内容正文:
2025年秋期新纪元云贵发展中心第二次月考
化学(高二)
(考试时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,认真核准条形码,在规定的位置贴好条形码及填涂准考证号。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 N:14 Na:23
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。)
1. 用pH试纸测定溶液pH的正确操作是
A. 将一小条试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与比色卡对照
B. 将一小条试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与比色卡对照
C. 将一小块试纸放在表面皿上,用洁净干燥玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与比色卡对照
D. 将一小条试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与比色卡对照
2. 某温度下,在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
B. 加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C. 恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡不移动
D. 恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率减小
3. 用消除的反应为 。下列说法正确的是
A. 增大压强,上述反应的平衡常数将减小
B. 上述反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
C. 反应过程中,及时分离出,可加快正反应速率
D. 上述反应在低温和高温条件下都能自发进行
4. 下列事实能用平衡移动原理来解释的是
A. 压缩注射器中的NO2、N2O4混合气体,气体颜色立即变深
B. 向5% H2O2溶液中加入少量MnO2固体,迅速产生大量气泡
C. 新制氯水放置一段时间后,颜色变浅
D. 锌片与稀硫酸反应时加入少量CuSO4固体,快速产生大量H2
5. 下列电离方程式书写正确的是
A. NH3·H2O+OH- B. HF=H++F-
C. H3PO43H++ D. NaHCO3Na++H++
6. 在一定条件下,下列可逆反应达到化学平衡 ,要使混合气体的紫色加深,可以采取的方法是
A. 降温、减压 B. 降温、加压 C. 升温、加压 D. 升温、减压
7. 常温下,溶液和盐酸相比,下列说法错误的是
A. 前者,后者
B. 分别取等体积的两种溶液混合,
C. 稀释至原体积的100倍,两溶液中均变成原溶液中的0.01倍
D. 水电离的浓度均为
8. 下列关于判断过程方向的说法正确的是
A. 所有自发进行的化学反应都是放热反应
B. 由焓判据和熵判据组合而成的复合判据将更适合于判断所有的过程
C. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
D. 反应的、,该反应在任何情况下均不能自发进行
9. 室温下,下列四种溶液中,由水电离产生的H+的物质的量浓度之比(①:②:③:④)是
①0.5mol•L-1的H2SO4②0.05mol•L-1的H2SO4③0.01mol•L-1的NaOH溶液④0.001mol•L-1的NaOH溶液
A. 14:13:12:11 B. 14:13:2:3
C. 1:10:100:1000 D. 0:1:12:11
10. 下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图象,其中图象和实验结论表达均正确的是
a
b
c
d
A(g)+3B(g)⇌2C(g)
A(g)+3B(g)⇌2C(g)
A(g)+B(g)⇌2C(g)
FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl
A. a是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图象,正反应ΔH<0
B. b建立的平衡过程中,曲线I比曲线II反应时活化能低
C. c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象,压强P1>P2
D. d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后,化学反应速率随时间变化的图象
11. 如图中曲线表示一定条件下一定量的锌粒与足量的稀硫酸反应的过程。若使曲线b变为曲线a,可采取的措施是
A. 加入少量的硫酸铜固体 B. 加热使溶液温度升高
C. 加入氯化钠固体 D. 加入碳酸钠固体
12. 均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一,如图所示(和为速率常数)。下列说法错误的是
A. 相同条件下,基元反应I比II的活化能低
B. 基元反应I中氧元素的化合价发生变化
C. 基元反应II的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+
D. 芬顿反应进行的过程中,整个体系的几乎不变(忽略体积变化)
13. 密闭容器中进行的可逆反应: 在不同温度 和 及压强(p₁和p₂)下,混合气体中B 的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是
A. ,正反应为吸热反应
B. 正反应为吸热反应
C. 正反应为放热反应
D. 正反应为放热反应
14. 一定温度下,向一恒压密闭容器中加入一定量的和,发生反应:。按初始投料比为1∶1和1∶3投料,得到不同压强条件下的平衡转化率变化曲线。下列说法错误的是
A.
B. A点的压强平衡常数MPa
C. B点时向容器中按投料比投入一定量反应物,再次平衡后转化率不变
D. C点时向容器中充入一定量,可逆反应向正向移动达到新的平衡
二、填空题
15. 无论在化学世界里还是在日常生活中,酸是广泛存在而又非常重要的物质。回答下列问题。
(1)已知:25℃时,。常温下,将pH和体积均相同的和溶液分别稀释,溶液pH随加水体积的变化如图:
①曲线I代表________溶液(填“”或“”)。
②a、b两点pH相同,其对应的溶液中,水的电离程度a________b(填“>”、“<”或=”)。
③向上述溶液和溶液分别滴加等浓度的NaOH溶液,当恰好中和时,消耗NaOH溶液体积分别为和,则________(填“>”、“<”或“=”)。
④酸度(AG)也可表示溶液的酸碱性,。常温下,pH=2的硝酸溶液AG=________。
(2)亚磷酸是一种二元弱酸,工农业用途广泛。已知常温下溶液中含磷粒子的浓度之和为,溶液中含磷粒子的物质的量分数()与溶液pH的关系如图所示。
①写出亚磷酸的第一步电离方程式___________。
②随溶液pH的变化用曲线________表示(填“1”、“2”或“3”)。
③反应的平衡常数________。(填具体数值)
三、解答题
16. 某学习小组为探究CH3COOH的电离情况,进行了如下实验。
【实验一】配制并测定醋酸中CH3COOH的浓度。
(1)配制250mL稀醋酸,用_______(填标号)量取25.00mL于锥形瓶中,加入几滴_______溶液作指示剂。
(2)用的NaOH溶液滴定,达到滴定终点的操作和现象为_______。
(3)4次滴定消耗NaOH溶液的体积记录如下:
实验次数
1
2
3
4
滴定前
滴定终点
消耗NaOH溶液的体积/mL
24.98
25.02
26.88
第4次滴定消耗NaOH溶液的体积为_______mL,则所配稀醋酸的物质的量浓度约为_______(保留4位有效数字)。
【实验二】探究浓度对CH3COOH电离程度的影响。用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH,结果如下:
浓度/()
0.0100
0.1000
pH
3.38
2.88
(4)由表中数据计算CH3COOH的电离常数_______。
(5)从表中数据可以计算得出:随着CH3COOH浓度的增大,CH3COOH的电离程度将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
17. 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景:工业上一般以CO和为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:。
(1)已知:;。则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成和水蒸气时的热化学方程式为_______。
(2)下列措施中有利于增大反应:的反应速率且利于反应正向进行的是_______。
A. 使用高效催化剂
B. 降低反应温度
C. 随时将与反应混合物分离
D. 增大体系压强(减小容器容积)
(3)一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和发生反应:,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①A、B、C三点平衡常数的大小关系是_______。
②压强_______填“”“”或“=”),若,则A点的_______为以分压表示的平衡常数;分压=总压物质的量分数)。
③在和条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:_______(填“”“”或“=”)。
18. 丙烷(C3H8)氧化脱氢(ODHP)是一种极具前景的丙烯(C3H6)制备技术,主要反应如下: 。回答下列问题:
(1)其他条件相同时,在不同的硼基催化剂作用下,一定时间内丙烷的转化率与反应温度的变化关系如图所示。
①在480℃时,在相同的条件下为使丙烷的转化率最大,应选择的催化剂是_______(填标号)。
A.4%Ni@BOx/BN B.2%B/SiO2 C.2%B/BN D.BN
②图中丙烷的转化率随温度升高而上升的原因可能是________。
③经研究发现,硼基催化剂必须在500℃以上才能提供足够的活性,但此时丙烷的转化率开始下降,原因可能是________。
④丙烷氧化脱氢除生成C3H6外,还会过度氧化生成CO、CO2等物质,此过程______(填“吸收”或“释放”)能量。
(2)天津大学巩金龙教授团队通过将二氧化钛与金属镍结合,开发了一种新型的Ni@TiOx催化剂。这种催化剂不仅成本低、环境友好,而且在丙烷脱氢反应: 中展现出高选择性和高稳定性。
①已知:
物质
丙烷(C3H8)
丙烯(C3H6)
氢气
燃烧热/()
则丙烷脱氢反应的_______(用、、表示)。
②在总压恒定为100kPa的密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体进行丙烷脱氢反应(N2不参与反应)。已知通入气体中C3H8的物质的量分数为0.4,在温度为T℃时,C3H8的平衡转化率为50%。则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______kPa(提示:以平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数,化为最简式)。
③从热力学角度考虑,__________有利于C3H6的生成(写出两点)。
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2025年秋期新纪元云贵发展中心第二次月考
化学(高二)
(考试时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,认真核准条形码,在规定的位置贴好条形码及填涂准考证号。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 N:14 Na:23
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。)
1. 用pH试纸测定溶液pH的正确操作是
A. 将一小条试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与比色卡对照
B. 将一小条试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与比色卡对照
C. 将一小块试纸放在表面皿上,用洁净干燥玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与比色卡对照
D. 将一小条试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与比色卡对照
【答案】C
【解析】
【详解】A.不能将试纸用蒸馏水润湿,若用蒸馏水润湿试纸,相当于把待测液加水稀释,导致所测的pH值可能不准,也不能将试纸在待测液中蘸一下,这样会污染试剂,A错误;
B.不能将试纸在待测液中蘸一下,这样会污染试剂,B错误;
C.将一小块试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与标准比色卡对照,C正确;
D.用pH试纸测定溶液pH值时,若用蒸馏水润湿试纸,相当于把待测液加水稀释,导致所测的pH值可能不准,故试纸是不能事先润湿的,D错误;
故选C。
2. 某温度下,在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
B. 加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C. 恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡不移动
D. 恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A错误;
B.加入催化剂速率加快,不会影响平衡,平衡时的浓度不变,B错误;
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)浓度增大,导致平衡正向移动,C错误;
D.根据勒夏特列原理可知,恒容下,充入一定量的CH2=CH2(g),导致平衡正向移动,但是CH2=CH2(g)自身的平衡转化率减小,D正确;
故选D。
3. 用消除的反应为 。下列说法正确的是
A. 增大压强,上述反应的平衡常数将减小
B. 上述反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
C. 反应过程中,及时分离出,可加快正反应速率
D. 上述反应在低温和高温条件下都能自发进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡常数只与温度有关,A错误;
B.正反应为放热反应,则反应物的总键能小于生成物的总键能,B错误;
C.分离出,减小生成物浓度,平衡正向移动,反应物浓度随之减小,则速率减小,C错误;
D.该反应,,,反应在低温和高温条件下都能自发进行,D正确;
故选D。
4. 下列事实能用平衡移动原理来解释的是
A. 压缩注射器中的NO2、N2O4混合气体,气体颜色立即变深
B. 向5% H2O2溶液中加入少量MnO2固体,迅速产生大量气泡
C. 新制氯水放置一段时间后,颜色变浅
D. 锌片与稀硫酸反应时加入少量CuSO4固体,快速产生大量H2
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化氮气体中存在平衡2NO2N2O4,向里推动注射器,压强变大,体积减小,导致二氧化氮浓度变大,颜色变深,不能用平衡移动原理来解释,故A不选;
B.二氧化锰可催化过氧化氢分解,不影响平衡移动,不能用平衡移动原理来解释,故B不选;
C.氯水中存在氯气与水的反应平衡,反应生成的次氯酸容易分解,导致氯气与水的反应正向移动,颜色变浅,能用化学平衡移动原理解释,故C选;
D.Zn置换出硫酸铜溶液中的Cu,与稀硫酸构成Cu、Zn原电池,从而加快反应速率,与平衡移动无关,不能用平衡移动原理来解释,故D不选;
答案选C。
5. 下列电离方程式书写正确的是
A. NH3·H2O+OH- B. HF=H++F-
C. H3PO43H++ D. NaHCO3Na++H++
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH3·H2O是弱碱,电离方程式为:NH3·H2O+OH-,A正确;
B.HF是弱酸,电离方程式为:HFH++F-,B错误;
C.H3PO4是弱酸,电离方程式为:H3PO4H++,,,C错误;
D.NaHCO3是强电解质,电离方程式:NaHCO3=Na++,D错误;
故选A。
6. 在一定条件下,下列可逆反应达到化学平衡 ,要使混合气体的紫色加深,可以采取的方法是
A. 降温、减压 B. 降温、加压 C. 升温、加压 D. 升温、减压
【答案】C
【解析】
【详解】要使混合气体的紫色加深,应该使c(I2)增大,可以通过加压来缩小容器的容积,实现物质浓度增大;也可以利用平衡逆向移动的方法实现,由于该反应的正反应方向是反应前后气体体积不变的放热反应,通过升高温度,使化学平衡向吸热的逆反应方向移动实现,故使混合气体的紫色加深,可以采取的方法是升温、加压,故合理选项是C。
7. 常温下,溶液和盐酸相比,下列说法错误的是
A. 前者,后者
B. 分别取等体积的两种溶液混合,
C. 稀释至原体积的100倍,两溶液中均变成原溶液中的0.01倍
D. 水电离的浓度均为
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下,溶液中,因此,盐酸中,因此,故A正确;
B.常温下,分别取等体积的两种溶液混合,根据,盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应,此时溶液,故B正确;
C.溶液中,,稀释至原体积的100倍后,,此时,溶液中变成原溶液中的100倍,盐酸溶液稀释至原体积的100倍后,,溶液中变成原溶液中的倍,故C错误;
D.溶液中,H+由水电离,,盐酸中,OH-由水电离,水电离出的H+与OH-浓度相等,因此两种溶液中水电离的浓度均为,故D正确;
故选C。
8. 下列关于判断过程方向的说法正确的是
A. 所有自发进行的化学反应都是放热反应
B. 由焓判据和熵判据组合而成的复合判据将更适合于判断所有的过程
C. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
D. 反应的、,该反应在任何情况下均不能自发进行
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.部分吸热反应也能自发进行,如Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应,故A错误;
B.<0,反应能自发进行,适合于所有的过程,因此由焓判据和熵判据组合而成的复合判据将更适合于判断所有的过程,故B正确;
C.熵值表示混乱度的大小,混乱度越大,熵值越大,同一物质的固态、液态、气态混乱度依次增大,故C错误;
D.该反应气体物质的量减少,属于熵减,即<0,故D错误;
答案为B。
9. 室温下,下列四种溶液中,由水电离产生的H+的物质的量浓度之比(①:②:③:④)是
①0.5mol•L-1的H2SO4②0.05mol•L-1的H2SO4③0.01mol•L-1的NaOH溶液④0.001mol•L-1的NaOH溶液
A. 14:13:12:11 B. 14:13:2:3
C. 1:10:100:1000 D. 0:1:12:11
【答案】C
【解析】
【详解】①0.5mol•L-1的H2SO4,c(H+)=1mol•L-1,Kw=110-14,由水电离产生的;
②0.05mol•L-1的H2SO4,c(H+)=0.1mol•L-1,由水电离产生的;
③0.01mol•L-1的NaOH溶液,c(OH-)=0.01 mol•L-1,由水电离产生的;
④0.001mol•L-1的NaOH溶液,c(OH-)=0.001 mol•L-1,由水电离产生的;
由水电离产生的H+的物质的量浓度之比(①:②:③:④)为;
故答案为C。
10. 下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图象,其中图象和实验结论表达均正确的是
a
b
c
d
A(g)+3B(g)⇌2C(g)
A(g)+3B(g)⇌2C(g)
A(g)+B(g)⇌2C(g)
FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl
A. a是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图象,正反应ΔH<0
B. b建立的平衡过程中,曲线I比曲线II反应时活化能低
C. c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象,压强P1>P2
D. d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后,化学反应速率随时间变化的图象
【答案】B
【解析】
【详解】A.升温反应速率加快、吸热方向的速率增加得更快,由图知,升温正反应速率升增加得更快,说明正反应方向是吸热方向正反应ΔH>0,A错误;
B. 由图知,曲线I与曲线II建立的是同一个平衡、但曲线I反应速率更快、因此使用了催化剂,催化剂能降低反应的活化能,则曲线I比曲线II反应时活化能低,B正确;
C.A(g)+B(g)⇌2C(g) 是气体分子总数不变的反应,改变压强对于平衡没有影响、即难以确定压强P1与P2的相对大小,C错误;
D.平衡体系中的反应为,溶液中溶入少量KCl晶体后,对化学反应速率、平衡体系均不发生影响,D错误;
答案选B。
11. 如图中曲线表示一定条件下一定量的锌粒与足量的稀硫酸反应的过程。若使曲线b变为曲线a,可采取的措施是
A. 加入少量的硫酸铜固体 B. 加热使溶液温度升高
C. 加入氯化钠固体 D. 加入碳酸钠固体
【答案】B
【解析】
【分析】由图像可知,曲线b变为曲线a,反应速率加快,生成氢气的物质的量不变。
【详解】A.加入少量的硫酸铜固体,部分锌和硫酸铜反应生成铜,构成铜锌原电池,反应速率加快,但和硫酸反应的锌质量减小,生成氢气的物质的量减小,A项不选;
B.加热使温度升高,反应速率加快,生成氢气的物质的量不变,B项选;
C.加入氯化钠固体,氢离子浓度不变,反应速率不变,C项不选;
D.加入碳酸钠固体,碳酸钠和稀硫酸反应,氢离子浓度降低,反应速率减慢,D项不选;
答案选B。
12. 均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一,如图所示(和为速率常数)。下列说法错误的是
A. 相同条件下,基元反应I比II的活化能低
B. 基元反应I中氧元素的化合价发生变化
C. 基元反应II的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+
D. 芬顿反应进行的过程中,整个体系的几乎不变(忽略体积变化)
【答案】D
【解析】
【分析】A中根据图中速率公式,根据反应速率与活化能之间的关系进行判断;B中根据图中铁元素的化合价的变化判断,发生氧化还原反应;C中根据图示进行书写化学方程式;D中根据总反应过程中溶质的变化,根据浓度的变化判断进行判断酸碱性。
【详解】A.由题干信息可知,k1>k2,说明相同条件下,基元反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快,活化能越低反应速率越快,即基元反应Ⅰ比Ⅱ的活化能低,A正确;
B.由题干信息可知,基元反应Ⅰ为:H++H2O2+Fe2+=Fe3++·OH+H2O,故基元反应I中氧元素的化合价发生变化,B正确;
C.由题干信息可知,基元反应Ⅱ的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+,C正确;
D.基元反应Ⅰ为:H++H2O2+Fe2+=Fe3++·OH+H2O,基元反应Ⅱ的化学方程式为 H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+,而基元反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快,总反应不是简单基元反应Ⅰ加上基元反应Ⅱ,则芬顿反应进行的过程中,整个体系的pH会发生变化 (忽略体积变化),D错误;
故选D。
13. 密闭容器中进行的可逆反应: 在不同温度 和 及压强(p₁和p₂)下,混合气体中B 的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是
A. ,正反应为吸热反应
B. 正反应为吸热反应
C. 正反应为放热反应
D. 正反应为放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】由题图可知,压强相同时,T1时先达到平衡状态,说明T1温度高,反应速率快,T1>T2;
温度越高,B的质量分数越小,说明升高温度平衡正向移动,故正反应为吸热反应,△H>0;
温度相同时,p2时先达到平衡状态,说明p2大,反应速率快,p2>p1;
压强越大,B的质量分数越大,说明增大压强平衡逆向移动,正反应为气体分子数增大的反应,即a+b<c;
综上所述,答案选B。
14. 一定温度下,向一恒压密闭容器中加入一定量的和,发生反应:。按初始投料比为1∶1和1∶3投料,得到不同压强条件下的平衡转化率变化曲线。下列说法错误的是
A.
B. A点的压强平衡常数MPa
C. B点时向容器中按投料比投入一定量反应物,再次平衡后转化率不变
D. C点时向容器中充入一定量,可逆反应向正向移动达到新的平衡
【答案】D
【解析】
【详解】A.相同压强时,曲线中转化率更小,所以,A正确;
B.利用A点数据求平衡常数;A点转化率为50%,根据化学反应方程式,列三段式,设mol,mol由三段式计算为:
,MPa,B正确;
C.B点平衡状态下,向恒压密闭容器中再按继续投料,通过构建等效平衡可知,再次平衡后转化率保持不变,C正确;
D.向恒压密闭容器充入惰性气体,容器体积增大,容器中气体压强不变,其效果相当于减压(各气体浓度同等倍数减小),可逆反应将向逆向(气体分子数增多的方向)移动建立新平衡,D错误;
答案选D。
二、填空题
15. 无论在化学世界里还是在日常生活中,酸是广泛存在而又非常重要的物质。回答下列问题。
(1)已知:25℃时,。常温下,将pH和体积均相同的和溶液分别稀释,溶液pH随加水体积的变化如图:
①曲线I代表________溶液(填“”或“”)。
②a、b两点pH相同,其对应的溶液中,水的电离程度a________b(填“>”、“<”或=”)。
③向上述溶液和溶液分别滴加等浓度的NaOH溶液,当恰好中和时,消耗NaOH溶液体积分别为和,则________(填“>”、“<”或“=”)。
④酸度(AG)也可表示溶液的酸碱性,。常温下,pH=2的硝酸溶液AG=________。
(2)亚磷酸是一种二元弱酸,工农业用途广泛。已知常温下溶液中含磷粒子的浓度之和为,溶液中含磷粒子的物质的量分数()与溶液pH的关系如图所示。
①写出亚磷酸的第一步电离方程式___________。
②随溶液pH的变化用曲线________表示(填“1”、“2”或“3”)。
③反应的平衡常数________。(填具体数值)
【答案】(1) ①. ②. = ③. < ④. 10
(2) ①. ②. 3 ③.
【解析】
【小问1详解】
①醋酸为弱酸,稀释时还会不断电离,所以pH变化较慢,则曲线Ⅰ代表HNO3溶液;
②酸对水的电离平衡起抑制作用,酸性越强,水的电离程度越小,图中pH为a=b,故酸性一样,水的电离程度一样;
③pH和体积均相同的CH3COOH溶液和HNO3溶液,HNO3酸性强于CH3COOH,CH3COOH的浓度大于HNO3的浓度,若向上述CH3COOH和HNO3溶液中分别滴加等浓度的NaOH溶液,恰好中和时消耗NaOH溶液体积分别为V1和V2,由于酸的体积相等,浓度越大,酸的物质的量越大,消耗NaOH的体积就越大,故V1<V2;
④常温下,pH=2的硝酸溶液中c(OH-)==10-12,AG=lg=10;
【小问2详解】
①亚磷酸H3PO3是二元弱酸,第一步电离方程式为;
②H3PO3是二元弱酸,随着NaOH溶液的加入,溶液中c(H3PO3)逐渐减小、c(H2)先增大后减小、c()逐渐增大,即随着pH的增大,δ(H3PO3)逐渐减小、δ(H2)先增大后减小、δ()逐渐增大,则曲线δ1、δ2、δ3分别表示H3PO3、H2、的物质的量分数,随溶液pH的变化用曲线3表示;
③由图可知,pH=1.43时c(H2)=c(H3PO3),此时H3PO3的电离平衡常数Ka1=×c(H+)=c(H+)=10-1.43,Ka2=10-6.54,的平衡常数K=====105.11。
三、解答题
16. 某学习小组为探究CH3COOH的电离情况,进行了如下实验。
【实验一】配制并测定醋酸中CH3COOH的浓度。
(1)配制250mL稀醋酸,用_______(填标号)量取25.00mL于锥形瓶中,加入几滴_______溶液作指示剂。
(2)用的NaOH溶液滴定,达到滴定终点的操作和现象为_______。
(3)4次滴定消耗NaOH溶液的体积记录如下:
实验次数
1
2
3
4
滴定前
滴定终点
消耗NaOH溶液的体积/mL
24.98
25.02
26.88
第4次滴定消耗NaOH溶液的体积为_______mL,则所配稀醋酸的物质的量浓度约为_______(保留4位有效数字)。
【实验二】探究浓度对CH3COOH电离程度的影响。用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH,结果如下:
浓度/()
0.0100
0.1000
pH
3.38
2.88
(4)由表中数据计算CH3COOH的电离常数_______。
(5)从表中数据可以计算得出:随着CH3COOH浓度的增大,CH3COOH的电离程度将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. a ②. 酚酞
(2)当滴入最后半滴NaOH溶液时,锥形瓶中溶液颜色由无色变成浅红色,且30s内不褪色
(3) ①. 25.00 ②. 0.1000
(4)
(5)减小
【解析】
【分析】NaOH溶液滴定醋酸,达到滴定终点时最终产物为醋酸钠,溶液呈碱性,应选用酚酞作指示剂;根据系数关系计算醋酸的物质的量浓度;由计算电离常数。
【小问1详解】
图中a为酸式滴定管,b为碱式滴定管,稀醋酸应选用酸式滴定管,故选仪器a;用NaOH溶液滴定醋酸,达到滴定终点时产物为醋酸钠,溶液呈碱性,应选用酚酞作指示剂;
【小问2详解】
用NaOH溶液滴定醋酸,选用酚酞作指示剂,达到滴定终点的操作和现象应为;当滴入最后半滴NaOH溶液时,锥形瓶中溶液颜色由无色变成浅红色,且30s内不褪色;
【小问3详解】
滴定前溶液体积约为0.70mL,滴定后溶液体积约为25.70mL,故滴定消耗NaOH溶液的体积为25.70mL-0.70mL=25.00 mL;由于第3次实验数据与其他实验相差较大,所以要舍去,,由可得;
【小问4详解】
0.100醋酸溶液pH为2.88,小于1,说明醋酸为弱电解质,未完全电离,,又由得,故0.100醋酸溶液;
【小问5详解】
分析表中数据,0.0100醋酸溶液pH为3.38,而0.100醋酸溶液pH为2.88,大于2.38,c说明随着CH3COOH浓度的增大,CH3COOH的电离程度减小。
17. 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景:工业上一般以CO和为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:。
(1)已知:;。则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成和水蒸气时的热化学方程式为_______。
(2)下列措施中有利于增大反应:的反应速率且利于反应正向进行的是_______。
A. 使用高效催化剂
B. 降低反应温度
C. 随时将与反应混合物分离
D. 增大体系压强(减小容器容积)
(3)一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和发生反应:,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①A、B、C三点平衡常数的大小关系是_______。
②压强_______填“”“”或“=”),若,则A点的_______为以分压表示的平衡常数;分压=总压物质的量分数)。
③在和条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:_______(填“”“”或“=”)。
【答案】(1) (2)D
(3) ①. ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
反应①:;
反应②:;
反应③:。
由式可得气态甲醇完全燃烧生成和水蒸气的反应:,由盖斯定律可得该反应的反应热==,则表示1 mol气态甲醇完全燃烧生成和水蒸气时的热化学方程式为:;
【小问2详解】
A.使用高效催化剂,能增大反应速率,但催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,不能使该反应正向进行,A不符合题意;
B.降低反应温度,反应速率减小,但该反应是放热反应,降低反应温度,利于反应正向进行,B不符合题意;
C.随时将与反应混合物分离,生成物浓度减小,反应速率减小,但有利于反应正向进行,C不符合题意;
D.该反应是气体分子数减少的反应,增大体系压强(减小容器容积),能增大反应速率,且利于反应正向进行,D符合题意;
故选D。
【小问3详解】
①该反应是放热反应,其他条件相同时,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,则,且平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,则,所以A、B、C三点平衡常数的大小关系是;
②该反应是气体分子数减少的反应,其他条件相同时,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,则结合图示可知压强;若,由图可知A点CO的平衡转化率为0.5,则达到平衡时CO的变化量为,建立三段式:
,平衡时各气体总物质的量为2 mol,则A点的;
③由图可知,在和条件下,CO的转化率:D<B,且B点已达到平衡,由D点到B点过程中,CO的转化率增大,说明平衡正向进行,则此时正、逆反应速率之间的关系:v正>v逆。
18. 丙烷(C3H8)氧化脱氢(ODHP)是一种极具前景的丙烯(C3H6)制备技术,主要反应如下: 。回答下列问题:
(1)其他条件相同时,在不同的硼基催化剂作用下,一定时间内丙烷的转化率与反应温度的变化关系如图所示。
①在480℃时,在相同的条件下为使丙烷的转化率最大,应选择的催化剂是_______(填标号)。
A.4%Ni@BOx/BN B.2%B/SiO2 C.2%B/BN D.BN
②图中丙烷的转化率随温度升高而上升的原因可能是________。
③经研究发现,硼基催化剂必须在500℃以上才能提供足够的活性,但此时丙烷的转化率开始下降,原因可能是________。
④丙烷氧化脱氢除生成C3H6外,还会过度氧化生成CO、CO2等物质,此过程______(填“吸收”或“释放”)能量。
(2)天津大学巩金龙教授团队通过将二氧化钛与金属镍结合,开发了一种新型的Ni@TiOx催化剂。这种催化剂不仅成本低、环境友好,而且在丙烷脱氢反应: 中展现出高选择性和高稳定性。
①已知:
物质
丙烷(C3H8)
丙烯(C3H6)
氢气
燃烧热/()
则丙烷脱氢反应的_______(用、、表示)。
②在总压恒定为100kPa的密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体进行丙烷脱氢反应(N2不参与反应)。已知通入气体中C3H8的物质的量分数为0.4,在温度为T℃时,C3H8的平衡转化率为50%。则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______kPa(提示:以平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数,化为最简式)。
③从热力学角度考虑,__________有利于C3H6的生成(写出两点)。
【答案】(1) ①. A ②. 温度升高,催化剂活性增强,反应速率变大 ③. 该反应是放热反应,达到平衡后温度升高,平衡逆向移动,导致丙烷转化率下降 ④. 释放
(2) ①. ②. 或16.67 ③. 升高温度、增大体积减小压强或及时移出H2等合理说法
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,在480℃时,在相同的条件下使用4%Ni@BOx/BN催化剂时,丙烷的转化率最大,因此选A;
②图中丙烷的转化率随温度升高而上升的原因可能是:温度升高,催化剂活性增强,反应速率变大;
③经研究发现,硼基催化剂必须在500℃以上才能提供足够的活性,但此时丙烷的转化率开始下降,原因可能是:该反应是放热反应,达到平衡后温度升高,平衡逆向移动,导致丙烷转化率下降;
④丙烷过度氧化生成CO、CO2等物质,即燃烧反应,燃烧过程放出热量,因此此过程释放能量。
【小问2详解】
①由表格数据可得:,,,
则丙烷脱氢反应的;
②设混合气体的物质的量为xmol,则气体中C3H8的物质的量为0.4xmol,N2的物质的量为0.6xmol,根据三段式计算可得,,则T℃时各物质物质的量分数为,、,则该反应的平衡常数Kp=;
③从热力学角度考虑,升高温度、增大体积减小压强或及时移出H2等都能使平衡正向移动,均有利于C3H6的生成。
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