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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年人教五四新版選修4化學(xué)下冊月考試卷960考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共8題,共16分)1、關(guān)于熱化學(xué)方程式CO(g)+O2(g)=CO2(g)H=-283kJmol-1,下列說法正確的是A.一氧化碳和氧氣反應(yīng)放出283kJ熱量B.1molCO和0.5molO2反應(yīng)生成1molCO2吸收283kJ熱量C.2molCO(g)和1molO2(g)反應(yīng)生成2molCO2(g)時放出566kJ熱量D.1個CO分子和0.5個O2分子反應(yīng)吸收283kJ熱量2、根據(jù)熱化學(xué)方程式S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-297.23kJ·mol-1,說法正確的是A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.S與O2反應(yīng)的反應(yīng)熱是297.23kJC.1molSO2(g)的總能量小于1molS(s)和1molO2(g)能量總和D.1molSO2(g)的總能量大于1molS(s)和1molO2(g)能量總和3、一定條件下,在一個體積可變的密閉容器中充入2mol的氣體A和1mol的氣體B發(fā)生反應(yīng):時刻反應(yīng)達到平衡,并測得C在容器中的體積分數(shù)為時刻改變某一條件(其他條件不變),C在容器中的體積分數(shù)的變化如圖所示,則時刻改變的條件是。
A.加入1mol氮氣B.加入1molCC.增大壓強D.升高溫度4、某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g)2C(g);達到平衡后,只改變反應(yīng)的一個條件,測得容器中物質(zhì)的濃度;反應(yīng)速率隨時間變化如下圖所示。下列說法中正確的是。
A.第8min末A的反應(yīng)速率為0.08mol·L-1·min-1B.在0-54分鐘的反應(yīng)過程中該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)始終為4C.30min時改變的條件是減小壓強,40min時改變的條件是降低溫度D.反應(yīng)方程式中的x=1,且正反應(yīng)為放熱反應(yīng)5、已知:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH>0,T1溫度時的平衡常數(shù)K=T1、T2溫度時,在①、②、③、④四個相同體積的恒容容器中投料,起始濃度如下表所示。下列判斷不正確的是。溫度容器編號起始濃度/mol·L?1H2CO2H2OCOH2OCOT1①0.10.100②0.20.1000③0.10.20.10.10.1T2④0.040.040.060.06
A.容器①5min達到平衡,用H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為:0.012mol·L?1·min?1B.H2的平衡轉(zhuǎn)化率:①>②C.容器③中反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行D.容器④中反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,則T2>T16、常溫下,向20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中緩慢滴加pH=13的NaOH溶液;混合溶液的溫度與滴加NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()
A.E點存在:2c(Na+)=3c(H2C2O4)+3c(HC2O4-)+3c(C2O42-)B.F點存在:c(OH-)>c(H+)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)C.在F和G點中,G點對應(yīng)的Kw最小D.G點對應(yīng)的溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(C2O42-)>c(HC2O4-)7、25℃時,三種弱酸的電離平衡常數(shù)如下表所示,下列說法正確的是。化學(xué)式CH3COOHH2CO3HCN電離平衡常數(shù)K=1.8×10?5K1=4.3×10?7K2=5.6×10?11K=4.9×10?10
A.25℃,等體積、等物質(zhì)的量濃度的溶液中水的電離程度大?。篊H3COOH>H2CO3>HCN>HCO3?B.將2amol/LHCN溶液與amol/LNaOH溶液等體積混合,混合溶液中:c(H+)<c(OH?)C.物質(zhì)的量濃度之比為1:2的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中:4c(Na+)=3[c(HCO3?)+c(CO32?)+c(H2CO3)]D.等體積、等pH的CH3COOH溶液、HCN溶液稀釋相同倍數(shù)后,溶液的濃度:c(CH3COOH)>c(HCN)8、25°C時,向10mL0.10mol·L-1的HA(Ka=1.0×10-4)中逐滴加入0.10mol·L-1NaOH溶液;溶液pH隨滴入的V[(NaOH)aq]變化如下圖所示。下列說法正確的是。
A.x點,c(HA)>c(A-)B.y點,c(HA)+c(A-)=c(Na+)=0.10mol·L-1C.z點,c(Na+)=c(A-)+c(OH-)D.水的電離程度,x點小于y點評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)9、氮元素可以形成多種氫化物,如NH3、N2H4等。
(1)工業(yè)上,可用次氯酸鈉與氨反應(yīng)制備N2H4(肼),副產(chǎn)物對環(huán)境友好,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________。
(2)工業(yè)上以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2],反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g);該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如圖所示:
①該反應(yīng)的ΔH_____0(填“>”或“<”)。
②已知原料氣中的氨碳比[]為x,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為a,在一定溫度和壓強下,a與x的關(guān)系如圖所示。a隨著x的增大而增大的原因是______。圖中A點處,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。
(3)①在氨水加水稀釋的過程中,NH3·H2O的電離程度增大,的值_______。(填“增大”;“減小”或“不變”;)
②室溫下,amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5,原因是_____(用離子方程式表示),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______(用含a的數(shù)學(xué)表達式表示)。10、①CaCO3(s)=CaO+CO2(g);ΔH=177.7kJ/mol
②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);ΔH=-131.3kJ/mol
③1/2H2SO4(l)+NaOH(l)=1/2Na2SO4(l)+H2O(l);ΔH=-57.3kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.5kJ/mol
⑤CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);ΔH=-283kJ/mol
⑥HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l);ΔH=-57.3kJ/mol
⑦2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=-517.6kJ/mol
(1)上述熱化學(xué)方程式中,不正確的有(_________)
(2)根據(jù)上述信息,寫出C轉(zhuǎn)化為CO的熱化學(xué)方程式___________________。
(3)上述正確的反應(yīng)中,表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式有(_________);
(4)表示中和熱的熱化學(xué)方程式有(___________)。11、下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量:。物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436
根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題:
(1)下列物質(zhì)中本身具有的能量最低的是_______(填字母)。
A.H2B.Cl2C.Br2D.I2
(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是_______(填字母)。
A.HClB.HBrC.HI
(3)(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(4)相同條件下,X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng),當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時,放出的熱量最多的是_______。12、對可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)達到平衡時,各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度滿足以下關(guān)系:=K(為一常數(shù)),K稱為化學(xué)平衡常數(shù),其反應(yīng)的K值只與溫度有關(guān)?,F(xiàn)有反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH=-QkJ·mol-1。在850℃時;K=1。
(1)若升高溫度到950℃時,達到平衡時K_______1(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)850℃時,若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,則:①當(dāng)x=5.0時,上述平衡向_______(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。
②若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行,則x應(yīng)滿足的條件是_______。
(3)在850℃時,若設(shè)x=5.0和x=6.0,其他物質(zhì)的投料不變,當(dāng)上述反應(yīng)達到平衡后,測得H2的體積分數(shù)分別為a%、b%,則a_______b(填“大于”“小于”或“等于”)。13、某實驗小組在T1溫度下,向容積為1L的恒容密閉容器中,同時通入0.1molCO(g)和0.1molH2O(g),發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=akJ·mol-1。測得CO2的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化關(guān)系如圖所示:
T1溫度下,某時刻另一實驗小組測得反應(yīng)容器中有關(guān)數(shù)據(jù)為c(CO)=0.6mol·L-1、c(H2O)=1.6mol·L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CO2)=0.4mol·L-1,則該反應(yīng)在下一時刻將_______(填“向正反應(yīng)方向進行”“向逆反應(yīng)方向進行”或“達到平衡”),判斷依據(jù)是_____。14、有c(H+)=0.01mol/L的鹽酸;硫酸、醋酸三瓶溶液:
(1)設(shè)三種酸的物質(zhì)的量濃度依次為c1、c2、c3,則其關(guān)系是_____(用“>、<;=”表示;下同)。
(2)取同體積的三種酸溶液分別加入足量的鋅粉,反應(yīng)過程中放出H2的速率依次為b1、b2、b3,則其關(guān)系是________________。
(3)完全中和體積和物質(zhì)的量濃度均相同的三份NaOH溶液時,需三種酸的體積依次為V1、V2、V3,則其關(guān)系是________。15、水是生命的源泉;工業(yè)的血液、城市的命脈。河水是主要的飲用水源;污染物通過飲用水可毒害人體,也可通過食物鏈和灌溉農(nóng)田間接危及健康。請回答下列問題:
(1)純水在100℃時,pH=6,該溫度下1mol·L-1的NaOH溶液中,由水電離出的c(OH-)=___mol·L-1。
(2)25℃時,向水的電離平衡體系中加入少量碳酸鈉固體,得到pH為11的溶液,其水解的離子方程式為___。
(3)體積均為100mLpH均為2的CH3COOH與一元酸HX,加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示,則相同溫度時,HX的電離平衡常數(shù)__(填“大于”或“小于”或“等丁”)CH3COOH的電離平衡常數(shù)。
(4)電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強弱的物理量。已知:。化學(xué)式電離常數(shù)(25℃)HCNK=4.9×10-10CH3COOOHK=1.8×10-5H2CO3K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
①25℃時,有等濃度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三種溶液的pH由大到小的順序為___。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(5)25℃時,在CH3COOH與CH3COONa的混合溶液中,若測得pH=6,則溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=__mol·L-1(填精確值)。16、已知在常溫下測得濃度均為0.1mol?L﹣1的下列四種溶液的pH如下表:
。溶質(zhì)。
NaHCO3
Na2CO3
NaF
NaClO
pH
8.4
11.6
7.5
9.7
(1)用離子方程式表示NaClO溶液的pH=9.7的原因___________________________。
(2)根據(jù)鹽溶液的pH,可知①Ka(HClO)②Ka1(H2CO3)③Ka(HF)④Ka2(H2CO3)的由大到小順序為_________________________________(填序號)。
(3)將少量CO2通入NaClO溶液中;寫出該反應(yīng)的離子方程式:________________。
(4)常溫下,將CO2通入0.1mol?L﹣1的Na2CO3溶液中至中性,則溶液中2c(CO32-)+c(HCO3-)=_________________(列計算式)17、燃料電池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)與氧氣反應(yīng),將反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,通常用氫氧化鉀作為電解質(zhì)溶液。完成下列關(guān)于甲烷(CH4)燃料電池的填空:
(1)甲烷與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為:__________。
(2)已知燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,電池中有一極的電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O,這個電極是燃料電池的_________(填“正極”或“負極”),另一個電極上的電極反應(yīng)式為:___________。
(3)隨著電池不斷放電,電解質(zhì)溶液的堿性__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)18、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、實驗題(共2題,共20分)19、(1)實驗測得5g甲醇在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量。試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式:___________________________。
(2)現(xiàn)已知N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1molNH3(g)過程中能量變化示意如圖。根據(jù)下列已知鍵能數(shù)據(jù)計算N-H鍵鍵能為____________________kJ/mol?;瘜W(xué)鍵H-H鍵能(kJ/mol)436946
(3)用如圖所示裝置進行中和熱測定實驗;請回答下列問題:
儀器A的名稱為________________________。
取30mLH2SO4(0.5mol·L-1)溶液與50mLNaOH(0.5mol·L-1)溶液在小燒杯中進行中和反應(yīng),三次實驗溫度平均升高4.1℃,已知中和后生成的溶液的比熱容為溶液的密度均為1g/cm3,通過計算可得中和熱______。(保留小數(shù)點后一位)
上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生此偏差的原因可能是(填字母)______。
a.實驗裝置保溫;隔熱效果差。
b.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度。
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中。
實驗中若改用60mLH2SO4(0.25mol·L-1)溶液與50mLNaOH(0.55mol·L-1)溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量______(填“相等”、“不相等”),所求中和熱_____(填“相等”、“不相等”),若用50mL0.5mol·L-1醋酸代替H2SO4溶液進行上述實驗,測得反應(yīng)前后溫度的變化值會______(填“偏大”、“偏小”、“不受影響”)。20、新年到來之際,多國媒體人士贊賞習(xí)主席新年賀詞關(guān)注民生發(fā)展,展現(xiàn)中國新時代的新面貌,飲用水安全是民生大計,ClO2與Cl2的氧化性相近,沸點為11℃,極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛?某小組在實驗室中探究ClO2的制備方法。請回答下列問題:
(1)SO2與NaClO3反應(yīng)制備ClO2
①裝置A中反應(yīng)的離子方程式為________,橡膠管的作用是_________。
②用上圖中的裝置收集一定量的ClO2,其連接順序為a→_______________(按氣流方向;用小寫字母表示)。
③已知裝置B中生成一種酸式鹽,則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(2)電解法制備ClO2
①B為電源的____________極。
②陰極的電極反應(yīng)式為_____________。此外,陰極區(qū)還有一個離子反應(yīng)發(fā)生,該離子方程式為_______________。
(3)ClO2能殺死SARS–CoV–2病毒、美國季節(jié)性流感病毒、細菌、真菌和各種孢子及孢子形成的菌體,還可將污水中含有的CN–轉(zhuǎn)化為兩種無毒氣體,其還原產(chǎn)物為Cl–,若污水中CN–的含量為bmg/L,則處理100m3這種污水,至少需要ClO2___________mol。評卷人得分五、工業(yè)流程題(共4題,共36分)21、堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]是一種用途廣泛的化工原料;實驗室以純銅屑為原料制取的流程如下:
(1)“溶解”步驟反應(yīng)的離子方程式為_______.溫度宜控制在50℃左右,若高于50℃,溶液中O2溶解量減少、Cu的轉(zhuǎn)化率降低,若低于50℃,_____
(2)“反應(yīng)”步驟生成Cu2(OH)2CO3的化學(xué)方程式為_________。反應(yīng)后溶液中銅元素殘留量受pH和反應(yīng)時間的影響如圖所示:
判斷反應(yīng)的最佳條件:pH為___、反應(yīng)時間為____h。
(3)檢驗Cu2(OH)2CO3洗滌是否完全的方法是____________________
(4)Cu2(OH)2CO3也可以表示為CuCO3·Cu(OH)2。查閱文獻,上述反應(yīng)條件下還可能生成少量CuCO3·Cu(OH)2。為測定產(chǎn)品的純度[產(chǎn)品中Cu2(OH)2CO3的質(zhì)量分數(shù)];取10.97g干燥樣品,400℃左右加熱,測得固體質(zhì)量隨時間變化關(guān)系如圖所示。
已知:8.00g固體為黑色純凈物。
有關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表:。物質(zhì)CuCO3·Cu(OH)2CuCO3·2Cu(OH)2CuO摩爾質(zhì)量/g·mol-122232080
請計算產(chǎn)品的純度(寫出計算過程,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。______22、某工業(yè)生產(chǎn)上用銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))制備膽礬CuSO4?5H2O的流程如圖。
已知:有機萃取劑HR可以萃取Cu2+,其萃取原理(org為有機相)Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)。
(1)焙燒前粉碎的目的是_______。
(2)“調(diào)節(jié)pH時,生成氫氧化鐵沉淀的離子方程式為_______,試劑X的最佳選擇是_______(填標號)。
a.HClb.NaOHc.H2SO4d.NH3?H2O
(3)25℃時,“調(diào)節(jié)pH”后,測得濾液中各離子濃度及相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。(lg2=0.3)。離子Fe3+Cu2+Ni2+Fe2+濃度/(mol·L-1)1.0×10-65.01.20對應(yīng)氫氧化物的Ksp6.4×10-382.2×10-202.0×10-158.0×10-16
該濾液的pH為_______;加入的Cu(OH)2_______(填“已經(jīng)”或“沒有”)完全溶解。
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH,能制得黑色不溶物NiOOH,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
(5)“操作Ⅱ”包括洗滌,洗滌該沉淀的操作為_______。
(6)上述流程中獲取金屬銅的方法是電解硫酸銅溶液。若電解200mL0.5mol/LCuSO4溶液,生成銅3.2g,此時溶液中離子濃度由大到小的順序是_______。23、工業(yè)上用重晶石(主要成分為BaSO4)制備BaCO3的常用方法有高溫煅燒還原法;沉淀轉(zhuǎn)化法等。高溫煅燒還原法的工藝流程可簡單表示如下:
(1)若“煅燒”時產(chǎn)生一種有毒的還原性氣體,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。
(2)工業(yè)上煅燒重晶石礦粉時,為使BaSO4得到充分的還原和維持反應(yīng)所需的高溫,應(yīng)采取的措施是________。
a加入過量的焦炭;同時通入空氣。
b設(shè)法將生成的BaS及時移出。
(3)在第一次過濾后洗滌,檢驗是否洗滌干凈的試劑最好是________。
(4)沉淀轉(zhuǎn)化法制備BaCO3可用飽和Na2CO3溶液將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3:
BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)
①在實驗室將少量BaSO4固體全部轉(zhuǎn)化為BaCO3的實驗操作方法與步驟為_________。
②與高溫煅燒還原法相比,沉淀轉(zhuǎn)化法的優(yōu)點主要有_______。
③已知:Ksp(BaCO3)=2.40×10-9,Ksp(BaSO4)=1.20×10-10?,F(xiàn)欲用沉淀轉(zhuǎn)化法將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。24、近年來隨著新能源汽車等行業(yè)的不斷發(fā)展,產(chǎn)生了大量的廢舊三元鋰電池,從廢舊鋰電池中回收鈷、鋰、鎳、錳等金屬是新能源汽車發(fā)展道路上必須解決的問題。一種對正極材料[LiNi(1-x-y)CoxMnyO2]各金屬進行回收處理的工藝如圖所示:
已知:金屬離子的浸出率計算公式為式中η為金屬的浸出率,為百分數(shù);C為金屬離子的質(zhì)量濃度,單位為g·mL-1;V為濾液體積;單位為mL;m為鎳鈷錳酸鋰粉末中各金屬的理論質(zhì)量,單位為g。
(1)“放電處理”能提高金屬鋰的回收率,原因是______。
(2)LiCoO2(難溶于水)參與“浸出還原”反應(yīng)的離子方程式為______。
(3)“共沉淀”過濾后需洗滌濾渣便于進一步回收利用,洗滌的操作過程為______。
(4)浸出實驗首先在三頸燒瓶中加入適量的H2SO4和H2O2,后將準確稱量5.000gLiNi(1-x-y)CoxMnyO2粉料(其中鈷元素含量為18.00%)倒入,反應(yīng)后將其過濾后定容得溶液的體積為50.00mL,采用電感耦合等離子體光譜儀測定浸出濾液中Co2+為的濃度為17.64mg·mL-1,則Co2+的浸出率為______。
(5)已知:[Co(H2O)6]2+呈粉紅色,[CoCl4]2-呈藍色。將CoCl2溶于水,加入濃鹽酸后,溶液由粉紅色變?yōu)樗{色,存在平衡:[Co(H2O)6]2++4C1-?[CoC14]2-+6H2O
①等物質(zhì)的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ鍵數(shù)之比為______。
②將溶液加水稀釋后,藍色溶液又變?yōu)榉奂t色溶液,請用平衡移動原理解釋原因______。評卷人得分六、原理綜合題(共4題,共28分)25、研究高效催化劑是解決汽車尾氣中的NO和CO對大氣污染的重要途徑。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO(g)△H2=-110.5kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3=+180.0kJ/mol
則汽車尾氣的催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=_______kJ/mol。
(2)400℃時,在分別裝有催化劑A和B的兩個容積為2L的剛性密閉容器中,各充入物質(zhì)的量均為nmol的NO和CO發(fā)生上述反應(yīng)。通過測定容器內(nèi)總壓強隨時間變化來探究催化劑對反應(yīng)速率的影響,數(shù)據(jù)如下表:。時間/min0102030∞A容器內(nèi)壓強/kPa75.070.065.060.060.0B容器內(nèi)壓強/kPa75.071.068.066.060.0
①由上表可以判斷催化劑__________(填“A”或“B”)的效果更好。
②容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。400℃時,用壓強表示的平衡常數(shù)Kp__________(kPa)-1(保留兩位小數(shù))。
③汽車尾氣排氣管中使用催化劑可以提高污染物轉(zhuǎn)化率,其原因是__________。
(3)為研究氣缸中NO的生成,在體積可變的恒壓密閉容器中,高溫下充入物質(zhì)的量均為1mol的氮氣和氧氣,發(fā)生反應(yīng)N2(g)+O2(g)?2NO(g)。
①下列說法能表明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是_________(填序號)。
A.2v正(O2)=v逆(NO)B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變。
C.c(N2):c(O2)=lD.容器內(nèi)溫度不變。
②為減小平衡混合氣中NO的體積分數(shù),可采取的措施是___________。
(4)對于氣缸中NO的生成;化學(xué)家提出了如下反應(yīng)歷程:
第一步O2?2O慢反應(yīng)。
第二步O+N2?NO+N較快平衡。
第三步N+O2?NO+O快速平衡。
下列說法錯誤的是_______(填標號)。
A.第一步反應(yīng)不從N2分解開始,是因為N2比O2穩(wěn)定。
B.N;O原子均為該反應(yīng)的催化劑。
C.三步反應(yīng)中第一步反應(yīng)活化能最大。
D.三步反應(yīng)的速率都隨溫度升高而增大26、以NOx為主要成分的霧霾的綜合治理是當(dāng)前重要的研究課題。汽車尾氣中含有較多的氮氧化物和不完全燃燒的CO;汽車三元催化器可以實現(xiàn)降低氮氧化物的排放量。汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成兩種無污染的氣體。如:
反應(yīng)I:2CO(g)+2NO(g)?N2(g)+2CO2(g)ΔH1;
反應(yīng)II:4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0。
(1)針對反應(yīng)I:
①已知:反應(yīng)N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH3=+180.0kJ·mol?1,若CO的燃燒熱為283.5kJ·mol?l則反應(yīng)I的ΔH1=______kJ·mol?1。
②若在恒容的密閉容器中,充入2molCO和1molNO,發(fā)生反應(yīng)I,下列選項中不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是______。
A.CO和NO的物質(zhì)的量之比不變。
B.混合氣體的密度保持不變。
C.混合氣體的壓強保持不變。
D.(N2)正=2(CO)逆。
(2)在2L密閉容器中充入2molCO和1molNO2;發(fā)生上述反應(yīng)II。
①若在某溫度下,該反應(yīng)達平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______。
②如圖為平衡時CO2的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系。則溫度:T1________T2(填“<”或“>”);若在D點對反應(yīng)容器升溫的同時擴大體積使體系壓強減小,重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點中的_____點。
(3)某研究小組探究催化劑對CO、NO2轉(zhuǎn)化的影響。將NO2和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應(yīng),相同時間內(nèi)測量逸出氣體中NO2含量,從而確定尾氣脫氮率(脫氮率即NO2的轉(zhuǎn)化率);結(jié)果如圖所示。
①若高于450℃,圖中曲線中脫氮率隨溫度升高而降低的主要原因是_____;
②a點_____(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡脫氮率,說明理由_____。27、氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質(zhì)。研究氮氧化物的反應(yīng)機理;對于消除環(huán)境污染有重要意義。請回答下列問題:
(1)已知:H2的燃燒熱△H為-285.8kJ/mol。
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133kJ/mol
H2O(g)=H2O(1)△H=-44kJ/mol
則H2和NO2反應(yīng)生成兩種無污染的氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為______________________。
(2)一定溫度下,向2L恒容密閉容器中充入0.40molN2O4,發(fā)生反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g),一段時間后達到平衡,測得數(shù)據(jù)如下:。時間/s20406080100c(NO2)/(mol/L)0.120.200.260.300.30
①0~40s內(nèi),v(NO2)=___________。
②升高溫度時,氣體顏色加深,則上述反應(yīng)是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
③該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=___________。
④相同溫度下,若開始向該容器中充入0.80molN2O4,則達到平衡后c(NO2)___________(填“>”=”或”<”)0.60mol/L
(3)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H的反應(yīng)歷程分兩步:
①2NO(g)N2O2(g)(快)△H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)△H22正=k2正c(N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比較反應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能E2的大小:E1___________E2(填“>”“<”或“=”),其判斷理由是____________________;2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K與上述反應(yīng)速率常數(shù)k1正、k1逆、k2正、k2逆的關(guān)系式為______________________。
(4)N2O5是綠色硝化試劑,溶于水可得硝酸。下圖是以N2O4為原料電解制備N2O5的裝置。寫出陽極區(qū)生成N2O5的電極反應(yīng)式(注意陽極區(qū)為無水環(huán)境,HNO3亦無法電離):_________________________________。
28、“循環(huán)經(jīng)濟”和“低碳經(jīng)濟”是目前備受關(guān)注的課題;因而對碳及其化合物的綜合利用成為研究的熱點。
(1)下列事實中,能用來比較碳元素和硫元素的非金屬性強弱的是_______(填字母)。
A.SO2具有漂白性而CO2沒有
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色而CO2不能。
C.H2SO4可與Na2CO3反應(yīng)生成CO2
D.Na2CO3溶液顯堿性,而Na2SO4溶液顯中性。
(2)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:?;瘜W(xué)鍵C—HC=OH—HC≡O(shè)(CO)鍵能/kJ·mol-14137454361075
則該反應(yīng)的ΔH=_________。
(3)工業(yè)上可用H2和CO2制備甲醇,其反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);ΔH>0,某溫度下,將1molCO2和3molH2充入體積不變的2L密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),測得不同時刻反應(yīng)前后的壓強關(guān)系如下:。時間/h123456P后/P前0.90.850.830.810.800.80
①只改變下列條件,既能加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率,又能增大CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的是______(填字母)。
A.增大壓強B.充入一定量的H2C.及時移走CH3OHD.加入適當(dāng)催化劑。
②該溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。
③向2L絕熱容器中充入1molCO2和3molH2進行上述反應(yīng),該反應(yīng)的平衡常數(shù)______(填“增大”“減小”或“不變”),理由為__________。
(4)下圖為電解精煉銀的示意圖,_______(填“a”或“b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生.則生成該氣體的電極反應(yīng)式為_________。
參考答案一、選擇題(共8題,共16分)1、C【分析】【詳解】
A.反應(yīng)放出的熱量與反應(yīng)的物質(zhì)多少有關(guān);未指明反應(yīng)的物質(zhì)多少,反應(yīng)放出的熱量不能確定,A錯誤;
B.根據(jù)題意可知1molCO和0.5molO2反應(yīng)生成1molCO2放出283kJ熱量;B錯誤;
C.熱化學(xué)方程式的系數(shù)僅表示物質(zhì)的量,根據(jù)題意可知1molCO和0.5molO2反應(yīng)生成1molCO2放出283kJ熱量,則2molCO(g)和1molO2(g)反應(yīng)生成2molCO2(g)時放出566kJ熱量;C正確;
D.熱化學(xué)方程式的系數(shù)僅表示物質(zhì)的量;不能表示分子數(shù)目,D錯誤;
故合理選項是C。2、C【分析】【詳解】
A.焓變?yōu)樨撝?;反?yīng)放熱,A錯誤;
B.未指明S與O2的狀態(tài);且單位不正確,B錯誤;
C.反應(yīng)放熱,1molSO2(g)所具有的能量小于1molS(s)與1molO2(g)所具有的能量之和;C正確;
D.依據(jù)選項C的分析;D錯誤;
故選C。3、D【分析】【詳解】
由題意知;該可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量系數(shù)不變,故改變壓強不會影響化學(xué)反應(yīng)平衡移動;
A.恒溫恒壓;向容器中充1mol氮氣,體積增大,但平衡不移動,則C體積分數(shù)不變,所以圖象不符合,故A錯誤;
B.加入1molC時;C的體積分數(shù)瞬間增大,但平衡向逆向移動,C的體積分數(shù)逐漸減小,與圖像不符,故B錯誤;
C.該反應(yīng)前后氣體體積不變;增大壓強平衡不移動,則C體積分數(shù)不變,故C錯誤;
D.該可逆反應(yīng)△H>0;正反應(yīng)吸熱,故升高溫度化學(xué)平衡正向移動,物質(zhì)C在容器中的體積分數(shù)增大,故D正確;
答案選D。4、D【分析】【詳解】
A.反應(yīng)從開始到8min內(nèi)A濃度減少了0.64mol/L,故8min內(nèi)A的反應(yīng)速率為==0.08mol/(L?min),隨著反應(yīng)的進行,A的濃度逐漸減少,反應(yīng)速率逐漸減慢,則第8min末A的反應(yīng)速率小于0.08mol·L-1·min-1,故A錯誤;B.40min時改變的條件是升高溫度,且正向為放熱反應(yīng),故平衡常數(shù)會減小,故B錯誤C.由圖像可知,30min時只有反應(yīng)速率降低了,反應(yīng)物與生成物的濃度瞬時降低,反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài),故不能是溫度變化,而是降低了壓強,40min時,正逆反應(yīng)速率都增大,且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,平衡向逆向進行,應(yīng)是升高溫度,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故C錯誤;D.由開始到達到平衡,A、B的濃度減少的量相同,由此可知x=1,則增大壓強平衡不移動,40min時,正逆反應(yīng)速率都增大,且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,平衡向逆向進行,應(yīng)是升高溫度,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故D正確;故選D。5、C【分析】【詳解】
A.根據(jù)表中數(shù)據(jù);利用三段式進行解答。
H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH>0,T1溫度時的平衡常數(shù)K==解得x=0.06mol·L?1,v(H2)=0.012mol·L?1·min?1;故A正確;
B.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,②比①多加了0.1mol·L?1H2且兩者溫度相同,所以②的轉(zhuǎn)化率比①降低了,所以H2的平衡轉(zhuǎn)化率:①>②;故B正確;
C.由表中數(shù)據(jù)可知,容器③中Qc==<K=所以平衡正向移動,故C錯誤;
D.容器④中Qc==與T1時的K相等,因為H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH>0容器④中反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,所以T2>T1;故D正確;
故選C。.6、C【分析】【分析】
【詳解】
A.E點加入10mL等濃度的NaOH溶液,反應(yīng)后溶質(zhì)為等濃度的NaHC2O4和Na2C2O4,根據(jù)物料守恒可得:2c(Na+)=3c(H2C2O4)+3c(HC2O4-)+3c(C2O42-);故A正確;
B.F點溫度最高,說明NaHC2O4與NaOH恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后溶質(zhì)為Na2C2O4,根據(jù)溶液Na2C2O4中的質(zhì)子守恒可得:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4),所以c(OH-)>c(H+)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4);故B正確;
C.根據(jù)圖象可知;E;F和G點的溫度:F>G>E,溫度升高水的離子積增大,則E點水的離子積最小,故C錯誤;
D.G點加入40mL等濃度的NaOH溶液,反應(yīng)后溶質(zhì)為等濃度的NaOH和Na2C2O4,Na+的濃度最大,C2O42?部分水解,則c(OH?)>c(C2O42?),溶液中離子濃度大小為:c(Na+)>c(OH-)>c(C2O42-)>c(HC2O4-);故D正確;
答案選C。7、B【分析】【詳解】
A.等體積、等物質(zhì)的量濃度的酸溶液中,電離程度越大,酸性越強,氫離子濃度越高,對水電離的抑制效果越強,從電離常數(shù)得出酸性CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-,則水的電離程度大小CH3COOH<H2CO3<HCN<HCO3?;故A錯誤;
B.2amol·L-1HCN溶液和amol·L-1NaOH等體積混合,溶液中的溶質(zhì)是等物質(zhì)的量濃度的NaCN、HCN,氰化鈉的水解程度大于氫氰酸的電離程度,混合溶液呈堿性,則c(H+)<c(OH?);故B正確;
C.設(shè)Na2CO3、NaHCO3混合溶液中Na2CO3的物質(zhì)的量為1mol,NaHCO3的物質(zhì)的量為2mol,n(Na+)=4mol,c(HCO3?)+c(CO32?)+c(H2CO3)=3mol,則3c(Na+)=4[c(HCO3?)+c(CO32?)+c(H2CO3)];故C錯誤;
D.等pH的兩種酸溶液,弱酸的濃度遠大于強酸,稀釋相同的倍數(shù),c(CH3COOH)<c(HCN)故D錯誤;
正確答案是B。8、D【分析】【詳解】
A.若x點對應(yīng)所加入NaOH溶液的體積為5mL,NaA、HA的物質(zhì)的量濃度相等,由于溶液呈酸性,HA的電離程度大于NaA的水解程度,c(HA)<c(A-);A錯誤;
B.若忽略體積變化,y點加入NaOH溶液的體積為10mL,溶液的總體積為20mL,c(HA)+c(A-)=c(Na+)=0.05mol·L-1;B錯誤;
C.z點時,由電荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-);C錯誤;
D.x點時溶液中的溶質(zhì)是NaA;HA;y點時溶液中的溶質(zhì)是NaA;y點時溶液中的NaA的物質(zhì)的量濃度比x點時溶液中的NaA的物質(zhì)的量濃度大,能夠水解的鹽促進水電離,故水的電離程度,x點小于y點,D正確;
答案選D。二、填空題(共9題,共18分)9、略
【分析】【詳解】
(1)由題,NH3和NaClO反應(yīng)副產(chǎn)物對環(huán)境無污染,可知產(chǎn)物為NaCl和H2O,反應(yīng)方程式為:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(2)①由表中數(shù)據(jù)可知;溫度越高,平衡常數(shù)越小,說明反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH<0;
②x增大說明NH3含量增加,即增大了c(NH3),平衡正向移動,從而提高CO2的轉(zhuǎn)化率,故a隨著x的增大而增大;由圖A點處x=3,若假設(shè)原料氣中n(CO2)=1mol,則n(NH3)=3mol,又CO2的轉(zhuǎn)化率為63%,即CO2反應(yīng)了0.63mol,由題給反應(yīng)方程式可知NH3反應(yīng)了1.26mol,所以NH3的轉(zhuǎn)化率為:
(3)①由題:其中Kb表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù),Kw表示水的離子積常數(shù),在溫度不變的情況下,數(shù)值不變,故的值不變;
②(NH4)2SO4溶液的pH=5,原因是NH4+發(fā)生水解,離子方程式為:NH4++H2ONH3·H2O+H+;amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5,故c(H+)=10-5mol/L,故c(NH3·H2O)=10-5mol/L,又NH4+發(fā)生水解部分不計,故c(NH4+)=2amol/L,所以平衡常數(shù)為:【解析】2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O<增大c(NH3),平衡正向移動,從而提高CO2的轉(zhuǎn)化率42%不變NH4++H2ONH3·H2O+H+10、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法判斷,①②③都是有錯誤的,錯誤之處分別是:①中物質(zhì)沒標狀態(tài),②是吸熱反應(yīng),△H=+131kJ/mol,③除H2O外其它物質(zhì)的狀態(tài)不是“l(fā)”應(yīng)為“aq”、△H=-57.3kJ/mol;其他均正確;
(2)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)④⑤,利用蓋斯定律:④-⑤得C(s)+O2(g)=CO(g);ΔH=-110.5kJ/mol;
(3)1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量為燃燒熱;上述反應(yīng)中,④⑤分別是表示C;CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式;
(4)稀強酸和稀強堿反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量為中和熱,反應(yīng)中⑥為中和熱的熱化學(xué)方程式?!窘馕觥竣佗冖跜(s)+1/2O2(g)=CO(g);ΔH=-110.5kJ/mol④⑤⑥11、略
【分析】【分析】
(1)和(2)根據(jù)鍵能越大;物質(zhì)越穩(wěn)定,本身能量越低進行判斷。
(3)和(4)根據(jù)焓變公式;焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和進行判斷焓變大小,從而判斷反應(yīng)是放熱還是吸熱。
【詳解】
(1);(2)破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量越高;則該物質(zhì)越穩(wěn)定,其本身具有的能量越低。故答案(1)選A,(2)選A。
(3)、(4)斷開1molCl—Cl鍵和1molH—H鍵需吸收能量:而形成2molH—Cl鍵放出的能量為所以在反應(yīng)中每生成2molHCl放出的熱量,同理可計算出反應(yīng)中每生成2molHBr、2molHI分別放出103kJ、9kJ的熱量。故(3)答案:放熱,(4)答案:Cl2。
【點睛】
根據(jù)鍵能的含義及與反應(yīng)能量變化關(guān)系進行判斷反應(yīng)類型?!窘馕觥?1)A(2)D(3)放出;Cl212、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)從題給信息知:正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫,平衡向逆反應(yīng)方向移動,CO2和H2的濃度將減少,而CO和H2O(g)的濃度將增大;故K值減少;
(2)將1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2代入式中,得x=3.0mol<5.0mol,平衡向逆反應(yīng)方向移動。若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行,則x應(yīng)滿足的條件是:x<3.0mol。
(3)其他物質(zhì)的投料不變,增加H2的量,平衡向逆反應(yīng)方向移動,但H2的轉(zhuǎn)化率將減少。
考點:化學(xué)平衡【解析】①.小于②.逆反應(yīng)③.x<3.0④.小于13、略
【分析】【分析】
結(jié)合圖像和題目信息列出“三段式”,求出T1溫度下的平衡常數(shù),再比較某時刻的Qc的平衡常數(shù)的大?。慌袛喾磻?yīng)進行的方向。
【詳解】
T1溫度下;由圖可知,10min時反應(yīng)達到平衡,結(jié)合題目信息列出“三段式”,容器的體積為1L,有:
則該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K===T1溫度下,某時刻,另一小組的反應(yīng)的Qc=則該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,故答案為:向正反應(yīng)方向進行;Qc=所以該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行。【解析】向正反應(yīng)方向進行Q=所以該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行14、略
【分析】【分析】
HCl為一元強酸,H2SO4為二元強酸,CH3COOH為一元弱酸;本題需要抓住強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別。
【詳解】
(1)HCl為一元強酸,H2SO4為二元強酸,CH3COOH為一元弱酸,所以c(H+)都等于0.01mol/L的情況下,c3>c1>c2;
(2)反應(yīng)速率與c(H+)有關(guān),濃度越大,速率越快,由于鹽酸和硫酸為強酸,所以c(H+)都等于0.01mol/L,且溶液體積相等的情況下,反應(yīng)速率相等b1=b2,而醋酸為弱酸,c(H+)等于0.01mol/L,隨反應(yīng)進行,會促進醋酸的電離,使得c(H+)減小的程度沒有鹽酸和硫酸大,從而反應(yīng)速率會比兩種強酸的大,所以三者的速率比較結(jié)果為:b1=b23。
(3)鹽酸和硫酸中H+等于0.01mol/L,消耗等量的NaOH溶液時,需要的體積相等V1=V2,而醋酸中H+等于0.01mol/L,但是還有很多的醋酸未電離,所以消耗等量的NaOH溶液時,所用溶液體積會小于鹽酸和硫酸的,故答案為V1=V2>V3?!窘馕觥竣?c3>c1>c2②.b1=b23③.V1=V2>V315、略
【分析】【詳解】
(1)100℃純水中:c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L(根據(jù)pH與c(H+)關(guān)系換算),故100℃時Kw=c(H+)·c(OH-)=10-12;1mol/LNaOH溶液中c(OH-)=1mol/L,NaOH溶液中H+全部來源于水,故由水電離出的c水(H+)=c(H+)=10-12mol/L,又c水(H+)=c水(OH-),故由水電離出的OH-為10-12mol/L;
(2)碳酸根水解結(jié)合水電離出的H+生成碳酸氫根,即水解方程式為:
(3)根據(jù)圖像;加水稀釋過程中,HX的pH變化比較小,說明HX酸性比醋酸弱,即相同條件下,HX電離程度小,電離平衡常數(shù)小,故填小于;
(4)①三者溶液都因相應(yīng)陰離子水解呈堿性,故需比較三者水解程度的大小,因為:K2(H2CO3)<K(HCN)<K(CH3COOH),根據(jù)越弱越水解規(guī)律得水解程度:故堿性強弱:Na2CO3>NaCN>CH3COONa,即pH:Na2CO3>NaCN>CH3COONa;(注意判斷水解程度,應(yīng)拿電離常數(shù)比較)
②由平衡常數(shù)數(shù)值可知酸性強弱:H2CO3>HCN>故不能制HCN,即此時反應(yīng)生成HCN和NaHCO3,故方程式為:
(5)由電荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),得c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6mol/L–10-8mol/L=9.9×10-7mol/L。(c(H+)、c(OH-)由pH換算求得).
【點睛】
運用Kw計算時,注意溫度?!窘馕觥?0-12CO+H2OHCO+OH-小于Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO39.9×10-716、略
【分析】試題分析:(1)次氯酸鈉溶液中,次氯酸根離子發(fā)生水解:ClO-+H2O═HClO+OH-,導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度,溶液顯示堿性;(2)濃度相同時溶液的pH越大,水解程度越大,對應(yīng)的酸越弱,電離常數(shù)越小,故①Ka(HClO)②Ka1(H2CO3)③Ka(HF)④Ka2(H2CO3)的大小順序為③②①④;(3)因HClO的酸性介于H2CO3和HCO3-之間,將少量CO2通入NaClO溶液中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-;(4)將CO2通入0.1mol?L﹣1的Na2CO3溶液中至中性,溶液是Na2CO3、NaHCO3和H2CO3的混合溶液,根據(jù)電荷守恒式2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),其中c(OH-)=c(H+),則2c(CO32-)+c(HCO3-)="c(Na+)=0.2"mol?L﹣1。
考點:考查弱電解質(zhì)的電離與鹽類的水解?!窘馕觥浚ū绢}共8分)(1)ClO-+H2OHClO+OH-(2)③②①④
(3)CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-(4)0.217、略
【分析】【詳解】
(1)甲烷與氧氣反應(yīng)生成CO2和水,化學(xué)方程式為:CH4+O2=CO2+2H2O。
(2)已知燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,電池中有一極的電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O,甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng),失電子這個電極是燃料電池的負極,通入氧化劑的電極為正極,另一個電極上的電極反應(yīng)式為:2O2+4H2O+8e-==8OH-。
(3)已知CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,電池工作一段時間后,因為消耗氫氧化鉀所以溶液的堿性減小,故隨著電池不斷放電,電解質(zhì)溶液的堿性減小”?!窘馕觥竣?CH4+O2==CO2+2H2O②.負極③.2O2+4H2O+8e-==8OH-④.減小三、判斷題(共1題,共2分)18、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯;【解析】錯四、實驗題(共2題,共20分)19、略
【分析】【詳解】
(1)5g甲醇在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量,則2mol甲醇燃燒放出熱量為kJ=1452.8kJ,故甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)=-1452.8kJ/mol;
(2)由圖可知,N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1molNH3(g);放出的能量為(1173-1127)kJ=46kJ
,設(shè)N-H鍵鍵能為akJ/mol,則3a-(×946+×436)=46;解得a=391;
(3)儀器A為環(huán)形玻璃攪拌棒;取30mLH2SO4(0.5mol·L-1)溶液與50mLNaOH(0.5mol·L-1)溶液在小燒杯中進行中和反應(yīng),生成水的物質(zhì)的量為0.025mol,溶液的質(zhì)量為80g,三次實驗溫度平均升高4.1℃,放出的熱量Q=4.18J/(g·℃)×80g×4.1℃=1371J=1.371kJ,所以生成1mol水放出的熱量為=54.8kJ,即中和熱△H=-54.8kJ·mol-1;實驗數(shù)值結(jié)果較57.3kJ·mol-1偏低;
a;實驗裝置保溫、隔熱效果差;導(dǎo)致實驗過程中部分熱量損失,溶液溫度偏低,所計算出的熱量偏低,符合題意;
b、用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度;會導(dǎo)致有部分物質(zhì)反應(yīng),所測硫酸的起始溫度偏高,導(dǎo)致實驗前后溫度差偏低,所計算出的熱量偏低,符合題意;
c;本實驗酸堿混合正確操作為一次性混合;故該操作對實驗無影響,不符合題意;
故答案為ab;
反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),若用60mLH2SO4(0.25mol·L-1)溶液與50mLNaOH(0.55mol·L-1)溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,生成水的量增多,所放出的熱量偏高;但是中和熱均是強酸和強堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱量,中和熱相等;又醋酸是弱酸,電離過程吸熱,所以用50mL0.50mol?L?1醋酸代替H2SO4溶液進行上述實驗;測得反應(yīng)前后溫度的變化值會減??;
故答案為不相等;相等;偏小。【解析】2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)=-1452.8kJ/mol391環(huán)形玻璃攪拌棒-54.8kJ·mol-1ab不相等相等偏小20、略
【分析】【分析】
(1)在A裝置中,Na2SO3與70%~80%的H2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,生成的SO2氣體首先進入安全瓶E,再進入B裝置,與NaClO3、H2SO4發(fā)生反應(yīng),生成ClO2、NaHSO4;生成的ClO2進入D中液化;尾氣進入C中,被NaOH溶液吸收。
(2)與A相連的電極,ClO2→ClO2-;Cl元素化合價降低,則此電極為陰極,A電極為負極,從而得出B電極為正極,與之相連的是電解池的陽極。
【詳解】
(1)①裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑,則離子方程式為SO32-+2H+=SO2↑+H2O,橡膠管可使分液漏斗內(nèi)外氣體相連,從而保持內(nèi)外壓力的平衡,故其作用是使分液漏斗和蒸餾燒瓶壓強相等,便于液體順利流下;答案為:SO32-+2H+=SO2↑+H2O;使分液漏斗和蒸餾燒瓶壓強相等;便于液體順利流下;
②用上圖中的裝置收集一定量的ClO2,依據(jù)上面的分析,從制SO2—防倒吸—制ClO2—冷凝—尾氣處理考慮,其連接順序為a→g→h→b→c→e→f→d(或h→g→b→c→e→f→d);答案為:g→h→b→c→e→f→d(或h→g→b→c→e→f→d);
③已知裝置B中生成一種酸式鹽,則SO2與NaClO3、H2SO4發(fā)生反應(yīng),生成ClO2、NaHSO4,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2NaHSO4。答案為:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2NaHSO4;
(2)①由以上分析可知;B為電源的正極;答案為:正;
②陰極ClO2→ClO2-,電極反應(yīng)式為ClO2+e-=ClO2-;此外,陰極區(qū)還有酸性溶液中,ClO3-與ClO2-生成ClO2的反應(yīng)發(fā)生,離子方程式為ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O;答案為:ClO2+e-=ClO2-;ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O;
(3)依據(jù)電子守恒,可得出如下關(guān)系式:ClO2-CN–,若污水中CN–的含量為bmg/L,則處理100m3這種污水,至少需要ClO2的物質(zhì)的量為=mol;答案為:3.85b或
【點睛】
連接實驗裝置時,首先應(yīng)弄清各個裝置的作用,從而確定裝置的相對位置,最后再依據(jù)導(dǎo)管的長短,確定接口的連接順序。【解析】SO32-+2H+=SO2↑+H2O使分液漏斗和蒸餾燒瓶壓強相等,便于液體順利流下g→h→b→c→e→f→d(或h→g→b→c→e→f→d)SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2NaHSO4正ClO2+e-=ClO2-ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O3.85b或五、工業(yè)流程題(共4題,共36分)21、略
【分析】【分析】
純銅屑中加入稀硫酸再通入氧氣,反應(yīng)生成了硫酸銅和水,在上述溶液中加入Na2CO3后,通過調(diào)節(jié)pH值可以讓銅離子析出沉淀堿式碳酸銅,同時放出CO2氣體;最后經(jīng)過洗滌,干燥即可得到純凈的堿式碳酸銅,據(jù)此進行解題。
【詳解】
(1)據(jù)分析可知:“溶解”步驟發(fā)生的反應(yīng)為2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,故其離子方程式為2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O,溫度宜控制在50℃左右,若高于50℃,溶液中O2溶解量減少、Cu的轉(zhuǎn)化率降低,若低于50℃,溫度太低,當(dāng)然是反應(yīng)速率減慢,影響實驗的效率,故答案為:2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O;反應(yīng)(或溶解)速率慢;
(2)根據(jù)流程圖中可知:“反應(yīng)”步驟是由CuSO4溶液和Na2CO3反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3同時放出CO2,故化學(xué)方程式為2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑,據(jù)左圖可知pH等于8.5時銅的殘留量最小,說明銅離子沉淀得最完全,據(jù)右圖可知,當(dāng)時間進行到2小時左右時,銅得殘留量達到最低,再往后雖然略有下降,但很不明顯,且浪費時間,故答案為:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑;8.5;2;
(3)檢驗Cu2(OH)2CO3洗滌主要除去表面得雜質(zhì)Na2SO4等,但是堿式硫酸銅也會極少數(shù)溶解,故要想檢驗是否完全洗滌干凈,需檢驗最后一次洗滌液中是否有由于有的影響,故最后得檢驗方法為取最后一次洗滌的濾液少許于試管中,滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液[或先加稀鹽酸再加BaCl2或Ba(NO3)2溶液],若出現(xiàn)渾濁,則說明Cu2(OH)2CO3未洗滌干凈;反之則反;
(4)設(shè)CuCO3·Cu(OH)2的物質(zhì)的量為x,雜質(zhì)CuCO3·2Cu(OH)2的物質(zhì)的量為y;
依據(jù)原樣品的質(zhì)量10.97g,下列等式222g·mol-1x+320g·mol-1y=10.97g①由圖像分析出樣品最終分解得到CuO8g,根據(jù)銅元素守恒2x+3y=0.1mol②,聯(lián)合解等式①②可得:x=0.035mol,y=0.01mol;故故答案為:設(shè)CuCO3·Cu(OH)2的物質(zhì)的量為x,雜質(zhì)CuCO3·2Cu(OH)2的物質(zhì)的量為y;
依據(jù)原樣品的質(zhì)量10.97g,下列等式222g·mol-1x+320g·mol-1y=10.97g①由圖像分析出樣品最終分解得到CuO8g,根據(jù)銅元素守恒2x+3y=0.1mol②,聯(lián)合解等式①②可得:x=0.035mol,y=0.01mol;故【解析】2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O反應(yīng)(或溶解)速率慢2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑8.52取最后一次洗滌的濾液少許于試管中,滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液[或先加稀鹽酸再加BaCl2或Ba(NO3)2溶液],若出現(xiàn)渾濁,則說明Cu2(OH)2CO3未洗滌干凈,反之則反設(shè)CuCO3·Cu(OH)2的物質(zhì)的量為x,雜質(zhì)CuCO3·2Cu(OH)2的物質(zhì)的量為y;
依據(jù)原樣品的質(zhì)量10.97g,下列等式222g·mol-1x+320g·mol-1y=10.97g①由圖像分析出樣品最終分解得到CuO8g,根據(jù)銅元素守恒2x+3y=0.1mol②,聯(lián)合解等式①②可得:x=0.035mol,y=0.01mol;故22、略
【分析】【分析】
由題中流程可知,銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))粉碎焙燒,充分氧化,煙氣的主要成分為二氧化硫,加稀硫酸酸浸,過濾,濾渣1為SiO2和不溶于酸的雜質(zhì),濾液中加入H2O2,氧化Fe2+生成Fe3+,再加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,繼續(xù)過濾,濾渣2為Fe(OH)3;濾液中加入HR進行萃取,除去鎳離子,有機相中加入硫酸進行反萃取,水相的主要成分為硫酸銅溶液,加熱蒸發(fā),冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌,干燥即可獲得產(chǎn)品。
【詳解】
(1)由上述分析可知;焙燒前粉碎的目的是增大接觸面積,提高反應(yīng)速率,使礦石充分氧化;答案為增大接觸面積,提高反應(yīng)速率;
(2)由上述分析可知,加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,生成氫氧化鐵沉淀的離子方程式為2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3↓+3Cu2+;由題中信息Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)可知,要使平衡逆向移動,則增加H+濃度,即有機相中加入硫酸進行反萃取,可以分離銅離子,還不會產(chǎn)生雜質(zhì),所以選項c正確;答案為2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3↓+3Cu2+;c;
(3)由題中表格數(shù)據(jù)可知,25℃時,“調(diào)節(jié)pH”后,測得濾液中c(Fe3+)=1.0×10-6mol/L,c(Cu2+)=5.0mol/L,因為Ksp[Fe(OH)3]=6.4×10-38,所以c(Fe3+)×c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3],則c(OH-)===4×10-11mol/L,c(H+)==×10-3mol/L,pH=3+lg4=3+2lg2=3.6;又c(Cu2+)×c2(OH-)=5×(4×10-11)2=8×10-21<Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,所以Cu(OH)2已經(jīng)完全溶解;答案為3.6;已經(jīng);
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH,能制得黑色不溶物NiOOH,即NiSO4與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;答案為2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;
(5)“操作Ⅱ”包括洗滌;洗滌該沉淀的操作為向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀,待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次;答案為向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀,待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次;
(6)電解CuSO4溶液,發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,200mL0.5mol/L的CuSO4溶液中n(CuSO4)=0.2L×0.5mol/L=0.1mol,生成銅3.2g,物質(zhì)的量為=0.05mol,故生成H2SO40.05mol,溶液中CuSO4為0.1mol-0.05mol=0.05mol,電解后的溶液為CuSO4、H2SO4混合溶液,溶液呈酸性,溶液中銅離子水解、水發(fā)生電離,故n(H+)>0.05mol×2=0.1mol,n()=0.1mol,n(Cu2+)<0.05mol,溶液中氫氧根濃度很小,故故答案為:.【解析】(1)增大接觸面積;提高反應(yīng)速率。
(2)2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3+3Cu2+c
(3)3.6已經(jīng)。
(4)2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O
(5)向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀;待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次。
(6)23、略
【分析】【分析】
(1)、BaSO4和C反應(yīng)生成BaS和CO;
(2)a、加入過量的炭使BaSO4得到充分的還原;同時通入空氣使CO燃燒提供熱量;
B;設(shè)法將生成的BaS及時移出不能維持及應(yīng)所需的高溫;
(3);BaS為可溶性鹽;檢驗是否洗滌干凈即檢驗是否含有鋇離子;
(4)①;難溶電解質(zhì)的溶解平衡中;溶度積小的電解質(zhì)也能向溶度積大的電解質(zhì)轉(zhuǎn)化,注意濃度的大小問題;
②;根據(jù)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來判斷分析方法的優(yōu)點;
③、將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3:BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-;根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)計算。
【詳解】
(1)、BaSO4和C反應(yīng)生成BaS和CO,BaSO4+4CBaS+4CO↑,故答案為:BaSO4+4CBaS+4CO↑;
(2)a、.加入過量的炭使BaSO4得到充分的還原;同時通入空氣使CO燃燒提供熱量,故a正確;
b、設(shè)法將生成的BaS及時移出不能維持及應(yīng)所需的高溫,故b錯誤;
故選a;
(3);BaS為可溶性鹽;檢驗是否洗滌干凈即檢驗是否含有鋇離子,可用硫酸來檢驗;
故答案為硫酸;
(4)①、常溫下,向飽和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,部分BaSO4因飽和Na2CO3溶液中高濃CO32-轉(zhuǎn)化BaCO3;
故答案為將適量飽和Na2CO3溶液加入BaSO4固體中,充分攪拌,靜置,棄去上層清液;如此操作,反復(fù)多次(直到BaSO4全部轉(zhuǎn)化為BaCO3);
②、用飽和Na2CO3溶液沉淀轉(zhuǎn)化法的優(yōu)點是不需要消耗能量;不產(chǎn)生污染物;
故答案為節(jié)能;環(huán)保;
③、將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3:BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-反應(yīng)的平衡常數(shù)為
故答案為0.05。【解析】BaSO4+4CBaS+4CO↑aH2SO4將適量飽和Na2CO3溶液加入BaSO4固體中,充分攪拌,靜置,棄去上層清液;如此操作,反復(fù)多次(直到BaSO4全部轉(zhuǎn)化為BaCO3)節(jié)能、環(huán)保(答案合理即可)5×10-224、略
【分析】【分析】
經(jīng)過放電處理后,負極Li放電形成Li+,最終轉(zhuǎn)移到正極材料中,可提高Li元素的回收率,經(jīng)過浸出還原,正極材
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