
1.下表中關(guān)于物質(zhì)的分類組合,完全正確的是
選項(xiàng)
強(qiáng)電解質(zhì)
弱電解質(zhì)
非電解質(zhì)
A
NaCl
C2H5OH
鹽酸
B
HNO3
CaCO3
H2O
C
KMnO4
NH3·H2O
CO2
D
NaOH
BaSO4
Al
【答案】C
【解析】
【詳解】A.NaCl在水溶液中完全電離,是強(qiáng)電解質(zhì);C2H5OH在水溶液中以分子形式存在,自身不能電離,是非電解質(zhì);鹽酸是HCl的水溶液,屬于混合物,既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);故A錯(cuò)誤;
B.HNO3在水溶液中完全電離,是強(qiáng)電解質(zhì);CaCO3溶于水的部分能夠完全電離,是強(qiáng)電解質(zhì);H2O部分發(fā)生電離,是弱電解質(zhì);故B錯(cuò)誤;
C.KMnO4在水溶液中完全電離,是強(qiáng)電解質(zhì);NH3·H2O在水溶液中部分電離,是弱電解質(zhì);CO2自身不能電離,是非電解質(zhì);故C正確;
D.NaOH在水溶液中能夠完全電離,是強(qiáng)電解質(zhì);BaSO4溶于水的部分完全電離,是強(qiáng)電解質(zhì);Al是單質(zhì),既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);故D錯(cuò)誤。
故選C。
【點(diǎn)睛】BaSO4、CaCO3難溶于水,導(dǎo)電性差,是由于它們的溶解度太小,測不出(或難測)其水溶液的導(dǎo)電性,但它們?nèi)芙獾牟糠质峭耆婋x的,所以它們是強(qiáng)電解質(zhì),判斷強(qiáng)弱電解質(zhì)的方法就是看在水溶液中是否能夠完全電離:完全電離的是強(qiáng)電解質(zhì),部分電離的是弱電解質(zhì)。
2.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是
A. 化學(xué)平衡常數(shù) K
B. 水的離子積 Kw
C. 化學(xué)反應(yīng)速率
D. 醋酸的電離平衡常數(shù) Ka
【答案】A
【解析】
【詳解】A.若正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)減小,若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大,故A正確;
B.水的電離過程是吸熱過程,升高溫度電離程度增大,水的離子積增大,故B錯(cuò)誤
C.升溫,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率增大,故C錯(cuò)誤;
D.弱電解質(zhì)的電離是吸熱過程,升高溫度促進(jìn)弱電解質(zhì)的電離,電離平衡常數(shù)增大,故D錯(cuò)誤。
故選A。
3.下列說法正確的是
A. 所有氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池
B. 泡沫滅火器中的原料通常是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液
C. 向Fe上鍍Cu,應(yīng)將粗銅與電源正極相連
D. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法,在鐵電極區(qū)滴加KSCN溶液用于檢驗(yàn)電化學(xué)保護(hù)效果
【答案】B
【解析】
【詳解】A.原電池的反應(yīng)必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng),從理論上來講,任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計(jì)成原電池,故A錯(cuò)誤;
B.泡沫滅火器(成分為Al2(SO4)3、NaHCO3溶液)的滅火原理是利用鋁離子和碳酸氫根離子雙水解反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w和氫氧化鋁沉淀,故B正確;
C.電鍍時(shí),應(yīng)以鍍層金屬作陽極,待鍍金屬作陰極,粗銅中含有雜質(zhì),所以向Fe上鍍Cu,應(yīng)將純銅與電源正極相連,故C錯(cuò)誤;
D.KSCN溶液用于檢驗(yàn)Fe3+,而證犧牲陽極的陰極保護(hù)法,在鐵電極區(qū)產(chǎn)生的是Fe2+,滴加KSCN溶液達(dá)不到檢驗(yàn)效果,故D錯(cuò)誤。
故選B。
4.下列操作會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差的是
A. 測定中和熱的實(shí)驗(yàn)中,所使用的NaOH的物質(zhì)的量稍大于HCl
B. 測定中和熱的實(shí)驗(yàn)中,分多次將NaOH倒入盛HCl的小燒杯中
C. 酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)中,用蒸餾水洗凈酸式滴定管后,再用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗
D. 酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)中,用堿式滴定管取10.00 mL NaOH溶液放入潔凈錐形瓶中,再加少量的蒸餾水進(jìn)行滴定
【答案】B
【解析】
【詳解】A.測定中和熱實(shí)驗(yàn)中,若所使用的稀NaOH溶液的物質(zhì)的量稍大于稀鹽酸,保證鹽酸完全反應(yīng),則所測得的中和熱數(shù)值不變,故A錯(cuò)誤;
B.將NaOH溶液分多次倒入盛有鹽酸的燒杯中,會(huì)使熱量損失,造成中和熱測量數(shù)值偏小,故B正確;
C.酸堿中和滴定的操作中,酸式滴定管和堿式滴定管在滴定前一定要洗滌,洗滌時(shí),先用蒸餾水洗,再用標(biāo)準(zhǔn)液或待測液潤洗,對滴定結(jié)果無影響,故C錯(cuò)誤;
用堿式滴定管取10.00 mLNaOH溶液放入潔凈錐形瓶中,再加少量的蒸餾水,對NaOH的物質(zhì)的量沒有影響,對滴定結(jié)果無影響,故D錯(cuò)誤。
故選B。
5.下列說法或表示方法中正確的是
A. 已知 2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) △H = a kJ/mol、2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △H = b kJ/mol,則a > b
B. 甲烷的燃燒熱為 890 kJ/mol,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為 CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H = - 890 kJ/mol
C. 已知 P(s,白磷) = P(s,紅磷) △H < 0,則白磷比紅磷穩(wěn)定
D. 已知 HCl(aq) + NaOH(aq) = Na Cl(aq) + H2O(l) △H = - 57.3 kJ/mol,則含 40.0 g NaOH 的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出小于 57.3 kJ 的熱量
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)蓋斯定律,將兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減,前者減后者得到新的熱化學(xué)方程式:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),△H =a-bkJ/mol。該反應(yīng)是CO的燃燒反應(yīng),一定是放熱反應(yīng),所以△H =a-bkJ/mol B—
D
常溫下,等體積pH均為2的HA和HB兩種酸分別與足量Zn反應(yīng),HA放出的H2多
證明HB是強(qiáng)酸
【答案】B
【解析】
【詳解】A.NaClO溶液會(huì)發(fā)生水解生成氫氧化鈉與次氯酸,氫氧化鈉溶液使pH試紙變藍(lán),HClO具有漂白性,把pH試紙漂白,最終無法測定NaClO溶液的pH值,因此不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔄錯(cuò)誤;
B.配制氯化亞鐵溶液時(shí),常加入一些稀鹽酸和鐵,稀鹽酸的目的是防止亞鐵離子水解,加入鐵是防止亞鐵離子被氧化成鐵離子,故B正確;
C.兩種鹽溶液雖為飽和溶液,但是兩種鹽溶液的濃度不一定相同,無法比較兩種鹽溶液水解能力的大小,故C錯(cuò)誤;
D.pH=2的HA和HB兩種酸,如果酸越弱,該酸的濃度越大,由題給信息可以看出HA放出的H2多,說明HA的酸性比HB的酸性弱,但是HB不一定是強(qiáng)酸,故D錯(cuò)誤。
故選B。
8.一定條件下,在恒容密閉容器中,能表示反應(yīng)X(s)+2Y(g)2Z(g)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的
①容器中氣體的密度不再發(fā)生變化 ②Y的濃度不再發(fā)生變化
③容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 ④單位時(shí)間內(nèi)生成2mol Z,同時(shí)消耗2mol Y
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】A
【解析】
【分析】
反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化,可由此進(jìn)行判斷。
【詳解】①,在反應(yīng)過程中混合氣體的總質(zhì)量不斷增大,容器的體積不變,所以密度不斷增大,所以當(dāng)混合氣體的密度不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故①正確;
②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化,所以能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故②正確;
③該反應(yīng)的反應(yīng)前后氣體體積不變,反應(yīng)前后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,所以壓強(qiáng)始終不再變化,所以不能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故③錯(cuò)誤;
④當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol Z,同時(shí)消耗2n mol Y,都表示正反應(yīng)速率,所以不能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故④錯(cuò)誤。
故選A。
【點(diǎn)睛】平衡狀態(tài)的判斷方法:正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變的狀態(tài)。
9.反應(yīng)mA(s)+nB(g) eC(g)+fD(g),△H=Q ,反應(yīng)過程中,當(dāng)其它條件不變時(shí),C的百分含量(C%)與溫度(T)和壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖,下列敘述正確的是
A. 達(dá)到平衡后,若升溫,平衡正移
B. 化學(xué)方程式中m+n>e+f
C. 到平衡后,加入催化劑該反應(yīng)△H減小
D. 達(dá)到平衡后,充入一定量C,平衡常數(shù)不變
【答案】D
【解析】
【詳解】A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),達(dá)到平衡后,若升溫,平衡左移,故A錯(cuò)誤;
B.壓強(qiáng)增大,C的百分含量增大,說明平衡正向進(jìn)行,正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),n>e+f,故B錯(cuò)誤;
C.催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)的△H,故C錯(cuò)誤;
D.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,達(dá)到平衡后,充入一定量C,溫度沒有改變,平衡常數(shù)不變,故D正確。
故選D。
【點(diǎn)睛】通常認(rèn)為化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大,放熱反應(yīng)則相反。
10.硝酸汞和碘化鉀溶液混合后會(huì)生成紅色的碘化汞沉淀,為了探究硝酸汞和碘化鉀溶液之間能否發(fā)生氧化還原反應(yīng),研究人員設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置,結(jié)果電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),下列分析不正確的是
A. 如圖裝置的電流方向是從C2到C1
B. C1附近加入淀粉變藍(lán),C2析出固體
C. 可用飽和KI溶液—瓊脂填充鹽橋增強(qiáng)導(dǎo)電性
D. 該裝置內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行
【答案】C
【解析】
【分析】
電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),說明有電流形成,證明形成了原電池反應(yīng),碘離子具有還原性,C1做負(fù)極,失電子生成碘單質(zhì),電極反應(yīng)為2I--2e-═I2;C2做正極,溶液中汞離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電流方向是從正極流向負(fù)極,據(jù)此答題。
【詳解】A.分析可知C1為負(fù)極,C2為正極,電流是從正極C2流向負(fù)極C1,故A正確;
B.碘離子具有還原性,C1做負(fù)極,失電子生成碘單質(zhì),電極反應(yīng)為2I--2e-═I2,加入淀粉變藍(lán);C2做正極,溶液中汞離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng),生成碘化亞汞,析出固體,故B正確;
C.飽和KI溶液—瓊脂鹽橋中的I-與Ag+、Hg2+發(fā)生反應(yīng),故不能使用,C錯(cuò)誤;
D.該裝置為原電池,原電池反應(yīng)都是自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng),故D正確。
故選C。
11.鋅-空氣燃料電池可用作電動(dòng)車電源,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,正向放電,逆向充電,總反應(yīng)為:Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH)42-,下列說法正確的是
A. 充電時(shí),電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動(dòng)
B. 充電時(shí),電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小
C. 放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Zn+4OH--2e-===Zn(OH) 42-
D. 可用鹽酸代替KOH作電解液
【答案】C
【解析】
【詳解】A.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.充電時(shí),總反應(yīng)為:2Zn(OH)42-Zn+O2+4OH-+2H2O,c(OH-)增大,故B錯(cuò)誤;
C.放電時(shí),Zn作負(fù)極,失去電子,電極反應(yīng)為Zn+4OH--2e-=Zn(OH) 42-,故C正確;
D.酸性條件下,放電時(shí)Zn與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣,充電時(shí)氫氣不能轉(zhuǎn)化為H+(充電時(shí),陽極上是溶液中的Cl-放電生成氯氣),故不能充電后繼續(xù)使用,所以不能用鹽酸代替KOH作電解液,故D錯(cuò)誤。
故選C。
12.對于平衡體系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔHAl3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+;②陽極:陰離子放電或電極放電,失電子能力強(qiáng)的先放電,若陽極是活潑金屬(金屬活動(dòng)順序表Ag以前),溶液中的陰離子一律不放電,而是電極材料失電子;若陽極是惰性(Pt、Au、石墨),則放電順序如下:S2->I->Br->Cl- >OH->含氧酸根離子。
15.利用反應(yīng)6NO2+8NH3=7N2+12H2O構(gòu)成電池的裝置如圖所示。此方法既能實(shí)現(xiàn)有效清除氮氧化物的排放,減輕環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能。下列說法正確的是
A. 電流從左側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向右側(cè)電極
B. 為使電池持續(xù)放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜
C. 電極A極反應(yīng)式為2NH3-6e-===N2+6H+
D. 當(dāng)有4.48 L NO2被處理時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8NA
【答案】B
【解析】
由反應(yīng)6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知,反應(yīng)中NO2為氧化劑,NH3為還原劑,則A為負(fù)極,B為正極。
A.B為正極,A為負(fù)極,電流由正極B經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極A,故A錯(cuò)誤;
B.正極反應(yīng)為6NO2+24e-+12H2O= 3N2+24OH-,負(fù)極反應(yīng)為2NH3-6e-+60H-=N2+3H2O,為使電池持續(xù)放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜,故B正確;
C.電解質(zhì)溶液呈堿性,則A為負(fù)極,電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+60H-=N2+3H2O,故C錯(cuò)誤;
D.沒有明確4.48 L NO2是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況下,故D錯(cuò)誤。
點(diǎn)睛:原電池中負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,陽離子移向正極、陰離子移向負(fù)極。
16.常溫下,Ka(HCOOH)>Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O),下列說法正確的是
A. 用相同濃度的NaOH溶液分別滴定等體積pH均為3的HCOOH和CH3COOH溶液至終點(diǎn),消耗NaOH溶液的體積相等
B. 濃度均為0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度之和:前者大于后者
C. 0.2 mol·L-1 HCOOH與0.1 mol·L-1 NaOH等體積混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D. 0.2 mol·L-1 CH3COONa與0.1 mol·L-1鹽酸等體積混合后的溶液中(pHc(Cl-)> c(CH3COO-)>c(H+)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.pH相同的HCOOH和CH3COOH,濃度:c(HCOOH)<c(CH3COOH),用相同濃度的NaOH溶液分別滴定等體積pH均為3的HCOOH和CH3COOH溶液至終點(diǎn)時(shí),酸的濃度越大,消耗的堿體積越大,pH、體積相同的HCOOH和CH3COOH,物質(zhì)的量前者小于后者,所以后者消耗的NaOH體積多,故A錯(cuò)誤;
B.電離平衡常數(shù)越大,其離子水解程度越小,根據(jù)電離平衡常數(shù)知,濃度相同時(shí)其離子的水解程度:CH3COO-=NH4+>HCOO-,任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒,所以得出c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)=0.1mol/L+c(H+)、c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)=0.1mol/L+c(OH-),水解程度NH4+>HCOO-,所以前者c(H+)大于后者c(OH-),所以濃度均為0.1 mol?L-1的 HCOONa和NH4Cl 溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度之和:前者大于后者,故B正確;
C.任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒和物料守恒,根據(jù)電荷守恒得c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),混合溶液中溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的HCOOH和HCOONa,甲酸電離程度大于水解程度,溶液顯酸性,所以c(HCOOH)<c(Na+),所以得c(HCOO-)+c(OH-)>c(HCOOH)+c(H+),故C錯(cuò)誤;
D.二者混合后溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的CH3COONa、CH3COOH和NaCl,混合溶液的pH<7,說明醋酸電離程度大于醋酸鈉水解程度,醋酸是弱酸,其電離程度較小,所以粒子濃度大小順序是c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+),故D錯(cuò)誤。
故選B。
17.自然界的礦物、巖石的成因和變化受多種條件的影響。地殼內(nèi)每加深1,壓強(qiáng)增大約25000~30000KPa,溫度升高25—30攝氏度。在地殼內(nèi)SiO2和HF存在以下平衡: SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g) + 148.9KJ
根據(jù)題意完成下列填空:
(1)該反應(yīng)的△H________0,在地殼深處容易有____________氣體逸出,已知此處溫度較高,則該反應(yīng)為 _____________反應(yīng)(填“自發(fā)”,“非自發(fā)”,“無法確定”)
(2)如果上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng)__________(填編號)。
A.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B.正逆反應(yīng)速率一定加快
C.平衡移動(dòng)過程為:正反應(yīng)速率先增大后減小
D.平衡移動(dòng)過程為:逆反應(yīng)速率先減小后增大
(3)如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡時(shí),下列成立的是_______ (填編號)。
a.2 v正(HF) = v逆(H2O) b. v (H2O) = 2v (SiF4)
c. SiO2的質(zhì)量保持不變 d.反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物
(4)若反應(yīng)容器容積為2.0L,反應(yīng)時(shí)間8.0min,容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12g/L,在這段時(shí)間內(nèi)HF的平均反應(yīng)速率為_____________。
【答案】 (1). < (2). SiF4和H2O (3). 非自發(fā) (4). AD (5). bc (6). 0.001mol·L-1·min-1
【解析】
【分析】
(1)該反應(yīng)為正反應(yīng)體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向右移動(dòng),有SiF4(g)和H2O(g)逸出;減小壓強(qiáng)有SiO2(s)沉淀析出;故在地殼深處容易有SiF4、H2O氣體逸出;
(2)化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)K值變大說明溫度降低平衡右移,溫度降低反應(yīng)速率減小,平衡右移逆反應(yīng)速率增大;
(3)達(dá)到平衡時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,用不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;
(4)根據(jù)v(HF)=?C/?t計(jì)算。
【詳解】(1)由SiO2(s)+4HF(g)?SiF4(g)+2H2O(g)+148.9kJ可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故△H<0;該反應(yīng)為正反應(yīng)體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向右移動(dòng),有SiF4(g)和H2O(g)逸出;減小壓強(qiáng)有SiO2(s)沉淀析出;故在地殼深處壓強(qiáng)很高,故容易有SiF4、H2O氣體逸出;在較高溫度下,ΔG=ΔH-TΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行;根據(jù)故答案為:<,SiF4、H2O,非自發(fā)。
(2)化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)K值變大,說明溫度降低平衡右移,溫度降低反應(yīng)速率減小,平衡右移過程中正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大,故A、D正確,故答案為:AD。
(3)達(dá)到平衡時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,用不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(H2O) =2v(SiF4),各物質(zhì)的量保持不變,但反應(yīng)仍在進(jìn)行,綜上所述,b,c正確,故答案為:bc。
(4)由容積為2.0L,反應(yīng)時(shí)間8.0min,容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12g/L,
則增加的質(zhì)量為2.0L×0.12g/L=0.24g,由反應(yīng)及元素守恒可知,每4molHF反應(yīng)氣體質(zhì)量增加28+16×2=60g,
設(shè)參加反應(yīng)的HF的物質(zhì)量為x,
SiO2(s)+4HF(g)?SiF4(g)+2H2O(g)△m
4mol 1mol 2mol 60g
x 0.24g
4mol / x =60g/0.24g,解得x=0.016mol,
v(HF)=?C/?t=0.016mol/2L×8.0min=0.0010mol/(L?min)
故答案為:0.0010mol/(L?min)。
18.CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+ CO2(g)2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵
C—H
C=O
H—H
CO(CO)
鍵能/kJ·mol?1
413
745
436
1075
則該反應(yīng)的ΔH=_________。分別在v L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______(填“A” 或“B ”)。
(2)CO2可以被NaOH溶液捕獲。
①若所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為_______(寫離子符號);若所得溶液c(HCO3?)∶c(CO32?)=2∶1,溶液pH=___________。(室溫下,H2CO3的K1=4×10?7;K2=5×10?11)
②當(dāng)2molCO2通入3molNaOH被吸收時(shí),溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母)________。
a.c(Na+)+c(H+)=c(CO32?)+c(HCO3-)+c(OH-)
b.c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32?)> c(OH-)>c(H+)
c.3c(Na+)=2[c(CO32?)+c(HCO3-) +c(H2CO3)]
(3)CO2輔助的CO—O2燃料電池,工作原理如圖所示,固體介質(zhì)中CO32— 可定向移動(dòng)。電池的負(fù)極反應(yīng)式:________________________________電池工作時(shí)需向某電極通入CO2以觸發(fā)反應(yīng),該電極為_____________(填“甲”或“乙”)
【答案】 (1). +120 KJ· mol-1 (2). B (3). CO32? (4). 10 (5). b (6). CO-2e- + CO32? = 2CO2 (7). 乙
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系可得ΔH=+120KJ mol-1;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng),加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體,恒壓條件下反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大,故容器B達(dá)到平衡時(shí)吸收的熱量多;
(2)由電離平衡常數(shù)的定義以及弱電解質(zhì)的電離、弱根離子的水解以及各離子之間的相互影響進(jìn)行分析;
(3)由題中所給示意圖以及負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)分析。
【詳解】(1)根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系可得,該反應(yīng)的ΔH=(413kJ·mol?1×4+745kJ·mol?1×2)-(1075kJ·mol?1×2+436kJ·mol?1×2)=+120KJ mol-1,反應(yīng)CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng),加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體,恒壓條件下反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大,故容器B達(dá)到平衡時(shí)吸收的熱量多,故答案為:+120KJ·mol-1,B。
(2)①K2=c(CO32-)c(H+)/c(HCO3-)=5×10?11,則c(H+)=K2c(HCO3-)/c(CO32-),當(dāng)c(HCO3?)=c(CO32?),c(H+)=5×10?11,pH在10.3,如果溶液pH=13,則c(HCO3?)<c(CO32?),所以該溶液中所得的陰離子為CO32?,K2=c(CO32-)c(H+)/c(HCO3-)=5×10?11,且所得溶液中c(HCO3?)∶c(CO32?)=2∶1,c(H+)=K2c(HCO3-)/c(CO32-)=5×10?11×2=1×10?10,pH=10,故答案為:CO32?,10。
②當(dāng)2molCO2通入3molNaOH被吸收時(shí),則發(fā)生反應(yīng):2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O,結(jié)合CO32-+H2O?HCO3-+OH-,HCO3-+H2O?H2CO3+OH-分析。
a.溶液呈電中性,溶液中陰、陽離子所帶電荷相等,所以c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),故a錯(cuò)誤;
b.n(CO32-)+n(HCO3-)+n(H2CO3)=2mol,n(Na+)=3mol,又存在①CO32-+H2O?HCO3-+OH-,②HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,水解程度①>②且水解程度都較小,則c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-),則有c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故b正確;
c.n(CO32-)+n(HCO3-)+n(H2CO3)=0.1mol,n(Na+)=0.15mol,根據(jù)物料守恒得,2C(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],故c錯(cuò)誤。
故答案為:b。
(3)由圖可知,在負(fù)極上CO與CO32?失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電極方程式為: CO-2e-+CO32?=2CO2,在電極乙上通入CO2以觸發(fā)反應(yīng),故答案為:CO-2e-+CO32?=2CO2,乙。
【點(diǎn)睛】關(guān)于離子濃度大小比較問題,在解題過程中,若看到選項(xiàng)中有“=”,則要考慮3個(gè)守恒關(guān)系:若守恒關(guān)系中只有離子,則考慮電荷守恒關(guān)系,若守恒關(guān)系中同時(shí)出現(xiàn)分子和離子,則考慮物料守恒和質(zhì)子守恒;若選項(xiàng)中離子濃度關(guān)系以“>”連接,則主要考慮弱電解質(zhì)的電離、弱根離子的水解以及各離子之間的相互影響等。
19.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
Ⅰ.探究反應(yīng)速率的影響因素 設(shè)計(jì)了如下的方案并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(忽略溶液混合體積變化)。限選試劑和儀器:0.20 mol·L - 1 H2C2O4溶液、0.010 mol·L -1KMnO4 溶液(酸性)、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽
(1)若上述實(shí)驗(yàn)②、③是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則 a 為______________;乙是實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量,則表格中“乙”應(yīng) 填寫__________________。
Ⅱ.測定 H2C2O4·xH2O 中 x 值 已知:M(H2C2O4)=90 g·mol-1 ① 稱取 1.260 g 純草酸晶體,將草酸制成 100.00 mL 水溶液為待測液; ② 取 25.00 mL 待測液放入錐形瓶中,再加入適量的稀 H2SO4; ③ 用濃度為 0.05 000 mol·L -1 的 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。
反應(yīng)原理為:5 H2C2O4 + 2 MnO4— + 6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O
(2)某學(xué)生的滴定方式(夾持部分略去)如下,最合理的是________(選填 a、b)。由圖可知消耗 KMnO4 溶液體積為________ mL。
(3)滴定終點(diǎn)錐形瓶內(nèi)現(xiàn)象為__________________________________________________。
(4)通過上述數(shù)據(jù),求得 x=______________。
(5)下列操作會(huì)造成所測x偏大的是____________(填字母)。
A.滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù)
B.錐形瓶用待測溶液潤洗
C.滴定前有氣泡,滴定后沒有氣泡
D.配制100mL待測溶液時(shí),有少量濺出
【答案】 (1). 1.0 (2). 溶液褪色的時(shí)間 (3). b (4). 20.00 (5). 滴最后一滴KMnO4,溶液由無色變?yōu)樽霞t色,且半分鐘不褪色 (6). 2 (7). AD
【解析】
【分析】
(1)當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時(shí),必須保持其他影響因素一致,通過比較實(shí)驗(yàn)①②的反應(yīng)條件可知,實(shí)驗(yàn)①②可探究溫度對反應(yīng)速率的影響;實(shí)驗(yàn)②③中的H2C2O4溶液的加入體積不同,故要探究H2C2O4溶液濃度不同對反應(yīng)速率的影響,但反應(yīng)體積溶液的總體積需相同,故應(yīng)加入蒸餾水來確保溶液的總體積均為6.0mL,要準(zhǔn)確描述反應(yīng)速率的快慢,必須準(zhǔn)確測得溶液褪色時(shí)間的長短;
(2)根據(jù)高錳酸鉀溶液呈酸性,應(yīng)選擇酸式滴定管;根據(jù)滴定管的結(jié)構(gòu)來解答;
(3)根據(jù)滴定終點(diǎn)時(shí)溶液顏色的變化分析;
(4)根據(jù)方程式5H2C2O4 + 2MnO4-+ 6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O進(jìn)行計(jì)算;
(5)根據(jù)c(待測)= c(標(biāo)準(zhǔn)) ×V(標(biāo)準(zhǔn))/ V(待測),分析不當(dāng)操作對V(標(biāo)準(zhǔn))的影響,以此判斷濃度的誤差。
【詳解】(1)當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時(shí),必須保持其他影響因素一致,通過比較實(shí)驗(yàn)①②的反應(yīng)條件可知,實(shí)驗(yàn)①②可探究溫度對反應(yīng)速率的影響;實(shí)驗(yàn)②③中的H2C2O4溶液的加入體積不同,故要探究H2C2O4溶液濃度不同對反應(yīng)速率的影響,但反應(yīng)體積溶液的總體積需相同,故應(yīng)加入蒸餾水來確保溶液的總體積均為6.0mL,則a的值為1.0;要準(zhǔn)確描述反應(yīng)速率的快慢,必須準(zhǔn)確測得溶液褪色時(shí)間的長短,故乙要測量的物理量是溶液褪色的時(shí)間(t溶液褪色時(shí)間/s);其他條件相同,故答案為:1.0;溶液褪色的時(shí)間。
(2)酸式滴定管盛放酸性溶液和氧化性物質(zhì),堿式滴定管只能盛放堿性溶液,高錳酸鉀溶液呈酸性,應(yīng)盛放在酸式滴定管中,即b正確,滴定前刻度為0.80ml,滴定后刻度是20.80ml,消耗高錳酸鉀的體積為(20.80-0.80)mL=20.00mL,故答案為:b,20.00。
(3)根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液為紫紅色,滴定終點(diǎn)時(shí),滴最后一滴KMnO4,溶液由無色變?yōu)樽霞t色,且半分鐘不褪色,故答案為:滴最后一滴KMnO4,溶液由無色變?yōu)樽霞t色,且半分鐘不褪色。
(4)5H2C2O4 + 2MnO4-+ 6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O
5 2
n=0.0025 0.05×0.02
m(H2C2O4)=0.0025mol×90g/mol=0.225g
m(H2C2O4·xH2O)=1.26g×25/100=0.315g
m(H2O)=0.315g-0.225g=0.09g
n(H2O)=0.09g/18g/mol=0.005mol ①
又因?yàn)閚(H2C2O4)=0.0025mol,根據(jù)元素守恒即n(H2C2O4·xH2O)=0.0025mol
n(H2O)=0.0025x ②
聯(lián)立①②得0.0025x=0.005,計(jì)算得出x=2
故答案為:2。
(5)A.滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù),讀數(shù)偏小,結(jié)果偏低,消耗高錳酸鉀體積減小,草酸的質(zhì)量減小,x偏大,故A正確;B.錐形瓶用待測溶液潤洗,消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增加,結(jié)果偏高,消耗高錳酸鉀體積增大,草酸的質(zhì)量增大,x偏小,故B錯(cuò)誤;C. 滴定前有氣泡,滴定后沒有氣泡,消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增加,結(jié)果偏高,消耗高錳酸鉀體積增大,草酸的質(zhì)量增大,x偏小,故C錯(cuò)誤;配制100mL待測溶液時(shí),有少量濺出,濃度偏低,消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積減少,結(jié)果偏低,消耗高錳酸鉀體積減小,草酸的質(zhì)量減小,x偏大,故D正確。
故答案為:AD。
20.甲醇作為基本的有機(jī)化工產(chǎn)品和環(huán)保動(dòng)力燃料具有廣闊的應(yīng)用前景,CO2加氫合成甲醇是合理利用CO2的有效途徑。由CO2制備甲醇過程可能涉及反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.19 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2
反應(yīng)Ⅲ:CO2(g)+3H2g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.58 kJ·mol-1
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3、則K3=__________(用K的代數(shù)式表示)
(2)在恒壓密閉容器中,充入一定量的 H2 和 CO2(假定僅發(fā)生反應(yīng)Ⅲ),實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)物在不同溫度下,反應(yīng)體系中 CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖 1 所示。
①比較 T1 與 T2 的大小關(guān)系:T1____________T2(填“<”、“=”或“>”)
②在 T1 和 p6 的條件下,往密閉容器中充入 3 mol H2 和 1 mol CO2,該反應(yīng)在第 5 min 時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)容器的體積為 1.8 L,則該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)為________。
a.若此條件下反應(yīng)至 3 min 時(shí)刻,改變條件并于 A 點(diǎn)處達(dá)到平衡,CH3OH 的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢如圖 2所示(3~4 min 的濃度變化未表示出來),則改變的條件為 __________,請用 H2 的濃度變化計(jì)算從4 min開始到 A點(diǎn)的反應(yīng)速率v(H2)= _________(保留兩位小數(shù))。
b.若溫度不變,壓強(qiáng)恒定在 p8 的條件下重新達(dá)到平衡時(shí),容器的體積變?yōu)開______L
【答案】 (1). K3=K1χK2 (2). < (3). 4/27 或0.148 (4). 減小壓強(qiáng) (5). 0.08 mol·L-1·min-1 (6). 8/15 或0.533
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義進(jìn)行分析;
(2)①由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此在壓強(qiáng)相等時(shí)溫度升高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低,所以根據(jù)圖像可知T1<T2;
②根據(jù)三段式進(jìn)行分析計(jì)算。
【詳解】(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義,反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)K1=[c(CO)c(H2O)]/[c(CO2)c(H2)],
反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡常數(shù)K2=[c(CH3OH)]/[c(CO)c2(H2)] ,反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)K3=
[c(CH3OH)c(H2O)]/[c(CO2)c3 (H2)],則K3=K1×K2,故答案為:K3=K1×K2。
(2)①由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此在壓強(qiáng)相等時(shí)溫度升高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低,所以根據(jù)圖像可知T1<T2,故答案為:
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