1、模块综合测评(时间90分钟,满分100分)一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)1可再生能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改变能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用,应用太阳能光伏发电技术,是实现节能减排的一项重要措施。下列说法不正确的是()A风能、太阳能、生物能等属于可再生能源B推广可再生能源有利于经济可持续发展C上图是太阳能光伏电池原理图,图中A极为正极D光伏电池能量转化方式是太阳能直接转变为电能答案C2电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染,将NO降解成N2的电解装置如下图所示。下列说法正确的是()A电源的正极为bB电解时H从膜右侧迁移到膜左侧CAgPt
2、电极反应为2H2O4e=4HO2D若转移的电子数为1.2041024,生成N2 5.6 gDA项,AgPt作阴极,b连接电源负极,错误;C项,阴极得电子,错误;B项,阳离子向阴极移动,故质子应是由左侧向右侧迁移,错误;D项,根据N原子守恒可知2NON210e,转移电子数为1.2041024,即2 mol电子生成N2 0.2 mol,N2的质量为5.6 g,正确。3下列叙述正确的是()A使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H)B金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度无关C原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生D在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小D
3、催化剂能够降低活化能改变反应速率,但对化学平衡和反应热无影响,A项错误;增大c(O2),化学反应速率加快,B项错误;原电池中发生的化学反应达到平衡时,两极不存在电势差,无法形成电流,C项错误;ZnS可溶于盐酸说明S2浓度较大,其可与H反应产生H2S,CuS不溶于盐酸说明S2浓度太小,其无法与H反应,D项正确。4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B2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的H0C加热0.1 molL1 Na2CO3溶液,CO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(H0),加入少量浓硫
4、酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大CFe与Cu在海水中形成原电池,Cu作正极,加快铁的腐蚀,A错误;该反应的熵减小,但是常温下能自发进行,说明反应一定是放热的,则H0,B错误;水解反应是吸热反应,加热促进CO水解,生成的c(OH)增大,pH增大,C正确;加热,反应速率增大,酯化反应为放热反应,所以升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,D错误。5如图所示,H1393.5 kJmol1,H2395.4 kJ mol1,下列说法或表示式正确的是()A石墨和金刚石的转化是物理变化B金刚石的稳定性强于石墨C1 mol石墨的总能量比1 mol金刚石的总能量高1.9 kJDC(石墨,s)=C(金刚石
5、,s),该反应的焓变(H)为正值D金刚石与石墨不是同一种物质,二者的相互转化是化学变化,A错;1 mol金刚石的总能量比1 mol石墨的总能量高1.9 kJ,因而稳定性弱于石墨,B、C错,D正确。6在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)Y(g)=2Z(g)Hv(正)C该温度下此反应的平衡常数K1.44D其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大C前2 min,Y的反应速率为v(Y)(0.160.12)mol/(10 L2 min)2.0103 molL1min1,v(Z)2v(Y)4.0103 molL1min1,A项错
6、误;Hv(逆),B项错误;由平衡常数公式可得K1.44,C项正确;因反应前后化学计量数不变,达到等效平衡,X体积分数不变,D项错误。7将a L pH3的盐酸分别与下列三种溶液混合后,混合液均呈中性:1103 molL1的氨水b L;c(OH)1103 molL1的氨水c L;c(OH)1103 molL1的Ba(OH)2溶液d L,则a、b、c、d的关系正确的是()AbadcBabcdCabdcDcadbA为弱碱溶液,bac,为强碱溶液,ad,故badc。8下列说法正确的是()A5.6 g铁粉与硝酸反应失去电子数一定为0.36.021023B反应MgCl2(l)=Mg(l)Cl2(g)的H0C
7、电解精炼铜过程中,电路中每通过1 mol电子,阳极溶解铜32 gD0.1 molL1 Na2SO3溶液中:c(OH)c(H)2c(H2SO3)c(HSO)D5.6 g铁粉与硝酸反应,若硝酸少量,则铁被氧化为Fe2,失电子数为0.26.021023,A项错;因该反应不能自发进行,则HTS0,由于S0,则H0,B项错;C项中因粗铜中含有杂质Zn、Fe、Ni,故溶解铜小于32 g,C项错;Na2SO3溶液中,由电荷守恒得:c(Na)c(H)c(OH)2c(SO)c(HSO),由物料守恒得:c(Na)2c(SO)c(HSO)c(H2SO3),联立两式可得:c(OH)2c(H2SO3)c(HSO)c(H
8、),D项对。9下列装置或操作能达到实验目的的是()ABCDA对二次电池(可充电电池)进行充电时,外电源的正极应与电池的正极相连,错。在中和热测定的实验中,为减少热量损失,大小两烧杯的烧杯口要相平,同时图示装置还缺少环形玻璃搅拌棒,错。10通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭与水反应制氢:C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷与水反应制氢:CH4(g) H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A反应中电能转化为化学能B反应为放热
9、反应C反应使用催化剂,H3减小D反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1D中太阳能转化为化学能,A项错误;中H2131.3 kJmol1,反应为吸热反应,B项错误;使用催化剂不能改变反应物的始终态,不能改变化学反应的焓变,C项错误;根据盖斯定律得反应CH4(g)=C(s)2H2(g)H74.8 kJmol1,D项正确。11已知Ksp(CaCO3)2.8109及表中有关信息:弱酸CH3COOHH2CO3电离平衡常数(常温)Ka1.8105Kal4.3107Ka25.61011下列判断正确的是()A向Na2CO3溶液中滴入酚酞,溶液变红,主要原因是CO2H2OH2CO32O
10、HB常温时,CH3COOH与CH3COONa混合溶液的pH6,则18CNaHCO3溶液中:c(OH)c(H)c(H2CO3)c(CO)D2104 molL1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合出现沉淀,则CaCl2溶液的浓度一定是5.6105 molL1C弱酸根离子水解是分步进行的,向Na2CO3溶液中滴入酚酞,溶液变红,主要原因是COH2OHCOOH,故A错误;常温时,CH3COOH与CH3COONa混合溶液的pH6,醋酸的电离平衡常数表达式为Kc(CH3COO)c(H)/c(CH3COOH),1.8105/106c(CH3COO)/c(CH3COOH),1/18,故B错误;NaHC
11、O3溶液中的物料守恒:c(Na)c(H2CO3)c(HCO)c(CO),电荷守恒:c(H)c(Na)c(OH)c(HCO)2c(CO),两式联立得:c(OH)c(CO)c(H2CO3)c(H),故C正确;已知Ksp(CaCO3)2.8109c(CO)c(Ca2),2104molL1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,c(CO)2104 molL1V/2V1104 molL1,代入公式,得c(Ca2)2.8105 molL1,则原CaCl2溶液中c(Ca2)2.8105 molL125.6105 molL1,故D错误。12CH3OH是重要的化工原料,工业上用CO与H2在催化剂作用下合成
12、CH3OH,其反应为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。按n(CO)n(H2)12向密闭容器中充入反应物,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法中,正确的是()Ap10C平衡常数:K(A)K(B)D在C点时,CO转化率为75%D由300 时,增大压强,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,所以p1p2,A错误;由图可知,升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应的Hc(Cl)c(CO)Cb点所示的溶液中,根据电荷守恒有c(Na)c(H)2c(CO)c(OH)c(Cl)c(HCO),A项错误;因,随溶液pH的增大,溶液中c(H)逐渐
13、减小,温度不变,Ka2不变,则的数值始终在增大,B项错误;a点溶液pH6,且c(H2CO3)c(HCO),则碳酸的第一步电离常数Ka1106,C项正确;Na2CO3与HCl等物质的量反应时,溶液呈弱碱性,要使溶液呈中性(即pH7),则溶液中HCl要适当过量,该溶液中存在c(Cl)c(HCO),D项错误。14工业废气H2S经资源化利用后可回收能量并得到单质硫。反应原理为2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l)H632 kJmol1。H2S燃料电池的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是 ()A电极a为电池的负极B电极b上的电极反应式为O24H4e=2H2OC若有17 g H2S参与反
14、应,则会有1 mol H经质子膜进入正极区D若电路中通过2 mol电子,则电池内部释放632 kJ热能DH2S被氧化为S2的电极a为电池的负极,故A正确;酸性燃料电池,正极电极b上的电极反应式为O24H4e=2H2O,故B正确;H2S2e,若有17 g H2S参与反应,则会有1 mol H经质子膜进入正极区,故C正确。15电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I26OH=IO5I3H2O。下列说法不正确的是()A右侧发生的电极反应式:2H2O2e=H22OHB电解结束时,右侧溶液中含有IO
15、C电解槽内发生反应的总化学方程式:KI3H2OKIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变D电解时左侧溶液变蓝,说明反应中II2,则电极反应为:2I2e=I2,该极为阳极。右侧电极为阴极,发生还原反应,则是水放电生成H2,电极反应为:2H2O2e=H22OH,A正确;电解过程中阴离子OH可通过阴离子交换膜向阳极移动,因此OH可从右侧进入左侧,导致单质I2与OH反应:3I26OH=IO5I3H2O,因此左侧溶液中产生IO,IO也可透过阴离子交换膜进入右侧,B正确;把两个电极反应和I2与OH的反应合并,可得总反应方程式:KI3H2OKIO33H2,C正确;如果用
16、阳离子交换膜代替阴离子交换膜,则右侧产生的OH不能进入左侧,则不会发生单质I2与OH的反应,因此电解槽内的化学反应不同,D错误。 16常温下,将CO2通入2 L pH12的KOH溶液中,溶液中水电离的OH离子浓度()与通入的CO2的体积(V)的关系如图所示。下列叙述不正确的是()Aa点溶液中:水电离出的c(H)11012mol/LBb点溶液中:c(H)1107mol/LCc点溶液中:c(K)2c(CO)c(HCO)c(H2CO3)Dd点溶液中:c(K)2c(CO)c(HCO)Ba点溶液中的溶质是KOH,氢氧化钾抑制了水的电离,溶液中氢离子是水电离的,则水电离出的c(H)10pH11012mol
17、/L,A项正确;b点是强碱溶液对水的电离起抑制作用,所以溶液中的c(H)0在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为_。(2)上述反应中,正反应速率为v正k正x2(HI),逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1,则在t40 min时,v正_min1。(3)由上述实验
18、数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系如下图。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_(填字母)。解析(1)由表中数据可知,无论是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,最终x(HI)均为0.784,说明此时已达到了平衡状态。设HI的初始浓度为1 molL1,则:2HI(g)H2(g)I2(g)初始浓度/(molL1) 1 0 0 0.216 0.108 0.108 0.784 0.108 0.108K。(2)建立平衡时,v正v逆,即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2),k逆k正。由于该反应前后气体分子数不变,故k逆k正k正。在40 min时,x(HI)0.85,则
19、v正0.002 7 min10.8521.95103 min1。(3)因2HI(g)H2(g)I2(g)H0,升高温度,v正、v逆均增大,且平衡向正反应方向移动,HI的物质的量分数减小,H2、I2的物质的量分数增大。因此,反应重新达到平衡后,相应的点分别应为A点和E点。答案(1)(2)k正/K1.95103(3)A、E19(10分)盐泥是氯碱工业中的废渣,主要成分是镁的硅酸盐和碳酸盐(含少量铁、铝、钙的盐)。实验室以盐泥为原料制取MgSO47H2O的实验过程如下:产品已知室温下KspMg(OH)21.81011;在溶液中,Fe2、Fe3、Al3开始沉淀的pH依次为7.1、2.0、3.1,沉淀完
20、全的pH依次为9.6、3.7、4.7;三种化合物的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。(1)在盐泥中加入稀硫酸调pH为12以及煮沸的目的是_。(2)若室温下,溶液中Mg2的浓度为6.0 molL1,则溶液pH_才可能产生Mg(OH)2沉淀。(3)由滤液到滤液需先加入NaClO调节溶液pH约为5,再趁热过滤,则趁热过滤的目的是_,滤渣的主要成分是_(填化学式)。(4)从滤液中获得MgSO47H2O晶体的实验步骤依次为向滤液中加入_;过滤,得到沉淀;_;蒸发浓缩、冷却结晶;过滤、洗涤得到产品。(5)若获得的MgSO47H2O的质量为24.6 g,则该盐泥中镁元素的百分含量约为_(MgSO47H2
21、O的相对分子质量为246)。解析(1)加入稀硫酸并煮沸可以使镁的硅酸盐和碳酸盐完全转化为Mg2。(2)由KspMg(OH)2c(Mg2)c2(OH)可得,c(OH) molL1106 molL1,所以pH8.2。(3)加入NaClO,可以将Fe2氧化成Fe3,当pH约为5时,Fe3、Al3转化成沉淀,根据溶解度曲线,温度较高时,CaSO42H2O的溶解度很小,所以滤渣的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3和CaSO42H2O。(4)使滤液中的Mg2转化为MgSO47H2O的步骤:加入NaOH溶液;过滤得到Mg(OH)2沉淀;加入足量稀硫酸;蒸发浓缩、冷却结晶;过滤、洗涤得到产品。(5)根据
22、镁元素守恒得100%8.3%。答案(1)提高Mg2的浸取率(其他合理答案均可) (2)8.2(3)使钙盐与镁盐分离得更彻底(使CaSO42H2O的溶解度降低等;其他合理答案均可)Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO42H2O(4)NaOH溶液向沉淀中加足量稀硫酸(其他合理答案均可)(5)8.3%20(10分)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。图甲图乙(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的_极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为_离子交换膜(填“阴”或“阳”)。(2
23、)该电解池的阳极反应式为_,肼燃料电池中A极发生的电极反应为_。(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼_mol。解析(1)燃料电池正极通氧化剂,负极通燃料,即A极为负极,B极为正极。 图乙为电解池装置,电解目的为制备Cu2O,则D极作阳极,接电池正极(B极),铜被氧化。阳极反应式为2Cu2e2OH=Cu2OH2O,反应消耗OH,采用阴离子交换膜使OH向阳极移动。(2)根据上述分析,阳极反应式为2Cu2e2OH=Cu2OH2O;A极为负极,N2H4失电子,转化为N2,故电极方程式为N2H44e4OH=N24H2O。(3)根据电极反应可知,Cu2O与N2H4、e的数量关系式为4e2C
24、u2ON2H4,所以n(N2H4)0.5n(Cu2O)0.50.05 mol。答案(1)B阴(2)2Cu2e2OH=Cu2OH2ON2H44e4OH=N24H2O(3)0.0521(12分)“中和滴定”原理在实际生产生活中应用广泛。用I2O5可定量测定CO的含量,该反应原理为5COI2O55CO2I2。其实验步骤如下:取250 mL(标准状况)含有CO的某气体样品通过盛有足量I2O5的干燥管中在170 下充分反应;用水乙醇液充分溶解产物I2,配制100 mL溶液;量取步骤中溶液25.00 mL于锥形瓶中,然后用0.01 molL1的Na2S2O3标准溶液滴定。消耗标准Na2S2O3溶液的体积如
25、表所示。第一次第二次第三次滴定前读数/mL2.102.501.40滴定后读数/mL22.0022.5021.50(1)步骤中配制100 mL待测溶液需要用到的玻璃仪器的名称是烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和_。(2)Na2S2O3标准液应装在_(填字母)中。(3)指示剂应选用_,判断达到滴定终点的现象是_。(4)气体样品中CO的体积分数为_(已知:气体样品中其他成分不与I2O5反应:2Na2S2O3I2=2NaINa2S4O6)。(5)下列操作会造成所测CO的体积分数偏大的是_(填字母)。a滴定终点俯视读数b锥形瓶用待测溶液润洗c滴定前有气泡,滴定后没有气泡d配制100 mL待测溶液时,有少量溅
26、出解析(2)Na2S2O3溶液显碱性,则Na2S2O3标准液应装在碱式滴定管中,即答案选B。(3)碘遇淀粉显蓝色,则指示剂应选用淀粉溶液,反应中单质碘被消耗,则判断达到滴定终点的现象是滴加最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色。(4)根据表中数据可知三次滴定消耗标准液体积分别是19.90 mL、20.00 mL、20.10 mL,所以消耗标准液体积的平均值是20.00 mL。根据方程式5COI2O55CO2I2、2Na2S2O3I2=2NaINa2S4O6可知5COI22Na2S2O3,则气体样品中CO的体积分数为100%17.92%。(5)滴定终点俯视读数,读数偏小,结果偏低,a错误;锥形瓶用待测溶液润洗,消耗标准液体积增加,结果偏高,b正确;滴定前有气泡,滴定后没有气泡,消耗标准液体积增加,结果偏高,c正确;配制100 mL待测溶液时,有少量溅出,浓度偏低,消耗标准液体积减少,结果偏低,d错误,答案选bc。答案(1)100 mL容量瓶(2)B(3)淀粉溶液滴加最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色(4)17.92%(5)bc