高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)蘇教專用階段過關(guān)檢測（四）化學(xué)反應(yīng)原理

階段過關(guān)檢測(四)化學(xué)反應(yīng)原理(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)測控導(dǎo)航表知識點(diǎn)題號化學(xué)反應(yīng)與能量1,12化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡3,5,7,9,11,14,19水溶液中的離子平衡4,6,13,15,18電化學(xué)基礎(chǔ)2,8,10綜合16,17,20,21一、選擇題(共16小題,每小題3分,共48分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.合理利用燃料,減小污染符合“綠色化學(xué)”理念。下列關(guān)于燃料的說法正確的是(C)A.“可燃冰”是將水變?yōu)橛偷男滦腿剂螧.通入大大過量的空氣使燃料充分燃燒,從而達(dá)到充分利用熱能的目的C.燃料的化學(xué)能可以在不同的條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能被人類利用D.硫的燃燒熱為akJ·mol1,硫燃燒熱的熱化學(xué)方程式:S(s)+32O2(g)SO3(g)ΔH=akJ·mol1解析:“可燃冰”外觀像冰,其化學(xué)組成是CH4·nH2O,根據(jù)元素守恒知,水不能變?yōu)橛?A錯(cuò)誤;氧氣助燃,使燃料充分燃燒若通入大大過量的空氣會使熱量被空氣帶走,不利于熱量的充分利用,B錯(cuò)誤;根據(jù)燃燒熱的定義,硫轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的二氧化硫,D錯(cuò)誤。2.《科學(xué)美國人》評出的2016年十大創(chuàng)新技術(shù)之一是“碳呼吸電池”,電池裝置如圖所示,下列說法正確的是(C)2解析:A項(xiàng),電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置;B項(xiàng),負(fù)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng);D項(xiàng),鋁為負(fù)極。3.高溫高壓液態(tài)水具有接近常溫下弱酸的c(H+)或弱堿的c(OH),油脂在其中能以較快的反應(yīng)速率水解。與常溫常壓水相比,下列說法不正確的是(D)A.高溫高壓液態(tài)水中,體系溫度升高,油脂水解反應(yīng)速率加快B.高溫高壓液態(tài)水中,油脂與水的互溶能力增強(qiáng),油脂水解反應(yīng)速率加快C.高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反應(yīng),且產(chǎn)生的酸進(jìn)一步催化水解D.高溫高壓液態(tài)水中的油脂水解,相當(dāng)于常溫下在體系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH)的堿的水解解析:對于任何化學(xué)反應(yīng),體系溫度升高,反應(yīng)速率加快,A項(xiàng)正確;由于高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)和c(OH)增大,油脂水解向右移動的傾向變大,因而油脂與水的互溶能力增強(qiáng),反應(yīng)速率加快,B項(xiàng)正確;油脂在酸性條件下水解,以H+作催化劑,加快水解速率,因而高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反應(yīng),且產(chǎn)生的酸進(jìn)一步催化水解,C項(xiàng)正確;高溫高壓液態(tài)水中的油脂水解,其水環(huán)境仍呈中性,因而不能理解成相當(dāng)于常溫下在體系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH)的堿的水解,而是以體系升溫、增加水和油脂的互溶以及提高水中H+濃度的方式,促進(jìn)油脂的水解,D項(xiàng)不正確。4.醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHH++CH3COO,下列敘述不正確的是(D)A.升高溫度,平衡正向移動,醋酸的電離常數(shù)Ka增大B.0.10mol·L1的CH3COOH溶液中加水稀釋,溶液中c(OH)增大3COOH溶液中加少量的CH3COONa固體,平衡逆向移動D.25℃時(shí),欲使醋酸溶液pH、電離常數(shù)Ka解析:醋酸的電離吸熱,升高溫度促進(jìn)電離,導(dǎo)致電離常數(shù)增大,A項(xiàng)正確;加水稀釋促進(jìn)電離,溶液中c(H+)減小,c(OH)增大,B項(xiàng)正確;向醋酸溶液中加入CH3COONa固體,c(CH3COO)增大,平衡逆向移動,C項(xiàng)正確;溫度不變,電離常數(shù)不變,D項(xiàng)不正確。5.常溫下,某反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K=c(CO)B.恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),H2的濃度一定減小C.升高溫度,逆反應(yīng)速率減小D.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+H2OCO2+H2解析:恒容時(shí),溫度升高,反應(yīng)物H2濃度減小,說明平衡正向移動,說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項(xiàng)正確;該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,若加入不反應(yīng)的氣體使壓強(qiáng)增大,則平衡不移動,氫氣的濃度不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;升高溫度,無論正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率都會增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)平衡常數(shù)K的表達(dá)式可知該反應(yīng)中CO、H2O為生成物,CO2、H2是反應(yīng)物,則化學(xué)方程式為CO2+H2CO+H2O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.水的電離平衡曲線如圖所示,下列說法不正確的是(C)W間的關(guān)系:A=D<C<BB.若從A點(diǎn)到D點(diǎn),可采用:溫度不變在水中加入少量酸C.若從A點(diǎn)到C點(diǎn),可采用:溫度不變在水中加入少量NH4Cl固體D.若從A點(diǎn)到D點(diǎn),可采用:溫度不變在水中加入少量NH4Cl固體解析:KW只受溫度的影響,隨溫度升高而增大,A、D點(diǎn)溫度相同,B點(diǎn)溫度>C點(diǎn)溫度>A點(diǎn)溫度,A正確;從A點(diǎn)到D點(diǎn),溫度不變,酸性增強(qiáng),B、D正確;A、C點(diǎn)溫度不同,C不正確。7.一定條件下,將3molA和1molB兩種氣體混合置于固定容積為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2min末該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成0.8molD,并測得C的濃度為0.2mol·L1。下列判斷正確的是(D)A.從開始到平衡A的平均反應(yīng)速率為0.3mol·L1·s1B.從開始到平衡B的轉(zhuǎn)化率為60%C.此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=cD.若混合氣體的密度不再改變時(shí),該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)解析:2min末該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成0.8molD,并測得C的濃度為0.2mol·L1,生成C為0.2mol·L1×2L=0.4mol,則0.4mol03A(g)+B(g)C(g)+2D(s)開始/mol 3 1 0 0轉(zhuǎn)化/mol 1.2 0.4 平衡/mol 1.8 0.6 0.4 從開始到平衡A的平均反應(yīng)速率為1.2mol2L×2min=0.3mol·L1·min1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;從開始到平衡B的轉(zhuǎn)化率為0.8.微生物電解池(MEC)是一項(xiàng)潛在的有吸引力的綠色電解池,其制取氫氣的原理如圖所示:下列說法正確的是(D)A.MEC在高溫下工作速率更快,效果更好B.電解池工作時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?COO+4H2O8e2HCO3-+9H解析:由于微生物的蛋白質(zhì)在高溫下變性失去活性,A錯(cuò)誤;該裝置是在外接電源供電下進(jìn)行的,故電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,B錯(cuò)誤;微生物作催化劑促進(jìn)反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移,C錯(cuò)誤;陽極上醋酸根離子被氧化為碳酸氫根離子,D正確。9.下列內(nèi)容與結(jié)論不對應(yīng)的是(A)選項(xiàng)內(nèi)容結(jié)論AH2O(g)變成H2O(l)該過程的ΔS>0B硝酸銨溶于水可自發(fā)進(jìn)行因?yàn)棣>0C一個(gè)反應(yīng)的ΔH>0、ΔS<0該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行DH2(g)+F2(g)2HF(g)的ΔH=271kJ·mol1、ΔS=8J·mol1·K1該反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行解析:H2O(g)變成H2O(l),氣體總分子數(shù)減小,ΔS<0,A符合題意;硝酸銨溶于水是一個(gè)可自發(fā)進(jìn)行的吸熱過程,硝酸銨發(fā)生電離:NH4NO3NH4++NO3-,自由移動的離子數(shù)目增多,則有ΔS>0,B不符合題意;若一個(gè)反應(yīng)的ΔH>0、ΔS<0,則有ΔHTΔS>0,則該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行,C不符合題意;反應(yīng)H2(g)+F2(g)2HF(g)的ΔH<0、ΔS>0,則有ΔHT10.鐵碳微電解技術(shù)是利用原電池原理處理酸性污水的一種工藝,裝置如圖。若上端開口關(guān)閉,可得到強(qiáng)還原性的H·(氫原子);若上端開口打開,并鼓入空氣,可得到強(qiáng)氧化性的·OH(羥基自由基)。下列說法錯(cuò)誤的是(C)A.無論是否鼓入空氣,負(fù)極的電極反應(yīng)式均為Fe2eFe2+B.不鼓入空氣時(shí),正極的電極反應(yīng)式為H++eH·C.鼓入空氣時(shí),每生成1mol·OH有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移D.處理含有草酸(H2C2O4解析:根據(jù)鐵碳微電解裝置示意圖可知,Fe為原電池負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng):Fe2eFe2+,則不鼓入空氣時(shí),正極的電極反應(yīng)式為H++eH·;鼓入空氣時(shí),正極的電極反應(yīng)式為O2+2H++2e2·OH,每生成1mol·OH有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,C錯(cuò)誤;處理含有草酸(H2C2O4)的污水時(shí),因C2O42-具有很強(qiáng)的還原性,與氧化劑作用易被氧化為CO2和H2O,則上端開口應(yīng)打開并鼓入空氣生成強(qiáng)氧化性的·OH,以氧化H2C2O11.一定溫度下,密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。測得v正(SO2)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(D)2時(shí)改變的條件:只加入一定量的SO21時(shí)平衡常數(shù)K1大于t3時(shí)平衡常數(shù)K31時(shí)平衡混合氣的M1大于t3時(shí)平衡混合氣的1時(shí)平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)等于t3時(shí)平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)解析:t2時(shí),v正(SO2)突然增大,且達(dá)到平衡后速率恢復(fù)至原來的速率,如果只加入一定量的SO2,達(dá)到新的平衡后,速率大于原來的速率,A錯(cuò)誤;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),一定溫度下,K值不變,B錯(cuò)誤;平衡狀態(tài)相同,各物質(zhì)的百分含量相同,平均摩爾質(zhì)量相同,故C錯(cuò)誤、D正確。12.一些烷烴的燃燒熱如下表:化合物燃燒熱/(kJ·mol1)化合物燃燒熱/(kJ·mol1)甲烷正丁烷乙烷異丁烷丙烷2甲基丁烷下列說法正確的是(C)2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)ΔH=1560.8kJ·mol1B.穩(wěn)定性:正丁烷>異丁烷C.正戊烷的燃燒熱大于3531.3kJ·mol1D.相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越多解析:表示乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式中,H2O應(yīng)為液態(tài),且ΔH數(shù)值為燃燒熱數(shù)值的2倍,A錯(cuò)誤;由表中燃燒熱數(shù)據(jù)可知,完全燃燒時(shí),正丁烷放出的熱量多,說明正丁烷具有的能量高于異丁烷,則異丁烷更穩(wěn)定,B錯(cuò)誤;2甲基丁烷的穩(wěn)定性強(qiáng)于正戊烷,由于2甲基丁烷的燃燒熱為3531.3kJ·mol1,故正戊烷的燃燒熱大于3531.3kJ·mol1,C正確;由表中數(shù)據(jù)分析可知,相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越少,D錯(cuò)誤。13.某溫度下,將打磨后的鎂條放入盛有50mL蒸餾水的燒杯中,用pH傳感器和濁度傳感器監(jiān)測溶液中的pH和濁度隨時(shí)間的變化(如圖所示,實(shí)線表示溶液pH隨時(shí)間的變化)。下列有關(guān)描述正確的是(A)A.該溫度下Mg(OH)2的Ksp的數(shù)量級約為1010C.50s時(shí)向溶液中滴入酚酞試液,溶液變紅D.150s后溶液濁度下降是因?yàn)樯傻腗g(OH)2逐漸溶解解析:該溫度下,當(dāng)氫氧化鎂達(dá)到飽和時(shí),pH不變,此時(shí)pH=10.00,該溫度下Mg(OH)2的Ksp=c(Mg2+)·c2(OH)=12c(OH)·c2(OH)=12c3(OH),由圖可知,該溫度下水的離子積KW=10×10=1013,故c(OH)=103mol/L,故Ksp=12c3(OH)=12×(103)3=12×109=5×1010,即該溫度下Mg(OH)2的Ksp的數(shù)量級約為1010,A正確;常溫下蒸餾水的pH=7,而圖象中蒸餾水的pH=6.5<7,說明該實(shí)驗(yàn)不是在常溫下進(jìn)行的,B錯(cuò)誤;50s時(shí)溶液的pH小于8,滴入酚酞后溶液為無色,C錯(cuò)誤;Mg(OH)2為難溶物,隨著Mg(OH)214.HI在一定條件下可發(fā)生反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH,在2L恒容密閉容器中,充入一定量的HI(g),反應(yīng)物的物質(zhì)的量n(mol)隨時(shí)間t(min)變化的數(shù)據(jù)如下:實(shí)驗(yàn)序號ttnnTT0102030405018002800a3820根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法正確的是(B)A.實(shí)驗(yàn)1中,反應(yīng)在0至10min內(nèi),v(HI)=0.02mol·L1·min1B.800C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可說明:反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快D.ΔH<0解析:實(shí)驗(yàn)1中,反應(yīng)在0至10min內(nèi),v(HI)=ΔcΔt=0.2molmin1,A錯(cuò)誤;800℃實(shí)驗(yàn)1反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),c(HI)=0.25mol·L1,c(H2)=0.125mol·L1,c(I2)=0.125mol·L1,故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(H2)15.25℃時(shí),向一定濃度的Na2已知:H2X是二元弱酸,Y表示c(X2c(a2(H2×10溶液中c(H+)>c(OH)D.當(dāng)溶液呈中性時(shí),c(Na+)=c(HX)+2c(X2)+c(Cl)解析:H2X為二元弱酸,以第一步電離為主,則Ka1(H2X)>Ka2(H2X),則pH相同時(shí)c(X2-)c(HX-)<c(HX-)c(H2X),pY=lgY,則pc(X2-)c(HX-)>pc(HX-)c(H2X),則m、n分別表示pH與pc(X2-)c(HX-)、pc(HX-)c(H2X)的變化關(guān)系,A項(xiàng)正確;M點(diǎn)pH=9.3,c(H+)=10mol/L,pc(X2-)c(HX-)=lgc(X2-)c(HX-)=1,則c16.利用如下實(shí)驗(yàn)探究鐵釘在不同溶液中的吸氧腐蝕。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)編號浸泡液pH①1.0mol/LNH4Cl5②0.5mol/L(NH4)2SO45③1.0mol/LNaCl7④0.5mol/LNa2SO47氧氣濃度隨時(shí)間的變化下列說法不正確的是(B)2+2H2O+4e4OHB.在不同溶液中,Cl是影響吸氧腐蝕速率的主要因素④中加入少量(NH4)2SO4固體,吸氧腐蝕速率加快D.在300min內(nèi),鐵釘?shù)钠骄醺g速率酸性溶液大于中性溶液解析:鐵釘發(fā)生電化學(xué)吸氧腐蝕的正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e4OH,故A正確;通過圖象中曲線對比可以看出,NH4+的存在是影響吸氧腐蝕速率的主要因素,氯離子對吸氧腐蝕速率影響不大,故B不正確;根據(jù)圖象,NH4+存在會加快吸氧腐蝕速率,所以向?qū)嶒?yàn)④中加入少量(NH4)2SO4二、非選擇題(共52分)17.(12分)多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。回答下列問題:將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法,對應(yīng)的反應(yīng)依次為:①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3(1)氫化過程中所需的高純度H2可用惰性電極電解KOH溶液制備,寫出產(chǎn)生H2的電極名稱(填“陽極”或“陰極”),該電極反應(yīng)方程式為

。

(2)已知體系自由能變ΔG=ΔHTΔS,ΔG<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。三個(gè)氫化反應(yīng)的ΔG與溫度的關(guān)系如圖1所示,可知:反應(yīng)①能自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是;相同溫度下,反應(yīng)②比反應(yīng)①的ΔG小,主要原因是

。

(3)不同溫度下反應(yīng)②中SiCl4轉(zhuǎn)化率如圖2所示。下列敘述正確的是(填字母)。

a.B點(diǎn):v正>v逆正:A點(diǎn)>E點(diǎn)c.反應(yīng)適宜溫度:480～520(4)反應(yīng)③的ΔH3=(用ΔH1、ΔH2表示)。溫度升高,反應(yīng)③的平衡常數(shù)K(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)由粗硅制備多晶硅過程中循環(huán)使用的物質(zhì)除SiCl4、SiHCl3和Si外,還有(填分子式)。

解析:(1)電解KOH溶液,陽極發(fā)生氧化反應(yīng)而產(chǎn)生O2、陰極發(fā)生還原反應(yīng)而產(chǎn)生H2;陰極的電極反應(yīng)式為2H++2eH2↑或2H2O+2eH2↑+2OH。(2)由題目所給的圖1可以看出,反應(yīng)①(最上面那條線)當(dāng)ΔG=0時(shí),對應(yīng)的橫坐標(biāo)溫度是1000℃;從反應(yīng)前后氣體分子數(shù)的變化來看,反應(yīng)①的熵變化不大,而反應(yīng)②中熵是減小的,可見熵變對反應(yīng)②的自發(fā)更不利,而結(jié)果反應(yīng)②的ΔG更小,說明顯然是焓變產(chǎn)生了較大的影響,即ΔH2<ΔH1導(dǎo)致反應(yīng)②的Δ(3)圖2給的是不同溫度下的轉(zhuǎn)化率,注意依據(jù)控制變量法,此時(shí)所用的時(shí)間一定是相同的,所以圖示中A、B、C點(diǎn)反應(yīng)均正向進(jìn)行,D點(diǎn)剛好達(dá)到平衡,D點(diǎn)到E點(diǎn)才涉及平衡的移動。a項(xiàng)正確,B點(diǎn)反應(yīng)正向進(jìn)行,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率;b項(xiàng)錯(cuò)誤,溫度越高,反應(yīng)速率越快,所以E點(diǎn)的正(或逆)反應(yīng)速率均大于A點(diǎn);c項(xiàng)正確,C點(diǎn)到D點(diǎn),SiHCl3的轉(zhuǎn)化率較高,選擇此溫度范圍比較合適,在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中還要綜合考慮催化劑的活性溫度。(4)由②①得ΔH3=ΔH2ΔH1,因ΔH2<0、ΔH1>0,所以ΔH3必小于0,即反應(yīng)③正反應(yīng)為放熱反應(yīng),而放熱反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)隨著溫度的升高而減小。(5)反應(yīng)①生成的HCl可用于流程中粗硅提純的第1步,三個(gè)可逆反應(yīng)中剩余的H2也可循環(huán)使用。答案:(1)陰極2H2O+2eH2↑+2OH(或2H++2eH2↑)(2)1000℃ΔH2<ΔH1導(dǎo)致反應(yīng)②的Δ(3)ac(4)ΔH2ΔH1減小(5)HCl、H218.(10分)弱酸的電離平衡常數(shù)與對應(yīng)酸根的水解平衡常數(shù)存在某種定量關(guān)系。(1)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃時(shí),將amolNH4NO3溶于水,溶液顯酸性,原因是

(用離子方程式表示)。向該溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,則滴加氨水的過程中水的電離平衡將(填“正向”“不”或“逆向”)移動,所滴加氨水的濃度為mol·L1(NH3·H2O的電離平衡常數(shù)取Kb=2×105)。(2)已知常溫下CN的水解常數(shù)Kh×105。①含等物質(zhì)的量濃度HCN與NaCN的混合溶液顯(填“酸”“堿”或“中”)性,c(CN)(填“>”“<”或“=”)c(HCN)。溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?。②常溫?若將cmol·L1的鹽酸與0.62mol·L1的KCN等體積混合后恰好得到中性溶液,則c=(小數(shù)點(diǎn)后保留4位數(shù)字)。

解析:(1)NH4NO3溶液中由于NH4+發(fā)生水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+,使溶液顯酸性。加入氨水抑制銨根離子的水解,從而使水的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動。將amolNH4NO3溶于水,滴加bL氨水后溶液呈中性,根據(jù)電荷守恒可知:c(NH4+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH),由于溶液呈中性,則c(NH4+)=c(NO3-)。NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×105,設(shè)混合后溶液體積為VL,滴加氨水的濃度為c′(NH3·H2O),c(NH4+)=c(NO3-)=aVmol·L1,根據(jù)一水合氨電離平衡:NH3·H計(jì)算得到c′(NH3·H2O)=a200bmol·L(2)①CN水解方程式為CN+H2OHCN+OH,其水解常數(shù)Kh(CN)=c(HCN)·c(OH-)c(CN-)×105,由此可求出HCN的電離平衡常數(shù)Ka(HCN)=c(CN-)·c(H+)c(HCN)=c(CN-)·c(H+)·c(OH-)c(HCN)·c(OH-)=KWKh(CN-)=1.0×10-141.答案:(1)NH4++H2ONH3·H2O+H+a(2)①堿<c(Na+)>c(CN)>c(OH)>c(H+)②0.616219.(8分)化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。(1)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應(yīng):TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)ΔH>0(Ⅰ)如圖所示,反應(yīng)(Ⅰ)在石英真空管中進(jìn)行,先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g),一段時(shí)間后,在溫度為T1的一端得到了純凈TaS2晶體,則溫度T1(填“>”“<”或“=”)T2。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是。

(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)ΔH(填“>”或“<”)0。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃×104kPa左右,選擇此壓強(qiáng)的理由是

。

解析:(1)由題意知,未提純的TaS2粉末變成純凈TaS2晶體,要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化:①TaS2+2I2TaI4+S2,②TaI4+S2TaS2+2I2,即反應(yīng)(Ⅰ)先在溫度T2端正向進(jìn)行,后在溫度T1端逆向進(jìn)行,反應(yīng)(Ⅰ)的ΔH大于0,因此溫度T1小于T2,該過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是I2。(2)從圖象來看,隨著溫度的升高,CO的轉(zhuǎn)化率變小,則ΔH<0,綜合溫度、壓強(qiáng)對CO轉(zhuǎn)化率的影響來看,在題給壓強(qiáng)下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大,不必再增大壓強(qiáng)。答案:(1)<I2×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已較高,再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大,同時(shí)生產(chǎn)成本增加,經(jīng)濟(jì)效益低20.(10分)能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。(1)用于發(fā)射“天宮一號”的長征二號火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼(CH3)2N—NH2,氧化劑是液態(tài)四氧化二氮。兩者在反應(yīng)過程中放出大量能量,同時(shí)生成無毒、無污染的氣體。已知室溫下,1g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ,請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

。

(2)依據(jù)原電池構(gòu)成原理,下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是(填字母)。你選擇的理由是

。

A.C(s)+CO2(g)2CO(g)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)2O(l)2H2(g)+O2(g)(3)若以熔融的K2CO3與CO2為反應(yīng)的環(huán)境,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池,請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng):。

(4)工業(yè)上常采用如圖所示電解裝置,利用鐵的化合物將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉(zhuǎn)化為可利用的硫。通電電解,然后通入H2S時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S2[Fe(CN)6]4+2HCO3-+S↓。電解時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為;電解過程中陰極區(qū)溶液的pH解析:(1)1g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ,則1mol偏二甲肼完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ×60=2550kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)ΔH=2550kJ·mol1。(2)C(s)+CO2(g)2CO(g)為氧化還原反應(yīng),但該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),不能設(shè)計(jì)為原電池,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)不屬于氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計(jì)為原電池,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;2CO(g)+O2(g)2CO2(g)為放熱反應(yīng),且為氧化還原反應(yīng),故可以設(shè)計(jì)成原電池,故C項(xiàng)正確;2H2O(l)2H2(g)+O2(g)為吸熱反應(yīng),不能設(shè)計(jì)成原電池,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)若為一氧化碳燃料電池,在熔融的K2CO3與CO2反應(yīng)的環(huán)境中,傳導(dǎo)離子為碳酸根離子,負(fù)極是一氧化碳失電子生成二氧化碳,則電極反應(yīng)為CO2e+CO32-2CO2。(4)電解時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]4e[Fe(CN)6]3,電解時(shí)陰極反應(yīng)式為2H2O+2eH2↑+2OH,OH+HCO3-H2O+CO32-,由于CO32-的水解程度大于HC答案:(1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)ΔH=2550kJ·mol1(2)C該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)且為放熱反應(yīng)(3)CO2e+CO32-(4)[Fe(CN)6]4e[Fe(CN)6]3變大21.(12分)習(xí)近平主席在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》發(fā)出號召:“讓居民望得見山、看得見水、記得住鄉(xiāng)愁”。消除含氮、硫、氯等化合物對大氣和水體的污染對建設(shè)美麗家鄉(xiāng)、打造宜居環(huán)境具有重要意義。(1)以HCl為原料,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,減少污染。反應(yīng)為4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=115.4kJ·mol1,通過控制合適條件,分兩步循環(huán)進(jìn)行,可使HCl轉(zhuǎn)化率接近100%。原理如圖所示:過程Ⅰ的反應(yīng)為2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g)ΔH1=120.4kJ·mol1,過程Ⅱ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

。

(2)容積均為1L的甲、乙兩個(gè)容器,其中甲為絕熱容器,乙為恒溫容器,相同溫度下,分別充入0.2mol的NO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,甲中NO2的相關(guān)量隨時(shí)間變化如圖所示。①0～3s內(nèi),甲容器中NO2的反應(yīng)速率增大的原因是。

②甲達(dá)平衡時(shí),溫度若為T℃,此溫度下的平衡常數(shù)K=。③平衡時(shí),K甲(填“>”“<”或“=”,下同)K乙,p甲p乙。(3)水體中過量氨氮(以NH3表示)會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。①可用次氯酸鈉除去氨氮,同時(shí)產(chǎn)生一種大氣組成的氣體。寫出總反應(yīng)化學(xué)方程式:

。

②EFH2O2FeOx法可用于水體中有機(jī)污染物降解,其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。則陰極附近Fe2+參與反應(yīng)的離子方程式為。

(4)工業(yè)上可用Na2SO3溶液吸收法處理SO2,25℃時(shí)用1mol·L1的Na2SO3溶液吸收SO2,當(dāng)溶液pH