精品解析:黑龙江佳木斯市第一中学2026-2027学年高二上学期10月期中考试 化学试题
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内容正文:
佳一中2026—2027学年度高二上学期期中考试
化学试题
一、单选题(共15道小题,每题3分,共45分)
1. 下列关于反应和过程自发性的说法中正确的是
A. 放热反应不需要加热就能发生
B. 水蒸气变成液态水,属于熵增过程
C. 吸热反应在一定条件下也能自发进行
D. 自发反应的速率一般都很快
2. 2026年为“十五五”开局之年,我国持续推进生态治理、深空探测、绿色能源技术攻关。下列关于化学反应原理的叙述正确的是
A. 大气脱硝核心反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) <0升温则平衡常数K增大
B. 航天发动机尾气处理反应,加入合适催化剂,可降低反应活化能,提高平衡转化率
C. 恒温恒压下,继续向2NO2(g)N2O4(g)平衡体系充入NO2再次平衡NO2体积分数不变
D. 恒温恒容条件下,可逆反应2SO2+O22SO3同时充入O2、SO3平衡一定向右移动
3. 化学创造美好生活,必须将理论与实践紧密联系,下列生产、生活中的做法或现象不能用平衡移动原理解释的有
A. 夏天,打开冰镇汽水瓶盖时产生大量泡沫
B. 工业合成NH3,温度控制在400℃~500℃
C. 已知CO中毒原理:CO(g)+HbO2O2(g)+HbCO(Hb为血红蛋白),将CO中毒的病人放入高压氧舱中接受治疗
D. 氯气消毒的自来水在养小金鱼前需要阳光照射
4. 下列化学用语表示正确的是
A. Fe(OH)3胶体制备的原理是Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
B. 亚硫酰氯水解的反应方程式:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑
C. 磷酸二氢钠溶于水时的电离方程式:NaH2PO4=Na++H++
D. SO2气体通入Ba(NO3)2溶液:SO2+Ba2++H2O=BaSO3↓+2H+
5. 下列实验操作规范且能达到实验目的是
A
B
C
D
排出盛有溶液的滴定管尖嘴内的气泡
读取量筒中液体体积为42.0 mL
研究浓度对化学反应
速率的影响
测溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
6. 常温下,在指定溶液中下列各组离子一定能大量共存的是
A. 滴入酚酞显红色的溶液:Ba2+、Na+、Cl-、
B. 无色透明溶液:、Cu2+、Cl-、
C. 加水稀释时值明显增大的溶液:K+、Na+、、
D. 由水电离出的c(OH-)=1.0×10-12mol•L-1的溶液:、Fe2+、、I-
7. 相同条件下,将NO2(g)和N2O4(g)混合气体分别通入容积相等的两个恒容密闭容器,在30℃和60℃两种温度下发生反应2NO2(g)N2O4(g),各物质物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法正确的是
A. 表示30℃下反应的两条曲线为a和d
B. 60℃下,在0~10s内平均反应速率v(NO2)=0.004mol•L-1•s-1
C. 混合气体的颜色不变或密度不变均能说明该反应已达到平衡状态
D. 表示NO2(g)的物质的量浓度随时间变化的曲线为a和b
8. 常温下,物质的量浓度相等的①NH3•H2O、②NH4HSO4、③NH4HCO3、④NH4Cl四种溶液中,下列大小比较不正确的是
A. 溶液中浓度:②>③ B. 水电离出的H+浓度:④>①
C. 溶液的pH:①>③ D. 与等量NaOH恰好中和,消耗溶液的体积:②>③
9. 有关下列图像的分析不正确的是
A. 图①表示用蒸馏水稀释温度相同、pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线,其中溶液的导电性:a>b>c
B. 已知pOH=-lgc(OH-)图②表示水的电离平衡图像,各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
C. 图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO和H2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),若a=2时CH3OH的平衡体积分数最大
D. 图④表示发生反应:mA(s)+nB(g)pC(g),若m+n>p,则a曲线可能使用了催化剂
10. 常温常压下,电化学捕获CO2并生产HCOOH的一种联合电解装置如图所示。NA为阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是
A. 电解池1中每捕获22.4LCO2,在电极b上生成O2的数目为0.5NA
B. 0.1 mol/LHCOOH溶液和3.6g冰水混合物中含有的氧原子数目均为0.2NA
C. 电解池2中每捕获0.5NACO2,电极c表面O—H键增加了0.5NA
D. 理论上该联合电解装置生产1 molHCOOH需转移4NA电子
11. 已知某二元酸()在水中的电离方程式为:、。在25℃时,则下列关于该二元酸的说法中正确的是
A. H2A是弱电解质,溶液中存在、、、H+、
B. 将pH=1的H2A溶液加水稀释至原溶液体积的10倍,则稀释后1<pH<2
C. 的溶液的pH<1,加入少量后发生反应
D. 若溶液中,则的中
12. CO2催化加氢制甲醇是实现“碳中和”和“液态阳光”战略的重要路径,某研究团队采用共沉淀-后浸渍法制备了系列助剂改性的Cu/ZnO/Al2O3(简称CZA)催化剂。有关反应如下:
反应Ⅰ(主反应):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) =-49 kJ•mol-1
反应Ⅱ(副反应):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) =+41.5 kJ•mol-1
如图为不同催化剂作用下甲醇时空收率数据,(时空收率:单位质量催化剂单位时间生成甲醇的量),其中,反应I为主反应下列有关上述反应体系的说法不正确的有
A. 反应Ⅰ中,每生成1 molCH3OH,转移电子数为6NA
B. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在低温条件下自发反应
C. 恒温恒压下,向平衡体系中充入少量He,反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡均不移动
D. 图中甲醇时空收率出现“先升后降”趋势,说明该体系中存在最佳反应温度
13. 锗(Ge)是重要的战略稀有金属。煤灰提锗的部分工艺流程如图,下列说法正确的是
已知:①Ge与Al化学性质相似;②水解时发生反应:GeCl4+2H2OGeO2+4HCl。
A. 气体a含有NH3、GeCl4等,可将NH4Cl换成NH4NO3
B. 等浓度的NH4Cl和GeCl4溶液相比NH4Cl溶液pH更大
C. 水解过程中将稀盐酸换成强碱溶液更有利于水解过程
D. 可用热的NaOH溶液和红色石蕊试纸检验GeO2是否洗涤干净
14. 溴钟螺纹反应(B-Z反应)是经典非线性化学振荡反应,以溴酸钾()、丙二酸[]、稀硫酸为反应物,总反应片段为,使显色剂邻菲啰啉铁系配合物发生“(蓝色)—(红色)”循环变化,培养皿中出现红蓝交替的螺旋扩散波纹。
下列说法正确的是
A. 在反应体系中,作氧化剂的有和
B. 适当升高温度、增大硫酸浓度,可使颜色交替变化更快
C. 反应体系中,因溶液具有均一性,故各区域的反应速率相同
D. 反应结束后,有毒的溴酸钾可用亚硫酸钠、氢溴酸进行处理
15. 某同学取等量少许pH=1的0.5mol•L-1FeCl3溶液分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法不正确的是
实验操作及现象
试管甲
加入过量Zn粉,反应缓慢,产生少量气泡,一段时间后产生大量红褐色沉淀,此时无气泡冒出;经检测此时pH为3~4,取出固体,固体中未检测到Fe单质。
试管乙
加入过量Zn粉并滴加少量的KSCN溶液,持续滴加盐酸保持pH=1,待溶液红色褪去时停止滴加盐酸;过程中一直产生少量气泡,当pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。
A. 试管甲中Zn粉与Fe3+可能发生氧化还原反应
B. 试管甲中一段时间后无气泡冒出的原因是该条件下Zn粉与H+不反应
C. 试管甲中未检测到Fe的原因可排除是H+消耗了生成的Fe
D. 若试管甲实验过程中持续剧烈搅拌,最终所得固体中可能检测到Fe
二、填空题(共4道大题,共55分)
16. 一种综合回收精炼铜阳极泥的工艺流程如图。
已知:
①阳极泥主要成分是PtS、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu;
②(NH4)2PtCl4易溶于水,(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水,Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。
回答下列问题:
(1)PdSe中Pd为+2价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质,则“氧化焙烧”中,PdSe转化反应的化学方程式为______。
(2)“酸浸”后的滤液b中溶质的组成为______(填化学式)。
(3)“氯浸”工艺中,金属Pt、Pd、Au转化为、、,溶解等物质的量Pt和Au时,消耗氧化剂物质的量之比为______。
(4)“分金”中可选用的试剂X为______(填标号)。
A. HNO3 B. Cu C. H2C2O4 D. Zn
(5)除析出金属Au外,试剂X的另一个作用是______。
(6)利用“滤液c”中的(NH4)2PtCl4可制备Pt,工艺流程如图所示。在酸性条件下,“沉铂”总反应的离子方程式为______。
17. I.在氨水中存在下列电离平衡:。
(1)下列情况能引起电离平衡正向移动的有______(填字母,下同)。
①加固体 ②加NaOH溶液 ③通入HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加水 ⑥加压
(2)已知:羟胺在水中主要以(弱碱)形式存在,羟胺电离方式与相似。将羟胺溶液加水稀释,的值将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)常温下,将盐酸分别滴入20.00mL0.1mol·L-1羟胺溶液和20.00mL0.1mol·L-1NaOH溶液中,测得溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]随滴入盐酸体积变化如图所示。
①图中表示盐酸滴定羟胺溶液的曲线是______(填“M”或“N”),c()=c()的点是______(用a~f中的点表示)。
②b、c、d三点对应的溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为______。
③b点对应溶液的pH为______(已知:lg3=0.5)。
Ⅱ.酸、碱、盐的水溶液在生产生活及化学实验中有广泛的应用,请同学们运用所学知识解决下列问题。
(4)已知,,溶液中存在自耦电离:,该反应平衡常数K=______。
(5)根据“较强酸+较弱酸盐=较强酸盐+较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应:
①H2B(少量)+2A-=B2-+2HA
②H2B(少量)+H2C-=HB-+H3C
A-、B2-、HB-、H2C-四种离子,结合质子(H+)能力由大到小的顺序______。
18. Ⅰ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)又名大苏打、海波,常用作造纸业的脱氯剂、定量分析中的还原剂,易溶于水,难溶于乙醇,在酸性条件下极不稳定,易分解。某化学兴趣小组同学制备硫代硫酸钠的装置如图所示。
(1)配制Na2S和Na2CO3(物质的量之比为2:1)的混合溶液时,常先将Na2CO3溶解于煮沸过的蒸馏水后,再将Na2S溶解于Na2CO3溶液中。这样操作的优点是能______。
(2)当数据采集处pH为7~8时,三通阀的孔路位置应调节为______(填字母)。
A. B. C. D.
(3)将仪器c中所得溶液经过系列操作得到Na2S2O3•5H2O样品,其中洗涤时为尽可能避免产品损失,应选用的试剂是______。
Ⅱ. Na2S2O3•5H2O纯度的测定:
称取ag样品,配制成100mL溶液。用硫酸酸化的20.00mL0.0100mol/LK2Cr2O7与过量的KI反应,摇匀后置于暗处,充分反应后加入少量淀粉溶液,再用Na2S2O3溶液滴定I2,三次平行实验,平均消耗20.00mL样品溶液。发生反应的化学方程式为+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O、2+I2=2I-+。
(4)盛装硫代硫酸钠的滴定管应选择:______。
(5)①达到滴定终点的现象为______。
②样品中Na2S2O3•5H2O的纯度为______%(用含a的代数式表示)。
③下列操作测得Na2S2O3•5H2O的质量分数偏小的是______(填字母)。
a.配制样品溶液定容时,仰视刻度线
b.滴定前滴定管内有气泡,滴定后气泡消失
c.滴定过程中,锥形瓶振荡过于剧烈,有少量溶液溅出
d.滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入硫代硫酸钠溶液
19. 为实现“碳中和”和“碳达峰”,碳的循环利用是重要措施。
Ⅰ.甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(CH4和CO2)直接转化为合成气(主要成分为CO和H2),反应方程式为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(1)几种物质的燃烧热如表:
物质
CH4(g)
CO(g)
H2(g)
燃烧热(kJ•mol-1)
893
283
286
甲烷干重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的=______kJ•mol-1。
Ⅱ.甲烷干重整过程中可能存在反应:
R1:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)(主反应)
R2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
R3:CH4(g)C(s)+2H2(g)
R4:2CO(g)C(s)+CO2(g)
R5:CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)
各反应的lgK(K为各反应的平衡常数)与温度的关系如图所示。
(2)由图可知,为提高主反应的转化率应______(填“升高温度”或“降低温度”),简述判断的理由:______。
(3)恒容绝热条件下仅发生主反应时,下列情况能说明该反应达到平衡状态的有______(填标号)。
A. 混合气的平均相对分子质量保持不变 B. 2v(CH4)=v(CO)
C. CH4和CO2的转化率相等 D. 体系的温度不再变化
(4)在1×105Pa、进料配比n(CH4):n(CO2)=1:1、温度为500~1000℃的条件下,甲烷干重整过程中甲烷的转化率、CO2的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。
①甲烷干重整的最佳温度为______(填“600”“900”“1000”)℃。
②在某较适宜温度、初始压强为p下,向2L的恒容密闭容器中加入5molCO2和5molCH4,假设只发生R1、R2两个反应。达平衡后,测得容器中CO的浓度为1.5mol•L-1,CO2的转化率为40%,则此时R1反应的压强平衡常数Kp=______p2(保留两位有效数字,压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算,平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
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佳一中2026—2027学年度高二上学期期中考试
化学试题
一、单选题(共15道小题,每题3分,共45分)
1. 下列关于反应和过程自发性的说法中正确的是
A. 放热反应不需要加热就能发生
B. 水蒸气变成液态水,属于熵增过程
C. 吸热反应在一定条件下也能自发进行
D. 自发反应的速率一般都很快
【答案】C
【解析】
【详解】A.放热反应焓变,但反应是否需要加热由反应活化能决定,部分放热反应需要加热引发才能发生,如碳的燃烧为放热反应,需要加热达到着火点才可进行,并非所有放热反应都不需要加热,A错误;
B.熵是描述体系混乱度的物理量,水蒸气变为液态水时,分子运动自由度降低,体系混乱度减小,属于熵减过程,B错误;
C.吸热反应,若反应的熵变,在温度足够高的条件下,可满足,使反应自发进行,如碳酸钙高温分解、常温下氯化铵与氢氧化钡晶体的反应均为吸热反应,可在对应条件下自发进行,C正确;
D.反应的自发性属于热力学研究范畴,仅体现反应的进行趋势,与反应的动力学速率无必然关联,很多自发反应的速率极慢,如常温下铁的生锈、氢气与氧气混合生成水的反应均为自发过程,但反应速率很慢,D错误;
故选 C。
2. 2026年为“十五五”开局之年,我国持续推进生态治理、深空探测、绿色能源技术攻关。下列关于化学反应原理的叙述正确的是
A. 大气脱硝核心反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) <0升温则平衡常数K增大
B. 航天发动机尾气处理反应,加入合适催化剂,可降低反应活化能,提高平衡转化率
C. 恒温恒压下,继续向2NO2(g)N2O4(g)平衡体系充入NO2再次平衡NO2体积分数不变
D. 恒温恒容条件下,可逆反应2SO2+O22SO3同时充入O2、SO3平衡一定向右移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,A错误;
B.加入合适催化剂可降低反应活化能、加快反应速率,催化剂不改变平衡状态,无法提高平衡转化率,B错误;
C.恒温恒压下,向平衡体系充入,新平衡与原平衡互为等效平衡,各组分体积分数与原平衡一致,再次平衡时体积分数不变,C正确;
D.恒温恒容条件下,可逆反应同时充入、,充入物质的量未知,浓度商与平衡常数的相对大小无法确定,平衡移动方向不能判断,并非一定向右移动,D错误;
故选 C。
3. 化学创造美好生活,必须将理论与实践紧密联系,下列生产、生活中的做法或现象不能用平衡移动原理解释的有
A. 夏天,打开冰镇汽水瓶盖时产生大量泡沫
B. 工业合成NH3,温度控制在400℃~500℃
C. 已知CO中毒原理:CO(g)+HbO2O2(g)+HbCO(Hb为血红蛋白),将CO中毒的病人放入高压氧舱中接受治疗
D. 氯气消毒的自来水在养小金鱼前需要阳光照射
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽水中存在平衡,打开冰镇汽水瓶盖时瓶内压强骤降,平衡向生成气体的方向移动,大量逸出形成泡沫,可用平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.工业合成氨的反应为,该反应为放热反应,从平衡移动角度,低温更有利于平衡正向移动提高氨的平衡产率;实际生产选择,原因是该温度下合成氨所用铁触媒的活性最高,可大幅加快反应速率,并且温度较高反应速率也会加快,该温度选择与平衡移动原理无关,B符合题意;
C.CO中毒的平衡为,将中毒病人放入高压氧舱时,舱内分压较高,增大生成物的浓度,使平衡逆向移动,促进分解,恢复血红蛋白的携氧能力,可用平衡移动原理解释,C不符合题意;
D.氯气消毒的自来水中存在平衡,养金鱼前对自来水进行光照时,见光分解导致浓度降低,使平衡不断正向移动,最终水中的余氯转化为 和 等,毒性显著降低,避免对金鱼产生伤害,可用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故选B。
4. 下列化学用语表示正确的是
A. Fe(OH)3胶体制备的原理是Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
B. 亚硫酰氯水解的反应方程式:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑
C. 磷酸二氢钠溶于水时的电离方程式:NaH2PO4=Na++H++
D. SO2气体通入Ba(NO3)2溶液:SO2+Ba2++H2O=BaSO3↓+2H+
【答案】B
【解析】
【详解】A.胶体制备的的离子方程式为,A错误;
B.水解生成和,反应方程式原子、电荷均守恒,反应符号正确,B正确;
C.为弱酸的酸式盐,溶于水的第一步电离方程式为,的电离为可逆过程,且不能直接完全电离为,C错误;
D.通入溶液时,酸性条件下将氧化为,生成沉淀,正确的离子方程式为,D错误;
故选 B。
5. 下列实验操作规范且能达到实验目的是
A
B
C
D
排出盛有溶液的滴定管尖嘴内的气泡
读取量筒中液体体积为42.0 mL
研究浓度对化学反应
速率的影响
测溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液呈碱性,图中滴定管下端用橡皮管和玻璃珠控制液流,为碱式滴定管,可以盛放该溶液。将橡皮管向上弯曲,使尖嘴斜向上,挤压玻璃珠旁的橡皮管,让溶液从尖嘴流出,可排出尖嘴内的气泡,图示操作规范且能达到目的,A正确;
B.图中视线高于凹液面的最低处,读数方法不规范。读取量筒中液体体积时,应将量筒竖直放在水平桌面上,使视线与凹液面最低处保持水平后读数,B错误;
C.两组均加入2 mL 0.1 mol/L草酸溶液,草酸的物质的量均为。草酸在酸性条件下还原高锰酸根离子,反应的离子方程式为,因此上述草酸至多能还原的高锰酸根离子的物质的量为。两支试管中高锰酸钾的物质的量分别为和,高锰酸钾均过量,两组溶液的紫色均不会完全褪去,不能通过比较褪色时间研究浓度对反应速率的影响。应使用等体积、等浓度且少量的高锰酸钾溶液,分别加入等体积、不同浓度且均过量的草酸溶液,在其他条件相同时比较褪色时间,C错误;
D.溶液中存在水解平衡,溶液呈酸性。图中使用湿润的pH试纸,会稀释待测溶液,使测得的pH偏大。应将干燥的pH试纸放在洁净的表面皿上,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液,点在试纸上,再与标准比色卡比较,D错误;
故选A。
6. 常温下,在指定溶液中下列各组离子一定能大量共存的是
A. 滴入酚酞显红色的溶液:Ba2+、Na+、Cl-、
B. 无色透明溶液:、Cu2+、Cl-、
C. 加水稀释时值明显增大的溶液:K+、Na+、、
D. 由水电离出的c(OH-)=1.0×10-12mol•L-1的溶液:、Fe2+、、I-
【答案】A
【解析】
【详解】A.滴入酚酞显红色的溶液呈碱性,存在大量,组内、、、之间不发生反应,与也不生成沉淀、弱电解质或气体,能够大量共存,A正确;
B.无色透明溶液中,在水溶液中呈蓝色,不符合无色要求;且具有氧化性,具有还原性,二者可发生氧化还原反应,无法大量共存,B错误;
C.常温下为定值,加水稀释时明显增大,说明溶液呈碱性(稀释时降低、升高,比值增大),碱性环境中可与反应生成和,无法大量共存,C错误;
D.由水电离出的的溶液,水的电离被抑制,可能为强酸性或强碱性环境;若为强碱性环境,可与结合生成弱电解质,可与反应生成氢氧化物沉淀,无法大量共存,因此该组离子不一定能大量共存,D错误;
故选A。
7. 相同条件下,将NO2(g)和N2O4(g)混合气体分别通入容积相等的两个恒容密闭容器,在30℃和60℃两种温度下发生反应2NO2(g)N2O4(g),各物质物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法正确的是
A. 表示30℃下反应的两条曲线为a和d
B. 60℃下,在0~10s内平均反应速率v(NO2)=0.004mol•L-1•s-1
C. 混合气体的颜色不变或密度不变均能说明该反应已达到平衡状态
D. 表示NO2(g)的物质的量浓度随时间变化的曲线为a和b
【答案】D
【解析】
【分析】由图像可知,曲线a、d先达到平衡,根据“先拐先平数值大”原则,温度越高,反应速率越快,达到平衡所需时间越短,所以曲线a、d对应的温度为,曲线b、c对应的温度为,再根据化学计量数之比等于浓度变化量之比,a、b代表的浓度变化曲线,c、d代表的浓度变化曲线。
【详解】A.由分析可知,曲线a、d对应的温度为,曲线b、c对应的温度为,A错误;
B.在内,的浓度由增加到,则平均反应速率,B错误;
C.混合气体颜色不变说明浓度恒定,可证明反应达到平衡;但恒容条件下,气体总质量不变、容器体积不变,密度始终为定值,密度不变不能说明反应达到平衡,C错误;
D.反应中与的浓度变化量之比为2:1,因此a、b为的浓度变化曲线,D正确;
故选D。
8. 常温下,物质的量浓度相等的①NH3•H2O、②NH4HSO4、③NH4HCO3、④NH4Cl四种溶液中,下列大小比较不正确的是
A. 溶液中浓度:②>③ B. 水电离出的H+浓度:④>①
C. 溶液的pH:①>③ D. 与等量NaOH恰好中和,消耗溶液的体积:②>③
【答案】D
【解析】
【详解】A.完全电离产生的抑制水解,水解程度小;中水解产生的促进水解,水解程度大,相同浓度下溶液中浓度②>③,A正确;
B.是弱碱,电离出的抑制水的电离,水电离程度小;中水解结合水电离出的,促进水的电离,水电离程度大,水电离出的浓度④>①,B正确;
C.是弱碱,电离产生,溶液碱性较强;溶液中水解程度大于水解程度,溶液显弱碱性,碱性弱于同浓度的,溶液的pH①>③,C正确;
D.相同物质的量浓度下,与发生中和反应,也与发生中和反应,中和等量时,消耗两种溶液的体积相等,即②=③,并非②>③,D错误;
故选D。
9. 有关下列图像的分析不正确的是
A. 图①表示用蒸馏水稀释温度相同、pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线,其中溶液的导电性:a>b>c
B. 已知pOH=-lgc(OH-)图②表示水的电离平衡图像,各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
C. 图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO和H2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),若a=2时CH3OH的平衡体积分数最大
D. 图④表示发生反应:mA(s)+nB(g)pC(g),若m+n>p,则a曲线可能使用了催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.pH相同的盐酸和醋酸稀释时,醋酸为弱电解质,稀释过程中继续电离出,pH上升速率慢于盐酸,故曲线I为盐酸、曲线II为醋酸,溶液导电性与自由移动离子总浓度正相关,a点pH小于b点,对应离子总浓度,c点pH大于b点,对应离子总浓度,因此导电性,A正确;
B.水的离子积,温度越高越大,数值越小,图中对应的之和更小,故温度高于,,b、d均在线上,故,f在线上,故,选项中离子积大小关系错误,B错误;
C.对于反应,当反应物投料比等于化学计量数之比,即时,平衡时的体积分数最大,图中a点为平衡时和转化率相等的点,对应投料比等于化学计量数之比,因此时的平衡体积分数最大,C正确;
D.催化剂可加快反应速率、不改变平衡状态,图中a曲线反应速率更快、达到平衡时间更短,且平衡时B的物质的量分数与b曲线一致,符合催化剂的作用效果;A为固体,反应气体计量数为和,若,则可能存在,加压平衡不移动,B的物质的量分数会不变,与图中平衡状态相符,故a曲线可能使用了催化剂或增大了压强,D正确;
故选B。
10. 常温常压下,电化学捕获CO2并生产HCOOH的一种联合电解装置如图所示。NA为阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是
A. 电解池1中每捕获22.4LCO2,在电极b上生成O2的数目为0.5NA
B. 0.1 mol/LHCOOH溶液和3.6g冰水混合物中含有的氧原子数目均为0.2NA
C. 电解池2中每捕获0.5NACO2,电极c表面O—H键增加了0.5NA
D. 理论上该联合电解装置生产1 molHCOOH需转移4NA电子
【答案】C
【解析】
【分析】两个电解池中,b极和d极均生成,氧元素从-2价升高到0价,失电子发生氧化反应,因此b、d均为阳极,a、c均为阴极。
【详解】A.常温常压下气体摩尔体积不等于,的物质的量不确定,则无法计算电极b上生成的数目,A错误;
B.溶液未给出溶液体积,无法计算溶质的物质的量,且溶液中的溶剂水也含有氧原子,因此无法确定溶液中氧原子总数;3.6 g冰水混合物为,含氧原子,但前半部分描述不成立,B错误;
C.电解池2中电极c为阴极,发生反应,每捕获,即0.5 mol,阴极生成0.5 mol ,因此电极c表面O-H键增加,C正确;
D.生成的过程中,C元素从+4价变为+2价,每生成1 mol HCOOH,C得到2 mol电子,理论上转移电子数为,D错误;
故选C。
11. 已知某二元酸()在水中的电离方程式为:、。在25℃时,则下列关于该二元酸的说法中正确的是
A. H2A是弱电解质,溶液中存在、、、H+、
B. 将pH=1的H2A溶液加水稀释至原溶液体积的10倍,则稀释后1<pH<2
C. 的溶液的pH<1,加入少量后发生反应
D. 若溶液中,则的中
【答案】B
【解析】
【详解】A.的第一步电离为完全电离,溶液中不存在分子,属于强电解质,溶液中仅存在、、、,不存在微粒,A错误;
B.原溶液的,说明原溶液中。溶液中的由两部分提供:第一步完全电离产生的;第二步可逆电离平衡电离出的。加水稀释至原体积的10倍:若不考虑第二步电离的移动,稀释10倍后变为原来的,即应变为2;但“越稀越电离”,加水稀释会促进的进一步电离,使得第二步电离出的增多;因此,稀释后溶液中的实际,即;同时稀释使氢离子浓度整体降低,必然有。综上,稀释后 ,B正确;
C.的溶液中,由于第一步完全电离已提供的,再加上第二步微弱电离,总,故是正确的;但是,因为溶液中已完全电离,根本不存在分子,加入少量后,发生反应的离子方程式为:而不是,C错误;
D.在溶液中,只有电离平衡,此时测得,说明在该状态下电离出的。在溶液中:第一步完全电离产生和;溶液中预先存在大量的(),由于同离子效应,对第二步的电离产生显著的抑制作用;因此,第二步电离出的必然小于;故溶液中的总,D错误;
故选B。
12. CO2催化加氢制甲醇是实现“碳中和”和“液态阳光”战略的重要路径,某研究团队采用共沉淀-后浸渍法制备了系列助剂改性的Cu/ZnO/Al2O3(简称CZA)催化剂。有关反应如下:
反应Ⅰ(主反应):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) =-49 kJ•mol-1
反应Ⅱ(副反应):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) =+41.5 kJ•mol-1
如图为不同催化剂作用下甲醇时空收率数据,(时空收率:单位质量催化剂单位时间生成甲醇的量),其中,反应I为主反应下列有关上述反应体系的说法不正确的有
A. 反应Ⅰ中,每生成1 molCH3OH,转移电子数为6NA
B. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在低温条件下自发反应
C. 恒温恒压下,向平衡体系中充入少量He,反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡均不移动
D. 图中甲醇时空收率出现“先升后降”趋势,说明该体系中存在最佳反应温度
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ中,C元素在中为+4价,在中为-2价,每生成,C得到电子;中H从0价变为+1价,共失去电子,转移电子数为,A正确;
B.根据盖斯定律,目标反应的,反应正向气体分子数减少,,根据,较低温度下,反应可自发进行,B正确;
C.恒温恒压下充入少量,体系体积增大,各反应气体分压降低,相当于减压,反应Ⅰ正向气体分子数减少,减压时平衡逆向移动,C错误;
D.图中甲醇时空收率先升后降,最高点对应的温度下甲醇生成效率最高,说明该体系存在最佳反应温度,D正确;
故选C。
13. 锗(Ge)是重要的战略稀有金属。煤灰提锗的部分工艺流程如图,下列说法正确的是
已知:①Ge与Al化学性质相似;②水解时发生反应:GeCl4+2H2OGeO2+4HCl。
A. 气体a含有NH3、GeCl4等,可将NH4Cl换成NH4NO3
B. 等浓度的NH4Cl和GeCl4溶液相比NH4Cl溶液pH更大
C. 水解过程中将稀盐酸换成强碱溶液更有利于水解过程
D. 可用热的NaOH溶液和红色石蕊试纸检验GeO2是否洗涤干净
【答案】B
【解析】
【详解】A.焙烧过程中在下分解为和,与煤灰中Ge的氧化物反应生成,因此气体含、;若将换为,体系无Cl元素,无法生成,且高温下为强氧化性物质,易发生危险的分解反应,不能替换,A错误;
B.已知Ge与Al化学性质相似,中水解程度远大于中的水解程度,等浓度下溶液的浓度更高、酸性更强、更小,因此溶液更大,B正确;
C.Ge与Al化学性质相似,为两性氧化物,可与强碱反应生成可溶性锗酸盐,若将稀盐酸换为强碱溶液,会导致生成的溶解,无法得到目标产物,不利于水解过程获得,C错误;
D.检验沉淀是否洗涤干净,应取最后一次洗涤液进行检测,而不是向固体中加入试剂。在流程的水解步骤中,只加入了氯化锗和水(及稀盐酸),体系中没有引入铵根离子。沉淀表面吸附的主要杂质为 Cl- 和 H+。选项中利用热 NaOH 溶液和红色石蕊试纸(即检验铵根离子 的方法)来检测,不符合本工艺流程,D错误;
故答案选B。
14. 溴钟螺纹反应(B-Z反应)是经典非线性化学振荡反应,以溴酸钾()、丙二酸[]、稀硫酸为反应物,总反应片段为,使显色剂邻菲啰啉铁系配合物发生“(蓝色)—(红色)”循环变化,培养皿中出现红蓝交替的螺旋扩散波纹。
下列说法正确的是
A. 在反应体系中,作氧化剂的有和
B. 适当升高温度、增大硫酸浓度,可使颜色交替变化更快
C. 反应体系中,因溶液具有均一性,故各区域的反应速率相同
D. 反应结束后,有毒的溴酸钾可用亚硫酸钠、氢溴酸进行处理
【答案】B
【解析】
【详解】A.总反应中,转化为,Br元素的化合价由+5价降低到−1价,故作氧化剂。题干给出的铁配合物循环中,得到电子生成,可表示为,因此该过程中的氧化剂是,相应的二价铁配合物在被氧化时作还原剂。此外,选项所写的配体数也与题干给出的配合物不一致,A错误;
B.适当升高温度可加快化学反应速率;在题给酸性反应体系中,增大硫酸浓度可增大浓度,使有关反应加快。因此,铁配合物的氧化、还原转化加快,红蓝颜色交替变化更快,B正确;
C.培养皿中出现红蓝交替的螺旋扩散波纹,说明不同区域中两种显色配合物的相对含量存在差异。在这种不断发生反应并伴随扩散的体系中,各区域相关物质的浓度可以不同,反应速率也可以不同,不能仅根据溶液的均一性认定各区域的反应速率相同,C错误;
D.亚硫酸钠具有还原性,可将溴酸根离子还原为溴离子,反应为。但氢溴酸与溴酸钾反应会生成有毒的溴单质,反应为,因此不能用氢溴酸达到无害化处理的目的,D错误;
故选B。
15. 某同学取等量少许pH=1的0.5mol•L-1FeCl3溶液分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法不正确的是
实验操作及现象
试管甲
加入过量Zn粉,反应缓慢,产生少量气泡,一段时间后产生大量红褐色沉淀,此时无气泡冒出;经检测此时pH为3~4,取出固体,固体中未检测到Fe单质。
试管乙
加入过量Zn粉并滴加少量的KSCN溶液,持续滴加盐酸保持pH=1,待溶液红色褪去时停止滴加盐酸;过程中一直产生少量气泡,当pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。
A. 试管甲中Zn粉与Fe3+可能发生氧化还原反应
B. 试管甲中一段时间后无气泡冒出的原因是该条件下Zn粉与H+不反应
C. 试管甲中未检测到Fe的原因可排除是H+消耗了生成的Fe
D. 若试管甲实验过程中持续剧烈搅拌,最终所得固体中可能检测到Fe
【答案】B
【解析】
【分析】Zn具有强还原性,可与、发生氧化还原反应。初始pH=1的溶液中水解程度较大。试管甲中加入过量Zn粉,初始阶段Zn与缓慢反应产生少量气泡,随着反应进行pH升高,水解生成大量红褐色沉淀,沉淀覆盖在Zn表面阻碍反应进一步进行,因此未生成Fe单质。试管乙中持续滴加盐酸保持pH=1,不会提前水解,可被Zn逐步还原为,最终还原为Fe单质,因此固体中可检测到Fe。
【详解】A.试管甲中粉与可发生氧化还原反应生成和,该反应符合氧化还原规律,可能发生,A正确;
B.试管甲中一段时间后无气泡冒出,是因为随着反应进行,被消耗导致浓度降低,且生成的红褐色沉淀覆盖在粉表面,阻碍了与的接触;对比试管乙中持续滴加盐酸保持时一直产生气泡,说明粉与是可以反应的,并非不反应,B错误;
C.试管乙最终在pH为3~4的条件下能检测到Fe单质,说明在该酸度下H+不能将生成的Fe完全消耗,甲最终pH也为3~4,若能生成Fe也不可能被H+完全消耗,因此甲中未检测到Fe的原因可排除是H+消耗了生成的Fe,C正确;
D.若试管甲实验过程中持续剧烈搅拌,可避免沉淀覆盖在粉表面,保证与溶液持续接触,可将完全还原为,在pH升高至3~4时,可进一步将还原为单质,因此最终所得固体中可能检测到,D正确;
故选B。
二、填空题(共4道大题,共55分)
16. 一种综合回收精炼铜阳极泥的工艺流程如图。
已知:
①阳极泥主要成分是PtS、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu;
②(NH4)2PtCl4易溶于水,(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水,Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。
回答下列问题:
(1)PdSe中Pd为+2价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质,则“氧化焙烧”中,PdSe转化反应的化学方程式为______。
(2)“酸浸”后的滤液b中溶质的组成为______(填化学式)。
(3)“氯浸”工艺中,金属Pt、Pd、Au转化为、、,溶解等物质的量Pt和Au时,消耗氧化剂物质的量之比为______。
(4)“分金”中可选用的试剂X为______(填标号)。
A. HNO3 B. Cu C. H2C2O4 D. Zn
(5)除析出金属Au外,试剂X的另一个作用是______。
(6)利用“滤液c”中的(NH4)2PtCl4可制备Pt,工艺流程如图所示。在酸性条件下,“沉铂”总反应的离子方程式为______。
【答案】(1)
(2)CuSO4(或CuSO4、H2SO4)
(3)4:3 (4)C
(5)将还原为,便于后续使含物种与含物种分离
(6)
【解析】
【分析】向阳极泥(含PtS、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质)中加入纯碱、通入空气进行“氧化焙烧”,再加水“浸取”,过滤得到含Na2SO4、Na2SeO3的滤液a,分离出滤渣,向滤渣中加入稀硫酸“酸浸”,溶解氧化铜得到含硫酸铜的滤液b,分离出含Pt、Pd、Au的滤渣,再通入氯气、加入浓盐酸“氯浸”,将金属Pt、Pd、Au分别氧化为配离子:、、,再加入过量草酸“分金”,将还原为金单质、还原为,过滤分离出金单质,最后向滤液中加入氯化铵溶液“沉钯”得到含滤液c和沉淀,据此解答。
【小问1详解】
已知中为+2价,则为-2价。在“氧化焙烧”过程中,与空气中的及加入的反应。元素从-2价被氧化至+4价(形成),元素从+2价被还原为0价(单质)。根据氧化还原反应电子守恒,整体失去4个电子,得到4个电子,两者化学计量数之比为1:1。配平后得到化学方程式:。
【小问2详解】
阳极泥经过纯碱和空气氧化焙烧后,其中的转化为。加水浸取时,水溶性的和进入滤液a,而及、、留在滤渣中。加入稀硫酸进行酸浸,与稀硫酸反应生成和水。为了使金属充分溶解及后续操作,硫酸通常会过量,因此滤液b中的溶质主要为(可能还有过量的)。
【小问3详解】
被氧化为时,元素从0价升高到+4价,1 mol 失去4 mol电子;被氧化为时,元素从0价升高到+3价,1 mol 失去3 mol电子;氧化剂为,被还原为,1 mol 得到2 mol电子,根据电子守恒,溶解1 mol 需要的物质的量为 mol,溶解1 mol 需要的物质的量为 mol,因此溶解等物质的量的和时,消耗氧化剂的物质的量之比为;
【小问4详解】
“分金”的目的是将溶液中的还原为金属单质析出。
A.具有强氧化性,无法还原金离子;
B.能还原金离子,但会引入杂质;
C.(草酸)具有还原性,可将还原为,且不会引入新的金属杂质;
D.还原性过强,可能会将、等一并还原析出,不利于分离。
故选C。
【小问5详解】
在氯浸后,溶液中含有和。加入的还原剂X(草酸)除了还原金之外,还会将还原为。后续加入进行“沉钯”时,仍以形式存在,形成难溶的沉淀;而由于被还原为+2价,形成易溶的留在滤液中,从而实现了铂和钯的有效分离
【小问6详解】
在酸性条件下,“沉铂”是将含滤液c通过和的共同作用得,该过程Pt元素被氧化,Cl元素被还原,溶液总反应的离子方程式为。
17. I.在氨水中存在下列电离平衡:。
(1)下列情况能引起电离平衡正向移动的有______(填字母,下同)。
①加固体 ②加NaOH溶液 ③通入HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加水 ⑥加压
(2)已知:羟胺在水中主要以(弱碱)形式存在,羟胺电离方式与相似。将羟胺溶液加水稀释,的值将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)常温下,将盐酸分别滴入20.00mL0.1mol·L-1羟胺溶液和20.00mL0.1mol·L-1NaOH溶液中,测得溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]随滴入盐酸体积变化如图所示。
①图中表示盐酸滴定羟胺溶液的曲线是______(填“M”或“N”),c()=c()的点是______(用a~f中的点表示)。
②b、c、d三点对应的溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为______。
③b点对应溶液的pH为______(已知:lg3=0.5)。
Ⅱ.酸、碱、盐的水溶液在生产生活及化学实验中有广泛的应用,请同学们运用所学知识解决下列问题。
(4)已知,,溶液中存在自耦电离:,该反应平衡常数K=______。
(5)根据“较强酸+较弱酸盐=较强酸盐+较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应:
①H2B(少量)+2A-=B2-+2HA
②H2B(少量)+H2C-=HB-+H3C
A-、B2-、HB-、H2C-四种离子,结合质子(H+)能力由大到小的顺序______。
【答案】(1)③④⑤ (2)减小
(3) ①. M ②. f ③. d>c>b ④. 12.5
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
①根据勒夏特列原理分析电离平衡的移动方向:加固体,增大,平衡逆向移动,①不符合题意;
②加溶液,增大,平衡逆向移动,②不符合题意;
③通入,中和,减小,平衡正向移动,③符合题意;
④加溶液,醋酸电离的中和,减小,平衡正向移动,④符合题意;
⑤加水,弱电解质稀释,电离平衡正向移动,⑤符合题意;
⑥加压,该体系无气体参与反应,加压对溶液中的电离平衡无影响,⑥不符合题意;
符合题意的为③④⑤;
【小问2详解】
羟胺电离为,电离平衡常数,变形得:,加水稀释时,、不变,显著减小,因此该比值减小;
【小问3详解】
① 羟胺是弱碱,0.1mol/L羟胺溶液的远小于0.1mol/L,即初始pOH大于1;而0.1mol/L NaOH是强碱,初始,pOH=1,因此滴定羟胺的曲线是M。 NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液呈中性,pOH=7,对应点f,此时根据电荷守恒,中性条件下,故;
② b点是10mL盐酸滴入NaOH溶液,得到等浓度的NaOH和NaCl混合液,强碱抑制水的电离;c点是10mL盐酸滴入羟胺溶液,得到等浓度的羟胺和混合液,羟胺在水中电离出氢氧根离子而抑制水的电离,弱碱对水电离的抑制作用弱于强碱,水解促进水的电离;d点是20mL盐酸滴入羟胺溶液,恰好完全反应生成强酸弱碱盐,水解促进水的电离,因此水的电离程度:d>c>b;
③ b点对应溶液中溶质为氢氧化钠、氯化钠,,,;
【小问4详解】
反应的平衡常数:,代入数值,;
【小问5详解】
根据“较强酸制较弱酸”,酸性越强,对应酸根结合的能力越弱。反应①中少量H2B直接给出 2 个氢离子给A-生成B2-和HA,说明酸性:;反应②中少量H2B只失去一个氢离子,变成HB-,不能继续把氢离子给H2C-,说明酸性;则结合质子能力:。
18. Ⅰ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)又名大苏打、海波,常用作造纸业的脱氯剂、定量分析中的还原剂,易溶于水,难溶于乙醇,在酸性条件下极不稳定,易分解。某化学兴趣小组同学制备硫代硫酸钠的装置如图所示。
(1)配制Na2S和Na2CO3(物质的量之比为2:1)的混合溶液时,常先将Na2CO3溶解于煮沸过的蒸馏水后,再将Na2S溶解于Na2CO3溶液中。这样操作的优点是能______。
(2)当数据采集处pH为7~8时,三通阀的孔路位置应调节为______(填字母)。
A. B. C. D.
(3)将仪器c中所得溶液经过系列操作得到Na2S2O3•5H2O样品,其中洗涤时为尽可能避免产品损失,应选用的试剂是______。
Ⅱ. Na2S2O3•5H2O纯度的测定:
称取ag样品,配制成100mL溶液。用硫酸酸化的20.00mL0.0100mol/LK2Cr2O7与过量的KI反应,摇匀后置于暗处,充分反应后加入少量淀粉溶液,再用Na2S2O3溶液滴定I2,三次平行实验,平均消耗20.00mL样品溶液。发生反应的化学方程式为+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O、2+I2=2I-+。
(4)盛装硫代硫酸钠的滴定管应选择:______。
(5)①达到滴定终点的现象为______。
②样品中Na2S2O3•5H2O的纯度为______%(用含a的代数式表示)。
③下列操作测得Na2S2O3•5H2O的质量分数偏小的是______(填字母)。
a.配制样品溶液定容时,仰视刻度线
b.滴定前滴定管内有气泡,滴定后气泡消失
c.滴定过程中,锥形瓶振荡过于剧烈,有少量溶液溅出
d.滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入硫代硫酸钠溶液
【答案】(1)防止S2-被氧化、抑制S2-的水解 (2)B
(3)乙醇 (4)碱式滴定管
(5) ①. 滴入最后半滴样品溶液,溶液蓝色褪去,且30s内不恢复蓝色 ②. ③. abd
【解析】
【分析】装置A:发生装置;三通阀(核心控制部件),三通可以切换气流方向;装置B:安全瓶 + 应急吸收装置结构 ①安全瓶,防倒吸,②尾气吸收通道:三通切换过来时,多余在此被吸收,防止污染;装置C:反应主容器制备;装置D:尾气吸收装置。
【小问1详解】
煮沸蒸馏水除去水中溶解的氧气,防止中被氧化;溶液呈碱性,将溶解在其中,可以抑制的水解,减少溶质损失;
【小问2详解】
pH为7~8,停止向C中通入,过量会让溶液酸性变强,分解; 三通阀切换通路,让A出来的通入B装置进行尾气吸收,不再流向C,此时三通阀需要连通A和B的通路、关闭通往C的支路,对应选项B的孔路状态,故选B;
【小问3详解】
题干明确说明硫代硫酸钠易溶于水、难溶于乙醇,用乙醇洗涤既可以洗去晶体表面的杂质,又能最大程度减少产品的溶解损失,同时乙醇易挥发,可快速干燥晶体;
【小问4详解】
硫代硫酸钠溶液是强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,会腐蚀酸式滴定管的玻璃活塞,因此需要选用碱式滴定管盛装;
【小问5详解】
①滴定前体系中存在淀粉与形成的蓝色络合物,当被完全反应时蓝色消失,且半分钟不变色说明达到稳定的滴定终点,即当滴入最后半滴硫代硫酸钠样品溶液时,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复蓝色;
②根据给出的反应可得定量关系:。,则20 mL样品液中,100 mL样品液中,其摩尔质量为248 g/mol,因此纯度为;
③a.定容时仰视刻度线,配得的样品溶液体积偏大,浓度偏小,滴定消耗的样品溶液体积偏大,根据100 mL样品液中,计算得到的硫代硫酸钠总物质的量偏小,结果偏小,a符合题意;
b.滴定前有气泡、滴定后气泡消失,读取的样品溶液消耗体积偏大,根据100 mL样品液中,计算得到的硫代硫酸钠总物质的量偏小,结果偏小,b符合题意;
c.锥形瓶内溶液溅出,体系内的损失,滴定消耗的样品溶液体积偏小,根据100 mL样品液中,计算得到的硫代硫酸钠总物质的量偏大,结果偏大,c不符合题意;
d.滴定管水洗后直接装待测液,管内溶液被稀释,滴定消耗的样品体积偏大,根据100 mL样品液中,计算得到的硫代硫酸钠总物质的量偏小,结果偏小,d符合题意;
故选abd。
19. 为实现“碳中和”和“碳达峰”,碳的循环利用是重要措施。
Ⅰ.甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(CH4和CO2)直接转化为合成气(主要成分为CO和H2),反应方程式为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(1)几种物质的燃烧热如表:
物质
CH4(g)
CO(g)
H2(g)
燃烧热(kJ•mol-1)
893
283
286
甲烷干重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的=______kJ•mol-1。
Ⅱ.甲烷干重整过程中可能存在反应:
R1:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)(主反应)
R2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
R3:CH4(g)C(s)+2H2(g)
R4:2CO(g)C(s)+CO2(g)
R5:CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)
各反应的lgK(K为各反应的平衡常数)与温度的关系如图所示。
(2)由图可知,为提高主反应的转化率应______(填“升高温度”或“降低温度”),简述判断的理由:______。
(3)恒容绝热条件下仅发生主反应时,下列情况能说明该反应达到平衡状态的有______(填标号)。
A. 混合气的平均相对分子质量保持不变 B. 2v(CH4)=v(CO)
C. CH4和CO2的转化率相等 D. 体系的温度不再变化
(4)在1×105Pa、进料配比n(CH4):n(CO2)=1:1、温度为500~1000℃的条件下,甲烷干重整过程中甲烷的转化率、CO2的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。
①甲烷干重整的最佳温度为______(填“600”“900”“1000”)℃。
②在某较适宜温度、初始压强为p下,向2L的恒容密闭容器中加入5molCO2和5molCH4,假设只发生R1、R2两个反应。达平衡后,测得容器中CO的浓度为1.5mol•L-1,CO2的转化率为40%,则此时R1反应的压强平衡常数Kp=______p2(保留两位有效数字,压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算,平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
【答案】(1)+245
(2) ①. 升高温度 ②. 温度升高,R4、R5反应的平衡常数减小,平衡逆向移动,R1、R2、R3反应的平衡常数增大,但反应R1的1gK与温度关系曲线的斜率大于R2和R3的,所以升高温度有利于提高主反应的转化率 (3)AD
(4) ①. 900 ②. 0.0075
【解析】
【小问1详解】
根据燃烧热定义写出三个热化学方程式:
①
②
③
根据盖斯定律,目标反应 = ① - 2×② - 2×③,代入计算得: 。
【小问2详解】
从图可知,温度升高,R4、R5反应的平衡常数减小,平衡逆向移动,R1、R2、R3反应的平衡常数增大,但反应R1的1gK与温度关系曲线的斜率大于R2和R3的,所以升高温度有利于提高主反应的转化率。
【小问3详解】
A.反应前后气体总质量不变,气体总物质的量发生变化,根据,平均相对分子质量不变时,说明不再变化,反应达到平衡,A选;
B.未标注正逆反应速率方向,且速率关系不符合化学计量数的正逆速率相等的要求,不能说明平衡,B不选;
C.若初始进料和物质的量之比为1:1,主反应中二者消耗比例也为1:1,因此无论是否平衡,二者转化率始终相等,不能说明平衡,C不选;
D.该主反应为吸热反应,恒容绝热条件下体系温度会随反应进行变化,温度不再变化时,说明反应的吸放热过程停止,达到平衡状态,D选;
故选AD。
【小问4详解】
①900℃时反应物转化率接近100%,同时积碳率几乎为0,兼顾高转化率和低积碳的要求,甲烷干重整的最佳温度为900℃;
②初始加入5mol 和5mol ,转化率为40%,平衡时c(CO)=1.5 mol/L,则,转化量为 ,设R1反应消耗的为,R2反应消耗的为,的总消耗量为:,平衡时生成n(CO)=,解得、,各组分平衡时的物质的量:、、、、,平衡总物质的量:,初始总物质的量 ,平衡总压强,各组分分压:、、、, R1 的压强平衡常数=。
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