内容正文:
高二10月化学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 K 39 Fe 56
一、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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活、环境密切相关,下列说法正确的是
A. 天然气灶具的空气进气孔越大,天然气燃烧越充分,能量利用率越高
B. 冰箱冷藏食物,是利用降温可以降低反应活化能,减慢食物腐败速率
C. 工业合成氨采用~,适当升高温度可提高化学反应速率
D. 工业催化氧化制的反应中,增大的浓度,能提高的平衡转化率
2. 下列有关叙述正确的是
A. 增大反应物浓度,活化分子百分数增大
B. 催化剂可以提高活化分子百分数
C. 发生有效碰撞的分子一定是活化分子,活化分子间发生的碰撞均属于有效碰撞
D. 反应的活化能越大,相同条件下活化分子数目越多,化学反应速率越快
3. 化学史蕴藏化学原理,下列对化学史的相关陈述不合理的是
选项
化学史
陈述
A
盖斯通过大量热化学实验总结出盖斯定律
化学反应的焓变与始态、终态有关,与反应路径也有关
B
勒夏特列通过研究平衡体系变化提出勒夏特列原理
改变影响平衡的外界条件,平衡总会向减弱这种改变的方向移动
C
哈伯和博施采用高压条件合成氨
工业生产中,加压能提高反应速率且使平衡向生成氨的方向移动
D
迈尔最早给出能量守恒的初步论述
化学反应的能量变化源于化学键的断裂与形成,反应前后体系总能量守恒
A. A B. B C. C D. D
4. 下列实验装置不能达到相应目的的是
A.证明和反应是吸热反应
B.测定中和反应的反应热
C.证明镁和盐酸反应是放热反应
D.探究温度对平衡移动的影响
A. A B. B C. C D. D
5. 25℃时,若化合物M溶于水所得溶液中由水电离出的氢离子浓度为。则M不可能是
A. B. C. HF D.
阅读下列材料,完成下面小题。
硫代硫酸钠()俗称大苏打或海波。实验室制备的方法有:ⅰ.溶液和共热;ⅱ.向和的混合液中通入适量。硫代硫酸钠的主要化学性质如下:
①遇强酸(稀盐酸、稀硫酸等)发生歧化反应。
②具有强还原性,可作脱氯剂。如除去水中残留氯气,生成、等。
③固体分解与温度有关,低温时生成和,高温时生成、和。
6. 某小组设计如下实验探究影响化学反应速率的外界因素(忽略混合后溶液体积的变化):
组号
溶液
溶液
蒸馏水
温度
溶液变浑浊时间
Ⅰ
10.0
10.0
0
25
Ⅱ
4.0
10.0
25
Ⅲ
10.0
10.0
0
45
下列有关叙述错误的是
A. 根据控制变量原则,
B. 根据实验Ⅰ和Ⅱ可以得出
C. 实验时在试管底部垫一张白纸,起衬托作用,便于观察
D. 本实验方案能探究温度、浓度对反应速率的影响
7. 下列叙述正确的是
A. 溶液与反应时,增大,气体褪色速率加快,褪色时间缩短
B. 与稀硫酸发生歧化反应:
C. 制备方法ⅰ中,粉碎固体反应物,增大接触面积,能提高的生成速率
D. 升高温度,固体分解生成的速率一定加快
8. 某些物质的燃烧热(、)如表所示:
气体
正丁烷
甲烷
乙烷
丙烯
乙烯
-2877
-890.3
-1559.8
-2058
-1411
已知:质量热值是指单位质量的燃料完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。下列叙述错误的是
A. 上述5种燃料中,甲烷的质量热值最高
B. 乙烯完全燃烧生成液态水时放出的热量为
C.
D.
9. 根据下列实验操作及现象得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有溶液的试管中滴加盐酸,试管壁变凉
和盐酸反应的
B
向水中加入适量粉末,振荡,测得其溶液温度下降
溶于水发生了吸热反应
C
向纯锌粒和稀硫酸的混合物中滴加几滴溶液,产生速率加快
为该反应的催化剂
D
,平衡时缩小容器体积,气体颜色变深
平衡向逆反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
10. 常温下,有①的溶液、②的氨水、③的溶液、④的氨水四种溶液。不考虑混合时溶液的体积变化,下列有关说法正确的是
A. 溶液①和②中,由水电离出的相等
B. 将溶液①和④等体积混合,所得溶液的
C. 溶液④中,的物质的量浓度为
D. 将溶液③和④分别稀释10倍,两溶液的均变为11
11. 在密闭反应器中充入和,发生反应: ,平衡后,、、时分别只改变一个条件,速率变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 时,改变的条件一定是增大压强
B. 在平衡、、、中,的转化率最大的是
C. 时,改变的条件可能是增大浓度或升高温度
D. 当体系中气体颜色不再发生变化时反应达到平衡状态
12. 已知二元酸的电离方程式为,;25℃时的电离常数为。下列有关说法错误的是
A. 25℃时,的水解常数为
B. 溶液中:
C. 溶液中:
D. 溶液中:
13. 工业合成氨反应的原理为 ,在特定条件下,其速率方程为(k为速率常数,与温度、催化剂有关)。下列叙述正确的是
A. 平衡常数表达式为
B. 其他条件不变,对反应速率的影响程度小于
C. 其他条件不变,加入高效催化剂,速率常数k减小
D. 其他条件不变,平衡时分离出氨,的平衡转化率增大
14. 常温下,向溶液中滴加盐酸,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
A. 曲线③代表与的关系
B. 水的电离程度:
C. a点:
D. 的平衡常数
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钾及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)已知: ; 。则__________(填“>”或“<”), __________(用含、的代数式表示)。
(2)工业上,采用热置换法制备钾: 。已知:在下,由最稳定的单质生成某化合物时的摩尔焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓,符号:。反应热等于产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和。、、、的标准摩尔生成焓()依次为+2.6、-402.0、-385.9、+89.2,则反应热__________。在金属活动顺序表中,钾排在钠之前,上述方法能制备钾的原理是______________________________。
(3)一定条件下,钾和氧气反应的热循环图如下:
①断裂中的化学键吸收的能量为__________。
②图中__________。
(4)常温下,钾与足量完全反应生成时放出的热量为。常温下,钾与氧气反应的热化学方程式为_____________________________________。
16. 抗坏血酸(化学式为,常简写为)是一种重要的水溶性维生素,具有显著的抗氧化作用,在人体内参与多种代谢过程。回答下列问题:
(1)抗坏血酸也是一种二元弱酸,常温下、。
①抗坏血酸在水溶液中的第一步电离方程式可简化为,其第二步电离常数的表达式为________。
②常温下,溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
③常温下,向抗坏血酸溶液中滴加NaOH溶液使此时溶液的________。
(2)为了测定果汁中抗坏血酸的含量,实验室常用标准溶液对其进行氧化还原滴定,其原理为。实验方案如下:
步骤ⅰ:配制标准溶液。精确配制标准溶液待用。
步骤ⅱ:样品稀释。用移液管准确移取10.00 mL果汁样品,注入烧杯中,加少量蒸馏水稀释后,全部转移至100 mL的容量瓶中,洗涤、定容、摇匀(溶液无色)。
步骤ⅲ:滴定。从稀释后的溶液中移取20.00 mL置于洁净的锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液作指示剂。用标准溶液进行滴定,并记录数据。
①滴定时,盛放标准溶液的滴定管选用________(填“甲”或“乙”)。
②达到滴定终点的标志是________。
③实验滴定4次,获得数据如下表:
滴定次数
待测溶液体积/mL
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
消耗标准溶液体积/mL
1
20.00
0.10
20.12
20.02
2
20.00
1.50
21.54
20.04
3
20.00
0.50
21.80
21.30
4
20.00
2.00
22.00
20.00
处理数据时,第________次实验的数据因偏差较大,应舍去;该果汁样品中抗坏血酸的含量为________用含c的式子表示)。
④下列操作会导致测定结果偏低的是________(填字母)。
A.盛放标准溶液的滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失
B.锥形瓶用待测果汁润洗
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
17. 高铁酸钠是绿色净水剂。以黄铁矿(主要成分是,含少量、等)为原料制备高铁酸钠的流程如下:
回答下列问题:
(1)“粉碎过筛”的目的是____________________________________________________________。
(2)“焙烧”中,转化成纯净的红色粉末时放出的热量为。写出该反应的热化学方程式:_______________________________________。
(3)工业上回收制硫酸,其关键反应为 ,在不同温度、压强下,的平衡转化率如下表:
温度
的平衡转化率/%
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
①该反应的_____(填“>”或“<”)0。若和时反应的平衡常数分别为和,则_____(填“>”“=”或“<”)。
②从理论分析,提高的平衡转化率宜采取的条件是_____(填字母)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(4)现代工业采用生物浸取法制备高铁酸钠,部分工艺流程如图所示:
①“生物浸取”过程中,当有参与反应时转移电子的物质的量为__________。
②研究发现,温度高于时,浸取速率降低,其原因是______________________________。
③相对于焙烧法,“生物浸取”的主要优点是________________________________________。
18. 常用作农业谷物熏蒸消毒剂,也是优良的有机溶剂。一定温度下,发生下列反应:
ⅰ. ,
ⅱ. ,
回答下列问题:
(1) __________。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入适量发生反应ⅰ、ⅱ。下列情况表明反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A. 气体密度不随时间变化 B. 气体平均摩尔质量不随时间变化
C. 碳的浓度不随时间变化 D.
(3)某温度下,向恒容密闭容器中充入起始浓度为的发生上述反应,、和的浓度随反应时间的变化曲线如图所示:
已知活化能:。
①代表~的曲线是__________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②反应达到平衡后,若升高温度,再次达到平衡时,__________(填“增大”“减小”或“不变”),判断依据是____________________________________________________________。
③若向反应体系中通入氩气,达到平衡时,__________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。相同条件下,加入催化剂,仅对反应ⅰ有加速作用,则达平衡前的峰值__________。
④~内,用表示的平均反应速率__________。
(4)某温度下,向恒容密闭容器中充入,初始压强为,发生上述反应,达到平衡时的转化率为,生成。该温度下,反应ⅰ的__________(是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
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高二10月化学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 K 39 Fe 56
一、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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活、环境密切相关,下列说法正确的是
A. 天然气灶具的空气进气孔越大,天然气燃烧越充分,能量利用率越高
B. 冰箱冷藏食物,是利用降温可以降低反应活化能,减慢食物腐败速率
C. 工业合成氨采用~,适当升高温度可提高化学反应速率
D. 工业催化氧化制的反应中,增大的浓度,能提高的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.天然气灶具空气进气孔过大时,过量空气会带走燃烧产生的热量,反而降低能量利用率,并非空气进气孔越大能量利用率越高,A错误;
B.冰箱冷藏食物的原理是降低温度,减小活化分子百分数从而减慢反应速率,温度变化不能改变反应活化能,B错误;
C.升高温度可提高活化分子百分数,加快化学反应速率,工业合成氨选择~同时兼顾了反应速率和催化剂活性,该说法正确,C正确;
D.可逆反应中增大某一反应物的浓度,该反应物自身的平衡转化率会降低,其他反应物的平衡转化率升高,因此增大浓度时的平衡转化率减小,D错误;
故答案选C。
2. 下列有关叙述正确的是
A. 增大反应物浓度,活化分子百分数增大
B. 催化剂可以提高活化分子百分数
C. 发生有效碰撞的分子一定是活化分子,活化分子间发生的碰撞均属于有效碰撞
D. 反应的活化能越大,相同条件下活化分子数目越多,化学反应速率越快
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大反应物浓度仅能提高单位体积内活化分子总数,活化分子百分数保持不变,A错误;
B.催化剂可以降低反应的活化能,使更多普通分子成为活化分子,从而提高活化分子百分数,B正确;
C.发生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子间只有碰撞取向合适时才属于有效碰撞,C错误;
D.反应的活化能越大,相同条件下活化分子数目越少,化学反应速率越慢,D错误;
故选B。
3. 化学史蕴藏化学原理,下列对化学史的相关陈述不合理的是
选项
化学史
陈述
A
盖斯通过大量热化学实验总结出盖斯定律
化学反应的焓变与始态、终态有关,与反应路径也有关
B
勒夏特列通过研究平衡体系变化提出勒夏特列原理
改变影响平衡的外界条件,平衡总会向减弱这种改变的方向移动
C
哈伯和博施采用高压条件合成氨
工业生产中,加压能提高反应速率且使平衡向生成氨的方向移动
D
迈尔最早给出能量守恒的初步论述
化学反应的能量变化源于化学键的断裂与形成,反应前后体系总能量守恒
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.盖斯定律表明化学反应的仅与反应的始态、终态有关,与反应路径无关,A错误;
B.勒夏特列原理的内容为改变影响平衡的外界条件,平衡会向减弱这种改变的方向移动,B正确;
C.工业合成氨反应的正反应为气体分子数减小的反应,加压可以增大反应速率,同时使平衡向生成氨的方向移动,C正确;
D.化学反应的能量变化本质是旧化学键断裂吸收能量、新化学键形成释放能量,反应前后体系总能量遵循能量守恒定律,D正确;
故选A。
4. 下列实验装置不能达到相应目的的是
A.证明和反应是吸热反应
B.测定中和反应的反应热
C.证明镁和盐酸反应是放热反应
D.探究温度对平衡移动的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.和反应吸热,使锥形瓶内气体压强减小,U形管红墨水左高右低,可证明反应为吸热反应,A正确;
B.测定中和反应反应热需要玻璃搅拌器使酸碱充分混合,该装置无法准确测定反应热,不能达到实验目的,B错误;
C.镁和盐酸反应放热,温度升高使溶解度降低,饱和石灰水变浑浊,可证明反应放热,C正确;
D.平衡正反应放热,热水浴中气体颜色更深、冷水浴中颜色更浅,可探究温度对平衡移动的影响,D正确;
故选B。
5. 25℃时,若化合物M溶于水所得溶液中由水电离出的氢离子浓度为。则M不可能是
A. B. C. HF D.
【答案】A
【解析】
【分析】25℃时,纯水中水电离的。本题溶液中由水电离出的,该数值小于,说明水的电离受到抑制。酸或者碱可以电离出或,抑制水的电离;而可水解的盐一般会促进水的电离。
【详解】A.是强酸弱碱盐,发生水解:,盐类水解会促进水的电离,水电离的氢离子浓度将大于,无法达到,所以M不可能是,A符合题意;
B.属于强碱,在溶液中电离出大量,增大溶液中,使水的电离平衡逆向移动,抑制水的电离,可以使水电离的氢离子浓度降到,B不符合题意;
C.是弱酸,在溶液中电离出,增大溶液中,抑制水的电离,可以使水电离的氢离子浓度降到,C不符合题意;
D.在水中完全电离:,电离产生,抑制水的电离,可以使水电离的氢离子浓度降到,D不符合题意;
故选A。
阅读下列材料,完成下面小题。
硫代硫酸钠()俗称大苏打或海波。实验室制备的方法有:ⅰ.溶液和共热;ⅱ.向和的混合液中通入适量。硫代硫酸钠的主要化学性质如下:
①遇强酸(稀盐酸、稀硫酸等)发生歧化反应。
②具有强还原性,可作脱氯剂。如除去水中残留氯气,生成、等。
③固体分解与温度有关,低温时生成和,高温时生成、和。
6. 某小组设计如下实验探究影响化学反应速率的外界因素(忽略混合后溶液体积的变化):
组号
溶液
溶液
蒸馏水
温度
溶液变浑浊时间
Ⅰ
10.0
10.0
0
25
Ⅱ
4.0
10.0
25
Ⅲ
10.0
10.0
0
45
下列有关叙述错误的是
A. 根据控制变量原则,
B. 根据实验Ⅰ和Ⅱ可以得出
C. 实验时在试管底部垫一张白纸,起衬托作用,便于观察
D. 本实验方案能探究温度、浓度对反应速率的影响
7. 下列叙述正确的是
A. 溶液与反应时,增大,气体褪色速率加快,褪色时间缩短
B. 与稀硫酸发生歧化反应:
C. 制备方法ⅰ中,粉碎固体反应物,增大接触面积,能提高的生成速率
D. 升高温度,固体分解生成的速率一定加快
【答案】6. B 7. C
【解析】
【6题详解】
A.实验Ⅰ、Ⅱ探究浓度对反应速率的影响,需保证溶液总体积相同,Ⅰ总体积为20.0 mL,故,A正确;
B.实验Ⅰ中浓度大于实验Ⅱ,浓度越大反应速率越快,出现浑浊时间更短,故,B错误;
C.白纸可衬托浑浊现象,便于观察沉淀出现的时间,C正确;
D.对比Ⅰ、Ⅱ可探究浓度对反应速率的影响,对比Ⅰ、Ⅲ可探究温度对反应速率的影响,D正确;
故选B。
【7题详解】
A.为黄绿色气体,增大,若不足,反应后剩余更多,不会使褪色时间缩短,A错误;
B.与稀硫酸的歧化反应还生成,正确方程式为,选项中方程式缺少产物,B错误;
C.粉碎固体可增大反应物接触面积,加快反应速率,提高的生成速率,C正确;
D.题干说明高温时分解生成、和,不再生成,故升高温度生成的速率不一定加快,D错误;
故选C。
8. 某些物质的燃烧热(、)如表所示:
气体
正丁烷
甲烷
乙烷
丙烯
乙烯
-2877
-890.3
-1559.8
-2058
-1411
已知:质量热值是指单位质量的燃料完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。下列叙述错误的是
A. 上述5种燃料中,甲烷的质量热值最高
B. 乙烯完全燃烧生成液态水时放出的热量为
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.计算各气体质量热值为燃烧热的绝对值除以摩尔质量,正丁烷的热值为、甲烷的热值为、乙烷的热值为、丙烯的热值为、乙烯的热值为,因此甲烷的质量热值最高,A正确;
B.乙烯燃烧热为,乙烯完全燃烧生成液态水,因此生成液态水放热,B正确;
C.乙烷燃烧热为,乙烷完全燃烧放热,对应热化学方程式,C正确;
D.正丁烷燃烧热的热化学方程式为①、甲烷燃烧热的热化学方程式为②、丙烯燃烧热的热化学方程式为③,根据盖斯定律可知,为反应①-反应②-反应③,因此其,D错误;
故选D。
9. 根据下列实验操作及现象得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有溶液的试管中滴加盐酸,试管壁变凉
和盐酸反应的
B
向水中加入适量粉末,振荡,测得其溶液温度下降
溶于水发生了吸热反应
C
向纯锌粒和稀硫酸的混合物中滴加几滴溶液,产生速率加快
为该反应的催化剂
D
,平衡时缩小容器体积,气体颜色变深
平衡向逆反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.试管壁变凉,表明温度降低,即与盐酸反应是吸热反应,即,A正确;
B.溶于水没有发生化学变化,它不是吸热反应,而是吸热过程,B错误;
C.锌优先置换铜,锌、铜在稀硫酸中构成原电池,加快了反应速率,不是催化剂,C错误;
D.该反应是等气体分子数的反应,缩小容器体积,平衡不移动,但体积变小,浓度增大,混合气体颜色变深,D错误;
故选A。
10. 常温下,有①的溶液、②的氨水、③的溶液、④的氨水四种溶液。不考虑混合时溶液的体积变化,下列有关说法正确的是
A. 溶液①和②中,由水电离出的相等
B. 将溶液①和④等体积混合,所得溶液的
C. 溶液④中,的物质的量浓度为
D. 将溶液③和④分别稀释10倍,两溶液的均变为11
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液①是强碱NaOH,c(OH-)=0.1 mol/L,水电离的c(H+)=10-13mol/L;溶液②是弱碱氨水,的氨水,c(OH-)<0.1mol/L,水电离的c(H+)>10-13mol/L,两者不相等,A错误;
B.一水合氨不完全电离,pH=12氨水浓度大于,溶液①(0.1 mol/L NaOH)和溶液④(pH=12氨水)等体积混合,完全混合后溶液pH增大,,B正确;
C.溶液④是pH=12氨水,c(OH-)=0.01 mol/L,但一水合氨不完全电离,的物质的量浓度大于,C错误;
D.溶液③(pH=12 NaOH)稀释10倍,pH变为11;溶液④(pH=12氨水)稀释10倍,存在一水合氨的电离平衡,pH减小量小于1个单位,故pH>11,D错误;
答案选B。
11. 在密闭反应器中充入和,发生反应: ,平衡后,、、时分别只改变一个条件,速率变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 时,改变的条件一定是增大压强
B. 在平衡、、、中,的转化率最大的是
C. 时,改变的条件可能是增大浓度或升高温度
D. 当体系中气体颜色不再发生变化时反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.时正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,该反应为气体分子数不变的反应,增大压强或加入催化剂都能使正逆速率同等增大,因此改变的条件不一定是增大压强,A错误;
B.时平衡不移动,转化率不变;、时平衡均逆向移动,转化率均降低,故转化率最大的是平衡、,B错误;
C.若时增大浓度,正反应速率瞬间不变,逆反应速率瞬间增大,平衡逆向移动,与图像变化相符;升高温度,该反应为放热反应,平衡逆向移动,但是正逆反应速率都会瞬间增大,与图像变化不符,C错误;
D.体系中只有为有色气体,气体颜色不再变化说明浓度不变,反应达到平衡状态,D正确;
故选D。
12. 已知二元酸的电离方程式为,;25℃时的电离常数为。下列有关说法错误的是
A. 25℃时,的水解常数为
B. 溶液中:
C. 溶液中:
D. 溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的水解反应为,水解常数,A正确;
B.设溶液中,电离出的,则,,代入电离常数: ,解得,则,B错误;
C.第一步完全电离,溶液中A元素只以、两种形式存在,对溶液,根据物料守恒有和,故,C正确;
D.对溶液: 电荷守恒:,物料守恒:整理得:,D正确;
答案选B。
13. 工业合成氨反应的原理为 ,在特定条件下,其速率方程为(k为速率常数,与温度、催化剂有关)。下列叙述正确的是
A. 平衡常数表达式为
B. 其他条件不变,对反应速率的影响程度小于
C. 其他条件不变,加入高效催化剂,速率常数k减小
D. 其他条件不变,平衡时分离出氨,的平衡转化率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学平衡常数等于各生成物平衡浓度的化学计量数次幂之积与各反应物平衡浓度的化学计量数次幂之积的比值。题给反应中,、、的化学计量数分别为1、3、2,因此正确的平衡常数表达式为,其中各浓度均为平衡浓度,原表达式将分子、分母颠倒,A错误;
B.由题给速率方程可知,在其他条件不变时,若将增大为原来的倍(),反应速率变为原来的倍;若将增大为原来的倍,反应速率变为原来的倍。由于,按相同比例增大浓度时,对反应速率的影响程度大于,B错误;
C.加入高效催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率。在温度和各物质浓度不变时,由题给速率方程可知,反应速率增大对应速率常数增大,C错误;
D.平衡时分离出氨,使减小,平衡向生成氨的方向移动,更多的被消耗,因而的平衡转化率增大,D正确;
故选D。
14. 常温下,向溶液中滴加盐酸,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
A. 曲线③代表与的关系
B. 水的电离程度:
C. a点:
D. 的平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】亚磷酸是二元弱酸,分步电离:、,pH越小(酸性越强),含磷微粒以为主;pH越大(碱性越强),以为主;中间pH区间以为主。因此曲线①为、曲线②为、曲线③为;a点,对应;b点,对应。
【详解】A.曲线③随pH升高分布系数增大,碱性环境占比最高,代表,A正确;
B.水解促进水的电离,电离常数为,水解常数,则的电离程度大于水解程度、抑制水的电离;b点水解,且浓度远高于a点,a点以、为主,水的电离程度,B正确;
C.根据钠元素和磷元素物料守恒可知 。a点时 ,代入得 。由于在a点 ,则 ,即 ,C正确;
D.反应平衡常数,拆分;代入、,,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钾及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)已知: ; 。则__________(填“>”或“<”), __________(用含、的代数式表示)。
(2)工业上,采用热置换法制备钾: 。已知:在下,由最稳定的单质生成某化合物时的摩尔焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓,符号:。反应热等于产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和。、、、的标准摩尔生成焓()依次为+2.6、-402.0、-385.9、+89.2,则反应热__________。在金属活动顺序表中,钾排在钠之前,上述方法能制备钾的原理是______________________________。
(3)一定条件下,钾和氧气反应的热循环图如下:
①断裂中的化学键吸收的能量为__________。
②图中__________。
(4)常温下,钾与足量完全反应生成时放出的热量为。常温下,钾与氧气反应的热化学方程式为_____________________________________。
【答案】(1) ①.
②.
(2) ①.
②.
钾的沸点比钠低,在反应温度下钾变为气体逸出,降低了生成物浓度,使平衡向正反应方向(右)移动
(3) ①.
②.
(4)
(或 )
【解析】
【小问1详解】
已知反应①:,反应②:,根据盖斯定律,将反应①减去反应②可得:,则;因为液溴汽化变为溴蒸气是一个吸热过程,所以 ,即 ,由此可得 。
【小问2详解】
根据反应热等于产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和,可得:,则。工业上能用钠制备钾,是因为钾的沸点低于钠,在高温下钾以气体形式不断从反应体系中逸出,导致生成物浓度降低,根据勒夏特列原理,平衡不断向正反应方向移动,从而实现制备。
【小问3详解】
① 由热循环图可知,第一步 的焓变为 ,该过程即为断裂 中的化学键形成氧原子,因此吸收的能量为 。
② 根据盖斯定律,总反应 的反应热 等于循环图中各步反应焓变之和:,。
【小问4详解】
钾的摩尔质量为 ,则 钾的物质的量为 。 钾完全反应生成 放出 的热量,则 钾完全反应放出的热量为 。因此,常温下钾与氧气反应生成 的热化学方程式为:。
16. 抗坏血酸(化学式为,常简写为)是一种重要的水溶性维生素,具有显著的抗氧化作用,在人体内参与多种代谢过程。回答下列问题:
(1)抗坏血酸也是一种二元弱酸,常温下、。
①抗坏血酸在水溶液中的第一步电离方程式可简化为,其第二步电离常数的表达式为________。
②常温下,溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
③常温下,向抗坏血酸溶液中滴加NaOH溶液使此时溶液的________。
(2)为了测定果汁中抗坏血酸的含量,实验室常用标准溶液对其进行氧化还原滴定,其原理为。实验方案如下:
步骤ⅰ:配制标准溶液。精确配制标准溶液待用。
步骤ⅱ:样品稀释。用移液管准确移取10.00 mL果汁样品,注入烧杯中,加少量蒸馏水稀释后,全部转移至100 mL的容量瓶中,洗涤、定容、摇匀(溶液无色)。
步骤ⅲ:滴定。从稀释后的溶液中移取20.00 mL置于洁净的锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液作指示剂。用标准溶液进行滴定,并记录数据。
①滴定时,盛放标准溶液的滴定管选用________(填“甲”或“乙”)。
②达到滴定终点的标志是________。
③实验滴定4次,获得数据如下表:
滴定次数
待测溶液体积/mL
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
消耗标准溶液体积/mL
1
20.00
0.10
20.12
20.02
2
20.00
1.50
21.54
20.04
3
20.00
0.50
21.80
21.30
4
20.00
2.00
22.00
20.00
处理数据时,第________次实验的数据因偏差较大,应舍去;该果汁样品中抗坏血酸的含量为________用含c的式子表示)。
④下列操作会导致测定结果偏低的是________(填字母)。
A.盛放标准溶液的滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失
B.锥形瓶用待测果汁润洗
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
【答案】(1) ①. ②. 碱 ③. 7.9
(2) ①. 甲 ②. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色(合理即可) ③. 3 ④. 10.01c ⑤. C
【解析】
【分析】(2)利用标准溶液氧化还原滴定测定果汁中抗坏血酸含量,先配制一定物质的量浓度的标准液,量取果汁样品稀释定容,再移取稀释后的果汁,以淀粉为指示剂,用碘标准液滴定,依据反应,结合滴定数据计算浓度,并分析滴定误差。
【小问1详解】
① 第二步电离方程式为,故;
② 判断溶液酸碱性,电离常数,的水解常数,其水解常数大于电离常数,说明的水解程度大于电离程度,溶液显碱性;
③ 当,,则,解得,因此;
【小问2详解】
① 标准溶液具有氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此盛放标准液要选用酸式滴定管,即甲;
② 淀粉遇碘变蓝,滴定终点现象:当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色;
③第1次20.02 mL、第2次20.04 mL、第3次21.30 mL、第4次20.00 mL,第3次数据明显偏离其他三组,误差大,舍弃第3次。取剩下三组计算平均值。根据反应,。滴定消耗的,滴定取用的是20.00 mL稀释后溶液,稀释是将10.00 mL原果汁定容至100 mL。则稀释后的100 mL溶液中,原果汁体积10.00 mL,因此该果汁样品中抗坏血酸的含量为;
④A.盛放的滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读取消耗标准液体积偏大,测定结果偏高,A不符合题意;
B.锥形瓶用待测果汁润洗,待测溶质增多,消耗标准液体积偏大,结果偏高,B不符合题意;
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,读出消耗标准液体积偏小,测定结果偏低,C符合题意;
故选C。
17. 高铁酸钠是绿色净水剂。以黄铁矿(主要成分是,含少量、等)为原料制备高铁酸钠的流程如下:
回答下列问题:
(1)“粉碎过筛”的目的是____________________________________________________________。
(2)“焙烧”中,转化成纯净的红色粉末时放出的热量为。写出该反应的热化学方程式:_______________________________________。
(3)工业上回收制硫酸,其关键反应为 ,在不同温度、压强下,的平衡转化率如下表:
温度
的平衡转化率/%
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
①该反应的_____(填“>”或“<”)0。若和时反应的平衡常数分别为和,则_____(填“>”“=”或“<”)。
②从理论分析,提高的平衡转化率宜采取的条件是_____(填字母)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(4)现代工业采用生物浸取法制备高铁酸钠,部分工艺流程如图所示:
①“生物浸取”过程中,当有参与反应时转移电子的物质的量为__________。
②研究发现,温度高于时,浸取速率降低,其原因是______________________________。
③相对于焙烧法,“生物浸取”的主要优点是________________________________________。
【答案】(1)
增大反应物接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分
(2)
(3) ①.
②.
③. C
(4) ①.
②.
温度过高会使蛋白质变性,导致细菌(或生物酶)失去活性 ③.
节约能源(能耗低),且不产生二氧化硫等污染气体,更加环保
【解析】
【分析】传统焙烧路径:先通过粉碎过筛增大黄铁矿接触面积,加快后续焙烧反应速率;焙烧阶段被空气氧化为红色,同时生成副产物可用于工业制硫酸,后续经酸浸、双氧水处理氧化、调pH析出,最终在强碱性环境下被氧化得到目标产物。
生物浸取路径:利用T-f菌的催化作用,在温和条件下直接将黄铁矿转化为与,避免了焙烧阶段废气排放,能耗更低。
【小问1详解】
工业生产中,将固体原料“粉碎过筛”的常规目的是增大固体与气体的接触面积,从而加快化学反应速率,并使原料反应更加充分,提高原料的利用率。
【小问2详解】
黄铁矿()焙烧生成的纯净红色粉末为氧化铁(),同时生成二氧化硫()。 的物质的量为 。 已知生成 放出 的热量,若化学方程式中 的系数为 ,则生成 放出的热量为 。 由此可写出热化学方程式:。
【小问3详解】
① 分析表格数据可知,在相同压强(如 )下,温度从 升高到 时, 的平衡转化率从 降至 。转化率降低说明升高温度使平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,即 。由于正反应放热,温度越高平衡常数越小,因此 时的平衡常数大于 时的平衡常数,即 。
② 该反应 是一个气体分子数减小的放热反应。为了提高 的平衡转化率,理论上应使平衡正向移动,宜采取的条件是低温(促使放热方向进行)和高压(促使气体体积减小方向进行),故选 C。
【小问4详解】
① 根据图示,“生物浸取”过程中 与 、 反应生成 和 。在 中, 为 价, 为 价;在产物 和 中, 元素均升高至 价。 中含有 原子,失去的电子总数为 。因此,当有 参与反应时,转移电子的物质的量为 。
② 生物浸取是依靠 细菌进行催化的,细菌体内含有蛋白质(生物酶)。当温度高于 时,过高的温度会导致蛋白质变性,使细菌失去活性,从而导致浸取速率降低。
③ 对比两种工艺:焙烧法需要高温且会排放有毒气体 ;而“生物浸取”法在常温附近进行,大大降低了能耗,且将硫元素直接转化为硫酸盐留在溶液中,不排放 ,对环境友好。
18. 常用作农业谷物熏蒸消毒剂,也是优良的有机溶剂。一定温度下,发生下列反应:
ⅰ. ,
ⅱ. ,
回答下列问题:
(1) __________。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入适量发生反应ⅰ、ⅱ。下列情况表明反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A. 气体密度不随时间变化 B. 气体平均摩尔质量不随时间变化
C. 碳的浓度不随时间变化 D.
(3)某温度下,向恒容密闭容器中充入起始浓度为的发生上述反应,、和的浓度随反应时间的变化曲线如图所示:
已知活化能:。
①代表~的曲线是__________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②反应达到平衡后,若升高温度,再次达到平衡时,__________(填“增大”“减小”或“不变”),判断依据是____________________________________________________________。
③若向反应体系中通入氩气,达到平衡时,__________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。相同条件下,加入催化剂,仅对反应ⅰ有加速作用,则达平衡前的峰值__________。
④~内,用表示的平均反应速率__________。
(4)某温度下,向恒容密闭容器中充入,初始压强为,发生上述反应,达到平衡时的转化率为,生成。该温度下,反应ⅰ的__________(是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
【答案】(1)−54.52 (2)AB
(3) ①. Ⅱ ②. 增大 ③. 升温时,反应ⅰ正向移动、反应ⅱ逆向移动,但根据阿伦尼乌斯公式,活化能越大,温度对反应速率/平衡移动的影响程度越强,远大于,升温会让反应ⅱ的正向进行程度大幅提升,被大量消耗,同时生成更多,因此减小 ④. 不变 ⑤. 高 ⑥. 0.02
(4)48
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应可由反应ⅰ和反应ⅱ相加得到,因此。
【小问2详解】
A.反应体系中存在固体C,恒容条件下气体总质量随反应进行不断变化,容器体积固定,因此气体密度不随时间变化时,说明气体总质量不再改变,反应达到平衡,A符合题意;
B.气体总质量、气体总物质的量均随反应进行发生变化,因此气体平均摩尔质量不随时间变化时,说明反应达到平衡,B符合题意;
C.C是固体,固体的浓度为常数,始终不随时间变化,不能判断平衡,C不符合题意;
D.只是某一特定比例,反应过程中不一定能达到该值,且达到平衡时该比值也不一定等于2,不能作为平衡标志,D不符合题意;
故选AB。
【小问3详解】
①已知,说明反应ⅰ的速率远大于反应ⅱ:会快速通过反应ⅰ生成,而通过活化能很高的反应ⅱ分解很慢,因此的浓度会先快速上升到峰值,之后缓慢下降,对应曲线Ⅱ;曲线Ⅰ是起始浓度为、持续下降的,曲线Ⅲ是持续上升的。
②反应ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,增大;反应ⅱ为放热反应,升高温度平衡逆向移动,减小,因此增大;
③恒容体系中通入惰性气体氩气,所有反应气体的浓度均不改变,平衡不移动,因此不变;加入仅加速反应ⅰ的催化剂,会让反应ⅰ更快生成,而反应ⅱ速率不变,因此的峰值会比不加催化剂时更高。
④5min时,;设体积为1 L,则反应ⅰ消耗的为,对应生成的和的;反应ⅱ消耗了的,同时额外生成的。因此总,。
【小问4详解】
初始充入,转化率50%,则平衡时;生成的C的物质的量为,根据反应ⅱ的计量关系,反应ⅱ消耗的为,生成的为、为;反应ⅰ生成的为,因此平衡时,总为。平衡时气体总物质的量为,恒温恒容下压强与物质的量成正比,总压为。反应ⅰ的。
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