【化学】河北省张家口市宣化一中、张北一中2019-2020学年高二上学期期中考试联考试题(解析版)
河北省张家口市宣化一中、张北一中2019-2020学年高二上学期期中考试联考试题
考试时间:90分钟 满分:100分
可能用到的原子量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64
一、单项选择题(每题2分,共50分)
1.下列诗句中能体现吸热反应的是( )
A. 野火烧不尽,春风吹又生 B. 千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
C. 暖暖远人村,依依墟里烟 D. 春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
【答案】B
【解析】
【详解】A、野火烧不尽,春风吹又生,涉及物质的燃烧,为放热反应,故A错误;
B、千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲,涉及碳酸钙的分解,为吸热反应,故B正确;
C、暖暖远人村,依依墟里烟,涉及物质燃烧,为放热反应,故C错误;
D.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干,涉及物质的燃烧,为放热反应,故D错误;
故选B。
2.已知热化学方程式SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) △H=-98.32kJ·mol-1,在容器中充入2mol SO2和1mol O2充分反应,最终放出的热量( )
A. 等于196.64kJ B. 等于196.64kJ·mol-1
C. 小于196.64kJ D. 大于196.64kJ
【答案】C
【解析】
【分析】SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) 是可逆反应;SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) △H=-98.32kJ·mol-1,指生成1mol SO3(g)放热98.32kJ。
【详解】SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) △H=-98.32kJ·mol-1,指生成1mol SO3(g)放热98.32kJ;SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) 是可逆反应,在容器中充入2mol SO2和1mol O2充分反应,生成SO3(g)的物质的量小于2mol,所以最终放出的热量小于196.64kJ,故选C。
3.关于下图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是( )
A. 2H(g)+2X(g)2HX(g) ΔH3<0
B. 途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3
C. Cl、Br、I的非金属性依次减弱,所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多
D. 途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl比HBr稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A、原子结合成分子放热,所以2H(g)+2X(g)= 2HX(g) ΔH3<0,A正确;
B、遵循盖斯定律,反应热与途径无关,B正确;
C、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,键能Cl—Cl>Br—Br>I—I,所以途径Ⅱ吸收的热量依次减小,C错误;
D、途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl的能量低,HCl比HBr稳定,D正确;
答案选C。
4.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是( )
A. Na与水反应时增大水的用量
B. 将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2
C. 在H2SO4与NaOH两溶液反应时,增大压强
D. 恒温、恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量
【答案】D
【解析】
【详解】A.水为纯液体,增大水的用量,浓度不变,反应速率不变,故A错误;
B.将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4,则其与Zn反应生成二氧化硫气体,不生成氢气,故B错误;
C.H2SO4与NaOH两溶液反应,没有气体参与反应,增大压强,反应速率基本不变,故C错误;
D.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量,反应物浓度增大,则反应速率增大,故D正确;
故选D。
5.可逆反应:2SO2+O22SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数,Q为浓度商)( )
A. Q不变,K变大,O2转化率增大
B. Q不变,K变大,SO2转化率减小
C. Q变小,K不变,O2转化率减小
D. Q增大,K不变,SO2转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】当可逆反应2SO2+O2⇌2SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,氧气的浓度增大,浓度商Q变小,平衡向右移动,氧气转化率减小,二氧化硫转化率增大,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,故选C。
6.一定条件下,向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),2min时测得剩余N2为1mol,下列化学反应速率表示不正确的是( )
A. v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1
B. v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C. v(NH3)=1 mol·L-1·min-1
D. v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】
【分析】在一定条件下,向2L密闭容器中加入2mol N2和10molH2,发生反应N2+ 3H22NH3,2min时,测得剩余氮气为1mol,所以2min内,以N2表示的反应速率v(N2)=(2mol-1mol)÷(2L×2min)=0.25 mol/(L•min)。
详解】A.由上述计算可知,v(N2)=0.25 mol/(L•min),A项正确;
B.化学反应中,不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=3v(N2)=3×0.25 mol/(L•min)=0.75 mol/(L•min),B项正确;
C.化学反应中,不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(NH3)=2v(N2)=2×0.25 mol/(L•min)=0.5mol/(L•min),C项错误;
D.化学反应中,不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(NH3)=2v(N2)=2×0.25 mol/(L•min)=0.5mol/(L•min),D项正确;
答案选C。
7.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志的是( )
(1)C的生成速率与C的分解速率相等;
(2)单位时间内生成amol A,同时生成3amol B;
(3)A、B、C的浓度不再变化;
(4)混合气体的总压强不再变化;
(5)混合气体的物质的量不再变化;
(6)单位时间消耗amol A,同时生成3amol B;
(7)A 、B、C的分子数目比为1:3:2。
A. (2)(5) B. (1)(3) C. (2)(7) D. (5)(6)
【答案】C
【解析】
【详解】(1)C的生成速率与C的分解速率相等,说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故正确;
(2)根据方程式,单位时间内amol A生成,同时必定生成3amol B,都体现的逆反应速率,不能说明正、逆反应速率的关系,故错误;
(3)A、B、C的浓度不再变化,说明达平衡状态,故正确;
(4)该反应为气体物质的量发生变化的反应,混合气体的总压强不再变化,说明各物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
(5)该反应为气体物质的量发生变化的反应,混合气体的物质的量不再变化,说明各物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
(6)单位时间消耗amol A,等效于消耗3amol B,同时生成3amolB,正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,故正确;
(7)平衡时A、B、C的分子数目比为1∶3∶2,不能说明浓度是否不变,不能说明是平衡状态,故错误;
不能说明达到平衡状态的有(2)(7),故选C。
8.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况中,不会使平衡发生移动的是( )
A. 温度、容积不变时,通入SO2气体
B. 移走一部分NH4HS固体
C. 容积不变,充入氨气
D. 保持压强不变,充入氮气
【答案】B
【解析】试题分析:A、在温度和容积不变是通入二氧化硫,会与硫化氢反应,生成物浓度减少,平衡向正反应方向移动,故A错;B、移走一部分固体,没有影响到物质的浓度,所以平衡不移动,故B正确;C、容积不变,充入氨气,生成物浓度增大,平衡向逆反应方向移动,故C错;D、压强不变,充入氦气,容器的体积增大,气体物质的浓度减小,平衡向正反应方向移动,故D错误。
9.在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 mo1·L-1HCl溶液,其液面恰好在5 mL的刻度处。若把滴定管中的溶液全部放入锥形瓶中,然后以0.1 mo1·L-1NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积( )
A. 等于20mL B. 大于20mL C. 小于20mL D. 等于5mL
【答案】B
【解析】试题分析:滴定管的刻度从上到下逐渐增大,25mL刻度以下还有没有刻度的一部分,若把到5mL刻度位置的液体放出,其液体体积大于(25-5)mL=20ml,消耗0.lmol/LNaOH溶液的体积大于20 mL,答案选B。
10.CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
ΔH<0,现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气处理效率的是( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A. ①③ B. ②④
C. ①④ D. ②③
【答案】C
【解析】
【分析】要提高尾气处理效果,需要尾气排放到大气之前尽可能的转化为无害气体,应从速率及平衡的角度分析。
【详解】①选用适当的催化剂,可以加快反应速率,使有害气体在排出之前尽可能地转化为无害气体,可以提高尾气处理效率,正确;
②提高装置温度,虽然能加快反应速率,该反应放热,平衡左移,但会降低转化率,错误;
③降低装置的压强,既减慢反应速率,又降低转化率,错误;
④装置中放入碱石灰,可以吸收生成的二氧化碳,使平衡向右移动,提高转化率,正确;
符合题意为①④;正确选项C。
11.常温下,在pH=5的CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A. 加入水时,平衡向右移动,CH3COOH电离常数增大
B. 加入少量CH3COONa固体,平衡向右移动
C. 加入少量NaOH固体,平衡向右移动,c(H+)减小
D. 加入少量pH=5的硫酸,溶液中c(H+)增大
【答案】C
【解析】
【详解】A. 加入水时,醋酸的电离平衡向右移动,但是CH3COOH电离常数不会发生变化,错误;
B. 加入少量CH3COONa固体,由于c(CH3COO-)增大,电离平衡向左移动,错误;
C. 加入少量NaOH固体,由于c(OH-)增大,消耗酸电离产生的H+,使醋酸的电离平衡向右移动,但是由于平衡移动的趋势是微弱的,总的来说c(H+)减小,正确;
D. 加入少量pH=5的硫酸,由于二者的pH相同,所以溶液中c(H+)不变,错误;
答案选C。
12.下列关于电离常数的说法正确的是( )
A. 电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B. CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C. 电离常数只受温度影响,与浓度无关
D. 向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
【答案】C
【解析】
【详解】A. 电离常数只随温度的变化而变化,与弱电解质的浓度无关,A项错误;
B. CH3COOH的电离常数表达式为Ka=,B项错误;
C. 电离常数只随温度的变化而变化,与浓度无关,C项正确;
D. 电离常数只随温度的变化而变化,与浓度无关,所以CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数不变,D项错误;
答案选C。
13.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-。下列叙述错误的是( )
A. 向水中通入氨气,平衡逆向移动,c(OH-)增大
B. 向水中加入少量稀硫酸,c(H+)增大,Kw不变
C. 将水加热平衡正向移动,Kw变大
D. 升高温度,平衡正向移动,c(H+)增大,pH不变
【答案】D
【解析】
【详解】A、向水中通入NH3,c(OH-)增大,平衡左移,选项A正确;
B、向水中加入少量稀H2SO4,c(H+)增大,但温度不变,Kw不变,选项B正确;
C、将水加热,水的电离平衡正向移动,Kw变大,选项C正确;
D、升高温度,能促进水的电离,c(H+)增大,pH减小,选项D错误。
答案选D。
14. 已知反应:X+Y=M+N为放热反应,则下列说法正确的是( )
A. 断裂X和Y的化学键所吸收的能量一定高于形成M和N的化学键所放出的能量
B. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
C. Y的能量一定高于N
D. 因为该反应为放热反应,故不必加热就可发生
【答案】B
【解析】
【详解】A、放热反应是生成物的键能大于反应物的键能,故A错误;
B、放热反应是生成物的总能量小于反应物的总能量,故B正确;
C、放热反应是生成物的总能量小于反应物的总能量,在该反应中不能表明物质和物质之间能量的比较,故C错误;
D、反应热与反应条件无关,故D错误;
故选B。
15.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】①因浓度越大,化学反应速率越快,但是固体的浓度是常数,固体增减不影响反应速率,所以增加C(s)的量,反应速率不变,故①符合题意;②将容器的体积缩小一半,反应体系中物质的浓度增大,则化学反应速率增大,故②不符合题意;③保持体积不变,充入氮气,氮气不参与反应,反应体系中的各物质的浓度不变,则反应速率不变,故③符合题意;④保持压强不变,充入氮气,使容器的体积变大,反应体系中各物质的浓度减小,则反应速率减小,故④不符合题意。答案A。
16. 下列表述中正确的是 ( )
A. 任何能使熵值增大的过程都能自发进行
B. 已知热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),则将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量
C. 化学平衡发生移动,平衡常数一定发生变化
D. 1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应,后者比前者放出的热量多
【答案】D
【解析】试题分析:能自发进行的过程必须符合:△H-T△S<0,熵值增大不是唯一的判据,A错误;2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),该反应为可逆反应,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)反应不能完全进行,所以放出的热量小于Q kJ,B错误;化学平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C错误;1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应,醋酸是弱酸,电离需要吸收热量,所以后者比前者放出的热量多,D正确。
17.在容积为1 L的密闭容器中,将CO和水蒸气的混合气体加热到800 ℃时,有下列平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且K=1,若用2 mol CO和10 mol H2O(g)相互混合并加热到800 ℃,则CO的转化率为( )
A. 16.7% B. 50% C. 66.7% D. 83.3%
【答案】D
【解析】试题解析:在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时,达到平衡状态,设消耗一氧化碳物质的量为x:
CO + H2O ⇌CO2 + H2,
起始量(mol) 2 10 0 0
变化量(mol) x x x x
平衡量(mol)2-x 10-x x x
反应前后气体物质的量不变,可以利用气体物质的量代替平衡浓度计算平衡常数平衡常数K==1.x=mol,则CO的转化率=×100%=83.3%.
18.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 溴水中有下列平衡Br2+H2O ⇌HBr+HBrO,当加入AgNO3(s)后溶液颜色变浅
B. 2NO2(g) ⇌N2O4(g)(正反应放热),升高温度,可使体系颜色加深
C. 反应CO+NO2⇌CO2+NO(正反应放热),升高温度,可使平衡向逆反应方向移动
D. 合成氨反应N2+3H2⇌2NH3(正反应放热)中使用催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴水中有下列平衡:Br2+H2O⇌HBr+HBrO,当加入AgNO3(s)后,硝酸银与溴离子反应生成溴化银沉淀,平衡正向移动,溴的浓度减小,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B.2NO2(g) ⇌N2O4(g)(正反应放热),升高温度,平衡逆向移动,二氧化氮浓度增大,体系颜色加深,能用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.反应CO+NO2⇌CO2+NO(正反应放热),升高温度,平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.合成氨反应N2+3H2⇌2NH3(正反应放热),使用催化剂,能够加快化学反应速率,对化学平衡不产生影响,不能用勒夏特里原理解释,故D选,
故选D。
19.如图,关闭活塞K,向A中充入1 molX、1 molY,向B中充入2 molX、2molY, 此时A、B的容积都是a
L。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生下述反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g);△H<0。A保持恒压,B保持恒容,达平衡时,A的体积为1.4a L。下列说法正确的是( )
A. 反应速率:v(B)
B
C. 打开K后达平衡时A的体积为2.4a L
D. A容器中X的转化率为80%
【答案】D
【解析】试题分析:A.加入反应物X和Y,该反应将向正反应方向进行建立化学平衡。容器A保持恒压,在建立化学平衡的过程中,反应混合物的总物质的量会增大,其体积要增大,各组分的物质的量浓度就要减下,反应速率也要减小。B容器保持恒容,体积不变,各组分初始浓度是A容器的2倍,反应速率始终都将大于A容器,即反应速率:v(B)>v(A),错误;
B.B平衡相当于把A平衡增大了压强,由于增大压强,平衡朝逆方向进行,所以B容器中Y的体积分数要比A容器的大,错误。
C.若打开K,相当于等压条件下,与原来的A平衡等效,故反应后的总体积为1.4a×3=4.2a,所以则达到新的化学平衡时,A的体积为4.2aL,错误;
D.考查可逆反应的有关计算,一般采用三段式。
X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)
初: 1 1 0 0
x x 2x x
平衡 1-x 1-x 2x x
根据阿伏伽德罗定律的推论:同温同容时,压强之比等于物质的量之比,得
A容器的体积之比等于气体物质的量之比,可以得出x=0.8,A容器中X的转化率为80%。
20. 从下列事实所得出的解释或结论正确的是( )
选项
实验事实
解释或结论
A
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH>0
在室温下能自发进行
这是一个熵增的反应
B
压缩针筒内的NO2和N2O4混合气体,颜色先变深后变浅
增大压强,平衡向生成N2O4的方向移动,新平衡比旧平衡压强小
C
锌与稀硫酸反应过程中,开始反应后,速率逐渐增大
该反应是吸热反应
D
已建立平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动
反应物的浓度一定降低
【答案】A
【解析】试题分析:A、根据反应方向判据ΔH—TΔS判断,反应自发进行ΔH—TΔS<0,该反应ΔH>0,则只有ΔS>0时能自发进行,正确;B、根据平衡移动原理知,平衡移动只能减弱条件的改变,不能抵消,增大压强,平衡向生成N2O4的方向移动,新平衡比旧平衡压强大,错误;C、锌与稀硫酸反应过程中,开始反应后速率逐渐增大,只能是温度升高,反应速率加快,该反应为放热反应,正确;D、若增大反应物的浓度使平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大,错误。
21.N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生下列反应:2N2O5(g) ⇌4NO2(g)+ O2(g) △H >0, T1温度下的部分实验数据为
t/s
0
500
1000
1500
c(N2O5)mol/L
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法不正确的是( )
A. 500s内N2O5分解速率为2.96×10-3 mol/(L·s)
B. T1温度下的平衡常数为K1=125,1000s时N2O5转化率为50%
C. T1温度下的平衡常数为K1 ,T2温度下的平衡常数为K2,若K1<K2,则T1 >T2
D. 平衡后其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的1/2,则再平衡时c(N2O5) >5.00mol/L
【答案】C
【解析】
【详解】A.依据表格数据,500s内N2O5(g)消耗的浓度=5.00mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L,分解速率==2.96×10-3 mol/(L•s),故A正确;
B.由表中数据可知,T1温度下,1000s时反应到达平衡,平衡时c(N2O5)=2.5mol/L,c(NO2)=5mol/L,c(O2)=1.25mol/L,平衡常数K===125,转化率为×100%=50%,故B正确;
C.平衡常数只受温度影响,T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,该反应为吸热反应,若K1<K2,说明平衡正向移动,则T1<T2,故C错误;
D.平衡后其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的,若平衡不移动,c(N2O5)会增大一倍,变成5.00mol/L,由于该反应为气体物质的量增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,则再平衡时c(N2O5)>5.00mol/L,故D正确;
故选C。
22.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是( )
A. 40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B. 图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C. 图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0 ×10-5mol·L-1·s-1
D. 温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验指示剂
【答案】B
【解析】
【详解】A、从图像中可以看出,40℃以前,温度越高,反应速度越快,40℃后温度越高,变色时间越长,反应越慢,而55℃,未变蓝,说明没有生成I2,A正确;
B、b、c点对应的反应原理不一样,发生不同的反应,无法比较反应速率,B错误;
C、速率为=5.0×10-5mol·L-1·s-1,C正确;
D、55℃时,没有出现蓝色,故淀粉已不能作为该反应的指示剂,D正确。
答案选B。
23.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是( )
A. 该反应的逆反应为吸热反应
B. 平衡常数:KM>KN
C. 生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)
D. 当温度高于250 ℃,升高温度,催化剂的催化效率降低
【答案】C
【解析】
【详解】A、升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,故A正确;
B、升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M点化学平衡常数大于N点,故B正确;
C、化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂的催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),故C错误;
D、根据图象,当温度高于250℃,升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则催化剂的催化效率降低,故D正确;
故选C。
24.下列说法正确的是( )
A. 将0.10 mol·L-1氨水加水稀释后,溶液中c()·c(OH-)变大
B. 为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测H2A溶液与H2SO4溶液的导电性。若导电性比硫酸弱,则H2A是弱酸。
C. 将CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中 变大
D. 用0.200 0 mol·L-1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合溶液中两种酸的浓度均为0.1 mol·L-1),至中性时,溶液中的酸未被完全中和
【答案】D
【解析】
【详解】A.加水稀释尽管促进一水合氨电离,但铵根离子和氢氧根离子浓度都减小,所以c(NH4+)•c(OH-)变小,故A错误;
B.溶液的导电性与溶液中的离子浓度和所带电荷有关,由于H2A溶液与H2SO4溶液的浓度不一定相等,因此不能通过测定溶液的导电性大小判断是否为弱酸,故B错误;
C.加水稀释促进CH3COOH电离,导致溶液中n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,所以稀释过程中=减小,故C错误;
D.醋酸钠溶液呈碱性,要使醋酸和NaOH混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微多些,所以至中性时,溶液中的酸未被完全中和,故D正确;
故选D。
25.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:
TiO2(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(l) + O2(g) △H=+140.5 kJ/mol
C(s,石墨) + 1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ/mol
则反应TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s,石墨)=TiCl4(l) + 2CO(g) 的△H是( )
A. +80.5 kJ/mol B. +30.0 kJ/mol
C. -30.0 kJ/mol D. -80.5 kJ/mol
【答案】D
【解析】
【详解】根据盖斯定律,将已知两个热化学方程式中的氧气消去可得所求方程式,所以ΔH=+140.5kJ·mol-1+2×(-110.5 kJ·mol-1)=-80.5kJ·mol-1,答案选D。
二、实验题
26.已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O.
某化学小组根据上述反应原理进行下列实验:
I.测定H2C2O4溶液的物质的量浓度
实验步骤如下:
①取待测H2C2O4溶液25.00mL放入锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸;
②用0.1mol/L KMnO4溶液滴定至终点,记录数据;
③重复滴定2次,平均消耗KMnO4溶液20.00mL。
请回答:
(1)滴定时,将KMnO4溶液装在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(2)若在步骤①操作之前,先用待测H2C2O4溶液润洗锥形瓶,则测得H2C2O4溶液的浓度会______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)步骤②中到达滴定终点时的现象为_______________________________。
(4)计算H2C2O4溶液的物质的量浓度为__________mol/L。
II.探究反应物浓度对化学反应速率的影响设计如下实验方案(实验温度均为25℃):
实验序号
体积V/mL
0.1mol•L-1KMnO4溶液
0.11mol•L-1H2C2O4溶液
0.11mol•L-1H2SO4溶液
H2O
①
2.0
5.0
6.0
7.0
②
2.0
8.0
6.0
V1
③
2.0
V2
6.0
2.0
请回答:
(5)表中v1=______。
(6)实验中需要测量的数据是______________________________。
(7)实验中______(填“能”或“不能”)用0.2mol/L盐酸代替0.1mol/LH2SO4溶液,理由是_________。
【答案】(1). 酸式 (2). 偏大 (3). 溶液由无色变为紫红色且在半分钟内不褪色 (4). 0.2 (5). 4.0 (6). 10.0 (7). KMnO4溶液完全褪色所需的时间 (8). 不能,KMnO4能氧化盐酸。
【解析】
【分析】(1)高锰酸钾溶液具有氧化性,能腐蚀橡胶管;
(2)引起滴定过程中消耗标准溶液体积增大,故测定溶液浓度偏大;
(3)KMnO4溶液显紫红色;
(4)根据C(待测)=以及5H2C2O4~2MnO4-计算;
(5)H2O的体积是为了保证溶液总体积一致;
(6)可根据KMnO4溶液完全褪色所需的时间判断反应速率;
(7)KMnO4能氧化盐酸。
【详解】(1)高锰酸钾溶液具有氧化性,能腐蚀橡胶管,不能盛装碱式滴定管,故将KMnO4溶液装在酸式滴定管中;
(2)若在步骤①操作之前,先用待测H2C2O4溶液润洗锥形瓶,待测H2C2O4溶液量多了,滴定过程中消耗标准溶液体积增大,故测定溶液浓度偏大;
(3)该实验是氧化还原滴定,终点时KMnO4溶液恰好过量一滴,溶液会显紫红色,30秒内不变色;
(4)根据化学方程式可知,5H2C2O4~2MnO4-,则C(H2C2O4)==0.2 mol/L;
(5)加入H2O是为了保证溶液总体积一致,故其他体积保持相同,只有草酸浓度这个变量,探究草酸浓度对化学反应速率的影响,故v1=4.0;
(6)KMnO4溶液显紫红色,可根据KMnO4溶液完全褪色所需的时间判断反应速率;
(7)实验中不能用0.2mol/L盐酸代替0.1mol/LH2SO4溶液,因为KMnO4能氧化盐酸生成氯气,消耗高锰酸钾,影响测定结果。
三、填空题(共37分)
27.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)上图是和反应生成过程中能量的变化示意图,下列有关说法正确的是_______。
a. 反应物的总能量比生成物的总能量高
b. 反应物的活化能比生成物的活化能高
c. 反应物总键能比生成物的总键能高
d. 该反应为熵增反应
(2)请写出和反应的热化学方程式:_______,决定该反应进行方向的主要判据为________。
(3)试根据表中及图中数据计算的键能______________ kJ/mol;
化学键
键能/ kJ/mol
390
943
(4)用催化还原还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g);△H1=-akJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H2=-bkJ/mol
若1molNH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热△H3=_____________kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
【答案】 (1). a (2). (合理即可) (3). 焓判据或ΔH<0 (4). 435 (5).
【解析】
【分析】(1)根据图象,该反应物的总能量比生成物的总能量高,结合N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)分析判断;
(2)先求出此反应的焓变,根据热化学方程式的书写规则再写出热化学方程式;该反应后气体的物质的量减少,结合复合判据分析解答;
(3)根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算;
(4)利用盖斯定律分析计算。
【详解】(1)根据图象,反应物的总能量比生成物的总能量高,说明该反应为放热反应,反应物的总键能小于生成物的总键能;反应物的活化能为254 kJ/mol,生成物的活化能为300 kJ/mol,反应物的活化能比生成物的活化能低,反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),正反应是一个熵减小的反应,正确的只有a,故答案为:a;
(2)反应物总能量大于生成物总能量,应为放热反应,生成1mol氨气放出46kJ热量,则反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92kJ/mol,该反应是一个熵减小的反应,决定该反应进行方向的主要判据为焓判据,故答案为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92kJ/mol;焓判据;
(3)反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,设H-H的键能为x,则943 kJ/mol +3 x-6×390 kJ/mol =-92 kJ/mol,x=435 kJ/mol,故答案为:435;
(4)①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g);△H1=-akJ/mol,②N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H2=-bkJ/mol,根据盖斯定律,将可得:NH3(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g)△H3=kJ/mol,故答案为:。
28.研究、NO、、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:CO可将部分氮的氧化物还原为。
反应I:
反应II:
则反应的=___________kJ·mol-1。
(2)一定条件下,将与CO以体积比1∶2置于恒容密闭容器中发生反应II,下列能说明反应达到平衡状态的是________________。
a. 体系压强保持不变 b. 容器中气体密度保持不变
c. 混合气体颜色保持不变 d. 每消耗的同时生成
(3)温度为T 容积为10L的恒容密闭容器中,充入1molCO和0.5mol发生反应:
实验测得生成的体积分数 随着时间的变化曲线如图1所示:
①达到平衡状态时,的转化率为______,该温度下反应的平衡常数_________。
②其它条件保持不变,再向上述平衡体系中充入、、、各,此时V(正)__________ V(逆) 填“﹥”“ <”或“=”。
(4)法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为,在催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图2所示:图中A点处NO的转化率____________填“可能是”、“一定是”或“一定不是”该温度下的平衡转化率;B点之后,NO转化率降低的原因可能是______。
A. 平衡常数变大 B. 副反应增多
C. 催化剂活性降低 D. 反应活化能增大
【答案】(1). -277 (2). ac (3). 60% (4). 3.375 (5). ﹥ (6). 一定不是 (7). BC
【解析】
【分析】(1)根据盖斯定律分析计算;
(2)达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,各物质的浓度不变,据此分析判断;
(3)①根据图象知达到平衡状态CO2体积分数为0.4,结合三段式,列式计算得到平衡浓度,再分析解答;②计算此时的浓度商和平衡常数的大小,判断反应进行的方向;
(4)根据可知开始NO转化率增大,是反应正向进行,逐渐建立平衡,达到最大转化率后,升高温度,平衡逆向移动,NO转化率减小,结合温度对催化剂的活性的影响分析解答。
【详解】(1)已知:CO可将部分氮的氧化物还原为N2。反应I:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ•mol-1,反应II:4CO(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+4CO2(g)△H=-1200kJ•mol-1,根据盖斯定律,(反应II-反应I)×
得到反应NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)△H=[(-1200kJ•mol-1)-(-746kJ•mol-1)]×=-227kJ/mol,故答案为:-227;
(2)反应II:4CO(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+4CO2(g)△H=-1200kJ•mol-1,该反应为气体体积减小的放热反应。a.反应前后气体物质的量减小,气体的压强为变量,当体系压强保持不变,说明反应达到平衡状态,故a正确;b.反应前后气体质量和体积都不变,容器中气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故b错误;c.混合气体颜色保持不变,说明气体中二氧化氮浓度不变,反应达到平衡状态,故c正确;d.每消耗2molNO2的同时生成1molN2,都表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;故答案为:ac;
(3)①根据图象知达到平衡状态CO2体积分数为0.4,设消耗二氧化硫物质的量浓度x,
2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(g)
起始量(mol/L) 0.1 0.05 0 0
变化量(mol/L) 2x x 2x x
平衡量(mol/L)0.1-2x 0.05-x 2x x
则×100%=0.4,解得:x=0.03mol/L,因此二氧化硫的转化率=×100%=60%,平衡常数K==3.375,故答案为:60%; 3.375;
②其它条件保持不变,再向上述平衡体系中充入SO2(g)、CO(g)、S(g)、CO2(g)各0.2mol,
2CO(g) + SO2(g) ⇌ 2CO2(g) + S(g)
起始量(mol/L) 0.1 0.05 0 0
变化量(mol/L) 0.06 0.03 0.06 0.03
平衡量(mol/L) 0.04 0.02 0.06 0.03
加入后(mol/L) 0.04+0.02 0.02+0.02 0.06+0.02 0.03+0.02
此时浓度商Qc==2.22<K=3.375,反应正向进行,v(正)>v(逆),故答案为:>;
(4)根据图象,温度升高NO转化率先增大后减小,图像的前半段是建立平衡的过程,后半段是温度对平衡的影响,因此A点NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率,B点之后,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,NO转化率降低,升高温度,催化剂的活性降低,发生的副反应增多,也会导致NO转化率降低,反应的活化能不影响反应物的转化率,故选BC,故答案为:一定不是;BC。
29.时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
HClO
电离平衡常数
,
回答下列问题:
(1)一般情况下,当温度升高时, ______填“增大”、“减小”或“不变”。
(2)下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是______填序号;
a、CO32- b、ClO- c、CH3COO- d、HCO3-
(3)下列反应不能发生的是______填序号
a.
b.
c.
d.
(4)用蒸馏水稀释的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是______填序号;
a. b. c. d.
(5)体积均为10mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示。
则HX的电离平衡常数______填“大于”、“等于”或“小于”,下同醋酸的电离平衡常数;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)______醋酸溶液中水电离出来的c(H+),理由是___________。
【答案】(1). 增大 (2). (3). cd (4). b (5). 大于 (6). 大于 (7). 稀释后HX溶液中的小于溶液中的,它对水的电离的抑制能力减弱
【解析】
【分析】(1)弱电解质的电离为吸热过程,升高温度,促进弱电解质的电离;
(2)电离平衡常数越大,酸越强,酸根离子对应的酸的酸性越强,酸根离子结合质子的能力越弱;
(3)根据酸性强弱,结合强酸能够制取弱酸分析判断;
(4)醋酸是弱电解质,加水稀释,促进醋酸电离,则n(CH3COO-)、n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,但醋酸根离子、氢离子浓度增大的程度小于溶液体积增大的程度,所以c(CH3COO-)、c(H+)、c(CH3COOH)都减小,据此分析解答;
(5)加水稀释,促进弱酸电离,pH相同的不同酸稀释相同的倍数,pH变化大的酸酸性强,变化小的酸酸性弱;酸或碱抑制水电离,酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大其抑制水电离程度越大,据此分析解答。
【详解】(1)弱电解质的电离为吸热过程,升高温度,促进弱电解质的电离,所以当温度升高时,Ka增大,故答案为:增大;
(2)电离平衡常数越大,酸越强,越易电离,则酸性强弱为:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,酸根离子对应的酸的酸性越强,酸根离子结合质子的能力越弱,则四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是:CO32->ClO->HCO3->CH3COO-,即a>b>d>c,故答案为:a>b>d>c;
(3)酸性强弱为:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-。a.CO32-+CH3COOH═CH3COO-+CO2↑+H2O,碳酸的酸性小于CH3COOH,所以CH3COOH能够制取碳酸,该反应能够发生,故a错误;b.ClO-+CH3COOH═CH3COO-+HClO,CH3COOH的酸性大于HClO,CH3COOH能够制取HClO,该反应能够发生,故b错误;c.CO32-+HClO═CO2↑+H2O+ClO-,HClO的酸性小于碳酸,该反应无法发生,故c正确;d.2ClO-+CO2+H2O═CO32-+2HClO,酸性H2CO3>HClO>HCO3-
,则碳酸与次氯酸根离子反应只能生成碳酸氢根离子,不会生成CO32-,该反应不能发生,故d正确;故答案为:cd;
(4)a.加水稀释,促进醋酸电离,氢离子物质的量增大,醋酸分子的物质的量减小,所以的比值减小,故a错误;b.加水稀释,促进醋酸电离,醋酸根离子物质的量增大,醋酸分子的物质的量减小,则的比值增大,故b正确;c.加水稀释,尽管促进醋酸电离,但氢离子浓度减小,温度不变,水的离子积常数不变,所以的比值减小,故c错误;d.加水稀释,氢离子浓度减小,温度不变,水的离子积常数不变,则氢氧根离子浓度增大,的比值减小,故d错误,故答案为:b;
(5)加水稀释,促进弱酸电离,pH相同的不同酸,稀释相同的倍数,pH变化大的酸,酸性强,变化小的酸,酸性弱;酸或碱抑制水电离,酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大,对水的电离的抑制程度越大;根据图知,pH相同的醋酸和HX稀释相同的倍数,HX的pH变化大,则HX的酸性大于醋酸,所以HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数;稀释后醋酸中氢离子浓度大于HX,所以醋酸抑制水电离程度大于HX,则HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液水电离出来c(H+),因为溶液中氢离子浓度越小,对的抑制程度越小,水的电离程度越大,稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),它对水的电离的抑制能力减弱,故答案为:大于;大于;稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),它对水的电离的抑制能力减弱。