内容正文:
高二化学期中复习练习题2(1-3章)解析版
本试卷共6页。全卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Cl35.5
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、生活和科技密切相关。下列说法正确的是
A. 糖类、油脂、蛋白质均属于营养物质,均能发生水解反应
B. 光纤陀螺仪(FOG)主要应用于无人机、卫星姿态控制,光纤的主要成分为高纯度的晶体硅
C. 为了除去水垢中的CaSO4,先用Na2CO3溶液处理,然后用盐酸溶解
D. 铁盐水解形成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的杀菌消毒
2. 下列说法中表述正确的是
A. 正丁烷与正戊烷是同分异构体
B. 在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下,乙烯生成聚乙烯是熵减反应
C. 用广泛pH试纸测得醋酸钠溶液的pH为9.6
D. 葡萄糖与蔗糖是同系物
3.下列溶液的酸碱性分析中不正确的是
A.NaHCO3溶液显碱性是因为HCO3—的水解程度大于其电离程度
B.NH4CN溶液显碱性是因为CN—的水解程度大于NH4+的水解程度
C.HA是弱酸,因为HA的电离,则等物质的量NaA与HA的混合溶液一定显酸性
D.中性溶液中可能存在弱酸分子
4. 下列离子方程式书写不正确的是
A. SO2气体通入到Na2S溶液中:2S2-+3SO2=3S+2SO32-
B. 给CuCl2溶液加热,黄色加深,是因为[Cu(H2O)4]2++4Cl—⇌[CuCl4]2-+4H2O正向移动
C.含氟牙膏防龋齿:Ca5(PO4)3(OH)(s)+F_(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH_(aq)
D. 已知泡沫灭火器内有NaHCO3和KAl(SO4)2·12H2O两种物质,则其灭火原理:
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
5. 室温下,某溶液中c(Fe3+)=2mol·L-1,下列离子组在该溶液中一定能大量共存的是
A. S2-、K+、I—、SO42- B. SCN—、SO42-、Ba2+、Mg2+
C. HCO3—、OH—、Na+、K+ D. Na+、Ba2+、NO3—、Cl—
6. 甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法错误的是
A.增大CH3OH的浓度,可以增大单位体积内活化分子数
B.该历程的决速步骤为反应ⅲ
C.HI为总反应的催化剂,可降低反应的焓变
D.总反应的正反应活化能小于逆反应活化能
7. 用下列装置进行的实验中,能达到其实验目的的是
A.可准确测定醋酸溶液的浓度
B.探究温度对化学平衡的影响
C.制无水Fe(NO3)3固体
D.比较KSP(AgCl)和KSP(AgI)的大小
8. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.pH=2的HNO3溶液中H+的数目为0.01 NA
B.1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中CO32-和HCO3—离子数之和等于0.1 NA
C.1L由NH4Cl、NH4NO3组成的混合溶液中,c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(NH3)=0.1 mol·L-1,则溶液中Cl—和NO3—离子总共为0.1 NA
D.某温度下,1LpH=11的氨水溶液稀释到10L时,溶液中OH—的数目大于0.01 NA
9. 在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-37kJ·mol−1
B.4 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-142.9kJ·mol−1
C.乙炔的燃烧热是1299.6 kJ·mol−1:C2H2(g) +O2(g)=2CO2 (g) +H2O(l) ΔH=-1299.6kJ·mol−1
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为57.3kJ·mol−1,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应:
Ba(OH)2(aq) +H2SO4 (aq)=BaSO4 (s) +H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1
10. 我国科学家研制了一种纳米反应器,用于催化草酸二甲酯(DMO)和氢气反应获得EG。反应过程示意图如下:
下列关于上述反应的说法不正确的是( )
A.Cu纳米颗粒将氢气解离成氢原子
B.MG是中间产物
C.DMO分子断裂的化学键有C—O和C—H
D.该反应生成物中有一种与乙醇是同系物
11. 某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)⇌cC(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.4Q kJ
12. 利用CO2合成乙烯的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H4(g)+4H2O(g) ΔH,往恒压密闭容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3充入气体,在常压和催化剂作用下进行反应。测得温度对CO2平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应 ΔH>0,平衡常数:KM>KN
B. 反应速率有可能是υ(M)>υ(N)
C. 改用其他催化剂,如果能加快反应速率,可能影响平衡转化率
D. 若投料比改为n(CO2)∶n(H2)=2∶3,可提高CO2的平衡转化率
13. 常温下,向20mL 1mol·L-1 CuCl2溶液中滴加2mol·L-1 Na2S溶液的滴定曲线如图所示。
已知:pCu=-lgc(Cu2+),常温下Ksp(FeS)=1×10-17.2,Ka1(H2S)=10-7,Ka2(H2S)=10-13。
下列说法中正确的是
A.常温下,S2-的水解常数Kh(S2-)约为10-7
B.常温下,Cu2+ + H2S=CuS↓ + 2H+的平衡常数为1015.2
C.E→F→G的过程中,水的电离程度一直在减小
D.向1mol·L-1 FeSO4溶液中加入足量CuS固体,产生FeS 沉淀
14. 25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离平衡常数为Ka=2.5×10-8。下列说法错误的是( )
A.甲点溶液中存在:n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+n(ClO-)=0.01mol
B.乙到丁的过程中,水的电离程度先增大后减小
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) ⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),其平衡常数K约为10-5
姓名 班级
题号
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答案
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(每空2分,共16分) 学习化学,对知识的归纳与总结相当重要,某同学对教材习题进行归纳与总结,请完成以下相关问题:
(1)测定不同浓度的醋酸的pH
浓度(mol·L-1)
0.2000
0.1000
0.0200
0.0100
0.0010
pH
2.83
2.88
3.23
3.38
3.88
得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是 。
(2)常温下有如下三个反应:
NaCN+CH3COOH=CH3COONa+HCN
HF+ CH3COONa= CH3COOH +NaF
HF+ NaCN=HCN+NaF
则电离平衡常数K(CH3COOH)、K(HF)、K(HCN)从大到小的顺序是
(3)向10mLpH=10的CH3COONa中加入蒸馏水,将其稀释到1L后,则 (填“增大”“减小”“不变”)。
(4)体积相同,pH相同的盐酸和醋酸,与过量的镁带反应,生成氢气体积V(HCl) V(CH3COOH)(填“<”“>”“=”)。
(5)在常温下,CH3COOH溶液中加入NaOH溶液反应后所得溶液的pH=7,则此溶液中c(CH3COO—) c(Na+)(填“<”“>”“=”)。
(6)醋酸的pKa=4.76,向①CH3COOH溶液中加入NaOH溶液,向②CH3COONa溶液中加入盐酸,两种情况下,当pH=4.76时,c(CH3COO—) c(CH3COOH) (填“<”“>”“=”)。
(7)下图装置不能证明酸性乙酸>碳酸>硅酸,原因是 。
(8)60g乙酸与稍过量的乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应能生成44g乙酸乙酯,则乙酸的转化率为 。
16.实验室模拟以金红石为原料(主要成分TiO2)生产钛白粉(TiO2)以及金属钛。
(1)用下图所示装置制备按ABC顺序连接来制备干燥的氯气:
①仪器a的名称是 。
②A装置中的离子反应方程式为
③试剂b是饱和食盐水,其作用是吸收挥发的HCl,减小氯气的溶解。请说明饱和食盐水能减小氯气溶解的原因:
(2)在高温下,向金红石和炭粉的混合物中通入Cl2,得到TiCl4和一种可燃性气体。已知:TiCl4 (熔点:-25℃,沸点:136℃)。
④D中的化学反应方程式为 。
⑤E中收集得到的物质呈 态(填:“固”“液”“气”)。
(3)生产钛白粉和金属钛
⑥在稀有气体(如氩)氛围和加热条件下,用镁与TiCl4反应可得到钛。稀有气体氛围的作用是 。
⑦在TiCl4中加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,得到TiO2·xH2O,则水解时的化学反应方程式为 。
17. 工业上处理铜冶金污水(含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下,回答下列问题。
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
3.5
7.2
完全沉淀pH
3.2
6.7
8.2
9.0
②带温下,Ksp(Al(OH)3)=1×10-35,Ksp(FeS)=6.4×10-18,Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
③目前市场:石灰-300元/吨,硫化钠-3000元/吨,双氧水27.5%-650元/吨,盐酸31%-130元/吨。
(1)污水里加入双氧水发生反应的离子方程式为 。
(2)常温下,当溶液中离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时认为该离子沉淀完全,当Al3+完全沉淀时,则理论上pH的最小值为 。
(3)“沉渣Ⅰ”的主要成分有 (填化学式)。
(4)Na2S溶液呈碱性,其主要原因是 (用离子方程式回答)。
(5)Na2S溶液中c(OH—)= (用化学符号完成等式)。
(6)除考虑沉降顺序、溶液中残留外,很重要的原因是处理废水的成本核算,由工业操作可以得知,把Fe2+氧化为Fe3+,转化Fe(OH)3沉淀比直接生成FeS所需要的成本 (填“高”“低”)。
(7)“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中 。
18. CO2催化加氢合成甲醇,发生反应如下:
i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -58.6kJ· mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ· mol-1
回答下列问题:
(1)写出CO和H2合成CH3OH(g)的热化学方程式:_______。
(2)反应ii. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ· mol-1能自发的原因是ΔS 0(填“>”“<”“=”)。
(3)将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器发生反应ⅰ、ⅱ,测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[比如,CO选择性]以及CH3OH的收率(CH3OH收率= CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。
①曲线L代表_______(填化学式)的选择性随着温度的变化。
②210~230℃之间,CH3OH的收率随温度升高而增大的原因是该温度范围内,反应未达平衡,温度升高,反应速率 (填“增大”“减小”“不变”),CO2转化率增大,CH3OH选择性减小,单位时间内CO2转化率增大的幅度大于CH3OH选择性减小的幅度,因此CH3OH收率升高。
③270℃时,CO2的转化率为_______。
(4)某温度下,保持总压强为100 kPa,向反应器中充入1mol CO2和2.3molH2发生反应ⅰ和反应ⅱ,经10 min恰好达到平衡,测得CO2转化率为50%,n(CH3OH)=4n(CO)。
④0~10 min内CH3OH的平均反应速率为 kPa·min。
⑤该温度下,反应ⅱ的平衡常数Kp为 。已知:用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),分压=总压×物质的量分数。
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高二化学期中复习练习题2(1-3章)解析版
本试卷共6页。全卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Cl35.5
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、生活和科技密切相关。下列说法正确的是
A. 糖类、油脂、蛋白质均属于营养物质,均能发生水解反应
B. 光纤陀螺仪(FOG)主要应用于无人机、卫星姿态控制,光纤的主要成分为高纯度的晶体硅
C. 为了除去水垢中的CaSO4,先用Na2CO3溶液处理,然后用盐酸溶解
D. 铁盐水解形成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的杀菌消毒
2. 下列说法中表述正确的是
A. 正丁烷与正戊烷是同分异构体
B. 在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下,乙烯生成聚乙烯是熵减反应
C. 用广泛pH试纸测得醋酸钠溶液的pH为9.6
D. 葡萄糖与蔗糖是同系物
3.下列溶液的酸碱性分析中不正确的是
A.NaHCO3溶液显碱性是因为HCO3—的水解程度大于其电离程度
B.NH4CN溶液显碱性是因为CN—的水解程度大于NH4+的水解程度
C.HA是弱酸,因为HA的电离,则等物质的量NaA与HA的混合溶液一定显酸性
D.中性溶液中可能存在弱酸分子
4. 下列离子方程式书写不正确的是
A. SO2气体通入到Na2S溶液中:2S2-+3SO2=3S+2SO32-
B. 给CuCl2溶液加热,黄色加深,是因为[Cu(H2O)4]2++4Cl—⇌[CuCl4]2-+4H2O正向移动
C.含氟牙膏防龋齿:Ca5(PO4)3(OH)(s)+F_(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH_(aq)
D. 已知泡沫灭火器内有NaHCO3和KAl(SO4)2·12H2O两种物质,则其灭火原理:
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
5. 室温下,某溶液中c(Fe3+)=2mol·L-1,下列离子组在该溶液中一定能大量共存的是
A. S2-、K+、I—、SO42- B. SCN—、SO42-、Ba2+、Mg2+
C. HCO3—、OH—、Na+、K+ D. Na+、Ba2+、NO3—、Cl—
6. 甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法错误的是
A.增大CH3OH的浓度,可以增大单位体积内活化分子数
B.该历程的决速步骤为反应ⅲ
C.HI为总反应的催化剂,可降低反应的焓变
D.总反应的正反应活化能小于逆反应活化能
7. 用下列装置进行的实验中,能达到其实验目的的是
A.可准确测定醋酸溶液的浓度
B.探究温度对化学平衡的影响
C.制无水Fe(NO3)3固体
D.比较KSP(AgCl)和KSP(AgI)的大小
8. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.pH=2的HNO3溶液中H+的数目为0.01 NA
B.1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中CO32-和HCO3—离子数之和等于0.1 NA
C.1L由NH4Cl、NH4NO3组成的混合溶液中,c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(NH3)=0.1 mol·L-1,则溶液中Cl—和NO3—离子总共为0.1 NA
D.某温度下,1LpH=11的氨水溶液稀释到10L时,溶液中OH—的数目大于0.01 NA
9. 在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-37kJ·mol−1
B.4 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-142.9kJ·mol−1
C.乙炔的燃烧热是1299.6 kJ·mol−1:C2H2(g) +O2(g)=2CO2 (g) +H2O(l) ΔH=-1299.6kJ·mol−1
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为57.3kJ·mol−1,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应:
Ba(OH)2(aq) +H2SO4 (aq)=BaSO4 (s) +H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1
10. 我国科学家研制了一种纳米反应器,用于催化草酸二甲酯(DMO)和氢气反应获得EG。反应过程示意图如下:
下列关于上述反应的说法不正确的是( )
A.Cu纳米颗粒将氢气解离成氢原子
B.MG是中间产物
C.DMO分子断裂的化学键有C—O和C—H
D.该反应生成物中有一种与乙醇是同系物
11. 某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)⇌cC(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.4Q kJ
12. 利用CO2合成乙烯的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H4(g)+4H2O(g) ΔH,往恒压密闭容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3充入气体,在常压和催化剂作用下进行反应。测得温度对CO2平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应 ΔH>0,平衡常数:KM>KN
B. 反应速率有可能是υ(M)>υ(N)
C. 改用其他催化剂,如果能加快反应速率,可能影响平衡转化率
D. 若投料比改为n(CO2)∶n(H2)=2∶3,可提高CO2的平衡转化率
13. 常温下,向20mL 1mol·L-1 CuCl2溶液中滴加2mol·L-1 Na2S溶液的滴定曲线如图所示。
已知:pCu=-lgc(Cu2+),常温下Ksp(FeS)=1×10-17.2,Ka1(H2S)=10-7,Ka2(H2S)=10-13。
下列说法中正确的是
A.常温下,S2-的水解常数Kh(S2-)约为10-7
B.常温下,Cu2+ + H2S=CuS↓ + 2H+的平衡常数为1015.2
C.E→F→G的过程中,水的电离程度一直在减小
D.向1mol·L-1 FeSO4溶液中加入足量CuS固体,产生FeS 沉淀
14. 25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离平衡常数为Ka=2.5×10-8。下列说法错误的是( )
A.甲点溶液中存在:n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+n(ClO-)=0.01mol
B.乙到丁的过程中,水的电离程度先增大后减小
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) ⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),其平衡常数K约为10-5
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(每空2分,共16分) 学习化学,对知识的归纳与总结相当重要,某同学对教材习题进行归纳与总结,请完成以下相关问题:
(1)测定不同浓度的醋酸的pH
浓度(mol·L-1)
0.2000
0.1000
0.0200
0.0100
0.0010
pH
2.83
2.88
3.23
3.38
3.88
得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是 。
(2)常温下有如下三个反应:
NaCN+CH3COOH=CH3COONa+HCN
HF+ CH3COONa= CH3COOH +NaF
HF+ NaCN=HCN+NaF
则电离平衡常数K(CH3COOH)、K(HF)、K(HCN)从大到小的顺序是
(3)向10mLpH=10的CH3COONa中加入蒸馏水,将其稀释到1L后,则 (填“增大”“减小”“不变”)。
(4)体积相同,pH相同的盐酸和醋酸,与过量的镁带反应,生成氢气体积V(HCl) V(CH3COOH)(填“<”“>”“=”)。
(5)在常温下,CH3COOH溶液中加入NaOH溶液反应后所得溶液的pH=7,则此溶液中c(CH3COO—) c(Na+)(填“<”“>”“=”)。
(6)醋酸的pKa=4.76,向①CH3COOH溶液中加入NaOH溶液,向②CH3COONa溶液中加入盐酸,两种情况下,当pH=4.76时,c(CH3COO—) c(CH3COOH) (填“<”“>”“=”)。
(7)下图装置不能证明酸性乙酸>碳酸>硅酸,原因是 。
(8)60g乙酸与稍过量的乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应能生成44g乙酸乙酯,则乙酸的转化率为 。
16.实验室模拟以金红石为原料(主要成分TiO2)生产钛白粉(TiO2)以及金属钛。
(1)用下图所示装置制备按ABC顺序连接来制备干燥的氯气:
①仪器a的名称是 。
②A装置中的离子反应方程式为
③试剂b是饱和食盐水,其作用是吸收挥发的HCl,减小氯气的溶解。请说明饱和食盐水能减小氯气溶解的原因:
(2)在高温下,向金红石和炭粉的混合物中通入Cl2,得到TiCl4和一种可燃性气体。已知:TiCl4 (熔点:-25℃,沸点:136℃)。
④D中的化学反应方程式为 。
⑤E中收集得到的物质呈 态(填:“固”“液”“气”)。
(3)生产钛白粉和金属钛
⑥在稀有气体(如氩)氛围和加热条件下,用镁与TiCl4反应可得到钛。稀有气体氛围的作用是 。
⑦在TiCl4中加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,得到TiO2·xH2O,则水解时的化学反应方程式为 。
17. 工业上处理铜冶金污水(含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下,回答下列问题。
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
3.5
7.2
完全沉淀pH
3.2
6.7
8.2
9.0
②带温下,Ksp(Al(OH)3)=1×10-35,Ksp(FeS)=6.4×10-18,Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
③目前市场:石灰-300元/吨,硫化钠-3000元/吨,双氧水27.5%-650元/吨,盐酸31%-130元/吨。
(1)污水里加入双氧水发生反应的离子方程式为 。
(2)常温下,当溶液中离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时认为该离子沉淀完全,当Al3+完全沉淀时,则理论上pH的最小值为 。
(3)“沉渣Ⅰ”的主要成分有 (填化学式)。
(4)Na2S溶液呈碱性,其主要原因是 (用离子方程式回答)。
(5)Na2S溶液中c(OH—)= (用化学符号完成等式)。
(6)除考虑沉降顺序、溶液中残留外,很重要的原因是处理废水的成本核算,由工业操作可以得知,把Fe2+氧化为Fe3+,转化Fe(OH)3沉淀比直接生成FeS所需要的成本 (填“高”“低”)。
(7)“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中 。
18. CO2催化加氢合成甲醇,发生反应如下:
i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -58.6kJ· mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ· mol-1
回答下列问题:
(1)写出CO和H2合成CH3OH(g)的热化学方程式:_______。
(2)反应ii. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ· mol-1能自发的原因是ΔS 0(填“>”“<”“=”)。
(3)将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器发生反应ⅰ、ⅱ,测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[比如,CO选择性]以及CH3OH的收率(CH3OH收率= CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。
①曲线L代表_______(填化学式)的选择性随着温度的变化。
②210~230℃之间,CH3OH的收率随温度升高而增大的原因是该温度范围内,反应未达平衡,温度升高,反应速率 (填“增大”“减小”“不变”),CO2转化率增大,CH3OH选择性减小,单位时间内CO2转化率增大的幅度大于CH3OH选择性减小的幅度,因此CH3OH收率升高。
③270℃时,CO2的转化率为_______。
(4)某温度下,保持总压强为100 kPa,向反应器中充入1mol CO2和2.3molH2发生反应ⅰ和反应ⅱ,经10 min恰好达到平衡,测得CO2转化率为50%,n(CH3OH)=4n(CO)。
④0~10 min内CH3OH的平均反应速率为 kPa·min。
⑤该温度下,反应ⅱ的平衡常数Kp为 。已知:用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),分压=总压×物质的量分数。
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高二化学期中复习练习题2(1-3章)解析版
本试卷共6页。全卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Cl35.5
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、生活和科技密切相关。下列说法正确的是
A. 糖类、油脂、蛋白质均属于营养物质,均能发生水解反应
B. 光纤陀螺仪(FOG)主要应用于无人机、卫星姿态控制,光纤的主要成分为高纯度的晶体硅
C. 为了除去水垢中的CaSO4,先用Na2CO3溶液处理,然后用盐酸溶解
D. 铁盐水解形成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的杀菌消毒
〖答案〗C
〖解析〗
A.糖类中的单糖不能水解,故A错误;
B.光纤的主要成分是二氧化硅,故B错误;
C.为了除去水垢中的CaSO4,先用Na2CO3溶液处理,使CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,然后用盐酸溶解,故C正确;
D.铁盐做净水剂,不能起到杀菌消毒作用,故D错误;
选C。
2. 下列说法中表述正确的是
A. 正丁烷与正戊烷是同分异构体
B. 在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下,乙烯生成聚乙烯是熵减反应
C. 用广泛pH试纸测得醋酸钠溶液的pH为9.6
D. 葡萄糖与蔗糖是同系物
〖答案〗B
〖解析〗
A.正丁烷与正戊烷是同系物,不是同分异构体,故A错误;
B.在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下,乙烯生成聚乙烯是熵减反应,故B正确;
C.用广泛pH试纸,测pH是与标准比色卡对比,只能读出整数位,故C错误;
D.葡萄糖分子式C6H12O6与蔗糖分子式是C12H22O11,不管结构,相差不是6个CH2,肯定不是同系物,故D错误;
答案选B。
3.下列溶液的酸碱性分析中不正确的是
A.NaHCO3溶液显碱性是因为HCO3—的水解程度大于其电离程度
B.NH4CN溶液显碱性是因为CN—的水解程度大于NH4+的水解程度
C.HA是弱酸,因为HA的电离,则等物质的量NaA与HA的混合溶液一定显酸性
D.中性溶液中可能存在弱酸分子
〖答案〗C
〖解析〗
A.NaHCO3溶液显碱性是因为HCO3—的水解程度大于其电离程度,A正确;
B.NH4CN溶液显碱性是因为CN—的水解程度大于NH4+的水解程度,B正确;
C.HA是弱酸,HA会电离,但A—会水解,如果HA的电离程度大于A—的水解程度就显酸性,A—的水解程度大于HA的电离程度,溶液就显碱性,所以C错误;
D.中性溶液中可能存在弱酸分子,例如CH3COOH和CH3COONa的混合液,D正确;
4. 下列离子方程式书写不正确的是
A. SO2气体通入到Na2S溶液中:2S2-+3SO2=3S+2SO32-
B. 给CuCl2溶液加热,黄色加深,是因为[Cu(H2O)4]2++4Cl—⇌[CuCl4]2-+4H2O正向移动
C.含氟牙膏防龋齿:Ca5(PO4)3(OH)(s)+F_(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH_(aq)
D. 已知泡沫灭火器内有NaHCO3和KAl(SO4)2·12H2O两种物质,则其灭火原理:
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
〖答案〗D
〖解析〗
A.SO2气体通入到Na2S溶液中:2S2-+3SO2=3S+2SO32-,A正确;
B.给CuCl2溶液加热,黄色加深:[Cu(H2O)4]2++4Cl—⇌[CuCl4]2-+4H2O正向移动,B正确;
C.含氟牙膏防龋齿:Ca5(PO4)3(OH)(s)+F_(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH_(aq),C正确;
D.泡沫灭火器的物质是NaHCO3和KAl(SO4)2·12H2O,离子方程式为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,D错误;
答案选D。
5. 室温下,某溶液中c(Fe3+)=2mol·L-1,下列离子组在该溶液中一定能大量共存的是
A. S2-、K+、I—、SO42- B. SCN—、SO42-、Ba2+、Mg2+
C. HCO3—、OH—、Na+、K+ D. Na+、Ba2+、NO3—、Cl—
〖答案〗D
〖解析〗
室温下,某溶液中c(Fe3+)=2mol·L-1,该溶液中Fe3+具有氧化性,氧化I—、S2—,Fe3+在较强的酸性条件下才能存在,能与OH—、HCO3—反应,Fe3+能与SCN—反应,离子组中SO42-、Ba2+能反应生成沉淀,只有D符合题意,故选D。
6. 甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法错误的是
A.增大CH3OH的浓度,可以增大单位体积内活化分子数
B.该历程的决速步骤为反应ⅲ
C.HI为总反应的催化剂,可降低反应的焓变
D.总反应的正反应活化能小于逆反应活化能
〖答案〗C
〖分析〗
甲醇与CO催化制备乙酸的反应分三步进行:ⅰ.CH3OH(l)+HI=CH3I(l)+H2O(l),反应ⅱ.CH3I(l)+CO(g)=CH3COI(l),反应ⅲ.CH3COI(l)+H2O(l)=CH3COOH(l)+HI。总反应为CH3OH(l)+CO(g)CH3COOH(l),HI为反应的催化剂。
〖解析〗
A.甲醇是反应物,增大反应物浓度,单位体积内反应物分子总数增大,活化分子百分数不变,可以增大单位体积内活化分子数,A正确;
B.三步反应的正反应的活化能分别为0.72eV、[-0.68-(-1.38)]eV=0.7eV、[0.91-(-1.01)]eV=1.92eV,第ⅲ步反应的活化能最大,反应速率最慢,则该历程的决速步骤为反应ⅲ,B正确;
C.由分析可知,HI为总反应的催化剂,能降低反应的活化能,但不能降低反应的焓变,C错误;
D.该反应中,反应物的总能量为0eV,产物的总能量为-3.05eV,则∆H=-3.05eV-0eV=-3.05eV<0,所以总反应为放热反应,总反应的正反应活化能小于逆反应活化能,D正确;故选C。
7. 用下列装置进行的实验中,能达到其实验目的的是
A.可准确测定醋酸溶液的浓度
B.探究温度对化学平衡的影响
C.制无水Fe(NO3)3固体
D.比较KSP(AgCl)和KSP(AgI)的大小
〖答案〗B
〖解析〗
A.酸碱中和滴定,标准液氢氧化钠应放碱式滴定管,图中所用为酸式滴定管,A错误;
B.反应2NO2⇌N2O4的ΔH<0,两个烧瓶初始气体组成相同,仅温度为单一变量,可通过气体颜色变化判断平衡移动方向,能探究温度对化学平衡的影响,B正确;
C.由Fe(NO3)3溶液加热,三价铁离子易水解,HNO3易挥发,温度高时会分解,直接加热只能得到Fe(OH)3,不能得到Fe(NO3)3固体,C错误;
D.第一次混合时n(Ag+)=0.20mmol,而n(Cl_)=0.10mmol,生成白色沉淀后溶液中仍有过量Ag+。再加入I_时出现黄色沉淀可能是过量Ag+直接生成AgI,不能据此比较KSP(AgCl)和KSP(AgI)的大小,D错误;
故选B。
8. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.pH=2的HNO3溶液中H+的数目为0.01 NA
B.1L0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中CO32-和HCO3—离子数之和等于0.1 NA
C.1L由NH4Cl、NH4NO3组成的混合溶液中,c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(NH3)=0.1 mol·L-1,则溶液中Cl—和NO3—离子总共为0.1 NA
D.某温度下,1LpH=11的氨水溶液稀释到10L时,溶液中OH—的数目大于0.01 NA
〖答案〗C
〖解析〗
A.pH=2的HNO3溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,由于未给出溶液的体积,无法计算H+的数目,A项错误;
B.1L0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中的物料守恒为c(Na+)=2[c(HCO3—)+c(CO32-)+c(H2CO3)]=0.2 mol·L-1,则n(HCO3—)+n(CO32-)+n(H2CO3)=0.1 mol·L-1×1L=0.1mol,故n(HCO3—)+n(CO32-)<0.1mol,故HCO3—和CO32-离子数之和小于0.1NA,B项错误;
C.1L由NH4Cl、NH4NO3组成的混合溶液中,c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(NH3)=0.1 mol·L-1,由物料关系得:c(Cl—)+c(NO3—)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(NH3)=0.1 mol·L-1则溶液中Cl—和NO3—离子共为0.1mol·L-1×1L=0.1mol,即 0.1 NA,C项正确;
D.初始1LpH=11的氨水溶液中n(OH—)=10-3 mol·L-1×1L=10-3mol,稀释过程中促进氨水的电离,故稀释10倍后溶液的pH:10<pH<11,即10-4 mol·L-1<c(OH—)<10-3 mol·L-1,10L溶液中0.001mol<n(OH—)<0.01mol,OH—数目小于0.01NA,D项错误;
选C。
9. 在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-37kJ·mol−1
B.4 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-142.9kJ·mol−1
C.乙炔的燃烧热是1299.6 kJ·mol−1:C2H2(g) +O2(g)=2CO2 (g) +H2O(l) ΔH=-1299.6kJ·mol−1
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为57.3kJ·mol−1,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应:
Ba(OH)2(aq) +H2SO4 (aq)=BaSO4 (s) +H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1
〖答案〗C
〖解析〗
A.4 g硫粉的物质的量为0.125 mol,1molS的质量为32g是4gS的8倍,4gS完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量,则1 mol硫燃烧放热为37kJ×8=296kJ,故热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296kJ·mol−1,A错误;
B.4 g H2为2 mol,完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,故热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-142.9kJ·mol−1,B错误;
C.乙炔的燃烧热为1299.6 kJ∙mol-1,对应1 mol乙炔完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),故热化学方程式为C2H2(g) +O2(g)=2CO2 (g) +H2O(l) ΔH=-1299.6kJ·mol−1,C正确;
D.中和热为生成1 mol H2O(l)时所放出的热量,但Ba(OH)2与H2SO4反应生成BaSO4沉淀会额外放热,故:Ba(OH)2(aq) +H2SO4 (aq)=BaSO4 (s) +H2O(l) 的ΔH应小于-57.3 kJ∙mol-1,D错误;故选C。
10. 我国科学家研制了一种纳米反应器,用于催化草酸二甲酯(DMO)和氢气反应获得EG。反应过程示意图如下:
下列关于上述反应的说法不正确的是( )
A.Cu纳米颗粒将氢气解离成氢原子
B.MG是中间产物
C.DMO分子断裂的化学键有C—O和C—H
D.该反应生成物中有一种与乙醇是同系物
〖答案〗C
〖解析〗
A.由图可知,Cu纳米颗粒作催化剂将氢气转化成为H原子,故A说法正确;
B.由图可知,DMO为草酸二甲酯,EG为乙二醇,反应过程为DMO→MG→EG,MG为中间产物,故B说法正确;
C.根据选项B分析,断裂的键是C—O和C===O中的一个键,故C说法错误;
D.生成物为乙二醇和甲醇,乙二醇与乙醇不是同系物,甲醇和乙醇互为同系物,故D说法正确。
11. 某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)⇌cC(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.4Q kJ
〖答案〗B
〖解析〗
A.根据图像可知,12s内A变化物质的量浓度为(0.8-0.2)mol/L=0.6mol/L,用A表示的反应速率v(A)=0.6 mol·L-1/(12s) =0.05mol/(L·s),故A说法正确;
B.12s内消耗B的物质的量浓度为(0.5-0.3)mol/L=0.2mol/L,根据反应方程式,推出b为1,利用速率之比等于化学计量数之比,12s后,A的消耗速率与B的生成速率之比为3∶1,故B说法错误;
C.12s时生成C的物质的量为0.8mol,则有b∶c=(0.2mol/L×2L)∶0.8mol=1∶2,推出c为2,故C说法正确;
D.生成2molC时放出热量Q,则生成0.8molC时放出热量为0.8mol×QkJ/(2mol) kJ=0.4QkJ,故D说法正确;
答案为B。
12. 利用CO2合成乙烯的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H4(g)+4H2O(g) ΔH,往恒压密闭容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3充入气体,在常压和催化剂作用下进行反应。测得温度对CO2平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应 ΔH>0,平衡常数:KM>KN
B. 反应速率有可能是υ(M)>υ(N)
C. 改用其他催化剂,如果能加快反应速率,可能影响平衡转化率
D. 若投料比改为n(CO2)∶n(H2)=2∶3,可提高CO2的平衡转化率
〖答案〗B
〖解析〗
A.随着温度的升高,转化率下降,平衡逆向进行,故 ΔH<0,平衡常数KM>KN,A错误;
B.M时催化剂的催化效率比N高,反应速率有可能是υ(M)>υ(N),B正确;
C.催化剂不能改变平衡转化率,C错误;
D.若投料比改为n(CO2)∶n(H2)=2∶3,相当于在原平衡基础上增加CO2浓度,使得平衡正向移动,可提高H2的平衡转化率,D错误;
故答案选B。
13. 常温下,向20mL 1mol·L-1 CuCl2溶液中滴加2mol·L-1 Na2S溶液的滴定曲线如图所示。
已知:pCu=-lgc(Cu2+),常温下Ksp(FeS)=1×10-17.2,Ka1(H2S)=10-7,Ka2(H2S)=10-13。
下列说法中正确的是
A.常温下,S2-的水解常数Kh(S2-)约为10-7
B.常温下,Cu2+ + H2S=CuS↓ + 2H+的平衡常数为1015.2
C.E→F→G的过程中,水的电离程度一直在减小
D.向1mol·L-1 FeSO4溶液中加入足量CuS固体,产生FeS 沉淀
〖答案〗B
〖分析〗
滴定反应为Cu2++S2-=CuS↓,横坐标为滴加Na2S溶液的体积,纵坐标pCu=-lgc(Cu2+),随Na2S滴加,c(Cu2+)逐渐减小,pCu逐渐升高。F点加入10 mL 2mol·L-1 Na2S,恰好与20mL 1mol·L-1CuCl2完全反应,此时c(Cu2+)= c(S2-)=10-17.6 mol·L-1,计算得Ksp(CuS)= c(Cu2+)·c(S2-)=10-17.6 ×10-17.6 =10-35.2,结合已知Ka1(H2S)=10-7、Ka2(H2S)=10-13、Ksp(FeS)= 1×10-17.2,即可开展选项分析。
〖解析〗
A.S2-的第一步水解常数Kh==0.1,不是10-7,A错误;
B.反应Cu2+ + H2S=CuS↓+ 2H+的平衡常数K=,分子分母同乘c(HS—)·c(S2-),变形得K==1015.2,B正确;
C.E到F过程中,Cu2+浓度逐渐减小,Cu2+水解促进水的电离的作用减弱,F点溶质为NaCl,对水的电离无影响,F到G过程中,S2-浓度逐渐增大,S2-水解促进水的电离的作用增强,故水的电离程度先减小后增大,C错误;
D.Ksp(CuS) =10-35.2<Ksp(FeS)= 1×10-17.2,CuS比FeS更难溶,向1mol·L-1 FeSO4溶液中加入足量CuS固体,溶液中c(S2-)==10-17.6 mol·L-1,此时c(Fe2+)·c(S2-)=1×10-17.6<1×10-17.2,不会产生FeS沉淀,D错误;
故选 B。
14. 25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离平衡常数为Ka=2.5×10-8。下列说法错误的是( )
A.甲点溶液中存在:n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+n(ClO-)=0.01mol
B.乙到丁的过程中,水的电离程度先增大后减小
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) ⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),其平衡常数K约为10-5
〖答案〗A
〖分析〗
氯水存在反应:Cl2+H2O⇌HClO+HCl,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠首先和HCl反应,然后和HClO反应;乙点为第一个突跃点,HCl完全反应,得到HClO、NaCl的混合溶液,加入20 mL氢氧化钠溶液时对应第二个突跃点,HClO完全反应,得到氯化钠、次氯酸钠的混合溶液。
〖解析〗
A.由分析可知,加入20 mL氢氧化钠溶液得到氯化钠、次氯酸钠的混合溶液,钠离子的物质的量为0.02 L×0.1 mol·L-1=0.002 mol,结合钠、氯元素守恒,则2n(Cl2)+n(HClO)+n(Cl-)+n(ClO-)=0.002 mol,A错误;
B.乙到加入20 mL氢氧化钠溶液的过程中,氯气与水反应的产物不断与NaOH发生反应,水的电离程度一直增大;从加入20 mL氢氧化钠溶液到丁的过程中,溶液中氢氧化钠过量,对水电离的抑制作用不断增大,水的电离程度不断减小,B正确;
C.丙点溶液中含有NaCl、NaClO、HClO,此时c(H+)=10-8 mol·L-1,Ka==2.5×10-8,则c(ClO-)=2.5c(HClO),结合反应Cl2+H2O⇌HClO+HCl,则c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),所以c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+),C正确;
D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l) ⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),pH=10时,Cl2与NaOH刚好完全反应,由Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,可求出c(Cl2)==0.1 mol·L-1,根据起点pH=2,有c(H+)=c(Cl-)=c(HClO)=0.01 mol·L-1,c(Cl2)=0.1-c(H+),其平衡常数K=≈10-5,D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(每空2分,共16分) 学习化学,对知识的归纳与总结相当重要,某同学对教材习题进行归纳与总结,请完成以下相关问题:
(1)测定不同浓度的醋酸的pH
浓度(mol·L-1)
0.2000
0.1000
0.0200
0.0100
0.0010
pH
2.83
2.88
3.23
3.38
3.88
得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是 。
(2)常温下有如下三个反应:
NaCN+CH3COOH=CH3COONa+HCN
HF+ CH3COONa= CH3COOH +NaF
HF+ NaCN=HCN+NaF
则电离平衡常数K(CH3COOH)、K(HF)、K(HCN)从大到小的顺序是
(3)向10mLpH=10的CH3COONa中加入蒸馏水,将其稀释到1L后,则 (填“增大”“减小”“不变”)。
(4)体积相同,pH相同的盐酸和醋酸,与过量的镁带反应,生成氢气体积V(HCl) V(CH3COOH)(填“<”“>”“=”)。
(5)在常温下,CH3COOH溶液中加入NaOH溶液反应后所得溶液的pH=7,则此溶液中c(CH3COO—) c(Na+)(填“<”“>”“=”)。
(6)醋酸的pKa=4.76,向①CH3COOH溶液中加入NaOH溶液,向②CH3COONa溶液中加入盐酸,两种情况下,当pH=4.76时,c(CH3COO—) c(CH3COOH) (填“<”“>”“=”)。
(7)下图装置不能证明酸性乙酸>碳酸>硅酸,原因是 。
(8)60g乙酸与稍过量的乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应能生成44g乙酸乙酯,则乙酸的转化率为 。
〖答案〗
(1)0.1000 mol·L-1的pH=2.88>1,说明CH3COOH没有完全电离。(0.1000 mol·L-1稀释到0.001 mol·L-1,pH的变化3.88-2.88=1,不是2,说明稀释过程中CH3COOH发生了电离。)
(2)K(HF)>K(CH3COOH)>K(HCN)
(3)减小
(4)<
(5)=
(6)=
(7)乙酸具有挥发性
(8)50%。
〖解析〗
(1)根据强弱电解质的定义回答:0.1000 mol·L-1的pH=2.88>1(或者0.0100 mol·L-1的pH=3.38>2,或者0.0010 mol·L-1的pH=3.88>3),说明CH3COOH没有完全电离。
也可以从稀释角度回答:0.1000 mol·L-1稀释到0.01 mol·L-1,pH的变化3.38-2.88=0.5,不是1(或者0.1000 mol·L-1稀释到0.001 mol·L-1,pH的变化3.88-2.88=1,不是2),说明稀释过程中CH3COOH发生了电离。
(2)常温下有如下三个反应:
NaCN+CH3COOH=CH3COONa+HCN 得K(CH3COOH)>K(HCN)
HF+ CH3COONa= CH3COOH +NaF 得K(HF)>K(CH3COOH)
HF+ NaCN=HCN+NaF 得K(HF)>K(HCN)
则电离平衡常数K(CH3COOH)、K(HF)、K(HCN)从大到小的顺序是K(HF)>K(CH3COOH) >K(HCN)。
(3) 向10mLpH=10的CH3COONa中加入蒸馏水,将其稀释到1L后,8<pH<10,即c(H+)增大,则
Ka=变形为=,减小,得减小。或者CH3COONa中加入蒸馏水,水解程度增大,n(CH3COO—)减小、n(CH3COOH)增大,则减小,得减小。也可以用Kh来解答。
(4)体积相同,pH相同的盐酸和醋酸,盐酸是强酸全部电离,醋酸是弱酸部分电离,当pH相同即c(H+)相同时,n(CH3COOH)>>n(HCl),得V(HCl) <V(CH3COOH)。
(5)在常温下,CH3COOH溶液中加入NaOH溶液反应后所得溶液的pH=7,此时溶液中存在的阳离子是Na+、H+,阴离子是CH3COO—、OH—,pH=7则c(H+)=c(OH—)=1×10-7 mol·L-1, 根据电中性原理c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO—)+c(OH—),得c(Na+)=c(CH3COO—)。
(6)醋酸的pKa=4.76,向①CH3COOH溶液中加入NaOH溶液,向②CH3COONa溶液中加入盐酸,两种情况下,当pH=4.76时,即c(H+)=10-4.76,Ka=,得10-4.76=得,=1,得c(CH3COO—)= c(CH3COOH)。
(7)下图装置不能证明酸性乙酸>碳酸>硅酸,原因是乙酸具有挥发性。
正确的方法是中间插入,除去挥发的乙酸。
(8)根据反应,60g乙酸与稍过量的乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应,完全转化能生成88g乙酸乙酯,所以转化率为50%。
16.实验室模拟以金红石为原料(主要成分TiO2)生产钛白粉(TiO2)以及金属钛。
(1)用下图所示装置制备按ABC顺序连接来制备干燥的氯气:
①仪器a的名称是 。
②A装置中的离子反应方程式为
③试剂b是饱和食盐水,其作用是吸收挥发的HCl,减小氯气的溶解。请说明饱和食盐水能减小氯气溶解的原因:
(2)在高温下,向金红石和炭粉的混合物中通入Cl2,得到TiCl4和一种可燃性气体。已知:TiCl4 (熔点:-25℃,沸点:136℃)。
④D中的化学反应方程式为 。
⑤E中收集得到的物质呈 态(填:“固”“液”“气”)。
(3)生产钛白粉和金属钛
⑥在稀有气体(如氩)氛围和加热条件下,用镁与TiCl4反应可得到钛。稀有气体氛围的作用是 。
⑦在TiCl4中加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,得到TiO2·xH2O,则水解时的化学反应方程式为 。
〖答案〗
(1)分液漏斗
(2)MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)NaCl=Na++Cl—,增大c(Cl—),使Cl2(g)+H2O(l) ⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)逆向移动,能减少氯气的溶解。
(4)TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
(5)液
(6)隔绝空气,防止镁、钛与氧气反应
(7)TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl
〖解析〗
(1)分液漏斗
(2)由图是固液加热装置制氯气,常用浓盐酸和软锰矿反应。离子方程式为MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)NaCl=Na++Cl—,增大c(Cl—),使Cl2(g)+H2O(l) ⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)逆向移动,能减少氯气的溶解。
(4)TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
(5)冰水混合物为0℃,TiCl4 (熔点:-25℃,沸点:136℃),所以为液态。
(6)镁、钛高温下能与空气中的氧气反应,因此稀有气体氛围的作用是隔绝空气,防止镁、钛与氧气反应。
(7)用TiCl4制备TiO2的反应可表示为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl,TiCl4中加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,然后焙烧TiO2·xH2O得到TiO2。
17. 工业上处理铜冶金污水(含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下,回答下列问题。
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
3.5
7.2
完全沉淀pH
3.2
6.7
8.2
9.0
②带温下,Ksp(Al(OH)3)=1×10-35,Ksp(FeS)=6.4×10-18,Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
③目前市场:石灰-300元/吨,硫化钠-3000元/吨,双氧水27.5%-650元/吨,盐酸31%-130元/吨。
(1)污水里加入双氧水发生反应的离子方程式为 。
(2)常温下,当溶液中离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时认为该离子沉淀完全,当Al3+完全沉淀时,则理论上pH的最小值为 。
(3)“沉渣Ⅰ”的主要成分有 (填化学式)。
(4)Na2S溶液呈碱性,其主要原因是 (用离子方程式回答)。
(5)Na2S溶液中c(OH—)= (用化学符号完成等式)。
(6)除考虑沉降顺序、溶液中残留外,很重要的原因是处理废水的成本核算,由工业操作可以得知,把Fe2+氧化为Fe3+,转化Fe(OH)3沉淀比直接生成FeS所需要的成本 (填“高”“低”)。
(7)“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中 。
〖答案〗
(1)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)4(4.0)
(3)Fe(OH)3和Al(OH)3
(4)S2-+H2O⇌HS—+OH—
(5)c(OH—)=c(HS—)+c(H+)+2c(H2S)或c(OH—)=c(Na+)+c(H+)-2c(S2-)-c(HS—)
(6)低
(7)4.0×10-12
〖分析〗
污水(含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Al3+),加入H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+,加入石灰乳除掉三价铁离子和铝离子,过滤后,加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子,再次过滤后即可达到除去其中的杂质,以此解题,依据价格可以计算处理相同量的废水所需要成本。
〖解析〗
(1)污水里加入双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,便于后续调溶液pH成为Fe(OH)3除去;
(2)Al3+完全沉淀时,用Ksp(Al(OH)3)=1×10-35除以1.0×10-5 mol·L-1,再开3次方得到c(OH—)=10-10 mol·L-1,则c(H+)=10-4 mol·L-1,pH为4.0;
(3)根据题目开始沉淀的pH数据,“沉渣Ⅰ”的主要成分有Fe(OH)3和Al(OH)3
(4)Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-水解,以第一步为主,S2-+H2O⇌HS—+OH—;
(5)Na2S溶液中,利用质子守恒,可以得出c(OH—)=c(HS—)+c(H+)+2c(H2S);或电中性原理:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS—)+c(OH—)得c(OH—)=c(Na+)+c(H+)-2c(S2-)-c(HS—)
(6)以处理56吨Fe2+为例(56g为1mol):
需要Na2S为78吨,为3000元/吨×78=234000元。
以氧化处理转化为Fe(OH)3:需要H2O2-17吨,HCl-36.5吨,石灰-111吨。
价格为:17吨÷27.5%×650元/吨+36.5吨÷31%×130元/吨+111吨×300元/吨=112424元。
价值:234000元-112424元=121579元,将近一半。所以成本低。
也可直接根据工业生产采用的方法肯定是为了降低成本回答。
(7)“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中。
18. CO2催化加氢合成甲醇,发生反应如下:
i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -58.6kJ· mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ· mol-1
回答下列问题:
(1)写出CO和H2合成CH3OH(g)的热化学方程式:_______。
(2)反应ii. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ· mol-1能自发的原因是ΔS 0(填“>”“<”“=”)。
(3)将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器发生反应ⅰ、ⅱ,测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[比如,CO选择性]以及CH3OH的收率(CH3OH收率= CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。
①曲线L代表_______(填化学式)的选择性随着温度的变化。
②210~230℃之间,CH3OH的收率随温度升高而增大的原因是该温度范围内,反应未达平衡,温度升高,反应速率 (填“增大”“减小”“不变”),CO2转化率增大,CH3OH选择性减小,单位时间内CO2转化率增大的幅度大于CH3OH选择性减小的幅度,因此CH3OH收率升高。
③270℃时,CO2的转化率为_______。
(4)某温度下,保持总压强为100 kPa,向反应器中充入1mol CO2和2.3molH2发生反应ⅰ和反应ⅱ,经10 min恰好达到平衡,测得CO2转化率为50%,n(CH3OH)=4n(CO)。
④0~10 min内CH3OH的平均反应速率为 kPa·min。
⑤该温度下,反应ⅱ的平衡常数Kp为 。已知:用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),分压=总压×物质的量分数。
〖答案〗
(1)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1= -99.8kJ· mol-1
(2)>
(3) ①. CO ②. 增大 ③. 21%
(4) ④. 1.6 ⑤. 0.1
〖解析〗
(1)根据盖斯定律,反应i- 反应ii得目标反应: CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1= -99.8kJ· mol-1
(2)反应ii能自发进行,则此反应的吉布斯自由能变ΔG<0,ΔG=ΔH2-TΔS<0,因为ΔH2>0,所以ΔS>0,才能使ΔG<0,反应才能自发进行。
(3)
①反应i放热,反应ii吸热,温度升高,反应ii平衡正向移动,CO选择性升高,与曲线L随温度升高上升的趋势一致;
②该温度范围内,反应未达平衡,温度升高,反应速率增大,CO2转化率增大,CH3OH选择性减小,单位时间内CO2转化率增大的幅度大于CH3OH选择性减小的幅度,因此CH3OH收率升高‘
③CH3OH收率= CO2的转化率×CH3OH的选择性,270℃时CO选择性为70%,则CH3OH选择性为1-70%=30%,因此CO2转化率==21%;
(4)n(CH3OH)=4n(CO)
设平衡时n(CO)=x,则n(CH3OH)=4x,由CO2转化率50%得:x+4x=0.5mol,解得x=0.1mol,可得平衡时各物质的物质的量:n(CO2)=0.5mol,n(H2)=1.0mol,n(CH3OH)=0.4mol,n(CO)=0.1mol,n(H2O)=0.5mol,总物质的量n总=2.5mol;
④ CH3OH分压p(CH3OH)=100kPa×=16kPa,平均反应速率;
⑤反应ii前后气体总物质的量不变,压强平衡常数可约去总压,得;
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