精品解析:内蒙古赤峰市元宝山区第一中学2024-2025学年高二上学期期中考试 化学试题
2025-01-07
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内容正文:
元宝山区第一中学高二上学期化学期中考试题
时间:75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
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的请将答案填入答题卡)
1. 下列反应中,属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是
A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B. 铝与稀盐酸
C. 灼热的炭与水蒸气生成一氧化碳和氢气的反应
D. 煤与O2的燃烧反应
2. 下列反应中产生气泡速率最快的是( )
温度
浓度
催化剂
A
25℃
2mL5%H2O2
0.1mol/LFeCl32滴
B
35℃
2mL8%H2O2
MnO2粉末
C
25℃
2mL5%H2O2
MnO2粉末
D
25℃
2mL8%H2O2
0.1mol/LCuCl22滴
A. A B. B C. C D. D
3. 一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生反应:2 HI(g) H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,所需反应的时间为
A. 等于5 s B. 等于10 s C. 大于10 s D. 小于10 s
4. 某温度下,在一恒容容器中进行反应:,下列情况一定能说明反应已达到平衡的是
①单位时间内,有1molA反应,同时有2molC生成
②容器内压强不随时间而变化
③单位时间内,有2molC生成,同时有1molA生成
④用A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为1:3:2
⑤气体的平均摩尔质量不随时间而变化
⑥气体的密度不随时间而变化
A. ③④⑤⑥ B. ①②③ C. ②④⑥ D. ②③⑤
5. 合成氨反应达到平衡时,的体积分数与温度、压强的关系如图所示,据此分析合成氨工业中最有前途的研究方向是( )
A. 提高分离技术
B. 研制耐高压的合成塔
C. 研制低温催化剂
D. 探索不用和合成氨的新途径
6. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. ,把充有的球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B. 打开碳酸饮料瓶盖时,会有气泡冒出
C. 合成氨工业中,采用高温有利于提高生产效率
D. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
7. 如图(表示活化能)是与生成的部分反应过程中各物质的能量变化关系图,下列说法正确的是
A. 题述反应为吸热反应
B. 升高温度,、均减小,反应速率加快
C. 增大的浓度,可提高反应速率,但不影响的大小
D. 第一步反应的速率大于第二步反应的速率
8. 下列实验设计不恰当的是
目的
实验设计
A
探究浓度对反应速率的影响
B
探究温度对反应速率的影响
C
探究温度对化学平衡的影响
D
探究浓度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
9. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法中正确的是
A. 该反应是熵增大的反应
B. 该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂
C. 该反应常温下能自发进行,催化剂条件只是加快反应的速率
D. 该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应
10. 对于可逆反应,下列图像中正确的是
A. B. C. D.
11. 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能():P-P键:198,P-O键:360,键:498,则依据反应(白磷),生成1mol时的能量变化为( )
A. 吸收1638kJ的能量 B. 放出1638kJ的能量
C. 吸收126kJ的能量 D. 放出126kJ的能量
12. 在可逆反应2SO2(g)+O2⇌2SO3(g)的平衡状态下,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,下列说法正确的是(K为平衡常数,Qc为浓度商)
A. Qc不变,K变大,O2转化率增大 B. Qc不变,K变大,SO2转化率增大
C. Qc变小,K不变,O2转化率减小 D. Qc增大,K不变,SO2转化率增大
13. 下列关于活化分子的说法中,错误的是
A. 活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 当其他条件相同时,升高温度,单位体积内活化分子数增加
C. 当其他条件相同时,增大反应物浓度,活化分子百分数不变
D. 加入催化剂,活化分子百分数增加
14. 下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是
A. 相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时,产生的起始速率相等
B. 常温下,测得醋酸溶液的
C. 常温下,将的醋酸溶液稀释1000倍,测得
D. 在相同条件下,0.1mol/L的醋酸溶液的导电性比0.1mol/L的盐酸的导电性弱
15. 按照混合物、纯净物、强电解质、弱电解质、非电解质的顺序排列正确的一组是( )
A. 盐酸、氯气、AgCl、CO2、SO2
B. 硫酸、氨水、醋酸、乙醇、NO2
C. 水煤气、胆矾、NH4Cl、CH3COOH、CO2
D. 干冰、氯水、HCl、HClO、CO
16. 高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
酸
HCl
由以上表格中数据判断以下说法不正确的是
A. 在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B. 在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸
C. 在冰醋酸中硫酸的电离方程式为
D. 水对这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
二、填空题(本题共4小题,每空2分,共52分,请将答案填到答题卡上)。
17. 某实验小组用溶液和硫酸溶液进行反应热的测定,实验装置如图所示。
(1)写出该反应的热化学方程式[生成1mol时的反应热为]:___________。
(2)实验中能否用环形铜制搅拌器代替玻璃搅拌器?___________(填“能”或“否”)原因是___________。
(3)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如表所示。
温度
次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
___________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①请填写表格中的空白;
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则生成时的反应热___________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因不可能是___________(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取溶液的体积时仰视读数
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为___________。
18. 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) △H=+131.3 kJ·mol-1,△S=+133.7 J·mol-1·K-1。
①该反应在低温下_________(填“能”或“不能”)自发进行。
②写出该反应的平衡常数表达式_________。
(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。
①在400℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K'=_________(填数值)。
②400℃时,在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol,则此时反应v正(N2)_________v逆(N2)(填“>”、“<”“=”或“不能确定”)。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡_________移动(填“向左”、“向右”或“不”);加入催化剂,反应的△H_________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
19. 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
HCN
HClO
电离平衡常数(Ka)
(1)当温度升高时,K值___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)下列能使醋酸溶液中的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是___________(填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的固体
D.加少量冰醋酸 E.加氢氧化钠固体
(3)已知碳酸是一种二元弱酸,其电离常数,,写出碳酸的二级电离方程式___________,试从电离平衡移动的角度解释的原因___________。
(4)用食醋浸泡有水垢的水壶,可以清除其中的水垢,通过该事实___________(填“能”或“不能”)比较醋酸与碳酸的酸性强弱,请设计一个简单的实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱。方案:___________。
20. 回答下列问题。
(1)某温度时,在2L容器中A、B 两种物质间的转化反应中,A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示,由图中数据分析得:
①该反应的化学方程式为 ___________。
②反应开始至 4 min 时,B 的平均反应速率为 ___________,A 的转化率为 ___________。
③平衡时,A 的物质的量为 0.2mol,B 的物质的量为 0.5mol,计算该反应的化学平衡常数___________。
④4 min 时,反应是否达到平衡状态? ___________ (填“是”或“否”),8 min 时,v (正) ___________v (逆) (填“>”、“<”或“=”)。
(2)下图表示在密闭容器中反应: 达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a 时改变的条件可能是___________ 。
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元宝山区第一中学高二上学期化学期中考试题
时间:75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
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的请将答案填入答题卡)
1. 下列反应中,属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是
A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B. 铝与稀盐酸
C. 灼热的炭与水蒸气生成一氧化碳和氢气的反应
D. 煤与O2的燃烧反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,但该反应中各元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,A不选;
B.铝与盐酸的反应属于放热反应,B不选;
C.灼热的炭与水蒸气的反应为吸热反应,且该反应中碳元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,C选;
D.煤与O2的燃烧反应属于放热反应,D不选;
答案选C。
【点睛】本题考查常见的吸热反应与放热反应及氧化还原反应,学生应注重归纳常见的吸热反应,并熟悉发生的化学反应中是否存在元素的化合价变化,常见的吸热反应有:Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、大多数分解反应、有碳参加的氧化还原反应等;在化学反应中有元素化合价变化的反应属于氧化还原反应。
2. 下列反应中产生气泡速率最快的是( )
温度
浓度
催化剂
A
25℃
2mL5%H2O2
0.1mol/LFeCl32滴
B
35℃
2mL8%H2O2
MnO2粉末
C
25℃
2mL5%H2O2
MnO2粉末
D
25℃
2mL8%H2O2
0.1mol/LCuCl22滴
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】反应速率的大小与温度、浓度和催化剂有关,在都使用催化剂的条件下,温度越高、浓度越大,反应速率越快,因此选项B中反应速率最快,答案选B。
3. 一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生反应:2 HI(g) H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,所需反应的时间为
A. 等于5 s B. 等于10 s C. 大于10 s D. 小于10 s
【答案】C
【解析】
【详解】根据,,但由于反应过程中反应物浓度减小,速率减小,故c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,实际时间应大于t1;
故选C。
4. 某温度下,在一恒容容器中进行反应:,下列情况一定能说明反应已达到平衡的是
①单位时间内,有1molA反应,同时有2molC生成
②容器内压强不随时间而变化
③单位时间内,有2molC生成,同时有1molA生成
④用A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为1:3:2
⑤气体的平均摩尔质量不随时间而变化
⑥气体的密度不随时间而变化
A. ③④⑤⑥ B. ①②③ C. ②④⑥ D. ②③⑤
【答案】D
【解析】
【详解】①单位时间内,有1molA反应,同时有2molC生成,只表示正反应,无法说明反应已达到平衡,故①不选;
②正反应为气体体积减小的反应,在恒容容器中压强为变化的量,则容器内压强不随时间而变化说明反应已达到平衡,故②选;
③单位时间内,有2molC生成,同时有1molA生成说明正逆反应速率相等,则应已达到平衡,故③选;
④用 A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为 1∶3∶2,化学反应速率之比始终等于化学计量数之比,无法说明反应已达到平衡,故④不选;
⑤气体的总质量不变,正反应为物质的量减少的反应,故气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量不随时间而变化,则反应已达到平衡,故⑤选;
⑥恒容容器气体体积不变,质量不变,则气体的密度为定值,气体的密度不随时间而变化无法说明应已达到平衡,故⑥不选;
故答案选:D。
5. 合成氨反应达到平衡时,的体积分数与温度、压强的关系如图所示,据此分析合成氨工业中最有前途的研究方向是( )
A. 提高分离技术
B. 研制耐高压的合成塔
C. 研制低温催化剂
D. 探索不用和合成氨的新途径
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,随着温度的升高而显著下降,即在低温条件下,的体积分数较高,但目前所用催化剂——铁触媒的活性最大时的温度在500℃左右,故最有前途的研究方向是研制低温催化剂,故答案选:C。
6. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. ,把充有的球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B. 打开碳酸饮料瓶盖时,会有气泡冒出
C. 合成氨工业中,采用高温有利于提高生产效率
D. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
【答案】C
【解析】
【详解】A. ,把充有的球浸泡在冰水中,气体颜色变浅,降低温度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,A正确;
B. 打开碳酸饮料瓶盖时,会有气泡冒出,因为压强减小,溶解平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,B正确;
C. 合成氨反应为放热反应,采用高温不利于提高生产效率,不能用勒夏特列原理解释,C错误;
D. 向含有的红色溶液中加入铁粉消耗铁离子,平衡逆向移动,溶液颜色变浅或褪去,能用勒夏特列原理解释,D正确;
故选C。
7. 如图(表示活化能)是与生成的部分反应过程中各物质的能量变化关系图,下列说法正确的是
A. 题述反应为吸热反应
B. 升高温度,、均减小,反应速率加快
C. 增大的浓度,可提高反应速率,但不影响的大小
D. 第一步反应的速率大于第二步反应的速率
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,A项错误;
B.升高温度,不能降低反应的活化能,即、均不变,但可以加快反应速率,B项错误;
C.反应的焓变和反应的途径无关,只与反应的始态和终态有关,则增大反应物的浓度,不改变焓变的大小,但增大反应物的浓度,可提高反应速率,C项正确;
D.第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,第一步反应单位体积内活化分子百分数低于第二步反应,所以第一步反应的速率小于第二步反应的速率,D项错误;
答案选C。
8. 下列实验设计不恰当的是
目的
实验设计
A
探究浓度对反应速率的影响
B
探究温度对反应速率的影响
C
探究温度对化学平衡的影响
D
探究浓度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液总体积不同,则硫酸与硫代硫酸钠的溶液的浓度均不同,不能探究浓度对速率的影响,应控制硫酸的体积相同、浓度不同,故A错误;
B.只有温度不同,一个变量,可探究温度对反应速率的影响,故B正确;
C.温度不同,导致二氧化氮和四氧化二氮之间的平衡改变,向吸热或放热方向移动,能达到实验目的,故C正确;
D.溶液中发生反应为,一支试管加入硫酸,一支试管加入氢氧化钠,根据颜色变化判断平衡移动的方向,可以探究浓度对化学平衡移动的影响,故D正确;
故答案选A。
9. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法中正确的是
A. 该反应是熵增大的反应
B. 该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂
C. 该反应常温下能自发进行,催化剂条件只是加快反应的速率
D. 该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该反应是熵减的反应,故错误;B.催化剂不能使不自发的反应变为自发反应,故错误;C.根据题中信息分析,该反应常温下能自发进行,使用催化剂条件只是加快反应的速率,故正确;D. 该反应常温下能自发进行,说明△G=△H-T△S,△G小于0,该反应是熵减的反应,说明因为正反应是放热反应,故错误。
【点睛】反应能否自发进行需要用复合判据,即△G=△H-T△S,当△G<0时反应自发进行,当△G>0反应不能自发进行。
10. 对于可逆反应,下列图像中正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先明确反应特点:可逆反应,正反应为气体分子数减小的吸热反应,增大压强、升高温度平衡均向正反应方向移动,温度越高、压强越大反应速率越快,达到平衡的时间越短。
【详解】A.增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时,但图中压强增大后,平衡逆向移动,A错误;
B.升高温度时正、逆反应速率应瞬时增大,且平衡正向移动,,图中速率变化不符合温度突变的特征,且,B错误;
C.温度越高反应速率越快,应比先达到平衡,图中先达到平衡,不符合反应规律,C错误;
D.温度越高反应速率越快,比先达到平衡;正反应吸热,升高温度平衡正向移动,A的百分含量降低,与图像规律一致,D正确;
故选D。
11. 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能():P-P键:198,P-O键:360,键:498,则依据反应(白磷),生成1mol时的能量变化为( )
A. 吸收1638kJ的能量 B. 放出1638kJ的能量
C. 吸收126kJ的能量 D. 放出126kJ的能量
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,生成1mol时,断裂1mol(白磷)中P-P键和3mol中键共吸收能量,形成1mol中P-O键放出能量,故生成lmol时总共放出能量,故选B。
12. 在可逆反应2SO2(g)+O2⇌2SO3(g)的平衡状态下,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,下列说法正确的是(K为平衡常数,Qc为浓度商)
A. Qc不变,K变大,O2转化率增大 B. Qc不变,K变大,SO2转化率增大
C. Qc变小,K不变,O2转化率减小 D. Qc增大,K不变,SO2转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】当可逆反应2SO2(g)+O2⇌2SO3(g)达到平衡状态后,保持温度不变,则平衡常数K不变;浓度商,容器容积不变,向容器中充入一定量的O2,分母变大,所以浓度商Qc减小,平衡正向移动,由于充入了O2,所以O2的转化率减小,故C正确;
故选C。
13. 下列关于活化分子的说法中,错误的是
A. 活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 当其他条件相同时,升高温度,单位体积内活化分子数增加
C. 当其他条件相同时,增大反应物浓度,活化分子百分数不变
D. 加入催化剂,活化分子百分数增加
【答案】A
【解析】
【详解】A.活化分子发生的碰撞不一定能发生化学反应,取决于分子的碰撞方向,所以活化分子发生的碰撞不一定是有效碰撞,故A错误;
B.当其他条件相同时,升高温度,分子的能量增大,单位体积内活化分子数和活化分子的百分数增加,故B正确;
C.当其他条件相同时,增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增加,但活化分子百分数不变,故C正确;
D.加入催化剂,降低反应的活化能,单位体积内活化分子数和活化分子百分数增加,故D正确;
故选A。
14. 下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是
A. 相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时,产生的起始速率相等
B. 常温下,测得醋酸溶液的
C. 常温下,将的醋酸溶液稀释1000倍,测得
D. 在相同条件下,0.1mol/L的醋酸溶液的导电性比0.1mol/L的盐酸的导电性弱
【答案】A
【解析】
【详解】A.相同pH的醋酸溶液和盐酸,其氢离子浓度大小一样,所以跟同样大小颗粒的锌反应时,产生H2的起始速率相等,不能证明它是弱电解质,A错误;
B.测得0.1mol·L-1醋酸溶液的pH=4证明醋酸存在电离平衡,证明了醋酸是弱电解质,B正确;
C.将pH=1的醋酸溶液稀释1000倍,测得pH<4,说明醋酸在稀释过程中可以继续电离,所以是弱电解质,C正确;
D.在相同条件下,等浓度醋酸溶液的导电性比盐酸溶液的弱,说明醋酸中离子浓度小于盐酸中的离子浓度,醋酸不完全电离,能证明其是弱电解质,D正确;
故选A。
15. 按照混合物、纯净物、强电解质、弱电解质、非电解质的顺序排列正确的一组是( )
A. 盐酸、氯气、AgCl、CO2、SO2
B. 硫酸、氨水、醋酸、乙醇、NO2
C. 水煤气、胆矾、NH4Cl、CH3COOH、CO2
D. 干冰、氯水、HCl、HClO、CO
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸是氯化氢的水溶液,是混合物;氯气是单质,是纯净物;AgCl熔融态完全电离,是强电解质;CO2本身不能电离,是非电解质;SO2本身不能电离,是非电解质,A错误;
B.硫酸是纯净物;氨水是氨气的水溶液,是混合物;醋酸在水溶液中部分电离,是弱电解质;乙醇在熔融状态和水溶液中都不能导电,是非电解质;NO2本身不能电离,是非电解质,B错误;
C.水煤气的主要成分是CO和H2,是混合物;胆矾是五水合硫酸铜,是纯净物;NH4Cl在水溶液中完全电离,是强电解质;CH3COOH在水溶液中部分电离,是弱电解质;CO2本身不能电离,是非电解质,C正确;
D.干冰是二氧化碳,是纯净物;氯水是氯气的水溶液,是混合物;HCl在水溶液中完全电离,是强电解质;HClO在水溶液中部分电离,是弱电解质;CO本身不能电离,是非电解质,D错误,
故选C。
16. 高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
酸
HCl
由以上表格中数据判断以下说法不正确的是
A. 在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B. 在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸
C. 在冰醋酸中硫酸的电离方程式为
D. 水对这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电离平衡常数知,四种酸在冰醋酸中都不能完全电离,故A正确;
B.由电离平衡常数知,四种酸中高氯酸的电离平衡常数最大,所以高氯酸的酸性最强,故B正确;
C.由电离平衡常数知,硫酸在冰醋酸中部分电离出氢离子和硫酸氢根离子,以一级电离为主,电离方程式为,故C错误;
D.这四种酸在水中都完全电离,在冰醋酸中电离程度不同,所以水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但醋酸可以区分这四种酸的强弱,故D正确;
故选C。
二、填空题(本题共4小题,每空2分,共52分,请将答案填到答题卡上)。
17. 某实验小组用溶液和硫酸溶液进行反应热的测定,实验装置如图所示。
(1)写出该反应的热化学方程式[生成1mol时的反应热为]:___________。
(2)实验中能否用环形铜制搅拌器代替玻璃搅拌器?___________(填“能”或“否”)原因是___________。
(3)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如表所示。
温度
次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
___________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①请填写表格中的空白;
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则生成时的反应热___________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因不可能是___________(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取溶液的体积时仰视读数
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为___________。
【答案】(1)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=—114.6kJ·mol-1
(2) ①. 否 ②. 铜丝散热能力强,中和热测定时会产生巨大误差
(3) ①. 4.0 ②. —53.5kJ·mol-1 ③. b
(4)ΔH1=ΔH2<ΔH3
【解析】
【分析】稀硫酸和氢氧化钠溶液发生中和反应,通过题中图示装置测定中和热。在操作过程中需要注意:强酸和强碱溶液快速混合,并用环形玻璃棒搅拌,盖好纸板,减少热量损失;
【小问1详解】
由生成1molH2O(l)时的反应热为—57.3kJ·mol-1可知,稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=—114.6kJ·mol-1;
【小问2详解】
实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故填:“否”,原因是:铜丝散热能力强,中和热测定时会产生巨大误差;
【小问3详解】
①由表格数据可知,4组实验测得温度差分别为4.0℃、6.1℃、3.9℃、4.1℃,第2组数据偏差较大,应舍去,则温度差平均值为=4.0℃;
②由方程式可知,反应中50mL氢氧化钠溶液少量,完全反应,则反应生成水的物质的量为0.50mol/L×0.05L=0.025mol,则生成1mol水时,反应的ΔH=≈—53.5kJ·mol-1;
③由计算结果可知,实验数据放出的热量偏小,测得ΔH大于—57.3kJ·mol-1;
a.实验装置保温、隔热效果差会造成热量散失,导致测得ΔH偏大,故不符合题意;
b.量取氢氧化钠溶液的体积时仰视读数会使氢氧化钠的物质的量偏大,反应放出的热量偏大,导致测得ΔH偏小,故符合题意;
c.分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中会造成热量散失,导致测得ΔH偏大,故不符合题意;
d.用温度计测定氢氧化钠溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度会因稀硫酸与氢氧化钠溶液反应使得起始温度偏大,导致测得温度差平均值偏小,测得ΔH偏大,故不符合题意;
故选b;
【小问4详解】
稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离,反应的中和热相同,稀氨水中的一水合氨是弱电解质,与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量,反应热大于中和热,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH1=ΔH2<ΔH3,故答案为:ΔH1=ΔH2<ΔH3。
18. 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) △H=+131.3 kJ·mol-1,△S=+133.7 J·mol-1·K-1。
①该反应在低温下_________(填“能”或“不能”)自发进行。
②写出该反应的平衡常数表达式_________。
(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。
①在400℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K'=_________(填数值)。
②400℃时,在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol,则此时反应v正(N2)_________v逆(N2)(填“>”、“<”“=”或“不能确定”)。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡_________移动(填“向左”、“向右”或“不”);加入催化剂,反应的△H_________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
【答案】 ①. 不能 ②. ③. 2 ④. = ⑤. 向左 ⑥. 不改变
【解析】
【详解】(1)①△H−T△S=131.3kJ/mol−T×133.7×0.001kJ/(k⋅mol),在低温下,该值一定是大于0的,所以不能在低温下自发进行,故答案为:不能;
②由C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)可知,K=,故答案为:K=;
(2)①反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)和反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)是互为可逆反应,平衡常数互为倒数,故此反应的平衡常数是2,故答案为:2;
②一段时间后,当N2、H2、NH3的物质的量分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L时,Qc==0.5=K1,所以该状态是平衡状态,正逆反应速率相等,故答案为:=;
③恒压条件下向平衡体系中通入氩气,体积增大,平衡向逆方向移动;加入催化剂,只改变反应的活化能,但反应热不变;故答案为:向左;不改变。
19. 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
HCN
HClO
电离平衡常数(Ka)
(1)当温度升高时,K值___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)下列能使醋酸溶液中的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是___________(填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的固体
D.加少量冰醋酸 E.加氢氧化钠固体
(3)已知碳酸是一种二元弱酸,其电离常数,,写出碳酸的二级电离方程式___________,试从电离平衡移动的角度解释的原因___________。
(4)用食醋浸泡有水垢的水壶,可以清除其中的水垢,通过该事实___________(填“能”或“不能”)比较醋酸与碳酸的酸性强弱,请设计一个简单的实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱。方案:___________。
【答案】(1)增大 (2)B
(3) ①. H++ ②. 由于一级电离H2CO3H++产生氢离子,增大了溶液中氢离子浓度,会抑制的电离,导致K1≫K2
(4) ①. 能 ②. 往石灰石中加入醋酸,观察是否有气体产生,若有气体产生可证明醋酸的酸性大于碳酸
【解析】
【小问1详解】
弱酸的电离吸热,当温度升高时,促进电离,则K值增大;
【小问2详解】
A.弱酸的电离吸热,当温度升高时,促进电离,则K值增大,A不符题意;
B.加水稀释,促进电离,温度不变,K值不变,B符题意;
C.加少量的CH3COONa固体,醋酸根离子浓度增大、抑制电离,温度不变K值不变,C不符题意;
D.加少量冰醋酸,电离平衡正向移动,平衡正向移动,但其自身电离程度减小,D不符题意;
E.加氢氧化钠固体,与H+发生反应,促进电离,但反应大量放热,温度升高,K值增大,E不符题意;
故选B;
【小问3详解】
多元弱酸分步电离;已知碳酸是一种二元弱酸,则碳酸的一级电离方程式H2CO3H++,二级电离方程式H++;由于一级电离H2CO3H++产生氢离子,增大了溶液中氢离子浓度,会抑制的电离,导致K1≫K2;
【小问4详解】
用食醋浸泡有水垢的水壶,可以清除其中的水垢,则水垢中的碳酸钙和食醋发生了反应,故通过该事实能比较:醋酸酸性大于碳酸;实验中可依据强酸制备弱酸的原理来证明酸性强弱,方案为往石灰石中加入醋酸,观察是否有气体产生,若有气体产生可证明醋酸的酸性大于碳酸。
20. 回答下列问题。
(1)某温度时,在2L容器中A、B 两种物质间的转化反应中,A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示,由图中数据分析得:
①该反应的化学方程式为 ___________。
②反应开始至 4 min 时,B 的平均反应速率为 ___________,A 的转化率为 ___________。
③平衡时,A 的物质的量为 0.2mol,B 的物质的量为 0.5mol,计算该反应的化学平衡常数___________。
④4 min 时,反应是否达到平衡状态? ___________ (填“是”或“否”),8 min 时,v (正) ___________v (逆) (填“>”、“<”或“=”)。
(2)下图表示在密闭容器中反应: 达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a 时改变的条件可能是___________ 。
【答案】(1) ①. 2A⇌B ②. ③. 50% ④. 25 ⑤. 否 ⑥. =
(2)升温
【解析】
【小问1详解】
①根据图象可知A为反应物,B为生成物,反应进行到4min时A物质的量变化为0.8mol-0.4mol=0.4mol,B物质的量变化0.4mol-0.2mol=0.2mol,A、B反应的物质的量之比2∶1,所以反应的化学方程式为2AB;
②反应开始至4min时,B的平均反应速率为;A的转化率为;
③由信息可知,该反应的化学平衡常数为;
④根据图象可知4min时随时间变化A、B物质的量发生变化,说明未达到平衡,8min时A、B物质的量不变,说明反应达到平衡状态,因此v(正)=v(逆);
【小问2详解】
a时逆反应速率大于正反应速率,说明平衡应向逆反应方向移动,且正逆反应速率都增大,该反应的正反应放热,应为升高温度的结果。
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