湖北省沙市中学2018-2019学年高二上学期期末考试化学试题(解析版) 联系客服

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(4)若一定体积的①和④恰好完全反应生成氯化铵溶液,该溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________________________________。

(5)25℃时,a mol/L醋酸溶液与b mol/LNaOH溶液等体积混合后pH=7,则醋酸的电离常数Ka=__________。(用含a、b的代数式表示)

-22—++—

【答案】 (1). 10 (2). 增大 (3). < (4). c(Cl)>c(NH4)>c(H)>c(OH) (5).

b?10?7 a?b【解析】 【分析】

(1)先计算pH=11的NaOH溶液中由水电离出c(H+)水,根据c(H+)水=c(OH-)水计算c(H+)水·c(OH-)水; (2)醋酸溶液中加入醋酸钠晶体,使醋酸根离子浓度增大,结合醋酸的电离平衡分析pH变化; (3)pH=11的NaOH溶液和pH=3的醋酸溶液等体积混合,酸过量,根据电荷守恒分析所得溶液中c(Na+)

与c(CH3COO)的关系;

(4)氯化铵溶液中存在Cl—、NH4+、H+、OH—,结合NH4+的水解平衡分析该溶液中离子浓度大小关系;

——+

(5)c(H+)/ c(CH3COOH),醋酸的电离常数Ka=c(CH3COO)·故计算出c(CH3COO)、c(H)、 c(CH3COOH)

代入计算即可;

--3+-11+【详解】(1)pH=11的NaOH溶液中c(OH)=10mol/L,25℃时,由水电离出c(H)水=10mol/L。c(H)水

=c(OH-)水=10-11mol/L,故c(H+)水·c(OH-)水=10-22 mol2/L2;

(2)醋酸溶液中加入醋酸钠晶体,使醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,溶液酸性减弱,pH增大;

(3)NaOH为强碱,pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=10-3mol/L,醋酸为弱酸,pH=3的醋酸溶液中c(CH3COOH)>10-3mol/L,两溶液等体积混合,酸过量,溶液显酸性,所得溶液中c(Na+)

+

H2O+H+,故溶液显酸性。则该溶液中离子浓度由大到小的顺序是存在NH4+H2O?NH3·

c(Cl—)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—);

(5)醋酸与氢氧化钠1:1反应后得到醋酸钠,溶液显碱性。a mol/L醋酸溶液与b mol/LNaOH溶液等体积混

合后溶液呈中性,则醋酸有剩余,故混合溶液中既含有醋酸钠,又含有醋酸。存在电荷守恒c(CH3COO)

+c(OH—)=c(Na+)+c(H+),c(CH3COO—)= c(Na+)=b/2 mol/L,则c(CH3COOH)=(a-b)/2 mol/L,醋酸的电离常数Ka=c(CH3COO—)·c(H+)/ c(CH3COOH)= b/2·10-7/(a-b)/2=b/(a-b)×10-7;

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18.草酸(H2C2O4)是一种易溶于水的二元中强酸,KHC2O4溶液显酸性。现称取5.0g含

H2C2O4?2H2O、KHC2O4和K2SO4的固体样品,加水溶解,配成250mL 溶液。量取两份此溶液各25mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.2500mol/L NaOH 溶液,滴定终点时消耗NaOH溶液16.00mL。第二份溶液用0.1000mol/L 酸性KMnO4溶液滴定,当加入12.00mL 酸性KMnO4溶液时恰好反应完全。

(1)K2C2O4溶液呈碱性的原因(用离子方程式表示)_______________________________。 (2)在该实验中不需要用到的实验仪器有___________(填字母编号)。

A.容量瓶 B.酸式滴定管 C.碱式滴定管 D.分液漏斗 E.锥形瓶 F.圆底烧瓶

(3)第一份用NaOH溶液滴定时,滴定终点的判断依据为____________________________________。 (4)原试样中KHC2O4的质量分数为__________%(保留3位有效数字)。

(5)如果用0.2500mol/L NaOH 溶液滴定第一份溶液的实验中,在滴定终点时俯视读数。则测得的KHC2O4的质量分数_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

2—

【答案】 (1). C2O4+H2O

HC2O4—+OH— (2). D、F (3). 当滴入一滴NaOH溶液时,溶液颜

色恰好由无色到粉(浅)红色且半分钟内不褪色,即达到滴定终点 (4). 51.2 (5). 偏高 【解析】 【分析】

H2C2O4?2H2O、KHC2O4和K2SO4的固体样品,配成溶液。分别用NaOH 溶液和酸性KMnO4溶液滴定,在1molH2C2O4 消耗2mol NaOH,1mol KHC2O4消耗1mol NaOH,用NaOH 溶液滴定过程中,在用酸性KMnO4溶液滴定过程中,2mol MnO4消耗5mol C2O4,据此分析;

2—

【详解】(1)K2C2O4属于强碱弱酸盐,溶液呈碱性的原因为: C2O4+H2O

-2-

HC2O4—+OH— ;

(2)配制溶液过程中需要容量瓶,滴定过程中需要酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶,故不需要用到的实验仪器有D、F;

(3)溶液显酸性,用NaOH溶液滴定时,滴定终点的判断依据为当滴入一滴NaOH溶液时,溶液颜色恰好由无色到粉(浅)红色且半分钟内不褪色,即达到滴定终点; (4)由得失电子守恒可知2MnO4- ~ 5C2O42- 12×10-3×0.1mol 3×10-3mol

设滴定前溶液中含有H2C2O4 x mol、 KHC2O4 y mol。向溶液中加入NaOH时 H2C2O4 ~ 2NaOH x mol 2x mol

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HC2O4- ~NaOH y mol y mol

10-3×0.25,x+y=3×10-3,10-3mol ,y=2×10-3mol,由题意可知2x+y=16×解得x=1×则固体样品中m( KHC2O4)= 2×10-3×128=0.256g,KHC2O4的质量分数=0.256/0.5×100%=51.2%

(5)用NaOH 溶液滴定过程中,在滴定终点时俯视读数,使消耗NaOH的体积偏小,即2x+y偏小,x+y不变,则KHC2O4的质量分数偏高;

19.随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。

(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2 和水。已知CH4 和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为_________________________________________。

(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH。P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,

①P2及195℃下,在B点时,v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

②该反应的ΔH_________0(填“>”、“<”或“=”),原因是______________________________。 ③在0~2 min,平均反应速率v(CH3OH)=______________________。(数值用小数形式表示)

④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。

(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。

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①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是________。 ②该电池的负极反应式为__________________________。

【答案】 (1). CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol (2). < (3). < (4). 其他条件不变时,升高温度,一氧化碳的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应方向为吸热,正反L-1 min-1 (6). 9/P22 (7). CO2或二氧化碳 (8). 应方向放热 (5). 0.0375 mol·CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O 【解析】 【分析】

(1)CH4和SO2反应生成S、CO2 和水,根据CH4 和S的燃烧热化学方程式计算所求反应的△H ; (2)①A点是平衡状态,B点转化率大于A点,应该向逆反应方向移动,所以B点v(正)<v(逆); ②升高温度时,CO的转化率降低,平衡逆向移动,则逆向为吸热反应,据此分析;

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P(CO),列出三段式,表示出P(CH3OH)、P(H2)、P(CO),代入表达式即可; ③Kp=P(CH3OH)/P(H2)·

(3)该原电池为甲烷燃料电池,通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极。分别写出正负极反应式,结合两极产物进行分析;

【详解】(1)CH4 和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH= -890 kJ /mol ①,S(s)+ O2(g)=SO2(g) ΔH= -297 kJ /mol ②,①-2×②得,CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol;

(2)①根据表中数据知,平衡时氢气转化率为50%,当可逆反应中初始反应物物质的量之比等于其计量数之比时,其反应物转化率相等,所以该温度和压强下CO的转化率为50%,根据图知,A点是平衡状态,B点转化率大于A点,该反应在该温度和压强下达到平衡状态,应该向逆反应方向移动,所以B点v(正)<v(逆);

②升高温度时,CO的转化率降低,平衡逆向移动,则逆向为吸热反应,故该反应的ΔH<0;

-1-1

③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=Δn/v/Δt=3mol/20L/2min=0.075mol·L min ,v(CH3OH)=1/2

v(H2)=0.0375 mol·L-1 min-1; ④ CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

n0 4mol 8mol 0mol Δn 2mol 4mol 2mol n平 2mol 4mol 2mol

由三段式可知,反应前后物质的量之比=3:2,则平衡时压强P=2/3P2,故

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