山东省泰安肥城安站二中2020-2021学年高二上学期期中考试化学试题 含答案

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名称 山东省泰安肥城安站二中2020-2021学年高二上学期期中考试化学试题 含答案
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2021-01-03 20:37:52

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山东泰安2020-2021学年高二化学上学期期中试题(含解析)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64 Ba-127 Fe-56 K-39 Cu-64 Ag-108
第I卷(选择题共60分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 某温度下,在体积一定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) △H<0,下列说法正确的是
A. 当2v(H2) =3v(NH3)时,反应达到平衡状态
B. 一段时间后,混合气体密度不变,反应达到平衡状态
C. 平衡后再充入NH3,达到新平衡时,NH3的百分含量变小
D. 若反应前充入的N2与H2物质的量相等,达平衡时H2的转化率比N2的高
2. 已知室温时,0.1mol·L-1某一元酸HA的电离平衡常数约为1×10-7,下列叙述错误的是( )
A. 该溶液的pH=4
B. 此溶液中,HA约有0.1%发生电离
C. 加水稀释,HA的电离平衡向右移动,HA的电离平衡常数增大
D. 由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
3. 下表中物质的分类组合完全正确的是( )
选项 A B C D
强电解质 KNO3 H2SO4 BaSO4 HClO4
弱电解质 CH3COONa CaCO3 H2CO3 NH3?H2O
非电解质 SO2 CS2 H2O C2H5OH
A. A B. B C. C D. D
4. 时,水的离子积,则在时,的溶液( )
A. 呈酸性 B. 呈中性 C. 呈碱性 D. 无法判断
5. 氢离子浓度和体积都相同的醋酸和硫酸,分别跟足量的碳酸氢钠溶液反应,在相同条件下,放出二氧化碳气体的体积是( )
A. 一样多 B. 醋酸比硫酸多 C. 硫酸比醋酸多 D. 无法比较
6. 下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A. 氢气与氮气能够缓慢地反应生成氨气,使用合适的催化剂可以提高化学反应速率
B. 等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同浓度的盐酸反应,反应速率相等
C. 用铁片与硫酸制备氢气时,浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D. 增大反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的压强,反应速率不变
7. 物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液,pH值依次是8、9、10,则HX,HY,HZ的酸性由强到弱的顺序是
A. HY、HX、HZ B. HZ、HY、HX C. HX、HY、HZ D. HY、HZ、HX
8. 高炉炼铁的主要反应为:CO(g)+Fe2O3(s)CO2(g)+Fe(s) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ 1000 1150 1300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
下列说法正确的是
A. 增加Fe2O3固体可以提高CO的转化率
B. 该反应的ΔH<0
C. 减小容器体积既能提高反应速率又能提高平衡转化率
D. 容器内气体密度恒定时,不能标志反应达到平衡状态
9. 下列过程或现象与盐类水解无关的是
A. 将FeCl3溶于盐酸配制FeCl3溶液
B. 加热稀醋酸溶液其pH降低
C. 用低浓度铁盐溶液获得纳米氧化铁
D. 小苏打溶液与AlCl3溶液混合产生气体和沉淀
10. 反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的容器中进行反应,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(  )
A. 将容器的体积缩小一半 B. 增加C的量
C. 保持体积不变,升高温度 D. 压强不变,充入N2使体积增大
11. 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列有关叙述中不正确的是
A. 溴化银是一种重要的感光材料,是胶卷中必不可少的成分
B. 交通警察用经硫酸酸化处理的三氧化铬硅胶检查司机是否酒驾
C. 用K2FeO4取代Cl2处理饮用水,可杀菌消毒,但不能沉降水中的悬浮物
D. 废旧电池含有重金属,易造成水体污染和土壤污染,不能随意丢弃,要分类回收并利用
12. 下列热化学方程式书写正确的是(△H的绝对值均正确)( )
A. 2NO2=O2+2NO =+116kJ/mol(反应热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)=+57.3kJ/mol(中和热)
C. C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) =-1367.0kJ/mol(燃烧热)
D. S(s)+O2(g)=SO2(g) =-296.8kJ/mol(反应热)
13. 化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是(  )
A. 化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂
B. 铝热反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低
C. 图I所示的装置能将化学能转变为电能
D. 图II所示的反应为放热反应
14. 下列说法正确的是( )
A. 向Mg(OH)2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液,沉淀溶解,其离子方程式为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
B. 室温时0.1mol·L-1的HF溶液的pH=2,则Ka的数值大约是0.001mol·L-1
C. 为充分利用原料,氯碱工业中,将阳极室的饱和氯化钠溶液电解的产物水导出
D. 电解精炼铜的阳极反应式为:Cu2++2e-=Cu
15. 已知4NH3+5O2=4NO+6H2O(g),若反应速率分别是v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位:mol?L-1?min-1)。下列关系正确的是
A. v(NH3)=v(O2) B. v(O2)=v(H2O)
C. v(NH3)=v(H2O) D. v(O2)=v(NO)
二、选择题(本题包括10个小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个或两个选项符合题意,选全对得3分,选对但不全得1分,选错不得分。)
16. 如图是Fe和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下,其中正确的是( )
①Fe为正极,Cu为负极; ②H+向铁电极移动;③电子是由Fe经外电路流向Cu;④内电路电流由铁电极流向铜电极;⑤若有1mol电子流过导线,则产生的为;⑥负极的电极反应式为。
A. ③④ B. ③⑤ C. ③④⑤ D. ③④⑥
17. 下列说法正确的是(  )
A. 钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
B. 原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀
C. 钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同,引起的正极反应不同
D. 无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化
18. 在Na2S溶液中,下列关系式中错误的是
A. c(Na+)+c([H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
B. c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
C. c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
D. c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
19. 锂~碘电池可用来为心脏起搏器提供能源,其电池反应可简化为:2Li + I2 = 2LiI。下列有关说法正确的是
A. I2发生氧化反应 B. 碘电极为该电池的正极
C. 正极反应为:Li –= Li+ D. 该电池放电时化学能转化为电能
20. 已知下列两个反应中:
4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H= -Q1 kJ/mol
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H= -Q2 kJ/mol
且Q1>Q2,则不正确的是( )
A. 燃烧白磷放出的能量比燃烧红磷放出的能量多
B. 白磷转化为红磷是属于放热反应
C. 白磷和红磷互为同素异形体
D. 等质量的白磷和红磷,白磷含有的能量比红磷的低
21. 向某恒容密闭容器中通入N2和H2,在500 ℃时,使反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是
A. 反应在c点达到平衡状态
B. △t1=△t2时,N2的转化量:a~b段小于b~c段
C. C点反应放出的热量达到最大
D. 反应物浓度:a点小于b点
22. 下列叙述中一定正确的是
A. 0.1 mol/L的CH3COOH溶液中,由水电离出的c(H+)为10-13 mol/L
B. pH=2与pH=1的CH3COOH溶液中c(H+)之比为1︰10
C. 仅含有Na+、H+、OH-、CH3COO-四种离子的某溶液中可能存在: c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D. 1.0 mol/LNa2CO3溶液:c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3)
23. 锌-空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源,放电时Zn转化为ZnO。则该电池放电时下列说法正确的是( )
A. 将电能转化为化学能 B. 电子由Zn电极经导线流向石墨电极
C. 氧气在石墨电极上发生氧化反应 D. 该电池放电时OH-向石墨电极移动
24. 25℃时将pH=9的Ba(OH)2溶液加水稀释到500倍,则稀释后的c平(Ba2+)与c平(H+)的比值为( )
A. B. C. D.
25. 合成氨反应在不同温度、不同压强()下达到平衡状态时,混合物中的体积分数随温度变化的曲线应为( )
A. B. C. D.
第Ⅱ卷(非选择题共40分)
三、填空题
26. 按要求回答下列问题:
I.已知:N2(g)和O2(g)反应生成NO((g)过程中的能量变化情况如下
则气体NO分解为氮气和氧气热化学方程式为____________________>
Ⅱ.根据下图填空:
(1)图1为含有少量Zn杂质的粗银电解精炼银的示意图,则
①_______(填“a”或“b")极为含有杂质的粗银。
②电解一段时间后电解液中c(Ag+)浓度______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为_______________。
(2)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图2所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是_______________。
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
(3)甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛进行含量检测及污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图3所示,则b极是_________极。当电路中转移4×10-4mol电子时,传感.器内参加反应的甲醛(HCHO)质量为_______________。
27. 随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重,如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一。利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去NO的主要反应如下:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)△H<0
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中按照n(NH3)︰n(NO)=2︰3充入反应物,发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是__。
A.c(NH3)︰c(NO)=2︰3 B.n(NH3)︰n(N2)不变
C.容器内压强不变 D.容器内混合气体的密度不变
E.1molN—H键断裂的同时,生成1molO—H键
(2)某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入2L密闭容器中,在Ag2O催化剂表面发生上述反应,NO的转化率随温度变化的情况如图所示。
①在5min内,温度从420K升高到580K,此时段内NO的平均反应速率v(NO)=__;
②在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是__。
28. 25℃,几种酸的电离平衡常数如表。
化学式 CH3COOH H2CO3 HCN HClO H2SO3
电离常数 1.8×10-5 K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11 5×10-10 3.0×10-8 K1=2×10-2
K2=1×10-7
(1)物质的量浓度均为0.1mol/L的四种溶液:a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3,pH由大到小的顺序为__(用编号填写)。
(2)根据上表数据判断,下列离子方程式错误的是__。
A.CO2(过量)+H2O+ClO-=HCO+HClO
B.SO2(过量)+H2O+ClO-=HSO+HClO
C.CO2(少量)+H2O+CN-= HCO+HCN
D.SO2(少量)+H2O+CN-=HSO+HCN
E.SO2(少量)+2CO+H2O=SO+2HCO
F.2SO2(过量)+CO+H2O=2HSO+CO2↑
(3)0.10mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为__。
(4)25℃时,NaCN与HCN的混合溶液,若c(CN-)=c(HCN),则溶液中pH=_(已知lg2=0.3,lg5=0.7)。
(5)25℃时,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将__(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)25℃时,在pH=7的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,c(Na+)-c(CH3COO-)=___。
(7)同浓度下列溶液中A.NH4ClB.NH4HSO4C.NH4NO3D.NH4HCO3E.NH3·H2OF.(NH4)2CO3,c平(NH)由大到小排序___(填序号)
四、计算题
29. 把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(s)+xD(g),经5min达到平衡,此时生成2molC,测得D的平均反应速率为0.15mol·(L·min)-1,
求:(1)B的转化率___;
(2)x的值___;
(3)平衡时压强与初始时压强之比___。
要求:列三段式求值。
答案解析
1. 【答案】D.【解析】【详解】A.化学反应速率与化学计量数成正比,因此,无论反应是否平衡,始终有2v(H2)=3v(NH3),则2v(H2) =3v(NH3)不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.反应在恒容容器中进行,根据质量守恒,反应前后气体总质量不变,则混合气体的密度始终不变,当密度不变时,不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.平衡后再充入NH3,平衡正向移动,但根据勒夏特列原理只能削弱不能抵消可知,达到新平衡时,NH3的百分含量变大,C错误;
D.若反应前充入的N2与H2物质的量相等,N2过量,因此达平衡时H2的转化率比N2的高,D正确;
答案选D。
2. 【答案】C.【解析】【详解】A.,则=K=1×10-7,因c很小,故0.1-c可看作0.1,解得c=1×10-4 mol·L-1,所以pH=4,故A正确;
B.HA有×100%=0.1%发生电离,故B项正确;
C.电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数不变,C项错误;
D.溶液中的c(H+) =1×10-4 mol·L-1,包括HA电离出来的H+和水电离出来的H+,溶液中的OH-全部来自于水,故由水电离的OH-就是溶液中的OH-,溶液中c(OH-) =1×10-10mol·L-1,所以由水电离出的c(H+)约为1×10-10mol·L-1,忽略由水电离的H+,由HA电离出的c(H+) ≈1×10-4 mol·L-1,为水电离出的c(H+)的106倍,D项正确;
故选C
3. 【答案】D.【解析】【详解】A、KNO3在水中能完全电离,所以是强电解质,CH3COONH4在水中能完全电离,所以是强电解质,SO2自身不能电离,是非电解质,故A错误;
B、H2SO4在水中能完全电离,所以是强电解质,溶于水的碳酸钙能完全电离,所以属于强电解质,CS2不能发生电离,是非电解质,故B错误;
C、溶于水的BaSO4能完全电离,所以BaSO4是强电解质,H2CO3在水中能部分电离,所以是弱电解质,H2O部分电离,是弱电解质,故C错误;
D、HClO4在水中能完全电离,所以是强电解质,NH3·H2O部分电离,是弱电解质,C2H5OH在水溶液中不能发生电离,所以是非电解质,故D错误;
故选A。
4.【答案】C.【解析】【详解】由可得,,,溶液呈碱性。答案选C。
5.【答案】B.【解析】【详解】氢离子与碳酸氢钠反应生成CO2的离子反应为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O,产生的CO2的体积与H+的物质的量有关,氢离子浓度和体积都相同的硫酸和醋酸已经电离的n(H+)是相等的,但随着CO2的不断生成,醋酸还能继续电离出H+,而硫酸不会增加H+,故当碳酸氢钠溶液足量时,醋酸产生的CO2肯定比硫酸多;
答案选B。
6. 【答案】A.【解析】【详解】A. 加入催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,故A正确;
B. 锌粉表面积较大,反应速率较大,故B错误;
C. 浓硫酸与铁反应不生成氢气,故C错误;
D. 增大压强,气体的浓度增大,反应速率增大,故D错误;
正确答案是A。
【点睛】本题考查反应速率的影响因素,为高频考点,侧重于学生的分析能力和基本理论知识的理解和运用的考查,注意相关基础知识的积累,把握影响反应速率的因素和影响原因。
7.【答案】C.【解析】【详解】相同浓度时,酸的酸性越强,其酸根离子的水解程度越小,相同浓度钠盐溶液的pH越小。因此,相同条件下的钠盐溶液,溶液的pH越大的其相应酸的酸性越弱。根据题意知,NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH值依次为8、9、10,则这三种酸的酸性强弱顺序是HX>HY>HZ,故选C。
8. 【答案】B.【解析】【详解】A.Fe2O3是固体,增加固体的量平衡不移动,不会提高CO的转化率,A项错误;
B.根据表格提供的数据,升高温度,K值减小,所以该反应为放热反应,则ΔH<0,B项正确;
C.该反应是气体体积不发生变化的可逆反应,所以减小容器的体积,平衡不移动,所以不会提高平衡转化率,C项错误;
D.根据p=m/V,体积不变,随着反应的进行,气体的质量发生变化,即气体的密度发生变化,当气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态,D项错误;
答案选B。
9. 【答案】B.【解析】【详解】A.氯化铁水解显酸性,加入盐酸,抑制水解,所以与水解有关,不选A;
B.醋酸是弱酸,存在电离平衡,没有水解,所以选B;
C.铁离子水解生成氢氧化铁,降低浓度,水解程度增大,所以与水解有关,不选C;
D.小苏打是碳酸氢钠,与氯化铝反应,是双水解反应,与水解有关,不选D。
故选B。
10. 【答案】B.【解析】【详解】A. 将容器的体积缩小一半,气体浓度增大,反应速率增大,A错误;
B. C为固体,对反应速率没有影响,B正确;
C. 保持体积不变,升高温度,则反应速率加快,C错误;
D. 保持压强不变,充入N2使容器体积变大,参加反应的气体的浓度减小,反应速率减小,D错误;故答案为:B。
11.【答案】C.【解析】【详解】A.AgBr见光易分解,是重要感光材料,是胶卷中必不可少的成分,A正确;
B.CrO3变为绿色的Cr2(SO4)3化合价降低,将乙醇氧化,利用了乙醇的还原性,B正确;
C.高铁酸钾具有强氧化性,所以能杀菌消毒,还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,所以能吸附悬浮物而达到净水目的,C错误;
D.电池中的重金属盐和电解质都可污染环境,深埋处理会污染土壤,不能随其丢弃,应集中回收,D正确。
答案选C。
【点睛】注意净水与杀菌消毒的区别,净水利用的是胶体的表面积大吸附能力强,能吸附悬浮物而达到净水,杀菌消毒利用的是强氧化性,发生的是氧化还原反应,二者有本质的区别。
12.【答案】D.【解析】【详解】A.热化学方程式中,需注明每一物质的聚集状态,A错误;
B.中和反应是放热反应,<0,B错误;
C.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(水为液态水)时的反应热,C错误;
D.该反应式表示1mol固体硫燃烧生成1mol二氧化硫气体放出296.8kJ的热量,D正确;
故答案为:D。
13. 【答案】D.【解析】【详解】A.化学反应时断键要吸收能量,成键要放出能量,所以化学反应中能量变化主要原因是化学键的断裂与生成,故A错误;
B.铝热反应是放热反应,反应物的总能量应大于生成物的总能量,故B错误;
C.没有形成闭合回路,不能形成原电池,不能将化学能转化为电能,故C错误;
D.图示中反应物的总能量大于生成物总能量,此反应是放热反应,故D正确;
答案选D。
14. 【答案】B.【解析】【详解】A.向Mg(OH)2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液,沉淀溶解,其离子方程式为Mg(OH)2+2NH=Mg2++2NH3·H2O,故A错误;
B.室温时0.1mol·L-1的HF溶液的pH=2,则c(H+)=10-2mol/L,则Ka=mol·L-1,故B正确;
C.为充分利用原料,氯碱工业中,将阳极室反应后的溶液为浓度较小的氯化钠溶液导出,不是纯水,故C错误;
D.电解精炼铜的阳极发生氧化反应,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,故D错误;
故选B。
15. 【答案】D.【解析】【详解】对于同一反应,在相同条件下,不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比。
A.v(NH3)与 v(O2)的关系应为5v(NH3)=4v(O2),则v(NH3)=v(O2),故A错误;
B.v(O2)与v(H2O)的关系应为6v(O2)=5v(H2O),v(O2)=v(H2O),故B错误;
C.v(NH3)与v(H2O)关系应为3v(NH3)=2v(H2O),v(NH3)=v(H2O),故C错误;
D.5v(O2)与v(NO)的关系应为4v(O2)=5v(NO),v(O2)=v(NO),故D正确;
答案选D。
16. 【答案】A
【解析】原电池中,Fe作负极,电极反应式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,电子由负极流向正极,阳离子向正极移动,以此来解答。
【详解】①Fe为负极,Cu为正极,故①错误;②H+向正极移动,故②错误;③电子由Fe电极流向Cu电极,故③正确;④内电路电流由铁电极流向铜电极,故④正确;⑤由可知,有1mol电子流向导线,产生氢气,未告知是否在标况下,不能计算氢气的体积,故⑤错误;⑥负极反应式为,故⑥错误;正确的有③④,故选A。
17. 【答案】CD
【解析】考点:考查金属的腐蚀与防护,原电池的工作原理。
【详解】A. 不锈钢属于合金,耐腐蚀,A项错误;
B.可以采用牺牲另外的金属保护要被保护的目标金属,即牺牲阳极的阴极保护法,B项错误;
C.在不同性质的介质中,钢铁会发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀,析氢腐蚀和吸氧腐蚀是由于水膜酸性不同,正极反应式则不同,C项正确;
D.金属的腐蚀就是金属失电子被氧化的过程,因此D正确;
答案选CD。
18. 【答案】A
【解析】依据盐类水解的特点、电荷守恒、物料守恒以及质子守恒分析解答。
【详解】A、电荷不守恒,正确的关系式应为c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),A错误;
B、根据物料守恒可知溶液中c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),B正确;
C、根据质子守恒可知溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),C正确;
D、硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解溶液显碱性,由于分步水解且水解程度减弱,因此溶液中c(S2-)>c(OH-)>c(HS-),D正确。
答案选A。
19. 【答案】BD
【解析】【详解】A.碘元素的化合价由0价降低到-1价,I2发生还原反应,A错误;
B.I2发生还原反应,碘电极为电池的正极,B正确;
C.正极反应为:I2+2e-=2I-,C错误;
D.该电池放电时,化学能转化为电能,D正确;
答案选BD
20. 【答案】AD
【解析】【详解】A、Q1>Q2,相同物质的量的白磷和红磷燃烧,白磷放热多,不知道白磷和红磷的物质的量的多少,无法确定其燃烧放热多少,故A错误;
B、Q1>Q2,相同物质的量的白磷和红磷燃烧,白磷放热多,说明相同物质的量的红磷能量比白磷低,白磷转化为红磷属于放热反应,故B正确;
C、白磷和红磷互为同素异形体,故C正确;
D、Q1>Q2,相同物质的量的白磷和红磷燃烧,白磷放热多,说明相同物质的量的红磷能量比白磷低,故D错误;
故选AD。
21.【答案】B
【解析】【详解】A、化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变,其实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率显然还在改变,故一定未达平衡,A错误;
B、随着反应的进行,正反应速率越快,消耗的氮气就越多,则氮气的转化量将逐渐增大,B正确;
C、从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,C点不是平衡状态,则C点反应放出的热量没有达到最大,C错误;
D、a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小,D错误;
答案选B。
22. 【答案】BD
【解析】【详解】A. 醋酸是一元弱酸,部分电离,存在电离平衡,所以醋酸电离产生的H+浓度小于0.1 mol/L,但溶液温度不确定,因此不能确定水电离出的c(H+)浓度大小,A错误;
B. pH=2的醋酸溶液,c(H+)=0.01 mol/L,pH=1的CH3COOH溶液,c(H+)=0.1 mol/L,故两种溶液中c(H+)之比为=0.01 mol/L0.1 mol/L=1︰10,B正确;
C. 仅含有Na+、H+、OH-、CH3COO-四种离子的某溶液,根据电荷守恒,溶液中不可能存在c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-),C错误;
D. 在1.0 mol/LNa2CO3溶液中,根据质子守恒,可得c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3),D正确;
故合理选项是BD。
23. 【答案】B
【解析】放电时Zn转化为ZnO发生氧化反应,所以Zn电极为电池负极,石墨电极为电池正极。
【详解】A.原电池可将化学能转化成电能,故A错误;
B.电子由负极移向正极,所以电子由Zn电极经导线流向石墨电极,故B正确;
C.氧气在正极,所以氧气在石墨电极上发生还原反应,故C错误;
D.原电池工作时,溶液中的阴离子向负极移动,即OH-向Zn极移动,故D错误;
故答案为B。
【点睛】原电池中负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,电子沿导线由负极流向正极,电流方向与电子流向相反,电子不能在电解质溶液中移动,电解质溶液中阳离子流向正极,阴离子流向负极。
24.【答案】B
【解析】【详解】pH为9的溶液中氢离子浓度为c(H+)=1×10-9mol/L,c(OH-)=1×10-5mol/L,钡离子的浓度为c(Ba2+)=c(OH-)=×1×10-5mol/L,溶液稀释500倍后,溶液接近中性,c(H+)无限接近1×10-7mol/L,而钡离子浓度为c(Ba2+)=×1×10-5mol/L×=1×10-8mol/L,所以稀释后溶液中c平(Ba2+)与c平(H+)的比值近似为=。
故选B。
25.【答案】C
【解析】【详解】合成氨反应是放热反应,压强不变时,升高温度,平衡逆向移动,减小;画一条与y轴相平的平行线,温度不变时,增大压强,平衡正向移动,增大,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
三、填空题
26.【答案】 (1). 2NO(g)=N2(g)+O2(g)△H=-180kJ/mol (2). a (3). 偏小 (4). +e-+2H+=NO2↑+H2O(或+3e-+4H+=NO↑+2H2O) (5). AC (6). 负 (7). 3mg
【解析】I. 按图示信息,计算△H=反应物总键能?生成物总键能,书写相应的热化学方程式即可;
Ⅱ. 电解池中,与电源正极相连的电极是阳极,阳极上失去电子发生氧化反应,电子从阳极流出,电子沿着导线流向电源正极,与电源负极相连的电极是阴极,电源负极上电子流出,电子沿着导线流向电解池的阴极,阴极极上氧化剂得到电子发生还原反应,内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极;电解精炼时,不纯的金属作阳极、纯净的金属作阴极;原电池中,还原剂在负极失去电子发生氧化反应,电子从负极流出,电子沿着导线流向正极,正极上氧化剂得到电子发生还原反应,内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极,原电池原理发生金属腐蚀时,极弱酸性、中性和碱性环境发生吸氧腐蚀,电化学反应时,电极上电子数守恒,据此分析回答;
【详解】I. N2(g)+O2(g)═2NO(g)的反应热△H=946kJ/mol+498kJ/mol?2×632kJ/mol=+180kJ/mol,则气体NO分解为氮气和氧气的热化学方程式为2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-180kJ/mol ;
Ⅱ. (1)①电解精炼时,粗银做阳极,所以粗银是a极;②阳极粗银中活泼的锌优先放电,而阴极银离子放电,在得失电子守恒的条件下,溶液中银离子的物质的量浓度就变小;
③b电极是阴极,发生还原反应,生成了红棕色气体是NO2,可能是电极上直接产生的,也可能是NO转变而来的,故电极反应为:+e-+2H+=NO2↑+H2O(或+3e-+4H+=NO↑+2H2O);
(2)A. 该装置中发生吸氧腐蚀,Fe作负极,Fe失电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe?2e?═Fe2+,故A正确;
B. 铁腐蚀过程发生电化学反应,部分化学能转化为电能,放热,所以还存在化学能转化为热能的变化,故B错误;
C. Fe、C和电解质溶液构成原电池,Fe易失电子被腐蚀,加速Fe的腐蚀,故C正确;
D. 弱酸性或中性条件下铁腐蚀吸氧腐蚀,水代替NaCl溶液,溶液仍然呈中性,Fe发生吸氧腐蚀,故D错误;故正确的是AC;
(3)由装置图可知,HCHO失电子被氧化生成CO2,则b为负极,电极反应式为,当电路中转移4×10?4mol电子时,消耗HCHO的物质的量为1×10?4mol,则HCHO质量为1×10?4mol×30g/mol=3mg。
【点睛】本题考查热化学方程式的书写、原电池原理和电解原理及其综合应用,运用建模思想解题,故掌握基础知识、建立模型是解题关键。
27. 【答案】 (1). AE (2). 0.171mol?L-1?min-1 (3). 平衡逆向移动(或氨气被氧化为NO)
【解析】【详解】(1)A项,根据方程式可知氦气与一氧化氮按2:3反应,且按n(NH3):n(NO)=2:3充入反应物,所以任意时刻都满足c(NH3):c(NO)=2:3,故A项错误;
B项,反应正向移动时氨气的物质的量减小,氮气的物质的量增多,所以n(NH3):n(N2)会变,当该值不再变化时说明反应达到平衡,故B项正确;
C项,平衡正向移动压强减小,逆向移动压强增大,所以压强不变时反应达到平衡,故C项正确;
D项,生成物中有液态水,所以平衡正向移动时气体的总质量减小,但总体积不变,所以密度会减小,所以当混合气体密度不变时能说明反应平衡,故D项正确;
E项,1molN一H键断裂即消耗mol氨气,则生成mol水,形成1molO-H键,描述都是正反应速率,不能判定反应是否达到平衡状态,故E项错误;
所以不能判断该反应达到平衡状态的是:AE;
(2)①420K时一氧化氮的转化率为2%,此时消耗的n(NO)=3mol×2%=0.06mol,580K时一氧化氮的转化率为59%,此时消耗的n(NO)=3mol×59%=1.7mol,此时段内一氧化氮的变化量为1.77mol-0.06mol=1.71mol,容器的体积为2L,所以反应速率=0.171mol?L-1?min-1,故答案为:0.171mol?L-1?min-1;
②根据图像可知:在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低,由于该反应为放热反应,所以温度升高,NH3与NO反应的平衡向逆反应方向移动,导致NO转化率降低,也可能为温度升高发生了副反应4NH3+7O2=4NO2+6H2O或催化剂活性降低,都有可能导致NO转化率降低,故答案为:平衡逆向移动(或氨气被氧化为NO);
28. 【答案】 (1). b>c>d>a (2). BD (3). c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+) (4). 9.3 (5). 增大 (6). 0 (7). F>B>A=C>D>E
【解析】【详解】(1)根据酸的电离平衡常数得到酸性强弱为:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,根据越弱越水解的原理,得到碱性为:Na2CO3>NaClO>NaHCO3>CH3COONa,所以pH顺序为:b>c>d>a,故答案为:b>c>d>a;
(2)根据酸的电离平衡常数得到酸性强弱为:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HSO>HClO>HCN>HCO,方程式应该符合强酸制弱酸的原则。
A.因为酸性强弱为H2CO3>HClO,所以CO2(过量)+H2O+ClO-=HCO+HClO可以发生,故A正确;
B.次氯酸跟具有强氧化性,会和二氧化硫发生氧化还原反应,不能生成亚硫酸氢根,故B错误;
C.因为酸性强弱为H2CO3>HCN,所以CO2(少量)+H2O+CN-= HCO+HCN可以发生,故C正确;
D.少量的二氧化硫只能生成亚硫酸根,故D错误;
E. 因为酸性强弱为H2SO3>HCO,所以SO2(少量)+2CO+H2O=SO+2HCO可以发生,故E正确;
F. 因为酸性强弱为H2SO3>H2CO3,所以2SO2(过量)+CO+H2O=2HSO+CO2↑可以发生,故F正确;
故选:BD。
(3)0.10mol·L-1Na2SO3溶液中,钠离子浓度最大,其次是亚硫酸根。亚硫酸根水解应该得到等量的亚硫酸氢根和氢氧根离子,但是亚硫酸氢根离子还要水解为亚硫酸和氢氧根离子,所以氢氧根离子浓度大于亚硫酸氢根,最后又有微量氢离子,故答案为:c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+);
(4)HCN的电离平衡常数K==5×10-10,若c(CN-)=c(HCN),则C(H+)=K=5×10-10 mol·L-1,pH=-lg(5×10-10)=10-lg2=9.3,故答案为:9.3;
(5)若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,反应为HSO+I2+H2O= SO+2I-+3H+,生成的氢离子发生如下反应:HSO+ H+= H2SO3,所以c(H2SO3)增大,c(HSO)小,得到增大,故答案为:增大;
(6)25℃时,在pH=7的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-),所以c(Na+)-c(CH3COO-)= c(H+)-c(OH-)=0,故答案为:0;
(7)物质的量浓度相等的铵盐溶液中,c(NH)与铵根离子的系数成正比,系数越大其c(NH)越大,所以(NH4)2CO3中铵根的浓度最大,相同系数的铵盐,铵根离子水解程度越大,溶液中c(NH)越小,NH4HSO4中氢离子抑制铵根离子水解,NH4HCO3中碳酸氢根促进铵根离子水解,所以铵根离子浓度大小顺序是B>A=C>D,NH3·H2O为弱电解质,部分电离,c(NH)最小,所以c平(NH)由大到小排序为F>B>A=C>D>E,故答案为:F>B>A=C>D>E;
四、计算题
29. 【答案】 (1). 20% (2). 3 (3).
【解析】【详解】根据题目信息,列出三段式:
(1)B的转化率==20%,故答案为:20%;
(2)D的物质的量为n(D)= 0.15mol·(L·min)-1×5min×4L=3mol,根据物质的量之比等于化学计量数之比,2:x=2:3,计算得出x=3,故答案为:3;
(3)平衡时总的气体的物质的量为3+4+x=10mol,起始时总的气体的物质的量为11mol,根据阿伏伽德罗定律及其推论,在同温同压下,压强之比等于物质的量之比,所以平衡时压强与初始时压强之比,故答案为:。
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