选修4化学反应原理模块综合检测

选修4化学反应原理模块综合检测

选修 4 模块综合检测及解析 (时间：90 分钟，满分 100 分) 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 分) 1．(2012·广州调研)全球变暖给我们敲响了警钟，地球正面临巨大的挑战。下列说法不． 正确的是( ) A．推广“低碳经济”，减少温室气体的排放 B．推进小火力发电站的兴建，缓解地方用电困难，促进地方经济的快速发展 C．推广“绿色自由”计划，吸收空气中的 CO2 并利用廉价能源合成汽油 D．利用晶体硅制作的太阳能电池将太阳能直接转化为电能 解析：小火力发电站对煤炭的利用率低，生产单位电力时向大气中排放的 CO2 气体相对 较多，B 不正确。 答案：B 2．500 mL 1 mol/L 的稀 HCl 与锌粒反应，不会使反应速率加快的是( ) A．升高温度 B．将 500 mL 1 mol/L 的 HCl 改为 1000 mL 1 mol/L 的 HCl C．用 1 mol/L 的 H2SO4 代替 1 mol/L 的 HCl D．用锌粉代替锌粒 解析：升温、增大反应物浓度均可使反应速率加快；锌粉比锌粒的表面积大，也可加 快反应速率，而将等浓度的 HCl 由 500 mL 变为 1000 mL，只是改变了反应物的用量，并不 改变其浓度，所以反应速率不变。 答案：B 3．分析右图中的能量变化情况，下列表示方法中正确的是 ( ) A．2A＋B===2C ΔH<0 B．2C===2A＋B ΔH<0 C．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH>0 D．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH<0 解析：由图可知，生成物[2C(g)]具有的总能量大于反应物[2A(g)＋B(g)]具有的总能量， 故该反应为吸热反应，ΔH>0。ΔH 的大小与物质的状态有关，选项 A、B 错误。 答案：C 4．(2012·衡水高二检测)下列浓度关系正确的是( ) A．氯水中：c(Cl2)＝2[c(ClO－)＋c(Cl－)＋c(HClO)] B．氯水中：c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)＞c(ClO－) C．等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合： c(Na＋)＝c(CH3COO－) D．Na2CO3 溶液中：c(Na＋)＞c(CO2－ 3 )＞c(OH－)＞c(HCO－ 3 )＞c(H＋) 解析：氯水中含有 Cl2、HClO、Cl－、H＋、OH－、H2O、ClO－共七种粒子，其中 c(Cl2)和其 他离子浓度不存在定量关系，因为 HClO 比 H2O 的电离程度大，故溶液中 c(ClO－)＞ c(OH－)，A 和 B 错误。C 项中混合后的溶液是 CH3COONa 溶液，CH3COO－水解使 c(Na＋)＞c(CH3COO－)。 答案：D 5．将 0.1 mol/L CH3COOH 溶液加水稀释或加入少量 CH3COONa 晶体时，都会引起( ) A．溶液的 pH 增大 B．CH3COOH 电离度增大 C．溶液的导电能力减弱 D．溶液中 c(OH－)减小 解析：本题考查外加物质对电离平衡的影响，CH3COOH 溶液中存在着 CH3COOH 的电离平 衡，加水稀释使平衡向正反应方向移动，电离度增大，溶液中的 c(H＋)减小，c(OH－)增大， pH 增大；加入少量 CH3COONa 晶体时，平衡向逆反应方向移动，电离度减小， c(H＋)减小，c(OH－)增大，pH 增大。 答案：A 6．(2010·新课标全国卷)已知：HCN( aq)与 NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1; HCl(aq) 与 NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则 HCN 在水溶液中电离的ΔH 等于( ) A．－67.7 kJ·mol－1 B．－43.5 kJ·mol－1 C．＋43.5 kJ·mol－1 D．＋67.7 kJ·mol－1 解析：HCN(aq)、HCl(aq)分别与 NaOH(aq)反应ΔH 的差值即为 HCN 在溶液中电离所需的 能量，HCN 属于弱电解质，其电离过程要吸热，即ΔH＞0，综合以上分析，可知ΔH＝＋43.5 kJ·mol－1。 答案：C 7．(2012·宁夏模拟)将固体 NH4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g) H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为( ) A．9 B．16 C．20 D．25 解析：本题考查平衡常数的计算。由 H2 和 HI 平衡时的浓度可推算出反应①生成的 HI 和 NH3 的浓度都为 0.5×2＋4＝5 mol/L，由于 NH3 没有转化，其平衡浓度仍为 5 mol/L，而 HI 的平衡浓度由题意可知为 4 mol/L，则①的平衡常数 K1＝c(NH3)平·c(HI)平＝ 5×4＝20，C 正确。 答案：C 8．一定温度下，向容积为 2 L 的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物 质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( ) A．该反应的化学方程式为 3B＋4D 6A＋2C B．反应进行到 1 s 时，v(A)＝v(D) C．反应进行到 6 s 时， B 的平均反应速率为 0.05 mol/(L·s) D．反应进行到 6 s 时，各物质的反应速率相等 解 析 ： 各 物 质 的 物 质 的 量 变 化 之 比 等 于 化 学 方 程 式 中 化 学 计 量 数 之 比 ， 即 Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝1.2 mol∶0.6 mol∶0.8 mol∶0.4mol＝6∶3∶4∶2，故 化学方程式为 3B＋4C 6A＋2D；无论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计 量数之比，即 B、D 项错误。 答案：C 9 ． [ 双 选 题 ] 等 物 质 的 量 的 X(g) 与 Y(g) 在 密 闭 容 器 中 进 行 可 逆 反 应 ： X(g) ＋ Y(g) 2Z(g)＋W(s) ΔH＜0，下列叙述正确的是( ) A．平衡常数 K 值越大，X 的转化率越大 B．达到平衡时，反应速率 v 正(X)＝2v 逆(Z) C．达到平衡后，降低温度，正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数 D．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动 解析：A 项，平衡常数 K 值越大，反应正向进行的程度越大，故 X 的转化率越大；B 项， 达到平衡时，2v 正(X)＝v 逆(Z)；C 项，降温时，v 正和 v 逆均减小，但 v 正减小的倍数小于 v 逆减小的倍数，使平衡正向移动；D 项，升温平衡逆向移动，加压时平衡不移动。 答案：AC 10．(2012·安新中学高二检测)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一 段时间，以下叙述正确的是( ) A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C．两烧杯中溶液的 pH 均增大 D．产生气泡的速度甲比乙慢 解析：图甲是一原电池装置，负极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋，正极(Cu)：2H＋＋2e－===H2↑， 形成的原电池能加快产生氢气的速率；图乙中，Zn 直接与稀 H2SO4 反应生成 H2：Zn＋2H＋===Zn2 ＋＋H2↑，甲、乙两烧杯中 H2SO4 均被消耗，溶液的 pH 均增大。 答案：C 11．下列有关热化学方程式的叙述中，正确的是( ) A．含 20.0 g NaOH 的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出 28.7 kJ 的热量，则表示该反应 中和热的热化学方程式为 NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.4 kJ/mol B．已知 C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定 C．已知 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ/mol， 则 H2 的燃烧热为 241.8 kJ/mol D．已知 2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2；则ΔH1＜ΔH2 解析：酸碱中和反应是放热反应， ΔH＜0，A 项错误；B 项，石墨转化为金刚石是吸热 反应，说明金刚石所具有的能量高于石墨，则石墨比金刚石稳定，B 项错误；燃烧热的定义 是 1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，C 项错误；碳完全燃烧放出的热量 要多，所以 D 项正确。 答案：D 12．(2012·肇庆高二期末考试)对于可逆反应：2A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH＜0，下列 各图正确的是( ) 解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所 以生成物 C 的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强， 由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大；而加入催化剂，只能 加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度 及体积分数不变。 答案：A 13．[双选题](2012·泰州高二调研)常温下，pH＝11 的氨水溶液和 pH＝1 的盐酸溶液等 体积混合后(不考虑混合后溶液体积的变化)，恰好完全反应，则下列说法不．正确的是( ) A．弱碱的浓度大于强酸的浓度 B．反应完全后的溶液呈碱性 C．原氨水中有 1%的含氮微粒为 NH＋ 4 D．反应后的溶液中 NH＋ 4 、NH3·H2O 与 NH3 三种微粒的平衡浓度之和为 0.05 mol·L－1 解析：pH＝11 的氨水与 pH＝1 的稀盐酸等体积混合后恰好完全反应后形成 NH4Cl 溶液， 在 NH4Cl 溶液中，由于 NH ＋ 4 的水解而呈酸性；完全反应还说明氨水和盐酸的物质的量浓度都 是 0.1 mol·L－1，在氨水中 NH ＋ 4 占含氮粒子的10－3mol·L－1 0.1 mol·L－1×100%＝1%，选项 A、B 错，C 正确； 因反应后的体积约为反应前氨水体积的 2 倍，由物料守恒可知选项 D 正确。 答案：AB 14．室温时，CaCO3 在水中的溶解平衡曲线如图所示，已知： 25 ℃其溶度积为 2.8×10－9 mol2/L2，下列说法不．正确的是 ( ) A．x 数值为 2×10－5 B．c 点时有碳酸钙沉淀生成 C．加入蒸馏水可使溶液由 d 点变到 a 点 D．b 点与 d 点对应的溶度积相等 解析：根据溶度积和 c(CO2－ 3 )＝1.4×10－4 mol/L，可以计算出 x＝2×10－5；c 点 Qc＞Ksp， 故有沉淀生成；加入蒸馏水后 d 点各离子浓度都减小，不可能变到 a 点保持 c(Ca2＋)不变； 溶度积只与温度有关，b 点与 d 点对应的溶度积相等。 答案：C 15．关于各图的说法(其中①③④中均为惰性电极)正确的是( ) A．①装置中阴极产生的气体能够使湿润淀粉 KI 试纸变蓝 B．②装置中待镀铁制品应与电源正极相连 C．③装置中电子由 b 极流向 a 极 D．④装置中的离子交换膜可以避免生成的 Cl2 与 NaOH 溶液反应 解析：装置①用惰性电极电解 CuCl2 溶液，阴极析出铜，阳极产生氯气，A 错；装置② 为电镀铜装置，阳极电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋，阴极电极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu， 因此待镀铁制品应与电源负极相连，B 错；装置③为氢氧燃料电池，b 极通入 O2，发生还原 反应，作电池的正极，是电子流入的一极，C 错。 答案：D 16．(2012·合肥模拟)下图甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是 ( ) A．甲图电池反应的离子方程式为： Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)反应能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙图当有 1 mol 电子通过外电路时，正极有 108 g Ag 析出 解析：甲池中 Cd 为负极，Co 为正极，反应的离子方程式为：Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s) ＋Cd2＋(aq)，说明金属性：Cd>Co。 乙池中 Co 为负极，Ag 为正极，反应离子方程式为： Co(s)＋2Ag＋(aq)===Co2＋(aq)＋2Ag(s) 说明金属性 Co>Ag， 因此金属性 Cd>Ag，选项 B 中的反应不能发生。 答案：B 二、非选择题(本题包括 6 个小题，共 52 分) 17．(8 分)2011 年 9 月 29 日我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新 型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮 气流中通过如下反应制得： SiO2＋C＋N2――→高温 Si3N4＋CO 该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。 (1)上述反应中的还原剂是 ____________，其还原产物是________。 (2)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热 ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。 解析：(1)SiO2＋C＋N2――→高温 Si3N4＋CO，反应中碳元素的化合价由 0 升高到＋2，氮元素 的化合价由 0 降低到－3。故反应中的还原剂是 C，还原产物为 Si3N4。 (2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH<0。 答案：(1)C Si3N4 (2)放热 < 18．(8 分)反应 Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ/mol1， 平衡常数为 K； 温度/℃ 500 700 900 K 1.00 1.47 2.40 (1)若 500℃时进行上述反应，CO2 起始浓度为 2 mol/L，CO 的平衡浓度为________。 (2)上述反应中的 a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)700℃上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的 措施有________(填序号)。 A．缩小反应器体积 B．通入 CO2 C．升高温度到 900℃ D．使用合适的催化剂 解析：(1)设 500℃时 CO 的平衡浓度为 x mol/L。 则 Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g) 初始态的物质的 量浓度mol/L： 2 0 转化的物质的 量浓度mol/L： x x 平衡的物质的 量浓度mol/L： 2－x x 则 K＝cCO cCO2 ＝ x 2－x ＝1，解得 x＝1。 故 CO 的平衡浓度为 1 mol/L。 (2)由表格中数据可知，温度越高 K 越大，推知温度升高平衡向正方向移动。故此反应 的正反应为吸热反应，即 a 大于 0。 (3)A 项缩小反应器体积，平衡不移动，错误；B 项通入 CO2，平衡向右移动，正确；C 项升高温度时，平衡向右移动，正确；D 项使用催化剂不会使平衡发生移动，错误。 答案：(1)1 mol·L－1 (2)大于 (3)BC 19．(8 分)(2012·潍坊抽样检测)如图甲、乙是电化学实验装置。 若甲、乙两烧杯中均盛有 NaCl 溶液。 (1)甲中石墨棒上的电极反应式为______________________________。 (2)乙中总反应的离子方程式为___________________________。 (3)将湿润的淀粉 KI 试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的 Cl2 氧化了生成的 I2。若反应中 Cl2 和 I2 的物质的量之比为 5∶1，且生成两种酸，该反应的 化学方程式为__________________________________________________。 解析：(1)甲装置为原电池，石墨棒作正极，O2 放电，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－。 (2)乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应，Fe 电极不参与反应，其实质与用惰性电 极电解食盐水相同，离子方程式为：2Cl－＋2H2O=====电解 Cl2↑＋H2↑＋2OH－。 (3)Cl2 和 I2 的物质的量之比为 5∶1，生成 HCl 和 HIO3。 答案：(1)2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)2Cl－＋2H2O=====电解 H2↑＋Cl2↑＋2OH－ (3)5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3 20．(8 分)常温下，如果取 0.1 mol·L－1HA 溶液与 0.1 mol·L－1NaOH 溶液等体积混合(忽 略混合后溶液体积的变化)，测得混合后溶液的 pH＝8，试回答以下问题： (1)混合溶液的 pH＝8 的原因是__________________________________________(用离 子方程式表示)。 (2)混合溶液中由水电离出的 c(H＋)________(填“>”“<”或“＝”)0.1 mol·L－1NaOH 溶液 中由水电离出的 c(H＋)。 (3)求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字)。 c(Na＋)－c(A－)＝________ mol·L－1。 解析：(1)0.1 mol·L－1HA 溶液与 0.1 mol·L－1NaOH 溶液等体积混合，恰好生成 NaA，溶 液的 pH＝8，说明盐水解，即 A－＋H2O HA＋OH－。 (2)该混合溶液中由水电离出的 c(H＋)＝c(OH－)＝10－6 mol·L－1，而 0.1 mol·L－1NaOH 溶 液中由水电离出的 c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1。 (3)由电荷守恒 c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，知 c(Na＋)－c(A－)＝c(OH－)－c(H＋) ＝10－6 mol·L－1－10－8 mol·L－1＝9.9×10－7 mol·L－1。 答案：)(1)A－＋H2O HA＋OH－ (2)> (3)9.9×10－7 21．(10 分)(2012·海淀模拟)常温下，用 0.1000 mol/L NaOH 溶液分别滴定 20.00 mL 0.1000 mol/L HCl 溶液和 20.00 mL 0.1000 mol/L CH3COOH 溶液，得到 2 条滴定曲线，如下 图所示： (1)由 A、C 点判断，滴定 HCl 溶液的曲线是______(填“图 1”或“图 2”)； (2)a＝________ mL； (3)c(Na＋)＝c(CH3COO－)的点是________； (4)E 点对应离子浓度由大到小的顺序为________________。 解析：(1)A 点 pH＝1，C 点 pH>1，而 0.1 mol/L HCl 溶液的 pH＝1,0.1 mol/L 的 CH3COOH 溶液的 pH>1，故滴定 HCl 溶液的曲线为图 1。 (2)0.1 mol/L HCl 溶液 20 mL 与 0.1 mol/L NaOH 溶液 20 mL 恰好完全中和，此时溶液 的 pH＝7，故 a＝20.00 mL。 (3)用 NaOH 溶液滴定 CH3COOH 溶液的过程中存在电荷守恒： c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)， 当溶液 pH＝7 时，c(Na＋)＝c(CH3COO－)，即 D 点符合这一要求。 (4)E 点溶液的 pH>7，呈碱性，其离子浓度大小顺序为：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H ＋) 答案：(1)图 1 (2)20.00 (3)D (4)c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋) 22．(10 分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol， 据此回答以下问题： (1)①该反应的化学平衡常数表达式为 K＝________。 ②根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越 ________。 (2)某温度下，若把 10 mol N2 与 30 mol H2 置于体积为 10 L 的密闭容器内，反应达到 平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为 20%，则该温度下反应的 K＝________(可用 分数表示)。 解析：对可逆反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，是一个气体体积 减小的放热反应。 (1)①由方程式知 K＝ c2NH3 cN2·c3H2 ②升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，c(NH3)减小，c(N2)、 c(H2)增大，故 c2NH3 cN2·c3H2 减小，K 值减小。 (2)设平衡时，N2 转化的浓度为 x mol/L。 N2 ＋ 3H2 2NH3 开始时(mol/L) 1 3 0 转化(mol/L) x 3x 2x 平衡时(mol/L) 1－x 3－3x 2x， 所以 2x 1－x＋3－3x＋2x ＝20%， 解得 x＝1 3 mol/L。 因此平衡时 c(N2)＝2 3 mol/L，c(H2)＝2 mol/L， c(NH3)＝2 3 mol/L， 代入平衡常数表达式解得 K＝ 1 12 。 答案：(1)① c2NH3 cN2·c3H2 ②小 (2) 1 12