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(时间:90分钟 分值:100分)
一、选择题(本题包括18小题,每小题3分,共计54分)
1.下列说法正确的是( )
A.需要加热的化学反应都是吸热反应
B.中和反应都是放热反应
C.原电池是将电能转化为化学能的装置
D.水力发电是将化学能转化成电能的过程
【解析】 有些放热的反应也需要加热等条件,A错误;B正确;原电池是将化学能转化成电能的装置,C错误;水力发电是将机械能转化成电能的过程,D错误。
【答案】 B
2.我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为硬币制作时,钢芯应该做( )
A.正极 B.负极
C.阳极 D.阴极
【解析】 根据电镀的原理,镀件钢芯应该做阴极。
【答案】 D
3.下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是( )
A.熔化时不导电
B.不是离子化合物,而是极性共价化合物
C.水溶液的导电能力很差
D.溶液中已电离出的离子和未电离的分子共存
【解析】 强弱电解质的本质区别是在水溶液中是否完全电离,弱电解质不完全电离,既有分子也有离子,存在电离平衡。
【答案】 D
4.在2A+B===3C+4D的反应中,下列表示该反应的化学反应速度最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1
D.v(D)=1.0 mol·L-1·s-1
【解析】 将用各物质表示的速率折合成都用B表示的速率,即可据数值大小判断速率快慢。
【答案】 B
5.对水的电离平衡不产生影响的粒子是( )
A.HCl B.CH3COO-
C.Fe3+ D.
【解析】 A中盐酸抑制水的电离;B、C中的离子促进水的电离;D中的氯离子对水的电离平衡不产生影响。
【答案】 D
6.下列关于盐酸和醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A.相同浓度的两溶液中c(H+)相同
B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.pH=3的两溶液稀释100倍,pH都为5
D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小
【解析】 相同浓度的两溶液中c(H+)不同,A错误;B正确;pH=3的两溶液稀释100倍,盐酸的pH为5,醋酸的pH小于5,C错误;两溶液中分别加入少量对应的钠盐,醋酸稀溶液中c(H+)明显减小,而盐酸溶液中c(H+)无变化。
【答案】 B
7.下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(标准燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)
【解析】 本题考查热化学方程式的正误判断。选项A不是表示标准燃烧热的热化学方程式;选项B为放热反应,ΔH=-57.3 kJ·mol-1;选项D,未注明各物质的聚集状态;故选C。
【答案】 C
8.(双选)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。电池反应为:FePO4+Li??LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。下列关于LiFePO4电池的说法正确的是( )
A.可加入硫酸以提高电解质的导电性
B.放电时电池内部Li+向负极移动
C.充电过程中,电池正极材料质量减少
D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-===LiFePO4
【解析】 放电时,负极反应为:Li-e-===Li+,正极反应为:FePO4+Li++e-===LiFePO4;充电时,阳极反应为:LiFePO4-e-===FePO4+Li+,阴极反应为:Li++e-===Li,所以C、D正确。若加入硫酸,硫酸与Li单质(固体)发生反应,所以A错;放电时,Li+在电池内部向正极移动,故B错。
【答案】 CD
9.(2010·浙江高考)下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是( )
A.甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.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
C.氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.氧化铝溶于NaOH溶液:Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
【解析】 A项,标准燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧时放出的热量,生成物为气态CO2和液态水;B项,N2和H2的反应为可逆反应,提供的反应物没有完全反应,所以,但反应热表示反应已完成的量反应的ΔH的绝对值将大于38.6 kJ·mol-1;C项,氨水是弱碱,不能完全电离。
【答案】 D
10.可逆反应aA(g)+bB(g)??cC(g)+dD(g)符合图所示。则下列叙述正确的是( )
A.a+bB.a+b>c+d;正反应放热
C.a+bD.a+b>c+d;正反应吸热
【解析】 由左图知p2>p1,压强增大A的转化率降低,平衡左移,则a+bT1,温度升高A的百分含量降低,平衡右移,则正反应吸热。
【答案】 A
11.(2011·大纲全国卷)在容积可变的密闭容器中,2 mol N2 和8 mol H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A.5% B.10%
C.15% D.20%
【解析】 由题给数据知,参加反应的H2的物质的量为:8 mol×25%=2 mol。
N2 + 3H2??2NH3
始态: 2 mol 8 mol 0
变化量: mol 2 mol mol
平衡态: mol 6 mol mol
平衡时N2的体积分数为:×100%≈15%,故C正确。
【答案】 C
12.(2010·安徽高考)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) ΔH<0。在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是( )
A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大
B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时,反应达到平衡
D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
【解析】 A项,因该反应为放热反应,故升高温度,平衡常数减小,A错;B项,增大一种反应物浓度,其他反应物的转化率必增大,B错;使用催化剂,化学平衡不移动,转化率不变,D错。
【答案】 C
13.按甲图所示装置进行实验,若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量,下列叙述不正确的是( )
甲 乙
A.E表示生成铜的物质的量
B.E表示总反应中消耗水的物质的量
C.F表示反应生成氧气的物质的量
D.F表示生成硫酸的物质的量
【解析】 甲装置是电解CuSO4的实验装置,其电解方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,可得2CuSO4~2H2O~2Cu~O2~2H2SO4~4e-,结合图乙可知选项D错误。
【答案】 D
14.(2011·大纲全国卷)室温时,将浓度和体积分别为c1、V1的NaOH溶液和c2、V2的CH3COOH溶液相混合,下列关于该混合溶液的叙述错误的是( )
A.若pH>7,则一定是c1V1=c2V2
B.在任何情况下都是c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.当pH=7时,若V1=V2,则一定是c2>c1
D.若V1=V2,c1=c2,则c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
【解析】 A项,pH>7时,可以是c1V1=c2V2,也可以是c1V1>c2V2,错误;B项,符合电荷守恒,正确;C项,当pH=7时,醋酸一定过量,正确;D项,符合物料守恒,正确。
【答案】 A
15.(双选)(2010·江苏高考)下列说法不正确的是( )
A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
B.常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D.相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱
【解析】 A项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为Pb-2e-+SO===PbSO4,其质量在增加;B项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行;C项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D项,Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,可知Fe3+的氧化性大于Cu2+。综上分析可知,本题选AC项。
【答案】 AC
16.关于下列图示的说法中不正确的是( )
A.图①表示CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)是放热反应
B.图②为电解硫酸铜溶液的装置,电解一段时间后,加入一定量的Cu(OH)2一定不能使溶液恢复到电解前的浓度和体积
C.图③实验装置可一次而又科学准确地完成比较HCl、H2CO3、H2SiO3酸性强弱的实验
D.图④两个装置中通过导线的电子数相同时,正极生成气体的物质的量也相同
【解析】 由图①可知对于CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g),由于反应物的能量大于生成物的能量,所以反应是放热反应,A正确;图②电解硫酸铜溶液,硫酸铜电解完后就电解水,所以电解一段时间后,加入一定量的Cu(OH)2可能使溶液恢复到电解前的浓度和体积,B错误;图③实验装置中盐酸滴到碳酸盐上可得二氧化碳气体,二氧化碳气体通入可溶性的硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀,从而一次性的比较HCl、H2CO3、H2SiO3酸性强弱,C正确;图④两个装置中的正极都是H+得电子放氢气,通过导线的电子数相同时,正极生成气体的物质的量也相同,D正确。
【答案】 B
17.盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是( )
A.在NaHCO3溶液中加入等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO和OH-
B.NaHCO3溶液中:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)
C.将10 mL 0.10 mol·L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后,溶液中离子的浓度由大到小的顺序是:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH的物质的量相同
【解析】 A中,恰好生成Na2CO3溶液,CO会发生水解生成HCO,所以A错;B中,由电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),由物料守恒有:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),两式相减得:c(H+)+c(H2CO3)=c(CO)+c(OH-),所以B错;C中生成CH3COONa,CH3COO-水解呈碱性,故C正确;相同pH、相同体积的HCl溶液和CH3COOH溶液,因为CH3COOH为弱酸,所以CH3COOH溶液的物质的量浓度大,CH3COOH溶液所消耗的NaOH的物质的量多,D错。
【答案】 C
18.(2011·北京高考)已知反应:2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分别在0 ℃和20 ℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如下图所示。下列说法正确的是( )
A.b代表0 ℃下CH3COCH3的Y-t曲线
B.反应进行到20 min 末,CH3COCH3的>1
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的=1
【解析】 A项,反应速率越快,达到化学平衡所需的时间越短,所以b代表20 ℃下CH3COCH3的Y-t曲线;B项,由题图可知,20 min时a曲线对应点的斜率小于b曲线,所以CH3COCH3的<1;C项,由题图可知,20 ℃时CH3COCH3的平衡转化率一定小于0 ℃时的平衡转化率;D项,当Y=0.113时,a曲线与b曲线相交,故产物量相同。
【答案】 D
二、非选择题(共46分)
19.(7分)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。已知:
①C3H8(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)
ΔH1=+156.6 kJ·mol-1
②CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)
ΔH2=+32.4 kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)―→CH3CH===CH2(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为________________;放电时,CO移向电池的________(填“正”或“负”)极。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3??HCO+H+的平衡常数K1=________(已知:10-5.60=2.5×10-6)。
【解析】 (1)由盖斯定律:方程式①减去方程式②可得所求方程式的ΔH。
(3)K1===≈4.2×10-7 mol·L-1
【答案】 (1)124.2
(2)C3H8+5O2===3CO2+4H2O 负
(3)4.2×10-7 mol·L-1
20.(6分)某学生利用图所示实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。
按照实验步骤依次回答下列问题:
(1)导线中电子流向为____________(用a、b表示)。
(2)写出装置中锌电极上的电极反应式:____________________________;
(3)若装置中铜电极的质量增加0.64 g,则导线中转移的电子数目为________;(不许用“NA”表示)
(4)装置中盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向表述正确的是________。
A.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
B.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
C.盐桥中的K+、Cl-都向右侧烧杯移动
D.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2+,会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填序号)。
A.NaOH B.Zn
C.Fe D.H2SO4
【答案】 (1)由a到b(或a→b) (2)Zn-2e-===Zn2+
(3)1.204×1022 (4)B (5)B
21.(8分)现有浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠、④氯化铵、⑤醋酸铵、⑥硫酸氢铵、⑦氨水。
(1)①、②、③、④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是________(填序号);
(2)④、⑤、⑥、⑦五种溶液中NH浓度由大到小的顺序是________(填序号);
(3)将③和④按体积比1∶2混合后显碱性,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是________。
(4)已知t ℃,Kw=1×10-13,则t ℃________25 ℃(填“>”或“<”或“=”)。在t ℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a∶b=________________。
【解析】 (1)酸碱抑制水的电离,酸电离出的c(H+),或碱电离出的c(OH-)越大,水电离出的c(H+)越小,所以水电离出的c(H+)大小顺序为②>③>①,NH4Cl是能水解的盐,促进水的电离,所以④溶液中水电离的c(H+)最大。
(2)NH4HSO4===NH+H++SO,电离出的H+对NH的水解起到抑制作用,c(NH)最大,CH3COONH4===CH3COO-+NH。CH3COO-和NH水解相互促进,使c(NH)小于NH4Cl溶液中的c(NH)氨水中的NH3·H2O电离极其微弱,c(NH)最小。大小顺序为⑥④⑤⑦。
(3)③和④1∶2混合后发生反应NaOH+NH4Cl===NaCl+NH3·H2O,溶液中含有等浓度的NaCl、NH3·H2O、NH4Cl三种溶质,因为NH3·H2O的电离大于NH的水解,使c(NH)>CNa+溶液呈碱性,所以此溶液中离子大小顺序为c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)。
(4)因为Kw>1×10-14,所以t>25 ℃。
酸碱混合酸过量,
则有
=0.01 mol·L-1,解得 a∶b=9∶2。
【答案】 (1)④②③① (2)⑥④⑤⑦ (3)c(Cl-)> c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) (4)> 9∶2
22.(7分)(2011·上海高考)自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1 km,压强增大约25 000~30 000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g)??SiF4(g)+2H2O(g) ΔH=-148.9 kJ·mol-1
根据题意完成下列填空:
(1)在地壳深处容易有________气体逸出,在地壳浅处容易有________沉积。
(2)如果上述反应的平衡常数K值变大,该反应________(选填编号)。
a.一定向正反应方向移动
b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动
d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,________(选填编号)。
a.2v正(HF)=v逆(H2O)
b.v(H2O)=2v(SiF4)
c.SiO2的质量保持不变
d.反应物不再转化为生成物
(4)若反应的容器容积为2.0 L,反应时间8.0 min,容器内气体的密度增大了0.12 g·L-1,在这段时间内HF的平均反应速率为________。
【解析】 (1)压强越大,题干中的可逆反应向正反应方向移动,压强减小向逆反应方向移动,因此在地壳深处容易有SiF4和H2O逸出,在地壳浅处容易有SiO2沉积。
(2)平衡常数变大,平衡向右移动了。改变该可逆反应平衡常数的唯一途径是改变温度。对于此题是降低温度,反应速率减小,随着平衡向右移动。c(SiF4)和c(H2O)不断增大,逆反应速率又会逐渐增大,故ad正确。
(4)气体增大的质量为0.12 g·L-1×2.0 L=0.24 g
SiO2(s)+4HF(g)??SiF4(g)+2H2O(g) Δm(g)
4 mol 60 g
0.016 mol 0.24 g
v(HF)==0.001 0 mol·L-1·min-1
【答案】 (1)SiF4、H2O SiO2 (2)ad (3)bc (4)0.001 0 mol·L-1·min-1
23.(8分)常温下,将一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同浓度的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号
HA的物质的量浓度/mol·L-1
NaOH物质的量浓度/mol·L-1
混合后溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH=a
乙
0.12
0.1
pH=7
丙
0.2
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?_______________。
(2)乙组混合溶液中离子的浓度c(A-)和c(Na+)的大小关系是________。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度大小顺序为________。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):
c(Na+)-c(A-)=________mol·L-1。
【解析】 (3)中酸的浓度大于NaOH的,二者等体积混合,pH>7,说明酸是弱酸且酸稍有过量,溶液中离子浓度的大小顺序应为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);若大大过量pH应小于7。(4)根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10) mol·L-1。
【答案】 (1)a=7时,HA为强酸,a>7时,HA为弱酸
(2)C
(3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)10-4-10-10
24.(10分)(2011·大纲全国卷)反应aA(g)+bB(g)cC(g) (ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
回答问题:
(1)反应的化学方程式中a∶b∶c为________;
(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小的排列次序为________________________________________________________;
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是______________,其值是______________;
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是______________,采取的措施是____________;
(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低:T2________T3(填“>”、“<”或“=”),判断的理由是___________;
(6)达到第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,假定10 min 后达到新的平衡,请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。
【解析】 (1) Ⅰ 阶段,20 min 内,Δc(A)=2.0 mol·L-1-1.00 mol·L-1=1.00 mol·L-1,Δc(B)=6.0 mol·L-1-3.00 mol·L-1=3.00 mol·L-1,Δc(C)=2.00 mol·L-1,则a∶b∶c=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=1∶3∶2。
(2)vⅠ(A)=
=0.05 mol·L-1·min-1,
vⅡ(A)=
≈0.025 mol·L-1·min-1,
vⅢ(A)=
=0.012 mol·L-1·min-1。
则vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)。
(3)αⅠ(B)=×100%=50%,αⅡ(B)=×100%=38%,αⅢ(B)=×100%=19%。故αⅢ(B)最小。
(4)由图示可知,由第一次平衡到第二次平衡,A、B的浓度减小,说明平衡正向移动。由物质C的浓度变化可知,导致平衡正向移动的原因是从反应体系中移出了产物C。
(5)由图示可知,Ⅱ→Ⅲ,平衡正向移动,由于正反应是放热的,故Ⅱ→Ⅲ,是降温过程,即T2>T3。
(6)第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,则各物质的浓度减半,由于容器的体积扩大,压强减小,平衡会向逆反应方向(气体体积增大的方向)移动,故平衡后,0.25 mol·L-1<c(A)<0.50 mol·L-1,0.75 mol·L-1<c(B)<1.50 mol·L-1,0<c(C)<0.50 mol·L-1。注意各物质浓度的相对变化应符合化学计量数的比例。
【答案】 (1)1∶3∶2
(2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)
(3)αⅢ(B) 0.19 (19%)
(4)向正反应方向 从反应体系中移出产物C
(5)> 此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动
(6)