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河北省張家口市2017-2018學年高二上學期期末考試化學試題 可能用到的相對原子質量H-1 Li-7 N-14 O-16 Cu-64 I-127 第I卷(選擇題共15分) 一、選擇題(本題包括小題，每小題2分，共30分。每小題只有一個選項符合題意) 1.下列物質屬于強電解質的是 A. 鹽酸 B. 氟化氫 C. 熔融氯化鈉 D. 銅 【答案】C 【解析】 強電解質包括強酸、強堿、絕大部分鹽、金屬氧化物等，這些物質均為純凈物；鹽酸為混合物，A錯誤；氟化氫水溶液為弱酸，氟化氫為弱電解質，B錯誤；熔融氯化鈉為鹽，純凈物，C正確；銅為單質，不是化合物，D錯誤；正確選項C。 2.下列說法正確的是 A. 需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B. 由C(石墨，s)=C(金剛石，s) △H=+1.9kJ/mol，可知金剛石比石墨穩(wěn)定 C. 自發(fā)反應的熵一定增大，非自發(fā)反應的熵一定減小 D. 等質量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出的熱量多 【答案】D 【解析】 硫和氧氣加熱反應生成二氧化硫，為放熱反應，A錯誤；該反應為吸熱反應，金剛石的能量高，不穩(wěn)定，石墨能量低穩(wěn)定，B錯誤；H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)，加熱后反應自發(fā)進行，?S<0, C錯誤；硫固體變?yōu)榱蛘魵庑枰找欢ǖ臒崃?，所以等質量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出的熱量多，D正確；正確選項D。 3. 鐵制自來水管與下列材料作成的自來水龍頭連接，自來水管銹蝕最快的是 A. 鐵水龍頭 B. 銅水龍頭 C. 塑料水龍頭 D. 陶瓷水龍頭 【答案】B 【解析】 試題分析：鐵制自來水管與銅水龍頭相連，鐵比銅活潑，做負極，腐蝕速率加快，選B。 考點：考查金屬腐蝕快慢規(guī)律。 4.將氣體A、B置干容積為2L的密用容器中發(fā)生如下反應:4A(g)+B(g)2C (g)，反皮進行到4s末，測得A、B、C的物質的量分別為0.5mol、0.4mol、0.2mol。則用反應物B表示該反應的速率為 A. 0.025molL-1s-1c. B. 0.0125 molL-1s-1 C. 0.05 molL-1s-1 D. 0.1 molL-1s-1 【答案】B 【解析】 容積為2L,發(fā)生反應 4A(g)+B(g)2C(g),根據(jù)生成C的物質的量2mol，可以求出消耗B的物質的量1 mol，c(B)= 1/2=0.5 molL-1,v(B)= 0.5/4= 0.0125 molL-1s-1；正確選項B。 5.將H2(g)和Br2(g)充入恒容密閉容器，恒溫下發(fā)生反應H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，ΔH<0，平衡時Br2(g)的轉化率為a；若初始條件相同，絕熱下進行上述反應，平衡時Br2(g)的轉化率為b。a與b的關系是 A. a＞b B. a＝b C. a＜b D. 無法確定 【答案】A 【解析】 試題分析：恒溫下發(fā)生反應H2（g）+Br2（g）?2HBr（g）△H＜0，該反應是放熱反應，達到平衡時Br2（g）的轉化率為a；若初始條件相同，絕熱下進行上述反應，容器中的溫度比恒溫容器中的溫度高，所以化學平衡向逆向進行，平衡時Br2（g）的轉化率減少，即b＜a；選A． 考點：考查化學平衡的影響因素。 6.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應:X2(g)+Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.lmol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，當反應達到平衡時，各物質的濃度可能是 A. c(X2)=0.2mol/L B. c(Y2)=0.4mol/L C. c(Z)=0.3mol/L D. c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.5mol/L 【答案】C 【解析】 本題采取極限法。若0.2mol/L的Z全部分解，則生成X2、Y2均為0.1mol/L，此時X2、Y2分別為0.2mol/L、0.4mol/L，同理X2與Y2完全反應后，剩余Y2 有0.2mol/L，生成Z為0.2mol/L，此時Z有0.4mol/L；但由于反應是可逆反應，反應不能夠進行到底，因此，c(X2)<0.2mol/L ，c(Y2)<0.4mol/L，A B均錯誤；根據(jù)總量守恒規(guī)律： c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6mol/L，D錯誤；Z不可能全部分解，Z不可能為0.4mol/L，C正確；正確選項C。 7.一定量的鋅片與濃度為1mol/L的足量鹽酸反應，為加快反應速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是 A. 再加入10mL濃度為1mol/L的硫酸溶液 B. 加入幾滴氯化銅溶液 C. 加入少量硝酸鈉溶液 D. 加入少量氯化鈉溶液 【答案】A 【解析】 同濃度的硫酸溶液和鹽酸溶液中，硫酸溶液中c(H+)大，與鋅反應速率快，A正確；CuCl2溶液與鋅反應生成銅，鋅、銅、鹽酸構成原電池，反應速率加快，但是鋅的量減少，產(chǎn)生氫氣的量減少，B錯誤；NO3-、H+與鋅反應不產(chǎn)生氫氣，C錯誤；加入氯化鈉溶液，相當于給鹽酸加水稀釋，濃度變小，速率減慢，但不影響生成氫氣的總量，D錯誤；正確選項A。 點睛：一般情況下，金屬與硝酸反應不產(chǎn)生氫氣。 8.己知:甲酸(HCOOH)是一種一元弱酸，下列實驗方法不能證明甲酸是弱酸的是 A. 常溫下，1mol/L的甲酸溶液的pH約為2 B. 常溫下，把pH=2的甲酸溶液稀釋100倍后，pH<4 C. 常溫下，等體積的鹽酸和甲酸溶液相比，前者的導電能力強 D. 常溫下，pH=3的甲酸溶液與pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后，溶液顯酸性 【答案】C 【解析】 1mol/LHCOOH的pH=2，1mol/L的HCOOH溶液中c(H+)<1mol/L，說明醋酸不完全電離，為弱電解質，A正確；甲酸為弱酸，存在電離平衡，加水稀釋，平衡右移，c(H+)減少不到100倍，pH<4，B正確；等體積、等濃度的鹽酸和甲酸溶液相比，鹽酸導電能力強，說明甲酸為弱酸，C錯誤；pH=3的鹽酸溶液與pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后，溶液顯中性，而pH=3的甲酸溶液與pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后，溶液顯酸性說明甲酸過量，甲酸為弱酸，D正確；正確選項C。 9.已知:N2O4(g)2NO2(g) △H>0，平衡體系中氣體的平均摩爾質量()在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 A. 溫度:T1v(a) D. 當=69g/mol時，n(NO2):n(N2O4)=2:1 【答案】C 【解析】 N2O4(g)?2NO2(g) △H>0的反應是吸熱反應，在壓強不變時，升高溫度，平衡正向移動，氣體的物質的量增大，平衡體系的總質量(m總)與總物質的量（n總）之比減小，溫度 T1> T2，A錯誤；化學平衡常數(shù)只與溫度有關，而與壓強無關；由于a、c在溫度T2線上，b在溫度T1線上，升高溫度化學平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大，所以K(a)=K(c) < K(b)，B錯誤；由于b點的溫度比a點高，壓強比a點大，條件高的速率大，vaKsp(CuS)，則ZnS沉淀在一定條件下可以轉化為CuS沉淀 【答案】D 【解析】 當易溶電解質過量變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)時，也存在沉淀溶解平衡，A錯誤；難溶電解質存在溶解平衡，有的為吸熱反應，有的為放熱反應，所以溫度越高，溶度積不一定越大，B錯誤；只有相同類型的難溶電解質，才能滿足Ksp越小則它的溶解度越小規(guī)律，如Ksp（AgCl）>Ksp（AgBr）> Ksp （AgI），不同類型難溶電解質，只能視情況而定，C錯誤；在一定條件下，溶解度大的沉淀可以轉化為溶解度更小的沉淀，D正確；正確選項D。 14.25C時，在pH均等于5的H2SO4和NH4Cl兩種溶液中，設由水電離產(chǎn)生的H+濃度分別為amol/L與bmol/L，則a與b的關系為 A. a>b B. a=10-4b C. b=10-4a D. a=b 【答案】B 【解析】 【詳解】硫酸溶液抑制水的電離，pH=5的H2SO4溶液，由水電離出的c(H+)為10-9；NH4Cl溶液促進水的電離，pH=5的NH4Cl溶液，由水電離出的c(H+)為10-5，a：b=10-9：10-5=1:10-4 B正確；正確選項B。 點睛：鹽溶液中鹽不能電離出H+，所以鹽溶液中的H+都是水電離出來的。 15.下列有關各裝置圖的敘述，正確的是 A. 用裝置①精煉銅，則a極為粗銅，電解質溶液為CuSO4溶液 B. 裝置②的總反應式:Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+ C. 裝置③中插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重 D. 裝置④中鋼閘門應與外接電源的負極相連被保護，該方法叫做犧牲陽極的陰極保護法 【答案】A 【解析】 根據(jù)電流方向判定出，a為電解池的陽極，要精煉銅，粗銅必做陽極，電解質溶液為CuSO4溶液，A正確；鐵比銅活潑，鐵做負極，銅做正極不參與反應，所以總反應為：2Fe3++Fe=3Fe2+，B錯誤；鐵只有在潮濕的空氣中易生銹，而越靠近底端，氧氣的量越小，腐蝕程度減小，C錯誤；被保護金屬與直流電源的負極相連時，是外加電流的陰極保護法，D錯誤；正確選項A。 二、選擇題(本題包括5小題，每小題3分，共5分。每小題只有一個正確選項) 16.相同條件下，下列各組熱化學方程式(溶液中的反應均是在稀溶液中進行的)中，△H1>△H2的是 A. 2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)△H1 C(s)+CO2(g)==2CO(g) △H2 B. S(s)+O2(g)==SO2(g) △H1 S(g)+O2(g)==SO2(g) △H2 C. HCl(aq)+KOH(aq)==KCl(aq)+H2O(l) △H1 HNO3(aq)+NaOH(aq)==NaNO3(aq)+H2O(1) △H2 D. C(S)+O2(g)==CO2(g) △H1 C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H2 【答案】B 【解析】 氫氣燃燒為放熱反應，△H1<0，碳還原二氧化碳為吸熱反應，△H2>0，所以△H1<△H2，A錯誤；等量的S(s)和S(g)完全燃燒，S(g)放出熱量多，△H1>△H2，B正確；一元的強酸和一元的強堿的稀溶液完全反應生成1mol H2O(l),放出熱量相等，△H1=△H2，C錯誤；等量的C(S)完全燃燒和不完全燃燒，完全燃燒的放出熱量多，所以△H1<△H2，D錯誤；正確選項B。 17.已知:反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在不同的溫度下的平衡常數(shù)分別為: t/℃ 700 800 830 1000 1200 k 1.67 1.11 1.00 0.60 下列有關敘述不正確的是 A. 該反應平衡常數(shù)表達式為K=[c(CO2)c(H2)]/[c(CO)c(H2O)] B. 該反應的逆反應是吸熱反應 C. 830℃時，向恒容密閉容器中加入CO2 和H2各1mol，當測得CO2 的物質的量為0.4mol時，反應處于平衡狀態(tài) D. 若某溫度下該反應中各物質的平衡濃度符合關系式:[c(CO2)/3c(CO)]＝[c(H2O)/5c(H2)]，則該溫度是1000 C 【答案】C 【解析】 K是平衡常數(shù)，即一定溫度下，可逆反應達平衡時，生成物濃度冪的乘積與反應物濃度冪的乘積之比，A正確；溫度升高，K減少，該反應的正反應是放熱反應，逆反應為吸熱反應，B正確；設容器的體積為1L，830℃時，平衡常數(shù)為K=1；各量變化如下： CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始量 1 1 0 0 變化量 0.4 0.4 0.4 0.4 某一時刻剩余量 0.6 0.6 0.4 0.4 帶入濃度商計算：QC=[c(CO2)c(H2)]/[c(CO)c(H2O)]= (0.40.4)(0.60.6)=0.44<1, 反應未達平衡狀態(tài)，C錯誤；[c(CO2)/3c(CO)]＝[c(H2O)/5c(H2)]，整理得：[c(CO2)c(H2)]/[c(CO)c(H2O)]=3/5=0.6=K, 對應溫度為1000℃，D正確；正確選項C。 18.下圖是N2(g)和H2(g)反應生成1molNH3(g)過程中能量變化示意圖，下列說法不正確的是 A. 該反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92kJmol-1 B. 若在反應體系中加入高效催化劑，E1、E2和△H均減小 C. 若已知H-H的鍵能和N-H的鍵能，可求得NN的鍵能 D. 反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的△S>0 【答案】B 【解析】 根據(jù)圖示可知△H=正反應活化能-逆反應活化能=254-300=-46 kJmol-1，方程式表示為1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) △H =-46kJmol-1,因此 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92kJmol-1，A正確；催化劑的使用，能夠降低E1、E2，但是二者的差值保持不變，即△H不變，B錯誤；N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92kJmol-1，設NN的鍵能為x kJmol-1, H-H的鍵能為a kJmol-1和N-H的鍵能b kJmol-1，根據(jù)能量守恒規(guī)律：x+3a-23b=-92,解之得出x=（6b-3a-92）kJmol-1，C正確；反應后氣體的總量增加，混亂度增大，△S>0，D正確；正確選項B。 點睛：反應熱的計算△H=反應物斷鍵吸收的總能量-反應物成鍵放出的總能量=正反應活化能-逆反應活化能；△H=生成物的總能量-反應物總能量。 19. 把足量熟石灰放入蒸餾水中，一段時間后達到平衡： Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列敘述正確的是 A. 給溶液加熱，溶液的pH升高 B. 恒溫下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 C. 向溶液中加入Na2CO3溶液，則其中的Ca(OH)2的固體增多 D. 向溶液中加入少量的NaOH固體，則其中的Ca(OH)2的固體增多 【答案】D 【解析】 氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而降低，所以加熱溶液，有晶體析出，溶液的濃度降低，pH降低。溶液是飽和溶液，加熱氧化鈣后，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣。但由于溫度不變，所以其濃度是不變的，B不正確。向溶液中加入Na2CO3溶液，會生成碳酸鈣沉淀，促進溶解平衡向正反應方向移動，即Ca(OH)2固體減少，C不正確。向溶液中加入少量的NaOH固體，增大OH－的濃度，溶解平衡向逆反應方向移動，Ca(OH)2固體增多，D正確。答案選D。 20.比亞迪公司開發(fā)了鋰鋇氧化物二次電池。電池總反應為V2O4+xLiLixV2O4，下列說法正確的是( ) A. 該電池充電時，鋰極與外電源的負極相連 B. 該電池放電時，Li+向負極移動 C. 該電池充電時陰極的反應為LixV2O4－xe－=V2O4+xLi+ D. 若放電時轉移 0.2 mol 電子，則消耗鋰 1.4x g 【答案】A 【解析】 試題分析：A．電池充電時負極與外電源的負極相連，Li為負極反應物，所以Li與外電源的負極相連，故A正確；B．向外供電時，該裝置是原電池，鋰離子向正極移動，故B錯誤；C．該電池充電時陰極得電子，發(fā)生還原反應，電極反應為：xLi++xe-=xLi，故C錯誤；D．若放電時轉移0.2mol電子，負極上Li-e-=Li+，所以反應消耗Li的質量為0.2mol7g/mol=1.4g，故D錯誤；故選A。 【考點定位】考查化學電源新型電池 【名師點晴】本題考查原電池原理，明確元素化合價是解本題關鍵，根據(jù)得失電子來分析解答即可，難點是電極反應式的書寫。掌握原電池中電極反應式的書寫方法：①先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應物質，并標出相同數(shù)目電子的得失；②注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共存；③若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，電極反應式中不能出現(xiàn)H+，且水必須寫入正極反應式中，與O2結合生成OH-，若電解質溶液為酸性，電極反應式中不能出現(xiàn)OH－，且H+必須寫入正極反應式中，與O2結合生成水；④正負極反應式相加(電子守恒)得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式，可先寫出較易書寫的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的電極反應式，即得到較難寫出的電極反應式。 第II卷(非選擇題 共55分) 三、填空題(本題包括4小題，共55分) 21.在100℃時，將0.2molN2O4(g)充入2L的恒容密閉容器中，間隔一定時間后對該容器內各物質的物質的量進行測定,得到如下數(shù)據(jù): 時間/s 0 20 40 60 80 N(N2O4)/mol 0.20 n1 0.10 n3 n4 N(NO2)/mol 0.00 0.12 n2 0.24 0.24 (1)該反應的平衡常數(shù)表達式為___________________________，由表中數(shù)據(jù)分析可得，n1=____mol，n3=________________mol； (2)在上述條件下，從0到40s內NO2的平均反應速率為___________________； (3)該反應達到化學平衡后，下列改變可使N2O4濃度增大的是_____(填序號); A.增大容器的容積 B.向容器中充入一定量的NO2 C.向容器中再充入一定量的N2O4 D.向容器中充入一定量的He(g) (4)在下圖中畫出此反應中N2O4的濃度隨時間變化的曲線_________。 【答案】 (1). K=c2(NO2)/c(N2O4) (2). 0.14 (3). 0.08 (4). 0.00 5 molL-1s-l (5). BC (6). 【解析】 (1)該可逆反應的方程式為N2O4(g) 2 NO2(g)，平衡常數(shù)表達式為K=c2(NO2)/c(N2O4)；由表中數(shù)據(jù)看出，0-20s內， n(NO2)變化了0.12 mol，則n（N2O4）變化了0.06 mol，剩余n（N2O4）=0.2-0.06=0.14 mol；0-60s內，n(NO2)變化了0.24 mol，n（N2O4）變化了0.12mol，則n(NO2)剩余0.2 -0.12=0.08mol，正確答案：. K=c2(NO2)/c(N2O4)； 0.14 ； 0.08。 (2) 0到40s內，n（N2O4）變化了0.1mol，則n(NO2)變化了0.2 mol，NO2的平均反應速率為0.2240=0.00 5 molL-1s-1,正確答案：0.00 5 molL-1s-1。 (3)該反應達到化學平衡后，增大容器的容積，相當于減壓，平衡向右移動，N2O4濃度減少，A錯誤；向容器中充入一定量的NO2，平衡向左移動，N2O4濃度增大，B正確；向容器中再充入一定量的N2O4 ，相當于加壓，平衡左移，N2O4濃度增大，C正確；向容器中充入一定量的He(g)，對各物質濃度無影響，對平衡無影響，D錯誤；正確選項BC。 (4) 2L的恒容密閉容器發(fā)生N2O4(g) 2 NO2(g)，起始時，c(N2O4)=0.10 molL-1,隨著反應的進行，c(N2O4)不斷減少，進行到60s后，反應達平衡狀態(tài)，n3=0.08 mol，剩余c(N2O4)=0.04 molL-1,據(jù)以上分析就可以畫出N2O4的濃度隨時間變化的曲線，正確答案： 22.碘過量可以導致對健康的不良影響，包括甲狀腺功能亢進癥(IIH)和自身免疫甲狀腺病(AITD)。國家規(guī)定，食鹽中碘含量的標準為(18～33)mgkg-1(即;每千克碘鹽中含碘元素18～33毫克)。某課外活動小組為測定某碘鹽(含KIO3)樣品中的碘含量，設計了如下步驟： Ⅰ.用天平準確稱取10.0g碘鹽樣品，加適量蒸餾水充分溶解，得到100mL溶液； II.取步驟I中溶液25.00mL用稀硫酸酸化，加入足量KI溶液與碘鹽中的KIO3充分反應； III.以淀粉為指示劑，用物質的量濃度為3.010-4mol/L的Na2S2O3標準溶液滴定步驟II所得溶液(滴定時的反應方程式:I2+2S2O32-==2I-+S4O62-)，若平行實驗三次，記錄數(shù)據(jù)如下: 滴定次數(shù) 待測溶液的體積(mI.) 標準Na2S2O3溶液的體積 滴定前讀數(shù)(mL) 滴定后讀數(shù)(mL) 1 25.00 1.02 11.03 2 25.00 2.00 11.99 3 25.00 2.20 12.20 (1)步驟II涉及反應的離子方程式為___________________________； (2)步驟III中滴定終點的現(xiàn)象是____________________________； (3)根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)，計算該碘鹽樣品中的碘元素含量是_______________mgkg-1(保留三位有效數(shù)字); (4)以下操作會導致測定結果偏高的是_______。 A.未用標準濃度的Na2S2O3溶液潤洗滴定管 B.滴定前錐形瓶有少量水 C.滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失 D.觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視 【答案】 (1). 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O (2). 溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘不變色 (3). 25.4 (4). AC 【解析】 (1) I-與IO3-在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應生成單質碘，正確答案：5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O。 (2)反應后的溶液中有碘，加入淀粉溶液變藍色，隨著滴定反應的進行，碘逐漸消耗至完全，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘不變色，滴定達到終點，正確答案：溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘不變色。 (3)從實驗數(shù)據(jù)看出：三次標準Na2S2O3溶液的體積分別為：10.01 mL、9.99 mL、10.00 mL，平均消耗Na2S2O3溶液的體積為10.00 mL；根據(jù)反應: 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O和I2+2S2O32-==2I-+S4O62-得出關系式IO3----3I2---6S2O32-，設消耗KIO3 xmol, x=（1010-33.010-4）/6=0.510-6mol, 碘鹽樣品中的碘元素含量: （0.510-610025127）2.5410-4g=0.254 mg； 1000g碘鹽樣品中含有碘元素質量為0.254100010=25.4 mgkg-1；正確答案：25.4。 (4) 未用標準濃度的Na2S2O3溶液潤洗滴定管,造成濃度減小，消耗的體積增大，測定結果偏高，A正確；滴定前錐形瓶有少量水，不影響溶液溶質的總量，測定結果無影響，B錯誤；滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，造成消耗的標準液的體積增大，測定結果偏高，C正確；觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視，造成所消耗的標準液的體積偏小，測定結果偏低，D錯誤；正確選項AC。 點睛：在進行(3)計算時，一定要注意：三組數(shù)據(jù)是否可用；滴定時用的25毫升溶液，最終計算時用100毫升溶液，擴大4倍；最后的單位注意mgkg-1。 23.研究表明:豐富的CO2可以作為新碳源，解決當前應用最廣泛的碳源(石油和天然氣)枯竭危機，同時又可緩解由CO2累積所產(chǎn)生的溫室效應，實現(xiàn)CO2的良性循環(huán)。 (1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2加氫合成低碳烯烴。現(xiàn)以合成乙烯(C2H4)為例、該過程分兩步進行: 第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJmol-1 第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H =-210.5kJmol-1 ①CO2加氫合成乙烯的熱化學方程式為_____________________________。 ②一定條件下的密閉容器中，上述反應達到平衡后，要加快反應速率并提高CO2的轉化率，可以采取的措施是______(填字母)。 A.減小壓強 B.增大H2濃度 C.加入適當催化劑 D.分離出水蒸氣 (2)另一種方法是將CO2和H2在230℃催化劑條件下生成甲醇蒸氣和水蒸氣?，F(xiàn)在10L恒容密閉容器中投入1molCO2和2.75molH2，發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。在不同條件下測得平衡時甲醇的物質的量隨溫度、壓強的變化如圖所示: ①能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。 a.c(H2):c(CH3OH)=3:1 b.容器內氫氣的體積分數(shù)不再改變 C.容器內氣體的密度不再改變 d.容器內壓強不再改變 ②上述反應的△H______0(填“>”或“<”)，圖中壓強p1____p2(填“>”或“<”)。 ③經(jīng)測定知Q點時容器的壓強是反應前壓強的9/10，則Q點H2的轉化率為____________。 ④N點時，該反應的平衡常數(shù)K=______(計算結果保留兩位小數(shù))。 (3)用生石灰吸收CO2可生成難溶電解質CaCO3，其溶度積常數(shù)Ksp=2.810-9?，F(xiàn)有一物質的量濃度為210-4mol/L純堿溶液，將其與等體積的CaCl2溶液混合，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為___mol/L。 【答案】 (1). 2CO2+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H= -127.9 kJ/mol (2). B (3). bd (4). < (5). > (6). 20.5% (7). 1.04 (8). 5.610-5 【解析】 （1）①根據(jù)兩個反應方程式，消去CO，整理并計算反應的△H，正確答案： 2CO2+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H= -127.9 kJ/mol。 ②減小壓強，各物質的濃度減少，平衡左移，CO2的轉化率降低，反應速率減慢，A錯誤；增大H2濃度，平衡右移，濃度增大，速率加快，CO2的轉化率增大，B正確；加入適當催化劑，能夠加快反應速率，但是平衡不動，CO2的轉化率不變，C錯誤；分離出水蒸氣，減少生成物濃度，速率減慢，但是平衡右移，CO2的轉化率增大，D錯誤；正確選項B。 (2)①c(H2):c(CH3OH)=3:1 這僅僅是是反應的過程中一種情況，無法判定反應是否達平衡狀態(tài)，a錯誤；容器內氫氣的體積分數(shù)不再改變，可以判斷反應達平衡狀態(tài)，b正確；反應前后氣體的總質量不變，容器的體積恒定，容器內氣體的密度恒為定值，無法判定反應達到化學平衡狀態(tài)，C錯誤；該反應為氣體的總量減少的反應，當容器氣體的總量不再發(fā)生變化，容器內的壓強也不再改變，可以判定反應達到化學平衡狀態(tài)，d正確；正確選項：bd。 ②從圖像看出，溫度升高，n（CH3OH）減少，平衡左移，該反應正反應為放熱反應，△H<0；當溫度不發(fā)生改變，壓強由p2→p1，增大壓強平衡右移，n（CH3OH）增大，所以壓強p1>p2，正確答案：< ； >。 ③設二氧化碳的消耗量為xmol,根據(jù)方程式進行計算如下: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。 起始量 1 2.75 0 0 變化量 x 3x x x 平衡量 1- x 2.75-3x x x 反應后氣體總量為1-x+2.75-3x+x+x=（3.75-2x）mol，反應前氣體總量為1+2.75=3.75 mol，根據(jù)壓強比等于物質的量之比：（3.75-2x）/3.75=9/10, x=0.1875 mol, Q點H2的轉化率為30.18752.75100%= 20.5%，正確答案：20.5%。 ④ 10L恒容密閉容器中投入1molCO2和2.75mol,反應進行到506℃，達平衡狀態(tài)，對應M點時，甲醇的量為0.25mol，進行如下計算： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。 起始量 1 2.75 0 0 變化量 0.25 0.75 0.25 0.25 平衡量 0.75 2 0.25 0.25 各物質濃度分別為c(CO2)= 0.075 mol/L, c(H2)= 0.2 mol/L , c(CH3OH)= c(H2O)= 0.025 mol/L, 該反應的平衡常數(shù)K=(0.025)2/(0.230.075)= 1.04 ；由于N 和M處于同一溫度下的不同曲線上兩點，所以平衡常數(shù)相同，正確答案：1.04。 (3)設CaCl2溶液的最小濃度為為cmol/L,兩溶液等體混合，溶液的濃度均減半，帶入溶度積常數(shù)Ksp的計算公式：Ksp= c(Ca2+)c(CO32-)=(c2)(210-42)= 2.810-9,解之，c=5.610-5 mol/L；正確答案：5.610-5。 點睛：其它條件下不變，反應前后氣體的物質的量之比等于壓強之比。 24.如圖所示，某化學興趣小組設計了一個燃料電池，并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。根據(jù)要求回答相關問題: (1)通入氧氣的電極為_____(填“正極”或“負極”)，通氫氣一極的電極反應式為_________________； (2)鐵電極為_______(填“陽極”或“陰極”)，乙裝置中電解反應的化學方程式為_________________。 (3)若在標準狀況下，有1.12 L氧氣參加反應，丙裝置中陰極增重的質量為______g； (4)某粗銅中含有鐵、金、銀和鉑等雜質，通過電解精制后，為從電解液中制得硫酸銅晶體(CuSO45H2O),設計了如下工藝流程: 已知:幾種金屬陽離子開始沉淀和沉淀完全的pH: 氫氧化物開始沉淀時的pH 氫氧化物沉淀完全時的pH Fe3+ 1.9 3.2 Fe2+ 7.0 9.0 Cu2+ 4.7 6.7 ①步驟I中加入試劑A的目的是_____________________________，試劑A應選擇______(填序號); a.氯氣 b.過氧化氫 C.酸性高錳酸鉀溶液 選擇該試劑的原因_____________________________________________________； ②步驟II中試劑B為_________，調節(jié)pH的范圍是___________； ③步驟III的操作是加熱濃縮、_______、___________。 【答案】 (1). 正極 (2). H2-2e-+2OH-=2H2O (3). 陰極 (4). 2NaCl+2H2O2NaOH+ C12↑+H2↑ (5). 6.4 (6). 將Fe2+氧化為Fe3+ (7). b (8). 過氧化氫是綠色氧化劑，在氧化過程中不引入雜質，不產(chǎn)生污染 (9). CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 (10). 3.2≤pH<4.7 (11). 冷卻結晶 (12). 過濾 【解析】 (1)氫氧燃料電池，氧氣做正極，發(fā)生還原反應，氫氣做負極，在堿性環(huán)境下發(fā)生氧化反應，極反應式為H2-2e-+2OH-=2H2O，正確答案：正極；H2-2e-+2OH-=2H2O。 (2) 氧燃料電池，氧氣做正極，氫氣做負極；鐵與電源的負極相連，為電解池的陰極，陽極為石墨，電解飽和氯化鈉溶液，陰極生成氫氣和氫氧化鈉，陽極產(chǎn)生氯氣；正確答案： 陰極 ； 2NaCl+2H2O2NaOH+ C12↑+H2↑ ； (3)丙裝置為電解精煉銅，粗銅做陽極，溶液中銅離子得電子變?yōu)殂~，根據(jù)電子轉移總數(shù)相等：O2+4e-+2H2O=4OH-，Cu2++2e-=Cu，1.12 L氧氣參加反應，轉移電子0.2mol,生成銅0.1 mol，銅的質量6.4 g，正確答案6.4 g。 （4）①電解液中含有Fe2+、Cu2+、SO42-等離子，F(xiàn)e2+的沉淀的pH 在7-9之間，Cu2+的沉淀的pH 在4.7-6.7之間，直接調整溶液的pH，在保證Fe2+沉淀的同時，Cu2+也變?yōu)槌恋?，無法進行后續(xù)操作，因此需要把將Fe2+氧化為Fe3+，加入氧化劑為過氧化氫，因為過氧化氫是綠色氧化劑，在氧化過程中不引入雜質，不產(chǎn)生污染，正確答案：將Fe2+氧化為Fe3+； b ；過氧化氫是綠色氧化劑，在氧化過程中不引入雜質，不產(chǎn)生污染。 ②加入試劑來調整溶液的pH，使溶液的酸性減弱，保證Fe3+沉淀完全，而Cu2+不產(chǎn)生沉淀，這樣的試劑要滿足不溶于水，能夠與酸反應且反應后不引入新的雜質離子等，因此需要加入含有銅元素的化合物：CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 等； 根據(jù)表中給定的數(shù)據(jù)得出調節(jié)溶液pH的范圍3.2≤pH<4.7；正確答案：CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3； 3.2≤pH<4.7 。 ③從硫酸銅溶液中得到硫酸銅固體，需要進行的操作為：配制成高溫時的硫酸銅飽和溶液，降低溫度，有固體析出，再進行過濾，洗滌、干燥、稱重等操作；正確答案：冷卻結晶 ；過濾。 點睛：除去Cu2+中的少量Fe3+、Fe2+，一般都是先加強氧化劑（多為雙氧水）把Fe2+氧化為Fe3+，然后加入含有銅元素的與酸能夠反應的不溶于水的化合物來調節(jié)溶液的pH，保證Fe3+沉淀完全，而Cu2+不能夠沉淀，從而達到除雜的目的。