专题2化学基本理论化学基本理论专题质量检测.doc

一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)
1．下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是(　　)
A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析：本题考查与STSE相关的化学问题，引导考生关注生活中的化学问题。N2不属于温室气体，A项错误；清洁能源使用中不会产生SO2、NOx等气体，B项正确；可燃冰是一种能源，D项正确。
答案：A
2．已知反应：2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分别在0 ℃和20 ℃下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y－t)如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．b代表0 ℃下CH3COCH3的Y－t曲线
B．反应进行到20 min末，CH3COCH3的>1
C．升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D．从Y＝0到Y＝0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的＝1
解析：本题考查化学平衡，意在考查考生对平衡移动的理解和对图像的识别能力。温度升高，达到平衡所用的时间缩短，因此b曲线对应的温度为20℃，A选项错误；温度升高，速率加快，B选项速率之比应小于1；由图像可知，达到平衡时b曲线丙酮的转化率较低，C选项错误；在两曲线交点处，两种温度下转化的丙酮量相等，D选项正确。
答案：D
3．[双选题]图中a、b、c、d、e、f表示元素周期表中部分短周期元素。下列叙述不正确的是(　　)

a
b

c

d
e

f

A．a、b、c的简单离子中，b的离子半径最大
B．c、d、f最高价氧化物对应的水化物两两之间均可发生反应
C．e的氢化物比f的氢化物的稳定性高
D．a、e可形成一种新型无机非金属材料——高温结构陶瓷
解析：根据元素周期表的结构知，a为N，b为O，c为Na，d为Al，e为Si，f为Cl。选项A，N3－的半径最大。选项B，NaOH、Al(OH)3、HClO4两两之间均可反应。选项C，SiH4的稳定性小于HCl。选项D，Si3N4是一种高温结构陶瓷。
答案：AC
4．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是(　　)
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
解析：本题考查电化学，意在考查电极反应式的书写、电子转移情况和溶液中离子的移动情况。电池的正极得电子，A项错误；阳离子向正极移动，C项错误；Ag化合价升高形成AgCl，AgCl是氧化产物，D项错误。
答案：B
5．室温下，将1.000 mol·L－1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L－1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A．a点由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－14 mol·L－1
B．b点：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)
C．c点：c(Cl－)＝c(NH)
D．d点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
解析：本题考查电解质溶液中的离子浓度关系，意在考查学生对化学图像的分析能力及对酸碱中和滴定和混合溶液中离子浓度关系的掌握情况。a点即是1.000 mol·L－1的氨水，NH3·H2O是弱电解质，未完全电离，c(OH－)<1 mol·L－1，水电离出的c(H＋)>1.0×10－14 mol·L－1，A项错误；b点处，加入盐酸的体积未知，不能进行比较，B项错误；c点溶液显中性，即c(OH－)＝c(H＋)，结合电荷守恒关系：c(OH－)＋c(Cl－)＝c(H＋)＋c(NH)，有c(Cl－)＝c(NH)，C项正确；d点后，溶液温度下降是由于加入的冷溶液与原溶液发生热传递，D项错误。
答案：C
6．[双选题]已知热化学方程式2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q＞0)。则下列说法正确的是(　　)
A．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量
B．将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出a kJ的热量，若将2 mol SO3(g)置于同一密闭容器中充分反应后吸收b kJ的热量，则a＋b＝Q
C．加压后平衡向正反应方向移动，上述热化学方程式中的Q值不变
D．如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有1 mol SO2(g)被氧化
解析：该反应为放热反应，所以2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量，A项错误；B项两种措施到达的平衡完全相同，从正逆两个方向反应的热量之和为Q kJ；加压后平衡尽管移动，但Q值以完全反应为标准，因此Q不改变；D项中有2 mol SO2(g)被氧化。
答案：BC
7．海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备 MgO 的实验方案：

模拟海水中的离子浓度/mol·L－1
Na＋
Mg2＋
Ca2＋
Cl－
HCO
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001

注：溶液中某种离子的浓度小于 1.0×10－5 mol·L－1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。
Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9，
Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6，
Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6，
Ksp[Mg(OH)2]＝ 5.61×10－12。
下列说法正确的是(　　)
A．沉淀物X为CaCO3
B．滤液M中存在 Mg2＋，不存在Ca2＋
C．滤液N中存在 Mg2＋、Ca2＋
D．步骤②中若改为加入 4.2 g NaOH 固体，沉淀物 Y 为 Ca(OH)2 和 Mg(OH)2 的混合物
解析：本题考查对海水制备 MgO 的实验方案的分析，意在考查考生运用化学原理分析化学工艺流程的能力。加入 NaOH 溶液，HCO 与 OH－ 反应生成 CO，此时c(Ca2＋)·c( CO)＝ 0.011× 0.001 ＝ 1.1× 10－5>Ksp(CaCO3)，c(Mg2＋)·c( CO)＝ 0.050 ×0.001 ＝ 5×10－5> Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)< Ksp(MgCO3)，因此先生成 CaCO3 沉淀，生成沉淀后溶液中 c( CO)＝Ksp(CaCO3)/c(Ca2＋)＝4.96×10－7<1×10－5，因此 CO完全沉淀，则无 MgCO3 沉淀生成，A 对；滤液 M 中c(Ca2＋)＝ 0.010 mol/L，c(Mg2＋)＝ 0.050 mol/L，B 错；滤液 M 加 NaOH 固体调节 pH ＝ 11，此时c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.050 ×(10－3)2＝5×10－8>Ksp[Mg(OH)2]，c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0.010×(10－3)2＝1×10－8<Ksp[Ca(OH)2]，因此只有 Mg(OH)2沉淀生成，而无 Ca(OH)2沉淀生成，生成沉淀后溶液中c(Mg2＋)＝Ksp[Mg(OH)2]/c2(OH－)＝5.61×10－6<1×10－5，因此 Mg2＋完全沉淀，故滤液 N 中只有 Ca2＋而无 Mg2＋，C 错；若改为加入 4.2 g NaOH 固体，则c(OH－)＝0.105 mol/L，则 c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.050×(0.105)2＝5.51×10－4>Ksp[Mg(OH)2]，c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0.010×(0.105)2＝1.10×10－4>Ksp[Ca(OH)2]，由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]，则先生成Mg(OH)2沉淀，并且沉淀完全，生成沉淀后溶液中 c(OH－)＝0.105－0.05×2＝0.005 mol/L，此时c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0.010×(0.005)2＝2.5×10－7<Ksp[Ca(OH)2]，故无Ca(OH)2沉淀生成，D 错。
答案：A
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
8．(14分)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢气能源利用领域的研究热点。
已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH ＝ 206.2 kJ·mol－1
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)
ΔH ＝ 247.4 kJ·mol－1
2H2S(g)===2H2(g)＋S2(g)　 ΔH ＝ 169.8 kJ·mol－1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与 H2O(g)反应生成CO2(g)和 H2(g)的热化学方程式为_______________________________________________。
(2)H2S 热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分 H2S 燃烧，其目的
是____________________________________________________________________；
燃烧生成的 SO2 与 H2S 进一步反应，生成物在常温下均为非气体，写出该反应的化学方程式_____________________________________________________________。
(3)H2O 的热分解也可得到 H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图甲所示。图中 A、B 表示的物质依次是_________________________________。

(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图乙(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为_______________________
________________________________________________________________________。
(5)Mg2Cu 是一种储氢合金。 350 ℃时，Mg2Cu 与 H2 反应，生成 MgCu2 和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为 0.077)。Mg2Cu 与 H2 反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题考查化学反应与能量，化学能与电能的转化及元素化合物相关知识，意在考查考生的综合运用能力。
(1)将所给反应依次编号为①②③，根据盖斯定律，由反应①×2－反应②即得题述反应的热化学方程式：
CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)
ΔH＝165.0 kJ·mol－1。
(3)由图中A、B的体积分数比例近似为2∶1，则可确定A为H原子，B为O原子。
(4)H2是由溶液中的H＋在阴极放电得到的，则阳极产生的是N2，阳极发生氧化反应，在碱性环境下的电极反应式为：CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O。
(5)由Mg2Cu变为MgCu2，可知Mg含量下降，则生成物中氢化物仅含的一种金属元素必为Mg，再根据其中氢的质量分数为0.077，则Mg与H物质的量之比为＝，即化学式为MgH2，则反应的化学方程式为：
2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2.
答案：(1)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)
ΔH＝165.0 kJ·mol－1
(2)为H2S热分解反应提供热量
2H2S＋SO2===2H2O＋3S(或4H2S＋2SO2===4H2O＋3S2)
(3)H、O(或氢原子、氧原子)
(4)CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O
(5)2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2
9．(15分)在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。
(1)一定温度下，向1 L 0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体，则溶液中________(填“增大”“不变”或“减小”)；写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式______________。
(2)土壤的pH一般在4～9之间。土壤中Na2CO3含量较高时，pH可以高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因_________________________________________
________________________________________________________________________。
加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)常温下向20 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
回答下列问题：
①在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO________(填“能”或“不能”)大量共存；
②当pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为______，溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为________________；
③已知在25℃时，CO水解反应的平衡常数即水解常数Kh＝＝2×10－4 mol·L－1，当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1时，溶液的pH＝________。
解析：(1)K＝，K仅受温度影响。可利用电荷守恒得c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)。
(2)土壤呈碱性，是因CO水解显碱性所致。利用沉淀的转化与生成规律，CaSO4转化为更难溶的物质CaCO3：Na2CO3＋CaSO4·2H2O===CaCO3＋Na2SO4＋2H2O。
(3)通过观察图像求解①②问。③中c(OH－)＝10－4 mol·L－1，则c(H＋)＝10－10 mol·L－1，故pH＝10。
答案：(1)不变
c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)
(2)CO＋H2O HCO＋OH－
Na2CO3＋CaSO4·2H2O===CaCO3＋Na2SO4＋2H2O
(3)①不能　②HCO、H2CO3
c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(H＋)＝c(OH－)　③10
10．(15分)甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z,0.1 mol/L的Y溶液pH>1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M。
请回答下列问题：
(1)戊离子的结构示意图为__________________。
(2)写出乙的单质的电子式：__________________。
(3)戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2∶4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。
(4)写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(5)按下图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：______________。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：本题从物质结构、元素周期律入手，考查盐类水解、氧化还原、电解、实验现象的表述等，体现了理科综合化学学科的命题特点。根据题设条件推知甲为H、乙为N、丙为Na、丁为Al、戊为Cl，X为NH3，化合物Y为NH4Cl、Z为HCl、L为NaAlO2、M为NaCl。(3)根据条件可得3Cl2＋4NH3===2NH4Cl＋4HCl＋N2，其中氧化剂为Cl2，还原剂为NH3，参加反应的NH3中只有1/2被氧化，故被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶3。(4)足量NaAlO2与少量盐酸反应生成Al(OH)3。(5)电解饱和NaCl溶液的反应方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。生成的Cl2与NaOH继续反应生成NaCl和NaClO，故电解池中总反应方程式为：NaCl＋H2O2NaClO＋H2↑。由于有NaOH生成，加入酚酞溶液会出现红色，而生成的NaClO有漂白性，故最终呈无色。
答案：(1)Cl－：
(2)∶N⋮⋮N∶
(3)2∶3
(4)H＋＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓
(5)NaCl＋H2ONaClO＋H2↑　先变红后褪色
11．(14分)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池，已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。请回答下列问题：
(1)用太阳能分解10 mol 水消耗的能量是________kJ；
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为___________________；
(3)在容积为2 L的密闭容器中，由 CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图所示(注：T1、T2均大于300℃)；

下列说法正确的是________(填序号)；
①温度为T1时，从反应开始到反应达到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝ mol·L－1·min－1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时增大
(4)在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为________；
(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为
________________________________________________________________________、
正极的反应式为_____________________________________________________。
理想状态下，该燃料电池消耗1 mol 甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
解析：本题主要考查反应热、热化学方程式的书写、化学平衡、转化率及燃料电池等知识，意在考查考生综合运用知识分析问题以及理论联系实际的能力。
(1)由氢气的燃烧热可知，水分解的反应热为：ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，那么分解10 mol 水消耗能量2858 kJ。
(2)由题意可知：①CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g )＋2H2O(l)　ΔH＝－726.5 kJ·mol－1；②CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1。由盖斯定律，①－②得：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－443.5 kJ·mol－1。
(3)①反应速率等于物质的量浓度的变化量除以时间，而不是物质的量的变化量除以时间，②由图可知，T2>T1，平衡时，T1温度下甲醇的物质的量大，说明降温平衡正向移动，则T1时平衡常数较大，③正反应为放热反应，④从T1到T2，平衡左移，n(H2)/n(CH3OH)增大。
(4)由三段式：
　　　　　CO2＋3H2H3OH＋H2O
起始量(mol) 1 3 0 0
转化量(mol) a 3a a a
平衡量(mol) 1－a 3－3a a a
根据密闭恒容容器中压强之比等于物质的量之比得：
(1－a＋3－3a＋a＋a)÷(1＋3)＝1－。
(5)以甲醇为燃料的燃料电池，电解液为酸性，则生成H＋，负极反应式为：CH3OH＋H2O===CO2＋6H＋＋6e－，正极氧气参与反应：3/2O2＋6H＋＋6e－===3H2O，根据理论效率的计算方法，该燃料电池的理论效率为：×100%＝96.6%。
答案：(1)2858
(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－443.5 kJ·mol－1
(3)③④
(4)1－
(5)CH3OH＋H2O===CO2＋6H＋＋6e－
O2＋6H＋＋6e－===3H2O　96.6%