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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年華師大版選修4化學下冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共6題,共12分)1、化學鏈燃燒技術(shù)是目前能源領域研究的熱點之一;用NiO作載氧體的化學鏈燃燒示意圖和相關熱化學反應如下:
2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s)△H=-479.8kJ·mol-1
CH4(g)+NiO(s)=CO(g)+2H2(g)+Ni(s)△H=akJ·mol-1
CH4(g)+2NiO(s)=CO2(g)+2H2(g)+2Ni(S)△H=bkJ·mol-1
CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)△H=156.9kJ·mol-1
下列說法錯誤的是()A.CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(2a-b)kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.7kJ·mol-1C.甲烷在“燃料反應器”中反應時產(chǎn)生淡藍色火焰并放出熱量D.含碳燃料利用“化學鏈燃燒技術(shù)”有利于二氧化碳的分離與回收2、黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學方程式為:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=xkJ·mol-1
已知碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH2=bkJ·mol-1
S(s)+2K(s)=K2S(s)ΔH3=ckJ·mol-1
則x為()A.3a+b-cB.3a-b+cC.a+b-cD.c+a-b3、科學家已獲得了極具理論研究意義的N4分子;其結(jié)構(gòu)為正四面體(如右圖所示),與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量,斷裂1molN≡N鍵吸收941kJ熱量,則。
A.N4與N2互稱為同位素B.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要吸收724kJ能量C.N4是N2的同系物D.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要放出724kJ能量4、在一恒溫恒壓的密閉容器中發(fā)生如下反應:A(g)+B(g)?2C(g)△H<0,t1時刻達到平衡后,在t2時刻改變某一條件,其反應過程如圖所示。下列說法不正確的是()
A.0~t2時,v(正)>v(逆)B.Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時,A的體積分數(shù)Ⅰ=ⅡC.t2時刻改變的條件是向密閉容器中加CD.Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時,平衡常數(shù)K(Ⅰ)=K(Ⅱ)5、已知:某溫度下,在容積為1L的密閉容器中充入1mol和在一定條件下反應,測得的物質(zhì)的量隨時間的變化關系如圖所示。下列說法正確的是。
A.從反應開始到平衡,的平均反應速率B.此溫度下,該反應的平衡常數(shù)為C.縮小體積,既能增大反應速率,又能提高的轉(zhuǎn)化率D.欲增大平衡狀態(tài)時可采用升高溫度的方法6、向蒸餾水中加入一定量的NaHSO3晶體,保持常溫,測得溶液的pH=4,下列說法正確的是A.水電離出的H+的濃度是1.0×10-4mol·L-1B.溶液中離子濃度:c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(H2SO3)C.溶液中離子濃度:c(H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3)=c(OH-)D.溶液中離子濃度:c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)7、依據(jù)敘述;寫出下列反應的熱化學方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(液態(tài))燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為______________。
(2)用NA表示阿伏加德羅常數(shù),在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應中,每有5NA個電子轉(zhuǎn)移時,放出650kJ的熱量。其熱化學方程式為______________。8、污染性氣體NO2與CO在一定條件下發(fā)生的反應為2NO2(g)+4CO(g)?4CO2(g)+N2(g),310K下,向1L的恒溫恒容密閉容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,5min后反應達到平衡,此時NO2的濃度為0.05mol/L。
(1)反應從開始到5min時,CO的平均反應速率v(CO)=________,NO2的平衡轉(zhuǎn)化率a=________,310K時,上述反應的平衡常數(shù)K=________。
(2)在350K下,重復上述實驗,平衡后NO2的物質(zhì)的量分數(shù)為30%,則該反應的ΔH________(填“>”“<“或“=”)0。9、在一個容積固定的反應器中,有一可左右滑動的密封隔板,左、右兩側(cè)分別進行如下可逆反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)。左側(cè)中加入SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量分別為xmol、3.25mol、1mol;右側(cè)中加入9mol的水蒸氣和適量的鐵粉(忽略鐵粉對容器體積的影響)當x在一定范圍內(nèi)變化時,均可以通過調(diào)節(jié)反應器的溫度,使兩側(cè)反應都達到平衡,并且隔板恰好處于反應器位置2處請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?/p>
(1)若x=1.5則左側(cè)反應在起始時向______(填“正反應”或“逆反應”)方向進行欲使反應維持向該方向進行,則x的取值范圍是______。
(2)若X=2,則左側(cè)反應在起始時向______填“正反應”或“逆反應”)方向進行,平衡時混合氣中SO2所占的體積分數(shù)為______。10、汽車尾氣中的NOx是大氣污染物之一,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。
(1)已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ·mol-1
③CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=____。
(2)反應③在熱力學上趨勢很大,其原因是____。在固定容器中按一定比例混合CH4與NO2后,提高NO2轉(zhuǎn)化率的反應條件是____。
(3)在130℃和180℃時,分別將0.50molCH4和amolNO2充入1L的密閉容器中發(fā)生反應③,測得有關數(shù)據(jù)如下表:。實驗編號
溫度
0分鐘
10分鐘
20分鐘
40分鐘
50分鐘
1
130℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
0.15
①開展實驗1和實驗2的目的是____。
②130℃時,反應到20分鐘時,NO2的反應速率是____。
③180℃時達到平衡狀態(tài)時,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為____。
④已知130℃時該反應的化學平衡常數(shù)為6.4,試計算a=____。
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理見圖。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y,該電極反應為____。11、表是相關物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù),操作Ⅲ發(fā)生反應的化學方程式是:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl。該反應在溶液中能發(fā)生的理由是________。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)12、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、原理綜合題(共4題,共32分)13、中科院一項最新成果實現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯,甲烷在催化作用下脫氫,在氣相中經(jīng)自由基偶聯(lián)反應生成乙烯,其反應如下:2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)ΔH>0?;瘜W鍵H—HC—HC=CC—CE(kJ/mol)abcd
(1)已知相關化學鍵的鍵能如上表,甲烷制備乙烯反應的ΔH=____________(用含a、b;c、d的代數(shù)式表示)。
(2)T1溫度時,向1L的恒容反應器中充入2molCH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中0~15minCH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖1,測得10~15min時H2的濃度為1.6mol/L。
①0~10min內(nèi)CH4表示的反應速率為__________mol/(L·min)。
②若圖1中曲線a、曲線b分別表示在溫度T1時,使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時,達到平衡過程中n(CH4)變化曲線,其中表示催化劑表面積較大的曲線是________(填“a”或“b”)。
③15min時,若改變外界反應條件,導致n(CH4)發(fā)生圖1中所示變化,則改變的條件可能是_____________________________________(任答一條即可)。
(3)實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2)其中k正、k逆為速率常數(shù)僅與溫度有關,T1溫度時k正與k逆的比值為______(填數(shù)值)。若將溫度由T1升高到T2,則反應速率增大的倍數(shù)v正____v逆(填“>”“=”或“<”),判斷的理由是_________________。
(4)科研人員設計了甲烷燃料電池并用于電解。如圖2所示,電解質(zhì)是摻雜了Y2O3與ZrO2的固體,可在高溫下傳導O2-。
①C極的Pt為______極(填“陽”或“陰”)。
②該電池工作時負極反應方程式為_____________________。
③用該電池電解飽和食鹽水,一段時間后收集到標況下氣體總體積為112mL,則陰極區(qū)所得溶液在25℃時pH=_______(假設電解前后NaCl溶液的體積均為500mL)。14、(1)中國化學家研究出一種新型復合光催化劑(C3N4/CQDs);能利用太陽光高效分解水,原理如圖所示。
已知化學鍵鍵能如下表:。共價鍵O—HO—OO=O鍵能/(kJ?mol-1)464146498
①反應I的化學方程式為___________________________。
②寫出反應II的熱化學方程式________________________________________。
③設總反應反應熱為△H,反應I反應熱為△H1,則△H____△H1(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知H3PO2(次磷酸)與足量的NaOH反應只生成一種鹽NaH2PO2。H3PO2水溶液中存在H3PO2分子。H3PO2易被氧化為H3PO4磷酸。
①寫出次磷酸的電離方程式______________________________。
②常溫下,NaH2PO2溶液的pH__________。
A.>7B.<7C.=7D.不能確定。
③向H3PO2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液至過量,其導電性變化圖像為_____;
向稀NaOH溶液中逐滴滴加濃H3PO2溶液至恰好中和,其導電性變化圖像為_____。
④常溫下磷酸和氫氧化鈉溶液反應獲得含磷各物種的分布分數(shù)與pH的關系如圖所示。
由圖分析:H3PO4的Ka1=______;利用圖中數(shù)據(jù)計算推測Na2HPO4溶液的酸堿性______________________________。15、已知:用NH3催化還原NOx時包含以下反應.
反應①:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)?H1=-1807.0kJ·mol—1,
反應②:4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)?H2=?
反應③:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)?H3=-113.0kJ·mol一1
(1)反應②的?H2==_____________。
(2)為探究溫度及不同催化劑對反應①的影響.分別在不同溫度、不同催化劑下.保持其他初始條件不變重復實驗.在相同時間內(nèi)測得N2濃度的變化情況如下圖所示。
①反應①的平衡常數(shù)的表達式K=________。相同溫度下.在催化劑甲的作用下反應的平衡常數(shù)______(填“大于”“小于”或“等于”)在催化劑乙的作用下反應的平衡常數(shù)。
②N點后N2濃度減小的原因可能是_____________________。
(3)某溫度下,在1L恒容密閉容器中初始投入4molNH3和6molNO發(fā)生反應①.當氣體總物質(zhì)的量為7.5mol時反應達到平衡.則NH3的轉(zhuǎn)化率為____,達平衡所用時間為5min.則用NO表示此反應0~5min內(nèi)的平均反應速率為______.16、脫去冶金工業(yè)排放煙氣中的方法有多種。
(1)利用本生(Bunsen)熱化學循環(huán)吸收工藝由下列三個反應組成:
則________
(2)氧化鋅吸收法:配制懸濁液,在吸收塔中封閉循環(huán)脫硫。測得pH、吸收效率隨時間t的變化如圖甲;溶液中部分微粒與pH的關系如圖乙所示。
①為提高的吸收效率可采取的措施有:增大懸濁液中的量、________。
②圖甲中的曲線ab段發(fā)生的主要化學方程式為________。
③時,溶液________。
(3)如圖丙所示,利用惰性電極電解含的煙氣回收S及以實現(xiàn)廢物再利用。
①陰極的電極反應式為________。
②每處理含的煙氣,理論上回收S、的物質(zhì)的量分別為________、________。評卷人得分五、計算題(共1題,共5分)17、已知850℃時,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的K=1.850℃時,若在容積為2L的密閉容器中同時充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2。
(1)當x=5.0時,判斷化學反應進行的方向___________________。
(2)若要使上述反應開始時向正反應方向進行,則x應滿足的條件是什么?___________________。
(3)若x=5.0,當上述反應達到平衡后,計算H2的體積分數(shù),___________________。評卷人得分六、有機推斷題(共1題,共5分)18、某溫度時,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。請回答下列問題:
(1)A點表示Ag2SO4是_____(填“過飽和”“飽和”或“不飽和”)溶液。
(2)該溫度下Ag2SO4的溶度積常數(shù)Ksp=_____。(列式帶入數(shù)據(jù)并計算出結(jié)果)
(3)現(xiàn)將足量的Ag2SO4固體分別加入:
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。
b.10mL蒸餾水。
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。
則Ag2SO4的溶解程度由大到小的順序為_____(填字母)。
(4)向Ag2SO4懸濁液中加入足量Na2CrO4固體,可觀察到有磚紅色沉淀生成(Ag2CrO4為磚紅色),寫出沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式:_____。參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、C【分析】【詳解】
已知:①2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s)△H1=-479.8kJ·mol-1
②CH4(g)+NiO(s)=CO(g)+2H2(g)+Ni(s)△H2=akJ·mol-1
③CH4(g)+2NiO(s)=CO2(g)+2H2(g)+2Ni(S)△H3=bkJ·mol-1
④CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)△H4=+156.9kJ·mol-1
A.根據(jù)蓋斯定律,由②③得反應CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(2a-b)kJ·mol-1;選項A正確;
B.根據(jù)蓋斯定律,由①④得反應CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.7kJ·mol-1;選項B正確;
C.甲烷在“燃料反應器”中反應時不是甲烷的燃燒反應;不產(chǎn)生淡藍色火焰,選項C錯誤;
D.含碳燃料利用“化學鏈燃燒技術(shù)”有利于二氧化碳的分離與回收;選項D正確;
答案選C。2、B【分析】【詳解】
已知碳的燃燒熱為ΔH1=akJ·mol-1,則碳的燃燒熱化學方程式為,①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=akJ·mol?1,②2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH2=bkJ·mol?1,③S(s)+2K(s)=K2S(s)ΔH3=ckJ·mol?1,根據(jù)蓋斯定律,可得ΔH=3ΔH1?ΔH2+ΔH3,即x=3a?b+c;故B符合題意。
綜上所述;答案為B。
【點睛】
根據(jù)蓋斯定律,目標產(chǎn)物與已知反應的關系,進行分析再進行數(shù)據(jù)處理。3、D【分析】【詳解】
A、N4與N2都是由N元素形成的不同單質(zhì);互為同素異形體,不可能是同位素,故A錯誤;
B、在N4=2N2反應中,根據(jù)反應熱等于反應物總鍵能減去生成物總鍵能,則1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時熱量變化為:6×193kJ-2×941kJ=-724kJ;則說明該反應放熱,故B錯誤;
C、N4與N2都是由N元素形成的不同單質(zhì);互為同素異形體,不可能是同系物,故C錯誤;
D、則1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時熱量變化為:6×193kJ-2×941kJ=-724kJ;該反應放熱,故D正確;
綜上所述,本題選D。4、A【分析】【詳解】
過程Ⅰ,0~t1,逆反應速率增大過程中,反應正向進行,則t1~t2,逆反應速率不變時,反應到達平衡,則故A錯誤,符合題意;
B.時刻改變條件后,再次達到平衡時逆反應速率不變,說明和原平衡等效,A的體積分數(shù)ⅠⅡ;故B正確,不符合題意;
C.密閉容器中加C;逆反應速率瞬間增大,恒溫恒壓下與原平衡為等效平衡,故C正確,不符合題意;
D.平衡常數(shù)只受溫度影響,Ⅰ、Ⅱ兩過程為等效平衡,溫度相同,Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時,平衡常數(shù)K(Ⅰ)=K(Ⅱ);故D正確,不符合題意;
故選:A。5、C【分析】【詳解】
A.由圖可知,從開始到平衡生成為結(jié)合反應可知消耗氫氣為的平均反應速率故A錯誤;
B.在容積為1L的密閉容器中充入1mol和結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知;
故B錯誤;
C.縮小體積,壓強增大,且該反應為氣體體積減小的反應,平衡正向移動,則既能增大反應速率,又能提高的轉(zhuǎn)化率;故C正確;
D.該反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,則欲增大平衡狀態(tài)時可采用降低溫度的方法,故D錯誤。
故選C。6、D【分析】【詳解】
A.測得溶液的pH=4,說明HSO3-電離出的H+的濃度是1.0×10-4mol·L-1,水電離出的H+的濃度等于mol·L-1=1.0×10-10mol·L-1;選項A錯誤;
B.根據(jù)物料守恒可知,Na元素的物質(zhì)的量與S元素的物質(zhì)的量相等,則存在c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3);選項B錯誤;
C.根據(jù)電荷守恒,溶液中存在c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),根據(jù)無聊守恒,溶液中存在c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3),二者聯(lián)式可得:c(H+)+c(H2SO3)-c(SO32-)=c(OH-);選項C錯誤;
D.溶液的pH=4,說明溶液呈酸性,溶液中HSO3-離子的電離程度大于水解程度,則c(SO32-)>c(H2SO3),一般來說,弱電解質(zhì)的電離程度都較小,應有c(HSO3-)>c(SO32-),則c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3);選項D正確。
答案選D。二、填空題(共5題,共10分)7、略
【分析】【詳解】
(1)1g甲醇(液態(tài))燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,則16g,即1mol甲醇釋放22.68kJ/g×16g/mol=725.76kJ/mol,則甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?H=-725.76kJ/mol;
(2)已知每有5NA個電子轉(zhuǎn)移時,放出650kJ的熱量,1molC2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時,轉(zhuǎn)移10mol電子,釋放1300kJ的熱量,則熱化學方程式為C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)?H=-1300kJ/mol。【解析】CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?H=-725.76kJ/molC2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)?H=-1300kJ/mol8、略
【分析】【分析】
(1)反應速率
(2)和310K時NO2的物質(zhì)的量分數(shù)比較判斷反應進行的方向確定反應的焓變。
【詳解】
(1)污染性氣體NO2與CO在一定條件下發(fā)生的反應為2NO2(g)+4CO(g)?4CO2(g)+N2(g),310K下,向1L的恒溫恒容密閉容器中充人0.1molNO2和0.2molCO;5min后反應達到平衡,此時2的濃度為0.05mol/L,結(jié)合三行計算列式:
反應從開始到5min時,CO的平均反應速率NO2的平衡轉(zhuǎn)化率310K時,上述反應的平衡常數(shù)故答案為:0.02mol/(L?min);50%;10;
(2)310K時,平衡后NO2的物質(zhì)的量分數(shù)在350K下,重復上述實驗,平衡后NO2的物質(zhì)的量分數(shù)為30%,二氧化氮物質(zhì)的量分數(shù)增大,說明升溫平衡逆向進行,正反應為放熱反應,ΔH<0,故答案為:<?!窘馕觥竣?0.02mol/(L?min)②.50%③.10④.<9、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)這兩個平衡體系的特點是:第一個反應前后氣體的總物質(zhì)的量發(fā)生變化,第二個保持不變,故右邊永遠是9mol氣體,同在一個容器中,同溫同壓,故氣體的物質(zhì)的量之比等于體積之比。故平衡時,左邊為6mol氣體;當x=1.5時,左邊現(xiàn)在總的物質(zhì)的量為5.75mol<6mol,故向逆反應方向進行;若保持該方向,1.25<1.75;
(2)根據(jù)上述;反應向正反應方向進行了。
平衡總物質(zhì)的量為6mol,即2-2y+3.25-y+1+2y=6mol,解之,得y=0.25mol,2-2y=1.5;二氧化硫的體積分數(shù)="1.5/6=25%";
考點:化學平衡。
點評:化學平衡是歷年高考重中之重,考生一定要系統(tǒng)備考此知識點。難度較大?!窘馕觥竣?逆反應②.1.25<x<1.75③.正反應④.0.2510、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,②+①得,CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-867kJ·mol-1;(2)此反應放出的熱量十分大,所以反應③趨勢很大;在固定容器中按一定比例混合CH4與NO2后,反應放熱,降低溫度平衡正向移動NO2轉(zhuǎn)化率增大;減小壓強,平衡正向移動,NO2轉(zhuǎn)化率增大;(3)①實驗1和實驗2只有溫度不同,開展實驗1和實驗2的目的是研究溫度對該化學平衡的影響;②130℃時,反應到20分鐘時,NO2的反應速率是0.025mol/(L·min);③180℃時達到平衡狀態(tài)時,CH4的物質(zhì)的量為0.15mol,平衡轉(zhuǎn)化率為70%
a=1.2mol
(4)根據(jù)裝置圖,石墨I電極是負極,失電子發(fā)生氧化反應,氮元素化合價升高為+5,石墨I電極上生成氧化物Y,Y是N2O5,電極反應是NO2+NO3--e-═N2O5。
考點:本題考查化學反應中的能量變化、化學反應速率與限度、電化學。【解析】(1)-867kJ·mol-1
(2)此反應放出的熱量十分大;降低溫度;降低壓強。
(3)①研究溫度對該化學平衡的影響。
②0.025mol/(L·min)③70%④1.2
(4)NO2+NO3--e-═N2O511、略
【分析】【分析】
根據(jù)溶解度大的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì)分析解答。
【詳解】
溶解度大的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì),根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小,K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小,所以在溶液中能發(fā)生反應Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl。
【點睛】
本題考查了物質(zhì)制備的知識。兩種鹽在溶液中發(fā)生復分解反應,產(chǎn)生兩種新鹽,發(fā)生反應是由于鹽的溶解度不同,可以由溶解度大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì),或由溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度更小的物質(zhì)。會根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析是本題判斷的依據(jù)?!窘馕觥縆2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小三、判斷題(共1題,共2分)12、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯;【解析】錯四、原理綜合題(共4題,共32分)13、略
【分析】【分析】
(1)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)△H>0,反應為吸熱反應,焓變?yōu)檎担磻首儭鱄=反應物總鍵能-生成物總鍵能;
(2)①根據(jù)v=計算;
②催化劑表面積越大反應速率越快;
③15min時,若改變外界反應條件,導致n(CH4)發(fā)生圖中所示變化;物質(zhì)的量隨時間變化減小,說明平衡正向進行;
(3)v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2)其中k正、k逆為速率常數(shù)僅與溫度有關,溫度不變平衡常數(shù)不變,反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相同得到T1溫度時k正與k逆的比值等于K;反應為放熱反應,升溫平衡正向進行;
(4)甲烷燃料電池并用于電解;通入甲烷的電極為原電池負極,通入氧氣的電極為原電池的正極,D電極為陰極,C為陽極;
①C電極為電解池的陽極;
②原電池負極電極反應是甲烷失電子生成二氧化碳;傳導離子是氧離子,結(jié)合電荷守恒;原子守恒寫出電極反應;
③結(jié)合電極反應計算溶液中氫離子濃度減少得到增加的氫氧根離子濃度;結(jié)合離子積常數(shù)計算得到氫離子濃度計算溶液PH。
【詳解】
(1)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)△H>0,反應為吸熱反應,焓變?yōu)檎?,反應焓變△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能=(8b-c-4b-2a)kJ/mol=+(4b-c-2a)kJ/moL;
(2)①T1溫度時,向1L的恒容反應器中充入2molCH4,僅發(fā)生上述反應,測得10-15min時H2的濃度為1.6mol/L,物質(zhì)的量為1.6mol,反應達到平衡狀態(tài),此時消耗甲烷物質(zhì)的量1.6mol,0~10min內(nèi)CH4表示的反應速率v===0.16mol/(L?min);
②若圖1中曲線a、曲線b分別表示在溫度T1時,使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時,達到平衡過程中n(CH4)的變化曲線,催化劑表面積越大反應速率越快,達到平衡所需時間越短,其中表示催化劑表面積較大的曲線是b,故答案為:b;
③15min時,若改變外界反應條件,導致n(CH4)發(fā)生圖中所示變化;物質(zhì)的量隨時間變化減小,說明平衡正向進行,反應為氣體體積增大的吸熱反應,升高溫度或減小壓強,平衡正向進行,符合圖象變化;
(3)v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2)其中k正、k逆為速率常數(shù)僅與溫度有關,溫度不變平衡常數(shù)不變,反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相同得到,T1溫度時k正與k逆的比值=K,測得10-15min時H2的濃度為1.6mol/L;
K==12.8,反應為放熱反應,升溫平衡正向進行,正逆反應速率增大,正反應增大的倍數(shù)大于逆反應增大的倍數(shù),v正>v逆;
(4)①甲烷燃料電池并用于電解;通入甲烷的電極為原電池負極,通入氧氣的電極為原電池的正極,D電極為陰極,C為陽極;
②原電池負極電極反應是甲烷失電子生成二氧化碳,傳導離子是氧離子,該電池工作時負極反應方程式為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
③用該電池電解飽和食鹽水,一段時間后收集到標況下氣體總體積為112mL,物質(zhì)的量n==0.005mol,為生成的氫氣和氯氣,n(H2)=n(Cl2)=0.0025mol,結(jié)合電極反應計算,2H++2e-=H2↑,溶液中氫離子濃度減少=增加的氫氧根離子濃度=×2=0.01mol/L,結(jié)合離子積常數(shù)計算得到氫離子濃度=mol/L=10-12mol/L,計算溶液pH=12?!窘馕觥?(4b-c-2a)kJ/mol0.16b升高溫度或減小壓強12.8>溫度升高,k正增大的倍數(shù)大于k逆陽CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O1214、略
【分析】【詳解】
(1)①由圖示可知水分子在催化劑和光照下反應生成氫氣和過氧化氫,則其反應的方程式為:
②由由題意有又因焓變等于斷鍵所吸收的能量之和減去成鍵所釋放的能量之和,即則該反應的熱化學方程式為:
③由題意有總反應的反應熱△H小于反應I反應熱△H1;故答案為:<;
(2)①由于次磷酸為弱酸,則次磷酸在水溶液中只有部分電離,這次磷酸的電離方程式為:
②由NaH2PO2為弱酸的酸式鹽,水解程度大于的電離程度,所以NaH2PO2溶液呈堿性;故選A;
③向H3PO2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液至過量,則溶液中導電離子的濃度逐漸增大,則溶液的導電性增減增強,綜上所述B符合題意;向稀NaOH溶液中逐滴滴加濃H3PO2溶液至恰好中和;溶液中導電離子濃度及所帶電荷之和不變,則溶液的導電性基本不變,綜上所述C符合題意,故答案選B;C;
④由圖分析:H3PO4的Ka1=Ka2(H3PO4)=10-7.2,Ka3(H3PO4)=10-12.2,的水解程度大于電離程度,溶液顯堿性,故答案為:Ka2(H3PO4)=10-7.2,Ka3(H3PO4)=10-12.2,的水解程度大于電離程度,溶液顯堿性?!窘馕觥浚糀BCKa2(H3PO4)=10-7.2,Ka3(H3PO4)=10-12.2,的水解程度大于電離程度,溶液顯堿性。15、略
【分析】【分析】
(1)由蓋斯定律求反應②的?H2;
(2)①根據(jù)平衡常數(shù)的定義,寫出反應①4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)的平衡常數(shù)的表達式K=c5(N2)/c4(NH3)c6(NO);催化劑不影響平衡常數(shù);
②N點后N2濃度減小的原因可能是溫度升高發(fā)生副反應;溫度升高催化劑活性降低;
(3)列出三行式進行計算。
【詳解】
(1)反應①:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)?H1=-1807.0kJ?mol-1
反應②:4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)?H2=?
反應③:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)?H3=-113.0kJ?mol-1
由蓋斯定律,反應①-反應③×3,得反應②的?H2=-1807.0kJ?mol-1-(-113.0kJ?mol-1)×3=-1468.0kJ/mol;
(2)①根據(jù)平衡常數(shù)的定義,寫出反應①的平衡常數(shù)的表達式K=催化劑不影響平衡常數(shù);溫度不變,平衡常數(shù)不變,故甲乙兩種催化劑作用下,反應的平衡常數(shù)相等;
②N點后N2濃度減小的原因可能是溫度升高發(fā)生副反應;溫度升高催化劑活性降低;
(3)列出三行式:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)
c始/mol·L-146
c轉(zhuǎn)/mol·L-14x6x5x
c平/mol·L-14-4x6-6x5x
4-4x+6-6x+5x=7.5mol/1L,x=0.5,則NH3的轉(zhuǎn)化率50%;
達平衡所用時間為5分鐘,則用NO表示此反應平均反應速率為v(NO)==0.6mol/(L·min)。【解析】-1468.0kJ/mol等于溫度升高發(fā)生副反應,溫度升高催化劑活性降低50%0.6mol/(L·min)16、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)?H1=-572kJ·mol-1②2HI(g)=H2(g)+I2(g)?H2=+10kJ·mol-1③2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)?H3=+462kJ·mol-1則根據(jù)蓋斯定律可知-(①÷2+②+③÷2)即得到SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(g)+H2SO4(l)?H=+45kJ·mol-1;(2)①增大懸濁液中ZnO的量,可以充分吸收二氧化硫,從而提高吸收效率,適當提高單位時間內(nèi)煙氣的循環(huán)次數(shù),可以使二氧化硫充分吸收,從而提高了二氧化硫的吸收效率;另外根據(jù)圖象可知調(diào)節(jié)溶液的pH至6.8以上也提高SO2的吸收效率;②ab段溶液的pH介于4~6之間,結(jié)合圖2可知,該pH條件下溶液中主要存在亞硫酸氫根離子,則圖1中的pH-t曲線ab段發(fā)生的主要化學方程式為ZnSO3+SO2+H2O=Zn(HSO3)2;③pH=7時,根據(jù)圖2可知溶液中亞硫酸根和亞硫酸氫根的濃度相等,則根據(jù)電荷守恒2c(Zn2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)可知溶液中(3)①陰極SO2得到電子轉(zhuǎn)化為S單質(zhì),其電極反應式為S
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