河北省部分学校2021-2022学年高二上学期12月第三次月考 化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自已的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。.
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Mg24 S32
一、单项选择题:本题共9小题,每小题3分,共27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.下列做法有利于实现“碳中和”目标的是
A.利用可燃冰代替现有化石能源 B.利用CO2合成全降解塑料
C.大力发展火力发电 D.露天焚烧农作物秸秆
2.一定条件下发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.1 mol H2(g)与1 mol I2(g)的总能量比2 mol HI(g)的总能量高13 kJ
B.在某密闭容器中充入1 mol H2(g)与1 mol I2(g),充分反应时放出热量13 kJ
C.1 mol H2(g)与1 mol I2(g)的键能总和比2 mol HI(g)的键能总和高13 kJ
D.2 mol H(g)和2 mol I(g)的总能量为170 kJ
3.下列金属防护措施,属于牺牲阳极的阴极保护法的是
A.将水库中水闸钢板与直流电源负极相连
B.铁皮表面镀锡
C.在轮船船体水下部分焊接锌块
D.将生铁加工成不锈钢
4.工业上用甲烷和水蒸气反应制取合成气,若在密闭容器中进行反应CH4(g)+ H2O(g) CO(g) +3H2(g),下列说法错误的是
A.反应中断裂2 mol C—H键的同时形成1.5 molH—H键
B.反应达到平衡时,反应混合物中CO和H2的体积比为1:3
C.反应混合物中CH4的质量分数不再变化时,反应达到平衡状态
D.若在恒温、恒压容器中发生该反应,则在未达到平衡状态前容器的体积逐渐减小
5.泡沫灭火器的结构如图所示,内筒盛有硫酸铝溶液,外筒与内筒之间装有碳酸氢钠溶液,使用时将灭火器倒置,两种溶液立即混合并剧烈反应,产生的大量二氧化碳和氢氧化铝等一起以泡沫的形式喷出,覆盖在可燃物表面,从而达到灭火的效果。下列说法错误的是
A.硫酸铝水解的离子方程式为Al3++ 3H2O Al(OH)3+3H+
B.灭火器倒置时反应的离子方程式为Al3+ +3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
C.碳酸氢钠溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-) +c(CO32- )+c(OH-)
D.电器着火时不能使用该灭火器扑灭
6.下列装置或操作正确,且能达到实验目的的是
A.利用图甲所示装置比较Mg和Al的活泼性强弱
B.利用图乙所示操作测定NH4Cl溶液的pH
C.利用图丙所示操作比较AgCl和AgI的溶度积大小
D.利用图丁所示装置探究温度对化学平衡的影响
7.已知某条件下,甲烷与氟气反应的热化学方程式为CH4(g) +4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)ΔH=-1940kJ·mol-1。该条件下各种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 C-H C-F H-F F-F
键能/(kJ·mol-1) 414 489 a 155
则表中a为
A.2260 B.565 C.141. 25 D.-565
8.某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究镁与不同浓度盐酸的反应速率,两组实验所用药品如下表所示。实验测得反应体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
序号 镁条的质量/g 盐酸
物质的量浓度/(mol·L-1) 体积/mL
① 0.01 1.0 2
② 0.01 0.5 2
A.反应的化学方程式为Mg+2HC1= MgCl2+H2↑
B.图中曲线II是实验②的压强变化曲线
C.若将镁条替换为等质量的镁粉,曲线I和曲线II的斜率均增大
D.实验①中若将1.0mol·L-1盐酸替换为同物质的量浓度的硝酸,仍可获得相同的曲线
9. 一定温度下,向1.0L恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH< 0。经过一段时间后达到平衡,反应过程中测定的部分数据见下表:
1/s 0 2 4 6 8
n(SO3)/mol 0 0.8 1.4 1.8 1.8
下列说法正确的是
A.4 s内反应的平均速率v(O2)=0.35 mol· L-1·s-1
B.该反应的平衡常数K=810
C.保持温度不变,向容器中再充入2 mol SO2、1 mol O2,反应的平衡常数增大
D.此温度下,若该容器中有0.1 mol SO2、0.5 mol O2和0.8 mol SO3,则反应逆向进行
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,有一项或两项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
10.利用电解法可将CO2转化为燃料CH4,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.电解过程中,H+由b极区向a极区迁移
B.电极a上的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C.电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
D.若该电解池的转化效率为80%,当电路中转移1mol电子时,能生产标准状况下2.24LCH4
11.常温下,关于溶液的稀释,下列说法正确的是
A.pH=6的盐酸加水稀释100倍,溶液的pH=8
B.将1L0.1 mol· L-1Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,溶液的pH= 13
C.pH=3的醋酸溶液加水稀释1000倍,所得溶液pH>6
D.pH=10的NaOH溶液加水稀释100倍,溶液的pH=12
12. ClO2是一种黄绿色、易溶于水的气体,是高效、低毒的消毒剂。实验室以NH4Cl溶液、盐酸和NaClO2溶液为原料,按照以下流程制取ClO2,下列说法正确的是
A.向NH4Cl溶液中加入盐酸时,溶液中n(NH4+)增大
B.电解时阳极电极反应式为NH4+ +3Cl- 6e- =NCl3+4H+
C.电解过程中,混合溶液的pH逐渐减小
D.向溶液X中滴加AgNO3溶液,观察到白色沉淀生成,说明X中含有Cl-
13.常温下,分别向体积相等、浓度均为c的一元强酸HX和一元酸HY溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,用pH传感器测得溶液pH随滴加NaOH溶液体积的变化情况如下图所示。下列说法正确的是
A.HX和HY的初始浓度c=1 mol·L-1
B.pH=7时,c(X-)=c(Y-)
C.常温下,Ka(HY)约为10-5
D. V(NaOH)= 20.00 mL时,HX对应的溶液中存在c(Na+) =c(X-)=c(H+)=c(OH-)
三、非选择题:本题包括4小题,共57分。
14.(14分)某化学学习小组研究碳酸氢钠的性质。
(1)该组同学在盛有0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的试管中滴入1~2滴酚酞试液,溶液显浅红色。甲同学认为是NaHCO3水解使溶液显碱性,该反应的离子方程式是_ 。
(2)乙同学认为该溶液中不仅存在HCO3-的水解平衡,还存在HCO3-的电离平衡,其电离方程式是_
。查阅书籍获得常温下H2CO3的电离常数Ka1=-4.3 ×10-7,Ka2=5.6 ×10-11。则HCO3-的水解常数Kh = (计算结果保留两位有效数字),由此可知HCO3-的水解程度 (填“大于”“小于”或“等于”)HCO3-的电离程度,因此NaHCO3溶液显碱性。
(3)当加热滴有酚酞试液的NaHCO3溶液的试管时,溶液红色加深。实验测得该溶液的pH变化如下表所示。
温度/°C 10 20 30 加热煮沸后冷却到50 °C
pH 8.3 8.4 8.5 8.8
关于这一现象,同学们提出两种可能的原因:
I.加热促进了HCO3-的水解,溶液碱性增强;
II. NaHCO3受热分解生成Na2CO3 ,Na2CO3的水解程度大,溶液碱性增强。
丙同学将上述表格中所述50° C的溶液继续冷却至20 °C,测得pH=8.7,可得出结论:两种原因中起主要作用的是___ (填“ I”或“II”).
(4)丁同学发现,向0.1 mol· L-1NaHCO3溶液中滴加饱和CaCl2溶液时生成白色沉淀并产生无色无味的气体,经检验白色沉淀的成分是CaCO3,则反应的离子方程式为_ 。
(5)该组同学发现,将等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Na2CO3溶液混合后,向其中滴加少量盐酸时,混合液的pH几乎不变,请结合离子方程式解释产生该现象的原因是___
。
15. (14分)氮元素的化合物在生产生活中应用广泛。
(1)工业制硝酸时,需将N2转化为NO,现有以下两种转化途径(焓变均为常温常压下数据):
I.①N2(g) +O2(g) 2NO(g) △H1
II.②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2= -92 kJ·mol-1
③4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(l) △H3= -1168 kJ·mol-1
已知常温常压下,④2H2(g) +O2(g)=2H2O(1) △H4= -572 kJ·mol-1;计算可得△H1= 。途径II与途径I相比,优势在于 。
(2)反应②的反应历程和能量变化如下图所示,标注“●”表示在催化剂表面吸附的物质。
对总反应速率影响较大的步骤的活化能为 kJ·mol-1,该步骤的化学方程式是_
。
(3)某温度下,向某密闭容器中按照体积比1:3充入N2和H2,控制压强为50MPa,反应达到平衡状态时体系中NH3的体积分数为0.6。
①H2的平衡转化率为 。
②在化学平衡体系中,用各气体物质的分压替代浓度,计算出的平衡常数叫压强平衡常数。此温度下反应的压强平衡常数Kp= MPa-2(计算结果保留2位有效数字)。
③在实际生产中,通常控制原料气中N2和H2的体积比大于1: 3,其目的是_
。
16.(14分)CO是重要的化工原料和清洁能源。
I.CO是一种常用的还原剂。
一定条件下,反应CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g)的速率方程为v=kca (CO) cb(NO2)cC(CO2)cd(NO)(k为速率常数,与温度有关,与浓度无关)。某温度下,该反应在不同浓度下反应速率如表所示:
c(CO)/mol·L-1 c(NO2)/ mol·L-1 c(CO2) / mol·L-1 c(NO)/ mol·L-1 反应速率
① 0.10 0.10 0.10 1.0 v
② 0.20 0.10 0.10 1.0 v
③ 0. 20 0.20 0.10 1.0 4v
④ 0.10 0.60 0.20 1.0 36v
⑤ 0.50 0.40 0.40 2.0 16v
⑥ 0.60 0.50 0.50 x 25v
(1)根据表中测定结果,下列推断正确的是_ (填标号)。
A.a=1、b=2、c=1、d=1 B.a=0、b=2、c=0、d=0
C.a=1、b=1、c=1、d=1 D.a=0、b=2、c=0、d=2
(2)表中x值为 (填标号)。
A.2.0 B.4.0 C.6.0. D.不确定
(3)其他条件不变,降低温度,k值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
II.CO是一种清洁能源。
(4)CO-空气碱性燃料电池能量转化率高,电池反应为2CO+ O2 +4KOH=2K2CO3 +2H2O。应在电池的
极区通入空气,写出负极的电极反应式_ 。
III.CO是一种常用的化工原料。
(5)工业上利用CO和H2反应制备甲醇,反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
已知:该反应中,断裂化学键消耗的总能量小于形成化学键释放的总能量。下列图像符合上述反应中能量变化的是_ (填“甲”或“乙”)。
取标准状况下1.12 m3CO进行工业化生产,获得1.0 kg CH3OH,则甲醇的产率是
(产率=100%)。
17. (15分)钡元素在自然界主要以重晶石(BaSO4,含有少量Fe2O3、Al2O3和SiO2杂质)的形式存在于地壳中,将矿石进行浮选、粉碎,酸浸处理后即可用于工业制备钡的常见化合物及其单质。
(1)已知钡元素的原子结构示意图为,则钡元素在周期表中的位置是_ 。
(2)使用稀盐酸对矿石进行酸浸处理,然后过滤,能除去矿石中的杂质_ (填化学式)。
(3)将处理过的矿石用饱和Na2CO3溶液进行多次浸泡,可使绝大部分BaSO4转化为BaCO3。已知反应温度下,Ksp(BaSO4)=1.0 ×10-10,Ksp (BaCO3)=2.5 ×10-9。则将BaSO4配制成悬浊液后,其中c(Ba2+ )= ,反应BaSO4(s)+CO32- (aq) BaCO3(s) +SO42- (aq)的平衡常数K= 。
(4)向(3)中获得的固体混合物中加入过量____ ,充分反应后过滤,可除去未转化的BasO4和SiO2,然后通过 等操作获得BaCl2·2H2O晶体。
(5)若由BaCl2·2H2O晶体加热分解获得无水BaCl2,是否需要在HCl气体氛围中进行操作
(填“是”或“否”),理由是 。
化学参考答案
1B 2 A 3 C 4D 5C 6D 7B 8D 9B 10BD 11B 12AB 13C
1.B解析:可燃冰的成分为甲烷水合物,燃烧时仍然产生CO2,A项错误;利用CO2合成全降解塑料,可将
CO2转化为人类生产、生活中的有用的物质,B项正确;大力发展火力发电,需要消耗燃煤,生成更多CO2,C项错误;露天焚烧农作物秸秆会生成CO2,D项错误。
[命题意图]本题以“碳中和”创设情境,考查化学与STSE常识,涉及燃料的选择、能源的开发利用、CO2利用技术等。
2.A 解析:由图可知,1 mol H2(g)与1mol I2(g)的总能量比2 mol HI(g)的总能量高13 kJ,A项正确;该反应为可逆反应,某密闭容器中充入1 mol H2(g)与1 mol I2(g)充分反应时,放出热量小于13 kJ.B项错误;1 mol H2(g)与1 mol I2(g)的键能总和比2 mol HI(g)的键能总和低13 kJ,C项错误;没有确定的参照系时,无法确定2 mol H(g)和2 mol I(g)的总能量,D项错误。
[命题意图]本题以氢气与碘蒸气反应的能量变化图像创设情境,考查化学反应中的热效应,涉及可逆反应的认识、键能、能量与反应热的关系等知识点。
3.C解析:将水库中水闸钢板与直流电源负极相连,能起到保护钢板的作用,该方法为外加电源的阴极保护法,A项错误;铁皮表面镀锡,相对较稳定的锡镀层起到保护铁皮的作用,B项错误;在轮船船体水下部分焊接锌块,发生腐蚀时相对较活泼的锌块失去电子被氧化,起到保护船体的作用,该方法为牺牲阳极的阴极保护法,C项正确;将生铁加工成不锈钢,是通过改变金属的内部结构而保护金属,D项错误。
[命题意图]本题以实际应用创设情境,考查金属的腐蚀与防护原理。
4.D 解析:反应中CH4和H2的物质的量之比为1 : 3,1 molCH4中含有4 molC-H键,1 mol H2中含有1molH-H键,则反应中断裂2molC-H键的同时形成1.5molH-H键,A项正确;由化学方程式可知,反应进行到任何阶段,反应混合物中CO和H2的体积比均为1 : 3,B项正确;该反应从正向开始,反应过程中CH4的质量分数逐渐减小,当反应混合物中CH4的质量分数不再变化时,反应达到平衡状态,C项正确;该反应正向进行时气体分子数增大,若在恒温、恒压容器中发生该反应,则在未达到平衡状,态前容器的体积逐渐增大,D项错误。
. [命题意图]本题考查化学平衡状态的理解与判断,涉及化学键的断裂与形成、反应混合物中组分的体积关系、化学平衡状态的判断依据等考点。
5.C 解析:硫酸铝溶液中的Al3+为弱碱阳离子,可发生水解反应,反应的离子方程式为Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+ .A项正确;灭火器倒置时,Al3+和HCO3-发生互促水解。完全反应生成Al(OH)3 和CO2,反应的离子方程式为Al3+ +3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,B项正确;根据溶液中的电荷守恒关系可知,碳酸氢钠溶液中存在:c(Na+) +c(H+)=c(HCO3-) + 2c(CO32- )+c(OH- ) ,C 项错误;灭火器喷出的泡沫中含有H2O,电器着火时不能使用该灭火器扑灭,D项正确。
[命题意图]本题以泡沫灭火器的工作原理创设情境,考查盐类水解的应用,涉及离子方程式正误判断、溶液中的电荷守恒关系、灭火器的选择等考点。
6.D解析:利用原电池原理比较Mg和Al的活泼性强弱时,应使用稀硫酸或稀盐酸做电解质溶液,A项错误;利用图乙所示操作测定NH4Cl溶液的pH时,会污染溶液,B项错误;图丙所示操作中AgNO3溶液过量,因此无法比较AgCl和AgI的溶度积大小,C项错误;利用图丁所示装置,通过平衡球两侧的颜色变化,可以探究温度对化学平衡的影响,D项正确。
[命题意图]本题考查化学实验基础,涉及金属活泼性比较、溶液的pH测定、溶度积大小比较、温度对化学平衡的影响等实验。
7.B 解析:根据键能与焓变的关系可列出方程式:414 ×4+ 155 ×4- 489 ×4-4a=- 1940,解得a= 565。
[命题意图]本题以甲烷与氟气反应的热化学方程式创设情境,考查键能与焓变的计算关系。
8.D 解析:镁条和盐酸发生反应,化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,A项正确;实验①中盐酸的浓度是实验②中盐酸浓度的2倍,因此该组实验生成H2的速率较快,单位时间内反应体系压强变化程度较大,因此图中曲线II是实验②的压强变化曲线.B项正确;若将镁条替换为等质量的镁粉,则反应速率均加快,曲线I和曲线II 的斜率均增大,C项正确;镁条与硝酸反应时情况较为复杂,实验①中若将1.0mol/L盐酸替换为同物质的量浓度的硝酸,无法获得相同的曲线,D项错误。
[命题意图]本题以镁与盐酸反应的压强变化曲线创设情境考查化学反应速率的影响因素,涉及化学方程式正误判断、图像识别分析、溶液浓度和固体物质颗粒大小对化学反应速率的影响等考点。
9. B解析:反应在前4s的平均速率v(O2)= =0.175 mol· L-1· s-1,A项错误;由表中数据可知,该反应达到平衡时,c(SO2)=0.2 mol/L ,c(O2)=0.1 mol/L,c(SO3)=1.8 mol/L,则反应的平衡常数K= =810,B项正确;保持温度不变,则反应的平衡常数不变,C项错误;若该容器中有0.1 mol SO2、0.5 mol O2和0.8 mol SO3,浓度商Qc= = 128[命题意图]本题以二氧化硫的催化氧化创设情境,考查化学反应速率与化学平衡常数,涉及化学反应速率的计算、化学平衡常数的计算及影响因素、平衡移动方向的判断。
10. BD解析:电极 a上H2O被氧化生成O2,电极b上CO2被还原为CH4,则电极a为阳极,电极b为阴极。所以电解过程中.H+由a极区通过质子交换膜向b极区迁移.A项错误;根据守恒定律.配平电极a上的反应为2H2O-4e-=O2 ↑+4H+ ,B项正确;电解时,阳极室消耗H2O,则Na2SO4溶液浓度增大,C项错误;1molCO2还原成1molCH4时转移8mol电子,若该电解池的转化效率为80%,当电路中转移1 mol电子时,能生产标准状况下CH4的体积V=1 mol ×80% × ×22.4 L/mol=2.24 L,D项正确。
[命题意图]本题以电解法制取燃料CH4创设情境,考查电解原理的应用,涉及微粒流向判断、电极反应式正误判断、电解质溶液浓度变化、守恒计算等考点。
11.B 解析:常温下,pH= 6的盐酸加水稀释100倍, 溶液仍然显酸性,其pH≠8,A项错误;将1 L0.1 mol/ L
Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,溶液中c(OH- )=0.1 mol/L,则c(H+)= 1× 10 -13mol/ L,pH=13,B项正确;pH=3的醋酸溶液加水稀释1000倍,所得溶液pH<6,C项错误;pH=10的NaOH溶液加水稀释100倍,溶液的pH=8,D项错误。
[命题意图]本题以溶液的稀释创设情境,考查pH的计算。
12.AB解析:NH4Cl溶液中存在水解平衡NH4++H2O NH3·H2O+H+ ,向NH4Cl溶液中加入盐酸时,c(H+ )增大,从而抑制NH4+的水解,因此溶液中n(NH4+ )增大,A项正确;电解时,NH4+和Cl-在阳极转化成NCl3,电极反应式为NH4+ +3Cl--6e-=NCl3+4H+ ,B项正确;电解过程中,总反应的化学方程式为NH4Cl+2HC1 NCl3+3H2↑,混合溶液的pH逐渐增大,C项错误;向NCl3溶液中加同意NaClO2溶液,根据流程可知反应的化学方程式为6NaClO2+NCl3+3H2O 6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,则X溶液中的主要溶质为NaCl和NaOH,所以检验其中所含Cl-时应先加HNO3进行酸化以除掉OH- ,D项错误。
[命题意图]本题以制取ClO2的流程创设情境,考查简单流程分析,涉及水解平衡的影响因素、电极反应式正误判断、溶液pH变化、常见离子的检验等考点。
13.C解析:由图可知,HX的初始pH=1,则c(HX)=0.1 mol /L,HY溶液的浓度与HX相同,A项错误;pH=7时,两种溶液中的阴离子浓度分别与各自的c(Na+)相等。而此时HY对应溶液中n(Na+)相对较小,因此c(X-)≠c(Y- ),B项错误;HY对应曲线与纵轴交点的纵坐标约为3,则Ka(HY)= , C项正确; V(NaOH)= 20.00 ml时,HX对应的溶液中存在c(Na+ )=c(X- )>c(H+ )=c(OH- ),D项错误。
[命题意图]本题以酸碱滴定曲线创设情境,考查溶液中的离子反应,涉及pH与物质的量浓度换算、离子浓度比较与电离常数计算等考点。
14.答案:(14分)
(1)HCO3- +H2O H2CO3.+OH- (2分,写成“=”扣 1分)
(2)HCO3- H++CO32- (2分,写成“=”扣1分) 2.3 ×10-8(2 分,写不写单位“mol/ L”不影响得分,写错单位扣1分) 大于(2 分,写“>”不给分)
(3)II(2分)
(4)Ca2+ +2HCO3- =CaCO3↓+H2O+CO2↑(2分,写作化学方程式不给分)
(5)向混合液中滴加少量盐酸时发生反应H+ +CO32-=HCO3,溶液中c(H+ )变化不大,溶液的pH几乎不变(2分,其他合理答案均可给分)
解析:(1)NaHCO3水解使溶液显碱性,反应的离子方程式是HCO3- +H2O H2CO3.+OH-。
(2)HCO3-的电离方程式是HCO3- H++CO32-。根据题中所给数据,结合水解常数与电离常数的关系计算可知,HCO3-的水解常数Kh= ≈2.3× 10-8。由此可知HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度,因此NaHCO3溶液显碱性。(3)表格中所述50° C的溶液继续冷却至20 ° C ,测得pH=8.7.高于加热前的20 ° C溶液的pH,因此可得出结论:两种原因中起主要作用的是II。(4)向0.1 mol/L NaHCO3溶液中滴加饱和CaCl2溶液时生成白色沉淀是CaCO3,产生无色无味的气体是生成了CO2气体,经检验白色沉淀的成分是CaCO3,则反应的离子方程式为Ca2+ +2HCO3- =CaCO3↓+H2O+CO2↑。(5)等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Na2CO3溶液混合后形成的混合液,向混合液中滴加强酸时CO32-可消耗H+ ,溶液中c(H+ )变化不大,溶液的pH几乎不变。
[命题意图]本题以碳酸氢钠的性质探究创设情境考查化学实验,涉及陌生离子方程式和电离方程式书写、平衡常数计算、平衡移动原理、实验现象解释、平衡移动原理的应用等考点。
15.答案:(14分)
(1)182 kJ·mol -1(2分,写不写“十”不影响得分,错写或漏写单位扣1分) 途径II的两个反应均为放热反应,更易自发进行(2分,其他合理答案均可给分)
(2)352(2分,多写单位不扣分) 2·N+6· H=2·NH3(2分)
(3)①75%(2分,写作0.75不给分)
②0. 053(2分,多写单位不扣分)
③提高 H2的转化率(2分,其他合理答案均可给分)
解析:(1)根据盖斯定律进行计算,ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH4=-92 kJ·mol-1-×1168 kJ·mol-1+ ×572 kJ·mol-1=182 kJ·mol-1。途径II与途径I相比,优势在于途径II的两个反应均为放热反应,更易自发进行。(2)活化能是反应物平均能量与过渡态能量的差值,基元反应的活化能越大反应速率越慢,由图像可知,对总反应速率影响较大的步骤的活化能为(500一148) kJ·mol-1=352 kJ·mol-1,该步骤的化学方程式是2·N+6· H=2·NH3 。(3)①设H2的平衡转化率为a,根据题中所给数据,用赋值法列三段式计算:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol) 1 3 0
变化(mol) α 3α 2α
平衡(mol) 1-α 3- 3α 2α
反应达到平衡状态时体系中NH3的体积分数为0.6.则=0.6.解得α=75%,故H2的平衡转化率为75%。②由①中数据可知,N2(g)、H2(g) 、NH3(g)的体积分数分别为0.1、0.3、0.6,则此温度下反应的压强平衡常数Kp=MPa-2≈0.053MPa-2。③根据勒夏特列原理,在实际生产中,通常控制原料气中N2和H2的体积比大于1 : 3,可提高H2的转化率。
[命题意图]本题以氮的化合物的应用创设情境,考查化学反应与能量变化,涉及盖斯定律计算、反应历程与活化能、化学方程式书写、转化率与分压平衡常数计算等考点。
16.答案:(14分)
(1)B(2分)
(2)D(2分)
(3)减小(2 分,写作“减少”、“变少”等均不给分)
(4)正(2分,多写“极”字扣1分) CO+4OH- - 2e- =CO32-+2H2O(2分,写作“2CO+ 8OH--4e-=2CO32-+4H2O”也给分)
(5)甲(2分) 62.5%(2 分,写作0.625不给分)
解析:(1)代入数据计算,得:a=0,b=2,c=0,d=0,选B。(2)总反应速率方程为v=kc2 (NO2),与NO浓度无关,故选D项。(3)降低温度,k值减小。(4)在正极区充入空气,氧气发生还原反应;负极上CO被氧化生成碳酸盐。(5)CO和氢气反应生成甲醇的反应是放热反应,甲图像表明放热反应。根据题中数据,CH3OH的理论产量为: ×32 g· mol-1=1600 g=1.6 kg,则其产率为×100%=62.5%。
[命题意图]本题以CO为载体将化学反应速率与平衡、放热反应和吸热反应、电极反应式、产率计算、勒夏特列原理等综合起来命题,考查综合运用能力以及变化观念与平衡思想。
17.答案:(15分)
(1)第6周期IIA族(2分)
(2)Fe2O3和Al2O3(2分,答对1个给1分,多答、错答不给分)
(3)1.0 ×10-5 mol·L-1(2分,漏写或错写单位扣1分) 0.04(2 分)
(4)稀盐酸(2分,答HCl也可给分) 蒸发浓缩 、冷却结晶、过滤(洗涤、低温烘干)(2分,不写“过滤”扣1
分,括号内的步骤不写不扣分)
(5)否(1分) BaCl2 是强酸强碱盐,不水解(2分,其他合理答案均可给分)
解析:(1)钡元素原子有6个电子层,最外层有2个电子,所以钡元素在周期表中的位置是第6周期IIA族。(2)使用稀盐酸对矿石进行酸浸处理。盐酸能溶解Fe2O3和Al2O3,然后过滤即可除去。(3)由题目中所给数据进行计算,BaSO4悬浊液中c(Ba2+ )= mol·L-1=1.0 ×10 -5mol·L-1 ;
K= =4.0 ×10-2=0.04。 (4)向(3)中获得的固体混合物中加入过量稀盐酸,充分反应后过滤,可除去未转化的BaSO4 和SiO2,然后通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温烘干等操作获得BaCl2·2H2O晶体。(5)由BaCl2·2H2O晶体加热分解获得无水BaCl2,不需要在HCl气体氛围中进行操作,理由是BaCl2是强酸强碱盐,不水解。
. [命题意图]本题以钡及其化合物的提取和应用创设情境,考查水溶液中的离子反应,涉及元素在周期表中的位置、物料转化、溶度积常数相关计算、试剂选择、物质分离与提纯、盐类水解的应用等知识点。