专题综合测评(二) 化学反应速率与化学平衡
(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.下列对化学反应方向的叙述,正确的是
( )
【导学号:92410162】
A.室温下不能自发进行的反应,在高温下有可能自发进行
B.熵增加有利于反应的自发进行,熵减少的反应常温下都不会自发进行
C.非自发反应在任何情况下都不会发生
D.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
【解析】 碳酸钙的分解是在室温下不能自发进行的反应,但在高温下能自发进行,A项正确,C项错误;有些放热的熵减少反应能自发进行,B项错误;放热反应如NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在高温下不能自发进行,但有些吸热反应也能自发进行,如氯化铵与消石灰的反应,D项错误。
【答案】 A
2.增大压强,对已达平衡的反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(s)产生的影响是( )
A.正反应速率加大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率减小,逆反应速率加大,平衡向逆反应方向移动
C.正、逆反应速率都加大,平衡向正反应方向移动
D.正、逆反应速率都没有变化,平衡不发生移动
【解析】 增大压强,正、逆反应速率都加大,但正反应速率增大得更多,平衡朝正反应方向移动,即向气体体积减小的方向移动。
【答案】 C
3.一定温度下,对于反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施能加快反应速率的是
( )
【导学号:92410163】
A.增大体积使压强减小
B.恒容,充入N2
C.恒容,充入He气
D.恒压,充入He气
【解析】 增大体积使压强减小,各成分浓度都减小,则反应速率减小,A项错误;恒容充入N2,则反应物的浓度增大,反应速率增大,B项正确;恒容充入He气,容器内气体的压强增大,但是各反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,C项错误;恒压通入He气,则各物质的浓度减小,反应速率减小,D项错误。
【答案】 B
4.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8
kJ/mol,下列能说明反应达到平衡状态的是
( )
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每消耗1
mol
SO3的同时生成1
mol
NO2
【解析】 由于该反应为前后气体体积相等的反应,体系的压强始终保持不变,故不能以压强不变作为判断反应达到平衡的标志,A错误。SO3与NO的体积比始终保持1∶1,C错误;消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应,D错误。
【答案】 B
5.对于可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是( )
【导学号:92410164】
A.增大压强
B.升高温度
C.使用催化剂
D.多充入O2
【解析】 能影响化学平衡常数的只有温度,同时改变温度也可以改变反应物中的活化分子百分数和化学反应速率。
【答案】 B
6.在恒温、体积为2
L的密闭容器中进行反应:2A(g)3B(g)+C(g),若反应物A在前20
s由3
mol降为1.8
mol,则前20
s的平均反应速率为( )
A.v(B)=0.03
mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.045
mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.03
mol·L-1·s-1
D.v(C)=0.06
mol·L-1·s-1
【解析】 反应物A前20
s由3
mol降到1.8
mol,则v(A)==0.03
mol·L-1·s-1,根据用各物质表示的反应速率之比与化学计量数之比相等,知v(B)=0.045
mol·L-1·s-1,v(C)=0.015
mol·L-1·s-1。
【答案】 B
7.下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( )
【导学号:92410165】
A.混合物中各组分的浓度改变
B.正、逆反应速率改变
C.混合物中各组分的含量改变
D.混合体系的压强发生改变
【解析】 如果混合物中各组分的浓度变化保持各组分的含量不变时,平衡也不移动:使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动;如果反应前后气体总物质的量不变,则压强对平衡无影响。
【答案】 C
8.X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则Y的转化率最接近于( )
A.33%
B.40%
C.50%
D.65%
【解析】 设X、Y的初始物质的量均为1
mol,转化的物质的量分别为a
mol、2a
mol、2a
mol,由方程式
X + 2Y 2Z
开始(mol)
1
1
0
转化(mol)
a
2a
2a
平衡(mol)
1-a
1-2a
2a
由题意得=
求得:a=
mol,因此Y的转化率为×100%,最接近65%。
【答案】 D
9.在一定温度、不同压强(p1
【导学号:92410166】
【解析】 由于p1【答案】 D
10.符合图1、图2的反应是( )
图1 图2
A.X+3Y2Z
ΔH>0
B.X+3Y2Z
ΔH<0
C.X+2Y3Z
ΔH<0
D.5X+3Y4Z
ΔH<0
【解析】 由图1中X、Y、Z浓度的改变量可得反应的化学方程式:X+3Y??2Z;由图2知T2>T1(T2先到达平衡),平衡时Z%随着温度升高而降低,所以正反应为放热反应,ΔH<0,故B选项正确。
【答案】 B
11.(2015·天津高考)某温度下,在2
L的密闭容器中,加入1
mol
X(g)和2
mol
Y(g)发生反应:
【导学号:92410167】
X(g)+mY(g)3Z(g)
平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1
mol
Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4
mol·L-1
【解析】 A.根据再次加入1
mol
Z(g),平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应,因此m=2。B.由于温度没有变化,故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物,因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变,因此反应后气体的物质的量与反应前一样,都为4
mol,而平衡后Z的体积分数为10%,平衡时Z的物质的量为4
mol×10%=0.4
mol,容器体积为2
L,Z的浓度为0.2
mol·L-1。
【答案】 D
12.某温度时,N2+3H22NH3的平衡常数K=a,则此温度下,NH33/2H2+1/2N2的平衡常数为( )
A.a-1/2
B.a1/2
C.a
D.a-2
【解析】 K==a,而NH3H2+N2的平衡常数K′==a-。
【答案】 A
二、非选择题(本题包括4个小题,共52分)
13.(14分)在密闭容器中,使2
mol
N2和6
mol
H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
【导学号:92410168】
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是________;N2和H2的转化率比是________。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量________,密度________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
【解析】 (1)对N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,在密闭容器中,开始时n(N2)∶n(H2)=2∶6=1∶3,反应时消耗n(N2)∶n(H2)=1∶3,故平衡时n(N2)∶n(H2)=1∶3,所以c(N2)∶c(H2)=1∶3,转化率之比为1∶1。
(2)升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大,总质量不变,故平均相对分子质量变小,由ρ=知密度不变。
(3)达平衡后,保持压强不变,充入氩气,使体系体积增大,浓度减小,相当于减小压强,使平衡逆向移动。
(4)恒容时升高温度至原来的2倍,根据勒夏特列原理,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动,达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,小于原来温度的2倍。
【答案】 (1)1∶3 1∶1 (2)变小 不变 (3)逆向 (4)向左移动 小于
14.(10分)一定条件下,在体积为3
L的密闭容器中化学反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态。
(1)该反应的平衡常数表达式K=________;根据下图,升高温度,K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500
℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是________(用nB,tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是________(填字母,下同)。
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300
℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是_________________________________________。
a.c(H2)减小
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加
d.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
【解析】 (1)根据所给图象判断,500
℃时CH3OH的量比300
℃时CH3OH的量少,说明升高温度平衡逆向移动,K值减小。
(2)由于v(CH3OH)∶v(H2)=1∶2,因此可先求出v(CH3OH),再推算出v(H2)。
(3)a项中均为同一方向的反应速率,故不可判断;b项中由于气体的总质量为定值,且容器的体积保持不变,故密度一直不变,不可判断。
(4)体积压缩后,v正、v逆均增大,但v正增加的比v逆多,平衡右移,CH3OH的物质的量增加;由于V减小,各物质的物质的量浓度均增加,但c(CH3OH)比c(H2)增大的多,所以c(H2)/c(CH3OH)减小。
【答案】 减小
(2)
mol·L-1·min-1
(3)cd (4)cd
15.(14分)一定温度下,在容积固定的V
L密闭容器中加入n
mol
A、2n
mol
B,发生反应:
【导学号:92410169】
A(g)+2B(g)2C(g)
ΔH<0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。
A.物质A、B的转化率之比为1∶2
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n-nx)
C.当2v正(A)=v逆(B)时,反应一定达到平衡状态
D.充入惰性气体(如Ar),平衡向正反应方向移动
(2)K和x的关系满足K=____________。在保证A浓度不变的情况下,扩大容器的体积,平衡________(填字母)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。
①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的条件:
t2时____________________________________________________________;
t8时_________________________________________________________。
②t2时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出,t4~t6时逆反应速率与时间的关系图线。
【解析】 (1)转化率=变化量/起始量,故A、B的转化率相等,A项错误;
A(g)+2B(g)2C(g)
n(始)(mol)
n
2n
0
n(转)(mol)
nx
2nx
2nx
n(平)(mol)
n-nx
2n-2nx
2nx
p1∶p2=(n+2n)∶[(n-nx)+(2n-2nx)+2nx]=3n∶(3n-nx),B项正确;C项说明正、逆反应速率相等,可判断反应达到平衡;D项充入Ar,反应物浓度并没改变,所以平衡不移动。(2)该反应达到平衡时,平衡常数K=c2(C)/[c(A)·c2(B)]。扩大容器体积时,c(B)和c(C)等比例减小,由于A的浓度不变,此时c2(C)/[c(A)·c2(B)]的值仍然等于K,所以平衡不移动。
(3)由于纵坐标只表示v逆,为了便于求解,在解题时可把v正补上,t2时平衡逆向移动,改变的条件可以是升温或增大C的浓度;t8时平衡不移动,改变的条件是使用了催化剂。
【答案】 (1)BC (2) C (3)①升温或增大C的浓度 使用催化剂 ②逆反应
③
16.(14分)在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2
L的密闭容器中发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,反应过程中各物质的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化曲线如图所示。
(1)该温度下,该反应的平衡常数为________________,若温度升高,K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的是________点。从起点开始首次达到平衡时,以NO2表示的反应速率为________。
(3)25
min时,加入了________(填加入物质的化学式及加入的物质的量),使平衡发生了移动。
(4)d点对应NO2的物质的量浓度________(填“大于”、“小于”或“等于”)0.8
mol·L-1,理由是__________________________________________。
【解析】 (1)由题图可知,平衡时c(NO2)=0.6
mol·L-1,c(N2O4)=0.4
mol·L-1,故该温度下该反应的平衡常数K=0.62/0.4=0.9;升温,反应正向进行(正反应为吸热反应),平衡常数增大。
(2)由题图知,a、b、c、d四点中只有b、d点处于平衡状态;
v(NO2)=(0.6
mol·L-1-0.2
mol·L-1)/10
min=0.04
mol·L-1·min-1。
(3)利用25
min后的物质的浓度变化可知在25
min时加入了NO2,其加入的物质的量=(1.0
mol·L-1-0.6
mol·L-1)×2
L=0.8
mol。
(4)假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8
mol·L-1,则此时Q=1.28>K=0.9,平衡要逆向移动,使二氧化氮的浓度降低,所以平衡时二氧化氮的浓度小于0.8
mol·L-1。
【答案】 (1)0.9 增大 (2)bd 0.04
mol·L-1·min-1 (3)0.8
mol
NO2
(4)小于 假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8
mol·L-1,则此时Q=1.28>K=0.9,平衡要逆向移动,使二氧化氮的浓度降低,所以平衡时二氧化氮的浓度小于0.8
mol·L-1专题综合测评(一) 化学反应与能量变化
(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.下列说法中正确的是
( )
【导学号:92410075】
A.核能是一种清洁、环保、安全的新能源
B.核变化属于化学变化
C.氢气的燃烧热很高,且来源丰富、无污染,是一级能源
D.将煤制成气体燃料或液体燃料,可以提高其燃烧效率
【解析】 一旦发生核泄漏,会对环境造成污染,A项错;核变化不属于化学变化,B项错;H2是二级能源,C项错;将煤制成气体燃料或液体燃料,既能减少污染,又能提高燃烧效率,D项正确。
【答案】 D
2.下列说法或表示方法不正确的是
( )
A.盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ/mol,若将含0.5
mol
H2SO4的浓硫酸与含1
mol
NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3
kJ
C.由一定条件下石墨合成金刚石吸热可知,石墨比金刚石稳定
D.在101
kPa时,2
g
H2完全燃烧生成液态水,放出285.8
kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8
kJ/mol
【解析】 盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现;浓硫酸稀释过程中也放出热量,所以放出的热量大于57.3
kJ;能量越低的物质越稳定;选项D中ΔH应等于-571.6
kJ/mol。
【答案】 D
3.根据如图所示的各物质能量变化关系判断下列热化学方程式正确的是
( )
【导学号:92410076】
A.C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=a
kJ·mol-1(a<0)
B.C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH2=b
kJ·mol-1(b>0)
C.C+O2===CO2
ΔH3=c
kJ·mol-1(c>0)
D.C(金刚石,s)===C(石墨,s)
ΔH4=d
kJ·mol-1(d>0)
【解析】 C(石墨,s)燃烧生成CO2(g)属于放热反应,ΔH<0,B错;由题图知C(金刚石,s)的能量高于C(石墨,s),则C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH<0(放热反应),D错;热化学方程式要标出物质聚集状态,C错。
【答案】 A
4.如图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( )
干电池示意图 铅蓄电池示意图
氢氧燃料电池示意图
A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏
C.铅蓄电池工作过程中,每通过2
mol电子,负极质量减轻207
g
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【解析】 在干电池中,Zn作负极,被氧化,B项正确;氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内,且得到的最终产物是水,故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,D项正确;C项忽略了硫酸铅在负极上析出,负极质量应该增加而非减少,C项错误。
【答案】 C
5.如图是Zn和Cu组成的原电池示意图,某小组做完该实验后,在读书卡片上记录如下,卡片上描述合理的是
( )
【导学号:92410077】
稀硫酸
卡片No.10 Date:2014-10-11
实验记录:①导线中电流方向:锌→铜 ②铜极上有气泡产生 ③锌片变薄
实验结论:④Zn为正极,Cu为负极 ⑤铜比锌活泼 ⑥H+向铜片移动
A.①②③
B.④⑤⑥
C.③④⑤
D.②③⑥
【解析】 由图可知,该电池反应为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,活泼金属Zn作负极,Cu作正极;外电路电流的方向为正极流向负极,①、④、⑤错误;Zn失去电子被氧化,溶解成Zn2+,失去的电子经外电路流向正极,溶液中的H+在正极板上得到电子,析出H2,②、③、⑥正确。
【答案】 D
6.用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是
( )
A.H2和Cl2
B.Cu和Cl2
C.H2和O2
D.Cu和O2
【解析】 由题意知,溶液中存在H+、Cu2+、Na+、SO、NO、Cl-、OH-,根据离子的放电顺序:阳离子:Cu2+>H+>Na+,阴离子:Cl->OH->SO、NO,则阴极:Cu2++2e-===Cu,阳极:2Cl--2e-===Cl2↑。
【答案】 B
7.根据如图所示的反应判断,下列说法中错误的是( )
【导学号:92410078】
碳酸钙的热分解示意图
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应
【解析】 碳酸钙受热分解的反应是吸热反应,焓变大于零,故CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,A、B项说法正确;在CaCO3中,Ca2+和CO之间存在离子键,CO中C与O之间存在共价键,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,旧化学键断裂需要吸收能量,新化学键形成放出能量,C项说法正确;需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧需要加热,但该反应是放热反应,D项说法错误。
【答案】 D
8.(2016·四川成都阶段测试)下列说法中正确的是( )
A.煤燃烧是化学能转化为光能的过程
B.1
mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3
kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)
kJ·mol-1
D.反应H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270
kJ·mol-1说明在相同条件下,1
mol氢气与1
mol氟气的能量总和大于2
mol氟化氢气体的能量
【解析】 煤燃烧主要是化学能转化为热能的过程,A错误;l
mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,B错误;中和热指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1
mol水时的反应热,C错误;若反应物的总能量大于生成物的总能量,则是放热反应,D正确。
【答案】 D
9.下列叙述正确的是( )
【导学号:92410079】
A.同温同压下,4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)在常温和点燃条件下的ΔH不同
B.在某反应中,当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时,该反应放热,ΔH>0
C.已知C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-196.8
kJ·mol-1,则碳的标准燃烧热是ΔH=-196.8
kJ·mol-1
D.已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4
kJ·mol-1,则含20.0
g
NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7
kJ的热量
【解析】 A项,反应热与反应条件无关;B项,反应放热时ΔH<0;C项,标准燃烧热所对应的可燃物的物质的量应为1
mol;D项,20.0
g
NaOH的物质的量为0.5
mol,发生中和反应放出的热量为0.5
mol×57.4
kJ·mol-1=28.7
kJ。
【答案】 D
10.肼(N2H4)是一种可用于火箭或原电池的燃料。已知:
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7
kJ/mol ①
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534
kJ/mol ②
下列说法正确的是( )
A.反应①中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量
B.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1
000.3
kJ/mol
C.铂作电极,KOH溶液作电解质溶液,由反应②设计的燃料电池,其负极反应式为N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O
D.铂作电极,KOH溶液作电解质溶液,由反应②设计的燃料电池,工作一段时间后,KOH溶液的pH将增大
【解析】 反应①为吸热反应,反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,故A错误;2×②-①即得到2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g),ΔH=2×②-①=2×(-534
kJ/mol)-(+67.7
kJ/mol)=-1
135.7
kJ/mol,故B错误;负极是N2H4失电子生成N2和H2O,则其电极反应式为N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O,故C正确;反应生成水,溶液的体积增大,所以氢氧化钾的浓度减小,即溶液的pH减小,故D错误。
【答案】 C
11.关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
【导学号:92410080】
A.用图①装置精炼铜,a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.图②装置的盐桥中KCl溶液中的Cl-移向乙烧杯
C.图③装置中钢闸门可与外接电源的负极相连受到保护
D.图④两个装置中通过导线的电子数相同时,消耗负极材料的物质的量不同
【解析】 A项正确,由电流方向判断a极为阳极,可使粗铜溶解;B项错误,图②装置中的甲烧杯中锌作负极,溶液中不断增加Zn2+,盐桥中KCl溶液中的Cl-移向甲烧杯;C项正确,因为钢闸门与外接电源的负极相连作阴极受到了保护;图④中左、右装置均为原电池,左装置中的铝作负极被氧化,右装置中的锌作负极被氧化,但两种金属的氧化产物的化合价不同,
当通过导线的电子数相同时,消耗负极材料的物质的量不同。
【答案】 B
12.下图为两个原电池装置图,由此判断下列说法错误的是( )
【导学号:92410081】
A.当两原电池中转移相同数目的电子时,生成和消耗Ni的物质的量相同
B.两装置工作时,盐桥中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动
C.由此可判断能够发生2Cr3++3Ni===3Ni2++2Cr和Ni2++Sn===Sn2++Ni的反应
D.由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为:Cr>Ni>Sn
【解析】 第一个原电池中Ni2+得电子生成Ni,第二个原电池中Ni失电子生成Ni2+,当两原电池中转移相同数目的电子时,生成和消耗Ni的物质的量相同。两装置工作时,负极生成阳离子,所以盐桥中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。左池中发生的反应为3Ni2++2Cr===2Cr3++3Ni,右池中发生的反应为Ni+Sn2+===Ni2++Sn,C项错。由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为:Cr>Ni>Sn。
【答案】 C
二、非选择题(本题包括4个小题,共52分)
13.(14分)如图所示,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天后观察:
(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。(填“化学”或“电化学”)
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈________性,发生________腐蚀,电极反应式:负极:______________________,正极:____________________________。
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈________性,发生________腐蚀,电极反应为:负极:____________________________;正极:______________。
【解析】 (1)由于铁钉不纯含有碳,则铁为负极,碳为正极,又存在电解质溶液,所以可形成原电池,因此铁钉的腐蚀为电化学腐蚀。(2)试管内液面上升,说明此时试管内的压强减小,应为试管内的气体被消耗所致,结合电化学腐蚀的原理,铁钉发生了吸氧腐蚀。(3)试管内液面下降,说明此时试管内的压强增大,试管内应该有气体产生,结合电化学腐蚀的原理,铁钉发生了析氢腐蚀。
【答案】 (1)电化学 (2)弱酸性、中性或碱 吸氧 Fe-2e-===Fe2+ O2+4e-+2H2O===4OH-
(3)较强酸 析氢 Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑
14.(14分)如图为相互串联的甲、乙两个电解池,试回答:
甲 乙
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,A极是________,材料是________,电极反应为_____________________________________________________,
B极是________,材料是________,电极反应式为_____________________
____________________,电解质溶液为_________________________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液,开始一段时间后,Fe极附近呈________色。
(3)若甲槽阴极增重12.8
g,则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为________。
(4)若乙槽剩余液体为400
mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为________。
【解析】 (1)考查粗铜精炼和电解饱和食盐水,依据电源,知A为阴极,B为阳极,Fe为阴极,C为阳极。(3)若A增重12.8
g,即Cu2++2e-===Cu,n(e-)=×2=0.4
mol,则据电子守恒,乙池中阳极2Cl--2e-===Cl2↑,V(Cl2)=0.2
mol×22.4
L·mol-1=4.48
L。(4)乙池总反应式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故n(NaOH)=2n(Cl2)=0.4
mol,则c(NaOH)==1
mol·L-1。
【答案】 (1)阴极 纯铜 Cu2++2e-===Cu 阳极 粗铜 Cu-2e-===Cu2+(主要)
CuSO4溶液[或Cu(NO3)2溶液等]
(2)红 (3)4.48
L (4)1
mol·L-1
15.(12分)研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。【导学号:92410083】
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:
①CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283.0
kJ·mol-1;
②S(s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH=-296.0
kJ·mol-1。
此反应的热化学方程式是__________________________________________。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知:
①CO(g)+NO2(g)===NO(g)+CO2(g)
ΔH=-a
kJ·mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO(g)===N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-b
kJ·mol-1(b>0)
若用标准状况下3.36
L
CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的数目为________,放出的热量为________kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。
例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574
kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?
若1
mol
CH4还原NO2至N2整个过程中放出的热量为867
kJ,则ΔH2=________。
【解析】 (1)由题意可知:CO、SO2反应生成CO2和单质S,根据盖斯定律,①×2-②得:
2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g)
ΔH=-270
kJ·mol-1。
(2)由①②两方程式可知:CO的氧化产物均为CO2,碳元素的化合价从+2价升至+4价,3.36
L
CO即0.15
mol,根据电子得失守恒:电子转移的物质的量为0.3
mol,则其数目为0.3NA。
据盖斯定律:①×2+②得:4CO(g)+2NO2(g)===N2(g)+4CO2(g) ΔH=-(2a+b)
kJ·mol-1
则放出的热量为0.15(2a+b)/4
kJ=3(2a+b)/80
kJ
(3)根据盖斯定律①+②可得:2CH4(g)+4NO2(g)===2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=(ΔH1+ΔH2),则(ΔH1+ΔH2)/2=-867
kJ·mol-1,解之得ΔH2=-1
160
kJ·mol-1。
【答案】 (1)2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=-270
kJ·mol-1
(2)0.3NA 3(2a+b)/80
(3)-1
160
kJ·mol-1
16.(12分)(1)常温下,0.5
mol甲醇在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热量363.3
kJ。写出该反应的热化学方程式:
____________________
____________________________________________________。
(2)请设计一个燃料电池:电解质溶液为强碱溶液,Pt作电极,在电极上分别通入甲醇和氧气。通入甲醇的电极应为________极(填“正”或“负”),该电极上发生的电极反应式为________________。
(3)用Pt作电极电解的硝酸银溶液,如图甲所示,则右边电极上发生的电极反应式为_______________________________________________________。
图甲 图乙
(4)某化学学习兴趣小组为了研究金属的腐蚀现象,将一枚铁钉放在“84”消毒液(NaClO)中,某同学设计了如图乙所示实验装置,写出石墨电极上发生的电极反应式:_______________________________________________________。
【解析】 (2)燃料气体通入的极为负极,在强碱性溶液中甲醇的氧化产物应为碳酸盐;(3)用惰性电极电解硝酸银溶液时,阳极是水失去电子产生氧气,留下H+;(4)“84”消毒液中ClO-在正极上得电子生成Cl-。
【答案】 (1)CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.6
kJ·mol-1
(2)负 CH3OH+8OH--6e-===CO+6H2O
(3)2H2O-4e-===O2↑+4H+
(4)ClO-+H2O+2e-===Cl-+2OH-专题综合测评(三) 溶液中的离子反应
(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.关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是( )
【导学号:92410262】
A
B
C
D
强电解质
NaCl
H2SO4
NaOH
HNO3
弱电解质
HF
BaSO4
CaCO3
CH3COOH
非电解质
Cl2
CO2
C2H5OH
SO2
【解析】 在A组中Cl2是单质,不在电解质与非电解质等化合物之列;B组中BaSO4与C组中的CaCO3虽难溶,但溶解的部分完全电离,是强电解质;NaOH、HNO3都是强电解质,HF、CH3COOH都是弱电解质,CO2、C2H5OH、SO2都是非电解质。
【答案】 D
2.从植物花汁中提取的一种有机物HIn,可做酸碱指示剂,在水溶液中存在电离平衡:HIn(红色)H++In-(黄色),对上述平衡解释不正确的是
( )
A.升高温度平衡向正方向移动
B.加入盐酸后平衡向逆方向移动,溶液显红色
C.加入NaOH溶液后平衡向正方向移动,溶液显黄色
D.加入NaHSO4溶液后平衡向正方向移动,溶液显黄色
【解析】
电离吸热,升温,电离平衡正向移动,A正确;加入盐酸,则平衡逆向移动,溶液显红色,B正确;加入NaOH,与H+反应,电离平衡正向移动,溶液显黄色,C正确;加入NaHSO4溶液,NaHSO4===Na++H++SO,电离平衡逆向移动,D错误。
【答案】 D
3.下列溶液中,各组离子可能大量共存的是
( )
【导学号:92410263】
A.pH=7的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、NO
B.强酸性溶液中:Cu2+、ClO-、Cl-、Ba2+
C.0.1
mol·L-1的NaHCO3溶液中:K+、Al3+、Fe3+、NO
D.由水电离出的c(H+)=10-13
mol·L-1的溶液中:Al3+、K+、NO、SO
【解析】 选项A中Fe3+沉淀完全时的pH<7,Fe3+在pH=7的溶液中会生成Fe(OH)3沉淀,不能大量存在;B项ClO-在强酸性溶液中不可能大量存在;C项Al3+、Fe3+与HCO不能大量共存;D项溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,在酸性条件下能大量共存。
【答案】 D
4.某pH=1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质,通过水解除去杂质,需将溶液调至pH=4,在调节溶液pH时,应选用的试剂是( )
A.NaOH
B.ZnO
C.Na2CO3
D.Fe2O3
【解析】 本题根据不引入新的杂质即可选出答案B,其原理为:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入ZnO,消耗H+,从而促进Fe3+完全水解而以Fe(OH)3形式沉淀出来。
【答案】 B
5.下列叙述正确的是( )
【导学号:92410264】
A.95
℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4
C.0.2
mol·L-1的盐酸与等体积水混合后pH=1
D.pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7
【解析】 95
℃的水尽管pH<7,但因其电离出的c(H+)=c
(OH-),故呈中性,A错;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸稀释10倍时,促进其电离,故3【答案】 C
6.关于浓度均为0.1
mol·L-1的三种溶液:①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液,下列说法不正确的是( )
A.c(NH):③>①
B.水电离出的c(H+):②>①
C.①和②等体积混合后的溶液:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D.①和③等体积混合后的溶液:c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】 A项,氨水是弱电解质,部分电离,NH4Cl是强电解质,完全电离,故NH4Cl溶液中c(NH)较大;B项,同浓度的盐酸电离得到的c(H+)要大于氨水电离得到的c(OH-),对水电离的抑制作用盐酸大于氨水,B项错;C项,①和②等体积混合后得到的是NH4Cl溶液,在该溶液中存在下列关系,电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH),物料守恒:c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O),将二式合并得c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O);D项,①与③等体积混合所得溶液呈碱性,故c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
【答案】 B
7.室温下,对于0.10
mol·L-1的氨水,下列判断正确的是
( )
【导学号:92410265】
A.与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3++3OH-===Al(OH)3↓
B.加水稀释后,溶液中c(NH)·c(OH-)变大
C.用HNO3溶液完全中和后,溶液不显中性
D.其溶液的pH=13
【解析】 氨水是弱碱,书写离子方程式时不能拆写,应为:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH,A项错误;加水稀释虽然能促进氨水的电离,但c(NH)和c(OH)-都减小,即c(NH)·c(OH-)减小,B项错误;用硝酸完全中和后,生成硝酸铵,硝酸铵为强酸弱碱盐,其水解显酸性,C项正确;因为氨水为弱碱,部分电离,所以0.1
mol·L-1的溶液中c(OH-)远远小于0.1
mol·L-1,D项错误。
【答案】 C
8.50
℃时,下列各溶液中,离子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.pH=4的醋酸中:c(H+)=4.0
mol·L-1
B.饱和小苏打溶液中:c(Na+)=c(HCO)
C.饱和食盐水中:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.pH=12的纯碱溶液中:c(OH-)=1.0×10-2
mol·L-1
【解析】 pH=4的醋酸中,c(H+)=1.0×10-4
mol·L-1,A项错误;在溶液中,HCO会发生水解,故c(Na+)>c(HCO),B项错误;C项是电荷守恒式,正确;D项在常温下正确,而本题题设中指明在“50
℃时”,D项错误。
【答案】 C
9.将足量BaCO3粉末分别加入下列溶液中,充分溶解至溶液饱和。各溶液中Ba2+的浓度最小的为
( )
【导学号:92410266】
A.40
mL水
B.10
mL
0.2
mol·L-1
Na2CO3溶液
C.50
mL
0.01
mol·L-1氯化钡溶液
D.100
mL
0.01
mol·L-1盐酸
【解析】 BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO(aq)。A项,加H2O,BaCO3少量溶解,其中c(Ba2+)可作为其他选项的参照物;B项,加Na2CO3溶液,使上述平衡左移,c(Ba2+)相对减小;C项,加入BaCl2溶液,c(Ba2+)相对增大;D项,加入HCl,使上述平衡正向移动,c(Ba2+)相对增大。
【答案】 B
10.已知BaCO3和BaSO4均为难溶电解质,其溶度积分别为Ksp(BaCO3)=5.1×10-9
mol2·L-2,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
mol2·L-2,则下列说法中正确的是
( )
【导学号:92410267】
A.BaSO4可做钡餐而BaCO3不能是因为Ksp(BaSO4)B.在制腈纶纤维的1
L溶液中含SO为1.0×10-3
mol,则加入0.01
mol
BaCl2,不能使SO完全沉淀
C.在清理有关仪器中的BaSO4沉淀时,常加入饱和Na2CO3溶液,使BaSO4转化为BaCO3再用酸处理
D.用稀硫酸洗涤BaSO4效果比用水好,BaCO3也能用此法处理
【解析】 BaCO3不能用作钡餐是因为胃酸能与之结合,生成CO2和H2O,使BaCO3的溶解平衡向右移动,Ba2+浓度增大,造成人体Ba2+中毒,A项错误;B项有c(Ba2+)=0.01
mol·L-1-{0.001
mol·L-1-c(SO)}=0.009
mol·L-1+c(SO)。则Ksp={0.009
mol·L-1+c(SO)}×c(SO)=1.1×10-10
mol2·L-2,得c(SO)=1.20×10-8
mol·L-1,其小于完全沉淀的标准值(1×10-5
mol·L-1),B项错误;用稀硫酸洗涤BaSO4沉淀可以抑制BaSO4的溶解而减少损失,BaCO3却与稀硫酸反应生成BaSO4沉淀,故BaCO3沉淀不能用稀硫酸洗涤,D项错误。
【答案】 C
11.A、B、C、D四种无色溶液,它们分别是CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、NaHSO4溶液和BaCl2溶液中的一种,已知A、B溶液的pH相同,A、C溶液混合后溶液变浑浊。下列说法正确的是
( )
A.D溶液的pH<7
B.C溶液中的溶质溶于水促进了水的电离
C.溶液A滴入碳酸氢钠溶液中产生气体
D.溶液B进行焰色反应呈黄色
【解析】 四种溶液中,NH4Cl和NaHSO4溶液呈酸性,CH3COONa溶液呈碱性,BaCl2溶液呈中性。因A、B溶液的pH相同,且A、C混合产生白色沉淀,故A为NaHSO4,B为NH4Cl,C为BaCl2,进而推知D为CH3COONa,NaHSO4能与NaHCO3反应产生CO2气体。
【答案】 C
12.(2015·新课标全国卷Ⅰ)浓度均为0.10
mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【解析】 由图象分析浓度为0.10
mol·L-1的MOH溶液,在稀释前pH为13,说明MOH完全电离,则MOH为强碱,而ROH的pH<13,说明ROH没有完全电离,ROH为弱碱。
A.MOH的碱性强于ROH的碱性,A正确。
B.曲线的横坐标lg越大,表示加水稀释体积越大,由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点,弱碱ROH存在电离平衡:ROH??R++OH-,溶液越稀,弱电解质电离程度越大,故ROH的电离程度:b点大于a点,B正确。
C.若两溶液无限稀释,则溶液的pH接近于7,故两溶液的c(OH-)相等,C正确。
D.当lg=2时,溶液V=100V0,溶液稀释100倍,由于MOH发生完全电离,升高温度,c(M+)不变;ROH存在电离平衡:ROH??R++OH-,升高温度促进电离平衡向电离方向移动,c(R+)增大,故减小,D错误。
【答案】 D
二、非选择题(本题包括4个小题,共52分)
13.(14分)液氨、NH3·H2O、CH3COOH、NH4Cl、AgCl等物质在一定条件下存在动态平衡。
【导学号:92410268】
(1)液氨的电离类似于水的电离,试写出液氨的电离方程式____________
____________;在液氨中加入NH4Cl,则平衡将向________移动。
(2)已知25
℃时,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Ka1(H2CO3)=4.30×10-7,则同温下,同浓度的CH3COONa、NaHCO3溶液pH大小顺序为________。
(3)pH相同的氨水和氢氧化钠溶液,分别用蒸馏水稀释至原来体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍相同,则m________n(填“>”、“<”或“=”);
(4)NH4Cl在重水中显酸性,试用离子方程式表示这一反应_____________
___________________________________________________________。
(5)已知25
℃时,Ksp(Ag2S)远远小于Ksp(AgCl),则在Na2S溶液中加入AgCl固体,会导致溶液中c(S2-)________,反应的离子方程式为:_____________
___________________________________________________________。
【解析】 (1)液氨的电离方程式为2NH3NH+NH,加入NH4Cl,增大NH的浓度,平衡逆向移动。
(2)电离平衡常数越大,则酸性越强,酸性:CH3COOH>H2CO3,这说明水解程度HCO>CH3COO-,两溶液pH值,pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa)。
(3)pH相同的氨水和NaOH溶液,稀释相同倍数,由于稀释促进NH3·H2O的电离,氨水的pH大于NaOH溶液的pH,若稀释后二者的pH相等,则氨水稀释的倍数大于NaOH稀释的倍数。
(4)重水存在电离平衡D2OD++OD-或2D2O?D3O++OD-,NH发生水解,实质是与重水电离出的OD-结合生成弱电解质NH3·HDO,从而使溶液显酸性,故反应的离子方程式为NH+D2O??NH3·HDO+D+或NH+2D2ONH3·HDO+D3O+。
(5)AgCl存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),电离出的Ag+与S2-反应生成溶解度更小的Ag2S沉淀而导致溶液中c(S2-)减小。
【答案】 (1)2NH3NH+NH 逆反应方向
(2)pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa)
(3)>
(4)NH+D2ONH3·HDO+D+(或NH+2D2ONH3·HDO+D3O+)
(5)减小 2AgCl+S2-?Ag2S+2Cl-
14.(12分)草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示,为了测定x值,进行如下实验:
①称取w
g草酸晶体,配成100.00
mL水溶液。
②量取25.00
mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀硫酸。
③用浓度为a
mol·L-1的KMnO4溶液滴定到滴入最后一滴KMnO4半分钟后不再褪色为止。
所发生的反应:2KMnO4+5H4C2O4+3H2SO4===K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。
试回答:
(1)实验中不需要的仪器有________(填序号),还缺少的仪器有________(填序号)。
a.托盘天平(带砝码,镊子) b.滴定管 c.100
mL量筒 d.100
mL容量瓶 e.烧杯 f.漏斗 g.锥形瓶 h.玻璃棒 i.药匙 j.烧瓶
(2)实验中,标准液KMnO4溶液应装在________式滴定管中,因为_______
_________________________________________________________________。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的x值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)在滴定过程中若用a
mol·L-1的KMnO4溶液V
mL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为________mol·L-1,由此可计算x值是________。
【解析】 该题涉及氧化还原滴定。虽然反应原理与中和滴定不同,但实验原理及操作和所用仪器都类似。由于该反应有明显的颜色变化,故可不用指示剂。(1)不需要的仪器为100
mL量筒、漏斗和烧瓶,其余均在实验中用到。(2)因为KMnO4溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶管,故只能用酸式滴定管盛装。(3)滴定原理是一定量的草酸溶液与KMnO4溶液反应,与草酸的物质的量有关,与其浓度没有关系,故用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下不会影响测定结果。
(4)2KMnO4 ~ 5H2C2O4
2
mol 5
mol
aV×10-3 0.025×c
mol
=,c=
mol·L-1,
H2C2O4·xH2O~H2C2O4 ~ xH2O
1
mol 18x
g
×0.1
mol g
=,x=-5。
【答案】 (1)c、f、j 铁架台(带滴定管夹),胶头滴管
(2)酸 KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管上的橡胶管
(3)无影响 (4) -5
15.(12分)已知在25
℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,且Ksp(AgX)=1.8×10-10,Ksp(AgY)=1.0×10-12,Ksp(AgZ)=8.7×10-17。
【导学号:92410269】
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(已被溶解的溶质的物质的量/1
L溶液)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为____________
____________________________________________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在25
℃时,若取0.188
g的AgY(相对分子质量188)固体放入100
mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为________。
(4)由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化,________(填“能”或“不能”),理由为_________________________________
____________________________________________________________________。
【解析】 (1)由于AgX、AgY、AgZ为同一类型的盐,所以其溶解度大小可以根据Ksp大小予以确定。因为Ksp(AgX)>Ksp(AgY)>Ksp(AgZ),所以S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。(2)向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,由于AgX的溶解度大于AgY,溶液中的c(Ag+)增大,AgY溶解平衡向着生成沉淀的方向移动。(3)AgY饱和溶液中,c(Ag+)===1.0×10-6
mol·L-1,若AgY固体完全溶解,则c(Ag+)=10-2
mol·L-1,故0.188
g
AgY不能完全溶解,其溶液中c(Y-)=1.0×10-6
mol·L-1。(4)因Ksp(AgY)=1.0×10-12>Ksp(AgZ)=8.7×10-17,所以能够实现AgY向AgZ的转化。
【答案】 (1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)
(2)减小
(3)1.0×10-6
mol·L-1
(4)能 Ksp(AgY)=1.0×10-12>Ksp(AgZ)=8.7×10-17
16.(14分)已知t
℃时,0.01
mol·L-1
NaOH溶液的pH=11,0.1
mol·L-1的HA溶液中=109。
请回答下列问题:
(1)该温度下,水的离子积Kw=________,HA是________(填“强”或“弱”)酸。
(2)该温度下,将pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液等体积混合后,所得溶液呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性,理由是________________________。
(3)在室温下,蒸馏水稀释0.01
mol·L-1
HA溶液时,下列呈减小趋势的是________。
A.
B.
C.溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积
D.溶液中c(A-)·c(HA)的值
E.水的电离程度
(4)室温下,取pH=2的盐酸和HA溶液各100
mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示:
①图中表示HA溶液pH变化曲线的是________(填“A”或“B”);
②设盐酸中加入Zn的质量为m1,HA溶液中加入Zn的质量为m2,则m1________m2(填“>”、“<”或“=”)。
【解析】 (1)0.01
mol·L-1
NaOH溶液的pH=11,即c(H+)=10-11
mol·L-1,则Kw=0.01×10-11=10-13。0.1
mol·L-1的HA溶液中=109,则c(H+)=10-2
mol·L-1,故HA为弱酸。(2)pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液等体积混合后,HA有剩余,酸过量,溶液显酸性。(3)A项,加水稀释时n(H+)的增加量大于n(A-),增大;B项,K=,=,由于K不变,c(H+)减小;则减小;C项,c(H+)和c(OH-)的乘积为Kw,不变,D项,稀释时,c(A-)、c(HA)均减小,故c(A-)·c(HA)减小;E项,水的电离程度增大。(4)①向HA溶液中加入Zn,HA电离程度增大,c(H+)减小的慢,故曲线B对应的是HA。②pH由2变为4时,HA减小的物质的量大于HCl减小的物质的量,因此HA消耗的Zn质量较大。
【答案】 (1)10-13 弱
(2)酸 混合前的酸中c(H+)与碱中c(OH-)相同,而HA是弱酸,等体积混合后酸过量
(3)B、D (4)①B ②<