2018-2019学年人教版选修4 模块综合检测(A)

模块综合检测(A)
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)
1下列说法正确的是(　　)
A.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,则表示反应热是在标准状况下测得的
B.升高温度或加入催化剂,可以改变化学反应的反应热
C.根据能量守恒定律,反应物的总能量一定等于生成物的总能量
D.物质发生化学变化一定伴随着能量变化
答案D
2已知热化学方程式:
①CO(g)+O2(g)CO2(g)
ΔH=-283.0 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1
则下列说法正确的是(　　)
A.H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
B.由反应①、②可知如图所示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1
C.H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定释放能量
D.根据②推知反应H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH>-241.8 kJ·mol-1
答案B
3已知一定温度和压强下,合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.0 kJ·mol-1,将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中,保持恒温恒压,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,测得N2的转化率为20%。若在相同条件下,起始时向该容器中充入2 mol NH3,反应达到平衡时的热量变化是(　　)
A.吸收18.4 kJ热量 B.吸收73.6 kJ热量
C.放出18.4 kJ热量 D.放出73.6 kJ热量
答案B
4下列离子方程式正确的是(　　)
A.氯化铵溶液呈酸性:NNH3+H+
B.氢硫酸的电离:H2S2H++S2-
C.向小苏打溶液中加入醋酸溶液:HC+H+CO2↑+H2O
D.在标准状况下,向10 mL 0.1 mol·L-1的FeBr2溶液中通入22.4 mL Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl22Fe3++Br2+4Cl-
答案D
5以NA代表阿伏加德罗常数,且已知C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1 300 kJ·mol-1,则下列说法中正确的是(　　)
A.当有20NA个电子转移时,热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-2 600 kJ·mol-1
B.当有4NA个碳氧共用电子对生成时,放出1 300 kJ的能量
C.若生成NA个水蒸气分子的焓变为ΔH',则ΔH'<ΔH
D.题给反应为吸热反应
答案A
6常温下下列各组离子,在指定的环境中能够大量共存的是(　　)
选项
指定环境
能够共存的离子
A
滴加酚酞显红色的溶液
K+、S2-、S、N
B
有HC存在的无色透明溶液
Na+、K+、Cl-、Al3+
C
水电离的c(H+)=
10-12 mol·L-1的溶液中
Cl-、C、N、N
D
使石蕊变红的溶液中
Fe2+、Mn、N、S
解析A项,溶液呈碱性,碱性条件下硫离子和亚硫酸根离子可以共存,二者只有在酸性条件下才不能大量共存;B项,碳酸氢根离子和铝离子互相促进水解,不能大量共存;C项,溶液可能显酸性也可能显碱性,酸性时碳酸根离子不能大量共存,碱性时铵根离子不能大量共存;D项,酸性条件下N、Mn均能氧化Fe2+。
答案A
7某化学反应达到化学平衡:A(g)+3B(g)2C(g)　ΔH<0,将气体混合物的温度降低,下列叙述中正确的是 (　　)
A.正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率变小,逆反应速率加大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率加大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向逆反应方向移动
解析降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小,放热反应速率减小的程度小,吸热反应速率减小的程度大,平衡向放热反应方向移动,A正确。
答案A
8下列图示与对应的叙述不相符合的是(　　)
A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化
B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C.图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
D.图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线
解析A项,燃烧反应一定是放热反应,即生成物所具有的总能量低于反应物所具有的总能量,其与图示不符,错误;B项,酶在一定温度下,催化效果好,如果温度过高,酶会失去活性,反应速率反而减小,正确;C项,弱电解质溶于水,开始时分子电离成离子的速率最大,而离子结合成分子的速率最小,随反应的进行,前者逐渐减小,后者逐渐增大,当离子结合速率和分子电离速率相等时,则建立了电离平衡,正确;D项,在强酸溶液中滴加强碱溶液,溶液pH不断增大,当接近滴定终点时,溶液的pH会发生突变,正确。
答案A
9容积均为1 L的甲、乙两个恒容容器中,分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B,相同条件下,发生下列反应:A(g)+B(g)xC(g)　ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.x=1
B.此条件下,该反应的平衡常数K=4
C.给乙容器升温可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率
D.甲和乙中B的平衡转化率相等
解析由题图知,两容器中A的转化率相同,说明压强不影响平衡,所以x=2,A错误。甲容器中,平衡时,A的浓度为1 mol·L-1,则B的浓度为1.0 mol·L-1,C的浓度为2 mol·L-1,根据平衡常数表达式得K=4,B正确。升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致转化率降低,但能加快反应速率,缩短反应达到平衡所用的时间,C正确。由甲和乙中A的转化率相同知,B的平衡转化率也相等,D正确。
答案A
10已知相同温度下电离常数K(HF)>K(HCN),在物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的NaCN和NaF混合溶液中,下列排序正确的是(　　)
A.c(OH-)>c(HF)>c(HCN)>c(H+)
B.c(OH-)>c(CN-)>c(F-)>c(H+)
C.c(OH-)>c(F-)>c(CN-)>c(H+)
D.c(F-)>c(OH-)>c(HCN)>c(HF)
解析根据越弱越水解可得c(F-)>c(CN-),c(HCN)>c(HF);根据水解程度较小可得:c(F-)远大于c(OH-)和c(HF),c(CN-)远大于c(OH-)和c(HCN)。由此即可判断只有D正确。
答案D
11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,c(S)>c(N)
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项,稀氨水和稀硫酸混合后所得溶液中存在N、OH-、H+、S,当溶液pH=7时,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒知:c(H+)+c(N)=2c(S)+c(OH-),得c(N)=2c(S),故c(N)>c(S);B项,由pH知前者溶液中c(H+)是后者溶液中c(H+)的10倍,因醋酸是弱酸,故c1大于10c2;C项,由pH知NaOH溶液中c(OH-)等于醋酸溶液中c(H+),因醋酸部分电离,故NaOH溶液中溶质的浓度小于醋酸溶液中溶质的浓度,故两者等体积混合时,醋酸过量,溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液变红;D项,电离平衡常数Kb=,温度一定时Kb是一定值,加入固体硫酸铵后,溶液中c(N)增大,故减小。
答案C
12常温下,取0.2 mol·L-1HX溶液与0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,则下列说法(或关系式)正确的是(　　)
A.c(Na+)-c(X-)=9.9×10-7 mol·L-1
B.c(Na+)=c(X-)+c(HX)=0.2 mol·L-1
C.c(OH-)-c(HX)=c(H+)=1×10-6 mol·L-1
D.混合溶液中由水电离出的c(OH-)=10-8 mol·L-1
解析混合后溶液为0.1 mol·L-1的NaX溶液,利用常温下溶液pH=8可说明X-发生水解反应。A项,利用电荷守恒得c(Na+)-c(X-)=c(OH-)-c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1-1.0×10-8 mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1;B项,利用原子守恒可知c(Na+)=c(X-)+c(HX)=0.1 mol·L-1;C项,利用质子守恒可得c(OH-)-c(HX)=c(H+)=10-8 mol·L-1;D项,X-水解促进水的电离,在该溶液中由水电离出的c(OH-)=10-6 mol·L-1。
答案A
13已知在一容器中发生反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,有关说法正确的是(　　)
A.可能为电解池反应,Fe做阴极,CuSO4溶液作电解液
B.可能为原电池反应,负极Fe被还原为Fe2+
C.可能为电解池反应,阳极反应:Fe-2e-Fe2+
D.可能为原电池反应,Fe作负极,Zn作正极,CuSO4溶液为电解液
解析A项,为电解池时,则Fe做阳极,CuSO4溶液做电解液;B项,为原电池时,负极Fe被氧化为Fe2+;C项,为电解池时,阳极为Fe放电;D项,为原电池时,负极为Fe,正极的金属活动性要比Fe的弱,CuSO4溶液为电解液。
答案C
14埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法正确的是(　　)
A.金属棒X的材料可能为铜
B.金属棒X的材料可能为钠
C.钢管附近土壤的pH可能会上升
D.这种方法称为外加电流的阴极保护法
解析图中没有外加电源,为牺牲阳极的阴极保护法,X的活泼性应大于铁的活泼性,但金属钠活泼性太强,能与土壤中的H2O直接反应,故A、B、D项说法错误;O2在钢管处得电子,发生还原反应:O2+2H2O+4e-4OH-,C项说法正确。
答案C
15下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A.由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅
B.增大压强可加快SO2转化为SO3的速率
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
答案B
16常温下,将一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号
c(HA)/(mol·L-1)
c(NaOH)/(mol·L-1)
混合溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH=a
乙
0.2
0.2
pH=9
丙
c1
0.2
pH=7
丁
0.2
0.1
pH<7
下列判断正确的是(　　)
A.a>9
B.在乙组混合液中由水电离出的c(OH-)=10-5 mol·L-1
C.c1=0.2
D.丁组混合液中:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
解析由乙组可判断出HA是弱酸。甲、乙组两种溶液均恰好完全反应,生成NaA,A-水解显碱性,甲组中NaA溶液浓度比乙组中的小,水解程度大,但由于浓度小,c(OH-)比乙组的小,所以7c(Na+),D项错误。
答案B
17K、Ka、KW分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数,下列判断正确的是(　　)
A.在500 ℃、20 MPa条件下,在5 L密闭容器中进行合成氨的反应,使用催化剂后K增大
B.室温下K(HCN)C.25 ℃时,pH均为4的盐酸和NH4I溶液中KW不相等
D.2SO2+O22SO3达平衡后,改变某一条件时K不变,SO2的转化率可能增大、减小或不变
解析化学平衡常数、水的离子积常数都只与温度有关,A、C项错误;电离平衡常数越大,酸性越强,越易电离,但电离度还与温度、浓度等有关,B项错误;D项因化学平衡常数不变,故改变的条件不是温度,SO2的转化率可能增大、减小或不变,D项正确。
答案D
18某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,则下列说法正确的是(　　)
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
解析分析图示可知:左侧两个烧杯的装置形成原电池,且Ⅰ为负极,Ⅱ为正极,而最右边的装置为电解池,因此,该装置中电子流向:电极Ⅰ→A→电极Ⅳ,则电流方向:电极Ⅳ→A→电极Ⅰ,A正确;在电极Ⅰ上发生氧化反应,B错误;电极Ⅱ的电极反应为Cu2++2e-Cu,有铜析出,C错误;电极Ⅲ为电解池的阳极,其电极反应为Cu-2e-Cu2+,D项错误。
答案A
二、非选择题(本题包括5小题,共46分)
19(8分)已知某反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=　　　　 kJ·mol-1(用含E1、E2的代数式表示),1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量　　　　(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。?
(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1和E2的变化是:E1　　　　　　,E2　　　　　　,ΔH　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。?
解析(1)从图像中看出反应物的能量低,产物的能量高,该反应一定为吸热反应。E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,E1与E2的差值就是该反应的焓变。(2)催化剂能通过降低化学反应的活化能来加快化学反应速率,对于可逆反应,催化剂能同时降低正反应和逆反应的活化能,但反应的焓变不会变化。
答案(1)吸热　E1-E2　一定低
(2)减小　减小　不变
20(10分)铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
(1)该温度下,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10 min后,生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为　。?
(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态:
①　;?
②　。?
(3)某些金属氧化物粉末和铝粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是　　　　。?
(4)写出氢氧化铝在水中发生碱式电离的电离方程式:
　;?
欲使上述体系中铝离子浓度增加,可加入的物质是　　　　　　　　　　。?
解析(1)
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
3 2
0.3 mol
则v(CO)==0.015 mol·L-1·min-1。
(2)如果CO(或CO2)的消耗速率和生成速率相等时,达到化学平衡状态;或某一气体浓度保持不变,也说明达到平衡状态。
(3)铝热反应非常剧烈,温度越高,反应速率越大。
(4)Al(OH)3溶液中存在平衡Al(OH)3Al3++3OH-,减少c(OH-)可使平衡右移,c(Al3+)增加,如加酸。
答案(1)0.015 mol·L-1·min-1
(2)①CO(或CO2)的消耗速率和生成速率相等
②CO(或CO2)的质量不再改变(其他合理答案也可)
(3)b　(4)Al(OH)3Al3++3OH-　盐酸(或其他合理答案也可)
21(10分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:
(1)NaClO2的化学名称为　　　　　　。?
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3 mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子
S
S
N
N
Cl-
c/(mol·L-1)
8.35×10-4
6.87×10-6
1.5×10-4
1.2×10-5
3.4×10-3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　。增加压强,NO的转化率　　　　(填“提高”“不变”或“降低”)。?
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。?
③由实验结果可知,脱硫反应速率　　　　脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是　。?
(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是?
　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH-(aq)S(aq)+H2O(l)　ΔH1
ClO-(aq)+S(aq)S(aq)+Cl-(aq)　ΔH2
CaSO4(s)Ca2+(aq)+S(aq)　ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=　　　　　　　　　。?
解析(2)①NaClO2具有氧化性,可将NO氧化为N,自身被还原为Cl-,故脱硝时主要反应的离子方程式为3Cl+4NO+4OH-4N+2H2O+3Cl-;加压可增大NO溶解度且使反应向右进行的程度增大,NO的转化率提高。
②脱硝反应3Cl+4NO+4OH-4N+2H2O+3Cl-,脱硫反应4OH-+Cl+2SO22S+Cl-+2H2O,两反应均消耗OH-,故随着反应进行c(OH-)减小,c(H+)增大,pH减小。
③由表格中数据可知c(S)>c(N),故脱硫速率大于脱硝速率,可能的原因有SO2、NO初始浓度不同,SO2、NO在水中溶解度不同,NO、SO2还原性强弱不同,反应物的活化能越大,反应速率越慢,故还可能是脱硝反应活化能较高等。
(3)①采用Ca(ClO)2,在脱硫反应中会生成CaSO4沉淀,使c(S)减小,平衡正向移动,SO2转化率提高。
②按题中反应方程式先后顺序,编序号为①②③,根据盖斯定律,将反应①+②-③即可得目标反应,故ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
答案(1)亚氯酸钠
(2)①4NO+3Cl+4OH-4N+2H2O+3Cl-　提高　②减小　③大于　NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高
(3)①形成CaSO4沉淀,使平衡向产物方向移动,SO2转化率提高　②ΔH1+ΔH2-ΔH3
22(10分)如图是以铅蓄电池为电源,模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。
已知:铅蓄电池在放电时发生下列电极反应:
负极Pb+S-2e-PbSO4
正极PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O
(1)请写出电解饱和食盐水的化学方程式　。?
(2)若在电解池中C极一侧滴酚酞溶液,电解一段时间后未呈红色,说明铅蓄电池的A极为　　　　极。?
(3)用铅蓄电池电解1 L饱和食盐水(食盐水足量、密度为1.15 g·cm-3)时,
①若收集到11.2 L(标准状况下)氯气,则至少转移电子　　　　 mol。?
②若铅蓄电池消耗H2SO4 2 mol,则可收集到H2的体积(标准状况下)为　　　　 L。?
③若消耗硫酸a mol,电解后除去隔膜,所得溶液中NaOH的质量分数表达式为(假设氯气全部排出)　　　　　　　　　　　　(用含a的代数式表示)。?
解析(1)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(2)C极一侧滴酚酞溶液不变红色,说明该极无OH-生成,C极是阳极,故A是正极。
(3)标准状况下11.2 L Cl2的物质的量是0.5 mol,每生成1 mol Cl2转移2 mol e-,故至少转移1 mol e-;铅蓄电池放电的总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,每消耗2 mol H2SO4,转移2 mol e-,可生成1 mol H2,标准状况时,H2的体积为22.4 L;消耗a mol H2SO4,转移a mol电子,生成H2、Cl2、NaOH的物质的量分别为 mol、 mol、a mol,故w(NaOH)=×100%。
答案(1)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑　(2)正　(3)①1　②22.4　③×100%
23(8分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HC占95%,写出CO2溶于水产生HC的方程式:　。?
(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O,用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:
　+　　?(CH2O)x+x18O2+xH2O?
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法:
①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x mol·L-1 HCl溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度=　　　 mol·L-1。?
解析(1)CO2溶于水生成二元弱酸碳酸,碳酸电离出碳酸氢根和氢离子:CO2+H2OH2CO3、H2CO3H++HC。
(2)①根据示意图可知碳酸氢根与钙离子结合生成碳酸钙和CO2,则根据原子守恒可知还有水生成,离子方程式为2HC+Ca2+CO2↑+CaCO3↓+H2O。
②在光合作用中产生的氧气来自于水,因此反应为xCO2+2xO(CH2O)x+x18O2+xH2O。
(3)①根据实验原理可知装置的作用之一是酸化,其次还需要将CO2吹出,在酸化过程中要选择难挥发性的酸,因此选择酸化的试剂为稀硫酸。
②根据化学方程式可知,在滴定过程中存在守恒关系:HC~H+,则n(H+)=xy×10-3 mol,溶液的体积V=0.001z L,所以根据c=可知c= mol·L-1。
答案(1)CO2+H2OH2CO3、H2CO3H++HC
(2)①2HC+Ca2+CO2↑+CaCO3↓+H2O
②xCO2　2xO　(3)①　②