平衡时某物种的浓度与整个物种浓度之和的比值)的关系如图所示。
以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,发生主要反应的离子方程式是____________。
【答案】 ①. PCl3+3H2O=H3PO3+3H++3Cl- ②. 正盐 ③. 2∶1 ④. 8.3×10-3 mol·L-1 ⑤. = ⑥. H2PO3-+OH-=HPO32-+H2O
【解析】
【详解】(1)PCl3水解可制取亚磷酸和盐酸,水解方程式为PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl,故答案为PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl;
(2)由题意可知亚磷酸是具有强还原性的二元弱酸,则Na2HPO3是亚磷酸的正盐,故答案为正盐;
(3)由题意可知,亚磷酸可以被银离子氧化为磷酸,银离子被还原生成银,反应的离子方程式为:H3PO3+2Ag++H2O=2Ag+H3PO4+2H+,由方程式可知氧化剂Ag+与还原剂H3PO3的物质的量之比为2:1,故答案为2:1;
(4)由某温度下,0.10mol•L-1的H3PO3溶液c(H+)=2.5×10-2mol•L-1可知,溶液中c(H2PO3-)=2.5×10-2mol•L-1,则H3PO3的一级电离平衡常数Ka1==≈8.3×10-3,故答案为8.3×10-3;
(5)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性时,溶液中c(H+)=c(OH-),由溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-)+c(OH-)可知,溶液中c(Na+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-),故答案为=;
(6)以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,溶液的pH大于10,由图可知,亚磷酸与NaOH溶液反应生成HPO32—,反应的离子方程式为H2PO3-+OH-=HPO32-+H2O,故答案为H2PO3-+OH-=HPO32-+H2O。
16. 已知下列有关信息:
弱酸
(1)在溶液中滴入酚酞溶液变红原因是用离子方程式表示___________。
(2)同体积,同浓度的和稀溶液中,离子总数:溶液___________溶液填“小于”“等于”或“大于”。
(3)在等浓度的、混合溶液中,除和,其他各种离子浓度从大到小的顺序是___________。溶液中通入,写出反应的离子方程式___________。
(4)已知,尾气可以用氨水吸收除去,时,的电离常数为、,将通入该氨水中,当降至时,溶液中的___________。
(5)溶液与溶液等体积混合产生沉淀,则最小为___________。
【答案】(1)
(2)大于 (3) ①. ②.
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
碳酸根水解产生氢氧根离子,使溶液呈碱性,酚酞溶液变红,其水解方程式为;
【小问2详解】
等体积等浓度的醋酸钠和氰化钠稀溶液中,存在电荷守恒:、,两溶液中钠离子浓度相同,由于醋酸的电离平衡常数大于氰化氢,则醋酸根的水解程度小于氰根,则氰化钠溶液中氢氧根离子大于醋酸钠溶液中的氢氧根离子,氰化钠中的氢离子小于醋酸钠,故醋酸钠溶液的离子总数大于氰化钠溶液;
【小问3详解】
根据碳酸第一电离平衡常数大于氰化氢,则水解程度:,水解程度越大离子浓度越小,钠离子不水解,且碳酸氢根的电离平衡常数更小于氰化氢,则钠离子浓度最大,其次是碳酸氢根、氰根,即;由于氰化氢的电离平衡常数小于碳酸第一步电离平衡常数,而大于碳酸第二步电离平衡常数,则向氰化钠溶液中通入二氧化碳生成氰化氢和碳酸氢钠,离子方程式为
【小问4详解】
亚硫酸的第二次电离的电离平衡常数,变式可变为,则;
【小问5详解】
溶液中碳酸根离子浓度为,与氯化钙溶液等体积混合后浓度为,碳酸钙的溶度积,则要使碳酸钙开始沉淀,则钙离子浓度最小为,则需要加入的氯化钙溶液的浓度。
17. 某小组研究了铜片与反应的速率,实验现象记录如下表。
实验
时间段
现象
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验Ⅰ:监测上述反应过程中溶液温度的变化,所得曲线如下图:
实验Ⅱ:试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、,结果显示:、对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率。
实验Ⅲ:在试管中加入铜片和,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有。
(1)根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:___________。
(2)实验Ⅰ的结论:温度升高___________填“是”或“不是”反应速率加快的主要原因。
(3)实验Ⅱ的目的是:___________。
(4)小组同学查阅资料后推测:该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验Ⅱ、Ⅲ,在下图方框内填入相应的微粒符号,以补全催化机理。___________;___________ ;写出到的离子方程式___________。
(5)为验证中猜想,还需补充一个实验:___________请写出操作和现象。
【答案】(1)反应速率开始慢,之后先变快后变慢
(2)不是 (3)探究、、能否加快铜和硝酸反应的速率
(4) ①. ②. ③. 2NO2+Cu=2 +Cu2+
(5)在试、中均加入相同的铜片和等体积硝酸,向 中加入固体,产生气泡的速率 比快
【解析】
【分析】由题意可知,该实验的实验目的是探究影响铜与浓硝酸反应速率的因素,通过实验得到影响反应速率快慢的因素是反应生成亚硝酸根离子。
【小问1详解】
由表格中的实验现象可知,铜与5.6mol/L硝酸反应的速率随时间的变化情况为:反应速率开始慢,之后先变快后变慢,故答案为:反应速率开始慢,之后先变快后变慢;
【小问2详解】
由图可知,25∼30min时,反应温度不变,由表格中的实验现象可知,铜与5.6mol/L硝酸反应的速率快,说明温度升高不是反应速率加快的主要原因,故答案为:不是;
【小问3详解】
由题意可知,实验Ⅱ的目的是探究硝酸铜、NO2、NO能否加快铜和硝酸反应的速率。故答案为:探究Cu(NO3)2、二氧化氮、一氧化氮对铜与5.6mol/L硝酸反应的速率的影响;
【小问4详解】
由验证Ⅱ、Ⅲ可知,铜与5.6mol/L硝酸反应生成二氧化氮,由图可知,二氧化氮与铜反应生成铜离子和亚硝酸根离子,则①为二氧化氮;②为亚硝酸根离子,故答案为:NO2、 ;
到的离子方程式:2NO2+Cu=2 +Cu2+;
【小问5详解】
若(4)中猜想正确,向铜与5.6mol/L硝酸反应的试管中加入亚硝酸钠,反应速率应会加快,则补充的实验为在试管A、B中均加入相同的铜片和等体积5.6mol/L硝酸,向 B中加入亚硝酸钠固体,产生气泡的速率 B比A快,故答案为:在试管A、B中均加入相同的铜片和等体积5.6mol/L 硝酸,向 B中加入NaNO2固体,产生气泡的速率 B比A快。
18. ZnO是一种常用的化学添加剂,广泛应用于塑料、合成橡胶的化工生产中。一种以工业含锌废渣(主要成分为ZnO,还含有Fe3O4、Al2O3、SiO2及Cd2+等)制取高纯ZnO的工艺流程如图所示:
已知:相关金属离子 mol·L生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
开始沉淀
6.3
1.5
3.4
6.5
7.4
沉淀完全
8.3
2.8
4.7
8.5
9.4
(1)“粉碎”的目的是_______。
(2)“酸浸”时通入过量空气的作用是_______(用离子方程式表示)。
(3)常温下,_______。
(4)“调pH”的范围是_______。滤渣2的主要成分为_______(写化学式),滤渣2经酸溶等进一步处理后可获得晶体,其中,由溶液制取的操作方法是_______,过滤。
(5)“沉锌”反应中,往滤液加入溶液,生成及,写出反应的离子方程式_______。“沉锌”后的母液可进一步处理,获得一种化工原料,写出该原料在生产中的一种用途_______。
【答案】(1)增大固液接触面积,加快“酸浸”时的反应速率
(2)4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O
(3)1.0×10-16
(4) ①. 4.7≤pH<6.5 ②. Fe(OH)3、Al(OH)3 ③. 蒸发浓缩、降温结晶
(5) ①. 2Zn2++4=ZnCO3•Zn(OH)2↓+3CO2↑+H2O ②. 作氮肥
【解析】
【分析】工业含锌废渣(主要成分为ZnO,还含有Fe3O4、Al2O3、SiO2及Cd2+等)中加入稀硫酸并通入空气,ZnO、Fe3O4、Al2O3及Cd2+都溶于稀硫酸,溶于中溶质为ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、CdSO4及H2SO4,SiO2不溶于稀硫酸,所以得到的滤渣1为SiO2;加入Zn粉时沉镉,所以加入ZnO调节溶液的pH值时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀、Al3+转化为Al(OH)3沉淀,则滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3;Zn置换出Cd,加入NH4HCO3沉锌,过滤、洗涤、灼烧得到ZnO,据此分析解题。
【小问1详解】
将含锌废渣“粉碎”的目的是增大固液接触面积,加快“酸浸”时的反应速率,故答案为:增大固液接触面积,加快“酸浸”时的反应速率;
【小问2详解】
由分析可知,Fe2+不稳定,能被空气氧化,所以该步骤中通入过量空气的作用是将Fe2+完全转化为Fe3+,该过程的离子方程式为:4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,故答案为:4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O;
【小问3详解】
由题干表中数据可知,常温下,含0.1mol/L的Zn2+溶液开始析出Zn(OH)2沉淀对应的pH=6.5,故c(Zn2+)c2(OH-)=0.1×()2=1.0×10-16,故答案为:1.0×10-16;
【小问4详解】
由分析可知,调pH值的目的是是Al3+、Fe3+完全沉淀,而Zn2+和Cd2+不沉淀,结合题干表中数据可知,“调pH”的范围是4.7≤pH<6.5,滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3,滤渣2经酸溶等进一步处理后可获得晶体,其中,由溶液制取的操作方法是蒸发浓缩、降温结晶,过滤,故答案为:4.7≤pH<6.5;Fe(OH)3、Al(OH)3;蒸发浓缩、降温结晶;
【小问5详解】
“沉锌”反应中,往滤液加入NH4HCO3溶液,生成ZnCO3•Zn(OH)2及CO2,根据反应物和生成物书写离子方程式为2Zn2++4=ZnCO3•Zn(OH)2↓+3CO2↑+H2O,“沉锌”后的母液可进一步处理,获得一种化工原料(NH4)2SO4,硫酸铵可以作氮肥,故答案为:2Zn2++4=ZnCO3•Zn(OH)2↓+3CO2↑+H2O;作氮肥。
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