期末押题卷02(浙江专用)高二化学上学期
2025-11-18
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.49 MB |
| 发布时间 | 2025-11-18 |
| 更新时间 | 2025-11-18 |
| 作者 | 汪静君 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-11-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54968845.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
期末押题卷02
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
测试范围:选择性必修1、2全册(人教版2019)
可能用到的相对原子质量:相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64
一、选择题:本题共16个小题,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。
1.下列物质中,含有极性共价键的离子晶体是( )
A.NaOH B.Na2O2 C.MgH2 D.CO(NH2)2
2.下列关于仪器选择、实验操作及相关叙述均正确的是( )
A.图甲用于测定中和反应反应热
B.图乙用于测定锌与稀硫酸反应速率
C.图丙表示赶出碱式滴定管乳胶管中气泡
D.图丁表示蒸发结晶氯化镁溶液获取无水氯化镁固体
3.下列表示不正确的是( )
A.HCl的形成过程:
B.的VSEPR模型:
C.的空间结构: (平面三角形)
D.硅的基态原子轨道表示式:
4.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法中不正确的是( )
A.1.0 L0.1mol·L-1的AlCl3溶液中Cl-数目为0.3NA
B.常温下1L pH=13的氢氧化钠溶液中由水电离出的H+的数目为0.1NA
C.重水(D2O)中所含质子数为0.9NA
D.标准状况下将22.4L Cl2通入足量水中,溶液中Cl-、ClO-、HClO数目之和小于2NA
5.下列图示与对应叙述相符的是( )
A.图1各物质均为气体,升高温度时,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数会增大
B.图2为在绝热恒容密闭容器中,反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)的正反应速率随时间变化的示意图,由图可知该反应为吸热反应
C.图3为合成氨反应中,其它条件不变时,起始时H2用量对反应的影响图,则图中温度T1<T2、a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点
D.图4中,反应,L线上所有的点都是平衡点,则E点v正>v逆
6.下列说法不正确的是( )
A.在日光灯和霓虹灯的灯管里,蜡烛的火焰里,极光和雷电里,都能找到等离子体
B.我国科学家近期成功构筑了一类超分子金属配位笼,超分子具有分子识别和自组装特征
C.由于大多数离子液体含有体积很大的分子,导致离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发,是良好的溶剂
D.纳米晶体是晶体颗粒尺寸为纳米量级的晶体,当晶体颗粒小至纳米级,熔点会下降
7.下列有关反应热的描述中正确的是( )
A.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1,则H2燃烧的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ•mol-1
C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,则NaOH稀溶液与CH3COOH稀溶液反应生成1molH2O(l)时放出的热量为57.3kJ
D.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ•mol-1,则反应物的总能量小于生成物的总能量
8.下列说法正确的是( )
A.石墨晶体是一种混合型晶体,兼有共价晶体、分子晶体和金属晶体的特征
B.价层电子排布为3d64s2的元素位于第四周期第ⅧB族
C.基态Cr原子的价层电子排布式:3d44s2
D.Cu(NH3)4SO4·5H2O晶体中存在离子键,共价键,配位键和氢键等化学键
9.依据下列物质的结构或性质的描述,解释正确的是( )
A.晶体熔点:HF<HI,是由于分子间能形成氢键
B.第一电离能:Zn>Cu,是由于金属性Zn强于Cu
C.极性:PCl3>NCl3,是由于和的电负性差值比和的电负性差值大
D.沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,是由于对羟基苯甲醛分子间范德华力更强
10.常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是( )
A.等浓度的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积等的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2mol/LHCOOH与0.1mol/LNaOH等体积混合后的溶液: c(HCOOH)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-)
D.0.2mol/LCH3COONa与0.1mol/L盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7),c(CH3COOH)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(H+)
11.如图(E表示活化能)是CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程中能量变化关系图,下列说法正确的是( )
A.第一步反应吸收的热量大于第二步反应放出的热量
B.升高温度,活化分子的百分数不变,但反应速率加快
C.增大Cl2的浓度,可提高反应速率,但不影响ΔH的大小
D.第一步反应的速率大于第二步反应
12.下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是( )
选项
物质的结构与性质
解释
A
键角:NH3>BF3
NH3中的孤电子对数比BF3中的孤电子对数多
B
酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH
烃基(R-)越长推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
SiO2的熔点比干冰高
SiO2比CO2相对分子量大,分子间作用力大
稳定性:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键
13.原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、M和Q,X核外电子数等于周期数,基态Y原子含3个未成对电子,基态Z原子的s能级电子数量等于p能级电子数量,M原子的价层电子只有一种自旋方向,Q是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是( )
A.YZ3-的中心原子为sp3杂化
B.沸点:YX3>X2Z
C.M与Z形成的化合物可能与Q反应
D.化学键中离子键成分的百分数M2Z<Q2Z3
14.在一定条件下,某密闭容器中发生反应:H2O(g)= H2O(l) ΔH<0,其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂(催化剂活性不受压强影响)的作用下,反应相同时间,的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.其他条件相同,该反应用乙作催化剂的催化效果比用甲好
B.其他条件相同,压缩容器体积,甲曲线可能整体向上移动
C.甲中约200℃后,SO2转化率下降的原因可能为平衡向左移动
D.其他条件相同,压缩容器体积,M点SO2的转化率一定增大
15.在工业上,萤石(CaF2)是氟元素的主要来源,可用酸浸法从矿石中提取。将过量CaF2粉末置于水中得到悬浊液,再向其中通入气体,发生反应:CaF2(s)+2H+(aq)Ca2+(s)+2HF(aq)。溶液中和和pH的关系可用曲线X或Y表示(溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaF2)= 10-10.5
B.曲线X代表随pH的变化
C.水的电离程度:A>B>C
D.B点溶液中的微粒浓度大小:cHF>c(Cl-)>cCa2+>cF-
16.下列实验目的对应的实验方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项
实验方案设计
现象和结论
A
用pH计测量CH3COONa、NaClO的pH,比较溶液pH大小
NaClO的pH比CH3COONa大,说明ClO−水解程度大于CH3COO−
B
将2ml0.5 mol·L-1的CuCl2溶液加热后置于冷水中
溶液由黄绿色变为蓝色,说明降低温度[Cu(H2O)4]2++4Cl−[CuCl4]2−+4H2O向逆方向移动
C
将中间裹有锌皮的铁钉放入滴有酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的饱和食盐水琼脂液中
中间锌皮表面无明显变化,铁钉两端溶液变红,说明铁钉发生了吸氧腐蚀
D
向2mL0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L-1KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1 KI溶液
先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
二、填空题(本题包括5小题,共52分)
17.(8分)水中可能存在电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡,请根据所学回答问题:
(1)氯化铝水溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示) ,把AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物 。
(2)将5mL0.1mol/L Na2CO3溶液逐滴滴到5mL0.1mol/LHCl溶液中,充分反应后,溶液中Na+、Cl-、HCO3-、CO32-四种离子的浓度由大到小的顺序是 。
(3)已知25℃时,Ksp(BaSO4)= 1.0×10-10,Ksp(BaCO3)= 2.6×10-9该温度下,BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中, 。
18.(10分)X、Y、Z、M、G为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
请回答下列问题:
(1)M在元素周期表中的位置为 。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (写化学式)。
(3)Z2Y的电子式为 。
(4)已知1g固体单质M完全燃烧放出9kJ的热量,写出固体M燃烧的热化学方程式: 。
(5)某种固体氧化物燃料电池的结构示意图如下,写出其负极的电极反应式 。该电池以4.8A恒定电流工作50min,消耗X2体积为2.45L,计算该电池将化学能转化为电能的转化率: 。[已知:该条件下气体摩尔体积为;电荷量电流时间;;]
19.(12分)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用,CuS是常见硫化物。请回答下列问题:
(1)基态铜原子的价层电子排布式 。
(2)能与多种物质形成配合物,向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量,产生蓝色沉淀,随后溶解并得到深蓝色的溶液,经结晶分离得到深蓝色晶体。
①深蓝色晶体化学式为 。
②该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力 (填“>”、“=”或“<”) Cu2+与H2O的结合能力。
③H-N-H键角大小:[Cu(NH3)4]2+ NH3(填“>”、“=”或“<”),其原因是 。
(3)已知:晶胞中硫离子的位置如图1所示,铜离子位于硫离子所构成的四面体中心。晶胞的俯视图如图2所示。已知CuS晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为。
①CuS晶体中距离S最近的Cu数目为 。
②CuS晶体的密度为ρ= g/cm3 (列出计算式即可)。
20.(10分)某学习小组用如图装置制备硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。
Ⅰ.硫酸四氨合铜的制备
向饱和硫酸铜溶液中滴加浓氨水至,有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水至蓝色沉淀完全消失。取下锥形瓶,加入试剂b,促进深蓝色固体析出,静置,过滤得到晶体。
(1)仪器a的名称为 ,试剂b为 。
(2)向饱和硫酸铜溶液中滴加浓氨水至蓝色沉淀消失的总反应离子方程式 。
Ⅱ.氨含量的测定
精确称取wg晶体,加适量水溶解,注入三颈烧瓶中,然后逐滴加入足量10%溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,并用蒸馏水冲洗导管内壁,用溶液完全吸收。取下锥形瓶,滴加2滴指示剂,用标准溶液滴定过量的硫酸,滴定达到终点时消耗溶液。
(3)以下涉及碱式滴定管的操作中,选择正确的操作并排序(润洗只操作一次) 。
检漏→完成水洗→(___________)→(___________)→装标准液使液面位于“0”刻度以上→(___________)→(___________)→开始滴定→达到滴定终点→(___________)……计算产品纯度。
a.加入标准液,润洗内壁
b.调整液面至“0”或“0”刻度以下,记录读数
c.橡皮管向上弯曲,挤压玻璃球,放液
d.打开活塞快速放液
e.从下口放出润洗液
f.从上口倒出润洗液
g.记录滴定管液面的读数,重复实验2次
(4)样品中氨的质量分数的表达式为 。
(5)下列关于实验的说法不正确的是___________。
A.玻璃管2的作用是平衡气压,防止堵塞和倒吸
B.滴定时加入的2滴指示剂是酚酞
C.若水槽中没有使用冰盐水浴,导致氨含量测定结果偏低
D.读数时,若滴定前平视,滴定后俯视,导致氨含量测定结果偏低
17.(12分)研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量一直是化学研究热点。
(1)工业上用CO2来生产燃料甲醇。某温度下,在容积为5L的密闭容器中,充入4mol CO2和12molH2在一定条件下发生反应生成CH3OH,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示
①根据已知求生成甲醇的化学方程式 。
②0~2分钟,该反应中氢气的平均速率为 。
③该温度下,此反应的平衡常数K= (保留一位小数)。
④保持温度和体积不变,向上述平衡体系中再同时充入1.5molH2O和0.5mol CO2,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
⑤在恒温恒容条件下,能说明该反应已达平衡状态的是 。
A.混合气体的密度保持不变 B.CO2体积分数保持不变
C.容器中气体压强保持不变 D.容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol CH3OH(g),发生反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),CO的体积分数随时间的变化如图所示。若在时刻再加入1mol CH3OH(g),在t2时刻重新达到平衡,请在图上画出CO的体积分数随时间变化的曲线(不要求计算具体数值,画出变化的趋势和范围即可) 。
试卷第1页,共3页
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期末押题卷02
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
测试范围:选择性必修1、2全册(人教版2019)
可能用到的相对原子质量:相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64
一、选择题:本题共16个小题,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。
1.下列物质中,含有极性共价键的离子晶体是( )
A.NaOH B.Na2O2 C.MgH2 D.CO(NH2)2
【答案】A
【解析】A项,NaOH为离子晶体,H和O之间为极性共价键,A正确; B项,Na2O2为离子晶体,O原子之间为非极性共价键,B错误;C项,MgH2为离子晶体,只含离子键,C错误;D项,CO(NH2)2为分子晶体,D错误;故选A。
2.下列关于仪器选择、实验操作及相关叙述均正确的是( )
A.图甲用于测定中和反应反应热
B.图乙用于测定锌与稀硫酸反应速率
C.图丙表示赶出碱式滴定管乳胶管中气泡
D.图丁表示蒸发结晶氯化镁溶液获取无水氯化镁固体
【答案】C
【解析】A.图中缺少环形搅拌器,不能测定中和热,故A错误;B.生成的气体易从长颈漏斗逸出,应改为分液漏斗,故B错误;C.尖嘴向上,挤压橡胶管中的玻璃珠,排出气泡,图中操作合理,故C正确;D.加热促进镁离子水解,且生成的盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备无水氯化镁,故D错误;故选C。
3.下列表示不正确的是( )
A.HCl的形成过程:
B.的VSEPR模型:
C.的空间结构: (平面三角形)
D.硅的基态原子轨道表示式:
【答案】A
【解析】A项,HCl是共价化合物,其形成过程为,A错误;B项,H2S的中心原子的杂化方式为sp3杂化,有2对孤电子对,其VSEPR模型为四面体形,B正确;C项,BF3的中心原子的杂化方式为sp2杂化,空间构型为平面三角形,C正确;D项,Si是14号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,D正确;故选A。
4.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法中不正确的是( )
A.1.0 L0.1mol·L-1的AlCl3溶液中Cl-数目为0.3NA
B.常温下1L pH=13的氢氧化钠溶液中由水电离出的H+的数目为0.1NA
C.重水(D2O)中所含质子数为0.9NA
D.标准状况下将22.4L Cl2通入足量水中,溶液中Cl-、ClO-、HClO数目之和小于2NA
【答案】B
【解析】A.1.0 L0.1mol·L-1的AlCl3溶液中Cl-为0.3mol,则数目为0.3NA,A正确;B.常温下1L pH=13的氢氧化钠溶液中由水电离出的H+为1L×10-13mol/L=10-13mol,数目为10-13NA,B错误;C.D2O的摩尔质量是20g/mol,1.8 g D2O为0.09mol,所含有的质子为0.9mol,数目为0.9NA,C正确;D.标况下22.4L氯气的物质的量为1mol,含有氯原子为2mol,1mol氯气溶于水只有部分氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,故溶液中Cl-、ClO-、HClO数目之和小于2NA,D正确;故选B。
5.下列图示与对应叙述相符的是( )
A.图1各物质均为气体,升高温度时,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数会增大
B.图2为在绝热恒容密闭容器中,反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)的正反应速率随时间变化的示意图,由图可知该反应为吸热反应
C.图3为合成氨反应中,其它条件不变时,起始时H2用量对反应的影响图,则图中温度T1<T2、a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点
D.图4中,反应,L线上所有的点都是平衡点,则E点v正>v逆
【答案】D
【解析】A.根据图1示可知:反应物的能量比生成物的能量高,因此反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的正反应是放热反应,在其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致平衡常数减小,图示与叙述不相符,A不符合题意;B.对于该反应,平衡前,随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,反应速率应逐渐减小,但图示的正反应速率逐渐增大,说明绝热恒容密闭容器中温度升高,则该反应为放热反应,图示与叙述不相符,B不符合题意;C.合成氨反应为放热反应,起始时n(H2)相同时,升高温度,平衡逆向移动,平衡时NH3的百分含量减小,则图中温度T1<T2;图中a、b、c三点为同一温度下所处的平衡状态,反应起始时n(H2)越多,化学反应正向进行程度就越大,反应所处的平衡状态中N2的转化率就越高,由于图中c点起始时n(H2)最多,则a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是c点,图示与叙述不相符,C不符合题意;D.在图4中,反应,L线上所有的点都是平衡点,在L线上方的E点时A物质的百分含量比该压强下的平衡点高,说明此时反应正向进行,则E点v正>v逆,图示与叙述相符,D符合题意;故选D。
6.下列说法不正确的是( )
A.在日光灯和霓虹灯的灯管里,蜡烛的火焰里,极光和雷电里,都能找到等离子体
B.我国科学家近期成功构筑了一类超分子金属配位笼,超分子具有分子识别和自组装特征
C.由于大多数离子液体含有体积很大的分子,导致离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发,是良好的溶剂
D.纳米晶体是晶体颗粒尺寸为纳米量级的晶体,当晶体颗粒小至纳米级,熔点会下降
【答案】C
【解析】A项,等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等,具有良好流动性和导电能力,故A正确;B项,超分子金属配位笼空腔可与特定的微粒紧密结合,故超分子具有分子识别和自组装特征,故B正确;C项,离子液体是指全部由离子组成的液体,大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发,但可作为良好的溶剂是由于离子液体中含有大量的离子,因此具有强大的溶解能力,故C错误;D项,纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米量级的晶体,当晶体颗粒小到纳米量级时,其熔点会下降,故D正确;故选C。
7.下列有关反应热的描述中正确的是( )
A.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1,则H2燃烧的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ•mol-1
C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,则NaOH稀溶液与CH3COOH稀溶液反应生成1molH2O(l)时放出的热量为57.3kJ
D.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ•mol-1,则反应物的总能量小于生成物的总能量
【答案】A
【解析】A项,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,气态硫比固态硫能量高,反应放出的热量多,则ΔH1<ΔH2,A正确;B项,H2燃烧的热化学方程式产物水应为液态,B错误;C项,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,CH3COOH是弱酸,电离过程吸热,则NaOH稀溶液与CH3COOH稀溶液反应生成1molH2O(l)时放出的热量少于57.3kJ,C错误;D项,Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ•mol-1,该反应是放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,D错误;故选A。
8.下列说法正确的是( )
A.石墨晶体是一种混合型晶体,兼有共价晶体、分子晶体和金属晶体的特征
B.价层电子排布为3d64s2的元素位于第四周期第ⅧB族
C.基态Cr原子的价层电子排布式:3d44s2
D.Cu(NH3)4SO4·5H2O晶体中存在离子键,共价键,配位键和氢键等化学键
【答案】A
【解析】A项,石墨晶体层与层之间是分子间作用力,层内碳原子之间形成共价键,未杂化的p电子在层内自由移动,可以导电,类似金属晶体,所以石墨属于混合型晶体,兼有共价晶体、分子晶体和金属晶体的特征,故A正确;B项,价层电子排布为3d64s2的元素为Fe元素,位于第四周期第Ⅷ族,故B错误;C项,基态Cr原子的价层电子排布式:3d54s1,故C错误;D项,Cu(NH3)4SO4·5H2O晶体中存在离子键、共价键、配位键等化学键,氢键不属于化学键,故D错误;故选A。
9.依据下列物质的结构或性质的描述,解释正确的是( )
A.晶体熔点:HF<HI,是由于分子间能形成氢键
B.第一电离能:Zn>Cu,是由于金属性Zn强于Cu
C.极性:PCl3>NCl3,是由于和的电负性差值比和的电负性差值大
D.沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,是由于对羟基苯甲醛分子间范德华力更强
【答案】C
【解析】A项,HF分子间能形成氢键,晶体熔点:HF<HI,A错误;B项,基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,基态Zn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2,锌的价电子为全满较稳定结构,不易失去一个电子,电离能较大,故第一电离能:Zn>Cu,解释不合理,B错误;C项,两元素的电负性差值越大,形成共价键的极性越大,PCl3、NCl3两物质结构相似,P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,分子的极性:PCl3>NCl3,C正确;D项,沸点是对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,是由于对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成的是分子内氢键,分子间氢键使沸点升高,解释错误,D错误;故选C。
10.常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是( )
A.等浓度的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积等的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2mol/LHCOOH与0.1mol/LNaOH等体积混合后的溶液: c(HCOOH)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-)
D.0.2mol/LCH3COONa与0.1mol/L盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7),c(CH3COOH)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(H+)
【答案】A
【解析】A项,电离平衡常数越大,其离子水解程度越小,根据电离平衡常数知,其离子水解程度:CH3COO->NH4+>HCOO-,任何电解质溶液中都存在电荷守恒,假设甲酸钠与氯化铵的浓度均为0.1mol/L,则可以得出c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-)=0.1mol/L+c(H+)、c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)=0.1mol/L+c(OH-),因为K a ( HCOOH )>Kb( NH3⋅ H2O),所以水解程度NH4+>HCOO-,氯化铵溶液中c(OH-)小于甲酸钠中c(H+),所以浓度相等的 HCOONa和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者,A正确;B项,pH相同的HCOOH和CH3COOH,浓度:c(HCOOH)<c(CH3COOH),用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH相等的HCOOH和CH3COOH溶液至终点时,酸的浓度越大,消耗的碱体积越大,pH、体积相同的HCOOH和CH3COOH,物质的量前者小于后者,所以后者消耗的NaOH体积多,B错误;C项,任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),混合溶液中溶质为等物质的量浓度的HCOOH和HCOONa,根据,则甲酸电离程度大于水解程度,所以c(HCOO-)>c(Na+)>c(HCOOH),所以得c(HCOO-)+c(OH-)>c(HCOOH)+c(H+),C错误;D项,二者混合后溶液中的溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、CH3COOH和NaCl,混合溶液的pH<7,说明醋酸电离程度大于醋酸钠水解程度,所以粒子浓度大小顺序是c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+),D错误;故选A。
11.如图(E表示活化能)是CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程中能量变化关系图,下列说法正确的是( )
A.第一步反应吸收的热量大于第二步反应放出的热量
B.升高温度,活化分子的百分数不变,但反应速率加快
C.增大Cl2的浓度,可提高反应速率,但不影响ΔH的大小
D.第一步反应的速率大于第二步反应
【答案】C
【解析】A项,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,所以第一步反应吸收的热量小于第二步反应放出的热量,A项错误;B项,升高温度,活化分子的百分数增多,反应速率加快,B项错误;C项,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项,第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,所以第一步反应的速率小于第二步反应的速率,D项错误;故选C。
12.下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是( )
选项
物质的结构与性质
解释
A
键角:NH3>BF3
NH3中的孤电子对数比BF3中的孤电子对数多
B
酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH
烃基(R-)越长推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
SiO2的熔点比干冰高
SiO2比CO2相对分子量大,分子间作用力大
稳定性:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键
【答案】B
【解析】A项,NH3和BF3的中心原子价电子对数分别为3+=4、3+=3,N原子上存在1对孤电子对,氨分子为三角锥形,键角小于109°28',BF3为平面三角形,键角120°,因此键角:NH3<BF3,A错误;B项,烃基为推电子基团,烃基越大,推电子能力越强,使羧基中羟基的极性越小,则酸性越弱,故酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH,B正确;C项,SiO2是共价晶体,CO2是分子晶体,SiO2的熔点比干冰高,与相对分子质量无关,C错误;D项,非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,非金属性:O>S,则其氢化物的稳定性:H2O>H2S,与氢键无关,D错误;故选B。
13.原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、M和Q,X核外电子数等于周期数,基态Y原子含3个未成对电子,基态Z原子的s能级电子数量等于p能级电子数量,M原子的价层电子只有一种自旋方向,Q是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是( )
A.YZ3-的中心原子为sp3杂化
B.沸点:YX3>X2Z
C.M与Z形成的化合物可能与Q反应
D.化学键中离子键成分的百分数M2Z<Q2Z3
【答案】C
【解析】原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、M和Q,X核外电子数等于周期数,X是H元素;基态Y原子含3个未成对电子,Y是N元素;基态Z原子的s能级电子数量等于p能级电子数量,Z是O元素;M原子的价层电子只有一种自旋方向,M是Na元素;Q是地壳中含量最多的金属元素,Q是Al元素。A项,NO3-中N原子价电子对数为3,中心原子为sp2杂化,故A错误;B项,H2O、NH3都能形成分子间氢键,H2O形成分子间氢键较多,所以沸点H2O>NH3,故B错误;C项,Na2O2具有强氧化性, Na2O2能把Al氧化为氧化铝,故C正确;D项,Na的金属性大于Al,化学键中离子键成分的百分数Na2O>Al2O3,故D错误;选C。
14.在一定条件下,某密闭容器中发生反应:H2O(g)= H2O(l) ΔH<0,其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂(催化剂活性不受压强影响)的作用下,反应相同时间,的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.其他条件相同,该反应用乙作催化剂的催化效果比用甲好
B.其他条件相同,压缩容器体积,甲曲线可能整体向上移动
C.甲中约200℃后,SO2转化率下降的原因可能为平衡向左移动
D.其他条件相同,压缩容器体积,M点SO2的转化率一定增大
【答案】C
【解析】A.从图中可知,温度相同的情况下,使用乙催化剂时,SO2的转化率更高,说明使用乙催化剂反应速率更快,乙催化剂的催化效果比用甲好,A正确;B.催化剂不影响化学平衡,使用甲催化剂的情况下SO2转化率较低是因为此时反应速率小于使用乙作催化剂时的反应速率,反应尚未达到平衡,压缩体积,反应物和产物浓度增大,化学反应速率增大,SO2的转化率增大,甲曲线可能整体向上移动,B正确;C.根据B中分析可知,使用甲催化剂的情况下,反应尚未达到平衡,SO2转化率下降不可能是因为平衡逆向移动,应该是温度过高导致催化剂活性降低,反应速率减小,C错误;D.M点反应可能已经达到平衡也可能还未达到平衡,若是已经达到平衡,压缩体积化学平衡正向移动,SO2转化率增大,若是没有达到平衡,压缩体积反应速率增大,SO2的转化率也会增大,D正确;故选C。
15.在工业上,萤石(CaF2)是氟元素的主要来源,可用酸浸法从矿石中提取。将过量CaF2粉末置于水中得到悬浊液,再向其中通入气体,发生反应:CaF2(s)+2H+(aq)Ca2+(s)+2HF(aq)。溶液中和和pH的关系可用曲线X或Y表示(溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaF2)= 10-10.5
B.曲线X代表随pH的变化
C.水的电离程度:A>B>C
D.B点溶液中的微粒浓度大小:cHF>c(Cl-)>cCa2+>cF-
【答案】A
【解析】随着pH的逐渐减小,氢离子浓度逐渐增大,平衡正向移动,根据方程式中的系数关系可知生产成HF的程度大于Ca2+,则减小程度更大,对应X,则对应Y。A.pH=3.2时,,即,溶液中存在物料守恒:2cCa2+=cHF+cF-,可得:,,A正确;B.根据分析可知,曲线X代表随pH的变化,B错误;C.pH值大小关系:B<A<C,酸性越强,对溶液中水的电离的抑制越强,则水的电离程度:B<A<C,C错误;D.B点溶液由曲线可知,,说明cCa2+<cHF,溶液中存在物料守恒:cCa2+=cHF+cF-,cCa2+<cHF,cCa2+>cF-,通入HCl气体,HCl完全电离,氯离子无消耗,氯离子浓度最大,微粒浓度大小:c(Cl-)>cHF>cCa2+>cF-,D错误;故选A。
16.下列实验目的对应的实验方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项
实验方案设计
现象和结论
A
用pH计测量CH3COONa、NaClO的pH,比较溶液pH大小
NaClO的pH比CH3COONa大,说明ClO−水解程度大于CH3COO−
B
将2ml0.5 mol·L-1的CuCl2溶液加热后置于冷水中
溶液由黄绿色变为蓝色,说明降低温度[Cu(H2O)4]2++4Cl−[CuCl4]2−+4H2O向逆方向移动
C
将中间裹有锌皮的铁钉放入滴有酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的饱和食盐水琼脂液中
中间锌皮表面无明显变化,铁钉两端溶液变红,说明铁钉发生了吸氧腐蚀
D
向2mL0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L-1KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1 KI溶液
先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
【答案】B
【解析】A.未指明溶液的物质的量浓度是否相同,因此不能根据所测pH说明ClO−水解程度大于CH3COO−,故A错误;B.将2ml0.5 mol·L-1的CuCl2溶液加热后置于冷水中,溶液由黄绿色变为蓝色,说明降低温度平衡[Cu(H2O)4]2++4Cl−[CuCl4]2−+4H2O向生成蓝色的[Cu(H2O)4]2+的逆方向移动,故B正确;C.Zn-Fe组成原电池时,Zn比Fe活泼,Zn作负极,铁作正极,铁电极上氧气得电子生成OH-使溶液变红,说明Zn发生了吸氧腐蚀,故C错误;D.AgNO3溶液过量,滴入的KI溶液与过量的硝酸银反应生成AgI黄色沉淀,不能说明AgCl与KI反应生成AgI,因此不能证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故D错误;故选B。
二、填空题(本题包括5小题,共52分)
17.(8分)水中可能存在电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡,请根据所学回答问题:
(1)氯化铝水溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示) ,把AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物 。
(2)将5mL0.1mol/L Na2CO3溶液逐滴滴到5mL0.1mol/LHCl溶液中,充分反应后,溶液中Na+、Cl-、HCO3-、CO32-四种离子的浓度由大到小的顺序是 。
(3)已知25℃时,Ksp(BaSO4)= 1.0×10-10,Ksp(BaCO3)= 2.6×10-9该温度下,BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中, 。
【答案】(1) Al 3++3H2O Al(OH)3+3H+(2分) Al2O3(2分)
(2) c(Na+)>c(Cl-)>c(CO32-)>c(HCO3-)(2分)
(3)(或化成小数合理也可如0.0385) (2分)
【解析】(1)氯化铝水溶液呈酸性的原因是Al 3+水解生成了Al(OH)3和H+,离子方程式为:Al 3++3H2OAl(OH)3+3H+,AlCl3溶液在加热时水解生成Al(OH)3,生成的HCl易挥发,最终生成Al(OH)3,Al(OH)3不稳定,分解生成Al2O3,灼烧,最后得到的主要固体产物是Al2O3。
(2)将5mL0.1mol/L Na2CO3溶液逐滴滴到5mL0.1mol/LHCl溶液中,发生反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,得到NaCl和Na2CO3的混合溶液,CO32-发生水解生成HCO3-且水解是微弱的,溶液中Na+、Cl-、HCO3-、CO32-四种离子的浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(Cl-)>c(CO32-)>c(HCO3-)。
(3)BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,=。
18.(10分)X、Y、Z、M、G为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
请回答下列问题:
(1)M在元素周期表中的位置为 。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (写化学式)。
(3)Z2Y的电子式为 。
(4)已知1g固体单质M完全燃烧放出9kJ的热量,写出固体M燃烧的热化学方程式: 。
(5)某种固体氧化物燃料电池的结构示意图如下,写出其负极的电极反应式 。该电池以4.8A恒定电流工作50min,消耗X2体积为2.45L,计算该电池将化学能转化为电能的转化率: 。[已知:该条件下气体摩尔体积为;电荷量电流时间;;]
【答案】(1)第三周期VIA族(1分)
(2) HClO4(1分)
(3) (2分)
(4) S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-288 kJ·mol-1(2分)
(5) H2-2e-+O2-=H2O(2分) 75%(2分)
【解析】X、Y、Z、M、G为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子,则M为S元素,Y为O元素,X、Z同主族,可形成离子化合物ZX,则X为H元素,Z为Na元素,由于G是原子序数比硫大的主族元素,所以G为Cl元素。
(1)M为S,在元素周期表中的位置为第三周期VIA族。
(2)非金属性S<Cl,则上述元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4。
(3)Z2Y为Na2O,为离子化合物,电子式为。
(4)1g固体单质M(S)完全燃烧放出9kJ的热量,1molS燃烧放出热量为9×32=288kJ,固体M燃烧的热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-288 kJ·mol-1。
(5)X为H,Y为O,负极氢气失去电子结合氧离子生成H2O,电极反应式H2-2e-+O2-=H2O。该电池以4.8A恒定电流工作50min,消耗X2体积为2.45L,消耗X2气体物质的量为0.1mol,转移电子数为0.2NA,该电池将化学能转化为电能的转化率:×100%=75%。
19.(12分)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用,CuS是常见硫化物。请回答下列问题:
(1)基态铜原子的价层电子排布式 。
(2)能与多种物质形成配合物,向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量,产生蓝色沉淀,随后溶解并得到深蓝色的溶液,经结晶分离得到深蓝色晶体。
①深蓝色晶体化学式为 。
②该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力 (填“>”、“=”或“<”) Cu2+与H2O的结合能力。
③H-N-H键角大小:[Cu(NH3)4]2+ NH3(填“>”、“=”或“<”),其原因是 。
(3)已知:晶胞中硫离子的位置如图1所示,铜离子位于硫离子所构成的四面体中心。晶胞的俯视图如图2所示。已知CuS晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为。
①CuS晶体中距离S最近的Cu数目为 。
②CuS晶体的密度为ρ= g/cm3 (列出计算式即可)。
【答案】(1) 3d104s1(2分)
(2) [Cu(NH3)4]SO4·H2O(2分) >(1分) >(1分) NH3提供孤对电子与Cu2+形成配位键后,N-H成键电子对受到的排斥力减小,所以H-N-H键角增大(2分)
(3) 4(2分) (2分)
【解析】(1)铜原子位于元素周期表第四周期,IB族,其价层电子排布式为:3d104s1;
(2) ①向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量,产生蓝色沉淀,随后溶解并得到深蓝色的溶液,该溶液为[Cu(NH3)4]SO4,经结晶分离得到深蓝色晶体,该晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O;②由氢氧化铜沉淀与氨水反应生成四氨合铜离子可知,铜离子与氨分子的结合能力大于氢氧根离子;③孤对电子的斥力大于成键电子对,NH3提供孤对电子与Cu2+形成配位键后,N-H成键电子对受到的排斥力减小,所以H-N-H键角增大;
(3) ①由晶胞的俯视图可以看出Cu2+位于S2-围城的四面体空隙中,则Cu2+的配位数为4,根据化学式CuS,则S最近的Cu数目也为4;②根据晶胞结构,Cu的个数为4,S的个数为,则每个晶胞中含有4个CuS,晶胞的体积为,则晶胞的密度。
20.(10分)某学习小组用如图装置制备硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。
Ⅰ.硫酸四氨合铜的制备
向饱和硫酸铜溶液中滴加浓氨水至,有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水至蓝色沉淀完全消失。取下锥形瓶,加入试剂b,促进深蓝色固体析出,静置,过滤得到晶体。
(1)仪器a的名称为 ,试剂b为 。
(2)向饱和硫酸铜溶液中滴加浓氨水至蓝色沉淀消失的总反应离子方程式 。
Ⅱ.氨含量的测定
精确称取wg晶体,加适量水溶解,注入三颈烧瓶中,然后逐滴加入足量10%溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,并用蒸馏水冲洗导管内壁,用溶液完全吸收。取下锥形瓶,滴加2滴指示剂,用标准溶液滴定过量的硫酸,滴定达到终点时消耗溶液。
(3)以下涉及碱式滴定管的操作中,选择正确的操作并排序(润洗只操作一次) 。
检漏→完成水洗→(___________)→(___________)→装标准液使液面位于“0”刻度以上→(___________)→(___________)→开始滴定→达到滴定终点→(___________)……计算产品纯度。
a.加入标准液,润洗内壁
b.调整液面至“0”或“0”刻度以下,记录读数
c.橡皮管向上弯曲,挤压玻璃球,放液
d.打开活塞快速放液
e.从下口放出润洗液
f.从上口倒出润洗液
g.记录滴定管液面的读数,重复实验2次
(4)样品中氨的质量分数的表达式为 。
(5)下列关于实验的说法不正确的是___________。
A.玻璃管2的作用是平衡气压,防止堵塞和倒吸
B.滴定时加入的2滴指示剂是酚酞
C.若水槽中没有使用冰盐水浴,导致氨含量测定结果偏低
D.读数时,若滴定前平视,滴定后俯视,导致氨含量测定结果偏低
【答案】(1)分液漏斗(1分) 乙醇(或95%乙醇) (1分)
(2) Cu2++4 NH3 = [Cu(NH3)4]2+或者Cu2++4 NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++4H2O(2分)
(3)a e c b g(2分)
(4) (2分)
(5)BD(2分)
【解析】向饱和硫酸铜溶液中滴加浓氨水至pH=10,此时生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续滴加浓氨水至蓝色沉淀完全消失,此时生成四氨合铜离子。
(1)仪器a的名称为分液漏斗。试剂b的作用为促使硫酸四氨合铜析出,硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度较小,故可加入乙醇,使硫酸四氨合铜不能与水形成稳定的两相,而结晶析出。
(2)向饱和硫酸铜溶液中滴加浓氨水至蓝色沉淀消失,铜离子与NH3反应生成四氨合铜离子,离子方程式为Cu2++4 NH = [Cu(NH3)4]2+或者Cu2++4 NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++4H2O。
(3)碱式滴定管操作中,步骤为检漏→水洗→加入标准液润洗→从下口放出润洗液→装标准液使液面位于0刻度线以上→橡皮管向上弯曲,挤压玻璃球,放液→调整液面至0或0刻度以下,记录读数→开始滴定→达到滴定终点→记录滴定管液面读数,重复实验2次……计算产品纯度。
(4)消耗NaOH溶液的体积为VmL,则消耗NaOH物质的量为0.5V×10-3mol,则与氨气反应消耗的硫酸物质的量为(0.01c-0.25V×10-3)mol,硫酸与氨气按照物质的量1:2进行反应,则氨气的物质的量为(0.02c-0.5V×10-3)mol,样品中氨的质量分数表达式为。
(5)A项,加热水生成水蒸气,装置内压强增大,玻璃管2的作用为平衡气压,防止堵塞和倒吸,A正确;B项,若选择酚酞做指示剂,消耗完多余的硫酸时,溶液中因为有铵根离子存在导致溶液呈酸性,则滴加的NaOH的量会偏多,因此不能选酚酞为指示剂,B错误;C项,若水槽中没有使用冰盐水浴,氨气可能会逸出导致没有被完全吸收,则氨含量测定结果可能偏低,C正确;D项,读数时,滴定前平视,滴定后俯视,导致读取的NaOH体积消耗量偏小,导致氨含量测定结果偏高,D错误;故选BD。
17.(12分)研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量一直是化学研究热点。
(1)工业上用CO2来生产燃料甲醇。某温度下,在容积为5L的密闭容器中,充入4mol CO2和12molH2在一定条件下发生反应生成CH3OH,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示
①根据已知求生成甲醇的化学方程式 。
②0~2分钟,该反应中氢气的平均速率为 。
③该温度下,此反应的平衡常数K= (保留一位小数)。
④保持温度和体积不变,向上述平衡体系中再同时充入1.5molH2O和0.5mol CO2,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
⑤在恒温恒容条件下,能说明该反应已达平衡状态的是 。
A.混合气体的密度保持不变 B.CO2体积分数保持不变
C.容器中气体压强保持不变 D.容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol CH3OH(g),发生反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),CO的体积分数随时间的变化如图所示。若在时刻再加入1mol CH3OH(g),在t2时刻重新达到平衡,请在图上画出CO的体积分数随时间变化的曲线(不要求计算具体数值,画出变化的趋势和范围即可) 。
【答案】(1) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(2分)
0.6mol·L-1·min-1(2分) 8.3(2分) 不(2分) BC(2分)
(2)(趋势向上正确,起点、终点低于原平衡状态) (2分)
【解析】(1)根据题意和图像可知,起始时通入4molCO2和12molH2发生反应,平衡时生成3molCH3OH和3molH2O,还剩余1molCO2,利用元素守恒可知,还剩余3molH2,根据转化物质的物质的量之比等于系数之比,可以得到:=3mol,=9mol,=3mol,=3mol,可以得到反应的化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);②根据①题中的化学方程式结合图像可知,0~2分钟时,=2mol,所以 =6mol,可以算出该反应中氢气的平均速率为;③根据①题中信息可知,该温度达平衡时,,,,,可以计算出该温度下的平衡常数为;。④保持温度和体积不变,向上述平衡体系中再同时充入1.5molH2O和0.5mol CO2,可以得到此时,平衡不移动。⑤恒温恒容装置中,发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),进行分析:A.本题中气体总质量是定值,总体积是定值,气体密度不是变量,不能根据气体密度不变判断可逆反应是否达到平衡,A不符合题意;B.CO2体积分数保持不变时,反应达平衡,B符合题意;C.该反应为反应前后,气体分子数变化的可逆反应,恒温恒容条件下,物质的量(气体分子数)与容器中气体压强成正比,即容器中气体压强是变量,当变量不变时,反应达平衡,C符合题意;D.从反应开始直至平衡,容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比恒为1∶1,即容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1不是变量,不能根据比值不变,判断反应是否达到平衡,D不符合题意;故选BC。
(2)达到平衡后,通入甲醇蒸气,一氧化碳的体积分数一定会减小,随着反应的发生,一氧化碳的体积分数会逐渐增大,但是小于原平衡中一氧化碳的体积分数(再通入甲醇蒸气,相当于在原平衡基础上增大压强,相当于在原平衡的基础上,逆向移动,导致一氧化碳的体积分数减小);故选(趋势向上正确,起点、终点低于原平衡状态)。
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