12.2008年北京奥运会“祥云”火炬用的环保型燃料—丙烷(C3H8),悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷,下列有关说法正确的是( )
A.丙烷是一种混合物
B.奥运火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能
C.丙烷和甲烷互为同分异构体
D.丙烷的沸点比丁烷高
13.如图,在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电
子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是( )
A.外电路的电流方向为X→外电路→Y
B.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为Fe
C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y
14.下列说法正确的是( )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定
D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量,放热反应不需要外界能量
15.某一密闭绝热容器中盛有饱和Ca(OH)2溶液,当加入少量CaO粉末,下列说法正确的是( )
①有晶体析出 ②c[Ca(OH)2]增大 ③pH不变
④c(H+)·c(OH-)的积不变 ⑤c(H+)一定增大
A.①B.①⑤C.①②④D.①③
16.用质量均为100g的铜作电极,电解硝酸银溶液,电解一段时间后,两电极的质量差为28g,此时两电极的质量分别为( )
A.阳极100g,阴极128g
B.阳极93.6g,阴极121.6g
C.阳极91.0g,阴极119.0g
D.阳极86.0g,阴极114.0g
17.(2009·上海单科,14)根据以下事实得出的判断一定正确的是( )
A.HA的酸性比HB的强,则HA溶液的pH比HB溶液的小
B.A+和B-的电子层结构相同,则A原子的核电荷数比B原子的大
C.A盐的溶解度在同温下比B盐的大,则A盐溶液的溶质质量分数比B盐溶液的大
D.A原子失去的电子比B原子的多,则A单质的还原性比B单质的强
二、非选择题(共54分)
18.(10分)已知H2B在水溶液中存在以下电离:
一级电离:
H2B
H++HB-,
二级电离:
HB-
H++B2-
请回答以下问题:
(1)NaHB溶液________(填“呈酸性”、“呈碱性”或“无法确定”),原因是________________________________________________________________________。
(2)若0.1mol/L的H2B溶液在某温度下的pH=3,c(B2-)=1×10-6mol/L,则H2B的一级电离度为________。
(3)某温度下,在0.1mol/L的NaHB溶液中,以下关系一定不正确的是________。
A.c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.pH>1
C.c(OH-)=2c(H2B)+c(HB-)+c(H+)
D.c(Na+)=0.1mol/L≥c(B2-)
(4)某温度下,FeB(s)Fe2+(aq)+B2-(aq)的平衡常数表达式为Ksp=c(Fe2+)·c(B2-),FeB在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.a点对应的Ksp等于b点对应的Ksp
B.d点无沉淀生成
C.可以通过升温实现由c点变到a点
D.此温度下,Ksp=4×10-18
19.(8分)(2010·江苏南通中学4月)800℃时,在2L密闭容器内充入0.05molNO和0.25molO2,发生如下反应:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g);ΔH<0。
体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
t(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.50
0.35
0.28
0.25
0.25
0.25
(1)能说明该反应已达到平衡状态的是______。
A.v(NO2)正=v(O2)逆
B.容器内压强保持不变
C.v(NO)逆=2v(O2)正
D.容器内气体颜色不变
(2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是________。
A.适当升高温度B.缩小反应容器的体积
C.增大O2的浓度D.选择高效催化剂
(3)计算800℃时该反应的平衡常数K。
(4)将上述反应进行到4s时的混合气体用足量的水吸收,为保证混合气体中NO、NO2全部转化为HNO3,计算还需通入的O2的体积(折算成标准状况)。
20.(12分)新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位,可用作节能环保电动汽车的动力电池。
磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:
将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、稀有气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二:
将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。
沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、稀有气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:
请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在稀有气体氛围中进行。
其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有________、________、________(填化学式)生成。
(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________。
(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:
______________________________。
(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为___________________________________________________。
21.(8分)
(1)在一体积为10L的密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0
CO和H2O浓度变化如图,则0~4min的平均反应速率v(H2O)=________mol·(L·min)-1。
时间/min
c(CO)/mol·L-1
c(H2O)/mol·L-1
c(CO2)/mol·L-1
c(H2)/mol·L-1
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c3
4
c1
c2
c3
c3
5
0.116
0.216
0.084
6
0.096
0.266
0.104
(2)t℃时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3~4min之间反应处于________状态;若c1数值大于0.08mol·L-1,则温度t________850℃(填“>”“<”或“=”)。
②表中5~6min之间数值发生变化,可能的原因是( )
A.升高温度 B.体积不变,通入水蒸气
C.缩小体积,增大压强 D.体积不变,通入氢气
22.(8分)近20年来,对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究得到了迅速发展,像电一样,氢是一种需要依靠其他能源,如石油、煤、原子能等的能量来制取的“二级能源”,而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源,如煤、石油、太阳能和原子能。
发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。
(1)下列可供开发又较经济且可持续利用的制氢气的方法是( )
A.电解水B.锌和稀硫酸反应
C.光解海水D.以石油天然气为原料
(2)氢气燃烧时耗氧量小,发热量大。
已知,热化学方程式为:
H2(g)+
O2(g)===H2O(l);ΔH=-285.8kJ·mol-1
C(g)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5kJ·mol-1
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是:
________。
(3)氢能源既可能实现能源贮存,也可能实现经济、高效的输送。
研究表明过渡金属型氢化物(又称间充化物),在这类氢化物中,氢原子填充在金属的晶格间隙之间,其组成不固定,通常是非化学计量的,如:
TiH1.73、LaH0.78。
已知标准状况下,1体积的钯粉(Pd)可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64g·cm-3,相对原子质量为106.4)试写出Pd的氢化物的化学式:
________。
23.(8分)痛风是关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病,关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:
①HUr(尿酸,aq)
Ur-(尿酸根,aq)+H+(aq) (37℃时,Ka=4.0×10-6)
②NaUr(s)
Ur-(aq)+Na+(aq)
(1)37°时,1.0L水中可溶解8.0×10-3mol尿酸钠,此温度下尿酸钠的Ksp为________。
(2)关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处,这说明温度降低时,反应②的Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37℃时,某病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10-3mol·L-1,其中尿酸分子的浓度为5.0×10-4mol·L-1,该病人尿液的c(H+)为________pH________(填“>”、“=”或“<”)7。
化学原理基本理论答案:
1.解析:
铅蓄电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,因此A项蓄电池放电时,每消耗0.1molPb,共生成0.2molPbSO4;D项蓄电池放电一段时间后其电解液中H2SO4的浓度、密度都变小;B项电解硫酸钠溶液时的阳极发生氧化反应,OH-失电子,故B项正确;C项电解硫酸钠溶液实质是电解水,因此饱和硫酸钠溶液中水减少有晶体析出,但c(Na2SO4)不会变。
答案:
BD
2.解析:
题给反应是一个不能自发进行的氧化还原反应,必须借助电解手段才能使之发生。
B、D两装置不是电解池,显然不能使之发生;A装置是电解池,但Ag棒作阴极而不参与反应,其电解池反应不是题给反应,A装置不能使题给反应发生;C装置是电解池,Ag棒作阳极而参与反应,其电解池反应是题给的反应,C装置能使题给的反应发生。
答案:
C
3.解析:
C2H4的燃烧热为1411kJ·mol-1,C2H2的燃烧热为1300kJ·mol-1,而乙炔燃烧的火焰温度高于乙烯,A项错误。
答案:
A
4.解析:
在Na2CO3溶液中逐滴加入HCl,发生的反应是:
CO
+H+===HCO
;HCO
+H+===H2CO3(H2O+CO2)。
因此,CO
的浓度减小,HCO
的浓度先增大后减小,B点时,CO
完全反应,HCO
达到最大浓度,此时NaHCO3浓度为0.05mol/L,D正确;在C点时HCO
完全反应生成H2CO3(H2O+CO2),此时pH为5.6,说明常温下CO2饱和溶液的pH约为5.6,C正确;A项是电荷守恒,正确;在A点时CO
的浓度等于HCO
的浓度,B不正确。
答案:
B
5.解析:
石墨完全转化成金刚石时需要吸收能量,说明金刚石的能量比石墨高,能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,A项错误。
B项正确的热化学方程式为:
C(石墨,s)===C(金刚石,s);ΔH=3EkJ/mol,B项错误。
金刚石要在一定条件下才可转化为石墨,故C项错误。
答案:
D
6.解析:
A项,该反应为放热反应,故E反应物>E生成物;B项,由于浓硫酸稀释要放热,故含1molNaOH水溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放热应大于57.3kJ;C项,由于固体硫转化为硫蒸气要吸热,因此等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧后都恢复到常温,前者放出的热量多;D项,该反应为吸热反应,故E生成物>E反应物,因此正确选项为C。
答案:
C
7.解析:
A项,该物质也可能是弱酸弱碱盐;B项,番茄汁中c(H+)=10-4.5mol/L,牛奶中c(H+)=10-6.5mol/L;C项,CaCl2溶液中Cl-浓度是NaCl溶液中Cl-的2倍,AgCl在CaCl2溶液中的溶解度小;D项,pH=5.6,溶解呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,故c(CH3COO-)>c(Na+)。
答案:
B
8.解析:
A项,0.1mol·L-1NH4Cl溶液与0.05mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后溶液中溶质为NaCl、NH3·H2O和NH4Cl,且三者物质的量相等,因此该溶液中离子浓度关系应为c(Cl-)>c(NH
)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+);B项,根据物料守恒可得;C项,由于未知酸和碱的相对强弱,故无法判断混合溶液的酸碱性;D项,二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中有电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)、物料守恒c(Na+)=
c(HA-)+c(A2-)+c(H2A),由这两个关系式可得c(OH-)+c(A2-)=c(H+)+c(H2A)。
答案:
B
9.解析:
电池工作时,正极上O2得到电子被还原,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,A正确;电解液为NaOH溶液时,在负极上产生的是NaAlO2而不是Al(OH)3,B错误;电池的总反应为4Al+3O2+4NaOH===4NaAlO2+2H2O,消耗NaOH,pH减小,C错误;电池工作时,电子通过外电路由负极流向正极。
答案:
A
10.解析:
中和热是指强酸与强碱的稀溶液完全反应生成1molH2O所放出的热量,所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热也为ΔH=-57.3kJ·mol-1,A错误;B中CO燃烧是放热反应,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)为吸热反应,且生成2molCO,ΔH=+2×283.0kJ·mol-1,B正确;需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应、碳的燃烧等,C不正确;燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量,D中甲烷燃烧生成气态水不属于稳定的化合物,D错误。
答案:
B
11.解析:
盐酸溶液中HCl完全电离HCl===H++Cl-,醋酸溶液中醋酸部分电离CH3COOH
CH3COO-+H+,可知两溶液中n(H+)相等,体积相等,则pH相同,C正确;由于醋酸部分电离,则n(CH3COOH)>n(HCl),A正确,B错误;稀释相同倍数时,CH3COOH的电离平衡向正反应方向移动,则n(Cl-)答案:
B
12.解析:
丙烷是一种化合物,A项错误;C项分子式不同;D项丙烷的沸点比丁烷低。
答案:
B
13.解析:
外电路的电子流向为X→外电路→Y,电流方向与其相反。
X极失电子,作负极,Y极上发生的是还原反应,X极上发生的是氧化反应。
若两电极分别为Fe和碳棒,则Y为碳棒,X为Fe。
答案:
D
14.解析:
化学反应的条件与吸、放热没有必然联系;反应是吸热还是放热取决于反应物和生成物总能量的相对大小;有些放热反应需从外界吸收能量来引发反应。
答案:
C
15.解析:
少量CaO加入会和水反应生成Ca(OH)2,反应放热,随着温度升高,Ca(OH)2溶解度减小,有晶体析出,c[Ca(OH)2]减小,pH减小,c(H+)增大,温度升高,水的离子积常数增大。
答案:
B
16.解析:
Cu作电极电解AgNO3溶液时,电极反应式如下:
阳极:
Cu-2e-===Cu2+,
阴极:
2Ag++2e-===2Ag
设:
阳极溶解Cu的物质的量为n,阴极析出的Ag的物质的量则为2n,据题意:
(2n×108+100g)-(100g-64n)=28g,n=0.1mol
故阳极质量为:
100g-6.4g=93.6g,阴极质量为:
100g+21.6g=121.6g。
答案:
B
17.解析:
A项,没有指明溶液浓度,溶液的pH无法比较;C项,没有指明是否是饱和溶液,A的盐溶液的溶质质量分数不一定比B的盐溶液的大;D项,还原性强弱是看原子失电子的难易而不是失去电子数目的多少。
答案:
B
18.解析:
(1)NaHB溶液中HB-既存在电离平衡,又存在水解平衡,二者进行的程度无法确定,所以不能确定NaHB溶液的酸碱性。
(2)0.1mol/LH2B溶液中氢离子的浓度为0.001mol/L,所以H2B的一级电离度为:
0.001mol/L÷0.1mol/L×100%=1%。
(3)H2B不是强酸,HB-不能完全电离,故溶液pH>1;根据电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(HB-)+2c(B2-)+c(OH-);根据物料守恒:
c(Na+)=c(HB-)+c(B2-)+c(H2B),两个等式相减得:
c(H+)+c(H2B)=c(B2-)+c(OH-),故C错;c(Na+)=0.1mol/L>c(B2-),D错;
(4)曲线左侧及下侧的点对应的c(Fe2+)·c(B2-)