湖南省张家界市2019-2020学年高二上学期期末考试化学试题
湖南省张家界市2019-2020学年高二上学期期末考试
化学试题
1.化学与生活、社会密切相关,“低碳经济,节能减排”是今后经济发展的新思路。下列说法不正确的是
A. 利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境
B. 将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
C. 大量开采煤、石油和天然气,以满足经济发展的需要
D. 为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
【答案】C
【解析】
【详解】A、用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约能源,减少污染物的排放,有利于环境保护,故A说法正确;
B、可以将废弃的秸秆转化为沼气,有利于环境的保护,资源的重新利用,故B说法正确;
C、煤、石油和天然气都是化石燃料,不可再生,应有节制的开采,故C说法错误;
D、废旧电池中含有重金属,随意丢弃,污染水源和土壤,应加以综合处理和应用,故D说法正确;
答案为C。
2.化学与科学、技术、社会、环境关系密切,下列说法正确的是
A. 明矾既能沉降水中的悬浮物,又能杀菌消毒
B. NH4Cl溶液可用作焊接时的除锈剂
C. 轮船船底四周镶嵌铜块以保护船体
D. 电解熔融氯化铝可以得到铝
【答案】B
【解析】
A. 明矾能沉降水中的悬浮物,但其不能杀菌消毒,A不正确;B. NH4Cl溶液显酸性,故其可用作焊接时的除锈剂,B正确;C. 轮船船底四周镶嵌锌块可以保护船体,若换作铜块则会加快船体腐蚀,C不正确;D. 氯化铝是共价化合物,其在熔融状态下不能电离,故不能通过电解熔融氯化铝来冶炼铝,D不正确。本题选B。
3.下列叙述中错误的是
A. 在纯水中加入少量硫酸铵,可抑制水电离.
B. 升高温度,活化分子百分数一定增大,化学反应速率一定增大
C. 在醋酸钠溶液中加入少量氢氧化钠,溶液中c(OH-)增大
D. 虽然固体氯化钠不能导电,但氯化钠是电解质
【答案】A
【解析】
【详解】A、硫酸铵为强酸弱碱盐,NH4+水解,促进水的电离,故A说法错误;
B、升高温度,使普通分子获得能量转化成活化分子,增加单位体积内活化分子百分数,化学反应速率加快,故B说法正确;
C、醋酸钠溶液中存在:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入NaOH虽然抑制CH3COO-的水解,但NaOH为强碱,且盐类水解程度微弱,因此溶液中c(OH-)增大,故C说法正确;
D、NaCl属于盐,即NaCl属于电解质,电解质导电需要在水溶液或熔融状态下进行,即固体NaCl不导电,故D说法正确;
答案为A。
4.某反应的反应过程中能量变化如图1 所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 催化剂能改变该反应的焓变
C. 催化剂能降低该反应的活化能
D. 逆反应的活化能大于正反应的活化能
【答案】C
【解析】
【详解】A.图象分析反应物能量低于生成物能量,反应是吸热反应,故A错误;
B.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,故B错误;
C.催化剂对反应的始态和终态无响应,但改变活化能,故C正确;
D.图象分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1,故D错误。
答案选C。
5.H2与O2发生反应的过程可用如图模型图表示(“—”表示化学键)。下列说法不正确的是( )
A. 过程Ⅰ是吸热过程
B. 过程Ⅲ一定是放热过程
C. 该反应过程中所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键
D. 该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程I表示化学键的断裂,该过程是吸热过程,A正确;
B、过程III表示化学键的形成,该过程是放热过程,B正确;
C、如图所示,该反应过程中所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键,C正确;
D、可以利用该反应设计燃料电池,将化学能转化为电能,D错误;
故选D。
6. 下列过程都与热量变化有关,其中表述不正确的是 ( )
A. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,则表示CO(g)燃烧反应的热化学方程式为:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol
B. 稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol,则表示稀硫酸与稀氢氧化钡溶液发生反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
C. 铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生
D. 水的电离过程是吸热过程,升高温度,水的离子积增大、pH减小
【答案】B
【解析】
【详解】A项、在25℃,101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,因此表示CO燃烧热的热化学方程式应为:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol,故A正确;
B项、H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol表示稀的强酸和稀的强碱溶液反应,生成可溶性盐和1mol液态水,放出的热量为57.3
kJ/mol;而稀的硫酸与稀的氢氧化钡溶液混合反应,不仅有中和热,还有生成硫酸钡沉淀产生的热量,所以放出热量的数值大于57.3 kJ/mol,故B错误;
C项、铝热反应为放热反应,但是为了使反应发生,应先给予足够的热量引起反应(点燃镁条),故C错误;
D项、水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向右移动,离子积(即水的电离平衡常数)增大,氢离子浓度升高,pH减小(但是加热后的水仍为中性),故D正确;
故选B。
7.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是:( )
①升温 ②增加C的量 ③将容器的体积缩小一半 ④保持体积不变,充入He使体系压强增大 ⑤保持压强不变,充入He 使容器体积变大
A. ②④ B. ②③ C. ①③ D. ①⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①保持体积不变,升高温度,则反应速率加快;②碳为纯固体,改变其用量,对化学反应速率无影响; ③将容器的体积缩小一半,相当于压强增大,则反应速率加快; ④保持体积不变,充入He使体系压强增大,反应物浓度不变,对化学反应速率无影响; ⑤保持压强不变,充入He 使容器体积变大,则相当于反应体系的压强减小,反应速率减小;对其反应速率几乎无影响的是②④,故选A。
【点睛】影响化学速率的因素有:温度、浓度、压强、催化剂、固体表面积,需要注意的是改变纯固体或液体的量,对反应速率无影响,压强改变必须引起浓度的改变才能引起化学反应速率的改变。
8.下列各装置中,能产生电流的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
从构成原电池的条件进行分析;
【详解】构成原电池的条件是(1)两个活动性的材料作电极;(2)有电解质溶液;(3)能自发发生氧化还原反应;(4)形成闭合回路;
A、该装置中只有一个电极,不符合原电池构成条件,故A不符合题意;
B、乙醇为非电解质,不符合原电池构成条件,故B不符合题意;
C、Fe的金属性强于Cu,发生Fe+Cu2+=Fe2++Cu,CuCl2为电解质,符合原电池构成条件,故C符合题意;
D、没有构成闭合回路,不符合原电池构成条件,故D不符合题意;
答案为C。
9.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 加入二氧化锰可使单位时间内过氧化氢分解产生氧气的量增多
B. 工业生产硫酸,通入过量的空气,提高二氧化硫的转化率
C. 久置氯水pH变小
D. 高压比常压有利于合成SO3的反应
【答案】A
【解析】
【分析】
从勒夏特列原理定义的角度分析;
【详解】A、MnO2作催化剂,加快H2O2的分解,但化学平衡移动无影响,故A符合题意;
B、二氧化硫与O2反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),通入过量的空气,增加O2的浓度,平衡向正反应方向移动,SO2的转化率增大,符合勒夏特列原理,故B不符合题意;
C、氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO,HClO在光照条件下:2HClO2HCl+O2↑,促使氯气与水反应,久置氯水的成分是盐酸,符合勒夏特列原理,故C不符合题意;
D、二氧化硫与O2反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),反应物气体系数之和大于生成物气体系数之和,增大压强,平衡向正反应方向移动,有利于合成SO2,符合勒夏特列原理,故D不符合题意;
答案为A。
【点睛】勒夏特列原理的定义是达到平衡,改变某一因素,平衡向消弱这一因素的方向移动,注意使用催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡移动无影响。
10.下列说法正确的是
A. 原电池中,负极上发生的反应是还原反应
B. 原电池中,电流的方向是负极−导线−正极
C. 双液原电池中的盐桥是为了连通电路,所以也可以用金属导线代替
D. 在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极
【答案】D
【解析】
【详解】A项、原电池中,负极上发生氧化反应,故A错误;
B项、原电池中,电流的方向是电子移动方向的反向,应是正极−导线−负极,故B错误;
C项、盐桥的作用是通过离子的定向移动,构成闭合回路,不能用导线代替,故C错误;
D项、在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,故D正确;
故选D。
11.在绝热密闭容器中发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) △H<0,下列有关说法正确的是
A. 反应达到平衡后,减小SO2的浓度,平衡正向移动
B. 若反应体系温度不再变化,说明反应达到平衡状态
C. 使用催化剂,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 反应达到平衡后,降低温度,平衡逆向移动
【答案】B
【解析】
A. 反应达到平衡后,减小SO2的浓度,平衡逆向移动,A不正确;B. 若反应体系温度不再变化,说明反应达到平衡状态,B正确;C. 使用催化剂,正反应速率和逆反应速率均增大,C不正确;D. 该反应为放热反应,反应达到平衡后,降低温度,平衡正向移动,D不正确。本题选B。
12.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是( )
①将铜片接在电池的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③需用CuSO4溶液作电解液 ④在银片上发生的反应是4OH--4e-===O2↑+2H2O ⑤需用AgNO3溶液作电解液 ⑥在铜片上发生的反应是Ag++e-===Ag
A ①③⑥ B. ②⑤⑥ C. ①④⑤⑥ D. ②③④⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
若在铜片上镀银时,铜做电解池的阴极与电源负极相连,电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银;银做电解池的阳极和电源正极相连,铜失电子发生氧化反应生成铜离子;电解质溶液为硝酸银溶液。
【详解】依据上述分析可知:
①将铜片应接在电源的负极上,①项错误;
②将银片应接在电源的正极上,②项正确;
③若用硫酸铜溶液为电镀液,阴极析出铜,③项错误;
④在银片上发生的反应是:2Ag++2e−=2Ag,④项错误;
⑤需用硝酸银溶液为电镀液,⑤项正确;
⑥在铜片上发生的反应是:Ag++e-===Ag,⑥项正确;
综上所述,②⑤⑥符合题意,
答案选B。
13.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH 溶液,下列操作不会引起实验误差的是
A. 用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定
B. 用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时立即停止滴定
C. 用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定
D. 将NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,加入少量的蒸馏水后进行滴定
【答案】D
【解析】
A. 用蒸馏水洗净酸式滴定管后,再用标准盐酸润洗后,才能装入标准盐酸进行滴定,否则结果偏大,A不正确;B. 用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时,若半分钟内不变色,则停止滴定,变色后立即停止会使结果偏小,B不正确;C. 用蒸馏水洗净锥形瓶后,不可以用NaOH溶液润洗,应直接装入NaOH溶液进行滴定,否则结果偏大,C不正确;D. 将NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,加入少量的蒸馏水后进行滴定,不会引起误差,D正确。本题选D。
14.下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是
A. Ksp(AB2)小于Ksp(CD),说明AB2的溶解度小于CD的溶解度
B. 在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,氯化银的Ksp增大
C. 在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,平衡不移动
D. 已知25℃时,Ksp(AgCl)大于 Ksp(AgI),若向氯化银沉淀溶解平衡体系中,加入足量碘化钾固体,则有黄色沉淀生成
【答案】D
【解析】
【详解】A、AB2和CD形式不同,它们的溶度积不同,不能说明溶解度的大小,故A说法错误;
B、Ksp只受温度的影响,根据题意,温度不变,则Ksp保持不变,故B说法错误;
C、碳酸钙的溶解平衡:CaCO3(s)=Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入盐酸,CO32-与H+反应,促进碳酸钙的溶解,故C说法错误;
D、AgCl和AgI组成形式相同,Ksp越大,溶解度越大,溶解度大的能转化成溶解度小的,即AgCl能转化成AgI(黄色沉淀),故D说法正确;
答案为D。
15.只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是
A. K值不变,平衡可能移动 B. K值变化,平衡一定移动
C. 平衡移动,K值可能不变 D. 平衡移动,K值一定变化
【答案】D
【解析】
详解】A、平衡常数只与温度有关系,温度不变平衡也可能发生移动,则K值不变,平衡可能移动,A正确;
B、K值变化,说明反应的温度一定发生了变化,因此平衡一定移动,B正确;
C、平衡移动,温度可能不变,因此K值可能不变,C正确;
D、平衡移动,温度可能不变,因此K值不一定变化,D不正确,
答案选D。
16. 下列有关以KOH溶液为电解液的氢氧燃料电池的叙述不正确的是
A. 正极反应式为:O2+ 2H2O +4e-=4OH-
B. 工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度不变
C. 该燃料电池的总反应式为:2H2+O2=2H2O
D. 用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24LCl2(标准状况)时,有0.2mol电子转移
【答案】B
【解析】
【详解】A项、原电池中负极失去电子,正极得到电子,则氧气在正极通入,电极反应式为O2+ 2H2O +4e- =4OH-,故A正确;
B项、工作一段时间后,溶剂水增加,因此电解液中KOH的物质的量浓度减小,故B错误;
C项、该燃料电池的总反应式为:2H2+O2=2H2O,故C正确;
D项、用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24LCl2(标准状况)即0.1mol氯气时,根据阳极电极反应式2Cl--2e-=Cl2↑可知有0.2mol电子转移,故D正确;
故选B。
17.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度[NO]与温度T的关系如图所示。则下列说法中正确的是( )
A. 该反应的ΔH>0
B. 若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1
K2,故B错误;
C.根据图像可知,由状态D到平衡点B,需要减小NO的浓度,所以反应正向进行,则v正>v逆,故C错误;
D.由于反应物碳是固体,所以在反应进行过程中,气体的总质量一直在变,V一定,气体的密度也就一直在变,当若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C,故D正确;
答案:D
18.25℃时,下列事实中能说明HA 为弱电解质的是
①NaA 溶液的pH>7
②用HA溶液做导电实验时灯泡很暗
③pH=2 的HA溶液稀释至100倍,pH 约为3.1
④0.1mol/L 的HA溶液的pH=1
A. ①②③ B. ②③ C. ①③④ D. ①③
【答案】D
【解析】
①NaA溶液的pH>7,说明A-可以发生水解,从而证明HA为弱酸;②用HA溶液做导电实验时灯泡很暗,因为没有同浓度的强酸电解质溶液作对比,所以无法说明HA是弱酸;③pH=2 的HA溶液稀释至100倍,pH 约为3.1,小于4,说明HA在水溶液中存在电离平衡,所以HA为弱酸;④0.1mol/L 的HA溶液的pH=1,说明HA在水溶液中能完全电离,是强酸。弱酸属于弱电解质,本题选D。
19.有一化学平衡:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(如图)表示的是转化率与压强、温度的关系。分析图中曲线可以得出的结论是( )
A. 正反应吸热:m+np+q
C. 正反应放热:m+n>p+q
D. 正反应放热:m+n
7时,c(Na+)>c(CH3COO-);溶溶液pH<7时,c(Na+)④
B. VaL④溶液与VbL②溶液混合(近似认为混合溶液体积=Va+Vb),若混合后溶液pH=5,则Va:Vb=9:11
C. ①、④两溶液等体积混合,所得溶液中c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D. 分别加水稀释10倍,四种溶液的pH: ①>②>④>③
【答案】B
【解析】
pH相等的醋酸和盐酸,醋酸的浓度大于盐酸,所以等体积等pH的盐酸和醋酸,醋酸的物质的量大于盐酸,消耗NaOH物质的量: ③>④,A正确;混合后溶液pH=5,盐酸过量,则(Va×10-4-Vb×10-4)/( Va+ Vb)=10-5,计算出结果得出Va:Vb=11:9,B错误;
①、④两溶液等体积混合,溶液中氨水过量,溶质为氯化铵和一水合氨,溶液显碱性,氨水的电离大于铵根离子的水解,则c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),C正确;强酸、强碱稀释10倍,则稀释10倍时,②的pH=9,④的pH=5,而弱酸、弱碱稀释10倍,pH变化小于1,则①的9②>④>③,D正确;正确选项B。
23.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
②C3H6(g)= CH4(g)+C2H2(g) ΔH2=+32.4 kJ·mol
则相同条件下,反应C3H8(g)=== C3H6(g)+H2(g)的ΔH=__________kJ·mol。
(2)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol
写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式: ______________________。
(3)3mol甲烷燃烧时,生成液态水和二氧化碳,同时放出2 670.9kJ的热量,写出甲烷燃烧热的热化学方程式_________________________________________________
(4)如图是298 K、101 kPa时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为____________。
(5)已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol Cl—Cl 的键能为247 kJ·mol,H—H的键能为436kJ·mol则H—Cl的键能为______________kJ·mol
【答案】 (1). +124.2 (2). C(s)+H2O(g) === CO(g) +H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1 (3). CH4(g)+2O2(g) === CO2(g) +2 H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 (4).
N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) △H=-92 kJ·mol-1 (5). 434
【解析】
【分析】
从盖斯定律、燃烧热的定义、反应热与焓变的关系角度进行分析;
【详解】(1)利用盖斯定律,根据目标反应方程式,因此有①-②得出△H=△H1-△H2=+156.6kJ·mol-1-(+32. 4kJ·mol-1)=+124.2kJ·mol-1,
故答案为+124.2kJ·mol-1;
(2)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ①,H2(g)+O2(g)===H2O(g) ②,CO(g)+O2(g)===CO2(g) ③,利用盖斯定律,得出①-②-③得出:△H=△H1-△H2-△H3=(-393.5kJ·mol-1)-(-242.0kJ·mol-1-283.0kJ·mol-1)=+131.5kJ·mol-1,则热化学反应方程式为C(s)+H2O(g) = CO(g) +H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1,
故答案为C(s)+H2O(g) = CO(g) +H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1;
(3)根据燃烧热的定义,得出1mol甲烷完全燃烧放出的热量为==890.3kJ·mol-1,因此甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g) = CO2(g) +2 H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,
故答案为CH4(g)+2O2(g) = CO2(g) +2 H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1;
(4)根据图像,反应物总能量大于生成物的总能量,即该反应为放热反应,因此△H=(508kJ·mol-1-600kJ·mol-1)=92kJ·mol-1,热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92 kJ·mol-1,
故答案N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92 kJ·mol-1;
(5)利用△H=反应物键能总和-生成物键能总和,令H-Cl的键能为akJ·mol-1,则有:436kJ·mol-1+247kJ·mol-1-2akJ·mol-1=-185kJ·mol-1,解得a=434kJ·mol-1,
故答案为434kJ·mol-1。
24.氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) △H<0
(1)图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图,t1、t3、t4 时刻分别改变某一外界条件,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是___________(填写下列序号)
A.t0→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t5→t6
t4时改变的条件是________________。
现进行如下研究:在773K时,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如表:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
(2)反应在0—10分钟内以氮气浓度变化表示的反应速率为___________,该温度下,此反应的平衡常数K=____________。
(3)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mo/L、3mol/L、3mo/L,则此时V正_____V逆 (填“>”“<”或“=”)。
(4)由上表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用右图中的曲线表示,表示c(N2)-t的曲线是______(填“甲”“乙”或“丙”)。在此温度下,若起始充入4molN2和12 molH2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_________。
【答案】 (1). D (2). 减小压强或增大容积体积 (3). 0.08mol/(L·min) (4). (或0. 148或0. 15均可) (5). > (6). 乙 (7). B
【解析】
【分析】
(1)从化学平衡移动的角度进行分析;
(2)根据化学速率的表达式进行计算;利用三段式计算化学平衡;
(3)利用Qc与K之间的关系进行分析;
(4)利用影响化学速率的因素以及影响化学平衡移动的因素进行分析。
【详解】(1)根据图像,t1-t2时间反应向逆反应方向进行,消耗NH3,t3-t4时间段,化学平衡不移动,t4-t5时间段,反应向逆反应方向进行,消耗NH3,因此氨气的体积分数最小的时间段是t5-t6,故选项D正确;t4时刻,正逆反应速率都降低,可能降低温度,也可能减小压强,如果是降低温度,该反应为放热反应,平衡影响正反应方向进行,v正>v逆,不符合图像,因此只能是减小压强,
故答案为D;减小压强或增大容器的体积;
(2)0-10min消耗H2的物质的量为(6.00-3.60)mol=2.40mol,根据反应方程式,消耗N2的物质的量为=0.8mol,依据反应速率的数学表达式,v(N2)= =0.08mol/(L·min);容器的体积为1L,则N2、H2、NH3的平衡浓度分别是1mol·L-1、3mol·L-1、2mol·L-1,根据化学平衡常数的表达式,K=,
故答案为0.08mol/(L·min);(或0. 148或0. 15均可);
(3)利用Qc=<平衡向正反应方向进行,即v(正)>v(逆),
故答案为>;
(4)开始通入N2、H2物质的量浓度分别是2mol·L-1、6mol·L-1,根据图像,起点为2mol·L-1的点为乙曲线,则乙曲线表示c(N2)-t的曲线;根据上述分析,曲线甲表示c(H2)-t,在此温度下,起始充入4molN2和12molH2,相当于在原来基础上增大压强,化学反应速率加快,达到平衡所用时间缩短,相当于在原来基础上增大压强,该反应的平衡向正反应方向进行,即比原平衡的2倍小,则应是B点,
故答案为乙;B。
25.I.已知25℃时,醋酸、碳酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表:(单位省略)
醋酸
碳酸
氢氰酸
Ka=1.7×10
Ka1=4.2×10 Ka2=5.6×10
Ka=6.2×10
(1)写出碳酸的第一步电离方程式__________________________________。
(2)25℃时,等浓度的三种溶液①NaCN 溶液、②Na2CO3溶液、③CH3COONa 溶液,pH由大到小的顺序为_____________________ (填序号)。
(3)25℃时,向NaCN溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为_______________。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN 与0.01mol/LNaOH 溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(CN),下列关系正确的是_______。
a.c(H+)>c(OH) b.c(H+)+c(HCN)=c(OH) c.c(HCN)+c(CN)=0.01mol/L
II.请用有关电解质溶液的知识回答下列问题:
(1)某温度下纯水的c(H+)=4.0×10mol/L,若温度不变,滴入稀盐酸,使c(H+)=2.0×10mol/L,则此溶液中由水电离产生的c(H+)=_________。
(2)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。某硫酸铜溶液里c(Cu2+)=0.02 mol·L,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液使之pH>________
(3)向含有相同浓度Fe2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,先生成______沉淀(填化学式)。在工业废水处理过程中,依据沉淀转化原理,可用FeS作为沉淀剂除去废水中的Hg2+,写出相应的离子方程式______________________。(Ksp(FeS)=6.3×10,Ksp(HgS)=6.4×10)
【答案】 (1). H2CO3H++HCO3- (2). ②>①>③ (3). CN+ CO2 + H2O = HCO3-+ HCN (4). C (5). 8.0×10-10mol/L (6). 5 (7). HgS (8). Hg2+(aq)+Fe(S) Hg +Fe2+(aq)
【解析】
【分析】
I.(1)多元弱酸应分步电离;
(2)利用盐类水解中“越弱与水解”进行分析;
(3)根据电离常数判断;
(4)通过c(Na+)>c(CN-),判断出以电离还是水解为主;
II.(1)根据水的离子积,计算pH;
(2)利用溶度积进行计算;
(3)利用溶度积的原则进行分析;
【详解】I.(1)碳酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,电离方程式为:H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-,
故答案为H2CO3H++HCO3-;
(2)三种盐都是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,根据表中数据,电离H+能力:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-,利用盐类水解中“越弱越水解”,得出水解能力大小顺序是CO32->CN->CH3COO-,即pH由大到小的顺序是②>①>③。
故答案为②>①>③;
(3)电离出H+能力:H2CO3>HCN>HCO3-,因此NaCN中通入少量的CO2,其离子方程式为CN-+H2O+CO2=HCN+HCO3-,
故答案为:CN-+H2O+CO2=HCN+HCO3-;
(4)HCN和NaOH等体积混合,反应后溶液中的溶质为NaCN和HCN,且两者物质的量相等,因为c(Na+)>c(CN-),说明CN-的水解能力大于HCN的电离能力,溶液显碱性,a、根据上述分析,溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+),故a错误;
b、电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒:c(CN-)+c(HCN)=2c(Na+),两式联立得到2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-),故b错误;
c、根据物料守恒,c(CN-)+c(HCN)=0.01mol·L-1,故c正确;
c正确,故答案为c;
II.(1)纯水中水电离c(H+)等于水电离出的c(OH-),即该温度下,水的离子积Kw=4×10-7×4×10-7=1.6×10-13,该温度下,滴入盐酸,根据水的离子积c(OH-)==8×10-10mol·L-1,即水电离出的c(H+)= 8×10-10mol·L-1,
故答案为8×10-10mol·L-1;
(2)根据浓度商与Ksp之间的关系,当Qc=Ksp时,此时溶液为饱和溶液,即要使Cu(OH)2开始出现沉淀,c(OH-)>=1×10-9mol·L-1,则pH应大于5,
故答案为5;
(3)Ksp(FeS)>Ksp(HgS),说明HgS比FeS更难溶,即先有HgS沉淀产生;反应向更难溶的方向进行,即发生的离子方程式为Hg2+(aq)+FeS=Hg+Fe2+(aq),
故答案为HgS;Hg2+(aq)+FeS=Hg+Fe2+(aq)。
【点睛】本题的易错点是I中(3),学生经常书写成2CN-+CO2-+H2O=2HCN+CO32-,学生忽略了HCN电离出H+强于HCO3-,HCN与CO32-反应生成HCO3-,因此正确的是CN-+H2O+CO2=HCN+HCO3-,因此类似这种题型应注意生成物是否能发生反应。
26.I.(1)钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀。在酸性环境下,其正极反应式为_____________;在酸性很弱或中性条件下,其发生___________________ (填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)。
(2)利用如图装置,可以模拟铁电化学防护。若X为碳棒,开关K置于N处,该电化学防护法称为____________________;若X为锌棒,开关K置于M处,________(填“能”或“不能”)达到防止铁腐蚀目的。
II.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,完成下列问题:
(1)甲池燃料电池的负极反应为___________________。
(2)乙池中石墨电极为___________极,发生_____________反应(填“氧化”或“还原”)写出乙池中电解总反应的化学方程式: ___________________。
(3)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生________g沉淀,此时乙池中溶液的体积为400mL,该溶液的pH=____________。
【答案】 (1). 2H++2e= H2↑ (2). 吸氧腐蚀 (3). 外加电源(流)的阴极保护法 (4). 能 (5). CH3OH- 6e+8 OH= CO32- +6H2O (6). 阳 (7). 氧化 (8). 2CuSO4+ 2H2O 2Cu+ O2↑+2H2SO4 (9). 1.16 (10). 1
【解析】
【分析】
I.(1)根据金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀进行分析;
(2)从金属防护的方法上进行分析;
II.从原电池工作原理和电解原理的角度进行分析和解答;
【详解】I.(1)金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和吸氢腐蚀,如果电解质为酸性,则发生析氢腐蚀,根据原电池工作原理,正极反应式为2H++2e-=H2↑;如果电解质为中性或极弱的酸性,则发生吸氧腐蚀,根据原电池的工作原理,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,
故答案为2H++2e-=H2↑;吸氧腐蚀;
(2)X为碳棒,开关K置于N处,该装置则有外加电源,装置属于电解质,根据电解池的工作原理,铁电极作阴极,铁不参与反应,被保护,这叫外加电流阴极保护法;若X为锌棒,开关K置于M处,该装置为原电池装置,锌比铁活泼,锌为负极,铁为正极,铁被保护,该方法叫牺牲阳极的阴极保护法,
故答案为:外加电流阴极保护法;能;
II.(1)甲池为电池,通燃料一极为负极,即通CH3OH一极为负极,通氧气或空气的一极为正极,电解质为KOH溶液,因此负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,
故答案为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)乙池中石墨连接甲池通氧气一极,即乙池中石墨为阳极,乙池中Ag作阴极,根据电解原理,阳极上失电子,发生氧化反应,阳极反应式为2H2O+4e-=O2↑+4H+,阴极上得到电子,发生还原反应,阴极反应式为Cu2++2e-=Cu,因此总电极反应式为2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,
故答案为:阳;氧化;2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)丙池总反应式为MgCl2+2H2OMg(OH)2+H2↑+Cl2↑,电路为串联电路,根据转移电子物质的量相同,建立的关系式是为解得n1=0.02mol,即生成Mg(OH)2质量为0.02mol×58g·mol-1=1.16g,n2=0.04mol,乙池中c(H+)==0.1mol·L-1,即pH=1,
故答案为1.16g;1。
【点睛】电池的电极反应式书写是本题的难点,电池是两个半反应,一般先判断出氧化剂、还原产物,还原剂、氧化产物,根据化合价的变化,标出得失电子,根据电解质溶液的酸碱性,判断出H2O、H+、OH-谁参与反应,最后根据电荷守恒和原子守恒,配平其他。