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2019-2020年高考化學(xué) 考前三個月 專項突破 第七題 化學(xué)基本理論的理解與應(yīng)用(含解析)新人教版
題組一 元素周期律和周期表
1.原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì),下列說法中正確的是( )
A.Na、Al、Cl的原子半徑依次減小,Na+、Al3+、Cl-的離子半徑也依次減小
B.在第ⅥA族元素的氫化物(H2R)中,熱穩(wěn)定性最強的其沸點也一定最高
C.第二周期元素的最高正化合價都等于其原子的最外層電子數(shù)
D.非金屬元素的非金屬性越強,其氧化物對應(yīng)水化物的酸性也一定越強
答案 B
解析 A項,Na+、Al3+為10e-離子,Cl-為18e-離子,Cl-半徑大于Na+、Al3+半徑,錯誤;B項,因為在第ⅥA族元素中,O元素的非金屬性最強,其氫化物(H2R)中,H2O熱穩(wěn)定性最強,因為H2O分子間能形成氫鍵,所以其沸點也最高,正確;C項,第二周期元素非金屬性強的O元素沒有最高正價,F(xiàn)無正價錯誤;D項,非金屬元素的非金屬性越強,其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性也一定越強,錯誤。
2.短周期元素W、X、Y、Z位于同一周期,其原子序數(shù)依次增大,W原子半徑最大,Z最高價氧化物的水化物酸性最強,Y的單質(zhì)與鹽酸、氫氧化鈉均能反應(yīng)生成氫氣。據(jù)此判斷下列說法正確的是( )
A.Y的單質(zhì)在空氣中加熱不會熔化
B.工業(yè)上電解熔融的Y、Z的化合物可得Y單質(zhì)
C.W、Z形成的化合物在水溶液中能電離
D.X的單質(zhì)在氧氣中燃燒的產(chǎn)物中含離子鍵、共價鍵
答案 C
解析 W是鈉,X是鎂,Y是鋁,Z是氯。A項,鋁單質(zhì)加熱會熔化,但不會滴落,錯誤;B項,工業(yè)電解熔融的氧化鋁得到鋁,錯誤;C項正確;D項,氧化鎂中只有離子鍵,錯誤。
3.X、Y、Z、W為四種短周期主族元素,其中X、Z同族,Y、Z同周期,W是短周期主族元素中原子半徑最大的,X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍,Y的最高正價與最低負價代數(shù)和為6。下列說法正確的是( )
A.Y元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2YO4
B.原子半徑由大到小的順序為Z>Y>W
C.X、Z兩種元素的氣態(tài)氫化物中,Z的氣態(tài)氫化物較穩(wěn)定
D.X與W形成的兩種化合物中,陰、陽離子物質(zhì)的量之比均為1∶2
答案 D
解析 W是短周期主族元素中原子半徑最大的,則W是Na;X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍,則X是O;X、Z同族,則Z為S;Y、Z同周期,Y的最高正價與最低負價代數(shù)和為6,則Y是Cl。A項,Cl元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為HClO4,錯誤;B項,Na、S、Cl是同一周期的元素,同一周期的元素,原子序數(shù)越大,原子半徑就越小,所以原子半徑由大到小的順序為Na>S>Cl,錯誤;C項,O、S是同一主族的元素,元素的非金屬性O(shè)>S,元素的非金屬性越強,其對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定,錯誤。
4.
短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示,其中Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。下列說法正確的是( )
A.元素Y和元素Z的最高正化合價相同
B.單核陰離子半徑的大小順序為r(W)>r(Y)>r(Z)
C.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:X
r(W)>r(Y),B錯誤;非金屬性強弱順序中Y>Z,故其氫化物穩(wěn)定性Y>Z,C錯誤;W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是高氯酸,是最強的含氧酸。
5.V、W、X、Y是元素周期表中短周期元素,在周期表中的位置關(guān)系如下圖所示:
Y
V
X
W
Z為第四周期常見元素,該元素是人體血液中血紅蛋白的組成金屬元素。V的最簡單氫化物為甲,W的氣態(tài)氫化物為乙,甲、乙混合時有白煙生成,甲能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,W與Z可形成化合物ZW3。
下列判斷正確的是( )
A.原子半徑:X>Y>V>W
B.X、W的質(zhì)子數(shù)之和與最外層電子數(shù)之和的比值為 2∶1
C.甲、乙混合時所生成的白煙為離子化合物,但其中含有共價鍵
D.在足量的沸水中滴入含有16.25 g ZW3的溶液可得到0.1 mol Z(OH)3
答案 C
解析 根據(jù)V、W的氣態(tài)氫化物的性質(zhì),可以推斷甲為NH3、乙為HCl,則V為N,W為Cl,從而可以確定Y為C,X為Al;根據(jù)Z是人體血紅蛋白中存在的金屬元素,則Z為Fe。選項A,原子半徑X>W>Y>V,A項錯誤;選項B,Al、Cl的質(zhì)子數(shù)之和為30,最外層電子數(shù)之和為10,二者之比為3∶1,B項錯誤;選項C,白煙為NH4Cl,是離子化合物,其中N、H之間的化學(xué)鍵是共價鍵,C項正確;選項D,沸水中加入FeCl3溶液得到的是Fe(OH)3膠體,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),溶液中的Fe3+不可能完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3膠體,D項錯誤。
6.幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如表所示:
元素代號
X
Y
Z
W
原子半徑/pm
160
143
70
66
主要化合價
+2
+3
+5、+3、-3
-2
下列敘述正確的是( )
A.Z的最高價氧化物對應(yīng)水化物與其氫化物能發(fā)生化合反應(yīng)生成離子化合物
B.一定條件下,Z的單質(zhì)與W的常見單質(zhì)直接生成ZW2
C.Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物能溶于氨水
D.相同條件下,X、Y的單質(zhì)分別與鹽酸反應(yīng)時,后者反應(yīng)劇烈些
答案 A
解析 由化合價知W是O元素,Z是N元素,X、Y分別是Mg、Al元素。HNO3與NH3化合生成NH4NO3,A正確;N2與O2直接反應(yīng)只能得到NO,B錯誤;Al(OH)3不溶于氨水,C錯誤;鎂比鋁活潑,故鎂與鹽酸反應(yīng)更劇烈些,D錯誤。
7.
X、Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素。其中只有Z是金屬元素,W的單質(zhì)是黃色固體,X、Y、W在周期表中的相對位置關(guān)系如圖所示。
下列說法中正確的是( )
A.X、Z、W、Q四種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物均不可能顯堿性
B.Y的簡單陰離子比W的簡單陰離子的還原性弱
C.X、W、Q的氫化物均可在Y的單質(zhì)中燃燒
D.Z的氫化物的水溶液能與W的鹽反應(yīng)得到W的氫化物,說明非金屬性Z>W
答案 B
解析 由W單質(zhì)的顏色知W為硫元素,故Y是氧元素,X是碳元素,Q是氯元素,Z是鈉、鎂、鋁三種元素中的一種,當Z是鈉元素時,A錯誤;根據(jù)元素周期律知B正確;HCl不能與氧氣反應(yīng),C錯誤;元素的非金屬性強弱不能從氫化物與鹽反應(yīng)的角度進行分析,D錯誤。
8.
現(xiàn)有A、B、C、D、E五種元素,前四種短周期元素在周期表中的位置如圖所示,D的主要化合價為-2、+6,E2+的質(zhì)子數(shù)比D的質(zhì)子數(shù)多4,下列說法正確的是( )
A.C可分別與A、E元素形成離子化合物
B.D可形成三種價態(tài)的酸
C.原子半徑:E>D>B>A>C
D.最常見氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:C>B>D>A
答案 B
解析 由D的主要化合價知D是硫元素,故E是鈣元素,A、B、C分別為氮元素、氧元素、氟元素。氟與氮元素形成的是共價化合物,A錯誤;硫元素可形成H2S、H2SO3、H2SO4三種酸,B正確;同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,所以原子半徑:E>D>A>B>C,C錯誤;H2S的穩(wěn)定性比NH3的穩(wěn)定性弱,D錯誤。
9.下圖是部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系圖。則下列說法正確的是( )
A.Z、N兩種元素的離子半徑相比,前者較大
B.X、N兩種元素的氣態(tài)氫化物的沸點相比,前者較低
C.由X與M兩種元素組成的化合物不能與任何酸反應(yīng),但能與強堿反應(yīng)
D.Z的氧化物能分別溶解于Y的氫氧化物和N的氫化物的水溶液
答案 D
解析 根據(jù)原子半徑的遞變規(guī)律,X為O,Y為Na,Z為Al,M為Si,N為Cl。A項,離子半徑:Cl->Al3+;B項,沸點:H2O>HCl;C項,SiO2既能與HF反應(yīng),也能與NaOH溶液反應(yīng);D項,Al2O3是兩性氧化物,既可以和NaOH溶液反應(yīng),又能與HCl反應(yīng)。
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,X原子核外最外層電子數(shù)是次外層的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Z是同周期中原子半徑最大的元素,W的最高正價為+7價。下列說法正確的是( )
A.XH4的沸點比YH3的高
B.X與W形成的化合物和Z與W形成的化合物的化學(xué)鍵類型相同
C.Y離子的半徑比Z離子的半徑小
D.元素W的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比Y的強
答案 D
解析 X為C,Y為N,Z為Na,W為Cl。A項,沸點NH3>CH4;B項,CCl4中為共價鍵,NaCl中為離子鍵;C項,離子半徑N3->Na+;D項,酸性:HClO4>HNO3。
題組二 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
1.已知下列熱化學(xué)方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=-24.8 kJmol-1①
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH=-47.2 kJmol-1②
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH=+640.5 kJmol-1③
則14 g CO(g)與足量FeO(s)充分反應(yīng)得到Fe(s)和CO2(g) 時放出的熱量為( )
A.218 kJ B.109 kJ
C.54.5 kJ D.163.5 kJ
答案 B
解析 若要計算相應(yīng)的反應(yīng)熱,需要先利用蓋斯定律求出CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g)的反應(yīng)熱。根據(jù)蓋斯定律將[(3①-②)2-③]3可得到CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) ΔH≈-218 kJmol-1,由此可求出14 g CO與足量FeO反應(yīng)時放出的熱量為109 kJ。
2.某太空站中存在如圖所示有關(guān)能量、物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中燃料電池用KOH溶液作為電解液。下列說法不正確的是( )
A.向電解水系統(tǒng)中加入Na2SO4可增加溶液的導(dǎo)電性
B.燃料電池工作中,溶液中K+、H+移向正極
C.整個系統(tǒng)實現(xiàn)了物質(zhì)的零排放及能量間的完全轉(zhuǎn)化
D.該系統(tǒng)發(fā)生的總反應(yīng)為2H2+O22H2O
答案 C
解析 Na2SO4不參與電極反應(yīng),但可增大溶液中離子的濃度,從而可增加溶液的導(dǎo)電性,A正確;原電池工作時,正極得到電子,在電場力作用下,陽離子移向正極,B正確;不同形式能量間的轉(zhuǎn)化率不可能達到100%,C錯誤;因還原劑只有H2,氧化劑只有O2,故D正確。
3.
電化學(xué)與現(xiàn)代人的生活密切相關(guān),具備一定的電化學(xué)知識對于方便生產(chǎn)生活有很重要的意義。某同學(xué)為了研究電化學(xué)原理設(shè)計了如右圖所示的裝置:下列說法中不正確的是( )
A.X和Y不連接時,銅棒上會有金屬銀析出
B.X和Y用導(dǎo)線連接時,銀棒上發(fā)生的反應(yīng)為Ag++e-===Ag
C.若X接直流電源的正極,Y接負極,Ag+向銀電極移動
D.無論X和Y是否用導(dǎo)線連接,銅棒均會溶解,溶液都從無色逐漸變成藍色
答案 C
解析 X和Y不連接時,銅可以置換出銀單質(zhì),A選項正確;X和Y用導(dǎo)線連接時,Ag作正極,Cu作負極,B選項正確;若X接直流電源的正極,Y接負極,Ag作陽極,Cu作陰極,Ag+向銅電極移動,C選項錯誤;無論X和Y是否用導(dǎo)線連接,銅都會失去電子變成銅離子,D選項正確。
4.下列說法正確的是( )
A.用甲圖裝置電解精煉鎂
B.用乙圖裝置驗證試管中鐵絲發(fā)生析氫腐蝕
C.用丙圖裝置構(gòu)成銅鋅原電池
D.用丁圖裝置對二次電池進行充電
答案 B
解析 Mg2+在溶液中不放電,A項錯;丙圖是原電池裝置和電解池裝置的組合,若將銅條換成鹽橋則形成銅鋅原電池裝置,C項錯;丁圖中當二次電池使用完后進行充電時,電池的正極應(yīng)與外電源的正極相連,D項錯。
5.電化學(xué)在日常生活中用途廣泛,下圖是鎂—次氯酸鈉燃料電池,電池總反應(yīng)為Mg+ClO-+H2O===Cl-+Mg(OH)2↓,下列說法不正確的是( )
A.鎂電極是該電池的負極
B.惰性電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
C.正極反應(yīng)式為ClO-+H2O+2e-===Cl-+2OH-
D.進料口加入NaClO溶液,出口為NaCl溶液
答案 B
解析 根據(jù)方程式知Mg是還原劑作負極,ClO-在惰性電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),生成Cl-。
6.如圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2===N2+2H2O
下列關(guān)于該電池工作時說法正確的是( )
A.甲池中負極反應(yīng)為N2H4-4e-===N2+4H+
B.甲池溶液pH不變,乙池溶液pH減小
C.甲池中消耗2.24 L O2,此時乙池中理論上最多產(chǎn)生12.8 g固體
D.反應(yīng)一段時間后,向乙池中加一定量CuO固體,能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度
答案 D
解析 A項,甲池中原電池反應(yīng),對應(yīng)的電極反應(yīng)式是:正極O2+4e-+2H2O===4OH-,負極N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O,錯誤;B項,甲池中因反應(yīng)生成了水會使溶液的pH值減小,乙池中因反應(yīng)生成了酸也會使溶液的pH值減小,錯誤;C項,消耗氣體的體積沒有指明是否處于標況,無法計算,錯誤;D項,乙池發(fā)生的是電解池反應(yīng),兩極析出的分別是Cu和O2,因而加CuO后溶液能夠復(fù)原,正確。
7.一種碳鈉米管能夠吸附氫氣,可作充電電池(如下圖所示)的碳電極,該電池的電解質(zhì)為6 molL-1 KOH溶液,下列說法中正確的是( )
A.充電時將碳電極與電源的正極相連
B.充電時陰極發(fā)生氧化反應(yīng)
C.放電時鎳電極反應(yīng)為NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
D.放電時碳電極反應(yīng)為2H+-2e-===H2↑
答案 C
解析 A項,碳納米管能夠吸附氫氣,可作充電電池的碳電極,放電時作負極,發(fā)生氧化反應(yīng),所以充電時該電極應(yīng)該與電源的負極相連,作陰極,錯誤;B項,充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),錯誤;C項,放電時鎳電極作正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,正確;D項,放電時碳電極反應(yīng)為H2-2e-+2OH-===2H2O,錯誤。
8.用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,將所得的混合液進行電解循環(huán)再生,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機理如圖所示,則下列有關(guān)說法中不正確的是( )
A.X為直流電源的負極,Y為直流電源的正極
B.陽極區(qū)pH增大
C.圖中的b>a
D.該過程中的產(chǎn)品主要為H2SO4和H2
答案 B
解析 A項,氫氣在Pt(Ⅰ)極上生成,說明Pt(Ⅰ)為陰極,則X為負極,Y為正極,正確;B項,陽極區(qū)的SO、HSO在陽極被氧化為SO、H2SO4,酸性增強,pH減小,錯誤;C項,由于陰、陽離子交換膜的存在,使加進陽極區(qū)的硫酸的濃度小于陽極再生的硫酸的濃度,即b>a,正確;D項,陽極產(chǎn)品為硫酸,陰極產(chǎn)品有氫氣和亞硫酸鈉,正確。
9.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是( )
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)
ΔH=+49.0 kJmol-1
②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH=-192.9 kJmol-1
下列說法正確的是( )
A.CH3OH的燃燒熱為192.9 kJmol-1
B.反應(yīng)①中的能量變化如下圖所示
C.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
D.根據(jù)②推知反應(yīng):CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJmol-1
答案 D
解析 A項,甲醇完全燃燒應(yīng)生成H2O(l),錯誤;B項,圖示為放熱反應(yīng),而反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),錯誤;C項,反應(yīng)②為放熱反應(yīng),錯誤;D項,CH3OH(l)===CH3OH(g) ΔH>0,該項正確。
10.納米Cu2O是一種用途廣泛的光電材料,可用如圖所示的兩種電化學(xué)裝置制備,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.陽極的電極反應(yīng)式均為2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O
B.工作過程中兩個裝置內(nèi)溶液的pH均減小
C.兩個裝置內(nèi)陰離子均移向銅電極
D.開始時陰極上均有氫氣生成
答案 C
解析 為得到純凈的Cu2O,Cu2O應(yīng)在銅電極上生成,銅為陽極,陰離子移向陽極,C正確;右側(cè)裝置銅電極上的反應(yīng)式為2Cu-2e-+H2O===Cu2O+2H+,A錯誤;左側(cè)鐵電極上H+放電,總反應(yīng)式為2Cu+H2OCu2O+H2↑,水被消耗導(dǎo)致NaOH濃度增大,pH增大,B錯誤;右側(cè)裝置開始時是Cu2+在陰極放電,D錯誤。
11.下圖是將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料H2SO4的原理示意圖,下列說法不正確的是( )
A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B.電極b表面O2發(fā)生還原反應(yīng),其附近酸性增強
C.電極a表面的反應(yīng)是SO2+2H2O-2e-===SO+4H+
D.若得到的硫酸濃度仍為49%,則理論上參加反應(yīng)的SO2與加入的H2O的質(zhì)量比為8∶15
答案 B
解析 該裝置為原電池
負極(a)2SO2-4e-+4H2O===8H++2SO
正極(b)O2+4e-+4H+===2H2O,A項正確;
B項,酸性應(yīng)減弱,錯誤;C項正確;D項,2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,n(H2SO4)==0.5 mol,
==,
正確。
12.1807年化學(xué)家戴維用電解熔融氫氧化鈉的方法制得鈉:4NaOH(熔融)4Na+O2↑+2H2O;后來蓋呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉,反應(yīng)原理為3Fe+4NaOH2H2↑+Fe3O4+4Na↑。下列有關(guān)說法中正確的是( )
A.電解熔融氫氧化鈉制鈉,陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2OH--2e-===H2↑+O2↑
B.蓋呂薩克法制鈉原理是利用鐵的還原性比鈉強
C.若戴維法與蓋呂薩克法制得等量的鈉,則兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相同
D.
目前常用電解熔融氯化鈉的方法制鈉(如圖),電解槽中石墨為陽極,鐵為陰極
答案 D
解析 由電解熔融NaOH的總反應(yīng)式知,陽極上發(fā)生的反應(yīng)為4OH--e-===2H2O+O2↑,A錯;鐵的還原性比鈉弱,該反應(yīng)的發(fā)生是利用平衡移動原理(鈉的沸點低,形成氣體而脫離反應(yīng)體系),B錯;由兩個反應(yīng)方程式知轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不相等,C錯。
題組三 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡綜合應(yīng)用
1.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,將1 mol CO和1 mol H2O置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),其他條件不變的情況下,下列敘述正確的是( )
A.加入催化劑,改變了反應(yīng)的途徑,反應(yīng)放出的熱量也隨之改變
B.改變壓強,平衡不發(fā)生移動,反應(yīng)放出的熱量不變
C.升高溫度,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)放出的熱量不變
D.若將該反應(yīng)設(shè)計成原電池,反應(yīng)放出的熱量不變
答案 B
解析 反應(yīng)熱只與始末狀態(tài)有關(guān),與反應(yīng)路徑無關(guān),設(shè)計成原電池后化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,放出的熱量減小。
2.對可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJmol-1,下列敘述正確的是( )
A.達到化學(xué)平衡時,若升高溫度,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大
B.若單位時間內(nèi)消耗x mol N2,同時生成2x mol NH3,則反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
C.達到平衡后,將容器體積減小為原來的一半,重新達到平衡后,c(NH3)變?yōu)樵胶鈺r的2倍
D.若達到平衡時,共放出46.2 kJ熱量,則有1 mol NH3(g)生成
答案 D
解析 升高溫度時,正逆反應(yīng)速率均增大,A錯誤;B項表述的反應(yīng)方向相同,所以不能作為到達平衡的標志,錯誤;C項達平衡時容器體積減小,壓強增大,平衡會向正反應(yīng)方向移動,重新平衡時c(NH3)大于原平衡的2倍,錯誤。
3.O3也是一種很好的消毒劑,具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟等優(yōu)點。O3可溶于水,在水中易分解,產(chǎn)生的[O]為游離氧原子,有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生反應(yīng)如下:
反應(yīng)① O3O2+[O] ΔH>0 平衡常數(shù)為K1;
反應(yīng)② [O]+O32O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K2;
總反應(yīng):2O33O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K
下列敘述正確的是( )
A.升高溫度,K增大
B.K=K1+K2
C.適當升溫,可提高消毒效率
D.壓強增大,K2減小
答案 C
解析 總反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度K值減小,A錯;總反應(yīng)可看作①+②,則K=K1K2,B錯,升高溫度,反應(yīng)①平衡向右移動,[O]濃度增大,C正確;壓強不影響平衡常數(shù),D錯。
4.80 ℃時,2 L密閉容器中充入0.40 mol N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+53 kJmol-1,獲得如下數(shù)據(jù):
時間/s
0
20
40
60
80
100
c(NO2)/molL-1
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判斷正確的是( )
A.升高溫度該反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小
B.20~40 s內(nèi),v(N2O4)=0.004 molL-1s-1
C.反應(yīng)達平衡時,吸收的熱量為15.9 kJ
D.100 s時再通入0.40 mol N2O4,達新平衡時N2O4的轉(zhuǎn)化率增大
答案 C
解析 A項,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,K值增大,錯;B項,v(N2O4)==0.002 molL-1s-1,B錯;C項,第80 s時達平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)化N2O4的物質(zhì)的量為0.3 mol,吸收的熱量Q=0.3 mol53 kJmol-1=15.9 kJ;D項再通入N2O4,相當于增大壓強,平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率減小。
5.
在容積一定的密閉容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡狀態(tài)時NO(g)的物質(zhì)的量濃度c(NO)與溫度T的關(guān)系如右圖所示,則下列說法中正確的是( )
A.該反應(yīng)的ΔH>0
B.若該反應(yīng)在T1、T2時的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1v逆,C錯;由于碳固體參加反應(yīng),氣體的密度是個變量,當密度不變時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D項正確。
6.對于反應(yīng)A2(g)+2B2(g)2AB2(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),下列各圖所表示的變化符合勒夏特列原理的是( )
答案 D
解析 隨溫度升高,正、逆反應(yīng)速率均增大,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),逆反應(yīng)速率隨溫度升高增大的速度應(yīng)比正反應(yīng)速率增大的快,A項不符合;升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,AB2的百分含量應(yīng)減小,B項不符合;該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強,AB2的百分含量應(yīng)增大,C項不符合。
7.在容積可變的容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g),在一定溫度和不同壓強下達到平衡時,分別得到A的物質(zhì)的量濃度如下表所示:
壓強/Pa
2105
5105
1106
c(A)/molL-1
0.08
0.20
0.44
根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列判斷正確的是( )
A.當壓強從2105 Pa 增加到5105 Pa時,平衡向左移動
B.化學(xué)計量數(shù):m+n=p
C.當壓強從5105 Pa增加到1106 Pa時,平衡不移動
D.壓強增至1106 Pa時,平衡常數(shù)變大
答案 B
8.
硫酸工業(yè)生產(chǎn)的步驟之一是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJmol-1,向密閉容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,一定條件下反應(yīng)達到平衡,在t2和t4時刻分別只改變一個條件(溫度或壓強),反應(yīng)過程中正反應(yīng)速率變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是(t1~t2、t3~t4、t5之后各時間段分別表示達到的平衡狀態(tài)①②③)( )
A.t2~t3時間段,平衡逆向移動
B.平衡狀態(tài)①和②,平衡常數(shù)K相同
C.平衡狀態(tài)①和②,SO2的轉(zhuǎn)化率相同
D.t4時刻改變的條件是減小壓強
答案 B
9.一定溫度下,在容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),部分數(shù)據(jù)如表所示(表中t2>t1):
反應(yīng)時間
/min
n(CO)
/mol
n(H2O)
/mol
n(CO2)
/mol
n(H2)
/mol
0
1.2
0.60
0
0
t1
0.80
t2
0.20
下列說法正確的是( )
A.0~t1 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=molL-1min-1
B.平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為66.67%
C.t1時刻該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
D.保持其他條件不變,若起始時n(CO)=0.60 mol,n(H2O)=1.20 mol,則平衡時n(CO2)=0.20 mol
答案 C
解析 0~t1 min內(nèi),氫氣的濃度變化為0.20 molL-1,A錯誤;t1時刻,H2O(g)的物質(zhì)的量為0.20 mol,結(jié)合t2時刻數(shù)據(jù)知t1時刻已經(jīng)達到平衡狀態(tài),此時CO的轉(zhuǎn)化率為33.3%,B錯誤,C正確;因平衡時CO2也是0.20 molL-1,由此可求得K=1,再利用平衡常數(shù)及平衡時CO2、H2濃度相等可判斷D錯誤。
10.在密閉容器中,將1.0 mol CO與1.0 mol H2O混合加熱到800 ℃,發(fā)生下列反應(yīng):
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。一段時間后該反應(yīng)達到平衡,測得CO的物質(zhì)的量為0.5 mol。則下列說法不正確的是( )
A.800 ℃下,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為1
B.427 ℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4,則該反應(yīng)的ΔH<0
C.800 ℃下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO(g),則平衡時CO物質(zhì)的量分數(shù)為33.3%
D.800 ℃下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H2O(g) ,則平衡時CO轉(zhuǎn)化率為66.7%
答案 C
解析 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始(mol) 1.0 1.0 0 0
平衡(mol) 1.0-x 1.0-x x x
則1.0 mol-x=0.5 mol x=0.5 mol
A項:K==1,正確;B項,溫度降低,K增大,平衡右移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),正確;C項,=1,y= mol,CO的質(zhì)量分數(shù):100%≈44.4%,錯誤;D項,根據(jù)C項分析,D項正確。
11.一定溫度下,容積為2 L的密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始物質(zhì)的量和平衡物質(zhì)的量如下表:
物質(zhì)
X
Y
Z
初始物質(zhì)的量(mol)
0.2
0.2
0
平衡物質(zhì)的量(mol)
0.1
0.05
0.1
下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)可表示為2X+3Y2Z,其平衡常數(shù)為8 000
B.增大壓強使平衡向生成Z的方向移動,平衡常數(shù)增大
C.若將容器的容積壓縮至1 L,則X的體積分數(shù)減小,濃度增大
D.若升高溫度時,Z的濃度增大,可知溫度升高時正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,平衡向正反應(yīng)方向移動
答案 C
解析 Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.1 mol∶0.15 mol∶0.1 mol=2∶3∶2
反應(yīng)可表示為2X+3Y2Z。
K==64 000,A項錯誤;B項,改變壓強,平衡常數(shù)不變,錯誤;C項,壓縮容積,平衡右移,X的體積分數(shù)減小,濃度增大,正確;D項,升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大。
題組四 溶液中的粒子平衡
1.常溫下,濃度均為0.1 molL-1的6種鹽溶液pH如下,下列說法正確的是( )
溶質(zhì)
Na2CO3
NaHCO3
Na2SiO3
Na2SO3
NaHSO3
NaClO
pH
11.6
9.7
12.3
10.0
4.0
10.3
A.Cl2與Na2CO3按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+Na2CO3+H2O===HClO+NaHCO3+NaCl
B.相同條件下電離程度比較:HCO>HSO>HClO
C.6種溶液中,Na2SiO3溶液中水的電離程度最小
D.NaHSO3溶液中離子濃度大小順序為c(Na+)>c(H+)>c(HSO)>c(SO)>c(OH-)
答案 A
解析 根據(jù)表中6種鹽溶液的pH推出幾種弱酸電離H+的能力依次為H2SO3>H2CO3>HSO>HClO>HCO>H2SiO3。
2.已知:
物質(zhì)
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp(25 ℃)
8.010-16
2.210-20
4.010-38
對于含F(xiàn)e2(SO4)3、FeSO4和CuSO4各0.5 mol的混合溶液1 L,根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷,下列說法錯誤的是( )
A.向混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到紅褐色沉淀
B.向溶液中加入雙氧水,并用CuO粉末調(diào)節(jié)pH,過濾后可獲得溶質(zhì)主要為CuSO4的溶液
C.該溶液中c(SO)∶[c(Fe3+)+c(Fe2+)+c(Cu2+)]=5∶4
D.將少量FeCl3粉末加入含Cu(OH)2的懸濁液中,其中c(Cu2+)增大
答案 C
解析 Fe(OH)3的Ksp最小,加堿時先生成沉淀,A正確;加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加CuO消耗H+,促進Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,B正確;由Fe3+、Fe2+、Cu2+水解,比例應(yīng)大于5∶4,C錯誤;D項發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化,c(Cu2+)增大,正確。
3.
常溫下,將Cl2緩慢通入水中至飽和,然后向所得飽和氯水中滴加0.1 molL-1的NaOH溶液。整個實驗進程中溶液的pH變化曲線如右圖所示,下列敘述正確的是( )
A.實驗進程中可用pH試紙測定溶液的pH
B.c點所示溶液中:c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO)
C.向a點所示溶液中通入SO2,溶液的酸性和漂白性均增強
D.由a點到b點的過程中,溶液中減小
答案 B
解析 由于氯水具有漂白性,不能用pH試紙測定溶液的pH,A錯;由于c點pH=7,依據(jù)電荷守恒得關(guān)系式:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-),因Cl2+H2OHCl+HClO,所以c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),所以c(Na+)===2c(ClO-)+c(HClO),B正確;C項,a點通入SO2時,Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl,酸性增強,漂白性降低;D項,a點到b點是Cl2溶于水的過程,增大。
4.在25 ℃時,向50.00 mL未知濃度的CH3COOH溶液中逐滴加入0.5 molL-1的NaOH溶液。滴定過程中,溶液的pH與滴入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示,則下列說法中正確的是( )
A.該中和滴定過程,最宜用石蕊作指示劑
B.圖中點①所示溶液中水的電離程度大于點③所示溶液中水的電離程度
C.圖中點②所示溶液中,c(CH3COO-)=c(Na+)
D.滴定過程中的某點,會有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)的關(guān)系存在
答案 C
解析 石蕊變色范圍寬,不能用作酸堿中和滴定的指示劑,A項錯;①所示溶液抑制水的電離,③所示溶液促進水的電離,B項錯;②點pH=7,根據(jù)電荷守恒可得出c(CH3COO-)=c(Na+),C項正確;D項中,電荷不守恒,錯。
5.下列各溶液中,有關(guān)成分的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )
A.10 mL 0.5 molL-1 CH3COONa溶液與6 mL 1 molL-1鹽酸混合:c(Cl-)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1 molL-1 pH為4的NaHB溶液中:c(HB-)>c(H2B)>c(B2-)
C.硫酸氫銨溶液中滴加氫氧化鈉至溶液恰好呈中性:
c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.pH相等的(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2和NH4Cl溶液中:c[(NH4)2SO4]>c[(NH4)2Fe(SO4)2]>c(NH4Cl)
答案 C
解析 A項中反應(yīng)后得到物質(zhì)的量之比為1∶5∶5的HCl、CH3COOH、NaCl的混合溶液,離子濃度大小為c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-);B項中HB-僅少部分電離且電離程度大于水解程度,離子濃度大小為c(HB-)>c(B2-)>c(H2B);D項中物質(zhì)的量濃度相同時,pH大小為NH4Cl>(NH4)2Fe(SO4)2>(NH4)2SO4(根據(jù)NH的水解程度比較),則當pH相等時,c(NH4Cl)>c[(NH4)2Fe(SO4)2]>c[(NH4)2SO4]。
6.常溫時,下列溶液的pH或微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )
A.某溶液中由水電離出的c(H+)=110-a molL-1,若a>7時,該溶液pH一定為14-a
B.0.1 molL-1的KHA溶液,其pH=10,c(K+)>c(A2-)>c(HA-)>c(OH-)
C.將0.2 molL-1的某一元酸HA溶液和0.1 molL-1 NaOH溶液等體積混合后溶液pH大于7,則反應(yīng)后的混合液:c(HA)>c(Na+)>c(A-)
D.等體積、等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3溶液與NaHCO3溶液混合:3c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3)
答案 C
解析 A項,由水電離出的c(H+)=110-a molL-1的溶液既可能為酸性溶液,也可能為堿性溶液,pH可能為a或14-a;B項,KHA溶液的pH=10,說明HA-的水解程度大于電離程度,c(K+)>c(HA-)>c(OH-)>c(A2-);C項,混合后得到等物質(zhì)的量濃度的HA和NaA的溶液,pH>7,說明NaA的水解程度大于HA的電離程度,c(HA)>c(Na+)>c(A-);D項,根據(jù)物料守恒,c(Na+)=[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]。
7.常溫下,Ksp(CaSO4)=910-6,常溫下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如下圖,下列判斷錯誤的是( )
A.a(chǎn)、c兩點均可以表示常溫下CaSO4溶于水所形成的飽和溶液
B.a(chǎn)點對應(yīng)的Ksp等于c點對應(yīng)的Ksp
C.b點將有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO)一定等于310-3 molL-1
D.向d點溶液中加入適量CaCl2固體可以變到c點
答案 A
解析 CaSO4溶于水達到溶解平衡時,c(Ca2+)=c(SO),故a、c兩點不代表CaSO4溶于水的情況,A錯誤;溫度不變,Ksp不變,根據(jù)Ksp表達式知,曲線上的點對應(yīng)的Ksp為定值,B正確;b點時Qc=410-3510-3=2010-6>Ksp(CaSO4),故b點時將有沉淀生成,無論b點到達a點或c點,溶液中c(SO)一定等于310-3 molL-1,C正確;向d點溶液中加入CaCl2固體,c(Ca2+)增大,從不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤?,D正確。
8.25 ℃時,下列關(guān)于pH=2的醋酸溶液的敘述正確的是( )
A.由水電離出的c(H+)=1.010-2 molL-1
B.醋酸的電離平衡常數(shù)Ka=c(CH3COO-)c(H+)
C.若將溶液的溫度升高到100 ℃,c(OH-)減小
D.加水稀釋后H+的物質(zhì)的量增加
答案 D
解析 由水電離出的c(H+)等于由水電離出的c(OH-),也等于溶液中的c(OH-),故由水電離出的c(H+)=1.010-12 molL-1,A錯誤;電離平衡常數(shù)是在一定條件下平衡時弱電解質(zhì)電離出的離子濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積與分子濃度之比,B錯誤;溫度升高,c(OH-)將增大,C錯誤;加水稀釋促進醋酸電離,H+的物質(zhì)的量增加,但c(H+)是減小的,D正確。
9.足量的NaHSO3溶液和Na2CO3溶液混合后能產(chǎn)生CO2氣體。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)的離子方程式為2H++CO===H2O+CO2↑
B.若向Na2CO3溶液中通入足量SO2氣體,也可得到CO2
C.HSO的水解程度大于其電離程度
D.K1(H2SO3)>K1(H2CO3)>K2(H2SO3)>K2(H2CO3)
答案 B
解析 亞硫酸是弱酸,故在離子方程式中“HSO”應(yīng)作為一個整體來書寫,A錯誤;由生成CO2知亞硫酸氫鈉溶液呈酸性,HSO的電離程度強于其水解程度,C錯誤;因HSO能將CO轉(zhuǎn)化為CO2,這說明亞硫酸的二級電離常數(shù)大于碳酸的一級電離常數(shù),D錯誤。
10.室溫時,將0.1 mol SO2緩慢通入1 L 0.15 molL-1的NaOH溶液中,下面對反應(yīng)后所得溶液的說法正確的是(假設(shè)SO的水解能力大于HSO的電離能力)( )
A.n(SO)∶n(HSO)=1∶2
B.n(H+)-n(OH-)-n(SO)-n(HSO)=0.15 mol
C.2c(Na+)=3[c(H2SO3)+c(HSO)+c(SO)]
D.c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)>c(H+)
答案 C
解析 利用反應(yīng)化學(xué)方程式2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O及NaOH+SO2===NaHSO3,可計算出反應(yīng)后生成的Na2SO3和NaHSO3均為0.05 mol,由于SO、HSO均能水解且前者水解時可生成后者,A錯誤;由電荷守恒原理得n(H+)+n(Na+)=n(OH-)+2n(SO)+n(HSO),n(OH-)+2n(SO)+n(HSO)-n(H+)=n(Na+)=0.15 mol,B錯誤;由物料守恒及n(Na+)=0.15 mol、n(S)=0.1 mol知C正確;由題中已知得溶液中c(HSO)>c(SO),D錯誤。
11.標準狀況下,向100 mL H2S飽和溶液中通入SO2氣體,所得溶液pH變化如圖中曲線所示。下列分析正確的是( )
A.原H2S溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05 molL-1
B.氫硫酸的酸性比亞硫酸的酸性強
C.b點水的電離程度比c點水的電離程度大
D.a(chǎn)點對應(yīng)溶液的導(dǎo)電性比d點強
答案 C
解析 A項依據(jù)反應(yīng)2H2S+SO2===3S↓+2H2O,可算出c(H2S)為0.1 molL-1;B項H2S的酸性比H2SO3弱;C項b點溶液為中性,水的電離不受影響,而c點溶液顯酸性,水的電離受到抑制;D項H2S和H2SO3均為二元酸且d點溶液酸性比a點強,故d點溶液導(dǎo)電性強。
12.25 ℃時某些弱酸的電離平衡常數(shù)如表所示。常溫下,稀釋CH3COOH、HClO兩種酸時,溶液的pH隨加水量變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
CH3COOH
HClO
H2CO3
K(CH3COOH)
=1.810-5
K(HClO)
=3.010-8
K(H2CO3)a1
=4.410-7
K(H2CO3)a2
=4.710-11
A.相同濃度的CH3COONa和NaClO的混合溶液中,各離子濃度的大小關(guān)系是c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式為2ClO-+CO2+H2O===2HClO+CO
C.圖像中a、c兩點所處的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D.圖像中a點酸的濃度大于b點酸的濃度
答案 C
解析 根據(jù)表中的電離常數(shù)可知酸性由強至弱的順序為CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,結(jié)合質(zhì)子的能力由大到小的順序為CO>ClO->HCO>CH3COO-,ClO-的水解程度大于CH3COO-的水解程度,相同濃度的CH3COONa和NaClO的混合溶液中,各離子濃度的大小關(guān)系應(yīng)是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),A項錯誤;CO結(jié)合質(zhì)子的能力大于ClO-結(jié)合質(zhì)子的能力,離子方程式應(yīng)為ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO,B項錯誤;中的分子、分母同乘以溶液中的c(H+),得,即為,溫度相同則該式的值相等,C項正確;CH3COOH的酸性強于HClO的,pH相等時,HClO的濃度大,稀釋相同倍數(shù),HClO的濃度仍然大,D項錯誤。
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