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- 2021-06-03 发布
2016-2017学年青海师范大学附中高二(上)期中化学试卷
一、单项选择题(本题包括20小题,每题2分,共40分)
1.己知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的△H=﹣12.1KJ/mol;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的△H=﹣55.6KJ/mol.则HCN在水溶液中电离的△H等于( )
A.﹣67.7 KJ/mol B.﹣43.5 KJ/mol C.+43.5 KJ/mol D.+67.7 KJ/mol
2.在容积可变的密闭容器中,充入适量X与Y的混合气,一定条件下发生反应:X(气)+3Y(气)⇌2Z(气)若维持温度与压强不变,达平衡时,容器容积为VL,其中Z占10%,下列推断中,正确的是( )
A.原X、Y混合气体积为1.2VL
B.原X、Y混合气体积为1.1VL
C.达平衡时,消耗X体积为0.25VL
D.达平衡时,消耗Y体积为0.05VL
3.在一密闭容器中,反应mA(g)+nB(s)⇌3C(g)达到平衡时,测得C(A)为0.5mol/L在温度不变的情况下,将容积增大一倍,当达到新的平衡时,测得C(A)为0.3mol/L,则下列判断不正确的是( )
A.混合气体密度一定减小 B.平衡一定向逆反应方向移动
C.化学计量数:m+n<3 D.物质C的体积分数减小了
4.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应A (g)+xB(g)⇌2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的如图所示.下列说法中正确是( )
A.8min前A的平均反应速率为0.08mol/(L•s)
B.30min时扩大容器的体积,40min时升高温度
C.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D.30min和54min的反应的平衡常数相等4
5.某温度下,向2L恒容密闭容器中充入1.0mol A和1.0mol B,反应A(g)+B(g)⇌C(g)经过一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是( )
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
A.反应在前5s的平均速率v(A)=0.17mol•L﹣1•s﹣1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol•L﹣1,则反应的△H>0
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0mol C,达到平衡时,C的转化率大于80%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.20mol A、0.20mol B和1.0mol C,反应达到平衡前v(正)<v(逆)
6.有一反应:2A+B⇌2C,其中A、B、C均为气体,下图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线,x轴表示温度,y轴表示B的转化率,图中有a、b、c三点,如图所示,则下列描述正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.T1温度下a点表示若想达到平衡,可以采取增大压强的方法
D.c点可表示v(正)<v(逆)
7.H2S水溶液中存在电离平衡H2S⇌H++HS﹣和HS﹣⇌H++S2﹣.若向H2S溶液中( )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH值增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH值减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
8.相同温度下,两种氨水A、B,浓度分别是0.2mol/L和0.1mol/L,则A和B的OH﹣浓度之比( )
A.大于2 B.小于2 C.等于2 D.不能确定
9.关于电解质溶液的正确判断是( )
A.在pH=12的溶液中,K+、Cl﹣、HCO3﹣、Na+可以共存
B.水电离的c(H+)=1×10﹣3mol/L的溶液中:Na+、Fe3+、SO42﹣、Cl﹣
C.由0.l moI/L BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液存在BOH=B++OH﹣
D. =1×10﹣13mol/L 的溶液中:Ba2+、ClO﹣、Cl﹣、NO3﹣
10.一定量的盐酸与过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的:①NaOH固体;②Na2SO4溶液;③KNO3溶液;④H2O;⑤CH3COONa固体;⑥NH4Cl固体;⑦CuSO4固体 ⑧CaCO3固体( )
A.①②⑤⑦ B.②③⑥ C.②③④⑤ D.②④⑤
11.现有常温下四份等体积的酸或碱溶液:①0.01mol/L CH3COOH;②0.01mol/L HCl;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液.以下有关说法正确的是( )
A.将四份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH:③>④>①>②
B.将①、④等体积混合,则混合液的PH为7
C.四份溶液中水的电离程度由大到小的顺序为:③>①=②=④
D.将②加入③至恰好完全反应,则消耗体积为③>②
12.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中五点KW间的关系:B>C>A=D=E
B.若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸
C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加入适量的NH4Cl固体
D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后,溶液显中性
13.用标准氢氧化钠溶液中和醋酸溶液,当溶液的pH值等于7,则此时( )
A.醋酸和氢氧化钠物质的量相等
B.醋酸和氢氧化钠恰好中和
C.氢氧化钠过量
D.醋酸有剩余
14.某学生用碱式滴定管量取0.1mol/L的NaOH溶液,开始时仰视液面读数为1.00mL,取出部分溶液后,俯视液面,读数为11.00mL,该同学在操作中实际取出的液体体积为( )
A.大于10.00 mL B.小于10.00 mL C.等于10.00 mL D.等于11.00 mL
15.下列离子方程式中,属于水解反应的是( )
A.HCOOH+H2O⇌HCOO﹣+H3O+ B.CO2+H2O⇌HCO3﹣+H+
C.CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣ D.HS﹣+H2O⇌S2﹣+H3O+
16.将0.1mol下列物质置于1L水中充分搅拌后,溶液中阴离子数最多的是( )
A.KCl B.Mg(OH)2 C.Na2CO3 D.MgSO4
17.在一定条件下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)分别是10﹣amol/L和10﹣bmol/L,在此温度下,下列说法正确的是( )
A.a<b B.Kw=1.0×10﹣(7+a)
C.a=b D.Kw=1.0×10﹣(b+a)
18.向三份0.1mol•L﹣1NH4Cl溶液中分别加入少量的Mg、NaOH、FeSO4固体(忽略溶液体积变化),则NH4+浓度的变化依次为( )
A.减小、增大、减小 B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大 D.减小、减小、增大
19.常温下,下列溶液的pH大于7的是( )
A.NH4Cl B.Al2(SO4)3 C.NaHCO3 D.Na2SO4
20.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液,其pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A.HX、HY、HZ B.HX、HZ、HY C.HZ、HY、HX D.HY、HZ、HX
二、填空题(共4小题,每空2分,共36分)
21.一定温度下,有①盐酸、②硫酸、③醋酸三种酸 (用①、②、③回答).
(1)当其物质的量浓度相同时,C(H+)由大到小的顺序 ,pH由大到小的顺序是 ,取等体积的上述三种酸溶液,中和NaOH的能力由大到小的顺序是 .
(2)当C(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为 ,取等体积的上述三种酸溶液,加入足量锌,产生的气体体积由大到小的顺序为 ,取等体积等浓度的NaOH溶液完全中和上述三种酸,所需酸溶液体积由大到小的顺序是 .
22.某温度下重水(D2O)的离子积常数为1.6×10﹣15,像定义pH一样来规定pD=﹣lg c(D+),请回答以下问题:
①写出重水的电离方程式 .
②该温度下,重水中的pD= (已知lg2=0.3).
③0.01mol/L的NaOD溶液中pD= .
23.双氧水(H2O2)和水水都是极弱电解质,但H2O2比水更显酸性.
(1)若把H2O2看成是二元弱酸,请写出它在水中的电离方程式:
(2)鉴于H2O2显弱酸性,它能同强碱作用形成正盐,在一定条件下也可以形成酸式盐.请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成正盐的化学方程式:
(3)水电离生成H3O+ 和OH﹣叫做水的自偶电离.同水一样,H2O2也有极微弱的自偶电离,其自偶电离方程式为: .
24.根据题意,完成下列问题.
(1)常温下,将1mL 0.05mol/L的H2SO4溶液加水稀释至100mL,稀释后溶液的PH= .若将PH=5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中C(SO42﹣):C(H+)=
(2)某温度时,测得0.01mol•L﹣1的NaOH溶液的pH为11,该溶液与PH=5的HCl溶液等体积混合(混合后溶液体积变化忽略不计),混合后溶液PH= .
(3)常温下,pH=5的H2SO4溶液中由水电离出的H+的浓度为c1;pH=5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H+的浓度为c2,溶液中= .
(4)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL与pH=3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液体积变化忽略不计),若所得混合溶液呈中性,则a:b= .若所得混合溶液pH=12,则a:b= .
三、实验题(每空2分,共12分)
25.某学生用0.10mol•L﹣1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,取20.00mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂.重复上述滴定操作2~3 次,记录数据如下.
(1)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有 .
A.滴定前平视读数,终点读数时仰视读数
B.锥形瓶水洗后未用用标准盐酸润洗
C.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗
D.标准液漏滴在锥形瓶外一滴
E.滴定前仰视读数,终点滴定后俯视读数
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
(2)若在达到滴定终点时,不慎多加了一滴NaOH溶液(一滴溶液体积约为0.05mL)继续加水到50mL,所得溶液的PH为
(3)如图是向20mL的盐酸中逐渐加入0.1mol/L NaOH溶液时,溶液的pH变化图象,当滴加NaOH溶液为10mL时,该混合液的PH= ,(含Lg表达式),若用该NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
(4)氧化还原滴定﹣﹣取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol•L﹣1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O.表格中记录了实验数据:
数
待测液体积
(mL)
标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
0.50
23.40
第二次
25.00
4.00
23.90
第三次
25.00
5.00
25.10
①滴定时,滴定终点时滴定现象是
②该草酸溶液的物质的量浓度为 .
26.研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义,请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2发生反应,则下列说法正确的是 .
A.若反应速率v(SO2)﹦v(SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol N2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2mol SO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
F.平衡后升高温度,平衡常数K增大
(2)若某温度下,SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)△H=﹣98kJ/mol.开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和10.0mol O2(g),当反应达到平衡时共放出196kJ的热量,该温度下的平衡常数K= (用分数表示).在该温度下,分别将0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定体积的密闭容器中,当SO2转化率为60%时,该反应向 方向进行
(3)在一个2L的密闭容器中充入一定量的SO3发生反应:其中SO3的变化如下图所示:从10 min起,压缩容器为1L,则SO3的变化曲线为 (填图象中的字母序号).
(4)反应N2O4(g)⇌2NO2(g);△H=+57kJ•mol﹣1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示.下列说法正确的是
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.由状态B到状态A,可以用加热的方法
D.若P2>P1,则化学平衡常数KA>KC
(5)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣574KJ/mol
②CH4(g)+4NO (g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=﹣1160KJ/mol
请写出1molCH4还原NO2生成N2、CO2、H2O气态物质的热化学方程式 .
2016-2017学年青海师范大学附中高二(上)期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题包括20小题,每题2分,共40分)
1.己知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的△H=﹣12.1KJ/mol;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的△H=﹣55.6KJ/mol.则HCN在水溶液中电离的△H等于( )
A.﹣67.7 KJ/mol B.﹣43.5 KJ/mol C.+43.5 KJ/mol D.+67.7 KJ/mol
【考点】有关反应热的计算.
【分析】HCN(aq)与NaOH(aq)反应可分为两步:①HCN在水溶液中电离HCN⇌H++CN;②产生的H+与NaOH(aq)反应;利用盖斯定律进行计算,可得HCN在水溶液中电离的反应热.
【解答】解:HCN(aq)+OH﹣(aq)═CN﹣(aq)+H2O(l)△H=﹣12.1KJ/mol…①
H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣55.6KJ/mol…②
用①﹣②可得HCN电离的热化学方程式为:HCN(aq)⇌H+(aq)+CN﹣(aq)△H=﹣12.1KJ/mol﹣(﹣55.6KJ/mol)=+43.5KJ/mol,
故选C.
2.在容积可变的密闭容器中,充入适量X与Y的混合气,一定条件下发生反应:X(气)+3Y(气)⇌2Z(气)若维持温度与压强不变,达平衡时,容器容积为VL,其中Z占10%,下列推断中,正确的是( )
A.原X、Y混合气体积为1.2VL
B.原X、Y混合气体积为1.1VL
C.达平衡时,消耗X体积为0.25VL
D.达平衡时,消耗Y体积为0.05VL
【考点】化学平衡的计算.
【分析】在容积可变的密闭容器中,充入适量X与Y的混合气,若维持温度与压强不变,达平衡时,容器容积为VL,其中Z占10%,Z的体积为0.1VL,利用体积差量法计算气体体积减小,进而计算原混合气体总体积,由于原混合气体中X、Y的体积之比不确定,不能计算平衡时X、Y的体积.
【解答】解:在容积可变的密闭容器中,充入适量X与Y的混合气,若维持温度与压强不变,达平衡时,容器容积为VL,其中Z占10%,Z的体积为0.1VL,则:
X(气)+3Y(气)⇌2Z(气)体积减小△V
2 2
0.1VL 0.1VL
故原X、Y混合气体积为VL+0.1VL=1.1VL,
由于原混合气体中X、Y的体积之比不确定,不能计算平衡时X、Y的体积,
故选:B.
3.在一密闭容器中,反应mA(g)+nB(s)⇌3C(g)达到平衡时,测得C(A)为0.5mol/L在温度不变的情况下,将容积增大一倍,当达到新的平衡时,测得C(A)为0.3mol/L,则下列判断不正确的是( )
A.混合气体密度一定减小 B.平衡一定向逆反应方向移动
C.化学计量数:m+n<3 D.物质C的体积分数减小了
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】在温度不变的情况下,将容积增大一倍,如平衡不移动,则c(A)应为0.25mol/L,而达到平衡时c(A)=0.30mol/L,说明平衡向逆反应方向移动,则有m+n>3,此意解答该题.
【解答】解:A、在温度不变的情况下,将容积增大一倍,如平衡不移动,则c(A)应为0.25mol/L,而达到平衡时c(A)=0.30mol/L,说明平衡向逆反应方向移动,质量反应前后不变,但是容积增大一倍,所以混合气体密度一定减小,故A正确;
B、在温度不变的情况下,将容积增大一倍,如平衡不移动,则c(A)应为0.25mol/L,而达到平衡时c(A)=0.30mol/L,说明平衡向逆反应方向移动,故B正确;
C、在温度不变的情况下,将容积增大一倍,如平衡不移动,则c(A)应为0.25mol/L,而达到平衡时c(A)=0.30mol/L,说明平衡向逆反应方向移动,则有m+n>3,故C错误;
D、平衡向逆反应方向移动,物质C的体积分数减小,故D正确.
故选C.
4.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应A (g)+xB(g)⇌2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的如图所示.下列说法中正确是( )
A.8min前A的平均反应速率为0.08mol/(L•s)
B.30min时扩大容器的体积,40min时升高温度
C.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D.30min和54min的反应的平衡常数相等4
【考点】物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡建立的过程.
【分析】A、反应从开始到8min内A浓度减少了0.64mol/L,根据v=计算v(A);
B.由图象可知,由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知X=1.30min时只有反应速率降低了,反应物与生成物的浓度瞬时降低,反应仍处于平衡状态,故不能是温度变化,而是降低了压强;40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,则增大压强平衡不移动,应是升高温度;
C、由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知X=1.则增大压强平衡不移动,40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,则正反应为放热反应;
D、40min时,改变条件为升高温度,平衡常数发生变化.
【解答】解:A.0~8min内A的浓度减少了0.64mol/L,故v(A)==0.08mol/(L•min),选项中单位不对,故A错误;
B.由图象可知,由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知X=1.30min时只有反应速率降低了,反应物与生成物的浓度瞬时降低,反应仍处于平衡状态,故不能是温度变化,而是降低了压强;40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,增大压强平衡不移动,应是升高温度,故B正确;
C、由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知X=1.则增大压强平衡不移动,40min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,则正反应为放热反应,故C错误;
D、40min时,改变条件平衡向逆反应方向移动,到达平衡时平衡常数减小,故D错误;
故选B.
5.某温度下,向2L恒容密闭容器中充入1.0mol A和1.0mol B,反应A(g)+B(g)⇌C(g)经过一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是( )
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
A.反应在前5s的平均速率v(A)=0.17mol•L﹣1•s﹣1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol•L﹣1,则反应的△H>0
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0mol C,达到平衡时,C的转化率大于80%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.20mol A、0.20mol B和1.0mol C,反应达到平衡前v(正)<v(逆)
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】依据化学平衡三段式列式计算;
A(g)+B(g)⇌C(g)
起始量(mol) 1.0 1.0 0
变化量(mol) 0.20 0.20 0.20
平衡量(mol) 0.80 0.80 0.20
A、依据V(A)=计算;
B、平衡状态A的物质的量为0.8mol,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol•L﹣1,物质的量为0.82mol,物质的量增大,说明平衡逆向进行;
C、等效为起始加入2.0mol A和2.0mol B,与原平衡相比,压强增大,平衡向正反应方向移动,平衡时的AB转化率较原平衡高,故平衡时AB的物质的量小于1.6mol,C的物质的量大于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol C,达到平衡时,C的物质的量大于0.4mol,参加反应的C的物质的量小于1.6mol,据此判断.
D、计算平衡常数,结合起始量计算浓度商计算与平衡常数对比判断反应进行的方向.
【解答】解:A的物质的量达到0.80mol反应达到平衡状态,则
A(g)+B(g)⇌C(g)
起始量(mol) 1.0 1.0 0
变化量(mol) 0.20 0.20 0.20
平衡量(mol) 0.80 0.80 0.20
K==0.625
A、反应在前5s的平均速率v(A)==0.015mol•L﹣1•s﹣1 ,故A错误;
B、保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol•L﹣1,A物质的量为0.41mol/L×2L=0.82mol>0.80mol,说明升温平衡逆向进行,正反应是放热反应,则反应的△H<0,故B错误;
C、等效为起始加入2.0mol A和2.0mol B,与原平衡相比,压强增大,平衡向正反应方向移动,平衡时的AB转化率较原平衡高,故平衡时AB的物质的量小于1.6mol,C的物质的量大于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol C,达到平衡时,C的物质的量大于0.4mol,参加反应的C的物质的量小于1.6mol,转化率下雨80%,故C错误;
D、相同温度下,起始时向容器中充入0.20mol A、0.20mol B和1.0mol C,Qc==50>K,反应逆向进行,反应达到平衡前v(正)<v(逆),故D正确;
故选D.
6.有一反应:2A+B⇌2C,其中A、B、C均为气体,下图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线,x轴表示温度,y轴表示B的转化率,图中有a、b、c三点,如图所示,则下列描述正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.T1温度下a点表示若想达到平衡,可以采取增大压强的方法
D.c点可表示v(正)<v(逆)
【考点】转化率随温度、压强的变化曲线.
【分析】由图象可以看出,随着温度的升高,B的转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,则反应为吸热反应,处于曲线上的点为平衡状态,以此解答该题.
【解答】解:A.随着温度的升高,B的转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,则反应为吸热反应,故A错误;
B.b点处于平衡状态,混合气体的平均摩尔质量不再变化,故B正确;
C.增大压强平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,而a点表示若想达到平衡,应是平衡向B的转化率减小的方向移动,应减小压强,故C错误;
D.c点未处于平衡状态,要达到平衡,反应应向B的转化率增大的方向移动,即向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,故D错误.
故选B.
7.H2S水溶液中存在电离平衡H2S⇌H++HS﹣和HS﹣⇌H++S2﹣.若向H2S溶液中( )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH值增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH值减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【分析】A.加水稀释促进弱电解质电离;
B.硫化氢和二氧化硫反应生成硫和水,亚硫酸酸性大于氢硫酸;
C.氯气和硫化氢反应生成硫和盐酸,盐酸酸性大于氢硫酸;
D.硫化氢和硫酸铜反应生成硫酸和硫化铜,硫酸酸性大于氢硫酸.
【解答】解:A.加水稀释促进硫化氢电离,但氢离子浓度减小,故A错误;
B.二氧化硫和硫化氢反应方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,通入过量二氧化硫平衡向左移动,二氧化硫和水反应方程式为H2O+SO2=H2SO3,亚硫酸酸性大于氢硫酸,所以溶液的pH减小,故B错误;
C.氯气和硫化氢反应方程式为Cl2+H2S=S↓+2HCl,通入氯气平衡向左移动,盐酸的酸性大于氢硫酸,所以溶液的pH减小,故C正确;
D.加入硫酸铜溶液发生反应CuSO4+H2S=H2SO4+CuS↓,硫酸的酸性大于氢硫酸,所以氢离子浓度增大,故D错误;
故选C.
8.相同温度下,两种氨水A、B,浓度分别是0.2mol/L和0.1mol/L,则A和B的OH﹣浓度之比( )
A.大于2 B.小于2 C.等于2 D.不能确定
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【分析】弱电解质溶液中,弱电解质的浓度越大,其电离程度越小,浓度越小,其电离程度越大.
【解答】解:一水合氨是弱电解质,在溶液里存在电离平衡,氨水的浓度越大,一水合氨的电离程度越小,浓度越小,一水合氨的电离程度越大,
A瓶氨水的浓度是B瓶氨水的浓度的2倍,因弱电解质的浓度越小,电离程度越大,故A瓶氨水的电离度比B瓶氨水的电离度小,
所以A、B两瓶氨水中[OH﹣]之比小于2,
故选:B.
9.关于电解质溶液的正确判断是( )
A.在pH=12的溶液中,K+、Cl﹣、HCO3﹣、Na+可以共存
B.水电离的c(H+)=1×10﹣3mol/L的溶液中:Na+、Fe3+、SO42﹣、Cl﹣
C.由0.l moI/L BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液存在BOH=B++OH﹣
D. =1×10﹣13mol/L 的溶液中:Ba2+、ClO﹣、Cl﹣、NO3﹣
【考点】离子共存问题.
【分析】A.在pH=12的溶液呈碱性;
B.水电离的c(H+)=1×10﹣3mol/L的溶液,水的电离被促进,为盐溶液;
C.0.l moI/L BOH溶液的pH=10,为弱碱.
D. =1×10﹣13mol/L 的溶液呈碱性.
【解答】解:A.在pH=12的溶液呈碱性,碱性条件下HCO3﹣不能大量共存,故A错误;
B.水电离的c(H+)=1×10﹣3mol/L的溶液,水的电离被促进,为盐溶液,Fe3+易水解,则不能大量共存,故B错误;
C.0.l moI/L BOH溶液的pH=10,为弱碱,则电离方程式为BOH⇌B++OH﹣,故C错误;
D. =1×10﹣13mol/L 的溶液呈碱性,碱性条件下离子之间不发生反应,可大量共存,故D正确.
故选D.
10.一定量的盐酸与过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的:①NaOH固体;②Na2SO4溶液;③KNO3溶液;④H2O;⑤CH3COONa固体;⑥NH4Cl固体;⑦CuSO4固体 ⑧CaCO3固体( )
A.①②⑤⑦ B.②③⑥ C.②③④⑤ D.②④⑤
【考点】化学反应速率的影响因素.
【分析】减缓反应速率应使盐酸溶液的浓度降低,因铁粉过量,如不影响生成氢气的总量,则所加入物质不能改变酸溶液所能电离出的H+离子总物质的量.
【解答】解:①NaOH固体能与盐酸反应,减小生成氢气的总量,故①错误;
②Na2SO4溶液使盐酸溶液的浓度降低,反应速率减小,且不影响生成氢气的总量,故②正确;
③KNO3溶液在酸性条件下具有强氧化性,与铁反应不生成氢气,故③错误;
④加入H2O使盐酸溶液的浓度降低,反应速率减小,且不影响生成氢气的总量,故④正确;
⑤CH3COONa固体与盐酸反应生成弱电解质,溶液H+离子浓度降低,但不影响生成氢气的总量,故⑤正确;
⑥NH4Cl固体对溶液的浓度没有影响,不能改变反应速率,故⑥错误;
⑦CuSO4固体与铁反应生成Cu,从而形成原电池加快反应速率,故⑦错误;
⑧CaCO3固体与盐酸反应,影响生成氢气的总量,故⑧错误.
则正确的有②④⑤.
故选D.
11.现有常温下四份等体积的酸或碱溶液:①0.01mol/L CH3COOH;②0.01mol/L HCl;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液.以下有关说法正确的是( )
A.将四份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH:③>④>①>②
B.将①、④等体积混合,则混合液的PH为7
C.四份溶液中水的电离程度由大到小的顺序为:③>①=②=④
D.将②加入③至恰好完全反应,则消耗体积为③>②
【考点】pH的简单计算.
【分析】四份溶液中溶质都是抑制水的电离的,①中CH3COOH电离出的H+浓度最小,②③④中电离出的H+、OH﹣浓度都为0.01 mol•L﹣1,其中醋酸和一水合氨为弱电解质,加水促进电离,结合浓度对弱电解质的电离的影响解答该题.
【解答】解:A.将四份溶液稀释相同倍数后溶液的pH:氨水存在电离平衡,溶液中氢氧根离子浓度大于氢氧化钠溶液中氢氧根离子,③>④,同浓度醋酸和盐酸稀释相同倍数,醋酸存在电离平衡,不能完全电离,醋酸溶液中氢离子浓度小于盐酸溶液中的氢离子浓度,所以溶液pH①>②,故A正确;
B.若将①、④等体积混合,醋酸和氢氧化钠恰好反应生成醋酸钠,溶液呈碱性,故B错误;
C.四份溶液中溶质都是抑制水的电离的,其中②③④中H+、OH﹣浓度相等,对水的电离的抑制也相等,且大,①中CH3COOH电离出的H+浓度最小,因此其中水的电离程度最小,水的电离程度:①>②,故C错误;
D.一水合氨为弱电解质,②③若等体积混合后溶液呈碱性,0.01mol/L HCl和pH=12的氨水比较,前者的浓度小,所以恰好完全反应,则消耗体积为③<②,故D错误;
故选A.
12.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中五点KW间的关系:B>C>A=D=E
B.若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸
C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加入适量的NH4Cl固体
D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后,溶液显中性
【考点】水的电离.
【分析】A、ADE都处于250C时,Kw相等,然后比较B、E两点的c(H+)和c(OH﹣)的大小,依次比较Kw的大小;
B、从A点到D点c(H+)变大,但c(OH﹣)变小,温度不变,Kw不变;
C、从A点到C点c(H+)和c(OH﹣)的变化判断Kw的变化,依次判断温度的变化;
D、根据B点时Kw计算酸与碱溶液中c(H+)和c(OH﹣),然后判断溶液的酸碱性.
【解答】解:A、ADE都处于250C时,Kw相等,B点c(H+)和c(OH﹣)都大于E点的c(H+)和c(OH﹣),并且C点的c(H+)和c(OH﹣)大于A点c(H+)和c(OH﹣),c(H+)和c(OH﹣)越大,Kw越大,故B>C>A=D=E,故A正确;
B、加酸,c(H+)变大,但c(OH﹣)变小,但温度不变,Kw不变,故B正确;
C、若从A点到C点,c(H+)变大,c(OH﹣)变大,Kw增大,温度应升高,故C错误;
D、若处在B点时,Kw=1×10﹣12,pH=2的硫酸中c(H+)=10﹣2mol/L,pH=10的KOH中c(OH﹣)=10﹣2mol•L﹣1,等体积混合,恰好中和,溶液显中性,故D正确;
故选C.
13.用标准氢氧化钠溶液中和醋酸溶液,当溶液的pH值等于7,则此时( )
A.醋酸和氢氧化钠物质的量相等
B.醋酸和氢氧化钠恰好中和
C.氢氧化钠过量
D.醋酸有剩余
【考点】电解质在水溶液中的电离;中和滴定.
【分析】用标准氢氧化钠溶液中和醋酸溶液,当溶液的pH值等于7,说明溶液呈中性,则溶液中存在:c(H+))=c(OH﹣),醋酸为弱电解质,不能完全电离,氢氧化钠为强电解质,能完全电离,据此即可解答.
【解答】解:A.用标准氢氧化钠溶液中和醋酸溶液,若醋酸和氢氧化钠的物质的量相等恰好反应,产物为醋酸钠和水,由于生成物醋酸钠水解,溶液显碱性,与题干呈中性矛盾,故A错误;
B.用标准氢氧化钠溶液中和醋酸溶液,当溶液的pH值等于7,根据电荷守恒c(CH3COO﹣)+c(OH﹣)=c(Na+)+c(H+)可知,当c(CH3COO﹣)=c(Na+)时,c(OH﹣)=c(H+),即溶液显中性,因醋酸为弱电解质,不能完全电离,氢氧化钠为强电解质,能完全电离,所以此时醋酸应该是过量的,醋酸和氢氧化钠不是恰好中和,故B错误;
C.用标准氢氧化钠溶液中和醋酸溶液,若醋酸和氢氧化钠的物质的量相等,产物为醋酸钠和水,由于生成物醋酸钠水解,溶液显碱性,当氢氧化钠过量时,溶液呈碱性,且碱性增强,故C错误;
D.用标准氢氧化钠溶液中和醋酸溶液,若醋酸和氢氧化钠的物质的量相等,产物为醋酸钠和水,由于生成物醋酸钠水解,溶液显碱性,题干要求溶液的pH值等于7,须醋酸过量,故D正确;
故选D.
14.某学生用碱式滴定管量取0.1mol/L的NaOH溶液,开始时仰视液面读数为1.00mL,取出部分溶液后,俯视液面,读数为11.00mL,该同学在操作中实际取出的液体体积为( )
A.大于10.00 mL B.小于10.00 mL C.等于10.00 mL D.等于11.00 mL
【考点】计量仪器及使用方法.
【分析】根据滴定管的使用方法和仰视和俯视产生误差的具体情况进行解题,俯视读数偏低,仰视读数偏高.
【解答】解:仰视凹液面的最低处时,看到的读数偏大,如果读数为1.00mL,实际小于1.00mL,假设为0.90mL;俯视凹液面的最低处,看到的读数偏小,由凹液面的最低处读数为11.00mL,实际比11.00mL大,假设12.00mL,所以倾出液体的体积是12.00mL﹣0.90mL=11.1mL,大于10.00m L,
所以A正确,
故选A.
15.下列离子方程式中,属于水解反应的是( )
A.HCOOH+H2O⇌HCOO﹣+H3O+ B.CO2+H2O⇌HCO3﹣+H+
C.CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣ D.HS﹣+H2O⇌S2﹣+H3O+
【考点】盐类水解的原理.
【分析】弱离子水解反应的实质是:弱离子和水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的过程,水解方程式用可逆号.
【解答】解:A、是甲酸的电离方程式,故A错误;
B、是碳酸的一级电离方程式,故B错误;
C、是碳酸根的水解方程式,故C正确;
D、是硫氢根离子的电离方程式,故D错误.
故选C.
16.将0.1mol下列物质置于1L水中充分搅拌后,溶液中阴离子数最多的是( )
A.KCl B.Mg(OH)2 C.Na2CO3 D.MgSO4
【考点】电解质在水溶液中的电离.
【分析】根据盐类的水解和物质的溶解度思考.
【解答】解:对于A和D,由于KCl和MgSO4溶于水并完全电离,所以n(Cl﹣)=n(SO42﹣)=0.1mol l(水电离出的OH﹣可忽略);对于B,B中的Mg(OH)2在水中难溶,故溶液中n(OH﹣)<0.1mol;对于C,在Na2CO3溶液中,由于CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣,阴离子数目会增加,即阴离子物质的量大于0.1mol.由上分析,Na2CO3溶液中的阴离子数目最多,C项正确.
故答案为C.
17.在一定条件下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)分别是10﹣amol/L和10﹣bmol/L,在此温度下,下列说法正确的是( )
A.a<b B.Kw=1.0×10﹣(7+a)
C.a=b D.Kw=1.0×10﹣(b+a)
【考点】pH的简单计算.
【分析】由水电离出来的c(H+)=c(OH﹣),硫酸铁溶液中铁离子水解促进水的电离,硫酸抑制水的电离,两者pH值相同,说明硫酸电离出的氢离子浓度与硫酸铁中水电离的氢离子浓度相同,据此解答即可.
【解答】解:酸能抑制水的电离,而盐的水解能促进水的电离,故硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)10﹣amol/L小于10﹣bmol/L即a>b,故AC均错误;
硫酸中水电离出来的c(H+)=c(OH﹣)=1.0×10﹣amol/L,硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)是1.0×10﹣bmol/L,则硫酸中c(H+)是1.0×10﹣bmol/L,则Kw=c(H+)×c(OH﹣)=1.0×10﹣a×1.0×10﹣b=1.0×10﹣(a+b),故D正确.
故选D.
18.向三份0.1mol•L﹣1NH4Cl溶液中分别加入少量的Mg、NaOH、FeSO4固体(忽略溶液体积变化),则NH4+浓度的变化依次为( )
A.减小、增大、减小 B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大 D.减小、减小、增大
【考点】影响盐类水解程度的主要因素.
【分析】氯化铵强酸弱碱盐,其溶液显示酸性,加入了金属镁,消耗了溶液中的氢离子,促进了水解,铵离子浓度减小;
加入了氢氧化钠,铵离子结合了氢氧化钠中的氢氧根离子生成弱电解质氨水,溶液中铵离子浓度减小;
加入硫酸亚铁固体,硫酸亚铁是也是强酸弱碱盐,水解显示酸性,抑制了铵离子的水解,溶液中铵离子浓度增大,
据此进行分析即可.
【解答】解:由于氯化铵强酸弱碱盐,其溶液显示酸性,加入了金属镁,消耗了溶液中的氢离子,促进了水解,铵离子浓度减小;
加入了氢氧化钠,铵离子结合了氢氧化钠中的氢氧根离子生成弱电解质氨水,溶液中铵离子浓度减小;
加入硫酸亚铁固体,硫酸亚铁是也是强酸弱碱盐,水解显示酸性,抑制了铵离子的水解,溶液中铵离子浓度增大,
所以加入少量的Mg、NaOH、FeSO4固体(忽略溶液体积变化),则NH4+浓度的变化依次为减小、减小、增大,
故选D.
19.常温下,下列溶液的pH大于7的是( )
A.NH4Cl B.Al2(SO4)3 C.NaHCO3 D.Na2SO4
【考点】盐类水解的应用.
【分析】常温下,下列溶液的pH大于7的溶液显碱性,是碱溶液或强碱弱酸盐溶液,据此分析.
【解答】解:A、氯化铵是强酸弱碱盐,其溶液水解显酸性,pH小于7,故A错误;
B、硫酸铝是强酸弱碱盐,其水溶液水解显酸性,pH小于7,故B错误;
C、碳酸氢钠是强碱弱酸盐,碳酸氢根在溶液中既能水解又能电离,且水解大于电离,故溶液显碱性,即pH大于7,故C正确;
D、硫酸钠是强酸强碱的正盐,在溶液中不能电离出氢离子或氢氧根,也不能水解,故溶液显中性,故D错误.
故选C.
20.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液,其pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A.HX、HY、HZ B.HX、HZ、HY C.HZ、HY、HX D.HY、HZ、HX
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【分析】酸的酸性越强,其酸根离子水解程度越小;酸根离子水解程度越小,相同浓度的钠盐溶液pH越小,据此确定三种酸的酸性强弱.
【解答】解:酸的酸性越强,其酸根离子水解程度越小;酸根离子水解程度越小,相同浓度的钠盐溶液pH越小,物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液,其pH分别为8、9、10,说明X﹣、Y﹣、Z﹣的水解程度逐渐增大,酸性:HX>HY>HZ;则由强到弱的顺序是HX、HY、HZ,
故选A.
二、填空题(共4小题,每空2分,共36分)
21.一定温度下,有①盐酸、②硫酸、③醋酸三种酸 (用①、②、③回答).
(1)当其物质的量浓度相同时,C(H+)由大到小的顺序 ②>①>③ ,pH由大到小的顺序是 ③>①>② ,取等体积的上述三种酸溶液,中和NaOH的能力由大到小的顺序是 ②>①=③ .
(2)当C(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为 ③>①>② ,取等体积的上述三种酸溶液,加入足量锌,产生的气体体积由大到小的顺序为 ③>①=② ,取等体积等浓度的NaOH溶液完全中和上述三种酸,所需酸溶液体积由大到小的顺序是 ②=①>③ .
【考点】pH的简单计算.
【分析】(1)物质的量浓度相等的酸,硫酸和氯化氢是强电解质,完全电离,醋酸是一元弱酸,部分电离,据此确定氢离子浓度大小;同体积的三种酸,中和NaOH能力与氢的物质的量成之比,氢的物质的量越大,需要的氢氧化钠的物质的量越大;
(2)如果酸是强电解质,一元酸的浓度与氢离子浓度相等,二元酸的浓度为氢离子浓度的一半;如果酸是弱电解质,一元酸的浓度大于氢离子浓度;当c(H+)相同、体积相同时,盐酸、硫酸完全电离,只有醋酸为弱电解质,部分在继续电离.
【解答】解:(1)氯化氢和硫酸是强电解质,在水中完全电离,盐酸是一元酸,所以盐酸中c(H+)=c(HCl),硫酸是二元酸,硫酸溶液中c(H+)=2c(H2SO4),醋酸是一元弱酸,所以醋酸溶液中c(H+)<c(CH3COOH),所以等物质的量浓度的三种酸,氢离子浓度大小顺序是:②>①>③,氢离子浓度越大,则pH越小,即pH由大到小的顺序是③>①>②;取等体积的上述三种酸溶液,中和NaOH能力与氢的物质的量成之比,氢的物质的量越大,需要的氢氧化钠的物质的量越大,中和NaOH的能力由大到小的顺序是②>①=③;
故答案为:②>①>③;③>①>②;②>①=③;
(2)氯化氢和硫酸是强电解质,盐酸是一元酸,硫酸是二元酸,醋酸是弱电解质且是一元酸,所以盐酸中氢离子浓度与酸的浓度相等,硫酸中氢离子浓度是硫酸的浓度的2倍,醋酸中氢离子浓度小于醋酸的浓度,所以如果氢离子浓度相等时,物质的量浓度由大到小的顺序为③>①>②,c(H+)相同、体积相同时,盐酸、硫酸完全电离,只有醋酸在继续电离,则分别加入足量锌,相同状况产生的气体体积由大到小的顺序为③>①=②;氢离子浓度相等时,物质的量浓度由大到小的顺序为③>①>②,取等体积等浓度的NaOH溶液完全中和上述三种酸,所需酸溶液体积由大到小的顺序是②=①>③;
故答案为:③>①>②;③>①=②;②=①>③.
22.某温度下重水(D2O)的离子积常数为1.6×10﹣15,像定义pH一样来规定pD=﹣lg c(D+),请回答以下问题:
①写出重水的电离方程式 D2O⇌D++OD﹣ .
②该温度下,重水中的pD= 7.4 (已知lg2=0.3).
③0.01mol/L的NaOD溶液中pD= 12.8 .
【考点】pH的简单计算.
【分析】①重水是弱电解质,不能完全电离;
②根据重水D2O的离子积为1.6×10﹣15,结合pD=﹣lgc(D+)解答;
③c(OD﹣)=10﹣2,根据c(D+)•c(OD﹣)=1.6×10﹣15,求c(D+)以及PD.
【解答】解:①重水是弱电解质,不能完全电离,即D2O⇌D++OD﹣,故答案为:D2O⇌D++OD﹣;
②中性溶液中,重水电离出的重氢离子和重氢氧根离子浓度相等,重水(D2O)的离子积为c(D+)•c(OD﹣)=1.6×10﹣15,则c(D+)=c(OD﹣)=4×10﹣8mol/L,pD=﹣lgc(D+)=﹣lg4×10﹣8=8﹣2lg2=7.4;故答案为:7.4;
③在1LD2O中溶解0.01mol NaOH(设溶液的体积为1L),则为0.01mol/LNaOH的D2O溶液,重水(D2O)的离子积为c(D+)•c(OH﹣)=1.6×10﹣15,c(D+)==1.6×10﹣13,与pD=12.8,故答案为:12.8.
23.双氧水(H2O2)和水水都是极弱电解质,但H2O2比水更显酸性.
(1)若把H2O2看成是二元弱酸,请写出它在水中的电离方程式: H2O2⇌H++HO2﹣、HO2﹣⇌H++O22﹣
(2)鉴于H2O2显弱酸性,它能同强碱作用形成正盐,在一定条件下也可以形成酸式盐.请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成正盐的化学方程式: H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O
(3)水电离生成H3O+ 和OH﹣叫做水的自偶电离.同水一样,H2O2也有极微弱的自偶电离,其自偶电离方程式为: H2O2+H2O2⇌H3O2++HO2﹣ .
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【分析】(1)双氧水可以可作是二元弱酸,说明双氧水分子能发生两步电离;
(2)双氧水和氢氧化钡生成盐和水;
(3)根据水的电离方程式书写双氧水的自偶电离方程式.
【解答】解:(1)双氧水可以可作是二元弱酸,说明双氧水分子能发生两步电离,其电离方程式为H2O2⇌H++HO2﹣、HO2﹣⇌H++O22﹣,故答案为:H2O2⇌H++HO2﹣、HO2﹣⇌H++O22﹣;
(2)双氧水和氢氧化钡生成盐和水,反应方程式为H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O,故答案为:H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O;
(3)根据水的电离方程式书写双氧水的自偶电离方程式,电离方程式为H2O2+H2O2⇌H3O2++HO2﹣,故答案为:H2O2+H2O2⇌H3O2++HO2﹣.
24.根据题意,完成下列问题.
(1)常温下,将1mL 0.05mol/L的H2SO4溶液加水稀释至100mL,稀释后溶液的PH= 3 .若将PH=5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中C(SO42﹣):C(H+)= 1:10
(2)某温度时,测得0.01mol•L﹣1的NaOH溶液的pH为11,该溶液与PH=5的HCl溶液等体积混合(混合后溶液体积变化忽略不计),混合后溶液PH= 10.7 .
(3)常温下,pH=5的H2SO4溶液中由水电离出的H+的浓度为c1;pH=5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H+的浓度为c2,溶液中= 1:10000 .
(4)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL与pH=3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液体积变化忽略不计),若所得混合溶液呈中性,则a:b= 1:100 .若所得混合溶液pH=12,则a:b= 11:90 .
【考点】pH的简单计算.
【分析】(1)1mL0.05mol/L的H2SO4溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,加水稀释至100mL后,溶液体积变为100倍,则氢离子浓度变为原来的;稀释过程中硫酸的物质的量不变,当溶液接近中性时要考虑水的电离,所以将pH=5的硫酸溶液稀释500倍后,溶液中的SO42﹣的浓度成比例下降,但H+浓度降到10﹣7mol/L便不再下降;
(2)0.01mol•L﹣1的NaOH溶液中氢氧根浓度为0.01mol/L,而pH为11,即氢离子浓度为10﹣11mol/L,则可知该温度下水的离子积Kw=10﹣13,将0.01mol•L﹣1的NaOH溶液与pH=5的盐酸等体积混合后,溶液显碱性,根据c(OH﹣)=来计算;
(3)pH=5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度为c1==10﹣9mol/L,pH=5的Al2(SO4)3溶液溶液中由水电离出的H+浓度为c2=10﹣5mol/L;
(4)若所得混合溶液呈中性,aL×0.1mol/L=bL×0.001mol/L;若所得混合溶液pH=12,则碱过量,所以=0.01mol/L.
【解答】解:(1)1mL0.05mol/L的H2SO4溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,加水稀释至100mL后,溶液体积变为100倍,则氢离子浓度变为原来的,即稀释后氢离子浓度为10﹣3mol/L,则pH=3;pH为5的溶液中氢离子浓度为:c(H+)=1×10﹣5mol/L,硫酸根离子的浓度为:c(SO42﹣)=5×10﹣6mol/L,
溶液稀释500倍后,氢离子浓度不可能小于1×10﹣7mol/L,只能无限接近1×10﹣7mol/L,而硫酸根离子浓度为:c(SO42﹣)=1×10﹣8mol/L,
所以稀释后溶液中硫酸根离子与氢离子浓度之比为:1×10﹣8mol/L:1×10﹣7mol/L=1:10.
故答案为:3;1:10;
(2)0.01mol•L﹣1的NaOH溶液中氢氧根浓度为0.01mol/L,而pH为11,即氢离子浓度为10﹣11mol/L,则可知该温度下水的离子积Kw=10﹣13.将0.01mol•L﹣1的NaOH溶液与pH=5的盐酸等体积混合后,氢氧化钠过量,溶液显碱性,故混合溶液中c(OH﹣)==≈5×10﹣3mol/L,则溶液中c(H+)==2×10﹣11mol/L,则pH=﹣lg2×10﹣11=10.7,故答案为:10.7;
(3)硫酸溶液中的氢氧根离子、硫酸铝溶液中的氢离子是水电离的,pH=5的硫酸溶液中由水电离出的H+浓度为c1==10﹣9mol/L,pH=5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H+浓度为c2=10﹣5mol/L,则c1:c2=10﹣9mol/L:10﹣5mol/L=1:10000,
故答案为:1:10000;
(4)若所得混合溶液呈中性,则硫酸中的氢离子与氢氧化钡的氢氧根离子的物质的量相等,即:aL×0.1mol/L=bL×0.001mol/L,解得a:b=1:100;
若所得混合溶液pH=12,溶液显示碱性,碱过量,则: =0.01mol/L,解得a:b=11:90,
故答案为:1:100;11:90.
三、实验题(每空2分,共12分)
25.某学生用0.10mol•L﹣1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,取20.00mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂.重复上述滴定操作2~3 次,记录数据如下.
(1)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有 ADF .
A.滴定前平视读数,终点读数时仰视读数
B.锥形瓶水洗后未用用标准盐酸润洗
C.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗
D.标准液漏滴在锥形瓶外一滴
E.滴定前仰视读数,终点滴定后俯视读数
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
(2)若在达到滴定终点时,不慎多加了一滴NaOH溶液(一滴溶液体积约为0.05mL)继续加水到50mL,所得溶液的PH为 10
(3)如图是向20mL的盐酸中逐渐加入0.1mol/L NaOH溶液时,溶液的pH变化图象,当滴加NaOH溶液为10mL时,该混合液的PH= 1+lg3 ,(含Lg表达式),若用该NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是 D
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
(4)氧化还原滴定﹣﹣取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol•L﹣1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O.表格中记录了实验数据:
数
待测液体积
(mL)
标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
0.50
23.40
第二次
25.00
4.00
23.90
第三次
25.00
5.00
25.10
①滴定时,滴定终点时滴定现象是 锥形瓶中溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色
②该草酸溶液的物质的量浓度为 0.2 mol/L .
【考点】中和滴定.
【分析】(1)根据c(待测)=分析不当操作对V(标准)的影响,以此判断浓度的误差;
(2)终点时不慎多加了1滴NaOH溶液,即0.05mL,继续加水至50mL,反应后溶液中c(OH﹣)=×0.1mol.L﹣1=10﹣4mol.L﹣1,根据c(H+)c(OH﹣)=10﹣14计算c(H+),进而计算所得溶液的pH;
(3)依据H++OH﹣=H2O计算剩余氢离子浓度,依据pH=﹣lg[H+]计算溶液pH值;强碱滴定弱酸,恰好中和生成强碱弱酸盐,强碱弱酸盐水解显碱性,应选择酚酞作指示剂;
(4)①根据高锰酸钾为紫色溶液,滴定结束前溶液为无色,滴定结束时溶液变成紫红色解答;
②先判断滴定数据的有效性,然后计算出消耗标准液的平均体积,再根据c(待测)=计算出待测液的浓度.
【解答】解:(1)A.滴定前平视读数,终点读数时仰视读数,导致消耗的标准液体积偏大,所测溶液浓度偏高,故A选;
B.锥形瓶水洗后未用用标准盐酸润洗,使用操作正确,消耗的标准液体积准确,溶液浓度准确,故B不选;
C.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗,导致待测液浓度变稀,消耗的标准液体积偏小,溶液浓度偏低,故不选;
D.标准液漏滴在锥形瓶外一滴,导致消耗的标准液体积偏大,溶液浓度偏高,故D选;
E.滴定前仰视读数,终点滴定后俯视读数,导致消耗的标准液体积偏小,溶液浓度偏低,故E不选;
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,导致消耗的标准液体积偏大,溶液浓度偏高,故F选;
故选:ADF;
(2)终点时不慎多加了1滴NaOH溶液,即0.05mL,继续加水至50mL,反应后溶液中c(OH﹣)=×0.1mol.L﹣1=10﹣4mol.L﹣1,
根据c(H+)c(OH﹣)=10﹣14,则c(H+)=10﹣10mol/L,pH=10,
故答案为:10;
(3)由溶液的pH变化图象起点可知,当还没加人氢氧化钠溶液时,此时pH=1,则C(HCl)=0.1mol/L,当滴加氢氧化钠溶液为10mL时,盐酸没反应完,此时溶液中C(H+)==,该混合液的pH=1+lg3.若用该氢氧化钠溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完成时,生成醋酸钠,因为水解溶液呈碱性,所以只能选择酚酞作指示剂,故选:D;
故答案为:pH=1+lg3; D;
(4)①草酸溶液为无色,滴入高锰酸钾发生氧化还原反应,高锰酸根离子被还原,当加入最后一滴,溶液出现紫红色,且半分钟不褪色,说明草酸恰好反应完全,达到滴定终点;
故答案为:锥形瓶中溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色;
②第一次滴定消耗标准液体积为:(23.40﹣0.50)mL=22.90mL,第二次滴定消耗标准液体积为:(23.90﹣4.00)mL=19.90mL,第三次滴定消耗标准液体积为:(25.10﹣5.00)mL=20.10mL,可见第一次数据误差较大,后2次滴定的数据都是有效的,消耗标准液的平均体积为:(19.90+20.10)÷2=
20.10mL,高锰酸钾的物质的量为:0.10mol/L×0.020L=0.0020mol,根据反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O可知,n(H2C2O4)=n(KMnO4)=0.005mol,
待测液草酸的物质的量浓度为: =0.2 mol•L﹣1,
故答案为:0.2 mol•L﹣1.
26.研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义,请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2发生反应,则下列说法正确的是 DE .
A.若反应速率v(SO2)﹦v(SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol N2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2mol SO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
F.平衡后升高温度,平衡常数K增大
(2)若某温度下,SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)△H=﹣98kJ/mol.开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和10.0mol O2(g),当反应达到平衡时共放出196kJ的热量,该温度下的平衡常数K= (用分数表示).在该温度下,分别将0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定体积的密闭容器中,当SO2转化率为60%时,该反应向 逆 方向进行
(3)在一个2L的密闭容器中充入一定量的SO3发生反应:其中SO3的变化如下图所示:从10 min起,压缩容器为1L,则SO3的变化曲线为 c (填图象中的字母序号).
(4)反应N2O4(g)⇌2NO2(g);△H=+57kJ•mol﹣1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示.下列说法正确的是 C
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.由状态B到状态A,可以用加热的方法
D.若P2>P1,则化学平衡常数KA>KC
(5)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣574KJ/mol
②CH4(g)+4NO (g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=﹣1160KJ/mol
请写出1molCH4还原NO2生成N2、CO2、H2O气态物质的热化学方程式 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ/mol .
【考点】化学平衡的计算;化学平衡状态的判断.
【分析】(1)A.若反应速率v(SO2)﹦v(SO3),反应方向未知导致无法确定是否达到平衡状态;
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol N2,反应物和生成物浓度不变,平衡不移动;
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,加入的该物质转化率降低;
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡正向移动;
E.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2mol SO3,相当于增大压强,平衡正向移动;
F.该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动;
(2)1molSO2完全反应放出98kJ热量,则放出196kJ热量时消耗二氧化硫2mol,消耗氧气1mol,开始时c(SO2)==0.04mol/L,c(O2)==0.1mol/L,
该反应中SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)
开始(mol/L)0.04 0.1 0
反应(mol/L)0.02 0.01 0.02
平衡(mol/L)0.02 0.09 0.02
化学平衡常数K=;
在该温度下,分别将0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定体积的密闭容器中,当SO2转化率为60%时,
剩余的c(SO2)=0.2mol/L×(1﹣60%)=0.08mol/L,c(O2)=0.1mol/L﹣0.2mol/L×60%×=0.04mol/L,生成的c(SO3)=0.2mol/L×60%=0.12mol/L,
根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向;
(3)在一个2L的密闭容器中充入一定量的SO3发生反应:其中SO3的变化如下图所示:从10 min起,压缩容器为1L,容器体积减小导致10min时c(SO3)增大但n(SO3)不变,增大压强平衡正向移动,n(SO3)逐渐增大;
(4)A.A点压强小于C点,压强越大,反应速率越大;
B.增大压强平衡逆向移动,但C点二氧化氮浓度大于A点;
C.由状态B到状态A,压强不变,应该升高温度;
D.化学平衡常数只与温度有关;
(5)将方程式得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H进行相应的改变.
【解答】解:(1)A.若反应速率v(SO2)﹦v(SO3),反应方向未知导致无法确定是否达到平衡状态,故A错误;
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol N2,氮气不参加反应,则反应物和生成物浓度不变,平衡不移动,则反应速率不变,故B错误;
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,加入的该物质转化率降低,其它的气体反应物转化率增大,故C错误;
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡正向移动,则反应物含量降低,生成物含量增大,故D正确;
E.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2mol SO3,相当于增大压强,平衡正向移动,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大,故E正确;
F.该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小,故F错误;
故选DE;
(2)1molSO2完全反应放出98kJ热量,则放出196kJ热量时消耗二氧化硫2mol,消耗氧气1mol,开始时c(SO2)==0.04mol/L,c(O2)==0.1mol/L,
该反应中SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)
开始(mol/L)0.04 0.1 0
反应(mol/L)0.02 0.01 0.02
平衡(mol/L)0.02 0.09 0.02
化学平衡常数K===;
在该温度下,分别将0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定体积的密闭容器中,当SO2转化率为60%时,
剩余的c(SO2)=0.2mol/L×(1﹣60%)=0.08mol/L,c(O2)=0.1mol/L﹣0.2mol/L×60%×=0.04mol/L,生成的c(SO3)=0.2mol/L×60%=0.12mol/L,
浓度商==7.5>,平衡逆向移动,
故答案为:;逆;
(3)在一个2L的密闭容器中充入一定量的SO3发生反应:其中SO3的变化如下图所示:从10 min起,压缩容器为1L,容器体积减小导致10min时c(SO3)增大但n(SO3)不变,增大压强平衡正向移动,n(SO3)逐渐增大,所以选c,故答案为:c;
(4)A.A点压强小于C点,压强越大,反应速率越大,所以反应速率A<C,故A错误;
B.增大压强平衡逆向移动,但C点二氧化氮浓度大于A点,所以颜色A点浅、C点深,故B错误;
C.由状态B到状态A,压强不变,该反应的正反应是吸热反应,升高温度二氧化氮含量增大,则应该升高温度,故C正确;
D.化学平衡常数只与温度有关,A、C点温度相同则平衡常数相同,故D错误;
故选C;
(5)将方程式得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣kJ/mol=﹣867kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ/mol.