内容正文:
协同发展共同体第三子共同体2024-2025学年度第一学期期末考试
高二化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 Na 23 O 16 Cl 35.5 N 14
第I卷(选择题共45分)
一、单选题(共15小题,每题3分,共45分)
1. 下列变化属于吸热反应的是
A. 碘的升华 B. 酸碱中和反应
C. 氢气的燃烧 D. Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
2. 下列说法正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 放热反应在常温下一定很容易发生
C. 反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,表明该反应放热
D. 化学键断裂时需要放出热量
3. 俗话说“下雪不冷化雪冷”,其中蕴含着化学知识。下列对化雪过程中的焓变和熵变的判断正确的是
A. B.
C D.
4. 化工生产中,调控反应条件时不需要考虑的角度是
A. 目标产物的贮存方法 B. 增大目标反应的速率
C. 提高目标反应的限度 D. 减少副反应和环境污染
5. 下列电解质在水溶液中的电离方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
6. 下列操作可以使水离子积常数增大的是
A. 通入少量氨气 B. 加入少量稀HCl C. 加热 D. 加入少量醋酸钠固体
7. 下列给出的各组方程式中的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
8. 下列说法中正确的是
A. 增加水的量,可以加快镁与水反应的反应速率
B. 增大硫酸的浓度,一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率
C. 在反应2H++S2O=S↓+SO2↑+H2O中,增大压强,可以加快硫析出的速率
D. 煅烧硫铁矿时,把硫铁矿粉碎或通入纯O2可加快反应的速率
9. 在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如图所示。下列判断错误的是
A. 反应温度
B. 该反应的
C. 若和时的平衡常数分别为和,则
D. 若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同
10. 在时,密闭容器中、、三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示:
物质
初始浓度
平衡浓度
下列说法错误的是
A. 增大压强使平衡向生成的方向移动,平衡常数增大
B. 反应可表示为,其平衡常数为
C. 反应达平衡时,的转化率为
D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数
11. 某原电池总反应离子方程式为:,不能实现该反应的原电池为
A. 正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
C. 正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
12. 如图是电解饱和食盐水的装置,a、b为石墨电极。下列判断正确的是
A. a为正极,b为负极 B. a极上有氯气放出
C. b极上发生氧化反应 D. b极附近溶液显酸性
13. 下列说法中正确的是
A. 镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
B. 已知反应的平衡常数为,则的平衡常数为
C. 由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D. 电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
14. 下列关于常温下0.1mol•L-1NaHCO3溶液的说法不正确的是
A. NaHCO3=Na++HCO
B. c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)
C. c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)
D. c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=c(Na+)=0.1mol•L-1
15. 已知25℃时,CaCO3饱和溶液中c(Ca2+)为5.3×10-5mol/L、MgCO3的饱和溶液中c(Mg2+)为2.6×10-3mol/L。若在5mL浓度均为0.01mol/L的CaCl2和MgCl2溶液中,逐滴加入5mL 0.012mol/LNa2CO3溶液,充分反应后过滤得到溶液M和沉淀N(不考虑溶液体积的变化)。下列观点不正确的是
A. 25℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
B. 加入Na2CO3溶液的过程中,先生成CaCO3沉淀
C. 滤液M中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>>c(OH-)
D. 滤液M中:c(Mg2+)< 0.005mol·L-1
第II卷(非选择题,共55分)
二、填空题(共4小题,共55分)
16. 实验小组对可逆反应aX(g)+bY(g)=pZ(g)进行探究。T℃时,起始向10L恒容密闭容器中充入X、Y,测得反应过程中X、Y 、Z三种气体的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)a:b:p=_____________。
(2)Y的平衡转化率为_______。
(3)0~4min内的反应速率v(Z)=_______________。
(4)下列事实能说明反应达到平衡状态的是________(填选项字母)。
A.容器内气体压强不再改变
B.混合气体密度不再改变
C.X的体积分数不再改变
(5)该温度下,该反应的平衡常数K的数值为:_________。
(6)若在不同条件下进行上述反应,测得反应速率分别为:①v(X)=0.1mol·L-1·min-1、②v(Y)=0.4 mol·L-1·min-1、③v(Z)=0.5 mol·L-1·min-1,其中反应速率最快的是________ (填序号)
17. 已知CH3COOH是常见的弱酸,回答下列问题。
(1)取0.10molCH3COOH作导电性实验,测得其导电率随加入的水量变化如图所示。
①n(H+):a_______b(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②c(CH3COO-):a_______b。
③如与NaOH反应,完全中和时消耗NaOH的物质的量:a_______b。
(2)若向常温下0.1mol·L-1的醋酸中加入氢氧化钠溶液,使醋酸恰好被中和,所得溶液的pH_______7(填“大于”“小于”或“等于”),用离子方程式表示其原因_______。
(3)25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
CH3COOH
H2CO3
HCN
1.7×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=56×10-11
4.9×10-10
①CH3COOH、H2CO3、HCN酸性由强到弱的顺序为_______。
②焦炉煤气中一般含有H2S和HCN气体,有的工厂在真空条件下,使用K2CO3溶液吸收煤气中的H2S和HCN气体,实现脱硫脱氰。根据上述数据,从理论上推测同为0.1mol·L-1的K2CO3溶液和HCN混合后,最可能发生反应的离子方程式为_______。
18. 某新能源汽车中使用的氢氧燃料电池,其构造如图所示:
(1)KOH作电解质,其电极总反应为2H2+O2=2H2O,则负极通入的是_______,电极反应式为_______;正极通入的是_______,电极反应式为_______。
(2)如把KOH溶液改为稀硫酸,则负极电极反应式为:_______,正极电极反应式为:_______,该电池工作时电解液中H+移向_______(填a或b)电极。
19. 回答下列问题:
(1)肼()是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312kJ热量,则肼的燃烧热为_______,肼燃烧的热化学方程式可表示为_______。
(2) kJ·mol; kJ·mol,则a_______b(填>或<)。
(3)工业上制取氢气的方法之一: ,该反应为_______(填吸或放)热反应。已知相关键能如下表:
化学键
键能/kJ·mol
414
1068
463
则键的键能为_______kJ⋅mol⁻¹。
(4)二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题。二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
② kJ·mol
③ kJ·mol
根据上述反应求:④ _______。
20. 回答下列问题:
(1)钛及其化合物在工业、医疗、航天等多方面都有广泛的应用,越来越受到人们的关注。钛在周期表中的位置_______, 钛原子核外有_______种空间运动状态不同的电子, Ti电子占据的最高能层的电子云轮廓图为_______形。
(2)基态铬原子的价电子排布式为_______。
(3)原子核外电子有两种相反的自旋状态,分别用和表示,称为电子的自旋磁量子数。基态原子的电子自旋磁量子数的代数和为_______。
(4)C、N、O、K四种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(5)O、S、Se、Te为同主族元素,的中心原子杂化类型是:_______,的立体构型是_______。
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协同发展共同体第三子共同体2024-2025学年度第一学期期末考试
高二化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 Na 23 O 16 Cl 35.5 N 14
第I卷(选择题共45分)
一、单选题(共15小题,每题3分,共45分)
1. 下列变化属于吸热反应的是
A. 碘的升华 B. 酸碱中和反应
C. 氢气的燃烧 D. Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.碘的升华过程吸热,但该过程是物理变化,A不符合题意;
B.酸碱中和反应属于放热反应,B不符合题意;
C.氢气的燃烧属于放热反应,C不符合题意;
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应是吸热反应,D符合题意;
答案选D。
【点睛】常见的放热反应有:所有的燃烧、所有的中和反应、金属和酸的反应、金属与水的反应、大多数化合反应、铝热反应等;常见的吸热反应为:大多数的分解反应,氢氧化钡和氯化铵的反应、焦炭和二氧化碳、焦炭和水的反应等,氢氧化钡与氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水。
2. 下列说法正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 放热反应在常温下一定很容易发生
C. 反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,表明该反应放热
D. 化学键断裂时需要放出热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要高温,但铝热反应是放热反应,A错误;
B.放热反应在常温下不一定很容易发生,如铝热反应是放热反应,但却需要高温条件下才反应,B错误;
C.反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,则该反应是放热反应,C正确;
D.化学键断裂要吸收能量,化学键形成要释放能量,D错误;
答案选C。
3. 俗话说“下雪不冷化雪冷”,其中蕴含着化学知识。下列对化雪过程中的焓变和熵变的判断正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】化雪过程中吸收热量,由固体转化呈液体,熵增加,即,故选:D。
4. 化工生产中,调控反应条件时不需要考虑的角度是
A. 目标产物的贮存方法 B. 增大目标反应的速率
C. 提高目标反应的限度 D. 减少副反应和环境污染
【答案】A
【解析】
【详解】A.目标产物贮存与反应条件无关,调控反应条件时不需考虑,A符合题意;
B.增大反应速率,可以提高生产效率,需要考虑,B不符合题意;
C.提高反应限度,可以提高反应物转化率或产物比例,需要考虑,C不符合题意;
D.生产条件中减少副反应和环境污染需要考虑,以达到绿色高效生产的目的,D不符合题意;
答案选A。
5. 下列电解质在水溶液中的电离方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.为强电解质,完全电离,其电离方程式为:,A错误;
B.为强电解质,在水溶液中可完全电离生成钠离子和碳酸氢根离子,其电离方程式为:,B正确;
C.HF为弱酸,在水溶液中发生部分电离,其电离方程式为:,C错误;
D.为二元弱酸,在水溶液中发生分步电离,其电离方程式为:,D错误;
答案选B。
6. 下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A. 通入少量氨气 B. 加入少量稀HCl C. 加热 D. 加入少量醋酸钠固体
【答案】C
【解析】
【详解】水的离子积常数Kw是温度函数,只与温度有关,温度改变,水的离子积常数改变,与外加酸、碱、盐以及稀释无关,水的电离是吸热过程,升高温度,水的离子积常数Kw增大;
故选C。
7. 下列给出的各组方程式中的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸钙分解反应为吸热反应,生石灰溶于水为放热反应,故,故A错误;
B.根据方程式可知,,氢气与氯气的反应为放热反应,故,故B正确;
C.氢气与氧气反应为放热反应,但产物中水的状态不同,液态水转变为气态水需要吸热,可知生成液态水时放出的热量更多,故,故C错误;
D.硫化氢与氧气反应生成硫单质,反应放热,硫化氢与氧气反应生成二氧化硫,反应也放热,后者相当于硫单质与氧气继续反应,反应同样放热,故硫化氢与氧气反应生成二氧化硫放出的能量更多,故,故D错误;
故答案选B。
8. 下列说法中正确的是
A. 增加水的量,可以加快镁与水反应的反应速率
B. 增大硫酸的浓度,一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率
C. 在反应2H++S2O=S↓+SO2↑+H2O中,增大压强,可以加快硫析出的速率
D. 煅烧硫铁矿时,把硫铁矿粉碎或通入纯O2可加快反应的速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.水为纯液体,浓度为定值,增加水的量不能加快镁和水反应的速率,A错误;
B.硫酸过浓后,浓H2SO4与锌反应不会产生氢气,B错误;
C.反应物中没有气体,增大压强,不会加快硫析出的速率,C错误;
D.把硫铁矿粉碎,增大了反应物的接触面积,通入纯O2增大了反应物的浓度,均可加快反应速率,D正确;
答案选D。
9. 在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如图所示。下列判断错误的是
A. 反应温度
B. 该反应的
C. 若和时的平衡常数分别为和,则
D. 若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,T2条件下反应先达到平衡,说明温度T2大于T1,T2条件下反应达到平衡时的三氧化硫体积分数小于T1,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应。
【详解】A.由分析可知,温度T2大于T1,A正确;
B.由分析可知,该反应为放热反应,反应的焓变△H小于0,B正确;
C.由分析可知,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,则平衡常数K1大于K2,C错误;
D.催化剂需要一定的活化温度,故若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同,D正确;
故选C。
10. 在时,密闭容器中、、三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示:
物质
初始浓度
平衡浓度
下列说法错误的是
A. 增大压强使平衡向生成的方向移动,平衡常数增大
B. 反应可表示为,其平衡常数为
C. 反应达平衡时,的转化率为
D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数
【答案】A
【解析】
【分析】转化浓度,A为0.05mol·L-1,B为0.15 mol·L-1,C为0.1 mol·L-1,所以该反应可以表示为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g);
【详解】A.三个物质都是气体,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,则平衡向正反应方向移动;但是平衡常数只和温度有关,温度不变,平衡常数也不变,故A错误;
B.由分析可知,该反应可表示为,平衡常数K===,故B正确;
C.平衡时,X的转化率为,故C正确;
D.平衡常数只和温度有关,改变温度可以改变此反应的平衡常数,故D正确;
故选A。
11. 某原电池的总反应离子方程式为:,不能实现该反应的原电池为
A. 正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
C. 正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
【答案】B
【解析】
【详解】自发的氧化还原反应可以设计成原电池;根据2Fe3++Fe=3Fe2+可以判断,铁作负极发生氧化反应生成亚铁离子,比Fe活泼性弱的Cu、Ag或C棒作正极,电解质溶液中含有Fe3+在正极放电发生还原反应生成亚铁离子;锌做负极,锌会发生氧化反应生成锌离子,故B不符合题意;
故选B。
12. 如图是电解饱和食盐水的装置,a、b为石墨电极。下列判断正确的是
A. a为正极,b为负极 B. a极上有氯气放出
C. b极上发生氧化反应 D. b极附近溶液显酸性
【答案】B
【解析】
【分析】电解装置中与电源正极所连电极为阳极,与电源负极所连电极为阴极,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
【详解】A.a与电源正极相连为阳极,b与电源负极相连为阴极,故A错误;
B.a极为阳极,电极上发生反应:,故B正确;
C.b极为阴极发生还原反应,故C错误;
D.b极生发生反应:,b极附近溶液显碱性,故D错误;
故选:B。
13. 下列说法中正确的是
A. 镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
B. 已知反应的平衡常数为,则的平衡常数为
C. 由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D. 电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁、锡和合适的电解质溶液构成的原电池中,铁作负极,易被腐蚀,锌、铁和合适的电解质溶液构成的原电池中,锌作负极,铁作正极被保护,所以镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀,选项 A 错误;
B.已知反应的平衡常数为=,则的平衡常数为K2,选项B错误;
C.△H−T△S<0的反应可自发进行,则由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合所有的过程,单一判据不准确,选项C正确;
D.电解稀NaOH溶液,阳极消耗OH-,阴极消耗H+,实质也是电解水,NaOH溶液浓度增大,故溶液的pH增大,选项D错误;
答案选C。
14. 下列关于常温下0.1mol•L-1NaHCO3溶液的说法不正确的是
A. NaHCO3=Na++HCO
B. c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)
C c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)
D. c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=c(Na+)=0.1mol•L-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠为强电解质,NaHCO3=Na++HCO,A正确;
B.0.1mol•L-1NaHCO3溶液中溶质为碳酸氢钠,溶液显碱性,水解大于电离,则c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO),B错误;
C.根据电荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO),C正确;
D.根据物料守恒可知,(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=c(Na+)=0.1mol•L-1,D正确;
故选B。
15. 已知25℃时,CaCO3饱和溶液中c(Ca2+)为5.3×10-5mol/L、MgCO3的饱和溶液中c(Mg2+)为2.6×10-3mol/L。若在5mL浓度均为0.01mol/L的CaCl2和MgCl2溶液中,逐滴加入5mL 0.012mol/LNa2CO3溶液,充分反应后过滤得到溶液M和沉淀N(不考虑溶液体积的变化)。下列观点不正确的是
A. 25℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
B. 加入Na2CO3溶液的过程中,先生成CaCO3沉淀
C. 滤液M中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>>c(OH-)
D. 滤液M中:c(Mg2+)< 0.005mol·L-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.CaCO3饱和溶液中c(Ca2+)=c(CO)=5.3×10-5mol/L,25℃时,Ksp(CaCO3)==2.8×10-9,A正确;
B.MgCO3的饱和溶液中c(Mg2+)=c(CO)=2.6×10-3mol/L,Ksp(MgCO3)==6.8×10-6,可知Ksp(CaCO3)更小,若在5mL浓度均为0.01mol/L的CaCl2和MgCl2溶液中,加入Na2CO3溶液的过程中,先生成CaCO3沉淀,B正确;
C.在5mL浓度均为0.01mol•L-1的CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入5mL0.012mol•L-1的Na2CO3溶液,如先不考虑离子之间的反应,混合后c(Ca2+)=0.005mol•L-1,c(Mg2+)=0.005mol•L-1,c(Cl-)=0.02mol•L-1,=0.006mol•L-1,c(Na+)=0.012mol•L-1,c(Ca2+)×=3×10-5>2.8×10-9,则先生成碳酸钙沉淀,后剩余=0.001mol•L-1,此时c(Mg2+)=0.005mol•L-1,则c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>>c(OH-),C正确;
D.滤液中=0.001mol•L-1,c(Mg2+)=0.005mol•L-1,离子积﹤6.8×10-6,镁离子没有沉淀,滤液M中:c(Mg2+)=0.005mol·L-1,D错误;
故选D。
第II卷(非选择题,共55分)
二、填空题(共4小题,共55分)
16. 实验小组对可逆反应aX(g)+bY(g)=pZ(g)进行探究。T℃时,起始向10L恒容密闭容器中充入X、Y,测得反应过程中X、Y 、Z三种气体的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)a:b:p=_____________。
(2)Y的平衡转化率为_______。
(3)0~4min内的反应速率v(Z)=_______________。
(4)下列事实能说明反应达到平衡状态的是________(填选项字母)。
A.容器内气体压强不再改变
B.混合气体密度不再改变
C.X的体积分数不再改变
(5)该温度下,该反应的平衡常数K的数值为:_________。
(6)若在不同条件下进行上述反应,测得反应速率分别为:①v(X)=0.1mol·L-1·min-1、②v(Y)=0.4 mol·L-1·min-1、③v(Z)=0.5 mol·L-1·min-1,其中反应速率最快的是________ (填序号)
【答案】(1)1:2:3
(2)50% (3)0.0375mol/(L·min)
(4)C (5)K=6.75
(6)②
【解析】
【小问1详解】
根据反应的变化量之比等于化学计量系数之比,则a:b:p =(0.1-0.05):(0.2-0.1):(0.15-0)=1:2:3;
【小问2详解】
由题干图示信息可知,Y的平衡转化率为;
【小问3详解】
0~4min内的反应速率v(Z)= =0.0375mol/(L·min);
【小问4详解】
A.由上述分析可知,方程式为X(g)+2Y(g) ⇌3Z(g),则反应过程中容器的压强始终保持不变,则容器内气体压强不再改变不能说明反应达到平衡状态,A不合题意;
B.反应过程中,容器为密闭容器,体积不变,质量不变,容器内混合气体的密度始终保持不变,则混合气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,B不合题意;
C.化学平衡的特征之一为各组分的浓度、百分含量保持不变,则X的体积分数不再改变说明反应达到平衡状态,C符合题意;
故答案为:C;
【小问5详解】
K===6.75;
【小问6详解】
方程式为X(g)+2Y(g) ⇌3Z(g),根据反应速率之比等于化学计量数之比;
则①v(X)=0.1mol·L-1·min-1;②v(Y)=0.4 mol·L-1·min-1,则v(X)=0.2mol·L-1·min-1,③v(Z)=0.5 mol·L-1·min-1,则v(X)≈0.167mol·L-1·min-1,则可知其中反应速率最快的是②。
17. 已知CH3COOH是常见的弱酸,回答下列问题。
(1)取0.10molCH3COOH作导电性实验,测得其导电率随加入的水量变化如图所示。
①n(H+):a_______b(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②c(CH3COO-):a_______b
③如与NaOH反应,完全中和时消耗NaOH的物质的量:a_______b。
(2)若向常温下0.1mol·L-1的醋酸中加入氢氧化钠溶液,使醋酸恰好被中和,所得溶液的pH_______7(填“大于”“小于”或“等于”),用离子方程式表示其原因_______。
(3)25℃时,部分物质电离平衡常数如表所示:
CH3COOH
H2CO3
HCN
1.7×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
4.9×10-10
①CH3COOH、H2CO3、HCN的酸性由强到弱的顺序为_______。
②焦炉煤气中一般含有H2S和HCN气体,有的工厂在真空条件下,使用K2CO3溶液吸收煤气中的H2S和HCN气体,实现脱硫脱氰。根据上述数据,从理论上推测同为0.1mol·L-1的K2CO3溶液和HCN混合后,最可能发生反应的离子方程式为_______。
【答案】(1) ①. < ②. > ③. =
(2) ①. 大于 ②. CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(3) ①. CH3COOH>H2CO3>HCN ②. CO+HCN=HCO+CN-
【解析】
【小问1详解】
①醋酸为弱酸,加水稀释促进醋酸电离,故n(H+):a<b;
②a点导电率比b高,故a离子浓度大,故c(CH3COO-):a> b;
③醋酸的物质的量相同,故与NaOH反应,完全中和时消耗NaOH的物质的量:a=b;
【小问2详解】
醋酸恰好被NaOH溶液中和,得到醋酸钠溶液,醋酸根水解使溶液显碱性,pH大于7,离子方程式表示为:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;
【小问3详解】
①弱酸的Ka值越大,酸性越强,由表格数据可知酸性:CH3COOH>H2CO3>HCN;
②根据表格中数据可知酸性:H2CO3>HCN>,故K2CO3溶液和HCN混合后,最可能发生反应的离子方程式为:CO+HCN=HCO+CN-。
18. 某新能源汽车中使用的氢氧燃料电池,其构造如图所示:
(1)KOH作电解质,其电极总反应为2H2+O2=2H2O,则负极通入的是_______,电极反应式为_______;正极通入的是_______,电极反应式为_______。
(2)如把KOH溶液改为稀硫酸,则负极电极反应式为:_______,正极电极反应式为:_______,该电池工作时电解液中H+移向_______(填a或b)电极。
【答案】(1) ①. H2 ②. ③. O2 ④.
(2) ①. ②. ③. b
【解析】
小问1详解】
碱性电解质(KOH 作电解质):在氢氧燃料电池中,氢气发生氧化反应,在负极通入;氧气发生还原反应,在正极通入。
① 负极通入是氢气();
② 负极电极反应式:氢气在碱性条件下失电子,结合氢氧根离子生成水,;
③ 正极通入的是氧气();
④ 正极电极反应式:氧气在碱性条件下得电子,与水反应生成氢氧根离子,;
【小问2详解】
酸性电解质(稀硫酸作电解质);
① 负极电极反应式:氢气在酸性条件下失电子生成氢离子,
② 正极电极反应式:氧气在酸性条件下得电子,结合氢离子生成水,
③ 在原电池中,阳离子向正极移动,b 电极是正极,所以H+移向b电极。
19. 回答下列问题:
(1)肼()是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312kJ热量,则肼的燃烧热为_______,肼燃烧的热化学方程式可表示为_______。
(2) kJ·mol; kJ·mol,则a_______b(填>或<)。
(3)工业上制取氢气的方法之一: ,该反应为_______(填吸或放)热反应。已知相关键能如下表:
化学键
键能/kJ·mol
414
1068
463
则键的键能为_______kJ⋅mol⁻¹。
(4)二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题。二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
② kJ·mol
③ kJ·mol
根据上述反应求:④ _______。
【答案】(1) ①. 624kJ/mol ②. (l) kJ⋅mol
(2)< (3) ①. 吸 ②. 436
(4)-41 kJ⋅mol(或-)
【解析】
【小问1详解】
燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312KJ热量,16g肼物质的量为0.5mol,则1mol在氧气中完全燃烧放出624kJ热量,则肼的燃烧热为624kJ/mol,肼的燃烧热化学方程式可表示为(l) kJ⋅mol;
【小问2详解】
碳完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,放热反应焓变为负值,a、b均为负值,则a<b;
【小问3详解】
焓变为正值,则为吸热反应;反应焓变等于反应物键能和减去生成物键能和,设H−H键的键能为x,则414kJ/mol×4+463kJ/mol×2-1068kJ/mol-3x=+206kJ/mol,解得x=436 kJ/mol;
【小问4详解】
根据盖斯定律,反应④=反应②-反应③,则。(或据盖斯定律,反应④=-反应①,则)
20. 回答下列问题:
(1)钛及其化合物在工业、医疗、航天等多方面都有广泛的应用,越来越受到人们的关注。钛在周期表中的位置_______, 钛原子核外有_______种空间运动状态不同的电子, Ti电子占据的最高能层的电子云轮廓图为_______形。
(2)基态铬原子的价电子排布式为_______。
(3)原子核外电子有两种相反的自旋状态,分别用和表示,称为电子的自旋磁量子数。基态原子的电子自旋磁量子数的代数和为_______。
(4)C、N、O、K四种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(5)O、S、Se、Te为同主族元素,的中心原子杂化类型是:_______,的立体构型是_______。
【答案】(1) ①. 第四周期ⅣB族 ②. 12 ③. 球
(2)3d54s1 (3)(或)
(4)N>O>C>K (5) ①. sp3 ②. 三角锥形
【解析】
【小问1详解】
钛是22号元素,在周期表中的位置为:第四周期ⅣB族,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,含有电子的轨道数为12,核外有12种空间运动状态不同的电子, Ti电子占据的最高能层为4s,电子云轮廓图为球形。
【小问2详解】
铬是24号元素,基态铬原子的价电子排布式为3d54s1。
【小问3详解】
氮原子的电子排布为1s22s22p3,2p轨道有3个单电子,自旋方向相同,代数和为(或)。
【小问4详解】
同周期主族元素,第一电离能从左往右有增大的趋势,N因2p轨道半充满更稳定,电离能高于O;K为碱金属,第一电离能最小,则C、N、O、K四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>K。
【小问5详解】
的中心原子价层电子对数为=4,杂化类型为sp3,的中心原子价层电子对数为=4,含1个孤电子对,构型为三角锥形。
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