综合训练(四) 化学反应原理1.(2022·全国卷2)改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。下列叙述错误的是( )A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)B.lg[K2(H2A)]=-4.2C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)2.(2022·浙江卷)已知断裂1molH2(g)中的H—H键需要吸收436.4kJ的能量,断裂1molO2(g)中的共价键需要吸收498kJ的能量,生成H2O(g)中的1molH—O键能放出462.8kJ的能量。下列说法正确的是( )A.断裂1molH2O中的化学键需要吸收925.6kJ的能量B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-480.4kJ·mol-1C.2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+471.6kJ·mol-1D.H2(g)+0.5O2(g)H2O(l)ΔH=-240.2kJ·mol-13.化学反应的本质是旧化学健的断裂和新化学键的形成。已知某些化学键的键能数据如下:化学键H—HCl—ClH—Cl键能/(kJ·mol-1)436243431则下列热化学方程式不正确的是( )A.H2(g)+Cl2(g)HCl(g)ΔH=-91.5kJ·mol-1B.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)7\nΔH=-183kJ·mol-1C.H2(g)+Cl2(g)HCl(g)ΔH=+91.5kJ·mol-1D.2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)ΔH=+183kJ·mol-14.下列有关说法正确的是( )A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀B.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0C.加热0.1mol·L-1Na2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大5.(2022·暨阳联考卷)下列盐溶液呈中性的是( ) A.NaHCO3B.NH4ClC.KNO3D.CH3COONa6.锂硫电池由于具有高比能量以及硫廉价易得等优势而受到人们的广泛关注。锂硫电池的正极材料主要由单质硫和一些高导电性材料复合而成,金属锂片作为负极,正、负极之间用浸有电解液的隔膜隔开,其电池结构如图,下列说法不正确的是( )A.负极的电极反应式为Li-e-Li+B.正极材料中的石墨颗粒主要用于增强导电性C.电池工作时电子经导线流向正极,又经高氯酸锂介质流向Li极D.总反应方程式为2Li+SLi2S7.某化学电源的工作原理如图。下列说法不正确的是( )A.采用多孔金属作电极可增大电极接触面积,提高对气体的吸附能力B.通H2的电极作负极,发生氧化反应C.通O2的电极发生的电极反应:O2+4H++4e-2H2OD.该电池工作时发生的主要能量转化形式为化学能转化为电能和热能7\n8.某恒温密闭容器发生可逆反应Z(?)+W(?)X(g)+Y(?) ΔH,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。下列有关说法中正确的是( )A.Z和W在该条件下至少有一个为气态B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等C.若该反应只在某温度T0以上自发进行,则该反应的平衡常数K随温度升高而增大D.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等9.Fenton试剂常用于氧化降解有机污染物X。在一定条件下,反应初始时c(X)=2.0×10-3mol·L-1,反应10min后进行测定,得图1和图2。下列说法不正确的是( )A.50℃,pH在3~6时,X降解率随pH增大而减小B.pH=2,温度在40~80℃时,X降解率随温度升高而增大C.无需再进行后续实验,就可以判断最佳反应条件是:pH=3、温度为80℃D.pH=2,温度为50℃时,10min内X的平均降解速率v(X)=1.44×10-4mol·L-1·min-110.(2022·学军中学)常温下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液,含A元素的有关微粒物质的量变化如下图所示。根据图示判断,下列说法正确的是( )A.H2A在水中的电离方程式是:H2AH++HA-,HA-H++A2-B.等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水大C.当V(NaOH溶液)=30mL时,溶液中存在以下关系:2c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-)D.当V(NaOH溶液)=20mL时,溶液中各粒子浓度的大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-)11.(1)已知E1=134kJ·mol-1、E2=368kJ·mol-1,请参考下图,按要求填空:7\n下图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率加快,E1的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是 。NO2和CO反应的热化学方程式为 。 (2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应。反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:ΔH3= 。 12.氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是 。 A.3v正(H2)=2v逆(NH3)B.单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2C.容器内的总压强不再随时间而变化D.混合气体的密度不再随时间变化(2)氨的催化氧化:4NH3+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1L密闭容器中充入4molNH3(g)和5molO2(g),保持其他条件不变,测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH (填“>”“<”或“=”)0;T0温度下,NH3的转化率为 。 13.检测血液中的Ca2+能够帮助判断多种疾病。某研究小组测定血液样品中Ca2+的含量(100mL血液中含Ca2+的质量),实验步骤如下:①准确量取5.00mL血液样品,处理后配制成50.00mL溶液;②准确量取溶液10.00mL,加入过量(NH4)2C2O4溶液,使Ca2+完全转化成CaC2O4沉淀;③过滤并洗净所得CaC2O4沉淀,用过量稀硫酸溶解,生成H2C2O4和CaSO4稀溶液;④加入12.00mL0.0010mol·L-1的KMnO4溶液,使H2C2O4完全被氧化,离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O;⑤用0.0020mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量的KMnO4溶液,消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积如图所示,反应的离子方程式为Mn+5Fe2++8H+5Fe3++Mn2++4H2O。7\n回答下列问题:(1)已知H2C2O4属于二元弱酸,下列说法正确的是 。 A.H2C2O4溶液中:c(H+)=c(HC2)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)B.相同温度下,等物质的量浓度的(NH4)2C2O4溶液和(NH4)2Fe(SO4)2溶液,c(NH4+)前者小于后者C.(NH4)2C2O4溶液中:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(HC2)+2c(C2O42-)+2c(H2C2O4)D.(NH4)2Fe(SO4)2溶液中:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(OH-)>c(H+)(2)实验中发现向草酸溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色速度开始时缓慢,一段时间后迅速加快,利用水浴使反应液保持恒温时也是如此,出现该现象的可能原因是 。 (3)12.00mL0.0010mol·L-1的KMnO4溶液应用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管量取。 (4)到达滴定终点时的现象是 。 (5)若步骤⑤滴定管在使用前用蒸馏水洗后未用标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗涤,测得血液中Ca2+的含量将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (6)计算血样中Ca2+的含量 g/100mL。 参考答案综合训练(四) 化学反应原理1.D A项,根据图像,pH=1.2时,H2A和HA-物质的量分数相同,则有c(H2A)=c(HA-),A正确;B项,根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),K2(H2A)==c(H+)=10-4.2,B正确;C项,根据图像,pH=2.7时,HA-物质的量分数最大,H2A和A2-物质的量分数相同,则有c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),C正确;D项,根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),且物质的量分数约为0.48,而c(H+)=10-4.2mol·L-1,可知c(HA-)=c(A2-)>c(H+),D错误。2.B 3.C 4.C 5.C6.C 负极金属锂片失去电子生成Li+,电极反应为Li-e-Li+,A正确。正极材料中的硫粉和聚合物黏合剂都不导电,这样会影响原电池的形成,所以掺入的石墨颗粒是增强正极材料的导电性,B正确。电池工作时,电子在外电路中从Li电极流出,经过导线流向正极,而在高氯酸锂介质中则是通过离子的定向迁移形成闭合回路,C错误。硫粉作为正极,反应原理为S+2e-S2-,因此总反应为2Li+SLi2S。77\n.C 多孔金属电极具有较强的吸附性,可增大电极接触面积,提高对气体的吸附能力,故A正确;氢氧燃料电池中,氢气失电子发生氧化反应,通氢气的电极为电池的负极,故B正确;通入氧气的电极是电池的正极,在碱性条件下,氧气得电子被还原,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-,故C错误;燃料电池是将化学能转化为电能的装置,该装置也有部分的化学能转化为热能,故D正确;故选C。8.C 根据图像可知,正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变,故Z和W都不是气体,A错误;结合图像可知,X是气体,Y可能是气体,也可能不是,所以反应过程中气体的摩尔质量可能会相等,B错误;由于该反应在温度为T0以上时才能自发进行,根据ΔH-TΔS<0,得出该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,C正确;由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下平衡常数K=c(X)是定值,则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)相等,D错误;答案选C。9.C 由图1可知,50℃,pH在3~6时,X降解率随pH增大而减小,故A正确;由图2可知,pH=2,温度在40~80℃时,X降解率随温度升高而增大,故B正确;因溶液pH、温度都会影响X的降解率,故还需要进行pH=3时温度对X降解率影响的实验或温度为80℃时pH对X降解率影响的实验,故C错误;D项,由图2可知,pH=2、50℃时X的转化率为72%,X的浓度变化量Δc(X)=2.0×10-3mol·L-1×72%=1.44×10-3mol·L-1,故v(X)=1.44×10-4mol·L-1·min-1,故D正确。10.D 0.2mol·L-1H2A溶液c(H+)<0.4mol·L-1,则H2A在溶液中部分电离,为弱酸,H2A在水中的电离方程式是:H2AH++HA-、HA-H++A2-,故A错误;等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后生成NaHA,HA-电离程度大于水解程度,对水的电离有抑制作用,故B错误;当V(NaOH溶液)=30mL时,发生反应为NaOH+H2ANaHA+H2O、NaHA+NaOHNa2A+H2O,溶液主要为等物质量的NaHA、Na2A的混合溶液,根据电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)①,由物料守恒可知:3c(HA-)+3c(A2-)+3c(H2A)=2c(Na+)②,①×2+②得:2c(H+)-2c(OH-)=c(A2-)-3c(H2A)-c(HA-),故C错误;当V(NaOH溶液)=20mL时,发生反应为NaOH+H2ANaHA+H2O,溶质为NaHA,HA-电离程度大于水解程度,溶液显酸性,则c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-),故D正确;故选D。11.(1)减小 不变 NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·mol-1(2)2ΔH2-ΔH112.(1)C (2)< 75%13.(1)BC (2)反应生成的Mn2+催化了反应的进行,使褪色速率变快 (3)酸式滴定管 (4)最后一滴溶液滴下,锥形瓶中溶液颜色从浅紫色变成无色且半分钟内不变色 (5)偏低 (6)0.040【解析】(1)根据H2C2O4属于二元弱酸,c(H+)<c(H2C2O4),故A错误;相同温度下,等物质的量浓度的(NH4)2C2O4溶液和(NH4)2Fe(SO4)2溶液,(NH4)2Fe(SO4)2溶液中亚铁离子水解,抑制铵根离子的水解,c(N)前者小于后者,故B正确;(NH4)2C2O4溶液中存在物料守恒:c(N)+c(NH3·H2O)=2c(HC2)+2c(C2)+2c(H2C2O4),故C正确;(NH4)2Fe(SO4)2溶液显酸性,故D错误。(2)实验中发现向草酸溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色速度开始时缓慢,一段时间后迅速加快,出现该现象的原因可能是反应生成的Mn2+催化了反应的进行,使褪色速率变快。(3)高锰酸钾溶液具有强氧化性,能够腐蚀乳胶管,应该选用酸式滴定管盛放。7\n(4)用(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量的高锰酸钾时,二者发生氧化还原反应,到达滴定终点时,锥形瓶中溶液颜色从浅紫色变成无色且半分钟内不变色。(5)若步骤⑤滴定管在使用前用蒸镏水洗后未用标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗涤,导致溶液体积偏大,进而测得的剩余的高锰酸钾偏多,最终导致测得的血液中Ca2+含量偏低。(6)KMnO4的总物质的量为:0.0010mol·L-1×12×10-3L=1.2×10-5mol,经(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定消耗的KMnO4的物质的量为0.0020mol·L-1×20×10-3L×=8.0×10-6mol,与H2C2O4反应的KMnO4的量为1.2×10-5mol-8.0×10-6mol=4×10-6mol,n(H2C2O4)=4.0×10-6mol×=1.0×10-5mol,n(CaC2O4)=1.0×10-5mol,所以100mL血样中Ca2+的质量为1.0×10-5mol×40g·mol-1×=0.040g。7
