专题检测卷九26.docx
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专题检测卷九26
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专题检测卷(九)
(45分钟100分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.参照反应Br+H2====HBr+H的能量-反应历程示意图,下列对上述反应叙述中正确的是()
①反应热:
过程Ⅰ>过程Ⅱ
②该反应为吸热反应
③过程Ⅰ的活化能为530kJ·mol-1
④反应速率:
过程Ⅱ>过程Ⅰ
A.①③B.②④C.②③D.①④
2.(2012·厦门二模)如图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率,反应原理为NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)
2N2(g)+3H2O(g),相关说法正确的是()
A.上述反应的正反应为吸热反应
B.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
3.反应N2O4(g)
2NO2(g)在温度为T1、T2(T2>T1)时,平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化如图所示。
下列说法正确的是()
A.由图可知B点时平衡常数与C点时相同
B.A、C两点气体的颜色:
A深,C浅
C.A、C两点气体的平均相对分子质量:
A D.保持容器体积不变,再充入N2O4气体,平衡逆向移动 4.(2012·泉州一模)向50mL稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,且每一段只对应一个反应。 下列说法正确的是() A.开始时产生的气体为H2 B.AB段发生的反应为置换反应 C.所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L-1 D.参加反应铁粉的总质量m2=5.6g 5.有X、Y、Z三种物质,常温下分别将Y或Z与X混合时,反应速率几乎相同的是() 选项 X Y Z A 2mL5%H2O2 溶液 1mL1mol·L-1CuSO4溶液 1mL1mol·L-1 FeCl3溶液 B 1mL1mol·L-1 NaHCO3溶液 1mL1mol·L-1 HCl溶液 1mL0.5mol·L-1 H2SO4溶液 C 钠块 10mL乙醇 10mL水 D 经过酸洗除锈的铁钉 5mL海水 5mL蒸馏水 6.下列曲线图(纵坐标为沉淀的物质的量,横坐标为加入物的量)不正确的是() A.向1L浓度均为0.1mol·L-1的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中加入0.1mol·L-1稀硫酸 B.向1L含有0.1mol·L-1AlCl3和0.3mol·L-1NH4Cl的混合液中加入 0.1mol·L-1NaOH溶液 C.向烧碱溶液滴加明矾溶液 D.向AlCl3溶液滴加过量氨水 7.根据下表信息,判断下列说法正确的是() 部分短周期元素的原子半径及主要化合价 元素 A B C D 原子半径(nm) 0.130 0.118 0.090 0.102 主要化合价 +2 +3 +2 +6,-2 元素 E F G H 原子半径(nm) 0.073 0.154 0.037 0.099 主要化合价 -2 +1 +1 +7,-1 A.E的最高价氧化物的水化物的酸性比D的最高价氧化物的水化物的酸性强 B.H的最高价氧化物的水化物是酸性最强的无机含氧酸 C.G是密度最小的金属 D.F与E形成的化合物的化学式只有F2E 二、非选择题(本题包括4小题,共58分) 8.(14分)(2012·惠安质检)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。 Ⅰ.有研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应: 2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g)ΔH=akJ·mol-1 (1)该反应条件下平衡常数表达式K=_______________________。 (2)进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下测得部分实验数据如下表: 温度T/K 303 313 323 平衡时NH3 生成量(10-6mol) 4.8 5.9 6.0 此合成反应的a__________0(填“>”“<”或“=”)。 (3)在高温下,氨会被CuO氧化: 2NH3(g)+3CuO(s) N2(g)+3H2O(g)+3Cu。 往两个等容的恒容容器充入等量NH3与足量的CuO,在不同的高温下分别反应,N2在混合气体中的体积分数φ(N2)随时间改变的示意图如下,其中一个容器在t1时刻将温度由T1℃变为T3℃,T1、T2、T3由低到高的次序_____________;维持T3℃,在t2时刻加入少量H2O,图中a~g七条曲线最合理的是___________。 Ⅱ.两位希腊化学家在《科学》杂志上发表论文,称他们在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中,合成氨的转化率达到了78%。 用来合成氨的固体电解质起传导H+的作用(示意图如上)。 (4)写出上述电解池阴极发生的反应和电解池的总反应方程式。 阴极________________________;总反应方程式________________________。 9.(14分)(2012·莆田一模)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。 一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下: 已知: ①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等; ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表: 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式________________________。 (2)NaClO3的作用是_________________________________________________。 (3)加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为__________________________________。 (4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。 萃取剂的作用是_________________;其使用的适宜pH范围是_______________。 A.2.0~2.5B.3.0~3.5C.4.0~4.5 (5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。 通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是____________。 (答一条即可) 10.(12分)(2012·南通调研)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。 表1.几种砷酸盐的Ksp 难溶物 Ksp Ca3(AsO4)2 6.8×10-19 AlAsO4 1.6×10-16 FeAsO4 5.7×10-21 表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准 污染物 H2SO4 As 浓度 28.42g·L-1 1.6g·L-1 排放标准 pH6~9 0.5mg·L-1 回答以下问题: (1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=______mol·L-1。 (2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式: Ksp[Ca3(AsO4)2]=________________,若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)最大是__________mol·L-1。 (3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式___________________。 (4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。 ①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为___________; ②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为_____________________。 11.(18分)(2012·新课标全国卷)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。 (1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为___________________________; (2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和 -283.0kJ·mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为_____________; (3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为________________________________; (4)COCl2的分解反应为COCl2(g)====Cl2(g)+CO(g)ΔH=+108kJ·mol-1。 反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未标示出): ①计算反应在第8min时的平衡常数K=______________________; ②比较第2min反应温度T (2)与第8min反应温度T(8)的高低: T (2)____T(8)(填“<”“>”或“=”); ③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=____mol·L-1; ④比较产物CO在2min~3min、5min~6min和12min~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小_______; ⑤比较反应物COCl2在5min~6min和15min~16min时平均反应速率的大小: v(5~6)____________v(15~16)(填“<”“>”或“=”),原因是_____________。 答案解析 1.【解析】选B。 反应热只与反应物的总能量和生成物的总能量有关,与反应途径无关,①错;由图像可知,生成物的总能量大于反应物的总能量,故该反应为吸热反应,②正确;反应Ⅰ的活化能为1130-120=1010(kJ·mol-1),③错误;过程Ⅱ中反应的活化能低,反应速率快,故反应速率: 过程Ⅱ>过程Ⅰ。 2.【解析】选B。 图中两个最高点应为催化活性最好的温度,反应能进行到平衡状态,之后脱氮率均下降,是因为反应为放热反应,升温不利于脱氮,A、C项错误,B项正确;该反应为气体体积增大的反应,增压平衡左移,D项错误。 3.【解析】选C。 由于B点和C点对应的温度不同,因此平衡常数也不同,选项A错。 p(C)>p(A),可以认为由A点→C点,体积缩小,增大压强,根据平衡移动原理“减弱”而不能“消除”可知,该过程的气体的颜色变化应由浅变深再变浅,但最后C点仍比A点深,B错。 选项D中再充入N2O4气体,相当于增大反应物浓度,化学平衡应向正反应方向移动,D错。 保持体积不变,在平衡体系中[N2O4(g) 2NO2(g)]不论充入N2O4还是NO2,混合气体中N2O4的体积分数均比原来大,混合气体的平均相对分子质量也比原来大。 4.【解析】选D。 由于是硝酸和硫酸的混酸,所以解题时借助离子反应。 OA段: Fe+4H++NO3-====Fe3++NO↑+2H2O,AB段: 2Fe3++Fe====3Fe2+,BC段: Fe+2H+====Fe2++ H2↑。 根据氮元素守恒,硝酸的物质的量等于0.05mol,浓度为1mol·L-1;根据电荷守恒,n(NO)×3+n(H2)×2=n(Fe)×2,n(Fe)=0.1mol,所以m2(Fe)=5.6g。 5.【解析】选B。 本题主要考查对化学实验数据的分析能力。 CuSO4和FeCl3催化H2O2分解的能力不同,A中反应速率不同;B中盐酸和硫酸溶液中的c(H+)相同,体积也相同,反应速率相同;钠与水反应剧烈,与乙醇反应缓慢;铁在海水中腐蚀速度快,在蒸馏水中腐蚀速度慢。 6.【解析】选C。 A项1L浓度均为0.1mol·L-1的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中含Ba2+: 0.1mol,OH-: 0.2mol,AlO2-: 0.1mol,当加入1L0.1mol·L-1H2SO4时,H+与OH-的物质的量相等,只产生BaSO4沉淀;当加入1.5L0.1mol·L-1H2SO4时,发生反应: AlO2-+H++H2O====Al(OH)3↓;当加入3L0.1mol·L-1H2SO4时,发生反应: Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O,A正确。 B项铝离子结合氢氧根离子的能力比铵根强,先进行反应。 生成1mol氢氧化铝需要3mol氢氧根离子,溶解1mol氢氧化铝只需要1mol氢氧根离子,B正确。 C项形成1mol偏铝酸根离子需要1mol铝离子,消耗1mol偏铝酸根离子却只需要1/3mol铝离子,C错。 D项氢氧化铝沉淀不能溶解于氨水,D正确。 7.【解析】选B。 根据各元素的化合价可推知: A、C是第ⅡA族元素,D、E是第ⅥA族元素,F、G是第ⅠA族元素,H是第ⅦA族元素,B是第ⅢA族元素,再根据同一主族和同一周期原子半径的递变性规律可确定A、B、C、D、E、F、G、H分别是Mg、Al、Be、S、O、Na、H、Cl。 氧元素不存在最高价氧化物的水化物,故A项不正确;已知高氯酸是酸性最强的无机含氧酸,故B项正确;G为氢元素,不是锂元素,故C项不正确;钠与氧还可以形成过氧化钠(Na2O2),故D项不正确。 8.【解析】 (1)H2O(l)的浓度为常数,不出现在K的数学表达式中,故K= 。 (2)温度越高,产物NH3的产量越大,说明正反应吸热,即a>0。 (3)由O~t1时,T1℃与T2℃两曲线知,T2>T1,说明该反应放热,平衡时N2含量越高,说明温度越低,故T2>T3>T1。 T3℃下达到平衡时再加入水,瞬间φ(N2)减小,在随后的平衡左移中,φ(N2)会更小直至达到平衡,φ(N2)不再改变。 (4)阴极上发生N2得电子的还原反应,阳极上发生H2失电子的氧化反应。 答案: (1) (2)>(3)T2>T3>T1g (4)N2+6H++6e-====2NH3N2+3H2 2NH3 【易错提醒】速率平衡图像与表格常见易错点 1.浓度-时间(c-t)图像中,误认为反应物和生成物的曲线交点是平衡点,如 2.认为下图中的交点不是平衡点。 其实A点代表在p1压强下v(正)=v(逆),处于平衡状态。 3.错误认为曲线的转折(极值)点才是平衡点,而其他各点一定不是平衡点。 如对于5个容器中,2NO2(g) N2O4(g)ΔH<0,反应相同时间后,若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在图中转折点均为平衡状态,转折点左侧为未平衡状态,右侧为平衡状态。 4.将表格中的最大值或最小值,当作特殊值(平衡点)看待,其实表格不同于图像,其数据变化无连续性,也许真正的平衡点未被测到而跳过,因此表中最值未必具有特殊含义。 9.【解析】 (1)根据浸出液中含有Co2+,可知Co2O3与Na2SO3发生氧化还原反应,反应的离子方程式为Co2O3+SO32-+4H+====2Co2++SO42-+2H2O; (2)由图表中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH可知,Fe(OH)2开始沉淀的pH为7.6,完全沉淀的pH为9.6,而Co(OH)2开始沉淀的pH为7.6,完全沉淀的pH为9.2,二者在碱性条件下无法区分。 而Fe(OH)3开始沉淀的pH为2.7,完全沉淀的pH为3.7,故NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。 (3)根据图表可得: 加Na2CO3调pH至5.2,所得沉淀为Fe(OH)3、Al(OH)3; (4)除掉Fe2+、Al3+后溶液中还有Co2+、Mn2+,萃取剂的作用是除去溶液中的Mn2+,由图可以看出: 萃取剂的作用是除去溶液中的Mn2+,而不能除掉Co2+,故应该在提高Mn2+的萃取率时限制Co2+的萃取率。 其使用的适宜pH范围是3.0~3.5; (5)通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水。 答案: (1)Co2O3+SO32-+4H+====2Co2++SO42-+2H2O (2)将Fe2+氧化成Fe3+ (3)Fe(OH)3、Al(OH)3 (4)除去溶液中的Mn2+B (5)粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水 10.【解析】 (1)H2SO4的浓度为28.42g·L-1,转化为物质的量浓度为 。 (2)Ksp的表达式为离子浓度幂的乘积。 Ksp小的物质先生成沉淀,所以Fe3+先沉淀, 。 (3)弱酸在写离子方程式时写成化学式,氧化还原反应方程式依据得失电子守恒进行配平。 (4)①当Ca2+的浓度增大时,Ca2+与SO42-可生成CaSO4沉淀。 ②酸与碱发生中和反应,c(AsO43-)增大,当Ca2+与AsO43-浓度幂的乘积达到Ca3(AsO4)2的Ksp时,开始沉淀。 答案: (1)0.29 (2)c3(Ca2+)·c2(AsO43-)5.7×10-17 (3)2H++MnO2+H3AsO3====H3AsO4+Mn2++H2O (4)①CaSO4②H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀 11.【解题指南】解答本题时应注意外界条件对化学平衡和化学反应速率的影响,以及化学反应速率的意义。 【解析】 (1)实验室一般用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气。 (2)CH4+CO2 2CO+2H2ΔH=反应物的燃烧热-2×产物的燃烧热= +247.3kJ·mol-1,也就是生成2molCO,需要吸热247.3kJ,那么要得到 1立方米的CO,放热为(1000/22.4)×247.3/2=5.52×103kJ。 (3)分析碳元素化合价的变化,CHCl3中碳为+2价,COCl2中碳为+4价,即可写出化学方程式。 (4)①根据平衡常数K计算公式代入即可求出,K= 。 ②由表可看出,由T (2)平衡到T(8)平衡,反应物COCl2的浓度减小,产物浓度增大,且4min时该物质的浓度连续增大或减小,说明是升高温度使平衡正向移动,T (2) ③8min和12min时的平衡温度相同,平衡常数相同,所以 ,可计算c(COCl2)= 0.031mol·L-1; ④用单位时间内CO的浓度的变化表示反应速率,由表格可看出,2min~3min、12min~13min处于平衡状态,用CO的浓度变化表示的平均反应速率为0。 5min~6min反应未达平衡状态,所以此时平均反应速率大于处于平衡状态时的平均反应速率。 ⑤从表中曲线变化的斜率可以看出单位时间内5min~6min时浓度改变大于 15min~16min时浓度的改变。 答案: (1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)5.52×103kJ (3)CHCl3+H2O2====HCl+H2O+COCl2 (4)①0.234②<③0.031 ④v(5~6)>v(2~3)=v(12~13) ⑤>在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大
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