精品解析:北京师范大学附属中学2026-2027学年高二上学期期中考试 化学试题
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内容正文:
北京师大附中2026-2027学年(上)高二期中考试
化学试卷
考生须知
1.本试卷有二道大题,共13页。考试时长90分钟,满分100分。
2.考生务必将答案填写在答题卡上,在试卷上作答无效。
3.考试结束后,考生应将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题(21道小题,共42分,每小题只有1个选项符合题意)
1. 下列属于吸热反应的是
A. 氧化钙与水反应 B. 铝热反应冶炼铁
C. NaOH溶液与盐酸反应 D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
2. 下列物质中,属于强电解质的是
A. B. C. D.
3. 下列解释事实的化学用语书写不正确的是
A. 0.1 mol·L-1氨水的:
B. 明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水:
C. 某含NaOH的消毒液(主要成分是NaClO)的pH约为12的原因:
D. 在AgI悬浊液中加入Na2S溶液,黄色沉淀转化为黑色沉淀:
4. 下列各离子组在指定的溶液中能够大量共存的是
A. 无色溶液中:、、、
B. 含有的溶液中:、、、
C. 由水电离出的的溶液中:、、、
D. pH=11的NaOH溶液中:、、、
5. 下列关于室温时溶液中离子浓度关系说法正确的是
A. 0.1 Na2CO3溶液中:
B. 0.1 NH4Cl溶液中:
C. pH<7的CH3COOH、CH3COONa混合溶液:
D. 0.1 NH4Cl溶液和0.1 相比,前者大于后者
6. 25℃时,0.1mol•L-1的3种溶液 ①盐酸 ②氨水 ③CH3COONa溶液.下列说法中,不正确的是( )
A. 3种溶液中pH最小的是①
B. 3种溶液中水的电离程度最大的是②
C. ①与②等体积混合后溶液显酸性
D. ①与③等体积混合后c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
7. 下列过程与“盐类的水解平衡”或“难溶电解质的溶解平衡”无关的是
A. 将NaOH溶液加入NaHSO4溶液中使其转化为Na2SO4
B. 镁条与NH4Cl溶液反应生成H2
C. 在TiCl4中加入大量的水并加热制备TiO2
D. 将Na2S溶液加入含Hg2+的废水中使其转化为HgS沉淀
8. 室温时,向20.0mL0.10mol⋅L-1的两种酸HA、HB中分别滴加0.10mol⋅L-1NaOH溶液,其pH变化分别对应图中的Ⅰ、Ⅱ。下列说法错误的是
A. 向NaA溶液中滴加HB可产生HA
B. a点时,溶液中存在:c(A-)>c(Na+)>c(HA)
C. 滴加NaOH溶液至pH=7时,两种溶液中c(A-)=c(B-)
D. 滴加20.0mLNaOH溶液时,水的电离程度:Ⅰ>Ⅱ
9. 工业上利用碳热还原BaSO4制备BaS,进而生产各种含钡化合物。温度对反应后组分的影响如下图。
已知:碳热还原BaSO4过程中可能发生下列反应。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
下列关于碳热还原BaSO4过程的说法正确的是
A.
B. 反应ⅱ在任意温度下均不能自发进行
C. 后,反应后组分的变化是由的移动导致的
D. 反应过程中,生成的CO2和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量
10. 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
A.
B.
C.
D.
11. 据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是
A. 使用催化剂可大大提高生产效率
B. 反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C. 充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D. 从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
12. 一定温度下,在两个容积均为的恒容密闭容器中加入一定量的反应物,发生反应,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/
平衡物质的量/
Ⅰ
0.4
0.4
0.2
Ⅱ
0.4
0.4
0.24
下列说法不正确的是
A.
B. Ⅰ中反应达到平衡时,的转化率为50%
C. Ⅱ中反应平衡常数
D. 的容器中,若四种气体的物质的量均为,则
13. 如图表示,,(p 选项中,p2大于p1)判断下列图像错误的是
A. B.
C. D.
14. 实验表明:少量的可以催化分解。下面图1是催化过程的机理,图2是有、无存在下分解的能量变化示意图。
下列说法不正确的是
A. 分解是放热反应 B. 发生反应:
C. 反应速率: D. 加入不会改变分解反应的焓变
15. 恒容密闭容器中反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应过程的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 加入催化剂后反应按路径②进行,正反应的活化能降低,反应放出的热量减少
B. 增加M的量,X的平衡转化率增大
C. 使用催化剂后,反应历程中的决速步为X·M=Y·M
D. 达到平衡后充入He,体系压强增大,反应速率增大,增大
16. 某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是( )
A. 实验前两溶液的pH相等
B. 实验前两溶液中离子种类完全相同
C. 加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多
D. 加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是CO32-+Ca2+===CaCO3↓
17. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
18. 下列实验中,对现象的解释不正确的是
装置及操作
向右轻轻推动活塞,压缩体积
现象
气体红棕色先变深,再变浅
溶液血红色加深
解释
A.压强增大,平衡先逆向移动,再正向移动
B.增大反应物浓度,平衡正向移动
装置及操作
现象
先生成白色沉淀,后变为黄色沉淀
加入CaCO3粉末后电导率增大
解释
C.AgCl的溶解度比AgI的大
D.CaCO3在水中存在:
A. A B. B C. C D. D
19. 某同学进行如下实验:
实验步骤
实验现象
I
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
II
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A. 根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B. 根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C. I中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D. 根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
20. 探究铝片与溶液的反应。
无明显现象
铝片表面产生细小气泡
出现白色浑浊,产生大量气泡(经检验为和)
下列说法不正确的是
A. Ⅲ中产生的原因:、
B. 对比Ⅰ、Ⅲ,说明溶液能破坏铝表面的保护膜
C. 推测出现白色浑浊的原因:
D. 加热和逸出对水解平衡移动方向的影响是一致的
21. 室温下,将溶液与过量固体混合,溶液随时间变化如图所示。
已知:
下列说法不正确的是
A. 两者混合发生反应:
B. 随着反应的进行,逆向移动,溶液下降
C. 充分反应后上层清液中约为
D. 内上层清液中存在:
二、填空题(5道小题,共58分)
22. 水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中,研究水溶液的性质及反应有重要意义。室温下,相关酸的电离平衡常数如下表所示:
化学式
CH3COOH
HCN
HClO
H2CO3
HNO2
电离常数
回答下列问题:
(1)HNO2电离方程式是______。
(2)将0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,的比值将______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)某温度下0.1 mol·L-1 CH3COOH的电离常数为,pH约为______(已知)。
(4)物质的量浓度相同的NaNO2、CH3COONa、NaClO三种溶液,pH由大到小的顺序是______。
(5)室温下,向未知浓度的HNO2溶液中加入NaOH溶液。
①溶液中的______(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”)。
②当滴加NaOH溶液至溶液中的,此时溶液中的pH______7(填“<”“=”或“>”),判断的依据_____________________。
(6)下列反应可以发生的是______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
23. 红矾钠可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后,得到浸出液(主要含、、、、和),经过如下主要流程,可制得红矾钠,实现铬资源的有效循环利用。
已知:i.溶液中存在以下平衡:
ii.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
4.3
5.6
7.1
9.2
(1)Ⅰ中,NaHSO3还原Cr2O72- 的离子方程式:___________。
(2)Ⅱ中,加入NaOH调节pH至___________(填字母序号)。
a.4.3~5.6 b.4.3~7.1 c.5.6~7.1 d.7.1~9.2
(3)Ⅲ中,氧化沉淀的化学方程式为___________。
(4)Ⅲ中,在投料比、反应时间均相同时,若温度过高,的产率反而降低,可能的原因是___________。
(5)Ⅳ中,加入的作用是___________(结合平衡移动原理解释)。
(6)为了测定获得红矾钠()的纯度,称取上述流程中的产品ag配成100mL溶液,取出25mL放于锥形瓶中,加入稀硫酸和足量的KI溶液,置于暗处充分反应至全部转化为后,滴入2~3滴淀粉溶液,最后用浓度为的标准溶液滴定,共消耗。
(已知:)
①滴定终点的现象为___________。
②所得(摩尔质量为)的纯度的表达式为___________(用质量分数表示)。
24. 甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。
(1)利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如右图所示:A极是________极(填“正”或“负”),其电极反应式是________。
(2)研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应:
Ⅰ.CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2
①反应I的化学平衡常数表达式K=________。
②有利于提高反应I中 CO2的平衡转化率的措施有________(填序号)。
a.使用催化剂 b.加压 c.增大CO2和H2的初始投料比
③研究温度对于甲醇产率的影响。在210 ℃~290 ℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速通过催化剂甲,主要发生反应I,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如右图所示。
ΔH1________0(填“>”、“=”或“<”),其依据是________。
④某实验控制压强一定,CO2和H2初始投料比一定,按一定流速通过催化剂乙,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
T(K)
CO2实际转化率(%)
甲醇选择性(%)【注】
543
12.3
42.3
553
15.3
39.1
【注】甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
表中实验数据表明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是________。
25. 尿素[CO(NH2)2]应用和合成发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)SCR技术(选择性催化还原)可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。工作原理:
①尿素水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式为__________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式__________。
(2)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物的合成,该反应的化学方程式为__________。
(3)尿素样品氮含量(杂质不含氮元素)的测定方法如下。
已知:溶液中不能直接用NaOH溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是__________。
②H2SO4溶液可用酸式滴定管量取,排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的__________,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察__________。
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由__________色变成__________色。
⑤尿素样品a克,用了V1 mL c1 mol·L-1的H2SO4溶液吸收NH3,剩余H2SO4用V2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,计算尿素样品中含氮量__________。
⑥下列操作会导致尿素样品中含氮量偏低的是__________。
a.量取硫酸溶液的滴定管先用蒸馏水洗涤后,再用该硫酸溶液润洗
b.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽
c.碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定
d.滴定前仰视,滴定后俯视
26. 某小组同学进行实验研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应。
【实验一】
已知:FeS、Fe2S3均为黑色固体,均能溶于盐酸。H2S气体有臭鸡蛋气味。
同学们对黑色沉淀的成分提出两种假设:
ⅰ.Fe3+与S2−反应直接生成沉淀Fe2S3。ⅱ.Fe3+被S2−还原,生成沉淀FeS和S。
甲同学进行如下实验:
操作
现象
取少量FeS固体,加入稀盐酸
固体溶解,有臭鸡蛋气味气体生成
取少量Fe2S3固体,加入稀盐酸
固体溶解,出现淡黄色浑浊,有臭鸡蛋气味气体生成
根据上述实验现象和资料,甲得出结论:黑色沉淀是Fe2S3。
(1)0.1 mol·L− 1 Na2S溶液的pH为12.5。用离子方程式表示其显碱性的原因:_______。
(2)乙认为甲的结论不严谨,理由是________。
(3)进一步研究证实,黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈碱性,FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是________。
【实验二】
步骤
操作
现象
I
开始时,局部产生少量的黑色沉淀,振荡,黑色沉淀立即消失,同时溶液中产生淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味的气体
II
继续滴加Na2S溶液
一段时间后,产生大量的黑色沉淀,振荡,沉淀不消失
(4)进一步实验证实,步骤 I 中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3,黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应。步骤 I 中黑色沉淀溶解的反应的离子方程式是________。
(5)根据以上研究,FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与________相关。
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化学试卷
考生须知
1.本试卷有二道大题,共13页。考试时长90分钟,满分100分。
2.考生务必将答案填写在答题卡上,在试卷上作答无效。
3.考试结束后,考生应将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题(21道小题,共42分,每小题只有1个选项符合题意)
1. 下列属于吸热反应的是
A. 氧化钙与水反应 B. 铝热反应冶炼铁
C. NaOH溶液与盐酸反应 D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.氧化钙与水反应生成氢氧化钙,过程中释放大量热量,属于常见放热反应,A不符合题意;
B.铝热反应冶炼铁是剧烈的放热反应,反应释放的大量热量可使生成的铁单质熔化,属于放热反应,B不符合题意;
C.溶液与盐酸的反应属于酸碱中和反应,所有酸碱中和反应均为放热反应,C不符合题意;
D.晶体与晶体的反应是典型的常温下可发生的吸热反应,D符合题意;
故选D。
2. 下列物质中,属于强电解质的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.属于可溶性盐,在水溶液中或熔融状态下能够完全电离,属于强电解质,A正确;
B.只能部分电离出和,电离程度很小,属于弱电解质,B错误;
C.是二元弱酸,在水溶液中分步不完全电离,属于弱电解质,C错误;
D.在水溶液和熔融状态下均不能发生电离,属于非电解质,D错误;
故选A。
3. 下列解释事实的化学用语书写不正确的是
A. 0.1 mol·L-1氨水的:
B. 明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水:
C. 某含NaOH的消毒液(主要成分是NaClO)的pH约为12的原因:
D. 在AgI悬浊液中加入Na2S溶液,黄色沉淀转化为黑色沉淀:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氨水中的为弱碱,仅部分电离产生,因此溶液中,,的电离方程式为,A正确;
B.明矾净水的本质是发生水解生成具有吸附性的胶体,对应的离子方程式为,B正确;
C.该消毒液含有强电解质NaOH,NaOH完全电离产生的是溶液约为12的主要原因;仅靠水解产生的无法使溶液达到12,该离子方程式不能正确解释事实,C错误;
D.的溶解度远小于,因此悬浊液中加入溶液时,可发生沉淀转化,黄色转化为黑色,对应的沉淀转化方程式为,D正确;
故选C。
4. 下列各离子组在指定的溶液中能够大量共存的是
A. 无色溶液中:、、、
B. 含有的溶液中:、、、
C. 由水电离出的的溶液中:、、、
D. pH=11的NaOH溶液中:、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.在溶液中为蓝色,不能存在,A错误;
B.硝酸根离子在氢离子存在的情况下具有强氧化性,可以氧化亚硫酸根离子,不能存在,B错误;
C.由水电离出的的溶液可能显酸性或者碱性,无论是酸性还是碱性条件下碳酸氢根离子都不能存在,C错误;
D.碱性条件下,、、、相互之间不反应,可以共存,D正确;
故选D。
5. 下列关于室温时溶液中离子浓度关系说法正确的是
A. 0.1 Na2CO3溶液中:
B. 0.1 NH4Cl溶液中:
C. pH<7的CH3COOH、CH3COONa混合溶液:
D. 0.1 NH4Cl溶液和0.1 相比,前者大于后者
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中会发生水解生成和,根据物料守恒,,因此,A错误;
B.溶液中的水解程度很小,大部分未水解,离子浓度顺序为,B错误;
C.混合溶液说明,根据电荷守恒,可推出,C错误;
D.是强电解质,完全电离出,仅少量发生水解;是弱碱,电离程度很小,电离产生的浓度极低,因此等浓度的两溶液中前者大于后者,D正确;
故选D。
6. 25℃时,0.1mol•L-1的3种溶液 ①盐酸 ②氨水 ③CH3COONa溶液.下列说法中,不正确的是( )
A. 3种溶液中pH最小的是①
B. 3种溶液中水的电离程度最大的是②
C. ①与②等体积混合后溶液显酸性
D. ①与③等体积混合后c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】①盐酸PH<7, ②氨水电离呈碱性 ③CH3COONa水解呈碱性,pH最小的是①,故A正确;①盐酸电离出氢离子、②氨水电离出氢氧根离子,抑制水电离,CH3COONa水解促进水电离,所以电离程度最大的是③,故B错误;①与②等体积混合后恰好生成氯化铵,氯化铵水解呈酸性,故C正确;①与③等体积混合后恰好完全反应生成醋酸和氯化钠,根据电荷守恒c(H+)+ c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+ c(Cl-),c(Na+)= c(Cl-),所以c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),所以c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),故D正确。
点睛:任意溶液中,阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数;如醋酸和氯化钠的混合溶液中含有H+、Na+、CH3COO-、OH-、Cl-,所以一定有c(H+)+ c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+ c(Cl-)。
7. 下列过程与“盐类的水解平衡”或“难溶电解质的溶解平衡”无关的是
A. 将NaOH溶液加入NaHSO4溶液中使其转化为Na2SO4
B. 镁条与NH4Cl溶液反应生成H2
C. 在TiCl4中加入大量的水并加热制备TiO2
D. 将Na2S溶液加入含Hg2+的废水中使其转化为HgS沉淀
【答案】A
【解析】
【详解】A.将溶液加入溶液中,在水溶液中完全电离出、、,两溶液混合发生反应,该过程的本质属于酸碱中和反应,既不涉及盐类的水解平衡,也不涉及难溶电解质的溶解平衡,A符合题意;
B.溶液中存在水解平衡,水解产生的与镁条反应生成,反应消耗会促进水解平衡正向移动,该过程与盐类的水解平衡有关,B不符合题意;
C.溶于水发生水解反应,加热条件下水解生成的易挥发,促进水解平衡正向移动,最终可制备得到,该过程与盐类的水解平衡有关,C不符合题意;
D.为难溶电解质,存在对应的溶解平衡,将溶液加入含的废水中时,与结合生成沉淀,该过程与难溶电解质的溶解平衡有关,D不符合题意;
故选A。
8. 室温时,向20.0mL0.10mol⋅L-1的两种酸HA、HB中分别滴加0.10mol⋅L-1NaOH溶液,其pH变化分别对应图中的Ⅰ、Ⅱ。下列说法错误的是
A. 向NaA溶液中滴加HB可产生HA
B. a点时,溶液中存在:c(A-)>c(Na+)>c(HA)
C. 滴加NaOH溶液至pH=7时,两种溶液中c(A-)=c(B-)
D. 滴加20.0mLNaOH溶液时,水的电离程度:Ⅰ>Ⅱ
【答案】C
【解析】
【分析】20mL0.1 mol·L− 1的两种酸 HA、HB中,HB的pH=1,所以HB是强酸,HA对应的pH大于1,是弱酸。
【详解】A.根据强酸制弱酸,向NaA溶液中滴加HB可产生HA,A项正确;
B.20mL0.1 mol·L-1的酸 HA中滴加 0.1 mol·L-1 NaOH溶液10mL,则HA酸会剩余,同时产生NaA,溶液显示酸性a点,溶液中微粒浓度:c(A-) > c(Na+) > c(HA),B项正确;
C.滴加 NaOH溶液至 pH=7时,根据电荷守恒c(OH−)+c(A−)或c(B−)=c(H+)+c(Na+),pH=7时,c(OH−)=c(H+),两种溶液中 c(A−)或c(B−)=c(Na+),两种溶液现中性时,消耗氢氧化钠溶液体积不等,钠离子浓度不相等,所以两种溶液中 c(A−)、c(B−)并不相等,C项错误;
D.滴加 20 mL NaOH 溶液时,酸碱恰好中和,得到的NaA是弱酸强碱盐,水解,水电离受到促进,得到的NaB是强酸强碱盐,不会发生水解,水的电离无影响,Ⅰ中 H2O 的电离程度大于Ⅱ中,D项正确;
答案选C。
9. 工业上利用碳热还原BaSO4制备BaS,进而生产各种含钡化合物。温度对反应后组分的影响如下图。
已知:碳热还原BaSO4过程中可能发生下列反应。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
下列关于碳热还原BaSO4过程的说法正确的是
A.
B. 反应ⅱ在任意温度下均不能自发进行
C. 后,反应后组分的变化是由的移动导致的
D. 反应过程中,生成的CO2和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,将反应ii与反应iii相加后除以2可得到反应i,计算得,A错误;
B.反应ii为吸热反应(),反应过程中生成大量气体,属于熵增过程(),根据吉布斯自由能判据,高温条件下时,反应可自发进行,并非任意温度下均不能自发,B错误;
C.根据盖斯定律,将反应ii减去反应iii后除以4,可得反应,计算得该反应的焓变为,属于吸热反应;从图像可知,400℃后已基本完全反应,的物质的量分数保持稳定,后续、的物质的量分数随温度升高逐渐降低,的物质的量分数随温度升高逐渐升高,与该吸热反应随温度升高平衡正向移动的变化规律一致,C正确;
D.为保证充分还原,反应过程中会投入过量的C,体系中存在未反应的剩余,根据碳元素守恒,投入C的总物质的量等于剩余C的物质的量、生成的、的物质的量之和,因此生成的和的物质的量之和小于投入C的物质的量,并非始终相等,D错误;
故选C。
10. 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.对应实验为将球分别浸泡在冷水和热水中,体系存在可逆平衡,温度改变时平衡发生移动,热水中平衡逆向移动使浓度增大、气体颜色加深,冷水中平衡正向移动使浓度减小、气体颜色变浅,能用平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.对应数据为不同温度下的水的离子积,水存在电离平衡,温度升高平衡正向移动,随温度升高而增大,能用平衡移动原理解释,B不符合题意;
C.对应实验为向溶液中加入,是分解反应的催化剂,催化剂仅通过降低反应活化能加快反应速率,不影响化学平衡的移动,该实验现象与平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,C符合题意;
D.对应数据为不同浓度氨水的pH,氨水中存在电离平衡,将氨水稀释为时,若平衡不移动pH应下降1个单位,实际pH仅从11.1变为10.6,说明稀释过程中电离平衡正向移动,得到补充,能用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故选C。
11. 据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是
A. 使用催化剂可大大提高生产效率
B. 反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C. 充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D. 从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
【答案】B
【解析】
【详解】A项,使用Cu-Zn-Fe催化剂可加快反应速率,能大大提高生产效率,A项正确;
B项,反应加热与反应放热还是吸热没有直接的关系,如煤的燃烧放热,但需要加热,B项错误;
C项,充入大量CO2气体平衡会正向移动,所以可提高H2的转化率,C项正确;
D项,从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O会使平衡正向移动,所以可提高CO2和H2的利用率,D项正确;
故选B。
12. 一定温度下,在两个容积均为的恒容密闭容器中加入一定量的反应物,发生反应,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/
平衡物质的量/
Ⅰ
0.4
0.4
0.2
Ⅱ
0.4
0.4
0.24
下列说法不正确的是
A.
B. Ⅰ中反应达到平衡时,的转化率为50%
C. Ⅱ中反应平衡常数
D. 的容器中,若四种气体的物质的量均为,则
【答案】D
【解析】
【分析】温度为t1时,根据起始物质的量和平衡时的物质的量可列三段式:
【详解】A.该反应的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2的物质的量减小,所以温度t1>t2,故A正确;
B.由以上分析可知,Ⅰ中反应达到平衡时, NO 的转化率为×100%=50%,故B正确;
C.由以上分析可知,Ⅰ中反应达到平衡时, 各物质的物质的量浓度分别为NO:0.1mol/L,CO:0.1mol/L,N2:0.05mol/L,CO2:0.1mol/L,则t1温度下反应的平衡常数K==5,Ⅱ的温度比Ⅰ低,则Ⅱ中反应平衡常数 K>5,故C正确;
D.t1℃、2L 的容器中,若四种气体的物质的量均为 0.4mol ,则各物质的物质的量浓度均为0.2mol/L,则Q==5=K,所以 v(正)=v(逆),故D错误;
故选D。
13. 如图表示,,(p 选项中,p2大于p1)判断下列图像错误的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度越高反应速率越快,500℃比400℃先达到平衡;该反应正反应放热,升温平衡逆向移动,A的平衡转化率更低,与图像一致,A正确;
B.该反应正反应为气体分子数增大的反应,增大压强平衡逆向移动,A的转化率应随压强增大而降低;正反应放热,相同压强下温度越高A的平衡转化率越低,图像中A转化率随压强增大而升高,且100℃时A转化率高于10℃,均不符合反应规律,正确的图像应为,B错误;
C.升高温度正、逆反应速率均瞬间增大,正反应放热,升温平衡逆向移动,故改变温度瞬间,随后逐渐减小、逐渐增大直至重新平衡,与图像一致,C正确;
D.,增大压强正、逆反应速率均瞬间增大,该反应正反应气体分子数增多,加压平衡逆向移动,故改变压强瞬间,随后逐渐减小、逐渐增大直至重新平衡,与图像一致,D正确;
故选B。
14. 实验表明:少量的可以催化分解。下面图1是催化过程的机理,图2是有、无存在下分解的能量变化示意图。
下列说法不正确的是
A. 分解是放热反应 B. 发生反应:
C. 反应速率: D. 加入不会改变分解反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图2能量变化可知,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,A正确;
B.如图1所示,i步骤为H2O2与I-反应生成中间产物IO-和H2O,反应式为:,B正确;
C.反应速率取决于活化能,活化能越低速率越快,图2中催化反应分两步,i步骤活化能(能垒)高于ii步骤,故i速率慢于ii,即反应速率:ii > i,C错误;
D.焓变由反应物和生成物能量差决定,催化剂不改变反应焓变,D正确;
故答案为C。
15. 恒容密闭容器中反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应过程的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 加入催化剂后反应按路径②进行,正反应的活化能降低,反应放出的热量减少
B. 增加M的量,X的平衡转化率增大
C. 使用催化剂后,反应历程中的决速步为X·M=Y·M
D. 达到平衡后充入He,体系压强增大,反应速率增大,增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.加入催化剂后,正反应的活化能降低,即反应按路径②进行,但反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的路径无关,即反应热不变,则反应放出的热量不变,A错误;
B.M是反应的催化剂,增加M的量,不能使其平衡发生移动,X的平衡转化率不变,B错误;
C.反应决速步是历程中活化能最大的步骤,由图可知,使用催化剂后,X·M转化为Y·M时的活化能最大,是反应的决速步,C正确;
D.该容器为恒容密闭容器,平衡后充入He,体系压强增大,但反应物和生成物的浓度均不变,反应速率不变,平衡不移动,且K只与温度有关,温度不变K不变,D错误;
故选C。
16. 某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是( )
A. 实验前两溶液的pH相等
B. 实验前两溶液中离子种类完全相同
C. 加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多
D. 加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是CO32-+Ca2+===CaCO3↓
【答案】B
【解析】
【详解】碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子,所以同浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液,碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠,故A错误;Na2CO3和NaHCO3溶液中都含有Na+、HCO3-、CO32-、H+、OH-,故B正确;加入CaCl2后,Na2CO3溶液中发生反应:CO32-+Ca2+═CaCO3↓,NaHCO3溶液中发生反应:2HCO3-+Ca2+= CaCO3↓+CO2↑+H2O,故CD错误。
17. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.焓变为生成物总能量与反应物总能量的差值,也等于正反应活化能减去逆反应活化能,即,A错误;
B.时刻转化率为,消耗浓度为,根据反应计量关系,生成浓度为,平均速率,B错误;
C.平衡时转化率为,则平衡浓度:,,代入平衡常数表达式:,C错误;
D.由图1可知反应物总能量高于生成物,反应放热,,升高温度平衡逆向移动,平衡转化率减小,平衡浓度大于原平衡的,D正确;
故选D。
18. 下列实验中,对现象的解释不正确的是
装置及操作
向右轻轻推动活塞,压缩体积
现象
气体红棕色先变深,再变浅
溶液血红色加深
解释
A.压强增大,平衡先逆向移动,再正向移动
B.增大反应物浓度,平衡正向移动
装置及操作
现象
先生成白色沉淀,后变为黄色沉淀
加入CaCO3粉末后电导率增大
解释
C.AgCl的溶解度比AgI的大
D.CaCO3在水中存在:
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向右推动活塞压缩密闭注射器体积时,瞬间容器容积减小,浓度瞬间升高,气体红棕色先变深;反应为气体分子数减小的反应,增大压强后平衡始终正向移动,消耗部分使浓度有所降低,气体颜色再变浅。解释中“平衡先逆向移动,再正向移动”的描述错误,A符合题意;
B.向与的平衡体系中加入浓溶液,增大了反应物的浓度,使平衡正向移动,血红色的浓度增大,溶液血红色加深,解释正确,B不符合题意;
C.向溶液中滴加过量溶液,生成白色沉淀,再滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,说明的溶解度大于,实现了沉淀由溶解度较大的物质向溶解度更小的物质的转化,解释正确,C不符合题意;
D.虽难溶于水,但在水中存在溶解平衡,加入粉末后,溶液中自由移动的离子浓度较纯水显著升高,因此电导率增大,解释正确,D不符合题意;
故选A。
19. 某同学进行如下实验:
实验步骤
实验现象
I
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
II
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A. 根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B. 根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C. I中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D. 根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
【答案】C
【解析】
【分析】实验I中对NH4Cl固体试管加热,湿润的pH试纸黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2),说明加热过程中生成了氨气,氨气遇水形成一水合氨,一水合氨为弱碱,使试纸变蓝,同时产生了氯化氢气体,氯化氢极易溶于水形成盐酸,中和了一水合氨恢复到黄色,最后变为红色,该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨气和氯化氢气体,试纸先变蓝后变红,说明氨气扩散的速度比氯化氢快;试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中由化合生成氯化铵;
实验II中将氯化铵溶液滴在pH试纸上,试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5),说明氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性,据此分析解答。
【详解】A.氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使湿润的pH试纸变红,根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应,故A正确;
B.根据分析,根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快,故B正确;
C.根据分析,I中试纸变成红色,是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,故C错误;
D.根据分析,根据试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中由化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,故D正确;
答案选C。
20. 探究铝片与溶液的反应。
无明显现象
铝片表面产生细小气泡
出现白色浑浊,产生大量气泡(经检验为和)
下列说法不正确的是
A. Ⅲ中产生的原因:、
B. 对比Ⅰ、Ⅲ,说明溶液能破坏铝表面的保护膜
C. 推测出现白色浑浊的原因:
D. 加热和逸出对水解平衡移动方向的影响是一致的
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中水解,存在水解平衡:,铝表面的氧化膜溶于碱,内部的铝单质与氢氧根离子反应生成氢气,反应离子方程式为:,A正确;
B.依据铝能与热水反应,实验Ⅰ中没有气泡冒出,说明表面有氧化膜,实验Ⅲ有气泡冒出,说明氧化膜被溶液破坏,B正确;
C.碳酸钠水解显碱性,铝表面的氧化铝与碱反应生成偏铝酸根离子,去掉氧化膜后,铝与氢氧根离子、水反应生成氢气,碳酸根离子部分水解生成碳酸氢根离子,碳酸氢根离子与偏铝酸根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子,离子方程式:,C错误;
D.盐类水解为吸热过程,加热促进盐类水解,氢气逸出有利于铝与氢氧根离子的反应,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,消耗氢氧根离子,促进碳酸根离子水解,所以加热和H2逸出对水解平衡移动都起到促进作用,D正确;
故选:C。
21. 室温下,将溶液与过量固体混合,溶液随时间变化如图所示。
已知:
下列说法不正确的是
A. 两者混合发生反应:
B. 随着反应的进行,逆向移动,溶液下降
C. 充分反应后上层清液中约为
D. 内上层清液中存在:
【答案】D
【解析】
【详解】A.微溶于水,难溶于水,溶液与过量固体混合反应生成,离子反应为:,故A正确;
B.随上述反应的进行,减小,使得逆向移动,c()减小,pH减小,故B正确;
C.充分反应后上层清液为碳酸钙和硫酸钙的饱和溶液,≈,故C正确;
D.根据电荷守恒得:,溶液呈碱性,,则,故D错误;
故选:D。
二、填空题(5道小题,共58分)
22. 水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中,研究水溶液的性质及反应有重要意义。室温下,相关酸的电离平衡常数如下表所示:
化学式
CH3COOH
HCN
HClO
H2CO3
HNO2
电离常数
回答下列问题:
(1)HNO2电离方程式是______。
(2)将0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,的比值将______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)某温度下0.1 mol·L-1 CH3COOH的电离常数为,pH约为______(已知)。
(4)物质的量浓度相同的NaNO2、CH3COONa、NaClO三种溶液,pH由大到小的顺序是______。
(5)室温下,向未知浓度的HNO2溶液中加入NaOH溶液。
①溶液中的______(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”)。
②当滴加NaOH溶液至溶液中的,此时溶液中的pH______7(填“<”“=”或“>”),判断的依据_____________________。
(6)下列反应可以发生的是______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)
(2)
变大 (3)
2.7 (4)
、、
(5) ①.
增大 ②.
= ③.
根据电荷守恒 ,若 ,则 ,溶液显中性。 (6)ABD
【解析】
【小问1详解】
HNO2为弱酸,在水溶液中部分电离,其电离方程式为;
【小问2详解】
根据电离平衡常数表达式,可得。稀释时溶液中减小,不变,故比值变大。
【小问3详解】
的电离平衡:,平衡常数。代入数据,解得。。
【小问4详解】
根据电离常数可知酸性强弱:。依据“越弱越水解”原则,对应盐溶液的碱性强弱为,即由大到小的顺序为。
【小问5详解】
①HNO2为弱酸,存在电离平衡,加入NaOH溶液,氢离子被中和后,减小,电离平衡正向移动,电离出更多的,则溶液中的增大;
②室温下,向未知浓度的HNO2溶液中加入NaOH溶液,根据电荷守恒,若,则,溶液显中性。
【小问6详解】
根据强酸制弱酸原理(酸性:):
A.酸性强于,反应可发生,A符合题意;
B.酸性强于,反应可发生,B符合题意;
C.酸性强于,则反应产物不可能为可与,反应不能发生;反应产物应为和,C不符合题意;
D.酸性强于,可与溶液反应制取,反应可发生,D符合题意;
故选ABD。
23. 红矾钠可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后,得到浸出液(主要含、、、、和),经过如下主要流程,可制得红矾钠,实现铬资源的有效循环利用。
已知:i.溶液中存在以下平衡:
ii.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
4.3
5.6
7.1
9.2
(1)Ⅰ中,NaHSO3还原Cr2O72- 的离子方程式:___________。
(2)Ⅱ中,加入NaOH调节pH至___________(填字母序号)。
a.4.3~5.6 b.4.3~7.1 c.5.6~7.1 d.7.1~9.2
(3)Ⅲ中,氧化沉淀的化学方程式为___________。
(4)Ⅲ中,在投料比、反应时间均相同时,若温度过高,的产率反而降低,可能的原因是___________。
(5)Ⅳ中,加入的作用是___________(结合平衡移动原理解释)。
(6)为了测定获得红矾钠()的纯度,称取上述流程中的产品ag配成100mL溶液,取出25mL放于锥形瓶中,加入稀硫酸和足量的KI溶液,置于暗处充分反应至全部转化为后,滴入2~3滴淀粉溶液,最后用浓度为的标准溶液滴定,共消耗。
(已知:)
①滴定终点的现象为___________。
②所得(摩尔质量为)的纯度的表达式为___________(用质量分数表示)。
【答案】(1)
(2)c (3)3H2O2+2Cr(OH)3+4NaOH=2Na2CrO4+8H2O
(4)H2O2受热易分解,所以氧化Cr(OH)3的H2O2减少,故能导致Na2CrO4的产率反而降低
(5)加入使得溶液中H+增大,使得反平衡逆向移动,以提高Na2Cr2O7的产率
(6) ①. 滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色 ②.
【解析】
【分析】浸出液(主要含、、、、和),根据流程图,先加入NaHSO3、NaOH,与NaHSO3发生氧化还原反应后得到Cr(OH)3,Cr(OH)3与NaOH和H2O2反应生成Na2CrO4,Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液,加热蒸发结晶,趁热过滤后冷却结晶得到红矾钠 ()。
【小问1详解】
加入NaHSO3、NaOH,与NaHSO3发生氧化还原反应后得到Cr(OH)3,,对应的离子方程式为:,故答案为:;
【小问2详解】
Ⅱ中,加入NaOH调节pH的目的是将Cr3+完全沉淀,而使Ni2+不沉淀,故应该调节pH至5.6~7.1,故答案为:c;
【小问3详解】
Ⅲ中,氧化沉淀生成Na2CrO4和H2O,根据氧化还原反应配平可得,该反应的化学方程式为3H2O2+2Cr(OH)3+4NaOH=2Na2CrO4+8H2O,故答案为:3H2O2+2Cr(OH)3+4NaOH=2Na2CrO4+8H2O;
【小问4详解】
Ⅲ中,在投料比、反应时间均相同时,若温度过高,H2O2受热易分解,所以氧化Cr(OH)3的H2O2减少,故能导致Na2CrO4的产率反而降低,故答案为:H2O2受热易分解,所以氧化Cr(OH)3的H2O2减少,故能导致Na2CrO4的产率反而降低;
【小问5详解】
Na2CrO4溶液中存在以下平衡:,加入使得溶液中H+增大,使得上述平衡逆向移动,以提高Na2Cr2O7的产率,故答案为:加入使得溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,以提高Na2Cr2O7的产率;
【小问6详解】
①本实验指示剂为淀粉溶液,I2遇到淀粉溶液显蓝色,故滴定终点的现象为滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色,故答案为:滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色;
②根据得失电子总数相等可知,,故有,所得(摩尔质量为)的纯度的表达式为,故答案为:。
24. 甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。
(1)利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如右图所示:A极是________极(填“正”或“负”),其电极反应式是________。
(2)研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应:
Ⅰ.CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2
①反应I的化学平衡常数表达式K=________。
②有利于提高反应I中 CO2的平衡转化率的措施有________(填序号)。
a.使用催化剂 b.加压 c.增大CO2和H2的初始投料比
③研究温度对于甲醇产率的影响。在210 ℃~290 ℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速通过催化剂甲,主要发生反应I,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如右图所示。
ΔH1________0(填“>”、“=”或“<”),其依据是________。
④某实验控制压强一定,CO2和H2初始投料比一定,按一定流速通过催化剂乙,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
T(K)
CO2实际转化率(%)
甲醇选择性(%)【注】
543
12.3
42.3
553
15.3
39.1
【注】甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
表中实验数据表明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是________。
【答案】 ①. 负 ②. CH3OH — 6e− + H2O == CO2 + 6H+ ③. ④. b ⑤. < ⑥. 温度升高,甲醇的平衡产率降低 ⑦. 温度升高,Ⅰ、Ⅱ的反应速率均加快,但对Ⅱ的反应速率的影响更大
【解析】
【详解】(1)由电池装置图可知,该电池是甲醇燃料电池,由于使用了质子交换膜,所以电解质是酸性的,通入还原剂甲醇的电极A是负极,其电极反应式是CH3OH — 6e− + H2O == CO2 + 6H+。
(2)①反应I的化学平衡常数表达式K=。
②反应I是一个气体分子数增大的反应,故加压有利于提高反应I中 CO2的平衡转化率,选b。增大CO2和H2的初始投料比,只能减小其转化率;催化剂不影响平衡转化率。
③由图可知,甲醇的平衡产率随温度升高而减小,所以该反应是放热反应,ΔH1< 0。
④表中实验数据表明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是温度升高,I、Ⅱ的反应速率均加快,但对Ⅱ的反应速率的影响更大(即有更多的二氧化碳发生了副反应)。
25. 尿素[CO(NH2)2]应用和合成发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)SCR技术(选择性催化还原)可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。工作原理:
①尿素水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式为__________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式__________。
(2)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物的合成,该反应的化学方程式为__________。
(3)尿素样品氮含量(杂质不含氮元素)的测定方法如下。
已知:溶液中不能直接用NaOH溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是__________。
②H2SO4溶液可用酸式滴定管量取,排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的__________,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察__________。
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由__________色变成__________色。
⑤尿素样品a克,用了V1 mL c1 mol·L-1的H2SO4溶液吸收NH3,剩余H2SO4用V2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,计算尿素样品中含氮量__________。
⑥下列操作会导致尿素样品中含氮量偏低的是__________。
a.量取硫酸溶液的滴定管先用蒸馏水洗涤后,再用该硫酸溶液润洗
b.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽
c.碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定
d.滴定前仰视,滴定后俯视
【答案】(1) ①.
②.
(2)
(3) ①.
②.
丙 ③.
B ④.
无 ⑤.
粉红(或红) ⑥.
⑦.
c
【解析】
【小问1详解】
①尿素水溶液热分解为和,该反应的化学方程式为:;
②从图中可以看出NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水,根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式:;
【小问2详解】
氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,同时生成AgCl,反应的化学方程式是:;
【小问3详解】
①消化液中加入浓溶液反应生成氨气,即发生反应:,则消化液中的含氮粒子是;
②如下图所示,排去碱式滴定管中气泡的方法应将碱式滴定管的橡皮管向上弯曲,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液,故答案为:丙;
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察锥形瓶内溶液颜色的变化,故答案选B;
④酚酞变色范围的pH为8.2~10.0,滴定达到终点时,酚酞指示剂由无色变成浅红色,且在30s内不褪去;
⑤取ag尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 mol/L的H2SO4溶液吸收完全,产物为(NH4)2SO4,发生的反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4,剩余H2SO4用V2 mL c2 mol/LNaOH溶液恰好中和,则参与吸收氨气的硫酸的物质的量为(c1V1−c2V2)×10−3 mol,根据反应关系,氨气的物质的量为n(NH3)=2×(c1V1−c2V2)×10−3 mol=(2c1V1-c2V2)×10-3 mol,根据N元素守恒,尿素中氮元素的物质的量为n(N)=n(NH3)=(2c1V1-c2V2)×10-3 mol,则尿素中氮元素的质量分数是w=×100%=×100%。
⑥a.硫酸滴定管润洗是正确操作,无误差,a不符合题意;
b.锥形瓶内残留蒸馏水不影响溶质的物质的量,无误差,b不符合题意;
c.碱式滴定管未润洗,NaOH标准液被稀释,滴定剩余硫酸时消耗的偏大,氮含量结果偏低,c符合题意;
d.滴定前仰视、滴定后俯视,读取的数值偏小,氮含量结果偏高,d不符合题意。
故选c。
26. 某小组同学进行实验研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应。
【实验一】
已知:FeS、Fe2S3均为黑色固体,均能溶于盐酸。H2S气体有臭鸡蛋气味。
同学们对黑色沉淀的成分提出两种假设:
ⅰ.Fe3+与S2−反应直接生成沉淀Fe2S3。ⅱ.Fe3+被S2−还原,生成沉淀FeS和S。
甲同学进行如下实验:
操作
现象
取少量FeS固体,加入稀盐酸
固体溶解,有臭鸡蛋气味气体生成
取少量Fe2S3固体,加入稀盐酸
固体溶解,出现淡黄色浑浊,有臭鸡蛋气味气体生成
根据上述实验现象和资料,甲得出结论:黑色沉淀是Fe2S3。
(1)0.1 mol·L− 1 Na2S溶液的pH为12.5。用离子方程式表示其显碱性的原因:_______。
(2)乙认为甲的结论不严谨,理由是________。
(3)进一步研究证实,黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈碱性,FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是________。
【实验二】
步骤
操作
现象
I
开始时,局部产生少量的黑色沉淀,振荡,黑色沉淀立即消失,同时溶液中产生淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味的气体
II
继续滴加Na2S溶液
一段时间后,产生大量的黑色沉淀,振荡,沉淀不消失
(4)进一步实验证实,步骤 I 中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3,黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应。步骤 I 中黑色沉淀溶解的反应的离子方程式是________。
(5)根据以上研究,FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与________相关。
【答案】 ①. S2− + H2OHS− + OH− ②. 黑色沉淀还可能是FeS和S,或Fe2S3、FeS和S的混合物,与稀盐酸反应也有相同现象 ③. Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3更小 ④. Fe2S3 + 4H+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H2S↑ ⑤. 试剂的相对用量、反应体系的酸碱性
【解析】
【详解】(1)0.1 mol·L− 1 Na2S溶液的pH为12.5,其原因是,S2−水解使溶液呈碱性,离子方程式为S2− + H2OHS− + OH−。
(2)乙认为甲的结论不严谨,理由是黑色沉淀还可能是FeS和S,或Fe2S3、FeS和S的混合物,FeS、Fe2S3与稀盐酸反应也能产生有臭鸡蛋气味的硫化氢,有相同现象。
(3)进一步研究证实,黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈碱性,FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3更小。
(4)进一步实验证实,步骤 I 中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3,黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应,而是Fe2S3被酸溶解生成Fe3+和H2S,然后Fe3+被H2S还原为S,所以步骤 I 中黑色沉淀溶解的离子方程式是Fe2S3 + 4H+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H2S↑。
(5)根据以上研究,FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与试剂的相对用量、反应体系的酸碱性相关。
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