内容正文:
高二化学
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42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.“天宫课堂”中,“神舟十三号”航天员用过饱和CH3COONa溶液做结晶实验,制造了美丽的“冰雪”。CH3COONa稀溶液中未涉及的变化是
A.电解质的电离 B.水的电离平衡
C.盐类水解平衡 D.难溶电解质的溶解平衡
2.常温下,一种解释乙酰水杨酸(用HA表示)药物在人体吸收的模式如图:
假设离子不会穿过组织薄膜,而未电离的HA则可自由穿过该膜且达到平衡。血浆中c(A-)和胃中c(A-)的关系是
A.血浆中c(A-)大 B.胃中c(A-)大
C.一样大 D.无法判断
3.25 ℃时,用1.0 mol·L-1的KSCN溶液滴定25.00 mL 1.0 mol·L-1AgNO3溶液的滴定曲线如图所示[已知pAg=-lgc(Ag+)]。则Ksp(AgSCN)为
A.1×10-6 B.1×10-12
C.1×10-3 D.1×10-9
4.向CH3COONa稀溶液中加入(或通入)少许X物质,其溶液中部分微粒浓度变化如下表所示(溶液温度不变)。则X物质可能是
微粒
H+
OH-
CH3COO-
CH3COOH
物质的量浓度
增大
减小
增大
增大
A.氯化氢 B.氢氧化钠 C.蒸馏水 D.醋酸
5.向Na2S溶液中加入(或通入)下列物质,不能使溶液中变大的是
A.适量HCl(g) B.适量NaOH(s)
C.适量的水 D.适量KHS(s)
6.25 ℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在平衡:PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)。滴加少量氯水,下列说法正确的是
A.溶液中I-的浓度增大 B.溶度积常数Ksp增大
C.沉淀溶解平衡逆向移动 D.溶液中Pb2+的浓度增大
7.下列图形表示某物质的变化过程。其他条件不变时,降低温度,下列物理量增大的是
A.Ka B.Kw C.c(H+) D.溶液的pH
8.下列项目不能证明HNO2是弱电解质的是
选项
项目
A
测定0.1 mol·L-1的HNO2溶液的pH
B
将pH=3的HNO2溶液稀释10倍,测定稀释后溶液的pH
C
向0.1 mol·L-1的HNO2溶液中加入少量NaNO2固体,测定加入前后溶液的pH是否变化
D
比较HNO2溶液、盐酸的导电性强弱
A.A B.B C.C D.D
9.常温下,一定浓度的食盐水、苏打水、柠檬酸的近似pH可用如图X、Y、Z表示。下列说法正确的是
A.Z是柠檬酸
B.Y是苏打水
C.X中水的电离程度比Z的小
D.Z中由水电离出的c(OH-)=10-10 mol·L-1
10.图(a)(b)分别是二氧化碳氧化乙烷的电催化和光催化裂解。下列说法正确的是
A.(a)中阴极的电极反应为2H++2e-H2↑、CO2+2H++2e-CO+H2O
B.当(a)的电路中转移2 mol电子时,阳极上生成22.4 L C2H4
C.(b)中电子由导带向价带移动
D.图(a)(b)中的电解质溶液均可能为NaOH溶液
11.下列指定溶液中一定能大量共存的离子组是
A.常温下,=1×10-12的溶液中:K+、Na+、C、N
B.能使甲基橙变黄的溶液中:Na+、K+、Cl-、HC
C.c(CH3COO-)=c(Na+)的CH3COONa与CH3COOH的混合液中:Al3+、Fe3+、S、Cl-
D.由水电离出来的c(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Cl-、S2-、S
12.丙烯酸()和硫氰酸(HSCN)是两种一元酸且Ka(HSCN)>Ka()。室温下,对pOH为11的两种酸溶液加水稀释,溶液pOH随V(H2O)变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线L1代表丙烯酸溶液的pOH与V(H2O)的关系
B.a点和b点对应的溶液中c(OH-)都等于1×10-5 mol·L-1
C.加水稀释过程中c水(H+)·c水(OH-)不变
D.加水无限稀释可以使a点移至c点
13.MOH为一元弱碱,向MCl稀溶液中不断加入蒸馏水,测得某温度下c2(H+)随c(M+)变化的曲线如图所示。下列叙述错误的是
A.a点溶液中:c(H+)=c(MOH)+c(OH-)
B.a点溶液中:c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
C.a点溶液中:c(Cl-)>c(MOH)>c(H+)>c(OH-)
D.a点溶液中:c(M+)+c(MOH)=c(Cl-)
14.常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1HX溶液中逐渐滴入0.1 mol·L-1的氨水,所得溶液电导率及pH变化的曲线如图所示。已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。下列分析错误的是
A.曲线Ⅰ表示溶液的电导率的变化情况
B.Q点:c(X-)>c(N)
C.若0.1 mol·L-1的HX溶液的pH=2.4,则HX的电离平衡常数的数量级为10-4
D.Z点:2c(HX)+c(X-)<c(NH3·H2O)
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(14分)常温下,某二元弱酸(H2X)水溶液中H2X、HX-、X2-的物质的量分数随pH的分布如图所示:
(1)H2X的一级电离常数为Ka1,则pKa1= 。(已知:pKa1=-lgKa1)
(2)NaHX水溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。
(3)将NaOH溶液逐滴加入H2X溶液中,当溶液pH由5.4变为5.5时,该过程中主要反应的离子方程式为 。当混合溶液呈中性时,溶液中X2-、HX-、Na+三种离子的物质的量浓度的大小关系为 。
(4)已知常温下,H2CO3的Ka1=4.3×10-7,Ka2=4.7×10-11。向H2X溶液中加入少量的Na2CO3溶液,反应的离子方程式为 。
(5)已知亚硒酸(H2SeO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的H2SeO3溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液至过量,所得溶液中H2SeO3、HSe、Se三种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。
滴定过程中水的电离程度 (填“一直增大”“不变”或“先增大后减小”)。pH=6.6时,溶液中:c(Na+ )+c(H+ ) (填“>”“<”或“=”)c(OH- )+3c(HSe)。
16.(13分)磷能形成次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)、磷酸(H3PO4)等多种含氧酸。
(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,已知10 mL 1 mol·L-1 H3PO2与20 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液充分反应后所得的溶液中只有H2P、OH- 两种阴离子,回答下列问题:
①NaH2PO2属于 (填“正盐”或“酸式盐”)。
②常温下,Ka(H3PO2)=5.9×10-2,0.1 mol·L-1的H3PO2溶液在加水稀释过程中,溶液中 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)亚磷酸(H3PO3)是二元中强酸,25 ℃时,亚磷酸的电离常数Ka1=1×10-2、Ka2=2.6×10-7。向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液:
①恰好完全中和生成Na2HPO3时,所得溶液的pH (填“>”“<”或“=”,下同)7。
②溶液呈中性时,所得溶液的c(Na+) c(H2P)+2c(HP)。
③若用甲基橙作指示剂,用NaOH溶液滴定,达到滴定终点时,所得溶液的c(Na+) c(H2P)+2c(HP)。
④25 ℃时,HF的电离常数Ka=3.6×10-4,足量NaF溶液和H3PO3溶液反应的离子方程式为 。
17.(15分)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂的主要成分为Ni,还含有一定量Al、Fe、氧化铁及少量其他不溶性物质。回收废镍催化剂制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)的工艺流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=6.4×10-38,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15。
回答下列问题:
(1)提高“碱浸”速率的措施是 (任写两点)。
(2)“碱浸”中NaOH溶液的作用是除去油脂和 。
(3)“转化”步骤中反应的离子方程式是 。若固体X为NiO,试简述其作用原理: 。
(4)当金属离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为金属离子沉淀完全,若亚铁离子完全沉淀时的pH=9,则氢氧化亚铁的溶度积常数为 。某分散系中氢氧化亚铁和氢氧化镍共存,则该分散系中= 。
(5)溶解度:S[Fe(OH)3] (填“>”“<”或“=”)S[Ni(OH)2]。
18.(16分)研究氮氧化物(NOx)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。NO在催化剂条件下被H2还原为无害的物质,反应为2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH。已知:298 K时,相关物质的焓的数据如图1所示。
图1
回答下列问题:
(1)ΔH= kJ· mol-1,若该反应的正反应的活化能为a kJ·mol-1,则逆反应的活化能为 kJ· mol-1。该反应需要加入催化剂,使用高效催化剂,该反应的ΔH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)向体积均为2 L的密闭容器中加入4 mol NO(g)和4 mol H2(g),发生反应2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g),其中Ⅰ为绝热恒容、Ⅱ为恒温恒容,两容器中的压强随时间的变化曲线如图2所示。
图2
①在恒温恒容条件下,下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.2v正(H2)=v逆(N2)
D.H2、NO、N2、H2O的分子数之比为2∶2∶1∶2
②若在恒温恒容条件下发生反应,0~10 min内,v(H2)= mol·L-1·min-1。容器Ⅰ中,开始压强增大的原因是 。
③c点N2的逆反应速率为v1逆(N2),b点N2的逆反应速率为v2逆(N2),则v1逆(N2) (填“>”“=”或“<”,下同)v2逆(N2)。
④c点对应的平衡常数 d点对应的平衡常数。
参考答案
1.D 解析:CH3COONa稀溶液中未涉及的变化是难溶电解质的溶解平衡,D项符合题意。
2.A 解析:胃中酸性强,c(H+)大,抑制HA的电离,故胃中c(A-)比血浆中c(A-)小,A项正确。
3.B 解析:x点时,KSCN和AgNO3恰好完全反应,溶液中c(Ag+)=10-6 mol·L-1,则c(SCN-)=10-6 mol·L-1,Ksp(AgSCN)=1×10-12,B项正确。
4.D 解析:CH3COONa稀溶液中存在水解反应:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,CH3COOH和CH3COO-的浓度都增大,说明是加入了醋酸,D项符合题意。
5.D 解析:通入适量HCl(g),H+与S2-反应从而使c(S2-)减小,变大,A项不符合题意;加入适量NaOH(s),OH-抑制S2-水解,但此影响是次要的,主要是增大c(Na+),变大,B项不符合题意;加入适量的水,促进S2-水解,n(S2-)减小,=变大,C项不符合题意;加入适量KHS(s),HS-抑制S2-水解,使c(S2-)增大,变小,D项符合题意。
6.D 解析:滴加少量氯水,氯水会将I-氧化成I2,c(I-)减小,A项错误;溶度积常数只与温度有关,温度不变,溶度积常数不变,B项错误;减小生成物浓度,沉淀溶解平衡正向移动,c(Pb2+)增大,C项错误,D项正确。
7.D 解析:题图描述的是碳酸的一级电离过程,降低温度,碳酸的电离程度减小,溶液的pH增大,D项符合题意。
8.D 解析:测定0.1 mol·L-1的HNO2溶液的pH,若其pH>1,则说明HNO2为弱电解质,A项不符合题意;若HNO2为强电解质,将pH=3的HNO2溶液加水稀释10倍,稀释后溶液的pH=4,若HNO2为弱电解质,稀释后溶液的pH范围是3<pH<4,B项不符合题意;向0.1 mol·L-1的HNO2溶液中加入少量NaNO2固体,若pH发生变化,则说明HNO2为弱电解质,C项不符合题意;HNO2溶液和盐酸的浓度不确定,不能通过比较HNO2溶液、盐酸的导电性强弱来判定HNO2是否为弱电解质,D项符合题意。
9.C 解析:Z的pH>7,Z是苏打水,A项错误;Y显中性,Y是食盐水,B项错误;X是柠檬酸,X中水的电离受到抑制,Z中水的电离受到促进,C项正确;苏打水的pH=10,则氢离子的浓度为10-10 mol·L-1,氢氧根离子的浓度为10-4 mol·L-1,即由水电离出的c(OH-)=10-4 mol·L-1,D项错误。
10.A 解析:由图示可知在(a)中阴极上,H+得到电子变为H2,同时还有CO2得到电子,与H+结合形成CO、H2O,故阴极的电极反应为2H++2e-H2↑、CO2+2H++2e-CO+H2O,A项正确;未指明气体所处的外界条件,不能确定气体体积的大小,B项错误;根据图示可知:(b)中电子由价带向导带移动,C项错误;电解质溶液中有H+移动,H+大量存在的溶液不可能是碱性溶液,因此电解质不可能为NaOH溶液,D项错误。
11.A 解析:常温下,=1×10-12的溶液呈碱性,溶液中各离子间不发生反应,可以大量共存,A项正确;能使甲基橙变黄的溶液可能呈弱酸性、中性或碱性,HC在弱酸性、碱性环境下均不能大量共存,B项错误;根据混合溶液中存在电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),可知溶液呈中性,中性溶液中Fe3+、Al3+均不能大量共存,C项错误;由水电离出来的c(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,H+和S2-、S能反应,在酸性溶液中S2-、S均不能大量共存,D项错误。
12.A 解析:起始两种溶液中的c(H+)相同,稀释至相同的pH,L1表示加水体积较大,说明L1代表较弱的酸,L1代表丙烯酸,A项正确;根据水的离子积常数可知,a点和b点对应的溶液中c(OH-)都等于1×10-9 mol·L-1,B项错误;c水(H+)=c水(OH-)=c溶液(OH-),酸溶液在稀释过程中由水电离出的离子浓度逐渐增大,故c水(H+)·c水(OH-)不断增大,C项错误;当酸电离出的离子浓度接近水电离出的时,要考虑水的电离,无限稀释,酸溶液的pH接近7但不等于7,D项错误。
13.C 解析:MCl稀溶液中,由质子守恒可知,A项正确;由电荷守恒可知,B项正确;MCl稀溶液中,c(H+)>c(MOH),C项错误;由元素守恒可知,D项正确。
14.D 解析:HX为弱电解质,随着氨水的滴加,溶液的导电性逐渐增强,当HX与NH3·H2O恰好完全反应后,随着氨水的滴加溶液的导电性又开始逐渐减弱,故曲线Ⅰ表示溶液的电导率的变化情况,A项正确;Q点HX与NH3·H2O恰好完全反应生成NH4X,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒知c(X-)>c(N),B项正确;若0.1 mol·L-1的HX溶液的pH=2.4,Ka=≈10-3.8,故HX的电离平衡常数的数量级为10-4,C项正确;Z点,加入氨水的体积为20 mL,则NH3·H2O的物质的量是HX的2倍,由电荷守恒c(X-)+c(OH-)=c(N)+c(H+)和物料守恒2c(HX)+2c(X-)=c(NH3·H2O)+c(N),可知2c(HX)+c(X-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),因为Z点的pH>7,c(OH-)>c(H+),所以2c(HX)+c(X-)>c(NH3·H2O),D项错误。
15.(1)4.4(2分)
(2)酸(2分)
(3)HX-+OH-X2-+H2O(2分);c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)(2分)
(4)2H2X+C2HX-+CO2↑+H2O(2分)
(5)先增大后减小(2分);=(2分)
解析:(1)当pH=4.4时,H2X与HX-两种粒子的物质的量分数相同,即c(H2X)=c(HX-),Ka1==c(H+)=10-4.4,则pKa1=-lgKa1=-lg10-4.4=4.4。
(2)当pH=5.4时,HX-与X2-两种粒子的物质的量分数相同,c(X2-)=c(HX-),则Ka2==c(H+)=10-5.4,已知Ka1=10-4.4,则Kh2===10-9.6,则Ka2>Kh2,说明NaHX的电离程度大于其水解程度,故NaHX的水溶液呈酸性。
(3)从图中可以看出,当溶液pH由5.4变为5.5时,HX-继续减少,X2-继续增多,则该过程中主要反应的离子方程式为HX-+OH-X2-+H2O;当混合溶液呈中性时,溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-),其中c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-),由图可知,pH>5.5时c(X2-)>c(HX-),则c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)。
(4)根据H2X的Ka1=1×10-4.4、Ka2=1×10-5.4,可知酸性:H2X>HX->H2CO3>HC,则向H2X溶液中加入少量的Na2CO3溶液,反应的离子方程式为2H2X+C2HX-+CO2↑+H2O。
(5)pH=6.6的溶液中,c(Se )=c(HSe ),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSe )+2c(Se ),则c(Na+ )+c(H+ )=c(OH- )+3c(HSe )。
16.(1)①正盐(2分)
②增大(2分)
(2)①>(2分)
②=(2分)
③<(2分)
④F-+H3PO3HF+H2P(3分)
解析:(2)②溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(H2P)+2c(HP),当溶液为中性时,有c(H+)=c(OH-),可得c(Na+)=c(H2P)+2c(HP)。
③以甲基橙为指示剂,用NaOH滴定溶液,滴定终点为酸性,则有c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒等式可推知c(Na+)<c(H2P)+2c(HP)。
17.(1)升温、搅拌(或将固体粉碎等其他合理答案)(2分)
(2)溶解铝(2分)
(3)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O(2分);NiO可消耗H+,使平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+向右移动,从而使Fe3+转化为沉淀除去(2分)
(4)1.0×10-15(2分);0.5(3分)
(5)<(2分)
解析:加入氢氧化钠溶液“碱浸”时,铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,镍、铁和氧化铁不与碱反应,过滤得到含有四羟基合铝酸钠的滤液①和含有镍、铁、氧化铁和少量其他不溶性物质的滤饼①;向滤饼①中加入稀硫酸“酸浸”,镍、铁、氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸镍、硫酸亚铁和硫酸铁,过滤除去含有少量其他不溶性物质的滤渣②,得到含有硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镍和过量稀硫酸的滤液②;向滤液②中加入过氧化氢溶液,将硫酸亚铁转化为硫酸铁,再向溶液中加入固体X(NiO)调节pH,将硫酸铁转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣③和含有硫酸镍的滤液③;滤液③经控制溶液pH、浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸镍晶体。
(4)该分散系中==0.5。
18.(1)-662(2分);a+662(2分);不变(2分)
(2)①B(2分)
②0.08(2分);容器Ⅰ为绝热容器,反应放热使体系温度升高,压强增大(2分)
③>(2分)
④<(2分)
解析:(1)ΔH=生成物的总焓-反应物的总焓=[0+2×(-241 kJ· mol-1)]-[0+2×(90 kJ· mol-1)]=-662 kJ· mol-1。
(2)①容器的体积和气体的质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,A项错误;该反应为气体体积减小的反应,当混合气体的平均相对分子质量不变时,可以说明该反应达到平衡状态,B项正确;2v正(H2)=v逆(N2)时,正、逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,C项错误;H2、NO、N2、H2O的分子数之比为2∶2∶1∶2时,不能说明反应达到平衡状态,D项错误。
②设0~10 min消耗H2的物质的量为x mol,列三段式:
2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)
起始的物质的量/mol 4 4 0 0
转化的物质的量/mol x x x
10 min后的物质的量/mol 4-x 4-x x
恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,即=,解得x=1.6,则v(H2)==0.08 mol·L-1·min-1。
③b、c两点压强相同,c点为绝热条件下的平衡状态,体系温度高且生成物浓度大,故c点的逆反应速率大于b点的逆反应速率。
④该反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,c点的温度比d点的温度高,故c点对应的平衡常数小于d点对应的平衡常数。
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