四子王旗实验学校高中部2021-2022学年高二上学期12月月考
化学试题
考试分值:100分 考试时间:90分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
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.美国研究人员将CO和O附着在一种钌催化剂表面,用激光脉冲将其加热到2000 K,成功观察到CO与O形成化学键生成CO2的全过程。下列说法不正确的是
A.CO2属于非电解质
B.CO与O形成化学键的过程中放出能量
C.钌催化剂可以改变该反应的焓变
D.CO与O形成化学键的过程中有电子转移
2.反应3Fe(s)+4H2O(g)==Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A.将铁片变成铁粉
B.将容器的容积缩小一半
C.压强不变,充入N2使容器容积增大
D.保持容积不变,充入N2使容器压强增大
3.下图为H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图:
下列说法正确的是
H4>0
B. H1<0
C. H1+ H2+ H3- H4=0
D. H3> H4
4.下列叙述正确的是
A.常温下,加水稀释Na2S溶液过程中,水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
B.25 ℃时,等体积等物质的量浓度的硝酸与氨水混合后,溶液的pH=7
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.HCO和AlO可以发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体
5.在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应:A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4 mol,B为6 mol;5 min末时测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.1 mol/(L·min)。下列说法错误的是
A.前5 min内用A表示的化学反应速率v(A)为0.1 mol/(L·min)
B.化学方程式中n的值为1
C.反应达到平衡时3v正(B)=2v逆(C)
D.此反应在两种不同情况下的速率分别表示为:①v(B)=6 mol/(L·min),②v(D)=4.5 mol/(L·min),其中反应速率快的是②
6.反应的两种反应过程中的能量变化曲线如图a、b所示,下列说法错误的是
A.a过程中正反应的活化能为 B.b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应,第Ⅱ阶段为放热反应
C.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能 D.b过程的反应速率:第Ⅰ阶段>第Ⅱ阶段
7.25 ℃时,水的电离达到平衡:。下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入少量固体Na,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,Kw增大,c(H+)不变
8.下列说法错误的是
A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.一定温度下,反应MgCl2(l) Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
C.反应NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0
D.NH4HCO3(s)==NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
9.下列热化学方程式中,正确的是
A.C2H6燃烧热为1090 kJ mol-1,热化学方程式为:C2H6(g)+O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1090 kJ molˉ1
B.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合,其热化学方程式为:H++OH-==H2O ΔH=-57.3 kJ molˉ1
C.H2燃烧热为285.8 kJ molˉ1,H2燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)==2H2O(1) ΔH=-571.6 kJ molˉ1
D.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
10.在容积可变的密闭容器中投入0.5 mol O2和1 mol SO2,不同条件下发生反应:O2(g)+2SO2(g) 2SO3(g) ΔH。实验测得平衡时SO2的转化率[α(SO2 )]随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A.Y代表压强,且Y1> Y2;X代表温度,且ΔH <0
B.M点反应物转化率之比α(O2)﹕α(SO2)=1﹕1,N点该比例减小
C.若M点对应的容器容积为5 L,则N点的平衡常数K= 20
D.M、N两点对应的平均摩尔质量:M(M) >M(N)
11.常温下,Ka (HCOOH)=1.77×10-4,Ka (CH3COOH)=1.75×10-5,Kb (NH3·H2O) =1.76×10-5,下列说法正确
的是
A.浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者小于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,前者消耗
NaOH溶液的体积更多
C.0.2 mol·L-1 HCOOH 与 0.1 mol·L-1 NaOH 等体积混合后的溶液中: c(HCOO-) + 2c(OH-) = c(HCOOH) + 2c(H+)
D.0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl至溶液呈中性:c(Na+) =c(Cl-) >c(CH3COOH)
12.一定温度下,在三个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中,充入一定量的H2和SO2发生下列反应:3H2(g)+SO2(g) 2H2O(g)+H2S(g)。
容器编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol
H2 SO2 H2 SO2
容器Ⅰ 300 0.3 0.1 / 0.02
容器Ⅱ 300 0.6 0.2 / /
容器Ⅲ 240 0.3 0.1 / 0.01
下列说法正确的是
A.该反应正反应为吸热反应
B.容器II达到平衡时KII>KI
C.容器III达到平衡的时间比容器I短
D.240 ℃时,起始时向容器III中充入0.02 mol H2、0.02 mol SO2、0.04 mol H2O(g)、0.04 mol H2S,此时反应将向正反应方向进行
13.室温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.该滴定过程应该选择甲基橙作为指示剂
14.调节的二元弱酸溶液的pH,溶液中各种微粒的分布分数与溶液的pH的关系如下图所示[已知,X代表H2A、HA-或A2-],下列叙述错误的是
A.溶液pH从1变到接近3的过程中发生的反应主要是
B.由图像中的数据可以求出的两级电离常数分别为、
C.当溶液中的时,
D.当溶液时,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(12分)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.15 kJ·mol-1 ①
途径Ⅱ:先制成水煤气:C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g) ΔH2 ②
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH3=-566 kJ·mol-1 ③
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) ΔH4=-484 kJ·mol-1 ④
请回答下列问题:
(1)途径Ⅰ放出的热量理论上_______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)ΔH2=___________。
(3)煤燃烧的烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为NO(g)+O3(g)==NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9 kJ·mol-1,NO(g)+O2(g)==NO2(g) Δ H2=-58.2 kJ·mol-1,SO2(g)+O3(g)==SO3(g)+O2(g) ΔH3=-241.6 kJ·mol-1,则反应3NO(g)+O3(g)==3NO2(g)的ΔH=__________________。
(4)11.2 L甲烷(标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水放出444.8 kJ热量(298 K),表示其燃烧热的热化学方程式是________________________________;已知H2O(l)==H2O(g) Δ H=+44 kJ·mol-1,断裂1 mol下列化学键需要吸收的能量分别为:C=O:745 kJ;O=O键:496 kJ;C-H键:414 kJ,则断裂1 mol H-O键需要吸收的能量为_______。
16.(14分)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡均属于化学平衡。根据要求回答问题。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则醋酸的电离平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动;水的电离程度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)99 ℃时,Kw=1.0×10-12,该温度下测得0.1 mol·L-1 Na2A溶液的pH=6。
①H2A在水溶液中的电离方程式为____________________。
②体积相等、pH=1的盐酸与H2A溶液分别与足量的Zn反应,产生的氢气_____。
A.盐酸多 B.H2A多 C.一样多 D.无法确定
③将0.1 mol·L-1 H2A溶液与0.2 mol·L-1氨水等体积混合,完全反应后溶液中各离子浓度的电荷守恒关系式为__________。
(3)已知常温下,H2SO3的电离常数为Kal=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3的电离常数为Kal=4.30×10-7,Ka2=5.60×10-11。
①下列微粒可以大量共存的是________(填字母)。
a.、 b.、 c.、 d.H2SO3、
②常温下,NaHSO3溶液显_______性(填“酸”“碱”或“中”),溶液中离子浓度从大到小的排列顺序是____________________________。
17.(16分)反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应②:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2。在不同温度下K1、K2的值如下表:
温度 700 ℃ 900 ℃
K1 1.47 2.15
K2 2.38 1.67
(1)反应③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=_________(用K1和K2表示)。由上述数据计算可知,反应③是__________反应(填“吸热”或“放热”)。既能加快反应③的反应速率又能增大二氧化碳平衡转化率的措施是__________。
(2)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CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图1所示:
①该条件下反应的平衡常数为________;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为________ mol·L-1。
②下列措施中能使平衡常数增大的是________(填字母)。
A.升高温度
B.增大压强
C.再充入一定量的CO2
D.再加入一定量铁粉
(3)对于可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图2所示。
①由图2可知,反应在t2时达到平衡,在t1时改变了某种条件,改变的条件可能是________。
A.升温
B.增大CO2浓度
C.使用催化剂
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO,t4~t5时间段反应处于新平衡状态,请在图2中画出t3~t5的v逆变化曲线。
18.(16分)某实验小组同学做中和滴定和中和热的测定两个实验。
Ⅰ.下图是该小组同学用0.5000 mol/L的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和第1次滴定前、后盛放盐酸的滴定管中液面的位置。请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______________。
(2)第1次滴定消耗标准液_________mL 。
(3)已知每次滴定操作所取待测NaOH溶液的体积均为20.00 mL。第2、3、4次滴定数据如下表所示。通过计算得待测NaOH溶液的平均浓度是___________mol/L。(保留四位有效数字)
实验编号 待测NaOH溶液的体积(mL) 滴定前盐酸的体积读数(mL) 滴定后盐酸的体积读数(mL)
2 20.00 1.20 21.20
3 20.00 2.24 22.26
4 20.00 1.50 21.48
(4)滴定操作可分解为如下几步(所用的仪器刚用蒸馏水洗净):
A.向锥形瓶里注入20.00 mL待测NaOH溶液,并滴入2~3滴酚酞;
B.用标准溶液润洗仪器A 2~3次;
C.固定好装标准溶液的仪器A,调节仪器A尖嘴使之充满溶液,管内无气泡;
D.取盐酸标准溶液注入仪器A至刻度0以上2~3 cm;
E.调节液面至0或0以下某刻度,记下读数;
F.把锥形瓶放在仪器A下面,用盐酸标准溶液滴定至终点并记下仪器A的液面刻度。
合理的操作顺序是(用序号字母填写):______________________________。
(5)如何判断到达滴定终点?_________________________________________。
(6)如果上述B步骤省略,对测定结果的影响是_________;标准液读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,对测定结果的影响是____________________(填“无影响”“偏高”或“偏低”)。
Ⅱ.现用上述盐酸和已测出浓度的NaOH溶液,设计如下装置测定中和热。
将50 mL盐酸与50 mL NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(7)从图示看此装置存在错误,请指出:_________________。
(8)当室内温度低于10 ℃时,对实验数据影响很大,实验测得的中和热数值偏小。其原因是
_________________________________________________。
(9)如果实验测得起始温度为t1 ℃,反应后的最高温度为t2 ℃,近似认为所用盐酸与NaOH溶液的密度均为1 g/cm3,则中和热的表达式为ΔH =_____________。[中和后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)]
(10)本次实验室内温度正常,操作无误,但是数据偏低,其原因是_________________。
高二化学参考答案及解析
一、选择题
1.C【解析】CO2是非电解质,A正确;形成化学键时需释放能量,B正确;催化剂通过改变反应历程来改变反应的活化能,但不能改变反应的焓变,C错误;CO与O原子反应生成CO2,碳元素的化合价由+2价升高到+4价,所以CO与O形成化学键过程中有电子转移,D正确。
2.D【解析】将铁片变成铁粉,可以增大反应物的接触面积,反应速率加快,A不符合题意;将容器的容积缩小一半,H2O(g)和H2(g)的浓度增大,反应速率加快,B不符合题意;压强不变,充入N2使容器容积增大,H2O(g)和H2(g)的浓度减小,反应速率减慢,C不符合题意;保持容积不变,充入N2使容器压强增大,H2O(g)和H2(g)的浓度不变,反应速率几乎不变,D符合题意。
3.C【解析】H2和Cl2化合成HCl是放热反应,所以 H4<0,A错误;断裂化学键需要吸收能量,所以Cl2中的共价键断裂转化为氯原子的 H1>0,B错误;1 mol Cl2(g)和1 mol H2(g)反应生成2 mol HCl(g)的过程可以分解为三步:1 mol Cl2(g)转化为2mol Cl、1 mol H2(g)转化为2 mol H(g)、2 mol Cl(g)和2 mol H(g)生成2 mol HCl(g),所以 H1+ H2+ H3= H4,即 H1+ H2+ H3- H4=0,C正确;断裂化学键需要吸收能量,所以氯原子和氢原子直接结合成2 mol HCl(g)放出的热量高于氢气和氯气反应生成2 mol HCl(g)放出的热量,放热反应的 H为负值,所以 H3< H4,D错误。
4.C【解析】Na2S为强碱弱酸盐,硫离子水解溶液显碱性,加水稀释Na2S溶液过程中,水电离出的c(OH—)减小,水电离出的氢离子与氢氧根离子浓度相等,则水电离出的c(H+)·c(OH—)逐渐减小,A错误;25 ℃时,等体积等物质的量浓度的硝酸与氨水混合后,二者恰好反应生成硝酸铵,铵根离子部分水解,溶液呈酸性,反应后溶液的pH<7,B错误;由于硫化氢为弱电解质,只能部分电离,硫化钠为强电解质,在溶液中完全电离,则25 ℃时,0.1 mol L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱,C正确;HCO和AlO反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,该反应发生的原因是碳酸氢根离子的酸性大于氢氧化铝,而不是发生相互促进的水解反应,D错误。
5.A【解析】A 为固体,不能用浓度变化表示化学反应速率,A错误;
n(C):n(D)=3:1,为方程式化学计量系数之比,B正确;平衡时正反应速率等于逆反应速率,不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,故,C正确;当v(D)=4.5 mol/(L·min)时,用B的浓度变化表示的速率应为v(B)=(4.5×2)mol/(L ·min)=9 mol/(L ·min),D正确。
6.D【解析】根据图像可知,a过程中正反应的活化能为,A正确;b过程中第Ⅰ阶段反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,第Ⅱ阶段反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,B正确;根据图像可知,b过程使用催化剂后降低了反应的活化能,C正确;b过程中第二阶段活化能低,所以反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段,D错误。
7.B【解析】向水中加入稀氨水,由于一水合氨电离产生OH-,使溶液中c(OH-)增大,对水的电离平衡起抑制作用,使水的电离平衡逆向移动,A错误;向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,由于温度不变,所以Kw不变,B正确;向水中加入少量金属钠,由于反应消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终溶液中c(H+)降低,C错误;将水加热,水的电离平衡正向移动,c(H+)、c(OH-)增大,Kw增大,D错误。
8.A【解析】根据ΔG=ΔH-TΔS判断,对于ΔH<0、ΔS>0的反应,在任何温度下,ΔG<0,反应均能自发进行,A错误;反应MgCl2(l) Mg(l)+Cl2(g)为分解反应,故为吸热反应,则ΔH>0,反应物中无气体,生成物中有气体,则ΔS>0,B正确;反应NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s)的ΔS<0,在室温下可自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS<0,则该反应的ΔH<0,C正确;该反应的ΔH>0,由于反应物是固体,生成物是气体,ΔS>0,则该反应在一定条件下能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向,D正确。
9.C【解析】C2H6的燃烧热为1090 kJ molˉ1,表示1 mol C2H6完全燃烧产生CO2气体和液态水时放出的热量是1090 kJ,则表示其燃烧热的化学方程式可表示为:C2H6(g)+O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1090 kJ molˉ1,A错误;物质反应过程的能量变化不仅与反应的物质的多少有关,也与物质的存在状态有关,因此要注明物质的存在状态,稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合反应产生水的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l) ΔH=-57.3 kJ molˉ1,B错误;H2燃烧热为285.8 kJ molˉ1,表示1 mol H2完全燃烧产生1 mol液态H2O,放出285.8 kJ的热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)==2H2O(1) ΔH=-571.6 kJ molˉ1,C正确;合成氨为可逆反应,0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成氨气的物质的量小于1 mol,放热19.3 kJ,则热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,D错误。
10.B【解析】若X为压强,Y为温度,由图可知,相同温度下压强越大,SO2的转化率越小,而该反应为气体体积减小的反应,相同温度下压强越大,SO2的转化率越大,所以Y为压强,X为温度,且Y1>Y2;相同压强下温度越高,SO2的转化率越小,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,即ΔH<0,A正确;初始投料n(O2):n(SO2)=1:2,根据方程式可知反应过程中O2和SO2按照1:2反应,所以任意时刻二者的转化率之比均为1:1,B错误;N点和M点温度相同,则平衡常数相同,M点容器容积为5 L,SO2的转化率为50%,则M点容器中c(SO2)=c(SO3)=0.1 mol/L,c(O2)=0.05 mol/L,根据平衡常数的定义可知,,C正确;M点比N点压强大,加压平衡正向移动,气体总物质的量减小,气体总质量不变,平均摩尔质量增大,M(M)>M(N),D正确。
11.C【解析】根据电荷守恒可知,甲酸钠溶液中存在c(H+)+c(Na+)=c(OH—)+c(HCOO—),氯化铵溶液中存在c(H+)+c(NH4+)=c(OH—)+c(Cl—),由于常温下,氨水Kb小于甲酸的Ka,Kw不变,铵根离子的水解程度大于甲酸根离子的水解程度,氯化铵溶液中c(OH—)小于甲酸钠溶液中c(H+),Na+和Cl—都不水解,c(Cl—)=c(Na+),因此浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和是前者大于后者,A错误;由甲酸和乙酸的电离常数可知,甲酸的酸性较强,所以pH为3的两种溶液中,物质的量浓度较大的是乙酸,等体积的两溶液中,乙酸的物质的量较大,用同浓度的NaOH溶液中和这两种溶液,乙酸消耗的NaOH溶液较多,B错误;两溶液等体积混合后得到甲酸和甲酸钠溶液(浓度之比为1:1),由电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH—)+c(HCOO—)和物料守恒2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO—)可得c(HCOO-)+2c(OH-)=c(HCOOH)+2c(H+),C正确;反应方程式为CH3COONa+HCl==CH3COOH+NaCl,溶液pH=7,反应后的溶质为NaCl、CH3COOH、CH3COONa,根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH—)+c(CH3COO—)和物料守恒c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO—)可知c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-),D错误。
12.D【解析】比较表中容器Ⅰ和容器Ⅲ中数据可知,其他条件相同时,升高温度,SO2平衡时的物质的量增大,说明平衡逆向移动,故该反应正反应为放热反应,A错误;容器Ⅰ和容器Ⅱ的温度相同,平衡常数仅是温度的函数,故容器II达到平衡时KII=KI,B错误;由表中数据可知,容器Ⅲ的温度比容器Ⅰ低,温度越低反应速率越慢,且容器III中参与反应的反应物更多,故容器III达到平衡的时间比容器I长,C错误;240 ℃时,根据三段式可知:
故K=,若起始时向容器Ⅲ中充入0.02 mol H2、0.02 mol SO2、0.04 mol H2O(g)、0.04 mol H2S,Qc=<K,故反应将向正反应方向进行,D正确。
13.B【解析】a点为氢氧化钠与HA恰好反应的点,溶质为NaA,pH>7,说明A-水解,溶液中c(Na+)>
c(A-)>c(HA) >c(H+),A错误;b点溶质为等浓度的NaA、HA,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,所以溶液中c(A-)>c(HA),B正确;氢氧化钠与HA恰好反应时pH>7,pH=7时HA过量,所以c(Na+)<c(A-)+c(HA),C错误;恰好反应时溶液呈碱性,所以该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂,D错误。
14.D【解析】随着pH的增大,c(H2A)逐渐减小,c(HA-)先增大后减小,c(A2-)逐渐增大,由图可知,pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),由,同理pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),,溶液pH从1变到接近3的过程中,c(H2A)逐渐减小、c(HA-)增大,发生的反应主要是,A、B正确;由图可知,时,,C正确;由物料守恒可知,H2A一直存在于溶液中,只是当溶液时,c(H2A)很小,但不为0,D错误。
二、非选择题
15.(12分)
等于(2分)
(2)+131.85 kJ·mol-1(2分)
(3)-317.3 kJ·mol-1(2分)
(4)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ·mol-1(3分) 489.9 kJ(3分)
【解析】(1)根据盖斯定律,化学反应中的能量变化只与物质的始态与终态有关,则途径Ⅰ放出的热量理论上等于途径Ⅱ。
(2)根据盖斯定律,由①-(③+④)/2可得到C(s)+H2O(g)==CO(g) +H2(g),则ΔH2=[-393.15+(566+484)/2] kJ·mol-1=+131.85 kJ·mol-1。
(3)①NO(g)+O3(g)==NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9 kJ·mol-1,②NO(g)+O2(g)==NO2(g) ΔH2=-58.2 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①+2×②可得3NO(g)+O3(g)=3NO2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-1-58.2×
2 kJ·mol-1=-317.3 kJ·mol-1。
(4)甲烷的燃烧热为1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的热量,则其燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ·mol-1;H2O(l)==H2O(g) Δ H=+44 kJ·mol-1,则CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-801.6 kJ·mol-1,根据旧键的断裂吸热,新键的形成放热,则4×414+2×496-2×745-4×X=-801.6,解得X=489.9,则断裂1 mol H-O键需要吸收489.9 kJ的热量。
16.(14分)
(1)逆(1分) 增大(1分)
(2)①H2A==2H++A2- (2分)
② C(2分)
③ c()+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)(2分)
(3)①bc(2分)
②酸(2分) c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-)(2分)
【解析】(1)向CH3COOH中加入CH3COONa固体,CH3COONa电离导致溶液中c(CH3COO-)增大而抑制CH3COOH电离,则醋酸的电离平衡向逆反应方向移动,水的电离程度增大。
(2)①99 ℃时,Kw=1.0×10-12,纯水中mol·L-1,则纯水的pH为6,该温度下测得0.1 mol·L-1 Na2A溶液的pH=6,说明该溶液为中性,即无离子发生水解,说明H2A是强酸,完全电离,电离方程式为H2A==2H++A2-。
②H2A是强酸,体积相等、pH=1的盐酸与H2A溶液中n(H+)相同,故两种酸与足量的Zn反应,产生的氢气一样多,故答案为C。
③(NH4)2A在水中完全电离,根据电荷守恒可知,。
(3)①H2SO3的Ka2=1.02×10-7,H2CO3的Ka2=5.60×10-11,Ka越大,酸性越大,说明酸性比的强,故、不能大量共存,a错误;由电离常数可知,酸性H2CO3>>,则、可以大量共存,b正确;酸性比的强,与不反应,能共存,c正确;H2SO3的Ka1大于H2CO3的Ka1,则H2SO3酸性比H2CO3的强,H2SO3与HCO3-能反应,不能共存,d错误。
②Kh()=Kw/Ka1=<Ka2,说明电离程度大于水解程度,所以NaHSO3溶液显酸性,离子浓度从大到小的排列顺序:c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-)。
17.(16分)
(1) (2分) 吸热(2分) 升高温度、增大氢气的浓度(2分,任答一种即可)
(2)①2.0(2分) (或0.67)(2分)
②A(2分)
(3)①AC(2分) ② (2分)
【解析】(1)已知①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2,根据盖斯定律,①-②得反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),则平衡常数K=;由表可知,K1随温度的升高而增大,K2随温度升高而减小,则K随温度升高而增大,说明正反应吸热。反应③反应前后气体分子数不变,且正反应吸热,故既能加快反应速率又能提高二氧化碳平衡转化率的措施为升高温度、增大氢气浓度。
①据图分析可知,平衡时二氧化碳和CO的浓度分别为0.5 mol/L和1 mol/L,则平衡常数K===2.0;若CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,据方程式可知,反应的二氧化碳的浓度与生成CO浓度相等,设生成的CO为x mol/L,则平衡时二氧化碳浓度为(2.0-x) mol/L,K===2.0,
x=,平衡时二氧化碳浓度=2.0 mol/L-mol/L=mol/L≈0.67 mol/L。
②该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向进行,平衡常数增大,A正确;增大压强,平衡不移动,温度不变,平衡常数不变,B错误;充入一定量CO2,CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,但温度不变,平衡常数不变,C错误;再加入一定量铁粉,平衡不移动,温度不变,平衡常数不变,D错误。
(3)①升温,正、逆反应速率突然增大,随着反应的进行,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,最后不变,A符合; 增大CO2的浓度,正反应速率突然增大,逆反应速率瞬间不变,B不符合;使用催化剂,正、逆反应速率突然增大,随着反应的进行,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,最后不变,C符合。
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO,逆反应速率减小,正反应速率瞬间不变,平衡向正向移动,随着反应的进行,生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,最后不变(比t3时要小),变化如图所示:。
18.(16分)
Ⅰ.(1)酸式滴定管(1分)
(2)22.00(1分)
(3)0.5000(2分)
(4)BDCEAF(2分)
(5)滴入最后一滴标准液,锥形瓶内溶液由粉红色变为无色,且半分钟内不变色(2分)
(6)偏高(1分) 偏低(1分)
Ⅱ.(7)缺少环形玻璃搅拌棒(1分)
(8)温度过低热量损失多(1分)
(9)(2分)
(10)酸或碱必须有一个过量,否则无法保证完全中和(2分)
【解析】(1)该滴定管的下端是玻璃活塞,所以仪器A的名称为酸式滴定管。
(2)滴定前,滴定管中的液面读数为0.80 mL,滴定后,滴定管中的液面读数为22.80 mL,第1次滴定消耗标准液的体积为22.00 mL。
(3)由题中信息可知,四次滴定消耗盐酸的体积分别为22.00 mL、20.00 mL、20.02 mL、19.98 mL,第一次滴定数据误差较大,需舍去。另外三次消耗标准液的平均体积为V(HCl)=20.00 mL,
c(待测)==0.5000 mol L-1。
(4)中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、滴定等顺序操作,可知正确的操作顺序为BDCEAF。
(5)滴定时,当溶液颜色由粉红色变为无色,且半分钟内不变色,可说明达到滴定终点。
(6)如果B步骤省略,即未用标准溶液润洗酸式滴定管2~3次,相当于标准液被稀释,导致消耗的标准液体积偏大,根据c(待测)= 分析,c(待测)偏高;标准液读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,导致标准液的体积偏小,根据c(待测)= 分析,c(待测)偏低。
(7)从图示装置可知,图中缺少环形玻璃搅拌棒。
(8)当室内温度低于10 ℃时,实验散失的热量增多,实验测得的中和热数值偏小。
(9)起始平均温度为t1 ℃,混合反应后最高温度为t2 ℃,温度差为(t2-t1) ℃,0.5000 mol/L的盐酸和0.5000 mol/L的NaOH溶液各50 mL进行实验,生成水的物质的量为0.05 L×0.5000 mol/L=0.025mol,溶液的质量为:100mL×1g/cm3=100 g,则生成0.025 mol水放出的热量为Q=m c ΔT=100 g×4.18×10-3 kJ/(g ℃)×(t2-t1) ℃,所以实验测得的中和热ΔH=。
(10)本次实验室中盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,不满足酸或碱必须有一个过量,无法保证完全中和,使得数据偏低。