C.据图可知,升高温度,乙烯的平衡转化率降低,说明该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,则X、Y、Z对应的平衡常数数值:
KX>KY>KZ,选项C正确;
D.因该反应是气体体积减小的可逆反应,则温度相同时,压强越大,乙烯的平衡转化率越大,又因该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,乙烯的平衡转化率降低,选项D错误。
答案选C。
5.在1.0L恒容密闭容器中放入0.10molX,在一定温度下发生反应:
X(g)
Y(g)+Z(g)ΔH<0,容器内气体总压强p随反应时间t的变化关系如图所示。
以下分析正确的是()
A.该温度下此反应的平衡常数K=3.2
B.从反应开始到t1时的平均反应速率v(X)=0.2/t1mol·L-1·min-1
C.欲提高平衡体系中Y的百分含量,可加入一定量的X
D.其他条件不变,再充入0.1mol气体X,平衡正向移动,X的转化率减少
【答案】D
【解析】
【分析】
X(g)
Y(g)+Z(g)
开始0.100
变化bbb
t1min末0.1-bbb
根据压强比等于物质的量比,
,b=0.04;
X(g)
Y(g)+Z(g)
开始0.100
转化aaa
平衡0.1-aaa
根据压强比等于物质的量比,
,a=0.08。
【详解】A.该温度下此反应的平衡常数K=
0.32,故A错误;
B.从反应开始到t1时的平均反应速率v(X)
=0.04/t1mol·L-1·min-1,故B错误;
C.向体现中加入一定量的X,相当于加压,Y的百分含量减小,故C错误;
D.其他条件不变,再充入0.1mol气体X,平衡正向移动,但对于X的转化率,相当于加压,X的转化率减少,故D正确。
6.图是某条件下N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。
下列叙述正确的是()
A.该反应的热化学方程式为:
N2+3H2
2NH3△H=-92kJ·mol-1
B.正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
D.使用催化剂后反应的焓变减小,N2转化率增大
【答案】C
【解析】
【分析】
A.热化学方程式要标出物质的聚集状态;
B.根据图示,正反应的活化能是508kJ·mol-1,逆反应的活化能是600kJ·mol-1;
C.催化剂可以降低反应的活化能;
D、正逆反应活化能之差等于焓变,催化剂不能使平衡移动。
【详解】A.热化学方程式要标出物质的聚集状态,该反应的热化学方程式为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92kJ·mol-1,故A错误;
B.正反应的活化能是508kJ·mol-1,逆反应的活化能是600kJ·mol-1,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B错误;
C.催化剂可以降低反应的活化能,b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线,故C正确;
D、正逆反应活化能之差等于焓变,催化剂不能使平衡移动,加入催化剂反应的焓变不变,N2转化率不变,故D错误。
【点睛】本题考查了化学反应
能量变化,明确催化剂的作用实质通过改变反应途径、降低反应的活化能是解题的关键,注意把握图象识别和理解含义,题目难度不大。
7.常温下,向20.00mL0.1000mol∙L﹣1(NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.2000mol∙L﹣1NaOH溶液时,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)。
下列说法正确的是
A.点a所示溶液中:
c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)
B.点b所示溶液中:
c(NH4+)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
C.点c所示溶液中:
c(SO42-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.点d所示溶液中:
c(SO42-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.a点溶液中,铵根离子水解导致溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),铵根离子水解程度较小,结合物料守恒知c(NH4+)>c(SO42-),所以溶液中离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-),选项A错误;
B.b点加入NaOH溶液的体积小于10.00mL,则溶液中c(Na+)c(Na+),选项B错误;
C.c点溶液中,溶液呈碱性,所以c(H+)<c(OH-),溶液中的溶质是等物质的量浓度的硫酸铵、硫酸钠以及一水合氨(NH3·H2O的浓度是硫酸铵的两倍),根据电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-)+c(OH-),根据物料守恒得,根据物料守恒得c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2c(SO42-)=2c(Na+),所以得c(SO42-)+c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH-),选项C正确;
D.d点溶液中,二者恰好反应生成硫酸钠、一水合氨,且硫酸钠浓度是氨水浓度的一半,一水合氨电离程度较小,所以c(NH3•H2O)>c(SO42-),选项D错误;
答案选C。
【点睛】本题考查溶液中离子浓度大小关系的判断,明确图象中曲线变化趋势、曲线上每一个点的溶质及其性质是解本题关键,再结合电荷守恒、物料守恒来分析解答,三种守恒:
①电荷守恒规律,电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO3-、CO32-、OH-,存在如下关系:
c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)。
②物料守恒规律,电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。
如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:
c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。
③质子守恒规律,如Na2S水溶液中质子守恒式可表示:
c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。
质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
8.25℃下,弱电解质的电离平衡常数Ka(CH3COOH)=Kb(NH3•H2O)=1.75×10-5,下列说法正确的是
A.用0.1mol/L的盐酸滴定0.1mol/L的氨水时,可用酚酞作指示剂
B.0.2mol/L的醋酸与0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH) +c(H+)
C.pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合,所得溶液中c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(Cl-)
D.pH=3的醋酸与pH=11的氨水等体积混合,所得溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-7mol/L
【答案】C
【解析】
【详解】A.选择指示剂时指示剂的变色范围应与反应后溶液的pH吻合,反应后溶质为NH4Cl,溶液显酸性,因此选择甲基橙为指示剂,故A错误;
B.0.2mol/L的醋酸与0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,得到等浓度的醋酸钠和醋酸混合溶液,溶液中电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),物料守恒2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),得到c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),故B错误;
C.pH=3的盐酸溶液中氢离子浓度和氯离子浓度为10-3mol/L,pH=11的氨水溶液中c(OH-)=c(NH4+)=10-14÷10-11mol/L=10-3mol/L,等体积混合,一水合氨又电离出氢氧根离子和铵根离子,原氨水溶液浓度大于盐酸,所得溶液为氯化铵和一水合氨溶液,溶液中c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(Cl-),故C正确;
D.25℃下,弱电解质的电离平衡常数Ka(CH3COOH)=Kb(NH3•H2O)=1.75×10-5,pH=3的醋酸与pH=11的氨水等体积混合恰好反应生成醋酸铵,醋酸根离子和铵根离子都发生水解,促进水的电离,二者水解程度相近,溶液pH=7,所得溶液中由水电离出的c(H+)>1×10-7mol/L,故D错误;
故答案选C。
9.25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.水电离的c(H+)=10-13mol/L的溶液中:
Na+、NH4+、CH3COO-、HCO3-
B.c(H+)=10-12mol/L的溶液中:
K+、AlO2﹣、NO3-、SO42-
C.能使甲基橙变红色的溶液中:
Na+、K+、Cl-、SiO32-
D.常温下的溶液中:
Cl﹣、Al3+、Na+、AlO2﹣
【答案】B
【解析】
【分析】
离子间如果发生化学反应,则不能大量共存,反之是可以的,结合离子的性质和题干中的限制条件分析解答。
【详解】A.水电离的c(H+)=10-13mol/L的溶液中水的电离平衡被破坏,溶液显酸性CH3COO-、HCO3-不能大量共存,溶液显碱性NH4+、HCO3-不能大量共存,A不符合;
B.c(H+)=10-12mol/L的溶液显碱性,K+、AlO2﹣、NO3-、SO42-不反应,可以大量共存,B符合;
C.能使甲基橙变红色的溶液显酸性,SiO32-不能大量共存,C不符合;
D.常温下的溶液中Al3+与AlO2﹣水解相互促进生成氢氧化铝沉淀,不能大量共存,D不符合。
答案选B。
10.某温度下,向10mL0.1mol·L-1CuCl2溶液中滴加0.1mol·L-1的Na2S溶液,滴加过程中-lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积的关系如图所示。
下列有关说法正确的是
已知:
Ksp(ZnS)=3×10-25
A.Na2S溶液中:
c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
B.a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度最大的为b点
C.该温度下,Ksp(CuS)=1×10-35.4
D.向100mLZn2+、Cu2+物质的量浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液中逐滴加入10-3mol·L-1的Na2S溶液,Zn2+先沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】
向10mL0.1mol/LCuCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2S溶液,发生反应:
Cu2++S2-=CuS↓,Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,结合图象计算溶度积常数和溶液中的守恒思想,据此判断分析。
【详解】向10mL0.1mol/LCuCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2S溶液,发生反应:
Cu2++S2-=CuS↓,Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,b点溶液时滴加Na2S溶液的体积是10mL,此时恰好生成CuS沉淀,CuS存在沉淀溶解平衡:
CuS(s)
Cu2+(aq)+S2-(aq),已知此时-lgc(Cu2+)=17.7,则平衡时c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7mol/L;
A.Na2S溶液中,根据物料守恒,2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),故A错误;
B.Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,b点时恰好形成CuS沉淀,此时水的电离程度并不是a,b,c三点中最大的,故B错误;
C.该温度下,平衡时c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7mol/L,则Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-17.7mol/L×10-17.7mol/L=10-35.4mol2/L2,故C正确;
D.向100mLZn2+、Cu2+浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液中逐滴加入10-3mol·L-1的Na2S溶液,产生ZnS时需要的S2-浓度为c(S2-)=
=
mol/L=3×10-24mol/L,产生CuS时需要的S2-浓度为c(S2-)=
=
mol/L=10-34.4mol/L,则产生CuS沉淀所需S2-浓度更小,优先产生CuS沉淀,故D错误;
故选C。
【点睛】本题考查沉淀溶解平衡知识,根据图象所提供的信息计算出CuS的Ksp数值是关键,对于同类型的沉淀可直接根据Ksp数值比较溶解性情况,不同类型的沉淀则需要定量计算比较,这是易错点,注意守恒思想的运用。
11.新型NaBH4/H2O2燃料电池DBFC的结构如图所示,该电池总反应方程式:
NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O,有关的说法不正确的是
A.电极B为正极
B.放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移
C.电池负极的电极反应为:
BH4-+8OH−−8e−=BO2-+6H2O
D.在电池反应中,每消耗1L6mol/LH2O2溶液,理论上流过电路中的电子为12NA
【答案】B
【解析】
【分析】
该燃料电池中,根据元素化合价变化知,负极上电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O,正极H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH-,电极反应式为H2O2+2e-=2OH-,放电时,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,根据双氧水和转移电子之间的关系式计算。
【详解】A.根据图片知,B电极上双氧水得电子生成氢氧根离子,所以B电极是正极,故A项正确;
B.放电时,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,所以Na+从负极区向正极区迁移,故B项错误;
C.根据元素化合价变化知,负极上BH4-失电子发生氧化反应,电极反应式为BH4-+8OH−−8e−=BO2-+6H2O,故C项正确;
D.在电池反应中,每消耗1L6mol/LH2O2溶液,消耗双氧水的物质的量为6mol,根据知H2O2+2e−=2OH−,理论上流过电路中的电子数=
×2×NA/mol=12NA,故D项正确;
答案选B。
12.下列说法错误的是()
A.用惰性电极电解Na2SO4溶液,当2mol电子转移时,可加入18g水恢复
B.用惰性电极电解1L1mol/LCuSO4溶液,当加入1molCu(OH)2恢复电解前浓度时,电路中转移了4mole-
C.用惰性电极电解1molCuSO4和1molNaCl的混合溶液,溶液的pH先减小后增大
D.要想实现Cu+H2SO4(稀)═CuSO4+H2↑的反应,需在电解池中进行,且Cu为阳极
【答案】C
【解析】
【分析】
A.用惰性电极电解
溶液,实质为电解水,根据电子守恒计算消耗水的物质的量;
B.需加入 1mol
恢复电解前浓度,1mol
相当于1molCuO和
,结合电子守恒分析;
C.阳离子在阴极得电子能力
,阴离子在阳极失电子能力
,电解时阴极电极反应:
,1mol
完全反应转移2mol电子,阳极电极反应:
,1mol
完全反应转移1mol电子,根据电子守恒规律,阳极电极反应还有:
,据此分析溶液pH变化;
D.铜与稀硫酸不反应,若要实现该反应,则需在电解池中进行,铜化合价升高,说明铜失去电子做阳极。
【详解】
.用惰性电极电解
溶液,相当于电解水:
2H2O
2H2↑+O2↑,该反应转移4mol电子时,消耗水2mol,当有2mol 电子转移时,消耗水1mol,即可加入 18g 水恢复到原状态,A正确;
B.用惰性电极电解 1L
溶液,电解反应为
,当
全部被还原成铜时,生成铜1mol,转移电子的物质的量为2mol,若要恢复到电解前的状态,需要加氧化铜的物质的量为1mol,现需加入 1mol
恢复电解前浓度,说明还有1mol水发生了电解反应,根据
可知,该反应转移4mol电子时,消耗水2mol,当有1mol 水被电解时,转移电子的物质的量为2mol,所以整个电路中转移了
,B正确;
C.阳离子在阴极得电子能力
,阴离子在阳极失电子能力
,所以用惰性电极电解 1mol
和 1mol NaCl 的混合溶液,阴极电极反应:
,1mol
完全反应转移2mol电子,阳极电极反应:
,1mol
完全反应转移1mol电子,根据电子守恒规律,阳极电极反应还有:
,转移1mol电子,消耗
的物质的量为1mol,溶液中的氢离子的物质的量增大1mol,所以电解后溶液的pH减小,C错误;
D.Cu与稀硫酸不反应,若要实现
稀
,则需在电解池中进行,Cu连在电源的正极上做阳极,铜失电子,发生氧化反应,D正确;
答案选C。
13.分子式为C5H11Cl且含有两个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)
A.7种B.6种C.5种D.4种
【答案】D
【解析】
【分析】
判断和书写烷烃的氯代物的异构