内容正文:
仁寿县23级高二上学期期中校际联考
化学试卷
满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 Cu64
一、选择题(本大题共14个小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个备选项中只有一项是符合题目要求的)
1. 下列生产生活用品及注意事项与盐类水解无关的是
A. 泡沫灭火器(使用试剂为Al2(SO4)3和NaHCO3溶液)
B. 氯化铵和消石灰制备氨气
C. 明矾(KAl(SO4)2•12H2O)能作净水剂
D. 草木灰不宜与铵态氮肥混合使用
2. 下列说法或化学用语正确的是
A. 羟基的电子式为: B. 中子数为18的氯原子:
C. 与互为同素异形体 D. 甲烷的空间填充模型:
3. 下列物质分类正确的是
选项
电解质
非电解质
强电解质
弱电解质
A
漂白粉
生石灰
B
石灰石
饱和食盐水
C
烧碱
D
氨气
小苏打
A. A B. B C. C D. D
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 50 mL 0.1 mol/L CH3COOH溶液和10 mL 0.5 mol/L CH3COOH溶液中所含CH3COOH分子数不相等
B. 一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成 NH3分子数为2NA
C. 25 ℃时,pH=9的CH3COONa溶液中水电离出的OH-的数目为10-5NA
D. 2 L 0.5 mol/L亚硫酸溶液中含有的H+数为2NA
5. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 用Na2CO3溶液清洗油脂原理:+2H2O⇌H2CO3+2OH-
B. 用高锰酸钾溶液滴定草酸:2+6H++5= 2Mn2++10CO2↑+8H2O
C. 向硝酸钡溶液中通入SO2:Ba2++SO2+H2O = BaSO3↓+2H+
D. 向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+ = H2SiO3↓+2 Na+
6. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 澄清透明的溶液中:
B. 由水电离产生的的溶液中:
C. Kw/c(OH-)=0.1mol/L的溶液中:Na+、K+、ClO-、CO
D. 常温下,的溶液:
7. 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察现象
浓度大的NaHSO3溶液中气泡产生的速率快
其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快
B
向Fe2(SO4)3和KSCN的混合溶液中,加入K2SO4固体
溶液颜色不变
其他条件不变时,增大K+的浓度,平衡不移动
C
压缩NO2和N2O4的混合气体
气体颜色变深
反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡逆向移动
D
向2mL0.01mol∙L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液
溶液变红色
证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的
A A B. B C. C D. D
8. 下列热化学方程式中,与反应描述对应且书写正确的是
A. 已知:。稀溶液与稀硫酸中和:
B. 在25℃、101kPa下,1g辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量:
C. 查表知葡萄糖固体颗粒的燃烧热为2800kJ/mol,则葡萄糖固体燃烧可表示为:
D. 6.4g硫粉与12.8g铜粉混合高温下充分反应,放热19.12kJ:
9. 臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)△H<0,若反应在恒容密闭容器中进行,如表由该反应相关图象作出的判断正确的是
A. 甲图中改变的反应条件为升温
B. 乙图中温度T2>T1,纵坐标可代表NO2的百分含量
C. 丙图为充入稀有气体时速率变化
D. 丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
10. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A.所示装置可将化学能转化为电能
B.可表示晶体与晶体反应的能量变化
C.所示的锌锰干电池,锌筒作负极
D.所示装置可验证金属活动性:
A. A B. B C. C D. D
11. 已知反应S2O(aq)+2I-(aq)2SO(aq)+I2(aq),若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 反应①②均为放热反应
B. Fe2+是该反应的催化剂
C 增大Fe3+浓度,能够加快反应速率
D. 若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的活化能大
12. 利用I2O5可消除CO污染,热化学方程式为I2O5(s)+5CO(g)I2(s)+5CO2(g) ΔH。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L密闭容器中充入2molCO,测得CO的体积分数随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 温度:T2>T1,平衡常数:K(c)<K(d)
B. 反应开始至a点,t=2min,平均反应速率v(CO2)=0.16mol·L-1·min-1
C. 反应速率:v正(d)>v正(c)
D T2温度下,b点时再充入2molCO,平衡向正向移动,重新达到平衡时不变
13. 如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂“中毒”
B. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率
C. 步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
D. 工业合成氨反应,该反应能在低温自发进行
14. 室温下向10mL 0.1mol/L NaOH溶液中加入0.1mol/L的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. a点所示溶液中
B. a、b两点所示溶液中水的电离程度
C. 时,
D. b点所示溶液中
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如表:
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数(25℃)
Ka=1.8×10-5
Ka=4.3×10-10
Ka1=5.0×10-7
Ka2=5.6×10-11
①0.1mol•L-1NaCN溶液和0.1mol•L-1NaHCO3溶液中,c(CN-)_______c()(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时,将物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合,溶液呈_______(填“酸”“碱”或“中”)性,结合有关数据和文字解释原因_______。
③常温下,一定浓度的CH3COONa溶液pH=9,溶液中=_______。
④将少量CO2通入NaCN溶液,反应的离子方程式是_______。
⑤已知NaCN溶液呈弱碱性,试用离子反应方程式解释原因_______,写出NaCN溶液中离子浓度大小关系_______。
(2)25℃时,已知CH3COONH4溶液显为中性,又知CH3COOH溶液加入NaHCO3溶液中有无色无味气体放出,现有下列4种溶液:
a、CH3COONH4 b、NH4HSO4 c、(NH4)2CO3 d、NH4Cl
①根据信息,试推断NH4HCO3溶液的pH_______7(填“小于”“等于”或“大于”)。
②等物质的量浓度的以上4种溶液,c()物质的量浓度由大到小的顺序为_______(填编号)。
16. 化学工业为医疗防控提供了强有力的物质支撑。HClO溶液是常用的消毒剂,可利用Cl2O与水反应得到。根据该原理,某化学兴趣小组利用如下装置制备一定浓度的HClO溶液。
已知:①常温常压下,Cl2O为棕黄色气体,沸点为,加热至以上会分解为Cl2和O2;
②实验时,将氯气和空气(不参与反应)按体积比为混合通入含水的碳酸钠糊状物中制备Cl2O,同时有一种无色无味的气体生成。请回答下列问题:
(1)实验室一般通过MnO2与浓盐酸加热制备氯气,发生反应的离子方程式为_______。
(2)装置C中的仪器甲的名称为_______,仪器甲中发生反应的化学方程式为_______。
(3)装置连接顺序为a→_______,其中装置B的作用为_______。
(4)测定制得的次氯酸溶液的物质的量浓度,用移液管移取20.00mL制得的次氯酸至锥形瓶中,并加入过量KI溶液,充分反应后,加入几滴淀粉溶液,用0.5mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL(涉及的反应原理有:HClO+2I- +H+= I2+Cl-+H2O,2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。
①达到滴定终点的现象为_______。
②制得的次氯酸溶液的物质的量浓度为_______mol/L。
③若滴定开始前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后气泡消失,则测定的次氯酸溶液的物质的量浓度将_______(填“偏低”、“偏高”或“无影响”)。
17. 钛合金密度较小,常温下特别稳定,耐酸碱腐蚀,韧性好,高温下海绵状钛能与氧气反应,是航空、军工、电力等领域的必须金属材料。
I.由钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁:,还含有少量、等杂质)制备的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
(1)为提高酸浸效率,可采取的措施有_______(任写二种即可)。
(2)中Ti的化合价为_______,“酸浸”中,反应的离子方程式为_______。
(3)加入铁屑的作用是_______。
(4)①实验室完成“操作I”需用到的玻璃仪器有烧杯、_______,废渣的主要成分是_______。
②实验室完成“操作II”包含的具体操作有蒸发浓缩,_______,过滤,洗涤,干燥。
II.以为原料,采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:
(5)沸腾氯化炉中反应的化学方程式为_______。
(6)制备海绵钛中Ar的作用是_______。
18. 苯乙烯是重要的有机化工原料,可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在298K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接脱氢: ,
(ⅱ)氧化脱氢: ,
回答下列问题:
(1)①反应的_______。
②提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有_______。(任写一种即可)
③在绝热恒容密闭容器中加入C8H10和O2发生氧化脱氢,下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_______。
A.体系压强不变 B.体系温度不变
C.混合气体密度不变 D.
(2)已知,忽略,随温度的变化,当时,反应能自发进行。
在100kPa下,直接脱氢反应的和Kp1随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在低温下_______(选填“能”或“不能”)自发。
②Kp1随温度的变化曲线为_______(选填“a”或“b”),判断的理由是_______。
③向温度恒定,压强恒为100kPa密闭容器中通入1 mol气态乙苯,若只发生直接脱氢反应,达到平衡时,混合气体中乙苯和氢气的分压相等,该反应的平衡常数Kp1=_______kPa(分压=总压×物质的量分数)。
(3)以多孔铂为电极,如下图装置中b、c口分别通入气态苯乙烯(C8H8)和O2构成燃料电池,该电池的负极的电极反应为_______。
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仁寿县23级高二上学期期中校际联考
化学试卷
满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 Cu64
一、选择题(本大题共14个小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个备选项中只有一项是符合题目要求的)
1. 下列生产生活用品及注意事项与盐类水解无关的是
A. 泡沫灭火器(使用试剂为Al2(SO4)3和NaHCO3溶液)
B. 氯化铵和消石灰制备氨气
C. 明矾(KAl(SO4)2•12H2O)能作净水剂
D 草木灰不宜与铵态氮肥混合使用
【答案】B
【解析】
【详解】A.泡沫灭火器中利用铝离子和碳酸氢根双水解相互促进的水解反应产生二氧化碳和氢氧化铝灭火,与盐类水解有关,故A不符合题意;
B.氯化铵和氢氧化钙利用强碱制弱碱,一水合氨受热易分解制氨气,与盐类水解无关,故B符合题意;
C.明矾中的铝离子水解产生氢氧化铝胶体具有吸附性,做净水剂,与盐类水解有关,故C不符合题意;
D.草木灰中有碳酸盐和铵态氮肥中的铵根离子发生双水解使氮肥失效,故不能一起使用,与盐类水解有关,故D不符合题意;
故选B。
2. 下列说法或化学用语正确的是
A. 羟基的电子式为: B. 中子数为18的氯原子:
C. 与互为同素异形体 D. 甲烷的空间填充模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.羟基是中性基团,氧原子最外层为7个电子,电子式为:,A错误;
B.氯原子质子数为17,质量数=质子数+中子数,中子数为18时,质量数为,该氯原子应表示为,B错误;
C.同素异形体是同种元素组成的不同单质,与是碳元素的不同原子,质子数相同、中子数不同,互为同位素,不是同素异形体,C错误;
D.甲烷是正四面体结构,空间填充模型可以体现原子的相对大小和空间结构,碳原子半径大于氢原子,题给模型符合甲烷的空间填充模型,D正确;
故选D。
3. 下列物质分类正确的是
选项
电解质
非电解质
强电解质
弱电解质
A
漂白粉
生石灰
B
石灰石
饱和食盐水
C
烧碱
D
氨气
小苏打
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.漂白粉是氯化钙和次氯酸钙组成的混合物,Cu是单质,它们既不是电解质也不是非电解质,生石灰是CaO,属于强电解质,故A错误;
B.石灰石主要成分是碳酸钙,为混合物,饱和食盐水是NaCl和水组成的混合物,它们既不是电解质也不是非电解质,故B错误;
C.HCl 在水溶液中能导电,是电解质,CO2在水溶液和熔融状态下都不能导电,是非电解质,烧碱化学式为NaOH属于强碱,是强电解质,H2CO3是弱酸,是弱电解质,分类正确,故C正确;
D.小苏打是碳酸氢钠,属于盐,在水溶液中能完全电离,是强电解质,故D错误;
故选:C。
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 50 mL 0.1 mol/L CH3COOH溶液和10 mL 0.5 mol/L CH3COOH溶液中所含CH3COOH分子数不相等
B. 一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成 NH3分子数为2NA
C. 25 ℃时,pH=9的CH3COONa溶液中水电离出的OH-的数目为10-5NA
D. 2 L 0.5 mol/L亚硫酸溶液中含有的H+数为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液越稀,弱电解质溶液的电离程度越大,故50mL 0.1mol/LCH3COOH溶液中醋酸的电离程度大于 10mL 0.5mol/LCH3COOH溶液中的电离程度,故溶液中所含CH3COOH分子数后者多,A正确;
B.氮气和氢气反应生成氨气为可逆反应,可逆反应不能进行到底,所以一定条件下,向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应,生成NH3分子数小于2NA,B错误;
C.溶液体积未知,无法计算氢氧根离子个数,C错误;
D.亚硫酸为弱电解质,水溶液中部分电离,2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+数小于2NA,D错误;
故答案为:A。
5. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 用Na2CO3溶液清洗油脂的原理:+2H2O⇌H2CO3+2OH-
B. 用高锰酸钾溶液滴定草酸:2+6H++5= 2Mn2++10CO2↑+8H2O
C. 向硝酸钡溶液中通入SO2:Ba2++SO2+H2O = BaSO3↓+2H+
D. 向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+ = H2SiO3↓+2 Na+
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸根是多元弱酸根,水解分步进行,以第一步水解为主,不能一步直接生成碳酸,正确水解的离子方程式为,A错误;
B.该反应配平正确:Mn元素总降10价,C元素总升10价,电荷、原子均守恒,B正确;
C.硝酸钡溶液中存在,通入后溶液呈酸性,会将+4价S氧化为+6价,最终生成沉淀,正确的离子方程式为: ,C错误;
D.是可溶性强电解质,书写离子方程式时需要拆分为离子,正确的离子方程式为,D错误;
故选B。
6. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 澄清透明的溶液中:
B. 由水电离产生的的溶液中:
C. Kw/c(OH-)=0.1mol/L的溶液中:Na+、K+、ClO-、CO
D. 常温下,的溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.K+、Fe3+、、在澄清透明的溶液中不发生反应,可大量共存,故A选;
B.常温下,由水电离产生的c(H+)=10−12mol/L的溶液可以为酸性或碱性,pH为2或12,当溶液为酸性时,ClO-不能大量共存,且酸性或碱性时次氯酸根和碘离子会发生氧化还原反应,故B不选;
C.Kw/c(OH-)=c(H+)=0.1mol/L的溶液呈酸性,ClO-、都能和H+发生反应,不能大量共存,故C不选;
D.常温下,的溶液呈酸性,pH为1,则S2-、与H+不能大量共存,故D不选;
故选A。
7. 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察现象
浓度大的NaHSO3溶液中气泡产生的速率快
其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快
B
向Fe2(SO4)3和KSCN的混合溶液中,加入K2SO4固体
溶液颜色不变
其他条件不变时,增大K+的浓度,平衡不移动
C
压缩NO2和N2O4的混合气体
气体颜色变深
反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡逆向移动
D
向2mL0.01mol∙L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液
溶液变红色
证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向2支盛有5 mL不同浓度溶液的试管中同时加入2 mL 5%溶液,发生氧化还原反应,失电子被氧化成,得电子被还原成水,没有气泡产生,A错误;
B.和KSCN的混合溶液中存在平衡:,加入固体,、不参与离子反应,平衡不移动,溶液颜色不变,B正确;
C.压缩和的混合气体,气体的浓度增大,颜色加深,但压强增大反应的平衡正向移动, C错误;
D.向2 mL 0.01 mol∙L-1 溶液中加入1 mL 0.01 mol·L-1 KI溶液,充分反应后有剩余,滴加KSCN溶液后溶液变红,不能证明和之间的反应是可逆的,D错误;
故答案选B。
8. 下列热化学方程式中,与反应描述对应且书写正确的是
A. 已知:。稀溶液与稀硫酸中和:
B. 在25℃、101kPa下,1g辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量:
C. 查表知葡萄糖固体颗粒的燃烧热为2800kJ/mol,则葡萄糖固体燃烧可表示为:
D. 6.4g硫粉与12.8g铜粉混合高温下充分反应,放热19.12kJ:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应生成BaSO4沉淀和水,除H+ 和 OH-反应放热外,Ba2+和反应也放热,故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+H2O(1)的ΔH<-57.3 kJ/mol,A错误;
B.1 g 辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 48.4 kJ 热量,1mol辛烷为114g,放出的热量为114×48.4 kJ=5517.6 kJ,故C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH=-5517.6 kJ/mol,B正确;
C.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,H2O的稳定状态为液态,而方程式中的H2O为气态,气态水变液态水的热效应没有计算,C错误;
D.S的氧化性较弱,Cu与S反应生成Cu2S,不是CuS,D错误;
故选B。
9. 臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)△H<0,若反应在恒容密闭容器中进行,如表由该反应相关图象作出的判断正确的是
A. 甲图中改变的反应条件为升温
B. 乙图中温度T2>T1,纵坐标可代表NO2的百分含量
C. 丙图为充入稀有气体时速率变化
D. 丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
【答案】A
【解析】
【分析】正反应是气体体积减小的、放热的可逆反应,结合反应图象分析解答。
【详解】A. 甲图正、逆反应速率均增大,平衡向逆反应方向进行,则改变的反应条件为升高温度,A正确;
B. 乙图中T2曲线先达到平衡状态,则温度T2>T1,升高温度平衡向逆反应方向进行,NO2的百分含量增大,则纵坐标不能代表NO2的百分含量,B错误;
C. 充入稀有气体时反应物浓度不变,反应速率不变,C错误;
D. 升高温度,平衡逆向移动,K正减小、K逆增大,曲线表示平衡常数与温度的关系,曲线上各点都是平衡点,D错误;
答案选A。
10. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A.所示装置可将化学能转化为电能
B.可表示晶体与晶体反应的能量变化
C.所示的锌锰干电池,锌筒作负极
D.所示装置可验证金属活动性:
A A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.图1没有形成闭合电路,所示装置不能构成原电池,不能将化学能转化为电能,故A错误;
B.图2所示反应物能量高于生成物能量,为放热反应,晶体与晶体反应为吸热反应,不符合题意,故B错误;
C.锌锰干电池中,锌失电子发生氧化反应,锌筒作负极,MnO2做正极,发生还原反应,故C正确;
D.图4所示装置为原电池,正极发生还原反应,产物为H2,负极发生氧化反应,负极金属活动性强,活动性M>N,故D错误;
故选:C。
11. 已知反应S2O(aq)+2I-(aq)2SO(aq)+I2(aq),若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 反应①②均为放热反应
B. Fe2+是该反应的催化剂
C 增大Fe3+浓度,能够加快反应速率
D. 若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的活化能大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图示可知:在反应①中生成物的能量高于反应物,因此该反应是吸热反应,A错误;
B.Fe3+在反应①作反应物,在反应②作生成物,即Fe3+在反应前后没有变化,是该反应催化剂,而不是Fe2+是该反应的催化剂,B错误;
C.由B知Fe3+是该反应的催化剂,催化剂的作用是降低活化能,加快反应速率,C正确;
D.由图可知S2O(aq)+2I-(aq)2SO(aq)+I2(aq)的正反应是放热反应,正反应的活化能比逆反应的活化能小,催化剂不能改变焓变,即正、逆反应的活化能大小关系与催化剂Fe3+无关,D错误;
故合理选项是C。
12. 利用I2O5可消除CO污染,热化学方程式为I2O5(s)+5CO(g)I2(s)+5CO2(g) ΔH。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L密闭容器中充入2molCO,测得CO的体积分数随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 温度:T2>T1,平衡常数:K(c)<K(d)
B. 反应开始至a点,t=2min,平均反应速率v(CO2)=0.16mol·L-1·min-1
C. 反应速率:v正(d)>v正(c)
D. T2温度下,b点时再充入2molCO,平衡向正向移动,重新达到平衡时不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据“先拐先平,温度高”,温度:T2>T1,升高温度,CO增多,平衡逆向移动,正反应放热,平衡常数:K(c)<K(d),故A正确;
B.a点CO体积分数为0.68,反应开始至a点,生成二氧化碳的物质的量为2×(1-0.68)mol=0.64mol,t=2min,平均反应速率v(CO2)=0.16mol·L-1·min-1,故B正确;
C.c点温度大于d点,c点反应物的浓度大于d点,所以反应速率:v正(d)<v正(c),故C错误;
D.T2温度下,b点时再充入2molCO,平衡向正向移动,根据等效平衡原理,加入CO相当于增大压强,重新达到平衡时不变,故D正确;
选C。
13. 如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂“中毒”
B. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率
C. 步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
D. 工业合成氨反应,该反应能在低温自发进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质,以防止催化剂中毒,故A正确;
B.步骤③催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,合成氨反应为放热反应,高温不利于平衡正向移动,所以不能提高平衡转化率;步骤④液化分离出,可以使平衡正向移动,有利于提高原料的平衡转化率;步骤⑤的循环再利用有利于提高原料的平衡转化率:所以步骤④、⑤有利于提高原料的转化率,步骤③不能,故B错误;
C.合成氨的反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,加压也可以提高反应速率,故C正确;
D.工业合成氨反应,气体分子数减小,即,根据,低温时才能使,所以该反应能在低温自发进行,故D正确;
故选B。
14. 室温下向10mL 0.1mol/L NaOH溶液中加入0.1mol/L的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. a点所示溶液中
B. a、b两点所示溶液中水的电离程度
C. 时,
D. b点所示溶液中
【答案】D
【解析】
【详解】A.a点溶液的溶质为强碱弱酸盐NaA,因A-水解使溶液显碱性,故溶液中各微粒的浓度关系为c(Na+ )>c(A- )>c(OH- )>c(HA)>c(H+ ),故A错误;
B.a点溶液为强碱弱酸盐NaA,A-水解促进水的电离,b点溶液的溶质为等物质的量的NaA与HA,由溶液显酸性可知,HA电离程度较大,抑制水的电离,因此a、b两点所示溶液中水的电离程度 a>b,故B错误;
C.pH=7时,溶液呈中性,即c(OH- )=c(H+ ),利用电荷守恒可得:c(Na+ )=c(A- ),故C错误;
D.b点溶液的溶质为等物质的量的NaA与HA,由溶液显酸性,说明HA电离程度大于A-水解程度,知c(A- )>c(HA),故D正确。
故答案选D。
【点睛】本题侧重于酸碱混合的定性判断,有利于培养学生的分析能力和良好的科学素养。要使混合溶液呈中性,则HA应该稍微过量,所以b点HA体积大于10mL , C点溶液中溶质为等物质的量浓度的NaA、HA溶液呈酸性,说明HA电离程度大于A-水解程度;本题易错点为C,注意从溶液电中性的角度分析,室温下向10mL0.1mol/L NaOH溶液中加入0.1mol/L的一元酸HA,a点酸碱的物质的量相等,二者恰好反应生成NaA ,但溶液呈碱性,说明生成的盐是强碱弱酸盐,则HA是弱酸。
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如表:
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数(25℃)
Ka=1.8×10-5
Ka=4.3×10-10
Ka1=5.0×10-7
Ka2=5.6×10-11
①0.1mol•L-1NaCN溶液和0.1mol•L-1NaHCO3溶液中,c(CN-)_______c()(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时,将物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合,溶液呈_______(填“酸”“碱”或“中”)性,结合有关数据和文字解释原因_______。
③常温下,一定浓度的CH3COONa溶液pH=9,溶液中=_______。
④将少量CO2通入NaCN溶液,反应的离子方程式是_______。
⑤已知NaCN溶液呈弱碱性,试用离子反应方程式解释原因_______,写出NaCN溶液中离子浓度大小关系_______。
(2)25℃时,已知CH3COONH4溶液显为中性,又知CH3COOH溶液加入NaHCO3溶液中有无色无味的气体放出,现有下列4种溶液:
a、CH3COONH4 b、NH4HSO4 c、(NH4)2CO3 d、NH4Cl
①根据信息,试推断NH4HCO3溶液的pH_______7(填“小于”“等于”或“大于”)。
②等物质的量浓度的以上4种溶液,c()物质的量浓度由大到小的顺序为_______(填编号)。
【答案】(1) ①. < ②. 酸 ③. CH3COOH的电离平衡常数Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,CH3COO-的水解平衡常数Kh(CH3COO-)==≈5.6×10-10,CH3COOH电离大于CH3COO-水解,混合溶液呈酸性 ④. 1.8×104 ⑤. CN-+CO2+H2O=HCN+HCO ⑥. CN-+H2O⇌HCN+OH- ⑦. c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(2) ①. 大于 ②. c>b>d>a
【解析】
【小问1详解】
①酸性,水解程度大于,因此;
② 25℃时,的电离常数,的水解常数,的电离程度大于的水解程度,,溶液显酸性;
③对醋酸电离公式变形得:,代入、时,计算得结果为;
④酸性顺序:,因此少量反应只能生成和,离子方程式:;
⑤是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性:;溶液中以和为主,盐完全电离后部分水解,因此离子浓度顺序为。
【小问2详解】
① 中性,说明醋酸电离常数等于的电离常数;已知酸性,因此水解程度大于水解程度,溶液显碱性,大于7;
②电离出2 mol ,浓度最大;剩余三种均为1 mol盐电离1mol :电离出抑制水解,浓度次之;中不影响水解,浓度再次之;中水解促进水解,浓度最小,故c()物质的量浓度由大到小的顺序为。
16. 化学工业为医疗防控提供了强有力的物质支撑。HClO溶液是常用的消毒剂,可利用Cl2O与水反应得到。根据该原理,某化学兴趣小组利用如下装置制备一定浓度的HClO溶液。
已知:①常温常压下,Cl2O为棕黄色气体,沸点为,加热至以上会分解为Cl2和O2;
②实验时,将氯气和空气(不参与反应)按体积比为混合通入含水的碳酸钠糊状物中制备Cl2O,同时有一种无色无味的气体生成。请回答下列问题:
(1)实验室一般通过MnO2与浓盐酸加热制备氯气,发生反应的离子方程式为_______。
(2)装置C中的仪器甲的名称为_______,仪器甲中发生反应的化学方程式为_______。
(3)装置连接顺序为a→_______,其中装置B作用为_______。
(4)测定制得的次氯酸溶液的物质的量浓度,用移液管移取20.00mL制得的次氯酸至锥形瓶中,并加入过量KI溶液,充分反应后,加入几滴淀粉溶液,用0.5mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL(涉及的反应原理有:HClO+2I- +H+= I2+Cl-+H2O,2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。
①达到滴定终点的现象为_______。
②制得的次氯酸溶液的物质的量浓度为_______mol/L。
③若滴定开始前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后气泡消失,则测定的次氯酸溶液的物质的量浓度将_______(填“偏低”、“偏高”或“无影响”)。
【答案】(1)
(2) ①. 三颈(口)烧瓶 ②.
(3) ①. d→e→b→c→f→g ②. 除去中的
(4) ①. 当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后,锥形瓶中溶液蓝色变为无色,且半分钟不恢复原色 ②. 0.25 ③. 偏高
【解析】
【分析】实验室一般通过与浓盐酸加热制备氯气,因此氯气中含有氯化氢气体杂质,A装置中的饱和食盐水,目的用于除氯气中的氯化氢气体,并将氯气和空气按体积比为1:3混合通入装置C,氯气和空气在含水8%的碳酸钠糊状物反应生成,B装置盛放四氯化碳溶液,目的是吸收多余的氯气,进入D装置与水反应生成次氯酸,据此分析;
【小问1详解】
与浓盐酸加热制备氯气、氯化锰和水,发生反应的离子方程式为;
【小问2详解】
装置C中的仪器甲的名称为三颈烧瓶,仪器甲中发生反应的化学方程式为:;
【小问3详解】
整体流向为A→C→B→D,装置连接顺序为a→d→e→b→c→f→g;由分析得,中含有多余的,装置B的作用为除去中的;
【小问4详解】
①滴定终点时,I2被Na2S2O3标准溶液恰好完全消耗,现象为当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后,锥形瓶中溶液蓝色变为无色,且半分钟不恢复原色;
②由信息得到关系式,,故;
③若滴定开始前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后气泡消失,则测定前后的读数差包括所用标准液体和气泡体积,代入计算的标准溶液体积偏大,次氯酸溶液的物质的量浓度将偏高。
17. 钛合金密度较小,常温下特别稳定,耐酸碱腐蚀,韧性好,高温下海绵状钛能与氧气反应,是航空、军工、电力等领域的必须金属材料。
I.由钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁:,还含有少量、等杂质)制备的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
(1)为提高酸浸效率,可采取的措施有_______(任写二种即可)。
(2)中Ti的化合价为_______,“酸浸”中,反应的离子方程式为_______。
(3)加入铁屑的作用是_______。
(4)①实验室完成“操作I”需用到的玻璃仪器有烧杯、_______,废渣的主要成分是_______。
②实验室完成“操作II”包含的具体操作有蒸发浓缩,_______,过滤,洗涤,干燥。
II.以为原料,采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:
(5)沸腾氯化炉中反应的化学方程式为_______。
(6)制备海绵钛中Ar的作用是_______。
【答案】(1)研磨粉碎钛铁矿;适当升高温度;适当增加硫酸的浓度等
(2) ①. +4 ②.
(3)将Fe3+还原为
(4) ①. 漏斗、玻璃棒 ②. ③. 冷却结晶
(5)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(6)保护气,防止Ti被氧化
【解析】
【分析】根据流程图,酸浸后Ti元素以TiO2+形式存在,推出FeTiO3中Fe元素以+2价形式存在,氧化铁属于碱性氧化物,与硫酸反应生成硫酸铁,二氧化硅为酸性氧化物,不溶于硫酸,也不与硫酸反应,过滤后,废渣主要成分是SiO2,根据流程图,后续得到绿矾,因此滤液中加入适量铁屑,发生Fe+2Fe3+=3Fe2+,绿矾中含有结晶水,操作Ⅱ应是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,得到绿矾,TiO2+溶液中存在TiO2++(n+1)H2OTiO2·nH2O+2H+,加入碳酸钠粉末,消耗c(H+),促进水解平衡向正反应方向移动,据此分析;
【小问1详解】
为提高酸浸效率,可采取的措施有研磨粉碎钛铁矿;适当升高温度;适当增加硫酸的浓度等;故答案为研磨粉碎钛铁矿;适当升高温度;适当增加硫酸的浓度等;
【小问2详解】
FeTiO3与稀硫酸反应后,滤液中Ti元素以TiO2+形式存在,TiO2+中Ti表现+4价;“酸浸”中FeTiO3反应的离子方程式为FeTiO3+4H+=Fe2++ TiO2++2H2O;故答案为+4;FeTiO3+4H+=Fe2++ TiO2++2H2O;
【小问3详解】
根据操作Ⅰ得到滤液中所含离子,以及流程图可知,后续操作获得绿矾,因此加入铁屑的目的将Fe3+还原成Fe2+,发生Fe+2Fe3+=3Fe2+;故答案为将Fe3+还原成Fe2+;
【小问4详解】
①根据流程图,操作Ⅰ为过滤,需用到的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、(普通)漏斗;根据上述分析,废渣的主要成分是SiO2;故答案为玻璃棒、(普通)漏斗;SiO2;
②操作Ⅱ获得FeSO4·7H2O,应采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;故答案为冷却结晶;
【小问5详解】
根据流程图,TiO2、焦炭、氯气在900℃下反应生成CO和TiCl4,其反应方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;故答案为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
【小问6详解】
金属钠是非常活泼金属,能与空气中的氧气反应,因此制备海绵钛中Ar的作用是保护气,防止Ti被氧化;故答案为保护气,防止Ti被氧化。
18. 苯乙烯是重要的有机化工原料,可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在298K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接脱氢: ,
(ⅱ)氧化脱氢: ,
回答下列问题:
(1)①反应的_______。
②提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有_______。(任写一种即可)
③在绝热恒容密闭容器中加入C8H10和O2发生氧化脱氢,下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_______。
A.体系压强不变 B.体系温度不变
C.混合气体密度不变 D.
(2)已知,忽略,随温度的变化,当时,反应能自发进行。
在100kPa下,直接脱氢反应的和Kp1随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在低温下_______(选填“能”或“不能”)自发。
②Kp1随温度的变化曲线为_______(选填“a”或“b”),判断的理由是_______。
③向温度恒定,压强恒为100kPa密闭容器中通入1 mol气态乙苯,若只发生直接脱氢反应,达到平衡时,混合气体中乙苯和氢气的分压相等,该反应的平衡常数Kp1=_______kPa(分压=总压×物质的量分数)。
(3)以多孔铂为电极,如下图装置中b、c口分别通入气态苯乙烯(C8H8)和O2构成燃料电池,该电池的负极的电极反应为_______。
【答案】(1) ①. -241.8 ②. 及时分离出产物或适当降低温度或适当降压 ③. AB
(2) ①. 不能 ②. ③. 直接脱氢反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,升高 ④. 33.3
(3)
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,用反应(ⅱ)−反应(ⅰ)得到目标反应,;
②氧化脱氢的正反应为放热、气体分子数增多的反应,根据勒夏特列原理,及时分离出产物、降低温度、减小压强都能使平衡正向移动,提高平衡转化率;
③A.氧化脱氢反应后气体分子数增大,恒容容器中压强随反应进行改变,压强不变时说明反应达到平衡,符合题意;
B.容器绝热,该反应放热,体系温度随反应进行改变,温度不变说明反应达到平衡,符合题意;
C.所有物质均为气体,总质量不变、恒容容器体积不变,密度始终不变,不能说明平衡,不符合题意;
D.氧化脱氢反应中满足时才平衡,不符合题意;
选AB。
【小问2详解】
①直接脱氢,,,低温时较小,,反应不能自发;
②该反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,平衡常数增大,因此随温度升高数值增大的曲线是的变化曲线;
③设起始到平衡时乙苯转化,平衡时,,;由乙苯和分压相等得,,总物质的量。 ,代入分压得。
【小问3详解】
燃料电池中燃料苯乙烯在负极发生氧化反应,质子交换膜说明为酸性介质,失电子生成,配平后得到负极的电极反应为。
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