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免费高二化学选修4全集2018学年上学期期末复习备考黄金30题含答案试卷分析解析详细信息
免费高二化学选修4全集2018学年上学期期末复习备考黄金30题含答案试卷分析解析1.化学反应原理对生产有重大的指导意义。回答下列问题:(1)有两个温度相同的密闭容器A和B,容器A保持容积不变,容器B保持压强不变,起始时向容积相等的A、B中分别充入等量的C(碳)和H2O(g),发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(正反应为吸热反应),并分别达到平衡。①H2O的体积分数:V(A)%_____V(B)%。(填">"、"<""=")②达到平衡后,在两容器中分别通入等量的氦气,则A中H2O的转化率_______(填"增大""减小"、"不变");B中化学平衡_________移动(填"不""向正反应方向""向逆反应方向")。(2)某温度下,测得0.01mol·L-1NaOH溶液的pH=10,则在该温度下Kw=______;在此温度下,将pH=11的NaOH溶液aL与pH=2的H2SO4溶液bL混合,若所得溶液为中性,则a:b=_______(假设混合时体积不变)。【答案】>不变向正反应方向1×10-121:10②A为恒温恒容容器,通入氦气,各物质的浓度不变,化学平衡不移动,A中H2O的转化率不变。B为恒温恒压容器,通入氦气,体积增大,相当于减小压强,平衡向正反应方向移动。(2)0.01mol/LNaOH溶液中c(OH-)=0.01mol/L,pH=10即c(H+)=110-10mol/L,该温度下KW=c(H+)·c(OH-)=110-10mol/L0.01mol/L=110-12mol2·L-2。因为NaOH溶液与H2SO4溶液混合后溶液为中性,则NaOH溶液中的OH-物质的量等于H2SO4溶液中H+物质的量,mol/LaL=110-2mol/LbL,则a:b=1:10。点睛:正确理解压强对化学平衡的影响和与水的离子积有关的计算是解题的关键。易错点是充入与反应无2.沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。Ⅰ.汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收,生成CaSO3浊液。已知常温下Ka1(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-9常温下测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH=9,忽略SO32-的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=__________。CaSO3易变质为CaSO4,水垢中含有较多的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为:_________;Ⅱ.已知25℃时,NH3oH2O电离常数Kb=1.8×10-5,Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11,向0.4mol/L的氨水中加入等体积浓度为6×10-4mol/LMgCl2溶液,________沉淀生成(填"无"或"有"),并简述理由______;若某溶液中C(Mg2+)=1.2×10-3mol/L,需向其中加入等体积的NaOH溶液浓度为_____mol/L时,可使Mg2+恰好沉淀完全(忽略溶液体积变化)。Ⅲ.工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有还原沉淀法,该法的工艺流程为:CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O①若平衡体系的pH=2,则溶液显____________色。②能说明第①步反应达平衡状态的是_____________。A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同B.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)C.溶液的颜色不变③第②步中,还原1molCr2O72-离子,需要________mol的FeSO4·7H2O。④第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至__________。【答案】4.2×10-9CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)有因为C(OH-)=(KboC)1/2,Qc=C(Mg2+)oC(OH-)2=1.08×10-9>Ksp4.4×10-3橙c65【解析】Ⅰ由Ka2(H2SO3)=6.0×10-9可知SO32-+H2OHSO3-+OH-的水解平衡常数Ⅲ:①若平衡体系的pH=2,在酸性环境下,化学反应平衡正向移动,溶液显示橙色。②a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同,没有强调不变,所以不一定平衡,故a错误;b.式中未说明反应速率是指正反应还是逆反应,无法判断是不是平衡状态,故b错误;c.溶液的颜色不变,证明各组分的浓度不随时间的变化而变化,故c正确。③第②步中,还原1molCr2O72-离子,即得到了6mol的电子,根据氧化还原反应中的电子守恒,硫酸亚铁中的亚铁离子变为三价铁离子失去1个电子,所以需要6mol的FeSO4·7H2O。④c(Cr3+)降至10-5mol/L,,所以pH=5。3.已知25℃、101kPa时,一些物质的燃烧热为,回答下列问题:化学式 CO(g) H2(g) CH3OH(l) CH4(g)△H/(kJ·mol-l) -283.0 -285.8 -726.5 -890.3(1)写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式:_____________________________。(2)根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)△H=__________。(3)工业上利用水煤气合成甲醇的主要反应可表示为CO(g)+H2(g)CH3OH(g)△H=-45.4kJ·mol-1向容积为1L的密闭容器中加入0.10molH2和0.05molCO,在一定温度下发生上述反应,10min后反应达到平衡状态,测得放出热量3.632kJ。①相同温度条件下,上述反应的化学平衡常数K=___________。②若容器容积不变,下列措施可增加CH3OH产率的是___________(填标号)。a.升高温度b.将CH3OH(g)从体系中分离c.充入He,使体系总压强增大d.再充入0.10molH2和0.05molCOe.加入催化剂③反应达到平衡后,保持其他条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡将___________(填"逆向""正向"或"不")移动,化学平衡常数K___________(填"增大""减小"或"不变")。④温度、容积相同的甲、乙两个密闭容器,若甲中加入1molCO和2molH2,乙中加入lmolCH3OH(g),反应达到平衡时甲放出的热量为Q1kJ,乙吸收的热量为Q2kJ,甲中CO的转化率为a1,乙中CH3OH的转化率为a2,则Q1+Q2=___________,a1+a2=___________。【答案】CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ·mol-l-128.1kJ·mol-1100bd正向不变90.81③该反应的正反应为气体分子数减小的反应,把容器的体积缩小一半,即增大压强,平衡将正向移动。化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数K不变。④甲从正反应开始建立平衡,乙从逆反应开始建立平衡;恒温恒容容器中,将乙容器中起始1molCH3OH(g)采用极限法"一边倒"换算后,CO、H2、CH3OH依次为1mol、2mol、0,与甲容器中起始物质的量对应相等,则甲、乙达到平衡时为完全全等的等效平衡,根据等效平衡的规律知,Q1+Q2=90.8,a1+a2=1。4.下图一所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液,足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。(1)图一中的直流电源为一种性能优良的Al-Ag2O电池,其原理如图二所示。该电池中铝是负极,试写出电池工作时的正极反应式__________________和电池的总化学反应方程式______________。(2)接通电源后,经过一段时间后,测得丙中K2SO4质量分数为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:①电源的N端为_______极;c电极上发生______反应("氧化"或"还原");②电极b上发生的电极反应为___________________;③列式计算电极b上生产的气体在标准状况下的体积_______;④电极c的质量变化是_____g;⑤电解前后各溶液的pH是否发生变化("增大"、"减小"或"不变")甲溶液_________;乙溶液_________;丙溶液______________。【答案】Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-2Al+3Ag2O+2NaOH═2NaAlO2+6Ag+H2O正还原4OH--4e-=2H2O+O2↑2.8L16g增大减小不变③丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x.由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.47%,得x=4.5g,故为0.25mol.由方程式2H2+O2═2H2O可知,生成2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转化0.5mol电子,则生成O2为0.5/4=0.125mol,标况下的体积为0.125×22.4=2.8L,故答案为:2.8L;④整个电路是串联的,所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的,根据电极反应:Cu2++2e-=Cu,可知转移0.5mol电子生成的m(Cu)=×64=16g,故答案为:16;⑤甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大;乙中阴极为Cu2+放电,阳极为OH-放电,电解方程式为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,所以H+增多,故pH减小;丙中为电解水,对于K2SO4而言,其pH几乎不变,故答案为:增大;减小;不变。点睛:做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳级,进而判断出电源的正负极,要注意三个电解池为串联电路,各电极上得失电子的数目相等。做题时要正确写出电极方程式,准确判断两极上离子的放电顺序。5.(1)为除去CuSO4溶液中少量的Fe3+杂质,可加入某物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3而除去,调整溶液pH可选用下列物质中的________。A.NaOHB.CuC.Cu(OH)2D.NH3·H2O(2)在恒温、恒容条件下,将1molA和2molB充入一个密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+2B(g)xC(g),达到平衡时,测得C的物质的量分数为m%;若开始充入容器中的是0.3molA、0.6molB和1.4molC,达平衡时C的物质的量分数仍为m%,则x的值为_________________。(3)25℃时,物质的量浓度相同的下列六种溶液:①NH3·H2O②NH4HSO4③(NH4)2CO3④NH4Cl⑤NH4Al(SO4)2⑥(NH4)2SO4,其中c(NH4+)从大到小的排列顺序为______________(填序号)。(4)已知下列四组溶液中:①Na2S②H2S和NaHS③H2S④NaHS,每种溶质的物质的量浓度均为0.4mol·L-1,回答下列问题:c(H2S)从大到小的顺序为____________________________(填序号)c(S2-)从大到小的顺序为_____________________________(填序号)【答案】C2或3⑥>③>②>⑤>④>①②>③>④>①①>④>②>③水解;⑥(NH4)2SO4中硫酸根离子对铵根离子的水解无影响,则c(NH4+)⑥>③,因此c(NH4+)从大到小的排列顺序为⑥>③>②>⑤>④>①,故答案为:⑥>③>②>⑤>④>①;(4)③H2S、②H2S和NaHS中存在大量硫化氢分子,且硫化氢的电离程度越大,则硫化氢浓度越小,则硫化氢浓度大小为:③<②;④NaHS、①Na2S二者溶液中硫化氢浓度减小,硫氢根离子水解生成硫化氢,则②中数据生成的硫化氢浓度大于③,所以四种溶液中硫化氢浓度大小为:②>③>④>①;①Na2S中S2-水解程度较小,c(S2-)≈c(Na2S),最大;③H2S中S2-为二级电离产生的,电离程度非常小,c(S2-)最小;②④中S2-为NaHS电离产生的,但②中H2S和NaHS溶液的酸性比④大,抑制NaHS的电离,c(S2-):④>②,故四种溶液的c(S2-)从大到小的顺序为:①>④>②>③;故答案为:②>③>④>①;①>④>②>③。6.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) 混合溶液的pH① 0.1 0.1 pH=9② c 0.2 pH=7③ 0.2 0.1 pH<7请根据要求回答:(1)②组情况表明,c________(选填"大于"、"小于"或"等于")0.2。混合液中离子浓度c(A-)与c(Na+)的大小关系是______________________________________。(2)从③组实验结果分析,说明HA的电离程度________(选填"大于"、"小于"或"等于")NaA的水解程度,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是_____________________________。(3)①组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=____________mol·L-1。写出该混合溶液中下列算式的结果(不能作近似计算)。c(Na+)-c(A-)=________mol·L-1;c(OH-)-c(HA)=________mol·L-1。【答案】大于c(A-)=c(Na+)大于c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)10?510?5-10?910?9NaA,因反应后溶液的pH<7,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度,故混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);(3)①组溶液的pH=9,则氢离子浓度为10-9mol/L,等物质的量的酸碱反应后溶液呈碱性,溶液中氢氧根离子全部来自于弱酸根离子水解得到的,c(OH-)===10-5mol/L,一元酸HA和NaOH溶液等体积混合生成NaA溶液,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),依据上述计算得到:c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=10-5-10-9;依据溶液中电荷守恒和物料守恒得到:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),c(Na+)=c(A-)+c(HA),合并得到c(OH-)-c(HA)=c(H+)=10-9。7.已知:①25℃时,弱电解质的电离平衡常数:K(CH3COOH)=1.8×10-5,K(HSCN)=0.13;难溶电解质的溶度积常数:Ksp(CaF2)=6×10-10。②25℃时,2.0×10-3mol/L氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略体积变化),得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系,如下图所示:请根据以上信息回答下列问题:(1)25℃时,将20mL0.10mol/LCH3COOH溶液和20mL0.10mol/LHSCN溶液分别与20mL0.10mol/LNaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示,反应初始阶段,两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是__________,反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO-)________c(SCN-)(填">"、"<"或"=")。(2)25℃时,HF电离平衡常数的数值Ka≈______。(3)4.0×10-3mol/LHF溶液与4.0×10-4mol/LCaCl2溶液等体积混合,调节混合液pH为4.0后(忽略调节时混合液体积的变化),_______沉淀产生。(填"有"或"无")。【答案】HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快<10-3.5(或3.5×10-4)无8.蛋壳的主要成分是CaCO3,含有少量的SiO2、MgCO3及色素等杂质,测定蛋壳中钙含量的操作步骤如图所示:已知:CaC2O4、MgC2O4都难溶于水。回答下列问题:(1)样品溶于盐酸后得到的滤渣主要是________________________________。(2)①②操作时,加入饱和(NH4)2C2O4溶液和氨水的作用是_______________________。(3)洗涤最好选用_____(填"冰水"或"0.lmol/L草酸铵溶液"),其目的是____________________。(4)在一定温度下,向2L的密闭容器中放入足量的草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生反应:CaC204(s)CaO(s)+CO(g)+CO2(g),若前5min内生成CaO的质量为11.2g,则该段时间内v(CO)=_______。(5)滴定操作是用标准酸性高锰酸钾溶液滴定生成的草酸,通过钙与草酸的定量关系,可间接求出钙的含量。步骤1:将溶液A加蒸馏水稀释至250mL。步骤2:取稀释后的溶液25.00mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化。步骤3:用0.0190mol·L-1KMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点,消粍KMnO4溶液V1mL。步骤4:重复步骤2、步骤3的操作3次,记录数据如下表:实验编号 KMnO4溶液的浓度(mol/L) KMnO4液滴入的体积(mL)1 0.0190 V1=20.022 0.0190 V2=20.003 0.0190 V3=19.984 0.0190 V4=20.80①KMnO4溶液和草酸溶液在稀硫酸中反应的离子方程式为____________________。②滴定终点的现象是________________________________________。③该蛋壳中CaCO3的质量分数=_______%,则此法求得的钙含量_________实际值(填">""="或"<")【答案】SiO2保持较大的C2O42-浓度,使Ca2+沉淀完全(合理答案均可给分)0.1mol/L草酸铵溶液减少草酸钙固体的溶解0.02mol·L-1·min-12MnO4-+6H++5H2C2O4==2Mn2++10CO2↑+8H2O当加入最后1滴高锰酸钾溶液时,溶液颜色由无色变成紫红色,且30S内不褪色95.00>9.在T℃时,发生反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。(1)T℃时,在一个2L的密闭容器中加入4molC和1molH2O(g),5min后反应达到平衡,C的转化率为20%。①0~5min内,用H2O(g)表示的平均反应速率为____________。②该反应达到平衡的标志是______。A.气体的平均相对分子质量不变B.气体的密度不变C.H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量之比为1:1:1D.气体的总物质的量不变(2)T℃时,在下列密闭容器中加入相应的物质进行实验,中间的隔板可以自由滑动。①若左室中气体的平均相对分子质量一直保持不变,则反应开始前H2O(g)、H2(g)的物质的量之比是__________。②反应在达到平衡时,中间的隔板所处的位置是________。A.1~1.5之间B.1.5处C.1.5~2之间(3)已知:I.破坏1mol共价键所需要的能量如下表:共价键 石墨中的碳碳键 H-H C≡O H-O能量/kJ 475.7 436 1072 463Ⅱ.石墨层由六角形蜂巢结构的碳原子构成,如图所示:某同学构想:通过下列装置实现C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的反应。①按该考生的构想,石墨电极发生的反应式为_______________。②这个构想成立吗?说明理由:_______________。【答案】0.08mol/(L·min)abd5:3aC-2e-+2OH-=CO↑+H2O不成立。因为根据反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),物质的断键和成键的能量变化是:1.5×475.7kJ+2×463kJ-1072kJ-436kJ=+131.5kJ>0,说明是吸热反应,不能将化学能转化为电能(3)①反应中C元素的化合价由0价升至CO中的+2价,石墨电极发生失电子的氧化反应,电极反应式为C(s)-2e-+2OH-=CO↑+H2O。②根据石墨的结构,1mol石墨中含碳碳键1.5mol,反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=1.5E(碳碳键)+2E(H-O)-E(CO)-E(H-H)=1.5475.7kJ/mol+2463kJ/mol-1072kJ/mol-436kJ/mol=+131.55kJ/mol,该反应为吸热反应,不能通过原电池将化学能转化成电能,构想不成立。点睛:本题第(1)②考查化学平衡的标志,判断可逆反应是否达到平衡状态的标志是"逆向相等,变量不变","逆向相等"指必须有正反应速率和逆反应速率且两者相等,"变量不变"指可变的物理量不变是平衡的标志,不变的物理量不变不能作为平衡的标志。10.氨气有广泛用途,工业上利用反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)?H<0合成氨,其基本合成过程如下:(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响,以c0mol/LH2参加合成氨反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,如图A。①a条件下,0~t0的平均反应速率v(N2)=___________mol·L-1·min-1。②相对a而言,b可能改变的条件是______________________________。③在a条件下t1时刻将容器体积压缩至原来的1/2,t2时刻重新建立平衡状态。请在答题卡相应位置画出t1~t2时刻c(H2)的变化曲线________。(2)某小组往一恒温恒压容器充入9molN2和23molH2模拟合成氨反应,图B为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60MPa下达到平衡。①此时N2的平衡分压为__________MPa,H2的平衡分压为___________MPa。(分压=总压×物质的量分数)②列式计算此时的平衡常数Kp=____。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字)(3)分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是_____________________。【答案】(c0-c1)/300t0增大c(N2)9150.043(Mpa)-2及时分离出液氨,c(NH3)减小,使平衡往生成NH3的方向移动,增大原料利用率(或NH3产率)。(2)①若体系在T2、60MPa下达到平衡,相同温度下,气体的体积分数等于其物质的量分数,设平衡时n(NH3)=xmol,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)开始(mol)9230反应(mol)0.5x1.5xx平衡(mol)9-0.5x23-1.5xx平衡时氨气体积分数=×100%=60%,x=12,氮气分压=×60MPa=9MPa;氨气的分压=60%×60MPa=36MPa,氢气分压11.工业上用CO2来生产燃料甲醇.为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生发应,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如图1所示:(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=______。图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应为_____反应(填"放热"或"吸热")。(2)下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是____(填序号字母)。A.容器内压强保持不变B.v正(CO2)=3v逆(H2)C.容器内CO2的体积分数不变D.混合气体的密度保持不变(3)500℃该反应的平衡常数为______(保留两位小数),若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值______(填"增大""减小"或"不变").(4)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是______。A.在原容器中再充入1molH2B.在原容器中再充入1molCO2C.缩小容器的容积D.使用更有效的催化剂E.将水蒸气从体系中分离(5)500℃,测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)______v(逆)(填">""<"或"=")。(6)下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是______。A.升高温度B.在原容器中充入1molHeC.将水蒸气从体系中分离出D.缩小容器容积,增大压强(3)结合图1,用三段式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)c(起始)(mol/L)1.00300c(转化)(mol/L)0.752.250.750.75c(平衡)(mol/L)0.250.750.750.75500℃该反应的平衡常数为=5.33。该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数K值减小。(4)A项,在原容器中再充入1molH2,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大;B项,在原容器中再充入1molCO2,平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理(改变影响平衡的一个条件,平衡向着减弱这种改变的方向移动,但不能消除这种改变),CO2的转化率减小;C项,缩小容器的容积,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大;D项,使用更有效的催化剂,平衡不移动,CO2的转化率不变;E项,将水蒸气从体系中分离,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大;不能使CO2转化率增大的是B、D,答案选BD。(5)此时刻的浓度商为=45.33,反应正向进行,υ(正)υ(逆)。(6)A项,升高温度,平衡向逆反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小;B项,在原容器中充入1molHe,由于各物质的浓度没有改变,平衡不发生移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变;C项,将水蒸气从体系中分离出,减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大;D项,缩小容器容积,增大压强,平衡向正反应方向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大;能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是C、D,答案选CD。12.氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能,高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应有:Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1;Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2;Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)K3;燃烧炉中涉及的反应为Ⅳ.C(s)+O2(g)===CO2;Ⅴ.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)。(1)该工艺制H2总反应可表示为C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),其反应的平衡常数K=_______________(用K1、K2、K3的代数式表示)。(2)在一容积可变的密闭容器中进行反应Ⅰ,恒温恒压条件下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气(H216O),达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25倍,平衡时水蒸气的平衡转化率为________;向该容器中补充amol炭,水蒸气的转化率将________(填"增大"、"减小"或"不变"),再补充amol水蒸气(H218O),最终容器中C16O和C18O的物质的量之比为__________。(3)已知反应Ⅱ的ΔH=-41.1kJ/mol,C≡O、O-H、H-H键的键能分别为1072.9kJ/mol,464kJ/mol、436kJ/mol,则C=O的键能为________kJ/mol。(4)对于反应Ⅲ,若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,则平衡________移动(填"向右"、"向左"或"不");当重新平衡后,CO2浓度________(填"变大"、"变小"或"不变")。【答案】K1·K2·K325%不变1:a803正向不变改变的物质的量xxxx平衡时物质的量1-x1-xxx根据信息有恒温恒压条件下体积比等于气体总物质的量比,即(1-x+x+x)/1=1.25,解x=0.25mol,则水蒸气的转化率=0.25/1=25%,向体系中加入碳,因为碳为固体,不影响平衡,再补充amol水蒸气(H218O),则平衡正向移动,因为反应物中16O和18O的比例为1:a,则生成物中二者的比例也为1:a,所以最终容器中C16O和C18O的物质的量之比1:a,故答案为:25%;不变;1:a;(3).根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和分析,有-41.1=1072.9+464×2-x-436,解x=803kJ/mol,,故答案为:803;(4).对于反应Ⅲ,若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,则平衡正向移动,因为温度不变,平衡常数不变,所以平衡时二氧化碳的浓度不变,故答案为:正向;不变。点睛:在研究化学平衡状态时,注意化学平衡常数只与温度有关,温度不变,不管平衡是否移动,平衡常数都不改变,所以当反应体系中只有一种物质为气体时,其平衡时的浓度始终不变。13.已知:乙二酸俗称草酸(结构简式为HOOC-COOH,可简写为H2C2O4)。25℃时,草酸的电离平衡常数为K1=5.0×10-2,K2=5.4×10-5;碳酸(H2CO3)的电离平衡常数为K1=4.5×10-7,K2=4.7×10-11。草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。回答下列问题:(1)写出水溶液中草酸的电离方程式_____________________________________。(2)相同条件下物质的量浓度都为0.1mol/L的Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液的pH______________(填"大"、"小"或"相等")。(3)常温下将0.4mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合,则混合后溶液中阴离子浓度的大小顺序为_____________________________________。(4)往Na2CO3溶液中加入少量草酸溶液,发生反应的离子方程式为________________。(5)25℃时,向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入cmol/L的草酸钾溶液20mL后,有草酸钙沉淀生成,则c的最小值为__________________________。【答案】H2C2O4?HC2O4-+H+、HC2O4-?C2O42-+H+小c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)2CO32-+H2C2O4=2HCO3-+C2O42-3.2×10-314.某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题:(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应为。(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应为,总反应的离子方程式为。(3)有关上述实验,下列说法正确的是。A.溶液中Na+向A极移动B.从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度D.若标准状况下B极产生2.24L气体,则溶液中转移0.2mol电子(4)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。①该电解槽的阳极反应为。此时通过阴离子交换膜的离子数(填"大于""小于"或"等于")通过阳离子交换膜的离子数。②制得的氢氧化钾溶液从出口(填"A"、"B"、"C"或"D")________导出。③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因__________________________【答案】(1)Fe-2e-=Fe2+(2)2H++2e-=H2↑2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑(3)B(4)①2H2O-4e-=4H++O2↑小于②D③H2OH++OH-,H+在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(OH-)>c(H+)15.肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N2H4·H2O):CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl。实验一:制备NaClO溶液(实验装置如图1所示)(1)锥形瓶中发生反应的离子方程式是________________________________________________。实验二:制取水合肼.(实验装置如图2所示)已知水合肼具有还原性,被氧化生成氮气。控制反应温度,将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集108~114℃馏分。(2)分液漏斗中的溶液是______(填标号).A.CO(NH2)2溶液B.NaOH和NaClO混合溶液选择的理由是____________________________________________________。实验三:测定馏分中水合肼的质量分数。采用下列步骤:A.称取馏分5.000g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250mL溶液。B.移取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入10mL水,摇匀。C.用0.2000mol·L-1的I2溶液滴定,至溶液出现微黄色且半分钟内不消失,滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右,记录消耗碘的标准溶液的体积。d.进一步操作与数据处理。(3)水合肼与碘溶液反应的化学方程式为:_______________________;(4)滴定过程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是_______________。(5)滴定时,碘的标准溶液盛放在___________(填"酸式"或"碱式")滴定管中;若三次滴定消耗碘的标准溶液的平均体积为18.00mL,则馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为____________________(保留三位有效数字)。【答案】Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2OB如果次氯酸钠溶液装在烧瓶中,反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化N2H4oH2O+2I2=N2↑+4HI+H2O生成的HI与NaHCO3反应酸式18.0%(3)水合肼与碘溶液反应发生氧化还原反应,生成N2、HI和H2O,反应的化学方程式为:N2H4oH2O+2I2=N2↑+4HI+H2O;故答案为:N2H4oH2O+2I2=N2↑+4HI+H2O;(4)NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,是因为生成的HI与NaHCO3反应;(5)碘单质具有氧化性,应选择酸式滴定管;结合反应定量关系计算水合肼(N2H4oH2O)的质量分数,N2H4oH2O+2I2=N2↑+4HI+H2O;12n0.2000mol/L×0.018Ln=0.0018mol250ml溶液中含有的物质的量=0.0018mol×=0.018mol水合肼(N2H4oH2O)的质量分数=故答案为:酸式,18.0%16.H2O2是一种常见试剂,在实验室、工业生产上有广泛用途Ⅰ.实验室用H2O2快速制氧,其分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如甲乙丙丁四图所示:(1)下列说法正确的是:________(填字母序号)A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越慢B.图乙表明,其他条件相同时,溶液碱性越弱,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大(2)催化剂Mn2+在反应中,改变了____________________(填字母序号)A.反应速率B.反应限度C.反应焓变D.反应路径E.反应活化能F.活化分子百分数Ⅱ.H2O2在工业上作为Fenton法主要试剂,常用于处理含难降解有机物的工业废水。在调节好pH(溶液的酸碱性)和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验,并将实验结果绘制时间-p-CP浓度图如下。(3)电中性的羟基自由基的电子式为:______________(4)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号 实验目的 T/K pH c/10-3mol·L-1    H2O2 Fe2+① 为以下实验作参考 298 3 6.0 0.30② 探究温度对降解反应速率的影响 _________ ______ _______ _________③ __________________ 298 10 6.0 0.30(5)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:v(p-CP)=_____________(6)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据实验结果,给出一种迅速停止反应的方法:__________________________。【答案】ADADEF31336.00.30探究溶液的酸碱性(pH)对降解反应速率的影响8×10-6mol/(L·s)加入NaOH溶液使溶液的pH=10(大于10也对)(2)催化剂通过改变反应路径降低活化能,提高反应速率,加入催化剂平衡不移动;催化剂能加快反应速率,故A正确;催化剂不能使平衡发生移动,故B错误;加入催化剂,平衡不移动,反应焓变不变,故C错误;催化剂参与反应,改变反应路径,故D正确;催化剂降低反应活化能,故E正确;催化剂通过降低活化能,提高活化分子百分数,故F正确。(3)电中性的羟基含有9个电子,电子式是;(4)探究温度对降解反应速率的影响,变量只能是温度,所以实验②与实验①只有温度不同,其余都相同,实验②温度是313K,PH=3,过氧化氢17.氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。(1)根据最新"人工固氮"的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)H=+1530kJ·mol-1,又知:H2O(g)=H2O(1)H=-44.0kJ·mol-1,则4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)H=_____kJ·mol-1。在恒温恒容密闭容器中,当该反应处于平衡状态时,欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,下列措施可行的是_____。(填字母)A.向平衡混合物中充入ArB.向平衡混合物中充入O2C.采用更好的催化剂D.降低反应的温度(2)①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H<0,某温度下,向容器为1L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2,该反应进行到40s时,达到平衡,此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示在前25s内NH3的浓度随时间的变化。如果保持其他条件不变的情况下使用催化剂,请在下图中用实线画出c(NH3)随时间的变化曲线。_______________②若保持温度和容器体积不变,向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O,此时v正______v逆(填">"、"="或"<")(3)叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中,工业生产NaN3主要是在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中,此外还生成两种常见的碱性物质,请写出上述过程的化学方程式_______________________。(4)羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解,在汞电极上NO3-可转化为NH2OH,以铂为另一极,则该电解反应的总化学方程式_______。【答案】-1266B>NaNO3+3NaNH2=NaN3+3NaOH+NH32HNO3+2H2O2NH2OH+3O2↑点睛:本题综合考查了热化学方程式、影响化学平衡的因素、图象分析、化学平衡常数的计算、电解方程式书写,侧重分析与应用能力的综合考查,难点(2):平衡常数概念的分析及浓度商在解题中的应用,题目难度较难。18.铜是有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,铜的冶炼和加工对于现代社会有着重要的意义(1)工业上可用黄铜矿冶炼粗铜,简要流程如下:在转炉中,经过两步反应生成粗铜,其的热化学方程式分别为:则总反应的热化学方程式为:_______________________________________;(2)粗铜可用电解法精炼,电解过程中,粗铜应做____极;精铜一侧电极反应式为__________;(3)电解精炼时粗铜中Fe、Zn等杂质元素会进入电解质溶液,一段时间后需要对电解液除杂净化,其中除去铁元素的一种操作如下:下表为部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH:①试剂a是_______________,其作用是_________________________________________;②溶液A加入CuO调节pH的目的是________________________________________(用必要的离子方程式和适当的文字说明)。③操作①名称是________________。(4)电解槽阳极泥中含有Ag、Au等贵金属,分离提纯Au的工艺流程如下:①滤液中Au元素的存在形式为[AuC14]-,写出浸取步骤反应的离子方程式________________。②加入草酸后,滤液中发生氧化还原反应,生成Au单质,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。【答案】Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g)ΔH=-217.4kJomol-1(2分)阳极Cu2++2e-=CuH2O2(或O2、O3等)将Fe2+氧化为Fe3+,有利于后续反应除杂Fe3++3H2O≒Fe(OH)3+3H+,CuO+2H+=H2O+Cu2+,CuO反应氢离子使Fe3+的水解平衡向右移动,生成Fe(OH)3沉淀过滤2Au+ClO3-+7Cl-+6H+=2[AuCl4]-+3H2O2:319.硫酰氯(SO2Cl2)和亚硫酰氯(SOCl2)均是重要的化工试剂,遇水发生剧烈反应,常用作脱水剂。已知:①SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g)△H=+471.7kJ/mol;平衡常数K1②SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)△H=-477.3kJ/mol;平衡常数K2(1)反应2SOCl2(g)SO2Cl2(g)+SCl2(g)的平衡常数K=_____(用K1、K2表示)该反应△H=_____kJ/mol。(2)若在绝热、恒容的密闭容器中,投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g),发生反应SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g),下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是____(填序号)。(3)为研究不同条件对反应①的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molSO2Cl2,10min后反应①达到平衡。测得10min内v(SO2)=8.0×10-3mo1.L-1.min-1,则平衡时SO2Cl2的转化率α1=_______。若其它条件保持不变,反应①在恒压条件下进行,平衡时SO2Cl2的转化率α2_____α1(填">"、"<"或"=")。若要增大SO2Cl2的转化率,可以采取的措施有______(列举一种)。(4)锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是一种大容量电池,该电池用锂与石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氣(SOCl2)中形成的,其电池总反应方程式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。①写出电池工作时正极的电极反应式_____________;②若用此电池做电源,以铂作电极电解200mL0.2mol.L-1CuSO4溶液,当两极各产生标准状况下896mL的气体时,电池负极消耗锂的质量是______g。【答案】+5.6bd80%>升高温度或增大容器体积或减小压强3SOCl2+8e-==6Cl-+SO32-+2S1.12(3)反应①为SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g)△H=+471.7kJ/mol,该反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应。在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molSO2Cl2,10min后反应①达到平衡。测得10min内v(SO2)=8.0×10-3mo1.L-1.min-1,则平衡时SO2Cl2的变化量等于n(SO2)=10min2L8.0×10-3mo1.L-1.min-1=0.16mol,所以SO2Cl2的转化率α1=80%.若其它条件保持不变,反应①在恒压条件下进行,由于该反应正反应是气体分子数增大的方向,所以平衡时容器体积变大,相当于对恒容的平衡状态减压(即增大容器体积),故SO2Cl2的转化率变大,α2>α1。若要增大SO2Cl2的转化率,可以采取的措施有升高温度或增大容器体积(即减小压强)。(4)由题意及电池总反应方程式8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知,该电池负极为锂、正极为石墨。负极锂失去电子被氧化,电极反应式为8Li-8e-=8Li+,正极上SOCl2得到电子被还原为S。①电池工作时正极的电极反应式3SOCl2+8e-==6Cl-+SO32-+2S;②若用此电池做电源,以铂作电极电解200mL0.2mol.L-1CuSO4溶液,当两极各产生标准状况下896mL的气体时,因为阳极的电极反应产物只有氧气(阴极产物有铜和氢气),则阳极上产生896mL的氧气,这些氧气的物质的量为0.04mol,所以电路中一定通过了0.16mole-。由电子转移守恒可知,电池负极消耗锂0.16mol,所以消耗锂的质量是0167g=1.12g。点睛:本题考查了盖斯定律、化学平衡状态的判断以及有关化学平衡的计算、原电池原理等等。难度较大。20.科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用。Ⅰ.CO2可用来合成低碳烯烃。2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H=akJ/mol请回答:(1)已知:H2和CH2=CH的燃烧热分别是285.8kJ/mol和1411.0kJ/mol,且H2O(g)H2O((1)△H=-44.0kJ/mol,则a=________kJ/mol。(2)上述由CO2合成CH2=CH2的反应在________下自发进行(填"高温"或"低温")。(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入3mollH2和1molCO2,测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。下列说法正确的是________。A.平衡常数大小:KM<KNB.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M1C.图1中M点时,乙烯的体积分数为7.7%D.当压强或n(H2)/n(CO2)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态(4)保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。请在图2中作出容器内混合气体的平均相对分子质量随时间变化的图象。_____________Ⅱ.利用"Na-CO2"电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电"Na-CO2"电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池"吸入"CO2,其工作原理如图3所示:(5)放电时,正极的电极反应式为__________________。(6)若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面,当转移0.2mole-时,正极增加的质量为_______g。(7)选用高氯酸钠四甘醇二甲醚做电解液的优点是_____________________。【答案】-127.8低温C【作图要求:O点坐标(0,12.5),t0平衡时在12.5到20之间。】3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C11.2导电性好、与金属钠不反应、难挥发等特点(4).反应前混合气体的平均相对分子质量==12.5,所以起点坐标为(0,12.5),随着反应进行,气体的物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,至t0时达到化学平衡,若全部转化为CH2=CH2和H2O平均相对分子质量==20,则t0达平衡时应在区间12.5到20之间,所以图象为,故答案为:;II.(5).在正极上,CO2得电子发生还原反应,故电极方程式为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C,故答案为:3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C;(6).由正极发生的电极反应:3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C34210.150.20.10.05m(总)=m(Na2CO3)+m(C)=106g/mol×0.1mol+12g/mol×0.05mol=11.2g,故答案为:11.2;(7).选用髙氯酸钠?四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好,与金属钠不反应,难挥发等,故答案为:导电性好、与金属钠不反应、难挥发等有点。
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