2017-2018学年河南省中原名校(即豫南九校)高二上学期第三次联考化学试题(解析版)
河南省中原名校(即豫南九校)2017-2018学年高二上学期
第三次联考化学试题
1. 下列叙述涉及的化学相关知识,其中不正确的是
A. 打开汽水瓶盖时有大量气泡冒出,可用勒夏特列原理解释
B. 用铁质自来水管与铜质水龙头连接使用时,连接处的铁水管锈蚀更快
C. 1g氢气在氧气中完全燃烧生成气态水,放出的热量为120.9kJ,氢气的燃烧热大于241.8kJ·mol-1
D. 海水淡化可以解决淡水供应危机,向海水中加入明矾可以使海水淡化
【答案】D
【解析】A. 打开汽水瓶盖时,压强减小,二氧化碳的溶解平衡左移,二氧化碳逸出,可用勒夏特列原理解释,故A正确;B. 连接处构成原电池,且铁比铜活泼,铁作负极,则连接处的铁水管锈蚀更快,故B正确;C.燃烧热对应1mol可燃物及生成物水呈液态,气态水转化为液态水放热,所以氢气的燃烧热大于241.8kJ·mol-1,故C正确;D. 明矾是净水剂,不可以淡化海水,故D不正确。故选D。
2. 下列实验装置图合理的是
A. 装置①可用于除去Cl2中的HCl
B. 装置② 能构成锌铜原电池
C. 装置③可用于粗铜的电解精炼
D. 装置④四(搅拌棒为环形玻璃搅拌棒) 可用于在实验室测定中和反应的反应热
【答案】D
【解析】A. Cl2与NaOH发生反应,故A不合理;B. 在左边烧杯中发生反应:Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,故B不合理;C. 粗铜的电解精炼粗铜作阳极,精铜作阴极,故C不合理;D. 装置④(搅拌棒为环形玻璃搅拌棒) 可用于在实验室测定中和反应的反应热,故D合理。故选D。
3. 下列关于化学反应速率的说法中,不正确的是
A. 反应速率用于衡量化学反应进行的快慢
B. 决定反应速率的主要因素是反应物本身的性质
C. 反应速率越大,反应现象就一定越明显
D. 增大反应物的浓度、提高反应温度都能增大反应速率
【答案】C
【解析】A.化学反应有的快,有的慢,则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢,A正确;B.反应物本身的性质是决定反应速率的主要因素,如火药爆炸、食物腐败,B正确;C.反应速率大,不一定有明显的现象,如酸碱中和反应,C错误;D.增大反应物的浓度、提高反应温度,可增大活化分子的浓度、百分数等,反应速率增大,D正确,答案选C。
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 0.1mol/L醋酸溶液中含有醋酸分子的数目为0.1NA
B. 25℃时,1LpH=12的Na2CO3溶液中含有Na+的数目为0.2NA
C. 常温下,20LpH=12的Na2CO3溶液中含有OH-数目为0.2NA
D. 某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,转移电子数目为0.6NA
【答案】C
【解析】A. 醋酸溶液的体积不定,醋酸的电离程度也不定,所以0.1mol/L醋酸溶液中含有醋酸分子的数目无从确定,故A错误;B. 25℃时,1LpH=12的Na2CO3溶液中c(Na+)不定,含有Na+的数目无从确定,故B错误;C. 常温下,20LpH=12的Na2CO3溶液中c(OH-)==mol/L=1×10-2mol/L,含有OH-数目为0.2NA,故C正确;D. 某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,N2+3H22NH3,该反应为可逆反应,所以转移电子数目小于0.6NA,故D错误。故选C。
5. 下列对定量实验误差分析正确的是
A. 中和热测定实验中,缓慢地将NaOH溶液倒入测定装置中——测定结果无影响
B. 酸碱中和滴定实验中,滴定前无气泡而滴定后有气泡——测定结果偏高
C. 测定溶液pH 的实验中,用湿润的pH 试纸测定某溶液的pH——测定结果偏高
D. 现需90mL1.0mo/LNaOH溶液,称取3.6gNaOH固体配制——溶液浓度偏低
【答案】D
【解析】A. 中和热测定实验中,缓慢地将NaOH溶液倒入测定装置中,热量散失,测定结果偏低,故A错误;B. 酸碱中和滴定实验中,滴定前无气泡而滴定后有气泡,造成终读数变小,使得测定结果偏低,故B错误;C. 测定溶液pH的实验中,用湿润的pH试纸测定某溶液的pH,相当于稀释溶液,酸性溶液pH偏高,碱性溶液pH偏低,中性溶液不受影响,故C错误;D. 需要使用100mL容量瓶配制溶液,应该称取100mL×1.0mo/L×40g/mol=4.0gNaOH固体,称取3.6gNaOH固体配制——溶液浓度偏低,故D正确。故选D。
点睛:解答本题选项D需要明确配制一定物质的量浓度溶液的体积与所用容量瓶规格一致,要求了解常用容量瓶规格:100mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。
6. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响图像如下,下列判断正确的是
A. 由图1可知,T1
V逆
D. 图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
【答案】C
【解析】A. 由图1可知,T2时达到平衡所需时间短,所以T1p,故B错误;C. 图3中,温度一定,点3达到平衡的过程中B减少,V正>V逆,故C正确;D. 图4中,若m+n=p,加压平衡不移动,则a曲线可能为加压,故D错误。故选C。
点睛:在分析本题图1和图4一类涉及影响反应速率条件的图像时,注意把握图像的关键内容—斜线的斜率,斜率越大,反应速率越大,对应的是有利于增大反应速率的条件。
7. 一定温度下,将2mo1SO2和ImolO2充入1L恒容密闭容器中,发生反应:2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) △H=-196kJ·mol-1,5min时达到平衡,测得反应放热166.6kJ。下列说法错误的是
A. 0~5 min 内,用O2表示的平均反应速率V(O2)=0.17mol·L-1·min-1
B. n(O2)/n(SO3)的值不变时,该反应达到平衡状态
C. 若增大O2的浓度,SO2的转化率增大
D. 条件不变,若起始时充入4molSO2和2molO2,平衡时放出的热量小于333.2kJ
【答案】D
【解析】A、根据反应2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)△H =-196 kJ • mol-1可知,当反应放热166. 6 kJ时,有1.7mol二氧化硫和0.85mol氧气参加反应,生成1.7mol三氧化硫,则0~5 min内,用O2表示的平均反应速率V(O2)=0.85mol/(10L×5min)=0.017 mol·L-1·min-1,A正确;B、的值不变时,说明氧气和二氧化硫的浓度保持不变,该反应达到平衡状态,B正确;C、若增大O2的浓度,平衡正向移动,SO2的转化率增大,C正确;D、条件不变,起始向容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,相当于加压,平衡时放热大于333.2 kJ,D错误。答案选D。
点睛:选项D是解答的难点,注意放大缩小思想的灵活应用,该方法适用于起始投入物质的物质的量之间存在一定的倍数关系。它指的是将反应容器的体积扩大一定的倍数,使起始物质的浓度相同,则在一定条件下,可建立相同的平衡态。然后在此基础上进行压缩,使其还原为原来的浓度。分析在压缩过程中,平衡如何移动,再依据勒夏特列原理,分析相关量的变化情况。
8. 将少量V2O5 及一定量Ag2SO4 固体置于恒容真空密闭容器,在一定温度下发生反应: Ag2SO4(s)Ag2O(s) + SO3(g) 2SO3(g)2SO2(g) + O2(g),10min 后反应达平衡,此时c(SO3)=0.4mol/L,c(SO2)=0.1mol/L。下列说法中,不正确的是
A. 平衡时,容器内气体密度为40g/L。
B. 10min 内氧气的平均反应速率为0.005mol·(L·min)-1
C. 再加入少量AgSO4 固体,则反应均向正反应方向移动
D. 该温度下,2Ag2SO4(s)2Ag2O(s) +2SO2(g) +O2(g)的平衡常数为5×10-4
【答案】C
【解析】A. 平衡时,由c(SO2)=0.1mol/L得c(O2)=0.05mol/L,容器内气体密度为(0.4×80+0.1×64+0.05×32)g/L=40g/L,故A正确;B. 10min内氧气的平均反应速率为0.05/10 mol·(L·min)-1=0.005mol·(L·min)-1,故B正确;C.再加入固体物质,则平衡不移动,故C不正确;D. 该温度下,c(SO2)=0.1mol/L得c(O2)=0.05mol/L,2Ag2SO4(s)
2Ag2O(s) +2SO2(g) +O2(g)的平衡常数为=5×10-4,故D正确。故选C。
点睛:解答本题涉及固体反应物,固体物质浓度一定,所以增加固体反应物,一般认为反应速率不变,书写平衡常数表达式也不用显示固体物质。
9. 下列叙述正确的是
A. c(NH4+)相等的NH4Fe(SO4)2溶液、NH4HCO3溶液、(NH4)2SO4溶液,溶质浓度大小关系是: c NH4Fe(SO4)2] 4)2SO4]4HCO3]
B. 常温下下,0.1mol/LHC1溶液与等体积0.1mol/LBa(OH)2溶液混合后,溶液的pH=13
C. 0.lmol/L的NaHCO3 溶液中,c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH- )
D. 用惰性电极电解饱和氯化钠溶液: 2C1-+2H+H2↑+ Cl2↑
【答案】C
点睛:解答本题选项C涉及电解质溶液中的守恒关系,其中基本守恒关系是电荷守恒和元素守恒。消去电荷守恒和元素守恒表达式中与溶液酸碱性无关的离子,得到质子守恒关系式。这些关系式适于判断电解质溶液中有关成分浓度之间的等式是否正确。
10. 室温时,关于相同体积pH均为3 的醋酸和盐酸,下列说法正确的是
A. 稀释10倍后,两者的pH 变化醋酸大于盐酸
B. 加入一定量的锌粉,产生气体的体积相同,则醋酸一定过量
C. 两溶液中H2O的电离程度: 醋酸>盐酸
D. 加入足量的锌粉,最终产生氢气的量相等,但反应速率醋酸较慢
【答案】B
【解析】A. 醋酸难电离,稀释10倍后,稀释促进醋酸电离,醋酸的pH变化小于盐酸,故A错误;B. 醋酸难电离,醋酸浓度大于盐酸,加入一定量的锌粉,产生气体的体积相同,则醋酸一定过量,故B正确;C. 酸电离的H+抑制水的电离,两溶液中pH均为3,c(H+)相等,H2O的电离程度:醋酸=盐酸,故C错误;D. 醋酸难电离,相同体积pH均为3 的醋酸和盐酸,醋酸浓度大于盐酸,加入足量的锌粉,最终产生氢气的量醋酸大于盐酸,而且反应过程中醋酸不断电离,反应速率醋酸较快,故D错误。故选B。
11. 常温时,ksp(CaC2O4)=2.4×10-9,下列有关0.10mol/L 草酸钠(Na2C2O4) 溶液的说法,正确的是
A. 溶液中各离子浓度大小关系c(Na+)>c(C2O42-)>c(HC2O4-)>c(OH-)>c(H+)
B. 若向溶液中不断加水稀释,溶液中各离子浓度均减小
C. 若用pH计测得此溶液的pH=a,则H2C2O4的第二级电离平衡常数约为Ka2=1013-2a
D. 若向该溶液中加入等体积CaCl2溶液后能够产生沉淀,则CaCl2溶液的最小浓度应该大于2.4×10-8 mol/L
【答案】C
【解析】A. 溶液中C2O42-+H2OHC2O4-+OH-,H2OH++OH-,离子浓度大小关系c(Na+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+),故A错误;B. 若向溶液中不断加水稀释,溶液碱性减弱,c(OH-)减小,同时c(H+)增大,故B错误;C. HC2O4-H++C2O42-,Ka2=c(H+)c(C2O42-)/c(HC2O4-),0.10mol/LNa2C2O4溶液中C2O42-+H2OHC2O4-+OH-,c(HC2O4-)≈ c(OH-),Ka2≈c(H+)c(C2O42-)/c(OH-)= (H+)2c(C2O42-)/Kw=1013-2a,故C正确;D. 若向该溶液中加入等体积CaCl2溶液后能够产生沉淀,c(Ca2+)>ksp(CaC2O4)/c(C2O42-)=2.4×10-9/0.10mol/L=2.4×10-8mol/L,则CaCl2溶液的最小浓度应该大于2×2.4×10-8mol/L即4.8×10-8mol/L,故D错误。故选C。
12. 常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,T时刻改变某一条件,离子浓度变化如图所示,下列有关说法正确的是
A. 常温下,Pbl2的Ksp为2×10-6
B. 温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的溶解度不变,Pb2+浓度不变
C. T时刻改变的条件是升高温度,因而PbI2的Ksp 增大
D. 常温下KspPbS]=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)反应的化学平衡常数为5×1018
【答案】D
【解析】试题分析:A、根据图像知常温下,PbI2的Ksp=c(Pb2+)c2(I-)=4×10-9,错误;B、PbI2饱和溶液中存在平衡:PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,Pb2+浓度增大,平衡逆向移动,PbI2的溶解度减小,错误;C、根据图像知T时刻改变的条件是增大碘离子浓度,温度不变,PbI2的Ksp不变,错误;D、反应:PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)反应的化学平衡常数K= c2(I-)/c(S2-)= Ksp(PbI2)/ Ksp(PbS)=5×1018,正确。
考点:考查沉淀溶解平衡。
13. 某同学组装了如图所示的电化学装置,电极I为A1,其他均为Cu,则
A. 电流方向: 电极IV→→电极I
B. 电极I发生还原反应
C. 电极Ⅱ逐渐溶解
D. 电极III的电极反应: Cu2++2e-=Cu
【答案】A
【解析】A. 本装置为原电池,活泼电极I作负极,电子电子流动方向是顺时针方向,相反,电流方向是逆时针方向。电流方向:电极IV→→电极I,故A正确;B. 电极I
发生氧化反应,故B错误;C. 电极II的电极反应:Cu2++2e-=Cu,电极II质量增加,故C错误;D. 电III的电极反应:Cu-2e-=Cu2+,故D错误。故选A。
14. 一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中含酚废水中有机物可用C6H5OH 表示,左、中、右室间分别以离子交换膜分隔。下列说法不正确的是
A. 右室电极为该电池的正极
B. 左室电极反应式可表示为: C6H5OH -28e-+11H2O=6CO2↑+28H+
C. 右室电极附近溶液的pH减小
D. 工作时左侧离子交换膜为阴离子交换膜,右侧离子交换膜为阳离子交换膜
【答案】C
【解析】A. 右室电极生成还原产物,发生还原反应,为该电池的正极,故A正确;B. 左室电极作负极而发生氧化反应,反应式可表示为:C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,故B正确;C. 右室电极反应为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,右室电极附近溶液的pH增大,故C不正确;D. 工作时,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,所以左侧离子交换膜为阴离子交换膜,右侧离子交换膜为阳离子交换膜,故D正确。故选C。
15. 用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液,M、N 为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示。X轴表示电解过程中转移电子的物质的量,Y轴表示电解过程产生气体的总体积。则下列说法不正确的是
A. A 点所得溶液只需加入 一定量的CuO固体就可恢复到起始状态
B. 电解过程中N 电极表面先有红色物质生成,后有气泡产生
C. Q点时M、N两电极上产生的气体总量在相同条件下体积相同
D. 若M 电极材料换成Cu做电极,则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变
【答案】A
【解析】A、CuSO4溶液中含有的阳离子是:Cu2+、H+,阴离子是OH-、SO42-,惰性材料作电极,OH-的放电顺序大于SO42-,OH-放电,即阳极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,Cu2+放电顺序大于H+,Cu2+先放电,即阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,P点后,气体体积突然增加,说明P点Cu2+消耗完全,P点后,阴极反应式是2H++2e-=H2↑,即A点电解完CuSO4后,又电解了一部分水,应加入Cu(OH)2或碱式碳酸铜,才能恢复到原来的状态,故说法错误;B、N极接电源的负极,N极作阴极,根据选项A的分析,先有红色铜析出,然后出现气体,故说法正确;C、Q点电解过程分为两个阶段,第一阶段:阴极电极反应式4OH-4e-=2H2O+O2↑,阳极电极反应式Cu2++2e-=Cu,第二阶段:阳极反应式:4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极反应式:2H++2e-=H2↑,P点产生的气体为氧气,其体积为a/4L,从P点到Q点,通过电子物质的量为amol,因此第二阶段,阴极产生的气体体积为a/2L,阳极产生的气体体积为a/4L,阳极气体总体积为(a/4+a/4)L= a/2,故说法正确;D、若M电极换成Cu作电极,阳极上发生Cu-2e-=Cu2+,阴极反应式Cu2++2e-=Cu,因此电解过程中CuSO4溶液的浓度不变,故说法正确。
16. 下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
①无色溶液中: K+、Na+、MnO4-、SO42-
②pH=11的溶液中: CO32-、Na+、AlO2-、NO3-
③加入Al能放出H2的溶液中: Cl-、HCO3-、SO42-、NH4+
④由水电离出的c(OH-)=10-13mol/L的溶液中: Na+、Ba+、Cl-、Br-
⑤有较多Fe3+的溶液中: Na+、H+、SCN-、HCO3-
⑥)酸性溶液中: Fe2+、Al3+、NO3-、I-、Cl-
A. ①② B. ②④ C. ③⑥ D. ⑤⑥
【答案】B
【解析】①无色溶液中紫色离子MnO4-不能存在,故①不能大量共存;②pH=11的溶液呈碱性,OH-、CO32-、Na+、AlO2-、NO3-可以大量共存,故②可以大量共存;③加入Al能放出H2的溶液呈酸性或碱性,酸性溶液中H+、HCO3-发生反应,碱性溶液中OH-、HCO3-,OH-、NH4+发生反应,故③不能大量共存;④由水电离出的c(OH-)=10-13mol/L<10-7mol/L的溶液呈酸性或碱性,酸性溶液中H+、Na+、Ba+、Cl-、Br-可以大量共存,碱性溶液中OH-、Na+、Ba+、Cl-、Br-可以大量共存,故④可以大量共存;⑤有较多Fe3+的溶液中,Fe3+、SCN-,Fe3+、HCO3-发生反应,故⑤不能大量共存;⑥)酸性溶液中,Fe2+、H+、NO3-,I-、H+、NO3-发生反应,故⑥不能大量共存。故选B。
17. 根据下列实验事实,不能得到相应结论的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向醋酸溶液中滴加少量Na2SiO3溶液,观察到白色沉淀
醋酸的酸性强于H2SiO3
B
向均盛有2mL5% H2O2溶液的两支试管中分别滴入0.2mol/LFeCl3和0.3mol/LCuCl2溶液各1mL,前者生成气泡的速率更快
催化效果: Fe3+> Cu2+
C
向一定浓度的醋酸溶液中加入镁条,产生气泡的速率会先加快再减慢
反应产生气泡速度变化,是因为醋酸电离平衡先正向移动,再逆向移动
D
常温下分别测等浓度的醋酸和氨水pH,二者的pH 分别为2和12
常温下,醋酸和氨水的电离平衡常数相等
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】A. 向醋酸溶液中滴加少量Na2SiO3溶液,生成硅酸白色沉淀,表明醋酸的酸性强于H2SiO3,故A能得到相应结论;B. 向均盛有2mL5% H2O2溶液的两支试管中分别滴入0.2mol/LFeCl3和0.3mol/LCuCl2溶液各1mL,FeCl3的物质的量小于CuCl2,前者生成气泡的速率更快,表明催化效果:Fe3+>Cu2+,故B能得到相应结论;C. 向一定浓度的醋酸溶液中加入镁条,产生气泡的速率会先加快再减慢,反应产生气泡速度变化,是因为反应放热使反应速率加快,随着反应进行,醋酸浓度减小使反应速率减慢,故C不能得到相应结论;D. 常温下等浓度的醋酸和氨水的pH分别为2和12,前者c(CH3COO-)=c(H+)=1×10-2mol/L,后者c()=c(OH-) ==mol/L=1×10-2mol/L,Ka=,
一水合氨的电离常数Kb=,Ka= Kb,故D能得到相应结论。故选C。
18. 氨是重要的工业原料,在农业、医药、国防和化工等领域有重要应用。
I.(1)工业上用N2和H2在一定条件下合成氨,下列措施能使正反应速率增大,且使平衡混合物中NH3的体积分数一定增大的是______。
A.降低反应温度 B.压缩反应混合物 C.充入N2 D.液化分离NH3
(2)常温下向100m10.2mol/L的氨水中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,所得溶液的pH、溶液中NH4+和NH3·H2O物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如下图所示,根据图像回答下列问题。
①表示NH3·H2O浓度变化的曲线是______(填“ A”或“B")。
②NH3·H2O 的电离常数为_______(已知1g1.8=0.26)
③当加入盐酸体积为50ml 时,溶液中c(NH4+)-c(NH3·H2O)=____mol/L (用精确值表示)。
II.已知常温下,KspAl(OH)3]=4.0×10-38,在AlCl3溶液中加入NaHCO3溶液产生沉淀和气体,反应的离子方程式为:________________;若将所得悬浊液的pH 调整为3,则溶液中Al3+浓度为_____mol/L。
【答案】 (1). B (2). A (3). 1.8×10-5或10-4.74 (4). 10-5-10-9 (5). Al3++3HCO3-=Al (OH)3↓+3CO2↑ (6). 4.0×10-5
【解析】本题主要考查有溶液中的离子平衡。
I.(1)A.正反应速率减小,故A不符合题意;B. 正反应速率增大,且平衡右移使平衡混合物中NH3的体积分数,故B符合题意;C. 平衡混合物中NH3的体积分数减小,故C不符合题意;D. 平衡混合物中NH3的体积分数减小,故D不符合题意。故选B。
(2)①反应过程中氨水的pH减小,所以表示NH3·H2O浓度变化的曲线是A。
②NH3·H2O的电离常数为Kb===1.8×10-5。
③当加入盐酸体积为50ml时,中和反应恰好完全进行,形成氯化铵溶液,溶液中 c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),所以c(NH4+)-c(NH3·H2O)= c(H+)-c(OH-)=(2×10-5-2×10-9)mol/L。
II.在AlCl3溶液中加入NaHCO3溶液产生沉淀和气体,反应的离子方程式为Al3++3HCO3-=Al (OH)3↓+3CO2↑;若将所得悬浊液的pH调整为3,c(OH-) ==mol/L=1×10-2mol/L,则溶液中Al3+浓度为=4.0×10-5mol/L。
19. 氮的重要化合物如氨(NH3)、 氮氧化物(NxOy)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等,在生产、生活中具有重要作用。
(1)NH3催化氣化可制备硝酸。
①NH3氧化时发生如下反应:
4NH3(g)+ 5O2(g)4NO(g)+ 6H2O(g) △H1=-907.28kJ·mol-1
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1269.02kJ·mol-1
则4NH3(g)+ 6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H3_____。
②NO被O2氧化为NO2。其他条件不变时,NO的转化率a(NO)]与温度、压强的关系如下图所示。则p1____p2 (填“><“或“=”);
③在500℃温度时,2L密闭容器中充入2molNO和1molO2,达平衡时压强为p2MPa。则500℃时该反
应的平衡常数Kp=______,(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)利用反应NO2+NH3→N2+H2O (未配平)消除NO2的简易装置如下图所示。电极b的电极反应式为_____,消耗标准状况下4.48LNH3时,被消除的NO2的物质的量为______mol。
(3) 在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F 等的无水熔融物生产NF3,
其电解原理如图所示。
①a 电极为电解池的______(填“阴”或“阳”) 极,写出该电极的电极反应式:_________;电解过程中
还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是_________。
②已知同温时NH3·H2O的电离常数小于氢氟酸的电离常数,则0.1mo/LNH4F 溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_______________。
【答案】 (1). -1811.63 kJ·mol-1 (2). > (3). 7(32p2 MPa)-1 (4). 2NO2+8e-+4H2O===8OH-+N2 (5). 0.15 (6). 阳 (7). NH4++3F―-6e-=NF3+4H+ (8). F2 (9). c(F-)> c( NH4+)> c(H+)> c(OH-)
【解析】本题主要考查化学反应中的能量变化、化学平衡的移动及计算、盐类水解等。
(1)① 将已知热化学方程式分别用a、b表示,则2.5b-1.5a得4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H3=2.5△H2-1.5△H1=-1811.63 kJ·mol-1。
②2NO+O2=2NO2,温度一定时,加压平衡右移,a(NO)增大,则p1>p2;
③在500℃温度时反应达到平衡状态,n(lNO)=1.6mol,n(O2) =0.8mol,n(NO2)=0.4mol,混合气体共2.8mol,NO、O2和NO2的物质的量分数分别是4/7、2/7和1/7,平衡分压分别用p(lNO)、p(O2)、p(NO2)表示,则500℃时该反应的平衡常数Kp= p2(NO2)/p2(lNO)p(O2)]=7(32p2 MPa)-1。
(2)NO2在电极b被还原为N2,电极b的电极反应式为2NO2+8e-+4H2O===8OH-+N2。3NO2~4NH3~12e-,消耗标准状况下4.48L即0.2molNH3时,被消除的NO2的物质的量为0.15mol。
(3)①a电极产生氧化产物NF3,a电极为电解池的阳极,该电极的电极反应式:NH4++3F―-6e-=NF3+4H+;电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是F2。
②已知同温时NH3·H2O的电离常数小于氢氟酸的电离常数,则NH4+的水解程度大于F-,NH4F溶液呈酸性,0.1mo/LNH4F溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为c(F-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。
20. I.甲同学用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2· xH2O) 并测量其结晶水含量。己知: 在pH 为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。制取流程如下:
回答下列问题:
(1)溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。能检验溶液A 中Fe2+的试剂____ (填编号)
①KMnO4 ②K3Fe(CN)6] ③NaOH ④KSCN
(2)试剂①是_____,试剂②是_____。(填化学式)
(3)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2· xH2O) 中x的值,某兴趣小组设计了以下实验方案:称取mg晶体溶于水,加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再轻为止,冷却,称量所得黑色固体的质量为ng。沉淀洗涤的操作方法是________,根据实验数据测得x=_____(用含m、n的代数式表示)。
II.乙同学设计了一套电解饱和食盐水的实验装置,来验证氯气的某些性质和测定产生的氢气的体积。回答下列问题:
(4)所选仪器接口的连接顺序是A接______,______接______;B接______,______接______;___________请用离子方程式说明淀粉KI溶液变蓝的原因_____________________________。
(5)若装入的饱和食盐水为75mL (氯化钠足量,电解前后溶液体积变化可忽略,假设两极产生的气体全部逸出),当测得氢气为8.4mL (已转换成标准状况下的体积) 时停止通电。将U 形管内的溶液倒入烧杯,常温时测得溶液的pH 约为___________________。
【答案】 (1). ①② (2). H2O2(Cl2等合理答案) (3). CuO (4). 向过滤器中加入适量的蒸馏水使其刚好浸没沉淀,待水流下后,再次加入蒸馏水重复2~3次 (5). (6). G F H, D E C (7). Cl2+2I-===I2+2Cl- (8). 12
【解析】本题主要考查探究实验。
..................
(2)试剂①试剂①将Fe2+氧化为Fe3+,可以是H2O2(Cl2等合理答案),试剂②是调节pH的,可以是CuO。
(3)沉淀洗涤的操作方法是向过滤器中加入适量的蒸馏水使其刚好浸没沉淀,待水流下后,再次加入蒸馏水重复2~3次。ng黑色固体氧化铜的物质的量为n/80mol,135n/80+18n/80x=m,x=。
II.(4)铁棒作阴极,A处产生氢气,通过排水法领取氢气体积,所以A接G,F接H;碳棒作阳极,B处产生氯气,先检验氯气性质,再除去氯气余气,所以B接D,E接C;用离子方程式说明淀粉KI溶液变蓝的原因:Cl2+2I-===I2+2Cl-。
(5)若装入的饱和食盐水为75mL 8.4mL 氢气的物质的量为0.375mmol,n(OH-)=0.75mmol,c(OH-)=0.01mol/L,c(H+)==mol/L =1×10-12mol/L,pH =12。
21. 锂离子电池广泛用作便携式电源,其正极材料是决定锂离子电池可逆容量与循环寿命的关键因素之一。锂二次电池一般以LiCoO2、LiFePO4等为正极材料,以石墨碳为负极材料,以溶有LPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC) 为电解液。充电时,Li+ 从正极层状氧化物的晶格间脱出进入有机电解液,有机电解液中的Li+则进入负极,得电子后以原子形式嵌入到石墨材料的晶格中,即: 6C+xLi++xe-=LixC6,如图所示:
(1)如图所示,已知该电池电极总反应:LiCoO2+CLi1-xCoO2+CLix,充电时,该电池的正极上的反应为_______________________。
(2)放电时负极材料质量________(填“增加”、“减小”或“不变”)
(3)在实验室中,可用下列方案从废旧锂离子电池的正极材料中(主要含有LiCoO2、炭粉及少量Al、Fe等) 回收钴和锂。
①溶解过程中,通入SO2时所发生反应的化学方程式为________________________;
②除杂过程中,所得沉淀的主要成分是___________________;(写化学式)
③常温下,已知KspCo(OH)2]=1.09×10-15,若沉淀钴时pH=9.5,则溶液中Co2+是否沉淀完全? 请列式计算说明。 _______________________________________________。
【答案】 (1). LiCoO2―xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+ (2). 减小 (3). 2LiCoO2+SO2+2H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+2H2O (4). Fe(OH)3、Al(OH)3 (5). c(Co2+)==1.09×10-6 mol/L<1×10-5 mol/L,沉淀完全
【解析】本题主要考查原电池原理。
(1)该电池充电时,正极LiCoO2失去Li+,正极上的反应为LiCoO2―xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+。
(2)放电时负极材料失去Li+而质量减小。
(3)①SO2具有较强还原性,溶解过程中,通入SO2时LiCoO2中Co由+3被还原为+2,所发生反应的化学方程式为2LiCoO2+SO2+2H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+2H2O;
②除杂过程中,所得沉淀的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。
③c(OH-) ==mol/L=1×10-4.5mol/L,c(Co2+)==mol/L=1.09×10-6 mol/L<1×10-5 mol/L,沉淀完全。