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2017-2018学年青海省西宁市第四高级中学高二上学期期末考试化学试题 解析版
青海省西宁市第四高级中学2017-2018学年高二上学期期末考试 化学试题 1. 2012年7月21日,世界各国领导人在南非德班共同商讨应对气候变化的道路— “拯救人类的最后机会”。要想节能减排下列属最有希望的新能源是 ①天然气 ②煤 ③石油 ④水能 ⑤太阳能 ⑥地热能 ⑦风能 ⑧氢能 A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③④⑤⑥ D. 除①②外 【答案】B 【解析】试题分析:①天然气②煤③石油都是不可再生资源;②煤③石油燃烧会污染空环境,不符合节能减排的原则;④水能⑤太阳⑦风能,都是可再生能源,对环境无污染是清洁能源,氢气燃烧只生成水,是洁净能源,符合节能减排原则。故A、C、D错误;B正确;故选B。 考点:考查了使用化石燃料的利弊及新能源的开发的相关知识。 2. 下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是 A. CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1 B. C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1 C. H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 D. 2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1 【答案】A 考点:考查燃烧热等知识。 3. 如图所示是298 K时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是 A. 该反应的热化学方程式为:N2+3H22NH3 △H=-92 kJ/mol B. a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 C. 加入催化剂,该化学反应的反应热不改变 D. 在温度、体积一定的条件下,通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为92kJ 【答案】C 【解析】A、书写热化学方程式必须标注物质的聚集状态,该热化学方程式未标注物质的状态,选项A错误;B、催化剂能改变反应的路径,使发生反应所需的活化能降低,即可降低生产能耗,b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线,选项B错误;C、催化剂能改变反应的路径,但不能改变反应的焓变,故加入催化剂,该化学反应的反应热不改变,选项C正确;D、反应是可逆反应,在温度、体积一定的条件下,通入1 mol N2和3 mol H2充分反应后放出的热量小于92 kJ,选项D错误。答案选C。 4. 下列各反应达到化学平衡,加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是 A. 2NO2N2O4(正反应为放热反应) B. C(s)+CO22CO(正反应为吸热反应) C. N2+3H22NH3(正反应为放热反应) D. H2SH2+S(s)(正反应为吸热反应) 【答案】B 【解析】试题分析: A、正反应为体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,正反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,A错误;B、正反应为体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,正反应是吸热反应,降低温度平衡逆向移动,B正确;C、正反应为体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,正反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,C错误;D、反应前后体积不变,增大压强平衡不移动,正反应是吸热反应,降低温度平衡逆向移动,D错误。答案选B。 考点:化学平衡的移动 5. 反应A(g)+B(g) 2C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示 反应速率最快的是 A. v(A)=0.20mol·L-1·min-1 B. v(B)=0.30 mol·L-1·min-1 C. v(C)=0.40 mol·L-1·min-1 D. v(D)=0.50 mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】以A物质基准,A、v(A)=0.20mol/(L·min);B、根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,因此有v(A)=v(B)=0.30 mol/(L·min);C、v(A)=v(C)/2=0.20mol/(L·min);D、v(A)=v(D)/3=0.50/3mol/(L·min);比较数值得出,选项B的反应速率最快,故B正确。 6. 下列说法可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是 A. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成 B. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂 C. N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2 D. 1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键形成 【答案】A 【解析】试题分析:在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。则A、1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成,二者表示的反应速率分别是正逆反应速率,且满足化学计量数之比,因此说明反应达到平衡状态,A正确;B、1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,B错误;C、N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2不一定说明正逆反应速率相等,则不一定达到平衡状态,C错误;D、1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键形成均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,D错误,答案选A。 考点:考查平衡状态判断 7. 可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如右图所示是A的转化率同压强、温度的关系,分析图像结论正确是 A. 正反应吸热,m+n>p+q B. 正反应吸热,m+np+q D. 正反应放热,m+n < p+q 【答案】A 【解析】A的转化率随着温度的升高而升高,根据勒夏特列原理,正反应方向是吸热反应,根据图像,同一温度下,压强越大,A的转化率越大,说明m+n>p+q,故A正确。 点睛:此图像首先看线的走向,随着x轴增大,看线的走向,然后作等温线,无论哪个都是根据勒夏特列原理,判断出化学计量数之间的关系,和此反应属于放热反应还是吸热反应。 8. 在密闭容器中充入A(g)和B(g),它们的初始浓度均为2 mol·L-1,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g)2C(g),该温度下,此反应的平衡常数为4,则A的转化率为 A. 30% B. 40% C. 50% D. 60% 【答案】C 【解析】根据平衡三段式列式计算,设A的转化率x, A(g)+B(g) 2C(g) 始(mol·L-1): 2 2 0 转(mol·L-1): 2x 2x 4x 平(mol·L-1): 2-2x 2-2x 4x 再根据平衡常数K==4,计算得到x=0.5则A的转化率 100%=50%;答案选C。 9. 下列各反应中属于水解反应的是 A. HCO3-﹣+H2OH3O++CO32- B. HCO3﹣-+H2OH2CO3+OH- C. HCO3-﹣+OH-﹣=H2O+CO32- D. HCO3-+H3O+=2H2O+CO2↑ 【答案】B 【解析】A项,HCO3﹣+H2OH3O++CO32﹣为HCO3-的电离方程式;B项,HCO3﹣+H2OH2CO3+OH﹣为HCO3-水解的离子方程式;C项,HCO3﹣+OH﹣=H2O+CO32﹣为可溶性碳酸氢盐与强碱反应的离子方程式;D项,HCO3﹣+H3O+=2H2O+CO2↑为可溶性碳酸氢盐与强酸反应的离子方程式;属于水解反应的为B,答案选B。 10. 已知:HCl为强酸,下列对比实验不能用于证明CH3COOH为弱酸的是 A. 对比等浓度的两种酸的pH B. 对比等浓度的两种酸,与相同大小镁条反应的初始速率 C. 对比等浓度、等体积的两种酸,与足量Zn反应,生成H2的总体积 D. 对比等浓度、等体积的两种酸,与等量NaOH溶液反应后放出的热量 【答案】C 【解析】A、HCl属于强酸,如果CH3COOH的pH与盐酸的pH相同,说明CH3COOH属于强酸,如果CH3COOH的pH大于盐酸的pH,则说明CH3COOH属于弱酸,对比等浓度的两种酸的pH可以判断CH3COOH属于强酸或弱酸,故A错误;B、如果醋酸是强酸,因为两种酸浓度相等,则c(H+)相同,与相同大小镁条反应的初始速率相等,如果醋酸是弱酸,等浓度时,醋酸中c(H+)小于盐酸中c(H+),与相同大小镁条反应,与醋酸的反应速率小于与盐酸反应,能够判断CH3COOH的强弱,故B错误;C、浓度相同、体积相同的两种酸,酸的物质的量相同,与足量的锌反应,生成H2的总体积相同,不能判断CH3COOH是强酸还是弱酸,故C正确;D、如果CH3COOH是强酸,两种等体积、等浓度的两种酸与等量NaOH反应放出的热量相同,如果CH3COOH为弱酸,CH3COOH的电离是吸热过程,与NaOH反应放出的热量低于盐酸与NaOH反应放出的热量,能够判断醋酸是强酸还是弱酸,故D错误。 11. 对下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系表述正确的是 A. 0.1 mol/L的(NH4)2SO4溶液中:c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-) B. 0.1 mol/L的NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO)+c(H2CO3)+2c(CO) C. 将0.2 mol/L NaA溶液和0.1 mol/L盐酸等体积混合所得碱性溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-) D. 在25℃0.1 mol/L的 NH4Cl溶液中:c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O) 【答案】D 【解析】A、硫酸铵属于强酸弱碱盐,发生NH4++H2O NH3·H2O+H+,溶液显酸性,水解程度微弱,因为(NH4)2SO4中NH4+与SO42-物质的量之比为2:1,因此离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-),故A错误;B、根据物料守恒,c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-),故B错误;C、根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(A-),故C错误;D、根据物料守恒,c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O),故D正确。 12. 下面有关电化学的图示,完全正确的是 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】试题分析:A.在Cu-Zn原电池中,由于金属活动性Zn>Cu,所以Zn为负极,Cu为正极,错误;B.在粗铜的精炼中,粗铜作阳极,与电源的正极连接,精铜为阴极,与电源的负极连接,错误;C.要在铁片上镀锌,要把镀件铁皮与电源的负极连接,作阴极,把镀层金属Zn作阳极,与电源的正极连接,作阳极,错误;D.以铁为阴极,电解NaCl饱和溶液,在阳极,Cl-失去电子变为Cl2,Cl2将KI氧化为I2,I2使淀粉溶液变为蓝色;在阴极,H+放电产生H2,阴极附近溶液中c(OH-)增大,溶液使酚酞试液变为红色,正确。 考点:考查原电池、电解池及电镀的应用的知识。 13. 常温下,以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等,通过添加过量的难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀并过滤除去,下列说法正确的是 A. 过滤后的溶液中一定没有S2- B. MnS难溶于水,可溶于MnCl2溶液中 C. 常温时,CuS、PbS、CdS比MnS更难溶 D. 加入MnS后生成CuS的离子方程式是Cu2++S2-=CuS↓ 【答案】C 【解析】试题分析:A、难溶不是不溶,只是溶解度小,错误,不选A;B、硫化锰难溶于水,也难溶于氯化锰的容颜,错误不选B;C、通过添加过量的难溶电解质硫化锰,出去铜离子,铅离子,镉离子,是沉淀转化的原理,利用硫化铜硫化铅,硫化镉比硫化锰更难溶于水的原理转化,正确,选C;D、沉淀转化的离子方程式为Cu2+(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+(aq),错误,不选D。 考点:难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质 14. 在下列各溶液中,离子一定能大量共存的是 A. 强碱性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO42- B. 室温下,pH=1的盐酸中:Na+、Fe2+、NO3-、SO42- C. 含有Ca2+的溶液中:Na+、K+、CO32-、Cl- D. 水电离产生的c(H+)=1×10-13 mol/L的溶液中:Na+、K+、Cl-、SO42- 【答案】D 【解析】A、在强碱性溶液中Al3+不能大量共存,选项A错误;B、因PH=1 的溶液有大量H+,则H+、Fe2+、NO3-发生氧化还原反应而不能大量共存,选项B错误;C、Ca2+、CO32-之间发生反应生成碳酸钙沉淀,在溶液中不能大量共存,选项C错误;D、因水电离的c(H+)=1×10-13mol/L<1×10-7mol/L,抑制了水的电离,则溶液可能为酸或碱的溶液,但都能与Na+、K+、Cl-、SO42-大量共存,选项D正确。答案选D。 点睛:本题考查离子的共存问题,习题中隐含信息的挖掘是解答的关键,注意明确离子不能大量共存的一般情况:能发生复分解反应的离子之间; 能发生氧化还原反应的离子之间;能发生络合反应的离子之间(如 Fe3+和 SCN-)等;还应该注意题目所隐含的条件,如:溶液的酸碱性,据此来判断溶液中是否有大量的 H+或OH-;溶液的颜色,如无色时可排除 Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色离子的存在;溶液的具体反应条件,如“氧化还原反应”、“加入铝粉产生氢气”;是“可能”共存,还是“一定”共存等;试题侧重对学生基础知识的训练和检验,有利于提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。 15. 用蒸馏水稀释1mol/L氨水至0.01mol/L,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是 A. c(OH-)/ c(NH3·H2O) B. c(NH)/ c(OH-) C. c(NH3·H2O)/ c(NH) D. c(OH-) 【答案】A 【解析】NH3·H2O NH4++OH-,A、因为是同一种溶液,体积相同,因此c(OH-)/c(NH3·H2O)=n(OH-)/n(NH3·H2O), 加水稀释促进NH3·H2O电离,n(OH-)增大,n(NH3·H2O)降低,即此比值增大,故A正确;B、NH3·H2O NH4++OH-,电离产生NH4+和OH-物质的量相等,即此浓度的比值保持不变,故B错误;C、,加水稀释c(OH-)减小,Kb只受温度的影响,温度不变,Kb不变,因此此比值降低,故C错误;D、加水稀释,c(OH-)降低,故D错误。 16. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 A. a > b > c > d B. a > c > d > b C. c > a > b .> d D. b > d > c > a 【答案】B 所以综上:a>c>d>b 考点:原电池 点评:本题解题关键在于根据实验现象来判断哪一个是正极,哪一个是负极,而原电池中负极的金属活动性大于正极。 17. 用铂电极电解下列溶液时,阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是 A. 稀Na2SO4溶液 B. 稀HCl溶液 C. CuCl2溶液 D. AgNO3溶液 【答案】A 【解析】A、电解硫酸钠的实质是电解水,阴极和阳极上的主要产物为分别为H2和O2,选项A正确;B、电解HCl的实质是电解物质本身,在阴极和阳极上的主要产物为分别为H2和Cl2,选项B错误;C、电解氯化铜的实质是电解物质本身,在阴极和阳极上的主要产物为分别为Cu和Cl2,选项C错误;D、电解硝酸银属于“放氧生酸型”,在阴极和阳极上的主要产物为分别为Ag和O2,选项D错误。答案选A。 18. 下列有关说法正确的是 A. CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0 B. 镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 C. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大 D. 水的离子积常数KW随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应 【答案】B 【解析】试题分析:A、碳酸钙分解的反应,是熵增的反应,但反应不能在室温下自发进行,说明该反应的△H>0,错误;B、镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈,是因为铁比铜活泼,形成原电池时,铁做负极,被腐蚀,正确;C、N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2)加快,而平衡逆向移动,氢气的转化率降低,错误;D、水的离子积常数Kw 随着温度的升高而增大,说明升高温度,平衡正向移动,则水的电离是放吸热反应,错误,答案选B。 考点:考查反应自发的判断依据,金属腐蚀的判断,化学平衡的移动的判断 视频 19. 下列叙述中错误的是 A. 电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应 B. 原电池跟电解池连接后,电子从电池负极流向电解池阳极 C. 电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D. 电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 【答案】B 【解析】A项,电解池的阳极上发生失电子的氧化反应,阴极上发生得电子的还原反应,正确;B项,与原电池的负极相连的是电解池的阴极,电子从原电池的负极流向电解池的阴极,错误;C项,电镀时,阳极为镀层金属,阳极为镀层金属发生失电子的氧化反应,正确;D项,电解饱和食盐水时,阴极上H+优先Na+放电,阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑,由于H+浓度减小,促进阴极附近水的电离平衡向电离方向移动,H+继续放电,使得阴极附近c(OH-)c(H+),在阴极得到NaOH溶液和H2,正确;答案选B。 20. 关于下列装置说法正确的是 A. 装置①中,盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液 B. 装置②工作一段时间后,a极表面生成了较多的O2 C. 用装置③精炼铜时,c极为粗铜 D. 装置④中电子由Zn流向Fe,Zn极发生氧化反应 【答案】D 【解析】A、根据原电池的工作原理,阴离子向负极移动,根据①装置,Zn为负极,Cu为正极,即Cl-移向ZnSO4溶液,故A错误;B、② 装置为电解池,石墨a连接电源的负极,即石墨a为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑,故B错误;C、精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,电解质溶液含Cu2+,c极为阴极,应为纯铜,故C错误;D 、根据原电池的工作原理,锌为负极,铁为正极,电子从Zn经外电路流向Fe,Zn电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,Zn极发生氧化反应,故D正确。 21. 用化学知识填空: (1)丙烷通过脱氢反应可得丙烯。 已知:①C3H8(g)===CH4(g)+C2H2(g)+H2(g) ΔH1=+156.6 kJ·mol-1 ②C3H6(g)===CH4(g)+C2H2(g) ΔH2=+32.4 kJ·mol-1 则相同条件下,反应C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)的ΔH=__________kJ·mol-1。 (2)0.5mol甲烷燃烧时,生成液态水和二氧化碳,同时放出445kJ的热量,写出甲烷的燃烧热的热化学方程式_________________________________________________ (3)请写出NH4Cl溶液中各离子浓度的大小关系式:___________________________________ (4)常温下,Na2CO3溶液呈碱性,原因是_____________________ (用离子方程式表示)。 (5)①醋酸在水溶液中的电离方程式为______________________。 ②下列方法中,可以使醋酸稀溶液中CH3COOH电离程度增大的是_________(填字母序号)。 a. 滴加少量浓盐酸 b. 微热溶液 c. 加水稀释 d. 加入少量醋酸钠晶体 【答案】 (1). +124.2 kJ·mol-1 (2). CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1 (3). c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-) (4). CO32-+H2OHCO3-+OH- (5). CH3COOHCH3COO-+H+ (6). bc 【解析】(1)本题考查热化学反应方程式的计算,①-②得出△H=△H1-△H2=(156.6-32.4)kJ·mol-1=+124.2kJ·mol-1;(2)本题考查热化学反应方程式的书写,根据燃烧热的定义,1mol甲烷燃烧产生的热量为1×445/0.5kJ=890kJ,即甲烷燃烧热的热化学反应方程式为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1;(3)本题考查离子浓度大小比较,NH4Cl溶液中存在:NH4++H2O NH3·H2O+H+,NH4+水解程度微弱,因此离子浓度大小顺序是c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);(4)本题考查盐类水解应用,Na2CO3溶液中CO32-发生水解,其水解反应方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-,使溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性;(5)考查弱电解质的电离以及影响弱电解质电离的因素,①CH3COOH属于弱电解质,醋酸部分电离,其电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+;②a、滴加少量浓盐酸,c(H+)增大,抑制CH3COOH的电离,故a错误;b、弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,促进电离,即CH3COOH 的电离程度增大,故b正确;c、加水稀释,促进电离,即CH3COOH的电离程度增大,故c正确;d、加入醋酸钠晶体,CH3COOH的电离程度降低,故d错误。 点睛:判断单一溶液离子浓度大小比较时一般是:不水解的离子浓度>水解离子浓度>显性离子>水电离出的另一种离子;注意比较时,水解程度微弱和弱电解质电离程度微弱。 22. (1)25℃时,0.05mol/LH2SO4溶液的pH=______ ,0.01mol/LNaOH溶液的pH=______ 。 (2)某温度下纯水的c(H+)=4.0×10-7mol/L,则此溶液中的c(OH-)=_______;若温度不变,滴入稀盐酸,使c(H+)=2.0×10-4mol/L,则此溶液中由水电离产生的c(H+)=_________。 (3)氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡:Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq),常温下其Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20。某硫酸铜溶液里c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液使之pH>________ 【答案】 (1). 1 (2). 12 (3). 4.0×10-7mol/L (4). 8.0×10-10 mol/ l (5). 5 【解析】本题考查pH的计算、水的离子积的应用、溶度积的计算,(1)0.05mol·L-1H2SO4中c(H+)=0.05×2mol·L-1=0.1mol·L-1,即pH=1,0.01mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)=0.01mol·L-1,则氢氧化钠溶液中c(H+)=Kw/c(OH-)=10-14/0.01mol·L-1=10-12mol·L-1,即pH=12;(2)H2OH++OH-,即c(OH-)=4.0×10-7mol·L-1;此温度下水的离子积为Kw=c(H+)×c(OH-)=4.0×10-7×4.0×10-7=1.6×10-13, 根据水的离子积,c(OH-)=Kw/c(H+)=1.6×10-13/(2.0×10-4)mol·L-1=8×10-10mol·L-1,水电离出的c(H+)等于水电离出的c(OH-),则此溶液中由水电离产生的c(H+)= 8×10-10mol·L-1;(3)当Qc=Ksp时,此溶液为饱和溶液,当Qc>Ksp时,出现沉淀,根据Ksp表达式,Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20,硫酸铜溶液c(Cu2+)=0.02mol·L-1,代入公式,则c(OH-)=10-9mol·L-1,c(H+)=Kw/c(OH-)=10-14/10-9mol·L-1=10-5mol·L-1,即pH=5,当出现沉淀时,pH>5。 23. 如图所示,A、B两个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。 (1)A、B、C三个装置中属于原电池的是________(填标号,下同),属于电解池的是_____________ (2)A池中Zn是_____极,电极反应式为________;Cu是______极,电极反应式为______________,A中总反应的方程式为________________________。 (3)B池中总反应的方程式为________________。 (4)C池中Zn是____极,电极反应式为_____;Cu是______极,电极反应式为____________。 【答案】 (1). A (2). BC (3). 负极 (4). Zn-2e- == Zn2+ (5). 正极 (6). Cu2++2e- == Cu (7). Zn + Cu2+ == Zn2+ +Cu (8). CuCl2 Cu + Cl2↑ (9). 阴极 (10). Cu2++2e- == Cu (11). 阳极 (12). Cu-2e- == Cu2+ 【解析】本题考查原电池的工作原理、电解池的工作原理以及电极反应式的书写,(1)原电池没有外加电源,电解池有外加电源,因此三个装置中属于原电池的是A,属于电解池的是BC;(2)根据原电池的构成条件,Zn比铜活泼,因此锌为负极,Cu为正极,电解质溶液为CuCl2,电池总反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极反应式为Cu2++2e-=Cu;(3)B装置为电解池装置,两极为惰性材料为电极,电解液为CuCl2溶液,根据电解原理,总反应式为CuCl2 Cu + Cl2↑;(4)C装置为电解池装置,Zn与电源的负极相连,则Zn为阴极,Cu2+在阴极上先放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,Cu连接电源的正极,Cu电极为阳极,Cu为活动性金属,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+。 点睛:电解池装置中放电顺序,首先判断电极材料,如果是惰性材料作电极(如石墨,Pt,金等),阳极:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根,阴极:氧化性强的先得到电子,如果是活动性金属作电极,阴极放电顺序不变,阳极应是金属先失电子,这些顺序都是灵活运用的,注意题目中所给信息。 24. 在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随着温度升高,混合气体的颜色变深。 回答下列问题: (1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)=_______mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K=________ mol·L-1。 (2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020 mol·L-1·s-1 的平均速率降低,经10s又达到平衡。T________100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是_____________________________________。 (3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是__________________________________________。 【答案】 (1). 大于 (2). 0.001 mol·L-1·s-1 (3). 0.36 (4). 小于 (5). 降低温度,化学反应速率减小 (6). 逆反应 (7). 容器的容积减少一半,即压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动 【解析】(1)温度升高,混合气体的颜色变深,说明平衡向正反应方向进行,因此正反应是吸热反应,则反应的ΔH大于0;在0~60 s时段内消耗四氧化二氮的物质的量浓度为0.1mol/L-0.040mol/L=0.06mol/L,因此反应速率v(N2O4)=0.06mol/L÷60s=0.0010mol·L-1·s-1;平衡时N2O4、NO2的浓度分别是0.04mol/L、0.12mol/L,则反应的平衡常数K1为。(2)c(N2O4)以0.0020 mol·L-1·s-1的平均速率降低,说明平衡向正反应方向进行,由于正反应吸热,所以改变的条件是升高温度,即T大于100 ℃;(3)由于正反应体积增大,所以对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动。 25. CH4﹣O2燃料电池具有放电稳定,无污染等优点,如图用甲烷氧气燃料电池电解饱和氯化钠溶液的模型图,其中氯化钠溶液滴有酚酞试液。已知甲烷氧气燃料电池的总反应式为:CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O请认真读图,回答以下问题: (1)请写出通入甲烷气体的一极所发生的电极反应式:____________________,其附近的pH值________(填“不变”或“变大”或“变小”) 通入O2气体的一极所发生的电极反应式:_______________,其附近的pH值________(填“不变”或“变大”或“变小”)。 (2)a为_______极,电极反应式为______________;b为_______极,电极反应式为_________________,现象是_______________;总方程式为 ____________________________。 (3)如果通入1mol的甲烷完全参与电极反应,则电路中转移___________mol的电子,a电极产生的气体在标准状况下的体积为______________L。 【答案】 (1). CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O (2). 变小 (3). O2+2H2O+4e- =4OH- (4). 变大 (5). 阳极 (6). 2Cl--2e- = Cl2↑ (7). 阴极 (8). 2H++ 2e- = H2 ↑ (9). b电极附近变红 (10). 2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑ + Cl2↑ (11). 8mol (12). 89.6L 【解析】本题考查原电池电极反应式的书写、电解原理的应用以及计算,(1)左边装置为燃料电池,通入甲烷的一极为负极,因为电解质为KOH溶液,因此负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,根据负极反应式,消耗OH-,因此负极附近的pH变小;通入氧气一极为正极,反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,产生了OH-,则pH变大;(2)a与燃料电池的正极相连,即a电极为阳极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,b电极连接燃料电池的负极,则b电极为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此NaCl溶液中滴入酚酞,则b电极现象是b电极附近变红,总反应式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+ H2↑ + Cl2↑;(3) 根据(1)1mol甲烷完全参与反应,转移电子物质的量为8mol,根据电子守恒,建立关系式为CH4~8e-~4Cl2,消耗1mol甲烷,a电极产生4molCl2,即氯气的体积为4×22.4L=89.6L。 点睛:本题的难点是最后一个空,学生先根据甲烷电极反应式,求出转移电子物质的量,然后根据a电极反应式求出氯气的体积,这样也能接触最后的结果,但比较麻烦,这里可以根据电路中转移电子物质的量相同,建立关系式CH4~8e-~4Cl2,从而一步求出氯气体积。 26. 用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题: (1)准确称量10.0 g 含有少量易溶杂质的样品(杂质不与盐酸反应),配成500mL待测溶液。称量时,样品可放在________(填编号字母)称量。 A.小烧杯中 B.洁净纸片上 C.托盘上 (2)滴定时,用0.2000 mol/L的盐酸来滴定待测溶液,不可选用________(填编号字母)作指示剂。 A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞 (3)滴定过程中,眼睛应注视________________________________________________;在铁架台上垫一张白纸,其目的是__________________________________________。 (4)根据下表中数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol/L,烧碱样品的纯度是________。 滴定次数 待测溶液体积(mL) 标准酸体积 滴定前的刻度(mL) 滴定后的刻度(mL) 第一次 10.00 0.40 20.50 第二次 10.00 4.10 24.00 (5)在中和滴定操作过程中,有以下各项因操作不当引起的实验误差,用“偏高”、“偏低”或“无影响”等填空: ①滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,使滴定结果__________。 ②锥形瓶未用待装溶液润洗,使滴定结果__________。 ③装标准溶液的滴定管在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡,使滴定结果__________。 ④滴定前平视凹液面,滴定终了俯视凹液面,使滴定结果___________________。 【答案】 (1). A (2). B (3). 锥形瓶中溶液颜色的变化 (4). 对比,便于观察溶液颜色的变化 (5). 0.4000 mol/L (6). 80% (7). 偏高 (8). 无影响 (9). 偏高 (10). 偏低 【解析】本题考查中和滴定实验综合知识,(1)称量时,药品不能直接放在托盘上,因为烧碱是NaOH,NaOH有潮解性,放在纸片上,因氢氧化钠吸水使一部分样品残留在纸片上,造成物质的量的减少,因此样品放在小烧杯中进行称量,故选项A正确;(2)强酸滴定强碱或强碱滴定强酸,一般所用指示剂为甲基橙或酚酞,因为石蕊变色范围比较宽,现象变化不明显,因此中和滴定时一般不用石蕊作指示剂,故选项B正确;(3)滴定过程中,眼睛应注视锥形溶液颜色的变化,垫一张白纸,目的是便于观察溶液颜色的变化;(4)第一次滴定消耗酸的体积为(20.50-0.40) mL=20.10mL,第二次滴定消耗酸的体积为(24.00-4.10)mL=19.90mL,平均消耗的酸的体积为(20.10+19.90)/2mL=20.00mL,即c(NaOH)=20×10-3×0.2000/(10×10-3)mol·L-1=0.4000mol·L-1,烧碱的纯度为500×10-3×0.4000×40/10.0×100%=80%;(5)C待=c标×V标/V待,①滴定管未用标准液润洗,直接盛放标准液,标准液稀释,造成消耗标准液的体积增大,即滴定结果偏高;②锥形瓶不能用待装液润洗,否则对实验结果产生影响,即对实验不会产生无影响;③滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡,消耗的标准液的体积增大,滴定结果偏高;④滴定前平视凹液面,滴定终了俯视凹液面,造成标准液的体积偏小,即结果偏低。 27. 如图所示3套实验装置,分别回答下列问题。 (1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验,一段时间后,玻璃筒内的石墨电极上的电极反应式为_________。 (2)装置2中的石墨是_______极,该电极反应式为___________。 (3)装置3中甲烧杯盛放100mL0.2mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100mL0.5mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红。 ①电源的M端为________极;甲烧杯中铁电极的电极反应为_________________。 ②乙烧杯中电解的总方程式为_______________。 ③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重0.64 g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为________mL。 【答案】 (1). O2+2H2O+4e- =4OH- (2). 正 (3). Fe3++e-=Fe2+ (4). 正 (5). Fe-2e-=Fe2+ (6). 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ (7). 224ml 【解析】本题考查金属的腐蚀和防护、以及电化学的计算,(1)装置1为吸氧腐蚀,铁钉为负极,石墨棒为正极,即正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;(2)装置2为原电池,总反应方程式为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,Cu电极为负极,石墨电极为正极,正极反应式为Fe3++e-=Fe2+或2Fe3++3e-=2Fe2+;(3)①甲烧杯中石墨电极附近变红,说明此电极上产生OH-,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,甲烧杯中石墨电极为阴极,即M为正极,N为负极,铁电极为阳极,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;②乙烧杯中Cu为阴极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,石墨为阳极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,乙烧杯中总电极反应式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;③建立关系式为H2~2e-~Cu,产生氢气的体积为0.64×22.4/64L=0.224L,即为224mL。