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2015年湖北高考化学提高训练三十一

2015-05-25| 来源:湖北自考网旗下湖北高考频道| 阅读:25027次查看高职扩招最新方案
湖北2015年高考化学提高训练三十一

  2015年湖北高考生正在努力备考中,湖北高考网整理了2015年湖北高考化学提高训练,希望对大家有帮助!
 
  一、选择题(本题包括16个小题,每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
 
  1.(2014·云南省昆明三中玉溪一中统考(二))短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是(  )
 
  A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
 
  B.Z的氧化物能与水反应
 
  C.Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都相同
 
  D.元素Y的简单氢化物的稳定性比W的氢化物强
 
  解析:根据短周期元素在周期表中的位置可知X、Y、Z、W、Q分别为:N、O、Al、S、Cl。N最高正化合价为+5,Al最高正化合价为+3,A项正确;Al2O3不与水反应,B项错误;O2-和Al3+均有两个电子层且核外电子数均为10,C项正确;由于O的非金属性大于S,故H2O比H2S稳定,D项正确。
 
  答案:B
 
  点拨:本题考查元素周期表及元素周期律知识,意在考查考生综合分析问题的能力。
 
  2.(2014·河北保定市期末调研)对下列图象的描述正确的是(  )
 
  A.根据图①可判断反应A2(g)+3B2(g)  2AB3(g)的ΔH>0
 
  B.图②可表示压强(p)对反应2A(g)+2B(g)  3C(g)+D(s)的影响且p2>p1
 
  C.图③可表示向醋酸溶液中通入氨气时,溶液导电性随氨气量的变化
 
  D.图④表示常温下,稀释同体积同pH的HA、HB两种酸溶液时,溶液pH随加水量的变化,则同温同浓度的NaA溶液pH小于NaB溶液
 
  解析:由图①可知随着温度的升高,正、逆反应速率都增大,图中交点后逆反应速率大于正反应速率,所以平衡逆向移动,根据升高温度平衡向吸热反应的方向移动可推出正反应为放热反应,即ΔH<0,A项错误;由图②可知压强对平衡影响效果相同,所以反应前后气体分子数应该不变,但B选项所给反应反应前后气体分子数不相同,B选项错误;醋酸是弱电解质,氨气是非电解质,向醋酸溶液中通入氨气生成的醋酸铵为强电解质,导电性增强,而图③中的曲线导电性是先减弱的,故C选项错误;同温、同体积、同pH的两种一元酸,酸性越强,随着加水量增加其pH变化越大,所以从图中可知HA和HB都是弱酸,酸性越弱,形成强碱弱酸盐的水解程度越大,碱性越强,D选项正确。
 
  答案:D
 
  点拨:本题考查了图象的知识,意在考查考生对图象的理解能力和判断能力。
 
  3.(2014·河南省开封市一模)一种新型燃料电池,是用两根金属铂作电极插入KOH溶液中,然后向两极上分别通入CH3OH和O2,下列说法不正确的是(  )
 
  A.通入CH3OH的电极为负极
 
  B.随着放电的进行,负极附近pH上升
 
  C.每消耗1 mol CH3OH可以向外电路提供6 mol e-
 
  D.通入O2的一极电极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-
 
  解析:在原电池中负极发生氧化反应,电极反应式为:CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O,正极发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,由电极反应式可知,每消耗1 mol CH3OH可以向外电路提供6 mol e-,负极附近pH降低,本题答案为B。
 
  答案:B
 
  点拨:本题考查燃料电池正负极的判断、电极反应式的书写以及电子的转移,意在考查考生对原电池原理的应用和分析能力。
 
  4.(2014·贵州省贵阳市监测(一))水是生命之源、生态之基。下列关于水的描述正确的是(  )
 
  A.HO中,质量数之和是质子数之和的两倍
 
  B.在纯水中加入少量铵盐不会对水的电离产生影响
 
  C.100 ℃时,纯水的pH=7
 
  D.H2O的电子式为H H
 
  解析:HO中质量数之和为18,质子数之和为10,故质量数之和小于质子数之和的两倍,A项错误;铵盐中的NH在水中会发生水解,故纯水中加入少量铵盐会促进水的电离,B项错误;升高温度,水的电离程度增大,100 ℃时,纯水的pH=6,C项错误;H2O为共价化合物,D项正确。
 
  答案:D
 
  点拨:本题以水为载体考查原子的组成、电子式的书写以及溶液的酸碱性和pH,意在考查考生的识别和分析能力。
 
  5.(2014·河北省唐山市期末)下表是元素周期表的一部分,下列有关说法不正确的是(  )
 
  族
 
  周期   ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 2 a b 3 c d e f A.元素a是制备一种高效电池的重要材料
 
  B.由b元素形成的单质不一定是原子晶体
 
  C.c、d两元素的单质构成原电池两电极时,d可能为负极
 
  D.e、f的含氧酸的酸性依次增强
 
  解析:由题给元素周期表可知,a为Li,b为C,c为Mg,d为Al,e为S,f为Cl。Li是制备高效电池的重要材料,A选项正确;由C形成的金刚石是原子晶体,由C形成的石墨不是原子晶体,由C形成的石墨不是原子晶体,B选项正确;如果镁和铝在氢氧化钠溶液中形成的原电池,铝为负极,C选项正确;e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强,D选项错误。
 
  答案:D
 
  点拨:本题考查了物质结构、元素周期表知识,意在考查考生对相关知识的理解和运用能力。
 
  6.(2014·甘肃省兰州市张掖市联考)现有短周期元素X、Y、Z、M,X、Y位于同主族,Z、M位于同主族,Y、Z位于同周期,X与Z、M都不在同一周期,Z的核电荷数是M的2倍。下列说法正确的是(  )
 
  A.简单阳离子的氧化性:Y>X
 
  B.气态氢化物的稳定性:Z>M
 
  C.简单离子半径由大到小的顺序是:Z>M>Y
 
  D.等浓度的X2Z与Y2Z的溶液中,水的电离程度:X2Z>Y2Z
 
  解析:短周期元素Z的核电荷数是M的2倍,又Z、M位于同主族,可推出Z为S,M为O,再根据题给条件进一步推出X为H,Y为Na。简单阳离子的氧化性:H+>Na+,A选项错误;元素非金属性越强,其气态氢化物越稳定,O的非金属性强于S,稳定性:H2O>H2S,B选项错误;简单离子半径:S2->O2->Na+,C选项正确;H2S是弱酸,在水溶液中发生电离,抑制水的电离,Na2S是强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解,促进水的电离,所以水的电离程度:Na2S>H2S,D选项错误。
 
  答案:C
 
  点拨:本题考查了物质结构与元素周律知识,意在考查考生的推断能力。
 
  7.(2014·甘肃省兰州市张掖市联考)下列图示与对应的叙述相符的是(  )
 
  A.图1所示的总反应为吸热反应
 
  B.图2所示实验为用0.01 mol·L-1的HCl溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液
 
  C.图3可以表示反应2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)在恒温时的平衡常数K随压强p变化的关系
 
  D.图4可以表示常温下pH=2的HCl溶液加水稀释倍数与pH的变化关系
 
  解析:由图1可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,总反应为放热反应,A选项错误;由图2可知,是用氢氧化钠溶液滴定盐酸,B选项错误;因为平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,C选项正确;盐酸是酸,无论如何稀释也不可能变成碱,D选项错误。
 
  答案:C
 
  点拨:本题考查图象的分析,意在考查考生的分析能力。
 
  8.(2014·甘肃省兰州市张掖市联考)下列判断正确的是(  )
 
  A.同温下,HF比HClO易电离,则等浓度等体积NaF溶液的pH比NaClO溶液的pH大
 
  B.常温下,0.4 mol·L-1 HA溶液和0.2 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH等于3,则混合溶液中粒子浓度大小关系:c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
 
  C.常温下pH =a的Al2(SO4)3溶液和pH=a的H2SO4溶液中,水电离的c(H+)相等
 
  D.用铂电极电解食盐水,一段时间后两极产生气体体积比为32(同条件下),为将电解液恢复原状,则只需向电解液中通入一定量的HCl气体
 
  解析:“同温度下,HF比HClO易电离”,说明HF的酸性强于HClO,酸性越弱,形成的强碱弱酸盐的碱性越强,所以等浓度等体积NaClO溶液的pH比NaF溶液的pH大,A选项错误;混合后得到浓度均为0.1 mol·L-1的HA和NaA的混合溶液,若HA为强酸,则混合后溶液的pH为1,pH=3说明HA为弱酸,所以溶液中粒子浓度关系为:c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-),B选项正确;硫酸铝是强酸弱碱盐,Al3+水解促进水的电离,硫酸抑制水的电离,两溶液中水的电离程度不同,C选项错误;当两极产生的气体体积之比为11时,说明只生成氢气和氯气,这时通入一定量的氯化氢气体就可以恢复到原来的状态,题中体积比为32,说明除生成氢气和氯气外还生成了氧气,故只通入氯化氢气体不能复原,还得加入一定量的水,D选项错误。
 
  答案:B
 
  点拨:本题考查了溶液中的离子平衡和电化学知识,意在考查考生对所学知识的应用能力。
 
  9.(2014·河南省开封市二模)下列图示与对应的叙述相符的是(  )
 
  A.图甲表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,H2的燃烧热为483.6 kJ·mol-1
 
  B.图乙表示在饱和Na2CO3溶液中逐步加BaSO4固体后,溶液中c(CO)的变化
 
  C.图丙表示Zn、Cu和稀硫酸构成的原电池在工作过程中电流强度的变化,t时加入了H2O2
 
  D.图丁表示恒温恒容条件下发生的可逆反应2NO2(g)  N2O4(g)中,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,其中交点A对应的状态为化学平衡状态
 
  解析:燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量,H2O在气态时不稳定,在液态时稳定,A项错误;图乙中c(CO)最后不可能变为0,B项错误;H2O2具有强氧化性,能加快Zn被氧化的速率,使反应速率加快,使电流强度增大,C项正确;根据速率之比等于化学计量数之比可知,平衡时NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍,A处为NO2和N2O4的消耗速率相等的状态,不是化学平衡状态,D项错误。
 
  答案:C
 
  点拨:本题考查化学反应中有关图象的识别,意在考查考生对学化图象的分析判断能力。
 
  10.(2014·上海虹口一模)以下物理量只与温度有关的是(  )
 
  A.醋酸的电离度    B.醋酸钠的水解程度
 
  C.水的离子积 D.氨气的溶解度
 
  解析:醋酸的电离度,醋酸钠的水解程度,与温度、浓度都有关系,A、B项错;氨气的溶解度与压强、温度有关系,D错误。
 
  答案:C
 
  11.(2014·辽宁省沈阳市质检(二))下列说法正确的是(  )
 
  A.0.1 mol·L-1的硫酸铵溶液中:c(NH)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)
 
  B.常温下恰好中和等体积pH相同的CH3COOH和HCl溶液,消耗NaOH的量一样多
 
  C.常温下,醋酸钠与醋酸的混合溶液pH=7,则c(Na+)>c(CH3COO-)
 
  D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
 
  解析:硫酸铵溶液由于NH水解显酸性,故c(H+)>c(OH-),A项错误;乙酸为弱酸,故等体积pH相同的乙酸与盐酸相比,前者浓度较高,因此恰好中和相同体积相同pH的乙酸与盐酸时,乙酸消耗的NaOH的量较多,B项错误;醋酸钠和醋酸混合液中,存在电荷守恒,即c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),因混合溶液pH=7,故c(H+)=c(OH-),由此推知c(Na+)=c(CH3COO-),C项错误;由电荷守恒可知D项正确。
 
  答案:D
 
  点拨:本题考查电解质溶液相关知识,意在考查考生的分析判断能力。
 
  12.(2014·河南省适应性测试)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
 
  A.常温下,pH=7的CH3COONa和CH3COOH混合溶液:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
 
  B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液:c(CO)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
 
  C.向0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液:c(CO)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
 
  D.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液:c(HCO)+c(H2CO3)=c(OH-)-c(H+)
 
  解析:A项,根据电荷守恒有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),又因溶液pH=7,即c(OH-)=c(H+),从而推出c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),A项正确;B项,反应后得到Na2CO3溶液,溶液中c(OH-)>c(HCO),B项错误;C项,反应后得到等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液,由于CO的水解程度大,故混合溶液中c(HCO)>c(CO),C项错误;D项,根据质子守恒可知c(HCO)+2c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-),D项错误。
 
  答案:A
 
  点拨:本题考查电解质溶液中微粒浓度关系,意在考查考生的分析推理能力。
 
  13.(2014·河北省石家庄质检(二))下列选项正确的是(  )
 
  A.0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
 
  B.等物质的量浓度的三种溶液:①(NH4)2CO3 ②NH4Cl ③(NH4)2Fe(SO4)2中,c(NH)的大小顺序为:③>②>①
 
  C.25 ℃时,pH=4的KHC2O4溶液中:c(HC2O)>c(H2C2O4)>c(C2O)
 
  D.CH3COONa溶液和盐酸混合呈中性的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH)
 
  解析:该溶液中电荷守恒式为:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),物料守恒式为:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),联立两式得到质子守恒式:c(OH-)+c(CO)=c(H2CO3)+c(H+),A选项错误;水解是微弱的,(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+的水解抑制NH水解,c(NH)的大小顺序为③>①>②,B选项错误;pH=4,说明溶液显酸性,则HC2O的电离程度大于水解程度,所以c(C2O)>c(H2C2O4),C选项错误;该混合溶液中电荷守恒式为:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),因c(H+)=c(OH-),故c(Na+)>c(Cl-),HCl电离出的c(H+)=c(Cl-),因为混合溶液呈中性,所以相当于HCl电离出的H+和CH3COONa电离出的CH3COO-恰好反应生成CH3COOH,可得出c(Cl-)=c(CH3COOH),即c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH),D选项正确。
 
  答案:D
 
  点拨:本题考查了溶液中微粒浓度关系,意在考查考生对相关理论的理解及运用能力。
 
  14.(2014·云南省昆明市质检)25 ℃时,某一弱酸HA的电离平衡常数为Ka,A-的水解平衡常数为Kh。该温度下向20 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略反应导致的温度变化)。下列说法不正确的是(  )
 
  A.滴定过程中总是存在:Ka>Kh
 
  B.点②所示溶液中存在:c(Na+)=c(A-)
 
  C.点③所示溶液中存在:c(Na+)=c(A-)+c(HA)
 
  D.向点①所示溶液中加水:减小
 
  解析:A项,加入10 mL NaOH溶液时,溶液中含有等物质的量的HA和NaA,既存在A-的水解平衡,也存在HA的电离平衡,而此时溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,即Ka>Kh,而电离平衡常数和水解平衡常数只与温度有关,因滴定过程中忽略温度变化,故滴定过程中始终有Ka>Kh,正确;B项,根据溶液中电荷守恒知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),点②表示的溶液pH=7,呈中性,c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(A-),正确;根据物料守恒知C项正确;D项,将c(OH-)=代入中,得=,Ka和KW均只与温度有关,故点①溶液加水稀释时不变,D项错误。
 
  答案:D
 
  点拨:本题考查了溶液中的平衡问题,意在考查考生灵活运用所学知识解决问题的能力。
 
  15.(2014·陕西省质检(一))根据如图回答,下列说法不正确的是(  )
 
  关于如图中四个图象的说法正确的是(  )
 
  注:图中,E表示能量,p表示压强,t表示时间,V表示体积。
 
  A.①表示化学反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化,则该反应的反应热ΔH=183 kJ/mol
 
  B.②表示其他条件不变时,反应4A(g)+3B(g)  2C(g)+6D在不同压强下B的体积分数随时间的变化,则D一定是气体
 
  C.③表示体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中,分别加入足量的锌,产生H2的体积随时间的变化,则a表示CH3COOH溶液
 
  D.④表示10 mL 0.1 mol/L Na2CO3和NaHCO3两种溶液中,分别滴加0.1 mol/L盐酸,产生CO2的体积随盐酸体积的变化,则b表示Na2CO3溶液
 
  解析:①反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,ΔH为负值,A项错误;②根据图可知,压强为p2时反应先达到平衡,则p2>p1,若D是气体,则p2到p1,压强减小,B的体积分数减小,而图中表明减小压强时,B的体积分数增大,B项错误;③的体积和pH均相同的HCl和醋酸,n(醋酸)>n(HCl),加入足量锌,开始时两溶液中c(H+)相同,而反应时盐酸中不断消耗H+,而醋酸中消耗H+的同时醋酸也电离出H+,因此随后醋酸中c(H+)大于盐酸中c(H+),醋酸中产生的氢气多,C项正确;④Na2CO3溶液中滴加盐酸,发生反应:CO+H+===HCO、HCO+H+===H2O+CO2↑,而NaHCO3溶液中滴加盐酸,发生反应:HCO+H+===H2O+CO2↑,即NaHCO3溶液中滴加盐酸,立即产生CO2,因此b表示NaHCO3溶液,D项错误。
 
  答案:C
 
  点拨:本题考查反应热、化学平衡、电解质溶液等图象的分析,意在考查考生对化学反应原理的理解能力。
 
  16.(2014·北京海淀区一模)某种碳酸饮料中主要含柠檬酸、碳酸、白砂糖、苯甲酸钠等成分,常温下测得其pH约为3.5,下列说法不正确的是(  )
 
  A.柠檬酸的电离会抑制碳酸的电离
 
  B.该碳酸饮料中的水的电离受到抑制
 
  C.常温下,该碳酸饮料中KW大于纯水的KW的值
 
  D.打开瓶盖冒出大量汽泡,是因为压强减小,降低了CO2的溶解度
 
  解析:柠檬酸电离出的氢离子抑制碳酸的电离,A项正确;碳酸饮料中的酸电离出氢离子,使水的电离平衡逆向移动,B项正确;KW的值只与温度有关,C项错误;压强减小,向气体的物质的量增加的方向移动,D项正确。
 
  答案:C
 
  点拨:知识:有机化合物分子式的确定、化学键及化学键与物质种类之间的关系等。能力:结合物质结构与化学键的知识,考查学生理解概念、运用概念解决实际问题的能力。试题难度:较小。
 
  二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
 
  17.(2014·山东卷)(10分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
 
  2NO2 (g)+NaCl(s)  NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH<0(Ⅰ)
 
  2NO(g)+Cl2(g)  2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ)
 
  (1)4NO2 (g)+2NaCl(s)  2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2 (g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
 
  (2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是________。
 
  (3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH ===NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A,溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为 ________ 。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
 
  可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。
 
  a.向溶液A中加适量水
 
  b.向溶液A中加适量NaOH
 
  c.向溶液B中加适量水
 
  d.向溶液B中加适量NaOH
 
  解析:(1)观察题给的三个方程式可知,题目所求的方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到,故该反应的平衡常数K=。(2)由题给数据可知,n(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1×10 min×2 L=0.15 mol。
 
  2NO(g)+Cl2(g)  2ClNO(g)
 
  0.2  0.1  0
 
  0.15  0.075  0.15
 
  0.05  0.025  0.15
 
  故n(Cl2)=0.025 mol;NO的转化率α1=×100%=75%。
 
  其他条件保持不变,由恒容条件(2 L)改为恒压条件,因该反应是气体分子数减小的反应,平衡正向移动,NO的转化率增大,即α2 >α1;平衡常数只是温度的函数,故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变;要使平衡常数减小,平衡应逆向移动,因为反应(Ⅱ)是放热反应,故应升高温度。(3)由反应方程式计算可知:c(NaNO3)=c(NaNO2)=0.1 mol·L-1,c(CH3COONa)=0.1 mol·L-1;由电离平衡常数可知酸性:HNO3>HNO2>CH3COOH,酸越弱其对应盐溶液中的离子水解程度越大,则c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-)。
 
  由“越弱越水解”可知,A溶液的碱性比B溶液的碱性弱,pHA 不变 升高温度
 
  (3)c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-) bc
 
  点拨:知识:平衡常数表达式及其影响因素;化学反应速率的计算;电离平衡常数与酸性强弱的关系;离子浓度大小的比较;盐类水解平衡的移动。能力:根据方程式的相互关系推导平衡常数表达式的能力;根据方程式计算与反应速率相关量的能力;根据平衡常数判断弱酸酸性强弱的能力;根据酸性强弱判断盐溶液中离子浓度大小的能力;根据盐类水解平衡的移动判断溶液pH变化趋势的能力等。试题难度:较大。
 
  18.(2014·重庆卷)(14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。
 
  (1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为________。
 
  (2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应得到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为________________________,反应消耗1 mol NaBH4时转移的电子数目为________。
 
  (3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:(g)(g)+3H2(g)。在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=________。
 
  (4)一定条件下,下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。
 
  ①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)
 
  ②生成目标产物的电极反应式为________。
 
  ③该储氢装置的电流效率η=________。
 
  (η=×100%,计算结果保留小数点后1位)
 
  解析:(1)氢气燃烧产物是H2O,对环境无污染,为清洁能源。
 
  (2)NaBH4中Na、B、H的化合价分别为+1、+3、-1价,因反应前后B的化合价不发生变化,则说明NaBH4与H2O反应生成氢气,化学方程式为NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑。1 mol NaBH4参加反应时,转移电子4 mol。
 
  (3)达到平衡时,H2浓度为苯的3倍,即H2浓度为3b mol·L-1,环己烷的浓度为(a-b)mol·L-1,反应的平衡常数为K=== mol3·L-3。
 
  (4)由图可知,苯转化为环己烷的过程是加氢过程,发生还原反应,故为阴极反应,A为电源的负极,B为电源的正极。
 
  ①电子从负极流向阴极,即A→D。
 
  ②该装置的目标是从苯到环己烷实现储氢,电极反应式为C6H6+6H++6e-===C6H12。
 
  ③阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,生成2.8 mol氧气,失去11.2 mol电子。
 
  电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等,即阴极得到电子也为11.2 mol。
 
  阴极除生成环己烷外,还生成H2:2H++2e-===H2↑,由题意可知,2n(H2)+6n(C6H12)=11.2 mol,[10 mol+n(H2)]×10%=10 mol×24%-n(C6H12):解得n(H2)=2 mol,n(C6H12)=1.2 mol,故生成1.2 mol C6H12时转移电子1.2 mol×6=7.2 mol,电流效率为×100%≈64.3%。
 
  答案:(1)H2O
 
  (2)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 4NA或2.408×1024
 
  (3) mol3·L-3
 
  (4)①A→D ②C6H6+6H++6e-===C6H12 ③64.3%
 
  点拨:知识:氧化还原反应、化学平衡、电化学知识。能力:利用题给信息书写有关反应方程式和计算电子转移量,计算化学平衡原理应用,结合装置书写电极反应式以及电流效率计算的能力。试题难度:较大。
 
  19.(2014·天津卷)(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
 
  N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
 
  一种工业合成氨的简易流程图如下:
 
  (1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:____________________。
 
  (2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
 
  ①CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
 
  ②CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
 
  对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是__________。
 
  a.升高温度   B.增大水蒸气浓度
 
  c.加入催化剂   D.降低压强
 
  利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________。
 
  (3)图1表示500℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:__________。
 
  (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
 
  (5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是________(填序号),简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:__________。
 
  解析:(1)向NH4 HS溶液中通入空气,发生氧化还原反应,有S单质生成,故反应为2NH4HS+O22NH3·H2O+2S↓。
 
  (2)反应①是一个吸热反应,升高温度平衡正向移动,将会增加H2的含量,同时提高反应速率;增大水蒸气的浓度,会提高反应速率,但H2的含量会降低;加入催化剂,不会引起H2含量的改变;降低压强,反应速率减小;故a正确。设CO反应掉n mol。
 
  CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)
 
  投入量/mol  0.2  0  0.8
 
  变化量/mol   n  n  n
 
  最终量/mol  0.2-n  n  0.8+n
 
  则:0.2-n+n+0.8+n=1.18解得:n=0.18
 
  (3)设投入N2和H2的物质的量分别是1 mol、3 mol,平衡时N2反应掉m mol。
 
  N2 + 3H2    2NH3
 
  起始量/mol  1  3  0
 
  变化量/mol  m  3m  2m
 
  平衡量/mol  1-m  3-3m  2m
 
  根据题意:=42%,解得m≈0.59,所以平衡时N2的体积分数为×100%≈14.5%。
 
  (4)通入原料气,反应开始,氨气的量增加,因为合成氨是一个放热反应,当达到平衡后温度升高,氨气的含量将减小。所以图像为。
 
  (5)从流程图看,反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。提高合成氨原料转化率的方法是:将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。
 
  答案:(1)2NH4 HS+O22NH3·H2O+2S↓
 
  (2)a 90% (3)14.5%
 
  (4)
 
  (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用
 
  点拨:知识:化学方程式书写、化学平衡、化学反应速率、转化率计算等。能力:考查学生对化学反应速率和化学平衡等知识的掌握和运用能力,同时考查学生识图、绘图的能力。试题难度:中等。
 
  20.(2014·云南省第一次统测)(14分)制取甲醇的方法很多,请根据以下材料回答相应问题。
 
  【方法一】利用工业废气中的CO2制取甲醇。
 
  已知:a.CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
 
  b.部分物质的反应能量变化如图Ⅰ:
 
  (1)写出由CO2(g)与H2(g)制取CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式:____________________。
 
  【方法二】如图Ⅱ所示,利用原电池原理将CO转化为甲醇。
 
  (2)该电池中正极的电极反应式为________________________。
 
  【方法三】在恒容密闭容器中,用ZnO-Cr2O3作催化剂,于一定温度和压强下,用反应CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)生产甲醇。
 
  (3)一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中充入H2和CO合成CH3OH,各组分的物质的量浓度随时间的变化情况如表所示:
 
  反应时间/min
 
  物质的量
 
  浓度/mol·L-1    0 3 10 12 c(H2) 2 c(CO) 0.500 0.250 0.250 c(CH3OH) 0 0.500 0.750 0.750 ①0~10 min,v(H2)=________,该温度下此反应的化学平衡常数为________,平衡时容器内的压强与起始压强之比为________。
 
  ②下列说法正确的是________(填字母序号)。
 
  a.其他条件不变,增大CO的浓度,H2的转化率增大
 
  b.当容器内混合气体密度不再发生变化时,反应达到平衡状态
 
  c.使用催化剂(ZnO-Cr2O3)的目的是使v(正)>v(逆)
 
  ③12 min时,若将容器的体积缩小为原来的一半且其他条件不变,16 min时反应重新达到平衡,此时c(CH3OH)=1.674 mol·L-1,c(H2)=0.652 mol·L-1,请在图中用曲线表示12 min~18 min阶段c(CO)随时间变化的趋势,并在纵轴上标注c(CO)起点及终点的值。
 
  解析:(1)根据图Ⅰ可以写出b的热化学方程式:
 
  CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ΔH=(419-510) kJ/mol=-91 kJ/mol。用b的热化学方程式减去a的热化学方程式可得CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50 kJ/mol。(2)分析图Ⅱ,通入的气体分别为CO、H2,生成物为CH3OH,甲醇中的C的化合价为-2,故该反应中CO是氧化剂,在原电池正极发生还原反应:CO+4H++4e-===CH3OH。(3)①0~10 min,v(CH3OH)=0.750 mol·L-1÷10 min=0.075 mol·L-1·min-1,v(H2)=2v(CH3OH)=0.15 mol·L-1·min-1。由表格中数据可知第10 min时反应已经达到平衡,达到平衡时,c(H2)=2 mol·L-1-2×0.750 mol·L-1=0.5 mol·L-1,故平衡常数K===12(mol·L-1)2。压强之比等于混合物的物质的量之比,故压强之比为(0.5+0.25+0.75)(2+1)=12。②同一个可逆反应,增大一种气体反应物的浓度可以提高另外一种气体反应物的转化率,a项正确;容器体积不变,混合气体的质量不变,故密度始终不变,所以密度不变不能作为反应达到平衡状态的标志,b项错误;催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,c项错误。③容器体积缩小为原来的一半,CO的浓度的浓度瞬间变为0.500 mol/L,即12 min c始(CO)=0.500 mol/L,12 min~16 min阶段,CH3OH浓度变化为c变(CH3OH)=(1.674-1.500) mol/L=0.174 mol/L,故c终(CO)=0.5 mol/L-0.174 mol/L=0.326 mol/L,16 min~18 min c(CO)保持不变。
 
  答案:(1)CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50 kJ·mol-1
 
  (2)CO+4e-+4H+===CH3OH
 
  (3)①0.15 mol·L-1·min-1 12(mol·L-1)2 12 ②a ③
 
  点拨:本题考查了热化学、原电池、化学平衡等知识,意在考查考对化学反应原理的综合应用能力。

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