化学专题专题04 大题好拿分提升版学年上学期期末复习高二化学黄金30题选修4 Word版含解.docx
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化学专题专题04 大题好拿分提升版学年上学期期末复习高二化学黄金30题选修4 Word版含解.docx
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化学专题专题04大题好拿分提升版学年上学期期末复习高二化学黄金30题选修4Word版含解
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:
10
②A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+)=1
10-10mol/L,该温度下KW=c(H+)·c(OH-)=1
10-10mol/L
0.01mol/L=1
10-12mol2·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/L
aL=1
10-2mol/L
bL,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,NH3•H2O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)+H2O
①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-)=(Kb•C)1/2,Qc=C(Mg2+)•C(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-+H2O
HSO3-+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1mol Cr2O72-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0.05molCO
e.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90.81
③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+2H2O
2Cu+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)2CO3④N
H4Cl⑤NH4Al(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pH
①
0.1
0.1
pH=9
②
c
0.2
pH=7
③
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-)10−510−5-10−910−9
NaA,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10-9 mol/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-)=
=
=10-5 mol/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)4.0×10-3mo
l/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=20.02
2
0.0190
V2=20.00
3
0.0190
V3=19.98
4
0.0190
V4=20.80
①KMnO4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++10
CO2↑+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:
1
D.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
463
Ⅱ.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(C
O)-E(H-H)=1.5
475.7kJ/mol+2
463kJ/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___________
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