1、模块卷二时间:45分钟分值:70分一、选择题(每题2分,共22分)1.高粱酿酒过程中的部分流程按顺序排列如下,其中能说明高粱转化过程中放出热量的是()ABCD“蒸粮”时加热“拌曲”前摊晾“堆酵”时升温“馏酒”时控温答案CC项,发酵时温度升高,此过程中放出热量,正确。2.短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增加。其中W、X、Y的最外层电子数之和为13;X与Y形成的化合物是常见的耐火材料;X与Z同主族。下列说法正确的是()A.常温常压下Z的单质为气态B.X的氢化物为离子化合物C.Y与Z形成的化合物溶于水可生成气体和沉淀D.简单离子半径:XYXW,则X为O,Y为Mg或Al;又因为X与Z同主族,则Z为
2、S;再结合W、X、Y的最外层电子数之和为13,可推得W为N或C。综上所述本题有两种可能:W、X、Y、Z为N、O、Mg、S或C、O、Al、S。S在常温常压下为固体,A项错误;H2O、H2O2均为共价化合物,B项错误;MgS、Al2S3在水溶液中会发生水解:Al2S3+6H2O2Al(OH)3+3H2S,MgS+2H2OMg(OH)2+H2S,C项正确;简单离子半径:O2-Al3+、O2-Mg2+,D项错误。归纳总结元素推断题的“题眼”往往是某些物质的特殊性质或用途,常见的有:1.Si可制作太阳能电池,SiO2是光导纤维、水晶的主要成分,且二者都是常见的原子晶体;2.若某短周期元素原子的气态氢化物
3、可与其最高价含氧酸反应生成盐,则该元素一定是N,且其气态氢化物为碱性气体;3.既可以与强酸反应又可以与强碱反应的物质,常见的有Al、Al2O3、Al(OH)3;4.HF可用来蚀刻玻璃。3.以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法正确的是()A.过程中钛氧键断裂会释放能量B.该反应中,光能和热能转化为化学能C.使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率D.CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H=+30kJ/mol答案BA项,过程中钛氧键断裂会吸
4、收能量,错误;B项,分解CO2反应为吸热反应,该反应中光能和热能转化为化学能,正确;C项,使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率,但不能改变焓变,错误;D项,依据已知的键能数据计算知,CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H=+556kJ/mol,错误。4.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下。相关反应的热化学方程式如下:反应:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)H1=-213kJmol-1反应:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+12O2(g)H2=+
5、327kJmol-1反应:2HI(aq)H2(g)+I2(g)H3=+172kJmol-1下列说法不正确的是()A.该过程实现了太阳能到化学能的转化B.SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用C.总反应的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+286kJmol-1D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能,但总反应的H不变答案CA项,由题给流程图可知,该过程实现了太阳能到化学能的转化;B项,SO2在反应与反应中循环生成与消耗,I2在反应与反应中循环生成与消耗,SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用;C项,由盖斯定律可知,H2O(l)H2(g)+12O2(g)H=H1+H2+H3=+
6、286kJmol-1;D项,该过程相当于引入SO2和I2作催化剂,降低了水分解制氢反应的活化能,但不能改变总反应的H。5.将物质的量之比为13的氮气和氢气充入恒容密闭容器中,测定不同温度、压强下平衡混合物中氨的物质的量分数,结果如图所示。下列说法不正确的是()A.p1p2B.该反应H0C.a点,N2的转化率为40%D.合成氨工业实现了人工固氮答案CA项,根据氮气与氢气反应的化学方程式3H2(g)+N2(g)2NH3(g)可知,反应前后气体分子数发生改变,温度相同,压强增大,平衡正向移动,氨的物质的量分数增大,所以根据题图可知,p1p2,正确;B项,根据题图可知,温度升高,氨的物质的量分数减小,
7、所以该反应的正反应为放热反应,HT2B.a点的正反应速率小于b点的逆反应速率C.a点的反应速率小于c点的反应速率D.反应开始至b点时,双环戊二烯平均速率约为0.45molL-1h-1答案DA项,温度越高反应速率越快,根据题图可知,在T2(虚线)下的反应速率较大,则T1v(逆),则a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,错误;C项,根据题图可知,a点切线斜率的绝对值大于c点切线斜率的绝对值,则a点速率大于c点,错误;D项,从开始到b点时环戊二烯的浓度变化为1.5molL-1-0.6molL-1=0.9molL-1,双环戊二烯的浓度变化为环戊二烯浓度变化的12,则从开始到b点时双环戊二烯的浓度变化为
8、0.45molL-1,平均速率为v=ct=0.45molL-11h=0.45molL-1h-1,正确。7.某温度下,将pH和体积均相同的盐酸和CH3COOH溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A.曲线代表盐酸的稀释过程B.溶液中水的电离程度:b点c点C.从b点到d点,溶液中c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)保持不变D.该温度下,b点KW的数值比e点大答案CA项,等pH的盐酸和CH3COOH溶液分别加水稀释相同的倍数,盐酸的pH变化大,观察题图知,曲线代表盐酸的稀释过程,错误;B项,HCl和CH3COOH都抑制水的电离,c(H+)越大对水的电离程
9、度抑制越大,b点pH小,c(H+)大,水的电离程度小,即溶液中水的电离程度:b点c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)C.中,a=20D.中,反应后溶液:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)答案DA项,醋酸是弱电解质,不完全电离,0.1mol/LCH3COOH溶液中c(H+)1,错误;B项,取20mL中所配溶液,加入20mL0.1mol/LNaOH溶液,反应恰好中和生成CH3COONa,CH3COO-水解使溶液呈碱性,溶液中c(OH-)c(H+),则有c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+),错误;C项,继续滴加amL0.1mol/L稀盐酸,至溶液的pH=7,溶液
10、中c(H+)=c(OH-),但若a=20,反应恰好生成CH3COOH,此时溶液显酸性,pH7,所以溶液pH=7时,a”“”或“=”)。(2)传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。若向容积为1.0L的反应容器中投入5molN2、15molH2,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示。温度T1、T2、T3大小关系是。M点的平衡常数K=(可用分数表示)。(3)目前科学家利用生物燃料电池原理(电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子),研究室温下合成氨并取得初步成果,示意图如下:导线中电子移动方向是。固氮酶区域发生反应的离子方程式是。相比传
11、统工业合成氨,该方法的优点有。答案(1)HNHH*NNH+H2*N+NH3(2)T1T2T342393(或7.3210-3)(3)abN2+6H+6MV+2NH3+6MV2+条件温和、生成氨的同时释放电能(或其他合理答案)解析(1)根据题图,化学方程式为*NNH+H2*N+NH3;对比反应物与生成物的总能量发现,能量降低,故反应放热,可以判断H0。(2)合成氨的反应放热,升高温度,平衡向吸热的方向移动,所以在相同的压强下,温度越高,氨气的质量分数越小,故温度T1T2T3。设氮气的物质的量浓度的变化量为xmol,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)开始(mol)5150变化(mol)x3x2x
12、平衡(mol)5-x15-3x2x由题图知,M点氨气的质量分数为40%,则2x17(5-x)28+(15-3x)2+2x17100%=40%,解得x=2,故K=c2(NH3)c(N2)c3(H2)=42393=7.3210-3。(3)根据题图,a电极上MV+MV2+被氧化,失电子,因此a为负极,b为正极,导线中电子移动方向是ab;固氮酶区域发生的反应为氮气和MV+反应生成氨气和MV2+,根据氧化还原反应规律,该离子方程式为N2+6H+6MV+2NH3+6MV2+;传统工业合成氨反应条件为高温、高压、催化剂,反应条件苛刻,该方法制取氨气条件温和、生成氨的同时释放电能。思路分析(2)合成氨的反应放
13、热,升高温度,平衡向吸热的方向移动,根据题图,在相同的压强下,温度越高,氨气的质量分数越小,可以得到T1、T2、T3大小关系;根据M点氨气的质量分数,利用三段式求出M点的化学平衡常数;(3)生物燃料电池的工作原理是N2+3H22NH3,其中N2在正极区得电子发生还原反应,H2在负极区失电子发生氧化反应,原电池工作时阳离子向正极区移动,据此分析判断。13.甲醇(CH3OH)的合成与应用具有广阔的发展前景。.合成甲醇的部分工艺流程如下:原料气 预热装置 合成反应器甲醇(1)甲烷与水蒸气反应制备合成甲醇的原料气CO、CO2和H2。CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2kJ
14、mol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.0kJmol-1甲烷与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为。(2)在催化剂的作用下,200300时,合成反应器内发生反应:.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H0.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H”“”或“=”)。已知某温度下K=10,向密闭容器中加入足量的Pb和一定量的CO2,平衡时,混合气体中CO的体积分数为。(3)新型液流式铅蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质,电池总反应:Pb+PbO2+4H+2Pb2+2H2O,下列关于该电池的说法正确的是。a.充放电时,溶液中Pb2+浓度保持不变
15、b.放电时,溶液中H+向PbO2极区移动c.放电时的负极反应式为Pb-2e-Pb2+d.充电时的阳极反应式为Pb2+4OH-2e-PbO2+2H2O(4)河流、湖泊中的铅污染日益被人们重视。已知常温下Pb元素在水中的各种存在形式的物质的量分数和溶液pH的关系如图所示:向醋酸铅溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至pH=13时的主要离子反应方程式是,其平衡常数数值为。答案(1)PbS(s)+PbSO4(s)2Pb(s)+2SO2(g)H=2(a+c)-3b3kJmol-1(2)9.09%或111(3)bc(4)Pb(OH)3-+OH-Pb(OH)42-10解析(2)升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,逆
16、反应是吸热反应,正反应是放热反应,因此dc(HC2O4-)c(C2O42-)c(H2C2O4)c.c(K+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)(3)工业上利用硫酸亚铁与草酸反应制备草酸亚铁晶体,其离子方程式为:Fe2+H2C2O4+xH2OFeC2O4xH2O+2H+制备时需添加氨水以提高FeC2O4xH2O的产率,从化学平衡移动原理角度解释原因:。测定草酸亚铁晶体(FeC2O4xH2O)的x值,实验如下:称取0.5400g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中,用KMnO4酸性溶液滴定。到达滴定终点时,消耗0.1000molL-1的KMnO4酸性溶液18.00mL。已知:
17、滴定过程中铁、碳元素被氧化为Fe3+、CO2,锰元素被还原为Mn2+,则FeC2O4xH2O中x=(FeC2O4的摩尔质量是144gmol-1)。答案(1)H2C2O4H+HC2O4-,HC2O4-C2O42-+H+(2)H2C2O4+OH-HC2O4-+H2Obc(3)NH3H2O与H+反应,降低c(H+),使Fe2+H2C2O4+xH2OFeC2O4xH2O+2H+平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4xH2O2解析(1)二元弱酸分步电离,则草酸电离方程式为H2C2O4H+HC2O4-,HC2O4-C2O42-+H+。(2)向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5,由题图可以看出,随
18、着氢氧化钾的加入,HC2O4-的浓度逐渐增大,草酸与氢氧化钾反应后生成HC2O4-和水。a项,根据电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),错误;b项,KHC2O4溶液中,HC2O4-要水解,c(K+)c(HC2O4-),C2O42-是由HC2O4-电离后得到的,c(HC2O4-)c(C2O42-),H2C2O4是由HC2O4-水解后得到的,HC2O4-既能够电离也能够水解,而KHC2O4溶液显酸性,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,则c(C2O42-)c(H2C2O4),综上,c(K+)c(HC2O4-)c(C2O42-)c(H2C2O4
19、),正确;c项,根据物料守恒,可以得到c(K+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4),正确。(3)应用勒夏特列原理,根据离子方程式:Fe2+H2C2O4+xH2OFeC2O4xH2O+2H+,滴加NH3H2O与H+反应,降低c(H+),使平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4xH2O;根据10FeC2O4xH2O+6KMnO4+24H2SO45Fe2(SO4)3+20CO2+6MnSO4+3K2SO4+(10x+24)H2O可知,n(FeC2O4xH2O)=106n(KMnO4)=1060.1molL-10.018L=0.003mol,则M(FeC2O4xH2O)=0.54g0.003mol=180gmol-1,即18x+144=180,解得x=2。14