精品解析:浙江省平湖中学2026-2027学年高二上学期11月阶段检测 化学试卷
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内容正文:
浙江省平湖中学2026-2027学年高二上学期
阶段检测化学试卷
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
一、单项选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列物质依次属于强电解质、弱电解质和非电解质的是
A. 石墨、 B.
C. D. 稀盐酸、
2. 下列反应中,属于吸热反应的是
A. 硝酸铵溶于水 B. 氢气在氯气中燃烧
C. 盐酸和氢氧化钠溶液反应 D. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
3. 酸碱中和滴定实验中,需使用到且必须用待装液润洗的是
A. B. C. D.
4. 下列物质中能抑制水的电离且溶液呈酸性的是
A. NaHSO4 B. KNO3 C. NaOH D. Na2CO3
5. 一定温度下,向一体积不变的密闭容器中加入一定量的和,发生反应: ,下列说法不能说明反应达到化学平衡状态的是
A.
B. 单位时间内消耗,同时消耗
C. 、、的分子数比为1∶3∶2
D. 氨气的质量保持不变
6. 下列是P4(白磷)的分子结构,下列说法正确的是
A. P4是磷的特殊化合物,1mol P4含P—P键的数目为
B. P4是红磷的同位素,P4转变为红磷是物理变化
C. 的转化会放出热量
D. P4与反应生成的△H<0
7. 下列说法不正确的是
A. 活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能
B. 增大压强(体积减小)或升高温度,均能增大活化分子百分数,从而加快化学反应速率
C. 的溶液一定为中性
D. 发生化学反应的碰撞都是有效碰撞
8. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成氨,反应条件选择高温
B. 在密闭容器中发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),压缩容器,体系颜色加深
C. 使用催化剂可增大SO2的转化率
D. 其它条件不变时,升高温度可增强醋酸溶液的导电能力(忽略挥发情况)
9. 水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 图中对应点的温度关系为a>b
B. 水的电离常数Kw数值大小关系为b>d
C. 温度不变,加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点
D. 纯水仅降低温度可由b点到d点
10. 常温下,下列各组离子在相应条件下能大量存在的是
A. =的溶液中:
B. 由水电离产生的的溶液中:
C. 能使酚酞变红色的溶液中:
D. 的溶液中:
11. 下列叙述错误的是
A. 铁制品上镀铜:铁制品为阳极,铜盐为电镀液
B. 电解饱和食盐水,Cl-比OH-更易在阳极失去电子
C. 放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断变小
D. 外加电流法保护钢铁设备时,选用惰性辅助阳极
12. 下列实验装置或操作正确且能达到实验目的
A. 图1装置用于稀硫酸和NaOH溶液反应的中和热测定
B. 图2装置用于氢氧化钠溶液滴定盐酸(部分装置未画出)
C. 图3装置用于测定锌与硫酸的反应速率(单位mL/s)
D. 图4装置用于研究镁片与稀盐酸反应的热效应
13. 下列关于图像的描述不正确的是
A. 由图1可知HA是一种强酸
B. 若图2发生的反应为:,由图可知该反应的正反应是放热反应
C. 图3可以表示使用催化剂的能量变化情况
D. 由图4可知,的点是A点
14. 一定条件下铁可以和发生反应:。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 时,正、逆反应速率的大小关系为
B. 的平均反应速率
C. 内,的转化率为71.4%
D. 保持体积不变,充入能减慢其反应速率
15. 两种制备硫酸的途径(反应条件略)如图。下列说法正确的是()
A. S和过量反应可直接生成
B. 能使紫色石蕊试液先变红后褪色
C. 若,则为放热反应
D. 含的稀溶液与足量溶液反应,放出的热量即中和反应的反应热
16. 一定条件下,在催化剂作用下发生反应调整和的初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应的平衡转化率如图所示(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。下列说法不正确的是
A. B点中,和的物质的量之比为
B. C点中,更换高效催化剂,的平衡转化率仍等于75%
C. 若A、B两点起始浓度相同,则
D. E点时
二、非选择题(本大题有3小题,共52分)
17. I.在常温下,0.1mol/L一元酸HB溶液的pH=3,回答下列问题:
II.常温下,几种弱酸的电离平衡常数如下表所示,回答下列问题:
化学式
HCOOH
H2CO3
HCN
HClO
电离平衡常数
K=1.8×10-4
K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11
K=4.9×10-10
K=3.0×10-8
(1)HB在水溶液中的电离平衡常数Ka≈_______。
(2)常温下,有c(H+)相同、体积相同的上述酸HB和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是_______(填字母)。
(①表示盐酸,②表示HB)
(3)酸性由强到弱的顺序为_______。
(4)将少量的CO2通入NaClO溶液中,反应的离子方程式:_______。
18. 甲醇()是一种极其重要的基础有机化工原料,同时甲醇也是一种极具发展前途的优质燃料。某科研团队提出高炉-焦炉煤气制甲醇的技术方法。
已知150℃时,相关反应的反应热和平衡常数如下表所示:
化学反应
反应热
平衡常数数值
1.0
2.5
回答下列问题:
(1)根据表格可推导出___________,___________。
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应,下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A. 体系的压强保持不变 B. 混合气体的密度保持不变
C. D.
(3)恒温(150℃)恒压条件下,将CO和投入容器中发生反应,测得某时刻,的浓度分别为则此时___________(填“”、“”或“”)。
(4)在密闭容器中充入10molCO和的混合气体,在催化剂作用下充分反应。达到平衡时,混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示(不考虑温度和压强对催化剂活性的影响)。
①由图可知___________(填“>”、“=”或“<”),请说明理由___________。
②图中A、B、C三点的化学平衡常数的大小关系为___________。
③若平衡时容器体积为2L,计算C点对应平衡常数___________。
19. Ⅰ.如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色。回答下列问题:
(1)B极是电源的_______极;一段时间后,装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明胶粒带_______(填“正”或“负”)电荷。
(2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为_______。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体,则D电极的质量增加_______g。
(3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应为_______电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后,欲使甲装置中电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的_______[填“CuO”“”或“”]。
II.某小组运用离子交换膜法制碱的原理,用如图所示装置电解溶液。
(4)左侧的离子交换膜为___________(填“阴”或“阳”)交换膜,该电解槽的阳极反应式为___________。
(5)图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH,则a、b、c、d由小到大的顺序为___________。
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浙江省平湖中学2026-2027学年高二上学期
阶段检测化学试卷
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
一、单项选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列物质依次属于强电解质、弱电解质和非电解质的是
A. 石墨、 B.
C. D. 稀盐酸、
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨是单质,既不是电解质也不是非电解质;是强电解质;HF是弱电解质,A不符合题意;
B.是弱电解质;是弱电解质;是共价化合物,在水溶液中和熔融状态下均不导电,属于非电解质,B不符合题意;
C.NaOH是强电解质;是弱电解质;溶于水导电是因与水反应生成和NO,自身不直接离解,属于非电解质,C符合题意;
D.稀盐酸是混合物,不是电解质;是弱电解质;是非电解质,D不符合题意;
故答案选C。
2. 下列反应中,属于吸热反应的是
A. 硝酸铵溶于水 B. 氢气在氯气中燃烧
C. 盐酸和氢氧化钠溶液反应 D. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝酸铵溶于水,未发生化学反应,A错误;
B.氢气在氧气中燃烧是物质燃烧,属于常见的放热反应,B错误;
C.氢氧化钠溶液和盐酸反应是中和反应,属于常见的放热反应,C错误;
D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是铵盐和强碱反应,属于常见的吸热反应,D正确;
故选D。
3. 酸碱中和滴定实验中,需使用到且必须用待装液润洗的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.容量瓶水洗后即可使用,若润洗导致配制溶液的浓度偏大,故A不符合题意;
B.锥形瓶水洗即可,若润洗,消耗标准液偏多,导致测定结果偏大,故B不符合题意;
C.量筒不需要润洗,故C不符合题意;
D.滴定管水洗后,需用待装液润洗,保证浓度不变,故D符合题意;
故答案选D。
4. 下列物质中能抑制水的电离且溶液呈酸性的是
A. NaHSO4 B. KNO3 C. NaOH D. Na2CO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.在水溶液中完全电离NaHSO4=Na++H++,使溶液显酸性,且抑制水的电离,故A正确;
B.KNO3是强酸强碱盐,在水溶液中不发生水解,对水的电离无影响,故B错误;
C.NaOH是强碱,其水溶液显碱性,且抑制水的电离,故C错误;
D.Na2CO3是强碱弱酸盐,水溶液中发生水解使溶液显碱性,促进水的电离,故D错误;
故选:A。
5. 一定温度下,向一体积不变的密闭容器中加入一定量的和,发生反应: ,下列说法不能说明反应达到化学平衡状态的是
A.
B. 单位时间内消耗,同时消耗
C. 、、的分子数比为1∶3∶2
D. 氨气的质量保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应的速率比等与系数比,,说明正逆反应速率相等,达到平衡,A不符合题意;
B.单位时间内消耗,同时消耗,则说明正逆反应速率相等,达到平衡,B不符合题意;
C.、、的分子数比为1∶3∶2不能说明正逆反应速率相等,C符合题意;
D.氨气的质量保持不变,则平衡不再移动,达到平衡,D不符合题意;
故选C。
6. 下列是P4(白磷)的分子结构,下列说法正确的是
A. P4是磷的特殊化合物,1mol P4含P—P键的数目为
B. P4是红磷的同位素,P4转变为红磷是物理变化
C. 的转化会放出热量
D. P4与反应生成的△H<0
【答案】D
【解析】
【详解】A.P4是单质,1mol P4含P—P键的数目为,A错误;
B.P4和红磷是磷的两种单质,二者互为同素异形体,二者的转化属于化学变化,B错误;
C.由的转化需要断裂P-P键,从而吸收热量,C错误;
D.P4与反应剧烈,会发生燃烧,则反应为放热反应,△H<0,D正确;
故选D。
7. 下列说法不正确的是
A. 活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能
B. 增大压强(体积减小)或升高温度,均能增大活化分子百分数,从而加快化学反应速率
C. 的溶液一定为中性
D. 发生化学反应的碰撞都是有效碰撞
【答案】B
【解析】
【详解】A.能发生有效碰撞的分子属于活化分子,活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能,故A正确;
B.增大压强可以增大单位体积内活化分子的数目,但活化分子百分数不变,故B错误;
C.溶液中说明溶液中氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,溶液一定为中性,故C正确;
D.不是所有分子之间的碰撞都能够发生化学反应,只有能发生反应的碰撞才是有效碰撞,故D正确;
故选B。
8. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成氨,反应条件选择高温
B. 在密闭容器中发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),压缩容器,体系颜色加深
C. 使用催化剂可增大SO2的转化率
D. 其它条件不变时,升高温度可增强醋酸溶液的导电能力(忽略挥发情况)
【答案】D
【解析】
【详解】A.合成氨反应为N2+3H2⇌2NH3 ΔH<0,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利于氨气的合成,合成氨时选择高温的目的是考虑催化剂的催化活性,与可逆反应无关,不能用勒夏特列原理解释,故A错误;
B.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)为气体体积不变的反应,压缩容器体积后压强增大,平衡不移动,但容器体积缩小I2(g)的浓度增大,导致混合气体颜色加深,与可逆反应无关,不能用平衡移动原理解释,故B错误;
C.催化剂可加快反应速率,但催化剂不能使该平衡发生移动,无法增大SO2的转化率,不能用勒夏特列原理解释,故C错误;
D.醋酸的电离过程吸热,其它条件不变时,升高温度醋酸的电离平衡正向移动,醋酸根离子、氢离子浓度增大,增强了醋酸溶液的导电能力,能用勒夏特列原理解释,故D正确;
故选:D。
9. 水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 图中对应点的温度关系为a>b
B. 水的电离常数Kw数值大小关系为b>d
C. 温度不变,加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点
D. 纯水仅降低温度可由b点到d点
【答案】B
【解析】
【分析】水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,水的离子积常数=c(H+)c(OH-),根据图片知,a点水的离子积常数=10-7 mol/L×10-7 mol/L=10-14 (mol/L)2,b点时水的离子积常数=10-6mol/L×10-6 mol/L=10-12 (mol/L)2,据此分析解答。
【详解】A.水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,水的离子积常数= c(H+)c(OH-),根据图片知,a点水的离子积常数=10-7 mol/L×10-7 mol/L=10-14 (mol/L)2,b点时水的离子积常数=10-6mol/L×10-6 mol/L=10-12 (mol/L)2,所以温度a<b,故A错误;
B.a、d点水的离子积常数不变,说明温度相等,a点温度小于b,所以水的离子积常数b>d,故B正确;
C.a、c两点温度不同,其离子积常数不同,温度不变,其离子积常数不变,所以加入少量NaOH不能使溶液从a点变到c点,故C错误;
D.水的电离是吸热反应,降低温度抑制水电离,水的离子积常数减小,纯水仅降低温度不能使b点到d点,故D错误;
故选B。
10. 常温下,下列各组离子在相应条件下能大量存在的是
A. =的溶液中:
B. 由水电离产生的的溶液中:
C. 能使酚酞变红色的溶液中:
D. 的溶液中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.=的溶液显酸性,所给离子在指定溶液中能够大量共存,故A符合题意;
B.水电离出的溶液可能为酸,也可能为碱,若为酸,具有强氧化性,能将氧化成,若为碱,与反应生成氢氧化亚铁沉淀,因此所给离子在指定溶液中不能大量共存,故B不符合题意;
C.能使酚酞变红,说明溶液显碱性,与反应生成,所给离子在指定溶液中不能大量共存,故C不符合题意;
D.的溶液为酸,与生成弱电解质,所给离子在指定溶液中不能大量共存,故D不符合题意;
故选A。
11. 下列叙述错误的是
A. 铁制品上镀铜:铁制品为阳极,铜盐为电镀液
B. 电解饱和食盐水,Cl-比OH-更易在阳极失去电子
C. 放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断变小
D. 外加电流法保护钢铁设备时,选用惰性辅助阳极
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁制品上镀铜时,铜为阳极,铁为阴极,铜盐为电镀液,故A错误;
B.用惰性电极电解饱和食盐水时,电解池的阳极上Cl-比OH-优先失去电子,发生的电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,故B正确;
C.铅酸蓄电池放电时,发生的反应是PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,硫酸不断被消耗,浓度不断变小,故C正确;
D.外加电流法是利用电解原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作为辅助阳极,两者均在电解质溶液里,外加直流电源,故D正确;
答案选A。
12. 下列实验装置或操作正确且能达到实验目的
A. 图1装置用于稀硫酸和NaOH溶液反应的中和热测定
B. 图2装置用于氢氧化钠溶液滴定盐酸(部分装置未画出)
C. 图3装置用于测定锌与硫酸的反应速率(单位mL/s)
D. 图4装置用于研究镁片与稀盐酸反应的热效应
【答案】D
【解析】
【详解】A.中和热测定需要环形玻璃搅拌棒使反应充分、温度均匀,图1缺少环形搅拌棒,无法准确测定中和热,A错误;
B.NaOH溶液为强碱,应使用碱式滴定管(带橡胶管和玻璃珠),图2中滴定管为酸式滴定管(玻璃活塞),会被NaOH腐蚀,B错误;
C.测定反应速率需保证气体不泄漏,图3中长颈漏斗下端未伸入液面以下,生成的H2会从漏斗逸出,无法准确测量气体体积,C错误;
D.镁与稀盐酸反应放热,饱和石灰水溶解度随温度升高而降低,若反应放热,饱和石灰水会析出Ca(OH)2沉淀变浑浊,可通过观察石灰水变化判断热效应,D正确;
故选D。
13. 下列关于图像的描述不正确的是
A. 由图1可知HA是一种强酸
B. 若图2发生的反应为:,由图可知该反应的正反应是放热反应
C. 图3可以表示使用催化剂的能量变化情况
D. 由图4可知,的点是A点
【答案】A
【解析】
【详解】A.加水稀释相同倍数后,HA的pH变化比HB大,只能说明HA的酸性比HB强,但不能说明HA是一种强酸,A不正确;
B.从图2可以看出,T2先达平衡,则T2>T1,降低温度,SO3的体积分数增大,则反应的平衡正向移动,该反应的正反应是放热反应,B正确;
C.图3为有无催化剂的对比图象,从图中可以看出,使用催化剂,活化能降低,所以图3可以表示使用催化剂的能量变化情况,C正确;
D.由图4可知,A点的转化率大于平衡转化率,则反应逆向进行,,D正确;
故选A。
14. 一定条件下铁可以和发生反应:。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 时,正、逆反应速率的大小关系为
B. 的平均反应速率
C. 内,的转化率为71.4%
D. 保持体积不变,充入能减慢其反应速率
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.t1时刻反应还没达到平衡,v正>v逆,故A错误;
B.达到平衡时,v(CO)==0.125mol/(L·min),故B错误;
C.4min内,CO2的转化率为≈71.4%,故C正确;
D.保持体积不变,充入He,组分浓度不变,化学反应速率不变,故D错误;
答案为C。
15. 两种制备硫酸的途径(反应条件略)如图。下列说法正确的是()
A. S和过量反应可直接生成
B. 能使紫色石蕊试液先变红后褪色
C. 若,则为放热反应
D. 含的稀溶液与足量溶液反应,放出的热量即中和反应的反应热
【答案】C
【解析】
【详解】A.不管是否过量,和反应只能生成,无法直接生成,A错误;
B.不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊试液变红,不会褪色,B错误;
C.根据盖斯定律,已知反应:i.,ii.,iii.,将可得目标反应,其焓变,若,则,该反应为放热反应,C正确;
D.中和反应的反应热是指稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1 mol液态水和可溶性盐时放出的热量,该反应除了生成水还生成沉淀,沉淀生成过程也会放热,因此放出的热量不是中和反应的反应热,D错误;
故选C。
16. 一定条件下,在催化剂作用下发生反应调整和的初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应的平衡转化率如图所示(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。下列说法不正确的是
A. B点中,和的物质的量之比为
B. C点中,更换高效催化剂,的平衡转化率仍等于75%
C. 若A、B两点起始浓度相同,则
D. E点时
【答案】C
【解析】
【详解】A. 对于反应,在B点,假设反应开始时,,反应达到平衡时的平衡转化率为50%,则平衡时,,和的物质的量之比为,A正确;
B. 催化剂不能改变平衡转化率,因此的平衡转化率不变,B正确;
C. A点和B点和的初始投料比相同,若A、B两点起始浓度相同时,升温平衡正向移动,的平衡转化率增大,则A点温度高于B点,则,C错误;
D. ,,E点时,D正确;
故选C。
二、非选择题(本大题有3小题,共52分)
17. I.在常温下,0.1mol/L一元酸HB溶液的pH=3,回答下列问题:
II.常温下,几种弱酸的电离平衡常数如下表所示,回答下列问题:
化学式
HCOOH
H2CO3
HCN
HClO
电离平衡常数
K=1.8×10-4
K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11
K=4.9×10-10
K=3.0×10-8
(1)HB在水溶液中的电离平衡常数Ka≈_______。
(2)常温下,有c(H+)相同、体积相同的上述酸HB和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是_______(填字母)。
(①表示盐酸,②表示HB)
(3)酸性由强到弱的顺序为_______。
(4)将少量的CO2通入NaClO溶液中,反应的离子方程式:_______。
【答案】(1)1.0×10-5
(2)c (3)HCOOH>H2CO3>HClO>HCN>
(4)ClO-+CO2+H2O=HClO+
【解析】
【小问1详解】
在常温下,0.1mol/L一元酸HB溶液的pH=3,则c(H+)=1.0×10-3mol/L,则c(B-)=1.0×10-3mol/L,溶液中c(HB)≈0.1mol/L,,故答案为:1.0×10-5;
【小问2详解】
HB溶液中H+被消耗会促进HB的电离,反应过程中HB溶液中c(H+)大于盐酸中,HB与Zn反应的速率比盐酸与Zn反应的速率快;等pH、等体积的HB溶液和盐酸中,HB提供的H+总物质的量大于盐酸,HB与足量Zn反应放出的H2大于盐酸与足量Zn反应放出的,故答案为:c;
【小问3详解】
Ka值由大到小的顺序:Ka(HCOOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),酸性由强到弱的顺序:HCOOH>H2CO3>HClO>HCN>,故答案为:HCOOH>H2CO3>HClO>HCN>;
【小问4详解】
由Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),向NaClO溶液中通入少量二氧化碳,生成HClO和,离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+,故答案为:ClO-+CO2+H2O═HClO+。
18. 甲醇()是一种极其重要的基础有机化工原料,同时甲醇也是一种极具发展前途的优质燃料。某科研团队提出高炉-焦炉煤气制甲醇的技术方法。
已知150℃时,相关反应的反应热和平衡常数如下表所示:
化学反应
反应热
平衡常数数值
1.0
2.5
回答下列问题:
(1)根据表格可推导出___________,___________。
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应,下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A. 体系的压强保持不变 B. 混合气体的密度保持不变
C. D.
(3)恒温(150℃)恒压条件下,将CO和投入容器中发生反应,测得某时刻,的浓度分别为则此时___________(填“”、“”或“”)。
(4)在密闭容器中充入10molCO和的混合气体,在催化剂作用下充分反应。达到平衡时,混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示(不考虑温度和压强对催化剂活性的影响)。
①由图可知___________(填“>”、“=”或“<”),请说明理由___________。
②图中A、B、C三点的化学平衡常数的大小关系为___________。
③若平衡时容器体积为2L,计算C点对应平衡常数___________。
【答案】(1) ①. -90 ②. 2.5 (2)A
(3)> (4) ①. > ②. 该反应是一个体积减小的反应,压强增大,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大 ③. KB=KC<KA ④. 0.48
【解析】
【分析】恒温(150℃)恒压条件下,将CO和投入容器中发生反应,该温度下,测得某时刻,的浓度分别为,此时,反应未达平衡,正向进行建立平衡,;由图像可知,当温度不变时,p1条件下达平衡CH3OH的体积分数最大,反应①正向为气体体积减小的反应,其他条件不变时,加压平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大;根据图像可知A点温度低于B点,B和C点温度相同,反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,平衡常数减小,温度相同化学平衡常数相等。
【小问1详解】
①,
②,
③,利用盖斯定律将②-③得到①,,故答案为:-90;2.5;
【小问2详解】
A.该反应为气体分子总数变化的反应,物质的量是变化量,温度体积一定压强是变化量,当压强不变,说明反应达到平衡, A正确;
B.体系物质全为气体,气体总质量不变,体积不变,密度是不变的量,密度不变不能说明反应达到平衡,B错误;
C.化学反应速率之比等于化学计量数之比,氢气与甲醇的化学反应速率关系应为,C错误;
D.,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故选A;
【小问3详解】
恒温(150℃)恒压条件下,将CO和投入容器中发生反应,该温度下,测得某时刻,的浓度分别为,此时,反应未达平衡,正向进行建立平衡,,故答案为:>;
【小问4详解】
①由图像可知,当温度不变时,p1条件下达平衡CH3OH的体积分数最大,反应①正向为气体体积减小的反应,其他条件不变时,加压平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,所以p1>p2;故答案为:>;该反应是一个体积减小的反应,压强增大,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大;
②根据图像可知A点温度低于B点,B和C点温度相同,反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,平衡常数减小,温度相同化学平衡常数相等, A、B、C三点的化学平衡常数KB=KC<KA,
故答案为:KB=KC<KA;
③平衡时容器体积为2L, C点甲醇含量为50%,列出三段式:则,解得,平衡时,,, C点的平衡常数Kp=,故答案为:0.48。
19. Ⅰ.如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色。回答下列问题:
(1)B极是电源的_______极;一段时间后,装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明胶粒带_______(填“正”或“负”)电荷。
(2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为_______。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体,则D电极的质量增加_______g。
(3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应为_______电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后,欲使甲装置中电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的_______[填“CuO”“”或“”]。
II.某小组运用离子交换膜法制碱的原理,用如图所示装置电解溶液。
(4)左侧的离子交换膜为___________(填“阴”或“阳”)交换膜,该电解槽的阳极反应式为___________。
(5)图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH,则a、b、c、d由小到大的顺序为___________。
【答案】(1) ①. 负 ②. 正
(2) ①. ②. 12.8
(3) ①. G ②. CuO
(4) ①. 阴 ②.
(5)
【解析】
【分析】将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色,说明F极附近溶液显碱性,氢离子在该电极放电,所以F是阴极,可得出D、F、H和Y均为阴极,C、E、G和X均为阳极,A极是电源的正极,B极是电源的负极。
【小问1详解】
F极附近溶液呈红色,说明F极附近溶液显碱性,氢离子在该电极放电,所以F是阴极,则B极是电源的负极;在丁池中,Y极是阴极,该电极附近颜色逐渐变深,根据异性电荷相互吸引,说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷,故答案为负;正;
【小问2详解】
①电解饱和NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠,总反应化学方程式为。
②若C和F两电极共产生标准状况下6.72L(即0.3mol)的气体,由C、D、F电极发生的电极反应分别为,,根据转移电子数相等,C电极产生的气体是F电极的,故0.3mol气体中有,,转移的电子数为0.4mol,故D电极增加12.8g铜。
【小问3详解】
电镀装置中,镀层金属作阳极,镀件作阴极,所以电极G为镍,电极H为铁件。在甲池中,电解硫酸铜溶液的总反应为,产生铜和氧气,故使其恢复到起始状态需要加入适量的CuO。
【小问4详解】
左侧电极为阳极,阳极的电极反应式为;阳极生成硫酸,则由透过阴离子交换膜向阳极移动,可知左侧的为阴离子交换膜。
【小问5详解】
阳极生成硫酸、阴极生成氢氧化钾,所以电解后生成的硫酸和氢氧化钾溶液浓度均增大,结合碱溶液的pH大于酸溶液的pH,可得。
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