内容正文:
实验中心2024级高二上第二次月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 Cl:35.5 Fe:56 I:127
一、单选题:本题共10小题,每小题2分,共20分。 每小题只有1个选项符合题目要求。
1. 下列对于反应方向说法不正确的是
A. 放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B. 催化剂可以使非自发反应变为自发反应
C. 碳酸钙分解反应能否自发进行,主要由ΔS决定
D. 已知2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) ΔH= -78.03 kJ·mol-1,此反应在任何温度下都能自发进行
2. 下列能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
B. 合成氨工业采用高温更有利于氨的合成
C. 为保存FeCl2溶液,要在溶液中加入少量铁粉
D. 对平衡体系增大压强可使颜色变深
3. 一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:,下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法,正确有
①
②容器内气体压强不再变化
③混合气体的密度不再改变
④4molH-O键断裂的同时,有4molH-F键断裂
⑤的浓度之比为1:2:4
A. ①②④ B. ③④⑤ C. ②③④ D. ②③⑤
4. 某同学将等量的和充入如图所示的注射器中,进行反应。下列说法错误的是
A. 反应过程中,混合气体总压强一直不变
B. 反应达到平衡时,
C. 反应达到平衡时,和的转化率相等
D. 增大压强,混合气体的颜色变深,平衡逆向移动
5. 一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g),发生反应。,测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A.
B. 2 min时,改变的条件可能是向容器中通入惰性气体,使压强增大
C. 0~2 min内,
D. 反应至3 min时,反应速率:
6. 下列说法不正确的是
A. 配制溶液时,向溶液中加入少量稀硫酸,以抑制的水解
B. 蒸干灼烧氯化铁溶液,即可得到纯净的氯化铁晶体
C. 泡沫灭火器的原理为:
D. NaHS溶液显碱性,是因为的水解程度大于电离程度
7. 数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要数学手段,从如图所示图像得出的结论正确的是
A. 图甲: B. 图乙:时刻改变的条件可能是加入催化剂
C. 图丙: D. D.图丁:
8. 下列关于溶液酸碱性的说法正确的是
A. 溶液中若mol·L-1,则,溶液显酸性
B. 25℃时,的氨水和的等体积混合,所得溶液的
C. 常温下,能使甲基橙指示剂变黄的溶液一定呈中性或碱性
D. 在t℃()时,将的强碱与的强酸溶液混合,所得混合液的,则强碱与强酸的体积比为2:99
9. 常温下,分别取未知浓度的NaOH溶液和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液的pH变化如图所示。下列叙述正确的是
A. P线代表HA的稀释图像且HA为强酸
B. 水的电离程度:
C. 将Z点溶液稀释100倍,所得溶液
D. 向HA溶液中加入少量NaOH固体,HA的电离平衡正向移动,增大
10. 某温度下的水溶液中,。x与y的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 该温度下水的离子积
B. 该温度下溶液的
C. 已知酸度,则该温度下,盐酸的
D. 向a点溶液中加入适量溶液,可实现a点向b点移动
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全对的得2分,有选错的得0分。
11. 乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 使用更高效的催化剂可降低反应的活化能,不改变反应热
B. 乙烯水合制乙醇的反应为放热反应
C. 三步反应中第②步为决速步
D. 适当升高温度目的是提高分子的能量
12. 由下列实验事实所得出的结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
密闭容器中发生反应,压缩容器体积,气体颜色变深
增大压强,平衡向逆反应方向移动
B
在恒温恒容下发生反应,的体积分数不再变化
该反应达到了平衡状态
C
浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应,前者反应速率快
金属与酸的反应中,酸的浓度对反应速率无影响
D
加热盛有溶液的试管,溶液变为黄色,冰水冷却后变为蓝色
A. A B. B C. C D. D
13. 为探究温度、浓度对化学平衡的影响,利用的水解反应取四支试管,按下图进行实验,下列说法正确的是
A. 微热试管a中溶液,黄色加深,故
B. 试管b加水后,水解平衡正向移动,溶液中浓度减小
C. 试管c比试管b黄色更深,说明试管c中水解平衡正向移动,该反应平衡常数K增大
D. 试管d比试管b橙色更深,说明水解平衡逆向移动,使浓度增大
14. 25℃时,向氢硫酸溶液中滴加NaOH溶液,测得、、的物质的量分数随溶液pH变化的分布曲线如图所示。
下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示、
B. 的电离常数的数量级为
C. NaHS溶液中:
D. 25℃时,溶液的
15. 和等可组成缓冲溶液。常温下,某水溶液中微粒浓度比的对数值和与pH的关系如图。常温下,,。下列说法正确的是
A. 线II表示与pH的关系
B. 水的电离程度:
C.
D. 当时,
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 碳酸及碳酸盐与自然界碳的循环有着密切的联系。
(1)已知常温常压下,空气中溶于水达到平衡时,溶液pH=5.60,。
①写出一级电离的电离方程式:___________。
②若忽略水的电离及的第二级电离,则一级电离的平衡常数___________。(已知。计算结果保留小数点后两位)
(2)已知的,HClO的电离常数。写出下列反应的离子方程式:
①少量通入过量的溶液中:___________。
②少量通入过量的NaClO溶液中:___________。
(3)人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持pH稳定。已知正常人体血液在正常体温时,的一级电离常数,,。由题给数据可算得正常人体血液的pH约为___________,当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的值将___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
17. 在室温下,下列四种浓度均为的溶液,请根据要求填写下列空白:
①溶液;②溶液;③溶液;④氨水
(1)溶液①呈___________(填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是___________(用离子方程式表示)。
(2)溶液①至④中,从小到大的顺序是___________。
(3)25℃时,向氨水中加入同体积同浓度的盐酸。下列说法正确的是___________。
a. b.
(4)常温下,某水溶液M中存在的离子有、、、、,存在的分子有、。
①写出酸的电离方程式:___________。
②若溶液M由溶液与溶液混合而得,则溶液M的pH___________(填“”、“”或“”)7。
18. 某温度下,在2L恒容密闭容器中、、三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为_______。
(2)反应起始至(设),的平均反应速率是_______。若开始压强为,则时容器中气体的分压为_______(气体的分压等于该气体的体积分数乘以总压)。
(3)在时,(正)_______(逆)(填>,<,或者=),下列可判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母,下同)。
A.正逆(Y) B.、的反应速率比为
C.混合气体的密度不变 D.生成的同时生成
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______。
A. 其他条件不变,及时分离出产物 B. 适当降低温度
C. 其他条件不变,增大的浓度 D. 保持温度不变,将容器体积压缩为
19. Ⅰ.甲醇是重要的化工原料之一,也可作燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应i:
反应ii:
现将6molCO2和8molH2充入2L的恒温刚性密闭容器中,若只发生反应i,测得的氢气物质的量随时间变化如图中实线所示:
(1)下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是_______(填选项字母)。
A. 混合气体中c(CO2):c(H2):c(CH3OH)=1:3:1 B. 混合气体的密度保持不变
C. 压强保持不变 D.
(2)a点正反应速率_______(填“大于”、“等于”或“小于”)b点逆反应速率。
(3)仅改变某一实验条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,对应的实验条件改变的是_______________。
(4)一定条件下,单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图所示。温度高于710K时,随温度的升高转化率降低的原因可能是_______________。
Ⅱ.自然界中的固氮反应是将转化为含氮氧化物。在100kPa时,反应中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如下左图,反应中的平衡转化率与温度的关系曲线如下右图。
(5)上左图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率,则_______点对应的压强最大。
(6)100kPa、25℃时,平衡体系中,列式计算平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
20. 我国力争2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,利用CO2,H2为原料合成CH3OH的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________。
(2)为提高的产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
a.高温高压 b.低温高压 c.高温低压 d.低温低压
(3)一定温度下,向压强恒为的密闭容器中通入和,充分反应后,测得平衡转化率为50%,选择性为80%,该温度下的分压为___________。[]
(4)研究者向恒压()密闭装置中通入反应物混合气(混合比例),测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示。(甲醇时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。
①请解释甲醇时空收率“抛物线”前半段升高的原因:_______________。
②为获得最大的甲醇时空收率,根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为___________(填字母)。
A.,210℃ B.,220℃ C.,240℃ D.,220℃
③二氧化碳加氢制甲醇的速率方程可表示为,其中为速率常数,各物质分压的指数为反应级数,和为初始分压。实验结果表明,速率常数与反应级数均受反应温度的影响。使用催化剂时,反应温度由169℃升高到223℃,若反应级数,反应级数不变,试计算速率常数之比___________。
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实验中心2024级高二上第二次月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 Cl:35.5 Fe:56 I:127
一、单选题:本题共10小题,每小题2分,共20分。 每小题只有1个选项符合题目要求。
1. 下列对于反应方向说法不正确的是
A. 放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B. 催化剂可以使非自发反应变为自发反应
C. 碳酸钙分解反应能否自发进行,主要由ΔS决定
D. 已知2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) ΔH= -78.03 kJ·mol-1,此反应在任何温度下都能自发进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.放热反应(ΔH<0)在低温下可能自发,即使熵减(ΔS<0),此时-TΔS较小,ΔG=ΔH-TΔS仍可能为负;吸热反应(ΔH>0)若要自发,必须满足ΔS>0且高温使TΔS>ΔH,A正确。
B.催化剂仅降低活化能,加快反应速率,不改变ΔG,无法使非自发反应(ΔG>0)变为自发,B错误。
C.碳酸钙分解是吸热反应(),若要自发,必须是熵增反应(),从根本上说,是熵增效应驱动了反应的发生,因此“主要由决定”的说法正确,C正确。
D.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) ΔH= -78.03kJ·mol-1反应ΔH<0且ΔS>0(生成气体),ΔG=ΔH-TΔS恒为负(无论温度高低),因此任何温度下均自发,D正确。
综上所述,答案为B。
2. 下列能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
B. 合成氨工业采用高温更有利于氨的合成
C. 为保存FeCl2溶液,要在溶液中加入少量铁粉
D. 对平衡体系增大压强可使颜色变深
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验室用排饱和食盐水收集氯气,因饱和食盐水中Cl-浓度高,抑制与水的反应,符合勒夏特列原理,即增大产物浓度使平衡左移,A正确;
B.合成氨的反应是放热反应,高温不利于氨的合成,采用高温是为了提高反应速率,以及在此温度下,确保催化剂活性最大,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.保存溶液加铁粉是为了防止被氧化为,离子方程式为,属于氧化还原反应,与浓度变化引起的平衡移动无关,C错误;
D.反应前后气体分子数相等,加压虽使浓度增大导致颜色加深,但平衡不移动,此现象与勒夏特列原理无关,D错误;
故选A。
3. 一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:,下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法,正确有
①
②容器内气体压强不再变化
③混合气体的密度不再改变
④4molH-O键断裂的同时,有4molH-F键断裂
⑤的浓度之比为1:2:4
A. ①②④ B. ③④⑤ C. ②③④ D. ②③⑤
【答案】C
【解析】
【分析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
【详解】①错误:化学平衡状态时,用不同物质表示的正、逆反应速率之比应等于其化学计量数之比,即,整理得。题中给出的关系为,反应未达平衡状态;
②正确:反应前后气体物质的量从3 mol(SiF4+ 2H2O)变为4 mol(4HF),恒容下压强与气体物质的量成正比,压强不变说明平衡;
③正确:气体总质量因生成固体SiO2而减少,密度=,当气体总质量不再变化时,密度不变,表明平衡;
④正确:正反应断裂4 mol H-O键对应1 mol反应,逆反应断裂4 mol H-F键对应1 mol反应,速率相等时说明平衡;
⑤错误:浓度比等于化学计量数不能说明是否不再变化,可能为初始状态而非平衡;
综上,②③④正确,选C。
4. 某同学将等量的和充入如图所示的注射器中,进行反应。下列说法错误的是
A. 反应过程中,混合气体总压强一直不变
B. 反应达到平衡时,
C. 反应达到平衡时,和的转化率相等
D. 增大压强,混合气体的颜色变深,平衡逆向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),反应前后气体分子总数不变(1+1=2)。在恒温条件下,根据理想气体状态方程PV=nRT,反应过程中气体总物质的量n不变,则总压强P一直不变,A正确;
B.平衡常数K的表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,该反应平衡时K=,B正确;
C.起始时H2和I2的物质的量相等,且二者按1:1的计量数之比反应,故反应达到平衡时,二者的消耗量相等,转化率(转化率=消耗量/起始量×100%)相等,C正确;
D.增大压强时,容器体积减小,I2(有颜色)的浓度增大,混合气体颜色变深;但该反应前后气体分子总数相等,增大压强平衡不移动,D错误;
答案选D。
5. 一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g),发生反应。,测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A.
B. 2 min时,改变的条件可能是向容器中通入惰性气体,使压强增大
C. 0~2 min内,
D. 反应至3 min时,反应速率:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由反应方程式可知,Δc(A):Δc(B):Δc(D)=1:3:x。0~2 min内,A(曲线Ⅰ)浓度从1.0 mol/L降至0.9 mol/L,Δc(A)=0.1 mol/L;B(曲线Ⅲ)浓度从1.0 mol/L降至0.7 mol/L,Δc(B)=0.3 mol/L(符合1:3);D(曲线Ⅱ)浓度从0升至0.1 mol/L,Δc(D)=0.1 mol/L。则Δc(D)=xΔc(A),即0.1=x×0.1,解得x=1,A正确;
B.2 min时,各物质浓度变化速率明显加快(曲线斜率增大),恒容时通入惰性气体,各反应物、生成物浓度不变,反应速率不变,与图像中速率加快矛盾,B错误;
C.0~2 min内,B的Δc=0.3 mol/L,,C正确;
D.3 min时,A、B浓度仍在降低,D浓度仍在升高,说明反应正向进行,v正>v逆,D正确;
故答案选:B。
6. 下列说法不正确的是
A. 配制溶液时,向溶液中加入少量稀硫酸,以抑制的水解
B. 蒸干灼烧氯化铁溶液,即可得到纯净的氯化铁晶体
C. 泡沫灭火器的原理为:
D. NaHS溶液显碱性,是因为的水解程度大于电离程度
【答案】B
【解析】
【详解】A.发生水解反应:,加入稀硫酸可增大浓度,抑制水解,正确;
B.溶液中存在水解平衡:,蒸干时HCl挥发促使水解完全,得到,灼烧时分解生成,无法得到氯化铁晶体,错误;
C.泡沫灭火器中和发生完全双水解,离子方程式为,生成的可用于灭火,正确;
D.的电离会产生使溶液显酸性,水解会产生使溶液显碱性,NaHS溶液显碱性说明的水解程度大于电离程度,正确;
故答案选B。
7. 数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要数学手段,从如图所示图像得出的结论正确的是
A. 图甲: B. 图乙:时刻改变的条件可能是加入催化剂
C. 图丙: D. D.图丁:
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲中容器体积未知,无法计量用浓度表示的A的反应速率,A错误;
B.图乙中时刻正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,可能是加入了催化剂,也可能是对反应前后气体分子数不变的反应增大了压强,故改变的条件可能是加入催化剂,B正确;
C.对图中反应升高温度,正反应增大的速率大于逆反应增大的速率,说明平衡正向移动,该反应是吸热反应,焓变大于0,C错误;
D.根据先拐先平数据大,由下面两根曲线得到P2>P1,增大压强,C%增大,说明正向移动,即正向是体积减小的反应,即,D错误;
故选B。
8. 下列关于溶液酸碱性的说法正确的是
A. 溶液中若mol·L-1,则,溶液显酸性
B. 25℃时,的氨水和的等体积混合,所得溶液的
C. 常温下,能使甲基橙指示剂变黄的溶液一定呈中性或碱性
D. 在t℃()时,将的强碱与的强酸溶液混合,所得混合液的,则强碱与强酸的体积比为2:99
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液的酸碱性取决于溶液中浓度与浓度相对大小,溶液中若mol·L-1,未指明温度,不能说明,A错误;
B.25℃时,的氨水和的等体积混合,充分反应后氨水过量,溶液显碱性,所得溶液的,B错误;
C.甲基橙在溶液的pH大于4.4时显黄色,常温下,能使甲基橙指示剂变黄的溶液可能呈酸性、中性或碱性,C错误;
D.设酸溶液的体积为xL、碱溶液的体积为yL、的强碱溶液中mol/L,的强酸溶液中mol/L,混合溶液的,则混合溶液中mol/L,根据混合溶液中mol/L,解得:,D正确;
故选D。
9. 常温下,分别取未知浓度的NaOH溶液和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液的pH变化如图所示。下列叙述正确的是
A. P线代表HA的稀释图像且HA为强酸
B. 水的电离程度:
C. 将Z点溶液稀释100倍,所得溶液
D. 向HA溶液中加入少量NaOH固体,HA的电离平衡正向移动,增大
【答案】B
【解析】
【分析】图像中,线的始终小于7,说明线代表酸性溶液;线的始终大于7,代表碱性溶液;对于P线(HA):当稀释倍数的对数lgn=1(即稀释10倍)时,变化小于1个单位,说明HA为弱酸(强酸稀释10倍变化应为1);对于Q线(NaOH):强碱稀释时随稀释倍数增大而减小,符合图像趋势。
【详解】A.P线代表HA,但HA为弱酸(稀释10倍pH变化小于1),A错误;
B.Z点(),水电离的;Y点(),水电离的;X点(),水电离的,因此水的电离程度:,B正确;
C.Z点是溶液(碱性),将其稀释100倍,溶液仍为碱性,则>7,C错误;
D.只与温度有关,加入固体(消耗)会促进HA电离,但Ka不变,D错误;
故选B。
10. 某温度下的水溶液中,。x与y的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 该温度下水的离子积
B. 该温度下溶液的
C. 已知酸度,则该温度下,盐酸的
D. 向a点溶液中加入适量溶液,可实现a点向b点移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.水的离子积,由图可知,直线上任意点满足,则,A项正确;
B.溶液中,则,,B项正确;
C.盐酸中,,,C项错误;
D.a点、,加入后增大,减小,可移动到b点,D项正确;
答案选C。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全对的得2分,有选错的得0分。
11. 乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 使用更高效的催化剂可降低反应的活化能,不改变反应热
B. 乙烯水合制乙醇的反应为放热反应
C. 三步反应中第②步为决速步
D. 适当升高温度目的是提高分子的能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,但不改变反应的始态和终态能量,故反应热不变,A正确;
B.由能量图可知,反应物的能量高于产物的能量,反应为放热反应,,B正确;
C.决速步由活化能最大的步骤决定,第①步的活化能(第一个峰与起始能量差)大于第②、③步,故第①步为决速步,C错误;
D.升高温度可提高分子平均能量,使更多分子达到活化能变成活化分子,增大活化分子百分数,加快反应速率,D正确;
故答案为:C。
12. 由下列实验事实所得出的结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
密闭容器中发生反应,压缩容器体积,气体颜色变深
增大压强,平衡向逆反应方向移动
B
在恒温恒容下发生反应,的体积分数不再变化
该反应达到了平衡状态
C
浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应,前者反应速率快
金属与酸的反应中,酸的浓度对反应速率无影响
D
加热盛有溶液的试管,溶液变为黄色,冰水冷却后变为蓝色
A. A B. B C. C D. D
【答案】BD
【解析】
【详解】A.反应是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,A错误;
B.二氧化硫的体积分数不再变化说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,B正确;
C.盐酸是强酸,在溶液中完全电离,醋酸是弱酸,在溶液中部分电离,浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应,前者反应速率快是因为溶液中氢离子浓度前者较大所致,所以不能得到金属与酸的反应中,酸的浓度对反应速率无影响的结论,C错误;
D.由题意可知,四水合铜离子为蓝色,四氯合铜离子为黄色,加热盛有氯化铜溶液的试管,溶液变为黄色,冰水冷却后变为蓝色说明升高温度,平衡向正反应方向移动,降低温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为吸热反应,D正确;
故选BD。
13. 为探究温度、浓度对化学平衡的影响,利用的水解反应取四支试管,按下图进行实验,下列说法正确的是
A. 微热试管a中溶液,黄色加深,故
B. 试管b加水后,水解平衡正向移动,溶液中浓度减小
C. 试管c比试管b黄色更深,说明试管c中水解平衡正向移动,该反应平衡常数K增大
D. 试管d比试管b橙色更深,说明水解平衡逆向移动,使浓度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.微热试管a中溶液,升温后黄色加深,平衡正向移动,则该反应的ΔH>0,故A错误;
B.试管b加水后,促进水解平衡正向移动,反应离子方程式中所有离子浓度均减小,Kh不变, 增大,故B错误;
C.试管c比试管b黄色更深,说明加入氢氧化钠,中和氢离子,试管c中水解平衡正向移动,但平衡常数只受温度的影响,平衡常数不变,故C错误;
D.d中加硫酸,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,溶液橙色变深,浓度增大,故D正确;
故选D。
14. 25℃时,向氢硫酸溶液中滴加NaOH溶液,测得、、的物质的量分数随溶液pH变化的分布曲线如图所示。
下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示、
B. 的电离常数的数量级为
C. NaHS溶液中:
D. 25℃时,溶液的
【答案】BC
【解析】
【分析】随pH增大,H2S浓度逐渐减小、HS-的浓度先增大后减小、S2-浓度增大;c(H2S)=c(HS-)时,pH=6.9,则=10-6.9;同理,c(S2-)=c(HS-)时,pH=13.0,Ka2(H2S)=10-13。
【详解】A.在溶液存在电离过程:、,随着NaOH溶液的滴加,电离程度增大,H2S浓度逐渐减小、HS-的浓度先增大后减小、S2-浓度增大,故曲线Ⅰ表示、曲线Ⅱ表示,曲线Ⅲ表示,A错误;
B.根据氢硫酸的电离方程式可知,,a点,则,B正确;
C.b点,则,NaHS的水解常数,故的水解程度大于其电离程度,NaHS溶液呈碱性,则,C正确;
D.溶液中,部分水解使溶液呈碱性,溶液中的小于,溶液的,D错误;
故选BC。
15. 和等可组成缓冲溶液。常温下,某水溶液中微粒浓度比的对数值和与pH的关系如图。常温下,,。下列说法正确的是
A. 线II表示与pH的关系
B. 水的电离程度:
C.
D. 当时,
【答案】AD
【解析】
【分析】时,,,pH=-lgc(H+)=5-lg1.7=4.8,故I代表与pH的关系,II代表与pH的关系,时,。
【详解】A.根据分析,II代表与pH的关系,A正确;
B.酸对水的电离有抑制作用,酸性越强,水的电离程度越小,a→b的过程中pH增大,溶液酸性减弱,水的电离程度增大,即水的电离程度:,B错误;
C.,C错误;
D.由图可知,pH=4.8时,,pH=7.8时, ,此时,D正确;
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 碳酸及碳酸盐与自然界碳的循环有着密切的联系。
(1)已知常温常压下,空气中溶于水达到平衡时,溶液pH=5.60,。
①写出一级电离的电离方程式:___________。
②若忽略水的电离及的第二级电离,则一级电离的平衡常数___________。(已知。计算结果保留小数点后两位)
(2)已知的,HClO的电离常数。写出下列反应的离子方程式:
①少量通入过量的溶液中:___________。
②少量通入过量的NaClO溶液中:___________。
(3)人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持pH稳定。已知正常人体血液在正常体温时,的一级电离常数,,。由题给数据可算得正常人体血液的pH约为___________,当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的值将___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②.
(3) ①. 7.4 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
①H2CO3是二元弱酸,分步电离,第一级电离方程式为。
②若忽略水的电离及的第二级电离,该溶液中,H2CO3电离的平衡常数。
【小问2详解】
由电离平衡常数可知,酸性强弱为,据此解答:
① 少量通入过量溶液,和水反应生成的、均只能与反应生成,不会产生,反应的离子方程式为:。
② 少量通入过量溶液,因为酸性,所以反应只能生成,无法得到,反应的离子方程式为:。
【小问3详解】
正常人体血液在正常体温时,,H2CO3的一级电离常数,,则,,。一定温度下,当过量的酸进入血液中时c(H+)增大,Ka1不变,则血液缓冲体系中的值将变小,故的值将变大。
17. 在室温下,下列四种浓度均为的溶液,请根据要求填写下列空白:
①溶液;②溶液;③溶液;④氨水
(1)溶液①呈___________(填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是___________(用离子方程式表示)。
(2)溶液①至④中,从小到大的顺序是___________。
(3)25℃时,向氨水中加入同体积同浓度的盐酸。下列说法正确的是___________。
a. b.
(4)常温下,某水溶液M中存在的离子有、、、、,存在的分子有、。
①写出酸的电离方程式:___________。
②若溶液M由溶液与溶液混合而得,则溶液M的pH___________(填“”、“”或“”)7。
【答案】(1) ①. 酸 ②.
(2)④②①③ (3)b
(4) ①. 、 ②.
【解析】
【小问1详解】
属于强酸弱碱盐,在溶液中能够发生水解(),故其水溶液为酸性,其水解方程式为:;
【小问2详解】
溶液①至④中,溶液①②③属于盐,可以完全电离出,但会进一步发生水解:,溶液中的氯离子对于水解即无促进作用也无抑制作用;溶液中也可以发生水解,且其水解生成氢氧根离子,对于水解有促进作用,故其浓度会比溶液中的小; 溶液中可以电离出氢离子,对于水解有抑制作用,故其浓度会比溶液中的大;溶液④氨水中的为弱电解质,不能完全电离,故中最小,故溶液①②③④中的浓度从小到大为:④②①③。
【小问3详解】
向氨水中加入同体积同浓度的盐酸,发生的化学反应的反应方程式为: ,参加反应的氨水和盐酸的物质的量之比为,加入的氨水和盐酸同浓度同体积,故恰好反应,反应结束产物为;可以完全电离,但会发生水解,故,据此解题:
a.为强酸弱碱盐,溶液显酸性,故,a错误;
b.由于产物为,根据物料守恒(),含氯的只有氯离子,含氮原子的有铵根离子和一水合氨分子,故,b正确;
故选b。
【小问4详解】
①溶液中既含有和,也存在的分子,则可说明为二元弱酸,会发生两步电离,其电离方程式为:第一步,第二步。
②溶液与溶液反应的方程式为:,二者物质的量浓度和体积均相同,故其产物为,由上分析可知,其为强碱弱酸盐,故溶液 大于7。
18. 某温度下,在2L恒容密闭容器中、、三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为_______。
(2)反应起始至(设),的平均反应速率是_______。若开始压强为,则时容器中气体的分压为_______(气体的分压等于该气体的体积分数乘以总压)。
(3)在时,(正)_______(逆)(填>,<,或者=),下列可判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母,下同)。
A.正逆(Y) B.、的反应速率比为
C.混合气体的密度不变 D.生成的同时生成
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______。
A. 其他条件不变,及时分离出产物 B. 适当降低温度
C. 其他条件不变,增大的浓度 D. 保持温度不变,将容器体积压缩为
【答案】(1)2X(g)⇌3Y(g)+Z(g)
(2) ①. 0.08mol·L-1·min-1 ②.
(3) ①. > ②. D (4)CD
【解析】
【小问1详解】
由图像可以看出X为反应物,Y和Z为生成物,当反应达到tmin时,∆n(X)=0.8mol,∆n(Y)=1.2mol,∆n(Z)=0.4mol,化学反应中,各物质的物质的量变化值与化学计量数呈正比,则∆n(X)∶∆n(Y)∶∆n(Z)=2∶3∶1,所以反应的化学方程式为2X(g)⇌3Y(g)+Z(g);
【小问2详解】
反应起始至tmin(设t=5),X的平均反应速率v(X)==0.08mol·L-1·min-1;相同条件下,气体的压强等于其物质的量之比,,则分压为;
【小问3详解】
在时,生成物的物质的量还在增加,反应向正向进行,故(正)>(逆);
A.当正逆(Y)时,反应达到平衡状态,当正逆(Y)时,反应未达到化学平衡状态,A错误;
B.任意时刻化学反应速率之比等于化学计量数比,、的反应速率比一直为,不能判断反应已达到化学平衡状态,B错误;
C.混合气体的质量不变,体积不变,密度恒定不变,不能判断反应已达到化学平衡状态,C错误;
D.生成的同时生成,说明正逆反应相等,能判断反应已达到化学平衡状态,D正确;
故选D;
【小问4详解】
A.其他条件不变,及时分离出产物,生成物浓度减小,化学反应速率减小,A错误;
B.适当降低温度,化学反应速率减小,B错误;
C.其他条件不变,增大X的浓度,化学反应速率增大,C正确;
D.保持温度不变,将容器体积压缩为,相当于压强增大,化学反应速率增加,D正确;
故选CD。
19. Ⅰ.甲醇是重要的化工原料之一,也可作燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应i:
反应ii:
现将6molCO2和8molH2充入2L的恒温刚性密闭容器中,若只发生反应i,测得的氢气物质的量随时间变化如图中实线所示:
(1)下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是_______(填选项字母)。
A. 混合气体中c(CO2):c(H2):c(CH3OH)=1:3:1 B. 混合气体的密度保持不变
C. 压强保持不变 D.
(2)a点正反应速率_______(填“大于”、“等于”或“小于”)b点逆反应速率。
(3)仅改变某一实验条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,对应的实验条件改变的是_______________。
(4)一定条件下,单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图所示。温度高于710K时,随温度的升高转化率降低的原因可能是_______________。
Ⅱ.自然界中的固氮反应是将转化为含氮氧化物。在100kPa时,反应中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如下左图,反应中的平衡转化率与温度的关系曲线如下右图。
(5)上左图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率,则_______点对应的压强最大。
(6)100kPa、25℃时,平衡体系中,列式计算平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)CD (2)大于
(3)加压或增大二氧化碳的浓度
(4)该反应是放热反应,随温度的升高,710K之后平衡逆向移动,CO2的转化率下降
(5)B (6)0.06
【解析】
【小问1详解】
A.混合气体中c(CO2)∶c(H2)∶c(CH3OH)=1∶3∶1时,不能体现同一物质表示的正、逆反应速率相等,也不能体现各个物质的浓度不再变化,不能说明反应已经达到平衡状态,A不符合题意;
B.根据质量守恒,混合气体的总质量不变,刚性容器体积不变,根据密度公式可知,混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度不变时,不能说明反应已经达到平衡状态,B不符合题意;
C.反应i为气体分子数减少的反应,反应开始至达到平衡过程,压强不断减小,当压强保持不变时,能表明该反应已经达到平衡状态,C符合题意;
D.由反应i可知,当时有,即同一物质表示的正、逆反应速率相等,能表明该反应已经达到平衡状态,D符合题意;
故选CD。
【小问2详解】
由图可知,a点到b点过程n(H2)一直在减小,说明反应一直正向进行,正反应速率始终大于逆反应速率,即a点正反应速率大于b点逆反应速率。
【小问3详解】
虚线消耗氢气速率更快,但平衡时氢气的物质的量减小,说明平衡正向移动,且氢气的转化率增大,因该反应为气体分子数减少的反应,则改变的实验条件可能是加压或增大二氧化碳的浓度。
【小问4详解】
710 K之前反应没有达到平衡,随温度的升高,反应速率增大,因此的转化率增大,但反应i是放热反应,710 K之后随温度的升高,平衡逆向移动,的转化率下降。
【小问5详解】
左图中曲线上各点为等压不等温,通过控制变量做等温线确定A、B、C三点与曲线的交点,A、C在曲线的下方,相对于等压线,NO的平衡转化率降低,则平衡逆向移动,为减小压强所致,B点相对于等压线,NO的平衡转化率增大,则平衡正向移动,为增大压强所致,从而确定曲线以下的点压强小于100 kPa,曲线以上的点压强大于100 kPa,所以B点对应的压强最大。
【小问6详解】
由图3可知,100 kPa、25 ℃时NO2的平衡转化率为80%,设NO2起始的物质的量为1 mol,则反应转化了0.8 mol NO2,剩余0.2 mol NO2、生成0.4 mol N2O4,平衡时总的物质的量为0.6 mol,则平衡常数。
20. 我国力争2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,利用CO2,H2为原料合成CH3OH的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________。
(2)为提高的产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
a.高温高压 b.低温高压 c.高温低压 d.低温低压
(3)一定温度下,向压强恒为的密闭容器中通入和,充分反应后,测得平衡转化率为50%,选择性为80%,该温度下的分压为___________。[]
(4)研究者向恒压()密闭装置中通入反应物混合气(混合比例),测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示。(甲醇时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。
①请解释甲醇时空收率“抛物线”前半段升高的原因:_______________。
②为获得最大的甲醇时空收率,根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为___________(填字母)。
A.,210℃ B.,220℃ C.,240℃ D.,220℃
③二氧化碳加氢制甲醇的速率方程可表示为,其中为速率常数,各物质分压的指数为反应级数,和为初始分压。实验结果表明,速率常数与反应级数均受反应温度的影响。使用催化剂时,反应温度由169℃升高到223℃,若反应级数,反应级数不变,试计算速率常数之比___________。
【答案】(1)
(2)b (3)
(4) ①. 温度升高,反应速率加快,时空收率增大 ②. A ③. 2
【解析】
【小问1详解】
已知反应Ⅰ.,反应Ⅱ.,反应Ⅲ的平衡常数,根据平衡常数与反应的关系,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,根据盖斯定律,所以反应Ⅲ的热化学方程式为。
【小问2详解】
反应Ⅰ是气体分子数减少的放热反应,要提高的产率,需要使平衡正向移动。降低温度,平衡向放热反应(正向)移动;增大压强,平衡向气体分子数减少的方向(正向)移动,所以理论上应采用的条件是低温高压,所以选b;
【小问3详解】
已知向恒压为的密闭容器中通入和,平衡转化率为50%,则消耗的物质的量为,又因为选择性为80%,所以生成消耗的物质的量为,生成消耗的物质的量为,列出三段式:
,平衡气体的总物质的量为。的分压。
【小问4详解】
①在“抛物线”前半段,温度升高,反应速率加快,单位时间内生成的甲醇增多,所以甲醇时空收率增大;②根据图像,催化剂在210℃时甲醇时空收率最大,所以选A;③已知使用催化剂时,反应温度由169℃升高到223℃,反应级数,反应级数不变,根据图像可知169℃、223℃条件下甲醇时空收率之比为,即速率之比为,恒压密闭装置中通入一定量的反应物混合气,则、,根据速率方程,速率常数之比。
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