2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1
全书综合测评
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.考试范围:第1章~第3章。
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Ag 108 Ba 137 Pb 207。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.明朝的诗人于谦在《石灰吟》中写道:“千锤万击出深山,烈火焚烧若等闲。粉骨碎身全不怕,要留清白在人间。”这首脍炙人口的诗篇不仅蕴含了深刻的人文精神,还蕴藏了有趣的化学知识。下列有关说法中,错误的是( )
A.化学反应过程中同时存在着物质变化和能量变化,其中物质变化是基础
B.这首诗说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化
C.石灰石的分解是熵增反应,因此在任何条件下都能自发进行
D.“要留清白在人间”涉及反应中的化学物质有强电解质、弱电解质和非电解质
2.下列说法正确的是( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,在测定中和反应的反应热时实际加入的酸、碱的量会影响该反应的ΔH
B.密闭容器中,9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁
17.6 g时,放出19.12 kJ热量,则Fe(s)+S(s) FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·mol-1
C.将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
D.相同条件下,将2 mol N2和6 mol H2、1 mol N2和3 mol H2分别放置在两个相同的恒容密闭容器甲、乙中,甲容器中反应放出的热量是乙容器中反应放出的热量的2倍
3.下列叙述正确的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠固体能增大醋酸的电离程度
B.25 ℃时,等体积、等浓度的硝酸溶液与氨水混合后,溶液的pH=7
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.HC和[Al(OH)4]-可以发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体
4.常温时,下列各组溶液中的离子一定能够大量共存的是( )
A.由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol/L的溶液中:Na+、Cl-、N、S
B.含有大量Al3+的溶液中:K+、Na+、C、HC
C.使甲基橙试液变黄的溶液中:Fe2+、Mg2+、N、Cl-
D.c(H+)=1.0×10-13 mol/L的溶液中:Na+、S2-、C、S
5.下列有关实验操作的叙述正确的是( )
A.中和滴定实验中指示剂不宜加入过多,通常控制在1~2 mL
B.用50 mL酸式滴定管可准确量取25.00 mL KMnO4溶液
C.用量筒量取5.00 mL 1.00 mol·L-1盐酸于50 mL容量瓶中,加水稀释至刻度,可配制0.100 mol·L-1盐酸
D.酸碱中和滴定时,锥形瓶需用待测液润洗2次,再加入待测液
6.研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生可逆反应的能量变化及反应历程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应中Fe+是催化剂,FeO+是中间产物
B.总反应速率由反应②的速率决定
C.升高温度,总反应的平衡常数K减小
D.当有14 g N2生成时,转移1 mol e-
7.25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10 mol2·L-2,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9 mol2·
L-2。该温度下,下列说法不正确的是( )
A.同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出
B.BaCO3的悬浊液中通入少量氯气,c(Ba2+)增大
C.BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中=
D.BaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液,BaSO4不可能转化为BaCO3
8.已知反应①CO(g)+CuO(s) CO2(g)+Cu(s)和反应②H2(g)+CuO(s) Cu(s)+H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A.反应①的平衡常数K1=
B.对于反应③,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则K变大
C.反应③的平衡常数K=
D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定增大
9.下列说法正确的是( )
A.将pH=a的氨水的体积稀释至10倍,稀释后c(OH-)是原溶液中c(OH-)的
B.FeCl2溶液与足量NaClO溶液混合发生反应:2ClO-+Fe2++2H2O 2HClO+Fe(OH)2
C.实验室配制氯化铁溶液时,先将固体溶解在浓盐酸中,再加水稀释至所需浓度
D.在0.1 mol/L的NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>
c(H+)
10.“太阳水”电池装置如图所示,该电池由三个电极组成,其中a为TiO2电极,b为Pt电极,c为WO3电极,电解质溶液为pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区,A区与大气相通,B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是( )
A.若用导线连接a、c,则a为负极,该电极附近溶液的pH减小
B.若用导线连接a、c,则c电极的电极反应式为HxWO3-xe- WO3+xH+
C.若用导线连接b、c,b电极的电极反应式为O2+4H++4e- 2H2O
D.利用该装置,可实现太阳能向电能转化
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.已知酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液发生反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O。探究该反应反应速率的影响因素,有关实验数据如表所示。下列说法不正确的是( )
实验编号 温度 (℃) 催化剂 用量 (g) 酸性KMnO4 溶液 H2C2O4溶液 KMnO4 溶液褪色 平均时间 (min)
体积 (mL) 浓度 (mol· L-1) 体积 (mL) 浓度 (mol· L-1)
1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7
2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a
3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 5
4 25 0 4 0.01 8 0.2 b
A.实验3中用KMnO4表示的反应速率约为2×10-3 mol·L-1·min-1
B.表中数据a<12.7,b>5
C.实验1、2探究温度对反应速率的影响,实验3、4探究催化剂对反应速率的影响
D.可通过比较收集相同体积的CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢
12.由相同金属电极及不同浓度的盐溶液组成的电池,称为浓差电池,电子由溶液浓度较小的一极流向浓度较大的一极。如图所示装置中,X电极与Y电极初始质量相等。进行实验时,先闭合K2,断开K1,一段时间后,再断开K2,闭合K1,即可形成浓差电池,电流计指针偏转。下列说法不正确的是( )
A.若先闭合K1,断开K2,电流计指针也能偏转
B.充电时,当外电路通过0.1 mol电子时,两电极的质量差为21.6 g
C.放电时,右池中的N通过离子交换膜移向左池
D.放电时,电极Y为电池的负极
13.常温下,向25 mL 0.12 mol/L AgNO3溶液中逐滴加入一定浓度的氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水沉淀溶解。该过程中加入氨水的体积V与溶液中lg[c(H+)/c(OH-)]的关系如图所示。已知e点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清,且此时溶液中c(Ag+)与c(NH3)均约为2×10-3 mol/
L。下列叙述错误的是( )
A.a点对应溶液呈酸性的原因是AgNO3水解
B.b点对应溶液中:c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}>c(N)
C.cd段加入的氨水主要用于沉淀的生成和溶解
D.由e点可知,反应Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数的数量级为105
14.常温下向20 mL 0.2 mol/L H2A溶液中滴加0.2 mol/L NaOH溶液。有关微粒的物质的量变化如图(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-),根据图示判断下列说法正确的是( )
A.H2A在水中的电离方程式:H2A H++HA-、HA- H++A2-
B.当V(NaOH)=20 mL时溶液中各粒子浓度的大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
C.等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后溶液中水的电离程度比纯水大
D.当V(NaOH)=30 mL时,溶液中存在关系:2c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)=
c(A2-)+2c(OH-)
15.用活性炭还原NO2可防止空气污染,其反应原理为2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应,反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示;维持温度不变,反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。
图1
图2
下列说法错误的是( )
A.图1中的A、B、C三个点中只有C点的v正=v逆
B.图2中E点的v逆小于F点的v正
C.图2中E点反应的平衡常数等于G点反应的平衡常数,则E、G两点处NO2的平衡浓度相同
D.在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2,与原平衡相比,NO2的平衡转化率减小
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)Ⅰ.常温下,0.1 mol·L-1 NaHB溶液中存在的离子有Na+、B2-、HB-、H+、OH-,存在的分子只有H2O,且c(H+)=0.01 mol·L-1,则:
(1)①写出酸H2B的电离方程式: 。
②常温下,0.1 mol·L-1 H2B溶液中c(H+) 0.11 mol·L-1(填“>”“<”或“=”)。简述理由:
。
(2)t ℃时,已知0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,现将0.2 mol·L-1的硫酸氢钠和等浓度的氢氧化钡溶液等体积混合,充分反应后溶液的pH= 。
Ⅱ.(3)①25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示。
弱酸 CH3COOH H2C2O4 H2S
电离平衡常 数/mol·L-1 1.8×10-5 K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5 K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15
下列微粒能大量共存的是 。
A.CH3COOH、C2 B.HC2、S2-
C.CH3COOH、HS- D.HC2、CH3COO-
②常温下,等物质的量浓度的CH3COONa、Na2C2O4、NaHS三种溶液的pH由小到大的顺序是 。
17.(12分)某同学为测定烧碱样品(含有少量NaCl杂质)中NaOH的质量分数,进行如下实验操作:
a.将洁净的酸式滴定管和碱式滴定管分别用待装(或待量取)的酸、碱溶液润洗2遍
b.用碱式滴定管量取25.00 mL烧碱溶液于锥形瓶中,滴入2滴酚酞溶液
c.在天平上准确称取烧碱样品10.0 g,在烧杯中用蒸馏水溶解
d.将浓度为1.000 mol·L-1的盐酸装入酸式滴定管中,将烧碱溶液装入碱式滴定管中,并分别调节液面,记下开始时的读数
e.在锥形瓶下垫一张白纸,然后开始滴定,边滴加边振荡,至滴定终点,记下读数
f.在250 mL的容量瓶中定容,配制成250 mL烧碱溶液
请回答下列问题:
(1)正确的操作顺序是(填字母) → → → d→b→ 。
(2)下列仪器实验中不需要的是 (填序号)。
①托盘天平(带砝码,镊子) ②酸式滴定管 ③碱式滴定管
④250 mL容量瓶 ⑤烧杯 ⑥漏斗 ⑦锥形瓶 ⑧铁架台(带滴定管夹) ⑨药匙
实验中用到的除上述仪器外,还缺少的仪器有
(填名称)。
(3)滴定至终点,溶液由 色变为 色,且30秒内不恢复原来的颜色。
(4)重复四次的实验数据如下表所示:
实验 序号 盐酸/ mol·L-1 滴定完成时消耗 盐酸的体积/mL 待测烧碱溶液 的体积/mL
1 1.000 19.96 25.00
2 1.000 19.00 25.00
3 1.000 20.04 25.00
4 1.000 20.00 25.00
根据以上数据,待测烧碱溶液中NaOH的物质的量浓度是
mol·L-1,该样品中NaOH的质量分数是 (精确到0.01%)。
(5)下列操作可能会造成上述实验结果偏高的是 。
A.f操作中,定容时俯视
B.滴定终点读数时仰视
C.使用前碱式滴定管未用待装液润洗
D.锥形瓶水洗后未干燥就直接盛待测溶液
18.(10分)以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。汽车尾气中含有较多的氮氧化物和CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NOx(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。
反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH1;
反应Ⅱ:4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) ΔH2<0。
(1)针对反应Ⅰ:
①已知反应N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH3=+180.0 kJ·mol-1,若CO的燃烧热ΔH=-283.5 kJ·mol-1,则反应Ⅰ的ΔH1= kJ·mol-1。
②若在恒容的密闭容器中,充入2 mol CO和1 mol NO,发生反应Ⅰ,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
A.CO和NO的物质的量之比不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.v正(N2)=2v逆(CO)
(2)在2 L密闭容器中充入2 mol CO和1 mol NO2,发生上述反应Ⅱ。
①若在某温度下,该反应达平衡时CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为 。
②如图为平衡时CO2的体积分数与温度、压强的关系。则温度:
T1 T2(填“<”或“>”);若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的 点。
19.(12分)锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示:
已知:①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等;
②常温下:Ksp(CuS)=1.27×10-36 mol2/L2,Ksp(PbS)=9.04×10-29 mol2/L2;
③溶液中离子浓度小于或等于1.0×10-5 mol/L时,认为该离子沉淀完全。
(1)滤渣1中除了S之外,还有 (填化学式)。
(2)“浸出”时,Sb2S3发生反应的化学方程式为
。
(3)该生产流程能实现循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)常温下,“除铜、铅”时,Cu2+和Pb2+均沉淀完全,此时溶液中的c(S2-)不低于 。所加Na2S也不宜过多,其原因为
。
(5)“除砷”时有H3PO3生成,该反应的离子方程式为
。
20.(16分)请回答下列问题:
(1)汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧造成高温而引起氮气和氧气反应所产生的:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0。
①某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5 min后O2的物质的量为0.5 mol,则N2的反应速率为 。
②假定该反应在恒容密闭容器中进行,判断该反应达到平衡的标志是
(填字母)。
A.消耗1 mol N2的同时生成1 mol O2
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.2v正(N2)=v逆(NO)
③将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下图中变化趋势正确的是 (填字母)。
(2)N硝化过程发生反应2N+3O2 2HNO2+2H2O+2H+,恒温时在亚硝酸菌的作用下发生该反应。
①实验测得在其他条件一定时,N硝化反应的速率随温度变化曲线如图1所示,温度高于35 ℃时反应速率迅速下降的原因可能是 。
图1
②亚硝酸盐含量过高对人和动植物都会造成一定的危害,因此要对亚硝酸盐含量过高的废水进行处理。处理方法之一是用NaClO将亚硝酸盐氧化为硝酸盐,其反应为ClO-+N N+Cl-。在25 ℃和35 ℃时,分别向初始浓度为5×10-3 mol·L-1含N的溶液中按不同的投料比[]加入次氯酸钠固体(忽略溶液体积的变化),平衡时N的去除率和温度、投料比的关系如图2所示,a、b、c、d四点ClO-的转化率由小到大的顺序是 ,35 ℃时该反应的平衡常数K= 。
图2
(3)如图是一种染料敏化太阳能电池示意图,电池的一个电极由吸附光敏染料(D)的TiO2纳米晶体涂覆在导电玻璃上构成,另一电极由Pt-导电玻璃构成,工作原理为:
ⅰ.TiO2/D TiO2/D*(激发态)
ⅱ.TiO2/D* TiO2/D++e-
ⅲ.还原剂A+D+ D+氧化产物B
ⅳ.还原剂A再生
回答下列问题:
①Pt电极是该电池的 (填“正”或“负”)极。
②结合图示写出ⅲ反应的离子方程式(其中染料分子用D表示) 。
答案全解全析
1.C 2.B 3.C 4.D 5.B 6.B 7.D 8.C
9.C 10.B 11.A 12.AD 13.BD 14.B 15.C
1.C 石灰石分解生成氧化钙和二氧化碳的反应是熵增反应,该反应为吸热反应,ΔH>0,ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,则反应必须在高温条件下才能自发进行,选项C错误。
2.B 已知H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,在测定中和反应的反应热时实际加入的酸、碱的量会影响反应放出的热量,但不会影响该反应的ΔH,故A错误;密闭容器中,9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g时,放出19.12 kJ热量,铁反应完,硫未反应完,11.2 g即0.2 mol铁与硫反应生成硫化亚铁放出
19.12 kJ的热量,则1 mol铁与硫反应生成硫化亚铁放出95.6 kJ的热量,热化学方程式为Fe(s)+S(s) FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·
mol-1,故B正确;将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,该反应是可逆反应,0.5 mol氮气没有完全反应,因此热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,故C错误;相同条件下,将2 mol N2和6 mol H2、1 mol N2和3 mol H2分别放置在两个相同的恒容密闭容器甲、乙中,甲容器中投料量是乙容器的2倍,甲容器中压强大于乙容器,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)平衡正向移动,因此甲容器中反应放出的热量大于乙容器中反应放出的热量的2倍,故D错误。
3.C 稀醋酸中加入少量醋酸钠固体,醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,醋酸的电离程度减小,故A错误;25 ℃时,等体积、等浓度的硝酸溶液与氨水混合后,二者恰好反应生成硝酸铵,铵根离子水解使溶液呈酸性,反应后溶液的pH<7,故B错误;由于硫化氢为弱电解质,在溶液中部分电离,硫化钠为强电解质,在溶液中完全电离,则25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱,故C正确;因为碳酸氢根离子的酸性大于氢氧化铝,所以HC和[Al(OH)4]-反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子,而不是发生相互促进的水解反应,故D错误。
4.D A项,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol/L的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,N与OH-反应,S与H+反应,不能大量共存;B项,Al3+与C、HC发生相互促进的水解反应,不能大量共存;C项,使甲基橙试液变黄的溶液可能呈酸性、中性或碱性,Fe2+、Mg2+与OH-反应,Fe2+、N在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量共存;D项,常温时,c(H+)=1.0×10-13 mol/L的溶液呈碱性,Na+、S2-、C、S之间互不反应,且都不与OH-反应,能够大量共存;故选D。
5.B 中和滴定实验中指示剂不宜加入过多,否则可能造成较大的误差,通常加入几滴即可,故A错误;用50 mL酸式滴定管可准确量取25.00 mL KMnO4溶液,故B正确;量筒是粗略量取液体的仪器,只能精确到0.1 mL,不能精确到0.01 mL,此外不能在容量瓶里进行溶质的溶解或溶液的稀释,应将溶质在烧杯中溶解或将溶液在烧杯中稀释后转移到容量瓶中,故C错误;酸碱中和滴定时,锥形瓶不能用待测液润洗,故D错误。
6.B 由题图可知,Fe+先转化为FeO+,FeO+后续又转化为Fe+,因此Fe+是催化剂,FeO+是中间产物,A项正确;由题图可知,反应①的活化能高于反应②,因此反应①的速率较慢,则总反应速率由反应①的速率决定,B项错误;反应物的总能量高于生成物总能量,总反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,总反应的平衡常数K减小,C项正确;总反应方程式为N2O+CO CO2+N2,氮元素化合价从+1价降低至0价,当有14 g(0.5 mol)N2生成时,转移电子的物质的量为0.5 mol×
2=1 mol,D项正确。
D 25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10 mol2·L-2,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9 mol2·
L-2,Ksp(BaSO4)
9.C 加水稀释促进一水合氨电离,pH=a的氨水的体积稀释至10倍后,溶液中的氢氧根离子浓度大于原溶液中c(OH-)的,A项错误;FeCl2溶液与足量NaClO溶液反应的离子方程式为5ClO-+2Fe2++5H2O Cl-+2Fe(OH)3↓+4HClO,B项错误;实验室配制氯化铁溶液时,将氯化铁固体溶解在浓盐酸中,可抑制氯化铁水解,C项正确;由于HC的水解程度大于其电离程度,则c(OH-)>c(H+),溶液中各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)>c(C),D项错误。
10.B 根据示意图可知,a与c相连后,a电极发生失电子的氧化反应,则a作负极,电解质溶液为pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液,则a极的电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,由于生成H+,故a极附近溶液的pH减小,A项正确;a与c相连后,c为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为WO3+xH++xe- HxWO3,B项错误;b与c相连,b极为正极,发生还原反应,电解质溶液为pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液,所以电极反应式为O2+4H++4e- 2H2O,C项正确;利用该装置,可实现太阳能向电能转化,D项正确。
11.A 根据实验3数据可知,消耗高锰酸钾的物质的量为4×10-3 L
×0.01 mol·L-1=4×10-5 mol,则用KMnO4表示的反应速率为≈6.7×10-4 mol·L-1·min-1,A错误;升高温度,反应速率加快,使用催化剂可加快反应速率,则a<12.7,b>5,B正确;根据表格中的信息可知,实验1、2探究温度对反应速率的影响,实验3、4探究催化剂对反应速率的影响,C正确;通过比较收集相同体积的CO2所消耗的时间,可判断反应速率快慢,D正确。
12.AD 若先闭合K1,断开K2,左右两池溶液浓度相等,电流计指针不能偏转,故A不正确;当外电路通过0.1 mol电子时,阳极有0.1 mol Ag被氧化,减少的质量为10.8 g,而阴极析出0.1 mol Ag,增加的质量为10.8 g,所以两电极的质量差为21.6 g,故B正确;放电时,X电极为负极,Y电极为正极,阴离子向负极移动,所以右池中的N通过离子交换膜移向左池,故C正确,D不正确。
13.BD a点溶液中溶质只有硝酸银,硝酸银为强酸弱碱盐,银离子水解使溶液显酸性,故A正确;根据电荷守恒,有c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}+c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(N),b点处lg=0,c(H+)=c(OH-),则c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}+c(N)=c(N),
c(Ag+)+c{[Ag(NH3)2]+}
B 由图可知,H2A为弱酸,在水中的电离方程式是H2A H++HA-、HA- H++A2-,A错误;当V(NaOH)=20 mL时,发生反应NaOH+H2A NaHA+H2O,此时c(A2-)大于c(H2A),说明HA-的电离程度大于其水解程度,溶液显酸性,故溶液中各粒子浓度的大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),B正确;等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,溶质主要为NaHA,溶液显酸性,HA-的电离程度大于其水解程度,抑制水的电离,所以溶液中水的电离程度比纯水小,C错误;当V(NaOH)=30 mL时,溶液中电荷守恒为:c(H+)+c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),物料守恒为:2c(Na+)=
3c(HA-)+3c(A2-)+3c(H2A),两式联立,得2c(H+)+c(HA-)+3c(H2A)=
c(A2-)+2c(OH-),D错误。
15.C 由2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g)可知,NO2的生成速率是N2的生成速率的2倍时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,只有C点满足,故A正确;由图2可知,E点处反应未达到平衡状态,F点处反应达到平衡状态,且压强E
0.01 mol·L-1,0.1 mol·L-1 H2B溶液中H2B完全电离产生0.1 mol·L-1的HB-和0.1 mol·L-1的H+,而H2B第一步电离产生的H+抑制第二步电离,所以H2B溶液中c(H+)<0.11 mol·L-1。(2)t ℃时,0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,所以此温度下KW=1.0×10-13 mol2·
L-2,0.2 mol·L-1的硫酸氢钠溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1,等浓度的氢氧化钡溶液中c(OH-)=0.4 mol·L-1,两溶液等体积混合后,溶液显碱性,混合后溶液中的c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,溶液中的c(H+)= mol·L-1=10-12 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=12。(3)①根据表格中的信息可知,电离平衡常数Ka(H2C2O4)>Ka(HC2)>Ka(CH3COOH)>Ka(H2S)>Ka(HS-),则酸性:H2C2O4>HC2>CH3COOH>H2S>HS-。A项,CH3COOH和C2不反应,所以能大量共存;B项,HC2和S2-反应生成C2和H2S而不能大量共存;C项,CH3COOH和HS-反应生成CH3COO-和H2S而不能大量共存;D项,HC2和CH3COO-反应生成C2和CH3COOH而不能大量共存;故选A。②由①可知酸性:H2C2O4>HC2>CH3COOH>H2S>HS-,则水解程度:HC2
解析 (1)根据先配制溶液然后进行滴定的排序,正确的操作顺序为称量→溶解→定容→取液→滴定,所以操作步骤的顺序为c→f→a→d→b→e。(2)由实验的操作步骤可知,实验中用到的仪器有托盘天平(带砝码,镊子)、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250 mL容量瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶,则用不到的仪器为漏斗,还缺少的仪器为玻璃棒、胶头滴管。(3)滴定至终点时,实验现象为滴入最后半滴盐酸,溶液由浅红色变为无色,且30秒内不恢复原来的颜色。(4)分析表中数据知,实验2所用盐酸体积偏差较大,应舍弃,则滴定所用盐酸的体积为=20.00 mL,由滴定终点时盐酸和烧碱恰好完全反应可得c(NaOH)×0.025 00 L=1.000 mol·L-1×0.020 00 L,解得c(NaOH)=0.800 0 mol·L-1,10.0 g样品中NaOH的物质的量是
0.800 0 mol·L-1×0.025 00 L×=0.200 0 mol,则样品中NaOH的质量分数是×100%=80.00%。(5)A项,定容时俯视液面,会导致溶液体积偏小,配制的溶液浓度偏大,消耗盐酸的体积偏大,所测结果偏高,正确;B项,滴定终点读数时仰视,会导致计算出的消耗盐酸的体积偏大,所测结果偏高,正确;C项,使用前碱式滴定管未用待装液润洗,会导致氢氧化钠的物质的量偏小,消耗盐酸的体积偏小,所测结果偏低,错误;D项,稀释前后溶质的物质的量不变,锥形瓶水洗后未干燥就直接盛待测溶液,对氢氧化钠的物质的量无影响,对消耗盐酸的体积无影响,对所测结果无影响,错误。
18.答案 (每空2分)(1)①-747.0 ②BD (2)①2 L·mol-1 ②< E
解析 (1)①CO的燃烧热ΔH=-283.5 kJ·mol-1,可得CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-567.0 kJ·mol-1,已知反应N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH3=+180.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律,两式相减可得2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH1=-747.0 kJ·
mol-1。②A项,起始充入的CO和NO物质的量之比不等于化学方程式中化学计量数之比,反应过程中CO和NO的物质的量之比发生变化,当CO和NO的物质的量之比不变时说明各组分含量保持不变,反应达到平衡状态;B项,由于混合气体的总质量、体积均不变,因此混合气体的密度始终保持不变,不能判断反应达到化学平衡状态;C项,该反应中反应前后气体体积不相等,混合气体的压强保持不变,说明各组分含量保持不变,达到化学平衡状态;D项,根据化学方程式可知,
v正(N2)=2v逆(CO)时正、逆反应速率不相等,反应并未达到平衡状态;故选B、D。(2)①根据题意,在某温度下,该反应达平衡时CO的转化率为50%,列出三段式:
4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)
起始浓度(mol·L-1) 1 0.5 0 0
转化浓度(mol·L-1) 0.5 0.25 0.125 0.5
平衡浓度(mol·L-1) 0.5 0.25 0.125 0.5
平衡常数K== L·mol-1=2 L·mol-1。②该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的体积分数减小,故T1
解析 辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)中加入盐酸,浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等,滤渣1中除了生成的S之外还有未溶解的二氧化硅;浸出液中加入Sb,Sb将SbCl5还原为SbCl3;加入Na2S时使Cu2+和Pb2+均沉淀完全,过滤得到的滤渣2为CuS、PbS;滤液中加入Na3PO2除砷,生成亚磷酸和砷单质;电解含SbCl3溶液得到Sb、SbCl5。(1)由上述分析可知滤渣1中除了S之外,还有二氧化硅。(2)“浸出”时,Sb2S3和SbCl5发生氧化还原反应,生成单质硫和SbCl3,化学方程式为Sb2S3+3SbCl5 5SbCl3+3S↓。(3)根据流程图可知Sb与SbCl5反应生成SbCl3,最后电解含SbCl3溶液得到Sb单质及SbCl5,所以可以循环利用的物质有SbCl5、Sb。(4)由CuS、PbS的溶度积常数可知,当Pb2+全部沉淀时,Cu2+沉淀完全,溶液中离子浓度小于或等于1.0×10-5mol/
L时,认为该离子沉淀完全,若Pb2+沉淀完全,即c(Pb2+)≤1.0×
10-5 mol/L,则c(S2-)≥= mol/L=9.04×10-24 mol/L。(5)“除砷”时生成H3PO3和As,结合得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平离子方程式。
20.答案 (每空2分)(1)①0.05 mol·L-1·min-1 ②AD ③C
(2)①温度过高使亚硝酸菌变性失活 ②d
②反应在恒容密闭容器中进行,反应消耗1 mol N2的同时生成1 mol O2,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A符合题意;反应在恒容密闭容器中进行,混合气体的体积、质量均不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;该反应是一个反应前后气体的物质的量不变的反应,混合气体的质量不变,则混合气体的平均相对分子质量始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,C不符合题意;2v正(N2)=v逆(NO)=v正(NO),正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D符合题意。③化学平衡常数只与温度有关,温度不变,则化学平衡常数不变,A不符合题意;催化剂只能改变反应速率,不影响平衡移动,因此达到平衡时c(NO)不变,B不符合题意;反应温度越高,反应速率越快,达到平衡所需时间越短,根据图像可知反应在温度为T1时比温度为T2时先达到平衡,则温度:T1>T2,由于该反应的正反应为吸热反应,所以升高温度,平衡正向移动,N2的平衡转化率提高,C符合题意。(2)①温度高于35 ℃时反应速率迅速下降可能是因为该反应中有亚硝酸菌参与,温度过高使亚硝酸菌变性失活,从而导致反应速率降低。②在25 ℃和35 ℃时,分别向初始浓度为5×10-3 mol·L-1含N的溶液中按不同的投料比[]加入次氯酸钠固体(忽略溶液体积的变化),由图2可知,a、b两点的温度相同,都是25 ℃,由a点到b点,投料比增大,N的去除率增大,而ClO-的转化率减小,则ClO-的转化率:a>b,同理可得:c>d,而b、c两点的投料比相同,由b点到c点升高温度,N的去除率减小,说明该反应的正反应为放热反应,则ClO-的转化率:b>c,所以a、b、c、d四点ClO-的转化率由小到大的顺序是d
c(ClO-)=0.006 mol·L-1,c(N)=c(Cl-)=0.004 mol·L-1,故该反应的化学平衡常数K=≈2.67。(3)①根据图示可知,在Pt电极上得到电子变成I-,所以Pt电极为正极,电极反应式为+2e- 3I-。②在ⅲ反应中还原剂I-失去电子变为,D+得到电子变为D,故反应ⅲ的离子方程式为3I-+2D+ 2D+或3I-+2TiO2/D+ 2TiO2/D+。
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