精品解析:贵州黔西南州顶兴高级中学有限公司2025-2026学年高二秋季学期1月期末化学试题
2026-09-04
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内容正文:
黔西南州顶兴高级中学高二年级秋季学期期末考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修1
5.可能用到的相对原子质量:Cu64 Ag108
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共计42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列反应中反应物总能量低于生成物总能量的是
A. 甲醇的燃烧 B. 大理石高温分解 C. 锌与盐酸反应 D. 铝热反应
2. 下列热化学方程式及结论均正确的是
A. 已知 ,则的燃烧热是
B. 已知(白磷,s)=4P(红磷,s) ,则红磷比白磷稳定
C. 同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
D. , ,则
3. 反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
4. 一定条件下,反应在密闭容器中进行,下列措施对该反应的速率无影响的是
A. 缩小容器体积 B. 恒容条件下,升高体系温度
C. 恒压条件下,加入一定量C D. 总压强恒定条件下,充入一定量He
5. 镍的羰基化反应原理为:。下列判断正确的是
A. 选择合适的催化剂可提高CO平衡转化率
B. 增加Ni的用量,可以提高的产率
C. 该反应达到平衡时,
D. 其它条件不变,增加CO的浓度,平衡正向移动,反应的平衡常数增大
6. 下列说法中正确的是
A. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程 B. 能够自发进行的反应一定是焓减的过程
C. 的反应就在任何温度下都可自发进行 D. 水凝结成冰的过程中,
7. 下列物质中属于弱电解质的是
A. B. C. NaOH D.
8. 常温下,某水溶液中由水电离出的,该溶液可能是
①NaOH溶液 ②乙醇溶液 ③NaCl溶液 ④HCl溶液
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ③④
9. 下列说法不正确的是
A. 的溶液不一定呈碱性
B. 相同温度下,pH相等的盐酸和溶液中,相等
C. 中和pH和体积均相等的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量相同
D. 将KCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小但仍保持中性
10. 室温下,将0.10mol/LHClO溶液和0.10mol/LNaOH溶液等体积混合(忽略混合后体积变化)。下列关系不正确的是
A.
B.
C.
D.
11. 下列实验操作正确的是
A.由制取无水
B.测定中和反应的反应热
C.测定生成氧气的反应速率
D.滴定时眼睛注视滴定管内液面变化
A. A B. B C. C D. D
12. 如图是某同学设计的原电池装置。下列叙述中不正确的是
A. 电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的正极
B. 电极Ⅱ发生的反应式为:Cu-2e-=Cu2+
C. 盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其中移向溶液
D. 该原电池的总反应为:
13. 甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池,其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是
A. 该装置能将电能转化为化学能
B. 电流由乙电极经导线流向甲电极
C. 负极的电极反应式为:
D. b口通入空气,c口通入甲醇
14. 用溶液滴定未知浓度的溶液。下列说法不正确的是
A. 滴定管为碱式滴定管,为酸式滴定管
B. 用锥形瓶盛装盐酸溶液,若瓶内有少量水则导致测定结果偏低
C. 碱式滴定管在盛装溶液前要用该溶液润洗2~3次
D. 用酚酞作指示剂,达到滴定终点时,溶液颜色从无色变为粉红色,且半分钟内不褪色
二、非选择题(本大题共4小题,共计58分)
15. 煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是_______(填字母)。
A. 灼热的碳与反应 B. 铝和氧化铁反应
C. 受热分解 D. 锌与盐酸反应
(2)通常把拆开1mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键
436
497.3
462.8
计算: _______。
(3)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与Na反应生成的热化学方程式:_______。
(4)二甲醚()是重要的化工原料,可由CO和反应制得,反应的热化学方程式为 ,起始时向容器中充入2mol CO和,某时刻测得该反应放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为_______。
(5)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入_______(填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.氨水
C.溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的_______。
16. I.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。
(1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③⑤⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧
(2)打火机使用的燃料一般是丙烷。已知11g丙烷气体在298K和101kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555kJ,请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零):
①
②
③
___________(用含a、b的代数式表示)。在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的和发生反应③,下列能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.的转化率保持不变 C.的体积分数保持不变
II.我国提出力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。选择性甲烷化是实现“双碳”目标的重要措施。富氢气氛下,均可与发生甲烷化反应:
i.
ii
(4)时,选用镍基催化剂,向1L密闭容器中通入、和进行反应,平衡后测得,。
①的平衡转化率为___________。
②时,反应ii的平衡常数约为___________(填标号)。
A.20 B.2 C.0.2 D.0.02
(5)其他条件相同,反应ii使用两种不同催化剂反应相同的时间,测得的转化率随温度变化的影响如图所示。
根据图像分析,下列说法错误的是___________(填标号)。
A.在范围内,的催化效果比Ni好
B.可以通过改变催化剂种类的方式调控平衡转化率
C.可以通过延长A点的反应时间来提高的平衡转化率
17. 25℃时,有关物质平衡常数的数值如表所示:
CH3COOH
H2SO3
H2S
Ka=1.69×10-5
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
Ka1=1.1×10-7
Ka2=1.0×10-13
H2CO3
HClO
CuS
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka=3.0×10-8
Ksp=6.0×10-36
(1)前三种酸由强到弱的顺序是_______。
(2)同浓度的CH3COO-、SO、CO结合H+能力由大到小的顺序为_______。
(3)初始浓度为0.1mol/L的CH3COOH溶液pH为_______。(已知lg1.3=0.11)
(4)物质的量浓度均为0.1mol/L的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合(体积变化忽略不计),则下列关于混合溶液的说法中不正确的是_______。
A. c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
B. c(Na+)-c(OH-)=c(CH3COO-)-c(H+)
C. c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol/L
D. c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
(5)向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为_______。
(6)反应H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为_______(保留小数点后一位)。
18. 某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时,观察到电流表的指针发生了偏转。请根据如图所示,回答下列问题:
(1)甲池为___________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),通入电极的电极反应为___________。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为___________(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”),丙池中C(Pt)电极反应为___________。
(3)当乙池中B极质量增加5.4g时,假设电解后乙池溶液体积为100mL,则电解后乙池溶液中浓度为___________mol/L,丙池中___________(填“C”或“D”)极析出铜___________g。
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黔西南州顶兴高级中学高二年级秋季学期期末考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修1
5.可能用到的相对原子质量:Cu64 Ag108
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共计42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列反应中反应物总能量低于生成物总能量的是
A. 甲醇的燃烧 B. 大理石高温分解 C. 锌与盐酸反应 D. 铝热反应
【答案】B
【解析】
【分析】反应物总能量低于生成物总能量为放热反应,以此解题。
【详解】A.甲醇燃烧释放热量,为放热反应,A不符合题意;
B.大理石高温分解需吸收热量,为吸热反应,B符合题意;
C.锌与盐酸反应释放热量,为放热反应,C不符合题意;
D.铝热反应释放大量热量,为放热反应,D不符合题意;
故答案选B。
2. 下列热化学方程式及结论均正确的是
A. 已知 ,则的燃烧热是
B. 已知(白磷,s)=4P(红磷,s) ,则红磷比白磷稳定
C. 同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
D. , ,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热要求生成液态水,而题中生成气态水,故燃烧热计算错误,A错误;
B.白磷转化为红磷放热,说明红磷能量更低更稳定,B正确;
C.ΔH只与始态和终态有关,与反应条件无关,C错误;
D.弱酸中和需额外吸热,总放热减少,ΔH2比ΔH1大(ΔH1更小),D错误;
故选B。
3. 反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.,直接给出A的速率,数值为0.15 mol/(L·s),A不符合题意;
B.,根据反应计量比,得,小于A的速率,B不符合题意;
C.,根据反应计量比,得,为最大速率,C符合题意;
D.,根据反应计量比,得,最小,D不符合题意;
答案选C。
4. 一定条件下,反应在密闭容器中进行,下列措施对该反应的速率无影响的是
A. 缩小容器体积 B. 恒容条件下,升高体系温度
C. 恒压条件下,加入一定量C D. 总压强恒定条件下,充入一定量He
【答案】C
【解析】
【详解】A.缩小容器体积会增加气体物质的浓度,从而加快反应速率,因此该措施对反应速率有影响,A不符合题意。
B.恒容条件下升高体系温度会加快分子运动,增加有效碰撞频率,从而加快反应速率,因此该措施对反应速率有影响,B不符合题意。
C.恒压条件下加入固体C,固体C的浓度被视为常数且不影响气体浓度,因此反应速率不变,该措施对反应速率无影响,C符合题意。
D.总压强恒定条件下充入He(惰性气体),为保持总压恒定,容器体积增大,导致气体反应物浓度降低,反应速率减慢,因此该措施对反应速率有影响,D不符合题意;
故选C。
5. 镍的羰基化反应原理为:。下列判断正确的是
A. 选择合适的催化剂可提高CO平衡转化率
B. 增加Ni的用量,可以提高的产率
C. 该反应达到平衡时,
D. 其它条件不变,增加CO的浓度,平衡正向移动,反应的平衡常数增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂只改变反应速率,不影响化学平衡,因此不能提高CO的平衡转化率,A错误;
B.Ni为固体,其浓度在平衡常数中视为常数,增加用量不影响平衡移动,因此不能提高Ni(CO)4的产率,B错误;
C.反应达到平衡时,正逆反应速率相等。用CO表示的正反应速率等于其逆反应速率,即。根据化学计量数关系,同一方向的反应,用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,故。联立以上两式可得,,C正确;
D.增加CO浓度使平衡正向移动,但平衡常数仅与温度有关,不随浓度变化,因此平衡常数不变,D错误;
故选C。
6. 下列说法中正确的是
A. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程 B. 能够自发进行的反应一定是焓减的过程
C. 的反应就在任何温度下都可自发进行 D. 水凝结成冰的过程中,
【答案】C
【解析】
【详解】A.ΔH-TΔS<0即可自发,例如氨气和氯化氢化合为氯化铵晶体的反应是熵减的放热反应,在室温下即可自发,A错误;
B.ΔH-TΔS<0即可自发,例如Ba(OH)2∙8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,即∆H>0,在室温下即可自发,B错误;
C.ΔH<0,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,因此在任何温度下都可自发进行,C正确;
D.水凝结成冰的过程中,液体变为固体,ΔS<0,D错误;
故选C。
7. 下列物质中属于弱电解质的是
A. B. C. NaOH D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.是非极性分子,不溶于水且不发生电离,属于非电解质,A不符合题意;
B.是强酸,在水中完全电离,属于强电解质,不是弱电解质,B不符合题意;
C.NaOH是强碱,在水中完全电离,属于强电解质,不是弱电解质,C不符合题意;
D.在水中部分电离,属于弱电解质,D符合题意;
故答案选D。
8. 常温下,某水溶液中由水电离出的,该溶液可能是
①NaOH溶液 ②乙醇溶液 ③NaCl溶液 ④HCl溶液
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ③④
【答案】A
【解析】
【详解】常温下,水的电离平衡浓度为 ,如果某溶液中由水电离出来的 ,说明水的电离被抑制,溶液可能呈酸性或碱性。②乙醇溶液和③NaCl溶液为中性溶液,不符合题意,①NaOH溶液和④HCl溶液分别为碱溶液和酸溶液,符合题意,故选A。
9. 下列说法不正确的是
A. 的溶液不一定呈碱性
B. 相同温度下,pH相等的盐酸和溶液中,相等
C. 中和pH和体积均相等的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量相同
D. 将KCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小但仍保持中性
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH>7的溶液不一定呈碱性,因为溶液的酸碱性取决于c(OH⁻)与c(H⁺)的相对大小,当温度低于25℃时,水的离子积常数小于,此时中性溶液的pH大于7,因此pH>7的溶液不一定是碱性,A正确;
B.相同温度下,pH相等的盐酸(强酸)和CH3COOH(弱酸)溶液中,c(H⁺)相等,Kw相同,因此c(OH⁻)相等,B正确;
C.中和pH和体积均相等的氨水(弱碱)和NaOH(强碱)溶液,氨水由于部分电离,总碱浓度更高,因此需要更多的HCl中和,C错误;
D.KCl溶液呈中性,加热至80℃时,Kw增大,c(H⁺)和c(OH⁻)等量增大,pH变小但仍保持中性,D正确;
故选C。
10. 室温下,将0.10mol/LHClO溶液和0.10mol/LNaOH溶液等体积混合(忽略混合后体积变化)。下列关系不正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】将0.10mol/L HClO溶液和0.10mol/L NaOH溶液等体积混合,得到0.05mol/L的NaClO溶液;
【详解】A.由电荷守恒,存在,A正确;
B.由质子守恒,存在,B正确;
C.NaClO水解使得溶液显碱性,结合电荷守恒,存在,C正确;
D.由物料守恒,,D错误;
故选D。
11. 下列实验操作正确的是
A.由制取无水
B.测定中和反应的反应热
C.测定生成氧气的反应速率
D.滴定时眼睛注视滴定管内液面变化
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.直接加热会水解生成,继续分解得,无法得到无水,需在HCl气流中加热抑制水解,A错误;
B.测定中和反应的反应热的装置包含隔热层(减少热量损失)、温度计、搅拌器等,装置设计合理,B正确;
C.长颈漏斗未液封,生成的会从漏斗逸出,无法通过注射器测定反应速率,C错误;
D.滴定时应观察锥形瓶内溶液的颜色变化,而非滴定管内液面,D错误;
故答案选B。
12. 如图是某同学设计的原电池装置。下列叙述中不正确的是
A. 电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的正极
B. 电极Ⅱ发生的反应式为:Cu-2e-=Cu2+
C. 盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其中移向溶液
D. 该原电池的总反应为:
【答案】C
【解析】
【分析】据图可知,原电池的总反应为,负极失电子,发生氧化反应,电极反应式为,正极得电子,发生还原反应,电极反应式为;据此作答。
【详解】A.依据分析,电极Ⅰ为正极,发生还原反应,A正确;
B.电极Ⅱ为负极,电极反应式为,B正确;
C.原电池中盐桥的作用是连通电路,平衡电荷;盐桥中的阴离子移向负极,阳离子移向正极,则K+移向FeCl3溶液,C错误;
D.该电池的总反应为,D正确;
故答案选C。
13. 甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池,其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是
A. 该装置能将电能转化为化学能
B. 电流由乙电极经导线流向甲电极
C. 负极的电极反应式为:
D. b口通入空气,c口通入甲醇
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示中H+的移动方向可知,甲电极为负极、乙电极为正极,b口通入甲醇、c口通入空气。
【详解】A.甲醇燃料电池是一种新型化学电源,可将化学能转化为电能,A项错误;
B.根据分析,甲电极为负极、乙电极为正极,电流由正极经导线流向负极,即电流由乙电极经导线流向甲电极,B项正确;
C.该燃料电池的电解质溶液呈酸性,故负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,C项错误;
D.根据分析,b口通入CH3OH在负极发生氧化反应,c口通入空气,其中O2在正极发生还原反应,D项错误;
故选B。
14. 用溶液滴定未知浓度的溶液。下列说法不正确的是
A. 滴定管为碱式滴定管,为酸式滴定管
B. 用锥形瓶盛装盐酸溶液,若瓶内有少量水则导致测定结果偏低
C. 碱式滴定管在盛装溶液前要用该溶液润洗2~3次
D. 用酚酞作指示剂,达到滴定终点时,溶液颜色从无色变为粉红色,且半分钟内不褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.滴定管的下端有一段乳胶管,为碱式滴定管,的下端是玻璃旋塞,为酸式滴定管,故A正确;
B.用锥形瓶盛装盐酸溶液,若瓶内有少量水对待测液的溶质无影响,所以对测定结果也无影响,故B错误;
C.碱式滴定管在盛装溶液前需要水洗,水洗后管内壁有残留的蒸馏水会稀释标准液,所以要用该溶液润洗2~3次,故C正确;
D.用酚酞作指示剂,达到滴定终点时,锥形瓶内的溶液由酸性变为弱碱性,溶液颜色从无色变为粉红色,且半分钟内不褪色,故D正确;
故选B。
二、非选择题(本大题共4小题,共计58分)
15. 煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是_______(填字母)。
A. 灼热的碳与反应 B. 铝和氧化铁反应
C. 受热分解 D. 锌与盐酸反应
(2)通常把拆开1mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键
436
497.3
462.8
计算: _______。
(3)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与Na反应生成的热化学方程式:_______。
(4)二甲醚()是重要的化工原料,可由CO和反应制得,反应的热化学方程式为 ,起始时向容器中充入2mol CO和,某时刻测得该反应放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为_______。
(5)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入_______(填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.氨水
C.溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的_______。
【答案】(1)BD (2)
(3)
(4)25% (5) ①. C ②. 不变 ③. 偏大
【解析】
【小问1详解】
灼热的碳与的反应为吸热反应;铝热反应为放热反应;受热分解的反应为吸热反应;活泼金属与酸的反应为放热反应;故B、D符合题意。
【小问2详解】
反应物的键能之和生成物键能之和。
【小问3详解】
由盖斯定律可知,反应I×2-反应Ⅱ可得 ;
【小问4详解】
由热化学方程式可知每消耗2molCO放出的热量为51.5kJ可知,反应中一氧化碳的转化率为。
【小问5详解】
①利用实验装置(b)测定盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的反应热,氢氧化钠固体溶解放热、氨水为弱碱电离过程吸热,均会导致实验误差;若取盐酸,应向盐酸中加入稍过量的氢氧化钠溶液,以确保盐酸完全反应,减少实验误差,最符合的为C项。
②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应消耗铝的物质的量不变,反应释放出的能量不变;将实验(b)中玻璃搅拌器改为具有良好导热性的铁质搅拌器会造成热量散失,放热减小,放热反应的焓变为负值,则导致实验测得的偏大。
16. I.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。
(1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③⑤⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧
(2)打火机使用的燃料一般是丙烷。已知11g丙烷气体在298K和101kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555kJ,请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零):
①
②
③
___________(用含a、b的代数式表示)。在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的和发生反应③,下列能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.的转化率保持不变 C.的体积分数保持不变
II.我国提出力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。选择性甲烷化是实现“双碳”目标的重要措施。富氢气氛下,均可与发生甲烷化反应:
i.
ii
(4)时,选用镍基催化剂,向1L密闭容器中通入、和进行反应,平衡后测得,。
①的平衡转化率为___________。
②时,反应ii的平衡常数约为___________(填标号)。
A.20 B.2 C.0.2 D.0.02
(5)其他条件相同,反应ii使用两种不同催化剂反应相同的时间,测得的转化率随温度变化的影响如图所示。
根据图像分析,下列说法错误的是___________(填标号)。
A.在范围内,的催化效果比Ni好
B.可以通过改变催化剂种类的方式调控平衡转化率
C.可以通过延长A点的反应时间来提高的平衡转化率
【答案】(1)B (2)
(3) ①. ②. B
(4) ①. 10% ②. D
(5)BC
【解析】
【小问1详解】
①天然气、②煤、④石油为化石燃料,属于不可再生能源,且对环境污染严重,③核能使用不当会对环境有污染,⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能、⑧氢能在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生,属于未来新能源标准,所以答案:⑤⑥⑦⑧,故选B。
【小问2详解】
11g丙烷(C3H8)即0.25mol,在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ,故1mol丙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为2220kJ,丙烷燃烧热的热化学方程式:。
【小问3详解】
由盖斯定律,得反应③,则;
在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的二氧化碳和氢气发生反应③:
A.容器体积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此混合气体的密度保持不变不能说明反应已达平衡,A错误;
B.H2的转化率保持不变,说明H2的浓度保持不变,则说明反应达到平衡,B正确;
C.设起始加入二氧化碳和氢气物质的量都为amol,从起始到某时刻消耗CO2物质的量为xmol,则消耗氢气物质的量为3xmol,生成CH3OH和H2O的物质的量都为xmol,某时刻二氧化碳、氢气、CH3OH、H2O的物质的量依次为(a-x)mol、(a-3x)mol、xmol、xmol,某时刻CO2的体积分数为,即二氧化碳的体积分数始终不变,因此CO2的体积分数保持不变不能说明反应达到平衡状态,C错误;
故选B。
【小问4详解】
假设反应I中CO消耗x,反应II中CO2消耗y,列三段式:、,
平衡后测得,,则,x+y=10,联立解得:,y=1;
的平衡转化率:;
,,反应Ⅱ平衡常数,答案选D。
【小问5详解】
A.根据图像可知,在200~360℃范围内,的催化效果比更好,故A正确;
B.催化剂只能影响反应速率,不能使平衡发生移动,故B错误;
C.根据图像可知,A点时,反应已达到平衡,延长时间,转化率不变,故C错误;
答案选BC。
17. 25℃时,有关物质平衡常数的数值如表所示:
CH3COOH
H2SO3
H2S
Ka=1.69×10-5
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
Ka1=1.1×10-7
Ka2=1.0×10-13
H2CO3
HClO
CuS
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka=3.0×10-8
Ksp=6.0×10-36
(1)前三种酸由强到弱的顺序是_______。
(2)同浓度的CH3COO-、SO、CO结合H+能力由大到小的顺序为_______。
(3)初始浓度为0.1mol/L的CH3COOH溶液pH为_______。(已知lg1.3=0.11)
(4)物质的量浓度均为0.1mol/L的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合(体积变化忽略不计),则下列关于混合溶液的说法中不正确的是_______。
A. c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
B. c(Na+)-c(OH-)=c(CH3COO-)-c(H+)
C. c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol/L
D. c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
(5)向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为_______。
(6)反应H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为_______(保留小数点后一位)。
【答案】(1)H2SO3>CH3COOH>H2S
(2)CO>SO>CH3COO-
(3)2.89 (4)C
(5)
(6)1.8×1015
【解析】
【小问1详解】
酸的强度由电离常数(Ka)决定,Ka越大酸性越强。H2SO3的Ka1(1.54×10-2)最大,其次是CH3COOH(1.69×10-5),H2S的Ka1(1.1×10-7)最小,答案:H2SO3>CH3COOH>H2S;
【小问2详解】
碱性越强的离子结合H+能力越强。对应共轭酸的Ka越小,碱性越强。的Ka2(5.6×10-11)最小,故碱性最强;的Ka2(1.02×10-7)次之;CH3COOH的Ka(1.69×10-5)最大,故CH3COO-最弱,所以CO>SO>CH3COO-;
【小问3详解】
弱酸近似公式:,;
【小问4详解】
A.电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-) +c(OH-),物料守恒可知c(CH3COOH)+c(CH3COO-)= 2c(Na+),电荷守恒×2+物料守恒,可得c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-),正确;
B.根据电荷守恒可以知道阳离子等于阴离子,得c(Na+)-c(OH-)=c(CH3COO-)-c(H+),正确;
C.等体积混合,根据物料守恒,可知c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol/L,错误;
D.可知醋酸电离大于水解,所以离子浓度大小为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),正确;
故选C;
【小问5详解】
酸性H2CO3(Ka1=4.3×10-7)强于HClO(Ka=3.0×10-8),次氯酸强于碳酸氢根离子,则离子方程式:;
【小问6详解】
反应H2S(aq)+Cu2+(aq)⇌CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数,代入数值====。
18. 某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时,观察到电流表的指针发生了偏转。请根据如图所示,回答下列问题:
(1)甲池为___________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),通入电极的电极反应为___________。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为___________(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”),丙池中C(Pt)电极反应为___________。
(3)当乙池中B极质量增加5.4g时,假设电解后乙池溶液体积为100mL,则电解后乙池溶液中浓度为___________mol/L,丙池中___________(填“C”或“D”)极析出铜___________g。
【答案】(1) ①. 原电池 ②. CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O
(2) ①. 阳极 ②. 2Cl--2e-=Cl2
(3) ①. 0.5 ②. D ③. 1.6
【解析】
【分析】燃料电池中,甲醇做燃料电池的负极,氧气做正极,则A、C为电解池的阳极,B、D为电解池的阴极。
【小问1详解】
甲池有甲醇和氧气,所以形成原电池,碱性条件下,通入的电极失去电子生成碳酸根离子,电极方程式为:CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O。
【小问2详解】
乙池中A(石墨)连接原电池的正极,为电解池阳极,丙池中C连接原电池的正极,为电解池阳极,Cl-在阳极放电生成Cl2,电极方程式为:2Cl--2e-=Cl2。
【小问3详解】
当乙池中B极析出银,质量增加 5.4 g 时,即生成5.4g÷108g/mol=0.05mol银,Ag++e-= Ag,根据电子守恒分析,转移0.05mol电子,乙池中阳极反应:,则生成0.05mol氢离子,假设电解后乙池溶液体积为100mL,则电解后乙池溶液中H+浓度为0.5mol/L,丙池中阴极是铜离子反应生成铜:,生成0.025mol铜,即为D极析出铜1.6g。
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