2019届一轮世纪金榜阶段滚动检测(四)高中化学

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阶段滚动检测(四)
(第三～八章)
(90分钟100分)
一、选择题(本题包括16小题,每题3分,共48分)
1.(滚动单独考查)下列关于化学键的说法正确的是 ( )
A.C、N、O、H四种元素形成的化合物一定既有离子键,又有共价键
B.不同元素的原子构成的分子不一定只含极性共价键
C.含极性键的共价化合物一定是电解质
D.微粒Na+、Mg2+比O2-多一个电子层
【解析】选B。

(NH2)2CO(尿素)中只含共价键,A项错误;H2O2中含有O—O非极性键,B项正确;CO中的化学键为极性键,但CO是非电解质,C项错误;Na+、Mg2+、O2-的核外电子排布均相同,D项错误。

2.(滚动交汇考查)某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是( )
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
【解析】选D。

加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性,若有Fe3+,则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在Fe3+,而Mg(OH)2是白色,可能存在Mg2+。

【互动探究】
(1)该题中若加入NaOH溶液时,立即产生红褐色沉淀,则离子的存在情况又将怎样?
提示:一定含有Fe3+,Mg2+、Fe2+无法确定。

(2)若某溶液中加入NaOH溶液时有白色沉淀生成,继续滴加NaOH溶液时白色沉淀部分溶解,则溶液中可能含有什么离子?
提示:含有Mg2+、Al3+。

Mg(OH)2和Al(OH)3均是白色沉淀,但是前者不溶于过量的NaOH溶液,后者却溶于过量的NaOH溶液。

3.(滚动单独考查)用试纸检验气体性质是一种重要的实验方法。

下列试纸的选用、现象、对应结论都正确的一项是 ( )
【解析】选D。

碘水中的I2与淀粉作用出现蓝色,与I2的氧化性无关,A错误;NH3遇红色石蕊试纸变蓝,证明NH3是一种碱性气体,B错误;Na2SO3与H2SO4反应产生SO2,SO2使溴水褪色,是SO2具有还原性,C错误;Cu与浓硝酸反应产生
NO2,NO2氧化I-生成的I2与淀粉作用变蓝,证明NO2具有氧化性而不是酸性,D正确。

4.(滚动单独考查)短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如图所示,其中A元素原子形成的简单离子在同周期元素形成的简单离子半径最小,下列判断正确的是 ( )
A.工业上采用电解熔融状态的AD化合物的方法制取单质A
B.元素B和C的最高正化合价相等
C.简单离子半径大小顺序:C>D>B
D.阴离子的还原性:C<D
【解析】选C。

根据元素在元素周期表位置和A元素的简单离子在同周期元素的简单离子半径最小可确定A为Al,B、C、D分别为O、S、Cl,工业上采用电解Al2O3的方法冶炼金属铝,而不采用共价化合物AlCl3,A项错误;氧元素无+6价,B项错误;元素B、C、D对应的简单离子分别为O2-、S2-、Cl-,离子半径大小顺序为
S2->Cl->O2-,C项正确;非金属性:S<Cl,故阴离子还原性:S2->Cl-,D项错误。

【加固训练】
短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置关系如图,下列推论合理的是( )
A.若Z的核电荷数是Y的两倍,则X为碳元素
B.若W的核电荷数是Y的两倍,则X是氮元素
C.原子半径:Z>Y>X
D.最简单氢化物的稳定性:Y>X>W
【解析】选D。

若Z的核电荷数是Y的两倍,则Z为硫元素,Y为氧元素,X为氮元素,A项错误;若W的核电荷数是Y的两倍,则W为硅元素,X为碳元素,Y为氮元素,B项错误;由图中位置关系可知,原子半径X>Y,C项错误;非金属性Y>X>W,则最简单氢化物的稳定性:Y>X>W,D项正确。

5.(滚动单独考查)短周期元素X、Y、Z,其中X、Y位于同一主族,Y、Z位于同一周期。

X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,Z原子的核外电子数比Y原子少1。

下列比较正确的是( )
A.元素非金属性:Z>Y>X
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
C.原子半径:Z<Y<X
D.气态氢化物的稳定性:Z<Y<X
【解析】选D。

根据提供的信息,可以推断出X为O,Y为S,Z为P。

非金属性: O>S>P,A项错误;非金属性:S>P,故最高价氧化物对应水化物的酸
性:H2SO4 >H3PO4,B项错误;原子半径:P>S>O,C项错误;非金属性:P<S<O,故气态氢化物的稳定性:PH3<H2S<H2O,D项正确。

6.(滚动单独考查)N2 (g) 与H2 (g) 在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3(g):
下列说法正确的是( )
A.Ⅰ中破坏的均为极性键
B.Ⅳ表示NH2与H2生成NH3
C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为放热过程
D.N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH>0
【解析】选C。

Ⅰ中破坏的是非极性键,A错误;Ⅳ中是NH2和H生成NH3,B错误;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个过程均是能量降低的过程,所以是放热过程,C正确;由图可知反应物的能量高于生成物的能量,是放热反应,因此ΔH<0,D错误。

7.利用反应6NO 2+8NH37N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C.电极A极反应式为2NH 3-6e-N2+6H+
D.当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时,转移电子为0.8 mol
【解析】选C。

电极反应式为负极:8NH 3-24e-+24OH-4N2+24H2O;正
极:6NO 2+24e-+12H2O3N2+24OH-,因为为碱性介质,所以应选用阴离子交换膜,A、B项正确;C项,是碱性介质,OH-参与反应,错误;D项,根据正极反应式转移电子为
×24=0.8 mol,正确。

【加固训练】
如图所示,装置(Ⅰ)是一种可充电电池的示意图,装置(Ⅱ)为电解池的示意图;装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许Na+通过。

电池充、放电的化学方程式为
2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。

当闭合K时,X极附近溶液先变红色。

下列说法正确的是( )
A.装置(Ⅰ)中Na+从右到左通过离子交换膜
B.A电极的电极反应式为NaBr 3+2Na++2e-3NaBr
C.X电极的电极反应式为2Cl--2e-Cl 2↑
D.每有0.1 mol Na+通过离子交换膜,X电极附近就生成标准状况下的气体1.12 L 【解析】选D。

从图示和提供的化学方程式来看,装置Ⅰ左侧物质硫元素的化合价升高,发生氧化反应,则电极A为负极,B项错误;钠离子从左向右通过离子交换膜,A项错误;电极X为阴极,发生还原反应,生成氢氧化钠,从而使附近溶液显红色,C项错误;根据电子守恒,每有1 mol钠离子透过交换膜,就有1 mol电子转移,就会生成0.5 mol氢气,D项正确。

8.(滚动单独考查)(2018·拉萨模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的电子数是其电子层数的3倍,Y的非金属性在短周期所有元素中最强,Z的最外层电子数与最内层电子数相等,W是地壳中含量第二多的元素。

下列叙述正确的是 ( )
世纪金榜导学号79100776
A.原子半径的大小顺序:r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X)
B.Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为HYO4
C.简单气态氢化物的稳定性:X>W
D.工业上用电解含Y的简单离子水溶液的方法制取单质Y
【解析】选C。

短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的电子数是其电子层数的3倍,则X为碳元素;Y的非金属性在短周期所有元素中最强,Y 为氟元素;Z的最外层电子数与最内层电子数相等,原子序数比氟大,Z为镁元素;W是地壳中含量第二多的元素,W为硅元素。

同周期元素从左到右,原子半径
逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大。

原子半径的大小顺
序:r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),故A错误;氟没有正化合价,不存在Y的最高价氧化物对应水化物,故B错误;元素的非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,稳定
性:X>W,故C正确;氟单质能够与水反应生成氢氟酸和氧气,电解含氟离子水溶液的方法不能制取单质氟,故D错误。

9.对于反应COCl 2(g)CO(g)+Cl2(g)。

改变下列条件:①升温;②恒容通入惰性气体;③增加COCl2浓度;④减压;⑤加催化剂;⑥恒压下通入惰性气体,能加快反应速率的是( )
A.①②⑤
B.①③⑤
C.②④⑥
D.③⑤⑥
【解析】选B。

①升温、⑤加催化剂可增大活化分子百分数,反应速率增大;③增加COCl2浓度,单位体积内活化分子数目增多,反应速率增大;④减压、⑥恒压通入惰性气体,单位体积内活化分子数目减小,反应速率减小;②恒容通入惰性气体,单位体积内活化分子数目不变,则反应速率不变,能加快反应速率的有
①③⑤。

【互动探究】
(1)改变上题条件对上述反应平衡一定没有影响的是________。

提示:②⑤。

②恒容通入惰性气体,不影响反应物、生成物的浓度,速率不变,平衡不移动;⑤加入催化剂只影响速率,不影响化学平衡。

(2)向恒温、恒容的密闭容器中再充入一定量的COCl2(g),重新达平衡后,COCl2(g)的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

提示:减小。

若容器保持恒温、恒压;再充入一定量的COCl2(g),新充入的COCl2(g)会达到与原平衡相同的状态(即等效平衡),此时,COCl2(g)的转化率保持不变。

现
容器保持恒温、恒容,则体系的压强增大,平衡:COCl 2(g)CO(g)+Cl2(g)逆向移动,COCl2(g)的转化率减小。

10.(2018·重庆模拟)利用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备漂白液,下列说法
中不正确的是)
A.燃料电池的A极连接电解池的C极
B.A电极的电极反应式为CH 4-8e-+2H2O CO2+8H+
C.燃料电池工作时H+移向左边
D.电解池总反应式为NaCl+H2O NaClO+H2↑
【解析】选C。

电解饱和食盐水制备漂白液,铁电极C应该作阴极,发生还原反应,石墨电极D作阳极,发生氧化反应。

根据电解饱和食盐水制备漂白液的原理,燃料电池的A极通入甲烷为负极,连接电解池的C极,A正确;A是负极,发生氧化反应,电极反应式为CH 4-8e-+2H2O CO2+8H+,B正确;燃料电池工作时,电解质溶液中的阳离子移向正极,因此H+移向右边,C错误;电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气,生成的氢氧化钠与氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,总反应式为NaCl+H2O NaClO+H2↑,D正确。

11.反应N 2O4(g)2NO2(g) ΔH=57 kJ·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.T2<T1
C.恒温恒容条件下平均相对分子质量不变不能说明可逆反应达到平衡状态
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
【解析】选D。

由反应可知,该反应的正反应为体积增大的吸热反应。

增大压强,反应速率增大,由图知C点压强大于A点,故C>A,A错误;当压强一定,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,NO2的体积分数增大,故由图象可知,T2>T1,B错误;根
据=,平衡向正反应方向移动,n总增大,平均相对分子质量减小,当平均相对
分子质量不变时,可逆反应达到平衡状态,C错误;升温向吸热反应方向进行,增大NO2的体积分数,可采用加热的方法,D正确。

12.(2018·宝鸡模拟)已知25 ℃时BaSO 4饱和溶液中存在BaSO4(s)
Ba2+(aq)+S(aq),K sp=1.0×10-10,下列有关BaSO4的溶度积和溶解平衡的叙述正确的是( )
A.25 ℃时,向c(S)=1.0×10-5mol·L-1的BaSO4溶液中,加入BaSO4固体,c(S)增大
B.向该饱和溶液中加入Ba(NO3)2固体,则BaSO4的溶度积常数增大
C.向该饱和溶液中加入Na2SO4固体,则该溶液中c(Ba2+)>c(S)
D.向该饱和溶液中加入BaCl2固体,则该溶液中c(S)减小
【解析】选D。

BaSO4的溶度积等于c(Ba2+)和c(S)的乘积,故饱和溶液中
c(S)=1.0×10-5mol·L-1,再加入BaSO4固体不溶解,c(S)不变,A项错误;溶度积常数只与温度有关,B项错误;加入Na2SO4固体,BaSO4的溶解平衡向左移
动,c(Ba2+)减小,应为c(S)>c(Ba2+),C项错误;加入BaCl2固体,BaSO4的溶解平衡向左移动,c(S)减小。

13.(2018·哈尔滨模拟)反应4NH 3 (g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) ΔH=
-a kJ·mol-1,在5 L密闭容器中投入1 mol NH3和1 mol O2,2分钟后NO的物质的量增加了0.4 mol,下列说法正确的是( )
世纪金榜导学号79100779
A.2分钟反应放出的热量值小于0.1a kJ
B.用氧气表示2分钟的反应速率:v(O2)=0.05 mol·L-1·min-1
C.2分钟内NH3的转化率是50%
D.2分钟末c(H2O)=0.6 mol·L-1
【解析】选B。

4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
起始物质的量(mol) 1 1 0 0
变化物质的量(mol) 0.4 0.5 0.4 0.6
终了物质的量(mol) 0.6 0.5 0.4 0.6
2分钟时参加反应的NH3的物质的量为0.4 mol,反应放出的热量值等于0.1 a kJ,故A错误;用氧气表示2分钟的反应速率:v(O2)==0.05 mol ·L-1·min-1,故B 正确;2分钟内NH3的转化率=×100%=40%,故C错误;2分钟末
c(H2O)==0.12 mol ·L-1,故D错误。

14.(2018·玉溪模拟)溶液的酸碱性可用酸度(AG)表示AG=lg。

室温下,某化学兴趣小组的同学用0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L-1的醋酸溶液,滴定结果如图所示,下列有关叙述正确的是( )
世纪金榜导学号79100780
A.水的电离程度A点小于B点
B.A点时加入的氢氧化钠溶液的体积恰好为20.00 mL
C.室温0.01 mol·L-1醋酸溶液的电离平衡常数K a=10-5
D.若B点时所加NaOH溶液的体积为40.00 mL,此时溶液中
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】选C。

A点常温时,中性溶液的pH=7,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,AG=lg 1=0,B加碱,抑制水电离,水的电离程度A点大于B点,故A错误;A
点呈中性,A点时加入的氢氧化钠溶液的体积小于20.00 mL;AG=lg=7,得
c2(H+)=10-14+7=10-7,由CH 3COOH CH3COO-+H+得K a===10-5,故C正确;若B点时所加NaOH溶液的体积为40.00 mL,溶液相当于等浓度的CH3COONa和NaOH的混合液,CH3COO-部分水解,浓度比OH-小,此时溶液中
c(Na+)>c(OH-) >c(CH3COO-)>c(H+),故D错误。

15.常温下,稀释0.1 mol·L-1 X溶液,溶液的某种量Y随着加入水的量变化趋势如图所示,下列关于X的说法中正确的是 ( )
世纪金榜导学号79100781
A.若X是醋酸,则Y可表示电离平衡常数
B.若X是醋酸,则Y可表示溶液的导电能力
C.若X为NH4Cl,则Y可表示溶液中N数目
D.若X为NH4Cl,则Y可表示溶液中c(OH-)
【解析】选D。

物质的电离平衡常数只与温度有关,A项错误;加水稀释过程中,溶液中离子总浓度减小,导电能力减弱,B项错误;稀释促进盐的水解,剩余的
N数目减小,C项错误;稀释过程中溶液酸性减弱,故c(OH-)增大,D项正确。

【易错提醒】(1)忽略了平衡常数只与温度有关,与其他外界条件无关。

(2)忽略了溶液体积的增大对离子浓度的影响比平衡移动对离子浓度的影响大,
醋酸溶液加水稀释,离子浓度减小,导电能力减弱。

16.(能力挑战题)常温下,将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,已知相同条件下NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,则下列有关推论不正确的是( )
世纪金榜导学号79100782
A.若混合后溶液pH=7,则c(N)=c(Cl-)
B.若b=2a,则c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
C.若a=2b,则c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.若混合后溶液满足c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),则可推出a=b
【解析】选B。

A项溶液中存在电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),因
pH=7,c(H+)=c(OH-),则c(Cl-)=c(N),正确;B项,b=2a,盐酸过量应有c(H+)>
c(N),错误;C选项,若a=2b,反应后生成N和剩余的NH3·H2O的物质的量相等,已知相同条件下NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,则
c(N)>c(Cl-) >c(OH-)>c(H+),正确;D选项,如果a=b,完全反应生成NH4Cl,根据质子守恒可知c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),正确。

【方法规律】溶液中的等式、不等式问题解题思路
(1)在列电荷守恒时,注意离子所带电荷的多少,不要简单认为只是各种离子浓
度相加。

(2)等式考虑守恒原理,不等式考虑平衡原理。

①等式一般与电荷守恒、物料守恒相联系,如果给定的不是两个等式,可以把两个守恒式变化形式后做差,加以推导即可。

②如果给定的是不等式,要先考虑等式,对等式一边加入或减少某离子,即可变
成不等式。

二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(10分)(滚动交汇考查)A、B、C、D、E五种短周期元素,原子序数依次增大,A、E同主族,A元素的原子半径最小,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y,A、B、C、E 四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物。

回答下列问题: (1)将E的单质投入水中,发生反应的离子方程式为____________________,
该反应的氧化剂是____________。

(2)C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应的化学方程式为_______ ________。

产物中含有的化学键类型为________(填“离子键”或“共价键”)。

(3)已知0.4 mol 液态C2A4与液态双氧水反应,生成C2和液态水,放出327.2 kJ 的热量。

1 mol液态水变为水蒸气需吸收44.0 kJ的热量。

写出液态C2A4与液态双氧水反应,生成C2和水蒸气的热化学方程式_________________________。

(4)BD2与E2D2反应的化学方程式为___________________________________。

【解析】因为B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,B为C;A的原子半径最小,A为H;E与A同主族,E为Na;C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成盐,C为N;A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物,则D为O。

(1)将E的单质投入水中,发生反应的离子方程式为
2Na+2H 2O2Na++2OH-+H2↑,该反应的氧化剂为H2O。

(2)HNO 3与NH3反应的化学方程式为NH3+HNO3NH4NO3,NH4NO3中存在的化学键为离子键、共价键。

(3)0.4 mol N2H4与H2O2反应生成N2和H2O(l)放出327.2 kJ热量,1 mol N2H4与H 2O2完全反应生成N2和H2O(l)的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+ 4H 2O(l) ΔH=-818 kJ·mol-1;根据H2O(l)H2O(g) ΔH=44.0 kJ·mol-1,N2H4与H2O2反应生成N2和H2O(g)的热化学方程式为
N 2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-642 kJ·mol-1。

(4)CO 2与Na2O2反应的化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2。

答案: (1)2Na+2H 2O2Na++2OH-+H2↑H2O
(2)NH 3+HNO3NH4NO3离子键、共价键
(3)N 2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
(4)2CO 2+2Na2O22Na2CO3+O2
18.(10分)(滚动交汇考查)煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境影响极大。

(1)使用清洁能源可有效减少SO2等的排放。

煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。

已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
ⅰ:CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-90.8 kJ·mol-1
ⅱ:CO(g)+H 2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2 kJ·mol-1
ⅲ:CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g) ΔH3
850℃时,三个反应的平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160。

甲醇还可以与乙酸反应制香料,反应为CH 3OH(l)+CH3COOH(l)CH3COOCH3(l)+H2O(l)
①ΔH3=________,制香料反应的平衡常数K的表达式为________。

②850℃时,在密闭容器中进行反应i,开始时只加入CO2、H2,反应10 min后测得各组分的浓度如表。

比较正、逆反应的速率的大小:v(正)________v(逆) (填“>”“<”或“=”)。

(2)研究人员发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO2(g)。

在一定温度下,于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO发生该反应,如图为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值()随时间的变化曲线。

①0～5 min内,该反应的平均反应速率v(N2)=________;平衡时NO的转化率为________。

②若13 min时,向该容器中再充入0.06 mol CO,15 min时再次达到平衡,此时容器内的比值应在图中A点的________(填“上方”或“下方”)。

(3)以连二硫酸盐(S2)为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:
①阴极区的电极反应式为__________________。

②NO吸收转化后的主要产物为N,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为________mL。

【解析】(1)①反应ⅲ=反应ⅰ+反应ⅱ,所以ΔH3=ΔH1+ΔH2=-90.8+(-41.2) =-132.0 kJ·mol-1。

该反应的平衡常数表达式为K=。

注意这里的水不是溶剂,所以应该有浓度,不能视为1。

②10 min时反应ⅰ的浓度商
Q==100<K1=160,所以反应正在向正反应方向进行,v(正)>v(逆)。

(2)①同温同体积下,压强的比等于气体的物质的量的比,5分钟的时候压强是初始压强的0.925倍,所以气体的物质的量是初始物质的量的0.925倍,即5分钟的时候物质的量为(0.1+0.3)×0.925=0.37 mol,减少了0.03 mol气体。

反应为
2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO2(g),每反应2 mol NO和2 mol CO生成1 mol N2
和2 mol CO2,气体的物质的量会减少1 mol,所以可以认为每生成1 mol N2会减少
1 mol气体。

上面计算出来气体减少了0.03 mol,所以生成0.03 mol N2,则
v(N2)==0.003 mol·L-1·min-1。

达平衡时的压强是初始压强的0.9倍,所以平衡时的总物质的量为(0.1+0.3)×0.9=0.36 mol,气体的物质的量一共减少0.04 mol,由上所述可以得到:生成0.04 mol N2,所以反应的NO为0.08 mol,其转化率
为×100%=80%。

②根据①中计算的数据,第一次达平衡时,总物质的量为0.36 mol,加入0.06 mol CO,瞬间总物质的量变为0.42 mol,此时==1.05(就是A点的纵坐标)。

因为加入CO,所以反应的平衡向正反应方向移动,气体的物质的量还会减少,所以的数值会减小,达到新平衡时,的数值一定在A点下方。

(3)①阴极应该是S得电子转化为S2,即将+4价S转化为+3价的S,所以2个S得2个电子转化为1个S2,反应物中再补充氢离子,生成物补充水分子,根据原子个数守恒和电荷守恒配平得到:2S+4H++2e-S 2+2H2O。

②NO吸收转化后的主要产物为N,即N的化合价由+2降低为-3,所以1个NO
得到5个电子,即NO的物质的量是转移电子的物质的量的,当转移0.3 mol e-时反应的NO为0.06 mol,体积为1 344 mL。

答案:(1)①-132.0 kJ·mol-1
②>
(2) ①3×10-3mol·L-1·min-180%
②下方
(3)①2S+4H++2e-S
2+2H2O ②1 344
【加固训练】
环境问题备受全世界关注。

化工厂以及汽车尾气排放的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO x)等气体已成为大气污染的主要因素。

汽车尾气治理的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”。

已知反应2NO(g)+2CO(g)N 2(g) +2CO2(g) ΔH=-113 kJ·mol-1。

为了模拟催化转化器的工作原理,在t℃时,将2 mol NO与1 mol CO充入1 L 反应容器中,反应过程中NO(g)、CO(g)、N 2(g)物质的量浓度变化如图所示。

(1)当15 min达到平衡时,此时NO的转化率为_______________。

(2)写出该反应的化学平衡常数表达式K=________,此条件下反应的
K=________(填计算结果,可用化简后的分数值表示)。

(3)根据图中20～25 min内发生变化的曲线,分析引起该变化的条件可能是
________。

A.加入催化剂
B.降低温度
C.缩小容器体积
D.增加CO物质的量
(4)当15 min达到平衡后,若保持体系温度、体积不变,再向容器中充入2 mol NO、1 mol CO,平衡将________(填“向左”“向右”或“不”)移动。

【解析】(1)15 min达到平衡时NO转化的浓度为0.4 mol·L-1,所以NO的转化率为×100%=20%。

(2)反应2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO2(g)的平衡常数表达式为K=,平衡时NO、CO、N2和CO2的浓度分别为1.6 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1,平衡常数K==。

(3)20～25 min内N2的浓度缓慢增加,说明平衡向正反应方向移动,因为在20 min 改变条件的瞬间N2的浓度不变,因此一定不是压强的改变所致, C错;能使平衡向正反应方向移动的措施还有增大反应物的浓度,D对;降低反应温度,B对;催化剂对反应速率没有影响,A错。

(4)15 min达到平衡后维持温度、体积不变,再充入2 mol NO、1 mol CO,则在充入NO、CO的瞬间,平衡还没有移动,NO、CO、N2、CO2的浓度分别为3.6 mol·L-1、1.6 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1,此时Q c==<K,平衡向右移动。

答案:(1)20% (2)
(3)B、D (4)向右
19.(10分)有两条途径可以使重晶石(BaSO4)转化为碳酸钡,如图所示:
试回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中发生的主要反应为BaSO 4+4C BaS+4CO↑,若1 mol BaSO4完全反应,电子转移的物质的量为________。

(2)Na2CO3溶液常温下呈碱性,用离子方程式说明其主要原因_____________,
其溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________________________。

BaCO3(s)+S,写出此反应平
(3)已知反应Ⅳ中发生的反应为BaSO
衡常数表达式K=________;若K sp(BaSO4)为1×10-10,K sp(BaCO3)为5×10-9,则K
的值为________。

(4)若每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,至少需要________次可以将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3。

【解析】(1)BaSO 4+4C BaS+4CO↑反应中电子转移的方向和数目可以表示为
若1 mol BaSO4完全反应,电子转移的物质的量为8 mol。

(2)由于C水解,所以Na 2CO3溶液常温下呈碱性,离子方程式为C+H2O
HC+OH-,溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(C)>c(OH-)
>c(HC)>c(H+)。

(3)反应BaSO
4(s)+C BaCO3(s)+S平衡常数表达式为K=,若
K sp(BaSO4)为1×10-10,K sp(BaCO3)为5×10-9,则K===
=0.02。

(4)若每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,能处理BaSO4的物质的量为x mol, BaSO 4(s)+C BaCO3(s)+S
2.0-x x
K===0.02
x=0.039
处理次数为≈5.1;则至少处理6次。

答案:(1)8 mol
(2)C+H 2O HC+OH-
c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC)>c(H+)
(3)0.02 (4)6
20.(10分)(2018·兰州模拟)硅孔雀石是一种含铜的矿石;含铜形态为
CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O,同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。

以硅孔雀石为原料直接制取硫酸铜产品的工艺流程如图:
请回答下列问题:
(1)写出步骤①中在矿粉中加入30%稀硫酸时,CuSiO 3·2H2O发生反应的化学方程式: __。

(2)步骤①中加入双氧水的作用是 __。

(用离子方程式表示)
(3)步骤②中调节溶液pH约为4,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调节溶液pH可选用的最佳试剂是________。

A.Fe(OH)3
B.NH3·H2O
C.CuO
D.NaOH
(4)已知常温下,K sp[Al(OH)3]=3.2×10-34,测得滤液A中Al3+的浓度为1×
10-2 mol·L-1,则在滤渣B中________(填“有”或“没有”)Al(OH)3。

(5)为充分利用母液,某学生设计两种方案回收铜。

甲方案:
乙方案:按如图所示装置进行电解。

乙方案中,铜将在______(填“A”或“B”)极析出,为保持乙方案中电流恒定,B 极应该使用______(填“铁”或“石墨”)作电极材料。

该方案和甲方案相比较,最大的缺点是__________________。

【解析】(1)CuSiO 3·2H2O+H2SO4CuSO4+H2SiO3+2H2O。

(2)观察矿粉中成分,能够与双氧水反应的只有二价铁离子,加入双氧水的目的就是把二价铁离子氧化成三价铁离子:2Fe2++H 2O2+2H+2Fe3++2H2O。

(3)调节溶液pH约为4,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,而且不能引入新的杂质,所以CuO最合适。

(4)K sp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c3(OH-)=3.2×10-34,已知滤液A中c(Al3+)=
1×10-2 mol·L-1,则当c3(OH-)<3.2×10-32时,不会生成Al(OH)3沉淀,而调节
pH=4,c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,则c3(OH-)=1×10-30>3.2×10-32,所以滤渣B中有
Al(OH)3。

(5)由电解装置图可知,铜在阴极即A极析出,为保持乙方案中电流恒定,B极应该使用铁作电极材料。

比较甲方案和乙方案装置,乙方案最大的缺点就是消耗能源。

答案:(1)CuSiO 3·2H2O+H2SO4CuSO4+H2SiO3+2H2O
(2)2Fe2++H 2O2+2H+2Fe3++2H2O
(3)C (4)有(5)A 铁耗能
21.(12分)(能力挑战题)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。

工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如图所示。

由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为______________。

(2)“酸浸”后,钛主要以TiOC形式存在,写出相应反应的离子方程式
____________________。

(3)TiO2·x H2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:
分析40 ℃时TiO2·x H2O转化率最高的原因______________________。

(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为________________。