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侨光中学2024年秋季高二年第2次阶段考化学试卷
(考试时间:90分钟 满分100分)
可能用到的相对原子质量H:1 O:16 Na:23 S:32 K:39 Cu:64
一、选择题(每题仅有一个正确选项,共16题48分)。
1. 应用太阳能光伏发电技术,是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是( )
A. 风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源
B. 推广可再生能源有利于经济可持续发展
C. 如图是太阳能光伏电池原理图,图中A极为正极
D. 光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能
2. 下列关于热化学反应的描述正确的是
A. 已知 ,用含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应的反应热
B. 已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ
C. 已知 , ,则
D. 测定中和热时,若用铜丝代替玻璃棒搅拌,会使测定的中和热的数值偏大
3. 已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,欲证明它是弱电解质,下列操作方法错误的是
A. 用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液,比较消耗碱液的体积
B. 用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度
C. 加热滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液,溶液颜色变深
D. 常温下,稀释0.1mol·L-1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍,测得pH在4~5之间
4. 如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是
A. 热稳定性:MgF2<MgCl2<MgBr2<MgI2
B. 22.4L F2(g)与足量的Mg充分反应,放热1124kJ
C. 由图可知:MgBr2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(l) ΔH<-117kJ/mol
D. 工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg,该过程需要吸收热量
5. 基于硫化学的金属硫电池有望替代当前锂离子电池技术,满足人类社会快速增长的能源需求,该电池的结构及原理如图所示。
下列有关叙述正确的是
A. 该电池可采用含的水溶液或有机物为电解质溶液
B. 放电时,电子的移动方向:电极a→电极b→隔膜→电极a
C. 充电时,阳极区可能发生的反应有
D. 充电时。电路中转移时,阴极质量减重78g
6. 下列有关阿伏加德罗常数的说法正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)
A. 用电解法精炼铜时,若阳极质量减轻64g,电路中转移电子数目为2 NA
B. 将lmol NH4NO3溶于稀氨水,溶液呈中性时NH数目为NA
C. 一定温度下,pH=6的纯水中OH-的数目为10-6NA
D. 100mL lmol/L AlCl3溶液中Al3+数目为0.1 NA
7. 下列相关条件下的离子方程式书写正确的是
A. 明矾净水的反应:
B. 的水溶液:
C. 用石墨作电极电解溶液:
D. 泡沫灭火器原理:
8. Co(H2PO2)2广泛用于化学镀钴,以金属Co和NaH2PO2为原料,采用四室电渗析槽电解法制备,原理如图。下列叙述正确的是
A. b为阳离子交换膜
B. 通电后原料室的向产品室迁移,阴极区溶液pH增大
C. 石墨电极反应为4OH-−4e-=O2↑+2H2O
D. 当产生1 mol Co(H2PO2)2时,产生标准状况下气体11.2 L
9. 一定条件下,向密闭恒容容器中加入1.0 mol·L-1 X,发生反应 ΔH<0,反应到8 min时达到平衡;在14 min 时改变体系的温度, 16 min时建立新平衡。X的物质的量浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 0~8 min用Y表示该反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
B. 8 min时达到平衡,该反应的平衡常数K=0.5
C. 14 min时,改变的反应条件是降低了温度
D. 16 min时的正反应速率比8 min时的正反应速率大
10. 在某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中发生反应:aA(g)+B(g)⇌C(g)+D(g),5min后达平衡。已知各物质的平衡浓度关系为:ca(A)·c(B)=c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下,将容器的容积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则B的转化率为
A. 60% B. 24% C. 12% D. 40%
11. 一定温度下,在密闭容器中发生反应: 。下列说法正确的是
A. 在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
B. 在恒压条件下,向平衡体系中加入,的转化率不变
C. 混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D. 该反应在任何温度下都能自发进行
12. 一定条件下,CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol;向2L 恒容恒温密闭容器中充入1mol CO2和2.8molH2反应,图中过程I、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法不正确的是
A. m点:v(正)>v(逆)
B. 活化能:过程Ⅱ>过程I
C. n点时该反应的平衡常数K=50
D. 过程I,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度
13. 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,下列说法不正确的是
A. a、b、c三点溶液的pH:b<a<c
B. a、b、c三点CH3COOH的电离程度:a<b<c
C. 用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏大
D. a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液的体积:a=b=c
14. 下列有关电解质溶液的说法不正确的是
A. 向Na2CO3溶液中通入NH3,减小
B. 将0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,增大
C. 向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D. 向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大
15. 化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是
选项
现象或事实
解释
A
用热的纯碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接和油污反应
B
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2 与空气中的CO2反应生成CaCO3
C
施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜
A. A B. B C. C D. D
16. 25 °C时,用浓度为0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定体积均是20mL、浓度均为0.1000 mol/L的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 酸性强弱顺序是HX> HY> HZ
B. 加入10 mL NaOH溶液时,HY溶液中c(Na+)>c(Y -)
C. pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3
D. 加入20 mL NaOH溶液时,只有HY溶液达到滴定终点
二、非选择题(4大题,共52分)。
17. 按要求回答下列问题。
(1)体积均为100 mL pH均为2的CH3COOH与一元酸HX溶液,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则相同温度时,HX的电离平衡常数_______(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是_______。
(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的物理量。已知:
化学式
电离常数(25℃)
HCN
K=6.2×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
①25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为_______。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式_______。
(3)25℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中_______ mol·L-1(填精确值)。
18. 直接将转化为有机物并非植物的“专利”,科学家通过多种途径实现了合成甲醛,总反应为.转化步骤如图1所示:
(1)原料可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取,写出一种常见的可作捕捉剂的廉价试剂___________。
(2)已知,则总反应的___________(用图1中焓变以及表示)。
(3),在容积为的恒容密闭容器中充入和一定量,只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为,达到平衡时,的分压与起始投料比的变化关系如图2所示。
(ⅰ)若时到达c点,则时的平均反应速率________;
(ⅱ)__________(写计算表达式);
(ⅲ)c点时,再加入和,使两者分压均增大的转化率_____________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是____________。
A. 若反应②正向为自发反应,需满足
B. 若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应②体系已经达到平衡
C. 增大的浓度,的平衡物质的量分数一定增大
D. 反应②体系存在
(5)已知Arrhenius公式:(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示,相对较小的是___________;研究表明,加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率,原因可能是___________。
19. (1)某温度(t ℃)时,水的Kw=1×10-12,则该温度____(填“>”“<”或“=”)25 ℃,其理由是____。
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液呈____(填“酸性”“碱性”或“中性”);若该溶液中只存在NaOH溶质,则由H2O电离出来的c(OH-)=____ mol·L-1。
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡____(填“向左”“向右”或“不”,下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体,水的电离平衡____移动。
(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1下列物质的溶液,水电离出的c(H+)由大到小的关系是____(填序号)。
①HCl ②H2SO4 ③CH3COOH(Ka=1.7×10-5) ④NH3·H2O(Kb=1.7×10-5) ⑤NaOH ⑥Ba(OH)2
(5)25 ℃时,pH=4的盐酸中水的电离程度____pH=10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。
(6)下列曲线中,可以描述0.1 mol·L-1乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和0.1 mol·L-1氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)的水溶液中,水电离出的c(H+)与加入水体积V的关系的是____(填字母)。
20. 砷是生命的第七元素,可形成多种重要化合物,如雌黄(As2S3)、雄黄(As4S4)、砷酸(H3AsO4)和亚砷酸(H3AsO3)等。
(1)雄黄可入药。若0.5mol雄黄与O2反应生成As2O3,转移14mol电子,则另一种产物为______________(填化学式)。
(2)砷酸(H3AsO4)是一种重要化工产品,可与足量NaOH溶液反应生成Na3AsO4。NaH2AsO4溶液水解反应的Kh=_________,该溶液显______(填“酸”或“碱”)性。若向该溶液中加入少量NaOH固体,则溶液中 将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。(已知:25℃,砷酸的Ka1=5×10-3,Ka2=1.7×10-7)
(3)亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态。常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示。
以酚酞为指示剂,将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_______________,pH=8时,溶液中,c(Na+)________c(H2AsO3-)(填“>”、“<”或“=”)。
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侨光中学2024年秋季高二年第2次阶段考化学试卷
(考试时间:90分钟 满分100分)
可能用到的相对原子质量H:1 O:16 Na:23 S:32 K:39 Cu:64
一、选择题(每题仅有一个正确选项,共16题48分)。
1. 应用太阳能光伏发电技术,是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是( )
A. 风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源
B. 推广可再生能源有利于经济可持续发展
C. 如图是太阳能光伏电池原理图,图中A极为正极
D. 光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能
【答案】C
【解析】
【详解】A.风能、太阳能、生物质能在短时间内能形成,属于可再生能源,正确,A不符合题意;
B.不可再生资源不能持续使用,推广可再生能源有利于经济可持续发展,正确,B不符合题意;
C.在原电池的外电路中,电流由正极流向负极,由图中的电流方向可判断A为负极,错误,C符合题意;
D.光伏电池发电是将光能直接转化为电能,正确,D不符合题意。
答案选C。
2. 下列关于热化学反应的描述正确的是
A. 已知 ,用含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应的反应热
B. 已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ
C. 已知 , ,则
D. 测定中和热时,若用铜丝代替玻璃棒搅拌,会使测定的中和热的数值偏大
【答案】B
【解析】
【详解】A.20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应放出的热量为,但中和热不变,故A错误;
B.已知,与反应为可逆反应,进行不完全,则在一定条件下将2mol和6mol置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ,故B正确;
C.生成二氧化硫液体时放出的热量更多,则,故C错误;
D.若用铜丝代替玻璃棒搅拌,因铜丝导热,会导致热量损失,使测定的中和热数值偏小,故D错误;
故选:B。
3. 已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,欲证明它是弱电解质,下列操作方法错误的是
A. 用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液,比较消耗碱液的体积
B. 用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度
C. 加热滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液,溶液颜色变深
D. 常温下,稀释0.1mol·L-1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍,测得pH在4~5之间
【答案】B
【解析】
【详解】A.因HCl为强酸,若滴定时次磷酸溶液消耗NaOH溶液的体积大于等体积、等pH的盐酸消耗的NaOH溶液体积,则说明次磷酸为弱电解质,A正确;
B.NaCl 和NaH2PO2都属于强电解质,所以用物质的量浓度相同的溶液和溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度不能证明NaH2PO2是弱电解质,B错误;
C.若次磷酸为弱电解质,则NaH2PO2溶液呈碱性,加热促进水解,溶液颜色变深,C正确;
D.常温下,若次磷酸为一元强酸,则把0.1mol·L-1次磷酸溶液稀释至原溶液体积的100倍,pH应为3,而现测得pH在4~5之间,说明次磷酸没有完全电离,为弱电解质,D正确;
答案选B。
4. 如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是
A. 热稳定性:MgF2<MgCl2<MgBr2<MgI2
B. 22.4L F2(g)与足量的Mg充分反应,放热1124kJ
C. 由图可知:MgBr2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(l) ΔH<-117kJ/mol
D. 工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg,该过程需要吸收热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.一般情况下,物质本身的能量越低越稳定,根据图像可知,热稳定性为,A错误;
B.的体积22.4L未明确标准状况,不能确定物质的量,不能确定反应放出的热量,B错误;
C.由图可知、,根据盖斯定律,转化为是放热过程,故放热大于,则,C正确;
D.工业上冶炼金属Mg采用电解熔融MgCl2,不是电解MgCl2溶液,D错误;
答案选C。
5. 基于硫化学的金属硫电池有望替代当前锂离子电池技术,满足人类社会快速增长的能源需求,该电池的结构及原理如图所示。
下列有关叙述正确的是
A. 该电池可采用含的水溶液或有机物为电解质溶液
B. 放电时,电子的移动方向:电极a→电极b→隔膜→电极a
C. 充电时,阳极区可能发生的反应有
D. 充电时。电路中转移时,阴极质量减重78g
【答案】C
【解析】
【详解】A.该电池的负极为金属K,易与发生反应,不能用含的水溶液为电解质溶液,故A错误;
B.放电时,电极a为负极,电子从电极a通过导线流动到电极b,电子不通过电解质,故B错误;
C.阳极反应可能存在[、、],故C正确;
D.充电时,电路中转移时,阴极发生的反应为,故电极应增重78g,故D错误;
故答案选C。
6. 下列有关阿伏加德罗常数的说法正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)
A. 用电解法精炼铜时,若阳极质量减轻64g,电路中转移电子数目为2 NA
B. 将lmol NH4NO3溶于稀氨水,溶液呈中性时NH数目为NA
C. 一定温度下,pH=6的纯水中OH-的数目为10-6NA
D. 100mL lmol/L AlCl3溶液中Al3+数目为0.1 NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.用电解法精炼铜时,粗铜为阳极,粗铜中放电的有锌、铁和铜,若阳极质量减轻64g,因为其物质的量无法确定,则无法计算电路中转移电子数目,A项错误;
B.将lmol NH4NO3溶于稀氨水,溶液呈中性,根据电荷守恒可知:,则NH数目为NA,B项正确;
C.不知道纯水的体积,无法计算OH-的数目,C项错误;
D.100mL lmol/L AlCl3溶液中,因为Al3+会发生水解,则Al3+数目小于0.1NA,D项错误;
答案选B。
7. 下列相关条件下的离子方程式书写正确的是
A. 明矾净水的反应:
B. 的水溶液:
C. 用石墨作电极电解溶液:
D. 泡沫灭火器原理:
【答案】A
【解析】
【详解】A.明矾净水的原理是铝离子发生微弱水解产生氢氧化铝胶体具有吸附性,反应的离子方程式为,A正确;
B.是二元弱酸,分步电离:、,B错误;
C.石墨是惰性电极,阳极是氯离子放电产生氯气,阴极是水电离的氢离子得电子生成氢气,同时产生的氢氧根离子与铝离子生成氢氧化铝沉淀,总反应的离子方程式为,C错误;
D.泡沫灭火器原理是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应,反应的离子方程式为,D错误;
答案选A。
8. Co(H2PO2)2广泛用于化学镀钴,以金属Co和NaH2PO2为原料,采用四室电渗析槽电解法制备,原理如图。下列叙述正确的是
A. b为阳离子交换膜
B. 通电后原料室的向产品室迁移,阴极区溶液pH增大
C. 石墨电极反应为4OH-−4e-=O2↑+2H2O
D. 当产生1 mol Co(H2PO2)2时,产生标准状况下气体11.2 L
【答案】B
【解析】
【分析】由金属Co生成Co(H2PO2)2可知,Co电极为阳极,Co放电生成Co2+,Co2+通过阳离子交换膜进入产品室,原料室的通过阴膜进入产品室,二者反应生成Co(H2PO2)2;石墨电极为阴极,阴极上水电离出的H+放电,使阴极区OH-浓度增大,原料室中Na+通过阳离子交换膜进入阴极区,使得阴极区氢氧化钠溶液浓度增大。
【详解】A.原料室的通过阴膜进入产品室,b为阴离子交换膜,故A错误;
B.通电后原料室的向产品室迁移,阴极上水电离出的H+放电,使阴极区OH—浓度增大,溶液pH增大,故B正确;
C.石墨电极为阴极,阴极上水电离出的H+放电,电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2 OH−,故C错误;
D.当产生1 mol Co(H2PO2)2时,阳极上1 mol Co放电,失去2mol电子,则阴极上水放电有1 mol H2生成,标准状况下H2体积为22.4L,故D错误;
故选B。
9. 一定条件下,向密闭恒容容器中加入1.0 mol·L-1 X,发生反应 ΔH<0,反应到8 min时达到平衡;在14 min 时改变体系的温度, 16 min时建立新平衡。X的物质的量浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 0~8 min用Y表示该反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
B. 8 min时达到平衡,该反应的平衡常数K=0.5
C. 14 min时,改变的反应条件是降低了温度
D. 16 min时的正反应速率比8 min时的正反应速率大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图象0~8min用X表示该反应速率为=0.1mol·L-1·min-1,根据速率比等于系数比,用Y表示该反应速率为0.05mol·L-1·min-1,A错误;
B.根据图像列三段式,,所以平衡常数,B错误;
C.据图可知改变温度后X的浓度增大,即平衡逆向移动,该反应焓变小于0,所以应为升高温度,C错误;
D.16min时体系温度高于8min,X的浓度也大,则正反应速率也大,D正确;
综上所述答案为D。
10. 在某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中发生反应:aA(g)+B(g)⇌C(g)+D(g),5min后达平衡。已知各物质的平衡浓度关系为:ca(A)·c(B)=c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下,将容器的容积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则B的转化率为
A. 60% B. 24% C. 12% D. 40%
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】在某温度下,各物质的平衡浓度的关系为:ca(A)·c(B)=c(C)·c(D),则K=1;在温度不变的情况下将容器的体积扩大为原来的10倍,B的转化率不发生变化,可得到反应左右两边的气体计量数的和相等,则a=1。
K= =1,求得n=1.2mol,
则B 的转化率为40%;
答案选D。
11. 一定温度下,在密闭容器中发生反应: 。下列说法正确的是
A. 在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
B. 在恒压条件下,向平衡体系中加入,的转化率不变
C. 混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D. 该反应在任何温度下都能自发进行
【答案】A
【解析】
【详解】A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A正确;
B.在恒压条件下,向平衡体系中加入,平衡正向移动,的转化率变大,B错误;
C.该反应气体总物质的量不变,故混合气体的物质的量不变不能说明反应到平衡,C错误;
D.该反应为吸热的,不是在任何温度下都能自发进行,D错误;
故选A。
12. 一定条件下,CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol;向2L 恒容恒温密闭容器中充入1mol CO2和2.8molH2反应,图中过程I、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法不正确的是
A. m点:v(正)>v(逆)
B. 活化能:过程Ⅱ>过程I
C. n点时该反应的平衡常数K=50
D. 过程I,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度
【答案】C
【解析】
【详解】A. m点CO2的转化率不是最大,反应在向正反应方向进行,因此v(正)>v(逆),A正确;B. 过程I首先达到平衡状态,说明反应速率快,因此活化能:过程Ⅱ>过程I,B正确;C. n点时CO2的转化率是0.8,则根据方程式可知
CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)
起始浓度(mol/L) 0.5 1.4 0 0
转化浓度(mol/L) 0.4 1.2 0.4 0.4
平衡浓度(mol/L) 0.1 0.2 0.4 0.4
所以该反应的平衡常数K==200,C错误;
D. 过程I,t2时刻转化率降低,说明反应向逆反应方向进行,由于正反应放热,因此改变的反应条件可能是升高温度,D正确,答案选C。
13. 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,下列说法不正确的是
A. a、b、c三点溶液的pH:b<a<c
B. a、b、c三点CH3COOH的电离程度:a<b<c
C. 用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏大
D. a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液的体积:a=b=c
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中存在电离平衡,溶液的导电能力越强,H+浓度越大,pH越小,导电能力:c<a<b,则溶液的pH:b<a<c,A正确;
B.弱酸越稀释,电离程度越大,则a、b、c三点CH3COOH的电离程度:a<b<c,B正确;
C.湿润的pH试纸测酸溶液的pH相当于稀释,对于a点,稀释后溶液的pH减小,所以结果偏小,故C错误;
D.a、b、c三点溶液浓度不同,但溶质的物质的量相同,所以a、b、c三点溶液用1 mol·L-1氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液体积:a= b= c,故D正确;
故选C。
14. 下列有关电解质溶液的说法不正确的是
A. 向Na2CO3溶液中通入NH3,减小
B. 将0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,增大
C. 向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D. 向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2O⇌HCO+OH-,溶液中通入NH3,抑制水解,所以减小,故A正确;
B.K2C2O4溶液中草酸根离子水解显示碱性,升高温度,水解程度增加,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以增大,故B正确;
C.向0.1mol•L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此时溶液的溶质是HF和NaF的混合物,存在电荷守恒,c(H+)=c(OH-),钠离子和氟离子浓度相等,=1,故C正确;
D.CH3COONa溶液中加入少量水,不会影响醋酸的电离平衡常数,即不变,故D错误;
故选:D。
15. 化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是
选项
现象或事实
解释
A
用热的纯碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接和油污反应
B
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2 与空气中的CO2反应生成CaCO3
C
施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A、盐的水解反应是吸热反应,所以升高温度,促进盐的水解,溶液的碱性更强。因此用热的纯碱溶液可以洗去油污。并不是碳酸钠可与油污直接反应。错误。
B、漂白粉在空气中久置变质,是因为有效成分Ca(ClO)2会发生反应产生的HClO不稳定,光照分解产生HCl和氧气,错误;
C、当施肥时草木灰(有效成分为K2CO3)与NH4Cl混合使用,则二者的水解作用相互促进,使N元素以氨气的形式逸出因而肥效会降低。正确;
D、FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板的制作,是因为二者发生反应生成氯化亚铁和氯化铜,把多余的Cu腐蚀掉。错误。
答案选C。
16. 25 °C时,用浓度为0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定体积均是20mL、浓度均为0.1000 mol/L的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 酸性强弱顺序是HX> HY> HZ
B. 加入10 mL NaOH溶液时,HY溶液中c(Na+)>c(Y -)
C. pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3
D. 加入20 mL NaOH溶液时,只有HY溶液达到滴定终点
【答案】C
【解析】
【分析】0.1000 mol/L的HZ,pH=1,c(H+)=0.1000 mol/L,则c(HZ)= c(H+),则HZ为一元强酸,HX和HY的pH都大于1,则HX和HY都是一元弱酸,同浓度的三种酸酸性强弱关系为:HX<HY<HZ,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,三种酸酸性强弱顺序是HX<HY<HZ,A错误;
B.加入10 mL NaOH溶液时,HY有一半被中和,此时溶质为等物质的量的HY和NaY,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),由图可知,此时溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),所以,溶液c(Na+)<c(Y-),B错误;
C.HZ是强酸,加水稀释10倍,即101倍pH增大1,即pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3,C正确;
D.加入20 mL NaOH溶液时,三种溶液pH均发生突变,说明三种溶液均达到滴定终点,D错误。
答案选C。
【点睛】C.pH=a的强酸稀释10n倍,稀释后溶液pH=a+n(pH<7);
pH=a的弱酸稀释10n倍,稀释后溶液pH<a+n(pH<7);
pH=a的强碱稀释10n倍,稀释后溶液pH=a-n(pH>7);
pH=a的弱碱稀释10n倍,稀释后溶液pH>a-n(pH>7)
二、非选择题(4大题,共52分)。
17. 按要求回答下列问题。
(1)体积均为100 mL pH均为2的CH3COOH与一元酸HX溶液,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则相同温度时,HX的电离平衡常数_______(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是_______。
(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的物理量。已知:
化学式
电离常数(25℃)
HCN
K=6.2×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
①25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为_______。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式_______。
(3)25℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中_______ mol·L-1(填精确值)。
【答案】(1) ①. 小于 ②. 稀释相同倍数,一元酸HX的pH变化量比CH3COOH的小,故酸性较弱,电离平衡常数较小
(2) ①. pH(Na2CO3溶液)>pH(NaCN溶液)>pH(CH3COONa溶液) ②. NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3
(3)9.9×10-7
【解析】
【小问1详解】
稀释相同倍数,一元酸HX的pH变化量比CH3COOH的小,说明稀释时HX可以电离出更多的氢离子,相同浓度时HX的电离程度较小,故酸性较弱,电离平衡常数较小,故答案为:小于;稀释相同倍数,一元酸HX的pH变化量比CH3COOH的小,故酸性较弱,电离平衡常数较小;
【小问2详解】
①三者溶液都因相应阴离子水解呈碱性,故需比较三者水解程度的大小,因为:Ka2(H2CO3)<K(HCN)<K(CH3COOH),根据越弱越水解规律得水解程度:>CN->CH3COO-,故碱性强弱:Na2CO3>NaCN>CH3COONa,即pH:Na2CO3>NaCN>CH3COONa,故答案为:pH(Na2CO3溶液)>pH(NaCN溶液)>pH(CH3COONa溶液);
②由平衡常数数值可知酸性强弱:H2CO3>HCN>;故不能制HCN,即此时反应生成HCN和NaHCO3,故方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3,故答案为:NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3;
【小问3详解】
CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中电荷关系为:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),溶液的pH=6,即c(H+)=1×10-6mol·L-1,c(OH-)=1×10-8mol·L-1,c(CH3COO-)-c(Na+)=1×10-6mol·L-1-1×10-8mol·L-1=9.9×10-7mol·L-1,故答案为:9.9×10-7。
18. 直接将转化为有机物并非植物的“专利”,科学家通过多种途径实现了合成甲醛,总反应为.转化步骤如图1所示:
(1)原料可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取,写出一种常见的可作捕捉剂的廉价试剂___________。
(2)已知,则总反应的___________(用图1中焓变以及表示)。
(3),在容积为的恒容密闭容器中充入和一定量,只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为,达到平衡时,的分压与起始投料比的变化关系如图2所示。
(ⅰ)若时到达c点,则时的平均反应速率________;
(ⅱ)__________(写计算表达式);
(ⅲ)c点时,再加入和,使两者分压均增大的转化率_____________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是____________。
A. 若反应②正向为自发反应,需满足
B. 若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应②体系已经达到平衡
C. 增大的浓度,的平衡物质的量分数一定增大
D. 反应②体系存在
(5)已知Arrhenius公式:(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示,相对较小的是___________;研究表明,加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率,原因可能是___________。
【答案】(1)溶液或氨水或石灰乳
(2)
(3) ①. 0.18 ②. ③. 增大 (4)BC
(5) ①. 反应② ②. 极性介质使反应①的活化能降低
【解析】
【分析】总反应可以根据盖斯定律计算出该反应的活化能;根据平衡常数的表达数能计算出用分压表示平衡常数,根据了勒夏特列原理分析平衡移动的情况;根据反应的活化能和速率成反比,可以根据反应的活化能判断反应速率的相对大小。
【小问1详解】
能与CO2反应的,均可以作为CO2捕获剂,一般选择碱性物质,结合题目要求需要选择廉价并常见的试剂,可以是溶液或氨水或石灰乳;
【小问2详解】
根据图1及盖斯定律,总反应是①+②+③-④得到的,则反应热 ;
【小问3详解】
根据图1反应① 为:
i.起始时容器内气体的总压强为1.2kPa,若5min时反应到达c点,c点CH3OH的物质的量为x,,x=0.6mol,则反应消耗氢气的物质的量为1.8mol,v(H2)==0.18mol/(L·min);
ii.b点和c点在同一温度下,所以b点平衡常数与c点一样,根据c点数据列三段式:
甲醇压强为0.24kPa,则二氧化碳的压强为0.16kPa、氢气的压强为0.08kPa、水蒸气的压强为0.24kPa,b点时反应的平衡常数Kp=;
iii.c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.05kPa,Qc=<Kp,平衡往正向移动,H2的转化率增大;
【小问4详解】
根据图1反应②,
A.若反应②正向为自发反应,则说明,该反应是气体分子数减小的反应,故△S<0,需满足才能自发进行,A正确;
B.甲醇气体的相对分子质量为32,氧气的相对分子质量也为32,所以反应前混合气体的平均相对分子质量为32。反应生成的甲醛气体其相对分子质量为30,所以气体的平均相对分子质量保持不变,可以说明指定反应达到平衡,B正确;
C.增大的浓度,平衡往正向移动,则的平衡物质的量分数一定增大,C正确;
D.反应②中H2O2是纯液体,D错误;
故选BC。
【小问5详解】
根据图示,反应②的斜率比反应①小,根据公式,斜率即Ea的大小,所以活化能较小的是反应②;总反应的决速步骤一般是反应速率较慢的那个反应,加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率,根据图示分析,反应速率较慢的是反应①,所以可能是极性介质使反应①的活化能降低,从而加快了总反应的速率。
19. (1)某温度(t ℃)时,水的Kw=1×10-12,则该温度____(填“>”“<”或“=”)25 ℃,其理由是____。
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液呈____(填“酸性”“碱性”或“中性”);若该溶液中只存在NaOH溶质,则由H2O电离出来的c(OH-)=____ mol·L-1。
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡____(填“向左”“向右”或“不”,下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体,水的电离平衡____移动。
(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1下列物质的溶液,水电离出的c(H+)由大到小的关系是____(填序号)。
①HCl ②H2SO4 ③CH3COOH(Ka=1.7×10-5) ④NH3·H2O(Kb=1.7×10-5) ⑤NaOH ⑥Ba(OH)2
(5)25 ℃时,pH=4的盐酸中水的电离程度____pH=10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。
(6)下列曲线中,可以描述0.1 mol·L-1乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和0.1 mol·L-1氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)的水溶液中,水电离出的c(H+)与加入水体积V的关系的是____(填字母)。
【答案】 ①. > ②. 升温促进水的电离,Kw增大 ③. 碱性 ④. 1×10-7 ⑤. 向右 ⑥. 向右 ⑦. ③=④>①=⑤>②=⑥ ⑧. 等于 ⑨. c
【解析】
【分析】(1)根据温度对弱电解质电离平衡的影响及水的离子积表达式分析解答;
(2)根据水的离子积计算溶液中氢离子浓度;根据溶液中氢离子浓度与氢氧根浓度的相对大小判断溶液的酸碱性;
(3)根据同离子效应及离子浓度大小分析反应平衡及电离平衡的移动方向;
(4)根据弱酸、弱碱的电离平衡常数大小比较电离程度,并根据水的离子积计算比较水的电离程度大小;
(5)故答案为:等于;根据溶液的pH值及水的离子积计算比较水电离出的氢离子浓度大小;
(6)根据弱酸的电离平衡常数大小判断酸的电离程度及对水电离程度的影响;根据浓度对水电离平衡的影响分析稀释过程中水电离程度的变化。
【详解】(1)升高温度,促进水的电离,Kw增大,现Kw=1×10-12>1×10-14,因此温度大于25 ℃,故答案为:>;升温促进水的电离,Kw增大;
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液中c(OH-)=mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,因为c(OH-)>c(H+),所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即为1×10-7 mol·L-1,故答案为:碱性;1×10-7;
(3)Zn与稀硫酸反应过程中,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动;新制氯水中加入少量NaCl固体,平衡Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO向左移动,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动,故答案为:向右;向右;
(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1的盐酸中c(H+)与0.1 mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)相等,故两溶液中水的电离程度相等,同理,0.1 mol·L-1H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等,0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1氨水中水的电离程度相等;酸溶液中c(H+)越大,或碱溶液中c(OH-)越大,水电离出的c(H+)就越小,故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的关系为③=④>①=⑤>②=⑥,故答案为:③=④>①=⑤>②=⑥;
(5)25 ℃时,pH=4的盐酸中,由水电离出的c(H+)=mol·L-1=10-10 mol·L-1,pH=10的Ba(OH)2溶液中,由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1,故答案为:等于;
(6)乙酸的Ka小于氯乙酸的Ka,所以0.1 mol·L-1乙酸溶液中的c(H+)小于0.1 mol·L-1氯乙酸溶液中的c(H+),故0.1 mol·L-1乙酸溶液中水的电离程度更大,加水稀释,两种酸溶液中的c(H+)减小,水的电离程度均增大,故答案为:c。
20. 砷是生命的第七元素,可形成多种重要化合物,如雌黄(As2S3)、雄黄(As4S4)、砷酸(H3AsO4)和亚砷酸(H3AsO3)等。
(1)雄黄可入药。若0.5mol雄黄与O2反应生成As2O3,转移14mol电子,则另一种产物为______________(填化学式)。
(2)砷酸(H3AsO4)是一种重要化工产品,可与足量NaOH溶液反应生成Na3AsO4。NaH2AsO4溶液水解反应的Kh=_________,该溶液显______(填“酸”或“碱”)性。若向该溶液中加入少量NaOH固体,则溶液中 将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。(已知:25℃,砷酸的Ka1=5×10-3,Ka2=1.7×10-7)
(3)亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态。常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示。
以酚酞为指示剂,将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_______________,pH=8时,溶液中,c(Na+)________c(H2AsO3-)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 ①. SO2 ②. 2×10-12 ③. 酸 ④. 减小 ⑤. H3AsO3+OH-==H2AsO3+H2O ⑥. >
【解析】
【分析】(1)利用氧化还原反应中得失电子相等进行分析。
(2)水解常数与电力平衡常数相乘等于离子积常数,根据第二步电离常数和水解常数比较得出酸碱性,溶液中,分析氢氧根浓度得出答案。
(3)即pH为8.2时主要是H3AsO3和H2AsO3-,得出离子方程式,pH=8时,溶液为NaH2AsO3和H3AsO3,溶液显碱性,水解大于电离,因此得出关系。
【详解】(1)雄黄可入药。若0.5mol雄黄与O2反应生成As2O3,转移14mol电子,即1mol雄黄与O2反应生成As2O3,转移28mol电子,硫为-2价,则As为+2价,转移了4mol电子,则4mol硫总共转移24mol电子,即1个硫升高6加,变为+4价的硫,则另一种产物为SO2,即答案为:SO2。
(2)砷酸(H3AsO4)是一种重要化工产品,可与足量NaOH溶液反应生成Na3AsO4。NaH2AsO4溶液水解反应的,Ka2大于Kh,因此该溶液显酸性;若向该溶液中加入少量NaOH固体,则溶液中,氢氧根浓度增大,因此比值减小;故答案为:2×10-12;酸;减小。
(3)以酚酞为指示剂,将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时停止滴加,即pH为8.2时主要是H3AsO3和H2AsO3-,该过程中主要反应的离子方程式为H3AsO3+OH- = H2AsO3-+H2O,pH=8时,溶液为NaH2AsO3和H3AsO3,溶液显碱性,水解大于电离,因此溶液中c(Na+) > c(H2AsO3-),故答案为:H3AsO3+OH- = H2AsO3-+H2O;>。
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