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文档介绍
湖南省长沙浏阳市2019-2020学年高二上学期期末考试化学试题(高考类) Word版含解析
www.ks5u.com 2019年下学期期终考试试卷 高二化学(高考类) 友情提示: 1.本试卷分试题和答题卡两部分,共8页。满分120分,时量90分钟。 2.答案一律在答题卡上书写,在试题卷上作答无效。 3.可能用到的相对原子质量: H-1 O-16 S-32 Cl-35.5 Br-80 Cu-64 Zn-65 一、选择题(本题包括15个小题,每题只有一个选项是正确的。每题3分,共45分) 1.下列反应中属于吸热反应的是 A. 铝与盐酸反应 B. 酸碱中和反应 C. 硫在空气或氧气中燃烧 D. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 【答案】D 【解析】 【详解】A、金属铝和盐酸的反应属于放热反应,故A错误; B、酸碱中和反应属于放热反应,故B错误; C、物质的燃烧反应属于放热反应,故C错误; D、氢氧化钡晶体和氯化铵的反应属于吸热反应,故D正确; 故答案选D。 【点睛】常见的放热反应有:所有的燃烧、所有的中和反应、金属和酸的反应、金属与水的反应、大多数化合反应、铝热反应等;常见的吸热反应为:大多数的分解反应,氢氧化钡和氯化铵的反应、焦炭和二氧化碳、焦炭和水的反应等,氢氧化钡与氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水。 2.下列说法中,错误的是( ) A. 人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应产生的 B. 煤、石油、天然气是当今世界最重要的三种化工燃料 C. 人体运动所消耗的能量与化学反应无关 D. 我国目前最主要的能源是煤炭 【答案】C 【解析】 【详解】A.人类目前所直接利用的能量大部分是化石能源的燃烧,所以人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应产生的,A正确; - 18 - B.煤、石油、天然气是化石燃料,所以煤、石油、天然气是当今世界最重要三种化工燃料,B正确; C.人体在运动时发生一系列的化学反应,消耗能量,如ATP与ADP的相互转化,所以人体运动所消耗的能量与化学反应有关,C错误; D.我国煤炭资源丰富,所以目前最主要的能源是煤炭,D正确; 故合理选项是C。 3.在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是( ) A. v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B. v(B)=0.3 mol·L-1·s-1 C. v(C)=0.8 mol·L-1·s-1 D. v(D)=1 mol·L-1·s-1 【答案】B 【解析】 【分析】 不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快,注意保持单位一致。 【详解】A. mol·L-1·s-1=0.25 mol·L-1·s-1; B. mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·s-1; C. mol·L-1·s-1=0.267 mol·L-1·s-1; D. mol·L-1·s-1=0.25 mol·L-1·s-1; 可见数值最大的为0.3 mol·L-1·s-1;因此表示反应速率最快的合理选项是B。 【点睛】本题考查化学反应速率快慢比较,利用比值法可以快速判断,可以转化为同一物质表示的速率比较,当单位不同时,要转换为用相同单位表示,然后再进行比较。 4.反应:A(气)+3B(气)2C(气); ΔH<0达平衡后,将气体混合物的温度降低,下列叙述中正确的是( ) A. 正反应速率加大,逆反应速率变小 B. 正反应速率变小,逆反应速率加大 C. 正反应速率和逆反应速率都变小 - 18 - D. 正反应速率和逆反应速率都变大 【答案】C 【解析】 【详解】对任何可逆反应,温度升高,正逆反应速率均增大,与反应的ΔH无关,则反应:A(气)+3B(气)2C(气) ΔH<0达平衡后,将气体混合物的温度降低,正反应速率和逆反应速率都变小,故答案为C。 5.下列防止金属腐蚀的做法不可行的是( ) A. 在某些工具的机械转动部位刷油漆以防锈 B. 衣架和电线外面包上一层塑料层以防锈 C. 在钢材制造的大型船舶上装上一定数量的锌块 D. 自行车的钢圈和车铃上镀上一层铬,既耐腐蚀又美观耐磨 【答案】A 【解析】 【详解】A.在某些工具的机械转动部位刷油漆,能隔绝空气和水,但转动部位漆易脱落,应该涂油,故A错误; B.衣架和电线外面包上一层塑料层,能隔绝空气和水,所以能防锈,故B正确; C.在钢材制造的大型船舶上装上一定数量的锌块,Fe、Zn和海水构成原电池,Zn易失电子作负极、Fe作正极,所以被保护,故C正确; D.自行车的钢圈和车铃上镀上一层铬,能隔绝空气和水,且Cr不易发生腐蚀,所以能防止铁生锈,故D正确; 答案选A。 6.固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g) zC(g),图1表示T ℃时容器中各物质的量随时间变化的关系,图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断,下列结论正确的是 A. 该反应可表示为2A(g)+B(g) C(g) ΔH<0 B. T ℃时该反应的平衡常数K=6.25 - 18 - C. 当容器中气体密度不再变化时,该反应达到平衡状态 D. T ℃,在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C,再次达到平衡时C的体积分数大于0.25 【答案】D 【解析】 【详解】A.根据图可知A物质的量减小0.4mol,B物质的量减小0.2mol,A、B均为反应物,C物质的量增加0.2mol,为生成物,根据变化的物质的量之比等于反应中计量数之比,写出化学方程式为2A(g)+B(g)⇌C(g),根据图Ⅱ可知,温度升高,平衡常数增大,说明正反应为吸热反应,所以热化学方程式为:2A(g)+B(g)⇌C(g) △H>0,故A错误; B.图I中5min时达到化学平衡,平衡浓度分别为c(A)==0.2mol/L,c(B)= =0.1mol/L、c(C)= =0.1mol/L,则K==25,故B错误; C.由ρ=可知,m不变,V不变,则ρ是定值,因此当容器中气体密度不再变化时,该反应不一定达到平衡状,故C错误; D.图I中5min时,C体积分数为=0.25,充入0.4 mol C,虽平衡逆向移动,但C的体积分数增大,故D正确; 答案选D。 7.用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液(甲基橙作指示剂),下列操作正确的是 A. 锥形瓶用蒸馏水洗涤后,再用氢氧化钠溶液润洗 B. 滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准盐酸进行滴定 C. 当滴定至溶液由黄色变为橙色时,即为滴定终点 D. 滴定时,边摇动锥形瓶边观察瓶中溶液的颜色变化 【答案】D 【解析】 【详解】A.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,不需要润洗,即加氢氧化钠溶液,故A错误; B.滴定管用蒸馏水洗涤后,利用盐酸标准液润洗后,再装入标准盐酸进行滴定,故B错误; C.甲基橙作指示剂时,滴定终点溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不变色,即为滴定终点,故C错误; D.滴定时,边摇动锥形瓶边观察瓶中溶液的颜色变化,判断滴定终点,故D正确; 答案选D。 - 18 - 【点睛】甲基橙的变色范围需清晰,根据它的变色范围,判断滴定终点时的现象。 8.盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用,有关应用或说法与盐类水解无关的是 A. 用热的纯碱溶液洗涤餐具上的油污 B. 生活中常用明矾净水 C. 用稀硫酸或浓氨水除去铜器表面的铜绿 D. 长期使用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,可施用适量的熟石灰 【答案】C 【解析】 【详解】A. 纯碱为强碱弱酸盐,水解呈碱性,油污在碱性条件下水解较完全,可用于油污的清洗,故A项不选; B. 明矾溶于水,溶液中铝离子水解生成氢氧化铝胶体,Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+,具有吸附性,能使悬浮于水中的不溶性固体小颗粒凝聚而加快小颗粒的沉降,故B项不选; C.用稀硫酸除去铜器表面的铜绿,是碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水,与水解无关,故C项选; D.长期使用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,和铵根离子水解有关,熟石灰显碱性,且价格便宜,常用来改良酸性土壤,故D项不选; 故答案选C。 9. 将氨水滴加到盛有AgCl的试管中直至AgCl完全溶解,对上述过程的有关解释或叙述正确的是 A. 所得溶液中c(Ag+ )· c(Cl-)>Ksp(AgCl) B. 上述实验说明Cl-与NH4+间有很强的结合力 C. 所得溶液中形成了难电离的物质 D. 上述过程中NH3·H2O的电离常数增大 【答案】C 【解析】 【详解】A.一水合氨和溶解的AgCl反应生成络合物Ag(NH3)2OH,A错误; B.反应生成Ag(NH3)2OH,说明Ag+和NH3有很强的结合力,B错误; C.一水合氨和溶解的AgCl反应生成络合物Ag(NH3)2OH,说明Ag(NH3)2OH比AgCl更难电离,C正确; - 18 - D.弱电解质的电离平衡常数只与温度有关,温度不变,一水合氨电离平衡常数不变,D错误; 答案选C。 10.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应是( ) A. Fe-2e-=Fe2+ B. 2H+ +2e-=H2↑ C. O2+4e- +2H2O= 4OH- D. Fe-3e-=Fe3+ 【答案】A 【解析】 【详解】A.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应均是Fe-2e-=Fe2+,A项正确; B.B项给的是电极反应式是发生析氢腐蚀的正极反应,B项错误; C.C项给的是吸氧腐蚀的正极反应,C项错误; D.铁作电极时通常生成的是Fe2+,假设生成了Fe3+,也会继续与铁电极反应生成Fe2+:Fe+2Fe3+=3Fe2+,D项错误。 所以答案选择A项。 【点睛】金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。铁在潮湿的空气通常会发生电化学腐蚀。当pH<4.1时,以析氢腐蚀为主,当在中性或略碱性的介质中,会以吸氧腐蚀为主。 11.下图为铜—锌—稀硫酸原电池示意图,下列说法正确的是 ( ) A. 电子由铜片通过导线流向锌片 B. 锌得电子,被还原 C. 锌负极,铜为正极 D. 该装置能将电能转变为化学能 【答案】C 【解析】 【详解】A、Zn、Cu、硫酸构成的原电池中,活泼金属锌做负极,电子运动的方向是从负极到正极,即从锌片通过导线流向铜片,故A错误; B、Zn、Cu、硫酸构成的原电池中,活泼金属锌做负极,失电子被氧化,故B错误; C、Zn、Cu、硫酸构成的原电池中,活泼金属锌做负极,铜为正极,故C正确; D、原电池装置是将化学能转化为电能的装置,故D错误; - 18 - 答案选C。 【点睛】本题考查学生原电池的工作原理,可以根据所学知识进行回答,难度不大。 12.下列化学电池不易造成环境污染的是 A. 氢氧燃料电池 B. 锌锰电池 C. 镍镉电池 D. 铅蓄电池 【答案】A 【解析】 【详解】A.氢氧燃料电池生成物为水,无污染,故A正确; B.锌锰电池中含有重金属锰元素,对环境有污染,故B错误; C.镍镉电池中含有重金属镍镉元素,对环境有污染,故C错误; D.铅蓄电池中含有重金属铅元素,对环境有污染,故D错误. 答案选A。 【点睛】燃料电池是一种高效,清洁,环保的新型电池,需要学生多关注生活中的电池种类。 13. 下列金属使用电解法冶炼获得的是 A. 铝 B. 锌 C. 铜 D. 金 【答案】A 【解析】 【详解】A、铝是活泼的金属,需要电解法冶炼,A正确; B、锌可以利用还原剂还原,B错误; C、铜可以利用还原剂还原,C错误; D、金是不活泼的金属,可以通过热分解原理,D错误; 答案选A。 14.常温下,将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是( ) A. 两溶液稀释前的浓度相同 B. a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为a>b>c - 18 - C. a点的Kw值比b点的Kw值大 D. a点水电离的c(H+)大于c点水电离的c(H+) 【答案】D 【解析】 【分析】 稀释之前,两种溶液导电能力相等,说明离子浓度相等,由于醋酸为弱电解质,不能完全电离,则醋酸浓度大于盐酸浓度,加水稀释时,醋酸进一步电离,所以稀释过程中,醋酸导电能力大于盐酸,则Ⅰ为醋酸稀释曲线,Ⅱ为盐酸稀释曲线。 【详解】A.稀释之前,两种溶液导电能力相等,说明离子浓度相等,由于醋酸为弱电解质,不能完全电离,则醋酸浓度大于盐酸浓度,故A错误; B.导电能力越大,说明离子浓度越大,酸性越强,则a、b、c三点溶液的pH大小顺序为c<a<b,故B错误; C.相同温度下,Kw相同,a点的Kw等于b点的Kw值,故C错误; D.a点离子浓度小于c点离子浓度,氢离子浓度越大,对水的电离抑制程度越大,则a点水电离的H+物质的量浓度大于c点水电离的H+物质的量浓度,故D正确。 【点睛】本题考查弱电解质的电离、影响水电离的因素,加水稀释促进弱电解质的电离,注意溶液中离子浓度与导电性之间的关系是解本题关键。 15.反应A→C的过程中能量的变化如图所示,那么这个反应的活化能是 A. E1 +E3-E4 B. E1+E3-E2 C. E1+E2+E3 D. E1 +E3-E2-E4 【答案】B 【解析】 【详解】从图中可以看出,反应A→B的过程中,吸收了E1的能量释放了E2的能量,反应B→C的过程中,吸收了E3的能量释放了E4的能量,活化能可以用于表示一个化学反应发生所需要的最小能量,故发生反应A→C的过程,活化能可以表示共吸收E1+E3的能量,释放出E2的能量,反应的活化能可以表示为E1+E3-E2,答案选B。 - 18 - 二、非选择题(本题包括4小题,共55分) 16.已知下列热化学方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol,③C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4 kJ/mol ,④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol。 回答下列各问: (1)上述反应中属于放热反应的是________。(填序号) (2)C的燃烧热为_______。 (3)燃烧4g H2生成液态水,放出的热量为______。 (4)写出有关CO燃烧的热化学方程式_______。 (5)比较下面两个热化学方程式中△H的大小: S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3,S(g)+O2(g)=SO2(g)△H4 ,△H3 __________△H4 (6)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、____、量筒。量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,还需加入的试剂是_______(填序号)。 A 50 mL0.50mol·L-1NaOH溶液 B 50 mL0.55mol·L-1NaOH溶液 【答案】 (1). ①②③④ (2). 393.5kJ/mol (3). 571.6kJ (4). CO(g)+ O2(g)=CO2(g) Δ H=-283.1 kJ/mol (5). > (6). 环形玻璃搅拌棒 (7). B 【解析】 【分析】 (1)ΔH为负值的反应为放热反应; (2)根据燃烧热的定义确定化学反应; (3)4g H2换算成物质的量,根据物质的量与焓变的关系计算; (4)根据③④,利用盖斯定律计算; (5)反应物自身的能量越高,生成相同的物质放出的热量越多; (6)根据中和热测定实验回答; 【详解】(1)①②③④的ΔH均小于零,都是放热反应; (2)由④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol,燃烧热表示在一定条件下,1mol纯物质完全燃烧稳定的氧化物放出的热量,故C的燃烧热为393.5kJ/mol; (3)4gH2的物质的量n===2mol,根据热化学方程式可知,①H2(g)+ - 18 - O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,则2mol氢气放出571.6kJ的热量; (4)根据热化学方程式:③C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4 kJ/mol ,④C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol,根据盖斯定律:④-③可得:CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.1 kJ/mol ; (5)S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3 ,S(g)+O2(g)=SO2(g) △H4,△H3,△H4都是负值,固体比气态硫具有的能量低,故放出的热量少,△H值越大; (6)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒用于混合均匀,为了让50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸充分反应,氢氧化钠需过量。 17.已知水的电离平衡曲线如图示,试回答下列问题: (1)图中五点Kw间的关系是_________。 (2)若从A点到D点,可采用的措施是_________。 A 升温 B 加入少量的盐酸 C 加入少量的NH4Cl (3)B对应温度下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与0.05mol/L的稀硫酸V2L 混合(设混合前后溶液的体积不变),所得混合溶液的pH=2,则 V1∶V2=________________。 (4)常温下,将V mL、0.1000mol·L-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol·L-1醋酸溶液中充分反应。请回答下列问题(忽略溶液体积的变化) ①如果溶液pH=7,此时V的取值___________20.00(填“>”“<”或“=”)。而溶液 中c(Na+)、c(CH3COO-)、c(H+)、c(OH-)的大小关系为___________。 ②如果V=40.00,则此时溶液中c(OH-)-c(H+)-c(CH3COOH)=________mol·L-1(填数据) (5)在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=____________mol·L-1。(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20) 【答案】 (1). E=A=D<C<B (2). BC (3). 9:11 (4). < (5). c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-) (6). 0.033或1/30 (7). 2.2×10–8 【解析】 - 18 - 【分析】 (1)水的离子积常数只与温度有关,温度越高,离子积常数越大; (2)从A点到D点c(H+)变大,c(OH-)变小,但Kw不变; (3)该温度下水的离子积为Kw=1×10-12,酸和碱混合,0.05mol/L的稀硫酸溶液中氢离子浓度为1mol/L,若所得混合液的pH=2,则酸过量,根据c(H+)=计算,列式计算pH,可计算体积比; (4)①溶液的酸碱性是根据溶液中H+浓度与OH-浓度的相对大小判断的,只要溶液中c(H+)=c(OH-),溶液就呈中性,CH3COOH是弱电解质,电离程度不大,NaOH是强电解质,完全电离,反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐水解呈碱性,需溶液呈中性,需少加碱;根据溶液呈中性pH=7,c(H+)=c(OH-)结合电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)进行解答; ②根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),物料守恒c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]进行解答; (5)根据溶度积常数及溶液中氢氧根离子浓度计算出c(Cu2+); 【详解】(1)水的离子积常数只与温度有关,温度越高,离子积常数越大,同一曲线是相同温度,根据图知,温度高低点顺序是B>C>A=D=E,所以离子积常数大小顺序是B>C>A=D=E; (2)在A点时,c(H+)=c(OH−),溶液显中性,而到D点c(H+)变大,c(OH−)变小,溶液显酸性,即由A点到D点,溶液由中性变为酸性,但Kw不变。 A.升高温度,Kw变大,故A错误; B.加入HCl,则溶液显酸性,故B正确; C.加入氯化铵,水解显酸性,且Kw不变,故C正确; 故答案为:BC; (3)该温度下水的离子积为Kw=1×10−12,将pH=11的苛性钠中氢氧根离子浓度为:c(OH−)=mol/L=0.1mol/L,0.05mol/L的稀硫酸溶液中氢离子浓度为1mol/L,pH=2的溶液中氢离子浓度为0.01mol/L,则混合液中满足:0.1mol/L×V2−0.1mol/L×V1=0.01mol/L×(V1+V2),整理可得:V1:V2=9:11; (4)①CH3COOH是弱电解质,电离程度不大,NaOH是强电解质,完全电离,反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐,水解呈碱性,需溶液呈中性pH=7,需少加碱,所以常温下,将VmL、0.1000mol∙L−1 - 18 - 氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol∙L−1醋酸溶液中,充分反应,V<20.00mL溶液呈中性pH=7,c(H+)=c(OH−);根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−),c(H+)=c(OH−),溶液中的溶质为乙酸钠溶液,水的电离是微弱的,所以c(Na+)=c(CH3COO−)>c(H+)=c(OH−); ②根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−),物料守恒c(Na+)=2[c(CH3COO−)+c(CH3COOH)],得到c(H+)+c(CH3COO−)+2c(CH3COOH)=c(OH−),则c(OH−)−c(H+)−c(CH3COOH)=c(CH3COO−)+c(CH3COOH),反应后溶液的体积变为60mL,则c(CH3COO−)+c(CH3COOH)═0.1000mol/L×20ml/60ml=0.033mol/L; (5)根据题给Cu(OH)2的溶度积即可确定pH=8时,c(OH-)=10-6mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,则:c(Cu2+)==2.2×10-8mol•L-1。 18.一定温度下,在2L容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,由图中数据分析,反应物是____,t2时,N的浓度是_______________;若t2=1 min,从反应开始到t2 ,M的平均反应速率为_____________; 该反应的化学方程式为______;在反应达到化学平衡时,各组分的浓度保持______(填“相等”或“不变”)且_______(填“一定”或“不一定”相等,各物质的反应速率之比_______(填“一定”或“不一定”)等于化学计量数之比。 【答案】 (1). N (2). 2 mol/L (3). 1 mol/(L·min) (4). 2N⇋M (5). 不变 (6). 不一定 (7). 一定 【解析】 【详解】依照图像M的物质的量逐渐增大,M为生成物,N的物质的量逐渐减小,N为反应物;在2L容器内,t2时N的物质的量为4mol,则N的浓度为c===2 mol/L;若t2=1 min,从反应开始到t2 ,M的平均反应速率为ν(M)== =1 mol/(L·min);M的初始物质的量为2mol,反应到t2 - 18 - 时的物质的量为4mol,N的初始物质的量为8mol,反应到t2时的物质的量为4mol,变化的M的物质的量和变化的N的物质的量之比为=2:4=1:2,化学反应计量数之比等于物质的量的变化量之比,则化学反应方程式2N⇋M;化学平衡标志主要有:根本标志是速率 v(正)= v(逆)。对相同物质:v(生成)= v(消耗)≠0; 反应物的浓度与生成物的浓度不在改变,所以在反应达到化学平衡时,各组分的浓度保持不变且不一定相等,各物质的反应速率之比一定等于化学计量数之比。 答案为:N;2 mol/L;1 mol/(L·min);2N⇋M;不变;不一定;一定。 19.(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为_________。 (2)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为__________。 (3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。 ①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”)。 ②该电解池阳极反应式为_______。 ③当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________mol。 【答案】 (1). ②③ (2). 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ (3). 作电解质溶液(或导电) (4). B (5). 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O (6). 0.05 【解析】 【分析】 (1)根据原电池和电解池的原理回答; - 18 - (2)根据原电池的形成条件回答; (3)根据燃料电池和氧化还原反应的原理回答; 【详解】(1)①装置为原电池,铁为负极,被腐蚀; ②装置原电池,锌为负极,被腐蚀,铁作正极被保护; ③装置为电解池,铁作阴极被保护; 装置③发生的是电解饱和食盐水的反应,阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是氢离子得电子发生还原反应,总的离子反应为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑; (2)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,利用原电池原理,用铝置换出银,食盐水的作用是作电解质溶液,形成原电池; (3)燃料电池正极通氧化剂,负极通燃料,即A极为负极,B极为正极,图乙为电解池装置,电解目的为制备Cu2O,则D极作阳极,接电池正极(B极),铜被氧化,阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O ,根据电极反应2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O和N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O可知,2Cu2O~ N2H4,则14.4 g Cu2O的物质的量为n== =0.1mol,消耗肼的物质的量为0.05mol。 【点睛】电化学计算时,需要写出电极反应式,再分析。 三、附加题(本题包括2小题,共20分) 20.连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。 (1)连二次硝酸中氮元素的化合价为_____________________。 (2)常温下,用0.01mol·L-1的NaOH溶液滴定10mL0.01mol·L-1的H2N2O2溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。 - 18 - ①写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式:______________。 ②b点时溶液中c(H2N2O2)_____(填“>”、“<”或 “=”,下同)c(N2O22-)。 ③a点时溶液中c(Na+)____c(HN2O2-)+c(N2O22-)。 (3)硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合,可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀,向该分散系中滴加硫酸钠溶液,当白色沉淀和黄色沉淀共存时,分散系中=______。[已知Ksp(Ag2N2O2)=4.2×10-9,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5] 【答案】 (1). +1 (2). H2N2O2H++HN2O2- (3). > (4). > (5). 3.0×10-4 【解析】 【详解】(1)在任何化合物中所有元素的正负化合价的代数和等于0,在连二次硝酸(H2N2O2)中H元素化合价在+1价,O元素化合价是-2价,所有N元素的化合价是+1价; (2) 0.01mol·L-1的H2N2O2溶液中c(H2N2O2)= 0.01mol/L,而溶液的pH=4.3,则c(H+)=10-4.3mol/L< 0.01mol/L,所以H2N2O2是二元弱酸。①多元弱酸的电离分步进行,所以H2N2O2在水溶液中的电离方程式是:H2N2O2H++HN2O2-;②连二次硝酸与NaOH发生酸碱中和反应,由于二者的物质的量浓度相等,当加入NaOH溶液的体积是10mL时,恰好发生反应:H2N2O2+NaOH= NaHN2O2+ H2O,NaHN2O2是强碱弱酸盐,在溶液中HN2O2-存在电离作用:HN2O2-H++N2O22-,电离产生N2O22-和H+,使溶液显酸性,也存在水解作用:HN2O2-+H2OH2N2O2+OH-,水解产生H2N2O2和OH-,使溶液显碱性,根据图示可知溶液的pH>7,溶液显碱性,说明水解作用大于其电离作用,所以溶液中微粒的物质的量浓度关系是:c(H2N2O2)> c(N2O22-);③在a点,在该溶液中同时存在电荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=c(OH-)+c(HN2O2-)+2c(N2O22-),由于此时溶液的pH=7,溶液显中性,c(H+)=c(OH-),所以:c(Na+))= c(HN2O2-)+2c(N2O22-),因此c(Na+))> c(HN2O2-)+c(N2O22-); (3)2Ag++ N2O22-=Ag2 N2O2↓;Ksp(Ag2N2O2)=c2(Ag+)·c(N2O22-)=4.2×10-9 - 18 - ;当向该分散系中滴加硫酸钠溶液,发生沉淀反应:2Ag++ SO42-=Ag2SO4↓;Ksp(Ag2SO4)= c2(Ag+)·c(SO42-)=1.4×10-5;当白色沉淀和黄色沉淀共存时,。 【点睛】酸若是强酸,溶液中氢离子的浓度是酸的浓度与酸分子中含有的氢原子的积;对于多元弱酸的酸式盐,在溶液中同时存在弱酸酸根的电离作用和水解作用,若电离大于水解,则溶液显酸性;若水解大于电离,则溶液显碱性。根据溶液的酸碱性可判断溶液中微粒浓度的大小,同时要掌握电荷守恒、物料守恒及质子守恒关系。化学平衡移动原理不仅适用于可逆反应的化学平衡,也适用于弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡及沉淀溶解平衡,可根据平衡移动原理分析外界条件对平衡移动的影响。 21.乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下: ①C8H16(l)C8H10(l)+3H2(g) ΔH1>0 ②C8H10(l)C8H6(l)+2H2(g) ΔH2>0 (1)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如下图所示。 ①在相同压强下升高温度,未达到新平衡前,v正____(填“大 于”“小于”或“等于”)v逆。 ②研究表明,既升高温度又增大压强,C8H16(l)的转化率也升高,理由可能是____ 。 (2)t ℃,向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16(l)进行催化脱氢,测得液态C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系如下图所示。 ①在8 h时,反应体系内氢气的量为_____mol(忽略其他副反应),液态C8H16 - 18 - (l)的转化率是_________。 ②x1显著低于x2的原因是________ 【答案】 (1). 大于 (2). 升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度(叙述合理即可) (3). 1.951 (4). 40.1% (5). C8H16(l)转换为C8H6(l)的活化能小,反应速率很快,生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l),因此x1显著低于x2 【解析】 【分析】 (1)升高温度,达到新平衡前,升高温度,正、逆反应速率均增大,但正反应增大程度较大; (2)①参加反应的 C8H16(l)为1mol,根据C8H16(l)⇌C8H10(l)+3H2(g)和C8H16(l)⇌C8H6(l)+5H2(g)和C8H10(l)、C8H6(l)的产量计算n(H2)、C8H16的变化量,结合转化率=×100%计算C8H16的转化率; ②反应的活化能越低,反应越易进行,反应速率越大,据此分析。 【详解】(1)升高温度,平衡正向移动,增大压强,平衡逆向移动,但升高温度导致正向移动程度大于增大压强导致逆向移动程度时,C8H16(l)的转化率会升高; (2)①参加反应的C8H16(l)为1mol,8h时C8H6(l)的产率为0.374,其物质的量为0.374mol,C8H10(l)的产率为0.027,其物质的量为0.027mol,则反应生成的氢气的量为n(H2)=3×0.027mol+5×0.374mol=1.951mol;n[C8H10(l)]+n(C8H6(l))=0.374mol+0.027mol=0.401mol,所以液态C8H16(l)的转化率=0.401mol1mol×100%=40.1%; ②反应的活化能越低,反应越易进行,反应速率越大,x1显著低于x2的原因可能是C8H16(l)转换为C8H6(l)的活化能小,反应速率很快,生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l),因此x1显著低于x2。 - 18 - - 18 -查看更多