模块综合测评
(时间45分钟,满分100分)
一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分)
1.下列有关化学方程式书写正确的是
( )
【导学号:92410270】
A.NaHCO3的电离:NaHCO3?Na++H++CO
B.HS-的水解:HS-+H2O?H3O++S2-
C.氢氧燃料电池在碱性介质中的负极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-
D.用饱和Na2CO3溶液处理重晶石:BaSO4+CO?BaCO3+SO
【解析】 A项,NaHCO3是强电解质,应完全电离出Na+和HCO,而HCO为多元弱酸的酸式酸根,故不拆开,错误;B项,实为电离,错误;C项,负极应为H2失电子,错误;D项,属于沉淀转化,需多次处理,正确。
【答案】 D
2.对于Zn(S)+H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)+H2↑(g) ΔH<0,下列说法正确的是
( )
A.反应过程中能量关系如图所示
B.1
mol
Zn所含的能量高于1
mol
H2所含的能量
C.若将该反应设计为原电池,正极附近H+浓度肯定增大
D.若将其设计为原电池,当有65
g锌溶解时,负极放出气体体积在标准状况下为22.4
L
【解析】 ΔH<0说明反应物总能量高于生成物总能量,但是单独拿出反应物或生成物中的一种来比较时,能量相对大小是不确定的。正极附近H+得电子,浓度减小。放出气体的电极为正极。
【答案】 A
3.下列说法正确的是
( )
【导学号:92410271】
A.已知a
g乙烯气体充分燃烧时生成1
mol
CO2和液态水,放出b
kJ的热量,则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为2C2H4(g)+6O2(g)===4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-4b
kJ·mol-1
B.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-546.6
kJ·mol-1,则1
mol氢气与1
mol氟气反应生成2
mol液态氟化氢放出的热量小于546.6
kJ
C.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
D.已知:①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5
kJ·mol-1,②C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.0
kJ·mol-1,则C(s,金刚石)===C(s,石墨) ΔH=-1.5
kJ·mol-1
【解析】 表示乙烯燃烧热的热化学方程式中C2H4(g)的化学计量数应为1,A错;气体变为液体时要放出热量,所以1
mol氢气与1
mol氟气反应生成2
mol液态氟化氢放出的热量大于546.6
kJ,B错;此反应为可逆反应,投入0.5
mol氮气,最终参加反应的氮气一定小于0.5
mol,因此热化学方程式中ΔH应小于-38.6
kJ·mol-1,选项C不正确;D中由②-①可知,正确。
【答案】 D
4.下列有关说法正确的是( )
A.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0
B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈
C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大
D.水的离子积常数KW随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应
【解析】 该反应是气体体积增大的反应,即熵增大的反应,而反应不自发,说明反应为吸热反应,即ΔH>0,A项错;受损后铁铜构成原电池,铁作负极,加快了铁的腐蚀,B项正确;该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,H2的转化率减小,C项错;升高温度Kw增大,即c(H+)、c(OH-)均增大,促进了水的电离,说明水的电离为吸热过程,D项错。
【答案】 B
5.下列叙述正确的是
( )
【导学号:92410272】
A.酸碱中和滴定时,左手控制活塞,右手振荡锥形瓶,眼睛观察滴定管液面变化
B.检验碘盐中含有碘酸钾,可将食盐溶于水加食醋用淀粉KI试纸检验,试纸变蓝
C.用广范pH试纸测得橙汁的pH为3.50
D.检验溶液中是否有SO的方法是,加入BaCl2溶液,再加稀硝酸,观察沉淀是否消失
【解析】 A项,酸碱中和滴定实验中,眼睛观察锥形瓶中颜色的变化,错误;B项,为检验碘盐中碘元素的方法,正确;C项,用广范pH试纸测溶液的酸碱性,读数只能是整数,错误;D项,检验SO,应先加盐酸,后加氯化钡溶液,错误。
【答案】 B
6.下列图示中关于铜电极的连接错误的是
( )
【解析】 铜锌原电池中锌作负极,铜作正极,A正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,B正确;镀件上镀铜时,铜作阳极,镀件作阴极,C错误;电解氯化铜溶液时,石墨作阳极,铜作阴极,D正确。
【答案】 C
7.处于平衡状态的反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下合理的说法是( )
【导学号:92410273】
A.加入催化剂,反应路径将发生改变,ΔH也将随之改变
B.升高温度,正逆反应速率都增大,H2S分解率也增大
C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低
D.若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2浓度将减小
【解析】
催化剂能改变化学反应速率也能改变反应路径,但焓变与反应路径无关,A项错误;温度升高,正逆反应速率均增大,因ΔH>0,故平衡正向移动,H2S分解率增大,B项正确;该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆向反应是放热反应,会使体系温度升高,C项错误;体系中注入H2,平衡将向H2浓度降低的方向移动,但最终H2的浓度仍比原来的大,D项错误。
【答案】 B
8.一定条件下,在2CH4(g)+2NH3(g)+3O2(g)2HCN(g)+6H2O(g)反应中,已知v(HCN)=n
mol·L-1·min-1,且v(O2)=m
mol·L-1·min-1,则m与n的关系正确的是
( )
A.m=
n
B.m=n
C.m=n
D.m=2n
【解析】 化学反应速率之比等于物质的化学计量数之比,即v(O2)∶v(HCN)=3∶2,故m∶n=3∶2,故m=n。
【答案】 C
9.25
℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05
mol/L的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,
发生电离的水的物质的量之比是( )
【导学号:92410274】
A.1∶10∶1010∶109
B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C.1∶20∶1010∶109
D.1∶10∶104∶109
【解析】 令体积都是1
L,①c(H+)=1
mol·L-1,则水电离出的c(H+)=10-14
mol·L-1,发生电离的水的物质的量为10-14
mol;②c(OH-)=0.1
mol·L-1,则水电离出的c(H+)=10-13
mol·L-1,发生电离的水的物质的量为10-13
mol;③c(OH-)=10-4
mol·L-1,发生电离的水的物质的量为10-4
mol;④c(H+)=10-5
mol·L-1,发生电离的水的物质的量为10-5
mol。
【答案】 A
10.在指定溶液中下列各组离子一定能大量共存的是(均为常温下)
( )
A.由水电离出的c(H+)=1.0×10-13
mol·L-1的溶液:Na+、Ca2+、HCO、NO
B.滴加少量酚酞呈无色的溶液:Fe2+、ClO-、SO、Na+
C.=0.5
mol·L-1的溶液:Na+、K+、CO、SO
D.加入Al能放出H2的溶液中:K+、NH、NO、Cl-
【解析】 pH=13或pH=1,HCO均不能大量共存,A项错误;Fe2+与ClO-能发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;c(OH-)=0.5
mol·L-1溶液呈碱性,Na+、K+、CO、SO能共存,C项正确;溶液呈碱性时NH不能大量存在,呈酸性时有硝酸不能生成H2,D项错误。
【答案】 C
11.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数如下表:
【导学号:92410275】
t
℃
700
800
830
1
000
1
200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是
( )
A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
C.若在1
L的密闭容器中通入CO2和H2各1
mol,5
min
后温度升高到830
℃,此时测得CO2为0.4
mol,该反应达到平衡状态
D.若平衡浓度符合关系式=,则此时的温度为1
000
℃
【解析】 依平衡常数的表达式可知A正确;升高温度K减小,平衡左移,正反应为放热反应,B正确;5
min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6
mol·L-1、0.6
mol·L-1、0.4
mol·L-1、0.4
mol·L-1,=<1,平衡向右移动,C错误;=,D正确。
【答案】 C
12.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.图甲可以表示温度、压强对反应A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH<0,转化率的影响,且T2>T1
B.图乙表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,b的压强比a的压强大
C.据图丙,若除去CuSO4溶液中的Fe3+可向溶液中加入适量CuO至pH≈4
D.图丁表示25
℃时,用0.1
mol·L-1盐酸滴定20
mL
0.1
mol·L-1
NaOH溶液,溶液的pH随加入盐酸体积的变化而变化
【解析】 A项,该可逆反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,A的转化率降低,即:T2时A的转化率应小于T1时A的转化率,图象不正确;B项,增大压强平衡正向移动,反应物的百分含量降低、反应时间缩短,图象不正确;C项,加入适量CuO调节pH至pH≈4,不引入新的杂质且此时铁离子沉淀完全,不影响铜离子在溶液中大量存在;D项,盐酸滴定氢氧化钠,pH由大变小,图象不正确。
【答案】 C
二、非选择题(本题包括4个小题,共52分)
13.(12分)某化学实验小组从市场上买来一瓶某品牌食用白醋(主要是醋酸的水溶液),用实验室标准NaOH溶液对其进行滴定以测定它的准确浓度。下表是4种常见指示剂的变色范围:
【导学号:92410276】
指示剂
石蕊
甲基橙
甲基红
酚酞
变色范围(pH)
5.0~8.0
3.1~4.4
4.4~6.2
8.2~10.0
(1)该实验应选用________作指示剂。
(2)如图表示50.00
mL滴定管中液面的位置,若A与C刻度间相差1.00
mL,A处的刻度为25,滴定管中液面读数应为________mL;反应达滴定终点时的现象为_________________________________________________________________
_______________。
(3)为减小实验误差,该同学一共进行了三次实验,假设每次所取白醋体积均为V
mL,NaOH标准液浓度为c
mol/L,三次实验结果记录如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
消耗NaOH溶液体积/mL
26.02
25.35
25.30
从上表可以看出,第一次实验中记录消耗NaOH溶液的体积明显多于后两次,其原因可能是
________。
A.实验结束时,俯视刻度线读取滴定终点时NaOH溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束尖嘴部分充满溶液
C.盛装白醋溶液的滴定管用蒸馏水洗过,未用白醋溶液润洗
D.锥形瓶预先用食用白醋润洗过
E.滴加NaOH溶液时,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定
(4)根据所给数据,写出计算该白醋中醋酸的物质的量浓度的表达式(不用化简):c(酸)=________mol/L。
【解析】 (1)由于酸碱恰好完全中和时产生的盐是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,所以应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞作该反应的指示剂。(2)A为25.00
mL,A~C之间有10个格,相差1.00
mL。所以根据图示可知滴定管中液面读数应为25.40
mL。由于是用已知浓度的碱滴定未知浓度的酸,指示剂在酸溶液中,所以溶液开始为无色,当达到滴定终点时,溶液由无色变为浅红色,半分钟内不变色。(3)由实验数据可以看出第一组数据偏差较大,应该舍去。A.实验结束时,俯视刻度线读取滴定终点时NaOH溶液的体积,则体积偏小,错误;B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束尖嘴部分充满溶液,则由于开始时读数偏小,使得滴定消耗的碱标准溶液体积偏大,正确;C.盛装白醋溶液的滴定管用蒸馏水洗过,未用白醋溶液润洗,则锥形瓶中的待测溶液的物质的量偏少,滴定达到终点时消耗的标准溶液体积偏低,错误;D.锥形瓶预先用食用白醋润洗过,由于酸增大导致消耗的碱标准溶液体积偏大,正确;E.滴加NaOH溶液时,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定。可能局部中和而消耗的碱标准溶液体积偏小,错误;因此选项为B、D。(4)酸碱恰好完全中和时的物质的量相等。由于第一次数据偏差大,舍去,V(碱)=(25.35+25.30)/2
mL;由于c(碱)·V(碱)=c(酸)·V(酸),所以c(酸)=[c(碱)·V(碱)]÷V(酸)=[(25.35+25.30)/2
mL×c
mol/L]÷V
mL=[(25.35+25.30)/2]×c/V
mol/L。
【答案】 (1)酚酞(2分) (2)25.40(2分) 当滴入最后一滴溶液从无色突变为粉红色,且在半分钟内不褪色(4分)
(3)BD(2分) (4)[(25.35+25.30)/2]×c/V(2分)
14.(12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)>c(Na+)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分) (2)⑥④⑤⑦(2分) (3)c(Cl-)> c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)(4分)
(4)>(2分) 9∶2(2分)
15.(12分)在一体积为1
L的容器中,通入一定量的N2O4,在100
℃时发生如下反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,其中N2O4和NO2浓度变化如图所示。
【导学号:92410277】
(1)在0~60
s这段时间内,以N2O4表示的平均反应速率为________mol·(L·s)-1。
(2)上述反应的平衡常数表达式为________,升高温度K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)反应进行到100
s时,若有一项条件发生变化,变化的条件不可能是________(填选项序号)。
A.降低温度
B.通入氦气使其压强增大
C.又往容器中充入N2O4
D.使用催化剂
【解析】 (1)0~60
s内N2O4的浓度变化值为0.060
mol·L-1,其反应速率为0.001
mol·(L·s)-1。
(2)所给反应的平衡常数表达式为K=,该反应的正反应为吸热反应,升高温度平衡右移,所以K值增大。
(3)由图中曲线知,100
s时NO2的浓度降低,N2O4的浓度增大,说明平衡向左移动,降低温度可实现平衡左移;通入氦气使其压强增大,因容器容积一定,NO2和N2O4的浓度均不改变,B不可能;又往容器中充入N2O4,达到新的平衡时,N2O4和NO2的浓度都应比原来大,C不可能;使用催化剂不能使平衡移动,D不可能,故选B、C、D。
【答案】 (1)0.001 (2)K= 增大 (3)B、C、D(每空3分)
16.(16分)某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题:
(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为___________
__________________________________________________。
(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为____________
_____________________,总反应的离子方程式为________________
_____________________________________________。
有关上述实验,下列说法正确的是________(填序号)。
①溶液中Na+向A极移动 ②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝 ③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 ④若标准状况下B极产生2.24
L气体,则溶液中转移0.2
mol电子
(3)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为________________。此时通过阴离子交换膜的离子数________(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口________(填“A”“B”“C”或“D”)导出。
③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因。___________
_____________________________________________________________。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为______________________________________________________
__________________。
【解析】 (1)开关K与a相连,装置构成原电池,Fe失去电子,作原电池负极。
(2)开关K与b相连,装置构成电解NaCl溶液的电解池,B为电解池的阴极,溶液中的H+在B极放电生成H2。电解过程中Na+应该向阴极B移动;A极产生的气体为Cl2,Cl2能将I-氧化为I2,I2遇淀粉变蓝;根据电解反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,电解一段时间后若加入盐酸会增加H2O的质量,应通入HCl气体使其恢复到电解前电解质的浓度;若标准状况下B极产生2.24
L气体,即0.1
mol
H2,则有0.2
mol电子发生转移,但在溶液中转移的不是电子,而是离子。
(3)①溶液中的OH-在阳极失电子产生O2:4OH--4e-===2H2O+O2↑,所以在B口放出O2,从A口导出H2SO4。溶液中的H+在阴极得到电子产生H2:2H++2e-===H2↑,则从C口放出H2,从D口导出KOH溶液。因SO所带电荷数大于K+所带电荷数,SO通过阴离子交换膜,K+通过阳离子交换膜,所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时,O2在电池正极放电:O2+4e-+2H2O===4OH-。
【答案】 (1)Fe-2e-===Fe2+(2分) (2)2H++2e-===H2↑(2分) 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑(2分) ②(2分)
(3)①4OH--4e-===2H2O+O2↑(2分) 小于(1分) ②D(1分)
③H+在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(OH-)>c(H+)(2分)
④O2+2H2O+4e-===4OH-(2分)