章末综合测评(一)
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.已知在25
℃、101
kPa下,0.5
mol辛烷C8H8燃烧生成二氧化碳和液态水时放出2
759
kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH=-48.40
kJ·mol-1
B.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5
518
kJ·mol-1
C.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=+5
518
kJ·mol-1
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)
ΔH=+11
036
kJ·mol-1
【解析】 1
mol
C8H18燃烧放出热量2
759
kJ×2=5
518
kJ。2
mol
C8H18燃烧放出热量为11
036
kJ,但是一定要注意符号是“+”还是“-”。
【答案】 B
2.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.Fe作正极,发生氧化反应
B.负极反应:2H++2e-===H2↑
C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大
【解析】 Fe作负极,电极反应为Fe-2e-===Fe2+,发生氧化反应,所以A、B项均错;石墨为正极,发生2H++2e-===H2↑,c(H+)减小,pH增大,所以C项错误;原电池中阴离子向负极移动,所以D正确。
【答案】 D
3.铁棒与石墨用导线连接后,浸入0.01
mo1·L-1的食盐溶液中,可能出现的现象是
( )
【导学号:05310046】
A.铁棒附近产生OH-
B.铁棒被腐蚀
C.石墨棒上放出Cl2
D.石墨棒上放出O2
【解析】 铁棒与石墨用导线连接后,浸入0.01
mol·L-1的食盐溶液中形成原电池,铁棒为负极:Fe-2e-===Fe2+,铁棒被腐蚀;石墨棒为正极:2H2O+O2+4e-===4OH-,石墨棒周围c(OH-)增大,石墨棒上并不放出Cl2和O2。
【答案】 B
4.欲在金属表面镀银,应把镀件接在电镀池的阴极。下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A.Ag和AgCl溶液
B.Ag和AgNO3溶液
C.Fe和AgNO3溶液
D.Pt和Ag2SO4溶液
【解析】 电镀槽中,要求镀件作阴极,可用镀层金属作阳极,电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液,A项中AgCl和D项中Ag2SO4均为沉淀,只有B项符合要求。
【答案】 B
5.下列叙述正确的是
( )
①锌跟足量稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率且不影响产气量
②镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀
③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极
④冶炼铝时,可以电解熔融态的AlCl3
⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
A.①②③④⑤
B.①③④⑤
C.③⑤
D.②④
【解析】 ①因为锌置换出铜后,构成原电池,反应加快,但消耗一部分锌,产气量减少;②金属的活动性锌>铁>锡,故白铁比马口铁耐腐蚀;④AlCl3是共价化合物,熔融时不导电,无法电解,工业上是电解熔融的氧化铝来制金属铝。
【答案】 C
6.下列关于原电池和电解池的说法,不正确的是
( )
【导学号:05310047】
A.燃料电池的优点是能量转化率很高,反应物不必全部储藏在电池内
B.电解质为KOH,氢气和氧气构成的燃料电池在放电过程中KOH溶液的浓度不变
C.电池充电时,原电池的正极变成了电解池的阳极
D.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-
【解析】 燃料电池能将化学能全部转化为电能,两极反应物可在电池工作时再充入,故A正确;因为氢氧燃料电池反应后生成水,故KOH浓度减小,B错误;充电时与电源的正极相连的是电解池的阳极,C正确;吸氧腐蚀正极是氧气得电子,反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,D正确。
【答案】 B
7.(2016·德州高二质检)在1
200
℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
【解析】 根据盖斯定律将第1个反应和第2个反应都乘以,相加再减去第3个反应的2倍就得到反应2S(g)===S2(g),故ΔH4=(ΔH1+ΔH2)-2ΔH3,即答案为A。
【答案】 A
8.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1
mol
S(s)转化为气态硫原子吸收能量280
kJ,断裂1
mol
F—F、S—F键需吸收的能量分别为160
kJ、330
kJ。则S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )
A.-1
780
kJ·mol-1
B.-1
220
kJ·mol-1
C.-450
kJ·mol-1
D.+430
kJ·mol-1
【答案】 B
9.将0.2
mol
AgNO3、0.4
mol
Cu(NO3)2和0.6
mol
KCl溶于水配成100
mL溶液,用惰性电极电解一段时间后,在一极上析出0.3
mol
Cu,此时,另一极上的气体体积(标准状况)为( )
【导学号:05310047】
A.4.48
L
B.5.6
L
C.6.7
L
D.7.8
L
【解析】 由于Ag++Cl-===AgCl↓,故溶液中溶质为0.4
mol
Cu(NO3)2、0.2
mol
KNO3和0.4
mol
KCl,当析出0.3
mol
Cu时,转移0.6
mol电子,此时溶液中0.4
mol
Cl-全部转化为0.2
mol
Cl2,再生成氧气0.05
mol,共生成气体0.25
mol,在标准状况下的体积为5.6
L。
【答案】 B
10.(2014·广东高考)某同学组装了下图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,则( )
A.电流方向:电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e-===Cu
【解析】 当多个池串联时,两电极材料活泼性相差大的作原电池,其他池作电解池,由此可知图示中左边两池组成原电池,右边组成电解池。A.电子移动方向:电极Ⅰ→A→电极Ⅳ,电流方向与电子移动方向相反,A正确;B.原电池负极在工作中失电子,被氧化,发生氧化反应,B错误;C.原电池正极为得电子极,铜离子在电极Ⅱ上得电子,生成铜单质,该电极质量逐渐增大,C错误;D.电解池中阳极为非惰性电极时,电极本身失电子,形成离子进入溶液中,因为电极Ⅱ为正极,因此电极Ⅲ为电解池的阳极,其电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,D错误。
【答案】 A
11.(2014·福建高考)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01
mol
e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02
mol离子
【解析】 根据电池总反应可以看出Cl2得电子,Ag失电子,所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应,Ag在负极上发生氧化反应。正极反应为Cl2+2e-===2Cl-,A项错误。因为电解质溶液为盐酸,所以负极上Ag失电子生成的Ag+随即与附近的Cl-反应生成白色沉淀,B项错误。用氯化钠代替盐酸后,电极反应不发生改变,C项错误。当电路中转移0.01
mol
e-时,负极生成0.01
mol
Ag+,由于Ag++Cl-===AgCl↓,所以消耗0.01
mol
Cl-,由于电荷守恒,同时有0.01
mol
H+通过阳离子交换膜转移至右侧,D项正确。
【答案】 D
12.镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸),下列说法不正确的是
( )
【导学号:05310048】
A.此燃料电池的总反应为Mg+H2O2===Mg(OH)2
B.正极发生的电极反应为H2O2+2H-+2e-===2H2O
C.工作时,正极周周海水的pH增大
D.电池工作时,溶液中的H+向正极移动
【解析】 由于电解质溶液中加入一定量的酸,Mg(OH)2不能存在,电池总反应为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O。负极反应为Mg-2e-===Mg2+;正极反应为H2O2+2H++2e-===2H2O,消耗H+,工作时正极周围海水pH增大,溶液中的H+向正极移动。
【答案】 A
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(10分)天然气、氨在工农业生产中具有重要意义。
(1)25
℃、101
kPa时,32
g
CH4完全燃烧生成稳定的氧化物时放出1
780.6
kJ的热量,写出该反应的热化学方程式___________________________
_____________________________________________。
(2)合成氨用的氢气,工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”,反应为CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g),已知有关反应的能量变化如下图:
则该反应的焓变ΔH=____________。
【答案】 (1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3
kJ·mol-1
(2)161.1
kJ·mol-1
14.(13分)按如图装置进行实验,并回答下列问题。
(1)判断装置的名称:A池为________,B池为________。
(2)锌极为________,电极反应式为________________________________
________________________________________。
铜极为________极,电极反应式为__________________________________
______________________________________。
石墨棒C1为________极,电极反应式为________。
石墨棒C2附近发生的实验现象为________。
【解析】 A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池,B池中两个电极均为石墨电极,在以A为电源的情况下构成电解池,即原电池A带动电解池B,A池中Zn为负极,Cu为正极,B池中C1为阳极,析出Cl2,C2为阴极,析出H2,C2周围有OH-富集,含酚酞的溶液变红。
【答案】 (1)原电池 电解池
(2)负 Zn-2e-===Zn2+ 正 Cu2++2e-===Cu
阳 2Cl--2e-===Cl2↑ 有无色气体产生,附近溶液出现红色
15.(14分)(1)已知在101
kPa时,32.0
g
N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O,放出热量624
kJ(25
℃时),N2H4完全燃烧的热化学方程式是_____________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)肼 空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼 空气燃料电池放电时:
正极的电极反应式是___________________________________________;
负极的电极反应式是______________________________________。
(3)如图是一个电解过程示意图。
①锌片上发生的电极反应式是______________________。
②假设使用肼 空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化为128
g,则肼 空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
【解析】 本题的难点有两点:一是由氧化还原反应的方程式写电极反应式,氧化反应为原电池的负极反应,如(2)中N2H4在负极失电子。还原反应为原电池的正极反应,如O2在正极得电子,生成OH-。二是根据氧化还原反应的原理写化学方程式,注意反应中一定要有氧化剂、还原剂、氧化产物及还原产物。
【答案】 (1)N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-624
kJ·mol-1
(2)O2+2H2O+4e-===4OH- N2H4+4OH--4e-===4H2O+N2↑
(3)①Cu2++2e-===Cu ②112
16.(15分)对金属制品进行腐蚀处理,可延长其使用寿命。
【导学号:05310049】
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是__________________(用离子方程式表示)。为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的__________。
a.NH3 b.CO2
c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极的电极反应式为_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于______处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________。
【解析】 (1)①铝与碱反应产生H2,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑;通CO2气体,可以让溶液中的[Al(OH)4]-全部转化为Al(OH)3沉淀。
②阳极材料是铝,属于活泼金属电极,电极本身参与反应,反应过程中失去电子而生成Al2O3。电解质溶液是稀硫酸,溶液中的水为金属铝提供了氧元素,所以电极反应式为2Al+3H3O-6e-===Al2O3+6H+。
(2)电镀时,镀件做阴极,镀层金属做阳极,镀层金属的盐溶液做电解液。
(3)X为碳棒时,接M时,Fe做负极,被腐蚀;接N时,Fe做阴极,被保护。X为Zn时,接M时,形成原电池,Zn为负极,Fe为正极,属于牺牲阳极保护法。
【答案】 (1)①2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑ b ②2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+
(2)补充溶液中的Cu2+,保持溶液中Cu2+的浓度恒定
(3)N 牺牲阳极保护法章末综合测评(二)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.在一定温度下的某容积不变的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n
mol
CO的同时生成n
mol
H2
D.1
mol
H—H键断裂的同时断裂2
mol
H—O键
【答案】 C
2.(2016·威海高二质检)反应X(g)+Y(g)?2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动
B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大
D.降低温度,Y的转化率增大
【解析】 A.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,平衡不受压强影响,减小容器体积,平衡不移动。B.催化剂不能使平衡移动,不改变产物的产率。C.增大c(X),平衡正向移动,Y的转化率增大,X本身的转化率反而减小。D.该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大。
【答案】 D
3.如图为化学反应:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0在一容积不变的密闭容器中反应的v t图。下列叙述不符合如图中所给信息的是( )
【导学号:05310095】
A.t1时,缩小容器的体积
B.t1时,向容器中通入一定量的NO气体
C.t1时,改变外界条件是可能升高温度
D.从t1开始到新的平衡建立的过程中,平衡向逆反应方向移动
【解析】 t1时刻,曲线是不连续的,肯定不是改变物质的浓度而引起的平衡移动。
【答案】 B
4.下列说法正确的是
( )
①增加水的量或升高温度,可以加快镁跟水的反应速率。
②增加硫酸的浓度,一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率。
③对于反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),增加CaCO3的量,可以加快正反应速率,而增加CaO或CO2的浓度,则可以加快逆反应速率。
④对反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g),在密闭容器中进行(固定体积),充入氦气,压强增大,则化学反应速率加快。
⑤对于反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g),使用催化剂,正逆反应速率同等程度加快。
A.①② B.①②③
C.①②③④
D.⑤
【解析】 ①化学反应中,水的浓度可以看作定值;②浓硫酸与Zn反应不产生H2;③化学反应中固体的浓度可看作定值,对反应速率无影响;④充入He对化学反应速率无影响;⑤使用催化剂可以同等程度的增大正逆反应速率,对平衡无影响。
【答案】 D
5.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2
mol
SO2和1
mol
O2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3(g)平衡浓度不改变的是( )
【导学号:05310096】
A.保持温度和容器体积不变,充入1
mol
SO3(g)
B.保持温度和容器内压强不变,充入1
mol
SO3(g)
C.保持温度和容器内压强不变,充入1
mol
O2(g)
D.保持温度和容器内压强不变,充入1
mol
Ar(g)
【解析】 根据勒·夏特列原理可知,在恒容状态下,A中充入1
mol
SO3(g),SO3(g)的平衡浓度比原来大。C中在保持恒压状态下充入O2必导致容器体积增大,根据勒·夏特列原理,SO3(g)的平衡浓度比原来小,同理可知在选项D条件下,SO3(g)的平衡浓度也比原来小。
【答案】 B
6.人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成Hb(O2),因此具有输氧能力,CO吸入肺发生反应:CO+Hb(O2)O2+Hb(CO),37
℃时,该反应的平衡常数K=220。Hb(CO)的浓度达到Hb(O2)浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是( )
A.CO与Hb(O2)反应的平衡常数K=
B.人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C.当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D.把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒,其原理是使上述平衡向左移动
【解析】 由反应方程式可知,K的表达式正确,A正确;人体吸入的CO越多,CO浓度越大,平衡右移,与血红蛋白结合的O2越少,B正确;由K=,当=0.02时,人的智力受损,此时=9×10-5,C错误;把中毒的病人放入高压氧舱中,O2浓度增大,平衡逆向移动,促进Hb与O2结合,D正确。
【答案】 C
7.(2016·合肥高二质检)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)
2CO2(g)+S(l) ΔH<0。
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应平衡常数不变
【解析】 此反应是气体分子数不等的反应,未达平衡前,容器压强发生改变,A错;硫是固体,其量的多少不影响反应速率,B错;此反应ΔH<0,升温,平衡左移,SO2的转化率减小,C错。
【答案】 D
8.对反应SO3(g)
SO2(g)+O2(g)在不同压强(p1<p2)下的描述有如图四个图像,其中正确的是(y表示SO2的含量)( )
【解析】 由“先拐先平,数值大”原则分析,由于p2>p1,增大压强时平衡逆向移动,SO2的含量减小,即压强p2时SO2含量小于压强p1时SO2含量。
【答案】 A
9.在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1~t4(s)时刻测得各物质的浓度如表所示。据此下列结论正确的是( )
【导学号:05310097】
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c(A)/mol·L-1
6
3
2
2
c(B)/mol·L-1
5
3.5
3
3
c(C)/mol·L-1
1
2.5
3
3
A.在同一时间段内,每消耗2
mol
A的同时会生成1
mol
B
B.A的转化率比B的转化率低
C.在容器中发生的反应为:2A+B2C
D.在t2~t3内A的平均反应速率为[1/(t3-t2)]
mol·L-1·s-1
【解析】 从表中的浓度变化可知A、B都是反应物,故A错。通过计算得A的转化率为2/3,B的转化率为2/5,B错。反应速率之比等于各物质浓度的变化量之比,等于化学方程式中各物质的计量数之比,v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶1∶1,则在容器中发生的反应为:2A+BC,C错。
【答案】 D
10.将1
mol
CO和1
mol
H2O(g)充入某固定容积的反应器中,在一定条件下,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达平衡时,有的CO转化为CO2。在相同条件下,将1
mol
CO和2
mol
H2O(g)充入同一反应容器中,当反应达到平衡后,混合气体CO2的体积分数可能为( )
A.22.2%
B.28.2%
C.33.3%
D.37.8%
【解析】 本题考查反应物浓度对平衡移动的作用。该反应的气体体积不变的反应,1
mol
CO和1
mol
H2O(g)反应,平衡时生成
mol
CO2,CO2的体积分数为×100%≈33.3%。当1
mol
CO和2
mol
H2O(g)反应,达到平衡时CO2的体积分数应大于×100%≈22.2%,小于×100%≈33.3%。
【答案】 B
11.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16
mol充入10
L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如表所示:
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是( )
【导学号:05310098】
A.反应前2
min的平均速率
v(Z)=2.0×10-5
mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v逆>v正
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2
mol
Z,平衡时X的体积分数增大
【解析】 本题考查化学平衡知识,意在考查考生运用化学平衡知识解决问题的能力。反应前2
min,Y的浓度变化为0.004
mol·L-1,则v(Z)=2v(Y)=0.004
mol·L-1·min-1,A项错误;此反应正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,v正>v逆,B项错误;由表可知7
min时反应达到平衡,这时c(Z)=0.012
mol·L-1,c(X)=c(Y)=0.01
mol·L-1,K==1.44,C项正确;此反应是一个反应前后气体体积不变的反应,再充入0.2
mol
Z,达到平衡后X的体积分数不变,D项错误。
【答案】 C
12.在体积为V的密闭容器中发生可逆反应aA(g)+bB(g)??cC(g)+dD(s) ΔH=Q
kJ·mol-1,反应过程中,当其他条件不变时,某物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析,以下说法正确的是( )
A.T10
B.增大压强,B的转化率减小
C.当反应达平衡时,混合气体的密度不再变化
D.a+b>c+d
【解析】 由图像可知T2>T1,温度越低C%越高,平衡正移,ΔH<0,A错误;由v p图可知,增大压强,平衡正移,B的转化率增大,B错误;且a+b>c,故D错误;容器V不变,而体系的质量发生变化,故当混合气体的密度不变时,即达平衡状态,C正确。
【答案】 C
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(12分)汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在298
K、100
kPa下,ΔH=-113
kJ·mol-1,ΔS=-145
J·mol-1·K-1。
(1)为了提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施为________。
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
(2)该反应达到平衡时若增大压强,则混合气体的平均相对分子质量________,若升高温度,则该反应的平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在如图中画出在某时刻条件改变后的图像(其他条件不变)。
t1:增大NO的浓度;t2:降低温度。
(4)判断该条件下反应能否自发进行。
【答案】 (1)B (2)增大 减小
(3)
(4)ΔH-TΔS=-113
kJ/mol+298
K×145×10-3
kJ·mol-1·K-1=-69.79
kJ·mol-1<0,故反应能自发进行。
14.(12分)在2
L密闭容器内,800
℃时反应:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=________。已知:K300
℃>K350
℃,则该反应是________热反应。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器内压强保持不变
C.NO、O2、NO2的浓度之比为2∶1∶2
D.容器内密度保持不变
E.容器内气体的颜色不再变化
(3)缩小容器体积使压强增大,平衡向________反应方向移动(填“正”或“逆”),K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 (1)K= 放热 (2)BE
(3)正 不变
15.(14分)在一个2
L的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0,其中SO3的变化如图所示:
【导学号:05310099】
(1)写出该反应的平衡常数表达式________。
(2)用O2表示在0~8
min内该反应的平均速率v=________。
(3)升高温度,该反应的反应速率将________(填“增大”或“减小”);K值将________(填“增大”或“减小”)。
(4)在第12
min时,容器压缩到1
L,则SO3的变化曲线为________。
A.a B.b C.c D.d
【解析】 (1)按照平衡常数的含义可写出表达式K=;(2)从图像知0~8
min内SO3减少0.4
min,v(SO3)==0.025
mol·L-1·min-1,v(O2)=v(SO3)/2=0.012
5
mol·L-1·min-1。(3)升高温度可以加快反应速率,平衡向正反应方向移动,所以K值将增大。(4)因将容器压缩为1
L,相当于加压,所以SO3的浓度瞬间增大到0.4
mol·L-1,由于平衡左移,c(SO3)又增大,所以其变化曲线为a——这样思考,就跳进了知识陷阱。注意:纵坐标是SO3的物质的量,压缩体积时,浓度增大,但物质的量此时并不变,再根据平衡移动原理就可以确定为C。
【答案】 (1)K= (2)0.012
5
mol·L-1·min-1 (3)增大 增大 (4)C
16.(14分)某可逆反应为2A(g)+B(g)2C(g) ΔH,下图中的甲、乙、丙分别表示在不同条件下,生成物C在反应混合物中的体积分数(φ)与反应时间(t)的关系。
甲 乙 丙
(1)若甲图中的a、b两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则曲线________表示的是无催化剂时的情况。
(2)若乙图中的两条曲线分别表示在400
℃和500
℃时的情况,则ΔH________0(填“>”或“<”)。
(3)若丙图中的a、b两条曲线分别表示在不同压强时的情况,则曲线________表示的是压强较大时的情况。
(4)若将上述反应应用于工业生产,则理论上工业生产的条件应选择_________________________________________________________________________________________________________________________________________;
但实际生产中温度的选择与理论上不同的原因可能是________
___________,压强的选择为常压的原因可能是_______________________________________
___________________________________________________________________。
【解析】 (1)催化剂能加快反应速率,故b未用催化剂;(2)温度升高,C的体积分数减小,说明平衡逆向移动,故ΔH<0;(3)从图像可看出,曲线a先达到平衡,故曲线a表示的是压强较大时的情况。
【答案】 (1)b (2)< (3)a (4)低温、高压 速率(产量)和催化剂活化温度 设备的抗压及成本章末综合测评(三)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.把0.01
mol纯净的烧碱固体分别投入下列100
mL的溶液中,溶液的导电能力有明显变化的是( )
A.0.5
mol·L-1的硫酸
B.0.5
mol·L-1的醋酸溶液
C.0.25
mol·L-1的盐酸
D.0.25
mol·L-1的硫酸铜溶液
【解析】 溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子浓度及离子所带电荷数有关。烧碱固体分别投入四种溶液中发生的反应分别为:2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O、NaOH+CH3COOH===CH3COONa+H2O、NaOH+HCl===NaCl+H2O、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。A和C的离子浓度几乎没变,导电能力几乎不变;D项虽然离子种类发生变化,但所带的电荷没变,故导电能力几乎不变。
【答案】 B
2.一定条件下,CH3COONa溶液存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,下列说法正确的是
( )
A.加入少量NaOH固体,[CH3COO-]增大
B.加入少量FeCl3固体,[CH3COO-]增大
C.稀释溶液,溶液的pH增大
D.加入适量醋酸得到的酸性混合溶液:[Na+]>[CH3COO-]>[H+]>[OH-]
【解析】 A中NaOH固体溶于水使OH-离子的浓度增大,抑制CH3COO-的水解,所以[CH3COO-]增大,A正确;B中FeCl3固体溶于水电离出Fe3+,Fe3+发生水解反应生成的氢离子与氢氧根离子反应,促进了醋酸根离子的水解,所以[CH3COO-]减小,B错误;C中稀释溶液使溶液OH-浓度减小,溶液的pH减小,C错误;D中酸性混合溶液中[H+]>[OH-],根据电荷守恒可知[CH3COO-]>[Na+],D错误。
【答案】 A
3.用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,由于碱式滴定管调零时仰视读数,其他操作正确,使计算出的盐酸浓度与实际浓度相比
( )
【导学号:05310163】
A.偏高
B.准确
C.偏低
D.可能偏高或偏低
【答案】 C
4.室温下,在pH=11的某溶液中,由水电离的c(OH-)可能为( )
①1.0×10-7
mol·L-1 ②1.0×10-6
mol·L-1
③1.0×10-3
mol·L-1 ④1.0×10-11
mol·L-1
A.③ B.④
C.①③ D.③④
【解析】 pH=11即c(OH-)=10-3
mol·L-1是碱性溶液,碱性溶液有两种情况:一是碱溶液,一是强碱弱酸盐的溶液。因为由水电离出的c(H+)始终等于由水电离出的c(OH-),若为碱溶液,由水电离出的c(OH-)=c(H+)==10-11
mol·L-1;若为强碱弱酸盐的溶液,由水电离出的c(OH-)=10-3
mol·L-1。
【答案】 D
5.(2016·广州高二质检)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
【答案】 C
6.HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸。在0.1
mol·L-1NaA溶液中,离子浓度关系正确的是( )
A.c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
C.c(Na+)+c(OH-)=c(A-)+c(H+)
D.c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
【解析】 本题考查离子浓度的大小比较,意在考查考生对溶液中离子水解平衡的理解和分析能力。HA为一元弱酸,则NaA为强碱弱酸盐,溶液由于A-的水解显碱性,离子浓度大小为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),A项错误,B项错误;根据溶液中电荷守恒,则c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),C项错误,D项正确。
【答案】 D
7.(2014·山东高考)下列有关溶液组成的描述合理的是( )
【导学号:05310164】
A.无色溶液中可能大量存在Al3+、NH、Cl-、S2-
B.酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO、I-
C.弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO
D.中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO
【解析】 A.Al3+和S2-可以发生水解相互促进反应而不能大量共存,该选项错误。
B.酸性溶液中,HClO具有强氧化性,能将I-氧化,该选项错误。
C.弱碱性溶液中,Na+、K+、Cl-、HCO能大量共存。
D.Fe3+在pH为3.7的溶液中就可沉淀完全,则在中性溶液中生成Fe(OH)3沉淀,该选项错误。
【答案】 C
8.在下列叙述中,不能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是( )
A.分别将pH=4的盐酸和醋酸稀释10倍,盐酸的pH=5,而醋酸的pH<5
B.盐酸和醋酸都可用相应的钠盐与浓硫酸反应制取
C.相同pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,盐酸的pH无变化,醋酸的pH变化大
D.相同体积和pH的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,醋酸产生的氢气多
【解析】 强酸完全电离,弱酸不能完全电离,存在电离平衡,A项中醋酸pH变化小,可说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸;B项不能说明;C项中加入相应的钠盐固体,醋酸的pH变化大,说明醋酸存在电离平衡;D项醋酸产生的氢气多,说明醋酸未完全电离。
【答案】 B
9.为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:
①测定溶液的pH,溶液显强碱性 ②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体 ③在②实验后的溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀 ④取③实验后的上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。
根据实验判断,以下推测正确的是( )
【导学号:05310165】
A.一定有SO
B.一定有HCO
C.不能确定CO是否存在
D.不能确定Cl-是否存在
【解析】 由②可知溶液中可能有CO或HCO,不可能有SO;由于该溶液显强碱性,不可能有HCO;由③可知溶液中有SO;因为第②步加入了稀盐酸,所以由④现象无法确定是否有Cl-存在。
【答案】 D
10.下列叙述正确的是( )
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,[SO]>[NH]
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1=10c2
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色
D.向0.1
mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
【解析】 A中根据电荷守恒[H+]+[NH]=[OH-]+2[SO],溶液pH=7时,则2[SO]=[NH],故[SO]<[NH]。B中不同浓度的醋酸电离度不同,所以不存在简单的比例关系。C中pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,醋酸过量,溶液显酸性,滴入石蕊变红。D中往氨水中加入少量硫酸铵固体会抑制氨水的电离,则溶液中减小。
【答案】 C
11.化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)===CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是( )
【导学号:05310166】
A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B.该反应达平衡时[Mn2+]=[Cu2+]
C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,[Mn2+]变大
D.该反应的平衡常数K=
【解析】 这属于沉淀的转化。MnS、CuS属于同类型硫化物,能用来除去Cu2+,表明MnS的Ksp大于CuS的Ksp,A正确;由于处于同一平衡体系,二者Ksp不同:[Mn2+]=,[Cu2+]=,则[Mn2+]>[Cu2+],B错误;加入CuSO4,[Cu2+]增大,平衡右移,[Mn2+]增大,C正确;该反应平衡常数K===,D正确。
【答案】 B
12.(2016·潍坊高二质检)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A.新制氯水中加入固体NaOH:[Na+]=[Cl-]+[ClO-]+[OH-]
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:[Na+]>[HCO]>[CO]>[H2CO3]
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:[Cl-]=[NH]>[OH-]=[H+]
D.0.2
mol·L-1
CH3COOH溶液与0.1
mol·L-1
NaOH溶液等体积混合:2[H+]-2[OH-]=[CH3COO-]-[CH3COOH]
【解析】 要会运用溶液中的守恒解题。在任何溶液中都存在电荷守恒,选项A的溶液中电荷守恒为:[Na+]+c[H+]=[ClO-]+[Cl-]+[OH-],故A错;NaHCO3溶液的pH=8.3,说明其水解程度大于电离程度,则[H2CO3]>[CO],故B错;pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合时,氨水是过量的,溶液不显中性,故C错;D选项中的CH3COOH与NaOH反应,得到的是等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,由电荷守恒得:[CH3COO-]+[OH-]=[H+]+[Na+],由元素守恒得:2[Na+]=[CH3COO-]+[CH3COOH],将电荷守恒关系式乘以2与元素守恒关系式相加得:[CH3COO-]+2[OH-]=2[H+]+[CH3COOH],移项得:2[H+]-2[OH-]=[CH3COO-]-[CH3COOH],故D正确。
【答案】 D
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(10分)已知某溶液中只存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系:
A.[Cl-]>[NH]>[H+]>[OH-]
B.[Cl-]>[NH]>[OH-]>[H+]
C.[Cl-]>[H+]>[NH]>[OH-]
D.[NH]>[Cl-]>[OH-]>[H+]
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是____________,上述离子浓度大小顺序关系中正确的是________(填序号)。
(2)若上述关系中C项是正确的,则溶液中溶质的化学式是______________
______________。
(3)若该溶液由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前[HCl]________[NH3·H2O](填“>”“<”或“=”,下同),混合后溶液中[NH]与[Cl-]的关系[NH]________[Cl-]。
【解析】 溶液中只存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子。
(1)若溶液只有一种溶质,只能是NH4Cl,因为NH少量发生水解,溶液呈酸性,所以溶液中离子浓度的大小关系为:[Cl-]>[NH]>[H+]>[OH-],A项正确。
(2)若溶液中离子浓度的关系为C项,则溶液中溶质为NH4Cl和HCl。
(3)若该溶液由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,如果两者浓度相等,则恰好中和,溶液呈酸性,现在溶液呈中性,说明混合前盐酸的浓度小于氨水的浓度,根据电荷守恒:[NH]+[H+]=[OH-]+[Cl-],混合后溶液呈中性,即[H+]=[OH-],则[NH]=[Cl-]。
【答案】 (1)氯化铵 A (2)NH4Cl和HCl (3)< =
14.(14分)(1)常温下,a
mL
0.1
mol·L-1的CH3COOH与b
mL
0.1
mol·L-1的NaOH混合,充分反应。
①写出反应的离子方程式:________。
②两溶液pH之和________14(填“<”、“=”或“>”)。
③若a=b,则反应后溶液中粒子(除水分子外)浓度从大到小的顺序是________。
④若混合后溶液呈中性,则a________b,反应后溶液中[CH3COO-]________[Na+](填“<”、“=”或“>”)。
(2)常温下,a
mL
pH=3的CH3COOH与b
mL
pH=11的NaOH混合,充分反应。
①两溶液中由水电离出的H+浓度之比为________;
②若a=b,则反应后溶液中粒子(除水分子外)浓度从大到小的顺序是________。
【解析】 (1)0.1
mol·L-1
CH3COOH溶液的pH>1,且0.1
mol·L-1
NaOH溶液的pH=13,因此pH之和大于14,若a=b,则CH3COOH与NaOH恰好等物质的量反应生成CH3COONa,故微粒浓度从大到小的顺序为[Na+]>[CH3COO-]>[OH-]>[CH3COOH]>[H+],特别要注意CH3COOH的浓度位置。④中要保证溶液呈中性,则CH3COOH过量。根据电荷守恒有[CH3COO-]=[Na+]。(2)①两溶液中由水电离出的H+浓度之比为10-11∶10-11=1∶1。②若a=b,则反应后溶液中有生成的CH3COONa和过量的CH3COOH,溶液呈酸性,则有[CH3COOH]>[CH3COO-]>[Na+]>[H+]>[OH-]。
【答案】 (1)①CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O ②> ③[Na+]>[CH3COO-]>[OH-]>[CH3COOH]>[H+] ④> = (2)①1∶1
②[CH3COOH]>[CH3COO-]>[Na+]>[H+]>[OH-]
15.(14分)用物质的量浓度为a
mol·L-1的标准NaOH溶液去测定V
mL盐酸的物质的量浓度,请填写下列空白:
【导学号:05310167】
(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后,接下来应该进行的操作是___________
_____________________________________________________________。
(2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入________(填“甲”或“乙”)中。
(3)取20.00
mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号
NaOH溶液的浓度(mol·L-1)
滴定完成时NaOH溶液滴入的体积(mL)
待测盐酸的体积(mL)
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
①滴定达到终点的标志是_____________________________________
___________________________________________________________________。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为________(保留两位有效数字)。
(4)若所测得盐酸浓度偏大,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,滴定结束无气泡
C.盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水润洗过,未用标准液润洗
D.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗
E.滴加NaOH溶液过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定
【解析】 (1)滴定管用蒸馏水洗净后应用待装液润洗2~3次。
(2)氢氧化钠溶液应用碱式滴定管盛装。
(3)用碱滴定一定浓度的盐酸且酚酞作指示剂其达到终点的标志应为由无色恰好变成浅红色且半分钟内不退色。计算时应取几次滴定的平均值。由c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH)得c(HCl)==
≈0.11
mol·L-1。
(4)读取标准液的读数时,滴定到终点后俯视及刚看到溶液变色,立刻停止滴定,都会使读取的标准的氢氧化钠溶液的体积偏小,使结果偏小;滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡,则气泡体积也当作消耗氢氧化钠溶液的体积;盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水润洗过,未用标准液润洗,则标准液被稀释,消耗氢氧化钠溶液的体积偏大;锥形瓶用待装液润洗过,则锥形瓶内盐酸的量偏大,消耗氢氧化钠溶液的体积偏大,使结果偏大。
【答案】 (1)用标准碱液润洗2~3次 (2)乙
(3)①溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不退色 ②0.11
mol·L-1
(4)B、C、D
16.(14分)现有A、B、C、D、E、F六种化合物,已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO、SO、CO,现将它们分别配成0.1
mol·L-1的溶液,进行如下实验:
①测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A>E>C;
②向B溶液中滴加稀氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水,沉淀消失;
③向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,无明显现象;
④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)实验②中反应的化学方程式是_____________________________
____________________________________________________________________。
(2)E溶液是________,判断依据是__________________________________
____________________________________________________________________。
(3)写出下列四种化合物的化学式:
A____________,C____________,D____________,F____________。
【解析】 根据溶液的性质,确定CO只能与K+形成显碱性的溶液,另外可能形成的碱性溶液为Ba(OH)2及醋酸盐。由于醋酸的酸性大于碳酸,所以醋酸盐水解的碱性小于碳酸盐,因此A为Ba(OH)2,E为K2CO3,C为醋酸盐,由②可得B中阳离子为Ag+,则肯定为AgNO3,由③可得D中无SO,则F中的阴离子为SO,D中的阴离子为Cl-。由④可得F中的阳离子为Fe2+,即F为FeSO4,而CH3COO-若与Al3+形成溶液时,Al3+也发生水解,所以C为醋酸钙,而D为AlCl3。
【答案】 (1)AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3、AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O
(2)碳酸钾 由①中碱性减弱的顺序可知,E是碳酸盐。六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子,所以E是碳酸钾
(3)Ba(OH)2 Ca(CH3COO)2 AlCl3 FeSO4