四川省成都市蓉城名校联盟2019-2020学年高二上学期期末联考化学试题 Word版含解析
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蓉城名校联盟2019~2020学年度上期高中2018级期末联考
化学
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的学校、姓名、班级、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“条形码粘贴处”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
可能用到的相原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Mn-55 Fe-56 Cd-112
一、选择题:本题共22小题,每小题2分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列叙述正确的是( )
A. 生物质能与氢能均属于一次能源
B. 电解熔融MgCl2可以得到单质Mg和氯气,该反应是一个放出能量的反应
C. 相同状况下,已知:2SO2+O22SO3 ΔH<0,则2SO32SO2+O2是一个吸热反应
D. 取一定量的Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体于烧杯中搅拌,烧杯壁下部变冷,放出的气体使蓝色石蕊试纸变红
【答案】C
【解析】
【详解】A.生物质能属于一次能源,氢能是经过一定加工手段制得的,是二次能源,A错误;
B.电解熔融MgCl2的过程是一个吸热过程,B错误;
C.一个可逆反应的正反应是放热反应,它的逆反应是吸热反应,C正确;
D.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应生成NH3气体,能够使红色的石蕊试纸变蓝,D错误;
故选C。
2.由如图所示的某反应的能量变化分析,以下判断错误的是( )
- 23 -
A. ΔH>0
B. 加入催化剂可以改变反应的焓变
C. 生成物总能量高于反应物总能量
D. 该反应可能需要加热
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图像可以看出,生成物的能量高于反应物的能量,故反应为吸热反应,ΔH>0,A正确;
B.催化剂的加入可以降低化学反应活化能,但不能改变化学反应的焓变,B错误;
C.根据图像可以看出,生成物的总能量高于反应物的总能量,C正确;
D.由于反应需要吸收一定的能量,故这个反应可能需要加热,D正确;
故选B。
3.柠檬酸(H3C6H5O7)是一种易溶于水的三元弱酸。下列化学用语所表示的物质对柠檬酸的电离平衡不会产生影响的是( )
A. KCl B. C. H3O+ D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.KCl为强酸强碱盐,对水的电离没有影响,KCl溶液呈中性,不会改变柠檬酸的电离程度,A正确;
B.该原子结构示意图为Na元素,将Na投入到水中Na可与水发生反应生成NaOH,OH-可与柠檬酸电离出的H+反应促进柠檬酸的电离,B错误;
C.H3O+可以抑制柠檬酸的电离,C错误;
D.NH3溶于水可以和水发生反应生成NH3·H2O,NH3·H2O电离出的OH-
- 23 -
可以结合柠檬酸电离出的H+,促进柠檬酸的电离,D错误;
故选A。
4.一定温度下将CaCO3放入密闭真空容器中,反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)达到平衡后,保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡。下列说法错误的是( )
A. 缩小容器容积后,平衡逆向移动
B. 达到新平衡后,压强不变
C 达到新平衡后,平衡常数不变
D. 达到新平衡后,固体总质量不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.缩小体积之后,容器内压强增大,平衡向逆反应方向移动,A正确;
B.平衡向逆反应方向移动,但温度不变,平衡常数不变,氧气浓度不变,其压强不变,B正确;
C.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,C正确;
D.平衡向逆反应方向移动,则CaO、CO2质量减少,CaCO3质量增大,固体总质量增大,D错误;
故选D。
5.已知几种常见弱酸常温下的电离常数如下表所示,则相同物质的量浓度的下列溶液,pH最大的是( )
弱酸
H2C2O4
H2S
H2CO3
HClO
电离常数
Ka1=5.4×10-2
Ka2=5.4×10-5
Ka1=1.3×10-7
Ka2=7.1×10-15
Ka1=4.4×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka=3.0×10-8
A. Na2C2O4 B. K2S C. NaClO D. K2CO3
【答案】B
【解析】
- 23 -
【详解】某个酸的电离平衡常数越小,说明酸在水中的电离程度越小,酸性越弱。A、B、C、D四个选项中,B选项H2S的二级电离常数最小,说明HS-的电离程度小,反之在C2O42-、S2-、CO32-、ClO-四个阴离子中,S2-最容易水解,水解程度最大,钠盐的pH最大,故B正确。
6.下列实验中“实验内容”与对应“实验现象和结论”的关系都正确的是( )
选项
实验内容
实验现象和结论
A
向FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl的溶液平衡体系中加入少量KCl固体
溶液的血红色变浅,说明增加生成物浓度,平衡逆移
B
分别往甲:4mL0.1mol·L-1、乙:4mL0.2mol·L-1的酸性KMnO4溶液中加入2mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液,记录褪色时间
乙先褪色,说明反应物浓度越大,反应速率越快,越先褪色
C
室温下,5mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液中加入5mL0.1mol·L-1稀H2SO4溶液,观察现象
溶液立即出现浑浊,说明不可逆反应是瞬间完成的
D
向饱和硼酸溶液中滴加0.1mol·L-1的Na2CO3溶液
无明显现象酸性:H3BO3
2,D错误;
故选B。
10.已知在200℃,101kPa下,氢气与碘蒸气混合发生应:H2(g)+I2(g)2HI(g),则下列叙述正确的是( )
A. 反应达平衡后,增大压强(缩小容器体积),混合气体颜色不变
B. 由反应需在200℃进行可推测该反应是吸热反应
C. 反应达平衡后,保持容器体积不变,充入大量I2蒸气可提高H2的转化率
D. 当v(H2)生成:v(HI)生成=2:1时,反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应达到平衡以后,由于反应前后气体系数和相同,故压缩体积增大压强不会影响化学平衡的移动,但由于体积减小,单位体积内I2的含量增大,混合气体颜色变深,A错误;
B.该反应为化合反应,常见的化合反应都是放热反应,B错误;
C.反应达到平衡以后,向容器内添加大量的I2,增加了反应物的浓度,平衡向正向移动,H2的转化率增加,C正确;
D.化学反应速率比与化学计量数比相同,当达到平衡状态时,反应物的生成速率与生成物的生成速率比等于对应的化学计量数比,故v(H2)生成:v(HI)生成=1:2,D错误;
故选C。
11.下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是( )
- 23 -
A. 图①可用于测定中和热
B. 图②验证CuCl2对双氧水分解的催化作用
C. 图③通过测定收集一定体积氢气所用的时间来测量锌粒和一定浓度的稀硫酸反应的速率
D. 图④比较不同温度对化学反应速率的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.图1测定中和热缺少环形玻璃搅拌棒,A错误;
B.探究CuCl2对双氧水分解的催化效应,应该保证两个实验的温度相同,B错误;
C.随着反应的不断进行,氢气量不断增大,右侧活塞向右移动,测量一段时间内产生的氢气量可以测量这段时间内的反应速率,C正确;
D.比较不同温度下化学反应速率的快慢,需将两个圆底烧瓶之间加以止水夹,D错误;
故选C。
12.在无色的酸性溶液中,下列离子组能大量共存的是( )
A. Ba2+、K+、Cl-、NO3-
B. Fe3+、Na+、Cl-、S2-
C Al3+、Na+、CO32-、NO3-
- 23 -
D. Fe2+、Mg2+、NO3-、SO42-
【答案】A
【解析】
【详解】A.可以共存,A正确;
B.S2-不能在酸性条件下存在,且与三价铁离子发生氧化还原反应,B错误;
C.CO32-不能在酸性条件下存在,且与铝离子发生双水解反应,C错误;
D.酸性条件下Fe2+和NO3-不能共存,相应的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,D错误;
故选A。
13.下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A. 2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g) ΔH=+221kJ·mol-1
B. 2Ag(s)+Cl2(g)=2AgCl(s) ΔH=-254kJ·mol-1
C. NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=2H2O(l)+CO2(g)+CH3COONH4(aq) ΔH=+37.3kJ·mol-1
D. 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为吸热反应,ΔH>0,由于生成了固体,反应的ΔS<0,反应的ΔG=ΔH-TΔS>0,任何温度都不能自发进行,A错误;
B.该反应为放热反应,ΔH<0,在反应过程中气体量减小,反应的混乱程度减小,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS可知反应在低温条件下能够自发进行,B错误;
C.该反应为吸热反应,ΔH>0,在反应过程中体系的混乱程度增大,ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS可知反应在高温条件下能够自发进行,C错误;
D.该反应为放热反应,ΔH<0,在反应过程中体系的混乱程度增大,ΔS>0,反应的ΔG=ΔH-TΔS<0,任何温度都能自发进行,D正确;
故选D。
14.某水样中含有较多剧毒离子,实验室中加入过量FeS固体,可使转化为CdS沉淀除去。据此可推知下列说法正确的是( )
A. 水中的溶解度:FeS>CdS
B. 溶解平衡常数Ksp:FeSv(逆)
D. 相同温度下,若起始时向容器中充入0.2molC(g),达到平衡状态时C的转化率为40%
【答案】B
【解析】
- 23 -
【详解】A.前5min反应物A的物质的量较少0.8mol,则这段时间内的反应速率v==0.08mol·L-1·min-1,A正确;
B.通过计算可以看出,在10min时和15min时二者数据相同,说明在10min中时反应已经达到平衡,此时反应的化学平衡常数为K==11.25,T2温度时的平衡常数K=20大于T1温度,说明降低温度平衡向正向移动,正反应为放热反应,B错误;
C.反应达平衡以后向容器中继续充入A和B,此时的浓度商Q=7.2n(OH-),混合后溶液中c(H+)==10-3,将n(H+)和n(OH-)带入,解得V1:V2=7:3,故C正确。
18.常温下,加水稀释0.1mol·L-1的CH3COONa溶液,下列数据随着加入水量的增多而减小的是( )
A. B.
C. c(H+) D. c(CH3COOH)
【答案】D
【解析】
【详解】A.将A选项式子变形==,Ka为醋酸的电离平衡常数,KW为水的离子积,二者均为温度函数,温度不变,二者不变,故A选项值不变,A错误;
B.根据溶液电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)可知,B项值不变,B错误;
C.随着水量的不断增加,醋酸根的水解程度逐渐增大,n(OH-)量逐渐增大,但由于加水后将OH-稀释,故使c(OH-)值减小,c(H+)值增大,C错误;
D.随着水量的不断增加,醋酸根的水解程度逐渐增大,醋酸的物质的量增大,但由于加水量逐渐增大,将醋酸稀释,故醋酸的浓度减小,D正确;
故选D。
19.已知:常温下,将浓度均为0.2mol·L-1的HNO2溶液和NaNO2溶液等体积混合,得到pH=4的混合溶液,下列对该混合溶液的判断正确的是( )
A. 水电离的c(H+)=1×10-10mol·L-1
B. c(NO2-)+c(OH-)=0.1mol·L-1
C. c(NO2-)+c(HNO2)<0.2mol·L-1
D. c(NO2-)>c(HNO2)>c(Na+)>c(H+)
【答案】A
- 23 -
【解析】
【详解】A.两溶液混合后溶液pH=4,故溶液中的H+绝大多数为HNO2电离得到的,根据水的离子积公式可以计算出溶液中的c(OH-)=10-10,由于溶液中的OH-是由水电离出的,故溶液中水电离出的氢离子浓度为10-10,A正确;
B.原溶液中c(Na+)=0.2mol/L,等体积稀释后c(Na+)=0.1mol/L,溶液c(H+)=10-4mol/L,根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(NO2-)+c(OH-),c(NO2-)+c(OH-)=0.1001mol·L-1,B错误;
C.根据物料守恒2c(Na+)=c(HNO2)+c(NO2-),故c(NO2-)+c(HNO2)=0.2mol·L-1,C错误;
D.由于混合后溶液呈酸性,故溶液中的c(HNO2)>c(NO2-),D错误;
故选A。
20.密闭容器中,反应A(g)+2B(g)C(g)分别在三种不同的实验条件下进行,它们的起始浓度分别为c(A)=0.100mol·L-1、c(B)=0.200mol·L-1、c(C)=0mol·L-1,反应物A的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 与①比较,②可能加入了催化剂
B. 与①比较,③一定是增大了压强
C. 实验③平衡时B的转化率为40%
D. 该反应一定有ΔH>0
【答案】A
【解析】
【详解】A.①与②相比,反应达平衡后A的浓度没有发生变化,只是反应速率改变,故考虑加入了催化剂,A正确;
B.①与③相比,反应达平衡后③中A的含量减少,平衡向右移动,故可能为增大压强,又因该反应为化合反应,是放热反应,故也可能是降低温度,B错误;
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C.实验③中A的平衡浓度为0.4mol/L,故这段时间内A浓度的减少量为0.6mol/L,B浓度的减少量为1.2mol/L,故B的转化率为=60%,C错误;
D.该反应为化合反应,大部分化合反应为放热反应,故ΔH<0,D错误;
故选A。
21.下列图示与对应的叙述不相符的是( )
A. 图①表示某放热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化,且加入催化剂降低了反应的活化能
B. 图②表示Al3+与OH-反应时溶液中含铝微粒浓度变化的曲线,a点溶液中存在大量AlO2-
C. 图③表示已达平衡的某反应在时改变某一条件后反应速率随时间变化的曲线,则改变的条件不一定是加入催化剂
D. 图④表示向某明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液,生成沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液的体积的关系,在加入20mLBa(OH)2溶液时铝离子恰好沉淀完全
【答案】D
【解析】
- 23 -
【详解】A.a与b相比,b的化学反应活化能较低,故b过程中加入了催化剂,降低了化学反应活化能,A正确;
B.图中开始时含铝微粒数减小是因为Al3+和OH-反应生成沉淀的结果,后含铝微粒数目增多说明Al(OH)3与OH-发生反应生成AlO2-,故a点溶液中存在大量的AlO2-,B正确;
C.图3表示改变反应条件,化学反应速率发生改变,但化学平衡不发生移动,故可能是加入了催化剂,另外一种可能是一个化学反应反应前后的气体系数和相同,增大压强,正逆反应速率增加但平衡不发生移动,C正确;
D.当Al3+完全沉淀时,离子方程式为2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,当SO42-完全沉淀时,离子方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+H2O,可见加入15mL氢氧化钡时,铝离子完全沉淀,最后氢氧化铝沉淀逐渐溶解,硫酸钡沉淀逐渐增加,沉淀质量逐渐增加,当硫酸根完全转化为硫酸钡沉淀时,氢氧化铝完全溶解,即加入20mL氢氧化钡时代表硫酸根完全沉淀,D错误;
故选A。
22.常温下,向50mL0.01mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.01mol·L-1的MOH溶液,混合溶液pH的变化与所加MOH溶液的体积关系如图所示(密度引起的体积变化忽略不计),下列说法正确的是( )
A. 由图无法判断HA是强酸还是弱酸
B. 混合溶液的pH=7时,HA与MOH恰好完全反应
C. K点对应的溶液中,c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
D. 当加入MOH溶液的体积为50mL时,溶液中:c(H+)=c(MOH)+c(OH-)
【答案】D
【解析】
【详解】A.从图像上可以看出,不加MOH时,溶液pH=2,此时溶液中氢离子浓度与酸浓度相同,说明酸完全电离,说明HA是强酸,A错误;
B.酸、碱溶液浓度相同,当二者恰好完全反应时,说明二者溶液的体积相同,此时溶液中溶质为MA,,是强酸弱碱盐,呈酸性,pH<7,B错误;
- 23 -
C.K点为MA和MOH的混合溶液,由于M为弱碱阳离子,在溶液中水解,故溶液中的氢氧根浓度小于A离子浓度,C错误;
D.当加入50mL MOH时,酸碱完全发生反应,溶质为MA,可以得出溶液的质子守恒式c(H+)=c(MOH)+c(OH-),D正确;
故选D
二、非选择题:本题共5小题,共56分。
23.在一个2L的恒容密闭容器中,加入3molA和1molB发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+3D(?)。5min后达到平衡,C的浓度为0.6mol·L-1。达到平衡后,当升高温度时,A的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则:
(1)该反应的正反应是___反应(填“吸热”或“放热”),D的状态是__(填“气态”或“非气态”)。
(2)达到平衡时,A的转化率为___,此温度下的平衡常数K=___(保留两位小数)。
(3)若加入适量B,则A的转化率将___(填“增大”“减小”或“不变”,下同),化学平衡常数将__。
(4)若B是有色物质,A、C均为无色物质,则上述反应达到平衡后:
①再加入适量A时,混合物的颜色___(填“变浅”“变深”或“不变”,下同);
②再加入适量C时,混合物的颜色__。
【答案】 (1). 吸热 (2). 非气态 (3). 60% (4). 8.33 (5). 增大 (6). 不变 (7). 变浅 (8). 变深
【解析】
【详解】(1)升高温度平衡正向移动,A的转化率增加,说明升高温度平衡向右移动,该反应为吸热反应;减小压强平衡向气体系数和大的方向移动,C的质量分数减小,平衡向左移动,说明D的状态时非气态;
(2)反应达平衡时,C的浓度为0.6mol/L,故A的减少量为0.9mol/L,此时A的转化率为=60%;此温度下的平衡常数K===8.33;
(3)加入适量的B,增加反应物浓度,平衡向右移动,A的转化率增大;平衡常数是一个温度的函数,温度不变,平衡常数不变;
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(4)①加入适量的A物质,增加反应物浓度,平衡向右移动,B物质含量减少,混合物颜色变浅;②加入适量C物质,增加生成物浓度,平衡向左移动,B物质含量增多,混合物颜色变深。
24.某化学兴趣小组用中和滴定法测定一瓶烧碱溶液的浓度(该烧碱溶液中不含与酸反应的杂质),测定过程如下:
a.将锥形瓶置于酸式滴定管下,锥形瓶下垫一张白纸;
b.分别取25.00mL酸、碱滴定管各一支,洗涤并用待装液润洗;
c.打开酸式滴定管旋塞开始滴定直到终点,记录下终点时滴定管上的读数;
d.取一个用蒸馏水洗净的锥形瓶,从碱式滴定管中放出20.00mL待测碱液于锥形瓶中,滴入2至3滴酚酞试液;
e.碱式滴定管中加入待测烧碱溶液,酸式滴定管中加入0.1000mol·L-1的稀盐酸标准溶液,并将两支滴定管尖嘴部分的气泡均赶尽,记下液面刻度;
f.再重复上述操作2次。
三次测定获得的数据如下表:
实验次数
待测液体积(mL)
标准盐酸体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
1
20.00
0.45
24.40
2
20.00
2.20
26.25
3
20.00
0.10
17.10
(1)上述实验操作的正确顺序是___(填字母序号)。
(2)实验中,除用酚酞作指示剂外,还可以选用___作该实验的指示剂,在锥形瓶下垫一张白纸的作用是___。
(3)如何判断滴定达到了终点?___
(4)根据实验数据,计算待测碱液的浓度为___mol·L-1(保留两位小数)。
(5)下列操作中可能使所测烧碱溶液的浓度数值偏低的是___。(填正确答案标号)
A.操作b中,未润洗酸式滴定管
B.操作e中,碱式滴定管尖嘴处的气泡未赶出,而取液后其尖嘴处的气泡消失了
C.操作d中,装碱液时,锥形瓶中还有少量蒸馏水
- 23 -
D.操作c中,滴定终点时发现酸式滴定管尖嘴处悬挂着一滴溶液
E.酸式滴定管读数时,滴定前仰视读数,滴定结束时俯视读数
【答案】 (1). bedacf (2). 甲基橙 (3). 方便观察颜色变化,便于准确判断滴定的终点 (4). 滴入最后一滴标准液,溶液红色褪去,且半分钟内不恢复原来颜色 (5). 0.12 (6). BE
【解析】
【详解】(1)根据酸碱中和滴定的实验顺序,首先应将酸式滴定管和碱式滴定管中分别用相应的溶液润洗,并装好溶液;其次向锥形瓶中加入一定体积的待测液,同时在锥形瓶下放一张白纸以便于观察颜色变化;然后进行滴定操作;最后重复实验2-3次,故正确的实验顺序为bedacf;
(2)实验中酚酞可以指示溶液中的碱含量,当溶液呈中性是,酚酞从红色变为无色,同时也可以用甲基橙指示颜色,当达到滴定终点时,溶液颜色由无色变为红色;在锥形瓶下放一张白纸有助于观察溶液颜色的变化;
(3)达到滴定终点时,再加入一滴标准溶液,溶液红色褪去,且半分钟内不恢复原来颜色;
(4)由于实验3的误差较大,因此在计算时将次试验舍去;根据公式c酸V酸=c碱V碱,c酸=0.1000mol/L,V碱=20.00mL,消耗盐酸的平均体积为V酸==24mL,故可求得c碱=0.12mol/L;
(5)A选项未润洗滴定管会导致溶液浓度变小,会使测定值偏小;B选项未赶出尖嘴处的旗袍导致读数时体积偏大,使待测值偏大;C选项锥形瓶中有少量的水,虽然使锥形瓶中的溶液浓度发生改变,但消耗的标准溶液的量不变,不会导致待测值发生变化;D选项尖嘴处悬挂一滴溶液,导致所用标准溶液的体积增多,使待测值偏大;E选项滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,导师标准溶液的体积减小,导致待测值减小。
25.CO2常温下是无色无味的气体,无毒,密度比空气大,固态CO2俗称干冰,常用作制冷剂。二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。丰富的CO2也可以作为新碳源,用于解决当前应用最广泛的碳源枯竭危机。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例,该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=-210.5kJ·mol-1
- 23 -
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为___;
②在一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是___。(填正确答案标号)
A.减小压强
B.增大H2浓度
C.加入合适的催化剂
D.分离出水蒸气
(2)CO2可用来生产燃料甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1
在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应,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下列措施能使平衡体系中增大的是___;(填正确答案标号)
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.再充入1molH2
D.将H2O(g)从体系中分离出去
③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c2__c2(填“>”“<”或“=”)。
(3)CO2属于温室气体,可以用碱性溶液进行吸收处理。
①用石灰乳吸收CO2可生成难溶电解质CaCO3,其溶度积常数Ksp=2.8×10-9。现有一物质的量浓度为2×10-2mol·L-1的CaCl2溶液,将其与等体积的纯碱溶液混合(忽略体积变化),则生成沉淀所需纯碱溶液的最小浓度为___mol·L-1;
②利用100mL3mol·L-1的NaOH溶液吸收4.48LCO2
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(标准状况),得到吸收液。该吸收液中离子浓度由大到小排列的顺序为___,将该吸收液加热蒸干,所得固体的成分是__(填化学式)。
【答案】 (1). 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.9kJ·mol-1 (2). B (3). 0.225 (4). CD (5). < (6). 5.6×10-7 (7). c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+) (8). Na2CO3
【解析】
【详解】(1)①根据盖斯定律,将第一步反应乘以2再加上第二步反应即得到目标方程式的热化学方程式:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.9kJ·mol-1;
②若要加快反应速率,则需要增加反应物浓度或增大压强,若要提高CO2的转化率,则需加入H2或者降低温度,若要符合即加快反应速率有提高CO2的转化率,则需要增加H2的浓度,故选择B;
(2)①反应达平衡时,CO2浓度减少量为0.75mol/L,故氢气的浓度减少量为2.25mol/L,在此时间内氢气的反应速率v==0.225mol·L-1·min-1;
②若要使得值增大,则需要增加H2的量或者将水从体系中分离出去,故选择CD;
③反应达平衡后再充入一定量的H2,平衡向右一定,H2量减小,但不能减小到原来的状态,故c1c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);将固体蒸干,原溶液中的碳酸氢根分解为碳酸根,此时固体为碳酸钠固体。
26.(1)25℃时,有体积和pH均相同的M和N两种溶液,加水稀释时,稀释的倍数与pH的变化关系如图所示:
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①若两种溶液中的溶质分别为HCl和CH3COOH,则曲线___(填“I”或“II”)表示HCl溶液;当y=10时,x=___;稀释前,c(HCl)____c(CH3COOH)(填“>”“<”或“=”);
②若两种溶液中的溶质分别为HCl和NH4Cl,则a、b、c三点中,导电能力最强的是__;当向盐酸中加入n1molNaOH,向NH4Cl溶液中加入n2molNaOH时,两溶液恰好均呈中性,则n1__ n1(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知常温下,0.1mol·L-1的NaHX溶液中,c(X2-)=1×10-3mol·L-1,且溶液中不存在H2X分子。
①HX-的电离方程式为___,常温下,HX-的电离平衡常数K=___;
②浓度为0.1mol·L-1的H2X溶液的pH=___;
③0.1mol·L-1的NaHX溶液中离子浓度由大到小排列的顺序为____________。
【答案】 (1). I (2). 5 (3). < (4). a (5). < (6). HX-H++X2- (7). 1.0×10-5 (8). 1 (9). c(Na+)>c(HX-)>c(H+)>c(X2-)>c(OH-)
【解析】
【详解】(1)①若两种溶质分别为盐酸和醋酸,加水稀释时,盐酸的电离程度增加,故Ⅰ为盐酸的曲线;加水稀释10倍时,盐酸溶液中H+浓度减小10倍。溶液pH变为5,则x=5,;稀释两溶液的pH相同,因醋酸为弱酸,在水溶液中部分电离,故醋酸浓度大于盐酸浓度;
②若两种溶质分别为盐酸和氯化铵,加水稀释时,盐酸的电离程度增加故Ⅰ为盐酸的曲线,此时a点的导电能力最强,盐酸的浓度小于氯化铵的浓度,此时向二者加入氢氧化钠溶液使两溶液的pH相同等于7,则盐酸需要的NaOH的物质的量小于氯化铵需要的物质的量;
(2)①0.1mol/L的NaHX溶液中X2-的浓度为0.001mol/L,说明X2-为弱酸根,故HX-的电离方程式为HX-H++X2-;常温下HX-的电离平衡常数K==10-5;
②溶液中不存在H2X,说明H2X的一级电离是完全电离,故0.1mol/L H2X的pH=1;
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③NaHX溶液呈酸性,不发生水解反应,HX-发生电离,则溶液中各离子浓度从大到小的顺序为c(Na+)>c(HX-)>c(H+)>c(X2-)>c(OH-)。
27.某菱锰矿的主要成分为MnCO3,还含有少量的FeCO3、CaCO3、MgCO3、Al2O3以及一些不反应的不溶性杂质,工业上以菱锰矿为原料制备高纯度碳酸锰的流程如图所示:
已知:MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O
相关金属离子[c0(Xn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Ca2+
Mg2+
Al3+
Fe3+
开始沉淀时的pH
8.1
6.3
10.6
8.9
3.4
1.5
完全沉淀时的pH
10.1
8.3
13.1
10.9
4.7
2.8
(1)焙烧炉中生成的气体A的成分有__(填化学式)。
(2)气体A可用于制取纯碱,其制取过程如图所示:
反应槽中有沉淀产生,该沉淀是__(填化学式),生成该沉淀的离子反应方程式为___,气体B的化学式为___。
(3)净化室中的除杂包含三步:
①加入少量MnO2将Fe2+转化为Fe3+,其反应的离子方程式为___;
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②加氨水调pH=5.6,生成的沉淀的化学式是__;
③加入适量NH4F,将作为杂质的剩余金属阳离子转化为难溶于水的沉淀除去。
(4)净化液中含有的离子主要有__。
【答案】 (1). CO2、NH3和H2O (2). NaHCO3 (3). Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+ (4). CO2 (5). 4H++MnO2+2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O (6). Al(OH)3和Fe(OH)3 (7). Mn2+、NH4+、Cl-
【解析】
【详解】(1)根据已知条件,菱锰矿经氯化铵混合焙烧之后生成CO2和NH3气体,又因反应体系温度过高,水以蒸汽的形式存在,故气体A主要含有CO2、NH3、H2O;
(2)将气体通入NaCl溶液中为侯氏制碱法的方程式,反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓,离子方程为:Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+,故反应槽中的沉淀为NaHCO3,将固体进入分解室加热,NaHCO3受热分解,生成Na2CO3和CO2,故气体B为CO2;
(3)①向溶液中加入MnO2,在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,方程式为4H++MnO2+2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O;
②加氨水调节溶液pH,当pH大于离子开始沉淀pH时,这种离子开始生成沉淀,故沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3;
(4)浸取液进入净化室后,调节pH至5.6保证Fe3+、Al3+除尽,加入NH4F将Ca2+、Mg2+除尽,此时溶液中含有的阳离子为Mn2+和NH4+,阴离子为Cl-。
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