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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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阶段检测卷(四)
满分100分,限时75分钟,范围(第七单元~第十单元)
一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60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.化学与生活关系密切,下列说法正确的是 ( )
A.在NO2和N2O4的平衡体系中,加压后颜色变深可用勒夏特列原理解释
B.杭州第19届亚运会主火炬首次采用“零碳甲醇”为燃料,“零碳甲醇”燃烧不产生CO2
C.冰、干冰常用作制冷剂,冰融化和干冰升华时都要吸收热量
D.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可作漂白剂
2.下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( )
弱酸 HF H2CO3 HCN H2S
电离平衡 常数(25 ℃) Ka= 7.2×10-4 Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 Ka= 4.3×10-10 Ka1=9.1×10-8 Ka2=1.1×10-12
A.常温下,pH相同的三种溶液NaF、Na2CO3、Na2S,物质的量浓度最大的是Na2CO3
B.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合:
C.同温下,等浓度的溶液中离子总浓度大小:NaF
3.一定条件下,1-苯基丙炔()可与HCl发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是 ( )
A.反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
4.工业上用C6H5Cl和H2S的高温气相反应制备苯硫酚(C6H5SH),其主要反应如下:
C6H5Cl(g)+H2S(g) C6H5SH(g)+HCl(g) ΔH1
C6H5Cl(g)+H2S(g) C6H6(g)+HCl(g)+S8(g) ΔH2=-45.8 kJ·mol-1
已知:高温下,H2S热解形成·HS和·H,·HS与卤代苯中C—X的碳成键,首先形成中间体,反应速率较慢;中间体再迅速脱去·X,形成苯硫酚,将n始(H2S)∶n始(C6H5Cl)=2.5∶1的混合气体以一定流速通过管式反应器,测得C6H5Cl的转化率、C6H5SH与C6H6的产率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.由图可知ΔH1<0
B.反应中还可能存在二苯硫醚(C6H5SC6H5)等副产物
C.一定温度下,增大,则一定增大
D.保持其他条件不变,若改用C6H5Br作原料,可提高卤代苯的转化率
5.根据实验目的,下列实验及现象、结论均正确的是( )
实验目的 实验及现象 结论
A 探究温度对平衡移动的影响 向试管中加入2 mL 0.5 mol·L-1 CuCl2溶液,CuCl2溶液存在(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O,该反应的ΔH>0,加热试管,溶液由蓝绿色变为黄绿色 其他条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动
B 探究H+浓度对Cr相互转化的影响 向2 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中滴加5~10滴6 mol·L-1 NaOH溶液,溶液变为黄色 其他条件不变时,减小H+浓度,平衡向生成Cr2的方向移动
C 探究压强对平衡移动的影响 用注射器吸入20 mL NO2和N2O4混合气体,向内推动注射器,混合气体颜色加深 其他条件不变时,加压,平衡向生成NO2的方向移动
D 验证CH3COOH和H2CO3的酸性强弱 向2 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,逐滴加入同体积同浓度的CH3COOH溶液,无气泡产生 酸性强弱:H2CO3>CH3COOH
6.电位滴定法是根据滴定过程中指示电极电位的变化来确定滴定终点的一种滴定分析方法。在化学计量点附近,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也产生了突跃,进而确定滴定终点的位置。常温下,H2CO3的电离常数Ka1=10-6.35,Ka2=10-10.34,利用盐酸滴定某溶液中Na2CO3的含量,其电位滴定曲线与pH曲线如图(注:实线表示电极电位曲线;虚线表示pH曲线)所示。
下列说法正确的是 ( )
A.该滴定过程需要两种指示剂
B.a点溶液中存在:c(Cl-)+c(H+)=c(C)+c(OH-)+c(HC)
C.电位滴定终点和使用指示剂滴定所得终点完全一致
D.若改用HClO(Ka=10-7.4)溶液滴定,则只有一个电位突跃点
7.已知:在标准压强101 kPa、25 ℃,由最稳定的单质合成1 mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用Δf(kJ·mol-1)表示。有关物质Δf的关系如图所示。下列有关判断正确的是 ( )
A.H2O(l)的Δf>-241.8 kJ·mol-1
B.N2H4比NH3稳定
C.N2H4(l)的燃烧热为534.2 kJ·mol-1
D.2 mol NO(g)的键能小于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的键能之和
8.工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4晶体的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 ( )
已知:①PbCl2难溶于冷水,易溶于热水。
②PbCl2(s)+2Cl-(aq) [PbCl4]2-(aq) ΔH>0。
③Ksp(PbSO4)=1×10-8,Ksp(PbCl2)=1.25×10-5。
A.“浸取”时加入NaCl的目的是增大Cl-浓度,便于铅元素进入溶液
B.“调pH”时加入MnO,使平衡Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+正向移动,除去Fe2+
C.“沉降”时加入冰水可使平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq) [PbCl4]2-(aq)逆向移动
D.PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,若用1 L H2SO4溶液转化5 mol PbCl2沉淀(忽略溶液体积变化),则H2SO4溶液的起始物质的量浓度不得低于5.08 mol·L-1
9.电芬顿工艺被认为是一种很有应用前景的高级氧化技术,可用于降解去除废水中的持久性有机污染物,其工作原理如图a所示,工作10 min时,Fe2+、H2O2电极产生量(mmol·L-1)与电流的关系如图b所示:
图a 图b
下列说法错误的是 ( )
A.电解一段时间后,Pt电极附近pH减小
B.阴极的电极反应为O2+2e-+2H+ H2O2、Fe3++e- Fe2+
C.根据图b可判断合适的电流约为40 mA
D.若处理0.1 mol ,理论上HMC-3电极消耗标准状况下31.36 L O2
10.25 ℃时,向0.1 mol·L-1的NH4HCO3溶液(pH=7.8)中通入HCl或加入NaOH调节pH,不考虑溶液体积变化且过程中无气体逸出。含碳(或氮)微粒的分布分数δ[如:δ(HC)=]与pH的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.NH4HCO3溶液在pH=7.8时存在:c(NH3·H2O)+c(C)
C.H2CO3的Ka2=10-10.3
D.该体系在pH=8.3时,溶液中c(NH3·H2O)= mol·L-1
二、非选择题(本题共2小题,共40分)
11.(20分)Ⅰ.汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题:
(1)已知:①N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ/mol
②C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol
③2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH3=-221 kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为K=,则此反应的热化学方程式为 。
Ⅱ.汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而被除去。在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO发生反应,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示。请回答下列问题:
(2)已知T2>T1,则反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH 0(填“>”“=”或“<”),理论上该反应在 (填“高温”或“低温”)条件下可自发进行。
(3)达到平衡后,为同时提高反应速率和CO的转化率,可采取的措施有 (填字母)。
A.升高温度 B.增加CO的浓度
C.缩小容器的容积 D.改用高效催化剂
(4)压强为20 MPa、温度为T2下,若反应进行到10 min达到平衡状态,该温度下用分压表示的平衡常数Kp= MPa-1(用计算式表示)。
(5)在D点,对反应容器降温的同时缩小容积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的 点。
12.(20分)某实验小组在做Zn与0.2 mol/L CuCl2溶液反应的实验时,发现产生了白色沉淀。常温下,该实验小组对白色沉淀进行如下探究,操作与现象如下表所示:
实验步骤 实验现象
ⅰ.将锌片置于盛有0.2 mol/L CuCl2溶液(pH=3.6)的烧杯中 锌片表面产生暗红色疏松固体,30 min后有大量气泡产生
ⅱ.取出锌片,疏松固体脱落,搅拌并静置 烧杯中出现白色悬浊液A和颗粒状紫红色固体B
ⅲ.用注射器吸取部分上层白色悬浊液A于试管中,立即加入少量植物油覆盖
ⅳ.用长胶头滴管伸入A中,加入适量氨水;再向其中通入空气 加入氨水后沉淀溶解,得到无色溶液,通入空气后溶液变为深蓝色
资料:CuCl是一种白色、难溶于水的固体,可溶于氨水形成无色的[Cu(NH3)2]+;Zn(OH)2可溶于氨水,Ksp[Zn(OH)2]=1.28×10-17。
回答下列问题:
(1)步骤ⅰ中测量溶液pH最适宜的方法是 (填标号)。
a.广泛pH试纸 b.精密pH试纸 c.pH计
(2)步骤ⅰ中产生的气体是 。
(3)步骤ⅲ中加少量植物油的目的是 。
(4)测得“白色悬浊液A”的pH=5.0,判断“白色悬浊液A”中是否含有Zn(OH)2: (请写出计算过程)。
(5)步骤ⅳ中无色溶液变为深蓝色溶液的原因是 (用离子方程式表示)。
(6)由上述实验可知A为CuCl悬浊液。为探究其产生的原因,设计如下实验:
ⅴ.将紫红色固体B加入a mol/L的CuCl2溶液中,出现白色悬浊液;
ⅵ.在隔绝空气条件下设计如图所示的原电池,30 min后,观察到右侧烧杯中出现白色悬浊液,石墨棒上未见红色固体。
①步骤ⅴ中a 0.2(填“>”“<”或“=”)。
②该原电池的总反应的离子方程式为 。
(7)综合上述实验,下列说法正确的是 (填标号)。
a.置换反应都能设计成双液原电池,以加快反应速率
b.原电池反应中,阴离子可能对阳离子放电产生影响
c.Zn与CuCl2溶液反应得到CuCl的途径可能不止一种
d.Zn与CuCl2溶液反应过程中,氢气生成速率持续减慢
答案全解全析
1.C 加压后颜色变深是体积减小,NO2浓度增大引起的,A错误;“零碳甲醇”并不是燃烧不产生CO2,而是指制造甲醇捕捉的CO2与甲醇燃烧生成的CO2基本达到平衡,B错误;冰融化、干冰升华都要吸收能量,常在生活中用作制冷剂,C正确;明矾中Al3+水解产生具有吸附性的胶体,可作净水剂,D错误。
2.D 根据题表中数据可知:Ka(HF)>Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S),“越弱越水解”则pH相同的NaF、Na2CO3、Na2S三种溶液,物质的量浓度最大的是NaF,A错误;Ka1(H2CO3)=,Ka2(H2CO3)=,等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合,c(H+)相等,而Ka1(H2CO3)和Ka2(H2CO3)为定值,则>,B错误;由Ka(HF)>Ka(HCN)和“越弱越水解”可知,同温下,等浓度的溶液中离子总浓度大小:NaF>NaCN,C错误;将过量H2S通入Na2CO3溶液中,离子方程式为C+H2S HS-+HC,D正确。
3.C 反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应,应Ⅱ,反应放出的热量越多,其焓变越小,故反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ,A正确;短时间里反应Ⅰ得到的产物比反应Ⅱ得到的多,说明反应Ⅰ的反应速率比反应Ⅱ的快,反应速率越快,其活化能越小,则反应活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ,B正确;产物Ⅰ和产物Ⅱ间存在可逆反应,则产物Ⅱ和产物Ⅰ的比值为该可逆反应的平衡常数K,平衡常数只与温度有关,故增加HCl的浓度平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例不变,C错误;根据题图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ,D正确。
4.C 由题图可知,C6H5SH的产率先增大后减小,先增大是因为随温度升高反应速率加快,最高点时反应达到平衡,之后随温度升高,C6H5Cl(g)+H2S(g) C6H5SH(g)+HCl(g)的平衡逆向移动,C6H5SH的产率减小,所以ΔH1<0,A正确;反应生成的C6H5SH可能发生取代反应生成二苯硫醚等副产物,B正确;由题给方程式可知,一定温度下,增大,两反应均能向正反应方向进行,但不一定增大,C错误;溴元素的电负性小于氯元素,碳溴键比碳氯键易于断裂,则保持其他条件不变,若改用溴苯作原料,可提高卤代苯的转化率,D正确。
5.A 反应[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O的ΔH>0,升高温度平衡正向移动,溶液由蓝绿色变为黄绿色,即平衡向吸热反应方向移动,A正确;溶液中存在平衡2Cr+2H+ Cr2+H2O,向2 mL K2Cr2O7溶液中滴加5~10滴NaOH溶液,溶液变为黄色,说明减小H+浓度,平衡向生成Cr的方向移动,B错误;对于平衡2NO2 N2O4,推动注射器增大压强,平衡向生成N2O4的方向移动,C错误;向2 mL 1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,逐滴加入同体积同浓度的CH3COOH溶液,n(C)=n(CH3COOH),发生反应CH3COOH+C HC+CH3COO-,无气泡产生,则没有明显现象无法说明酸性强弱关系,D错误。
6.D【图像分析】
电位滴定法,可根据指示电极电位的突跃位置确定滴定终点,不需要任何指示剂,A错误;a点溶液中溶质为等物质的量的NaHCO3和NaCl,由元素守恒有c(Na+)=2c(Cl-),由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(OH-)+c(HC)+c(Cl-),两式联立可得c(Cl-)+c(H+)=2c(C)+c(OH-)+c(HC),B错误;使用指示剂滴定所得终点的pH为范围值,而电位滴定终点的pH为确定值,则电位滴定终点和使用指示剂滴定所得终点不完全一致,C错误;由电离常数可知,酸性:HC
易错警示
①注意表示标准燃烧热时一定生成稳定的氧化物,如C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g);②根据题中信息还可知单质的标准摩尔生成焓均为0。
8.B【流程梳理】
在盐酸作用下,“浸取”时MnO2与PbS、FeS2反应生成PbCl2、FeCl3、S等物质,加入饱和NaCl溶液可使平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq)正向移动,提高铅元素的浸取率,A正确;“浸取”后溶液中含有[PbCl4]2-、Fe3+、Mn2+、Cl-、H+、Na+,“调pH”时加入MnO,可使平衡Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+正向移动以除去Fe3+,B错误;沉降时加入冰水可使温度降低,有利于平衡PbCl2(s)+ 2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq)逆向移动,析出更多PbCl2沉淀,C正确;“沉淀转化”时反应的离子方程式为PbCl2(s)+S(aq) PbSO4(s)+2Cl-(aq),该反应的K=====1.25×103,5 mol PbCl2沉淀转化后溶液中c(Cl-)=10 mol·L-1,则沉淀转化后溶液中c(S)== mol·L-1=0.08 mol·L-1,反应生成5 mol PbSO4,故起始时H2SO4不少于5.08 mol,即起始时溶液中c(H2SO4)≥5.08 mol·L-1,D正确。
9.D 图a中有外接电源,属于电解池,Pt电极上水放电生成氧气,发生氧化反应,为阳极,电极反应式为2H2O-4e- 4H++O2↑,则HMC-3极为阴极,电极反应式为O2+2e-+2H+ H2O2、Fe3++e- Fe2+,阴极产物又发生反应Fe2++H2O2+H+ Fe3++·OH+H2O,·OH氧化苯酚,其反应方程式为+28·OH 6CO2↑+17H2O。由阳极反应式可知,电解一段时间后,Pt电极附近溶液的pH减小,A正确;由分析可知,B正确;根据Fe2+~H2O2~·OH可知,应选择Fe2+与H2O2的产生量尽可能相等的电流强度,由图b可判断合适的电流约为40 mA,C正确;根据阴极反应式和苯酚被·OH氧化的反应方程式,可得关系式O2~H2O2~·OH、~28·OH~28O2,故处理0.1 mol ,理论上HMC-3电极需消耗2.8 mol O2,其在标准状况下的体积为2.8 mol×22.4 L/mol=62.72 L,D错误。
方法点津
串联电路中各电极上转移的电子数目相等,可以通过某电极的变化数据确定得失电子的数目,继而推断其他电极的变化情况。
10.D【图像分析】 NH4HCO3溶液中通入适量HCl时发生反应:HC+H+ H2CO3,溶液中c(HC)降低、c(H2CO3)增大。加入适量NaOH发生反应:HC+OH- C+H2O、N+OH- NH3·H2O,使溶液中c(HC)减小,c(N)减小,c(C)和c(NH3·H2O)均增大,故图中左侧为含碳微粒的分布分数δ与pH的关系,右侧为含氮微粒的分布分数δ与pH的关系。δ(N)越大,溶液的pH越小;c(NH3·H2O)越大,溶液的pH越大,即曲线M表示N的分布分数随pH的变化。pH=6.3时c(H2CO3)=c(HC),此时H2CO3的Ka1=×c(H+)=c(H+)=10-6.3;H2CO3的Ka2=×c(H+),pH=8.3时c(H2CO3)=c(C),此时Ka1·Ka2=c2(H+)=(10-8.3)2,故H2CO3的Ka2=10-10.3。NH4HCO3溶液中电荷守恒式为c(OH-)+2c(C)+c(HC)=c(N)+c(H+),元素守恒式为c(H2CO3)+c(C)+c(HC)=c(N)+c(NH3·H2O),整理得c(OH-)+c(NH3·H2O)+c(C)=c(H+)+c(H2CO3),pH=7.8时c(OH-)>c(H+),则c(NH3·H2O)+c(C)
(1)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ/mol(4分)
(2)< 低温 (3)C
(4)(4分) (5)G
解析 (1)根据平衡常数表达式可知,发生的反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),根据盖斯定律,由②×2-①-③可得2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),ΔH=(-393.5 kJ/mol)×2-(+180.5 kJ/mol)-(-221 kJ/mol)=-746.5 kJ/mol,故该反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ/mol。(2)T1
起始/mol 4 5 0 0
变化/mol 2a 2a a 2a
平衡/mol 4-2a 5-2a a 2a
根据题意可得×100%=40%,解得a=0.25,则Kp= MPa-1。(5)该反应是气体体积减小的放热反应,在D点对反应容器降温的同时缩小容积至体系压强增大,平衡都向正反应方向移动,NO的体积分数减小,则重新达到平衡状态时可能是G点。
12.(除标注外,每空2分)
(1)c (2)H2 (3)隔绝空气
(4)溶液中c(Zn2+)≤0.2mol/L,溶液pH=5.0,c(OH-)=10-9mol/L,Q=c(Zn2+)·c2(OH-)<1.28×10-17,所以白色悬浊液A中不含Zn(OH)2(4分)
(5)4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O(3分)
(6)①< ②Zn+2Cu2++2Cl-Zn2++2CuCl(3分) (7)bc
解析 (1)广泛pH试纸测定溶液的pH精确到整数,精密pH试纸可将pH精确到小数点后一位,但溶液本身显蓝色,会影响pH试纸的颜色变化,pH计可根据需要精确到小数点后两位或更高精度,则步骤ⅰ最适宜用pH计测量溶液pH,故选c。(2)Cu2+的氧化性强于H+,由实验现象可知,Zn与CuCl2溶液先反应生成Cu和CuCl,CuCl2溶液完全反应后,Zn与溶液中的H+反应生成H2。(3)[Cu(NH3)2]+易被空气中的O2氧化,即步骤ⅲ中加少量植物油的目的是隔绝空气,防止步骤ⅳ中生成的[Cu(NH3)2]+被氧化,影响实验结果。(4)0.2 mol/L CuCl2溶液完全反应生成Cu和CuCl,反应后溶液中c(Zn2+)≤0.2 mol/L,由CuCl悬浊液的pH=5.0可知,溶液中Zn(OH)2的Q=c(Zn2+)·c2(OH-)
