高中化学模块综合检测题一新人教版选修40222289

14．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生偏转。下列有关说法正确的是( )

A．甲装置是电解池，乙装置是原电池

B．当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4 g C．实验一段时间后，甲烧杯中溶液的pH减小

D．将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置 答案：B

15．(2015·四川卷)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

已知：气体分压(P分)＝气体总压(P总)×体积分数。下列说法正确的是( ) A．550 ℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%

C．T ℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动

D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP＝24.0P总 答案：B

二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)

16．(10分)一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3：

3

N2＋3H2O2NH3＋O2。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时

2间3 h)：

T/℃ 生成NH3量/(10 mol) 请回答下列问题： －630 4.8 40 5.9 50 6.0 (1)50 ℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________mol·h

1

－

。

(2)该反应过程与能量关系可用下图表示，则反应的热化学方程式是

___________________________________________________。

(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高

其

反

应

速

率

且

增

大

NH3

生

成

量

的

建

议

：

_________________________________________________________。

(4)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10 L。则：

①该条件下的平衡常数为________。

②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

－1

c2（NH3）

解析：(4)①K＝＝

c（N2）·c3（H2）1

?2??10???

2

＝400。

1?3?×??10?10?

②当加入2 mol N2和4 mol H2时，生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的热量，而当加入a mol N2、b mol H2和c mol NH3时，平衡时NH3仍为2 mol，则生成的NH3为(2－c) mol，则放出的热量小于92.4 kJ。

3－6－答案：(1)1.5×10 (2)N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝＋765.2 kJ·mol

2

1

(3)升高温度 (4) ①400 ②<

17．(12分)(2015·福建卷)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

(1)25 ℃，在0.10 mol·LH2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，

－1

溶液pH与c(S)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

2－

①pH＝13时，溶液中的c(H2S)＋c(HS)＝________mol·L。

②某溶液含0.020 mol·LMn、0.10 mol·LH2S，当溶液pH＝________时，Mn开始沉淀[已知：Ksp(MnS)＝2.8×10

－13－1

2＋

－1

2＋

－

－1

]。

(2)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。

电离平衡常数 H2SO3 H2CO3 －Ka1 1.3×10 4.2×10 －7－2Ka2 6.3×10 5.6×10－11－8 ①HSO3的电离平衡常数表达式K＝________。 ②0.

10 mol·L

－

1

Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为

_______________________________________________________。

③H2SO3

溶液和

NaHCO3

溶液反应的主要离子方程式为

________________________________________________________。

解析：(1)①根据物料守恒：c(S)＋c(H2S)＋c(HS)＝0.10 mol·L，故c(H2S)＋c(HS

－

2－

－

－1

)＝0.10 mol·L－c(S)＝0.10 mol·L－5.7×10mol·L＝0.043 mol·L。②要

2＋

2－

2－

－12－－1－2－1－1

Ksp（MnS）2.8×10－13－11

使Mn沉淀，需要的c(S)最小值为c(S)＝＝＝1.4×10，再对照2＋

c（Mn）0.020

图象找出pH＝5。(2)①电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的系数次幂的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。②SO3发生水解，生成HSO3和OH，HSO3再进一步水解生成H2SO3和OH，故离子浓度大小关系为c(Na)＞c(SO3)＞c(OH)＞c(HSO3)＞c(H)。③根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸，故反应可放出CO2气体，H2SO3＋HCO3===HSO3＋CO2↑＋H2O。

－

c（H＋）·c（SO23）

答案：(1)①0.043 ②5 (2)① c（HSO－3）

－

－

－

＋

2－

－

－

＋

2－

－

－

－

②c(Na)>c(SO3)>c(OH)>c(HSO3)>c(H) ③H2SO3＋HCO3===HSO3＋CO2↑＋H2O

18．(10分)实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

－

－

＋2－－－＋

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol)的变化：

－1

(1)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为2 L的密闭容器中，充入2 mol CO2

和8 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。

①从反应开始到平衡，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH) ＝________。 ②该反应的平衡常数表达式K＝________。

(2)830 ℃，反应的平衡常数K＝1，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D)。

选项 A 3 2 1 4 B 1 2 2 2 C 3 4 3 3 D 1 2 0.5 2 n(CO2) n(H2) n(CH3OH) n(H2O) (3)830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是________。

解析：根据反应方程式和图1可知，该反应为体积减小的放热反应。(1)由图2，v(CH3OH)1.5 mol－1－1

＝＝0.075 mol·L·min，(2)经计算， B中Qc＞1，逆向移动，A、C、D中2 L×10 min

Qc＜1，正向移动。

答案：(1) ① 0.075 mol·L·min ②

－1

－1

c（CH3OH）·c（H2O）

(2)ACD (3)60%

c（CO2）·c3（H2）

19．(11分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)，某研究小组用“碘氧化还原滴定法”进行测定，实验流程如下：