【答案】C
【解析】A、与金属铝反应产生氢气,此溶液可以是碱,也可以是酸,如:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,故A错误;B、水的离子积受温度的影响,温度升高,水的离子积增大,当温度低于常温时,pH=7.2有可能显酸性,即pH=7.2不一定是碱性,故B错误;C、当c(OH-)>c(H+),说明溶液显碱性,故C正确;D、pH试纸变红,说明溶液显酸性,故D错误。
10.在相同温度下,100mL0.01mol•L-1醋酸溶液与10mL0.1mol•L-1醋酸溶液相比较,下列数值中,前者大于后者的是
A.醏酸的电离常数B.H+的物质的量
C.完全中和时所需NaOH的量D.CH3COOH的物质的量
【答案】B
【解析】A.电离平衡常数只与温度有关,温度相同则电离平衡常数相同,A错误;B.由n=cV可知,100mL0.01mol/L的醋酸溶液中溶质的物质的量为0.001mol,10mL0.1mol/L的醋酸溶液中溶质的物质的量为0.001mol,但后者的浓度大,醋酸的电离程度小,所以氢离子的物质的量前者大于后者,B正确;C.由于溶质n(CH3COOH)都为0.001mol,中和时所需NaOH的量应相同,C错误;D.由n=cV可知,100mL0.01mol/L的醋酸溶液中溶质的物质的量为0.001mol,10mL0.1mol/L的醋酸溶液中溶质的物质的量为0.001mol,但前者浓度小,电离程度大,前者的CH3COOH的物质的量小,D错误;答案选B。
点睛:
本题考查弱电解质的电离,明确温度与电离平衡常数的关系,浓度与电离程度的关系是解答本题的关键。
选项C是解答的易错点,注意酸碱中和时与酸碱的强弱没有关系,只与酸碱的物质的量以及元数有关系。
11.升高温度,下列数据不一定增大的是
A.化学反应速率vB.水的离子积Kw
C.化学平衡常数KD.醋酸的电离平衡常数Ka
【答案】C
【考点定位】考查温度对水的离子积、电离平衡常数、反应速率以及化学平衡常数的影响。
【名师点晴】水的离子积、电离平衡常数均为随温度升高而升高,难点是要注意温度对化学反应速率和化学平衡影响的区别,根据勒夏特列原理,对所有可逆反应升温平衡都向吸热的方向移动.可逆反应的正反应既有吸热反应也有放热反应,要区别对待。
12.下列措施能使氨水的电离平衡逆向移动的是
A.加入少量水B.加入少量MgCl2 固体
C.通入少量HCl 气体D.加入少量NH4Cl 固体
【答案】D
【解析】氨水中存在:
NH3·H2O
NH4++OH-,A、加水稀释,促进NH3·H2O的电离,平衡向正反应方向移动,故A错误;B、加入MgCl2,Mg2+与OH-反应生成Mg(OH)2↓,促进NH3·H2O的电离,平衡向正反应方向移动,故B错误;C、通入HCl,发生H++OH-=H2O,促进NH3·H2O的电离,平衡向正反应方向移动,故C错误;D、加入少量NH4Cl,增加NH4+浓度,抑制NH3·H2O的电离,平衡向逆反应方向移动,故D正确。
13.向体积和pH 均相等的盐酸和醋酸中分别加入等质量的镁粉,镁粉均完全溶解,则产生H2的体积(同温同压下测定)随时间变化的关系正确的是
【答案】B
【解析】醋酸是弱酸,醋酸溶液中存在:
CH3COOH
CH3COO-+H+,pH相同,推出醋酸的物质的量浓度大于盐酸,反应开始后CH3COOH中c(H+)大于盐酸c(H+),即醋酸溶液中化学反应速率大于盐酸中的化学反应速率,两种溶液中,加入镁粉的质量相等,且均完全溶解,说明两个溶液产生氢气的量相等,故选项B正确。
点睛:
醋酸是弱酸,HCl是强酸,相同pH时,醋酸的浓度大于盐酸浓度,醋酸中存在CH3COOH
CH3COO-+H+,醋酸与金属镁反应,消耗H+,醋酸还能电离产生H+,而HCl是完全电离,消耗H+,不能补充,因此醋酸中c(H+)大于盐酸中c(H+),即反应开始后,与醋酸反应速率快,先达到平衡,根据信息,金属镁是等质量,且完全消耗,说明产生氢气的量相同,从而作出正确答案。
14.在恒温恒容密闭容器中,不能说明反应:
C(s) +CO2(g)
2CO(g)已达到化学平衡状态的是
A.每消耗1mol CO2 的同时生成2 mol COB.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.容器中气体的压强不再改变D.容器中气体的密度不再改变
【答案】A
【解析】A、消耗CO2,生成CO,反应都是向正反应方向移动,即不能说明反应达到平衡,故A正确;B、根据M=m/n,因为C为固体,因此气体质量应是增加,CO2系数为1,CO2系数为2,向正反应方向进行,气体物质的量增加,因此当混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明反应达到平衡,故B错误;C、C为固体,反应前后气体系数之和不相等,因此当压强不再改变时,说明反应达到平衡,故C错误;D、根据ρ=m/V,气体质量增大,容器是恒容状态,因此当密度不再改变,说明反应达到平衡,故D错误。
点睛:
本题的易错点是选项A,用不同物质来表示达到平衡,应是反应方向是一正一逆,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,也就是先看反应的方向,消耗CO2反应向正反应方向进行,生成CO反应向正反应方向进行,因此选项A不能说明反应达到平衡。
15.常温下,等体积的酸溶液和碱溶液混合后pH一定等于7 的是
A.pH=3 的盐酸和pH=11的KOH溶液B.pH=3 的硝酸和pH=11的氨水
C.pH=3 的硫酸和pH=13 的NaOH溶液D.pH=3 的醋酸和pH=11的KOH 溶液
【答案】A
【解析】A、盐酸属于强酸,pH=3的盐酸,其c(H+)=10-3mol·L-1,KOH属于强碱,pH=11的KOH溶液中c(OH-)=10-3mol·L-1,等体积混合,充分反应后,溶液显中性,溶液的pH一定等于7,故A正确;B、氨水是弱碱,等体积混合后,溶质为NH4NO3和NH3·H2O,溶液显碱性,即pH>7,故B错误;C、pH=3的硫酸中c(H+)=10-3mol·L-1,pH=13的NaOH溶液中c(OH-)=10-1mol·L-1,等体积混合后,溶液显碱性,pH>7,故C错误;D、醋酸是弱酸,等体积混合后,溶液显酸性,即pH<7,故D错误。
16.常温下,用0.100mol•L-1的NaOH 溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol•L-1盐酸和HA溶液,滴定曲线如图所示。
下列说法错误的是
A.I表示的是HA溶液的滴定曲线B.M点溶液中的c(A- )小于N 点溶液中的c(Cl-)
C.HA的电离平衡常数K≈1.0×10-6D.曲线Ⅱ可选用甲基橙作为指示剂
【答案】C
【解析】A、盐酸属于强酸,常温下0.100mol·L-1盐酸的pH=1,即II为盐酸的滴定曲线,I为HA为滴定曲线,故A说法正确;B、M点的pH大于N点,M点的c(H+)小于N点的c(H+),即M点的c(A-)小于N点的c(Cl-),故B说法正确;C、电离平衡常数只受温度的影响,Ka=c(H+)×c(A-)/c(HA),根据图像,点M:
c(H+)=10-5mol·L-1,c(A-)约等于10×10-3×0.1/30×10-3mol·L-1,c(HA)约为(20×10-3×0.1-10×10-3×0.1)/30×10-3mol·L-1,代入Ka的表达式,即Ka约为10-5,故C说法错误;D、用强碱滴定强酸可以用甲基橙作指示剂,也可以用酚酞作指示剂,故D说法正确。
点睛:
本题的难点是选项C,应该用电离平衡常数只受温度的影响,与浓度无关,根据图像,选择M点进行分析,发生的反应是NaOH+HA=NaA+H2O,从而求出溶液中c(A-)、c(HA),注意溶液的体积为30mL,代入平衡常数的表达式,求出结果。
17.工业上制硫酸的主要反应之一为2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),反应过程中能量的变化如图所示。
(1)由图可知该反应的正反应为______________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)向反应体系中加入催化剂后,图中E1__________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),E3________________。
(3)已知:
2H2S(g)+O2(g)==2S(s)+2H2O(g) △H=-442.4kJ•mol-1;
S(s) +O2 (g)==SO2 (g)△H=-297.0kJ•mol-1。
则H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是______________________________。
【答案】
(1).放热
(2).减小(3).不变(4).2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=-1036.4kJ•mol-1
【解析】本题考查热化学反应方程式的书写、能量与过程的图像,
(1)根据能量与过程的图像,反应物的能量大于生成物的能量,即此反应属于放热反应;
(2)E1代表活化能,使用催化剂,降低分子的活化能,即E1减小,E3代表此反应的反应热,反应热与始态和终态有关,因此使用催化剂反应热不变;(3)H2S与氧气反应生成SO2:
2H2S+3O2=2SO2+2H2O,①2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g),②S(s)+O2(g)=SO2(g),①+②×2得出△H=(-442.4-2×297.0)kJ·mol-1=-1036.4kJ·mol-1,即热化学反应方程式为2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=-1036.4kJ•mol-1。
点睛:
本题的易错点是
(2),E1代表的是正反应的活化能,E2代表的是逆反应的活化能,使用催化剂降低活化能,因此E1和E2都降低,但反应热只与反应的始态和终态有关,因此使用催化剂反应热不变。
18.向一体积为2 L 的恒温恒容密闭容器中充入一定量的H2 和N2,发生反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=akJ•mol-1。
体系中气体的物质的量随时间的变化如图所示。
(1)表示N2浓度变化的曲线是________ (填“A”“B”或“C”),25 min 时,c(NH3)=______。
(2)0~20 min 内,v(H2)=______。
若该过程中反应放出的热量为47.2 kJ,则a=______。
(3)30 min 时,向容器中再充入一定量的NH3,一段时间后,与原化学平衡状态时的反应速率相比,正反应速率______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),逆反应速率_______________。
【答案】
(1).C
(2).0.5 mol·L-1(3).0.0375 mol·L-1·.min-1(4).-94.4(5).增大(6).增大
【解析】本题考查化学反应速率计算、影响化学反应速率的因素,
(1)根据题中信息,N2是反应物,其浓度应是减小,应从A和C选择,化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(N2)=1/3v(H2),因此表示N2浓度变化的曲线是C,表示NH3的曲线是B,根据图像,20min时达到平衡,即NH3的浓度为1.0/2mol·L-1=0.5mol·L-1;
(2)根据上述分析,A曲线代表H2的变化,0-20min时,消耗氢气物质的量为(3-1.5)mol=1.5mol,根据化学反应速率数学表达式,v(H2)=1.5/(2×20)mol/(L·min)=0.0375mol/(L·min),此反应是放热反应,消耗3mol氢气,放出的热量47.2×3/1.5kJ=94.4kJ,因此a=-94.4;(3)30min时,再充入一定量的氨气,相当于在原来的基础上增大压强,增大压强,反应速率加快,即正逆反应速率都增大。
19.25℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸
CH3COOH
H2CO3
H2SO3
电离平衡常数
K=1.8×10-5
K1=4.3×10-5
K2=5.6×10-11
K1=1.5×10-2
K2=1.02×10-7
(1)CH3COOH、H2CO3、 H2SO3三种酸中酸性最弱的是___________________(填化学式)。
(2)CH3COOH 的电离平衡常数表达式为K=__________________________。
(3)写出H2CO3的第二步电离方程式:
__________________________。
(4)写出H2SO3溶液和CH3COONa溶液反应的离子方程式:
__________________________。
(5)将体积均为10 mL、pH 均为2 的醋酸溶液与一元酸HX 分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH的变化如图所示,则HX的电离平衡常数______(填“大于”“小于”或“等于”)醋酸的电离平衡常数,理是________________________。
【答案】
(1).H2CO3
(2).
(3).HCO3-
CO32-+H+(4).H2SO3+CH3COO-==HSO3-+CH3COOH(5).大于(6).pH值相同的醋酸溶液和HX溶液稀释相同的倍数时,HX的pH变化程度更大,则HX酸性更强,电离平衡常数更大
..................
点睛:
本题的易错点是(4),学生容易写成H2SO3+2CH3COO-=2CH3COOH+SO32-,忽略了CH3COOH电离出H+能力强于HSO3-,学生只注意到了H2SO3的酸性强于CH3COOH,解决此问题不仅注意酸性强的制取酸性弱的,还应注意CH3COOH和SO32-是否发生反应,即电离平衡常数大的制取电离平衡常数的小。
20.汽车、飞机等交通工具排放的尾气中含有的大量CO、NO等大气污染物,是造成雾霾天气的主要原因,研究CO、NO的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)有人设想将CO按下列反应除去:
2CO(g)=2C(s)+O2(g)△H>0。
你认为该设想能否实现并说明理由:
__________________________。
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物。
某研究小组在2L的恒容密闭容器中加人0.100mLNO和2.030mol固体活性炭,发生反应:
C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。
在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表:
T/℃
n(固体活性炭)/mol
n(NO)/mol
n(N2)/mol
n(CO2)/mol
200
2.000
0.040
0.030
0.030
350
2.005
0.050
0.025
0.025
①该反应的正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②200℃时,反应达到平衡后向恒容容器中再充入0.100molNO,再次达到平衡后,混合气中NO的百分含量将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③上述反应在350℃时的平衡常数K=_______________。
(3)在密闭容器中发生上述反,,达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是___________(填字母)。
A.选用更高效的催化剂B.增加C(s)的量
C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积
【答案】
(1).不能实现,该反应是焓增、熵减的反应,根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG>0,反应不能自发进行
(2).放热(3).不变(4).0.25(5).C
【解析】
(1)本题考查化学反应进行方向的判断,根据反应方程式,此反应属于熵减,即△S<0,根据复合判据,△G=△H-T△S,△H>0,△S<0,即△G>0,任何温度下,都不能自发进行,因此不能实现;
(2)本题考查勒夏特列原理、化学平衡常数,①根据表格数据,升高温度,NO的物质的量增大,N2和CO2物质的量减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应是放热反应;②反应前后气体系数之和相等,再通入NO,化学平衡不移动,与原平衡为等效平衡,则NO的百分含量不变;③根据平衡常数的表达式,K=
,代入数值,解得K=0.25;(3)本题考查勒夏特列原理的应用,A、使用催化剂,加快化学反应速率,但对化学平衡移动无影响,NO转化率不提高,故A错误;B、固体的浓度视为常数,增加固体碳,化学平衡不移动,NO转化率不提高,故B错误;C、此反应是放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,故C正确;D、缩小容器的体积,相对于增大压强,反应前后气体系数之和不变,增大压强,平衡不移动,NO的转化率不变,故D错误。
点睛:
本题的难点是
(2)的②,考查了等效平衡,因为C为固体,且反应前后气体系数之和相等,再通入NO,与原平衡构成等效平衡,即NO的百分含量不变。
21.羰基硫(COS)能引起催化剂中毒,使化学产品质量下降并引发大气污染,因此工业排放COS前必须对其进行脱硫处理,发生的反应如下:
COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g)。
.
(1)在480K时,将0.l0molCOS(g)与0.40molH2(g)充入2.5L的空钢瓶中,反应达到平衡后H2S的物质的量分数为2%。
①COS的平衡转化率a1=_________%。
②在500K时重复实验,测得平衡后H2S的物质的量分数为3%,则COS的转化率a2____________(填“>”“<”或“=”,下同)a1,该反应的△H________0。
(2)若分别向钢瓶中再充入下列气体,能使COS转化率增大的是___________(填字母)。
A.COSB.H2C.H2SD.N2
【答案】
(1).10
(2).>(3).>(4).B
【解析】本题考查化学平衡的计算、影响化学平衡移动的因素,
(1)①
COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g)
起始:
0.10.400
变化:
xxxx
平衡:
0.1-x0.4-xxxH2S的物质的量分数为x/0.5×100%=2%,解得x=0.01mol,则COS的转化率为0.01/0.1×100%=10%;②500K时,H2S的物质的量分数为3%>2%,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,因此有a2>a1,根