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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年蘇教新版選擇性必修1化學下冊月考試卷158考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、25℃時,幾種弱酸的電離平衡常數如下表所示。下列說法正確的是()。化學式CH3COOHH2CO3HCN電離平衡常數KK=1.7×10–5K1=4.2×10–7K2=5.6×10–11K=6.2×10–10
A.NaCN溶液中通入少量CO2的離子方程式為H2O+CO2+CN-=HCO3-+HCNB.向稀醋酸溶液中加少量水,增大C.等物質的量濃度的Na2CO3溶液pH比NaHCO3溶液小D.等體積等物質的量濃度的NaCN溶液和HCN溶液混合后溶液呈酸性2、實驗測得溶液的pH隨溫度變化的曲線(不考慮水的揮發)如圖所示。下列說法正確的是。
A.水解放熱,水的電離吸熱B.點的電離程度大于其水解程度C.a、b、c三點溶液的D.b點溶液中3、對于合成氨反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,下列研究結果和示意圖相符的是()。選項ABCD研究結果壓強對反應的影響溫度對反應的影響平衡體系增加N2對反應的影響投料比與N2轉化率關系圖示
A.AB.BC.CD.D4、下列說法正確的是A.25℃,向蒸餾水中加入NaCl、NH4Cl、CH3COONa均能促進水的電離B.物質燃燒放出的熱量就是該物質的燃燒熱C.等質量的鋅粒分別投入到過量等pH等體積的鹽酸、醋酸中,醋酸中的平均反應速率快D.電解質溶液導電的過程就是其電離的過程5、設NA是阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是A.40g正丁烷和18g異丁烷的混合物中共價鍵數目為13NAB.0.1mol·L-1氯化銅溶液中氯離子數為0.2NAC.電解精煉銅時,陽極質量減小3.2g時,轉移的電子數為0.1NAD.0.1molFeCl3完全水解轉化為氫氧化鐵膠體,生成膠粒數目為0.1NA6、常溫下,向0.01mol?L-1的一元酸HX溶液中通入氨氣,此過程混合溶液中與pH之間關系如圖所示(忽略溶液的體積變化)。下列敘述正確的是。
A.pH=7時,溶液中c()=mol?L-1B.常溫下,K(HX)≈1×10-5C.當溶液為堿性時,c(X-)D.混合溶液中不可能在:c(X-)>c()>c(H+)>c(OH-)7、在1L密閉容器中的一定量混合氣體發生反應xA(g)+yB(g)zC(g),平衡時測得A的物質的量為0.6mol,保持溫度不變,將容器的容積擴大到2L,再次達到平衡時,測得A的物質的量為0.9mol。下列有關判斷正確的是A.平衡向正反應方向移動B.C的體積分數增大C.x+yD.B的轉化率降低評卷人得分二、填空題(共6題,共12分)8、在某一容積為5L的密閉容器內,加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O,在催化劑存在的條件下高溫加熱,發生如下反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(正反應為吸熱反應),反應中CO2的濃度隨時間變化情況如圖所示。
(1)根據圖中數據,反應開始至達到平衡時,CO的反應速率為___________;反應達到平衡時,c(H2)=___________。
(2)判斷該反應達到平衡的依據是___________。
①CO減少的化學反應速率和CO2減少的化學反應速率相等。
②CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等。
③CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發生變化。
④正;逆反應速率都為零。
(3)如一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的CO2和0.1mol的H2,在相同的條件下,反應達到平衡時,c(H2O)=___________。9、隨著現代科學技術的快速發展;防腐蝕技術也在不斷提高。
Ⅰ.金屬的腐蝕原理。
(1)中性環境中多為吸氧腐蝕,其正極的電極反應為________。
(2)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的均會導致體系中c(OH-)________(填“增大”;“不變”或“減小”)。
(3)不同酸性介質中;金屬腐蝕原理并不相同。下圖是密閉容器中,生鐵在pH=2和pH=4的鹽酸中壓強隨時間的變化過程。
圖中代表pH=2的曲線是________(填“a”或“b”)。
Ⅱ.金屬的電化學防護。
(1)富鋅涂料是使用廣泛的防銹底漆,涂層中鋅對鋼鐵保護的原理是________。
(2)緩蝕劑是能明顯減緩或阻止金屬腐蝕的物質,鉬酸鈉(Na2MoO4)和磷酸二氫鋅[Zn(H2PO4)]2是常用自來水(pH范圍6.5~8.8)介質碳鋼緩蝕劑。
①鉬酸鈉(Na2MoO4)在電極表面被還原為MoO2形成保護膜,減緩腐蝕,該電極反應為______;同時,MoO42-能與Fe2+反應生成難溶的Fe2O3和MoO2,沉積在碳鋼表面減緩腐蝕。寫出MoO42-與Fe2+反應的離子反應方程式:_______。
②電化學反應可使緩蝕劑成分中的Zn(H2PO4)2轉化為難溶性的Zn3(PO4)2,形成保護膜,減緩腐蝕。用平衡移動原理解釋發生轉化原因________。10、鋁;鐵、銅的單質、合金及其化合物在生產生活中的應用日趨廣泛。
(1)鐵元素在元素周期表中的位置是__________。
(2)鋁電池性能優越;鋁-空氣電池以其環保;安全而受到越來越多的關注,其原理如圖所示。
①該電池的總反應化學方程式為____________________________________________。
②電池中NaCl的作用是___________________________________________________。
(3)用鋁電池電解CuSO4溶液(電極均為鉑電極),通電一段時間后,一極上析出紅色固體,另一極的電極反應式為___________________,此時向溶液中加入SgCuO固體后可使溶液恢復到電解前的濃度,則電解過程中收集到的氣體在標準狀況下體積為_______L。
(4)氯化鋁廣泛用于有機合成和石油工業的催化劑。將鋁土礦粉混合后加熱并通入氯氣,可得到氯化鋁,同時生成CO,寫出該反應的化學方程式______________。
(5)三氧化二鐵和氧化亞銅(Cu2O)都是紅色粉末,常用作燃料。已知氧化亞銅溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。取少量Fe2O3和Cu2O組成的混合物放入足量稀硫酸中。
①此過程中發生的反應有(用離子方程式表示):Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O;____________________;____________________。
②設計實驗證明反應后所得溶液中鐵元素可能存在形式_____________________。
③若實驗中觀察到溶液變為藍色且有固體剩余,則n(Cu2O)__________n(Fe2O3)。(填“>”、“<”或“=”)。11、已知25℃時,醋酸、氫硫酸、氫氰酸的電離平衡常數如下表:(單位省略)。醋酸氫硫酸氫氰酸Ka=1.8×10-5Ka1=9.1×10-8Ka2=1.1×10-12Ka=4.9×10-10
(1)體積相同、c(H+)相同的三種酸溶液a.CH3COOH;b.HCN;c.H2SO4分別與同濃度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的體積由大到小的排列順序是(填字母)___________。
(2)25℃時,等濃度的三種溶液①NaCN溶液、②Na2S溶液、③CH3COONa溶液,pH由大到小的順序為_____________(填序號)。
(3)25℃時,濃度均為0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl溶液中,陰離子總濃度由大到小的順序為_____________(填序號)。
(4)將濃度為0.02mol/L的HCN與0.01mol/LNaOH溶液等體積混合,測得混合溶液中c(Na+)>c(CN-),下列關系正確的是_______。
a.c(H+)-)b.c(H+)+c(HCN)=c(OH-)+c(CN-)c.c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L
(5)25℃時,向NaCN溶液中通入少量H2S,反應的離子方程式為___________________。12、鐵及其化合物用途非常廣泛。
(1)已知赤鐵礦還原冶煉時是逐級進行的;已知:
(a)3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)H=akJ·mol-1
(b)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=bkJ·mol-1
(c)Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)H=ckJ·mol-1
①上述反應(a)平衡常數表達式為K=___________________。
②反應FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H=__________kJ·mol-1(用含a、b;c的代數式表示)。
(2)用類似冶煉鋁的方法,在600~1000℃時電解熔融的Fe2O3冶煉鐵(裝置示意圖如圖),該法除消耗能量較少外,另一最突出的優點是__________________________________;電解時陽極發生的電極反應為____________。
(3)生鐵在自然界中可發生析氫腐蝕和吸氧腐蝕,析氫腐蝕的負極的電極反應式為_________;如圖所示,純鐵處于a、b、c三種不同的環境中,鐵被腐蝕的速率由大到小的順序是(填字母)_____________。
13、現代技術用氨氣將汽車尾氣中的NOx還原為N2和H2O,反應原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g)?H<0。500℃時,在2L恒容密閉容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,8min時反應達到平衡,此時NH3的轉化率為40%,體系壓強為p0MPa,則0~8min內用N2表示的平均反應速率v(N2)=___________mol·L-1·min-1,500℃時該反應的平衡常數Kp=___________MPa(用含p0的代數式表示,Kp為以分壓表示的平衡常數,分壓=總壓×物質的量分數)。評卷人得分三、判斷題(共9題,共18分)14、100℃的純水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,此時水呈酸性。(______________)A.正確B.錯誤15、一定溫度下,反應MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。__________________A.正確B.錯誤16、熱化學方程式中的化學計量數與ΔH成正比。____A.正確B.錯誤17、甲烷的燃燒熱為則甲烷燃燒熱的熱化學方程式可表示為(_______)A.正確B.錯誤18、用pH試紙測定氯化鈉溶液等無腐蝕性的試劑的pH時,試紙可以用手拿。(_____)A.正確B.錯誤19、實驗室配制FeCl3溶液時,需將FeCl3(s)溶解在較濃鹽酸中,然后加水稀釋。(_______)A.正確B.錯誤20、制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法。(_______)A.正確B.錯誤21、如果c(H+)≠c(OH-),則溶液一定呈一定的酸堿性。(____________)A.正確B.錯誤22、100℃的純水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,此時水呈酸性。(______________)A.正確B.錯誤評卷人得分四、原理綜合題(共4題,共36分)23、工業上催化重整制合成氣反應為:
(l)標準摩爾生成焓指由元素最穩定的單質生成純化合物時的反應焓變。
已知幾種物質的標準摩爾生成焓如表所示:。物質CO(g)生成焓0
計算反應的_______
(2)鎳是催化重整中最有效的催化劑之一;其催化活性受積炭影響非常大。
①甲烷轉化率較高時,積炭主要由吸附在催化劑表面的CO歧化反應產生,產生積碳的化學方程式為_______;
②消炭是把碳單質轉化為氣態碳化合物,有關積炭和消炭的說法正確的是_______(填標號)。
A.在一定的溫度下;甲烷的裂解也會產生積炭。
B.MgO對有吸附作用;鎳催化劑添加MgO助劑有利于消炭。
C.通入足量的也可消除積炭。
(3)在炭催化劑重整制合成氣時,和的轉化率受炭催化劑的顆粒大小、與流量比;溫度、時間等因素的影響。(已知:目數越大表示顆粒越小。)
①圖1可知要提高甲烷轉化率可以適當_______,可能原因是_______。
②圖2中,F為與的流量比,①②③為的轉化率隨時間變化曲線,④⑤⑥為的轉化率隨時間變化的曲線。綜合考慮和的轉化率,與最理想的流量比F=_______。
(3)轉化為醋酸的厭氧微生物電解池裝置如圖所示,其陰極的電極反應式為_______。
24、(1)為準確測定中和熱,除了提供的酸和堿溶液的濃度與體積必須準確外,在實驗過程中的另外兩個重要措施是:_______________、_________________
(1)在草酸溶液中加入酸性高錳酸鉀溶液,發生如下反應。請配平:____________
MnO4-+H++C2O42-=Mn2++CO2↑+H2O
該反應開始時速率較慢,但一段時間后,紫色突然褪去,其主要原因是:_______________________________________________________________
(3)反應3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)△H>0在一容積可變的密閉容器中進行;試回答:
①此反應的平衡常數表達式為___________________。若使平衡常數增大,可采取的措施是____________________。
②保持壓強不變,充入N2,其正反應速率_________,(填“增大”、“不變”、“減小”)逆反應速率___________。(填“增大”、“不變”、“減小”)25、CO2和CH4是兩種溫室氣體;研究它們具有重要的意義。
(1)已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1。則△H=_________kJ·mol-1
(2)以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應可表示為:△H=-86.98kJ·mol-1
反應中影響CO2平衡轉化率的因素很多,右圖為某特定條件下,不同水碳比[n(H2O/n(CO2)]和溫度對CO2平衡轉化率的影響曲線。
①為提高CO2的平衡轉化率,生產中除控制溫度外還可以采取的措施有___________________、____________________。
②當溫度高于190℃后,CO2平衡轉化率出現如圖所示的變化趨勢,其原因是_______________。
(3)向1.0L密閉容器中通入0.2molNH3(g)和0.1molCO2(g),在一定溫度下發生反應則反應時間與氣體總壓強(p)的數據如下表:
用起始壓強和總壓強計算平衡時NH3的轉化率為_________,0~80min內CO2的平均反應速率是__________。
(4)氨基甲酸銨(NH2COONH4)極易水解成碳酸銨,在酸性條件水解更徹底。將氨基甲酸銨粉末逐漸加入到1L0.1mol·L-1的鹽酸中直到pH=7(室溫下,忽略溶液體積變化),共用去0.052mol氨基甲酸銨,溶液中幾乎不含碳元素。此時溶液中c(NH4+)=__________,NH4+水解平衡常數為__________。26、I.恒溫恒容下,將2mol氣體A和2mol氣體B通入體積為2L的密閉容器中,發生如下反應:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s);2min后反應達到平衡狀態,此時剩余1.2molB,并測得C的濃度為1.2mol/L。
(1)從開始反應至達到平衡狀態,生成C的平均反應速率為_____________。
(2)x=________。
(3)下列各項可作為該反應達到平衡狀態的標志是_________(填字母)。
A.壓強不再變化。
B.氣體密度不再變化。
C.氣體平均相對分子質量不再變化。
D.A的消耗速率與B的消耗速率之比為2:1
II.在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:其化學平衡常數K與溫度T的關系如下:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表:
(4)800℃在固定容器的密閉容器中放入混合物,各物質濃度為c(CO)=0.01mol·L-1,c(H2O)=0.03mol·L-1,c(CO2)=0.01mol·L-1,c(H2)=0.05mol·L-1,此時刻________(填“是”、“否”或“不能確定”)為平衡狀態,此時v正________v逆(填“=”;“>”、“<”或“不能確定”)。
III.恒溫下,在容積為2L的恒容密閉容器A中通入1molN2與1molH2的混合氣體,發生如下反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0;一段時間后,達到平衡,若平衡時氫氣的物質的量為0.4mol。
(5)計算此溫度時該反應的K值為________。
(6)若在此溫度下,向另一容積為1L的恒容密閉容器B中按物質的量分別為2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3,此時,該反應是否處于平衡狀態________(填“是”或“否”),此時若沒有達到平衡,反應應向________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、A【分析】【分析】
根據電離平衡常數得出酸強弱順序為:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-。
【詳解】
A.NaCN溶液中通入少量CO2的離子方程式為H2O+CO2+CN-=HCO3-+HCN;故A正確;
B.向稀醋酸溶液中加少量水,平衡常數不變,醋酸根離子濃度減小,比值減小,故B錯誤;
C.根據越弱越水解,因此碳酸鈉水解程度大,堿性強,因此等物質的量濃度的Na2CO3溶液pH比NaHCO3溶液大;故C錯誤;
D.等體積等物質的量濃度的NaCN溶液和HCN溶液混合,因此混合后水解為主要,因此溶液呈堿性,故D錯誤。
綜上所述,答案為A。2、D【分析】【詳解】
A.水解吸熱;故A項錯誤;
B.據圖像可知,點溶液呈堿性,的水解程度大于其電離程度;故B項錯誤;
C.升高溫度,增大,所以點溶液的大于點;故C項錯誤;
D.據電荷守恒可知,點溶液中點溶液顯堿性,即所以故D項正確;
故答案選D。3、C【分析】【詳解】
A.該反應中增大壓強平衡向正反應方向移動;則氨氣的體積分數增大,并且壓強越大,化學反應速率越大,達到化學平衡的時間越少,與圖象不符,A不選;
B.因該反應是放熱反應;升高溫度化學平衡向逆反應反應移動,則氮氣的轉化率降低,與圖象中轉化率增大不符,B不選;
C.反應平衡后;增大氮氣的量,平衡正向進行,這一瞬間正反應速率增大,逆反應速率不變,然后正反應速率在不斷減小,逆反應速率不斷增大,直到新的平衡,與圖象符合,C選;
D.起始投料比越大,N2的平衡轉化率越大;與圖像不符,D不選;
答案選C。4、C【分析】【分析】
【詳解】
A.NaCl是強酸強堿反應產生的正鹽;不水解,因此不能促進水的電離,A錯誤;
B.1mol可燃物完全燃燒產生穩定的氧化物時放出的熱量就是該物質的燃燒熱;若不指出反應物的多少,且不清楚反應產生的物質是否是穩定的化合物,則不能稱其為燃燒熱,B錯誤;
C.Zn與酸反應的實質是Zn+2H+=Zn2++H2↑,反應開始時兩種溶液中H+濃度相同,反應速率相同。但由于HCl是強酸,完全電離,而醋酸是弱酸,主要以電解質分子存在,存在電離平衡,隨著反應的進行,醋酸電離平衡正向移動,使醋酸溶液中c(H+)比HCl的大;故反應過程中醋酸溶液中的平均反應速率比鹽酸的快,C正確;
D.電解質在水中或熔融狀態下產生自由移動的離子的過程就是電離;可見電離不需要通電,而電解質溶液導電的過程實質上就是電解過程,D錯誤;
故合理選項是C。5、A【分析】【分析】
【詳解】
A.正丁烷和異丁烷的分子式均為C4H10,因此48g正丁烷和10g異丁烷的混合物的物質的量為=1mol,一個正丁烷和異丁烷分子均含有13個共價鍵,故48g正丁烷和10g異丁烷的混合物中共價鍵數目為13NA;A正確;
B.溶液體積未知,不能求得0.1mol·L-1氯化銅溶液中氯離子數目;B錯誤;
C.電解精煉銅時,由于陽極是粗銅,還有比銅活潑的Fe、Zn等雜質,陽極放電不只是Cu,當陽極質量減小3.2g,轉移的電子數不等于0.1NA;C錯誤;
D.一個氫氧化鐵膠體粒子是多個氫氧化鐵微粒的聚集體,因此0.1molFeCl3完全水解轉化為氫氧化鐵膠體,生成膠粒數目小于0.1NA;D錯誤;
答案選A。6、A【分析】【分析】
【詳解】
A.溶液中存在電荷守恒c(NH)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),pH=7則c(H+)=c(OH-),所以c(NH)=c(X-),據圖可知pH=7時=1,所以c(X-)=10c(HX),根據物料守恒可知c(X-)+c(HX)=0.01mol/L,可解得c(X-)=mol?L-1,所以c(NH)=mol?L-1;A正確;
B.K(HX)=據圖可知當c(X-)=c(HX)即=0時pH=6,則c(H+)=10-6mol/L,所以K(HX)=10-6;B錯誤;
C.溶液顯堿性則pH>7,據圖可知此時>0,則c(X-)>c(HX);C錯誤;
D.當通入氨氣較少,溶液中的溶質為HX和NH4X,此時溶液可能顯酸性,則滿足c(X-)>c()>c(H+)>c(OH-);D錯誤;
綜上所述答案為A。7、D【分析】由題意可知,平衡時A的濃度為0.6mol/L,保持溫度不變,將容器的容積擴大到2L,若平衡不移動,A的濃度變為0.3mol/L,新平衡時A的濃度為=0.45mol/L;A的濃度增大說明體積增大,壓強減小,平衡向逆反應方向移動,則x+y>z。
【詳解】
A.由分析可知;減小壓強,平衡向逆反應方向移動,故A錯誤;
B.由分析可知;減小壓強,平衡向逆反應方向移動,C的體積分數減小,故B錯誤;
C.由分析可知;減小壓強,平衡向逆反應方向移動,x+y>z,故C錯誤;
D.由分析可知;減小壓強,平衡向逆反應方向移動,B的轉化率降低,故D正確;
故選D。二、填空題(共6題,共12分)8、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)根據圖中數據,反應開始至達到平衡時,=0.003mol·L-1·min-1,根據化學反應中物質的量之比等于化學計量數之比,故反應達到平衡時,c(H2)=c(CO2)=0.03mol·L-1,故答案為:0.003mol·L-1·min-1;0.03mol·L-1;
(2)
①CO減少的化學反應速率表示正反應速率,CO2減少的化學反應速率表示逆反應速率,且CO和CO2的化學計量數相同;故二者反應速率相等,說明反應達到化學平衡,①符合題意;
②化學平衡的標志之一是各組分的濃度保持不變,而不是相等或成比例,故CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等;不能說明反應達到化學平衡,②不合題意;
③由②分析可知,CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發生變化;能說明反應達到化學平衡,③符合題意;
④達到化學平衡狀態時;正;逆反應速率相等但均不為零,④不合題意;
綜上所述;①③能夠說明反應能夠達到化學平衡,故答案為:①③;
(3)如一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的CO2和0.1mol的H2,如果根據反應方程式將CO2和H2完全轉化為CO和H2O得到相當于加入0.2mol的CO、0.2mol的H2O,故在相同的條件下,兩種條件下達到的化學平衡為等效平衡,根據三段式可知:故c(H2O)=0.01mol/L,故答案為:0.01mol·L-1。【解析】0.003mol·L-1·min-10.03mol·L-1①③0.01mol·L-19、略
【分析】【分析】
I.(1)中性環境中金屬發生的腐蝕為吸氧腐蝕,在正極上溶解在溶液中的氧氣獲得電子,變為OH-;
(2)析氫腐蝕是在強酸性溶液中,H+獲得電子變為H2逸出,吸氧腐蝕是溶解在溶液中的氧氣獲得電子,變為OH-,結合溶液中Kw不變分析體系中c(OH-)變化;
(3)氣體增多導致體系的壓強增大;氣體減少;導致體系的壓強減小,結合溶液的pH大小分析判斷;
II.(1)根據金屬活動性Zn>Fe;依據原電池反應原理分析;
(2)①根據元素的化合價變化;判斷電極反應;根據電子得失數目相等,書寫離子方程式;
②Zn(H2PO4)2在溶液中電離產生Zn2+和H2PO4-,根據H2PO4-的電離平衡移動分析產生難溶性的Zn3(PO4)2。
【詳解】
I.(1)中性環境中,溶液中H+濃度較小,金屬發生的腐蝕為吸氧腐蝕,在正極上溶解在溶液中的氧氣獲得電子,變為OH-,所以正極的電極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(2)析氫腐蝕是在強酸性溶液中,溶液中c(H+)較大,溶液中的H+獲得電子變為H2逸出,H+放電使溶液中c(H+)降低,由于在溶液中存在水的電離平衡,溫度不變,Kw=c(H+)?c(OH-)不變,c(H+)降低,則溶液中c(OH-)增大;而金屬發生吸氧腐蝕時,是溶解在溶液中的氧氣獲得電子,變為OH-,使體系中c(OH-)增大。因此無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕在,最終都導致溶液中c(OH-)增大;
(3)溶液的pH=2時是強酸性環境;發生的為析氫腐蝕,產生氣體,使體系的氣體壓強增大。根據圖示可知:a是隨著反應的進行體系的壓強增大,說明反應產生了氣體,使體系的壓強增大,發生的為析氫腐蝕,所以曲線a是在pH=2的強酸性環境發生的腐蝕;
II.(1)由于金屬活動性Zn>Fe;所以Zn;Fe及周圍的電解質溶液構成原電池,Zn作負極,失去電子被氧化;而Fe作原電池的正極,被保護;
(2)①在鉬酸鈉(Na2MoO4)中Mo元素化合價為+6價,在陰極上獲得電子變為+4價的MoO2,附著在電極上,在電極表面形成保護膜,電極反應式為:MoO42-+2e-+2H2O=MoO2+4OH-;
MoO42-能與Fe2+反應生成難溶的Fe2O3和MoO2,根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得該反應的離子方程式為:MoO42-+2Fe2++2OH-=MoO2+Fe2O3+H2O;
②在電化學反應中,在正極上反應產生的OH-使溶液中c(OH-)增大,使平衡H2PO4-HPO42-+H+及HPO42-PO43-+H+的電離平衡正向移動,導致溶液中c(PO43-)增大,有利于發生反應2PO43-+3Zn2+Zn3(PO4)2↓,形成Zn3(PO4)2沉淀。
【點睛】
本題考查了金屬的腐蝕與保護的知識。金屬的腐蝕有化學腐蝕和電化學腐蝕,金屬發生的電化學腐蝕要比化學腐蝕普遍,在電化學腐蝕中主要是吸氧腐蝕,只有在強酸性環境才可能發生析氫腐蝕。可結合產生金屬腐蝕的原因,對金屬進行保護。可以采用電化學對金屬進行保護,也可以使金屬發生反應,在金屬表面產生一層致密的氧化物保護膜或覆蓋保護層,阻止金屬與周圍的物質接觸,也可以通過改變金屬的內部結構,如把鐵變為不銹鋼等方法對金屬進行保護。【解析】O2+2H2O+4e-=4OH-增大a形成原電池,鋅失去電子作負極,鐵為正極,被保護MoO42-+2e-+2H2O=MoO2+4OH-MoO42-+2Fe2++2OH-=MoO2+Fe2O3+H2O正極反應使c(OH-)增大,使平衡H2PO4-HPO42-+H+HPO42-PO43-+H+正向移動,有利于2PO43-+3Zn2+Zn3(PO4)2↓生成。10、略
【分析】【分析】
(1)鐵是26號元素;有四個電子層,最外層有2個電子,次外層d能級上有6個電子;
(2)①依據原電池的原理圖得電池的總反應;
②NaCl可增強溶液的導電能力;
(3)電解硫酸銅溶液時;陰極上銅離子得電子析出銅,陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣;8g氧化銅的物質的量是0.1mol,氧元素的物質的量是0.1mol,根據氧原子守恒可得到氧氣的物質的量,進一步計算標況下的體積;
(4)氯氣和氧化鋁碳反應生成氯化鋁和一氧化碳;
(5)①依據Fe2O3和Cu2O的性質可得,發生反應的方程式是:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;
②檢驗鐵離子一般滴加硫氰化鉀溶液,觀察所得溶液是否變紅;檢驗Fe2+時;向溶液滴加酸性高錳酸鉀溶液,觀察溶液是否褪色;
③依據氧化還原反應的規律可得,有固體剩余,一定含有銅單質,溶液中一定不存在Fe3+。
【詳解】
(1)鐵是26號元素;有四個電子層,最外層有2個電子,次外層d能級上有6個電子,所以鐵在第四周期第Ⅷ族;
(2)①依據原電池的原理圖可得,電池的總反應化學方程式為:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。
②電池中NaCl的作用是增強溶液的導電能力;
(3)電解硫酸銅溶液時,陰極上銅離子得電子析出銅,陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣,電極反應式為4OH--4e-=2H2O+O2;8g氧化銅的物質的量是0.1mol;氧元素的物質的量是0.1mol,根據氧原子守恒知,氧氣的物質的量是0.05mol,在標況下的體積是1.12L;
(4)氯氣和氧化鋁碳反應生成氯化鋁和一氧化碳,反應方程式為:Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO;
(5)①依據Fe2O3和Cu2O的性質可得,發生反應的方程式是:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;
②要證明鐵離子的方法是:取少量所得溶液于試管中,向其中滴加硫氰化鉀溶液,若變紅則證明存在三價鐵離子,反之則無;另取少量所得溶液于試管中,向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液,溶液褪色,則證有的Fe2+;
③依據氧化還原反應的規律可得,有固體剩余,一定含有銅單質,所以一定不存在Fe3+,所以n(Cu2O)>n(Fe2O3)。【解析】第四周期第Ⅷ族增強溶液的導電能力1.12取少量所得溶液于試管中,向其中滴加硫氰化鉀溶液,若變紅則證明存在三價鐵離子,反之則無;另取少量所得溶液于試管中,向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液,溶液褪色,則證明有Fe2+>11、略
【分析】【分析】
(1)體積相同、c(H+)相同的三種酸溶液;電離常數越小,起始濃度越大,而中和堿的能力,需使用酸的起始濃度。
(2)25℃時;等濃度的三種溶液,對應酸的酸性越弱,水解能力越強,溶液的pH越大。
(3)25℃時,濃度均為0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa;③NaCl溶液中;從水解方程式和水的電離方程式兩方面分析陰離子總濃度關系。
(4)將濃度為0.02mol/L的HCN與0.01mol/LNaOH溶液等體積混合,溶質為等濃度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),則根據電荷守恒,c(H+)-)。
a.由以上分析可知,c(H+)-);a正確;
b.溶液中,溶質為等濃度的HCN和NaCN,溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),則c(HCN)-c(CN-)=2[c(OH-)-c(H+)],b錯誤;
c.反應后的溶液中,根據物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L;c正確。
(5)25℃時,向NaCN溶液中通入少量H2S,因為氫硫酸的Ka2小于氫氰酸的Ka,則HS-與CN-不能發生反應;由此可得出反應的離子方程式。
【詳解】
(1)體積相同、c(H+)相同的三種酸溶液,電離常數越小,起始濃度越大,而中和堿的能力,酸的起始濃度越大,消耗堿的體積越大。醋酸的Ka=1.8×10-5,氫硫酸的Ka1=9.1×10-8,氫氰酸的Ka=4.9×10-10,則消耗NaOH溶液的體積由大到小的排列順序是b>a>c。答案為:b>a>c;
(2)25℃時,等濃度的三種溶液,對應酸的酸性越弱,水解能力越強,溶液的pH越大。三種酸的酸性:醋酸>氫硫酸>氫氰酸,pH由大到小的順序為②>①>③。答案為:②>①>③;
(3)25℃時,濃度均為0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl溶液中,從水解方程式和水的電離方程式兩方面分析陰離子總濃度關系。CN-+H2OHCN+OH-,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,Cl-不發生水解,此時三份溶液中的陰離子總濃度相等。在三份溶液中,H2OH++OH-,水解后的溶液中,c(OH-)越大,水的電離程度越小,最終溶液中陰離子的總濃度越小,故陰離子總濃度由大到小的順序為③>②>①。答案為:③>②>①;
(4)將濃度為0.02mol/L的HCN與0.01mol/LNaOH溶液等體積混合,溶質為等濃度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),則根據電荷守恒,c(H+)-)。
a.由以上分析可知,c(H+)-);a正確;
b.溶液中,溶質為等濃度的HCN和NaCN,溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),則c(HCN)-c(CN-)=2[c(OH-)-c(H+)],b錯誤;
c.反應后的溶液中,根據物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L;c正確。
答案為:ac;
(5)25℃時,向NaCN溶液中通入少量H2S,因為氫硫酸的Ka2小于氫氰酸的Ka,則HS-與CN-不能發生反應,由此可得出反應的離子方程式為CN-+H2S=HS-+HCN。答案為:CN-+H2S=HS-+HCN。
【點睛】
等體積等濃度的NaCN、CH3COONa兩溶液中,盡管酸根離子的水解程度不同,但水解達平衡時,酸根離子與酸根水解生成的OH-濃度和相等,所以兩份溶液中離子濃度的差異僅為水電離生成H+和OH-,c(H+)、c(OH-)的差異。因為溫度相同,所以水的離子積常數相同,溶液的堿性越強,c(H+)越小,最終溶液中的陰離子濃度和越小。【解析】①.b>a>c②.②>①>③③.③>②>①④.ac⑤.CN-+H2S=HS-+HCN12、略
【分析】【分析】
(1)①固體物質不寫入平衡常數表達式中;
②依據蓋斯定律,[3(b)-(a)2(c)]/6即得FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);
(2)還原法治煉鐵過程中會產生CO2氣體,對環境有破壞;從圖中看,電解熔融的Fe2O3冶煉鐵時,O2-在陽極失去電子生成O2;
(3)析氫腐蝕;鐵在負極失電子生成亞鐵離子;鐵與碳構成原電池,加快了鐵的腐蝕;鐵與鋅構成原電池,Zn作負極,保護了Fe,減慢了Fe的腐蝕。
【詳解】
(1)①反應(a)為3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g),平衡常數表達式為:故答案為:
②根據蓋斯定律,[3(b)-(a)-2(c)]/6可得:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),則H=(3b-a-2c)/6kJ·mol-1,故答案為:(3b-a-2c)/6;
(2)還原法治煉鐵過程中會產生CO2氣體,對環境有破壞,電解熔融的Fe2O3冶煉鐵時,不產生CO2;O2-在陽極失去電子生成O2,其陽極發生的電極反應為:2O2--4e-=O2↑,故答案為:不產生CO2;2O2--4e-=O2↑;
(3)析氫腐蝕,鐵在負極失電子生成亞鐵離子,其負極的電極反應式為:Fe-2e-=Fe2+;鐵與碳構成原電池,加快了鐵的腐蝕;鐵與鋅構成原電池,Zn保護了Fe,減慢了Fe的腐蝕,所以鐵被腐蝕的速率由大到小的順序是:c>a>b,故答案為:Fe-2e-=Fe2+;c>a>b。
【點睛】
①析氫腐蝕是金屬在酸性較強的溶液中,發生電化學腐蝕時放出氫氣,以Fe作為例子:負極:Fe-2e-=Fe2+;正極:2H++2e-=H2↑;
②吸氧腐蝕是指金屬在酸性很弱或中性溶液里,空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中而發生的電化學腐蝕,如鋼在接近中性的潮濕的空氣中的腐蝕就屬于吸氧腐蝕,其電極反應如下:負極:2M-4e-=2M2+;正極:2H2O+O2+4e-=4OH-。【解析】(3b-a-2c)/6不產生CO22O2--4e-=O2↑Fe-2e-=Fe2+c>a>b13、略
【分析】【分析】
【詳解】
500℃時,在2L恒容密閉容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,8min時反應達到平衡,此時NH3的轉化率為40%,體系壓強為p0MPa;利用三段式有:
v(N2)=mol·L-1·min-1,根據阿伏伽德羅定律,恒溫恒容時,壓強與物質的量成正比,500℃時該反應的平衡常數Kp=MPa=Mpa,故答案為:0.05、【解析】①.0.05②.三、判斷題(共9題,共18分)14、B【分析】【分析】
【詳解】
水的電離過程為吸熱過程,升高溫度,促進水的電離,氫離子和氫氧根離子濃度均增大,且增大幅度相同;因此100℃時,純水中c(OH-)=c(H+)=1×10-6mol·L-1,溶液仍為中性,故此判據錯誤。15、A【分析】【詳解】
一定溫度下,反應MgCl2(l)?Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0,正確。16、A【分析】【分析】
【詳解】
ΔH表示按方程式計量數比例和物質狀態進行化學反應生成時放出或吸收的熱量,則熱化學方程式中的化學計量數與ΔH成正比,正確。17、B【分析】【詳解】
1mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱,甲烷完全燃燒應該生成CO2和H2O則甲烷燃燒熱的熱化學方程式可表示為
故錯誤。18、B【分析】【詳解】
pH試紙不能用手拿,應該放在干凈的表面皿或玻璃片上。19、A【分析】【分析】
【詳解】
FeCl3溶液中存在水解平衡:FeCl3+3H2O?Fe(OH)3+3HCl,為抑制Fe3+的水解,實驗室配制FeCl3溶液時需將FeCl3(s)溶解在較濃鹽酸中,然后加水稀釋;正確。20、A【分析】【詳解】
氯化鋁,氯化鐵,氯化銅均屬于強酸弱堿鹽,在溶液中水解生成相應的氫氧化物和鹽酸,加熱促進水解、同時鹽酸揮發,進一步促進水解,所以溶液若蒸干,會得到相應的氫氧化物、若繼續灼燒,氫氧化物會分解生成氧化物。所以答案是:正確。21、A【分析】【分析】
【詳解】
溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)、c(OH-)的相對大小,如果c(H+)<c(OH-),溶液呈堿性,如果c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,如果c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,如果c(H+)≠c(OH-),則溶液一定呈一定的酸堿性,故答案為:正確。22、B【分析】【分析】
【詳解】
水的電離過程為吸熱過程,升高溫度,促進水的電離,氫離子和氫氧根離子濃度均增大,且增大幅度相同;因此100℃時,純水中c(OH-)=c(H+)=1×10-6mol·L-1,溶液仍為中性,故此判據錯誤。四、原理綜合題(共4題,共36分)23、略
【分析】【分析】
【詳解】
(l)根據表中數據可知。
①C(s)+2H2(g)CH4(g)ΔH=-75kJ/mol
②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-394kJ/mol
③2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ/mol
依據蓋斯定律可知③-①-②即得到的+248
(2)鎳是催化重整中最有效的催化劑之一;其催化活性受積炭影響非常大。
①根據積炭主要由吸附在催化劑表面的CO歧化反應產生,則產生積碳的化學方程式為
②A.在一定的溫度下;甲烷的裂解生成碳和氫氣,因此也會產生積炭,A正確;
B.MgO對有吸附作用;高溫下碳和二氧化碳反應生成CO,所以鎳催化劑添加MgO助劑有利于消炭,B正確;
C.氧氣雖然能與碳反應;但也能和甲烷;氫氣以及CO反應,無法制備合成氣,C錯誤;
答案選AB;
(3)①圖1可知炭催化劑顆粒越小;轉化率越高,則要提高甲烷轉化率可以適當增加炭催化劑的目數,這是因為用粒度小的炭催化劑時,原料氣與炭催化劑接觸得更加充分。
②圖2可知F=1:1時的轉化率最高,F=1:2時最低,F=1:2時甲烷的轉化率最高,F=2:1時最低,綜合考慮和的轉化率,與最理想的流量比F=1:1。
(3)電解池的陰極發生得到電子的還原反應,則根據裝置圖可知其陰極的電極反應式為【解析】AB增加炭催化劑的目數用粒度小的炭催化劑時,原料氣與炭催化劑接觸得更加充分1:124、略
【分析】【分析】
(1)中和熱測定需要保溫、準確測定反應前后的溫度;
(2)Mn元素的化合價降低;C元素的化合價升高,結合電子;電荷守恒配平,生成的錳離子可催化該反應;
(3)①根據平衡常數概念來解答;②根據外界條件對化學反應速率的影響來判斷。
【詳解】
(1)為準確測定中和熱,除了提供的酸和堿溶液的濃度與體積必須準確外,在實驗過程中的另外兩個重要措施是整個反應容器必須保溫(或盡可能減少熱量的損失)、準確測定出反應前后的溫差等,
因此,本題正確答案是:整個反應容器必須保溫;準確測定出反應前后的溫差;
(2)MnO4-+H++C2O42-→Mn2++CO2↑+H2O中,Mn元素的化合價降低,C元素的化合價升高,由電子、電荷守恒可以知道離子反應為2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O,該反應開始時速率較慢,但一段時間后,紫色突然褪去,其主要原因是Mn2+的自催化作用,
因此,本題正確答案是:2、6、5=2、10、8;Mn2+的自催化作用;
(3)①反應3Fe(s)+4H2O(g)?Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常數等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積,K=由于正反應為吸熱反應;所以升高溫度可使平衡向正向移動,平衡常數增大,故采取的措施是升高溫度;
因此,本題正確答案是:K=升高溫度;
②保持壓強不變,充入N2;容器的體積增大,各物質的濃度都減小,濃度減小,化學反應速率減小;
因此,本題正確答案是:減小;減小。【解析】整個反應容器必須保溫(或盡可能減少熱量的損失)準確測定出反應前后的溫差等2、6、5=2、10、8Mn2+的自催化作用K=升高溫度減小減小25、略
【分析】【詳解】
(1)已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1,則①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ·mol-1,②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ·mol-1,③CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ·mol-1,根據蓋斯定律①-(②+③)×2即可得到△H=+247.3kJ·mol-1;(2)①正反應是體積減小的放熱反應,所以為提高CO2的平衡轉化率,生產中除控制溫度外還可以采取的措施有增大壓強、降低碳水比(或增大氨氣濃度)。②由于正反應是放熱反應,溫度高于190℃,升溫平衡向逆方向進行,因此二氧化碳的平衡轉化率降低。(3)氣體壓強之比等于氣體物質的量之比,設氨氣消耗物質的量xmol,則2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)
起始量在(mol)0.20.100
變化量(mol)x0.5x0.5x0.5x
平衡量(mol)0.2-x0.1-0.5x0.5x0.5x
氣體壓強之比等于氣體物質的量之比,圖表中可知80min反應達到平衡狀態,(0.2+0.1)/(0.2?x+0.1?0.5x+0.5x)=9.53/4.45,解得x=0.16mol,平衡時NH3的轉化率=0.16mol/0.2mol×100%=80%。0~80min內CO2的反應速率v=△c/△t=0.5×0.16mol/(
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