苏教版 高中化学 选修四化学反应原理 过关练习 含答案.docx
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苏教版高中化学选修四化学反应原理过关练习含答案
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苏教版高中化学选修四化学反应原理过关练习
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.温度为T℃,压强为1.01×106Pa的条件下,某密闭容器内,下列反应达到化学平衡:
A(g)+B(g)
3C(?
),测得此时c(A)=0.022mol·L-1;压缩容器使压强增大到2.02×106Pa,第二次达到平衡时,测得c(A)=0.05mol·L-1;若继续压缩容器,使压强增大到4.04×106Pa,第三次达到平衡时,测得c(A)=0.075mol·L-1;则下列关于C物质状态的推测正确的是( )
A.C为非气态
B.C为气态
C.第二次达到平衡时C为气态
D.第三次达到平衡时C为非气态
2.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示),电解液为溴化锌水溶液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。
下列说法不正确的是( )
A.充电时电极a连接电源的负极
B.放电时负极的电极反应式为Zn—2e-===Zn2+
C.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
D.阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应
3.已知2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-197kJ·mol-1。
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:
(甲)2molSO2和1molO2;(乙)1molSO2和0.5molO2;(丙)
2molSO3。
恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( )
A.容器内压强p:
p甲=p丙>2p乙
B.SO3的质量m:
m甲=m丙>2m乙
C.c(SO2)与c(O2)之比k:
k甲=k丙>k乙
D.反应放出或吸收热量的数值Q:
Q甲=Q丙>2Q乙
4.某探究小组在某温度下测定溶液的pH时发现:
0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液中,由水电离出的c(H+)=10-11mol·L-1。
在相同温度下,0.1mol·L-1氢氧化钠溶液的pH应为( )
A.13
B.12
C.11
D.10
5.在25℃时,关于下列溶液混合后的pH的说法中正确的是( )
A.pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH约为11
B.pH=5的盐酸溶液稀释1000倍,溶液的pH=8
C.pH=2的H2SO4与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合液pH=7
D.pH=12的NH3·H2O与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7
6.航天飞船可用肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)为动力源。
已知1g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05kJ的热量。
下列说法中错误的是( )
A.该反应中肼作还原剂
B.液态肼的标准燃烧热为-20.05kJ·mol-1
C.该动力源的突出优点之一是生成物对环境无污染
D.肼和过氧化氢反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.6kJ·mol-1
7.pH相等的盐酸和醋酸都稀释相同的倍数后,pH的大小关系是( )
A.盐酸>醋酸
B.醋酸>盐酸
C.盐酸=醋酸
D.无法判断
8.对于反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH>0,下列有关说法正确的是( )
A.平衡常数表达式为K=
B.增大体系压强,平衡常数K不发生变化
C.升高体系温度,平衡常数K减小
D.增加C(s)的量,平衡正向移动
9.如图曲线a和b是盐酸与NaOH相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1mol·L-1
B.P点时反应恰好完全,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定NaOH的测定曲线
D.酚酞不能用做本实验的指示剂
10.体积相同的甲、乙两个容器,分别都充等量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)并达到平衡,在此过程中,甲维持容器的体积不变,乙维持容器的压强不变,若甲中SO2的转化率为a%,则乙中SO2的转化率( )
A.等于a%
B.大于a%
C.小于a%
D.无法判断
二、双选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)
11.(双选)室温下0.01mol·L-1二元酸H2A溶液的pH=3,下列说法正确的是( )
A.在Na2A、NaHA两种溶液中,离子种类相同
B.NaHA溶液的pH一定大于7
C.在NaHA溶液中一定有c(OH-)+c(A2-)=c(H2A)+c(H+)
D.在溶质的物质的量相等的Na2A,NaHA两种溶液中,阴离子总数相等
12.(双选)常温时,向pH=2的硫酸中加入等体积的下列溶液后,滴入甲基橙试液出现红色,该溶液可能是( )
A.pH=12的Ba(OH)2溶液
B.pH=12的氨水
C.0.005mol·L-1NaOH溶液
D.0.05mol·L-1BaCl2溶液
13.(双选)下列溶液的pH<7的是( )
A.人体内血液
B.橙汁
C.蔗糖水
D.胃液
14.(双选)常温下用0.1000mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL0.1000mol·L-1HCl溶液和20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液,得到两条滴定曲线,如图所示,以下说法正确的是( )
A.图1是滴定CH3COOH溶液的曲线
B.图2若用甲基橙作指示剂达到滴定终点时,则溶液由黄色变为红色
C.点D所示溶液中:
c(OH-)=c(H+)
D.如果C、E两点对应的pH分别为3、9,则水电离的氢离子浓度之比为1∶100
15.(双选)25℃时将水不断滴入0.1mol·L-1的氨水中,下列变化的图像合理的是( )
第Ⅱ卷
三、非选择题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
16.
(1)甲醇可作为燃料电池的原料。
以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ:
CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=206.0kJ·mol-1
Ⅱ:
CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-129.0kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为_________________________
_______________________________________________。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:
通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。
实验室用右图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式_______________________________________________________
_________________。
②写出除去甲醇的离子方程式_________________。
(3)写出以NaOH溶液为介质的Al-空气原电池的电极负极反应式,负极:
________________________________________________________________________。
17.将0.40molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应:
N2O4(g)
2NO2(g) ΔH。
在T1℃和T2℃时,测得NO2的物质的量随时间变化如下图所示:
(1)T1℃,40~80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。
(2)ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
(3)改变条件重新达到平衡时,要使
的比值变小,可采取的措施有________(填字母,下同)。
A.增大N2O4的起始浓度
B.升高温度
C.向混合气体中通入NO2
D.使用高效催化剂
(4)在温度为T3、T4时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。
下列说法正确的是________。
A.a、c两点的反应速率:
a>c
B.a、b两点N2O4的转化率:
a>b
C.a、c两点气体的颜色:
a深,c浅
D.由a点到b点,可以用加热的方法
18.25℃时,几种常见弱酸的Ka如下表所示[已知草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸]:
(1)25℃时,0.1mol·L-1的Na2C2O4、CH3COONa、NaCN、Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序是________________________,中和等体积等pH的CH3COOH和HCN溶液消耗NaOH的物质的量________(填“前者大”或“后者大”)。
(2)KHC2O4溶液呈酸性。
向10mL0.01mol·L-1的H2C2O4溶液滴加0.01mol·L-1KOH溶液V(mL),回答下列问题:
①当V<10mL时,反应的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
②当V=10mL时,溶液中HC2O
、C2O
、H2C2O4、H+的浓度从大到小的顺序为________________________________________________________________________。
③当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:
c(K+)=2c(C2O
)+c(HC2O
);当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:
c(K+)=c(C2O
)+c(HC2O
)+c(H2C2O4);则a________(填“<”“=”或“>”)b。
④当V=20mL时,再滴入NaOH溶液,则溶液中n(K+)/n(C2O
)的值将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
答案解析
1.【答案】B
【解析】第一次改变压强:
压强增大为原来的2倍,体积缩小一半,若平衡未动,c(A)=0.044mol·L-1,但现c(A)=0.05mol·L-1,说明平衡向左移动,A的物质的量增加;压强增加,平衡向气体分子数减小的方向移动,C必须是气体。
第二次改变压强:
体积缩小为第二次的一半,若平衡未动,c(A)=0.05×
=0.025mol·L-1,但现c(A)=0.075mol·L-1,平衡向左移动,此时C仍为气体,B正确。
2.【答案】A
【解析】 在充电时,电能转化为化学能,相当于电解池;放电时,化学能转化为电能,相当于原电池。
可先分析原电池的正负极反应式分析放电现象或原理,正负极电极反应式的反向就是电解池的阳阴极反应式,由此分析充电时反应现象或原理。
由图示信息和原电池工作原理知,Zn失去电子,发生氧化反应,Zn—2e-===Zn2+,b为原电池的负极,B正确;充电时b极发生还原反应,作电解池阴极,外接电源负极,a应外接电源正极,A错误;放电时a极为正极,发生还原反应,Br2+2e-===2Br-,阳离子通过交换膜进入左侧平衡电荷,C正确;阳离子交换膜只允许阳离子通过,不允许分子和阴离子通过,有效避免Br2与Zn直接发生反应,D正确。
3.【答案】B
【解析】投料对应相等时,无论何种反应,无论什么条件,形成平衡中什么量都对应相等,也就是形成全等效平衡状态。
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
状态甲(mol):
210
状态乙(mol):
10.50
状态丙(mol):
002
甲和丙投料对应相等,为完全等效平衡,平衡时有p甲=p丙、m甲=m丙、k甲=k丙,Q甲+Q丙=|ΔH|,Q甲与Q丙不一定相等,D项错误。
乙可以看成是甲中减少二种反应物浓度,平衡正向移动,难以直接判断各种结论。
假设甲平衡在体积为VL恒容容器中建立,乙平衡的建立,相当于半个甲平衡状态,在0.5VL容器中压强相同、SO3的质量为甲的一半、K相同(常称“先同”);实际体积仍为VL,需要将半个甲状态体积扩容,此过程造成平衡反向移动(常称“后变”),压强比甲一半略多、SO3的质量比甲的一半少、K仍相同,A、C项错误,B项正确。
4.【答案】B
【解析】在NaOH溶液中,溶液中H+来自于水的电离,c(H+)溶液=c(H+)水=10-11mol·L-1,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-11×0.01=10-13;0.1mol·L-1氢氧化钠溶液:
c(H+)=
mol·L-1=10-12mol·L-1,pH=12。
5.【答案】C
【解析】 A项,c(OH-)混合=
≈5.0×10-3mol·L-1,c(H+)混合=
mol·L-1=2.0×10-12mol·L-1,pH=-lg2×10-12=12-lg2=11.7,A项不正确;B项,pH=5的稀盐酸中,水电离出的c(H+)不能忽略,稀释1000倍后溶液的pH<7,B项不正确。
6.【答案】B
【解析】N2H4→N2,氮元素化合价从-2价→0价,N2H4被氧化作还原剂,A正确;标准燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,生成气态水放出20.05kJ热量时的反应物是1g,而不是1mol,B错误;反应产物为N2和H2O,不会造成污染,C正确;1g液态肼与足量液态过氧化氢反应放热20.05kJ,1molN2H4(l)参加反应放热20.05kJ×32=641.6kJ,D正确。
7.【答案】A
【解析】强酸在溶液中完全电离,只存在离子;弱酸在溶液中部分电离,除离子外还存在分子,pH相同的强酸和弱酸溶液,“弱酸中存在分子”是强酸和弱酸产生不同的根本原因,是解决问题的突破口。
与盐酸不同,稀释醋酸时不仅有c(H+)的减小,还有醋酸分子的再电离,导致醋酸中c(H+)减小程度减弱,若稀释相同的倍数时,弱酸的pH变化减小程度弱,强酸的pH变化程度大,A正确。
8.【答案】B
【解析】 固态浓度为“常数”,视为“1”,不需写入平衡常数表达式,A项错误;K只与温度有关,因此增大体系压强,平衡常数K不发生变化,B项正确;升温该反应正向进行,K增大,C项错误;增加C(s)的量,平衡不移动,D项错误。
9.【答案】B
【解析】分析图形题时,在厘清纵、横坐标含义基础上,尤其关注特殊点(起点、交点、终点)和曲线的变化趋势的化学含义。
a曲线起始时溶液的pH=1,且pH是由小到大,应为NaOH溶液滴定盐酸的曲线,说明c(H+)=c(HCl)=0.1mol·L-1,A、C错误;强酸和强碱互滴,刚好中和时溶液pH=7,既可用甲基橙又可用酚酞作指示剂,D错误;b曲线起始时溶液的pH=13,且pH是由大到小,是盐酸滴定NaOH溶液曲线,c(NaOH)=0.1mol·L-1,P点是盐酸与NaOH以等体积、等浓度混合,溶液pH=7,B正确。
10.【答案】B
【解析】被比较对象只有放在一个前后变化的过程中才能比较。
相同温度相同起始量恒压与恒容建立平衡的比较,一般先分析恒压容器体积如何变化,后以恒容容器的平衡状态为起始状态(常称“先同”),改变体积到恒压时的要求,在改变中实现比较(常称“后变”)。
对于恒压乙容器,因反应造成气体分子数减小,建立平衡时容器体积需同步减小;此平衡状态可看成恒容甲容器平衡状态增加压强而成,此过程平衡正向移动,SO2的转化率变大,B项正确。
11.【答案】AC
【解析】由题意知H2A是二元弱酸。
Na2A溶液中:
Na2A===2Na++A2-;
A2-+H2O
HA-+OH-;
HA-+H2O
H2A+OH-;
H2O
H++OH-;
NaHA溶液中:
NaHA===Na++HA-;
HA-
A2-+H+;
HA-+H2O
H2A+OH-;
H2O
H++OH-;
两种溶液中离子种类相同,A正确;
NaHA溶液中,HA-离子既能水解又能电离,但电离程度与水解程度大小未知,溶液的酸碱性不能确定,B错误;
NaHA溶液中电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)与物料守恒式c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)=c(Na+)联立得c(OH-)+c(A2-)=c(H2A)+c(H+),C正确;A2-水解过程使阴离子数增多,而HA-无论电离还是水解,都不改变阴离子数目,相等物质的量Na2A和NaHA时,前者阴离子的个数多,D错误。
12.【答案】CD
【解析】pH=2的硫酸c(H+)=10-2mol·L-1;甲基橙的变色范围3.1~4.4,溶液出现红色应显示酸性。
pH=12的Ba(OH)2溶液c(OH-)=10-2mol·L-1,与硫酸等体积混合n(H+)=n(OH-),溶液呈中性,滴入甲基橙溶液显示黄色,A错误;pH=12的氨水c(OH-)=10-2mol·L-1,c(NH3·H2O)>>10-2mol·L-1,氨水过量,反应后溶液呈碱性,滴入甲基橙溶液显示黄色,B错误;反应后c(H+)=
=0.0025mol·L-1>10-3.1mol·
L-1,pH<3.1,滴入甲基橙溶液显示红色,C正确;H2SO4+BaCl2===BaSO4+2HCl,溶液中n(H+)不变,c(H+)=10-2/2mol·L-1=0.005mol·L-1>10-3.1mol·L-1,pH<3.1,滴入甲基橙溶液显示红色,D正确。
13.【答案】BD
【解析】生物中许多生命活动是在溶液中进行的,而且要在一定的pH范围内,解题时应把化学知识与生物知识有机结合起来。
pH<7说明溶液呈酸性,血液略偏碱性,蔗糖是非电解质,其溶液为中性;橙汁中含有许多有机酸,胃液中含有盐酸,B、D正确。
14.【答案】CD
【解析】一般先分析图形题的横坐标、纵坐标的含义,后由特殊点(起点、交点、终点、转折点等)和曲线变化趋势化学内涵解题。
图1中A点pH=1,c(H+)=0.1000mol·L-1=酸的浓度,说明该酸在溶液中完全电离,应为盐酸,图2中C点pH=3,c(H+)=10-3mol·L-1<酸的浓度,应为醋酸,A错误;图2为NaOH溶液滴定醋酸,滴定过程pH逐步变大,终点时溶液颜色由红色变橙色,B错误;D点pH=7,c(OH-)=c(H+),C正确;C点pH=3的醋酸中,酸电离的H+抑制了水的电离,溶液中OH-是水电离的,c(H+)水=c(OH-)aq=10-11mol·L-1,E点pH=9,NaOH过量,碱电离的OH-抑制了水的电离,溶液中氢离子是水电离的,c(H+)水=10-9mol·L-1,C、E两点水电离的氢离子浓度之比:
(10-11mol·L-1)∶(10-9mol·L-1)=1∶100,D正确。
15.【答案】AC
【解析】稀释时c(OH-)下降,pH减小,趋近于7但不能低于7,A正确;弱电解质加水稀释电离度增大,B错误;溶液导电能力与离子浓度成正比,稀释氨水,NH3·H2O电离增大程度小于溶液体积增大程度,c(OH-)和c(
)降低,溶液的导电性减弱,C正确;稀释氨水时,c(H+)增大,当溶液接近中性时,氢离子浓度接近10-7mol·L-1但不能大于10-7mol·L-1,D错误。
16.【答案】
(1)CH4(g)+H2O(g)===CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1
(2)①Co2+-e-===Co3+ ②6Co3++CH3OH+H2O===CO2↑+6Co2++6H+
(3)Al-3e-+4OH-===
+2H2O
【解析】
(1)依据盖斯定律,Ⅰ+Ⅱ可得到目标热化学方程式CH4(g)+H2O(g)===CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1。
(2)装置为电解池,①通电后,将Co2+氧化成Co3+,电极反应为Co2+-e-=Co3+;②以Co3+做氧化剂,把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身重新被还原为Co2+,在酸性溶液中,离子方程式:
6Co3++CH3OH+H2O===CO2↑+6Co2++6H+。
(3)在NaOH碱性溶液中,Al做负极,失电子,发生氧化反应生成偏铝酸根,电极反应式:
Al-3e-+4OH-===
+2H2O。
17.【答案】
(1)0.00125
(2)> (3)AC (4)B
【解析】
(1)T1℃时v(N2O4)=
v(NO2)=
×
=0.00125mol·L-1·s-1。
(2)由图可知反应在T1℃比T2℃先到达平衡状态,所以T1>T2,由于T1℃平衡时n(NO2)多于T2℃平衡时NO2的物质的量,故升高温度,该反应平衡向生成NO2的方向移动,即向吸热方向移动,所以ΔH>0。
(3)A项,增大N2O4的起始浓度相当于增大压强,平衡向左移动,
减小;
B项,升高温度,平衡向右移动,
增大;
C项,通入NO2相当于增大压强,
减小;
D项,平衡不移动,
不变。
(4)A项,由图可知:
a、c两点平衡时温度相同,c点对应压强大,反应速率大;B项,由图可知:
a、b两点平衡时压强相同,温度不同,a点NO2的体积分数大于b点,而反应N2O4鸠2NO2 ΔH>0,温度升高,平衡向右移动,NO2体积分数增大,温度T4>T3,转化率a>b;C项,由图像可知,a、c两点平衡时温度相同,c点对应压强大,NO2浓度大,故气体颜色c点比a点深;D项,由b项分析知,a点平衡时温度T4高于b点平衡时温度T3,故由a点到b点需要降低温度。
18.【答案】
(1)Na2CO3>NaCN>CH3COONa>Na2C2O4 后者大
(2)①H2C2O4+OH-===HC2O
+H2O
②c(HC2O
)>c(H+)>c(C2O
)>c(H2C2O4)
③> ④变小
【解析】
(1)弱酸的Ka越小,弱酸根离子水解程度越大,溶液中c(OH-)越大,由于Ka2(H2CO3) 故0.1mol·L-1各溶液的pH由大到小顺序为Na2CO3>NaCN>CH3COONa>Na2C2O4。 由于Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),等体积等pH的CH3COOH溶液和HCN溶液中n(HCN)>n(CH3COOH),与NaOH溶液中和时HCN消耗的NaOH物质的量大。 (2)根据题意HC2O 的电离程度大于其水解程度。 ①当V<10mL,H2C2O4与OH-反应生成HC2O 和H2O。 ②当V=10mL时,正好生成KHC2O4溶液,由于HC2O 的电离程度大于其水解程度,所以c(HC2O )>c(H+)>c(C2O )>c(H2C2O4)。 ③当c(K+)=2c(C2O )+c(HC2O )时,溶液呈中性,若a=10mL,呈酸性,呈中性时a>10mL,当c(K+)=c(C2O )+c(HC2O )+c(H2C2O4)时,正好生成KHC2O4溶液,此时b=10mL,所以a>b。 ④当V=20mL时,正好生成K2C2O4溶液,C2O +H2O HC2O +OH-,当滴入NaOH溶液时,抑制C2O 水解,所以 将变小。
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