高中化学 模块综合检测1 新人教版选修4.docx
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高中化学模块综合检测1新人教版选修4
模块综合检测一
(90分钟,100分)
一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)
1.下列过程需要通电后才可以发生或进行的是( )
①电离 ②电泳 ③电解 ④电镀 ⑤电化学腐蚀
A.①②B.②③④
C.②③④⑤D.全部
解析:
电解质溶于水即可发生电离,不需要通电;电化学腐蚀的实质是发生原电池反应,是化学能转变为电能的自发反应,也不需要通电。
答案:
B
2.下列叙述中,正确的是( )
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化
④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现
⑤电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化
A.①②③④B.③④
C.③④⑤D.④
解析:
①、②正好相反了,③、④正确,⑤中电镀是特殊形式的电解,仍然是化学变化。
答案:
B
3.现有下列三个图像:
下列反应中符合上述全部图像的反应是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0
解析:
由题图第一个图像知,升高温度,生成物浓度变大,即平衡右移,正反应是吸热反应,B、D两项符合;由第三个图像知,增大压强,平衡向逆反应方向移动,逆反应是气体体积减小的反应,B项符合。
答案:
B
4.(2015·经典习题选萃)下列各组离子,在指定的环境中能够大量共存的是( )
选项
指定环境
能够共存的离子
A
滴加酚酞显红色的溶液
K+、S2-、SO
、NO
B
有HCO
存在的无色透明溶液
Na+、K+、Cl-、Al3+
C
水电离的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中
Cl-、CO
、NO
、NH
D
使石蕊变红的溶液中
Fe2+、MnO
、NO
、SO
解析:
本题考查离子共存知识,考查考生对离子间发生反应的了解程度。
难度中等。
A项,溶液呈碱性,碱性条件下硫离子和亚硫酸根离子可以共存,二者只有在酸性条件下才不能共存;B项,碳酸氢根离子和铝离子发生互促水解,不能共存;C项,溶液可能显酸性也可能显碱性,酸性时碳酸根离子不能大量存在,碱性时铵根离子不能大量存在;D项,酸性条件下硝酸根离子、高锰酸根离子均能氧化亚铁离子。
答案:
A
5.某化学反应的能量变化如下图所示。
下列有关叙述正确的是( )
A.该反应的反应热ΔH=E2-E1
B.a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化
C.催化剂能降低反应的活化能
D.催化剂能改变反应的焓变
解析:
根据图像可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,该反应的反应热ΔH=E1-E2,A项错误;催化剂可以降低反应的活化能,但对反应的焓变无影响,B、D项错误,C项正确。
答案:
C
6.(2015·高考复习卷)右图烧杯中的溶液为稀硫酸(30%)与NaCl溶液(3%)的混合液。
下列说法正确的是( )
A.Sn为负极,反应过程中失电子
B.反应过程中Fe电极一直处于恒重状态
C.Fe电极有气泡生成
D.如果烧杯中的溶液是3%的NaCl溶液,发生的是Fe的吸氧腐蚀
答案:
D
7.(2015·贵州七校联考)将V1mL1.0mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。
下列叙述正确的是( )
A.实验时的环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析:
中和反应为放热反应,B正确;分析图中数据知,当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL时,反应后温度为22℃,故实验时环境温度应低于22℃,A错误;加入HCl溶液30mL时反应放热最多,此时酸碱正好完全中和,c(NaOH)=1.0mol/L×30mL÷20mL=1.5mol/L,C错误;有水生成的反应不一定是放热反应,如H2+CuO
H2O+Cu是吸热反应,D错误。
答案:
B
8.下列说法正确的是( )
A.5.6g铁粉与硝酸反应失去电子数一定为0.3×6.02×1023
B.反应MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)的ΔH<0、ΔS>0
C.电解精炼铜过程中,电路中每通过1mol电子,阳极溶解铜32g
D.0.1mol·L-1Na2SO3溶液中:
c(OH-)-c(H+)=2c(H2SO3)+c(HSO
)
解析:
5.6g铁粉与硝酸反应,若硝酸少量,则铁被氧化为Fe2+,失电子数为0.2×6.02×1023,A项错;因该反应不能自发进行。
则ΔH-T·ΔS>0,由于ΔS>0,则ΔH>0,B项错;C项中因粗铜中含有杂质Zn、Fe、Ni,故溶解铜小于32g,C项错;Na2SO3溶液中,由电荷守恒得:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO
)+c(HSO
),由物料守恒得:
c(Na+)=2[c(SO
)+c(HSO
)+c(H2SO3)],联立两式可得:
c(OH-)=2c(H2SO3)+c(HSO
)+c(H+),D项对。
答案:
D
9.盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。
下列表述正确的是( )
A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO
和OH-
B.NaHCO3溶液中:
c(HCO
)+c(H2CO3)+2c(CO
)=c(Na+)
C.相同温度下,10mL0.1mol·L-1的醋酸与100mL0.01mol·L-1的醋酸中H+的物质的量不相等
D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH的物质的量相同
解析:
A项中,CO
发生水解,溶液中的阴离子有CO
、HCO
和OH-,A项错误;根据物料守恒,NaHCO3溶液中:
c(HCO
)+c(H2CO3)+c(CO
)=c(Na+),B项错;根据稀释促进电解质的电离,100mL0.01mol·L-1的醋酸中H+的物质的量大于10mL0.1mol·L-1的醋酸中H+的物质的量。
C项正确;CH3COOH是弱电解质,中和时还可以继续电离,故中和CH3COOH溶液所消耗的NaOH的物质的量多,D项错误。
答案:
C
10.(2014·高考山东卷)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10mL浓度为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中( )
A.水的电离程度始终增大
B.
先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10mL时,c(NH
)=c(CH3COO-)
解析:
本题考查溶液中的平衡问题,意在考查考生运用所学知识分析解决问题的能力。
由CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等可知当二者恰好完全反应时,溶液呈中性,结合电荷守恒知c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH
)+c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH
),D项正确;开始滴加氨水时,水的电离程度增大,二者恰好完全反应时,水的电离程度最大,再继续滴加氨水时,水的电离程度减小,A项错误;开始滴加氨水时,溶液显酸性,NH3·H2O少量,完全转化为CH3COONH4,而在酸性条件下不利于NH
的水解,随着氨水的不断滴加,溶液酸性减弱,NH
的水解程度增大,当氨水过量时,由于NH3·H2O的电离程度很小,故
减小,B项错误;根据原子守恒知n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和不变,但滴加氨水过程中,溶液体积不断增大,故c(CH3COO-)与c(CH3COOH)之和减小,C项错误。
答案:
D
11.(2015·湖北省重点中学联考)等体积、浓度均为0.1mol/L的三种溶液:
①CH3COOH溶液、②HSCN溶液、③NaHCO3溶液,已知将①、②分别与③混合,实验测得产生的CO2气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如图,下列说法正确的是( )
A.物质酸性的比较:
CH3COOH>HSCN>H2CO3
B.反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO-)>c(SCN-)
C.上述三种溶液中由水电离的c(OH-)大小:
NaHCO3>CH3COOH>HSCN
D.CH3COOH溶液和NaHCO3溶液反应所得溶液中:
c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.10mol·L-1
解析:
本题考查了电解质溶液知识,意在考查考生对电离、盐类水解原理的理解能力。
由图像可知,HSCN与NaHCO3溶液反应的速率比CH3COOH与NaHCO3溶液反应的速率大,故酸性:
HSCN>CH3COOH,A项错误;CH3COO-的水解程度大于SCN-的水解程度,故c(CH3COO-) 的水解程度大于其电离程度,故NaHCO3溶液促进水的电离,酸电离出氢离子,抑制水的电离,因酸性: CH3COOH NaHCO3>CH3COOH>HSCN,C项正确;等体积、浓度均为0.1mol/L的CH3COOH溶液和NaHCO3溶液反应后,溶液体积加倍,故c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.05mol·L-1,D项错误。 答案: C 12.已知可逆反应AsO +2I-+2H+AsO +I2+H2O,设计如下图装置,进行下述操作: ①向(Ⅱ)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现微安表指针偏转; ②若改往(Ⅱ)烧杯中滴加40%NaOH溶液,发现微电流表指针与①的偏转方向相反。 下列有关说法中不正确的是( ) A.①操作过程中C1棒上发生的反应为2I--2e-===I2 B.②操作过程中盐桥中的阳离子移向(Ⅰ)烧杯 C.若将微安表换成惰性电极电解饱和食盐水的装置,在①操作过程中与C2棒连接的电极上有Cl2产生 D.若将微安表换成电解精炼铜装置,在②操作过程中与C1棒连接的为纯铜电极 解析: ①操作平衡向右移动,C1棒上I-失电子生成I2,为负极,C2正极;②操作平衡向左移动,C1棒上I2得电子生成I-,为正极,C2为负极;A、B选项均正确;C选项,与C2棒相连的为电解池的阳极,阴离子Cl-失电子生成Cl2,正确;D选项,与C1棒连接的电解池的阳极,应该连接粗铜,错误。 答案: D 13.(2015·天津理综)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应: X(g)+mY(g)3Z(g) 平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。 在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。 下列叙述不正确的是( ) A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1 D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4mol·L-1 解析: 在2L的密闭容器中,反应达平衡时,各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量之比,即平衡时,n(X)∶n(Y)∶n(Z)=30%∶60%∶10%=3∶6∶1。 设第一次平衡时X消耗的物质的量为x,则 X(g) + mY(g)3Z(g) 初始1mol2mol0 转化xmx3x 平衡1mol-x2mol-mx3x 则(1mol-x)∶(2mol-mx)∶3x=3∶6∶1,解得x=0.1mol、m=2,由此可得,A项、C项正确。 同理可得第二次平衡时,Z的浓度为0.2mol·L-1,D项错误。 平衡常数只与温度有关,两次平衡反应温度相同,故平衡常数相同,B项正确。 答案: D 14.下列事实对应的离子方程式或电极反应式书写正确的是( ) A.用石墨作电极电解CuSO4溶液: 2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ B.碳酸钠溶液显碱性: CO +2H2OH2CO3+2OH- C.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化: Fe-3e-===Fe3+ D.在强碱溶液中NaClO与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4: 3ClO-+2Fe(OH)3===2FeO +3Cl-+H2O+4H+ 解析: 本题考查离子方程式或电极反应式的书写,意在考查考生对相关反应的理解和应用能力。 用惰性电极电解CuSO4溶液生成Cu、O2、H+,A项正确;CO 水解的方程式应分步书写,B项错误;钢铁发生吸氧腐蚀时负极反应为: Fe-2e-===Fe2+,C项错误;在强碱溶液中发生反应,生成物中不能出现H+,D项错误。 答案: A 15.下列说法正确的是( ) A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向 解析: ΔH<0、ΔS>0,则ΔG<0,任何温度下反应都能自发进行,A错误;用焓变和熵变判断反应的自发性,都有例外,故都不能单独作为反应自发性的判据,而应用复合判据,C错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的方向,D错误。 答案: B 16.(2015·呼和浩特高三考试)已知在一容器中发生反应: Fe+Cu2+===Fe2++Cu,有关说法正确的是( ) A.可能为电解池反应,Fe作阴极,CuSO4溶液作电解液 B.可能为原电池反应,负极Fe被还原为Fe2+ C.可能为电解池反应,阳极反应: Fe-2e-===Fe2+ D.可能为原电池反应,Fe作负极,Zn作正极,CuSO4溶液为电解液 解析: 本题考查电化学,考查考生对原电池和电解池工作原理的理解能力。 难度中等。 A项,为电解池时。 则Fe做阳极,CuSO4溶液做电解液;B项,为原电池时,负极Fe被氧化为Fe2+;C项,为电解池时,阳极为Fe放电;D项,为原电池时,负极为Fe,正极的金属活动性要比Fe弱,CuSO4溶液为电解液。 答案: C 17.常温下,将一元酸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 c(HA)/mol·L-1 c(NaOH)/mol·L-1 混合溶液的pH 甲 0.1 0.1 pH=a 乙 0.2 0.2 pH=9 丙 c1 0.2 pH=7 丁 0.2 0.1 pH<7 下列判断正确的是( ) A.a>9 B.在乙组混合液中由水电离出的c(OH-)=10-5mol·L-1 C.c1=0.2 D.丁组混合液中: c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-) 解析: 由乙组可判断出HA是弱酸。 甲、乙组两种溶液均恰好完全反应,生成NaA,A-水解显碱性,甲组中NaA溶液浓度比乙组中的小,水解程度大,但由于浓度小,c(OH-)比乙组的小,所以7c(Na+),D项错误。 答案: B 18.K、Ka、KW分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数,下列判断正确的是( ) A.在500℃、20MPa条件下,在5L密闭容器中进行合成氨的反应,使用催化剂后K增大 B.室温下K(HCN) C.25℃时,pH均为4的盐酸和NH4I溶液中KW不相等 D.2SO2+O22SO3达平衡后,改变某一条件时K不变,SO2的转化率可能增大、减小或不变 解析: 化学平衡常数、水的离子积常数都只与温度有关,A、C项错误;电离平衡常数越大,酸性越强,越易电离,但电离度还与温度、浓度等有关,B项错误;D项因化学平衡常数不变,故改变的条件不是温度,SO2的转化率可能增大、减小或不变,D项正确。 答案: D 二、非选择题(本题包括5个小题。 共46分) 19.(4分)甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料,可由天然气来合成,已知: ①2CH4(g)+O2(g)===2CO(g)+4H2(g) ΔH=-71kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-90.5kJ·mol-1 ③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1 (1)甲醇的燃烧热为________。 (2)若CO的燃烧热为282.5kJ·mol-1,则H2的燃烧热为________。 解析: 结合燃烧热的定义利用盖斯定律求解。 (1)根据盖斯定律,(③×2-①)/2得: CO(g)+2H2(g)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-854.5kJ·mol-1④,④-②得: CH3OH(l)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764kJ·mol-1,故甲醇的燃烧热为764kJ·mol-1。 (2)由热化学方程式④得CO的燃烧热+2×H2的燃烧热=854.5kJ·mol-1,由此可得H2的燃烧热为286kJ·mol-1。 答案: (1)764kJ·mol-1 (2)286kJ·mol-1 20.(8分)草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O,现做如下实验,请回答相关问题。 ①称取6.3g纯草酸晶体,将其配制成100.0mL水溶液为待测溶液 ②取25.0mL待测溶液放入锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸 ③用浓度为0.4mol/L的KMnO4标准溶液进行滴定,滴定时发生的反应为: 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O (1)滴定时,将KMnO4标准溶液装在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。 (2)若所用的KMnO4溶液因久置而导致浓度变小,则测得的x值会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)判断达到滴定终点的现象是______________________。 此时用去12.50mLKMnO4溶液,则x=________。 解析: 本题是氧化还原反应的滴定实验,考查滴定管的使用、误差分析以及相关计算。 (1)KMnO4溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶管,故应装在酸式滴定管中。 (2)若KMnO4溶液的浓度偏小,则消耗KMnO4溶液的体积偏大,计算出的草酸晶体的物质的量就偏大,草酸晶体的摩尔质量则偏小,x偏小。 (3)V(KMnO4)=12.50mL,结合方程式得: n(草酸晶体)=0.4mol/L×12.50×10-3L×5/2=1.25×10-2mol,则M(草酸晶体)=6.3g/(1.25×10-2mol×4)=126g/mol,x=2。 答案: (1)酸式 (2)偏小 (3)滴入最后一滴KMnO4后,溶液由无色变成紫红色,且振荡后静置半分钟内不褪色 2 21.(2015·河南省适应性测试)(14分)当温度高于500K时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇,这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。 (1)该反应的化学方程式为________________;其平衡常数表达式为K=________。 (2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是________。 a.体系压强不再改变 b.H2的浓度不再改变 c.气体的密度不随时间改变 d.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1 (3)已知: 1g氢气完全燃烧生成液态水,放出143kJ热量;23g乙醇完全燃烧生成液态水和二氧化碳,放出650kJ热量,则氢气和乙醇的燃烧热的比值为________。 (要求计算出数值) (4)在一定压强下,测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图所示,根据图中数据分析: ①降低温度,平衡向________方向移动。 ②在700K、起始投料比 =1.5时,H2的转化率为________。 ③在500K、起始投料比 =2时,达到平衡后H2的浓度为amol·L-1,则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。 解析: 本题考查反应热、化学平衡及有关计算,意在考查考生的知识迁移和综合应用能力。 (1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为: 2CO2+6H2 C2H5OH+3H2O;该反应的平衡常数表达式为K= 。 (2)该反应为气体分子数减小的化学反应,当体系的压强不再改变时,反应达到平衡状态,另外氢气的浓度不再变化,说明反应达到平衡状态;由于在500K时,所有物质均为气体,故在恒容状态下气体的密度恒为定值,密度不变不能说明反应达到平衡状态;根据化学方程式可知,任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。 (3)由题给信息可分别写出氢气和乙醇燃烧热的热化学方程式: H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-286kJ/mol和CH3CH2OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1300kJ/mol,从而可求得氢气和乙醇的燃烧热的比值为0.22。 (4)①由图中信息可知,其他条件不变时,升高温度,CO2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即降低温度,平衡将向正反应方向移动。 ②700K时,当氢气与二氧化碳的起始投料比 =1.5时,由图像可知二氧化碳的转化率为20%,由化学方程式: 2CO2+6H2 C2H5OH+3H2O,可计算出氢气的转化率为40%。 ③设起始时c(CO2)=xmol·L-1,则起始时c(H2)=2xmol·L-1,有 2CO2+6H2 C2H5OH+3H2O 起始(mol·L-1): x2x00 转化(mol·L-1): 0.6x1.8x0.3x0.9x 平衡(mol·L-1): 0.4x0.2x0.3x0.9x 0.2x=a,得x=5a,平衡时c(CH3CH2OH)=0.3xmol·L-1=1.5amol·L-1。 答案: (1)2CO2+6H2 C2H5OH+3H2O (2)ab (3)0.22 (4)①正反应(或右) ②40% ③1.5amol·L-1 22.(10分)请仔细观察下列五种装置的构造示意图,完成下列问题。 (1)碱性锌锰电池的总反应式: Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2,则负极的电极反应式: ________________。 (2)碱性锌锰电池比普通锌锰电池(干电池)性能好,放电电流大。 试从影响反应速率的因素分析其原因是_______________________________________________。 (3)铅-硫酸蓄电池放电过程中,H2SO4浓度_____
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