高中化學(xué)必修2 精品解析：黑龍江省大慶市鐵人中學(xué)20192020學(xué)年高一下學(xué)期期末考試化學(xué)試題新解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?鐵人中學(xué)2019級(jí)高一學(xué)年下學(xué)期期末考試
化學(xué)試題
試題說(shuō)明：
1.本試題滿(mǎn)分100分，答題時(shí)間90分鐘。
2.請(qǐng)將答案填寫(xiě)在答題卡上，考試結(jié)束后只交答題卡。
3.可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H-1 C-12 O-16 K-39 Mn-55
第Ⅰ卷選擇題部分
一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，每小題3分，共54分。)
1. 下列能源中，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染而且又廉價(jià)方便的是
A. 煤 B. 石油 C. 氫氣 D. 太陽(yáng)能
【答案】D
【解析】
【詳解】A．煤是一種有限的化石燃料，燃燒生成溫室氣體二氧化碳，同時(shí)能生成引起酸雨的二氧化硫氣體，故不選A；
B．石油是一種有限的化石燃料，燃燒生成溫室氣體二氧化碳，故不選B；
C．氫氣是清潔能源，但在制備和儲(chǔ)運(yùn)時(shí)需投入一定的經(jīng)濟(jì)成本，故不選C；
D．太陽(yáng)能不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染而且又廉價(jià)方便，故選D；
選D。
2. 下列化學(xué)用語(yǔ)或命名正確的是( )
A. 次氯酸的結(jié)構(gòu)式：H-Cl-O
B. 含有10個(gè)中子的氧原子的符號(hào)：
C. 的結(jié)構(gòu)示意圖：
D. 的電子式：
【答案】B
【解析】
【詳解】A. 次氯酸分子中含有1個(gè)H-O鍵和1個(gè)O-Cl鍵，其正確的結(jié)構(gòu)式為：H-O-Cl，故A錯(cuò)誤；
B. 氧原子的質(zhì)子數(shù)為8，含有10個(gè)中子的氧原子的質(zhì)量數(shù)為18，其表示方法為：，故B正確；
C. 為硫原子結(jié)構(gòu)示意圖，S2-的質(zhì)子數(shù)為16，核外電子數(shù)為18，各層電子數(shù)分別為2、8、8，硫離子正確的結(jié)構(gòu)示意圖為：，故C錯(cuò)誤；
D. 氯化銨是離子化合物，由氨根離子與氯離子構(gòu)成，其電子式為，故D錯(cuò)誤；
故選B。
3. 一定條件下：2NO2(g)?N2O4(g) △HY>Z D. 氫化物水溶液的酸性：Y>W
【答案】C
【解析】
【分析】
四種短周期主族元素，X原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則X為O元素，Z與X能形成Z2X2的淡黃色化合物，該淡黃色固體為Na2O2，則Z為Na元素；Y與W的最外層電子數(shù)相同，則Y為F元素，W為Cl元素，據(jù)此分析。
【詳解】A．同周期元素自左至右非金屬性增強(qiáng)，所以非金屬性：X>Y，故A錯(cuò)誤；
B．單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，簡(jiǎn)單離子的還原性越弱，O、F、Cl三種元素中F2的氧化性最強(qiáng)O2的氧化性最弱，故簡(jiǎn)單離子的還原性O(shè)2-＞Cl-＞F-，故B錯(cuò)誤；
C．電子層數(shù)越多簡(jiǎn)單離子半徑越大，相同結(jié)構(gòu)的離子，原子序數(shù)越大半徑越小，故四種元素中離子半徑從大到小的順序?yàn)镃l-＞O2-＞F-＞Na+，故C正確；
D．F元素的非金屬性強(qiáng)于Cl元素，則形成氫化物后F原子束縛H原子的能力強(qiáng)于Cl原子，在水溶液中HF不容易發(fā)生電離，故HCl的酸性強(qiáng)于HF，故D錯(cuò)誤；
故選C。
11. 在一絕熱（不與外界發(fā)生熱交換）的恒容容器中，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(s)C(g)+D(g)，下列描述中能表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
①容器內(nèi)溫度不變 ②混合氣體的密度不變 ③混合氣體的壓強(qiáng)不變 ④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 ⑤B 的質(zhì)量不變 ⑥容器內(nèi) C、D 兩種氣體的濃度相等
A. ①②④⑤⑥ B. ①②④⑤
C. ①②③④⑤ D. ①②⑤⑥
【答案】C
【解析】
【詳解】①該反應(yīng)中溫度是變量，當(dāng)容器內(nèi)溫度不變時(shí)，表明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故①符合題意；
②該反應(yīng)中混合氣體總質(zhì)量是變量、容器容積為定值，則混合氣體的密度是變量，混合氣體的密度不變，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，故②符合題意；
③容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明體系溫度不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故③符合題意；
④混合氣體總質(zhì)量為變量，混合氣體的物質(zhì)的量為定值，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為變量，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，表明達(dá)到平衡狀態(tài)，故④符合題意；
⑤該反應(yīng)中B的質(zhì)量是變量，當(dāng)B 的質(zhì)量不變時(shí)，表明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故⑤符合題意；
⑥由反應(yīng)2A(g)+B(s)C(g)+D(g)可知，C、D 兩種氣體的濃度始終相等，不能根據(jù)C、D 兩種氣體的濃度相等，判斷平衡狀態(tài)，故⑥不符合題意；
由上分析①②③④⑤符合題意，C正確；答案為C。
12. 一種由短周期主族元素組成的化合物(如圖所示)，具有良好的儲(chǔ)氫性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大、且總和為24。下列有關(guān)敘述正確的是

A. Y的最高化合價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸
B. W元素的金屬性大于Z
C. 該化合物中，W、X、Y之間均為離子鍵
D. X的氟化物XF3中原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
【答案】A
【解析】
【分析】
一種由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的儲(chǔ)氫性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，且總和為24，根據(jù)圖示，W能形成1個(gè)共價(jià)鍵，W為氫，Z為+1價(jià)陽(yáng)離子，Z為Na，Y為3價(jià)，Y為N，24-1-11-7=5，X為B元素。
【詳解】A．N的最高化合價(jià)氧化物的水化物為HNO3，HNO3是強(qiáng)酸，故A正確；
B．Z為Na元素、W為H元素，四種元素中鈉的金屬性最強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；
C．該化合物中，W、X、Y之間均為共價(jià)鍵，故C錯(cuò)誤；
D．BF3中F為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，B不是8電子結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤；
選A。
13. 在一密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2，壓強(qiáng)為p (Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+I2(g)?2HI(g) △H0，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是開(kāi)始時(shí)的84％。若加入某種催化劑后反應(yīng)的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

A. 由圖可知，加入催化劑之后，原反應(yīng)分成了兩步，第一步反應(yīng)較慢
B. 若40s后達(dá)到平衡，則用A表示該反應(yīng)的速率為0.01 mol·L-1·min-1
C. 達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)不變
D. 達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由圖可知，加入催化劑之后，原反應(yīng)分成了兩步，第一步活化能大，因此第一步反應(yīng)較慢，故A正確；
B．設(shè)平衡時(shí)Δn(A)=x，則Δn(B)=Δn(C)=x，所以平衡時(shí)n(A)=(2-x)mol，n(B)=(3-x)mol，n(C)=x mol，根據(jù)題意有=84%，解得x = 0.8mol，若40s后達(dá)到平衡，容器體積為2L，則用A表示該反應(yīng)的速率為v(A)= =0.01 mol·L-1·s-1，故B錯(cuò)誤；
C．溫度不變平衡常數(shù)不變，故C正確；
D．該反應(yīng)焓變大于0，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，故D正確；
綜上所述答案為B。
17. 汽車(chē)尾氣凈化器中發(fā)生的反應(yīng)為?2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。一定溫度下，在三個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:下列說(shuō)法正確是
容器
溫度(℃)
起始物質(zhì)的量(mol)
平衡物質(zhì)的量(mol)
NO
CO
N2
CO2
N2
CO2
I
400
0.2
0.2
0
0
?
0.12
II
400
0.4
0.4
0
0
?
?
III
300
0
0
0.1
0.2
0.075

A. 該反應(yīng)的△S＜0、△H＞0
B. 容器I中達(dá)到平衡所需時(shí)間2s，則v(N2)=0.06mol/(L·s)
C. 若起始時(shí)向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，開(kāi)始時(shí)v(正)＞v(逆)
D. 達(dá)到平衡時(shí)，體系中c(CO)關(guān)系: c(CO，容器Ⅱ)＞2 c(CO，容器Ⅰ)
【答案】C
【解析】
【詳解】A．反應(yīng)前的氣體系數(shù)之和大于反應(yīng)后氣體系數(shù)之和，此反應(yīng)屬于熵減，即△S＜0，反應(yīng)I中產(chǎn)生的N2的物質(zhì)的量為mol=0.06mol，對(duì)比反應(yīng)I和反應(yīng)III，降低溫度，N2的物質(zhì)的量升高，說(shuō)明降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H＜0，故A錯(cuò)誤；
B．容器I達(dá)到平衡N2的物質(zhì)的量為mol=0.06mol，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，v(N2)==0.03 mol/(L·s)，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)表格容器I數(shù)據(jù)列“三段式”：

根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式，K= =21，若起始時(shí)向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，此時(shí)的濃度商Qc==10＜21，說(shuō)明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＞v逆，故C正確；
D．反應(yīng)II相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上再通入0.2molNO和0.2molCO，此時(shí)假如平衡不移動(dòng)，c(CO，容器II)= 2c(CO，容器I)，增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此有c(CO，容器II)＜2c(CO，容器I)，故D錯(cuò)誤；
答案選C。
18. 我國(guó)科研人員研究了在Cu—ZnO—ZrO2催化劑上CO2加氫制甲醇過(guò)程中水的作用機(jī)理，其主反應(yīng)歷程如圖所示(H2→*H+*H)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 該反應(yīng)過(guò)程中，涉及了極性共價(jià)鍵的斷裂和生成
B. 帶*標(biāo)記的物質(zhì)是該反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物
C. 第④步的反應(yīng)式為*HO+*H→H2O
D. Cu—ZnO—ZrO2可提高甲醇的平衡產(chǎn)率
【答案】D
【解析】
【詳解】A．O=C=O和H-H反應(yīng)生成CH3OH和H-O-H，反應(yīng)過(guò)程中，有極性共價(jià)鍵的斷裂和生成，故A正確；
B．CO2和H2反應(yīng)的最終產(chǎn)物是CH3OH和H2O，所以帶*標(biāo)記的物質(zhì)是該反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物，故B正確；
C．根據(jù)圖示，第④步的反應(yīng)式為*HO+*H→H2O，故C正確；
D．Cu—ZnO—ZrO2是催化劑，催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能使平衡移動(dòng)，不能提高甲醇的平衡產(chǎn)率，故D錯(cuò)誤；
選D。
第Ⅱ卷非選擇題部分
二、非選擇題(共46分)
19. 按要求填空。
(1)前20號(hào)元素中氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是：_____(填化學(xué)式)。
(2)前20號(hào)元素中最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的堿為：_____(填寫(xiě)名稱(chēng))。
(3)第Ⅵ A族元素所形成的氫化物中沸點(diǎn)最高的是：____(填化學(xué)式)。
(4)短周期主族元素中原子半徑最大的元素是：_____(填寫(xiě)名稱(chēng))。
(5)Fe在元素周期表中位置：______。
(6)以下晶體，存在分子間作用力的共價(jià)化合物是_______(填序號(hào))。
①Ne晶體 ②NH4Cl晶體 ③CaCl2晶體 ④干冰 ⑤水晶
(7)下列能說(shuō)明氯元素原子得電子能力比硫元素原子得電子能力強(qiáng)的是_______(填序號(hào))。
① HCl的溶解度比H2S的大
② HCl的酸性比H2S的強(qiáng)
③ HCl的穩(wěn)定性比H2S的強(qiáng)
④ Cl2與鐵反應(yīng)生成FeCl3，而S與鐵反應(yīng)生成FeS
⑤ HClO4的酸性比H2SO4的強(qiáng)
⑥ Cl2能與H2S反應(yīng)生成S
【答案】 (1). HF (2). 氫氧化鉀 (3). H2O (4). 鈉 (5). 第四周期第Ⅷ族 (6). ④ (7). ③④⑤⑥
【解析】
【詳解】(1)前20號(hào)元素中，F(xiàn)元素的非金屬性最強(qiáng)，氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是HF；
(2)前20號(hào)元素中，金屬性最強(qiáng)的是K元素，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的堿為氫氧化鉀；
(3)第Ⅵ A族元素所形成的氫化物中，H2O分子間能形成氫鍵，所以沸點(diǎn)最高的是H2O；
(4)電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)越少半徑越大，短周期主族元素中原子半徑最大的元素是鈉；
(5)Fe是26號(hào)元素，在元素周期表中位置為第四周期第Ⅷ族；
(6)①Ne是單原子分子，不含化學(xué)鍵；②NH4Cl是離子晶體，沒(méi)有分子，不存在分子間作用力； ③CaCl2是離子晶體，沒(méi)有分子，不存在分子間作用力； ④干冰是固態(tài)二氧化碳，屬于共價(jià)化合物，存在分子間作用力； ⑤水晶是二氧化硅，屬于原子晶體，沒(méi)有分子，不存在分子間作用力；故選④；
(7)① 物質(zhì)的溶解性與元素得電子能力無(wú)關(guān)，不選①；
② 無(wú)氧酸的酸性與元素得電子能力無(wú)關(guān)，不選②；
③ 元素非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，HCl的穩(wěn)定性比H2S的強(qiáng)，說(shuō)明氯元素非金屬性大于硫元素，非金屬性越強(qiáng)越易得電子，選③；
④ Cl2與鐵反應(yīng)生成FeCl3，而S與鐵反應(yīng)生成FeS，氯氣氧化性大于S，說(shuō)明氯元素原子得電子能力比硫元素原子強(qiáng)，選④；
⑤ HClO4的酸性比H2SO4的強(qiáng)，說(shuō)明氯元素非金屬性大于硫元素，非金屬性越強(qiáng)越易得電子，選⑤；
⑥ Cl2能與H2S反應(yīng)生成S，氯氣氧化性大于S，說(shuō)明氯元素原子得電子能力比硫元素原子，選⑥；
故選③④⑤⑥。
20. 按要求回答下列問(wèn)題。
(1)如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______。

(2)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：
化學(xué)鍵
P—P
P—O
O=O
P=O
鍵能(kJ·mol－1)
198
360
498
x

已知1 mol白磷(P4)完全燃燒放熱為1194 kJ，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖所示，則表中x＝________ kJ·mol－1

(3)實(shí)驗(yàn)室用50 mL 0.50 mol·L－1鹽酸與50 mL某濃度的NaOH溶液在如圖所示裝置中反應(yīng)，通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。該裝置有兩處明顯的錯(cuò)誤，其中一處是缺少一種玻璃儀器，該儀器的名稱(chēng)為_(kāi)___________；用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值________(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)。

(4)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是：
①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
又知③H2O(g)=H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1
則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：_______。
(5)在密閉容器中，充入一定量的H2S氣體，發(fā)生熱分解反應(yīng)2H2S(g)?2H2(g) + S2(g)控制不同的溫度和壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖。圖中壓強(qiáng)關(guān)系P1、P2、P3由大到小的順序?yàn)開(kāi)_____，該反應(yīng)為_(kāi)___(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，若要進(jìn)一步提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率，除了改變溫度和壓強(qiáng)外，還可以采取的措施有_______。

【答案】 (1). NO2(g) +CO(g)=NO(g) +CO2(g) △H=－234kJ·mol-1 (2). 138 (3). 環(huán)形玻璃攪拌棒 (4). 偏小 (5). CH3OH(g) +3/2O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=－764.7kJ·mol-1 (6). P3>P2>P1 (7). 吸熱 (8). 移出產(chǎn)物H2或S2
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)圖示， NO2(g)和CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO是放熱反應(yīng)；
(2)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；
(3)測(cè)定中和熱需要攪拌溶液；氨水是弱電解質(zhì)，電離吸熱；
(4)根據(jù)蓋斯定律書(shū)寫(xiě)甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式；
(5) 增大壓強(qiáng)，2H2S(g)?2H2(g) + S2(g)逆向移動(dòng)，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率減??；升高溫度，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大；
【詳解】(1)根據(jù)圖示，1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO放出(368-134) kJ能量，NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是NO2(g) +CO(g)=NO(g) +CO2(g) △H=－234kJ·mol-1；
(2)白磷(P4)完全燃燒生成P4O10，反應(yīng)方程式是P4+5O2= P4O10，焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，則-1194=198×6+498×5－360×12－4x，x=138；
(3)測(cè)定中和熱需要攪拌溶液，缺少的儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒；氨水是弱電解質(zhì)，電離吸熱，用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值偏??；
(4)①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－1929 kJ·mol－1
③H2O(g)=H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1
根據(jù)蓋斯定律②×3-①×2+③×2得CH3OH(g) +3/2O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=－764.7kJ·mol-1；
(5) 增大壓強(qiáng)，2H2S(g)?2H2(g) + S2(g)逆向移動(dòng)，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率減小，所以P3>P2>P1；升高溫度，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若要進(jìn)一步提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率，除了改變溫度和壓強(qiáng)外，還可以移出產(chǎn)物H2或S2。
【點(diǎn)睛】本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素，明確反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)歷程無(wú)關(guān)，理解溫度、濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響。
21. 某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，探究如下：在25 ℃下，控制光照強(qiáng)度、廢水樣品、初始濃度和催化劑用量相同，調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，完成了以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表。
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
初始pH
廢水樣品體積/mL
草酸溶液體積/mL
蒸餾水體積/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
20
20

測(cè)得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。

(1)上述反應(yīng)后草酸被氧化為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。
(2)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明_____；實(shí)驗(yàn)①中O～t1時(shí)間段反應(yīng)速率v (Cr3＋)＝____mol·L－1·min－1(用代數(shù)式表示)。
(3)該課題組對(duì)鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè)。
請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三：
假設(shè)一：Fe2＋起催化作用；
假設(shè)二：______；
假設(shè)三：______；
(4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容?！境松鲜鰧?shí)驗(yàn)提供的試劑外，可供選擇的試劑有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中的Cr2O濃度可用儀器測(cè)定】
實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程)
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
_______
反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后，若溶液中c(Cr2O)_____實(shí)驗(yàn)①中的c(Cr2O)，則假設(shè)一成立；若兩溶液中的c(Cr2O)_______，則假設(shè)一不成立。

(5)草酸不僅能還原Cr2O，還能還原MnO。某同學(xué)為了測(cè)定某高錳酸鉀產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取0.500 g的高錳酸鉀產(chǎn)品，配成50.00 mL溶液，取出 10.00 mL，用 0.100 mol·L-1草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00 mL。則該樣品中高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)________。
【答案】 (1). CO2 (2). 溶液的pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響 (3). (4). Al3＋起催化作用 (5). 起催化作用 (6). 用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬，控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)①相同，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn) (7). 大于 (8). 相同 (9). 94.8%
【解析】
【詳解】(1)草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3+，草酸中碳元素化合價(jià)為+3價(jià)，被氧化為+4價(jià)，所以氧化產(chǎn)物為CO2；
(2)由實(shí)驗(yàn)①②表明溶液pH越小，反應(yīng)的速率越快，所以溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響；該反應(yīng)中Cr2O全部轉(zhuǎn)化為Cr3+，所以根據(jù)元素守恒可知v(Cr3+)=2v(Cr2O)== mol·L－1·min－1；
(3)根據(jù)鐵明礬[Al2Fe(SO4)4?24H2O]組成可知假設(shè)二、三可以Al3+起催化作用、起催化作用；
(4)控制變量法探究實(shí)驗(yàn)中要注意變量的唯一，所以驗(yàn)證假設(shè)一時(shí)，對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的變量應(yīng)只有Fe2+，所以需要控制Al3+和濃度比，因此不宜選用K2SO4和Al2(SO4)3，而用等物質(zhì)的量K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬，控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)①相同，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)；反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后，若溶液中c(Cr2O)大于實(shí)驗(yàn)①中的c(Cr2O)，則假設(shè)一成立；若兩溶液中的c(Cr2O)相同，則假設(shè)一不成立；
(5)草酸可以還原高錳酸鉀生成Mn2+，根據(jù)電子守恒可知有數(shù)量關(guān)系：n(H2C2O4)：n(KMnO4)=5:2；草酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積為15mL，所以10.00mL高錳酸鉀溶液中n(KMnO4)==0.0006mol，則樣品中n(KMnO4)=0.0006mol′5=0.003mol，所以高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=94.8%。
【點(diǎn)睛】第4小題設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意控制Al3+和濃度比，因此不宜選用K2SO4和Al2(SO4)3；第5小題計(jì)算時(shí)要注意滴定的高錳酸鉀溶液是配置的50.00mL溶液中的一部分。
22. 研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理，NOx之間的轉(zhuǎn)化對(duì)于消除環(huán)境污染具有重要意義。
(1)已知：N2O4(g)?2NO2(g)　ΔH＞0，將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為T(mén)1。
① 達(dá)到平衡后，再充入1 mol 的NO2，則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率_______(“增大”、“減小”或者“不變”)。
② t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p，N2O4氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp＝________(對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p為平衡總壓強(qiáng)，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(2)升高溫度，絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)(ΔH＜0)的速率卻隨溫度的升高而減小。某化學(xué)小組為研究特殊現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)原因，查閱資料知，NO氧化反應(yīng)：2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步：
Ⅰ.2NO(g)?N2O2(g) (快) v1正＝k1正c2(NO)　 v1逆＝k1逆c(N2O2)　ΔH1＜0
Ⅱ.N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g) (慢) v2正＝k2正c(N2O2)c(O2)　v2逆＝k2逆c2(NO2)　ΔH2＜0
①一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，寫(xiě)出此反應(yīng)的ΔH＝____(用ΔH1和ΔH2來(lái)表示)；寫(xiě)出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_____。
②決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
③在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體，保持其它條件不變，控制反應(yīng)溫度分別為T(mén)3和T4(T4＞T3)，測(cè)得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線(xiàn)如圖。轉(zhuǎn)化相同量的NO，在溫度________(填“T3”或“T4”)下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，試結(jié)合反應(yīng)歷程分析其原因______。

④由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到v2正～c(O2)的關(guān)系可用如圖表示。當(dāng)x點(diǎn)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為_(kāi)_____(填字母)。

【答案】 (1). 增大 (2). 36p/7 (3). ΔH1 + ΔH2 (4). (5). Ⅱ (6). T4 (7). ΔH1＜0，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)減??；濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響 (8). a
【解析】
【分析】
(1)①反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)，達(dá)到平衡后，再充入1 mol 的NO2，相當(dāng)于加壓；
② 利用“三段式”計(jì)算Kp；
(2)①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的ΔH；
②慢反應(yīng)決定總反應(yīng)速率；
③根據(jù)圖像，T4溫度下反應(yīng)速率慢；
④升高溫度，反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)，氧氣濃度增大，由③可知 v2正減慢；
【詳解】(1)①反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)，達(dá)到平衡后，再充入1 mol 的NO2，相當(dāng)于加壓，平衡逆向移動(dòng)，則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大；
②設(shè)N2O4的起始物質(zhì)的量是amol；

；
(2) ①Ⅰ．2NO(g)?N2O2(g) (快)
Ⅱ．N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g) (慢)
根據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ得2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g) ΔH==ΔH1 + ΔH2；反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡時(shí)， k1正c2(NO)= k1逆c(N2O2)，，反應(yīng)Ⅱ達(dá)到平衡時(shí)， k2正c(N2O2)c(O2)= ＝k2逆c2(NO2)，，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)= ；
②慢反應(yīng)決定總反應(yīng)速率，反應(yīng)Ⅱ慢，所以決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是Ⅱ；
③根據(jù)圖像，T4溫度下反應(yīng)速率慢，所以轉(zhuǎn)化相同量的NO，在溫度T4下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，原因是：ΔH1＜0，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)減小；濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響；
④升高溫度，反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)，氧氣濃度增大，由③可知，升高溫度v2正減慢，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為a。
【點(diǎn)睛】本題考查蓋斯定律、平衡常數(shù)計(jì)算、壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響，明確平衡移動(dòng)原理、熟悉平衡常數(shù)計(jì)算公式的解題關(guān)鍵，注意對(duì)平衡圖象讀圖能力的培養(yǎng)。

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