【精品解析】浙江省台州市台州六校联盟2025-2026学年高二上学期11月期中化学试题

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浙江省台州市台州六校联盟2025-2026学年高二上学期11月期中化学试题
1.下列属于含非极性键的强电解质的是
A. B. C. D.
2.下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是
A.合成氨工业需要铁触媒作为催化剂
B.在糖果制作过程中添加着色剂
C.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎
D.牛奶在冰箱里保存
3.下列过程中能量转化的主要形式为热能转化为化学能的是
A.盐酸与碳酸氢钠的反应 B.镁条与盐酸的反应
C.氢气与氯气的化合反应 D.铝热反应
4.下列溶液因水解显碱性的是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
5.下列说法与相关方程式书写均正确的是
A.水溶液显酸性:
B.水溶液显碱性:
C.溶于水的电离方程式:
D.HClO溶液显酸性:
6.下列说法中有明显错误的是
A.升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
B.发生化学反应的碰撞都是有效碰撞
C.干冰升华这一过程中,
D. , ;
7.亚硝酸(HNO2)的下列性质中,不能证明它是弱电解质的是
A.把pH=2的亚硝酸溶液稀释100倍后pH=3.5
B.0.1mol/L的亚硝酸溶液的pH约为2
C.NaNO2溶液能使酚酞试液变红
D.100mL1mol/L的亚硝酸溶液恰好与100mL1mol/L的NaOH溶液完全反应
8.下列装置及设计能达到实验目的的是
A.装置①比较与的水解程度
B.装置②:酸碱中和滴定
C.装置③依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
D.装置④:加热蒸发溶液制备晶体
9.催化剂a和b均能催化反应。反应进程(如图)中,Q为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是
A.无论使用a或b,总反应都包括4个基元反应
B.反应达平衡时,降低温度,的浓度减小
C.使用a时,反应过程中Q所能达到的最高浓度更大
D.使用b时,反应达到平衡时所需时间更短
10.下列说法正确的是
A.①0.1mol/L 溶液;②0.1mol/L NaOH溶液;水电离的:①<②
B.将pH=3的硫酸与pH=3的醋酸等体积混合后溶液的pH=3
C.用广泛pH试纸测得某浓度的NaClO溶液pH=10
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,所测得的pH一定偏小
11.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
B.将饱和的溶液滴入沸腾的蒸馏水中有利于胶体的形成
C.牙膏中添加氟化物可以起到预防龋齿的作用
D.合成氨一般选择进行,铁触媒的活性最大,原料气平衡转化率高
12.肼(N2H4)碱性燃料电池的原理示意图如图所示,电池总反应为:N2H4+O2=N2+2H2O。下列说法错误的是
A.电极b发生还原反应
B.电流由电极a流出经用电器流入电极b
C.物质Y是NaOH溶液
D.电极a的电极反应式为N2H4 + 4OH--4e-=N2↑ + 4H2O
13.工厂的氨氯废水可用电化学催化氧化法加以处理,其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图:
下列说法中,不正确的是
A.过程④中有极性键形成
B.催化剂可以降低该反应的活化能
C.过程①②均有键断裂,键断裂时需要吸收能量
D.该催化氧化法的总反应为:
14.和的能量关系如下图所示(M=Ca、Mg)
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法正确的是
A. B.
C. D.
15.常温下,向 二元弱酸溶液中逐滴加入溶液,的物质的量分数[已知]。随pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.b曲线代表的物质的量分数随pH的变化
B.时,
C.N点时,,溶液中不存在分子
D.M点时,溶液中微粒浓度的大小关系为:
16.下列实验事实与相关的解释或结论均正确的是
选项 实验事实 解释或结论
A 常温下,测定等体积醋酸的pH大于盐酸 证明醋酸是弱电解质
B 用硫酸和氢氧化钡稀溶液可以准确测定中和热 硫酸和氢氧化钡分别是强酸和强碱
C 将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热后置于冷水中,溶液由黄色变为绿色 (蓝色)(黄色),说明上述反应的
D 向溶液滴加稀硫酸酸化,再滴加KSCN溶液,溶液变成红色 已变质
A.A B.B C.C D.D
17.按要求完成下列问题:
(1)电解液态水制备1mol,电解反应的 ,请写出表示氢气燃烧热的热化学方程式   。
(2)实验表明,液氨也能像水那样进行自耦电离(),写出液氨自耦电离的方程式   。
(3)溶液可通过调节pH改变颜色,请用离子方程式表示其原因:   。
(4)可以合成尿素,尿素能缓慢与发生非氧化还原反应释放出和另外一种常见气体,该反应的化学方程式为   。
18.已知常温下四种弱酸的电离常数如下表,回答下列问题:
酸 HClO HCN HCOOH
电离常数
(1)上述四种酸中酸性最弱的酸的电离方程式为   。
(2)下列方法可以增大溶液的电离程度的是___________。
A.加热 B.加入少量甲酸钠固体
C.滴加几滴浓NaOH溶液 D.加入盐酸
(3)向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为   。
(4)常温下,溶液中   。
(5)常温下,某和的混合溶液的,则   。
19.铅酸蓄电池(如图)的电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉而使用广泛。
(1)写出电池使用过程中的正极电极反应方程式:   。
使用后的废旧铅酸蓄电池需要回收,废旧电池的铅膏中主要含有、PbO和Pb,还有少量、以及Fe、Al的盐或氧化物等,通过如图流程回收铅。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题:
(2)在“脱硫”中转化反应的离子方程式为   。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(),还要加入。
①能被氧化的离子是   ;
②也能使转化为,的作用是   。
(4)“酸浸”后溶液的pH应控制在   (填范围),滤渣的主要成分是   (填化学式)。
20.工业废水中常含有一定量氧化性较强的,利用滴定原理测定含量方法如下:
步骤Ⅰ:量取30.00mL废水于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ:加入过量的碘化钾溶液充分反应:
步骤Ⅲ:向锥形瓶中滴入几滴指示剂。用滴定管量取0.1000mol·L-1溶液进行滴定,数据记录如下:()
滴定次数 溶液起始读数/mL 溶液终点读数/mL
第一次 1.02 19.03
第二次 2.00 19.99
第三次 0.20 a
(1)步骤Ⅰ量取30.00mL废水选择的仪器是   。
(2)步骤Ⅲ中滴加的指示剂为   。滴定达到终点的实验现象是   。
(3)步骤Ⅲ中a的读数如图所示,则
①   。
②的含量为   g·L-1。
(4)以下操作会造成废水中含量测定值偏高的是   。
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D.滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡
E.量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗
21.随着天然气在世界能源结构比例增大,煤间接气化制备天然气是当前研究热点,其核心工艺是CO和的甲烷化反应,目前研究人员主要寻找高催化活性的催化剂,同时着力解决产生的积碳对催化剂活性的影响,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
其对应的平衡常数分别为,其中随温度变化如下表所示:
250℃ 300℃ 350℃
0.01 0.05 0.1
2 0.2 0.05
回答下列问题:
(1)   (填“>”、“<”或“=”),反应Ⅱ自发进行的条件是   。
(2)往容积可变的密闭容器中通入1 mol和4 mol,在一定条件下发生反应Ⅲ,测得的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。
①能说明上述反应已达到平衡状态的是   (选填字母)。
A.
B.与的物质的量之比保持不变
C.键、键断裂速率相等
D.的体积分数保持不变
E.混合气体的密度保持不变
F.混合气体的平均分子质量保持不变
②据图可知,   (填“>”、“<”或“=”)。
③若反应达到平衡点A,此时容器的体积为2 L,则该温度下反应Ⅲ的平衡常数   。
(3)300℃时,往容积固定的10 L密闭容器中通入4 mol、10 mol、4 mol和1 mol发生反应Ⅲ,此时   填“>”“<”或“=”)。
(4)某研究小组研究了不同电压(电压影响催化剂活性)、不同C/H比对反应Ⅲ的影响如图所示(控制其他条件相同),下列说法正确的是___________。
A.当C/H比一定时,电压越高,的转化率越高
B.在合适的电压范围内,增大的比例可能有利于消除积碳,提高催化剂的活性
C.当电压一定时,选择合适的催化剂可以提高的平衡转化率
D.为使的转化率达到90%,C/H比应控制在为宜
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】化学键;强电解质和弱电解质
【解析】【解答】A. 过氧化氢属于共价化合物,在水溶液中只能发生部分电离,是弱电解质,虽然分子内存在O-O非极性键,但不满足强电解质的条件,因此A错误;
B. 硫酸钡属于离子化合物,在熔融状态下能够完全电离,是强电解质,其中含有的化学键为离子键与S-O极性键,结构中不存在非极性键,因此B错误;
C. 醋酸铵属于离子化合物,是完全电离的强电解质,同时分子结构中含有C-C非极性键,满足题目的全部要求,因此C正确;
D. 乙二酸属于共价化合物,在水溶液中只能部分电离,是弱电解质,虽然分子中含有C-C非极性键,但不满足强电解质的条件,因此D错误;
综上,答案选C。
【分析】强电解质包括强酸、强碱和大多数盐,非极性键由相同元素之间形成。
2.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.合成氨工业生产中,会使用铁触媒作为反应的催化剂,催化剂能够改变化学反应的速率,因此该操作与反应速率调控有关,A项不符合题意;
B.在糖果制作过程中添加着色剂,作用仅仅是改变糖果的外观颜色,并不会对反应速率产生影响,因此该操作与反应速率调控无关,B项符合题意;
C.高炉炼铁之前,将铁矿石进行粉碎处理,可以增大反应物的接触面积,能够加快炼铁反应的速率,因此该操作与反应速率调控有关,C项不符合题意;
D.将牛奶放在冰箱中保存,通过降低环境温度可以减慢食物变质反应的速率,延长牛奶的保质期,因此该操作与反应速率调控有关,D项不符合题意;
综上,答案选B。
【分析】反应速率影响因素有温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等。
3.【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;化学能与热能的相互转化
【解析】【解答】A.盐酸和碳酸氢钠会发生反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,该反应属于吸热反应,反应过程中热能转化为化学能,因此A的描述正确;
B.镁和盐酸的反应属于放热反应,过程中是化学能转化为热能,因此B的描述错误;
C.氢气和氯气的化合反应属于放热反应,过程中是化学能转化为热能,因此C的描述错误;
D.铝热反应属于放热反应,过程中是化学能转化为热能,因此D的描述错误;
综上,答案选A。
【分析】盐酸和碳酸氢钠反应为吸热反应,热能转化为化学能,金属和酸反应、氢气和氯气反应、铝热反应是放热反应,化学能转化为热能。
4.【答案】C
【知识点】盐类水解的原理;盐类水解的应用
【解析】【解答】A、属于弱碱,在水溶液中是自身电离产生,从而让溶液显碱性,并非水解导致,A不符合题意;
B、是由强酸和强碱反应生成的盐(强酸强碱盐 )。、都不会与水电离出的或结合,不发生水解,溶液中和浓度相等,呈中性,B不符合题意;
C、是强碱与弱酸形成的盐(强碱弱酸盐 )。会结合水电离出的,发生反应 ,生成,导致溶液中浓度大于浓度,因水解显碱性,C符合题意;
D、是强酸与弱碱形成的盐(强酸弱碱盐 )。会结合水电离出的,发生反应 ,生成,使溶液中浓度大于浓度,因水解显酸性,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】判断溶液因水解显碱性,需依据物质类别(弱碱、强酸强碱盐、强碱弱酸盐、强酸弱碱盐 ),分析离子行为(电离或水解 )对溶液酸碱性的影响:弱碱靠电离出显碱性;强酸强碱盐不水解,溶液中性;强碱弱酸盐弱酸根离子水解结合,使过剩显碱性;强酸弱碱盐弱碱阳离子水解结合,使过剩显酸性 。
A.弱碱溶液的酸碱性由电离决定。
B.强酸强碱盐不水解,溶液呈中性。
C.强碱弱酸盐的弱酸根离子水解使溶液显碱性。
D.强酸弱碱盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性。
5.【答案】A
【知识点】盐类水解的原理;电离方程式的书写
【解析】【解答】A.多元弱碱的阳离子水解分步书写时,一般可合并为一步完成,硫酸铜水溶液中,铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子,最终溶液呈酸性,A正确;
B.硫离子作为多元弱酸根,水解需要分步进行,第一步水解生成硫氢根离子和氢氧根,第二步硫氢根离子继续水解生成硫化氢和氢氧根,两步水解共同使溶液显碱性,题干中给出的水解方程式错误,B错误;
C.亚硫酸氢钠是强电解质,溶于水后会完全电离为钠离子和亚硫酸氢根离子,电离方程式应该用等号而非可逆号,C错误;
D.次氯酸是弱电解质,在水溶液中只能部分电离出氢离子和次氯酸根离子,电离方程式为,原书写错误,D错误;
综上,答案选A。
【分析】A.铜离子水解方程式为: ;
B.硫离子水解一步生成HS-;
C.亚硫酸氢钠电离方程式中亚硫酸氢根步拆开;
D.次氯酸为弱酸,用可逆号。
6.【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;焓变和熵变;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.升高温度后,分子的平均能量升高,能够提高活化分子占总分子的百分数,同时单位体积内的活化分子数目也会增加,因此反应速率会增大,A正确;
B.分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞,但只要发生了化学反应,对应的碰撞一定是有效碰撞,B正确;
C.干冰升华的过程对应变化为,体系混乱度增大,熵增加,因此,C正确;
D.气态硫S(g)自身的能量高于固态硫S(s),因此S(g)燃烧时放出的热量比S(s)燃烧更多;放热反应的ΔH为负值,放出的热量越多,ΔH的数值越小,因此,D错误;
故选D。
【分析】升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大;气态硫单质和氧气反应放出热量更多,对应焓变更小。
7.【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A、pH=2 的强酸稀释 100 倍后 pH 应为 4,亚硝酸稀释 100 倍后 pH=3.5,pH 变化偏小,说明稀释过程中亚硝酸继续电离,存在电离平衡,可证明亚硝酸是弱电解质,A 正确;
B、0.1mol/L 的一元强酸溶液 pH=1,该亚硝酸溶液 pH≈2,说明溶液中氢离子浓度小于酸的浓度,亚硝酸没有完全电离,可证明亚硝酸是弱电解质,B 正确;
C、溶液可使酚酞试液变红,说明发生水解,证明为弱酸,属于弱电解质,C 正确;
D、等体积、等物质的量浓度的亚硝酸与 NaOH 恰好完全中和,仅能证明亚硝酸是一元酸,强酸、弱酸都可以发生该中和反应,无法证明亚硝酸部分电离,不能证明它是弱电解质,D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
稀释 pH 变化:强酸稀释,氢离子浓度按稀释倍数同步下降;弱酸稀释,电离平衡正向移动,氢离子下降幅度更小,pH 变化更小;
同浓度 pH 对比:相同浓度一元酸,弱酸的氢离子浓度更低,pH 更大;
盐类水解:强碱弱酸盐溶液显碱性,可反推对应的酸为弱酸;
酸碱中和反应:等物质的量一元酸与一元碱恰好中和,只反映酸中可电离氢原子数目,和酸的电离程度无关。
8.【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素;盐类水解的应用;中和滴定;制备实验方案的设计;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A、物质的量浓度相同的和溶液,,说明结合能力更强(水解程度大),能用装置①比较水解程度,A正确;
B、图中是酸式滴定管(玻璃活塞),溶液显碱性,会腐蚀玻璃活塞,应使用碱式滴定管(橡胶管),装置②不能用于“酸碱中和滴定”(盛放溶液错误),B错误;
C、装置③中浓度不同(颜色不同),且右侧过量(不会褪色),无法通过“褪色快慢”比较浓度对反应速率的影响(因初始颜色、是否完全反应干扰判断),C错误;
D、溶液中存在水解:,加热促进水解,且挥发,最终得到(或分解为),不能制备晶体(应在氛围中蒸发),D错误;
故答案为:A。
【分析】判断装置能否达到实验目的,需结合实验原理(水解程度比较、滴定管使用、反应速率影响因素、盐类水解应用),分析装置设计与实验目的的匹配性。
A.利用相同浓度的和溶液的差异,比较与的水解程度。
B.判断滴定管类型与盛放溶液的匹配性(酸式、碱式滴定管的适用范围)。
C.分析高锰酸钾浓度不同对“褪色快慢判断浓度影响”的干扰(颜色差异、过量问题)。
D.考虑水解及加热对水解的促进作用(生成而非晶体)。
9.【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.从图中可以看出,催化剂a和催化剂b对应的能量变化曲线都存在四个峰值,说明使用两种催化剂时,总反应都可以拆分为4个基元反应,因此A选项说法正确;
B.由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该总反应为放热反应;反应达到平衡后降低温度,平衡会向放热的正反应方向移动,生成物M的浓度会减小,因此B选项说法正确;
C.反应速率由活化能决定:活化能越大,反应速率越慢,活化能越小,反应速率越快。结合图像可知,使用催化剂a时,反应的前两步活化能更小,反应速率更快,第三步活化能最大,反应速率最慢,因此生成的中间产物Q来不及很快发生下一步反应,更容易在反应过程中积累,因此Q能达到的最高浓度比使用催化剂b时更大,C选项说法正确;
D.总反应的反应速率由活化能最大的决速步骤决定,从图中可以看出,使用催化剂a时,决速步骤的活化能比使用催化剂b时决速步骤的活化能更小,因此使用催化剂a时总反应速率更快,反应达到平衡需要的时间更短,因此D选项说法错误;
综上,答案选D。
【分析】A.由反应进程图,总反应有4个基元反应;
B.反应放热,降低温度,平衡正向移动,M减少;
C.a催化剂对应活化能小,反应速率快,Q能达到浓度大;
D.b催化剂对应活化能大,反应速率小,达平衡需要时间长。
10.【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;测定溶液pH的方法
【解析】【解答】A.醋酸属于弱酸,氢氧化钠属于强碱。在0.1mol/L溶液中,小于0.1mol/L NaOH溶液中的c(OH-)。酸或碱对水的电离都会起到抑制作用,溶液中电离出的氢离子或氢氧根离子浓度越大,对水的电离的抑制作用就越强;因此两溶液中由水电离出的满足:①>②,因此A选项错误。
B.将pH=3的硫酸和pH=3的醋酸等体积混合,在混合完成的瞬间,溶液中c(H+)不发生变化,而c()和c(CH3COO-)都变为原来的二分之一。此时计算醋酸的电离浓度商可得Q=,浓度商等于醋酸的电离平衡常数,因此醋酸的电离平衡不发生移动,混合后溶液的pH仍然为3,因此B选项正确。
C.NaClO具有漂白性,能够漂白广泛pH试纸,因此无法通过广泛pH试纸测得NaClO溶液的pH,故C选项错误;
D.规范测定溶液pH的操作是:使用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液,滴在干燥的pH试纸上,待显色后和标准比色卡对比读数。若将待测液滴在湿润的pH试纸上,待测液会被稀释,给测量结果带来误差:若待测液本身呈碱性,稀释后溶液中氢氧根离子浓度降低,测得的pH会偏小;若待测液本身呈酸性,稀释后溶液中氢离子浓度降低,测得的pH会偏大;只有待测液本身为中性溶液时,稀释后溶液pH不变,测量结果才不受影响,因此该操作是错误的,故D选项错误。
综上,本题选B。
【分析】A.醋酸部分电离,氢氧化钠完全电离,相同浓度时,氢氧化钠对水电离抑制程度更大,水的电离程度小;
B.等pH的酸等体积混合pH不变;
C.次氯酸钠具有漂白性,不能用试纸测pH;
D. 润湿pH试纸对中性溶液无影响。
11.【答案】D
【知识点】化学平衡移动原理;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.氯气与水发生反应 Cl2+H2O H++Cl-+HClO, 若使用排饱和食盐水的方法收集氯气,饱和食盐水中氯离子浓度较大,会使上述平衡逆向移动,降低氯气的溶解度,减少氯气的溶解损耗,该现象可以用勒夏特列原理解释,因此A不符合题意;
B.氯化铁溶液中存在三价铁离子的水解平衡:,水解反应是吸热反应,沸水温度更高,能够促进水解平衡正向移动,有利于生成更多氢氧化铁胶体,该过程可以用勒夏特列原理解释,因此B不符合题意;
C.使用含氟牙膏预防龋齿的原理是,氟离子可与羟基磷灰石建立如下平衡:。使用含氟牙膏会增大的浓度,根据勒夏特列原理,平衡会向生成更难溶于酸的氟磷灰石的方向移动,转化得到更耐酸的氟磷灰石从而预防龋齿,该过程符合勒夏特列原理,因此C不符合题意;
D.工业合成氨的反应是放热反应,从平衡移动的角度分析,升高温度会使平衡逆向移动,不利于氨气的合成。工业生产选择400~500℃的反应温度,主要是为了保证该温度下催化剂的活性达到最高,同时加快反应速率,该选择不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
【分析】勒夏特列原理解释可逆反应的平衡移动,合成氨反应为放热反应,高温原料转化率低,选择400~500℃是此条件下催化剂活性大。
12.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.该燃料电池中,通入氧气的电极b是正极,氧气在正极得到电子,发生还原反应,因此A选项正确;
B.该电池中a是负极,b是正极,电流的流向是从正极b出发,经过外电路的用电器流向负极a,因此B选项错误;
C.b电极反应会生成氢氧根离子,溶液中的钠离子会通过阳离子交换膜迁移到右侧,因此得到的Y溶液是NaOH溶液,C选项正确;
D.a电极上肼失去电子,发生氧化反应,对应的电极反应式为,因此D选项正确;
综上,本题选B。
【分析】在该燃料电池里,通入燃料肼的电极是负极,通入氧气的电极是正极,由于该电池的电解质溶液为碱性,因此负极的反应方程式为 N2H4+4OH--4e-═N2↑+4H2O, 正极的反应方程式为 O2+2H2O+4e-=4OH-,我们结合这两个电极反应就可以对问题进行分析解答。
13.【答案】A
【知识点】化学键;共价键的形成及共价键的主要类型;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A.从反应过程图中可以看出,过程④中N原子结合生成N2,形成的三键是同种原子形成的共价键,属于非极性键,因此A选项说法错误,符合题意;
B.催化剂会参与反应的中间过程,能够改变反应的途径,降低反应所需的活化能,因此B选项说法正确;
C.从反应历程可知,过程①和过程②都存在N—H键的断裂,化学键断裂过程需要吸收能量,因此C选项说法正确;
D.结合反应物和最终生成物可以推得,该氨催化氧化生成氮气的总反应为,因此D选项说法正确;
综上,答案选A。
【分析】从图中可以得到,在该电极表面,过程①是转化为,过程②是转化为,过程③是转化为N,过程④是多个N结合生成。该电极总反应为,反应中被氧化,发生氧化反应。该原电池的另一极需要氧化剂发生还原反应,按照原料容易获取、生产成本低、满足绿色化学生产要求的角度,选择空气中的作为氧化剂最为合适。
14.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.ΔH2对应过程是碳酸根离解为氧离子和二氧化碳,该过程只涉及碳酸根的变化,和碳酸盐中的阳离子无关,因此,A错误;
B.ΔH1对应过程是断裂碳酸盐中的离子键,使碳酸盐离解为金属阳离子和碳酸根,钙离子半径大于镁离子,因此碳酸镁中离子键更强,断裂离子键需要吸收更多能量,焓变为正值,故,B正确;
C.根据盖斯定律,结合图中的反应路径可得总反应:, 因此C错误;
D.ΔH3对应过程是氧化物离解为金属阳离子和氧离子,该过程断裂离子键需要吸热,焓变为正值;钙离子半径大于镁离子,氧化镁的离子键强于CaO,断裂氧化镁离子键需要吸收更多能量,因此,D错误;
故答案选B。
【分析】本题结合碳酸盐分解的反应路径,考查反应热与化学键键能的关系、盖斯定律的应用,需要根据离子半径大小分析键能和焓变的大小关系。
15.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据前面的分析可知,曲线b表示的是的物质的量分数随pH的变化关系,因此A选项错误;
B.当pH=2.73时,根据物料守恒,的总量始终不变,但随着NaOH溶液不断滴入,溶液总体积逐渐增大,因此所有含A微粒的总浓度会逐渐减小,所以,B选项错误;
C.从图像中可以得到,N点对应pH=4.2,此时,但在溶液中会发生水解反应,因此溶液中一定会存在分子,C选项错误;
D.M点pH=1.1时, ,加入溶液后,溶液体积增大,含微粒的总浓度减小,则,,从而得出溶液中微粒浓度的大小关系为 ,D正确;
故选D。
【分析】向 H2 A 溶液中逐滴加入 溶液的过程中, 会先和 反应转化为 ,继续滴加 会进一步反应转化为 ;因此随着反应进行,H2 A 的物质的量分数逐渐降低, 先增大后减小, 逐渐升高,对应曲线可知:a为 的物质的量分数变化曲线,b为 的物质的量分数变化曲线,c为 的物质的量分数变化曲线。
16.【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;二价铁离子和三价铁离子的检验;中和热的测定;比较弱酸的相对强弱的实验
【解析】【解答】A.由于盐酸和醋酸的浓度没有给出,无法仅通过溶液pH的大小判断醋酸是否为弱电解质,A错误;
B.硫酸与氢氧化钡反应除了生成水外,还会生成硫酸钡沉淀,沉淀生成过程也会伴随热效应,会干扰中和热的测定结果,B错误;
C.对于反应(蓝色)(黄色),将加热后的体系放入冷水中降温后,溶液由黄色变为绿色,说明降温后平衡向逆反应方向移动,由此可知正反应为吸热反应,即,C正确;
D.在酸性条件下,Fe2+会被氧化为Fe3+ ,再滴加KSCN溶液,溶液变成红色,故不能充分说明是原试样变质,D错误;
故选C。
【分析】A.醋酸和盐酸浓度未知,无法判断;
B.中和热测定用盐酸和氢氧化钠;
C.由溶液颜色变化知,降温平衡逆向移动,可得焓变;
D.酸性条件下,硝酸根具有氧化性,无法确定硝酸亚铁已变质。
17.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】燃烧热;氨的性质及用途;铵盐
【解析】【解答】(1)电解液态水制备, 该电解反应的焓变,由此可以写出电解水的热化学方程式为: 。燃烧热定义为1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,将上述热化学方程式逆写,且各物质的系数除以2,即可得到表示氢气燃烧热的热化学方程式: 。
(2)水的电离是两个水分子发生自电离,一个水分子结合质子生成水合氢离子 H3 O+ ,另一个水分子失去质子生成氢氧根OH ,电离方程式为 。液氨存在和水类似的自电离,按照水的电离规律类比,可以推知液氨的电离方程式为 。
(3)在 溶液中存在平衡:(橙红色)+(黄色)+,因此我们可以通过调节溶液的pH,使平衡发生移动,改变两种离子的浓度,从而改变溶液的颜色。
(4)尿素可以和水缓慢发生非氧化还原反应,反应释放出 同时生成另一种常见气体。该反应为非氧化还原反应,反应中各元素化合价不发生变化,尿素中C元素为+4价,因此另一种气体中C元素化合价也为+4价,对应气体为CO2,该反应的化学方程式为:。
【分析】(1)燃烧热指的是1mol可燃物燃烧生成指定物质时放出的热量;
(2)对比水的电离,液氨电离方程式为 ;
(3)由平衡(橙红色)+(黄色)+分析;
(4)由题意判断气体为二氧化碳,方程式为。
(1)电解液态水制备,电解反应的,即有热化学方程式: ,故表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
(2)液氨中存在类似水的电离( ),据此推知液氨的电离方程式为 。
(3)已知 溶液中存在: (橙红色)+ (黄色)+ ,故可通过调节pH改变溶液颜色。
(4)尿素能缓慢与发生非氧化还原反应释放出和另外一种常见气体,另一种气体中C元素化合价应为+4价,该气体为二氧化碳: 。
18.【答案】(1)
(2)A;C
(3)
(4)
(5)0.47
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离方程式的书写;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)根据题意,酸性由大到小的顺序为:,四种酸中酸性最弱的酸的电离方程式为。
故答案为: ;
(2)已知甲酸的电离方程式为:,若想增大HCOOH溶液的电离程度,则需要电离平衡正向移动;
A.弱酸的电离为吸热过程,因此加热可以促进电离平衡正移,A正确;
B.加入少量甲酸钠固体,则增大,电离平衡逆向移动,B错误;
C.滴加几滴浓NaOH溶液,减小,电离平衡正移,C正确;
D.加入盐酸,增大,电离平衡逆移,D错误;
故答案为:AC。
(3)根据题意,酸性,则对应离子的碱性:,因此,向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为。
故答案为: ;
(4)已知HClO的电离方程式为:,假设中有发生电离,则=4.0×10-8,解得a=,故。
故答案为: ;
(5)根据的,已知和的混合溶液的,则,将其代入表达式,则得到。
故答案为: 0.47 。
【分析】(1)比较电离常数,越小酸性越弱,写其电离方程式(弱电解质用“” )。
(2)电离平衡,使平衡正向移动的操作:加热(吸热促进 )、消耗(加碱 );加或会抑制电离。
(3)比较酸性( ),少量与反应生成,写离子方程式。
(4)用电离常数,因电离程度小,,近似计算得。
(5)用的,代入的,求比值。
(1)根据题意,酸性由大到小的顺序为:,四种酸中酸性最弱的酸的电离方程式为。
(2)已知甲酸的电离方程式为:,若想增大HCOOH溶液的电离程度,则需要电离平衡正向移动;
A.弱酸的电离为吸热过程,因此加热可以促进电离平衡正移,A正确;
B.加入少量甲酸钠固体,则增大,电离平衡逆向移动,B错误;
C.滴加几滴浓NaOH溶液,减小,电离平衡正移,C正确;
D.加入盐酸,增大,电离平衡逆移,D错误;
故选AC。
(3)根据题意,酸性,则对应离子的碱性:,因此,向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为。
(4)已知HClO的电离方程式为:,假设中有发生电离,则=4.0×10-8,解得a=,故。
(5)根据的,已知和的混合溶液的,则,将其代入表达式,则得到。
19.【答案】;;;还原剂;或4.6~7.2;和
【知识点】电极反应和电池反应方程式;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)铅蓄电池中,Pb作原电池的负极,PbO2作正极,硫酸作为电解质溶液,因此正极的电极反应方程式为。
(2)根据两种物质的溶度积数值,可以转化为更难溶的,该转化反应的离子方程式为。
(3)①过氧化氢具有氧化性,酸浸后溶液中的亚铁离子具有还原性,亚铁离子会被过氧化氢氧化为铁离子。
②还可以使转化为,该过程中铅元素的化合价从+4价降低到+2价,PbO2为氧化剂,因此过氧化氢在该反应中作还原剂。
(4)调节酸浸后溶液的pH,目的是让溶液中的Fe3+和Al3+转化为氢氧化物沉淀除去,同时保证Pb2+不沉淀,因此需要将溶液pH控制在4.6≤pH<7.2(即4.6~7.2),析出的沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3。
【分析】铅膏的主要成分是、PbO和Pb,还混有少量,以及Fe、Al元素的盐或氧化物杂质。流程第一步是向铅膏中加入碳酸钠溶液脱硫,该步骤中硫酸铅会转化为碳酸铅,之后进行过滤操作;接下来向过滤得到的固体中加入醋酸和过氧化氢完成酸浸,在这个过程中过氧化氢可以将酸浸产生的亚铁离子氧化为铁离子;之后调节酸浸后溶液的pH,使铁离子、铝离子转化为氢氧化物沉淀,因此过滤后得到的滤渣主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝;再向过滤所得的滤液中加入氢氧化钠溶液沉铅,得到氢氧化铅沉淀,此时滤液中残留的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅经过后续处理最终得到PbO,可根据以上流程分析解答相关问题。
20.【答案】(1)酸式滴定管
(2)淀粉溶液;溶液刚好从蓝色变为无色,且30s内不变色
(3)18.20;2.16g·L-1
(4)CE
【知识点】指示剂;中和滴定;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】(1)根据题干信息, 氧化性较强,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此量取废水需要选用酸式滴定管;
(2)滴定反应涉及碘单质,应当选用淀粉溶液作为指示剂;滴定达到终点时,碘单质被还原剂完全消耗,因此溶液会刚好由蓝色变为无色,且半分钟(30s)内不恢复原来的颜色,即保持无色不变。
(3)①根据图示,滴定管“0”刻度在上,且精确到0.01mL,a值为18.20;②从表格数据可知,三次实验消耗0.1000 mol L-1Na2S2O3标准溶液的体积平均值为18.00mL,根据和,可得关系式:~3I2~6Na2S2O3,n()=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×18.00×10-3L=3×10-4mol,的含量为:= 2.16g L-1;
(4)我们可以根据滴定误差分析公式 ,结合操作对V(标准)的影响判断误差:
A.滴定终点读数时俯视滴定管刻度,会使读取的标准液体积V(标准)偏小,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏低,因此A错误;
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后,不需要用待测液润洗,该操作不会改变锥形瓶中待测溶质的总量,因此对消耗的标准液体积V(标准)没有影响,测得的待测液浓度无误差,因此B错误;
C.滴定到终点读数时,滴定管尖嘴处悬挂了一滴溶液,这部分溶液已经从滴定管流出,会使读取的\V(标准)偏大,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏高,因此C正确;
D.滴定完成后滴定管尖嘴处留有气泡,会使读取的标准液体积V(标准)偏小,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏低,因此D错误;
E.量取 标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤,未用标准液润洗,滴定管内壁残留的蒸馏水会稀释标准液,使标准液浓度降低,滴定过程中消耗的标准液体积V(标准)偏大,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏高,因此E正确;
综上,答案选CE。
【分析】(1)用酸式滴定管准确量取废水;
(2)用淀粉作指示剂,看碘单质是否反应完全;
(3)反应式为~3I2~6Na2S2O3,代入计算;
(4)由计算公式,分析误差。
(1)根据信息,氧化性较强,量取废水应用酸式滴定管;
(2)滴定碘单质应选用淀粉溶液作指示剂;滴定达到终点时碘单质刚好被消耗,所以溶液刚好从蓝色变为无色,且30s内不变色;
(3)①根据图示,滴定管“0”刻度在上,且精确到0.01mL,a值为18.20;②从表格数据可知,三次实验消耗0.1000 mol L-1Na2S2O3标准溶液的体积平均值为18.00mL,根据和,可得关系式:~3I2~6Na2S2O3,n()=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×18.00×10-3L=3×10-4mol,的含量为:= 2.16g L-1;
(4)A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=分析,测定c(待测)偏低,故A错误;
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,对V(标准)无影响,根据c(待测)=分析,测定c(待测)无影响,B错误;
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=分析,测定c(待测)偏高,C正确;
D.滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=分析,测定c(待测)偏低,D错误;
E.量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)分析,测定c(待测)偏高,E正确;
故选CE;
21.【答案】(1)<;低温自发
(2)CDEF;<;0.25
(3)=
(4)B;D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)①根据盖斯定律,总反应Ⅲ可由反应Ⅰ与反应Ⅱ相加得到,因此。结合表格数据分析:平衡常数 随温度升高而增大,说明升高温度反应Ⅰ正向移动,因此反应Ⅰ是吸热反应,可得;而平衡常数 随温度升高而减小,说明升高温度反应Ⅱ逆向移动,因此反应Ⅱ是放热反应,可得。由此可以推出。
对于反应Ⅱ,已知,且该反应为气体分子数减少的反应,因此熵变。根据反应自发进行的判据,只有温度较低时,才能满足,因此反应Ⅱ在低温下可自发进行。
(2)①A. 关系 不满足正逆反应速率之比等于化学计量数之比,无法说明反应达到平衡状态,A不符合要求;
B. 反应起始时与 的物质的量之比为 ,反应过程中二者消耗的物质的量之比也等于化学计量数之比 ,因此反应进行的任意阶段二者物质的量之比始终为 ,不能据此判断反应达到平衡,B不符合要求;
C. 断裂 键是正反应过程,断裂 键是逆反应过程,当二者断裂速率相等时,说明正反应速率和逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C符合要求;
D. 当 的体积分数保持不变时,说明体系中各组分的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,D符合要求;
E. 该反应在容积可变的密闭容器中进行,混合气体的密度满足 ,由于反应前后气体总质量m始终不变,容器容积V会随着反应进行发生改变,因此密度不变时,说明V不再变化,各物质的量不再改变,反应达到平衡,E符合要求;
F. 混合气体的平均摩尔质量满足 ,反应前后气体总质量m不变,气体总物质的量n会随着反应进行发生改变,因此平均摩尔质量M不变时,说明n不再变化,反应达到平衡,F符合要求。
综上,本题选CDEF。
②反应Ⅲ为放热反应,温度升高, 的平衡转化率降低。由图可知,相同压强下,时的转化率高于,故;
③平衡点A时,的转化率为,起始,,则:,
平衡常数;
(3)300℃时,反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,则反应Ⅲ的。此时浓度商,反应达到平衡,;
(4)A.从图像中可以看出,碳氢比固定时,电压超过一定范围后,CO2的转化率会出现小幅下降,说明反应电压并不是越高越好,A错误;
B.在合适的电压区间内,提高原料气中H2的占比,对应碳氢比降低,此时CO2转化率上升,由此可推测增大H2比例有利于消除积碳,提升催化剂的活性,B正确;
C.催化剂只能够改变反应速率,不会影响平衡,因此无法提高CO2的平衡转化率,C错误;
D.根据图像可知,当碳氢比为时,合适电压下CO2转化率可达90%以上,D正确。
故本题选BD。
【分析】(1)由平衡常数随温度变化可得, 反应Ⅰ, 则 反应Ⅲ,反应Ⅱ;
(2)恒温恒压条件下,容器体积是变量,气体密度是变量,密度不变说明达到平衡状态,正逆反应速率相等时反应达平衡;
(3)计算相同温度下Q和平衡常数K,比较大小,Q=K,;
(4)由图可知,电压不是越高越好,催化剂不能提高二氧化碳平衡转化率。
(1)①由盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ,故。由表格可知,随温度升高而增大,说明反应Ⅰ为吸热反应,;随温度升高而减小,说明反应Ⅱ为放热反应,。因此;反应Ⅱ的,,根据,在低温下,反应可自发进行;
(2)①A.不满足速率比等于化学计量数比,不能说明达到平衡,A不符合题意;
B.起始与的物质的量之比为,反应中二者的变化量之比为,故物质的量之比始终为,不能判断平衡,B 不符合题意;
C.键断裂速率与 键断裂速率相等,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,C 符合题意;
D.的体积分数保持不变,说明各组分浓度不再变化,反应达到平衡,D 符合题意;
E.容积可变的密闭容器中,混合气体的密度,不变,随反应进行而变化,不变时说明反应达到平衡,E符合题意;
F.混合气体的平均分子质量,不变,随反应进行而变化,不变时说明反应达到平衡,F符合题意。
故选CDEF;
②反应Ⅲ为放热反应,温度升高, 的平衡转化率降低。由图可知,相同压强下,时的转化率高于,故;
③平衡点A时,的转化率为,起始,,则:,
平衡常数;
(3)300℃时,反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,则反应Ⅲ的。此时浓度商,反应达到平衡,;
(4)A.由图可知,当比一定时,电压过高时的转化率略有下降,并非越高越好,A不符合题意;
B.在合适的电压范围内,增大的比例(即比减小),的转化率提高,可能有利于消除积碳,提高催化剂的活性,B符合题意;
C.催化剂只能改变反应速率,不能提高的平衡转化率,C不符合题意;
D.由图可知,当比为时,的转化率可达到90%以上,D符合题意。
故选BD。
1 / 1浙江省台州市台州六校联盟2025-2026学年高二上学期11月期中化学试题
1.下列属于含非极性键的强电解质的是
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】化学键;强电解质和弱电解质
【解析】【解答】A. 过氧化氢属于共价化合物,在水溶液中只能发生部分电离,是弱电解质,虽然分子内存在O-O非极性键,但不满足强电解质的条件,因此A错误;
B. 硫酸钡属于离子化合物,在熔融状态下能够完全电离,是强电解质,其中含有的化学键为离子键与S-O极性键,结构中不存在非极性键,因此B错误;
C. 醋酸铵属于离子化合物,是完全电离的强电解质,同时分子结构中含有C-C非极性键,满足题目的全部要求,因此C正确;
D. 乙二酸属于共价化合物,在水溶液中只能部分电离,是弱电解质,虽然分子中含有C-C非极性键,但不满足强电解质的条件,因此D错误;
综上,答案选C。
【分析】强电解质包括强酸、强碱和大多数盐,非极性键由相同元素之间形成。
2.下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是
A.合成氨工业需要铁触媒作为催化剂
B.在糖果制作过程中添加着色剂
C.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎
D.牛奶在冰箱里保存
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.合成氨工业生产中,会使用铁触媒作为反应的催化剂,催化剂能够改变化学反应的速率,因此该操作与反应速率调控有关,A项不符合题意;
B.在糖果制作过程中添加着色剂,作用仅仅是改变糖果的外观颜色,并不会对反应速率产生影响,因此该操作与反应速率调控无关,B项符合题意;
C.高炉炼铁之前,将铁矿石进行粉碎处理,可以增大反应物的接触面积,能够加快炼铁反应的速率,因此该操作与反应速率调控有关,C项不符合题意;
D.将牛奶放在冰箱中保存,通过降低环境温度可以减慢食物变质反应的速率,延长牛奶的保质期,因此该操作与反应速率调控有关,D项不符合题意;
综上,答案选B。
【分析】反应速率影响因素有温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等。
3.下列过程中能量转化的主要形式为热能转化为化学能的是
A.盐酸与碳酸氢钠的反应 B.镁条与盐酸的反应
C.氢气与氯气的化合反应 D.铝热反应
【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;化学能与热能的相互转化
【解析】【解答】A.盐酸和碳酸氢钠会发生反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,该反应属于吸热反应,反应过程中热能转化为化学能,因此A的描述正确;
B.镁和盐酸的反应属于放热反应,过程中是化学能转化为热能,因此B的描述错误;
C.氢气和氯气的化合反应属于放热反应,过程中是化学能转化为热能,因此C的描述错误;
D.铝热反应属于放热反应,过程中是化学能转化为热能,因此D的描述错误;
综上,答案选A。
【分析】盐酸和碳酸氢钠反应为吸热反应,热能转化为化学能,金属和酸反应、氢气和氯气反应、铝热反应是放热反应,化学能转化为热能。
4.下列溶液因水解显碱性的是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
【答案】C
【知识点】盐类水解的原理;盐类水解的应用
【解析】【解答】A、属于弱碱,在水溶液中是自身电离产生,从而让溶液显碱性,并非水解导致,A不符合题意;
B、是由强酸和强碱反应生成的盐(强酸强碱盐 )。、都不会与水电离出的或结合,不发生水解,溶液中和浓度相等,呈中性,B不符合题意;
C、是强碱与弱酸形成的盐(强碱弱酸盐 )。会结合水电离出的,发生反应 ,生成,导致溶液中浓度大于浓度,因水解显碱性,C符合题意;
D、是强酸与弱碱形成的盐(强酸弱碱盐 )。会结合水电离出的,发生反应 ,生成,使溶液中浓度大于浓度,因水解显酸性,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】判断溶液因水解显碱性,需依据物质类别(弱碱、强酸强碱盐、强碱弱酸盐、强酸弱碱盐 ),分析离子行为(电离或水解 )对溶液酸碱性的影响:弱碱靠电离出显碱性;强酸强碱盐不水解,溶液中性;强碱弱酸盐弱酸根离子水解结合,使过剩显碱性;强酸弱碱盐弱碱阳离子水解结合,使过剩显酸性 。
A.弱碱溶液的酸碱性由电离决定。
B.强酸强碱盐不水解,溶液呈中性。
C.强碱弱酸盐的弱酸根离子水解使溶液显碱性。
D.强酸弱碱盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性。
5.下列说法与相关方程式书写均正确的是
A.水溶液显酸性:
B.水溶液显碱性:
C.溶于水的电离方程式:
D.HClO溶液显酸性:
【答案】A
【知识点】盐类水解的原理;电离方程式的书写
【解析】【解答】A.多元弱碱的阳离子水解分步书写时,一般可合并为一步完成,硫酸铜水溶液中,铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子,最终溶液呈酸性,A正确;
B.硫离子作为多元弱酸根,水解需要分步进行,第一步水解生成硫氢根离子和氢氧根,第二步硫氢根离子继续水解生成硫化氢和氢氧根,两步水解共同使溶液显碱性,题干中给出的水解方程式错误,B错误;
C.亚硫酸氢钠是强电解质,溶于水后会完全电离为钠离子和亚硫酸氢根离子,电离方程式应该用等号而非可逆号,C错误;
D.次氯酸是弱电解质,在水溶液中只能部分电离出氢离子和次氯酸根离子,电离方程式为,原书写错误,D错误;
综上,答案选A。
【分析】A.铜离子水解方程式为: ;
B.硫离子水解一步生成HS-;
C.亚硫酸氢钠电离方程式中亚硫酸氢根步拆开;
D.次氯酸为弱酸,用可逆号。
6.下列说法中有明显错误的是
A.升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
B.发生化学反应的碰撞都是有效碰撞
C.干冰升华这一过程中,
D. , ;
【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;焓变和熵变;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.升高温度后,分子的平均能量升高,能够提高活化分子占总分子的百分数,同时单位体积内的活化分子数目也会增加,因此反应速率会增大,A正确;
B.分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞,但只要发生了化学反应,对应的碰撞一定是有效碰撞,B正确;
C.干冰升华的过程对应变化为,体系混乱度增大,熵增加,因此,C正确;
D.气态硫S(g)自身的能量高于固态硫S(s),因此S(g)燃烧时放出的热量比S(s)燃烧更多;放热反应的ΔH为负值,放出的热量越多,ΔH的数值越小,因此,D错误;
故选D。
【分析】升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大;气态硫单质和氧气反应放出热量更多,对应焓变更小。
7.亚硝酸(HNO2)的下列性质中,不能证明它是弱电解质的是
A.把pH=2的亚硝酸溶液稀释100倍后pH=3.5
B.0.1mol/L的亚硝酸溶液的pH约为2
C.NaNO2溶液能使酚酞试液变红
D.100mL1mol/L的亚硝酸溶液恰好与100mL1mol/L的NaOH溶液完全反应
【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A、pH=2 的强酸稀释 100 倍后 pH 应为 4,亚硝酸稀释 100 倍后 pH=3.5,pH 变化偏小,说明稀释过程中亚硝酸继续电离,存在电离平衡,可证明亚硝酸是弱电解质,A 正确;
B、0.1mol/L 的一元强酸溶液 pH=1,该亚硝酸溶液 pH≈2,说明溶液中氢离子浓度小于酸的浓度,亚硝酸没有完全电离,可证明亚硝酸是弱电解质,B 正确;
C、溶液可使酚酞试液变红,说明发生水解,证明为弱酸,属于弱电解质,C 正确;
D、等体积、等物质的量浓度的亚硝酸与 NaOH 恰好完全中和,仅能证明亚硝酸是一元酸,强酸、弱酸都可以发生该中和反应,无法证明亚硝酸部分电离,不能证明它是弱电解质,D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
稀释 pH 变化:强酸稀释,氢离子浓度按稀释倍数同步下降;弱酸稀释,电离平衡正向移动,氢离子下降幅度更小,pH 变化更小;
同浓度 pH 对比:相同浓度一元酸,弱酸的氢离子浓度更低,pH 更大;
盐类水解:强碱弱酸盐溶液显碱性,可反推对应的酸为弱酸;
酸碱中和反应:等物质的量一元酸与一元碱恰好中和,只反映酸中可电离氢原子数目,和酸的电离程度无关。
8.下列装置及设计能达到实验目的的是
A.装置①比较与的水解程度
B.装置②:酸碱中和滴定
C.装置③依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
D.装置④:加热蒸发溶液制备晶体
【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素;盐类水解的应用;中和滴定;制备实验方案的设计;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A、物质的量浓度相同的和溶液,,说明结合能力更强(水解程度大),能用装置①比较水解程度,A正确;
B、图中是酸式滴定管(玻璃活塞),溶液显碱性,会腐蚀玻璃活塞,应使用碱式滴定管(橡胶管),装置②不能用于“酸碱中和滴定”(盛放溶液错误),B错误;
C、装置③中浓度不同(颜色不同),且右侧过量(不会褪色),无法通过“褪色快慢”比较浓度对反应速率的影响(因初始颜色、是否完全反应干扰判断),C错误;
D、溶液中存在水解:,加热促进水解,且挥发,最终得到(或分解为),不能制备晶体(应在氛围中蒸发),D错误;
故答案为:A。
【分析】判断装置能否达到实验目的,需结合实验原理(水解程度比较、滴定管使用、反应速率影响因素、盐类水解应用),分析装置设计与实验目的的匹配性。
A.利用相同浓度的和溶液的差异,比较与的水解程度。
B.判断滴定管类型与盛放溶液的匹配性(酸式、碱式滴定管的适用范围)。
C.分析高锰酸钾浓度不同对“褪色快慢判断浓度影响”的干扰(颜色差异、过量问题)。
D.考虑水解及加热对水解的促进作用(生成而非晶体)。
9.催化剂a和b均能催化反应。反应进程(如图)中,Q为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是
A.无论使用a或b,总反应都包括4个基元反应
B.反应达平衡时,降低温度,的浓度减小
C.使用a时,反应过程中Q所能达到的最高浓度更大
D.使用b时,反应达到平衡时所需时间更短
【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.从图中可以看出,催化剂a和催化剂b对应的能量变化曲线都存在四个峰值,说明使用两种催化剂时,总反应都可以拆分为4个基元反应,因此A选项说法正确;
B.由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该总反应为放热反应;反应达到平衡后降低温度,平衡会向放热的正反应方向移动,生成物M的浓度会减小,因此B选项说法正确;
C.反应速率由活化能决定:活化能越大,反应速率越慢,活化能越小,反应速率越快。结合图像可知,使用催化剂a时,反应的前两步活化能更小,反应速率更快,第三步活化能最大,反应速率最慢,因此生成的中间产物Q来不及很快发生下一步反应,更容易在反应过程中积累,因此Q能达到的最高浓度比使用催化剂b时更大,C选项说法正确;
D.总反应的反应速率由活化能最大的决速步骤决定,从图中可以看出,使用催化剂a时,决速步骤的活化能比使用催化剂b时决速步骤的活化能更小,因此使用催化剂a时总反应速率更快,反应达到平衡需要的时间更短,因此D选项说法错误;
综上,答案选D。
【分析】A.由反应进程图,总反应有4个基元反应;
B.反应放热,降低温度,平衡正向移动,M减少;
C.a催化剂对应活化能小,反应速率快,Q能达到浓度大;
D.b催化剂对应活化能大,反应速率小,达平衡需要时间长。
10.下列说法正确的是
A.①0.1mol/L 溶液;②0.1mol/L NaOH溶液;水电离的:①<②
B.将pH=3的硫酸与pH=3的醋酸等体积混合后溶液的pH=3
C.用广泛pH试纸测得某浓度的NaClO溶液pH=10
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,所测得的pH一定偏小
【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;测定溶液pH的方法
【解析】【解答】A.醋酸属于弱酸,氢氧化钠属于强碱。在0.1mol/L溶液中,小于0.1mol/L NaOH溶液中的c(OH-)。酸或碱对水的电离都会起到抑制作用,溶液中电离出的氢离子或氢氧根离子浓度越大,对水的电离的抑制作用就越强;因此两溶液中由水电离出的满足:①>②,因此A选项错误。
B.将pH=3的硫酸和pH=3的醋酸等体积混合,在混合完成的瞬间,溶液中c(H+)不发生变化,而c()和c(CH3COO-)都变为原来的二分之一。此时计算醋酸的电离浓度商可得Q=,浓度商等于醋酸的电离平衡常数,因此醋酸的电离平衡不发生移动,混合后溶液的pH仍然为3,因此B选项正确。
C.NaClO具有漂白性,能够漂白广泛pH试纸,因此无法通过广泛pH试纸测得NaClO溶液的pH,故C选项错误;
D.规范测定溶液pH的操作是:使用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液,滴在干燥的pH试纸上,待显色后和标准比色卡对比读数。若将待测液滴在湿润的pH试纸上,待测液会被稀释,给测量结果带来误差:若待测液本身呈碱性,稀释后溶液中氢氧根离子浓度降低,测得的pH会偏小;若待测液本身呈酸性,稀释后溶液中氢离子浓度降低,测得的pH会偏大;只有待测液本身为中性溶液时,稀释后溶液pH不变,测量结果才不受影响,因此该操作是错误的,故D选项错误。
综上,本题选B。
【分析】A.醋酸部分电离,氢氧化钠完全电离,相同浓度时,氢氧化钠对水电离抑制程度更大,水的电离程度小;
B.等pH的酸等体积混合pH不变;
C.次氯酸钠具有漂白性,不能用试纸测pH;
D. 润湿pH试纸对中性溶液无影响。
11.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
B.将饱和的溶液滴入沸腾的蒸馏水中有利于胶体的形成
C.牙膏中添加氟化物可以起到预防龋齿的作用
D.合成氨一般选择进行,铁触媒的活性最大,原料气平衡转化率高
【答案】D
【知识点】化学平衡移动原理;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.氯气与水发生反应 Cl2+H2O H++Cl-+HClO, 若使用排饱和食盐水的方法收集氯气,饱和食盐水中氯离子浓度较大,会使上述平衡逆向移动,降低氯气的溶解度,减少氯气的溶解损耗,该现象可以用勒夏特列原理解释,因此A不符合题意;
B.氯化铁溶液中存在三价铁离子的水解平衡:,水解反应是吸热反应,沸水温度更高,能够促进水解平衡正向移动,有利于生成更多氢氧化铁胶体,该过程可以用勒夏特列原理解释,因此B不符合题意;
C.使用含氟牙膏预防龋齿的原理是,氟离子可与羟基磷灰石建立如下平衡:。使用含氟牙膏会增大的浓度,根据勒夏特列原理,平衡会向生成更难溶于酸的氟磷灰石的方向移动,转化得到更耐酸的氟磷灰石从而预防龋齿,该过程符合勒夏特列原理,因此C不符合题意;
D.工业合成氨的反应是放热反应,从平衡移动的角度分析,升高温度会使平衡逆向移动,不利于氨气的合成。工业生产选择400~500℃的反应温度,主要是为了保证该温度下催化剂的活性达到最高,同时加快反应速率,该选择不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
【分析】勒夏特列原理解释可逆反应的平衡移动,合成氨反应为放热反应,高温原料转化率低,选择400~500℃是此条件下催化剂活性大。
12.肼(N2H4)碱性燃料电池的原理示意图如图所示,电池总反应为:N2H4+O2=N2+2H2O。下列说法错误的是
A.电极b发生还原反应
B.电流由电极a流出经用电器流入电极b
C.物质Y是NaOH溶液
D.电极a的电极反应式为N2H4 + 4OH--4e-=N2↑ + 4H2O
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.该燃料电池中,通入氧气的电极b是正极,氧气在正极得到电子,发生还原反应,因此A选项正确;
B.该电池中a是负极,b是正极,电流的流向是从正极b出发,经过外电路的用电器流向负极a,因此B选项错误;
C.b电极反应会生成氢氧根离子,溶液中的钠离子会通过阳离子交换膜迁移到右侧,因此得到的Y溶液是NaOH溶液,C选项正确;
D.a电极上肼失去电子,发生氧化反应,对应的电极反应式为,因此D选项正确;
综上,本题选B。
【分析】在该燃料电池里,通入燃料肼的电极是负极,通入氧气的电极是正极,由于该电池的电解质溶液为碱性,因此负极的反应方程式为 N2H4+4OH--4e-═N2↑+4H2O, 正极的反应方程式为 O2+2H2O+4e-=4OH-,我们结合这两个电极反应就可以对问题进行分析解答。
13.工厂的氨氯废水可用电化学催化氧化法加以处理,其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图:
下列说法中,不正确的是
A.过程④中有极性键形成
B.催化剂可以降低该反应的活化能
C.过程①②均有键断裂,键断裂时需要吸收能量
D.该催化氧化法的总反应为:
【答案】A
【知识点】化学键;共价键的形成及共价键的主要类型;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A.从反应过程图中可以看出,过程④中N原子结合生成N2,形成的三键是同种原子形成的共价键,属于非极性键,因此A选项说法错误,符合题意;
B.催化剂会参与反应的中间过程,能够改变反应的途径,降低反应所需的活化能,因此B选项说法正确;
C.从反应历程可知,过程①和过程②都存在N—H键的断裂,化学键断裂过程需要吸收能量,因此C选项说法正确;
D.结合反应物和最终生成物可以推得,该氨催化氧化生成氮气的总反应为,因此D选项说法正确;
综上,答案选A。
【分析】从图中可以得到,在该电极表面,过程①是转化为,过程②是转化为,过程③是转化为N,过程④是多个N结合生成。该电极总反应为,反应中被氧化,发生氧化反应。该原电池的另一极需要氧化剂发生还原反应,按照原料容易获取、生产成本低、满足绿色化学生产要求的角度,选择空气中的作为氧化剂最为合适。
14.和的能量关系如下图所示(M=Ca、Mg)
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.ΔH2对应过程是碳酸根离解为氧离子和二氧化碳,该过程只涉及碳酸根的变化,和碳酸盐中的阳离子无关,因此,A错误;
B.ΔH1对应过程是断裂碳酸盐中的离子键,使碳酸盐离解为金属阳离子和碳酸根,钙离子半径大于镁离子,因此碳酸镁中离子键更强,断裂离子键需要吸收更多能量,焓变为正值,故,B正确;
C.根据盖斯定律,结合图中的反应路径可得总反应:, 因此C错误;
D.ΔH3对应过程是氧化物离解为金属阳离子和氧离子,该过程断裂离子键需要吸热,焓变为正值;钙离子半径大于镁离子,氧化镁的离子键强于CaO,断裂氧化镁离子键需要吸收更多能量,因此,D错误;
故答案选B。
【分析】本题结合碳酸盐分解的反应路径,考查反应热与化学键键能的关系、盖斯定律的应用,需要根据离子半径大小分析键能和焓变的大小关系。
15.常温下,向 二元弱酸溶液中逐滴加入溶液,的物质的量分数[已知]。随pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.b曲线代表的物质的量分数随pH的变化
B.时,
C.N点时,,溶液中不存在分子
D.M点时,溶液中微粒浓度的大小关系为:
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据前面的分析可知,曲线b表示的是的物质的量分数随pH的变化关系,因此A选项错误;
B.当pH=2.73时,根据物料守恒,的总量始终不变,但随着NaOH溶液不断滴入,溶液总体积逐渐增大,因此所有含A微粒的总浓度会逐渐减小,所以,B选项错误;
C.从图像中可以得到,N点对应pH=4.2,此时,但在溶液中会发生水解反应,因此溶液中一定会存在分子,C选项错误;
D.M点pH=1.1时, ,加入溶液后,溶液体积增大,含微粒的总浓度减小,则,,从而得出溶液中微粒浓度的大小关系为 ,D正确;
故选D。
【分析】向 H2 A 溶液中逐滴加入 溶液的过程中, 会先和 反应转化为 ,继续滴加 会进一步反应转化为 ;因此随着反应进行,H2 A 的物质的量分数逐渐降低, 先增大后减小, 逐渐升高,对应曲线可知:a为 的物质的量分数变化曲线,b为 的物质的量分数变化曲线,c为 的物质的量分数变化曲线。
16.下列实验事实与相关的解释或结论均正确的是
选项 实验事实 解释或结论
A 常温下,测定等体积醋酸的pH大于盐酸 证明醋酸是弱电解质
B 用硫酸和氢氧化钡稀溶液可以准确测定中和热 硫酸和氢氧化钡分别是强酸和强碱
C 将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热后置于冷水中,溶液由黄色变为绿色 (蓝色)(黄色),说明上述反应的
D 向溶液滴加稀硫酸酸化,再滴加KSCN溶液,溶液变成红色 已变质
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;二价铁离子和三价铁离子的检验;中和热的测定;比较弱酸的相对强弱的实验
【解析】【解答】A.由于盐酸和醋酸的浓度没有给出,无法仅通过溶液pH的大小判断醋酸是否为弱电解质,A错误;
B.硫酸与氢氧化钡反应除了生成水外,还会生成硫酸钡沉淀,沉淀生成过程也会伴随热效应,会干扰中和热的测定结果,B错误;
C.对于反应(蓝色)(黄色),将加热后的体系放入冷水中降温后,溶液由黄色变为绿色,说明降温后平衡向逆反应方向移动,由此可知正反应为吸热反应,即,C正确;
D.在酸性条件下,Fe2+会被氧化为Fe3+ ,再滴加KSCN溶液,溶液变成红色,故不能充分说明是原试样变质,D错误;
故选C。
【分析】A.醋酸和盐酸浓度未知,无法判断;
B.中和热测定用盐酸和氢氧化钠;
C.由溶液颜色变化知,降温平衡逆向移动,可得焓变;
D.酸性条件下,硝酸根具有氧化性,无法确定硝酸亚铁已变质。
17.按要求完成下列问题:
(1)电解液态水制备1mol,电解反应的 ,请写出表示氢气燃烧热的热化学方程式   。
(2)实验表明,液氨也能像水那样进行自耦电离(),写出液氨自耦电离的方程式   。
(3)溶液可通过调节pH改变颜色,请用离子方程式表示其原因:   。
(4)可以合成尿素,尿素能缓慢与发生非氧化还原反应释放出和另外一种常见气体,该反应的化学方程式为   。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】燃烧热;氨的性质及用途;铵盐
【解析】【解答】(1)电解液态水制备, 该电解反应的焓变,由此可以写出电解水的热化学方程式为: 。燃烧热定义为1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,将上述热化学方程式逆写,且各物质的系数除以2,即可得到表示氢气燃烧热的热化学方程式: 。
(2)水的电离是两个水分子发生自电离,一个水分子结合质子生成水合氢离子 H3 O+ ,另一个水分子失去质子生成氢氧根OH ,电离方程式为 。液氨存在和水类似的自电离,按照水的电离规律类比,可以推知液氨的电离方程式为 。
(3)在 溶液中存在平衡:(橙红色)+(黄色)+,因此我们可以通过调节溶液的pH,使平衡发生移动,改变两种离子的浓度,从而改变溶液的颜色。
(4)尿素可以和水缓慢发生非氧化还原反应,反应释放出 同时生成另一种常见气体。该反应为非氧化还原反应,反应中各元素化合价不发生变化,尿素中C元素为+4价,因此另一种气体中C元素化合价也为+4价,对应气体为CO2,该反应的化学方程式为:。
【分析】(1)燃烧热指的是1mol可燃物燃烧生成指定物质时放出的热量;
(2)对比水的电离,液氨电离方程式为 ;
(3)由平衡(橙红色)+(黄色)+分析;
(4)由题意判断气体为二氧化碳,方程式为。
(1)电解液态水制备,电解反应的,即有热化学方程式: ,故表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
(2)液氨中存在类似水的电离( ),据此推知液氨的电离方程式为 。
(3)已知 溶液中存在: (橙红色)+ (黄色)+ ,故可通过调节pH改变溶液颜色。
(4)尿素能缓慢与发生非氧化还原反应释放出和另外一种常见气体,另一种气体中C元素化合价应为+4价,该气体为二氧化碳: 。
18.已知常温下四种弱酸的电离常数如下表,回答下列问题:
酸 HClO HCN HCOOH
电离常数
(1)上述四种酸中酸性最弱的酸的电离方程式为   。
(2)下列方法可以增大溶液的电离程度的是___________。
A.加热 B.加入少量甲酸钠固体
C.滴加几滴浓NaOH溶液 D.加入盐酸
(3)向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为   。
(4)常温下,溶液中   。
(5)常温下,某和的混合溶液的,则   。
【答案】(1)
(2)A;C
(3)
(4)
(5)0.47
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离方程式的书写;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)根据题意,酸性由大到小的顺序为:,四种酸中酸性最弱的酸的电离方程式为。
故答案为: ;
(2)已知甲酸的电离方程式为:,若想增大HCOOH溶液的电离程度,则需要电离平衡正向移动;
A.弱酸的电离为吸热过程,因此加热可以促进电离平衡正移,A正确;
B.加入少量甲酸钠固体,则增大,电离平衡逆向移动,B错误;
C.滴加几滴浓NaOH溶液,减小,电离平衡正移,C正确;
D.加入盐酸,增大,电离平衡逆移,D错误;
故答案为:AC。
(3)根据题意,酸性,则对应离子的碱性:,因此,向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为。
故答案为: ;
(4)已知HClO的电离方程式为:,假设中有发生电离,则=4.0×10-8,解得a=,故。
故答案为: ;
(5)根据的,已知和的混合溶液的,则,将其代入表达式,则得到。
故答案为: 0.47 。
【分析】(1)比较电离常数,越小酸性越弱,写其电离方程式(弱电解质用“” )。
(2)电离平衡,使平衡正向移动的操作:加热(吸热促进 )、消耗(加碱 );加或会抑制电离。
(3)比较酸性( ),少量与反应生成,写离子方程式。
(4)用电离常数,因电离程度小,,近似计算得。
(5)用的,代入的,求比值。
(1)根据题意,酸性由大到小的顺序为:,四种酸中酸性最弱的酸的电离方程式为。
(2)已知甲酸的电离方程式为:,若想增大HCOOH溶液的电离程度,则需要电离平衡正向移动;
A.弱酸的电离为吸热过程,因此加热可以促进电离平衡正移,A正确;
B.加入少量甲酸钠固体,则增大,电离平衡逆向移动,B错误;
C.滴加几滴浓NaOH溶液,减小,电离平衡正移,C正确;
D.加入盐酸,增大,电离平衡逆移,D错误;
故选AC。
(3)根据题意,酸性,则对应离子的碱性:,因此,向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为。
(4)已知HClO的电离方程式为:,假设中有发生电离,则=4.0×10-8,解得a=,故。
(5)根据的,已知和的混合溶液的,则,将其代入表达式,则得到。
19.铅酸蓄电池(如图)的电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉而使用广泛。
(1)写出电池使用过程中的正极电极反应方程式:   。
使用后的废旧铅酸蓄电池需要回收,废旧电池的铅膏中主要含有、PbO和Pb,还有少量、以及Fe、Al的盐或氧化物等,通过如图流程回收铅。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题:
(2)在“脱硫”中转化反应的离子方程式为   。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(),还要加入。
①能被氧化的离子是   ;
②也能使转化为,的作用是   。
(4)“酸浸”后溶液的pH应控制在   (填范围),滤渣的主要成分是   (填化学式)。
【答案】;;;还原剂;或4.6~7.2;和
【知识点】电极反应和电池反应方程式;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)铅蓄电池中,Pb作原电池的负极,PbO2作正极,硫酸作为电解质溶液,因此正极的电极反应方程式为。
(2)根据两种物质的溶度积数值,可以转化为更难溶的,该转化反应的离子方程式为。
(3)①过氧化氢具有氧化性,酸浸后溶液中的亚铁离子具有还原性,亚铁离子会被过氧化氢氧化为铁离子。
②还可以使转化为,该过程中铅元素的化合价从+4价降低到+2价,PbO2为氧化剂,因此过氧化氢在该反应中作还原剂。
(4)调节酸浸后溶液的pH,目的是让溶液中的Fe3+和Al3+转化为氢氧化物沉淀除去,同时保证Pb2+不沉淀,因此需要将溶液pH控制在4.6≤pH<7.2(即4.6~7.2),析出的沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3。
【分析】铅膏的主要成分是、PbO和Pb,还混有少量,以及Fe、Al元素的盐或氧化物杂质。流程第一步是向铅膏中加入碳酸钠溶液脱硫,该步骤中硫酸铅会转化为碳酸铅,之后进行过滤操作;接下来向过滤得到的固体中加入醋酸和过氧化氢完成酸浸,在这个过程中过氧化氢可以将酸浸产生的亚铁离子氧化为铁离子;之后调节酸浸后溶液的pH,使铁离子、铝离子转化为氢氧化物沉淀,因此过滤后得到的滤渣主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝;再向过滤所得的滤液中加入氢氧化钠溶液沉铅,得到氢氧化铅沉淀,此时滤液中残留的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅经过后续处理最终得到PbO,可根据以上流程分析解答相关问题。
20.工业废水中常含有一定量氧化性较强的,利用滴定原理测定含量方法如下:
步骤Ⅰ:量取30.00mL废水于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ:加入过量的碘化钾溶液充分反应:
步骤Ⅲ:向锥形瓶中滴入几滴指示剂。用滴定管量取0.1000mol·L-1溶液进行滴定,数据记录如下:()
滴定次数 溶液起始读数/mL 溶液终点读数/mL
第一次 1.02 19.03
第二次 2.00 19.99
第三次 0.20 a
(1)步骤Ⅰ量取30.00mL废水选择的仪器是   。
(2)步骤Ⅲ中滴加的指示剂为   。滴定达到终点的实验现象是   。
(3)步骤Ⅲ中a的读数如图所示,则
①   。
②的含量为   g·L-1。
(4)以下操作会造成废水中含量测定值偏高的是   。
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D.滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡
E.量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗
【答案】(1)酸式滴定管
(2)淀粉溶液;溶液刚好从蓝色变为无色,且30s内不变色
(3)18.20;2.16g·L-1
(4)CE
【知识点】指示剂;中和滴定;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】(1)根据题干信息, 氧化性较强,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此量取废水需要选用酸式滴定管;
(2)滴定反应涉及碘单质,应当选用淀粉溶液作为指示剂;滴定达到终点时,碘单质被还原剂完全消耗,因此溶液会刚好由蓝色变为无色,且半分钟(30s)内不恢复原来的颜色,即保持无色不变。
(3)①根据图示,滴定管“0”刻度在上,且精确到0.01mL,a值为18.20;②从表格数据可知,三次实验消耗0.1000 mol L-1Na2S2O3标准溶液的体积平均值为18.00mL,根据和,可得关系式:~3I2~6Na2S2O3,n()=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×18.00×10-3L=3×10-4mol,的含量为:= 2.16g L-1;
(4)我们可以根据滴定误差分析公式 ,结合操作对V(标准)的影响判断误差:
A.滴定终点读数时俯视滴定管刻度,会使读取的标准液体积V(标准)偏小,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏低,因此A错误;
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后,不需要用待测液润洗,该操作不会改变锥形瓶中待测溶质的总量,因此对消耗的标准液体积V(标准)没有影响,测得的待测液浓度无误差,因此B错误;
C.滴定到终点读数时,滴定管尖嘴处悬挂了一滴溶液,这部分溶液已经从滴定管流出,会使读取的\V(标准)偏大,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏高,因此C正确;
D.滴定完成后滴定管尖嘴处留有气泡,会使读取的标准液体积V(标准)偏小,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏低,因此D错误;
E.量取 标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤,未用标准液润洗,滴定管内壁残留的蒸馏水会稀释标准液,使标准液浓度降低,滴定过程中消耗的标准液体积V(标准)偏大,代入公式可得,测得的待测液浓度V(待测)偏高,因此E正确;
综上,答案选CE。
【分析】(1)用酸式滴定管准确量取废水;
(2)用淀粉作指示剂,看碘单质是否反应完全;
(3)反应式为~3I2~6Na2S2O3,代入计算;
(4)由计算公式,分析误差。
(1)根据信息,氧化性较强,量取废水应用酸式滴定管;
(2)滴定碘单质应选用淀粉溶液作指示剂;滴定达到终点时碘单质刚好被消耗,所以溶液刚好从蓝色变为无色,且30s内不变色;
(3)①根据图示,滴定管“0”刻度在上,且精确到0.01mL,a值为18.20;②从表格数据可知,三次实验消耗0.1000 mol L-1Na2S2O3标准溶液的体积平均值为18.00mL,根据和,可得关系式:~3I2~6Na2S2O3,n()=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×18.00×10-3L=3×10-4mol,的含量为:= 2.16g L-1;
(4)A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=分析,测定c(待测)偏低,故A错误;
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,对V(标准)无影响,根据c(待测)=分析,测定c(待测)无影响,B错误;
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=分析,测定c(待测)偏高,C正确;
D.滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=分析,测定c(待测)偏低,D错误;
E.量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)分析,测定c(待测)偏高,E正确;
故选CE;
21.随着天然气在世界能源结构比例增大,煤间接气化制备天然气是当前研究热点,其核心工艺是CO和的甲烷化反应,目前研究人员主要寻找高催化活性的催化剂,同时着力解决产生的积碳对催化剂活性的影响,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
其对应的平衡常数分别为,其中随温度变化如下表所示:
250℃ 300℃ 350℃
0.01 0.05 0.1
2 0.2 0.05
回答下列问题:
(1)   (填“>”、“<”或“=”),反应Ⅱ自发进行的条件是   。
(2)往容积可变的密闭容器中通入1 mol和4 mol,在一定条件下发生反应Ⅲ,测得的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。
①能说明上述反应已达到平衡状态的是   (选填字母)。
A.
B.与的物质的量之比保持不变
C.键、键断裂速率相等
D.的体积分数保持不变
E.混合气体的密度保持不变
F.混合气体的平均分子质量保持不变
②据图可知,   (填“>”、“<”或“=”)。
③若反应达到平衡点A,此时容器的体积为2 L,则该温度下反应Ⅲ的平衡常数   。
(3)300℃时,往容积固定的10 L密闭容器中通入4 mol、10 mol、4 mol和1 mol发生反应Ⅲ,此时   填“>”“<”或“=”)。
(4)某研究小组研究了不同电压(电压影响催化剂活性)、不同C/H比对反应Ⅲ的影响如图所示(控制其他条件相同),下列说法正确的是___________。
A.当C/H比一定时,电压越高,的转化率越高
B.在合适的电压范围内,增大的比例可能有利于消除积碳,提高催化剂的活性
C.当电压一定时,选择合适的催化剂可以提高的平衡转化率
D.为使的转化率达到90%,C/H比应控制在为宜
【答案】(1)<;低温自发
(2)CDEF;<;0.25
(3)=
(4)B;D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)①根据盖斯定律,总反应Ⅲ可由反应Ⅰ与反应Ⅱ相加得到,因此。结合表格数据分析:平衡常数 随温度升高而增大,说明升高温度反应Ⅰ正向移动,因此反应Ⅰ是吸热反应,可得;而平衡常数 随温度升高而减小,说明升高温度反应Ⅱ逆向移动,因此反应Ⅱ是放热反应,可得。由此可以推出。
对于反应Ⅱ,已知,且该反应为气体分子数减少的反应,因此熵变。根据反应自发进行的判据,只有温度较低时,才能满足,因此反应Ⅱ在低温下可自发进行。
(2)①A. 关系 不满足正逆反应速率之比等于化学计量数之比,无法说明反应达到平衡状态,A不符合要求;
B. 反应起始时与 的物质的量之比为 ,反应过程中二者消耗的物质的量之比也等于化学计量数之比 ,因此反应进行的任意阶段二者物质的量之比始终为 ,不能据此判断反应达到平衡,B不符合要求;
C. 断裂 键是正反应过程,断裂 键是逆反应过程,当二者断裂速率相等时,说明正反应速率和逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C符合要求;
D. 当 的体积分数保持不变时,说明体系中各组分的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,D符合要求;
E. 该反应在容积可变的密闭容器中进行,混合气体的密度满足 ,由于反应前后气体总质量m始终不变,容器容积V会随着反应进行发生改变,因此密度不变时,说明V不再变化,各物质的量不再改变,反应达到平衡,E符合要求;
F. 混合气体的平均摩尔质量满足 ,反应前后气体总质量m不变,气体总物质的量n会随着反应进行发生改变,因此平均摩尔质量M不变时,说明n不再变化,反应达到平衡,F符合要求。
综上,本题选CDEF。
②反应Ⅲ为放热反应,温度升高, 的平衡转化率降低。由图可知,相同压强下,时的转化率高于,故;
③平衡点A时,的转化率为,起始,,则:,
平衡常数;
(3)300℃时,反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,则反应Ⅲ的。此时浓度商,反应达到平衡,;
(4)A.从图像中可以看出,碳氢比固定时,电压超过一定范围后,CO2的转化率会出现小幅下降,说明反应电压并不是越高越好,A错误;
B.在合适的电压区间内,提高原料气中H2的占比,对应碳氢比降低,此时CO2转化率上升,由此可推测增大H2比例有利于消除积碳,提升催化剂的活性,B正确;
C.催化剂只能够改变反应速率,不会影响平衡,因此无法提高CO2的平衡转化率,C错误;
D.根据图像可知,当碳氢比为时,合适电压下CO2转化率可达90%以上,D正确。
故本题选BD。
【分析】(1)由平衡常数随温度变化可得, 反应Ⅰ, 则 反应Ⅲ,反应Ⅱ;
(2)恒温恒压条件下,容器体积是变量,气体密度是变量,密度不变说明达到平衡状态,正逆反应速率相等时反应达平衡;
(3)计算相同温度下Q和平衡常数K,比较大小,Q=K,;
(4)由图可知,电压不是越高越好,催化剂不能提高二氧化碳平衡转化率。
(1)①由盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ,故。由表格可知,随温度升高而增大,说明反应Ⅰ为吸热反应,;随温度升高而减小,说明反应Ⅱ为放热反应,。因此;反应Ⅱ的,,根据,在低温下,反应可自发进行;
(2)①A.不满足速率比等于化学计量数比,不能说明达到平衡,A不符合题意;
B.起始与的物质的量之比为,反应中二者的变化量之比为,故物质的量之比始终为,不能判断平衡,B 不符合题意;
C.键断裂速率与 键断裂速率相等,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,C 符合题意;
D.的体积分数保持不变,说明各组分浓度不再变化,反应达到平衡,D 符合题意;
E.容积可变的密闭容器中,混合气体的密度,不变,随反应进行而变化,不变时说明反应达到平衡,E符合题意;
F.混合气体的平均分子质量,不变,随反应进行而变化,不变时说明反应达到平衡,F符合题意。
故选CDEF;
②反应Ⅲ为放热反应,温度升高, 的平衡转化率降低。由图可知,相同压强下,时的转化率高于,故;
③平衡点A时,的转化率为,起始,,则:,
平衡常数;
(3)300℃时,反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,则反应Ⅲ的。此时浓度商,反应达到平衡,;
(4)A.由图可知,当比一定时,电压过高时的转化率略有下降,并非越高越好,A不符合题意;
B.在合适的电压范围内,增大的比例(即比减小),的转化率提高,可能有利于消除积碳,提高催化剂的活性,B符合题意;
C.催化剂只能改变反应速率,不能提高的平衡转化率,C不符合题意;
D.由图可知,当比为时,的转化率可达到90%以上,D符合题意。
故选BD。
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