
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量;C 12 O 16 H 1 S 32
一、單項(xiàng)選擇題(共25小題;共50分)
1.垃圾分類并回收利用,可以節(jié)約自然資源,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。與廢棄礦泉水瓶對(duì)應(yīng)的垃圾分類標(biāo)志是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根據(jù)垃圾分類標(biāo)志的含義判斷。
【詳解】廢棄礦泉水瓶屬于可回收利用的垃圾。
本題選A。
2.在48mL0.1mol/LHNO3溶液中加入12mL0.4mol/LKOH溶液時(shí),所得到的溶液呈
A. 弱酸性 B. 強(qiáng)酸性 C. 堿性 D. 中性
【答案】D
【解析】
【詳解】48mL0.1mol/LHNO3溶液中HNO3物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.048L=0.0048mol,12mL0.4mol/LKOH溶液中KOH物質(zhì)的量為0.4mol/L×0.012L=0.0048mol,根據(jù)化學(xué)方程式HNO3+KOH=H2O+KNO3,兩者恰好完全反應(yīng)得到KNO3溶液,硝酸鉀是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,故所得到的溶液呈中性,答案選D。
3.工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H0,升高溫度平衡右移,水的離子積增大,A項(xiàng)正確;
B項(xiàng):氯化銨溶液中存在銨根的水解平衡NH4++H2ONH3·H2O+H+,鎂條與溶液中H+反應(yīng)生成氫氣,B項(xiàng)正確;
C項(xiàng):碳酸鈣濁液中存在沉淀溶解平衡CaCO3(s)Ca2++CO32-。加入稀鹽酸與CO32-反應(yīng)生成二氧化碳,使平衡右移,CaCO3溶解,C項(xiàng)正確;
D項(xiàng):鋅與少量硫酸銅反應(yīng)生成銅,銅、鋅與稀硫酸構(gòu)成原電池,增大鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率,與平衡移動(dòng)無(wú)關(guān),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
本題選D。
7.氯堿工業(yè)的原理示意圖如圖。下列說法正確的是
A. M為負(fù)極
B. 通電使氯化鈉發(fā)生電離
C. 出口c收集到的物質(zhì)是氯氣
D. 通電一段時(shí)間后,陰極區(qū)pH降低
【答案】C
【解析】
【分析】
飽和食鹽水從a口進(jìn)入,在出口變?yōu)橄∈雏}水,則可以推出Cl-在左側(cè)電極放電,則該電極為陽(yáng)極,所以M為電源的正極;同理,稀氫氧化鈉溶液從b口進(jìn)入,在出口變?yōu)闈鈿溲趸c溶液,說明OH-在右側(cè)電極生成,則該電極為陰極,所以N為電源的負(fù)極。
【詳解】A. 飽和食鹽水從a口進(jìn)入,在出口變?yōu)橄∈雏}水,則可以推出Cl-在左側(cè)電極放電,則該電極為陽(yáng)極,所以M為電源的正極,A錯(cuò)誤;
B. 氯化鈉在水中,本身在水的作用下發(fā)生電離,不需要通電,B錯(cuò)誤;
C. Cl-在左側(cè)放電,所以出口c收集的物質(zhì)是Cl2,C正確;
D. 右側(cè)電極為陰極,該處產(chǎn)生OH-,則通電一段時(shí)間后,OH-濃度增大,所以pH增大,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)為C。
【點(diǎn)睛】在不知道陰極、陽(yáng)極的情況下,需要將題目中的裝置圖仔細(xì)分析,從而判斷出陰極和陽(yáng)極。
8.下列過程表達(dá)式中,屬于電離方程式的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】A.是碳酸氫根離子的水解方程式,電離方程式為:,故A不符合;
B.一水合氨是弱電解質(zhì),電離成氨根離子和氫氧根離子,,故B符合;
C.是氨氣與強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式,故C不符合;
D.是碳酸氫根離子與氫氧根離子反應(yīng)的離子方程式,故D不符合;
故選B。
9.向純水中加入少量 固體,當(dāng)溫度不變時(shí),則該溶液中
A. 水電離出的 減小 B. 與 的乘積增大
C. 減小 D. 增大
【答案】A
【解析】
【分析】
是強(qiáng)電解質(zhì),在水中完全電離,產(chǎn)生氫離子。
【詳解】A.向純水中加入少量 固體,當(dāng)溫度不變時(shí),溶液中氫離子濃度增大,抑制水電離,則該溶液中水電離出的 減小,故A選;
B.當(dāng)溫度不變時(shí),Kw不變, 與 的乘積不變,故B不選;
C. 增大,故C不選;
D. 減小,故D不選;
故選A。
10.相同體積的pH =3的鹽酸溶液和醋酸溶液分別跟足量的鎂完全反應(yīng),下列說法正確的是
A. 醋酸溶液產(chǎn)生較多的氫氣 B. 鹽酸溶液產(chǎn)生較多的氫氣
C. 兩者產(chǎn)生等量的氫氣 D. 無(wú)法比較兩者產(chǎn)生氫氣的量
【答案】A
【解析】
【詳解】pH=3的鹽酸中c(H+)=10-3mol/L,因鹽酸是強(qiáng)酸,完全電離,故鹽酸中HCl濃度為10-3mol/L,pH=3的醋酸溶液中c(H+)=10-3mol/L,但醋酸是弱酸,部分電離,故醋酸濃度大于10-3mol/L。根據(jù)溶質(zhì)物質(zhì)的量n=V·c,相同體積的鹽酸和醋酸溶液中CH3COOH的物質(zhì)的量大于HCl的物質(zhì)的量,根據(jù)反應(yīng)方程式2HCl+Mg=MgCl2+H2↑,2CH3COOH+Mg=(CH3COO)2Mg+H2↑,所以醋酸溶液與足量鎂完全反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣比鹽酸與足量鎂完全反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣多,答案選A。
11.用標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液,下列操作不會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差的是( )
A. 用蒸餾水洗凈酸式滴定管后,裝入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸進(jìn)行滴定
B. 用蒸餾水洗凈錐形瓶后,再用NaOH溶液潤(rùn)洗,后裝入NaOH溶液進(jìn)行滴定
C. 用堿式滴定管取10.00 mL NaOH溶液放入用蒸餾水洗凈的錐形瓶中,再加入適量蒸餾水進(jìn)行滴定
D. 用酚酞作指示劑滴至紅色剛變無(wú)色時(shí)即停止加鹽酸
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 用蒸餾水洗凈滴定管后,必須再用標(biāo)準(zhǔn)液鹽酸潤(rùn)洗滴定管,避免滴定管內(nèi)的水分將標(biāo)準(zhǔn)液稀釋了,標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小,滴定時(shí)消耗體積增大,測(cè)定結(jié)果偏大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B. 用蒸餾水洗后的錐形瓶,不能再用待測(cè)液潤(rùn)洗,避免潤(rùn)洗后待測(cè)液物質(zhì)的量增加,測(cè)定結(jié)果偏大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C. 錐形瓶?jī)?nèi)多些蒸餾水不影響滴定結(jié)果,因?yàn)榇郎y(cè)液的物質(zhì)的量沒有變化,測(cè)定結(jié)果不會(huì)受到影響,C項(xiàng)正確;
D. 當(dāng)溶液由紅色剛變無(wú)色時(shí),不能立即讀數(shù),必須等到溶液顏色半分鐘不再變化,否則會(huì)影響測(cè)定結(jié)果,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選C。
12.配制FeCl3溶液時(shí),為防止出現(xiàn)渾濁,可向該溶液中加入少量( )
A. 鐵 B. 氯化鈉
C. 鹽酸 D. 氫氧化鈉
【答案】C
【解析】
【詳解】FeCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽,F(xiàn)e3++3H2OFe(OH)3+3H+,防止水解,在配制氯化鐵溶液時(shí),需加入少量的鹽酸,
故選C。
13.下列與鹽的水解有關(guān)的是
① 與 溶液可作焊接金屬中的除銹劑 ②用 與 兩種溶液可作泡沫滅火劑 ③草木灰與銨態(tài)氮肥不能混合施用 ④實(shí)驗(yàn)室盛放 溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞
A. ①②③ B. ②③④
C. ①④ D. ①②③④
【答案】D
【解析】
【詳解】①NH4Cl與ZnCl2溶液可作焊接金屬中的除銹劑,是因?yàn)閮烧咚舛硷@酸性可以與金屬表面的銹跡反應(yīng)。
②用NaHCO3與Al2(SO4)3兩種溶液可作泡沫滅火劑,是因?yàn)殇X離子和碳酸氫根發(fā)生雙水解反應(yīng)生成二氧化碳和氫氧化鋁。
③草木灰(碳酸鉀)與銨態(tài)氮肥不能混合施用,是因?yàn)樘妓岣弯@根的水解互相促進(jìn)。
④實(shí)驗(yàn)室盛放碳酸鈉溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞,是因?yàn)樘妓徕c水解溶液顯堿性,會(huì)與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)。
故選D。
14.下列電池工作時(shí),O2在正極放電的是( )
A. 鋅錳電池 B. 氫燃料電池 C. 鉛蓄電池 D. 鎳鎘電池
【答案】B
【解析】
【詳解】A.鋅錳干電池中電極反應(yīng)式,負(fù)極反應(yīng)為,正極反應(yīng)為,故A不符合題意;
B.酸性氫氧燃料電池電極反應(yīng)式為、,堿性氫氧燃料電池電極反應(yīng)式為、,故B符合題意;
C.鉛蓄電池放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)為,正極電極反應(yīng)為,故C不符合題意;
D.鎳鎘電池放電正極反應(yīng)為,負(fù)極反應(yīng)為,故D不符合題意;
故答案選B。
15.為了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加熱攪拌的條件下加入一種試劑,過濾后,再向?yàn)V液中加入適量的鹽酸,這種試劑是( )
A. NH3·H2O B. NaOH C. MgCO3 D. Na2CO3
【答案】C
【解析】
【分析】
Fe3+易水解生成沉淀,可通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法促進(jìn)Fe3+的水解,注意不能引入新的雜質(zhì)。
【詳解】A. 加入氨水混入氯化銨雜質(zhì),且生成氫氧化鎂沉淀,故A錯(cuò)誤;
B. 加入NaOH易生成氫氧化鎂沉淀,且混入NaCl雜質(zhì),故B錯(cuò)誤;
C. 加入碳酸鎂,與氫離子反應(yīng),可起到調(diào)節(jié)溶液pH的作用,促進(jìn)鐵離子的水解生成氫氧化鐵沉淀而除去,且不引入新的雜質(zhì),故C正確;
D. 加入碳酸鈉,易混入NaCl雜質(zhì),故D錯(cuò)誤;
答案選C。
【點(diǎn)睛】物質(zhì)的分離與提純是高頻考點(diǎn),掌握除雜原則是解題的關(guān)鍵。在除雜過程中選擇試劑時(shí)要保證不增、不減、不繁“三不原則”,即不能引入新的雜質(zhì)(包括水蒸氣等),不能與原有的物質(zhì)反應(yīng),且過程要簡(jiǎn)單、易操作。
16.關(guān)于溶液,下列判斷不正確的是 ( )
A. 粒子種類與溶液相同
B. 升高溫度,增大
C. 加入溶液,減小
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
從溶質(zhì)的溶解直至水的電離,可知溶液中粒子種類;根據(jù)外因?qū)瘜W(xué)平衡的影響分析濃度變化;由溶液的電中性原理可寫電荷守恒關(guān)系。
【詳解】A項(xiàng):溶液中Na2CO3完全電離Na2CO3=2Na++CO32-,CO32-分兩步水解CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH- ,水的電離H2OH++OH- 。同理可寫出溶液的各種過程,兩溶液中粒子種類相同,A項(xiàng)正確;
B項(xiàng):CO32-水解過程吸熱,升高溫度使水解平衡右移,減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C項(xiàng):加入溶液,Ca2+與CO32-結(jié)合生成難溶于水的CaCO3沉淀,使減小,C項(xiàng)正確;
D項(xiàng):水溶液都是電中性的,符合電荷守恒,D項(xiàng)正確。
本題選B。
17.實(shí)驗(yàn):①將溶液和溶液等體積混合得到濁液;②取少量①中濁液,滴加溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀;③將①中濁液過濾取少量白色沉淀,滴加溶液.沉淀變?yōu)榧t褐色。下列說法中,不正確的是 ( )
A. 將①中濁液過濾,所得濾液中含少量
B. ①中濁液存在平衡:
C. ②中沉淀顏色變化說明轉(zhuǎn)化
D. ③可以證明,比更難溶
【答案】C
【解析】
【分析】
根據(jù)沉淀反應(yīng)和沉淀溶解平衡的移動(dòng),分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。
【詳解】A項(xiàng):①中反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,存在Mg(OH)2沉淀溶解平衡,故過濾所得濾液中含少量,A項(xiàng)正確;
B項(xiàng):①中濁液存在平衡:,B項(xiàng)正確;
C項(xiàng):①中反應(yīng)后余NaOH,②中沉淀顏色變化可能是轉(zhuǎn)化為,或者NaOH與FeCl3反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D項(xiàng):③中只有與FeCl3反應(yīng),故可證明,比更難溶,D項(xiàng)正確。
本題選C。
18.下列關(guān)于金屬保護(hù)的說法不正確的是 ( )
A. 圖1是犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法,圖2是外加電流陰極保護(hù)法
B. 鋼閘門均為電子輸入的一端
C. 鋅和高硅鑄鐵的電板反應(yīng)均為氧化反應(yīng)
D. 兩圖所示原理均發(fā)生了反應(yīng):
【答案】D
【解析】
【分析】
根據(jù)金屬的電化學(xué)保護(hù)原理(原電池和電解池)分析判斷。
【詳解】A項(xiàng):圖1將被保護(hù)的鋼閘門與較活潑金屬鋅構(gòu)成原電池,是犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法。圖2將被保護(hù)的鋼閘門、惰性電極分別與電源負(fù)極、正極相連構(gòu)成電解池,是外加電流陰極保護(hù),A項(xiàng)正確;
B項(xiàng):圖1中,電子從鋅經(jīng)外電路轉(zhuǎn)移向鋼閘門。圖2中,電子從電源負(fù)極轉(zhuǎn)移向鋼閘門,B項(xiàng)正確;
C項(xiàng):鋅是原電池負(fù)極,本身發(fā)生失電子反應(yīng)。高硅鑄鐵是電解池輔助陽(yáng)極,其它物質(zhì)在其表面發(fā)生失電子反應(yīng),C項(xiàng)正確;
D項(xiàng):圖1中原電池正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-、圖2中電解池陰極反應(yīng)或2H2O+2e-=H2↑+2OH-,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
本題選D。
19.已知:時(shí)
化學(xué)式
電離平衡常數(shù)
下列說法正確的是 ( )
A. 醋酸稀釋過程中,逐漸減小
B. 溶液中:
C. 向醋酸或HCN溶液中加入,均產(chǎn)生
D. 物質(zhì)的量濃度相同時(shí)
【答案】D
【解析】
【分析】
根據(jù)稀釋過程中電離平衡的移動(dòng)方向、HCO3-在溶液中電離與水解的主次關(guān)系、弱酸的相對(duì)強(qiáng)弱及對(duì)應(yīng)鹽的堿性強(qiáng)弱等分析解答。
【詳解】A項(xiàng):醋酸稀釋過程中,醋酸電離平衡右移,逐漸增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B項(xiàng):HCO3-電離常數(shù)為5.6×10-11,HCO3-水解常數(shù)為10-14/(4.4×10-7)=2.3×10-8,故溶液中,HCO3-以水解為主,c(H2CO3)>c(CO32-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C項(xiàng):表中電離常數(shù)說明,酸性>>>HCO3-,據(jù)較強(qiáng)酸生成較弱酸的規(guī)律,醋酸與反應(yīng)可產(chǎn)生,HCN與反應(yīng)只可生成NaHCO3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D項(xiàng):由酸性強(qiáng)弱得,對(duì)應(yīng)鹽的堿性強(qiáng)弱CH3COO-c(H+)>c(OH-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C項(xiàng):當(dāng)與恰好完全反應(yīng)時(shí)生成NaX,因X的水解,溶液pH應(yīng)大于7。點(diǎn)b的pH=7,必有HX剩余,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D項(xiàng):據(jù)物料守恒,曲線上任何一點(diǎn)都有n(X-)+n(HX)=25mL×0.10mol·L-1,點(diǎn)c溶液總體積約50mL,則,D項(xiàng)正確。
本題選D。
21.下列有關(guān)水處理的離子方程式書寫不正確的是
A. 沉淀法:用 處理含 廢水,
B. 中和法:用生石灰()中和酸性廢水,
C. 氧化法:用 處理氨氮廢水,
D. 混凝法:用明礬凝聚沉降細(xì)顆粒物,
【答案】B
【解析】
【詳解】A.Na2S是強(qiáng)電解質(zhì),HgS難溶于水,用 處理含 廢水,,故A正確;
B.CaO寫化學(xué)式,用生石灰()中和酸性廢水,CaO+2H+=Ca2++H2O,故B錯(cuò)誤;
C.HClO具有強(qiáng)氧化性,將氨氮廢水中的氮氧化為氮?dú)?,,符合電子得失守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒,故C正確;
D.明礬水解生成氫氧化鋁膠體具有吸附性,,故D正確;
故選B。
22.利用電解技術(shù),以氯化氫為原料回收氯氣的過程如圖所示,下列說法不正確的是
A. H+由陽(yáng)極區(qū)向陰極區(qū)遷移
B. 陽(yáng)極電極反應(yīng):2HCl + 2e- == Cl2 + 2H+
C. 陰極電極反應(yīng):Fe3+ + e- == Fe2+
D. 陰極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有:4Fe2+ + O2 + 4H+ == 4Fe3+ + 2H2O
【答案】B
【解析】
【分析】
在電源的右側(cè),HCl(g)→Cl2(g),該過程是失電子的過程,故該側(cè)為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為:2HCl-2e-=2H++Cl2,電源的左側(cè)為陰極,電極反應(yīng)為:Fe3++e-=Fe2+;此外,根據(jù)物質(zhì)的循環(huán),還可以推出陰極區(qū)域還會(huì)進(jìn)行反應(yīng):4Fe2++O2+4H+=4Fe3+ +2H2O。
【詳解】A、H+在電源的右側(cè)產(chǎn)生,在電源的左側(cè)被消耗,右側(cè)為陽(yáng)極,左側(cè)為陰極,即H+由陽(yáng)極區(qū)向陰極區(qū)遷移,A正確;
B、陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),是失去電子的過程,電極反應(yīng)為:2HCl-2e-=2H++Cl2,B錯(cuò)誤;
C、陰極發(fā)生還原反應(yīng),是得到電子的過程,電極反應(yīng)為:Fe3++e-=Fe2+,C正確;
D、根據(jù)圖中循環(huán),可以推出陰極區(qū)域會(huì)進(jìn)行反應(yīng):4Fe2++O2+4H+=4Fe3+ +2H2O,D正確;
故選B。
23.工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH(g)+ CO(g)=HCOOCH3(g),在容積固定的密閉容器中,投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO,測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如右圖所示。下列說法不正確的是
A. 增大壓強(qiáng)甲醇轉(zhuǎn)化率增大
B. b點(diǎn)反應(yīng)速率υ正 = υ逆
C. 平衡常數(shù)K(75℃)>K(85℃),反應(yīng)速率υb<υd
D. 生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)溫度控制在80~85℃為宜
【答案】B
【解析】
【詳解】A、溫度超過約83℃時(shí),隨著溫度的升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,說明該反應(yīng)是可逆反應(yīng);由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)可以使平衡正向移動(dòng),即增大甲醇的轉(zhuǎn)化率,A正確;
B、題中說明該曲線是測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線,并非是在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率;b點(diǎn)之后,仍有一段曲線表示CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而升高,說明b點(diǎn)不是平衡狀態(tài),則此時(shí)正反應(yīng)速率不等于逆反應(yīng)速率,B錯(cuò)誤;
C、溫度超過約83℃時(shí),隨著溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,則說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng);對(duì)于放熱反應(yīng)而言,溫度越高,平衡常數(shù)K越小,故K(75℃)>K(85℃);b點(diǎn)的溫度比d點(diǎn)的低,故υb<υd,C正確;
D、根據(jù)圖可知,溫度在80~85℃的范圍內(nèi),CO的轉(zhuǎn)化率最高,超過該溫度范圍,隨著溫度的升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,說明反應(yīng)的最適溫度在80~85℃之間,故生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)溫度控制在80~85℃為宜,D正確;
故選B。
【點(diǎn)睛】①本題中要注意該曲線的說法,是“相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化”,并非平衡狀態(tài)下的平衡轉(zhuǎn)化率,則我們可以通過曲線找出該反應(yīng)的最適溫度,可以參考合成氨工業(yè)的溫度選擇:溫度較低,反應(yīng)速率不足,或者催化劑活性不夠;溫度過高,反應(yīng)是放熱,不利于平衡正向移動(dòng);綜合之下,在實(shí)際生產(chǎn)中,選擇500℃作為反應(yīng)溫度(原因是:該溫度下催化劑的活性最高);②還要注意一點(diǎn):該曲線是一段時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率,不是平衡轉(zhuǎn)化率,所以不能通過轉(zhuǎn)化率小于100%來說明該反應(yīng)是可逆反應(yīng),而應(yīng)該根據(jù)后半段“溫度升高,轉(zhuǎn)化率降低”來證明該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。
24. 如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置,下列敘述中正確的是
A. 電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng),作原電池的負(fù)極
B. 電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為: Cu2++2e-=" Cu"
C. 該原電池的總反應(yīng)為: 2Fe3++Cu= Cu2++2Fe2+
D. 鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂,其作用是傳遞電子
【答案】C
【解析】
A. 銅的金屬性強(qiáng)于Pt,因此電極Ⅰ是正極,發(fā)生還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;B. 電極Ⅱ是負(fù)極,銅失去電子,電極反應(yīng)式為:Cu-2e-=Cu2+,B錯(cuò)誤;C. 正極鐵離子得到電子,因此該原電池的總反應(yīng)為:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,C正確;D. 鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂,其作用是傳遞陰陽(yáng)離子,使溶液保持電中性,D錯(cuò)誤,答案選C。
點(diǎn)睛:明確原電池的工作原理是解答的關(guān)鍵,注意原電池中正負(fù)極的判斷、電子和離子的移動(dòng)方向,難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫,注意從氧化還原反應(yīng)的角度去把握,另外還需要注意溶液的酸堿性、交換膜的性質(zhì)等
25.在一定溫度下,將氣體 X 和氣體 Y 各 0.16mol 充入 恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng): ,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表:
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列說法正確的是
A. 反應(yīng)前 的平均速率
B. 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)
C. 其他條件不變,再充入 Z ,平衡時(shí) X 的體積分?jǐn)?shù)不變
D. 其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前 v(逆)> v(正)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.前2min內(nèi)Y物質(zhì)的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol,濃度變化量為c(Y)= =0.004mol·L-1,所以v(Y)=0.002mol/(L·min),速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故v(Z)=2 v(Y)=2×0.002mol/(L·min)=0.004mol/(L·min),A錯(cuò)誤;
B.由表中數(shù)據(jù)可知7min時(shí),反應(yīng)到達(dá)平衡,平衡時(shí)Y的物質(zhì)的量為0.10mol,反應(yīng)的Y的物質(zhì)的量是0.06mol,根據(jù)反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量變化關(guān)系可知反應(yīng)產(chǎn)生的Z的物質(zhì)的量是0.12mol,則平衡時(shí)c(X)=c(Y)=0.010mol·L-1,c(Z)=0.012mol·L-1,故化學(xué)平衡常數(shù)K==1.44,故B錯(cuò)誤;
C.再通入0.2 mol Z,等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),由于反應(yīng)前后氣體的體積不變,化學(xué)平衡不移動(dòng),故X的體積分?jǐn)?shù)不變,故C正確;
D.該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)<v(正),故D錯(cuò)誤;
故選C。
非選擇題(共50分)
26.結(jié)合下表回答下列問題(均為常溫下的數(shù)據(jù)):
酸
電離常數(shù)(Ka)
CH3COOH
1.8×10-5
HClO
3×10-8
H2CO3
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
H2C2O4
K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5
H2S
K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15
請(qǐng)回答下列問題:
(1)同濃度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、HC2O、ClO-、S2-中結(jié)合H+的能力最弱的是____________。
(2)常溫下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀釋過程中,下列表達(dá)式的數(shù)據(jù)一定變小的是________(填字母)。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)/c(OH-) D.c(OH-)
(3)0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液與0.1 mol·L-1的KOH的溶液等體積混合后所得溶液呈酸性,該溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)開_________________。
(4)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系是CH3COOK________NaClO,兩溶液中:c(Na+)-c(ClO-)__________c(K+)-c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”)。
(5)向0.1 mol·L-1CH3COOH 溶液中滴加NaOH 溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=5∶9,此時(shí)溶液pH=______________。
【答案】 (1). HC2O4- (2). AC (3). c(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-) (4). > (5). = (6). 5
【解析】
本題主要考查弱酸的電離平衡。
(1)同濃度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、HC2O4-、ClO-、S2-中結(jié)合H+的能力最弱的是K最大的微粒H2C2O4電離出H+后的酸根離子HC2O4-。
(2)A.溶液酸性減弱,故A變??;B.電離常數(shù)Ka=不變,而c(CH3COO-)變小,故B增大;C.c(H+)變小,c(OH-)增大,故C變??;D.增大。故選AC。
(3)得到KHC2O4溶液,溶液中的變化:H++,+H2OH2C2O4+OH-,H2OH++OH-。該溶液呈酸性,說明HC2O4-的電離程度大于水解程度,該溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)。
(4)由酸性:HClOCH3COOK,所以pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物質(zhì)的最濃度的大小關(guān)系是:CH3COONa>NaClO,兩溶液中電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-),c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),因此,[c(Na+)-c(ClO-)]=[c(K+)-c(CH3COO-)]=c(OH-)-c(H+)。
(5)由Ka(CH3COOH)==1.8×10-5和c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5:9得c(H+)=1×10-5mol/L,此時(shí)溶液pH=5。
27.甲醇作為燃料,在化石能源和可再生能源時(shí)期均有廣泛的應(yīng)用前景。
I. 甲醇可以替代汽油和柴油作為內(nèi)燃機(jī)燃料。
(1)汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25℃、101 kPa時(shí),1 mol C8H18(l)完全燃燒生成氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水,放出5518 kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______。
(2)已知:25℃、101 kPa時(shí),CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(l) Δ H=-726.5 kJ/mol。相同質(zhì)量的甲醇和辛烷分別完全燃燒時(shí),放出熱量較多的是______。
(3)某研究者分別以甲醇和汽油做燃料,實(shí)驗(yàn)測(cè)得在發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷工作情況下,汽車尾氣中CO的百分含量與汽車的加速性能的關(guān)系如右所示。
根據(jù)圖信息分析,與汽油相比,甲醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是______。
II. 甲醇的合成
(4)以CO2(g)和H2(g)為原料合成甲醇,反應(yīng)的能量變化如下圖所示。
① 補(bǔ)全上圖:圖中A處應(yīng)填入______。
② 該反應(yīng)需要加入銅-鋅基催化劑。加入催化劑后,該反應(yīng)的ΔH______(填“變大”“變小”或“不變”)。
(5)已知: CO(g)+1/2 O2(g) ==== CO2(g) ΔH1=-283 kJ/mol
H2(g)+1/2 O2(g) ==== H2O(g) ΔH2=-242 kJ/mol
CH3OH(g) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(g) ΔH3=-676 kJ/mol
以CO(g)和H2(g)為原料合成甲醇的反應(yīng)為CO(g) + 2H2(g) ==== CH3OH(g) 。該反應(yīng)的ΔH為_____ kJ/mol。
【答案】 (1). C8H18(l) + 25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=-5518 kJ/mol (2). C8H18 (3). 汽車的加速性能相同的情況下,CO排放量低,污染小 (4). 1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g) (5). 不變 (6). -91
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式的方法書寫;
(2)假設(shè)質(zhì)量均為1g,計(jì)算出1g CH3OH和1g辛烷完全燃燒放出的熱量,再判斷;
(3)根據(jù)圖像可知,甲醇作為燃料時(shí),根據(jù)汽車的加速性能與 CO排放量的關(guān)系分析解答;
(4)①CO2(g)和H2(g)為原料生成1mol甲醇和1mol水,根據(jù)質(zhì)量守恒分析解答;②根據(jù)催化劑與焓變的關(guān)系判斷;
(5)根據(jù)蓋斯定律分析解答。
【詳解】(1)在25℃、101 kPa時(shí),1 mol C8H18(l)完全燃燒生成氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水,放出5518 kJ熱量,所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 kJ?mol-1,故答案為C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 kJ?mol-1;
(2)假設(shè)質(zhì)量均為1g,則1g CH3OH完全燃燒放出的熱量==22kJ,1g辛烷完全燃燒放出的熱量==48kJ,相同質(zhì)量的甲醇和辛烷分別完全燃燒時(shí),放出熱量較多的是C8H18(或辛烷),故答案為C8H18(或辛烷);
(3)根據(jù)圖像可知,汽車的加速性能相同的情況下,甲醇作為燃料時(shí)CO排放量低,污染小,故答案為汽車的加速性能相同的情況下,CO排放量低,污染?。?br />
(4)①以CO2(g)和H2(g)為原料合成甲醇,反應(yīng)生成1mol甲醇和1mol水,根據(jù)質(zhì)量守恒,需要1mol二氧化碳和3mol氫氣,因此圖中A處應(yīng)填入1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g),故答案為1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g);
②加入催化劑,不能改變反應(yīng)的焓變,因此Δ H不變,故答案為不變;
(5)①CO(g)+1/2 O2(g) =CO2(g) Δ H1=-283 kJ/mol ,②H2(g)+1/2 O2(g) = H2O(g) Δ H2=-242 kJ/mol,③CH3OH(g) + 3/2 O2(g) =CO2 (g) + 2H2O(g) Δ H3=-676 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將①+②×2-③,得:CO(g) + 2H2(g) =CH3OH(g) ΔH=(-283 kJ/mol)+(-242 kJ/mol)×2-(-676 kJ/mol)=-91 kJ/mol,故答案為-91。
28.電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。
(1)圖1中,為了減緩海水對(duì)鋼閘門A的腐蝕,材料B可以選擇__________(填字母)。
a.碳棒b.鋅板c.銅板
(2)鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。圖2為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖,電極為鎂合金和鉑合金。
①E為該燃料電池的________(填“正”或“負(fù)”)極。F電極上的電極反應(yīng)式為____________________________________________________________。
②鎂燃料電池負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣,使負(fù)極利用率降低,用化學(xué)用語(yǔ)解釋其原因_________________________________________________________________________。
(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸,原理如圖3所示,該裝置中陰、陽(yáng)兩極為惰性電極,兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸,其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。
①N電極上的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________。
②若有2mol H+通過質(zhì)子交換膜,并完全參與了反應(yīng),則該裝置中生成的乙醛酸為________mol。
【答案】 (1). b (2). 負(fù) (3). ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- (4). Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ (5). HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O (6). 2
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)裝置圖可判斷該裝置利用的是原電池原理,材料b的活潑性應(yīng)該強(qiáng)于鐵,作負(fù)極,才能滿足犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法;
(2)①鎂鋁合金金屬性強(qiáng),做電源的負(fù)極。鉑電極是正極,次氯酸根轉(zhuǎn)化為氯離子,電極反應(yīng)式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;
②鎂是活潑金屬能與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鎂,因此負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣,使負(fù)極利用率降低,反應(yīng)式為Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑;
(3)①N電極上HOOC-COOH得電子生成HOOC-CHO;
②2mol H+通過質(zhì)子交換膜,則電池中轉(zhuǎn)移2mol電子,根據(jù)電極方程式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O,可知生成1mol乙醛酸,由于兩極均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸為2mol。
【詳解】(1)根據(jù)裝置圖可判斷該裝置利用的是原電池原理,因此為了減緩海水對(duì)鋼閘門A的腐蝕,材料b的活潑性應(yīng)該強(qiáng)于鐵,作負(fù)極,才能滿足犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,碳是非金屬,銅的金屬性弱于鐵,鋅的金屬性強(qiáng)于鐵,因此答案選b;
(2)①鎂鋁合金金屬性強(qiáng),做電源的負(fù)極。鉑電極是正極,次氯酸根轉(zhuǎn)化為氯離子,電極反應(yīng)式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;故正確答案是:負(fù);ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;
②鎂是活潑的金屬能與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鎂,因此負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣,使負(fù)極利用率降低,反應(yīng)式為Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑;
(3)①N電極上HOOC-COOH得電子生成HOOC-CHO,則電極反應(yīng)式為HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O;
②2mol H+通過質(zhì)子交換膜,則電池中轉(zhuǎn)移2mol電子,根據(jù)電極方程式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O,可知生成1mol乙醛酸,由于兩極均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸為2mol。
【點(diǎn)睛】原電池正負(fù)極的判斷的注意點(diǎn)
(1)原電池正、負(fù)極的判斷基礎(chǔ)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),如果給出一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式判斷正、負(fù)極,可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來判斷,發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。
(2)判斷電極時(shí),不能簡(jiǎn)單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷,要看反應(yīng)的具體情況,如:a.Al在強(qiáng)堿性溶液中比Mg更易失電子,Al作負(fù)極,Mg作正極;b.Fe、Al在濃HNO3中鈍化后,比Cu等金屬更難失電子,Cu等金屬作負(fù)極,F(xiàn)e、Al作正極。
29.用活性炭還原處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
(1)寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式_______________。
(2)在2L恒容密閉器中加入足量C與NO發(fā)生反應(yīng),所得數(shù)據(jù)如表,回答下列問題。
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
溫度/℃
起始時(shí)NO的物質(zhì)的量/mol
平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量/mol
1
700
0.40
009
2
800
0.24
0.08
①結(jié)合表中數(shù)據(jù),判斷該反應(yīng)的△H____0(填“>”或“<”),理由是_________。
②判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是_______。
A.容器內(nèi)氣體密度恒定 B.容器內(nèi)各氣體濃度恒定
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定 D.2v正(NO)= v逆(N2)
(3)700℃時(shí),若向2L體積恒定的密閉容器中充入一定量N2和CO2發(fā)生反應(yīng):N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g) ;其中N2、NO物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題。
①0~10 min內(nèi)的CO2平均反應(yīng)速率v=____________。
②圖中A點(diǎn)v(正)___v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③第10 min時(shí),外界改變的條件可能是_____________。
A.加催化劑 B.增大C的物質(zhì)的量
C.減小CO2的物質(zhì)的量 D.升溫 E.降溫
【答案】 (1). (2). > (3). 計(jì)算700℃和800℃的平衡常數(shù)K10 (4). AB (5). 0.01 mol·L-1·min-1 (6). > (7). AD
【解析】
【詳解】(1)根據(jù)化學(xué)方程式C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),平衡常數(shù)K=;
(2)①根據(jù)表格數(shù)據(jù),列出實(shí)驗(yàn)1(700℃)的三段式:
C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)
起始物質(zhì)的量/mol 0.4 0 0
變化物質(zhì)的量/mol 0.18 0.09 0.09
平衡物質(zhì)的量/mol 0.22 0.09 0.09
K1===,
據(jù)表格數(shù)據(jù),列出實(shí)驗(yàn)2(℃)的三段式:
C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)
起始物質(zhì)的量/mol 0.24 0 0
變化物質(zhì)的量/mol 0.16 0.08 0.08
平衡物質(zhì)的量/mol 0.08 0.08 0.08
K2===1>K1;
溫度升高,K增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H>0。
故答案為>;700℃和800℃的平衡常數(shù)K10。
②A、該反應(yīng)氣體的總質(zhì)量是個(gè)變量,容器體積不變,所以密度是一個(gè)變量,當(dāng)容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí),則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A正確;
B、各組分的濃度不再改變能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;
C、該反應(yīng)前后氣體分子的數(shù)目相同,則氣體的總物質(zhì)的量一直不變,根據(jù)pV=nRT,恒溫恒容條件下,壓強(qiáng)一直不變,所以容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D、2v正(NO)= v逆(N2)錯(cuò)誤,此時(shí)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率不相等,應(yīng)是v正(NO)= 2v逆(N2)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;
故答案為AB。
③①隨著反應(yīng)進(jìn)行,n(N2)逐漸減小,n(NO)逐漸增大,10min內(nèi),△n(N2)=0.2mol,物質(zhì)的量變化之比等于計(jì)量系數(shù)之比,則△n(CO2)=0.2mol,所以v(CO2)= =0.01 mol·L-1·min-1;
②根據(jù)圖像可知A點(diǎn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則v(正)>v(逆),故答案為>;
③第10min時(shí),N2、NO物質(zhì)的量沒有發(fā)生突變,N2的物質(zhì)的量逐漸減小,速率比10min前大;NO物質(zhì)的量逐漸增大,速率比10min前大。
A、加催化劑,不會(huì)引起物質(zhì)的量的突變,只會(huì)增大反應(yīng)速率,故A正確;
B、增大碳固體的物質(zhì)的量,對(duì)反應(yīng)速率沒有影響,故B錯(cuò)誤;
C、減小CO2的物質(zhì)的量,反應(yīng)速率減小,故C錯(cuò)誤;
D、升溫,反應(yīng)速率增大,故D正確;
E、降溫,反應(yīng)速率減小,故E錯(cuò)誤;
故選AD。
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