B.在y点再通入0.05molHCl气体,溶液中离子浓度大小比较:
c(Na+)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
C.在溶液中加入一滴强酸或强碱,溶液pH变化最小的是y点
D.该温度下,CH3COOH的Ka=104.75
10.在一个体积恒定的密闭容器中,N2与H2反应合成氨的反应达到平衡后,容器中含1molN2,3molH2,1molNH3,保持温度不变,向该容器中再加1molN2,3molH2,1molNH3,下列说法正确的是()
A.正、逆反应速率同时增大,平衡不移动
B.正、逆反应速率同时增大,NH3百分含量增大
C.正.逆反应速率不变,平衡不移动
D.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向逆反应移动
11.室温下,pH相差1的两种一元碱溶液A和B,分别加水稀释时,溶液的pH变化如图所示。
下列说法正确的是()
A.稀释前,c(A)=10c(B)
B.稀释前,A溶液中由水电离出的OH-的浓度大于10-7mol/L
C.在M点,A、B两种碱溶液中阳离子的物质的量浓度相等
D.用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时,溶液的pH为7
12.已知25℃时CH3COOH的电离常数K=1.6×10-5。
该温度下向20ml0.01mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L-1KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化),下列有关叙述正确的是()
A.a点溶液中c(H+)为4.0×10-5mol/L
B.c点溶液中的离子浓度大小顺序为c(K+)>c(CH3COO->c(H+)=c(OH-)
C.V=20
D.a、b、c三点中水的电离程度最大的是c点
13.下列各组物质中,前者为强电解质,后者为弱电解质的是()
A.硫酸、氯气B.碳酸氢钠、醋酸C.食盐、酒精D.碳酸、碳酸钠
14.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42﹣)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
第II卷(非选择题共58分)
二、填空题
15.(11分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号
HA物质的量浓度(mol·L-1)
NaOH物质的量浓度(mol·L-1)
混合后溶液的pH
甲
0.2
0.2
pH=a
乙
C1
0.2
pH=7
丙
0.1
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=9
请回答下列问题:
(1)不考虑其他组的结果,单从甲组情况分析,如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸?
(2)不考虑其他组的结果,单从乙组情况分析,c1是否一定等于0.2mol·L-1?
填(“是”或“否”)。
混合溶液中c(A-)与c(Na+)离子浓度的大小关系是(填序号)
A.前者大B.后者大C.一样大D.无法判断
(3)从丙组结果分析,HA是酸(“强”或“弱”)。
该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的中c(OH-)=mol·L-1。
写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算)c(Na+)-c(A-)=mol·L-1。
16.(9分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。
所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)ΔH=-41kJ·mol-1
②C(s)+2H2(g)
CH4(g)ΔH=-73kJ·mol-1
③2CO(g)
C(s)+CO2(g)ΔH=-171kJ·mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下图:
图一
某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如下图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是。
图二
A.P3>P2,T3>T2B.P1>P3,T1>T3
C.P2>P4,T4>T2D.P1>P4,T2>T3
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。
已知等体积的CO和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
①该反应的平衡常数的表达式为:
。
②该反应的正反应方向是反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的浓度均为0.020mol·L-1,在该条件下CO的平衡转化率为。
17.(8分)
(1)铅蓄电池放电时的电池反应为PbO2+Pb+H2SO4=2PbSO4+2H2O,请写出铅蓄电池正极的电极反应式_____________________________________;
(2)汽车尾气分析仪对CO的分析以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质中自由移动。
下列说法错误的是_________。
A.负极的电极反应式为:
CO+O2-―2e—=CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
(3)某新型铝—空气燃料电池,以铝为负极,在正极通入空气,若以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液,放电时正极反应都为O2+2H2O+4e-=4OH-。
那么若以NaOH溶液为电解质溶液,电池负极反应为____________________________________________;若以NaCl溶液为电解质溶液,则总反应为:
________________________________________。
18.(10分)原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应:
A.NaOH+HCl=NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑上述反应中能设计成原电池的是______。
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是____________。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D.两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:
甲_______乙(填“>”、“<“或“=”)
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式_________________________。
④当乙中产生1.12L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)=0.1mol·L-1(设反应前后溶液体积不变)。
试确定原稀硫酸的物质的量浓度为____________________。
(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。
现设计一燃料电池,以电极a为正极,电极b为负极,氢气为燃料,采用氢氧化钠溶液为电解液;则氢气应通入_____________极(填a或b),电子从__________(填a或b)极流出。
19.(12分)
(1)在25℃、l1lkPa下,1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ。
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为___________________。
(2)已知NO2和N2O4的结构式如右图所示。
已知:
N—N的键能为akJ/mol,NO2和N2O4中N=O键键能分别是bkJ/mol和ckJ/mol。
写出NO2转化为N2O4的热化学方程式________________(△H用a、b、c的代数式表示)。
(3)在100℃时,将0.4molNO2放入2L的真空容器中发生反应:
2NO2
N2O4。
测得容器内气体的物质的量随时间变化如下表:
时间/s
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.4
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0
0.05
n2
0.08
0.08
①上述条件下,前20s内以NO2表示的平均化学反应速率为_________________________;达到平衡状态时,NO2的转化率是________。
②n2_______n3(填“>”、“=”、“<”)。
③80s时,向容器内加入NO2和N2O4各0.24mol,化学平衡将_________(填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”、“不移动”)。
④若将NO2的起始物质的量改为0.2mol,在相同条件下进行实验,要想达到与上述平衡相同的平衡状态,则起始时还需要加入适量的N2O4气体,则N2O4的浓度为_____________。
20(8分).高锰酸钾是强氧化剂,它的用途遍布各个行业。
某研究小组用工业生产高锰酸钾产生的废渣——猛泥(含K2MnO4、MnO2及Pb、Ca等元素)和乳钢废酸液制取工业级碳酸锰(MnCO3),其流程如下:
(1)轧钢废酸中Fe2+的作用是______________。
(2)操作I、操作II、操作III的名称是_______。
(3)溶液C中除含有Ca2+、Mn2+、H+外,还含有的阳离子是_______。
(4)若固体C中不含CaCO3,则溶液C中
≤_______。
[已知:
Ksp(MnCO3)=1×10—11,Ksp(CaCO3)=5×10—9]
高二化学参考答案
1.C
2.A
3.B
4.D
5.D
6.A
7.A
8.A
9.C
10.B
11.C
12.D
【解析】A、CH3COOH
CH3COO-+H+,根据电离平衡常数的定义,K=
=1.6×10-5,解得c(H+)=4×10-4mol·L-1,故A错误;B、根据电荷守恒,c(K+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)c点pH=7,即c(H+)=c(OH-),即c(K+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),故B错误;C、醋酸是弱酸,当V=20mL时,醋酸和KOH恰好完全反应,溶质为CH3COOK,溶液显碱性,因此V<20mL,故C错误;D、醋酸对水电离起到抑制作用,随着KOH量的增大,水的电离程度先增大后减小,因此c点在三点中水的电离程度最大,故D正确。
13.B
【解析】A、硫酸是强电解质,氯气是单质,不是电解质,也不是非电解质,A错误;B、碳酸氢钠是强电解质,醋酸是弱电解质,B正确;C、食盐是强电解质,酒精是非电解质,C错误;D、碳酸是弱电解质,碳酸钠是强电解质,D错误,答案选B。
14.C
【解析】试题分析:
由图象可知,该原电池反应式为:
Zn+Cu2+=Zn2++Cu,Zn发生氧化反应,为负极,Cu电极上发生还原反应,为正极,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,两池溶液中硫酸根浓度不变,随反应进行,甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液呈电中性,进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等,而Zn的摩尔质量大于Cu,故乙池溶液总质量增大.
A.由图象可知,该原电池反应式为:
Zn+Cu2+=Zn2++Cu,Zn为负极,发生氧化反应,Cu为正极,发生还原反应,故A错误;
B.阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故两池中c(SO42﹣)不变,故B错误;
C.甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,乙池中发生反应:
Cu2++2e﹣=Cu,保持溶液呈电中性,进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等,而Zn的摩尔质量大于Cu,故乙池溶液总质量增大,故C正确;
D.甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液电荷守恒,阴离子不能通过阳离子交换膜,故D错误
15.
(1)如a=7,HA为强酸,如a>7,HA为弱酸
(2)否C
(3)弱c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)(4)10-510-5-10-9
【解析】
试题分析:
(1)不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,若a=7,则HA是强酸;若a>7,则HA是弱酸;
(2)不考虑其它组的实验结果,单从乙组情况分析,pH=7,若HA为强酸,则C等于0.2,若HA为弱酸,则C大于0.2,所以C不一定为0.2,溶液中存在电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因pH=7,则c(OH-)=c(H+),则c(A-)=c(Na+),故选C;
(3)HA物质的量浓度为0.2mol/L,而NaOH物质的量浓度为0.1mol/L,pH>7,所以HA是弱酸,丙组得到的溶液为0.05mol/L的HA和0.05mol/L的NaH的混合液,根据电荷守恒可以得到c(OH-)+c(A-)=c(Na+)+c(H+),由于pH>7,所以c(OH-)>c(H+),即c(Na+)>c(A-),所以混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);
(4)丁组实验所得混合溶液为浓度为0.05mol/L的NaA溶液,其pH为9,促进水的电离,OH-全部为水电离,所以由水电离出的c(OH-)=10-5mol/L,混合溶液中存在电荷守恒式为:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=10-5-10-9。
考点:
考查盐类水解、强弱酸、电荷守恒等。
16.
(1)CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-162kJ·mol-1
(2)BD
(3)①K=
;②放热;75%
【解析】
试题分析:
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ•mol-1,
②C(s)+2H2(g)
CH4(g)△H=-73kJ•mol-1,
③2CO(g)
C(s)+CO2(g)△H=-171kJ•mol-1,根据盖斯定律,③-①×2+②得:
CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)△H=-162kJ•mol-1,
故答案为:
CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)△H=-162kJ•mol-1;
②由图二可知,温度一定时,平衡时二甲醚的物质的量分数:
P1>P2>P3>P4,而该反应正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,二甲醚的物质的量分数增大,故压强:
P1>P2>P3>P4;由图一可知,投料比[n(H2)/n(CO2)]一定时,温度越高,平衡时二氧化碳的转化率越低,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,二甲醚的物质的量分数减小,而压强一定时,平衡时二甲醚的物质的量分数:
T1<T2<T3<T4,故温度:
T1>T2>T3>T4,故选:
BD;
(3)反应:
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)的平衡常数表达式K=
;由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向,逆反应方向移动,则正反应为放热反应;设CO的浓度变化量为xmol/L,则:
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)
开始(mol/L):
0.020.0200
转化(mol/L):
xxxx
平衡(mol/L):
0.02-x0.02-xxx
则
=9,解得x=0.015,故CO的转化率为
×100%=75%,故答案为:
;放热;75%。
【考点定位】考查化学平衡的计算;热化学方程式的书写;化学平衡的影响因素
【名师点晴】本题考查热化学方程式书写、化学平衡图象及影响因素、化学平衡计算等,
(2)中作图为易错点,注意利用极限法判断二甲醚的体积分数变化情况,注意平衡常数在化学计算中的应用。
17.PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OBAl+4OH--3e-==AlO2—+2H2O4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3
【解析】
(1)铅蓄电池正极发生达到电子的还原反应,则正极的电极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O;
(2)A.负极是CO失去电子,电极反应式为:
CO+O2――2e—=CO2,A正确;B.工作时电极b电极通入空气,氧气得到电子,作正极,O2-由b电极流向电极a,B错误;C.工作时电子由电极a即负极通过传感器流向电极b,即正极,C正确;D.传感器中通过的电流越大,说明尾气中CO的含量越高,D正确,答案选B;(3)若以NaOH溶液为电解质溶液,则生成的铝离子转化为偏铝酸钠,电池负极反应为Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O;若以NaCl溶液为电解质溶液,由于正极产生氢氧根,根据电子得失守恒可知恰好生成氢氧化铝,则总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。
电极:
明确原电池的工作原理是解答的关键,即原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。
电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。
其中难点是电极反应式的书写,注意放电微粒以及溶液酸碱性判断。
18.
(1)B
(2)①BD②>③Zn-2e-=Zn2+④1mol·L-1(3)bb
【解析】
(1)A.NaOH+HCl═NaCl+H2O不是氧化还原反应,不能设计成原电池B.Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑是氧化还原反应,能设计成原电池,故答案为:
B;
(2)①甲装置是原电池,发生电化学腐蚀,乙装置发生化学腐蚀。
A、甲是化学能转变为电能的装置,乙不是,故A错误;B、乙装置中铜片不反应,也没构成原电池的正极,所以铜片上没有明显变化,故B正确;C、甲、乙中锌片质量都减少,故C错误;D、两个烧杯中都产生氢气,氢离子浓度都降低,所以溶液的pH均增大,故D正确;故选BD;
②原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度,故答案为:
>;
③构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:
Zn-2e-=Zn2+,故答案为:
Zn-2e-=Zn2+;
④稀释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol•L-1=0.1mol,生成氢气的氢离子的物质的量为
×2=0.1mol,所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol,原溶液中氢离子的浓度为
=2mol/L,一个硫酸分子中含两个氢离子,所以原溶液中稀硫酸的浓度为1mol•L-1,故答案为:
1mol•L-1;
(3)氢氧燃料电池中,燃料氢气需通在负极,即b极,正极是氧气得电子,电子从负极b流向正极a,故答案为:
b;b。
19.
(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-889.6kJ·mol-1
【解析】本题主要考查热化学方程式的书写。
16g即1mol甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热16×55.6kJ=889.6kJ,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-889