内容正文:
2027届高二上半期考试试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23
一、选择题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列图示实验中,操作规范的是
A.加热试管中的液体
B.用pH试纸测定溶液pH
C.调控滴定速度
D.向试管中滴加溶液
A. A B. B C. C D. D
2. 分类是认识和研究物质的一种常用科学方法,下列物质的分类完全正确的一组是
选项
A
B
C
D
强电解质
Ba(OH)2
BaSO4
HF
HClO4
弱电解质
HI
NH3·H2O
Fe(OH)3
HClO
非电解质
SO2
乙醇
NH3
Cl2
A. A B. B C. C D. D
3. 利用如图所示装置测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热,下列说法正确的是
A. 向盐酸中加入氢氧化钠溶液时沿玻璃棒缓慢倒入
B. 揭开杯盖,用玻璃棒搅拌,让溶液混合均匀
C. 用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,不影响实验结果
D. 改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的△H偏大
4. 已知。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③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
B. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
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. 步骤③中使用催化剂不会改变反应的
5. 汽车尾气净化器中发生的反应为,下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 该反应反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C. 采用高温条件有利于提高平衡转化率
D. 该反应使用催化剂能加快反应速率的原因是降低了活化能,提高了活化分子百分数
6. 烷烃裂解是石油炼制中获取低碳烷烃和低碳烯烃等化工原料的重要途径。正丁烷(CH3CH2CH2CH3)催化裂解为乙烷和乙烯的反应历程如下(*代表催化剂):
下列说法错误的是
A. 反应①为正丁烷的吸附过程
B. 过渡态中稳定性最强的是TS1
C. 正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反应为放热反应
D. 正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的决速步骤是反应②
7. 常温下,下列各组离子在指定条件下能大量共存的是
A. 使酚酞变红的溶液中:
B. 澄清透明的溶液中:
C. 使的溶液中:
D. 由水电离的的溶液中:
8. 一定温度下,把6molA和5molB通入容积为4L的恒容密闭容器中发生反应 ,反应经过5min达到平衡状态I,此时生成2molC,化学反应速率随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. ,平衡时
B. ,A的平均反应速率为
C. 时刻改变的条件一定是加入催化剂
D. 时刻改变的条件一定是升温
9. 下列装置正确且进行实验可以达到相应实验目的的是
A.测定锌与稀硫酸反应的速率
B.探究温度对反应速率的影响
C.测定盐酸的浓度
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
10. 向两个锥形瓶中分别加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入盐酸、醋酸溶液,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 镁条与两种酸的反应均为放热反应
B. 上述两种酸溶液的导电能力相同
C. 醋酸的平均反应速率呈现“慢—快—慢”的趋势
D. 300 s内平均反应速率
11. 某水溶液中不同温度下pH和pOH的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 若,则
B. e点溶液中通入,可使e点迁移至d点
C. 若,则该温度下将的稀硫酸与的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
D. f、d两点的比较,前者大
12. 常温下将4mL0.2 mol·L-1 FeCl3溶液与4mL0.5 mol·L-1 KSCN溶液混合(忽略溶液混合体积的变化)后发生如下反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,测得溶液中c(Fe3+)随时间的变化趋势如图所示,下列说法正确的是
A. 生成Fe3+的速率P<N<M
B. 向P中加入少量铁粉,c(Fe3+)减小,平衡逆向移动,发生的离子方程式是:Fe+Fe3+=2Fe2+
C. 该反应的平衡常数为1000
D. 其他条件不变,若将P点溶液各组分浓度均变为原来的2倍,平衡逆向移动
13. 常温下,分别取未知浓度的和溶液,加水稀释至原体积的倍,稀释过程中,两溶液的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 为弱碱,为强酸
B. 将X点溶液与Z点溶液等体积混合,所得溶液呈碱性
C. 若升高温度,点对应溶液的均不变
D. 水的电离程度:
14. 等浓度的两种一元酸和分别用同一浓度的溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 起始酸性:HA>HB B. 起始浓度:
C. HA和HB起始溶液体积相同 D. 滴定HA和HB均可用甲基橙作指示剂
二、非选择题(本题共4个小题,共58分。)
15. I.在一定温度下,4 L恒容密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)根据题中数据写出该反应的化学方程式:____________________。
(2)平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比是___________。
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-198 kJ·mol-1。
(3)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_________(填曲线标记字母),其判断理由是________________________。
(4)在一定温度下,向2.0 L固定容积的密闭容器中充入2 mol H2和1 mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见表:
时间/min
0
20
40
80
100
n(H2)/mol
2.0
1.4
0.85
0.4
-
n(CO)/mol
1.0
-
0.425
0.2
0.2
n(CH3OCH3)/mol
0
0.15
-
-
0.4
n(H2O)/mol
0
0.15
0.2875
0.4
0.4
①0~20min的平均反应速率v(CO)=_______mol·L-1·min-1。
②达到平衡时,H2的转化率为________。
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=_______。(列出计算式即可)
④能表明该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.CO的转化率等于H2O的产率 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
16. I、已知室温下,部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示:
弱电解质
CH3COOH
HClO
H2CO3
NH3·H2O
电离平衡常数
1.75×10-5
4.0×10-8
Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
1.8×10-5
(1)书写一水合氨的电离方程式:______________。
(2)计算0.1 mol·L-1醋酸溶液的电离度α=_________(已知)。
(3)H2CO3第一级电离的平衡常数表达式Ka1=________;上述3种酸的酸性由强到弱的顺序为_________(写化学式)。
(4)向10 mL一定浓度的CH3COOH溶液中加入蒸馏水稀释至100 mL的过程中,醋酸的电离程度_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)常温下,0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列数据变大的是________(填序号)。
A.c(H+) B. C. D. E.
17. 某学习小组为测定浓度并探究其电离情况,进行了如下实验。
【实验一】配制250 ml 0.1000 的NaOH标准溶液
(1)称量时,用分析天平称量NaOH___________g(精确度0.0001g)。
(2)在配制上述溶液实验中,下列操作引起结果偏低的有___________。(填序号)
A. 在烧杯中溶解搅拌时,溅出少量溶液
B. 没有用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,并将洗涤液移入容量瓶中
C. 容量瓶中原来存有少量蒸馏水
D. 胶头滴管加水定容时俯视刻度线
【实验二】测定的浓度
(3)量取20.00 mL待测醋酸溶液于锥形瓶中,加入几滴___________溶液作指示剂。
(4)用0.1000 的NaOH溶液滴定,达到滴定终点的操作和现象为___________;滴定终点读数时,俯视滴定管读数,则会引起结果___________。(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
(5)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,则该醋酸溶液的物质的量浓度为___________(精确到0.0001 mol·L-1)。
【实验三】
(6)用pH计测定25℃时0.1000 mol/L的醋酸的pH为2.88,计算的电离常数___________。(要求在答题卡指定位置写出计算过程)
18. 甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料,第19届亚运会主火炬塔的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇,实现循环内的零排放,这也是首次在大型体育赛事上使用这种绿色燃料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
则的反应热___________ (用含、、的代数表示)。
(2)在恒容的密闭体系中进行反应。下列示意图正确且能说明该反应进行到时刻达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(3)常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应历程如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。
①上述合成甲醇的反应历程中,决速步的化学方程式为___________。
②在恒温恒容的密闭容器中进行上述反应,下列有利于提高的平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.使用更加高效的催化剂 B.充入少量氦气(He)
C.减小起始投料比 D.将水蒸气及时分离出来
(4)恒压下,将和按体积比1∶3混合,在不同催化剂作用下发生
反应Ⅰ: 和反应Ⅱ: ,
在相同时间段内的选择性和产率随温度变化如图(其中,的选择性)。
根据上图判断合成甲醇的适宜的工业条件是___________。
(5)一定条件下,将2mol和4mol充入密闭容器中,发生反应:,的平衡转化率与温度、平衡总压强的关系如图所示。
①、,由大到小的顺序为___________。
②在条件下255℃时,该反应的压强平衡常数___________(MPa)-2(为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
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2027届高二上半期考试试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23
一、选择题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列图示实验中,操作规范的是
A.加热试管中的液体
B.用pH试纸测定溶液pH
C.调控滴定速度
D.向试管中滴加溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热试管中液体时,液体体积不能超过试管容积的1/3,图中试管内液体过多,加热时液体易沸腾溅出,操作不规范,A错误;
B.测定溶液pH时,不能将pH试纸直接浸入待测液中,该操作会污染试剂,正确操作是将干燥的pH试纸放在洁净玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部,再与标准比色卡比对,B错误;
C.该图为酸式滴定管的操作,用左手控制滴定管活塞,通过转动活塞可以精准调控液体的滴加速度,操作规范,C正确;
D.向试管中滴加溶液时,胶头滴管不能伸入试管内部,应竖直悬空在试管口上方,否则易污染滴管进而污染原试剂瓶内的药品,操作不规范,D错误;
故选C。
2. 分类是认识和研究物质的一种常用科学方法,下列物质的分类完全正确的一组是
选项
A
B
C
D
强电解质
Ba(OH)2
BaSO4
HF
HClO4
弱电解质
HI
NH3·H2O
Fe(OH)3
HClO
非电解质
SO2
乙醇
NH3
Cl2
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.HI在水中完全电离产生自由移动的H+、I-,因此HI为强电解质,A错误;
B.物质分类符合概念,B正确;
C.HF在水中只有一部分电离产生自由移动的H+、F-,主要以电解质分子存在,在溶液中存在电离平衡:HFH++F-,因此HF为弱电解质,C错误;
D.Cl2是单质,不是化合物,Cl2因此既不属于电解质,也不属于非电解质,D错误;
故合理选项是B。
3. 利用如图所示装置测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热,下列说法正确的是
A. 向盐酸中加入氢氧化钠溶液时沿玻璃棒缓慢倒入
B. 揭开杯盖,用玻璃棒搅拌,让溶液混合均匀
C. 用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,不影响实验结果
D. 改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的△H偏大
【答案】D
【解析】
【详解】A.向盐酸中加入氢氧化钠溶液时,要快速倒入,减少热量散失。A错误;
B.揭开杯盖,用玻璃棒搅拌,会造成热量散失,B错误;
C.用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,会造成热量散失,使测量热量数值偏小,C错误;
D.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液,一水合氨电离会吸热,放出热量偏小,△H偏大,D正确;
故答案选D。
4. 已知。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③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
B. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
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. 步骤③中使用催化剂不会改变反应的
【答案】A
【解析】
【分析】氮气和氢气经步骤①干燥净化除去杂质,再经过加压催化制取氨气,经步骤④将氨气液化分离出来可提高转化率,剩余氮气和氢气循环使用既可提高原料利用率也可以增大反应物浓度,提高反应速率。
【详解】A.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,A错误;
B.步骤①中“净化”是除去杂质,以防止催化剂中毒,B正确;
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,C正确;
D.反应热与反应途径无关,只与反应的始态和终态有关,故使用催化剂不会改变反应的,故D正确;
故选A。
5. 汽车尾气净化器中发生的反应为,下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 该反应反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C. 采用高温条件有利于提高平衡转化率
D. 该反应使用催化剂能加快反应速率的原因是降低了活化能,提高了活化分子百分数
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应正向为气体分子总数减小的反应,即正向熵减,,A错误;
B.该反应为放热反应,即反应物的键能总和小于生成物的键能总和,B错误;
C.该反应为放热反应,升高温度使平衡逆向移动,不利于提高平衡转化率,C错误;
D.该反应使用催化剂能降低了活化能,提高了活化分子百分数,使活化分子浓度增大,过而加快反应速率,D正确;
故选D。
6. 烷烃裂解是石油炼制中获取低碳烷烃和低碳烯烃等化工原料的重要途径。正丁烷(CH3CH2CH2CH3)催化裂解为乙烷和乙烯的反应历程如下(*代表催化剂):
下列说法错误的是
A. 反应①为正丁烷的吸附过程
B. 过渡态中稳定性最强的是TS1
C. 正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反应为放热反应
D. 正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的决速步骤是反应②
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,反应①中没有新物质生成,是正丁烷的吸附过程,故A正确;
B.反应物的能量越高,越不稳定,由图可知,TS1的能量最高,稳定性最差,故B错误;
C.由图可知,正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,故C正确;
D.反应的活化能越大,反应速率越慢,化学反应的决速步骤为慢反应,由图可知,反应②的活化能最大,反应速率最慢,则正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的决速步骤是反应②,故D正确;
故选B。
7. 常温下,下列各组离子在指定条件下能大量共存的是
A. 使酚酞变红的溶液中:
B. 澄清透明的溶液中:
C. 使的溶液中:
D. 由水电离的的溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.使酚酞变红的溶液呈碱性,存在OH-,OH-与反应生成碳酸根离子,不能大量共存,故A不选;
B.澄清透明溶液中该组离子彼此不发生反应,可以大量共存,故B选;
C.,即c(H+)=,溶液呈酸性,能发生氧化还原反应不能大量共存,故C不选;
D.由水电离的,可知水的电离被抑制,溶液可能为酸溶液,也可能为碱溶液,若为酸溶液不能大量共存,若为碱溶液不能大量共存,故D不选;
故选:B。
8. 一定温度下,把6molA和5molB通入容积为4L的恒容密闭容器中发生反应 ,反应经过5min达到平衡状态I,此时生成2molC,化学反应速率随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. ,平衡时
B. ,A的平均反应速率为
C. 时刻改变的条件一定是加入催化剂
D. 时刻改变的条件一定是升温
【答案】D
【解析】
【详解】A.5min达到平衡状态I,平衡时, A错误;
B.5min达到平衡状态I,此时生成2molC,则反应的A的物质的量为3mol,A的平均反应速率为, B错误;
C.时刻平衡不移动,速率加快,改变的条件可能是加入催化剂,也可能是加大压强(反应前后气体物质计量数和相同,压强不影响平衡移动),C错误;
D.时刻速率加快,且平衡逆向移动,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,且加反应速率,故改变的条件一定是升温,D正确;
故选D。
9. 下列装置正确且进行实验可以达到相应实验目的的是
A.测定锌与稀硫酸反应的速率
B.探究温度对反应速率的影响
C.测定盐酸的浓度
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.长颈漏斗未形成液封,锌与稀硫酸反应生成的氢气会从长颈漏斗逸出,无法准确测定生成氢气的体积,不能达到测定反应速率的目的,A错误;
B.探究温度对反应速率的影响需保证反应物浓度等其他条件一致,该实验中两组反应物浓度、温度均为变量,无法探究温度的影响,B错误;
C.标准溶液为碱性溶液,应盛装在碱式滴定管中,题给装置使用酸式滴定管,会腐蚀玻璃活塞导致仪器损坏,无法完成滴定测定盐酸浓度,C错误;
D.反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,浓度增大气体颜色加深,降低温度平衡正向移动,浓度减小气体颜色变浅,两组装置仅温度不同,可通过颜色变化探究温度对化学平衡的影响,D正确;
故选D。
10. 向两个锥形瓶中分别加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入盐酸、醋酸溶液,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 镁条与两种酸的反应均为放热反应
B. 上述两种酸溶液的导电能力相同
C. 醋酸的平均反应速率呈现“慢—快—慢”的趋势
D. 300 s内平均反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A. 金属与酸的反应通常为放热反应,且反应过程中气体压强增大除生成H2外,温度升高也会使压强增大,A正确;
B. 盐酸为强酸完全电离,醋酸为弱酸部分电离,相同浓度下盐酸中离子浓度更大,导电能力更强,B不正确;
C. 醋酸反应初期H+浓度低速率慢,随着反应进行醋酸电离平衡右移且反应放热促进电离,H+浓度增大速率加快,后期反应物浓度降低速率减慢,呈现“慢—快—慢”趋势,C正确;
D. 300s时两反应均结束,生成H2量相同,平均反应速率(总气体量变化/时间)相等,D正确;
故选B。
11. 某水溶液中不同温度下pH和pOH的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 若,则
B. e点溶液中通入,可使e点迁移至d点
C. 若,则该温度下将的稀硫酸与的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
D. f、d两点的比较,前者大
【答案】B
【解析】
【分析】由题干图示信息可知,b>a,则d点对应温度下的Kw(d)=c(H+)c(OH-)=10-b×10-b=10-2b,f点对应温度下的Kw(f)= c(H+)c(OH-)=10-a×10-a=10-2a,即Kw(d)<Kw(f),据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,若,即f点对应温度为25℃,又知Kw(d)<Kw(f),则,A正确;
B.已知NH3溶于水呈碱性,即e点溶液中通入NH3,则溶液中OH-浓度增大,H+浓度减小,则POH减小,pH增大,不可使e点迁移至d点,B错误;
C.由分析可知,若,则该温度下Kw=10-12,则将的稀硫酸即c(H+)=10-2mol/L,与的KOH溶液即c(OH-)==10-2mol/L,故等体积混合后H+和OH-完全中和,则溶液显中性,C正确;
D.由分析可知,Kw(d)= 10-2b,Kw(f)= 10-2a,由图可知b>a即Kw(d)<Kw(f),f、d两点的Kw比较,前者大,D正确;
故答案为:B。
12. 常温下将4mL0.2 mol·L-1 FeCl3溶液与4mL0.5 mol·L-1 KSCN溶液混合(忽略溶液混合体积的变化)后发生如下反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,测得溶液中c(Fe3+)随时间的变化趋势如图所示,下列说法正确的是
A. 生成Fe3+的速率P<N<M
B. 向P中加入少量铁粉,c(Fe3+)减小,平衡逆向移动,发生的离子方程式是:Fe+Fe3+=2Fe2+
C. 该反应的平衡常数为1000
D. 其他条件不变,若将P点溶液各组分浓度均变为原来的2倍,平衡逆向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.生成Fe3+的速率受到Fe(SCN)3浓度的影响,Fe(SCN)3浓度越大,生成Fe3+的速率越快,Fe3+浓度越小,Fe(SCN)3浓度越大,由图可知Fe(SCN)3浓度大小为P>N>M,则生成Fe3+的速率为P>N>M,故A错误;
B.向P中加入少量铁粉,发生的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+,c(Fe3+)减小,平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动,故B错误;
C.由图可知,平衡时,原溶液混合后,,达平衡时Fe3+转化的浓度为, SCN-转化的浓度为,Fe(SCN)3生成的浓度为,则平衡时,,,带入平衡常数表达式,故C正确;
D.其他条件不变,若将P点溶液各组分浓度均变为原来的2倍,此时浓度商,平衡正向移动,故D错误;
答案选C。
13. 常温下,分别取未知浓度的和溶液,加水稀释至原体积的倍,稀释过程中,两溶液的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 为弱碱,为强酸
B. 将X点溶液与Z点溶液等体积混合,所得溶液呈碱性
C. 若升高温度,点对应溶液的均不变
D. 水的电离程度:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,将X点HA溶液稀释10倍(即lgn增大1),pH变化小于1,则HA是弱酸;将Y点MOH溶液稀释10倍,pH减小1,则MOH是强碱,,A错误;
B.将X点溶液与Z点溶液等体积混合,发生中和反应后,HA有剩余,所得混合液呈酸性,B错误;
C.MOH是强碱,升高温度,溶液中c(OH-)几乎不变,但KW增大,c(H+)变大,溶液的pH减小,C错误;
D.酸、碱均抑制水的电离,X点溶液中c(H+)=10-5mol·L-1,由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-9mol·L-1,Y、Z点溶液中c(OH-)分别为10-4mol·L-1、10-5mol·L-1,则由水电离出的c(H+)分别为10-10mol·L-1、10-9mol·L-1,故水的电离程度:X=Z>Y,D正确;
故选D。
14. 等浓度的两种一元酸和分别用同一浓度的溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 起始酸性:HA>HB B. 起始浓度:
C. HA和HB起始溶液体积相同 D. 滴定HA和HB均可用甲基橙作指示剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.等浓度的HA、HB,HA的pH小于HB,所以起始酸性:HA>HB,故A正确;
B.HB是弱酸,HB的起始pH=2,所以起始浓度大于0.01mol/L,故B错误;
C.达到滴定终点,消耗氢氧化钠溶液的体积,HA<HB,则起始溶液体积HA<HB,故C错误;
D.HB是弱酸,滴定终点溶液呈碱性,滴定HB用酚酞作指示剂,故D错误;
选A。
二、非选择题(本题共4个小题,共58分。)
15. I.在一定温度下,4 L恒容密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)根据题中数据写出该反应的化学方程式:____________________。
(2)平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比是___________。
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-198 kJ·mol-1。
(3)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_________(填曲线标记字母),其判断理由是________________________。
(4)在一定温度下,向2.0 L固定容积的密闭容器中充入2 mol H2和1 mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见表:
时间/min
0
20
40
80
100
n(H2)/mol
2.0
1.4
0.85
0.4
-
n(CO)/mol
1.0
-
0.425
0.2
0.2
n(CH3OCH3)/mol
0
0.15
-
-
0.4
n(H2O)/mol
0
0.15
0.2875
0.4
0.4
①0~20min的平均反应速率v(CO)=_______mol·L-1·min-1。
②达到平衡时,H2的转化率为________。
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=_______。(列出计算式即可)
④能表明该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.CO的转化率等于H2O的产率 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
【答案】(1)2N(g)M(g)
(2)7:10 (3) ①. a ②. 正反应放热,温度升高,平衡常数减小
(4) ①. 0.0075 ②. 80% ③. ④. B
【解析】
【小问1详解】
由图可知,反应达到平衡时消耗的N为6 mol,生成的M为3 mol,物质的量之比为2:1,且N减小,为反应物、M增加,为生成物,故该反应的化学方程式为;
【小问2详解】
根据pV=nRT,温度,容器体积不变时,压强之比为物质的量之比,所以平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比是(5+2):(2+8)=7:10;
【小问3详解】
反应为4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ•mol-1<0,即正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增加,平衡常数减小,则图中a表示平衡常数K随温度变化关系的曲线;
【小问4详解】
①由表可知,0~20 min的平均反应速率,根据反应速率之比等于系数比,则v(CO)= ;
②80min后n(CO)不再变化,则反应达到平衡,H2的转化率为;
③根据表中数据可知平衡时,,,,该反应的平衡常数;
④A.CO的转化率等于H2O的产率不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.混合气体的总质量不变,该反应是分子总数变化的反应,气体的平均摩尔质量是变化量,混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡,故B正确;
C.v(CO)与v(H2)的比值不变,不能确定正逆反应速率的关系,不能判定平衡,故C错误;
D.混合气体的总质量不变,恒容即体积不变,则混合气体的密度始终不变,不能判定平衡,故D错误;
故答案为B。
16. I、已知室温下,部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示:
弱电解质
CH3COOH
HClO
H2CO3
NH3·H2O
电离平衡常数
1.75×10-5
4.0×10-8
Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
1.8×10-5
(1)书写一水合氨的电离方程式:______________。
(2)计算0.1 mol·L-1醋酸溶液的电离度α=_________(已知)。
(3)H2CO3第一级电离的平衡常数表达式Ka1=________;上述3种酸的酸性由强到弱的顺序为_________(写化学式)。
(4)向10 mL一定浓度的CH3COOH溶液中加入蒸馏水稀释至100 mL的过程中,醋酸的电离程度_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)常温下,0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列数据变大的是________(填序号)。
A.c(H+) B. C. D. E.
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②.
(4)增大 (5)BD
【解析】
【小问1详解】
一水合氨()是弱电解质,在水溶液中部分电离出铵根离子()和氢氧根离子(),电离方程式需使用可逆符号,书写为:。
【小问2详解】
设醋酸的电离度为。对于弱酸,当电离度远小于1时,,代入电离常数公式,可得 。代入数据得 。结合题目给出的近似条件 ,将 近似为 进行计算,得到 。
【小问3详解】
碳酸是二元弱酸,分步电离,其第一级电离方程式为 ,对应的平衡常数表达式为 。相同温度下,弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强。对比表格中的数据可知:,因此这三种酸的酸性由强到弱的顺序为 。
【小问4详解】
弱电解质溶液在加水稀释的过程中,溶液体积增大,离子浓度减小,根据勒夏特列原理,电离平衡向着粒子数增多(即电离)的方向移动,因此醋酸的电离程度增大。
【小问5详解】
A.加水稀释促进醋酸电离,但溶液体积增大的影响占主导地位,导致溶液中 减小,故A不符合题意;
B.该比值可变形为 ,稀释过程中 减小,而温度不变则 不变,因此该比值变大,故B符合题意;
C.(水的离子积常数),该常数仅受温度影响,常温下加水稀释时 保持不变,故C不符合题意;
D.稀释过程中 减小,由于 不变,则 必然增大,因此比值 变大,故D符合题意;
E.该表达式即为醋酸的电离平衡常数 ,温度不变,平衡常数不变,故E不符合题意;
故选BD。
17. 某学习小组为测定浓度并探究其电离情况,进行了如下实验。
【实验一】配制250 ml 0.1000 的NaOH标准溶液
(1)称量时,用分析天平称量NaOH___________g(精确度0.0001g)。
(2)在配制上述溶液实验中,下列操作引起结果偏低的有___________。(填序号)
A. 在烧杯中溶解搅拌时,溅出少量溶液
B. 没有用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,并将洗涤液移入容量瓶中
C. 容量瓶中原来存有少量蒸馏水
D. 胶头滴管加水定容时俯视刻度线
【实验二】测定的浓度
(3)量取20.00 mL待测醋酸溶液于锥形瓶中,加入几滴___________溶液作指示剂。
(4)用0.1000 的NaOH溶液滴定,达到滴定终点的操作和现象为___________;滴定终点读数时,俯视滴定管读数,则会引起结果___________。(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
(5)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,则该醋酸溶液的物质的量浓度为___________(精确到0.0001 mol·L-1)。
【实验三】
(6)用pH计测定25℃时0.1000 mol/L的醋酸的pH为2.88,计算的电离常数___________。(要求在答题卡指定位置写出计算过程)
【答案】(1)1.0000 (2)AB
(3)酚酞 (4) ①. 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 ②. 偏低
(5) ①. 25.00 ②. 0.1250
(6)0.1000mol/L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,c(CH3COOH)≈0.1000mol/L,又由得c(CH3COO-)≈c(H+)=10-2.88,故0.1000mol/L醋酸溶液Ka=
【解析】
【分析】配制250 ml 0.1000 的NaOH标准溶液的步骤有:①计算,②称量,③溶解,④洗涤,⑤定容,⑥摇匀;误差分析根据公式c=进行判断;
滴定法测定醋酸浓度,用标准NaOH溶液滴定醋酸溶液,终点显碱性,选择酚酞做指示剂,读数时平视读数,根据c1v1=c2v2进行计算。
【小问1详解】
配制250ml 0.1000的NaOH标准溶液,称量时,用分析天平称量NaOH的质量为250 ×10-3L×0.1000×40g/mol=1.0000g;
【小问2详解】
A.在烧杯中溶解搅拌时,溅出少量溶液,溶质偏小,所以浓度偏小,A正确;
B.没有用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,并将洗涤液移入容量瓶中,溶质偏小,所以浓度偏小,B正确;
C.容量瓶中原来存有少量蒸馏水,不影响浓度,C错误;
D.胶头滴管加水定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大,D错误;
故选AB;
【小问3详解】
用NaOH溶液滴定醋酸生成的醋酸钠为碱性,选用酚酞作指示剂;
【小问4详解】
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;滴定终点读数时,俯视滴定管读数,会使本次读数小,则记录的标准溶液体积偏小,使最终测得的醋酸浓度偏低;
【小问5详解】
第4次滴定前溶液的体积为0.70mL,滴定后溶液体积为25.70mL,所以第4次滴定消耗NaOH溶液的体积为25.00mL;由表中数据可知,第3次误差较大,需要舍去,故三次平均消耗NaOH溶液的体积为,则该醋酸溶液的物质的量浓度为;
【小问6详解】
0.1000mol/L醋酸溶液pH为2.88,大于1,说明醋酸为弱电解质,未完全电离,c(CH3COOH)≈0.1000mol/L,又由得c(CH3COO-)≈c(H+)=10-2.88,故0.1000mol/L醋酸溶液Ka=。
18. 甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料,第19届亚运会主火炬塔的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇,实现循环内的零排放,这也是首次在大型体育赛事上使用这种绿色燃料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
则的反应热___________ (用含、、的代数表示)。
(2)在恒容的密闭体系中进行反应。下列示意图正确且能说明该反应进行到时刻达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(3)常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应历程如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。
①上述合成甲醇的反应历程中,决速步的化学方程式为___________。
②在恒温恒容的密闭容器中进行上述反应,下列有利于提高的平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.使用更加高效的催化剂 B.充入少量氦气(He)
C.减小起始投料比 D.将水蒸气及时分离出来
(4)恒压下,将和按体积比1∶3混合,在不同催化剂作用下发生
反应Ⅰ: 和反应Ⅱ: ,
在相同时间段内的选择性和产率随温度变化如图(其中,的选择性)。
根据上图判断合成甲醇的适宜的工业条件是___________。
(5)一定条件下,将2mol和4mol充入密闭容器中,发生反应:,的平衡转化率与温度、平衡总压强的关系如图所示。
①、,由大到小的顺序为___________。
②在条件下255℃时,该反应的压强平衡常数___________(MPa)-2(为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) (2)AC
(3) ①. 或 ②. CD
(4)CZ(Zr-1)T催化剂、230℃
(5) ①. ②. 3.645(或 )
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,得:,则反应热为。
【小问2详解】
A.图A中,时刻之后,不变,说明该反应进行到时刻达到了平衡状态,故A正确;
B.图B中,时刻之后,还在发生变化,说明该反应进行到时刻没有达到平衡状态,故B错误;
C.图C中,时刻之后,不变,即不再增加,不再减少,说明该反应进行到时刻达到了平衡状态,故C正确;
D.图D中,时刻之后,和还在发生变化,说明该反应进行到时刻没有达到平衡状态,故D错误;
故答案为AC。
【小问3详解】
①活化能最高的一步是决速步,如图所示,决速步的化学方程式为或;
②A.催化剂高效与否,只影响反应速率,不影响化学平衡,故A错误;
B.恒容下充入少量氦气,各组分的浓度不变,不影响化学平衡,故B错误;
C.减小起始投料比,相当于增大的浓度,平衡正向移动,有利于提高的平衡转化率,故C正确;
D.将水蒸气及时分离出来,促使平衡正向移动,有利于提高的平衡转化率,故D正确;
故答案为CD。
【小问4详解】
使用催化剂,甲醇的选择性和产率均更高;温度为230℃时,在催化剂作用下,甲醇的产率最高,故答案为催化剂、230℃。
【小问5详解】
①该反应是气体分子数减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,的平衡转化率增大,由图可知,温度一定时,、、条件下的二氧化碳的平衡转化率依次增大,则压强由大到小的顺序为;
②255℃、条件下,反应达到平衡时二氧化碳的转化率为,由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可知,平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气的平衡分压分别为、、、,则255℃时,该反应的压强平衡常数。
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