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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年滬科版選擇性必修1化學上冊階段測試試卷588考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、粗銅中含有少量Fe、Zn、Au、Ag等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的銅。下列敘述正確的是()。A.陽極發(fā)生還原反應,其電極反應式:Cu2++2e-=CuB.電解過程中,陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解過程中溶液中Cu2+的濃度不變2、用下列裝置進行實驗;操作正確且能達到實驗目的的是。
A.利用裝置①進行粗銅精煉B.利用裝置②測定某未知鹽酸的濃度C.利用裝置③準確測定酸堿中和反應的反應熱D.利用裝置④證明Cl2能與燒堿溶液反應3、在容積可變的密閉容器中投入0.5molO2和1molSO2,不同條件下發(fā)生反應:O2(g)+2SO2(g)?2SO3(g)ΔH。實驗測得平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率[α(SO2)]隨溫度;壓強的變化如圖所示。下列說法錯誤的是。
A.Y代表壓強,且Y1>Y2;X代表溫度,且ΔH<0B.M點反應物轉(zhuǎn)化率之比α(O2)﹕α(SO2)=1﹕1,N點該比例減小C.若M點對應的容器容積為5L,則N點的平衡常數(shù)K=20D.M、N兩點對應的平均摩爾質(zhì)量:M(M)>M(N)4、某原電池裝置如圖所示,當電池形成閉合回路時,鹽橋中的K+向右定向移動;由此判斷下列說法正確的是。
A.反應過程中Ni電極的質(zhì)量將減小B.Cr電極的電極反應式為Cr3++3e-=CrC.反應2Cr3++3Ni=3Ni2++2Cr能夠自發(fā)進行D.Cr、Ni兩種金屬的還原性強弱順序為Cr>Ni5、以甲烷為燃料的電池的工作原理如圖所示;下列說法正確的是。
A.電池工作時,乙池中的移向石墨B.甲池中通入的一極上發(fā)生的反應為C.甲池中每消耗2.24L氧氣,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為D.乙池Pt電極上發(fā)生的反應為↑6、航天飛船可用肼和過氧化氫為動力源.已知1g液態(tài)肼和足量液態(tài)過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣時放出的熱量.下列說法中錯誤的是()A.該反應中肼作還原劑B.液態(tài)肼的燃燒熱為C.該動力源的突出優(yōu)點之一是生成物對環(huán)境污染小D.肼和過氧化氫反應的熱化學方程式為:7、下列敘述正確的是A.從平衡常數(shù)K的大小不能推斷一個反應進行的程度B.常溫下,同濃度的Na2S與NaHS溶液相比,NaHS溶液的pH大C.相同條件下,等物質(zhì)的量濃度的NH4Cl溶液和NH4HSO4溶液,后者的c()大D.能使碘化鉀淀粉試紙變藍的溶液中,Na+、S2-、Br—、等離子可以大量共存評卷人得分二、多選題(共9題,共18分)8、高純碳酸錳在電子工業(yè)中被廣泛地應用,濕法處理軟錳礦(主要成分為MnO2;含有少量Fe;Mg等雜質(zhì)元素)制備高純碳酸錳的流程如下:
其中除雜過程包括:①向浸出液中加入一定量的試劑X,調(diào)節(jié)浸出液的pH為3.5~5.5;②再加入一定量的軟錳礦和雙氧水,過濾。{已知室溫下:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38}下列說法錯誤的是()A.浸出時,加入植物粉的作用是作還原劑B.除雜過程中調(diào)節(jié)浸出液的pH為3.5~5.5,可完全除去Fe、Mg等雜質(zhì)元素C.試劑X可以是MnO、MnCO3等物質(zhì)D.為提高MnCO3的沉淀速率,可以持續(xù)升高溫度9、微生物電池可以處理含醋酸銨和對氯苯酚的工業(yè)廢水;工作原理如圖,下列說法錯誤的是。
A.采用高溫條件,可以提高該電池的工作效率B.甲電極的電極反應式:+e-→Cl-+C.標況下產(chǎn)生22.4LCO2時,有4molH+通過質(zhì)子交換膜D.不考慮其它離子放電,甲乙兩電極可同時處理CH3COONH4與的物質(zhì)的量之比為1:410、一定溫度下,向三個容積不等的恒容密閉容器中分別投入發(fā)生反應:tmin后,三個容器中的轉(zhuǎn)化率如題圖中A;B、C三點。下列敘述正確的是。
A.A點延長反應時間,可以提高的轉(zhuǎn)化率B.B兩點的壓強之比為C.容積為的容器的平衡轉(zhuǎn)化率大于80%D.容積為的容器達到平衡后再投入平衡不移動11、可充電電池的工作原理如圖所示,其中鋰離子交換膜只允許通過,放電時電池反應為下列說法正確的是。
A.放電時,負極反應為B.充電時,當左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕時,外電路中轉(zhuǎn)移電子C.放電時,電極發(fā)生嵌入,且透過交換膜移向右室D.充電時,電極上的電勢高于鈣電極上的電勢12、溫度為時,向VL的密閉容器中充入一定量的A和B,發(fā)生的反應為△H>0,容器中A、B、D的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如表所示。下列說法不正確的是()。時間03.52.502.31.32.42.01.03.02.01.03.02.81.81.43.02.01.03.02.01.0
A.前的平均反應速率B.該反應的平衡常數(shù)表達式為C.若達到平衡時保持溫度不變,壓縮容器容積,平衡向正反應方向移動D.反應至時,改變的條件可以是降低溫度13、有關(guān)下列四個常用電化學裝置的敘述中;正確的是。
A.圖I所示電池中,MnO2的作用是催化劑B.圖II所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷降低C.圖III所示裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液濃度始終不變D.圖IV所示電池中,Ag2O是氧化劑,電池工作過程中被還原為Ag14、在一個不傳熱的固定容積的密閉容器中可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qQ(g),當m、n、p、q為任意整數(shù)時,達到平衡的標志是()A.體系的壓強不再改變B.體系的溫度不再改變C.各組分的質(zhì)量分數(shù)不再改變D.反應速率vA:vB:vC:vQ=m:n:p:q15、25℃時,向一定濃度的溶液中逐滴加入HCl,以X表示或已知混合溶液pX與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是。
A.曲線I表示與pH的關(guān)系B.第一步電離常數(shù)的數(shù)量級為C.時,D.時,16、根據(jù)下列實驗操作與現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是。選項實驗操作與現(xiàn)象結(jié)論A向滴有酚酞的碳酸鈉溶液中加入少量氯化鋇固體,紅色變淺碳酸鈉溶液中存在水解平衡B向某溶液中逐漸通入CO2氣體,先出現(xiàn)白色膠狀沉淀,繼續(xù)通入CO2氣體,白色膠狀沉淀不溶解該溶液中一定含有[Al(OH)4]-C將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于集滿某氣體的集氣瓶口,試紙變藍該氣體可能為氯氣D向10mL0.5mol·L-1的氯化鎂溶液中滴加5mL2.4mol·L-1氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生白色沉淀再滴加氯化銅溶液,沉淀變藍Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
A.AB.BC.CD.D評卷人得分三、填空題(共5題,共10分)17、I.已知2A2(g)+B2(g)2C(g)ΔH=-akJ/mol(a>0),在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2molA2和1molB2,在500℃時充分反應達到平衡后C的濃度為wmol/L,放出熱量bkJ。
(1)a________b(填“>”“=”或“<”)。
(2)若將反應溫度升高到700℃,該反應的平衡常數(shù)將________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)若在原來的容器中,只加入2molC,500℃時充分反應達到平衡后,C的濃度________wmol/L(填“>”“=”或“<”)
(4)使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動的操作是________。
a.及時分離出C氣體b.適當升高溫度。
c.增大B2的濃度d.選擇高效的催化劑。
II.氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中,通過以下反應制得:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)△H>0。
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式為__________。
(2)達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、CO的量),反應速率與時間t的關(guān)系如下圖。圖中t3時引起平衡移動的條件可以是____________________;t4時引起平衡移動的條件可以是____________________;圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是_________。
18、神十搭載的長征F改進型火箭推進劑之一為無色氣體N2O4。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學方程式為N2O4(g)2NO2(g)ΔH=+24.4kJ/mol。
(1)一定溫度下,將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是__________(填序號)
(2)某小組設計實驗測定NO2的相對分子質(zhì)量,為了減小實驗誤差,應選擇在______溫度下進行實驗(填“較高”或“較低”),理由是________________________。
(3)平衡常數(shù)K可用反應體系中氣體物質(zhì)分壓表示,即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)[例如:p(NO2)=p總×x(NO2)]。寫出上述反應平衡常數(shù)Kp表達式:________________(用p總、x(NO2)和x(N2O4)表示)。
(4)上述反應中,正反應速率v正=k正·p(N2O4),逆反應速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則Kp為________(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強100kPa),已知該條件下k正=4.4×104s-1,當N2O4分解10%時,v正=________kPa·s-1。19、氮及氮的化合物有著重要的用途。
(1)氮元素在周期表中的位置是______;NH3的電子式是______。
(2)將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程叫氮的固定,請舉例說明一種自然界中氮的固定的途徑______(用化學方程式表示)。
(3)工業(yè)合成氨是人工固氮的重要方法。2007年化學家格哈德?埃特爾證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應過程;示意如下圖:
下列說法正確的是______(選填字母)。
a圖①表示N2、H2分子中均是單鍵。
b圖②→圖③需要吸收能量。
c該過程表示了化學變化中包含舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成。
(4)已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol,則氨氣作燃料完全燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是________。
(5)水合肼(N2H4?H2O)為無色透明的油狀發(fā)煙液體,是一種重要的精細化工原料,通常在催化劑存在下,用次氯酸鈉與氨反應可制備,該反應的化學方程式是________。20、利用廢鎳電池的金屬電極芯(主要成分為Co;Ni;還含少量Fe、Al等)生產(chǎn)醋酸鈷晶體、硫酸鎳晶體的工藝流程如圖。
已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:。金屬離子Fe2+Fe3+Al3+Ni2+Co2+開始沉淀的pH6.31.53.46.27.15沉淀完全的pH8.32.84.78.99.15
“母液3”中應控制Na2CO3用量使終點pH為85為宜,此時c(Co2+)小于_______mol/L;為防止生成Co(OH)2沉淀,可用NH4HCO3代替Na2CO3制得CoCO3,寫出該反應的離子方程式_______。(已知:Ksp[Co(OH)2]=2×10-l5)21、判斷下列說法的正誤。
(1)與反應能量變化如圖,則__。
(2)反應的可通過下式估算:反應中形成新共價鍵的鍵能之和-反應中斷裂舊共價鍵的鍵能之和__。評卷人得分四、原理綜合題(共4題,共36分)22、Ⅰ.2018年,美國退出了《巴黎協(xié)定》實行再工業(yè)化戰(zhàn)略,而中國卻加大了環(huán)保力度,生動詮釋了我國負責任的大國形象。近年我國大力加強溫室氣體CO2催化氫化合成甲醇技術(shù)的工業(yè)化量產(chǎn)研究;實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
已知:CO2(g)+H2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH1=+41.1kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ?mol-1
則CO2催化氫化合成甲醇的熱化學方程式:___。
Ⅱ.CO也可用于合成甲醇,化學方程式為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)。
(1)圖1是CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。
①該反應的焓變ΔH__0(填“>”“<”或“=”)。
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1__K2(填“>”“<”或“=”)。在T1溫度下,向體積為1L的密閉容器中,充入1molCO和2molH2,經(jīng)測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示。則該反應的平衡常數(shù)為__。
③若容器容積不變,下列措施可增加CO轉(zhuǎn)化率的是__(填字母)。
a.升高溫度。
b.將CH3OH(g)從體系中分離。
c.使用合適的催化劑。
d.充入He;使體系總壓強增大。
(2)在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。如圖3是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,則曲線z對應的溫度是__℃;該溫度下上述反應的化學平衡常數(shù)為__。曲線上a、b、c點對應的化學平衡常數(shù)分別為Ka、Kb、Kc,則Ka、Kb、Kc的大小關(guān)系為__。
23、CO是現(xiàn)代化工生產(chǎn)的基礎原料;下列有關(guān)問題都和CO的使用有關(guān)。
(1)工業(yè)上可利用CO生產(chǎn)乙醇:
2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)ΔH1
又已知:H2O(l)=H2O(g)ΔH2
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH3
工業(yè)上也可利用CO2(g)與H2(g)為原料合成乙醇:
2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(l)ΔH
則:ΔH與ΔH1、ΔH2、ΔH3之間的關(guān)系是:ΔH=_______________________。
(2)一定條件下,H2;CO在體積固定的密閉容器中發(fā)生如下反應:
4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);
下列選項能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)的有____。
A.2v(H2)=v(CO)
B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率。
C.容器內(nèi)的壓強保持不變。
D.混合氣體的密度保持不變。
E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化。
(3)工業(yè)可采用CO與H2反應合成再生能源甲醇;反應如下:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
在一容積可變的密閉容器中充有10molCO和20molH2;
在催化劑作用下發(fā)生反應生成甲醇。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T);壓強(p)的關(guān)系如(圖1)所示。
①合成甲醇的反應為_____(填“放熱”或“吸熱”)反應。
②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為_________。
③若達到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為10L,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積為______________L。
④(圖2)中虛線為該反應在使用催化劑條件下關(guān)于起始氫氣與CO投料比和CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖。當其條件完全相同時,用實線畫出不使用催化劑情況下CO平衡轉(zhuǎn)化率的示意圖______________.
⑤CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(p)的關(guān)系如(圖3)所示,實際生產(chǎn)時條件控制在250℃、1.3×104kPa左右,選擇此壓強的理由是________。
24、2013年;“霧霾”成為年度關(guān)鍵詞。近年來,對“霧霾”的防護與治理成為越來越重要的環(huán)境問題和社會問題:霧霾主要由二氧化硫;氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成。
(I)燃煤尾氣中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液,在pH為4-7之間時電解,硫元素在鉛陰極上被電解還原為Na2S2O4。Na2S2O4俗稱保險粉,廣泛應用子染料、印染、造紙、食品工業(yè)以及醫(yī)學上。這種技術(shù)是最初的電化學脫硫技術(shù)之一。請寫出該電解反應中陰極的電極方程式:____________。
(2)SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進行催化氧化后制取硫酸我者硫酸銨,其中SO2發(fā)生催化氧化的反應為:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa條件下,往一密閉容器通入SO2和O2(其中n(SO2):n(O2)=2:1);測得容器內(nèi)總壓強與反應時間如圖所示:
①圖中A點時,SO2的轉(zhuǎn)化率為____________。
②計算SO2催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數(shù)K=_______(用平衡分壓代替平衡濃度計算;分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
③若在T2℃,其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如圖所示,則Tl__T2(填“>”、“<”、“=”);其中C點的正反應速率vc(正)與A點的逆反應速率VA(逆)的大小關(guān)系為vc(正)____VA(逆)(填“>”、“<”、“=”)25、電化學方法是化工生產(chǎn)及生活中常用的一種方法?;卮鹣铝袉栴}:
(1)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝如圖所示。
①圖中用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。產(chǎn)生ClO2的電極應連接電源的________(填“正極”或“負極”),對應的電極反應式為_______。
②a極區(qū)pH______(填“增大”“減小”或“不變”)。
③圖中應使用______(填“陰”或“陽”)離子交換膜。
(2)電解K2MnO4溶液制備KMnO4。工業(yè)上,通常以軟錳礦(主要成分是MnO2)與KOH的混合物在鐵坩堝(熔融池)中混合均勻,小火加熱至熔融,即可得到綠色的K2MnO4,化學方程式為_______。用鎳片作陽極(鎳不參與反應),鐵板為陰極,電解K2MnO4溶液可制備KMnO4。上述過程用流程圖表示如下:
則D的化學式為_______;陽極的電極反應式為_______。評卷人得分五、計算題(共3題,共21分)26、將等物質(zhì)的量的A、B兩種氣體混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g)。經(jīng)4min達到化學平衡。此時測得D的濃度為0.5mol/L;且c(A):c(B)=3:5,C的平均速率為0.125mol/(L·min),則:
(1)此時A的物質(zhì)的量濃度為_______;
(2)B的平均速率為_______;
(3)x的值為_______;
(4)平衡混合物中C和D的物質(zhì)的量之比為_______;
(5)平衡混合物中D的體積分數(shù)為_______。27、I.現(xiàn)有以下幾種物質(zhì)①鹽酸②醋酸③氫氧化鈉④硝酸銨⑤醋酸鈉⑥氨水⑦亞硫酸氫鈉⑧水。請回答下列問題:
(1)以上物質(zhì)屬于弱電解質(zhì)的是_______(填數(shù)字序號)。
(2)常溫下④的溶液pH<7的原因是_______(用離子方程式表示)。
(3)常溫下⑦的水溶液呈酸性,原因是_______(用文字敘述)。
(4)常溫下,將aLpH=l1的NaOH溶液與bLpH=1的HNO3溶液混合(忽略混合后溶液密度的變化),若所得混合溶液的pH=2,則b:a=_______。
(5)已知:
a.常溫下:CH3COOH和NH3·H2O的電離平衡常數(shù)均為1.74×10-5;
b.CH3COOH+NaHCO3=CH3COONa+CO2↑+H2O;
則NH4HCO3溶液呈_______性(填“酸”;“堿”或“中”)。
II.25℃時;向盛有50mLpH=3的HA溶液的絕熱容器中加入pH=13的NaOH溶液,加入NaOH溶液的體積(V)與所得混合溶液的溫度(T)的關(guān)系如圖所示。
(6)由圖可以推出HA溶液的物質(zhì)的量濃度為_______,25℃時,pH=3的HA溶液的電離度為_______。
(7)b點溶液存在質(zhì)子守恒關(guān)系,其關(guān)系式是_______。
III.(8)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,pH=7.1時Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Al3+(使其濃度小于1×10-6mol·L-1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_______。28、工業(yè)廢氣中CO的處理和合理利用;越來越受到關(guān)注。
(1)在兩個固定容積為2L的恒容密閉容器中均充入2molCO和2molNO,在不同條件下發(fā)生反應2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g);實驗測得反應體系的壓強與時間t的變化曲線如圖所示。
①與實驗a相比,實驗b采取的措施可能是_______,理由是_______;
②0~10min內(nèi),實驗b對應條件下υ(NO)=_______;
③實驗a條件下,反應的平衡常數(shù)Kc=_______。
(2)CO和H2在一定條件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H。已知:υ(正)=k(正)·x(CO)·x2(H2),υ(逆)=k(逆)·x(CH3OH),其中x為各組分的體積分數(shù)。在密閉容器中按物質(zhì)的量之比為1∶2充入CO和H2;測得平衡混合氣體中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度;壓強的變化關(guān)系如圖所示。
①P1_______P2(填“>”“<”);升高溫度,_______(填“增大”“減小”或“不變”);
②c、d、e三點平衡常數(shù)Kc、Kd、Ke三者之間的關(guān)系為_______,理由是_______;
③f點,=_______(保留三位有效數(shù)字)。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、B【分析】【分析】
精煉銅工藝中;粗銅中含有少量Fe;Zn、Au、Ag等雜質(zhì),陽極:Fe、Zn失去電子變?yōu)殡x子,陰極:銅離子得電子生成銅,陽極泥為Au、Ag,依此解答。
【詳解】
A.電解過程中;陽極發(fā)生氧化反應,A錯誤;
B.電解過程中;陽極Fe;Zn失去電子變?yōu)殡x子,陰極銅離子得電子生成銅,故陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等,B正確;
C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Zn2+;C錯誤;
D.電解過程中,銅離子得電子生成銅,溶液中Cu2+的濃度減??;D錯誤;
答案選B。2、D【分析】【分析】
【詳解】
A.電解精煉銅時;粗銅作陽極,故A錯誤;
B.滴定時;堿性溶液用堿式滴定管,圖中盛裝NaOH的儀器為酸式滴定管,故B錯誤;
C.圖中缺少保溫裝置和密封裝置;測定結(jié)果誤差較大,故C錯誤;
D.氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉;次氯酸鈉和水;使裝置內(nèi)壓強降低,氣球會膨脹,故D正確;
故選D。3、B【分析】【詳解】
A.若X為壓強,Y為溫度,由圖可知,相同溫度下壓強越大,SO2的轉(zhuǎn)化率越小,而該反應為氣體體積減小的反應,相同溫度下壓強越大,SO2的轉(zhuǎn)化率越大,所以Y為壓強,X為溫度,且Y1>Y2;相同壓強下溫度越高,SO2的轉(zhuǎn)化率越小,說明升高溫度平衡逆向移動,正反應為放熱反應,即ΔH<0;A正確;
B.初始投料n(O2):n(SO2)=1:2,根據(jù)方程式可知反應過程中O2和SO2按照1:2反應;所以任意時刻二者的轉(zhuǎn)化率之比均為1:1,B錯誤;
C.N點和M點溫度相同,則平衡常數(shù)相同,M點容器容積為5L,SO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則M點容器中c(SO2)=c(SO3)=0.1mol/L,c(O2)=0.05mol/L,根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知,C正確;
D.M點比N點壓強大,加壓平衡正向移動,氣體總物質(zhì)的量減小,氣體總質(zhì)量不變,平均摩爾質(zhì)量增大,M(M)>M(N);D正確;
故選:B。4、D【分析】【分析】
鹽橋中的K+向右定向移動,則表明右側(cè)燒杯內(nèi)的陽離子減少,即Ni2+在Ni電極上得電子生成Ni,附著在Ni表面,從而得出Cr電極為負極;Ni電極為正極。
【詳解】
A.由分析可知,在右側(cè)燒杯內(nèi),Ni2+在Ni電極上得電子生成Ni;附著在Ni表面,所以反應過程中Ni電極的質(zhì)量將增大,A不正確;
B.Cr電極為負極,Cr失電子生成Cr3+進入溶液,電極反應式為Cr-3e-=Cr3+;B不正確;
C.因為在原電池中,Cr失電子生成Cr3+,Ni2+得電子生成Ni,總反應為3Ni2++2Cr=2Cr3++3Ni,所以反應2Cr3++3Ni=3Ni2++2Cr不能夠自發(fā)進行;C不正確;
D.從電池總反應3Ni2++2Cr=2Cr3++3Ni可以看出,Cr、Ni兩種金屬的還原性強弱順序為Cr>Ni;D正確;
故選D。5、A【分析】【分析】
由圖可知甲池為堿性甲烷燃料電池;通入甲烷的電極為負極,通入氧氣的電極為正極;乙池為電解池,石墨電極為陽極,Pt電極為陰極。
【詳解】
A.電解池中,陰離子向陽極移動,因此乙池中的移向石墨;A正確;
B.通入甲烷的電極為燃料電池負極,失電子,結(jié)合電解質(zhì)為堿可知電極反應式為B錯誤;
C.甲池為燃料電池,通入氧氣的電極為正極,電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-;每消耗1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子,選項中未給標準狀況,無法計算出消耗氧氣的體積,C錯誤;
D.乙池中Pt電極為電解池陰極,氫離子在此極得電子生成氫氣,電極反應式為2H++2e-=H2↑,D錯誤;
選A。6、B【分析】【分析】
A;根據(jù)反應中肼的分子中化合價的變化分析;
B;根據(jù)燃燒熱的定義和1g液態(tài)肼燃燒放出的熱量計算;
C;根據(jù)生成物的性質(zhì)判斷是否對環(huán)境有污染;
D;根據(jù)1g液態(tài)肼燃燒放出的熱量計算出反應熱;再寫出熱化學方程式.
【詳解】
A、中N元素為價,反應后生成為0價;所以N元素化合價升高,所以肼作還原劑,故A正確;
B、燃燒熱是指1mol純凈物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量,1g液態(tài)肼和足量液態(tài)過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣時放出的熱量,則1mol肼反應放出的熱量為但該數(shù)值不是肼的燃燒熱,故B錯誤。
C;液態(tài)肼和液態(tài)過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣;對環(huán)境物污染,故C正確;
D、1g液態(tài)肼和足量液態(tài)過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣時放出的熱量,則1mol肼反應放出的熱量為所以肼和過氧化氫反應的熱化學方程式為:故D正確。
故選:B。
【點睛】
本題將熱化學方程式的知識、氧化還原、環(huán)境污染等基礎知識結(jié)合起來,綜合性較強.學生容易忽略燃燒熱的定義及單位。7、C【分析】【分析】
【詳解】
A.平衡常數(shù)越大;反應進行的程度越大,可逆程度越小,平衡常數(shù)K的大小可以推斷一個反應進行的程度,故A錯誤;
B.硫離子第一步水解程度遠遠大于第二步水解,相同溫度、相同濃度時,水解程度越大其溶液堿性越強,所以常溫下,同濃度的Na2S與NaHS溶液中,Na2S溶液的pH大;故B錯誤;
C.氫離子抑制銨根離子水解,則等物質(zhì)的量濃度的NH4Cl溶液和NH4HSO4溶液,后者的c(NH4+)大;故C正確;
D.能使碘化鉀淀粉試紙變藍的溶液中存在強氧化劑;硫離子還原性大于碘離子,所以硫離子能被強氧化劑氧化而不能共存,故D錯誤。
答案選C。二、多選題(共9題,共18分)8、BD【分析】【分析】
濕法處理軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量Fe、Mg等雜質(zhì)元素)制備高純碳酸錳,軟錳礦粉中加入濃硫酸和植物粉浸出過濾除去雜質(zhì),植物粉具有還原性,能夠使MnO2中Mn元素化合價由+4價降低為+2價,得到含有Mn2+的濾液,除雜過程包括:①向浸出液中加入一定量的X,調(diào)節(jié)浸出液的pH為3.5~5.5,除去雜質(zhì)離子;②再加入一定量的軟錳礦和雙氧水,過濾;酸性溶液中二氧化錳氧化過氧化氫為氧氣,除去過量的軟錳礦中的MnO2,本身被還原為錳離子,反應的離子方程式為:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑,加入碳酸氫銨形成沉淀反應的化學方程式為:MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,生成的MnCO3沉淀經(jīng)一系列操作得到高純碳酸錳;據(jù)此分析解答。
【詳解】
A.植物粉是一種還原劑;加入植物粉能夠使Mn元素化合價由+4價降低為+2價,故A正確;
B.Mg(OH)2完全沉淀時,c(OH-)=mol/L=×10-3mol/L;此時pH大于5.5,則pH為3.5~5.5時不能除去Mg雜質(zhì),故B錯誤;
C.試劑X的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,可以是MnO、MnCO3等物質(zhì);利于生成氫氧化鐵;氫氧化鋁沉淀,且不引入新雜質(zhì),故C正確;
D.溫度過高碳酸錳會分解;所以不能持續(xù)升高溫度,故D錯誤;
故選BD。9、AB【分析】【分析】
【詳解】
A.高溫條件下微生物會變性;該電池不能夠在高溫下工作,選項A錯誤;
B.甲為正極,正極有H+參與反應,電極反應式為+H++2e-→Cl-+發(fā)生還原反應,選項B錯誤;
C.乙極發(fā)生氧化反應CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+,標況下產(chǎn)生22.4LCO2時,即1molCO2,有4molH+通過質(zhì)子交換膜;選項C正確;
D.將甲乙兩極電極反應式疊加可知總反應為4+CH3COO-+2H2O=4+4Cl-+3H++2CO2↑;故甲乙兩電極可同時處理與的物質(zhì)的量之比為1:4,選項D正確;
答案選AB。10、CD【分析】溫度相同,三個恒容密閉容器的體積分別投入2molNOCl,濃度隨容器體積的增大而減小,濃度越小,反應速率越慢,達平衡的時間越長,所以a容器中反應速率最快,c容器中反應速率最慢。
【詳解】
A.A點反應速率比B點快,平衡前單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率比B點高,現(xiàn)B點的NOCl轉(zhuǎn)化率比A點高,則表明A點反應已達平衡,延長反應時間,的轉(zhuǎn)化率不變;A不正確;
B.tmin后,A點NOCl的轉(zhuǎn)化率為50%,NOCl、NO、Cl2的物質(zhì)的量分別為1mol、1mol、0.5mol,總物質(zhì)的量為2.5mol;B點NOCl的轉(zhuǎn)化率為80%,NOCl、NO、Cl2的物質(zhì)的量分別為0.4mol、1.6mol、0.8mol,總物質(zhì)的量為2.8mol;A、B兩點的物質(zhì)的量之比為但A、B兩點容器的體積不等,所以壓強之比不等于B不正確;
C.容積為的容器比容積為bL的容器中c(NOCl)小,相當于減小壓強,平衡正向移動,所以的平衡轉(zhuǎn)化率大于80%;C正確;
D.容積為的容器中,平衡常數(shù)K==達到平衡后再投入則濃度商Qc===K;所以平衡不移動,D正確;
故選CD。11、CD【分析】【詳解】
A.放電時;該裝置為原電池,負極發(fā)生氧化反應,A項錯誤;
B.充電時,左室中發(fā)生還原反應生成同時通過交換膜移向鈣電極,根據(jù)電荷守恒,若有被還原,則有發(fā)生遷移,則即故外電路中轉(zhuǎn)移電子;B項錯誤;
C.放電時電極發(fā)生嵌入,通過交換膜由左室遷移至右室;C項正確;
D.充電時,電極為陽極;電極上的電勢比鈣電極上的電勢高,D項正確。
故選CD。12、BC【分析】【詳解】
A.由表可知,反應進行到時達到平衡,平衡時D的濃度變化量為根據(jù)可得,A正確;
B.固體與純液體不能代入平衡常數(shù)表達式中;所以表達式中不應出現(xiàn)C,B不正確;
C.由表可知,平衡時A、D的濃度變化量分別為根據(jù)濃度變化量之比等于化學式前的系數(shù)之比可知x為2,則該反應為氣體體積不變的反應,增大壓強平衡不移動,C不正確;
D.由表可知,15min時反應已達到平衡,平衡常數(shù)改變條件后在25min時反應再次達到平衡,<K;平衡向逆反應方向移動,正反應為吸熱反應,故改變的條件應是降低溫度,D正確;
故選BC。13、BD【分析】【詳解】
A.該電池反應中二氧化錳得到電子被還原;為原電池的正極,故A錯誤;
B.鉛蓄電池放電時電池反應為:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;放電過程中硫酸參加反應,所以濃度降低,故B正確;
C.粗銅中不僅含有銅還含有其它金屬;電解時,粗銅中有銅和比銅活潑的其它金屬失電子,純銅上只有銅離子得電子,所以陰極上析出的銅大于陽極上減少的銅,所以溶液中銅離子濃度降低,故C錯誤;
D.該原電池中,正極上氧化銀得電子生成銀,所以Ag2O作氧化劑被還原為Ag;故D正確;
故選BD。14、BC【分析】【詳解】
A.假如m+n=p+q;該反應前后氣體分子數(shù)目相等,壓強不影響平衡移動,無論反應有沒有達到平衡,體系的壓強都是不變的,故A不能作為反應達到平衡的標志;
B.不傳熱的固定容積的密閉容器;反應伴隨著熱量的變化,如果熱量不能被傳遞出去,一直在體系之中,達到平衡前,反應體系的溫度在不停變化,當體系的溫度不再改變,說明反應達到平衡狀態(tài),故B能作為反應達到平衡的標志;
C.根據(jù)化學平衡狀態(tài)的定義;當各組分的質(zhì)量分數(shù)不再改變時,說明反應達到平衡,故C能作為反應達到平衡的標志;
D.在反應進行到任何程度時,反應速率之比都等于化學計量數(shù)之比,故反應速率vA:vB:vC:vQ=m:n:p:q不能說明反應體系達到平衡狀態(tài);故D不能作為反應達到平衡的標志;
答案選BC。15、BD【分析】【分析】
當當由于Ka1>Ka2,結(jié)合圖像可知,曲線Ⅱ表示與的關(guān)系、曲線Ⅰ表示與的關(guān)系;
【詳解】
A.由分析可知,Ⅰ表示與的關(guān)系;A正確。
B.由點(2.23,-1)可知,第一步電離常數(shù)為其數(shù)量級為10-2;B錯誤。
C.由圖可知,時,>0,則
由點(3.19,1)可知,此時則得C正確。
D.由電荷守恒可知,由物料守恒可知,兩式聯(lián)立可得:時,則有D錯誤。
故選BD。16、AC【分析】【詳解】
A.滴有酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2固體;紅色變淺,是因碳酸鈉溶液中存在水解平衡,加氯化鋇生成碳酸鋇,碳酸根離子濃度減小,水解平衡逆向移動,氫氧根離子濃度減小,故A正確;
B.和CO2反應生成白色膠狀沉淀,當CO2過量時沉淀不溶解的離子有[Al(OH)4]-、SiO等,所以根據(jù)實驗現(xiàn)象不能判斷溶液中是否含有[Al(OH)4]-;故B錯誤;
C.氯氣具有強氧化性;能氧化KI生成單質(zhì)碘,碘遇淀粉顯藍色,所以該氣體可能是氯氣,故C正確;
D.反應中NaOH過量;因而能和氯化銅反應生成藍色氫氧化銅沉淀,不能說明沉淀的轉(zhuǎn)化,故D錯誤;
故答案選AC。三、填空題(共5題,共10分)17、略
【分析】【詳解】
I.(1)該反應為可逆反應,故反應達平衡時反應物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物,放出的熱量小于a,故答案為:>;
(2)由題可知該反應為放熱反應,升高溫度,反應向逆反應方向進項,平衡常數(shù)K應減??;
(3)恒溫、恒容條件下,只加入2molC與只加入2molA2和1molB2互為等效平衡狀態(tài);則C的濃度相同,答案為:=;
(4)a.不能使反應速率增大,只能使逆反應速率減小,正反應速率不變,從而使反應正向移動,a錯誤;
b.升高溫度,正逆反應速率都增大,因反應是放熱反應,故反應向逆反應方向移動,b錯誤;
c.增大B2的濃度;正反應速率增大,逆反應速率不變,反應向正反應方向移動,c正確;
d.催化劑只能改變化學反應速率;不能改變化學平衡的移動,d錯誤;
答案選c。
II.(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義,化學平衡常數(shù)表達式中只包含氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度,答案為:
(2)由圖可知,t3時刻反應速率沒有變化,則改變的條件是加入催化劑。t4時正逆反應速率都較原平衡時的速率大,可增大壓強;在t4時反應向逆反應方向移動,則t3~t4時平衡混合物中CO的含量最高。故答案為:加入催化劑、增大壓強、t3-t4?!窘馕觥?gt;減?。絚加催化劑增大壓強t3-t4。18、略
【分析】【分析】
根據(jù)平衡時逆;等、動、定、變特征狀態(tài)判斷平衡狀態(tài);根據(jù)勒夏特列原理判斷溫度推薦,根據(jù)分壓平衡常數(shù)公式進行列式。
【詳解】
(1)因反應容器保持恒壓,所以容器體積隨反應進行而不斷變化,結(jié)合ρ氣=m/V可知;氣體密度不再變化,說明容器體積不再變化,即氣體的物質(zhì)的量不再變化,反應達到平衡狀態(tài),①符合題意;
無論是否平衡;反應的ΔH都不變,②不符合題意;
反應開始時,加入1molN2O4,隨著反應的進行,N2O4的濃度逐漸變小,故v正(N2O4)逐漸變??;直至達到平衡,③不符合題意;
N2O4的轉(zhuǎn)化率不再變化;說明反應達到平衡狀態(tài),④符合題意。
綜上所述;能說明反應達到平衡狀態(tài)的是①④
(2)為使NO2相對分子質(zhì)量測定值更準確,應盡可能使其中的N2O4含量降低;即使平衡正向移動,根據(jù)勒夏特列原理,正反應是吸熱反應,則應選擇較高溫度。
(3)平衡常數(shù)K可用反應體系中氣體物質(zhì)分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù),平衡常數(shù)Kp表達式:Kp=p總。
(4)平衡時正、逆反應速率相等,由v正=k正·p(N2O4),v逆=k逆·p2(NO2),聯(lián)立可得Kp=當N2O4分解10%時,設投入的N2O4為1mol,轉(zhuǎn)化的N2O4為0.1mol,則:
故此時p(N2O4)=×100kPa=×100kPa;
則v正=4.4×104s-1××100kPa=3.6×106kPa·s-1?!窘馕觥竣佗茌^高正反應是吸熱反應,其他條件不變,溫度升高,平衡正向移動,使N2O4含量降低,減小誤差。(其他合理答案給分)Kp=p總3.6×10619、略
【分析】【分析】
(1)氮元素位于第二周期VA族,NH3中N和H核外達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu);
(2)根據(jù)氮的固定的定義;空氣中含有氮氣和氧氣,在打雷時,氮氣和氧氣發(fā)生反應,據(jù)此分析;
(3)從物質(zhì)結(jié)構(gòu);化學反應的實質(zhì)上進行分析;
(4)利用蓋斯定律進行分析;
(5)NaClO為氧化劑,NH3為還原劑;利用升降法進行配平。
【詳解】
(1)氮元素原子序數(shù)為7,位于第二周期VA族,NH3的電子式是
(2)游離態(tài)的氮為氮氣,空氣中含有氮氣和氧氣,在雷雨時發(fā)生N2+O22NO;
(3)a.H2的結(jié)構(gòu)式為H-H,是單鍵,N2是兩個N原子以叁鍵形式結(jié)合;故a錯誤;
b.根據(jù)圖示,②→③化學鍵發(fā)生斷裂,需要吸收能量,故b正確;
c.化學反應是舊鍵的斷裂和新鍵的形成;故c正確;
故答案選bc;
(4)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol①;2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol②,NH3燃燒的方程方式為4NH3+3O2=2N2+6H2O(g),根據(jù)蓋斯定律,②×3-①×2,△H=-1266kJ·mol-1,熱化學反應方程式為4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266kJ·mol-1;
(5)水合肼中N顯-2價,NH3中N顯-3價,N的化合價升高,NH3為還原劑,NaClO為氧化劑,因此有NaClO+NH3→N2H4·H2O+NaCl,根據(jù)化合價升降法進行配平,得出NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl。
【點睛】
陌生氧化還原反應方程式的書寫是難點和常考點,根據(jù)題中信息,找出氧化劑+還原劑→氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物,然后根據(jù)化合價升降法進行配平,利用原子守恒或電荷守恒,確認H+、OH-、H2O的參與。【解析】第2周期VA族N2+O22NObc4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266kJ/molNaClO+2NH3═N2H4?H2O+NaCl20、略
【分析】【分析】
【詳解】
“母液3”中應控制Na2CO3用量使終點pH為8.5為宜,此時溶液中則c(Co2+)應小于2×10-4mol/L,由于用NH4HCO3代替Na2CO3制得CoCO3,則促進碳酸氫根電離,氫離子濃度增大,有一部分碳酸氫根就轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?,則反應的離子方程式【解析】2×10-421、略
【分析】【分析】
根據(jù)焓變的計算方法解答。
【詳解】
(1).化學鍵斷裂吸收能量,化學鍵形成釋放能量,故
故答案為:正確;
(2).反應的焓變等于反應物斷裂舊共價鍵的鍵能之和減去生成物形成新共價鍵的鍵能之和,故答案為:錯誤?!窘馕觥空_錯誤四、原理綜合題(共4題,共36分)22、略
【分析】【詳解】
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH1=+41.1kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ?mol-1
CO2催化氫化合成甲醇的化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),該反應可由①+②得到,根據(jù)蓋斯定律,該反應的焓變?yōu)棣=ΔH1+ΔH2=-48.9kJ/mol,熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/mol;
Ⅱ.(1)①反應CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)中,反應向右進行,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大,溫度升高,化學平衡向著吸熱方向進行,根據(jù)圖中的信息可以知道先拐先平溫度高:T2>T1,溫度越高CO轉(zhuǎn)化率越小,說明升溫平衡逆向進行,逆反應為吸熱反應,所以正反應是放熱反應,?H<0;
②對于放熱反應,溫度越高,平衡逆向進行化學平衡常數(shù)越小,因為圖象分析可知T2>T1,所以K1>K2;
在T1溫度下,往體積為1L的密閉容器中,充入1molCO和2molH2,經(jīng)測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示,平衡狀態(tài)下CO濃度為0.25mol/L,CH3OH(g)平衡濃度為0.75mol/L;平衡三行計算列式得到;
K==12;
③a.若容器容積不變,反應CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)正反應放熱;升高溫度,平衡逆向移動,甲醇產(chǎn)率降低,故a不符合題意;
b.將CH3OH(g)從體系中分離,反應CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),平衡正向移動,甲醇產(chǎn)率增大,故b符合題意;
c.使用合適的催化劑不會引起化學平衡的移動;甲醇的轉(zhuǎn)化率不變,故c不符合題意;
d.若容器容積不變;充入He,使體系總壓強增大,單質(zhì)各組分的濃度不變,化學平衡不移動,甲醇的轉(zhuǎn)化率不變,故d不符合題意;
答案選b;
(2)根據(jù)該反應為放熱反應;溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小,所以曲線Z為270℃;
由圖象可知當270℃時,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,起始時CO的物質(zhì)的量為1mol,n(H2):n(CO)=1.5,起始時H2的物質(zhì)的量為1.5mol;列出三段式;
K===4;
根據(jù)該反應為放熱反應,溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小,曲線上a、b是等溫,溫度高于c點的溫度,溫度越高,平衡常數(shù)越小,故Ka=Kb<Kc?!窘馕觥竣?CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/mol②.<③.>④.12⑤.b⑥.270⑦.4⑧.Ka=Kb<Kc23、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將已知熱化學方程式中含有的CO(g)、H2O(g)消去可得到:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(l),則ΔH=ΔH1-3ΔH2-2ΔH3。
(2)A.未指明正逆反應的方向,且氫氣的速率應是CO速率的2倍,不能判斷為平衡狀態(tài),A錯誤;B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率;都是正反應速率,且不符合化學計量數(shù)之比,不能判斷為平衡狀態(tài),B錯誤;C.容器的體積固定,該反應是氣體的物質(zhì)的量改變的可逆反應,所以當壓強一定時,即為平衡狀態(tài),C正確;D.容器的體積不變,混合氣體的質(zhì)量不變,所以混合氣體的密度始終不變,不能判斷為平衡狀態(tài),D錯誤;E.混合氣體的質(zhì)量不變,但混合氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變,所以氣體的平均相對分子質(zhì)量發(fā)生變化,當氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時,為平衡狀態(tài),E正確,答案選CE;
(3)①從圖1可知;當壓強一定時,CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低,說明升溫,平衡逆向移動,即逆向為吸熱反應,所以正反應(合成甲醇的反應)是放熱反應;
②平衡常數(shù)與溫度有關(guān),反應放熱,則升高溫度,平衡常數(shù)減小,A與B的溫度相同,C的溫度高于A、B,所以C的平衡常數(shù)較小,所以三者的關(guān)系是KA=KB>KC;
③達到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為10L,狀態(tài)A與B的平衡常數(shù)相同,則A狀態(tài)時CO的轉(zhuǎn)化率是0.5,則平衡時CO的物質(zhì)的量是10mol×(1-0.5)=5mol,濃度是0.5mol·L-1,氫氣的物質(zhì)的量是其2倍,為1mol·L-1,生成甲醇的物質(zhì)的量是5mol,濃度是0.5mol·L-1,所以平衡常數(shù)K=1;設B狀態(tài)時容器的體積是VL,B狀態(tài)時CO的轉(zhuǎn)化率是0.8,則平衡時,CO的物質(zhì)的量是10mol×(1-0.8)=2mol,濃度為mol·L-1,氫氣的物質(zhì)的量是mol·L-1,生成甲醇的物質(zhì)的量是8mol,濃度是mol·L-1,解得V=2。
④使用催化劑可加快反應速率,縮短到達平衡的時間,但平衡狀態(tài)不會改變,投料比一定時,是否使用催化劑不影響CO2的轉(zhuǎn)化率,所以相同投料比時CO2的轉(zhuǎn)化率相等,即兩種情況下CO2的轉(zhuǎn)化率隨投料比的變化曲線重合;圖像見答案。
⑤從圖3中可看出溫度越低、壓強越大CO的轉(zhuǎn)化率越高,當在1.3×104Pa下,CO的轉(zhuǎn)化率已較高,再增大壓強,CO的轉(zhuǎn)化率提高不大,生產(chǎn)成本增加,得不償失。【解析】△H1-3△H2-2△H3CE放熱KA=KB>KC2在1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已較高,再增大壓強CO轉(zhuǎn)化率提高不大,同時生產(chǎn)成本增加,得不償失24、略
【分析】【詳解】
(I)電解:陰極上得電子,發(fā)生還原反應,2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;(2)①列出三段式;設氧氣消耗物質(zhì)的量為x;
2SO2(g)+O2(g)2SO3
起始量/mol2aa0
變化量/mol2xx2x
平衡/mol2a-2xa-x2x
圖中A點時,氣體物質(zhì)的量0.085,則(2a-2x+a-x+2x)/(2a+a)=0.085/0.1,x=0.45a,SO2的轉(zhuǎn)化率=0.45a×2/2a×100%=45%;②圖中B點;列出三段式,設氧氣消耗物質(zhì)的量為y;
2SO2(g)+O2(g)?2SO3
起始量/mol2aa0
變化量/mol2yy2y
平衡量/mol2a-2ya-y2y
B點氣體物質(zhì)的量為0.007,則(2a-2y+a-y+2y)/(2a+a)=0.07/0.1,y=0.9a,平衡常數(shù)K=((0.007×1.8/(0.2a+0.1a+1.8a))2(0.007×0.2a/(0.2a+0.1a+1.8a))-2×(0.007×0.1a/(0.2a+0.1a+1.8a))-1=24300(MPa)-1。即K==24300(MPa)-1。③圖象分析可知,先拐先平溫度高則T1<T2,C點是平衡狀態(tài),A點反應未達到平衡狀態(tài),其中C點的正反應速率vC(正)與A點的逆反應速率vA(逆)的大小關(guān)系為vC(正)>vA(逆)?!窘馕觥?HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O45%24300(Mpa)-1<>25、略
【分析】【分析】
(1)陽極與電源正極連接;失去電子,發(fā)生氧化反應;陰極連接電源負極,陰極發(fā)生還原反應,結(jié)合反應式判斷溶液酸堿性的變化情況;
(2)MnO2、KOH、O2混合加熱,發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生K2MnO4,電解K2MnO4溶液,陰極上水得到電子變?yōu)镠2和OH-,陽極上失去電子,發(fā)生氧化反應產(chǎn)生
【詳解】
(1)①圖中用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。Cl-失去電子,發(fā)生氧化反應產(chǎn)生ClO2,則產(chǎn)生ClO2的電極為陽極,應連接電源的正極,陽極的電極反應式為:Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+;
②b極為陽極,a極為陰極,水電離產(chǎn)生的H+得到電子發(fā)生還原反應產(chǎn)生H2,H+不斷放電,使a電極區(qū)c(H+)減小,c(OH-)增大;因此溶液pH增大;
③根據(jù)圖示可知,離子通過離子交換膜由陽極區(qū)進入到陰極區(qū)。由于陽極b電極上陰離子Cl-不斷放電;使附近的陽離子濃度增大,為維持平衡,溶液中的陽離子通過交換膜進入到陰極區(qū),故圖中使用的離子交換膜是陽離子交換膜;
(2)根據(jù)題意可知MnO2、KOH、O2混合加熱,發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生K2MnO4,根據(jù)電子守恒、原子守恒,可知生成物還有H2O,該反應的化學方程式為:2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。然后電解反應產(chǎn)生的K2MnO4溶液,在陽極區(qū)發(fā)生氧化反應:-e-=在陰極上發(fā)生反應:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,離子交換膜為陽離子交換膜,陽極區(qū)的K+通過交換膜進入陰極區(qū),則D物質(zhì)是KOH溶液;陽極的電極反應式為-e-=【解析】正極Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+增大陽2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2OKOH-e-=五、計算題(共3題,共21分)26、略
【分析】【分析】
利用三段式法進行計算;由D的濃度求出D的物質(zhì)的量,根據(jù)方程式計算消耗A;B物質(zhì)的量,進而計算出A的物質(zhì)的量濃度,反應中反應速率之比等于化學計量數(shù)之比求出x值,計算平衡混合物中C和D的物質(zhì)的量之比以及平衡混合物中D的體積分數(shù)都用三段式進行。
【詳解】
平衡時D的濃度為0.5mol/L,D的物質(zhì)的量為2L×0.5mol/L=1mol,根據(jù)改變量之比等于計量數(shù)之比,可知A和B的改變量分別為1.5mol和0.5mol;C的平均速率為0.125mol/(L·min),則平衡時C的物質(zhì)的量為2L×0.125mol/(L·min)×4min=1mol,則有:平衡時c(A):c(B)=3:5,則(n-1.5):(n-0.5)=3:5,解得n=3,則:
(1)4min時A的濃度為=0.75mol/L;故答案為:0.75mol/L;
(2)從開始到平衡時B的平均反應速率==0.0625mol/(L·min);故答案為:0.0625mol/(L·min);
(3)反
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