内容正文:
专题06 化学反应原理
内容概览
考向1 化学反应与能量
考向2 反应机理图像
考向3 原电池及化学电源
考向4 电解池
考向5 金属的腐蚀及防护
考向6 化学反应速率及其影响因素
考向7 化学平衡
考向8 电离平衡
考向9 溶液的酸碱性及酸碱中和滴定
考向10 盐类的水解和沉淀溶解平衡
考向1 化学反应与能量
1.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)下,关于反应的相关叙述正确的是
A.的燃烧热为
B.和的总键能之和大于的键能之和
C.
D.
2.(23-24高二下·江苏无锡锡东高级中学·期中)中国航天科技发展举世瞩目。2020年“嫦娥五号”成功携带月球样品返回地球,2021年“天问一号”着陆火星,它们都是由以液氢为燃料的“长征五号”火箭搭载升空的。下列有关说法错误的是
A.氢气燃烧的产物不污染环境
B.低温液态储氢可以大大提高氢气的密度,降低储运成本
C.已知,,则燃烧热
D.获取氢气的方法较多,包括水的电解、煤的气化、乙烷裂解和氯碱工业等
3.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)下列关于能量变化的说法在确的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C.已知,则金刚石比石墨稳定
D.化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
考向2 反应机理图像
4.(23-24高二下·江苏常州联盟学校·期中)利用CH3OH、CO2与H2合成CH3CH2OH的反应主要历程如图所示。下列说法正确的是
A.CH3I没有参加化学反应
B.合成过程中涉及C-O键的断裂和形成
C.若用CH318OH替代CH3OH,则可生成CH3CH218OH
D.合成CH3CH2OH的总反应方程式为:CH3OH+CO2+3H2CH3CH2OH+2H2O
5.(23-24高二下·江苏南通·期中)在WO3/SiO2催化作用下,丁烯发生催化歧化反应的机理如图所示。下列有关该机理描述的转化过程中的说法不正确的是
A.可将2-丁烯转化为1-丁烯
B.整个过程中W的化合价发生了变化
C.有机物X为2-戊烯
D.存在σ键和π键的断裂及形成
6.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.第一步反应比第二步的快
B.第一步的逆反应活化能比第二步的小
C.两步反应的均小于0
D.增大压强可以使该反应的增大
7.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将转化为三甲胺计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面并发生转化的反应历程如图所示(用“*”表示吸附在催化剂表面的状态)。已知三甲胺是可燃性气体,完全燃烧放出2357kJ的热量。下列说法正确的是
A.发生后,体系能量下降,是因为断开H-H键放出能量
B.上述历程中能垒(活化能)最小的反应为
C.增大压强或升高温度均能加快反应速率,并增大DMF的平衡转化率
D.表示燃烧热的热化学方程式为
考向3 原电池及化学电源
8.(23-24高二下·江苏扬州新华中学·期中)采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池结构如图所示。电池反应为。下列说法不正确的是
A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B.充电时阳极反应为
C.放电时负极反应为
D.放电过程中OH-通过隔膜从正极区移向负极区
9.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水,同时还可以淡化海水。
下列说法正确的是
A.a极电极反应式:
B.电池工作一段时间后,右室溶液的减小
C.交换膜Ⅰ为阳离子交换膜,交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.若将含有的废水完全处理,理论上可除去的质量为
10.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A.A电极为负极,发生氧化反应
B.向电极移动
C.外电路电流方向为
D.当转移电子时,消耗(标准状况)
11.(23-24高二下·江苏泰州靖江高级中学·期中)微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中浓度与去除率的关系。不正确的是
A.M为电源负极,有机物被氧化
B.处理时有从交换膜右侧向左侧迁移
C.电池工作时,N极附近溶液增大
D.浓度较大时,可能会造成还原菌失活
考向4 电解池
12.(23-24高二下·江苏常州北郊高级中学·期中)NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂,工业上可采用电解法制备,工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A.若直流电源为铅蓄电池,则b极为Pb
B.交换膜左侧 NaOH 的物质的量不变,气体X为Cl2
C.阳极反应式为ClO2+e-=ClO2-
D.制备 18.1 gNaClO2 时理论上有 0.2 molNa+由交换膜左侧向右侧迁移
13.(23-24高二下·江苏宿迁·期中)一种电解装置如图所示,电解时从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是
A.左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”
B.右室发生的电极反应为
C.“转化Ⅱ”发生的反应为
D.“转化Ⅰ”生成1 mol,理论上电路中通过:3 mol
考向5 金属的腐蚀及防护
14.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)关于如图所示各装置的叙述正确的是
A.图1是化学能转变为电能的装置,总反应为
B.图2铁钉发生吸氧腐蚀,导管中水面上升,负极反应为
C.图3装置可在铁件表面镀铜,溶液浓度不变
D.图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连,以防止被海水腐蚀
考向6 化学反应速率及其影响因素
15.(23-24高二下·江苏扬州新华中学·期中)下列有关反应SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s) ΔH<0的说法正确的是
A.
B.反应中每消耗1molCO转移的电子数目约为2×6.02×1023
C.使用的催化剂不同,反应的ΔH也不同
D.升高温度,v逆增大,v正减小
16.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用,下列说法正确的是
A.将肉类食品进行低温冷藏,能使其永远不会腐败变质
B.茶叶等包装中加入还原性铁粉,能显著延长茶叶的储存时间
C.夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D.在化学工业中,选用催化剂一定能提高经济效益
考向7 化学平衡
17.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)在恒温恒容密闭容器中,投入一定量X,发生反应:,下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是
①单位时间内生成n mol Z的同时消耗2n mol Y
②Y的浓度不再改变
③Y与Z的物质的量之比为2:1
④2v(Y)正=v(Z)逆
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥容器内密度不再改变
A.①②③ B.①②⑤ C.②③⑤ D.②④⑥
18.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)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
19.(23-24高二下·江苏常州·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.硫酸工业中增大氧气的浓度有利于提高SO2的转化率
B.工业上合成氨,反应条件选择高温高压
C.对充有的容器进行加压,气体颜色先变深后变浅
D.实验室用软锰矿制备氯气,可将产生的气体通过饱和食盐水以除去氯气中的氯化氢杂质
20.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)工业上用催化还原可以消除氮氧化物的污染,反应原理为:。不同的催化剂催化该反应的最佳活性温度不同。下列说法正确的是
A.上述反应平衡常数
B.其他条件不变时,反应单位时间,去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大
C.其他条件不变,在低温下使用高效催化剂可提高的平衡转化率
D.反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气,可以使反应的平衡常数增大
21.(23-24高二下·江苏南京六校联合体·期中)在CO2与H2反应制甲醇的反应体系中,主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.9 kJ·mol-1
在恒压密闭容器中,n始(CO2)∶ n始(H2)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH的产率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度至约380℃后以反应Ⅲ为主
B.一定温度下,增大n始(CO2)/n始(H2)可提高CO2的平衡转化率
C.图中曲线a表示平衡时CH3OH产率随温度的变化
D.一定温度下,加压或选用高效催化剂,均能提高平衡时CH3OH产率
考向8 电离平衡
22.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O⇌+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入的适量物质或操作是
A.NH4Cl固体 B.硫酸 C.NaOH固体 D.加热
23.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)下图为不同条件下水的电离平衡曲线,下列说法正确的是
A.将常温的纯水冷却,可以使其从A点变化为C点
B.将NaCl溶液常温蒸发一部分水,可以使其从A点变化为B点
C.若50℃时,则此时溶液的pH为12
D.向水中加入或,都能促进水的电离
24.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)室温下:,,,。实验室进行多组实验测定某些酸、碱、盐性质,相关实验记录如下:
实验
实验操作和现象
1
测定溶液的pH约为8
2
测定HCN与NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH>7
3
向NaClO溶液中通入少量的,测得pH降低
4
向溶液中加入等体积溶液,产生白色沉淀
下列所得结论正确的是
A.实验1溶液中存在:
B.由实验2可得
C.实验3反应的离子方程式:
D.实验4所得上层清液中的
考向9 溶液的酸碱性及酸碱中和滴定
25.(23-24高二下·江苏无锡锡东高级中学·期中)室温下,向20.00mL0.1000mol•L-1盐酸中滴加0.1000mol•L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5≈0.7。下列说法不正确的是
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00mL时,pH≈12.3
26.(23-24高二下·江苏徐州·期中),浓度均为、体积为的、溶液,分别加水稀释至体积,随的变化关系如图所示,下列叙述不正确的是
A.水的电离程度:点大于点
B.溶液的导电性;点大于点
C.中和、两点溶液,消耗物质的量相同
D.的电离平衡常数约为
27.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是( )
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,润洗后加入一定体积的未知浓度的NaOH溶液
C.滴定时,没有逐出滴定管下口的气泡
D.滴定时,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化
考向10 盐类的水解和沉淀溶解平衡
28.(23-24高二下·江苏无锡江阴三校联考·期中)已知25℃时,Ksp(AgC1)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.0×10-13。该温度下,下列说法错误的是
A.AgC1的悬浊液中通入少量的HCl,c(Ag+)减少
B.AgC1和AgBr共存的悬浊液中,=360
C.AgC1和AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓AgNO3溶液,生成AgBr沉淀多于AgCl沉淀
D.等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中滴加AgNO3溶液,先析出AgBr沉淀
29.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)用海水晒盐后的苦卤水生产金属Mg的过程可表示如图:
苦卤水Mg(OH)2MgCl2(aq)→MgCl2(s)Mg
下列说法正确的是
A.反应的
B.电解熔融MgCl2在阴极获得金属Mg
C.将MgCl2溶液蒸干得到无水MgCl2
D.常温下,Mg(OH)2溶于盐酸所得MgCl2溶液中
30.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16。下列说法错误的是
A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI
B.在含有浓度均为0.001 mol·L-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀
C.AgI比AgCl更难溶于水,所以,AgCl可以转化为AgI
D.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于 ×10-11 mol·L-1
1.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)下列说法能解释是弱碱的是
A.常温下的氨水,pH约为11
B.50mL氨水与50mL盐酸恰好反应
C.某氨水的导电能力小于盐酸
D.氨水与溶液反应生成白色沉淀
2.(23-24高二下·江苏镇江·期中)化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是
A.嫦娥五号表面使用了镁合金防腐导电性镀层,镀层属于金属材料
B.深藏于海底的天然气水合物是有机高分子化合物
C.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维
D.北斗二代卫星的核心部件“星载铷钟”含铷元素,其单质遇水能缓慢反应放出
3.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)常温下,2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O(l)能自发进行,可用于生产N2H4。下列有关说法正确的是
A.该反应的ΔH>0,ΔS<0
B.每生成 1 mol N2H4 转移 2 mol 电子
C.室温下,向 0.1mol·L-1 NaClO 溶液中加水,溶液 pH 增大
D.N2H4、O2 和 KOH 溶液组成的燃料电池,负极反应为 N2H4-4e-=N2+4H+
4.(23-24高二下·江苏扬州宝应县·期中)反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol−1因SO2在催化剂表面与O2接触而得名,反应过程示意图如图:
下列说法正确的是
A.反应①的活化能比反应②高
B.使用催化剂能改变反应途径,降低反应的焓变
C.图示过程中既有S-O的断裂,又有S-O的形成
D.其他条件不变,升高体系的温度,该反应的平衡常数K增大
5.(23-24高二下·江苏常州·期中)工业合成三氧化硫的反应为,反应过程可用如图模拟(代表O2分子, 代表SO2分子,代表催化剂)下列说法正确的是
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B.过程Ⅱ为放热反应,过程Ⅲ为吸热反应
C.1molSO2和1molO2反应,放出的热量小于99kJ
D.催化剂可降低整个反应的活化能,因此使△H减小
6.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)下列实验装置使用不正确的是
A.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
B.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三点醋酸的电离程度:a < b < c
C.装置用于测定中和反应的反应热
D.装置盐桥中阳离子向CuSO4溶液中迁移
A.A B.B C.C D.D
7.(23-24高二下·江苏无锡锡东高级中学·期中)多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A.反应II的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH<0
B.1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
C.选择优良的催化剂降低反应I和II的活化能,能提高活化分子百分数,可以有效提高反应物的平衡转化率
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
8.(23-24高二下·江苏徐州·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.工业上生产硫酸时,充入过量的空气以提高的转化率
B.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.浓氨水中加入氢氧化钠固体产生刺激性气味的气体
D.合成氨时,选定温度为,而不是常温
9.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)已知分别是下列有关三种酸常温下的电离平衡常数。若下列三个反应可以发生:①,②,③,则下列说法错误的是
A.只需要反应①②就可以判断三种酸的酸性强弱
B.反应③的平衡常数
C.向稀溶液中加入少量固体,溶液中减小
D.在NaCN溶液中有
10.(23-24高二下·江苏宿迁·期中)近日,科学家开发自动式沸石纳米片上稳定的高分散Pt用于高效催化丙烷脱氢。反应原理如图1所示,丙烷脱氢的能量变化如图2所示。下列叙述正确的是
A.等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为4:3
B.催化剂能降低正反应活化能(E1)并增大逆反应活化能(E2)
C.丙烷脱氢反应
D.升高温度,丙烷脱氢反应的平衡常数K增大
11.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)室温下,用饱和溶液浸泡粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加入过量盐酸,产生气泡,滤渣仍有剩余。已知。下列说法正确的是
A.沉淀的转化只能按照溶解度由大到小的方向进行
B.滤渣中加入盐酸反应的离子方程式为
C.过滤后所得清液中一定存在:且
D.若反应能够正向进行,则需要满足条件:
12.(23-24高二下·江苏南京六校联合体·期中)燃煤烟气中的捕集可通过如图所示的物质转化实现。已知:。下列说法正确的是
A.吸收所得到的溶液中:
B.完全转化为时,溶液中存在:
C.“吸收”后所得溶液中:
D.“转化”后得到的上层清液中:
13.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)化学图象可以综合并直观地反映外界条件对化学反应的影响,如图所示图象是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响,下列说法正确的是
A.图①表示2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)在时扩大容器体积,v正随时间变化的曲线
B.若图②中A、B、C三点表示反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)在不同温度、压强下NO的平衡转化率,则压强最小的是点A,化学平衡常数最小的是B点
C.图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),由图可知a=0.5
D.图④表示工业合成氨平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线,则转化率:
14.(23-24高二下·江苏常州北郊高级中学·期中)一定条件下混合气体通过反应器,发生的反应有:
a.
b.
实验中检测反应器出口气体的成分及其含量,其他条件相同时,反应温度对的转化率和的选择性的影响如图1、如图2所示:
已知:选择性
下列说法不正确的是
A.由如图1可知,实验中反应均未达到化学平衡状态
B.由如图1可知,温度高于时,平衡转化率变化的原因是升高温度对反应b的影响程度大于对反应a的
C.由如图2可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能原因是该温度下反应a的平衡常数大于反应b的
D.时,反应器出口气体中,则该温度下转化率
15.(23-24高二下·江苏徐州·期中)Ni可活化制得,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是
A.总反应的
B.总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定
C.该反应过程中有碳氢键、碳碳键的断裂和形成
D.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变
16.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)一定温度下,向一容积为 5 L 的恒容密闭容器中充入 0.4 mol SO2和0.2 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)H=-196 kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填序号)。
a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为 2∶1∶2
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.SO3的物质的量不再变化
e.SO2的生成速率和 SO3的生成速率相等
(2)①SO2的转化率为 ;
②达到平衡时反应放出的热量为 ;
③此温度下该反应的平衡常数 K= 。
(3)如图表示平衡时 SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线,则:
①温度关系 : T1 T2( 填 “>”“<” 或“=”,下同);
②平衡常数关系:KA KB,KA KD。
17.(23-24高二下·江苏徐州·期中)根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.时,四种弱电解质的电离平衡常数如下表:
化学式
电离平衡常数
(1)该温度下,将加水稀释,下列数值一定变大的是______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)该温度下,的溶液中 。(填“”“”或“”)
(3)该温度下,相等的三种溶液①溶液、②溶液、③溶液,浓度由大到小的顺序为 (填序号)。
(4)该温度下,均为11的和溶液,由水电离的之比为 。
(5)下列反应不能发生的是______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:,其化学平衡常数()和温度()的关系如表所示:
700
800
830
1000
1200
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(6)该反应的化学平衡常数表达式为 。
(7)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(8)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______。
A.容器中气体压强不变 B.混合气体中不变
C.反应速率 D.物质的量浓度
18.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中,研究水溶液的性质及反应有重要意义。
Ⅰ.室温下,有关酸的电离平衡常数如表所示:
化学式
HF
电离平衡常数K(25℃)
(1)的电离方程式为 。
(2)常温下,pH相同的三种溶液、、,物质的量浓度最大的是 。
(3)将过量通入溶液,反应的离子方程式是 。
(4)室温下,用标准溶液滴定未知浓度的HF溶液。当滴加溶液至溶液中的,此时溶液中的pH 7(填“<”“=”或“>”)。
(5)常温下用溶液作捕捉剂不仅可以降低碳排放,还可得到重要化工产品纯碱。某次捕捉后得到的纯碱溶液,则溶液中 。
Ⅱ.常温下,用的盐酸滴定未知浓度的氨水,滴定曲线如图所示,滴加盐酸时所得溶液中,(忽略溶液体积的变化)。
(6)该氨水物质的量浓度为 。
(7)a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是 。
19.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:金属铬(Cr)和铁的性质十分相似,铬能与稀硫酸反应,生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。
(1)铜和铬构成的原电池装置如下图所示,其中盛有稀硫酸的烧杯中出现的现象为 。盐桥中装的是琼脂-饱和KCl溶液,下列关于该原电池的说法正确的是 (填序号)。
A.盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性
B.理论上1 mol Cr溶解,盐桥中将有2molCl- 进入左烧杯中,2 mol K+ 进入右烧杯中
C.在原电池反应中H+得电子发生氧化反应
D.电子从铬极通过导线到铜极,又通过盐桥转移到左烧杯中
(2)铜和铬构成的另一原电池装置如下图所示,铜电极上产生大量气泡,且气体遇空气呈红棕色。写出该电极的电极反应式: 。
(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)常见的处理方法是电解法。
将含的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl进行电解,使阳极生成的Fe2+和发生反应,其离子方程式为① 。阴极上、H+、Fe3+都可能放电。若放电,则阴极的电极反应式为② 。
20.(23-24高二下·江苏扬州宝应县·期中)高品质MnO2可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料采用“两矿一步浸出法”制备高品质MnO2的某工艺流程如图所示:
已知:①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2,还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物;
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子
开始沉淀pH
6.9
1.9
6.6
9.1
3.4
沉淀完全()的pH
8.3
3.2
10.1
10.9
4.7
回答下列问题:
(1)“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。加入H2SO4后发生酸浸过程的主要反应离子方程式为,。
已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等,其附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻,此时加入H2O2,利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。分析导致H2O2迅速分解的因素是 。
(2)加氨水“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(3)加NH4F“调pH”时,溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。
①若沉淀后上层清液中,则 。
②可以用MnF2代替NH4F,以Mg2+为例,结合反应的平衡常数解释能用MnF2除去Mg2+(和Ca2+)的原因是 。
(已知:Ksp(MnF2)=5×10-3,Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=2.5×10-9)
(4)NH4HCO3“调pH”时,发生主要反应的离子方程式为 。
(5)利用惰性电极电解H2SO4—MnSO4—H2O体系获得MnO2的机理(部分)如图1所示,硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时,电流效率降低的原因是 。
(6)测定MnO2粗品的纯度。称取0.1450gMnO2粗品置于具塞锥形瓶中,加水润湿后,依次加入足量稀硫酸和过量KI溶液。盖上玻璃塞,充分摇匀后静置30min。用0.1600mol/LNa2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。滴定反应为2+I2=2I-+,计算粗品中MnO2的质量分数 (写出计算过程)。
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专题06 化学反应原理
内容概览
考向1 化学反应与能量
考向2 反应机理图像
考向3 原电池及化学电源
考向4 电解池
考向5 金属的腐蚀及防护
考向6 化学反应速率及其影响因素
考向7 化学平衡
考向8 电离平衡
考向9 溶液的酸碱性及酸碱中和滴定
考向10 盐类的水解和沉淀溶解平衡
考向1 化学反应与能量
1.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)下,关于反应的相关叙述正确的是
A.的燃烧热为
B.和的总键能之和大于的键能之和
C.
D.
【答案】C
【详解】A.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;生成液态水时才能计算的燃烧热,A错误;B.该反应为放热反应,所以和的总键能之和小于的键能之和,B错误;C.根据信息可知,C正确;
D.生成液态水时放热更多,所以存在,D错误;故选C。
2.(23-24高二下·江苏无锡锡东高级中学·期中)中国航天科技发展举世瞩目。2020年“嫦娥五号”成功携带月球样品返回地球,2021年“天问一号”着陆火星,它们都是由以液氢为燃料的“长征五号”火箭搭载升空的。下列有关说法错误的是
A.氢气燃烧的产物不污染环境
B.低温液态储氢可以大大提高氢气的密度,降低储运成本
C.已知,,则燃烧热
D.获取氢气的方法较多,包括水的电解、煤的气化、乙烷裂解和氯碱工业等
【答案】C
【详解】A.氢气燃烧生成水,无污染,A正确;B.液态氢分子间距小,氢气密度提高,降低成本,B正确;C.燃烧热为1mol物质燃烧生成稳定的化合物放出的热量,C错误;D.水的电解、煤的气化、乙烷裂解和氯碱工业都会产生氢气,故可以获取氢气,D正确; 故选C。
3.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)下列关于能量变化的说法在确的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C.已知,则金刚石比石墨稳定
D.化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
【答案】D
【详解】A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量比水更低,故A错误;B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式除吸热和放热外,还有光能、电能等形式,故B错误;C.石墨转化为金刚石的反应为吸热反应,说明金刚石的能量比石墨高,能量越高越不稳定,则金刚石稳定性弱于石墨,故C错误;D.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,所以化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒,故D正确;故选D。
考向2 反应机理图像
4.(23-24高二下·江苏常州联盟学校·期中)利用CH3OH、CO2与H2合成CH3CH2OH的反应主要历程如图所示。下列说法正确的是
A.CH3I没有参加化学反应
B.合成过程中涉及C-O键的断裂和形成
C.若用CH318OH替代CH3OH,则可生成CH3CH218OH
D.合成CH3CH2OH的总反应方程式为:CH3OH+CO2+3H2CH3CH2OH+2H2O
【答案】D
【详解】A.参与反应3生成乙醇和HI,故A错误;B.反应1中甲醇生成,甲醇中的键断裂,不涉及C-O键的形成,故B错误;C.中氧进入后生成水,乙醇中氧来源于二氧化碳,若用CH318OH替代CH3OH,不能生成CH3CH218OH ,C错误;D.由图可知,总反应为甲醇、二氧化碳、氢气在催化剂作用下生成乙醇和水,反应方程式为,D正确;选D。
5.(23-24高二下·江苏南通·期中)在WO3/SiO2催化作用下,丁烯发生催化歧化反应的机理如图所示。下列有关该机理描述的转化过程中的说法不正确的是
A.可将2-丁烯转化为1-丁烯
B.整个过程中W的化合价发生了变化
C.有机物X为2-戊烯
D.存在σ键和π键的断裂及形成
【答案】A
【详解】A.由题干反应历程图可知,反应过程中没有1-丁烯生成,即不能将2-丁烯转化为1-丁烯,A错误;B.W元素的成键数目有3和5两种,即W的化合价发生了变化,B正确;C.由题可知,有机物X为2-戊烯即CH3CH=CHCH2CH3,C正确;D.由图可知,存在碳碳单键和碳碳双键的断裂和形成即存在σ键和π键的断裂及形成,D正确; 故答案为:A。
6.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.第一步反应比第二步的快
B.第一步的逆反应活化能比第二步的小
C.两步反应的均小于0
D.增大压强可以使该反应的增大
【答案】B
【详解】A.由图可知,第一部反应的活化能高于第二步,活化能越高反应速率越慢,所以第一步比第二步慢,A错误;B.由图可知,第一步逆反应的活化能比第二步的小,B正确;C.第一步反应为吸热反应,大于0,C错误;D.对于确定的反应而言,反应热与压强无关,D错误;答案为:B。
7.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将转化为三甲胺计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面并发生转化的反应历程如图所示(用“*”表示吸附在催化剂表面的状态)。已知三甲胺是可燃性气体,完全燃烧放出2357kJ的热量。下列说法正确的是
A.发生后,体系能量下降,是因为断开H-H键放出能量
B.上述历程中能垒(活化能)最小的反应为
C.增大压强或升高温度均能加快反应速率,并增大DMF的平衡转化率
D.表示燃烧热的热化学方程式为
【答案】B
【详解】A.发生后,体系能量下降,是因为反应物的总能量高于生成物的总能量,断开H-H键需要吸收能量,A错误;B.该历程中,三个正向进行的反应,其能垒分别为-1.23eV-(-2.16eV)=0.93eV、-1.55eV-(-1.77eV)=0.22eV、-1.02eV-(-2.21eV)=1.19eV,所以第二个正向反应能垒最小,化学方程式为,B正确;C.由于正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,所以不能增大DMF平衡转化率,C错误;D.完全燃烧放出2357kJ的热量,由于未说明燃烧生成的H2O是气态还是液态的,无法写出燃烧热的热化学方程式,D错误;故选B。
考向3 原电池及化学电源
8.(23-24高二下·江苏扬州新华中学·期中)采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池结构如图所示。电池反应为。下列说法不正确的是
A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B.充电时阳极反应为
C.放电时负极反应为
D.放电过程中OH-通过隔膜从正极区移向负极区
【答案】C
【分析】由题干信息可知,电池的总反应为:,由图可知,Zn作负极,电极反应式为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-═ZnO(s)+2H2O(l),NiOOH作正极,电极反应式为NiOOH(s)+H2O(l)+e-═Ni(OH)2(s)+OH-(aq),据此作答。
【详解】A.三维多孔海绵状Zn的表面积大,沉积的ZnO分散度高,有利于提高电池效率,A正确;B.由分析可知,NiOOH作正极,电极反应式为NiOOH(s)+H2O(l)+e-═Ni(OH)2(s)+OH-(aq),故充电时阳极反应为放电时正极反应的逆过程即, B正确; C.由分析可知,放电时Zn作负极,电极反应式为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-═ZnO(s)+2H2O(l),C错误;D.原电池工作时,阴离子向负极移动,即放电过程中OH-通过隔膜从正极区移向负极区,D正确; 故答案为:C。
9.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水,同时还可以淡化海水。
下列说法正确的是
A.a极电极反应式:
B.电池工作一段时间后,右室溶液的减小
C.交换膜Ⅰ为阳离子交换膜,交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.若将含有的废水完全处理,理论上可除去的质量为
【答案】D
【分析】由图可知,a电极在碱性条件下失去电子生成氮气,电极反应为,a为负极,则b为正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,以此解题。
【详解】A.由分析可知,a极电极反应式:,A错误;B.由分析可知,b为正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,则消耗氢离子,pH增大,B错误;C.由A分析可知,a电极附近负电荷减少,则阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动,由B分析可知,b电极附近正电荷减少,则阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动,C错误;D.的物质的量为1mol,根据选项A分析可知,消耗1mol CN-时转移5mol电子,根据电荷守恒可知,可同时处理5mol,其质量为,D正确;故选D。
10.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A.A电极为负极,发生氧化反应
B.向电极移动
C.外电路电流方向为
D.当转移电子时,消耗(标准状况)
【答案】D
【分析】由反应2Na+O2=Na2O2可知,反应中Na元素化合价升高,被氧化,O元素化合价降低,被还原,则Na为负极,石墨烯、空气为正极,以此解答该题。
【详解】A.由分析可知,钠被氧化,A电极为负极,发生氧化反应,故A正确;B.b为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,故B正确;C.由分析可知,A电极为负极,B电极为正极,外电路电流方向为,故C正确;D.B极为正极,过氧化钠中氧显-1价,电极反应式为O2+2Na++2e-=Na2O2,当转移电子时,消耗0.1mol,标准状况下的体积为2.24L,故D错误;故选D。
11.(23-24高二下·江苏泰州靖江高级中学·期中)微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中浓度与去除率的关系。不正确的是
A.M为电源负极,有机物被氧化
B.处理时有从交换膜右侧向左侧迁移
C.电池工作时,N极附近溶液增大
D.浓度较大时,可能会造成还原菌失活
【答案】B
【分析】由图可知,该电池中有机物在微生物的作用下发生氧化反应生成CO2,所以M为负极,N极上氧气得到电子与氢离子结合成水,发生还原反应,N为正极,据此作答。
【详解】A.根据分析可知,M为电源负极,有机物被氧化,故A正确;B.根据图中关系可知,,处理时需要6mol电子,但是同时也会有定量的氧气得到电子,从交换膜左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于6mol,离子移动的方向也错误,故B错误;C.由图可知,电池工作时,N极上氧气得到电子与氢离子结合成水,所以氢离子浓度减小,N附近溶液pH增大,故C正确;D.由图可知,当离子浓度较大时,其去除率几乎为0,又因为其有强氧化性和毒性,所以可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活,故D正确;故答案选B。
考向4 电解池
12.(23-24高二下·江苏常州北郊高级中学·期中)NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂,工业上可采用电解法制备,工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A.若直流电源为铅蓄电池,则b极为Pb
B.交换膜左侧 NaOH 的物质的量不变,气体X为Cl2
C.阳极反应式为ClO2+e-=ClO2-
D.制备 18.1 gNaClO2 时理论上有 0.2 molNa+由交换膜左侧向右侧迁移
【答案】B
【详解】A. 二氧化氯转化为NaClO2( 亚氯酸钠)的过程是发生还原反应,应该发生在阴极,所以a是负极,b是正极,若直流电源为铅蓄电池,则电池的负极和电源的负极相连,b极为正极,应该是PbO2,A错误;B. 阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以交换膜左边NaOH的物质的量不变,在阳极上是Cl-失电子的氧化反应,产生的是Cl2,气体X为Cl2,B正确;C. 在阳极上是Cl-失电子的氧化反应,产生的是氯气,C错误;D. Na+由交换膜右侧向左侧迁移,D错误;故合理选项是B。
13.(23-24高二下·江苏宿迁·期中)一种电解装置如图所示,电解时从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是
A.左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”
B.右室发生的电极反应为
C.“转化Ⅱ”发生的反应为
D.“转化Ⅰ”生成1 mol,理论上电路中通过:3 mol
【答案】C
【分析】根据氢离子在电解池中移动方向可知,a电极为阴极,b电极为阳极,阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,阳极反应:,阴极反应:,阳极生成具有强氧化性,阴极生成具有还原性,“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现,“转化II”为还原反应,可加入左室电解获得的电解液还原实现,。
【详解】A.根据分析,“转化Ⅰ”为氧化反应,应加入氧化剂,左室电解液含,右室电解液含,所以实现“转化Ⅰ”需右室电解获得电解液,A错误;B.根据分析,右室发生的电极反应:,B错误;C.“转化II”为还原反应,可加入左室电解获得的电解液还原实现,,C正确;D.“转化Ⅰ”为,根据得失电子守恒,生成1mol理论上电路中通过:6 mol,D错误;答案选C。
考向5 金属的腐蚀及防护
14.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)关于如图所示各装置的叙述正确的是
A.图1是化学能转变为电能的装置,总反应为
B.图2铁钉发生吸氧腐蚀,导管中水面上升,负极反应为
C.图3装置可在铁件表面镀铜,溶液浓度不变
D.图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连,以防止被海水腐蚀
【答案】D
【详解】A.该装置为原电池装置,化学能转变为电能,因为Fe比Cu活泼,因此Fe作负极,总反应式为Fe+2Fe3+=3Fe2+,故A错误;B.发生吸氧腐蚀,遵循原电池工作原理,负极上发生Fe-2e-=Fe2+,正极上发生,具支试管中气体压强减小,因此导管中水面上升,故B错误;C.电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,因此待镀铁件作阴极,铜作阳极,故C错误;D.根据电解原理,钢管桩与电源的负极相连,以防止被海水腐蚀,故D正确;答案为D。
考向6 化学反应速率及其影响因素
15.(23-24高二下·江苏扬州新华中学·期中)下列有关反应SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s) ΔH<0的说法正确的是
A.
B.反应中每消耗1molCO转移的电子数目约为2×6.02×1023
C.使用的催化剂不同,反应的ΔH也不同
D.升高温度,v逆增大,v正减小
【答案】B
【详解】A.S是固体,浓度为常数,平衡常数表达式:,A错误;B.反应中碳元素化合价由+2价变为+4价,每消耗1molCO转移的电子数目约为2×6.02×1023,B正确;C.催化剂不能改变反应的ΔH,C错误;D.升高温度,正逆反应速率均增大,D错误;答案选B。
16.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用,下列说法正确的是
A.将肉类食品进行低温冷藏,能使其永远不会腐败变质
B.茶叶等包装中加入还原性铁粉,能显著延长茶叶的储存时间
C.夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D.在化学工业中,选用催化剂一定能提高经济效益
【答案】B
【详解】A.降温只能减缓反应速率,不能使肉类食品永远不会腐败变质,A错误;B.还原性铁粉能与茶叶包装中的氧气发生反应,降低氧气浓度,从而延长茶叶的储存时间,B正确;C.由于夏天温度比冬天高,升高温度反应速率加快,故夏天面粉的发酵速率比冬天面粉的发酵速率更快,C错误;D.在化学工业中,使用合适的催化剂能提高反应速率,不影响化学平衡,不一定能提高经济效益,D错误;故选B。
考向7 化学平衡
17.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)在恒温恒容密闭容器中,投入一定量X,发生反应:,下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是
①单位时间内生成n mol Z的同时消耗2n mol Y
②Y的浓度不再改变
③Y与Z的物质的量之比为2:1
④2v(Y)正=v(Z)逆
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥容器内密度不再改变
A.①②③ B.①②⑤ C.②③⑤ D.②④⑥
【答案】B
【详解】恒温恒容密闭容器中,投入一定量X,发生反应::①单位时间内生成nmolZ的同时消耗2nmolY,即正、逆反应速率相等,说明反应已达平衡,①符合题意;②Y的浓度不再改变,说明正、逆反应速率相等,反应已达平衡,②符合题意;③反应开始后Y与Z的物质的量之比一直为2:1,所以Y与Z的物质的量之比为2:1 不能说明反应是否达到平衡,③不符合题意;④任意时刻2v(Y)正=4v(Z)正,若2v(Y)正=v(Z)逆,则4v(Z)正=v(Z)逆,此时逆反应速率大于正反应速率,反应未达平衡,④不符合题意;⑤该反应未平衡时m气不变,n气增大,平均相对分子质量减小,因此混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应已达平衡,⑤符合题意;⑥气体总质量不变,体积不变,容器内密度始终不变,因此容器内密度不再改变,不能说明反应已达平衡,⑥不符合题意;综上所述,①②⑤能说明反应已达平衡,B符合题意;故选B。
18.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)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
【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。
19.(23-24高二下·江苏常州·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.硫酸工业中增大氧气的浓度有利于提高SO2的转化率
B.工业上合成氨,反应条件选择高温高压
C.对充有的容器进行加压,气体颜色先变深后变浅
D.实验室用软锰矿制备氯气,可将产生的气体通过饱和食盐水以除去氯气中的氯化氢杂质
【答案】B
【详解】A.硫酸工业中增大氧气的浓度,使得反应的平衡正向移动,有利于提高SO2的转化率,故A不符合题意;B.工业上合成氨采用高温是因为高温时催化剂的活性最大,不能用勒夏特列原理解释,故B符合题意;C.对充有的容器进行加压,气体颜色先变深后变浅,因为加压后平衡正反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;D.饱和食盐水中氯离子浓度大,使氯气与水的反应向逆向进行,氯气在饱和食盐水中溶解度小,能用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;故选B。
20.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)工业上用催化还原可以消除氮氧化物的污染,反应原理为:。不同的催化剂催化该反应的最佳活性温度不同。下列说法正确的是
A.上述反应平衡常数
B.其他条件不变时,反应单位时间,去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大
C.其他条件不变,在低温下使用高效催化剂可提高的平衡转化率
D.反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气,可以使反应的平衡常数增大
【答案】C
【详解】A.上述反应水为气体参与反应,固体和纯液体不写入表达式,所以平衡常数,故A错误;B.该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故B错误;C.其他条件不变时,在低温下平衡正向移动,可提高的平衡转化率,而催化剂可以加快反应速率,更快达到平衡,故C正确;D.采用高分子分离膜及时分离出水蒸气,反应体系中水蒸气浓度减小,平衡正向移动,NO2去除率增大,但是温度不变,反应的平衡常数不变,故D错误;故答案选C。
21.(23-24高二下·江苏南京六校联合体·期中)在CO2与H2反应制甲醇的反应体系中,主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.9 kJ·mol-1
在恒压密闭容器中,n始(CO2)∶ n始(H2)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH的产率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度至约380℃后以反应Ⅲ为主
B.一定温度下,增大n始(CO2)/n始(H2)可提高CO2的平衡转化率
C.图中曲线a表示平衡时CH3OH产率随温度的变化
D.一定温度下,加压或选用高效催化剂,均能提高平衡时CH3OH产率
【答案】A
【分析】反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1,反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2,反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.9 kJ·mol-1,根据盖斯定律:反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ,故ΔH2=-49.5 kJ·mol-1-40.9 kJ·mol-1=-90.4kJ·mol-1,即生成CH3OH(g)的反应均是放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH3OH产率减小,故曲线b表示平衡时CH3OH产率随温度的变化,曲线a表示平衡时CO2的转化率随温度的变化。
【详解】A.由分析可知,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大,结合曲线a代表的是CO2的平衡转化率,380℃后CO2的平衡转化率增大,则380℃后以反应Ⅲ为主,故A正确;B.增大,CO2浓度增大,可提高H2的平衡转化率,CO2平衡转化率降低,故B错误;C.由分析可知,曲线a表示平衡时CO2的转化率随温度的变化,故C错误;D.催化剂可以加快反应速率,但是不能使平衡移动,故不能提高平衡时CH3OH产率,故D错误;故选A。
考向8 电离平衡
22.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O⇌+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入的适量物质或操作是
A.NH4Cl固体 B.硫酸 C.NaOH固体 D.加热
【答案】C
【详解】A.加入NH4Cl固体,铵根离子浓度增大,一水合氨电离平衡逆向移动,氢氧根浓度减小,A错误;B.加入硫酸,引入氢离子,溶液中氢氧根浓度减小,一水合氨电离平衡正向移动,B错误;C.加入NaOH固体,溶液中氢氧根浓度增大,一水合氨电离平衡逆向移动,C正确;D.加热时一水合氨电离平衡正向移动,氢氧根浓度增大,D错误; 故选C。
23.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)下图为不同条件下水的电离平衡曲线,下列说法正确的是
A.将常温的纯水冷却,可以使其从A点变化为C点
B.将NaCl溶液常温蒸发一部分水,可以使其从A点变化为B点
C.若50℃时,则此时溶液的pH为12
D.向水中加入或,都能促进水的电离
【答案】C
【详解】A.水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大,氢离子和氢氧根的浓度增大,将常温的纯水加热,可以使其从A点变化为C点,A错误;B.将NaCl溶液常温蒸发一部分水,水的离子键常数不变,氢离子和氢氧根的浓度仍然相等其不变,不能使其从A点变化为B点,B错误;C.若50℃时,溶液中c(OH-)=0.1mol/L,c(H+)=,pH=-lgc(H+)=12,C正确;D.在水溶液中会完全电离产生H+,抑制水的电离,、的水解会促进水的电离,D错误;故选C。
24.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)室温下:,,,。实验室进行多组实验测定某些酸、碱、盐性质,相关实验记录如下:
实验
实验操作和现象
1
测定溶液的pH约为8
2
测定HCN与NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH>7
3
向NaClO溶液中通入少量的,测得pH降低
4
向溶液中加入等体积溶液,产生白色沉淀
下列所得结论正确的是
A.实验1溶液中存在:
B.由实验2可得
C.实验3反应的离子方程式:
D.实验4所得上层清液中的
【答案】D
【分析】由电离常数可知,弱酸和酸式根离子在溶液中的电离程度为H2CO3>HClO>HCO;由实验1可知,碳酸氢根离子在溶液中的水解趋势大于电离趋势,使溶液呈碱性;由实验2可知,0.10mol•L-1氢氰酸与0.05mol•L-1氢氧化钠溶液等体积混合后反应得到等浓度的氢氰酸和氰酸钠的混合溶液,氢氰酸的电离程度小于氰酸根离子的水解程度,使溶液呈碱性。
【详解】A.溶液中碳酸氢根离子浓度小于钠离子浓度,但远大于碳酸分子浓度;溶液显碱性,说明碳酸氢根离子在溶液中的水解趋势大于电离趋势,故,故A错误;
B.由分析可知,实验2中0.10mol•L-1氢氰酸与0.05mol•L-1氢氧化钠溶液等体积混合后反应得到等浓度的氢氰酸和氰酸钠的混合溶液,氢氰酸的电离程度小于氰酸根离子的水解程度,使溶液呈碱性,则氢氰酸的电离常数Ka(HCN)<,,故B错误;
C.由分析可知,弱酸和酸式根离子在溶液中的电离程度为H2CO3>HClO>HCO,则次氯酸钠溶液与少量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸,反应的离子方程式为CO2+H2O+ClO-=HCO+HClO,故C错误;
D.由题意可知,VL0.01mol/L碳酸钠溶液和VL0.03mol/L氯化钙溶液等体积混合反应后溶液中过量的钙离子浓度为mol/L=0.01mol/L,由碳酸钙的溶度积可知溶液中碳酸根离子浓度为,故D正确;
故选D。
考向9 溶液的酸碱性及酸碱中和滴定
25.(23-24高二下·江苏无锡锡东高级中学·期中)室温下,向20.00mL0.1000mol•L-1盐酸中滴加0.1000mol•L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5≈0.7。下列说法不正确的是
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00mL时,pH≈12.3
【答案】C
【详解】A.NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中溶质为NaCl,呈中性,室温下pH=7,故A正确;B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,利于准确判断滴定终点,可减小实验误,B正确;C.甲基橙的变色范围在pH突变范围外,误差更大,故C错误;D.V(NaOH)=30.00mL时,溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠,且c(NaOH)==0.02mol•L-1,即溶液中c(OH-)=0.02mol•L-1,则c(H+)=5×10-13mol•L-1,pH=-lgc(H+)≈12.3,故D正确。故选C。
26.(23-24高二下·江苏徐州·期中),浓度均为、体积为的、溶液,分别加水稀释至体积,随的变化关系如图所示,下列叙述不正确的是
A.水的电离程度:点大于点
B.溶液的导电性;点大于点
C.中和、两点溶液,消耗物质的量相同
D.的电离平衡常数约为
【答案】A
【分析】由图可知,时,HX、HY的pH均大于1,因此均为弱酸,0.1mol/LHX溶液pH大于0.1mol/LHY溶液,HX的酸性弱于HY。
【详解】A.b点溶液的pH等于c点,则b点溶液电离出的H+等于c点溶液电离出的H+,根据可知,点和点,水的电离程度相同,故A错误;B.由图可知,a点溶液的pH小于b点,则a点电离出的H+大于b点溶液电离出的H+,溶液中离子浓度越大,则溶液的导电能力而越强,溶液的导电性;点大于点,故B正确;C.稀释前后,溶质的物质的量不变,所以a、c两点溶液中HX、HY的物质的量相等,中和能力相同,所以中和a、c两点溶液,消耗氢氧化钠物质的量相同,故C正确;D.由图可知,时,溶液的pH=3,c(H+)=10-3mol·L-1,由于电解微弱,因此平衡时,则HX的电离平衡常数,故D正确;故答案选A。
27.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是( )
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,润洗后加入一定体积的未知浓度的NaOH溶液
C.滴定时,没有逐出滴定管下口的气泡
D.滴定时,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化
【答案】D
【详解】A. 酸式滴定管用蒸馏水洗净后,没有标准溶液润洗,直接加入已知浓度的盐酸会导致V(标准)偏大,根据c(待测)=分析可知c(待测)偏大,故A错误;B. 锥形瓶不需要润洗,可直接加入溶液,润洗会导致c(待测)偏大,故B错误;C. 滴定前,没有逐出酸式滴定管尖嘴处的气泡,滴定终点时气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=分析可知c(待测)偏大,故C错误;D. 滴定时,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,故D正确;故选D。
考向10 盐类的水解和沉淀溶解平衡
28.(23-24高二下·江苏无锡江阴三校联考·期中)已知25℃时,Ksp(AgC1)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.0×10-13。该温度下,下列说法错误的是
A.AgC1的悬浊液中通入少量的HCl,c(Ag+)减少
B.AgC1和AgBr共存的悬浊液中,=360
C.AgC1和AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓AgNO3溶液,生成AgBr沉淀多于AgCl沉淀
D.等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中滴加AgNO3溶液,先析出AgBr沉淀
【答案】C
【详解】A.在AgCl悬浊液中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),通入少量HCl,Cl-浓度增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减少,A正确;B.AgCl和AgBr共存的悬浊液中,AgCl和AgBr的离子积都等于对应的溶度积,===360,B正确;C.由于Ksp(AgC1)Ksp(AgBr),AgCl饱和溶液中c(Cl-)AgBr饱和溶液中c(Br-),两种饱和溶液等体积混合后的溶液中c(Cl-)c(Br-),加入足量浓AgNO3溶液,产生AgCl沉淀多于AgBr,C错误;D.由于Ksp(AgC1)Ksp(AgBr),等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中加入AgNO3溶液,先达到AgBr的溶度积,先析出AgBr沉淀,D正确;故选C。
29.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)用海水晒盐后的苦卤水生产金属Mg的过程可表示如图:
苦卤水Mg(OH)2MgCl2(aq)→MgCl2(s)Mg
下列说法正确的是
A.反应的
B.电解熔融MgCl2在阴极获得金属Mg
C.将MgCl2溶液蒸干得到无水MgCl2
D.常温下,Mg(OH)2溶于盐酸所得MgCl2溶液中
【答案】B
【详解】A.由题给化学方程式可知,反应的平衡常数,A错误;B.电解熔融时,在阴极得到电子,发生还原反应生成金属镁,B正确;C.是强酸弱碱盐,在溶液中能发生水解反应生成和,蒸干过程中,受热挥发,使的水解平衡趋于完全,最终得到,无法得到,C错误;D.水的离子积常数,温度不变,水的离子积常数不变,则常温下,溶于盐酸所得溶液中,D错误;故答案为:B。
30.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16。下列说法错误的是
A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI
B.在含有浓度均为0.001 mol·L-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀
C.AgI比AgCl更难溶于水,所以,AgCl可以转化为AgI
D.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于 ×10-11 mol·L-1
【答案】A
【详解】A、AgI比AgCl更难溶,反应向着更难溶的方向进行,因此AgCl能转化成AgI,故A错误;B、Ksp(AgI)=c(Ag+)×c(I-),c(Ag+)=Ksp(AgI)/c(I-) =10-13mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-),c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-) =1.8×10-7mol·L-1,因此AgI先沉淀,故B正确;C、根据选项A的分析,故C正确;D、AgCl溶液中c2(Ag+)=Ksp(AgCl),c(Ag+)=×10-5mol·L-1,c(I-)=Ksp/c(Ag+)=×10-11mol·L-1,故D正确;答案选A。
1.(23-24高二下·江苏无锡匡园双语学校·期中)下列说法能解释是弱碱的是
A.常温下的氨水,pH约为11
B.50mL氨水与50mL盐酸恰好反应
C.某氨水的导电能力小于盐酸
D.氨水与溶液反应生成白色沉淀
【答案】A
【详解】A.0.1 mol•L-1NH3•H2O溶液的pH小于13,则溶液中c(OH-)<0.1mol/L,所以c(OH-)<c(NH3•H2O),说明NH3•H2O部分电离,为弱电解质,,故A符合题意;B.50mL氨水与50mL盐酸恰好反应,说明氨水为一元碱,但是不能说明其为弱碱,故B不符合题意; C.没有说明氨水的浓度,不能说明一水合氨是否部分电离,故C不符合题意;D.氨水与氯化镁溶液发生复分解反应生成白色氢氧化镁沉淀和氯化铵,不能说明一水合氨部分电离,故D不符合题意;故选A。
2.(23-24高二下·江苏镇江·期中)化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是
A.嫦娥五号表面使用了镁合金防腐导电性镀层,镀层属于金属材料
B.深藏于海底的天然气水合物是有机高分子化合物
C.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维
D.北斗二代卫星的核心部件“星载铷钟”含铷元素,其单质遇水能缓慢反应放出
【答案】A
【详解】A.嫦娥五号表面使用了镁合金防腐镀层,镁合金防腐镀层属于金属材料,故A正确;B.天然气水合物也称为“可燃冰”或甲烷水合物,不是高分子化合物,故B错误;
C.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造芯片,二氧化硅用于制作光导纤维,故C错误;D.同主族元素,从上到下金属性依次增大,则铷元素的金属性强于钠元素,所以铷单质与水剧烈反应放出氢气,故D错误;故选A。
3.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)常温下,2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O(l)能自发进行,可用于生产N2H4。下列有关说法正确的是
A.该反应的ΔH>0,ΔS<0
B.每生成 1 mol N2H4 转移 2 mol 电子
C.室温下,向 0.1mol·L-1 NaClO 溶液中加水,溶液 pH 增大
D.N2H4、O2 和 KOH 溶液组成的燃料电池,负极反应为 N2H4-4e-=N2+4H+
【答案】B
【详解】A.2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O(1),△S<0,又△H-T△S<0的反应可自发进行,则该反应△H<0,故A错误;B.反应中氮元素化合价由-3升高到-2,则每生成1mol N2H4转移2mol电子,故B正确;C.NaClO溶液由于次氯酸跟水解显碱性,则室温下,向0.1mol/L NaClO溶液中加水,溶液体积增大,碱性减弱,pH减小,故C错误;D.N2H4、O2和KOH溶液组成的燃料电池中N2H4被氧气氧化为负极,在碱性溶液中失电子生成氮气和水,负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,故D错误;故选:B。
4.(23-24高二下·江苏扬州宝应县·期中)反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol−1因SO2在催化剂表面与O2接触而得名,反应过程示意图如图:
下列说法正确的是
A.反应①的活化能比反应②高
B.使用催化剂能改变反应途径,降低反应的焓变
C.图示过程中既有S-O的断裂,又有S-O的形成
D.其他条件不变,升高体系的温度,该反应的平衡常数K增大
【答案】A
【详解】A.活化能越高反应速率越慢,反应①为慢反应,所以反应①的活化能较高,A正确;B.使用催化剂能改变反应途径,但不能改变反应的焓变,B错误;C.反应①生成新的S—O键,整个过程中没有S—O键断裂,C错误;D.该反应放热,所以其他条件不变,升高体系的温度,该反应的平衡常数K减小,D错误; 故选A。
5.(23-24高二下·江苏常州·期中)工业合成三氧化硫的反应为,反应过程可用如图模拟(代表O2分子, 代表SO2分子,代表催化剂)下列说法正确的是
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B.过程Ⅱ为放热反应,过程Ⅲ为吸热反应
C.1molSO2和1molO2反应,放出的热量小于99kJ
D.催化剂可降低整个反应的活化能,因此使△H减小
【答案】C
【详解】A.过程I是吸附放热过程,自发进行程度大,但过程II是共价键断裂的过程,过程IV是生成物解吸过程,需要消耗能量,它们的活化能相对较大,决定了全部反应进行的程度,A错误;B.由图可知,过程II化学键断裂,为吸热过程,过程III化学键形成,为放热过程,B错误;C.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-198kJ/mol是可逆反应,所以1molSO2和1molO2反应时消耗SO2的物质的量小于1mol,放热小于99kJ,C正确; D.催化剂不能改变反应的始终态,不能改变反应物和生成物的内能,所以不能改变反应热,D错误;故答案为:C。
6.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)下列实验装置使用不正确的是
A.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
B.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三点醋酸的电离程度:a < b < c
C.装置用于测定中和反应的反应热
D.装置盐桥中阳离子向CuSO4溶液中迁移
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.pH相同的醋酸和盐酸反应,与锌粉反应开始放出H2的速率相同,醋酸溶液中随着H+的消耗,促进CH3COOH的电离,反应过程中与醋酸反应的速率较快,pH相同的醋酸和盐酸溶液物质的量浓度:c(CH3COOH)>c(HCl),相同体积分别与足量锌粉反应,最终放出H2较多的为醋酸,①为醋酸,②为盐酸,A项错误;B.醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+,加水稀释促进CH3COOH的电离,故a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c>b>a,B项正确;C.图示保温效果很好,可用于测定中和反应的反应热,C项正确;D.该原电池,Zn为原电池的负极,Cu为原电池的正极,故盐桥中阳离子向CuSO4溶液中迁移,D项正确;故选A。
7.(23-24高二下·江苏无锡锡东高级中学·期中)多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A.反应II的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH<0
B.1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
C.选择优良的催化剂降低反应I和II的活化能,能提高活化分子百分数,可以有效提高反应物的平衡转化率
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
【答案】A
【详解】A.根据反应能量图,反应II中,反应物总能量大于生成物总能量,反应II是放热反应, ΔH<0,故A正确;B.根据反应能量图,1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,故B错误;C.催化剂不能使平衡移动,所以催化剂不能提高反应物的平衡转化率,故C错误;D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)是反应的中间产物,故D错误;选A。
8.(23-24高二下·江苏徐州·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.工业上生产硫酸时,充入过量的空气以提高的转化率
B.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.浓氨水中加入氢氧化钠固体产生刺激性气味的气体
D.合成氨时,选定温度为,而不是常温
【答案】D
【详解】A.生产硫酸流程中存在:,过量的空气可以提高的浓度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;B.Cl2溶于水后会产生氯离子,使得饱和食盐水中氯离子浓度较大,因此平衡逆向移动,因此实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2,可用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;C.浓氨水中有,加入氢氧化钠固体,溶液中的氢氧根离子浓度增大,使电离平衡逆向移动,产生刺激性气味的气体NH3,可用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;D.合成氨的正反应为放热反应,升高温度,化学平衡会向吸热的逆反应方向移动,不利于生成氨气,之所以选定温度为,而不是在常温下进行反应,主要是从速率角度考虑,此时催化剂活性最佳,而与平衡移动无关,因此不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;故答案选D。
9.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)已知分别是下列有关三种酸常温下的电离平衡常数。若下列三个反应可以发生:①,②,③,则下列说法错误的是
A.只需要反应①②就可以判断三种酸的酸性强弱
B.反应③的平衡常数
C.向稀溶液中加入少量固体,溶液中减小
D.在NaCN溶液中有
【答案】C
【分析】酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,根据、、知,这三种酸的强弱顺序是HF>CH3COOH>HCN,则HF、CH3COOH、HCN对应的电离平衡常数分别是:。
【详解】A.根据强酸制取弱酸的原理,由①,②可知,酸性:HF>CH3COOH>HCN,A正确;B.反应③的离子方程式为,平衡常数K=,B正确;C.稀溶液中CH3COO-的水解使溶液呈碱性,向稀溶液中加入少量固体,的浓度增大,溶液碱性增强,c(OH-)增大,c(H+)减小,CH3COOH的电离常数Ka=不变,则增大,C错误;D.NaCN溶液中存在平衡:CN-+H2OHCN+OH-,根据电荷守恒:和物料守恒:可得,D正确;故选C。
10.(23-24高二下·江苏宿迁·期中)近日,科学家开发自动式沸石纳米片上稳定的高分散Pt用于高效催化丙烷脱氢。反应原理如图1所示,丙烷脱氢的能量变化如图2所示。下列叙述正确的是
A.等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为4:3
B.催化剂能降低正反应活化能(E1)并增大逆反应活化能(E2)
C.丙烷脱氢反应
D.升高温度,丙烷脱氢反应的平衡常数K增大
【答案】D
【详解】A.1个丙烷中含有8个C-H键,一个丙烯中含有6个C-H键,等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为3:4,A项错误;B.催化剂同倍数降低正、逆反应活化能,B项错误;C.反应热等于正、逆反应活化能之差,丙烷脱氢反应,C项错误;D.脱氢反应是吸热反应,升高温度,平衡正向进行,平衡常数增大,D项正确。答案选D。
11.(23-24高二下·江苏无锡第一中学·期中)室温下,用饱和溶液浸泡粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加入过量盐酸,产生气泡,滤渣仍有剩余。已知。下列说法正确的是
A.沉淀的转化只能按照溶解度由大到小的方向进行
B.滤渣中加入盐酸反应的离子方程式为
C.过滤后所得清液中一定存在:且
D.若反应能够正向进行,则需要满足条件:
【答案】D
【分析】用饱和溶液浸泡粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加入过量盐酸产生气泡,滤渣末完全溶解,则沉淀为BaSO4和BaCO3混合物,说明存在且过滤前BaSO4和BaCO3均达到溶解平衡状态。
【详解】A.沉淀能否生成与离子浓度的大小有关,若离子浓度幂的乘积小于Ksp,溶解度小的沉淀也不能生成,若离子浓度幂的乘积大于Ksp,溶解度大的沉淀也能生成,A错误;B.由分析可知,滤渣为BaSO4和BaCO3混合物,滤渣中加入盐酸反应的离子方程式为,B错误;C.过滤后得滤渣和滤液,则过滤前达到平衡状态,和均达到溶解平衡状态,即且,C错误;D.反应达到平衡时,其平衡常数,反应要正向进行,则需满足,即,则,D正确;故选D。
12.(23-24高二下·江苏南京六校联合体·期中)燃煤烟气中的捕集可通过如图所示的物质转化实现。已知:。下列说法正确的是
A.吸收所得到的溶液中:
B.完全转化为时,溶液中存在:
C.“吸收”后所得溶液中:
D.“转化”后得到的上层清液中:
【答案】B
【分析】吸收步骤中二氧化碳转化为碳酸钾或碳酸氢钾,转化步骤中与石灰乳反应生成碳酸钙和氢氧化钾,碳酸钙煅烧后生成二氧化碳。
【详解】A.KOH吸收CO2所得到的溶液,若为K2CO3溶液,则主要发生第一步水解,溶液中:c(H2CO3)<c(),若为KHCO3溶液,则发生水解的程度很小,溶液中:c(H2CO3)<c(),故A错误;B.KOH完全转化为KHCO3时,将Ka1和Ka2数值带入不等式计算,Ka1·Ka2<Kw,故B正确; C.溶液中存在电荷守恒:c(K+)+ c(H+)=c(OH-) +c()+2c(),吸收后的溶液呈碱性,c(H+)<c(OH-),故C错误;D.转化后的上层清液为碳酸钙的饱和溶液,,故D错误;故选B。
13.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)化学图象可以综合并直观地反映外界条件对化学反应的影响,如图所示图象是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响,下列说法正确的是
A.图①表示2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)在时扩大容器体积,v正随时间变化的曲线
B.若图②中A、B、C三点表示反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)在不同温度、压强下NO的平衡转化率,则压强最小的是点A,化学平衡常数最小的是B点
C.图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),由图可知a=0.5
D.图④表示工业合成氨平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线,则转化率:
【答案】B
【详解】A.图①中时刻突然减小,且到新平衡建立的时候,持续减小,说明平衡逆向移动。因反应的正反应为气体体积减小的放热反应,因此在时的改变是因为扩大容器体积导致平衡的移动。图①表示在时扩大容器体积,随时间变化的曲线,故A错误;B.由图②中图像可知,随着温度的升高NO的转化率下降,说明平衡逆向移动,则该反应的正向为放热反应。升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小。温度:A< C < B,压强:A< C < B,A点压强最小;化学平衡常数:A> C > B,则B点化学平衡常数最小,故B正确;C.图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应,a点CO和H2转化率相同,当按照化学计量数之比投入时,两者转化率相同,即a=2,故C错误;D.图④中A、B两点是平衡时NH3体积分数相同的点,图中的最高点是N2和H2恰好按照方程式系数1∶3开始反应的平衡点,A点H2过量,B点N2过量,因此氢气的转化率不会相同,故D错误;故答案为B。
14.(23-24高二下·江苏常州北郊高级中学·期中)一定条件下混合气体通过反应器,发生的反应有:
a.
b.
实验中检测反应器出口气体的成分及其含量,其他条件相同时,反应温度对的转化率和的选择性的影响如图1、如图2所示:
已知:选择性
下列说法不正确的是
A.由如图1可知,实验中反应均未达到化学平衡状态
B.由如图1可知,温度高于时,平衡转化率变化的原因是升高温度对反应b的影响程度大于对反应a的
C.由如图2可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能原因是该温度下反应a的平衡常数大于反应b的
D.时,反应器出口气体中,则该温度下转化率
【答案】C
【详解】A.由图1可知在不同温度下,CO2转化率的实验值均小于平衡值,说明实验中反应均未达到化学平衡状态, A正确;B.反应a为放热反应,反应b为吸热反应,温度升高,反应a逆向移动,反应b正向移动,温度高于时,反应b正向移动程度大于反应a逆向移动的程度,所以CO2平衡转化率随温度升高还在增大,B正确;C.由图2可知,温度相同时,CH3OH 选择性的实验值略高于平衡值,从化学反应速率的角度看原因是:在该条件下反应a的速率大于反应b,单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多,C错误;D.220C时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n(CHOH):n(CO2):n(CO)=1:7.20:0.11,假设生成的CH30H的物质的量为1mol,则生成的CO的物质的量为0.11mol,剩余的CO2的物质的量为7.20mol,根据碳原子守恒,起始的CO2的物质的量为1mol+7.20mol+0.11mol ,则该温度下CO转化率的计算式为,D正确; 故选C。
15.(23-24高二下·江苏徐州·期中)Ni可活化制得,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是
A.总反应的
B.总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定
C.该反应过程中有碳氢键、碳碳键的断裂和形成
D.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变
【答案】B
【详解】A.由图可知,总反应为反应物的能量大于生成物的能量的放热反应,反应的焓变小于0,,故A错误;B.反应的活化能越大,反应速率越慢,总反应取决于慢反应,根据图像可知,中间体2→中间体3的活化能最大,反应速率最慢,则总反应的速率由中间体2→中间体3的反应速率决定,故B正确;C.由图可知,中间体1生成过渡态1的过程中有碳碳键的断裂,但没有碳碳键的形成,故C错误;D.催化剂可降低反应所需的活化能但不变改变焓变,故D错误;故选B。
16.(23-24高二下·江苏无锡北高级中学·期中)一定温度下,向一容积为 5 L 的恒容密闭容器中充入 0.4 mol SO2和0.2 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)H=-196 kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填序号)。
a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为 2∶1∶2
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.SO3的物质的量不再变化
e.SO2的生成速率和 SO3的生成速率相等
(2)①SO2的转化率为 ;
②达到平衡时反应放出的热量为 ;
③此温度下该反应的平衡常数 K= 。
(3)如图表示平衡时 SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线,则:
①温度关系 : T1 T2( 填 “>”“<” 或“=”,下同);
②平衡常数关系:KA KB,KA KD。
【答案】 bde 90% 35.28kJ 20250 > = <
【详解】a. SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2:1:2的状态也可能不符合Qc=K的结论,也可能符合,这不是平衡的标志,故a错误;
b. 反应是一个前后气体系数变化的反应,容器内气体的压强不变,证明达到了平衡,故b正确;
c. 容器内混合气体的密度始终保持不变,所以密度不变不一定平衡,故c错误;
d. SO3的物质的量不再变化即浓度不再变化是平衡的特征,故d正确;
e. SO2的生成速率和SO3的生成速率相等,说明正逆反应速率相等,达到了平衡,故e正确;
故答案为:bde;
(2) ①设SO2的变化浓度是x,则
当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍,则 =0.7,解得x=0.36mol,
所以二氧化硫的转化率=×100%=90%;
②2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)H=-196 kJ·mol-1,反应过程中消耗二氧化硫物质的量2mol放热196kJ,上述计算二氧化硫消耗物质的量为0.36mol,放出热量=×196kJ=35.28kJ;
③平衡时c(SO2)==0.008mol/L,c(O2)=0.004mol/L,c(SO3)=0.072mol/L,所以平衡常数k= = =20250;
(3)①该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二氧化硫的体积分数增大,根据图像可知,压强相同时,T2温度下SO2的体积分数较大,则温度关系为:T1<T2;
②化学平衡常数和温度有关,温度不变,化学平衡不变,A、B的温度相同,则KA = KB;
该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,由于温度T1<T2,则平衡常数:KA > KD。
17.(23-24高二下·江苏徐州·期中)根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.时,四种弱电解质的电离平衡常数如下表:
化学式
电离平衡常数
(1)该温度下,将加水稀释,下列数值一定变大的是______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)该温度下,的溶液中 。(填“”“”或“”)
(3)该温度下,相等的三种溶液①溶液、②溶液、③溶液,浓度由大到小的顺序为 (填序号)。
(4)该温度下,均为11的和溶液,由水电离的之比为 。
(5)下列反应不能发生的是______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:,其化学平衡常数()和温度()的关系如表所示:
700
800
830
1000
1200
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(6)该反应的化学平衡常数表达式为 。
(7)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(8)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______。
A.容器中气体压强不变 B.混合气体中不变
C.反应速率 D.物质的量浓度
【答案】(1)D
(2)<
(3)①>③>②
(4)
(5)CD
(6)
(7)吸热
(8)AB
【详解】(1)氨水中存在,加水稀释,促进一水合氨的电离,
A.,Kw只受温度影响,加水稀释,c(NH3·H2O)减小,Kw不变,因此加水稀释,该比值减小,故A不符合题意;
B.加水稀释c(OH-)降低,根据Kw= c(OH-)·c(H+),c(H+)增大,因此加水稀释,该比值减小,故B不符合题意;
C.加水稀释,促进电离,n()增大,但由于加水稀释,因此减小,故C不符合题意;
D.,加水稀释c(OH-)降低,可知该比值增大,故D符合题意;
答案为D。
(2)根据的、,溶液中存在有:、、,碳酸氢根离子的,由于,因此碳酸氢根离子的水解程度大于电离成都,因此。
(3)由于Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),酸性越强,则弱酸根离子的水解程度越小,即水解程度CH3COO-<<ClO-<,则相等的溶液中,溶质浓度由大到小的顺序为:CH3COONa>NaClO>Na2CO3,即①>③>②。
(4)CH3COONa溶液中醋酸根离子会发生水解,因此可以促进水的电离,由水电离产生的,溶液会抑制水的电离,因此由水电离产生的,两者的比值为:。
(5)
电离常数越大,酸性越强,则酸性强弱顺序:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,根据强酸制弱酸可知:
A.醋酸的酸性强于碳酸,因此,可能发生,故A不符合题意;
B.由于醋酸酸性强于次氯酸,因此可能发生,故B不符合题意;
C.由于碳酸酸性强于次氯酸,因此,不可能发生,故C符合题意;
D.由于Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),故NaClO溶液中通入少量CO2,生成HClO和NaHCO3,反应的离子方程式为:,故D错误;
故答案选CD。
(6)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则的平衡常数K=。
(7)由温度升高,平衡常数变大可知,升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应。
(8)A.该反应为气体的物质的量减小的反应,根据PV=nRT可知,容器中压强会发生改变,当压强不变时说明达到平衡状态,故A符合题意;
B.HCl是反应物,当混合气体中c(HCl)不变,则达到化学平衡,故B符合题意;
C.正逆反应速率相等,则达到平衡,未说明速率的方向,不能判断是否达到平衡状态,故C不符合题意;
D.水和氯气均是产物,化学计量数也相同,无论在任何状态下,均有,不能判断是否达到平衡状态,故D不符合题意;
故答案为:AB。
18.(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中,研究水溶液的性质及反应有重要意义。
Ⅰ.室温下,有关酸的电离平衡常数如表所示:
化学式
HF
电离平衡常数K(25℃)
(1)的电离方程式为 。
(2)常温下,pH相同的三种溶液、、,物质的量浓度最大的是 。
(3)将过量通入溶液,反应的离子方程式是 。
(4)室温下,用标准溶液滴定未知浓度的HF溶液。当滴加溶液至溶液中的,此时溶液中的pH 7(填“<”“=”或“>”)。
(5)常温下用溶液作捕捉剂不仅可以降低碳排放,还可得到重要化工产品纯碱。某次捕捉后得到的纯碱溶液,则溶液中 。
Ⅱ.常温下,用的盐酸滴定未知浓度的氨水,滴定曲线如图所示,滴加盐酸时所得溶液中,(忽略溶液体积的变化)。
(6)该氨水物质的量浓度为 。
(7)a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是 。
【答案】(1)
(2)NaF
(3)
(4)=
(5)2115
(6)0.100mol/L
(7)d
【分析】根据电离平衡常数可知酸性强弱,,以此分析;
【详解】(1)H2CO3为弱电解质,多元弱酸,;
故答案为:;
(2)弱酸的酸性越强,形成的盐的碱性越弱,则当pH相同下,物质的浓度大的为NaF;
故答案为:NaF;
(3)根据强酸制弱酸的原理,;
故答案为:;
(4)根据电荷守恒,,当溶液中,则,则pH=7;
故答案为:=;
(5);
故答案为:2115;
(6)盐酸与氨水等物质的量完全反应,根据图示可知,盐酸20mL时候酸碱恰好完全反应,则,则氨水物质的量浓度为0.100mol/L;
故答案为:0.100mol/L;
(7)酸碱抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离,a点的溶质为:0.001mol,b点:0.001molNH4Cl及0.001mol,c点:NH4Cl及少量,d点为0.002molNH4Cl,则水的电离程度最大的为d;
故答案为:d。
19.(23-24高二下·江苏盐城东台第一中学·期中)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:金属铬(Cr)和铁的性质十分相似,铬能与稀硫酸反应,生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。
(1)铜和铬构成的原电池装置如下图所示,其中盛有稀硫酸的烧杯中出现的现象为 。盐桥中装的是琼脂-饱和KCl溶液,下列关于该原电池的说法正确的是 (填序号)。
A.盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性
B.理论上1 mol Cr溶解,盐桥中将有2molCl- 进入左烧杯中,2 mol K+ 进入右烧杯中
C.在原电池反应中H+得电子发生氧化反应
D.电子从铬极通过导线到铜极,又通过盐桥转移到左烧杯中
(2)铜和铬构成的另一原电池装置如下图所示,铜电极上产生大量气泡,且气体遇空气呈红棕色。写出该电极的电极反应式: 。
(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)常见的处理方法是电解法。
将含的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl进行电解,使阳极生成的Fe2+和发生反应,其离子方程式为① 。阴极上、H+、Fe3+都可能放电。若放电,则阴极的电极反应式为② 。
【答案】(1) Cu电极表面有气泡产生 AB
(2)
(3)
【详解】(1)根据题中信息可知在图1装置中,铬失去电子生成,氢离子在铜电极上得到电子生成氢气,故现象为:铜电极上有气泡生成;
A.盐桥中的K+移向正极,Cl-移向负极,使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性,故A项正确;
B.由电子守恒可知,1molCr溶解转移2mol电子,左烧杯中增加2mol正电荷,右烧杯中减少2mol正电荷,盐桥中将有2mol进入左烧杯中,2mol进入右烧杯中,故B项正确;
C.在原电池反应中氢离子得到电子发生还原反应,故C项错误;
D.导线中发生移动的是电子,电解质溶液中发生移动的是离子,故电子无法通过盐桥转移到左烧杯中,故D项错误;
故答案选AB;
故答案为:铜电极上有气泡生成,AB;
(2)由实验现象可知,在图2装置中铬电极作正极,硝酸根离子在铬电极上得到电子发生还原反应转化为NO,所以正极电极式为,故答案为:;
(3)根据题意可知,该溶液环境为酸性环境,则Fe2+和发生的反应为:,放电的阴极电极反应式为:,故答案为:,。
20.(23-24高二下·江苏扬州宝应县·期中)高品质MnO2可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料采用“两矿一步浸出法”制备高品质MnO2的某工艺流程如图所示:
已知:①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2,还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物;
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子
开始沉淀pH
6.9
1.9
6.6
9.1
3.4
沉淀完全()的pH
8.3
3.2
10.1
10.9
4.7
回答下列问题:
(1)“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。加入H2SO4后发生酸浸过程的主要反应离子方程式为,。
已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等,其附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻,此时加入H2O2,利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。分析导致H2O2迅速分解的因素是 。
(2)加氨水“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(3)加NH4F“调pH”时,溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。
①若沉淀后上层清液中,则 。
②可以用MnF2代替NH4F,以Mg2+为例,结合反应的平衡常数解释能用MnF2除去Mg2+(和Ca2+)的原因是 。
(已知:Ksp(MnF2)=5×10-3,Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=2.5×10-9)
(4)NH4HCO3“调pH”时,发生主要反应的离子方程式为 。
(5)利用惰性电极电解H2SO4—MnSO4—H2O体系获得MnO2的机理(部分)如图1所示,硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时,电流效率降低的原因是 。
(6)测定MnO2粗品的纯度。称取0.1450gMnO2粗品置于具塞锥形瓶中,加水润湿后,依次加入足量稀硫酸和过量KI溶液。盖上玻璃塞,充分摇匀后静置30min。用0.1600mol/LNa2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。滴定反应为2+I2=2I-+,计算粗品中MnO2的质量分数 (写出计算过程)。
【答案】(1)或或等作催化剂(加速双氧水分解)
(2)、
(3) 50 反应MnF2+Mg2+MgF2+Mn2+的平衡常数K=6.25 ×107> 1×105,MnF2+Ca2+CaF2+Mn2+的平衡常数K=1 ×108> 1×105,两反应正向进行程度很大,可以将Mg2+(和Ca2+)除去
(4)
(5)硫酸浓度高,MnOOH被消耗,效率降低(当硫酸浓度超过时,生成的MnOOH与硫酸反应,MnOOH减少,反应减弱,电流效率降低。)
(6)96%
【分析】工艺流程题需关注反应物及目标生成物,从而确定中间需要除去的杂质元素。本题中原料成分有MnO2、FeS2,还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物,最终制备MnO2,除Mn元素外,其他元素均要除去。酸浸步骤中,SiO2不溶于酸除去,其他金属氧化物转化为相应的金属离子,调节pH步骤中,使Fe3+和Al3+转化成沉淀除去,除杂步骤中将Mg2+和Ca2+转化成沉淀除去,据此分析。
【详解】(1)导致H2O2迅速分解的因素是或或等作催化剂,加快的分解;
(2)“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,由表格可知:pH=3.2时Fe3+沉淀完全,pH=4.7时Al3+沉淀完全,故“滤渣2”的主要成分为、;
(3)①可知。
②反应MnF2+Mg2+MgF2+Mn2+的平衡常数K=6.25 ×107> 1×105,MnF2+Ca2+CaF2+Mn2+的平衡常数K=1 ×108> 1×105,正向进行程度很大,可以将Mg2+、Ca2+除去,因此可用MnF2除去Mg2+(和Ca2+);
(4)“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为;
(5)当硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时,生成的MnOOH与硫酸反应,MnOOH减少,反应减弱,电流效率降低。
(6)MnO2与KI发生反应:,滴定反应为2+I2=2I-+,结合反应可得关系式:;,粗品中MnO2的质量分数。
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