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2016-2017学年宁夏石嘴山市大武口区高二(下)期中化学试卷
一.选择题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共51分)
1.下列按纯净物、混合物、电解质、非电解质顺序排列的是( )
A.盐酸、空气、醋酸、干冰
B.冰醋酸、碱石灰、硫酸钠、乙醇
C.蛋白质、油脂、苛性钠、石灰石
D.胆矾、漂白粉、氯化钾、硫酸钡
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小
B.氨水应密闭保存于低温处
C.打开汽水瓶时,有大量气泡逸出
D.高温高压有利于N2和H2转化为NH3:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H<0
3.下列关系式能说明可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)已达平衡的是( )
A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)
4.利用三室式电解池(装置结构如图所示,电极均为惰性电极)可以实现用硫酸钠溶液制取硫酸和氢氧化钠.下列叙述正确的是( )
A.a气体为氢气,b气体为氧气
B.A为氢氧化钠溶液,B为硫酸溶液
C.通电后中间隔室的SO42﹣向阴极移动,阳极区溶液的pH增大
D.该电解反应的方程式为2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑
5.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是( )
图Ⅰ碱性锌锰电池
图Ⅱ铅﹣硫酸蓄电池
图Ⅲ电解精炼铜
图Ⅳ银锌纽扣电池
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂
B.图II所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
C.图III所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D.图IV所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag
6.已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ/mol;
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)△H=﹣226kJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是( )
A.CO的燃烧热为283 kJ
B.
如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H>﹣452 kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
7.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g).若由0.1mol•L﹣1降到0.07mol•L﹣1时,需要15s,那么由0.07mol•L﹣1降到0.05mol•L﹣1时,所需反应的时间为( )
A.等于5 s B.等于10 s C.大于10 s D.小于10 s
8.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol•L﹣1、0.1mol•L﹣1、0.2mol•L﹣1.当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol•L﹣1,O2为0.2 mol•L﹣1
B.SO2为0.2 mol•L﹣1
C.SO2、SO3分别为0.15 mol•L﹣1、0.3 mol•L﹣1
D.SO3为0.4 mol•L﹣1
9.如图所示,一定条件下将lmolA气体和3molB气体充入一个体积可变的密闭容器中,可滑动活塞的位置图1所示.在恒温恒压下发生A(g)+3B(g)⇌2C(g),当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示,则平衡时A的转化率为( )
A.20% B.40% C.50% D.无法确定
10.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应A (g)+xB(g)⇌2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中各物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如图所示.下列说法正确的是( )
A.前20min B的平均反应速率为0.05mol•L﹣1•S﹣1
B.8 min时表示正反应速率等于逆反应速率
C.反应方程式中的x=1,30 min时表示增大压强
D.40 min时改变的条件是升高温度,且正反应为放热反应
11.某固定体积的密闭容器中,加入一定量的A达化学平衡:aA(g)⇌bB(g)+cC(g),在温度不变的条件下,再充入一定量的A,重新达到平衡时,下列判断中正确的是( )
A.若a=b+c时,B的物质的量分数变大
B.若a=b+c时,B的体积分数不变
C.若a>b+c时,A的转化率变小
D.若a<b+c时,A的转化率变大
12.某温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)(正反应为吸热反应),在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
①加压时(体积变小),将使正反应速率增大
②保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应减小;
③保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时颜色变深;
④保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深
⑤升高温度,正反应速率减小,平衡逆向移动.
A.①④⑤ B.③④⑤ C.①③④ D.①②③④⑤
13.关于常温下pH=2的醋酸,下列叙述正确的是( )
A.c(CH3COOH)=0.01 mol•L﹣1
B.c(H+)=c(CH3COO﹣)
C.加水稀释100倍后,溶液pH=4
D.加入CH3COONa固体,可抑制CH3COOH的电离
14.将pH=3的盐酸a L 分别与下列三种溶液混合后,混合液均呈中性;
①1×10﹣3mol﹣1的氨水bL
②c(OH﹣)=1×10﹣3mol﹣1的氨水cL
③c(OH﹣)=1×10﹣3mol﹣1的Ba(OH)2的溶液dL
其中a、b、c、d的关系正确的是( )
A.b>a=d>c B.a=b>c>d C.a=b>d>c D.c>a=d>b
15.如图是温度和压强对反应X+Y⇌2Z影响的示意图.图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数.下列叙述正确的是( )
A.恒容时,混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据
B.X、Y、Z均为气态
C.上述反应的逆反应的△H>0
D.使用催化剂Z的产率提高
16.有四种物质的量浓度相等、且都由一价阳离子A+和B+及一价阴离子X﹣和Y﹣组成的盐溶液.据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判断不水解的盐是( )
A.BX B.AX C.AY D.BY
17.表是25℃时某些弱酸的电离平衡常数,下列说法正确的是( )
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka
1.8×10﹣5
3.0×10﹣8
Ka1=4.1×10﹣7Ka2=5.6×10﹣11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO﹣)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
B.向0.1mol•L﹣1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=5,此时c(CH3COOH):c(CH3COO﹣)=9:5
C.少量碳酸氢钠固体加入到新制的氯水中,c(HClO)增大
D.等体积等物质的量浓度的CH3COONa(aq)与NaClO(aq)中离子总数大小:N前<N后
二.填空题
18.(1)写出下列物质在水中电离的方程式,
(a)氢硫酸 .
(b)碳酸氢钠
(c)硫酸氢钠
(2)写出下列物质水解的离子方程式
(a)硫酸铝 (b)次氯酸钠 .
19.在稀氨水中进行下列操作,则NH3、NH4+、OH﹣、H+浓度如何变化?试用“增大”“减小”“不变”填空.
(1)通适量HCl气体时,C(NH3) ,C(H+) .
(2)加入少量NaOH固体时,C(NH4+) ,C(OH﹣) .
(3)加入NH4Cl晶体时,C(NH4+) ,C(OH﹣) .
20.在t℃时,某NaOH的稀溶液中,c(H+)=10﹣amol.L﹣1,c(OH﹣)=10﹣bmol.L﹣1,
已知a+b=12则:
(1)该温度下水的离子积常数是
(2)该NaOH溶液的物质的量浓度的精确值是 mol.L﹣1(用含a、b的式子表示)
(3)在该温度下,将100mL0.1mol.L﹣1的稀硫酸与100mL0.4mol.L﹣1的NaOH溶液混合后,溶液的pH= .
21.现有常温下的六份溶液:
①0.01mol/L CH3COOH溶液
②0.01mol/L HCl溶液
③pH=12的氨水
④pH=12的NaOH溶液
⑤0.01mol/L CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液
⑥0.01mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液
(1)其中水的电离程度最大的是 (填序号,下同),水的电离程度相同的是 ;
(2)将六份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH:① ②,③ ④,⑤ ⑥(填“>”“<”或“=”);
(3)将①④混合,若有c(CH3COO﹣)>c(H+),则混合溶液可能呈 (填选项字母).
A.酸性 B.碱性 C.中性.
22.一定温度下,冰醋酸在加水稀释过程中溶液导电能力的变化曲线如图所示,请回答下列问题:
(1)O点导电能力为零的原因是 .
(2)a、b、c三点中,CH3COOH的电离度最大的是 ;a、b、c三点的pH由小到大的顺序是 CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka= .
(3)若使c点溶液中c(CH3COO﹣)增大,则下列措施中,可选择 (填字母序号).
A.加热 B.加入很稀的NaOH溶液
C.加入固体KOH D.加水
E.加入固体CH3COONa F.加入锌粒
(4)在CH3COOH溶液的稀释过程中,始终保持增大趋势的是 (填字母序号).
A.c(H+)B.H+的个数C.CH3COOH的分子数D.c(H+)/c(CH3COOH)
(5)下列有关CH3COOH溶液的说法正确的是 (填字母序号).
A.CH3COOH溶液中各离子浓度的关系为c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)
B.向0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水,c(H+)增大
C.CH3COOH溶液中各离子浓度的关系为c(CH3COO﹣)>c(H+)>c(OH﹣)
D.常温下,c(H+)=0.01mol/L的CH3COOH溶液与c(OH﹣)=0.01mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈碱性.
三、填空题(共2小题,每小题12分,满分21分)
23.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析.
(1)下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是 (填序号).
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
b.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d.一定条件下,单位时间内消耗2mol CO,同时生成1mol CH3OH
(2)图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①该反应的焓变△H 0(填“>”、“<”或“=”).
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1 K2(填“>”、“<”或“=”).
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 .
a.升高温度
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂
d.充入He,使体系总压强增大
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
①请写出c口通入的物质发生的相应电极反应式
②工作一段时间后,当0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,有 个电子转移.
24.(1)向甲、乙两个均为1L的密闭容器中,分别充入5mol SO2和3mol O2,发生反应:2SO2 (g)+O2 (g)⇌2SO3(g)△H<0.甲容器在温度为T1的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.5mol;乙容器在温度为T2的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.6mol.则T1 T2(填“>”“<”),甲容器中反应的平衡常数K= .
(2)如图1所示,A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊.保持恒温,关闭K2,分别将1mol N2和3mol H2通过K1、K3充入A、B中,发生的反应为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),起始时A、B的体积相同均为1L.
①图2示意图中正确,且既能说明A容器中反应达到平衡状态,又能说明B容器中反应达到平衡状态的是 .
②容器A中反应到达平衡时所需时间t s,达到平衡后容器的压强变为原来的,则平均反应速率v(H2)= .
(3)将0.1mol氨气分别通入1L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中,完全反应后三溶液中NH4+离子浓度分别为c1、c2、c3,则三者浓度大小的关系为 (用c1、c2、c3和>、<、=表示).
三.计算题
25.现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)知CO和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=1,试判断:
(1)当CO转化率为25%时,该反应 (填是或否)达到平衡状态,若未达到,向 方向移动.
(2)达平衡状态时,CO的转化率为 .
26.室温下,已知醋酸铵溶液呈中性,常温下CH3COOH的Ka=1×10﹣5 mol•L﹣1,则该温度下0.1mol•L﹣1的NH4Cl溶液的pH.(要求列式计算)
2016-2017学年宁夏石嘴山市大武口区高二(下)期中化学试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共51分)
1.下列按纯净物、混合物、电解质、非电解质顺序排列的是( )
A.盐酸、空气、醋酸、干冰
B.冰醋酸、碱石灰、硫酸钠、乙醇
C.蛋白质、油脂、苛性钠、石灰石
D.胆矾、漂白粉、氯化钾、硫酸钡
【考点】37:混合物和纯净物;D1:电解质与非电解质.
【分析】纯净物是指由同种物质组成的,混合物是指由不同种物质组成的,电解质是指在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物,非电解质是指在水溶液里和熔化状态下都不能够导电的化合物,据此可以分析各个选项中各种的所属类别.
【解答】解:A.盐酸、空气、醋酸、干冰分别属于混合物、混合物、电解质、非电解质,故A错误;
B.冰醋酸、碱石灰、硫酸钠、乙醇分别属于纯净物、混合物、电解质和非电解质,故B正确;
C.蛋白质、油脂、苛性钠、石灰石分别属于混合物、混合物、电解质、混合物,故C错误;
D.胆矾、漂白粉、氯化钾、硫酸钡分别属于纯净物、混合物、电解质、电解质,故D错误.
故选B.
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小
B.氨水应密闭保存于低温处
C.打开汽水瓶时,有大量气泡逸出
D.高温高压有利于N2和H2转化为NH3:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H<0
【考点】CF:化学平衡移动原理.
【分析】平衡移动原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,平衡移动原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用平衡移动原理解释,平衡移动原理对所有的动态平衡都适用.
【解答】解:A、氯水中存在化学平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸浓度减小,使得平衡向右移动,氢离子浓度变大,溶液的PH值减小,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B、氨水中存在化学平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O,平衡是放热反应温度降低,平衡向生成一水合氨的方向进行,避免氨气挥发,故B不选;
C、气体的溶解度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大,由气体的溶解度随压强的增大而增大,因此常温时打开汽水瓶时,瓶内的压强减小,因此瓶内的二氧化碳会从瓶中溢出,可以用勒夏特列原理解释,故C不选;
D、N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H<0,升高温度平衡逆向移动,不能用勒夏特列原理解释,故D选;
故选D.
3.下列关系式能说明可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)已达平衡的是( )
A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)
【考点】CG:化学平衡状态的判断.
【分析】可逆反应达到平衡状态时,同一物质正逆反应速率相等,不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比,据此分析解答.
【解答】解:可逆反应达到平衡状态时,同一物质正逆反应速率相等,不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比,
A.两种物质都是正反应速率,无论该反应是否达到平衡状态都存在3v正(N2)=v正(H2),不能据此判断平衡状态,故A错误;
B.当2v正(N2)=v逆(NH3)时该反应达到平衡状态,所以当v正(N2)=v逆(NH3)该反应没有达到平衡状态,故B错误;
C.当2v正(H2)=3v逆(NH3),反应方向相反且不同物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以能据此判断平衡状态,故C正确;
D.当3v正(N2)=v逆(H2)时该反应达到平衡状态,所以当v正(N2)=3v逆(H2)时该反应没有达到平衡状态,故D错误;
故选C.
4.利用三室式电解池(装置结构如图所示,电极均为惰性电极)可以实现用硫酸钠溶液制取硫酸和氢氧化钠.下列叙述正确的是( )
A.a气体为氢气,b气体为氧气
B.A为氢氧化钠溶液,B为硫酸溶液
C.通电后中间隔室的SO42﹣向阴极移动,阳极区溶液的pH增大
D.该电解反应的方程式为2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑
【考点】DI:电解原理.
【分析】根据外加电源的正负极可知有气体a生成的一极为阳极,发生氧化反应,生成a为氧气,同时生成氢离子,有气体b生成的一极为阴极,发生还原反应,生成b为氢气,同时阴极生成氢氧根离子;阳离子透过d隔膜向阴极移动,阴离子透过c隔膜向阳极移动,A应为硫酸,B为氢氧化钠,以此解答该题.
【解答】解:A.在阳极氢氧根离子放电生成氧气,在阴极氢离子放电生成氢气,所以a气体为氧气,b气体为氢气,故A错误;
B.在阳极氢氧根离子放电生成氧气,同时生成氢离子,所以阳极生成硫酸,即A溶液为硫酸;在阴极氢离子放电生成氢气,同时生成氢氧根离子,所以阴极生成NaOH,即B溶液为氢氧化钠,故B错误;
C.通电后中间隔室的SO42﹣向阳极移动,阳极生成硫酸,pH减小,故C错误;
D.在阳极氢氧根离子放电生成氧气,在阴极氢离子放电生成氢气,所以该电解反应的总方程式为2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑,故D正确.
故选D.
5.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是( )
图Ⅰ碱性锌锰电池
图Ⅱ铅﹣硫酸蓄电池
图Ⅲ电解精炼铜
图Ⅳ银锌纽扣电池
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂
B.图II所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
C.图III所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D.图IV所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag
【考点】BH:原电池和电解池的工作原理.
【分析】A.二氧化锰作正极;
B.根据放电过程中电池反应判断浓硫酸浓度变化;
C.粗铜中不仅含有铜还含有其它金属,根据转移电子守恒判断溶液中铜离子浓度是否变化;
D.在氧化还原反应中,得电子化合价降低的是氧化剂.
【解答】解:A.该电池反应中二氧化锰得到电子被还原,为原电池的正极,故A错误;
B.铅蓄电池放电时电池反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,该反应中浓硫酸参加反应,所以浓度降低,故B错误;
C.粗铜中不仅含有铜还含有其它金属,电解时,粗铜中有铜和其它金属失电子,纯铜上只有铜离子得电子,所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜,所以溶液中铜离子浓度降低,故C错误;
D.该原电池中,正极上氧化银得电子生成银,所以氧化剂作氧化剂发生还原反应,故D正确;
故选D.
6.已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ/mol;
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)△H=﹣226kJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是( )
A.CO的燃烧热为283 kJ
B.
如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H>﹣452 kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
【考点】BB:反应热和焓变.
【分析】A、依据燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量;
B、依据热化学方程式,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ/mol;分析图象中物质的量不符合反应物质物质的量;
C、固体二氧化碳变化为气体二氧化碳需要吸热,焓变放热是负值;
D、依据热化学方程式,结合盖斯定律计算得到热化学方程式计算分析;
【解答】解:A、燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量;已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ/mol;一氧化碳的燃烧热为283KJ/mol;故A错误;
B、依据热化学方程式,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ/mol;分析图象中一氧化碳和氧气物质的量为1、物质的量不符合反应物质的物质的量;故B错误;
C、固体二氧化碳变化为气体二氧化碳需要吸热,焓变放热是负值;依据热化学方程式判断,2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H=﹣226kJ/mol;所以反应
2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H>﹣452 kJ/mol,故C正确;
D、已知:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566kJ/mol;
②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)△H=﹣226kJ/mol
依据盖斯定律②×2+①得到:2Na2O2(s)+2CO(g)=2Na2CO3(s)△H=﹣1018KJ/mol;
即Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s)△H=﹣509KJ/mol;
CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,反应的一氧化碳物质的量为1mol,电子转移数为2×6.02×1023,故D错误;
故选C.
7.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g).若由0.1mol•L﹣1降到0.07mol•L﹣1时,需要15s,那么由0.07mol•L﹣1降到0.05mol•L﹣1时,所需反应的时间为( )
A.等于5 s B.等于10 s C.大于10 s D.小于10 s
【考点】C2:反应速率的定量表示方法.
【分析】若c(HI)由0.1mol/L 降到0.07mol/L时,需要15s,即减少0.03mol/L需要15s;c(HI)由0.07mol/L 降到0.05mol/L时,浓度减少0.02mol/L,当速率与浓度变化成正比时,需要10s,但浓度越小,化学反应速率越小,需要的时间就长,以此来解答.
【解答】解:若c(HI)由0.1mol/L 降到0.07mol/L时,需要15s,即减少0.03mol/L需要15s;
c(HI)由0.07mol/L 降到0.05mol/L时,浓度减少0.02mol/L,
当速率与浓度变化成正比时,需要×15s=10s,
但浓度越小,化学反应速率越小,需要的时间就长,
所以需要时间大于10s,
故选C.
8.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol•L﹣1、0.1mol•L﹣1、0.2mol•L﹣1.当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol•L﹣1,O2为0.2 mol•L﹣1
B.SO2为0.2 mol•L﹣1
C.SO2、SO3分别为0.15 mol•L﹣1、0.3 mol•L﹣1
D.SO3为0.4 mol•L﹣1
【考点】C6:化学反应的可逆性.
【分析】化学平衡研究的对象为可逆反应.化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正逆反应开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,据此判断分析.
【解答】解:A.SO2和O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,因可逆反应,实际变化应小于该值,所以SO2小于 0.4mol/L,O2小于0.2mol/L,故A错误;
B.SO2为0.2 mol•L﹣1小于0.4mol/L,故B正确;
C.SO2、SO3分别为0.15 mol•L﹣1、0.3 mol•L﹣1,硫元素不守恒,故C错误;
D.SO3的浓度增大,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故D错误;
故选B.
9.如图所示,一定条件下将lmolA气体和3molB气体充入一个体积可变的密闭容器中,可滑动活塞的位置图1所示.在恒温恒压下发生A(g)+3B(g)⇌2C(g),当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示,则平衡时A的转化率为( )
A.20% B.40% C.50% D.无法确定
【考点】CP:化学平衡的计算.
【分析】恒温恒压下气体的体积与物质的量成正比,设平衡时物质的量为n,则=,解得n=3.2mol,该反应物质的量减少4mol﹣3.2mol=0.8mol,结合差量法计算.
【解答】解:恒温恒压下气体的体积与物质的量成正比,设平衡时物质的量为n,则=,解得n=3.2mol,该反应物质的量减少4mol﹣3.2mol=0.8mol,设转化的A为x,
A(g)+3B(g)⇌2C(g)△n
1 2
x 0.8mol
,
解得x=0.4mol,
则平衡时A的转化率为×100%=40%,
故选B.
10.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应A (g)+xB(g)⇌2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中各物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如图所示.下列说法正确的是( )
A.前20min B的平均反应速率为0.05mol•L﹣1•S﹣1
B.8 min时表示正反应速率等于逆反应速率
C.反应方程式中的x=1,30 min时表示增大压强
D.40 min时改变的条件是升高温度,且正反应为放热反应
【考点】CK:物质的量或浓度随时间的变化曲线.
【分析】由图象可知,30min时反应速率降低了,反应物与生成物的浓度瞬时降低,反应仍处于平衡状态,故不能是温度变化,而是降低了压强,
由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知x=1,则增大压强平衡不移动,40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,则正反应为放热反应,以此解答该题.
【解答】解:由上述分析可知,反应为A (g)+B(g)⇌2C(g),
A.由图象可知,0~20minA的浓度变化为1mol/L,v(A)==0.05mol•L﹣1•min﹣1,由速率之比等于化学计量数之比可知前20min B的平均反应速率为0.05mol•L﹣1•min﹣1,速率单位不一致,故A错误;
B.8 min时反应物的浓度在减小,生成物浓度增大,表示正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C.由分析可知,x=1,30 min时改变的条件是减小压强,故C错误;
D.40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,则正反应为放热反应,故D正确;
故选D.
11.某固定体积的密闭容器中,加入一定量的A达化学平衡:aA(g)⇌bB(g)+cC(g),在温度不变的条件下,再充入一定量的A,重新达到平衡时,下列判断中正确的是( )
A.若a=b+c时,B的物质的量分数变大
B.若a=b+c时,B的体积分数不变
C.若a>b+c时,A的转化率变小
D.若a<b+c时,A的转化率变大
【考点】CB:化学平衡的影响因素.
【分析】某固定体积的密闭容器中,在温度不变的条件下,再充入一定量的A,相当给原平衡体系加压,
A、a=b+c时,反应两边气体体积不变,压强不影响平衡;
B、a=b+c时,反应两边气体体积不变,加入A达到新的平衡后,各组分含量不变;
C、a>b+c,加入A后,达到新的平衡,与原平衡相比,由于压强增大了,平衡向着正向移动;
D、a<b+c时,加入A后,达到新的平衡,与原平衡相比,由于压强增大了,平衡向着逆向移动.
【解答】解:A、若a=b+c时,反应两边气体体积不变,压强不影响平衡,B的含量不变,故A错误;
B、若a=b+c时,反应两边气体体积不变,加入A达到新的平衡后,各组分含量不变,故B正确;
C、若a>b+c,加入A后,达到新的平衡,与原平衡相比,由于压强增大了,平衡向着正向移动,A的转化率增大了,故C错误;
D、a<b+c时,加入A后,达到新的平衡,与原平衡相比,由于压强增大了,平衡向着逆向移动,A的转化率减小,故D错误;
故选B.
12.某温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)(正反应为吸热反应),在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
①加压时(体积变小),将使正反应速率增大
②保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应减小;
③保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时颜色变深;
④保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深
⑤升高温度,正反应速率减小,平衡逆向移动.
A.①④⑤ B.③④⑤ C.①③④ D.①②③④⑤
【考点】CB:化学平衡的影响因素.
【分析】对于N2O4(g)⇌2NO2(g)(正反应为吸热反应),反应物、生成物都只有一种,加入反应物或生成物,都相当于增大压强,平衡逆向移动,正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,以此解答该题.
【解答】解:①加压时(体积变小),浓度增大,将使正反应速率增大,故正确;
②保持体积不变,加入少许NO2,平衡逆向移动,反应物浓度增大,将使正反应增大,故错误;
③保持体积不变,加入少许N2O4,平衡正向移动,二氧化氮的浓度增大,再达到平衡时颜色变深,故正确;
④保持体积不变,升高温度,平衡正向移动,再达平衡时颜色变深,故正确;
⑤升高温度,正反应速率增大,故错误.
故选C.
13.关于常温下pH=2的醋酸,下列叙述正确的是( )
A.c(CH3COOH)=0.01 mol•L﹣1
B.c(H+)=c(CH3COO﹣)
C.加水稀释100倍后,溶液pH=4
D.加入CH3COONa固体,可抑制CH3COOH的电离
【考点】D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【分析】醋酸为弱电解质,醋酸的电离平衡:CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,加水稀释促进醋酸的电离,加入少量CH3COONa固体,c(CH3COO﹣)增大,平衡逆向移动,以此解答该题.
【解答】解:A.醋酸为弱电解质,醋酸部分电离,所以醋酸的浓度大于电离出来的氢离子的浓度,即c(CH3COOH)>0.01mol•L﹣1,故A错误;
B.根据溶液中电荷守恒可知:c(H+)=c(CH3COO﹣)+c(OH﹣),故B错误;
C.加水稀释100倍后,加水稀释促进醋酸的电离,氢离子的物质的量增大,所以PH变化小于2个单位,即PH<4,故C错误;
D.加入少量CH3COONa固体,c(CH3COO﹣)增大,平衡逆向移动,可抑制醋酸的电离,故D正确.
故选D.
14.将pH=3的盐酸a L 分别与下列三种溶液混合后,混合液均呈中性;
①1×10﹣3mol﹣1的氨水bL
②c(OH﹣)=1×10﹣3mol﹣1的氨水cL
③c(OH﹣)=1×10﹣3mol﹣1的Ba(OH)2的溶液dL
其中a、b、c、d的关系正确的是( )
A.b>a=d>c B.a=b>c>d C.a=b>d>c D.c>a=d>b
【考点】DO:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.
【分析】pH=3的盐酸的物质的量浓度=1×10﹣3 mol/L,中和相同物质的量的盐酸,碱的浓度越大,所用的碱越少,注意弱碱溶液中氢氧根离子的物质的量浓度和碱的浓度不等.
【解答】解:(1)pH=3的盐酸的物质的量浓度=1×10﹣3 mol/L,①中氨水的物质的量浓度是1×10﹣3 mol/L,②一水合氨是弱电解质,只有部分电离,所以②中氨水的浓度大于1×10﹣3 mol/L,③中氢氧根离子的浓度是1×10﹣3 mol/L.
(2)盐酸和氢氧化钡都是强电解质,氢离子和氢氧根离子中和时是1:1的关系,氢离子和氢氧根离子的浓度相等,所以a、d的体积相等,即a=d;
(3)②的氨水浓度大于①的浓度,中和相同物质的量的盐酸,氨水的浓度越大,使用的氨水的体积越小,所以c<b.
(4)盐酸和氨水反应生成的氯化铵是强酸弱碱盐,水解后使溶液呈酸性,要想使溶液呈中性,氨水的物质的量应稍微比盐酸的大些,当盐酸浓度和氨水的浓度相等时,氨水的体积b应大于盐酸的体积a,即溶液的体积a<b.
(5)②③中氢氧根离子的浓度相等,一水合氨是一元弱电解质,氢氧化钡是强电解质,所以氨水的浓度大于③中氢氧根离子浓度,中和相同物质的量的氢离子时,②所用的氨水的体积小于③氢氧化钡溶液的体积,即c<d=a.
所以a、b、c、d的关系b>a=d>c,
故选A.
15.如图是温度和压强对反应X+Y⇌2Z影响的示意图.图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数.下列叙述正确的是( )
A.恒容时,混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据
B.X、Y、Z均为气态
C.上述反应的逆反应的△H>0
D.使用催化剂Z的产率提高
【考点】CB:化学平衡的影响因素;CL:产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线.
【分析】由图可知,温度越高,Z的体积分数越大,升高温度平衡正向移动,可知正反应为△H>0;温度相同时压强越大,Z的体积分数越小,则增大压强平衡逆向移动,X、Y中只有一种为气体,以此来解答.
【解答】解:A.由上述分析可知,X、Y中只有一种为气体,则混合气体的质量为变量,可知密度为变量,则恒容时,混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据,故A正确;
B.由上述分析可知,X、Y中只有一种为气体,故B错误;
C.正反应为△H>0,则逆反应为△H<0,故C错误;
D.催化剂对平衡移动无影响,则使用催化剂Z的产率不变,故D错误;
故选A.
16.有四种物质的量浓度相等、且都由一价阳离子A+和B+及一价阴离子X﹣和Y﹣组成的盐溶液.据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判断不水解的盐是( )
A.BX B.AX C.AY D.BY
【考点】DB:盐类水解的原理.
【分析】AY溶液的PH>7,显碱性,说明A相对于Y为强碱性物质,Y相对于A来说属弱酸性物质;同理BX溶液的pH<7,X为强酸性物质,B为弱碱性物质;不能水解,意味着是由强酸和强碱组成的物质,组成只有一种,即AX;
【解答】解:AY溶液的PH>7,显碱性,说明A相对于Y为强碱性物质,Y相对于A来说属弱酸性物质;同理BX溶液的pH<
7,X为强酸性物质,B为弱碱性物质;据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,说明BY是弱离子写成的弱酸弱碱盐且水解程度相同,溶液呈中性,AX为强酸强碱盐不能水解,由强酸和强碱组成的物质,组成只有一种,即AX;
故选B.
17.表是25℃时某些弱酸的电离平衡常数,下列说法正确的是( )
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka
1.8×10﹣5
3.0×10﹣8
Ka1=4.1×10﹣7Ka2=5.6×10﹣11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO﹣)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
B.向0.1mol•L﹣1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=5,此时c(CH3COOH):c(CH3COO﹣)=9:5
C.少量碳酸氢钠固体加入到新制的氯水中,c(HClO)增大
D.等体积等物质的量浓度的CH3COONa(aq)与NaClO(aq)中离子总数大小:N前<N后
【考点】D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【分析】A.酸的电离常数越大,则酸根离子的水解程度越小;
B.根据电离常数计算;
C.少量碳酸氢钠固体加入到新制的氯水中,碳酸氢钠只与盐酸反应;
D.NaClO水解程度较大,溶液中氢离子浓度较小,结合电荷守恒判断.
【解答】解:A.醋酸的电离常数大于次氯酸,所以醋酸的水解程度小于次氯酸,醋酸钠和次氯酸钠都是强碱弱酸盐,其混合溶液呈碱性,所以相同物质的量浓度的CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是:c(Na+)>c(CH3COO﹣)>c(ClO﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故A错误;
B.CH3COOH的电离常数为1.8×10﹣5,向0.1mol•L﹣1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=5,则=1.8×10﹣5,c(CH3COOH):c(CH3COO﹣)=10﹣5:1.8×10﹣5=5:9,故B错误;
C.氯水中存在Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO,少量碳酸氢钠固体加入到新制的氯水中,碳酸氢钠只与盐酸反应,则平衡正向移动,c(HClO)增大,故C正确;
D.HClO酸性较弱,NaClO水解程度较大,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)、c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(ClO﹣
),由于NaClO水解程度较大,溶液中氢离子浓度较小,且两溶液钠离子浓度相等,所以CH3COONa溶液中离子总数大于NaClO溶液,即N前>N后,故D错误.
故选C.
二.填空题
18.(1)写出下列物质在水中电离的方程式,
(a)氢硫酸 H2S⇌H++HS﹣;HS﹣⇌H++S2﹣ .
(b)碳酸氢钠 NaHCO3═Na++HCO3﹣
(c)硫酸氢钠 NaHSO4═Na++H++SO42﹣
(2)写出下列物质水解的离子方程式
(a)硫酸铝 Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+ (b)次氯酸钠 ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣ .
【考点】4A:电离方程式的书写.
【分析】(1)(a)氢硫酸为多元弱酸,分步电离,电离出氢离子、硫氢根离子,硫离子;
(b)碳酸氢钠为强电解质,在水溶液中电离生成钠离子和碳酸氢根离子,碳酸氢根离子为弱酸的酸根离子,不能拆;
(c)NaHSO4是强电解质,NaHSO4在水中电离出钠离子和硫酸根离子和氢离子;
(2)(a)硫酸铝是强酸弱碱盐,溶液中铝离子水解生成氢氧化铝;
(b)次氯酸钠溶液中,次氯酸根离子是弱根离子,水解生成次氯酸和氢氧根离子.
【解答】解:(1)(a)氢硫酸为多元弱酸,分步电离,以第一步为主,电离方程式为:H2S⇌H++HS﹣;HS﹣⇌H++S2﹣,
故答案为:H2S⇌H++HS﹣;HS﹣⇌H++S2﹣;
(b)碳酸氢钠为强电解质,在水溶液中电离生成钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式:NaHCO3═Na++HCO3﹣;
故答案为:NaHCO3═Na++HCO3﹣;
(c)NaHSO4是强电解质,NaHSO4在水中电离出钠离子和硫酸根离子和氢离子,NaHSO4═Na++H++SO42﹣,
故答案为:NaHSO4═Na++H++SO42﹣;
(2)(a)硫酸铝是强酸弱碱盐,溶液中铝离子结合水电离出的氢氧根离子促进水电离平衡正向进行,反应的离子方程式为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,
故答案为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
(b)次氯酸钠溶液中,次氯酸根离子是弱根离子,水解生成次氯酸和氢氧根离子,水解方程式为ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣,
故答案为:ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣.
19.在稀氨水中进行下列操作,则NH3、NH4+、OH﹣、H+浓度如何变化?试用“增大”“减小”“不变”填空.
(1)通适量HCl气体时,C(NH3) 减小 ,C(H+) 增大 .
(2)加入少量NaOH固体时,C(NH4+) 减小 ,C(OH﹣) 增大 .
(3)加入NH4Cl晶体时,C(NH4+) 增大 ,C(OH﹣) 减小 .
【考点】D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【分析】根据NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH﹣知,向氨水中加入酸,氢离子和氢氧根离子反应生成水,导致平衡右移,从而促进氨水电离;向氨水中加入碱,氢氧根离子浓度增大,导致平衡左移,从而抑制氨水电离;向氨水中加入氯化铵,导致溶液中铵根离子浓度增大,平衡向左移动,从而抑制氨水电离,据此分析解答.
【解答】解:(1)向氨水中通适量的氯化氢气体,氯化氢溶于水电离出氢离子,氢离子和氢氧根离子反应生成水,导致平衡右移,则溶液中氨气浓度减小,溶液的碱性减弱,所以溶液中氢原子浓度增大,故答案为:减小;增大;
(2)向氨水中加入适量氢氧化钠,氢氧根离子浓度增大,导致平衡左移,则溶液中铵根离子浓度减小,故答案为:减小;增大;
(3)向氨水中加入氯化铵,氯化铵电离出铵根离子,所以溶液中铵根离子浓度增大,平衡向左移动,从而抑制氨水电离,溶液中氢氧根离子浓度减小,故答案为:增大;减小.
20.在t℃时,某NaOH的稀溶液中,c(H+)=10﹣amol.L﹣1,c(OH﹣)=10﹣bmol.L﹣1,
已知a+b=12则:
(1)该温度下水的离子积常数是 1.0×10﹣12
(2)该NaOH溶液的物质的量浓度的精确值是 10﹣b﹣10﹣a mol.L﹣1(用含a、b的式子表示)
(3)在该温度下,将100mL0.1mol.L﹣1的稀硫酸与100mL0.4mol.L﹣1的NaOH溶液混合后,溶液的pH= 11 .
【考点】DA:pH的简单计算.
【分析】(1)根据溶液中的离子积Kw=c(H+)×c(OH﹣)结合题干中相关数据进行解答;
(2)氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度来自于水的电离和氢氧化钠的电离,该NaOH溶液中c(OH﹣)=10﹣bmol/L,依据溶液中的离子积Kw=C(H+)×c(OH﹣)=10﹣12;该NaOH溶液中由水电离出的c(OH﹣)为10﹣a;
(3)在该温度下,将100mL0.1mol.L﹣1的稀硫酸n(H+)=2×0.1L×0.1mol/L=0.02mol,100mL0.4mol.L﹣1的NaOH溶液n(OH﹣)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol,碱过量,反应后溶液呈碱性,计算反应后c(OH﹣),结合该温度下Kw可计算pH.
【解答】解:(1)溶液中的离子积Kw=c(H+)×c(OH﹣)=1×10﹣a×1×10﹣b=1×10﹣(a+b)=1×10﹣12,故答案为:1×10﹣12;
(2)该NaOH溶液中c(OH﹣)=10﹣bmol/L;依据溶液中的离子积Kw=(H+)×c(OH﹣)=10﹣12;该NaOH溶液中由水电离出的c(OH﹣)为10﹣amol/L,氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度来自于水的电离和氢氧化钠的电离,则该NaOH溶液的物质的量浓度的精确值是:10﹣b﹣10﹣amol/L,
故答案为:10﹣b﹣10﹣a;
(3)在该温度下,将100mL0.1mol.L﹣1的稀硫酸n(H+)=2×0.1L×0.1mol/L=0.02mol,100mL0.4mol.L﹣1的NaOH溶液n(OH﹣)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol,碱过量,反应后溶液呈碱性,反应后溶液的体积为100mL+100mL=200mL=0.2L,则反应后c(OH﹣)==0.1mol/L,溶液中的离子积Kw=c(H+)×c(OH﹣)=1×10﹣12,c(H+)=mol/L=10﹣11mol/L,pH=11,
故答案为,11.
21.现有常温下的六份溶液:
①0.01mol/L CH3COOH溶液
②0.01mol/L HCl溶液
③pH=12的氨水
④pH=12的NaOH溶液
⑤0.01mol/L CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液
⑥0.01mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液
(1)其中水的电离程度最大的是 ⑥ (填序号,下同),水的电离程度相同的是 ②③④ ;
(2)将六份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH:① > ②,③ > ④,⑤ > ⑥(填“>”“<”或“=”);
(3)将①④混合,若有c(CH3COO﹣)>c(H+),则混合溶液可能呈 ABC (填选项字母).
A.酸性 B.碱性 C.中性.
【考点】DO:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算;D6:水的电离;DA:pH的简单计算.
【分析】(1)酸或碱抑制水电离,酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大,其抑制水电离程度越大;含有弱离子的盐促进水电离;
(2)加水稀释相同的倍数时,强电解质完全电离,稀释时促进弱电解质电离;
(3)将①④混合,若有c(CH3COO﹣)>c(H+),混合溶液可能呈酸性、碱性或中性.
【解答】解:①0.01mol/L CH3COOH溶液,醋酸部分电离,所以醋酸的pH>2;
②0.01mol/L HCl溶液,HCl完全电离,所以该酸的pH=2;
③pH=12的氨水;
④pH=12的NaOH溶液,一水合氨是弱电解质、NaOH是强电解质,所以c(NaOH)<c(氨水);
⑤0.01mol/L CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液,氨水有剩余,且一水合氨电离程度大于铵根离子水解程度,溶液呈碱性;
⑥0.01mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液,二者恰好完全反应生成强酸强碱盐,溶液呈中性;
(1)酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大,其抑制水电离程度越大,①②③④抑制水电离,⑥不影响水电离,其中水的电离程度最大的是⑥,②中氢离子浓度等于③④中氢氧根离子浓度,其抑制水电离程度相同,所以水的电离程度相同的是②③④,
故答案为:⑥;②③④;
(2)将六份溶液同等稀释10倍后,①中电离程度小于②,所以溶液的pH①>②;
加水稀释促进一水合氨电离,稀释相同倍数时③中氢氧根离子浓度大于④,所以pH③>④;
⑤溶液呈碱性、⑥溶液呈中性,所以⑤>⑥,
故答案为:>;>;>;
(3)将①④混合,若有c(CH3COO﹣)>c(H+),如果溶液中溶质是等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠,醋酸电离程度大于醋酸根离子水解程度,存在c(CH3COO﹣)>c(H+),溶液呈酸性;
如果溶液中溶质为醋酸钠,醋酸水解程度很小溶液中存在c(CH3COO﹣)>c(H+),溶液呈碱性;
如果溶液中溶质为醋酸钠和少量醋酸,且醋酸电离程度等于醋酸根离子水解程度,溶液中存在c(CH3COO﹣)>c(H+),溶液呈中性,
故答案为:ABC.
22.一定温度下,冰醋酸在加水稀释过程中溶液导电能力的变化曲线如图所示,请回答下列问题:
(1)O点导电能力为零的原因是 醋酸中无自由移动的离子 .
(2)a、b、c三点中,CH3COOH的电离度最大的是 c ;a、b、c三点的pH由小到大的顺序是 bac CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka= .
(3)若使c点溶液中c(CH3COO﹣)增大,则下列措施中,可选择 ACEF (填字母序号).
A.加热 B.加入很稀的NaOH溶液
C.加入固体KOH D.加水
E.加入固体CH3COONa F.加入锌粒
(4)在CH3COOH溶液的稀释过程中,始终保持增大趋势的是 BD (填字母序号).
A.c(H+)B.H+的个数C.CH3COOH的分子数D.c(H+)/c(CH3COOH)
(5)下列有关CH3COOH溶液的说法正确的是 A (填字母序号).
A.CH3COOH溶液中各离子浓度的关系为c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)
B.向0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水,c(H+)增大
C.CH3COOH溶液中各离子浓度的关系为c(CH3COO﹣)>c(H+)>c(OH﹣)
D.常温下,c(H+)=0.01mol/L的CH3COOH溶液与c(OH﹣)=0.01mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈碱性.
【考点】D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡;DN:离子浓度大小的比较.
【分析】(1)含有自由移动离子或电子的物质能导电;
(2)醋酸是弱电解质,随着醋酸的稀释,醋酸电离程度越大,离子导电能力与离子浓度成正比;
(3)若使c点溶液中的c(CH3COO﹣)增大,可以采用升高温度、加入含有醋酸根离子的可能性盐、加入固体碱或加入和氢离子反应的固体物质;
(4)加水稀释,促进电离,n(CH3COO﹣)、n(H+)增大,但浓度减小,以此解答;
(5)A.CH3COOH溶液中存在电荷守恒;
B.向0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水,c(H+)减小;
C.CH3COOH溶液中存在水的电离平衡据此分析离子浓度大小;
D.常温下,c(H+)=0.01mol/L的CH3COOH溶液与c(OH﹣)=0.01mol/L的NaOH溶液等体积混合后,醋酸为弱电解质又电离出氢离子.
【解答】解:(1)醋酸是共价化合物,冰醋酸中没有自由移动电子,不能导电,
故答案为:醋酸中无自由移动的离子;
(2)醋酸是弱电解质,随着醋酸的稀释,醋酸电离程度越大,根据图片知,醋酸电离程度最大的是c点,则c点氢离子的物质的量最大,但氢离子浓度最大的是b,
a、b、c三点的pH由小到大的顺序是bac,醋酸溶液中存在电离平衡,CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,电离平衡常数K=,
故答案为:c;bac;;
(3)A.醋酸是弱电解质,电离时需要吸收热量,所以加热促进醋酸电离,导致醋酸根离子浓度最大,故A正确;
B.加很稀的NaOH溶液,促进醋酸电离,但醋酸电离程度远远小于溶液体积增大程度,所以醋酸根离子浓度减小,故B错误;
C.加KOH固体,KOH和醋酸发生中和反应生成醋酸钾,促进醋酸电离,溶液体积不变,醋酸根离子浓度增大,故C正确;
D.加水促进醋酸电离,但醋酸电离程度远远小于溶液体积增大程度,所以醋酸根离子浓度减小,故D错误;
E.加固体CH3COONa,醋酸钠电离出醋酸根离子导致醋酸根离子浓度增大,故E正确;
F.加入锌粒,锌和氢离子发生置换反应而促进醋酸电离,则醋酸根离子浓度增大,故F正确;
故答案为:ACEF;
(4)加水稀释,酸性减弱,促进电离,n(CH3COO﹣)、n(H+)增大,但浓度减小,
A、氢离子浓度减小,故A错误;
B、加水稀释,促进电离,n(H+)增大,故B正确;
C、加水稀释促进电离,CH3COOH的分子数减小,故C错误;
D、醋酸的电离平衡常数不变,氢离子浓度减小,醋酸浓度减小,但醋酸分子减小,氢离子增大,所以增大,故D正确;
故答案为:BD;
(5)A.CH3COOH溶液中存在电荷守恒,各离子浓度的关系为c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣),故A正确;
B.向0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水,c(H+)减小,故B错误;
C.CH3COOH溶液中存在水的电离平衡,各离子浓度的关系为c(H+)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣),故C错误;
D.常温下,c(H+)=0.01mol/L的CH3COOH溶液与c(OH﹣)=0.01mol/L的NaOH溶液等体积混合后,醋酸又电离出氢离子,溶液显酸性,故D错误;
故答案为:A.
三、填空题(共2小题,每小题12分,满分21分)
23.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析.
(1)下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是 d (填序号).
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
b.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d.一定条件下,单位时间内消耗2mol CO,同时生成1mol CH3OH
(2)图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①该反应的焓变△H < 0(填“>”、“<”或“=”).
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1 > K2(填“>”、“<”或“=”).
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 b .
a.升高温度
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂
d.充入He,使体系总压强增大
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
①请写出c口通入的物质发生的相应电极反应式 O2+4e﹣+4H+=2H2O
②工作一段时间后,当0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,有 1.2NA 个电子转移.
【考点】CG:化学平衡状态的判断;BH:原电池和电解池的工作原理;CB:化学平衡的影响因素.
【分析】(1)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,由此衍生的一些物理量不变,以此分析;
(2)①根据温度对化学平衡的影响来回答;
②温度对化学平衡常数的影响和反应的吸放热有关;
③化学平衡正向移动可增加甲醇产率;
(3)在甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,发生失电子的氧化反应,氧气作正极,发生得电子的还原反应,根据电极反应以及电子守恒来计算转移电子的量.
【解答】解:(1)a.由方程式可以看出,反应前后气体的物质的量不相等,只有达到平衡状态,容器压强不发生变化,能判断反应达到平衡状态,故a错误;
b.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,即正逆反应速率相等,所以能判断反应达到平衡状态,故b错误;
c、一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变是平衡的标志,故c错误;
d、一定条件下,单位时间内消耗2molCO,同时生成1mol CH3
OH,只能表明正反应速率,不能表示正逆反应速率相等,故d正确;
故选d;
(2)①反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)中,反应向右进行,一氧化碳的转化率增大,温度升高,化学平衡向着吸热方向进行,根据图中的信息可以知道:T2>T1,所以该反应是放热反应,<0,故答案为:<;
②对于放热反应,温度越高,化学平衡常数越小,T2>T1,反之越大,所以K1>K2,故答案为:>;
③a、若容器容积不变,升高温度,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡逆向移动,甲醇产率降低,故a错误;
b、将CH3OH(g)从体系中分离,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡正向移动,甲醇产率增大,故b正确;
c、使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动,甲醇的转化率不变,故c错误;
d、若容器容积不变,充入He,使体系总压强增大,单质各组分的浓度不变,化学平衡不移动,甲醇的转化率不变,故d错误;
故选b;
(3)①在甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,氧气作正极,电解质中的阳离子移向正极,所以b口通入的物质为甲醇,c口通入的物质为氧气,该电池正极是氧气发生得电子的还原反应,电极反应式为:O2+4e﹣+4H+=2H2O;
故答案为:O2+4e﹣+4H+=2H2O;
②当0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,根据总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,消耗氧气0.3mol,转移电子1.2mol;
故答案为:1.2NA.
24.(1)向甲、乙两个均为1L的密闭容器中,分别充入5mol SO2和3mol O2,发生反应:2SO2 (g)+O2 (g)⇌2SO3(g)△H<0.甲容器在温度为T1的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.5mol;乙容器在温度为T2的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.6mol.则T1 > T2(填“>”“<”),甲容器中反应的平衡常数K= 108L•mol﹣1 .
(2)如图1所示,A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊.保持恒温,关闭K2,分别将1mol N2和3mol H2通过K1、K3充入A、B中,发生的反应为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),起始时A、B的体积相同均为1L.
①图2示意图中正确,且既能说明A容器中反应达到平衡状态,又能说明B容器中反应达到平衡状态的是 d .
②容器A中反应到达平衡时所需时间t s,达到平衡后容器的压强变为原来的,则平均反应速率v(H2)= mol•L﹣1•S﹣1 .
(3)将0.1mol氨气分别通入1L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中,完全反应后三溶液中NH4+离子浓度分别为c1、c2、c3,则三者浓度大小的关系为 c1=c2<c3 (用c1、c2、c3和>、<、=表示).
【考点】CP:化学平衡的计算.
【分析】(1)该反应为放热反应,温度越高,生成的SO3越少;先利用三段式求出平衡时各物质的浓度,再根据K=计算;
(2)①化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断;
②已知反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),通入1mol N2和3mol H2,达到平衡后容器的压强变为原来的5/6,根据压强之比等于物质的量比结合三段式计算;
(3)pH=1的醋酸中醋酸的浓度大于0.1mol/L,则通入0.1mol氨气反应后,醋酸有剩余,醋酸电离的氢离子能抑制铵根离子的电离,氨气与硫酸和盐酸恰好反应.
【解答】解:(2)该反应为放热反应,温度越高,生成的SO3越少,达到平衡时甲容器中生成的三氧化硫的物质的量少,则甲容器的温度高,即T1>T2;
2SO2 (g)+O2 (g)⇌2SO3(g)
起始(mol/L):5 3 0
转化(mol/L):x 0.5x x
平衡(mol/L):5﹣x 3﹣0.5x x
达到平衡时SO3的物质的量为4.5mol,则x=4.5mol/L,所以K===108L•mol﹣1;
故答案为:>;108L•mol﹣1;
(3)①a.密度=,总质量一定,A中体积不变,故密度不变,所以不能说明反应达到平衡状态,故a错误;
b.恒温条件下,平衡常数保持不变,则不能说明反应达到平衡状态,故b错误;
c.都是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故c错误;
d.N2的转化率先增大,后保持不变,说明反应达到平衡状态,与图象相符,故d正确;
故答案为:d;
②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
起始(mol):1 3 0
转化(mol):x 3x 2x
平衡(mol):1﹣x 3﹣3x 2x
达到平衡后容器的压强变为原来的,则=,解得x=,
v(H2)==mol•L﹣1•S﹣1;
故答案为: mol•L﹣1•S﹣1;
(3)pH=1的醋酸中醋酸的浓度大于0.1mol/L,则通入0.1mol氨气反应后,醋酸有剩余,醋酸电离的氢离子能抑制铵根离子的电离,铵根离子浓度较大,氨气与硫酸和盐酸恰好反应,所以溶液中铵根离子浓度:c1=c2<c3;
故答案为:c1=c2<c3.
三.计算题
25.现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)知CO和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=1,试判断:
(1)当CO转化率为25%时,该反应 否 (填是或否)达到平衡状态,若未达到,向 正 方向移动.
(2)达平衡状态时,CO的转化率为 50% .
【考点】CP:化学平衡的计算.
【分析】(1)化学平衡三行计算和平衡常数计算化学反应中物质的转化率,
设H2O(g)消耗了xmol/L时,
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
初始浓度:2 2 0 0
变化浓度:x x x x
末态浓度:2﹣x 2﹣x x x
此时K==1,解得x=1,
对比平衡状态下转化率判断是否达到平衡状态;
(2)结合三行式计算中的计算结果计算化学反应中一氧化碳的转化率.
【解答】解:(1)设H2O(g)消耗了xmol/L时,
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
初始浓度:2 2 0 0
变化浓度:x x x x
末态浓度:2﹣x 2﹣x x x
此时K==1,解得x=1,
二氧化碳转化率=×100%=50%,当CO转化率为25%时反应未达到平衡状态,CO转化率达到平衡状态需要增大,则反应正向进行,
故答案为:否; 正;
(2)根据以上分析得,CO的转化率为×100%=50%.
故答案为:CO的转化率是50%.
26.室温下,已知醋酸铵溶液呈中性,常温下CH3COOH的Ka=1×10﹣5 mol•L﹣1,则该温度下0.1mol•L﹣1的NH4Cl溶液的pH.(要求列式计算)
【考点】DA:pH的简单计算.
【分析】室温下,已知醋酸铵溶液呈中性,故可知醋酸的酸性和氨水的碱性强弱相当,而常温下CH3COOH的Ka=1×10﹣5 mol•L﹣1,故NH3•H2O的Kb=1×10﹣5 mol•L﹣1,而盐的水解平衡常数Kh=,据此可求出NH4Cl溶液的Kh,而根据氯化铵水解方程式NH4++H2O⇌NH3•H2O+OH﹣可知,水解出的c(NH3•H2O)=c(H+),结合NH4Cl溶液的Kh=即可求出溶液中的c(H+)和pH.
【解答】解:室温下,已知醋酸铵溶液呈中性,故可知醋酸的酸性和氨水的碱性强弱相当,而常温下CH3COOH的Ka=1×10﹣5 mol•L﹣1,故NH3•H2O的Kb=1×10﹣5 mol•L﹣1.
而盐的水解平衡常数Kh=,故NH4Cl溶液的Kh═==10﹣9,
而根据氯化铵水解方程式NH4++H2O⇌NH3•H2O+OH﹣可知,水解出的c(NH3•H2O)=c(H+),
故0.1mol/L的NH4Cl溶液的水解平衡常数Kh===10﹣9,
解得c(H+)=10﹣5mol/L.
则溶液的pH=﹣lgc(H+)=5.
答:溶液的pH为5.
2017年7月6日