2017-2018学年河南省林州市第一中学高二下学期开学考试化学试题(火箭班) Word版
2017-2018学年河南省林州市第一中学高二下学期开学考试化学试题(火箭班)
分卷I
一、单选题(共25小题,每小题0.5分,共50分)
1.常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B. 曲线N表示pH与lg的变化关系
C. NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D. 当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
2.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:
下列说法中正确的是( )
A. 30~40 min 间该反应使用了催化剂
B. 反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C. 30 min 时降低温度,40 min 时升高温度
D. 30 min时减小压强,40 min时升高温度
3.铵明矾是分析化学常用的基准试剂,其制备过程如下。下列分析不正确的是( )
A. 过程Ⅰ反应:2NH4HCO3+Na2SO4===2NaHCO3↓+(NH4)2SO4
B. 检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl2溶液
C. 若省略过程Ⅱ则铵明矾产率明显减小
D. 向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液先后观察到:刺激性气体逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失
4.用如图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差,实验测得m(H)∶m(O)>1∶8。下列对导致这一结果的原因的分析中,一定错误的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B. Ⅲ装置之后缺少干燥装置
C. Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
D. CuO没有全部被还原
5.向四支盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体后,在所得溶液中逐滴加入盐酸至过量,并将溶液加热,产生的气体与加入盐酸的物质的量的关系如下图所示:
则下列分析都正确的组合是( )
A. A
B. B
C. C
D. D
6.已知:将Cl2通入适量NaOH溶液,产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3,且的值仅与温度高低有关,当n(NaOH)=6amol时,下列有关说法正确的是( )
A. 改变温度,反应中转移电子的物质的量n的范围:3amol≤n≤5amol
B. 改变温度,产物中NaCl的最小理论产量为4amol
C. 参加反应的氯气的物质的量为6amol
D. 某温度下,若反应后=6,则溶液中=
7.将9.0 g铜和铁的混合物投入100 ml稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12 L NO,剩余4.8 g金属;继续加入100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红。则下列说法正确的是( )
A. 第一次与100 mL稀硝酸反应后剩余4.8 g金属为铜和铁
B. 反应前稀硝酸的物质的量浓度无法计算
C. 若向上述最后所得溶液中再加入足量的稀硝酸,还可得到标准状况下1.12 L NO
D. 原混合物中铜和铁的物质的量各为0.075 mol
8.(2015辽宁朝阳重点期末联考)将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含氯元素的离子,其中ClO-和ClO两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的变化示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A. Cl2和苛性钾溶液在不同温度下可能发生不同反应
B. 反应中转移电子数为0.21NA
C. 原苛性钾溶液中KOH的物质的量无法确定
D. 生成物中Cl-的物质的量为0.21 mol
9.(2016·上海,17)某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为( )
A. 0.80
B. 0.85
C. 0.90
D. 0.93
10.(2016·四川理综,7)向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2,随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应,当0.01 mol
KHB>KHD
B. 滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C. pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D. 当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
13.三位科学家因在烯烃复分解反应研究中的杰出贡献而荣获2005年度诺贝尔化学奖,烯烃复分解反应可示意如下:
下列化合物中,经过烯烃复分解反应可以生成的是( )
A. 选项A
B. 选项B
C. 选项C
D. 选项D
14.(2016·课标全国卷Ⅱ,10)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( )
A. 7种
B. 8种
C. 9种
D. 10种
15.有机物A的分子式为C6H12O3,一定条件下,A与碳酸氢钠、钠均能产生气体,且生成的气体体积比(同温同压)为1:1,则A的结构最多有( )
A. 33种
B. 31种
C. 28种
D. 19种
16.苯环上有两个侧链烃基的有机物C12H18,其同分异构体的数目为(不考虑立体异构)( )
A. 39
B. 42
C. 45
D. 48
17.已知1mol某有机物含碳原子nmol,在恰好完全燃烧时只生成CO2和H2O,耗氧气1.5nmol,则对该有机物的说法正确的是( ) ①该有机物分子可能含2个氧原子 ②该有机物可能使溴的四氯化碳溶液褪色 ③若该有机物能与金属钠反应,则分子中的碳氢关系符合CnH2n+2④若该有机物不能与金属钠反应,则分子中的碳氢关系一定符合CnH2n.
A. ①②
B. ②③
C. ③④
D. ①③
18.β—月桂烯的结构如下图所示,一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有( )
A. 2种
B. 3种
C. 4种
D. 6种
19.海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5mol/L,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变。
Ksp,CaCO3=4.96×10-9
Ksp,MgCO3=6.82×10-6
Ksp,Ca(OH)2=4.68×10-6
Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12
下列说法正确的是( )
A. 沉淀物X为CaCO3
B. 滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
C. 滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D. 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
20.常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是( )
A. HA为强酸
B. 该混合溶液pH=7.0
C. 该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
D. 图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
21.常温下,向20 mL 0.2 mol/L H2A溶液中滴加0.2 mol/L NaOH溶液。有关微粒的物质的量变化如图(其中I代表H2A,II代表HA-,III代表A2-,横坐标表示加入NaOH的体积)。根据图示判断,下列说法正确的是( )
A. 当V(NaOH)=40 mL时,c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)
B. 当V(NaOH)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
C. 滴加过程中当溶液呈中性时,V(NaOH)<20mL
D. HA-的电离程度小于水解程度
22.下列说法正确的是( )
A. 常温下,pH=3的HX(一元酸)溶液与pH=11的YOH(一元碱)溶液等体积混合,所得溶液的pH一定大于或等于7
B. 在相同温度下,浓度均为0.1 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2和(NH4)2SO4溶液中,c(N)相同
C. 在pH<7的CH3COOH和CH3COONa的混合液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D. 0.4 mol·L-1盐酸与0.1 mol·L-1NaAlO2溶液等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
23.下列判断正确的是( )
A. 测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,灼烧至固体发黑,测定值小于理论值
B. 相同条件下,2mol氢原子所具有的能量小于1mol氢分子所具有的能量
C. 0.1 mol·L−1的碳酸钠溶液的pH大于0.1 mol·L−1的醋酸钠溶液的pH
D. 1 L 1 mol·L−1的碳酸钠溶液吸收SO2的量大于1 L 1 mol·L−1硫化钠溶液吸收SO2的量
24.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A. 0.1 mol/L NaHCO3溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
B. 20 mL 0.1 mol/L CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol/L HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C. 室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)+c(H+)>c(NH)+c(OH-)
D. 0.1 mol/L CH3COOH溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
25.有关①100 mL 0.1 mol/L NaHCO3②100 mL 0.1 mol/L Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是( )
A. 溶液中水电离出的H+个数:②>①
B. 溶液中阴离子的物质的量浓度之和:②>①
C. ①溶液中:c(CO32-)>c(H2CO3)
D. ②溶液中:c(HCO3-)>c(H2CO3)
二、双选题(共0小题,每小题5.0分,共0分)
分卷II
三、填空题
26.(10分)水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O+I2===2I-+ S4O)。
回答下列问题:
(1)取水样时应尽量避免搅动水体表面,这样操作的主要目的是____________________。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为______________________________________。
(3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除________及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为______________________________;
若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL,则水样中溶解氧的含量为________ mg·L-1。
(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________。(填“高”或“低”)
27.(12分)近期发现,H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:
(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是________(填标号)。
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以
B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_________________________、
____________________________,制得等量H2所需能量较少的是________。
(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率α1=________%,反应平衡常数K=________。
②在620 K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2________α1,该反应的ΔH________0。(填“>”“<”或“=”)
③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是________(填标号)
A. H2S B. CO2C.COS D.N2
28.(7分)水煤气法制甲醇工艺流程框图如下
已知:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。
①此反应的化学平衡常数表达式为__________;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是__________(填字母)。
A.加入C(s) B.加入H2O(g)
C.升高温度 D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)
ΔH=-519 kJ·mol-1。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)。
①X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍。
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是__________(填“X”“Y”或“Z”),选择的理由是_____________________________________________。
(3)合成气经压缩升温后进入10 m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=-181.6 kJ·mol-1。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正__________(填“>”“<”或“=”)v逆;
②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH)=________ mol·L-1· min-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是_______________________________________。
29.(7分)苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)+H2(g) ΔH=+125 kJ· mol-1
Ⅰ.某温度下,将0.40 mol苯乙烷,充入2 L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内物质的量,得到数据如下表:
(1)当反应进行到20 min时,该段时间内H2的平均反应速率是__________。
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是______________。
(3)若保持其他条件不变,用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g),当有30 kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是______________。此时,该反应是否达到了平衡状态?__________(填“是”或“否”)。
Ⅱ.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。
(4)由图Ⅰ可知,T1__________(填“大于”“小于”或“等于”)T2。
(5)由图Ⅱ可知,当其他条件不变时,水蒸气的用量越大,C8H10的平衡转化率将__________(填
“越大”“越小”或“不变”),原因是__________________________________________
_____________________________________________________________________________。
30.(7分)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=__________ mol·L-1· min-1;
②该反应的平衡常数表达式为___________________________________________________;
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是__________(填字母)。
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离
D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2===2CO+O2,CO可用作燃料。
已知该反应的阳极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O
则阴极反应式为_____________________________________________________________。
有人提出,可以设计反应2CO===2C+O2(ΔH>0、ΔS<0)来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由:
________________________________________________________________________。
31.(7分)苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)+H2(g) ΔH=+120 kJ· mol-1。在温度T℃下,将0.40 mol苯乙烷,充入2 L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内气体物质的量,得到数据如下表:
(1)当反应进行到20 min时,该段时间内H2的平均反应速率是__________。
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是___________________________________________。
(3)若保持其他条件不变,用0.50 mol H2(g)和0.50 mol C8H8(g)合成C8H10(g),当有30 kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是______________。此时,该合成反应是否达到了平衡状态?__________(填“是”或“否”),且该反应______(填序号①“ 向生成C8H10方向移动”、②“向生成H2方向移动”或③ “平衡不移动”)。
(4)对于反应C8H10(g)C8H8(g)+H2(g),下列说法正确的是________(填字母)。
A.恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等能说明该反应达到平衡状态
B.压强增大该反应的平衡常数也增大
C.在恒温恒压条件下,有2 mol C8H10(g)在容器中完全反应,该反应的反应热为ΔH1,另有4 mol C8H10(g)在容器中完全反应,该反应的反应热为ΔH2,则ΔH2=2ΔH1
D.T℃时,当c(C8H10)∶c(C8H8)∶c(H2)=1∶1∶1反应达到平衡。
答案解析
1.【答案】D
【解析】横坐标取0时,曲线M对应pH约为5.4,曲线N对应pH约为4.4,因为是NaOH滴定H2X溶液,所以在酸性较强的溶液中会存在c(HX-)=c(H2X),所以曲线N表示pH与lg的变化关系,B项正确;=1时,即lg=0,pH=5.4,c(H+)=1×10-5.4mol·L-1,Ka2=≈1×10-5.4,A正确;NaHX溶液中,c(HX-)>c(X2-),即<1,lg<0,此时溶液呈酸性,C正确;D项,当溶液呈中性时,由曲线M可知lg>0,>1,即c(X2-)>c(HX-),错误。
2.【答案】D
【解析】若使用催化剂,则化学反应速率加快,A、B、C的浓度不变,A项不正确;由第一个图可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的计量数相同,都为1,由第二个图可知,30 min 时改变的条件为减压,40 min 时改变的条件为升温,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B、C项不正确,D项正确。
3.【答案】D
【解析】NaHCO3溶解度较小,过程Ⅰ可以产生NaHCO3沉淀,符合离子反应条件,A项正确;过程Ⅱ调整溶液的pH=2,溶液中不含有CO,故仅需BaCl2溶液即可鉴别SO,B项正确;若省略过程Ⅱ,因CO与Al3+水解相互促进,导致产率降低,C项正确;向铵明矾溶液中加入NaOH,Al3+结合OH-能力比NH强,应先产生白色沉淀,后产生刺激性气味的气体,再加入过量的NaOH,白色沉淀逐渐溶解并消失,D项错误。
4.【答案】D
【解析】通氢气前后玻璃管的质量差为减少的氧元素的质量,U形管的质量差为对应生成水的质量,水的质量减去氧元素的质量,即为氢元素的质量。A、B项测得氧元素的质量为真实值,水的质量偏大,则氢元素质量偏大,故有m(H)∶m(O)>1∶8;C项中测得的氧元素的质量偏小(因Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝),这时测得的氢元素的质量为“真实值”,故有m(H)∶m(O)>1∶8。
5.【答案】B
【解析】A项,根据图Ⅰ可判断加入盐酸立即产生气体,说明溶液中溶质是碳酸氢钠,由于碳酸氢根存在水解和电离,则溶液中c(Na+) >c(HCO),A错误;B项,如果溶质是氢氧化钠和碳酸钠,则加入盐酸后首先中和氢氧化钠,然后与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,最后与碳酸氢钠反应生成CO2和水,图像Ⅳ符合。根据图像可知氢氧化钠与碳酸钠的物质的量相等,当由于碳酸根水解,则溶液中c(OH-)>c(CO),B正确;C项,如果溶质只有碳酸钠,则加入盐酸后碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与盐酸反应放出CO2,由于两次消耗的盐酸相等,则图像Ⅲ符合,根据物料守恒可知c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),C错误;D项,如果溶质是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,则加入盐酸后碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与盐酸反应放出CO2,图像Ⅱ符合。根据图像可知碳酸钠与碳酸氢钠的物质的量是相等的,当由于碳酸根的水解程度大于碳酸氢根的水解程度,因此溶液中c(CO)<c(HCO),D错误,答案选B。
6.【答案】A
【解析】A项,氧化产物只有NaClO3时,转移电子最多,根据电子转移守恒n(NaCl)=5n(NaClO3),由钠离子守恒:n(NaCl)+n(NaClO3)=n(NaOH),故n(NaClO3)
=n(NaOH)=amol,转移电子最大物质的量=amol×5=5amol,氧化产物只有NaClO时,转移电子最少,根据电子转移守恒n(NaCl)=n(NaClO),由钠离子守恒n(NaCl)+n(NaClO)=n(NaOH),故n(NaClO)=
n(NaOH)=3amol,转移电子最小物质的量=3amol×1=3amol,故反应中转移电子的物质的量n的范围:3amol≤n≤5amol,故A正确;B项,反应中还原产物只有NaCl,反应中转移电子最少时生成NaCl最少,根据电子转移守恒n(NaCl)=n(NaClO),由钠离子守恒:n(NaCl)+n(NaClO)=n(NaOH),故n(NaCl)=
n(NaOH)=3amol,故B错误;C项,由Cl原子守恒可知,2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3),由钠离子守恒可知n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=
n(NaOH),故参加反应的氯气的物质的量=n(NaOH)=3amol,故C错误;D项,令n(ClO-)=1 mol,反应后=6 mol,电子转移守恒,5×n(ClO)+1×n(ClO-)=1×n(Cl-),即5×n(ClO)+1×1 mol=1×6 mol,解得n(ClO)=1 mol,则溶液中=6,故D错误。
7.【答案】D
【解析】两次反应后,向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红,说明铁全部生成
Fe3+,生成NO共0.1 mol,则溶液中的溶液中溶质为Cu(NO3)2、Fe(NO3)2,则由原子守恒得:
n(Cu)×64 g·mol-1+n(Fe)×56 g·mol-1=9.0 g
由电子守恒可得:
2×[n(Cu)+n(Fe)]=0.1 mol×3
解得:n(Cu)=n(Fe)=0.075 mol,故D正确。
A.因n(Fe)=0.075 mol质量为4.2 g,当铁完全反应时剩余4.8 g全为铜。不可能为铁与铜的混合物。故A不错误。
B.由N原子守恒可知n(HNO3)=0.1 mol+2×[n(Cu)+n(Fe)]=0.4 mol,c(HNO3)==2 mol·L-1,故B错误。
C.再加足量稀硝酸,溶液中的Fe2+继续发生氧化还原反应放出NO,由电荷守恒1×n(Fe2+)=3×n(NO),得n(NO)=0.025 mol,体积为0.56 L。故C错误。
8.【答案】C
【解析】由图示可知先生成ClO-,随反应放热,反应温度升高才有ClO,说明Cl2和苛性钾溶液在还同温度下可能发生不同的反应;由图示数据知生成0.03 mol ClO、0.06 mol ClO-,故反应转移电子数为(0.03×5+0.06)NA=0.21NA;利用得失电子守恒知,反应一定生成0.21 mol Cl-;利用原子守恒可知参加反应的KOH的物质的量变0.21 mol+0.03 mol+0.06 mol=0.30 mol。
9.【答案】A
【解析】 根据电子守恒可知,FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2被还原为Cl-转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol。则有×(3-)×x=0.01,解之,得x=0.80。故选A。
10.【答案】D
【解析】 A项,NaAlO2与NaOH的混合溶液,由电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(AlO)+c(OH-),有c(Na+)c(AlO),错误;C项,继续通CO2,发生题给反应:2NaAlO2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3,当n(CO2)=0.015 mol,此时为Na2CO3溶液,有c(CO)>c(HCO),错误;D项,继续通CO2发生反应:Na2CO3
+CO2+H2O===2NaHCO3,当n(CO2)=0.03 mol,此时为NaHCO3溶液,因HCO水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,正确。
11.【答案】C
【解析】 根据题中所给的电离平衡常数可知,酸性:H2CO3>HA>HCO。A项,充CO2的碳酸饮料相对于未充CO2的饮料,前者HA的浓度较大,抑菌能力较强,错误;B项,提高CO2充气压力,溶解度增大,使HA鸠馠++A-平衡向左移动,c(A-)减小,错误;C项,因为HA鸠馠++A-,Ka=c(H+)·c(A-)/c(HA),故c(HA)/c(A-)=c(H+)/Ka=10-5/(6.25×10-5)=0.16,正确;D项,依据溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(A-),结合物料守恒:c(Na+)=c(A-)+c(HA),所以,c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)-c(HA),错误。
12.【答案】C
【解析】 A项,根据图像知,在未滴加NaOH溶液时,0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的pH均大于1,说明三种酸均为弱酸,且HA的pH最小、酸性最强,HD的pH最大、酸性最弱,因酸性越强,电离常数越大,故KHA>KHB>KHD,正确; B项,滴定至P点时,溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等,且溶液呈酸性,说明HB的电离程度大于B-水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C项,pH=7时,三种离子的浓度分别等于c(Na+),然而三种溶液中阴离子水解程度不同,加入的NaOH的体积不同,故三种阴离子的浓度也不同,错误;D项,根据质子守恒即可得出,三种溶液混合后溶液的质子守恒关系:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),正确。
13.【答案】A
【解析】中两个碳碳双键断裂后,生成物中新形成的环为六元环,且新环中所形成的碳碳双键位置符合要求,A正确。中两个碳碳双键断裂后,合成的是五元环,B错误。中两个碳碳双键断裂后,合成了六元环,但是碳碳双键的位置不正确,C错误。中两个碳碳双键断裂后,得到的是五元环,D错误。
14.【答案】C
【解析】 根据题目要求,C4H8Cl2
实际为丁烷的二氯代物,因此可以以丁烷为思维模型,丁烷的结构有CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CH;然后在此基础上考虑其中的两个氢原子被氯原子取代,这样由正丁烷的二氯代物有6种:CHCl2CH2CH2CH3、CH2ClCHClCH2CH3、CH2ClCH2CHClCH3、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3,异丁烷的二氯代物有3种:CHCl2(CH3)2CH、CH3(CH2Cl)2CH、CH2Cl(CH3)2CCl,因此分子式为C4H8Cl2的有机物共有9种,故C项正确。
15.【答案】B
【解析】有机物分子式为C6H12O3,等量的有机物与足量的NaHCO3溶液、Na反应时产生的气体在相同条件下的体积比为1:1,说明有机物分子中含有1个-COOH、1个-OH,该有机物可以看作,C5H12中2个H原子,分别被-COOH、-OH代替, 若C5H12为正戊烷:CH3CH2CH2CH2CH3,2个H原子分别被-COOH、-OH代替, 羧基在1号碳上,此时剩余等效H为5种; 羧基连在2号碳上,剩余等效为5种; 羧基连在3号碳上,剩余等效H有3种; 若C5H12为异戊烷,羧基位于1号碳上,剩余等效H有5种; 羧基连在2号碳上,剩余等效H有3种; 羧基连在3号碳上,剩余等效H有4种; 羧基连在4号碳上,剩余等效H有4种; 若C5H12为新戊烷,羧基连在1号碳上,剩余等效H有2种,总共有31种,故选B.
16.【答案】C
【解析】根据支链共有6个碳原子,可以形成1和5、2和4、3和3,甲基只有1种,戊基有8种:C-C-C-C-C:正戊烷形成的戊基有3种;C-C-C(-C)2:异戊烷形成的戊基有4种;C(-C)4:新戊烷形成的戊基有1种,苯的2个取代基可以的邻位、间位和对位,此时共有1×8×3=24种;乙基只有1种,丁基有4种:C-C-C-C:正丁烷形成的戊基有2种;C-C(-C)2:异丁烷形成的丁基有2种;苯的2个取代基可以的邻位、间位和对位,此时共有1×4×3=12种;丙基有2种:C-C-C:丙烷形成的丙基有2种,苯的2个取代基可以的邻位、间位和对位,此时共有9种;所以二取代苯的同分异构体共45种,选择C。
17.【答案】B
【解析】依据题意可知:1mol某有机物含C数为n mol,恰好完全燃烧只生成CO2和H2O,设化学式为CnHyOz,该有机物燃烧通式为:
得:y=2n+2z;该有机物通式为:CnH(2n+2z)Oz,有机物中碳原子数与氢原子数比≤1:4;
Z=0,y=2n,CnH2n,可能为烯烃或者环烷烃;Z=1,y=2n+2,CnH(2n+2)O饱和一元醇或者饱和一元醚;Z=2,y=2n+4,CnH(2n+4)O2不符合碳氢原子个数比要求. ①依据有机物通式:CnH(2n+2z)Oz,当n=2时,为CnH(2n+4)O2,则n(C):n(H)=n:(n+4)>1:4,不符合碳原子成键方式,错误; ②当z=0时,有机物通式为:CnH2n,可能为烯烃,烯烃含有不饱和键能够使溴的四氯化碳溶液褪色,正确; ③当Z=1,y=2n+2,CnH(2n+2)O,可能为饱和一元醇,能够与金属钠反应,此时,碳氢关系符合CnH2n+2,正确; ④当Z=0,y=2n,有机物为CnH2n,可能为烯烃或者环烷烃,二者都不能与钠反应; 当Z=1,y=2n+2,CnH(2n+2)O,可能为饱和一元醇或者饱和一元醚,如果为饱和一元醚,也不能够与钠反应,错误.
18.【答案】C
【解析】因分子存在三种不同的碳碳双键,如图所示;1分子物质与2分子Br2加成时,可以在①②的位置上发生加成,也可以在①③位置上发生加成或在②③位置上发生加成, 还可以1分子Br2在①②发生1,4—加成反应,另1分子Br2在③上加成,故所得产物共有4种,选择C。
19.【答案】A
【解析】由于HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O反应存在,且Ksp,CaCO3=4.96× 10-9,可求得c(CO)·c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L-1×1.1×10-2mol·L-1>Ksp,CaCO3,因此X为CaCO3,A正确;Ca2+反应完后剩余浓度大于1.0×10-5mol·L-1,则M中存在Mg2+、 Ca2+,B不正确;pH=11.0时可求得c(OH-)=10-3mol·L-1,Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12,c(Mg2+)=<1.0×10-5,因此N中只存在Ca2+不存在Mg2+,C不正确;加入 4.2 g NaOH固体时沉淀物应是Mg(OH)2,D错误。
20.【答案】C
【解析】0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合,恰好生成0.1 mol·L-1NaA溶液,由图知A-浓度小于0.1 mol·L-1,可知A-发生了水解,故HA为弱酸,A项错误;NaA为强碱弱酸盐,水解显碱性,pH>7.0,B项错误;A-发生水解生成HA,溶液中除Na+、水分子外,各粒子的浓度大小关系为c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),故X为OH-、Y为HA、Z为H+,D项错误;根据物料守恒可知c(A-)+c(HA)=c(Na+),即c(A-)+c(Y)=c(Na+), C项正确。
21.【答案】B
【解析】当V(NaOH)=40 mL时,溶液恰好生成Na2A,电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-), A错误;当V(NaOH)=20 mL时,发生反应为NaOH+H2A=NaHA+H2O,溶液主要为NaHA,由图像看出c(A2-)>c(H2A)说明HA-电离大于水解,溶液呈酸性,则c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),B正确;当V(NaOH)=20 mL时,溶液主要为NaHA,溶液呈酸性,若要呈中性,必须V(NaOH)>20mL, C错误;溶液主要为NaHA时,溶液呈酸性,HA-电离大于水解, D错误。
22.【答案】D
【解析】A项若HX为强酸,YOH为强碱,则pH=7;若HX为弱酸,YOH为强碱,则pH<7;若HX为强酸,YOH为弱碱,则pH>7,故A项不正确;B项中由于Fe2+的水解会抑制N的水解,故(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的c(N)比(NH4)2SO4中的大,B项错误;C项中根据关系式可知c(Na+)+c(H+)>c(CH3COO-)+c(OH-),而此关系式不符合电荷守恒,C项错误;D项所得溶液为等浓度的AlCl3与NaCl的混合溶液,D项正确。
23.【答案】C
【解析】A错误,测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,灼烧至固体发黑,说明部分硫酸铜分解生成了氧化铜,测定值大于理论值。B错误,氢原子转化为氢分子,形成化学键放出能量, 2mol氢原子的能量大于1molH2。
C正确,碳酸的酸性弱于醋酸,相同浓度的碳酸钠溶液的pH大于醋酸钠溶液。D错误,1 L 1 mol.L-1的溶液中含有溶质1 mol,前者发生:Na2CO3+SO2+H2O=2NaHSO3+CO2↑;后者发生:2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓;后者大于前者。
24.【答案】B
【解析】两者等体积混合得到碳酸钠溶液,存在二级水解,则氢氧根离子浓度大于碳酸氢根离子浓度, A项错误;混合后得到等物质的量浓度的CH3COOH 、CH3COONa、 NaCl的混合溶液,根据混合后呈酸性,则CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+), B项正确;根据电荷守恒:c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-),混合后溶液呈碱性,c(H+)①。C错误,NaHCO3呈碱性,水解程度大于电离,C(H2CO3)>C(CO32-)。D正确,CO32-分步水解第一步水解为主要的。
26.【答案】(1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差
(2)2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2
(3)容量瓶 氧气
(4)当最后一滴标准液滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化 80ab
(5)低
【解析】本题采用碘量法测定水中的溶解氧的含量,属于氧化还原滴定。
(2)根据氧化还原反应原理,Mn(OH)2被氧气氧化为MnO(OH)2,由此可得方程式2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2。
(3)一定物质的量浓度溶液的配制还需要容量瓶;加热可以除去溶解的氧气,避免实验结果不准确。
(4)该实验用硫代硫酸钠标准液滴定I2,因此终点现象为当最后一滴标准液滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化;
根据关系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3
可得水样中溶解氧的含量为[(ab×10-3) mol÷4×32 mg·mol-1×103]÷0.1 L=80abmg·L-1。
(5)终点读数时有气泡,气泡占据液体应占有的体积,会导致消耗的Na2S2O3体积偏小,最终结果偏低。
27.【答案】(1)D
(2)H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1
H2S (g)===H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ·mol-1 系统(Ⅱ)
(3) ①2.5 2.8×10-3 ②> > ③B
【解析】(1)A能:氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应,说明酸性:H2SH2CO3。B能:相同浓度时导电能力越强,说明溶液中离子浓度越大,酸的电离程度越大,故可判断酸性:H2S>H2SO3。C能:pH:H2S>H2SO3,则c(H+):H2Sα1。温度升高,平衡向吸热反应方向移动,故ΔH>0。
③A项,充入H2S,、H2S的转化率反而减小;B项,充入CO2,增大了一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,故H2S的转化率增大;C项,充入COS,平衡左移,H2S的转化率减小;D项,充入N2,对平衡无影响,不改变H2S的转化率。
28.【答案】(1)①K= ②BC
(2)Z 催化效率高且活性温度低(或催化活性高速度快,反应温度低产率高)
(3)①> ②0.03
(4)提高原料CO、H2的利用率(或提高产量、产率)
【解析】(1)①根据平衡常数的定义,可知
K=;②根据化学平衡移动原理,增加一种物质的浓度可以提高另外一种物质的转化率;上述反应为吸热反应,升高温度,结合平衡移动原理,向着吸热文向移动,即正方向移动,故B、C正确,增大压强,向着体积减小,即逆方向移动,碳的转化率降低。
(2)选择催化剂,考虑温度较低,且活性高即催化剂效率高,所以选择Z。
(3)①由浓度商公式,代入此时各物质的浓度,得=100<160,即进一步向正方向进行,v正>v逆;②列出三段式,由反应速率的计算公式得v(CH3OH)=0.03 mol·L-1·min-1。
(4)原料进行循环,一般都是为了提高原料的利用率,提高产率。
29.【答案】Ⅰ.(1)0.003 5 mol·L-1· min-1
(2)4/75或0.053 (3)60% 是
Ⅱ.(4)大于
(5)越大 随着水蒸气的加入,扩大了容器的容积,相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商Q<K)平衡右移,转化率增大
【解析】Ⅰ.(1)v(H2)=v(C3H10)==0.003 5 mol·L-1·min-1。
K==。
125 kJ·mol-1×x=30 kJ
x=0.24 mol
α(H2)=×100%=60%
Q===,所以处于平衡状态。
Ⅱ.(4)升温,平衡右移,C3H10的平衡转化率增大,所以T1大于T2。
(5)随着水蒸气的加入,扩大了容器的容积,相当于对反应体系减小压强,平衡右移,转化率增大。
30.【答案】(1)①0.225
②K=
③CD
(2)2CO2+4e-+2H2O===2CO+4OH-
不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行
【解析】(1)①从反应开始到平衡,10 min内甲醇的浓度增加0.75 mol·L-1,则氢气的浓度减少0.75 mol·L-1×3=2.25 mol·L-1,所以氢气的平均反应速率v(H2)==0.225 mol·L-1· min-1;
②根据平衡常数的定义,该反应的平衡常数表达式为K=;
③A项,温度升高,平衡逆向移动,甲醇的物质的量减少,二氧化碳的物质的量增大,则n(CH3OH)/n(CO2)减小,错误;B项,充入He(g),使体系压强增大,但容器的体积不变,所以各物质的浓度不变,平衡不移动比值不变,错误;C项,将H2O(g)从体系中分离,则平衡正向移动,甲醇的物质的量增大,二氧化碳的物质的量减少,所以n(CH3OH)/n(CO2)增大,正确;D项,再充入1 mol CO2和3 mol H2,则反应物浓度增大,平衡在原平衡的基础上正向移动,所以甲醇的物质的量增大,而二氧化碳的浓度减小,所以n(CH3OH)/n(CO2)增大,正确。
(2)用总反应方程式减去阳极反应可得阴极反应式,为2CO2+4e-+2H2O===2CO+4OH-;不能设计反应2CO===2C+O2(ΔH>0、ΔS<0)来消除CO的污染,因为该反应ΔH>0、ΔS<0,焓增、熵减任何情况下都不自发。
31.【答案】(1)0.004 mol·L-1·min-1 (2)0.1
(3)50% 否 ① (4)A
【解析】(1)根据表中数据可知反应进行到20 min时n(C8H10)=0.24 mol,则消耗苯乙烷的物质的量是0.4 mol-0.24 mol=0.16 mol,根据方程式可知生成氢气是0.16 mol
,氢气浓度是0.16 mol÷2 L=0.08 mol·L-1,所以氢气的平均反应速率是=0.004 mol·L-1min-1。
(2)根据表中数据可知平衡时n(C8H8)=0.2 mol,则消耗苯乙烷和生成的氢气均是0.2 mol,因此剩余苯乙烷是0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol,三种物质的浓度均是0.1 mol·L-1,所以该温度下的平衡常数K==0.1。
(3)根据化学方程式可知,当有30 kJ热量放出时,消耗氢气的物质的量是=0.25 mol,所以氢气的转化率是×100%=50%。此时容器中三种物质的物质的量均是0.25 mol,浓度均是0.125 mol,则此时浓度商==8<10,所以反应没有达到平衡状态。
(4)A项,恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等,由于反应速率的方向是相反的,因此根据方程式可知满足正、逆反应速率相等能说明该反应达到平衡状态,正确;B项,平衡常数只与温度有关系,压强增大该反应的平衡常数不变,错误;C项,反应热只与化学方程式中的化学计量数有关系,错误;D项,T℃时,当c(C8H10)∶c(C8H8)∶c(H2)=1∶1∶1反应不一定达到平衡,因为不能说明正、逆反应速率是否相等,错误。