【化学】北京市东城区北京景山学校2019-2020学年高二下学期期末考试(解析版)

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【化学】北京市东城区北京景山学校2019-2020学年高二下学期期末考试(解析版)

北京市东城区北京景山学校2019-2020学年高二下学期期末考试 可能用到的相对原子质量:H1 O16 S32 Na23‎ 第I卷 一、选择题(每题只有一个正确选项)‎ ‎1.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是(   )‎ A. 硅太阳能电池 B. 锂离子电池 C. 太阳能集热器 D. 燃气灶 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 硅太阳能电池是把太阳能转化为电能,A错误;‎ B. 锂离子电池将化学能转化为电能,B错误;‎ C. 太阳能集热器将太阳能转化为热能,C错误;‎ D. 燃气灶将化学能转化为热能,D正确,‎ 答案选D。‎ ‎2.下列物质间的反应,其能量变化符合图示的是 A. 生石灰和水的反应 B. 固体氢氧化钡晶体和氯化铵 C. 灼热的碳和二氧化碳 D. 制水煤气 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图象可知,反应物总能量大于生成物总能量,反应为放热反应。‎ ‎【详解】A.生石灰和水的反应为放热反应,A正确;‎ B.固体氢氧化钡晶体和氯化铵为吸热反应,B错误;‎ C.灼热的碳和二氧化碳,为以碳为还原剂的氧化还原反应,为吸热反应,C错误;‎ D.制水煤气为吸热反应,D错误;‎ 答案选A。‎ ‎3.下列物质中,属于弱电解质的是 A. HCl B. Na2CO‎3 ‎ C. Ca(OH)2 D. CH3COOH ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.HCl是强酸,能完全电离,属于强电解质,A不符;‎ B.Na2CO3是盐,能完全电离,属于强电解质,B不符;‎ C.Ca(OH)2是强碱,能完全电离,属于强电解质,C不符;‎ D.CH3COOH弱酸,部分电离,属于弱电解质,D符合;‎ 答案选D。‎ ‎4.下列溶液呈碱性的是 A. 氯化钾溶液 B. 硫酸铝溶液 ‎ C. 碳酸钠溶液 D. 硫酸氢钠溶液 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.氯化钾是强酸强碱盐,水溶液是中性,A错误;‎ B.硫酸铝是强酸弱碱盐,Al3+发生水解,溶液呈酸性,B错误;‎ C.碳酸钠是强碱弱酸盐,发生水解,溶液呈碱性,C正确;‎ D.硫酸氢钠是酸式盐,电离产生氢离子,溶液呈酸性,D错误;‎ 答案选C。‎ ‎5.配制FeCl3溶液时,为防止其水解,应向溶液中加入少量 A. HCl B. H2O C. NaCl D. NaOH ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】氯化铁属于强酸弱碱盐,铁离子水解显酸性,方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,所以为防止其水解,应向溶液中加入少量氯化氢,增大氢离子浓度,平衡左移,抑制水解;加水稀释,促进水解,加NaOH,中和了氢离子,促进了水解,NaCl对水解平衡没有影响;‎ 答案选A。‎ ‎6.下列关于铜电极的叙述不正确的是 A. 铜锌原电池中铜是正极 B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极 C. 在镀件上电镀铜时,用金属铜作阳极 D. 电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.铜锌原电池中,锌易失电子作负极,铜作正极,正极上得电子发生还原反应,故A正确;‎ B.电解精炼铜时,阳极材料是粗铜,粗铜失电子发生氧化反应,纯铜作阴极,阴极上铜离子放电析出铜,故B正确;‎ C.电镀铜时,铜作阳极,阳极上铜失电子发生氧化反应,镀件作阴极,阴极上铜离子放电生成铜,故C正确;‎ D.如果用铜作阳极电解稀硫酸溶液,阳极上铜失电子发生氧化反应而得不到氧气,应该用惰性电极电解稀硫酸,故D错误;‎ 故答案为D。‎ ‎7.下列溶液一定呈中性的是 A. pH=7的溶液 B. 使酚酞溶液呈无色的溶液 C. c(H+)=c(OH-)的溶液 D. c(H+)=10-7 mol/L的溶液 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A.pH=7的溶液不一定呈中性,如‎100℃‎时,水的离子积常数是10-12,pH=6‎ 时溶液呈中性,当pH=7时溶液呈碱性,选项A错误;B、酚酞的变色范围是8-10,酚酞显示无色,溶液有可能显示碱性,选项B错误;C、溶液呈酸碱性本质,取决与溶液中H+浓度与OH-浓度的相对大小,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液一定显示中性,选项C正确;A.c(H+)=10-7 mol/L的溶液不一定呈中性,如‎100℃‎时,水的离子积常数是10-12,c(H+)=10-6 mol/L时溶液呈中性,当c(H+)=10-7 mol/L时溶液呈碱性,选项D错误。答案选C。‎ ‎8.生产水煤气的反应为 :C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) △H=+131.4kJ/mol下列判断正确的是( )‎ A 反应物能量总和大于生成物能量总和 B. CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(l) △H=-131.4kJ/mol C. 水煤气反应中生成1molH2(g)吸收131.4kJ热量 D. 水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4kJ热量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.该反应的正反应是吸热反应,说明反应物能量总和小于生成物能量总和,A错误;‎ B.等质量的气态水含有的能量比液体水高,所以CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g),△H=-131.4kJ/mol,则CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(l),△H<-131.4kJ/mol,B错误;‎ C.根据热化学方程式可知水煤气反应中生成1molH2(g)和CO时会吸收131.4kJ热量,C正确;‎ D.热化学方程式中方程式的系数只表示物质的量,不表示气体的体积,D错误;‎ 故合理选项是C。‎ ‎9.关于化学反应 A(g)+2B(g)===‎3C(g)+ 2D(g),下列表示的反应速率最大的是 A. v(A)=0.8mol/(L·min) B. v(B)=0.9mol/(L·min)‎ C. v(C)=1.5mol/(L·min) D. v(D)=1.2mol/(L·min)‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,,,,‎ ‎,则A表示的反应速率最大,答案选A。‎ ‎10.在一定温度下,可逆反应 A(g) + 3B(g)⇌‎2C(g)达到平衡的标志是 A. A、B、C 的浓度相等 ‎ B. C 生成的速率和 C 分解的速率相等 C. 单位时间内生成 n mol A,同时生成 3n mol B ‎ D. A、B、C 的分子数之比为 1:3:2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆速率之比等于化学计量数之比(不同物质),各物质的浓度、百分含量不再改变。‎ ‎【详解】A.A、B、C 的浓度相等不能说明正逆反应速率相等,各组分浓度不再改变,A错误;‎ B.同一种物质的生成速率与分解速率相等是平衡状态,B正确;‎ C.生成n mol A,同时生成3n mo1B,都表示逆反应速率,无论反应是否达到平衡,这个关系总是成立的,C错误;‎ D.达平衡时,A、B、C三种物质的分子数之比可能是1:3:2,也可能不是1:3:2,与反应开始时加入的A、B物质的量及物质转化率有关,D错误;‎ 答案选B。‎ ‎【点睛】本题考查化学平衡状态的判断,判断时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。‎ ‎11.某化学反应达到化学平衡:A(g)+3B(g)⇌‎2C(g) ΔH<0,将气体混合物的温度降低,下列叙述正确的是 A. 正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向正反应方向移动 B. 正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向逆反应方向移动 C. 正反应速率变大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动 D. 正反应速率变小,逆反应速率变大,平衡向逆反应方向移动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】降低温度,正逆反应速率都减小;又因该反应为放热反应,则降低温度,有利于平衡向正反应方向移动; ‎ 答案选A。‎ ‎12.下列事实可以证明一水合氨是弱电解质的是 ‎①0.1mol/L 的氨水可以使酚酞试液变红;②0.1mol/L 的氯化铵溶液的 pH 约为 5;③在相同条件下,0.1mol/L 氨水的导电性比 0.1mol/LNaOH 溶液弱;④铵盐受热分解。‎ A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】①0.1mol/L的氨水可以使酚酞溶液变红,说明一水合氨电离出氢氧根离子而使其溶液呈碱性,与一水合氨的电离程度无关,故①错误;‎ ‎②常温下,任何浓度的强酸强碱盐的pH应为7,而0.1mol/L的氯化铵溶液的pH约为5,说明铵根发生水解,则说明一水合氨为弱碱,所以能说明一水合氨是弱电解质,故②正确;‎ ‎③在相同条件下,氨水溶液的导电性比强碱溶液弱,则一水合氨的电离程度小于强碱,所以能说明一水合氨是弱电解质,故③正确;‎ ‎④铵盐受热易分解,说明铵盐的不稳定性,不能说明一水合氨的电离程度,所以不能证明一水合氨是弱电解质,故④错误;‎ 答案选B。‎ ‎13.常温下,下列物质加入水中,最终所得溶液中水电离的 c(H+)>10-7 mol·L-1 的是 A. NaOH B. NH4Cl C. HCl D. Na2SO4‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,常温下,下列物质加入水中,最终所得溶液中水电离的c(H+)>10-7mol•L-1,说明加入该溶质促进水电离,则该物质是含有弱离子的盐,‎ A.NaOH是强碱,抑制水电离,A错误;‎ B.NH4Cl是强酸弱碱盐,铵根离子水解促进水电离,B正确; ‎ C.HCl是酸,抑制水电离,C错误;‎ D.Na2SO4是强酸强碱盐,不影响水的电离,D错误;‎ 答案选B。‎ ‎14.下列各组离子能大量共存于同一溶液中的是 A. Ba2+、Mg2+、、 B. H+ 、K+ 、CH3COO-、OH-‎ C. H+、Al3+、Cl-、 D. Ba2+、Na+、OH- 、Cl-‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.Ba2+与产生硫酸钡沉淀,不能共存,A错误;‎ B.H+ 与CH3COO-、OH-产生弱电解质醋酸、水,不能共存,B错误;‎ CH+与反应产生水和二氧化碳,Al3+与发生双水解,不能共存,C错误;‎ D.Ba2+、Na+、OH- 、Cl-四种离子相互之间不发生反应,能共存,D正确;‎ 答案选D。‎ ‎15.如图所示,ΔH1=-393.5kJ·mol-1,ΔH2=-395.4kJ/mol,下列说法或表示式正确的是 A. 金刚石的稳定性强于石墨 B. 石墨和金刚石的转化是物理变化 C. C(s、石墨)=C(s、金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1‎ D. 断裂1 mol石墨中的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石中的化学键吸收的能量少 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图可知,1mol石墨所含能量低于1mol金刚石所含能量,所以石墨的稳定性强于金刚石,A错误;‎ B.石墨和金刚石的转化有新物质生成,属于化学变化,B错误;‎ C.由图可知,1mol石墨所含能量低于1mol金刚石所含能量,所以石墨转化为金刚石为吸热反应,ΔH为正,所以ΔH=-393.5kJ·mol-1-(-395.4kJ/mol)=+1.9kJ·mol-1,石墨转化为金刚石热化学方程式为:C(s、石墨)=C(s、金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1,C正确;‎ D.C(s、石墨)=C(s、金刚石)的ΔH>0,所以断裂1 mol石墨中的化学键吸收的能量比形成 ‎1mol金刚石中的化学键放出的能量多,所以,断裂1mol石墨中的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石中的化学键吸收的能量多,D错误。‎ 答案选C。‎ ‎16.在常温下,下列电解质溶液的有关叙述正确的是 A. 在含有 BaSO4 沉淀的溶液中加入 Na2SO4 固体,c(Ba2+)增大 B. 同物质的量浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的 pH 一定等于 7‎ C. 含 1mol KOH 的溶液与 1mol CO2 完全反应后,溶液中 c(K+)=c()‎ D. 在 CH3COONa 溶液中加入适量 CH3COOH,可使 c(Na+)=c(CH3COO-)‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在含有BaSO4沉淀的溶液中存在平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),加入Na2SO4固体,平衡逆向移动,c(Ba2+)减小,A错误;‎ B.若强酸为二元强酸,强碱为一元强碱,则混合后酸过量,溶液呈酸性,B错误;‎ C.含 1mol KOH 的溶液与 1mol CO2完全反应生成碳酸氢钾,由物料守恒知,c(K+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),C错误;‎ D.在醋酸钠溶液中,由于CH3COO-水解,使c(CH3COO-)比c(Na+)小些,加入适量醋酸后,醋酸能电离一定量的CH3COO-,有可能出现c(CH3COO-)=c(Na+),D正确;‎ 答案选D。‎ ‎17.微型银锌纽扣电池的电极分别是 Ag2O 和 Zn,电解质溶液为 KOH 溶液,总反应式为Ag2O+H2O+Zn===Zn(OH)2+2Ag。下列说法正确的是 A. Zn 是正极,Ag2O 是负极 B. Ag2O 是正极,Zn 是负极 C. 工作时,电池负极区溶液 pH 增大 D. 工作时,电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电池反应式Ag2O+H2O+Zn===Zn(OH)2+2Ag知,Zn失电子的物质作负极,Ag2O 得电子的物质作正极,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极;根据电池电极附近氢氧根离子浓度的变化判断溶液pH值的变化 ‎【详解】A.电池反应式Ag2O+H2O+Zn===Zn(OH)2+2Ag中,较活泼的金属锌失去电子发生氧化反应,所以锌作负极,氧化银得电子发生还原反应,所以氧化银作正极,A错误;‎ B.锌作负极,氧化银作正极,B正确;‎ C.原电池放电时,负极上锌失电子和氢氧根离子反应生成氢氧化锌,导致负极附近氢氧根离子浓度降低,溶液的pH值减小,C错误;‎ D.原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,所以该原电池放电时,电子从锌沿导线流向氧化银,D错误;‎ 答案选B。‎ ‎18.用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是 A. a端是直流电源的负极 B. 通电使CuCl2发生电离 C. 阳极上发生的反应:Cu2++2e-=Cu D. 通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、依据装置图可知,铜离子移向的电极为阴极,阴极和电源负极相连,a为负极,故A正确;‎ B、通电氯化铜发生氧化还原反应生成氯气和铜,电离是氯化铜离解为阴阳离子,故B错误;‎ C、与b连接的电极是阳极,氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,故C错误;‎ D、通电一段时间后,氯离子在阳极失电子发生氧化反应,在阳极附近观察到黄绿色气体,故D错误;‎ 故选A.‎ ‎19.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )‎ A. 逸出气体的体积,a电极的小于b电极的 B. 一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体 C. a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色 D. a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A选项,a为阴极产生氢气,b为阳极产生氧气,逸出气体的体积,a电极的大于b电极的,故A错误;‎ B选项,根据A选项的分析,两个电极都产生无色无味的气体,故B错误 C选项,a电极氢离子放电,a周围还有大量的氢氧根离子,使a电极附近的石蕊变为蓝色,b电极氢氧根放电,b周围还有大量的氢离子,使b电极附近的石蕊变为红色,故C错误;‎ D选项,根据C选项分析,故D正确;‎ 综上所述,答案为D。‎ ‎20.下列关于 NaOH 溶液和氨水的说法正确的是 A. 相同浓度两溶液中的 c(OH-) 相等 B. pH=13 的两溶液稀释 100 倍,pH 都为 11‎ C. 100 mL 0.1 mol/L 的两溶液能中和等物质的量的盐酸 D. 两溶液中分别加入少量对应的 NaOH 固体,c(OH-) 均明显减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.NaOH是强电解质,在水溶液中完全电离,NH3•H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,所以等浓度的两种溶液中c(OH-)是NaOH的大于氨水,A错误;‎ B.pH=13的两种溶液,氨水浓度大于NaOH,加水稀释促进NH3•H2O,导致稀释后c(OH-)‎ 在NaOH的小于氨水,所以氨水的pH大于11,B错误;‎ C.两种物质都是一元碱,等物质的量的氨水和NaOH完全被HCl中和时,消耗盐酸的物质的量相等,C正确;‎ D.往NaOH溶液中加少量NaOH固体,c(OH-)增大,在氨水中加NaOH固体,抑制氨水电离,但同离子效应的程度比加入NaOH的小,故c(OH-)也增大,D错误;‎ 答案选C。‎ ‎21.下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 平衡移动原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,平衡移动原理对所有的动态平衡都适用。‎ ‎【详解】A项、水是弱电解质,存在电离平衡H2OH++OH-,电离过程是吸热过程,升高温度,促进水的电离,氢离子与氢氧根离子的浓度增大,水的离子积中增大,可以用平衡移动原理解释,故A正确;‎ B项、二氧化氮气体中存在平衡2NO2N2O4,该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以气体颜色加深,可以用平衡移动原理来解释,故B正确;‎ C项、氨水中存在平衡NH3•H2ONH4++OH-,浓度越稀,电离程度越大,故0.1mol/L 的氨水稀释10倍,pH变化小于1个单位,可以用平衡移动原理解释,故C正确;‎ D项、该反应反应前后气体体积不变,所以压强不影响化学平衡的移动,增大平衡体系的压强气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,所以不能用勒夏特列原理解释,故D错误。‎ 故选D。‎ ‎【点睛】本题考查了勒夏特列原理的使用条件,注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应。‎ ‎22.保护地下钢管不受腐蚀,可使它连接( )‎ A. 铜板 B. 石墨 ‎ C. 直流电源负极 D. 直流电源正极 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 连接铜管,Fe的活动性比Cu强,构成原电池时,Fe作负极,腐蚀速率加快,不能起到保护地下钢管不受腐蚀,A不符合题意;‎ B. 石墨的活动性比Fe弱,构成原电池时Fe作负极,被氧化,腐蚀速率加快,不能起到保护地下钢管不受腐蚀,B不符合题意;‎ C. 与直流电源负极连接,Fe作阴极,不被腐蚀,可以起到保护作用,保护地下钢管不受腐蚀,C符合题意;‎ D. 与直流电源正极连接,作阳极,会加快反应速率,不能起到保护作用,D不符合题意;‎ 故合理选项是C。‎ ‎23.已知反应A(g)+B(g)nC(g) △H=x kJ·mol-1,在不同条件下进行时,混合物中C的百分含量随时间变化的关系如图。‎ 下列有关叙述一定正确的是 A. a条件下的反应速率小于b条件下的反应速率 B. 其他条件相同时,a表示有催化剂,b表示无催化剂 C. 其他条件相同,若a、b表示不同压强下的反应,则n>2‎ D. 其他条件相同,若a、b表示不同温度下的反应,则x>0‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】A. 图中可知a条件下达到平衡所需时间短,反应速率快,选项A不正确;‎ B. 使用催化剂不改变平衡状态,只改变达到平衡所需的时间,选项B不正确;‎ C. a到达平衡时间短,所以a压强高,压强越大,平衡时C的百分含量(C%)越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,所以n>2,选项C正确;‎ D. a到达平衡时间短,所以a温度高,升温平衡时C的百分含量(C%)减小,平衡逆向移动,所以△H<0,但无法判断X的大小,选项D不正确;‎ 答案选C。‎ ‎24.将 0.1 mol/L 的醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是 A. 溶液中 c(H+)和 c(OH-)都减小 B. 溶液的 pH 增大 C. 醋酸电离平衡向左移动 D. 溶液中 c(CH3COO-)增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.加水稀释,促进醋酸电离,但氢离子增大的个数远远小于水增加的体积,所以氢离子浓度降低,温度不变,水的离子积常数不变,则氢氧根离子浓度增大,故A错误;‎ B.加水稀释,促进醋酸电离,氢离子增大的个数远远小于水增加的体积,所以氢离子浓度减小,溶液的 pH 增大,故B正确; ‎ C.加水稀释促进醋酸电离,所以平衡向右移动,故C错误;‎ D.加水稀释醋酸,促进醋酸电离,但是醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度,导致溶液中c(CH3COO-)减小,故D错误;‎ 答案选B。‎ ‎25.已知: (1)Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s),ΔH=+234.1kJ•mol-1 ‎ 则的ΔH是( )‎ A. -824.4 kJ•mol-1 B. -627.6kJ•mol‎-1 ‎ C. -744.7kJ•mol-1 D. -169.4kJ•mol-1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】已知:(1)2Fe(s)+CO2(g)=Fe2O3(s)+C(s)△H=-234.1kJ•mol-1(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1,由盖斯定律(2)×+(1),得:2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)△H=(-393.5kJ•mol-1)×+(-234.1kJ•mol-1)=-824.4kJ•mol-1,可知:2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824.4kJ•mol-1,故答案为A。‎ ‎【点睛】利用盖斯定律计算反应热,熟悉已知反应与目标反应的关系是解答本题的关键。应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。‎ 第II卷 二、综合题 ‎26.某小组同学在实验室中组装如下图所示装置,请回答:‎ ‎(1)从能量转化的角度看,该装置是将____(填能量转化的形式),符合该装置的化学反应类型一定是____反应。‎ ‎(2)若 a 为锌片,b 为铜片,左右两侧烧杯中分别盛有ZnSO4溶液和CuSO4 溶液,则 b 极的电极反应式是_____,a 极可观察到的现象是______;导线中电子流动的 方向是_____(用“a→b”或“b→a”表示),盐桥中的阳离子向______(填“a”或“b”) 极方向移动。‎ ‎(3)另一种原电池乙如下图所示装置,甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是______(填“甲”或“乙”),其原因是_____。‎ ‎【答案】 (1). 化学能转化电能 (2). 氧化还原 (3). Cu2++2e-=Cu (4). 锌片溶解 (5). a→b (6). b (7). 甲 (8). 电池乙负极可与CuSO4溶液直接发生反应,导致部分化学能转化为热能,电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应,化学能在转化为电能时损耗较小 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由原电池工作原理,一般活泼金属作负极失去电子发生氧化反应,原电池中电子由负极移向正极,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此分析解答。‎ ‎【详解】(1)由图甲装置分析可知,甲为原电池,装置中发生氧化还原反应,有电子的转移,从而将化学能转化为电能,故答案为:化学能转化为电能;氧化还原;‎ ‎(2)若a为锌片,b为铜片,左右两侧烧杯中分别盛有ZnSO4溶液和CuSO4 溶液,则a作负极,Zn失去电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,因此a极锌片溶解,b作正极,Cu2+在正极得到电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,原电池中电子由负极移向正极,阳离子向正极移动,则导线中的电子流动的方向是a→b,盐桥中的阳离子向b极方向移动,故答案为:Cu2++2e-=Cu;锌片溶解;a→b;b;‎ ‎(3)由于带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触,二者不会直接发生置换反应,化学能不会转化为热能,几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触,两者会发生置换反应,部分化学能转化为热能,化学能不可能全部转化为电能,因此甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是甲,故答案为:甲;电池乙负极可与CuSO4溶液直接发生反应,导致部分化学能转化为热能,电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应,化学能在转化为电能时损耗较小。‎ ‎27.常温下,两种溶液① 0.1 mol/L NH3·H2O ② 0.1 mol/L NH4Cl 中:‎ ‎(1)溶液①的 pH_______7(填“>”、“<”或“=”),其原因是_________(用离子方程式表示)。‎ ‎(2)溶液②呈_______性(填“酸”、“碱”或“中”)。水解反应是吸热反应,升温可以_______(填“促进”或“抑制”)NH4Cl 的水解。‎ ‎(3)两种溶液中 c( ) 的大小为_____(填字母)。‎ a.两种溶液中 c() 都等于 0.1 mol/L b.两种溶液中 c() 都小于 0.1 mol/L c.NH4Cl 溶液中 c() 小于 NH3·H2O 溶液中 c()‎ ‎【答案】 (1). > (2). NH3·H2ONH4++OH- (3). 酸 (4). 促进 (5). b ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)NH3·H2O是弱碱,在水溶液能电离出氢氧根离子:NH3·H2ONH4++OH-,导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,所以溶液呈碱性,溶液的pH>7;‎ ‎(2)氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子能水解导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液呈酸性;盐类水解反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,所以能促进水解;‎ ‎(3)氨水是弱电解质,在水中电离程度很小,铵根离子浓度很小;氯化铵是强酸弱碱盐,能水解但水解程度很小,主要以电离为主,所以相同浓度的氨水和氯化铵溶液,氯化铵溶液中铵根离子浓度较大,但都小于0.1mol/L,故选b。‎ ‎28.亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以‎1kg样品中含的质量计),某研究小组同学设计了如下实验方案。‎ I.称取样品W g;‎ II.向样品中加人足量稀硫酸:‎ III.将II中产生的,用足量溶液吸收;‎ IV.将III所得硫酸溶夜用氢氧化钠溶液滴定;‎ V.数据处理。‎ ‎(1)是一种食品添加剂。写出与稀反应的离子方程式:____________‎ ‎(2)步骤中H2O2的作用是 __________________________‎ ‎(3)步骤N中可选用的指示剂为__________。下图显示滴定终点时,滴定管(量程为25mL)读数为_______________。‎ ‎(4)步骤IV中消耗溶液V mL,则‎1 kg样品中含的质量是 ‎__________g(用含W、V的代数式表示)。‎ ‎(5)此实验方案测得亚硫酸盐含量偏低,步骤II会产生该误差,请说明理由。(写出2条)_______________________。‎ ‎【答案】 (1). (2). 将氧化为 (3). 酚酞溶液 (4). 20.60mL (5). (6). 部分溶解在稀硫酸中、与水反应、+4价硫被氧气氧化等 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 亚硫酸钠能与强酸反应放出SO2,有较强还原性的SO2能被过氧化氢氧化成硫酸,进而用中和滴定原理分析相关问题。‎ ‎【详解】(1)H2SO3酸性弱于H2SO4,与稀反应的离子方程式;‎ ‎(2)步骤III中,利用H2O2较强的氧化性,将SO2氧化为,化学方程式H2O2+SO2=;‎ ‎(3)步骤IV中,强碱滴定强酸,可选用酚酞或甲基橙作指示剂。滴定管由上向下读数,精度为0.01mL,故图中液面处读数为20.60mL;‎ ‎(4)步骤IV中,n(NaOH)=0.01000mol/L×V×10‎-3L=V×10-5mol,据SO2~~2NaOH,则Wg样品含质量:V×10-5mol×½×‎64g/mol=3.2×10-4×Vg,‎1 kg样品中含的质量是3.2×10-4×Vg/(W/1000)= g;‎ ‎(5)据计算关系式,步骤IV消耗NaOH溶液偏少,使测得亚硫酸盐含量偏低。从步骤II看,是装置中逸出的SO2偏少,可能原因是①SO2溶解度较大,生成的SO2部分溶解于稀硫酸;②部分SO2残留在装置中没有被H2O2溶液吸收;③部分SO2被发生装置中的空气氧化;④装置气密性不良,有SO2逸到空气中。‎ ‎【点睛】分析实验误差,应从计算关系入手,结合物质的性质和实验实际进行,切忌臆造结论。‎ ‎29.降低大气中 CO2 含量及有效地开发利用 CO2,已受到各国的普遍重视。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 ‎1L ‎ 的恒容密闭容器中,充入 1mol CO2 和 3mol H2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol。测得CO2 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。‎ ‎(1)在恒温恒容条件下,下列能说明反应达到化学平衡状态的是 _________(选填字母)‎ A.体系压强不再改变 B.气体密度不再改变 C.CO2 的浓度不再改变 D.v 正(CO2)= v 逆(H2)‎ ‎(2) 从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率 v(H2)=________mol/(L·min)。‎ ‎(3)在该温度下,该反应的平衡常数为_________(保留小数点后 2 位)。‎ ‎(4)下列措施中能使平衡体系中 n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_________(选填字母)。‎ A.升高温度 B.充入 He(g),使体系压强增大 C.将 H2O(g)从体系中分离出去 D.再充入 1mol H2‎ ‎(5)当反应达到平衡时,H2 的物质的量浓度为 c1,然后向容器中再加入一定量 H2,待反应再一次达到平衡后,H2 的物质的量浓度为 c2,则 c1________________c2(填“>”、“<”或“=”)。‎ ‎【答案】 (1). AC (2). 0.075 (3). 5.33 (4). CD (5). <‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,判断化学平衡状态是变化量不再发生改变,则说明到达平衡;‎ ‎(2)由图先求出甲醇的反应速率,再由化学反应速率之比等于化学计量数之比,求的氢气反应速率;‎ ‎(3)列出三段式,找到平衡时各物质的平衡浓度,即可求出平衡常数;‎ ‎(4)要使n(CH3OH)/n(CO2)增大应采取措施,即使平衡向正反应移动;‎ ‎(5)由勒夏特列原理,反应只能向着减弱这种影响的方向移动,不能消除影响;‎ ‎【详解】(1)在恒温恒容条件下,CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol,反应是气体体积减小的放热反应,‎ A.该反应是气体体积减小的放热反应,当体系压强不再改变,说明各气体的组分不再变化,说明反应达到平衡状态,A正确; ‎ B.反应前后气体体积和质量不变,气体的密度始终不变化,不能说明反应达到平衡状态,B错误;‎ C.CO2 的浓度不再改变,则消耗CO2的量与生成CO2的量相等,二氧化碳正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,C正确;‎ D.化学反应速率之比等于化学计量数之比,则3v 正(CO2)= v 正(H2),故当3v 正(CO2)= v 正(H2)= v 逆(H2)时正逆反应速率相等,才能说明反应达到平衡状态,D错误;‎ 故答案为AC;‎ ‎(2)由图可知反应到10min后达到平衡,甲醇的反应速率为:,由化学反应速率之比等于化学计量数之比,则氢气的平均反应速率 v(H2)= v(CH3OH)=0.075 mol/(L·min),答案为0.075;‎ ‎(3)由图中数据,列出该反应的三段式:‎ 则该反应的平衡常数:,答案为5.33;‎ ‎(4)使n(CH3OH)/n(CO2)增大应采取措施,使平衡向正反应移动,注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量,‎ A.该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误;‎ B.充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故B错误;‎ C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确;‎ D.再充入1mol H2,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确;‎ 答案选CD;‎ ‎(5)由勒夏特列原理,反应只能向着减弱这种影响的方向移动,不能消除影响,故平衡后,再加入H2‎ ‎,平衡正向移动,开始的瞬间氢气浓度下降,但后来氢气加入,它的浓度最终会增多,故c1 (3). 乙 (4). b (5). 甲 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ NaHCO3的水溶液中存在水解平衡HCO3—+H2O H2CO3+OH-,溶液显碱性。‎ ‎【详解】(1)升高温度,溶液中的水解反应方程式为HCO3—+H2O H2CO3+OH-HCO3—,温度升高,水解程度增大,产生更多的OH-,c(OH-)增大,溶液的碱性增强。‎ ‎(2)酸性:H2CO3>HCO3-,酸性越强,其盐水解的程度越小。因此Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度。‎ ‎(3)①只要判断加热煮沸后的溶液中是否含有碳酸钠,即可判断甲乙同学的对错,若含有碳酸钠即乙同学正确,否则甲同学正确。‎ a.Ba(OH)2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH;Ba(OH)2+NaHCO3= BaCO3↓+H2O+NaOH,都白色沉淀,无法鉴别二者,a错误;‎ b.BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。BaCl2与NaHCO3不能发生反应,现象不同,可以鉴别二者,b正确;‎ c.NaOH溶液与Na2CO3不发生反应,无现象,NaOH +NaHCO3= Na2CO3+H2O,反应但是无明显现象,无法鉴别二者,c错误;‎ d.加入澄清石灰水发生反应Ca(OH)2+ Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;Ca(OH)2+NaHCO3= CaCO3↓+H2O+NaOH,都产生白色沉淀,无法鉴别二者,d错误;‎ 答案选b。‎ 因此可以证明乙的观点是正确的。‎ ‎②升高温度,盐溶液的pH增大,降低温度,盐溶液的pH又减小,恢复至原来的pH值,说明未反应产生碳酸钠,证明甲的观点是正确的。‎ 附加题: ‎ ‎31.CO2甲烷化是一种实现CO2资源化利用的有效途径。‎ Ⅰ.热化学转化 CO2甲烷化过程发生反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)ΔH ‎(1)每生成1mol CH4(g),放热165 kJ,则ΔH=______。‎ ‎(2)反应的平衡常数的表达式:K=______。温度升高,K______(填“增大”或“减小”)。‎ ‎(3)其他条件不变时,一段时间内,压强对CO2的转化率及CH4的选择性的影响如下图。‎ 注:选择性=转化为目标产物的原料量÷原料总的转化量 CO2甲烷化反应选择0.1MPa而不选择更高压强的原因是______。‎ Ⅱ.电化学转化 多晶Cu可高效催化CO2甲烷化,电解CO2制备CH4的原理示意图如下。电解过程中温度控制在‎10℃‎左右,持续通入CO2。阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度基本保持不变。‎ ‎(4)多晶Cu作______(填“阴”或“阳”)极。‎ ‎(5)结合电极反应式,说明阴极室KHCO3溶液浓度基本不变的原因:______。‎ ‎(6)上述电解过程中采取了______措施(写2条即可)使CO2优先于H+放电。‎ ‎【答案】 (1). -165 kJ·mol−1 (2). c(CH4)·c2(H2O)/[c(CO2)·c4(H2)] (3). 减小 (4). 在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大,且加压会增大投资和能耗 (5). 阴 (6). 阴极发生反应:9CO2+8e−+6H2O ==CH4+8HCO3−,每转移8 mol电子,阴极生成8 mol HCO3−,又有8 molHCO3−通过阴离子交换膜进入阳极室,且K+的浓度不变,所以阴极室的KHCO3浓度基本保持不变 (7). 以pH≈8的KHCO3溶液为电解液;温度控制在‎10℃‎左右;持续通入CO2;用多晶铜作阴极等 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)根据反应放热分析解答;‎ ‎(2)发生的反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165 kJ·mol−1,据此书写平衡常数的表达式,结合影响化学平衡的因素分析判断;‎ ‎(3)根据图像,压强大于0.1MPa,CO2的转化率几乎不变,CH4的选择性增加很少,结合生产成本分析解答;‎ ‎(4)多晶铜电极区,二氧化碳转化为甲烷,根据发生的反应的类型分析解答;‎ ‎(5)结合阴极反应式和阴离子交换膜的作用分析解答;‎ ‎(6)可以从温度对气体的溶解度、阴离子交换膜的作用等角度分析解答。‎ ‎【详解】(1)方程式中CH4的系数=1,反应放热,因此方程式对应的ΔH=-165 kJ·mol−1,故答案为-165 kJ·mol−1;‎ ‎(2)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165 kJ·mol−1,平衡常数K=;该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数K减小,故答案为 ‎;减小;‎ ‎(3)根据图像,压强大于0.1MPa,CO2的转化率几乎不变,CH4的选择性增加很少,为节约成本,应该选择0.1MPa,故答案为在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大,且加压会增大投资和能耗;‎ ‎(4)多晶铜电极区,二氧化碳转化为甲烷,C元素的化合价降低,得到电子,发生还原反应,因此铜为阴极,故答案为阴;‎ ‎(5)阴极反应式9CO2+8e−+6H2O=CH4+8HCO3−,阴极生成HCO3−,电路中每转移8 mol电子,阴极生成8 mol HCO3−,同时有8 molHCO3−通过阴离子交换膜进入阳极室,且K+的浓度不变,所以阴极室的HCO3−浓度基本保持不变,故答案为阴极反应式9CO2+8e−+6H2O =CH4+8HCO3−,每转移8 mol电子,阴极生成8 mol HCO3−,又有8 molHCO3−通过阴离子交换膜进入阳极室,且K+的浓度不变,所以阴极室的KHCO3浓度基本保持不变;‎ ‎(6)①降低温度,能够提高气体在水中的溶解度,提高水中二氧化碳的浓度,从而提高二氧化碳的氧化性,有利于二氧化碳放电;②采取阴离子交换膜,阳极区中氢氧根放电,氢离子浓度增大,能够防止阳极区生成的氢离子移向阴极,可以防止阴极区氢离子浓度增大,使CO2优先于H+放电;③将溶液调节成碱性,降低阴极区氢离子浓度,降低氢离子氧化性,通过二氧化碳的氧化性,有利于二氧化碳放电,故答案为以pH≈8的KHCO3溶液为电解液;温度控制在‎10℃‎左右;持续通入CO2;用多晶铜作阴极等。‎
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