1、综合测评(A)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.化学与生活密切相关。下列说法错误的是()。A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法答案:A解析:泡沫灭火器不能用于扑灭电器起火,因为水溶液可导电,可用干粉灭火器扑灭电器起火,A项错误。2.已知一定温度和压强下,合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.0 kJmo
2、l-1,将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中,保持恒温恒压,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,测得N2的转化率为20%。若在相同条件下,起始时向该容器中充入2 mol NH3,反应达到平衡时的热量变化是()。A.吸收18.4 kJ热量B.吸收73.6 kJ热量C.放出18.4 kJ热量D.放出73.6 kJ热量答案:B3.下列防止钢铁腐蚀的方法不属于电化学防护的是()。ABCD答案:D解析:铁管道连接电源负极作阴极,属于外加电流的阴极保护法,是电化学防护,A项不符合题意。镁单质与钢铁输水管连接形成原电池,镁活泼作负极,钢铁管道作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,是电化学防
3、护,B项不符合题意。锌单质与铁管道连接形成原电池,锌活泼作负极,铁管道作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,是电化学防护,C项不符合题意。喷油漆是在金属表面加防护层起到隔离空气的作用,不是电化学防护,D项符合题意。4.已知在一容器中发生反应:Fe+Cu2+Fe2+Cu,有关说法正确的是()。A.可能为电解池反应,Fe作阴极,CuSO4溶液作电解液B.可能为原电池反应,负极Fe被还原为Fe2+C.可能为电解池反应,阳极反应:Fe-2e-Fe2+D.可能为原电池反应,Fe作负极,Zn作正极,CuSO4溶液为电解液答案:C解析:A项,为电解池时,则Fe作阳极,CuSO4溶液作电解液;B项,为原电池
4、时,负极Fe被氧化为Fe2+;C项,为电解池时,阳极为Fe放电;D项,为原电池时,负极为Fe,正极的金属活动性要比Fe的弱,CuSO4溶液为电解液。5.在一定温度下的密闭容器中,加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),达到平衡时测得n(H2)为0.5 mol,下列说法不正确的是()。A.在该温度下平衡常数K=1B.平衡常数与反应温度无关C.CO的转化率为50%D.其他条件不变,改变压强平衡不移动答案:B解析:根据化学方程式可知在该反应中生成CO2物质的量是0.5mol,未反应的CO和H2O的物质的量也都是0.5mol,所以该反应的化学
5、平衡常数是K=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=1,A项正确。化学平衡常数与反应温度有关,B项错误。CO的转化率为0.5mol1mol100%=50%,C项正确。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,其他条件不变,改变压强平衡不移动,D项正确。6.某温度下,有pH相同的H2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液,在H2SO4溶液中由水电离出的H+浓度为10-a molL-1,在Al2(SO4)3溶液中由水电离的H+浓度为10-b molL-1,则此温度下的KW为()。A.110-14B.110-2aC.110-(7+a)D.110-(a+b)答案:D解析:Al2(SO4)3溶液中,A
6、l3+对水的电离起促进作用,由水电离的H+浓度为10-bmolL-1;H2SO4溶液中,H2SO4对水的电离起抑制作用,水电离出的OH-浓度和H+浓度相等,都是10-amolL-1,根据两溶液的pH相同,可知H2SO4溶液中H+浓度为10-bmolL-1,H2SO4溶液中H+主要来自H2SO4的电离,水电离出的H+浓度可忽略,此温度下H2SO4溶液中KW=c(H+)c(OH-)=10-bmolL-110-amolL-1=110-(a+b),D项正确。7.在下列各溶液中,离子一定能大量共存的是()。A.强碱性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO42-B.室温下,pH=1的盐酸中:Na+、Fe2+
7、、NO3-、SO42-C.含有Ca2+的溶液中:Na+、K+、CO32-、Cl-D.水电离产生的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中:Na+、K+、Cl-、SO42-答案:D解析:在强碱性溶液中Al3+不能大量存在,A项错误。因pH=1的溶液中有大量H+,则H+、Fe2+、NO3-发生氧化还原反应而不能大量共存,B项错误。Ca2+、CO32-之间发生反应生成碳酸钙沉淀,在溶液中不能大量共存,C项错误。因水电离的c(H+)=110-13molL-1c(Na+)=c(NH3H2O)B.加入10 mL盐酸时:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)
8、=c(Na+)D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(NH4+)+c(Na+)答案:B解析:NH3H2O是弱电解质,能微弱电离,未加盐酸时,溶液中c(Na+)c(NH3H2O),A项错误。当加入10mL盐酸时,恰好将NaOH完全中和,溶液中c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒式c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),可知c(NH4+)+c(H+)=c(OH-),B项正确。溶液pH=7时,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒式可知c(Na+)+c(NH4+)=c(Cl-),C项错误。加入20mL盐酸时,恰好将NaOH和NH3H2O完全中和,所得溶液为
9、NaCl和NH4Cl的混合溶液,NH4+能水解,溶液中同时含有NH4+和NH3H2O,根据物料守恒式可知c(Na+)+c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(Cl-),D项错误。9.按如图所示进行实验,探究H2O2的分解反应。下列说法不正确的是()。A.NaBr中的Br-加快了H2O2分解速率B.H2O2既发生了氧化反应,又发生了还原反应C.反应的离子方程式是Br2+H2O22Br-+2H+O2D.1 mol H2O2发生分解反应时,转移电子的物质的量是2 mol答案:D解析:由题意和实验现象可知,首先过氧化氢把溴离子氧化生成溴单质,而后溴单质又被还原成为溴离子,过程中放出氧气速率加快,反应前
10、后溴离子没有变化,因此溴离子加快了过氧化氢的分解速率,起到了催化剂的作用,A项正确。由A的分析可知,中过氧化氢发生了还原反应,中过氧化氢发生了氧化反应,B项正确。由A分析可知,反应为溴单质氧化过氧化氢生成氧气自身被还原成溴离子的过程,离子方程式正确,C项正确。由以上分析可知,过氧化氢分解的总反应为2H2O22H2O+O2,2mol过氧化氢分解,转移2mol电子,D项错误。10.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作不会引起实验误差的是()。A.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定C.用碱式滴定管取10
11、.00 mL NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,加入少量的蒸馏水再进行滴定D.用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时即停止滴加盐酸答案:C解析:A项未用标准盐酸润洗滴定管;B项锥形瓶不能用NaOH溶液润洗;C项不会引起实验误差;D项指示剂变色后,要等半分钟,若溶液红色不褪去,才表明达到滴定终点。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得4分,但只要选错一个,该小题就得0分)11.已知几种常见弱酸常温下的电离常数如下表所示,则相同物质的量浓
12、度的下列溶液,pH最大的是()。弱酸H2C2O4H2SH2CO3HClO电离常数Ka1=5.910-2Ka2=6.410-5Ka1=9.110-8Ka2=1.110-12Ka1=4.310-7Ka2=5.610-11Ka=2.9510-8A.Na2C2O4溶液B.K2S溶液C.NaClO溶液D.K2CO3溶液答案:B解析:B项H2S的二级电离常数最小,说明HS-的电离程度小,S2-最容易水解,水解程度最大,物质的量浓度相同时,K2S溶液的pH最大,B项正确。12.环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为2HT2B.M点的正反应速率大于N点的逆反应速率C.达平衡后,T1温度下环戊二烯的浓度大于T
13、2温度下环戊二烯的浓度D.反应开始至N点时,双环戊二烯平均速率约为0.45 molL-1h-1答案:AC解析:温度越高反应速率越快,根据图示可知,在温度T2(虚线)的反应速率较大,则T1T2,A项错误。根据图像可知,M、N点反应均未达到平衡,反应正向进行,则N点正反应速率大于逆反应速率,而随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,故M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,B项正确。该反应H0,是放热反应,由T1c(NH4+)c(OH-)c(H+)答案:BD解析:随pH增加,c(NH4+)下降,c(NH3H2O)上升,所以a代表c(NH3H2O),b代表c(NH4+)。W点溶液pH7,溶液呈碱性,则c(
14、OH-)c(H+),A项错误。根据电荷守恒,pH=8时存在c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH4+),B项正确。W点c(NH3H2O)=c(NH4+),室温时NH3H2O的电离平衡常数K=c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O)=10-4.75,C项错误。pH=10的溶液呈碱性,则c(OH-)c(H+),根据图知,c(NH3H2O)c(NH4+),所以存在c(NH3H2O)c(NH4+)c(OH-)c(H+),D项正确。三、非选择题(本题包括5小题,共60分)16.(12分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组
15、将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行电解饱和氯化钠溶液实验,如图所示,回答下列问题:(1)闭合K开关后,U形管中a、b电极上均有气体产生,其中a极上得到的物质是,在b极上放电的离子是,往b极处的溶液滴入酚酞溶液,能观察到。(2)电解氯化钠溶液的总化学方程式为。(3)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为;。(4)若每个电池甲烷通入量为2.24 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电子的总物质的量为,最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。答案:(1)氯气H+b极附近的溶液变红(2)2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH(3)O2+2H2O+4e-4OH-CH4+10OH-8
16、e-CO32-+7H2O(4)0.8 mol8.96解析:(1)甲烷燃料电池中,通甲烷的一端为负极,则a与正极相连,所以a为阳极,电解NaCl溶液时氯离子在阳极放电,所以a上生成氯气,H+在b电极(阴极)放电生成氢气,往b极处的溶液滴入酚酞溶液,能观察到b极附近的溶液变红。(2)以石墨为电极,电解氯化钠溶液,生成NaOH、氢气、氯气,该电解反应为2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH。(3)甲烷燃料电池正极上氧气得到电子,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,负极上甲烷在碱性溶液中失去电子,电极反应为CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O。(4)甲烷通入量为2.24L(标准状况
17、),其物质的量为2.24L22.4Lmol-1=0.1mol,串联电路中,转移的电子相同,由CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O可知,0.1mol甲烷反应转移0.8mol电子,则电解氯化钠溶液时由2e-Cl2可知,转移0.8mol电子生成0.4molCl2,其标准状况下的体积为0.4mol22.4Lmol-1=8.96L。17.(12分)(1)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料,N2H4与N2O4反应能放出大量的热。已知:N2O4(g)2NO2(g),NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体。在17 、1.01105 Pa时,往10 L密闭容器中充入NO2气体,当反应达到平衡
18、时,c(NO2)=0.2 molL-1,c(N2O4)=0.16 molL-1,则反应初始时,充入NO2的物质的量为。一定温度下,在恒容密闭容器中反应N2O4(g)2NO2(g)达到平衡状态的标志有。A.单位时间内生成a mol N2O4的同时生成2a mol NO2B.用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为21的状态C.混合气体的颜色不再改变的状态D.混合气体的密度不再改变的状态E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态25 时,1 mol N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出612.5 kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式:。(
19、2)一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),当反应达平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。550 时,平衡后若充入惰性气体,平衡将(填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”或“不移动”)。650 时,反应达平衡后CO2的转化率为。T时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=p总。答案:(1)5.2 molACE2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(l)H=-1 225 kJmol-1(2)向正反应方向移动25%0.5解析:(1)在17、1.01105Pa达
20、到平衡时,10L混合气体中:n(NO2)=c(NO2)V=0.2molL-110L=2mol,n(N2O4)=c(N2O4)V=0.16molL-110L=1.6mol,则反应初始时,充入NO2的物质的量为n(NO2)+2n(N2O4)=2mol+1.6mol2=5.2mol。生成amolN2O4的同时生成2amolNO2,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A项正确。速率之比等于化学计量数之比,不能说明反应达到平衡状态,B项错误。颜色不变,说明二氧化氮的浓度不变,反应达到平衡状态,C项正确。恒温恒容条件下该混合气体的密度始终不变,所以密度不变,不能说明反应达到平衡状态,D项错误。混合气
21、体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,E项正确。1molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出612.5kJ的热量,其热化学方程式为2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(l)H=-1225kJmol-1。(2)在容积可变的恒压密闭容器中反应,550时,平衡后若充入惰性气体,容器容积增大,反应体系中各组分的压强减小,该反应是气体体积增大的反应,则平衡正向移动。由图可以知道,650时,反应达平衡后CO的体积分数为40.0%,设开始加入的二氧化碳为1mol,转化的物质的量为xmol。C(s)+CO2(g)2CO
22、(g)开始/(mol)10转化/(mol)x2x平衡/(mol)1-x2x所以2x1-x+2x100%=40.0%,计算得出x=0.25,则CO2的转化率为0.25mol1mol100%=25%。T时,CO和CO2体积分数均为50.0%,所以用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=p2(CO)p(CO2)=(p总50.0%)2p总50.0%=0.5p总。18.(10分)Na2CO3和NaHCO3是中学化学中常见的物质,在生产生活中有重要的用途。(1)常温下,0.1 molL-1碳酸钠溶液pH约为12。原因是(用离子方程式表示)。(2)若在FeCl3溶液中加入碳酸氢钠浓溶液,观察到红褐色沉
23、淀和无色气体,用离子方程式解释产生该现象的原因。(3)工业回收铅蓄电池中的铅,常用Na2CO3或NaHCO3溶液处理铅膏(主要成分PbSO4)获得PbCO3,再经过处理最终得到Pb。PbCO3的溶解度(填“大于”或“小于”)PbSO4。用离子方程式解释Na2CO3的作用:。用等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别处理PbSO4,Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大,请解释其中的原因。答案:(1)CO32-+H2OHCO3-+OH-(2)3HCO3-+Fe3+Fe(OH)3+3CO2(3)小于PbSO4(s)+CO32-PbCO3(s)+SO42-等体积、等浓度的Na2CO3和N
24、aHCO3溶液,由于碳酸氢根的电离程度小,导致碳酸根离子浓度小,而碳酸钠溶液中碳酸根浓度大,所以碳酸钠使得PbSO4(s)+CO32-PbCO3(s)+SO42-向正方向移动的程度更大,即Na2CO3溶液中的PbSO4转化率大。解析:(1)常温下,0.1molL-1碳酸钠溶液中碳酸根离子水解,使得溶液显碱性,水解的离子方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-。(2)在FeCl3溶液中加入碳酸氢钠浓溶液,两者水解相互促进,生成氢氧化铁红褐色沉淀和二氧化碳无色气体,反应的离子方程式为3HCO3-+Fe3+Fe(OH)3+3CO2。(3)用Na2CO3或NaHCO3溶液处理铅膏(主要成分PbSO
25、4)获得PbCO3,发生了沉淀的转化,说明PbCO3的溶解度小于PbSO4。等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,Na2CO3中的c(CO32-)大,能够使PbSO4(s)+CO32-PbCO3(s)+SO42-的平衡正向移动的程度增大,因此Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大。19.(11分)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O,M=248 gmol-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题。(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaS2O3)=4.110-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验。试剂:稀盐酸、稀硫酸、Ba
26、Cl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液实验步骤现象取少量样品,加入除氧蒸馏水固体完全溶解得无色澄清溶液,有刺激性气味的气体产生静置,(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的中,加蒸馏水至。滴定:取0.009 50 molL-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O72-+6I-+14H+3I2+2Cr3+7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32-S4O62
27、-+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为%(保留1位小数)。答案:(1)加入过量稀盐酸出现乳黄色浑浊(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液产生白色沉淀(2)烧杯容量瓶溶液凹液面与刻度线相切蓝色褪去95.0解析:(1)先加过量盐酸排除S2O32-干扰:S2O32-+2H+S+SO2+H2O,然后在酸性条件下加BaCl2溶液,通过产生BaSO4沉淀证明SO42-存在。(2)溶液配制应在烧杯中溶解,容量瓶中定容。滴定过程中I2I-,达到滴定终点时无I2,故溶液蓝色褪去,即为终点;根据反应的离子方程式,可得到如下定量
28、关系:Cr2O72-3I26Na2S2O35H2O1mol2486g0.00950molL-10.02Lm(Na2S2O35H2O)m(Na2S2O35H2O)=0.28272g则样品纯度为0.28272g24.80mL100mL1.2000g100%=95.0%。20.(15分)LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能,且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点,是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图:已知:KspFe(OH)3=4.010-38,Ksp(FePO4xH2O)=1.010-15。葡萄糖分子式为C6H12O6。回答下列问题。(1)在合成磷酸铁时
29、,步骤中pH的控制是关键。如果pH3.0,则可能存在的问题是。(2)步骤中,洗涤是为了除去FePO4xH2O表面附着的等离子。(3)取三组FePO4xH2O样品,经过高温充分煅烧测其结晶水含量,实验数据如下表:实验序号123固体失重质量分数/%19.920.120.0固体失重质量分数=样品起始质量-剩余固体质量样品起始质量100%则x=(精确至0.1)。(4)步骤中研磨的作用是。(5)在步骤中生成了LiFePO4、CO2和H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(6)H3PO4是三元酸,如图是溶液中含磷微粒的物质的量分数()随pH变化示意图。则PO43-第一步水解的水解常数K1的数值最接近(
30、填字母)。A.10-12.4B.10-1.6 C.10-7.2 D.10-4.2答案:(1)生成Fe(OH)3杂质,影响磷酸铁的纯度(2)NO3-、NH4+、H+(只要写出NO3-、NH4+即可)(3)2.1(4)增大反应物接触面积,增大反应速率;使反应物混合均匀,提高反应产率(答案合理即可)(5)241(6)B解析:(1)步骤中pH的控制是关键,如果pH3.0,则可能生成Fe(OH)3杂质,影响磷酸铁的纯度。(2)步骤在反应釜中进行,加入磷酸和硝酸铁溶液,并用氨水调节pH,溶液中含有硝酸铵,洗涤是为了除去FePO4xH2O表面附着的NO3-、NH4+、H+。(3)表中固体失重质量分数的平均值
31、=19.9%+20.1%+20.0%3=20.0%,18x151+18x100%=20.0%,x=2.1。(4)步骤中研磨的作用是使反应物混合均匀,增大反应速率,提高反应产率。(5)在步骤中FePO4xH2O与葡萄糖反应生成了LiFePO4、CO2和H2O,其中铁元素由+3价降到+2价,葡萄糖则被氧化成二氧化碳和水,则氧化剂为FePO4xH2O,还原剂为葡萄糖,根据得失电子守恒得n(FePO4xH2O)(3-2)=n(C6H12O6)(4-0)6,则氧化剂与还原剂物质的量之比为241。(6)H3PO4是三元酸,则PO43-第一步水解的离子方程式为PO43-+H2OHPO42-+OH-,水解常数K1的表达式K1=c(OH-)c(HPO42-)c(PO43-),由图像中信息可知c(HPO42-)=c(PO43-)时,pH=12.4,则K1=c(OH-)c(HPO42-)c(PO43-)=10-1410-12.4=10-1.6,故选B。12
