選修4模塊綜合檢測及解析

(時間：90分鐘，滿分100分)

一、選擇題(本題包括16小題，每小題3分，共48分)

1．(2012·廣州調(diào)研)全球變暖給我們敲響了警鐘，地球正面臨巨大的挑戰(zhàn)。下列說法不正確的是(　　)

A．推廣“低碳經(jīng)濟”，減少溫室氣體的排放

B．推進小火力發(fā)電站的興建，緩解地方用電困難，促進地方經(jīng)濟的快速發(fā)展

C．推廣“綠色自由”計劃，吸收空氣中的CO₂并利用廉價能源合成汽油

D．利用晶體硅制作的太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能

解析：小火力發(fā)電站對煤炭的利用率低，生產(chǎn)單位電力時向大氣中排放的CO₂氣體相對較多，B不正確。

答案：B

2．500 mL 1 mol/L的稀HCl與鋅粒反應(yīng)，不會使反應(yīng)速率加快的是(　　)

A．升高溫度

B．將500 mL 1 mol/L的HCl改為1000 mL 1 mol/L的HCl

C．用1 mol/L的H₂SO₄代替1 mol/L的HCl

D．用鋅粉代替鋅粒

解析：升溫、增大反應(yīng)物濃度均可使反應(yīng)速率加快；鋅粉比鋅粒的表面積大，也可加快反應(yīng)速率，而將等濃度的HCl由500 mL變?yōu)?/span>1000 mL，只是改變了反應(yīng)物的用量，并不改變其濃度，所以反應(yīng)速率不變。

答案：B

3．分析右圖中的能量變化情況，下列表示方法中正確的是(　　)

A．2A＋B=2C　ΔH<0

B．2C=2A＋B　ΔH<0

C．2A(g)＋B(g)=2C(g)　ΔH>0

D．2A(g)＋B(g)=2C(g)　ΔH<0

解析：由圖可知，生成物[2C(g)]具有的總能量大于反應(yīng)物[2A(g)＋B(g)]具有的總能量，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0。ΔH的大小與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，選項A、B錯誤。

答案：C

4．(2012·衡水高二檢測)下列濃度關(guān)系正確的是(　　)

A．氯水中：c(Cl₂)＝2[c(ClO^－)＋c(Cl^－)＋c(HClO)]

B．氯水中：c(Cl^－)＞c(H^＋)＞c(OH^－)＞c(ClO^－)

C．等體積等濃度的氫氧化鈉與醋酸混合：

c(Na^＋)＝c(CH₃COO^－)

D．Na₂CO₃溶液中：c(Na^＋)＞c(CO3(2－))＞c(OH^－)＞c(HCO3(－))＞c(H^＋)

解析：氯水中含有Cl₂、HClO、Cl^－、H^＋、OH^－、H₂O、ClO^－共七種粒子，其中c(Cl₂)和其他離子濃度不存在定量關(guān)系，因為HClO比H₂O的電離程度大，故溶液中c(ClO^－)＞

c(OH^－)，A和B錯誤。C項中混合后的溶液是CH₃COONa溶液，CH₃COO^－水解使

c(Na^＋)＞c(CH₃COO^－)。

答案：D

5．將0.1 mol/L CH₃COOH溶液加水稀釋或加入少量CH₃COONa晶體時，都會引起(　　)

A．溶液的pH增大

B．CH₃COOH電離度增大

C．溶液的導(dǎo)電能力減弱

D．溶液中c(OH^－)減小

解析：本題考查外加物質(zhì)對電離平衡的影響，CH₃COOH溶液中存在著CH₃COOH的電離平衡，加水稀釋使平衡向正反應(yīng)方向移動，電離度增大，溶液中的c(H^＋)減小，c(OH^－)增大，pH增大；加入少量CH₃COONa晶體時，平衡向逆反應(yīng)方向移動，電離度減小，

c(H^＋)減小，c(OH^－)增大，pH增大。

答案：A

6．(2010·新課標(biāo)全國卷)已知：HCN( aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－12.1 kJ·mol^－1; HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－55.6 kJ·mol^－1。則HCN在水溶液中電離的ΔH等于(　　)

A．－67.7 kJ·mol^－1  B．－43.5 kJ·mol^－1

C．＋43.5 kJ·mol^－1  D．＋67.7 kJ·mol^－1

解析：HCN(aq)、HCl(aq)分別與NaOH(aq)反應(yīng)ΔH的差值即為HCN在溶液中電離所需的能量，HCN屬于弱電解質(zhì)，其電離過程要吸熱，即ΔH＞0，綜合以上分析，可知ΔH＝＋43.5 kJ·mol^－1。

答案：C

7．(2012·寧夏模擬)將固體NH₄I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：①NH₄I(s)NH₃(g)＋HI(g)；②2HI(g)H₂(g)＋I₂(g)。達到平衡時，c(H₂)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為(　　)

A．9  B．16

C．20  D．25

解析：本題考查平衡常數(shù)的計算。由H₂和HI平衡時的濃度可推算出反應(yīng)①生成的HI和NH₃的濃度都為0.5×2＋4＝5 mol/L，由于NH₃沒有轉(zhuǎn)化，其平衡濃度仍為5 mol/L，而HI的平衡濃度由題意可知為4 mol/L，則①的平衡常數(shù)K₁＝c(NH₃)_平·c(HI)_平＝ 5×4＝20，C正確。

答案：C

8．一定溫度下，向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，對該反應(yīng)的推斷合理的是(　　)

A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2C

B．反應(yīng)進行到1 s時，v(A)＝v(D)

C．反應(yīng)進行到6 s時，

B的平均反應(yīng)速率為0.05 mol/(L·s)

D．反應(yīng)進行到6 s時，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等

解析：各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比，即Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝1.2 mol∶0.6 mol∶0.8 mol∶0.4mol＝6∶3∶4∶2，故化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2D；無論在什么時刻，用各物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，即B、D項錯誤。

答案：C

9．[雙選題]等物質(zhì)的量的X(g)與Y(g)在密閉容器中進行可逆反應(yīng)：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(s) ΔH＜0，下列敘述正確的是(　　)

A．平衡常數(shù)K值越大，X的轉(zhuǎn)化率越大

B．達到平衡時，反應(yīng)速率v_正(X)＝2v_逆(Z)

C．達到平衡后，降低溫度，正反應(yīng)速率減小的倍數(shù)小于逆反應(yīng)速率減小的倍數(shù)

D．達到平衡后，升高溫度或增大壓強都有利于該反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動

解析：A項，平衡常數(shù)K值越大，反應(yīng)正向進行的程度越大，故X的轉(zhuǎn)化率越大；B項，達到平衡時，2v_正(X)＝v_逆(Z)；C項，降溫時，v_正和v_逆均減小，但v正減小的倍數(shù)小于v_逆減小的倍數(shù)，使平衡正向移動；D項，升溫平衡逆向移動，加壓時平衡不移動。

答案：AC

10．(2012·安新中學(xué)高二檢測)將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是(　　)

A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生

B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極

C．兩燒杯中溶液的pH均增大

D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢

解析：圖甲是一原電池裝置，負極(Zn)：Zn－2e^－=Zn^2＋，正極(Cu)：2H^＋＋2e^－=H₂↑，形成的原電池能加快產(chǎn)生氫氣的速率；圖乙中，Zn直接與稀H₂SO₄反應(yīng)生成H₂：Zn＋2H^＋=Zn^2＋＋H₂↑，甲、乙兩燒杯中H₂SO₄均被消耗，溶液的pH均增大。

答案：C

11．下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述中，正確的是(　　)

A．含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式為 NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H₂O(l) ΔH＝＋57.4 kJ/mol

B．已知C(石墨，s)=C(金剛石，s) ΔH＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定

C．已知2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)

ΔH＝－483.6 kJ/mol，

則H₂的燃燒熱為241.8 kJ/mol

D．已知2C(s)＋2O₂(g)=2CO₂(g) ΔH_1,2C(s)＋O₂(g)=2CO(g) ΔH₂；則ΔH₁＜ΔH₂

解析：酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)， ΔH＜0，A項錯誤；B項，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是吸熱反應(yīng)，說明金剛石所具有的能量高于石墨，則石墨比金剛石穩(wěn)定，B項錯誤；燃燒熱的定義是1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，C項錯誤；碳完全燃燒放出的熱量要多，所以D項正確。

答案：D

12．(2012·肇慶高二期末考試)對于可逆反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，下列各圖正確的是(　　)

解析：隨著溫度的升高，化學(xué)平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，所以生成物C的體積分數(shù)減小，反應(yīng)物的含量增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。增大體系的壓強，由于反應(yīng)的兩邊都是氣態(tài)物質(zhì)，所以正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都增大；而加入催化劑，只能加快反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間，不能使平衡移動，所以達到平衡后，各組分的濃度及體積分數(shù)不變。

答案：A

13．[雙選題](2012·泰州高二調(diào)研)常溫下，pH＝11的氨水溶液和pH＝1的鹽酸溶液等體積混合后(不考慮混合后溶液體積的變化)，恰好完全反應(yīng)，則下列說法不正確的是(　　)

A．弱堿的濃度大于強酸的濃度

B．反應(yīng)完全后的溶液呈堿性

C．原氨水中有1%的含氮微粒為NH4(＋)

D．反應(yīng)后的溶液中NH4(＋)、NH₃·H₂O與NH₃三種微粒的平衡濃度之和為0.05 mol·L^－1

解析：pH＝11的氨水與pH＝1的稀鹽酸等體積混合后恰好完全反應(yīng)后形成NH₄Cl溶液，在NH₄Cl溶液中，由于NH4(＋)的水解而呈酸性；完全反應(yīng)還說明氨水和鹽酸的物質(zhì)的量濃度都是0.1 mol·L^－1，在氨水中NH4(＋)占含氮粒子的0.1 mol·L－1(10－3mol·L－1)×100%＝1%，選項A、B錯，C正確；因反應(yīng)后的體積約為反應(yīng)前氨水體積的2倍，由物料守恒可知選項D正確。

答案：AB

14．室溫時，CaCO₃在水中的溶解平衡曲線如圖所示，已知：25 ℃其溶度積為2.8×10^－9 mol²/L²，下列說法不正確的是 (　　)

A．x數(shù)值為2×10^－5

B．c點時有碳酸鈣沉淀生成

C．加入蒸餾水可使溶液由d點變到a點

D．b點與d點對應(yīng)的溶度積相等

解析：根據(jù)溶度積和c(CO3(2－))＝1.4×10^－4 mol/L，可以計算出x＝2×10^－5；c點Q_c＞K_sp，故有沉淀生成；加入蒸餾水后d點各離子濃度都減小，不可能變到a點保持c(Ca^2＋)不變；溶度積只與溫度有關(guān)，b點與d點對應(yīng)的溶度積相等。

答案：C

15．關(guān)于各圖的說法(其中①③④中均為惰性電極)正確的是(　　)

A．①裝置中陰極產(chǎn)生的氣體能夠使?jié)駶櫟矸?/span>KI試紙變藍

B．②裝置中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連

C．③裝置中電子由b極流向a極

D．④裝置中的離子交換膜可以避免生成的Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)

解析：裝置①用惰性電極電解CuCl₂溶液，陰極析出銅，陽極產(chǎn)生氯氣，A錯；裝置②為電鍍銅裝置，陽極電極反應(yīng)式為：Cu－2e^－=Cu^2＋，陰極電極反應(yīng)式為：Cu^2＋＋2e^－=Cu，因此待鍍鐵制品應(yīng)與電源負極相連，B錯；裝置③為氫氧燃料電池，b極通入O₂，發(fā)生還原反應(yīng)，作電池的正極，是電子流入的一極，C錯。

答案：D

16．(2012·合肥模擬)下圖甲和乙是雙液原電池裝置。由圖可判斷下列說法錯誤的是(　　)

A．甲圖電池反應(yīng)的離子方程式為：

Cd(s)＋Co^2＋(aq)=Co(s)＋Cd^2＋(aq)

B．2Ag(s)＋Cd^2＋(aq)=Cd(s)＋2Ag^＋(aq)反應(yīng)能夠發(fā)生

C．鹽橋的作用是形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性

D．乙圖當(dāng)有1 mol電子通過外電路時，正極有108 g Ag析出

解析：甲池中Cd為負極，Co為正極，反應(yīng)的離子方程式為：Cd(s)＋Co^2＋(aq)=Co(s)＋Cd^2＋(aq)，說明金屬性：Cd>Co。

乙池中Co為負極，Ag為正極，反應(yīng)離子方程式為：

Co(s)＋2Ag^＋(aq)=Co^2＋(aq)＋2Ag(s)

說明金屬性Co>Ag，

因此金屬性Cd>Ag，選項B中的反應(yīng)不能發(fā)生。

答案：B

二、非選擇題(本題包括6個小題，共52分)

17．(8分)2011年9月29日我國成功發(fā)射的“天宮一號”飛行器的外殼覆蓋了一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，該陶瓷材料可由石英固體與焦炭顆粒在高溫的氮氣流中通過如下反應(yīng)制得：

SiO₂＋C＋N₂高溫Si₃N₄＋CO

該反應(yīng)變化過程中的能量變化如圖所示?；卮鹨韵聠栴}。

(1)上述反應(yīng)中的還原劑是

____________，其還原產(chǎn)物是________。

(2)該反應(yīng)________(填“吸熱”或“放熱”)，反應(yīng)熱ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。

解析：(1)SiO₂＋C＋N₂高溫Si₃N₄＋CO，反應(yīng)中碳元素的化合價由0升高到＋2，氮元素的化合價由0降低到－3。故反應(yīng)中的還原劑是C，還原產(chǎn)物為Si₃N₄。

(2)該反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，ΔH<0。

答案：(1)C　Si₃N₄

(2)放熱　<

18．(8分)反應(yīng)Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)

ΔH＝a kJ/mol¹，

平衡常數(shù)為K；

(1)若500℃時進行上述反應(yīng)，CO₂起始濃度為2 mol/L，CO的平衡濃度為________。

(2)上述反應(yīng)中的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)700℃上述反應(yīng)達到平衡，要使得該平衡向右移動，其他條件不變時，可以采取的措施有________(填序號)。

A．縮小反應(yīng)器體積  B．通入CO₂

C．升高溫度到900℃  D．使用合適的催化劑

解析：(1)設(shè)500℃時CO的平衡濃度為x mol/L。

則　　　　　　Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)

量濃度(mol/L)：(初始態(tài)的物質(zhì)的)  2    0

量濃度(mol/L)：(轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的)  x    x

量濃度(mol/L)：(平衡的物質(zhì)的)  2－x    x

則K＝c(CO2)(c(CO))＝2－x(x)＝1，解得x＝1。

故CO的平衡濃度為1 mol/L。

(2)由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高K越大，推知溫度升高平衡向正方向移動。故此反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即a大于0。

(3)A項縮小反應(yīng)器體積，平衡不移動，錯誤；B項通入CO₂，平衡向右移動，正確；C項升高溫度時，平衡向右移動，正確；D項使用催化劑不會使平衡發(fā)生移動，錯誤。

答案：(1)1 mol·L^－1

(2)大于

(3)BC

19．(8分)(2012·濰坊抽樣檢測)如圖甲、乙是電化學(xué)實驗裝置。

若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。

(1)甲中石墨棒上的電極反應(yīng)式為______________________________。

(2)乙中總反應(yīng)的離子方程式為___________________________。

(3)將濕潤的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方，發(fā)現(xiàn)試紙先變藍后褪色，這是因為過量的Cl₂氧化了生成的I₂。若反應(yīng)中Cl₂和I₂的物質(zhì)的量之比為5∶1，且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。

解析：(1)甲裝置為原電池，石墨棒作正極，O₂放電，電極反應(yīng)為：O₂＋2H₂O＋4e^－=

4OH^－。

(2)乙裝置為電解池，石墨棒上發(fā)生氧化反應(yīng)，Fe電極不參與反應(yīng)，其實質(zhì)與用惰性電極電解食鹽水相同，離子方程式為：2Cl^－＋2H₂O電解(=====)Cl₂↑＋H₂↑＋2OH^－。

(3)Cl₂和I₂的物質(zhì)的量之比為5∶1，生成HCl和HIO₃。

答案：(1)2H₂O＋O₂＋4e^－=4OH^－

(2)2Cl^－＋2H₂O電解(=====)H₂↑＋Cl₂↑＋2OH^－

(3)5Cl₂＋I₂＋6H₂O=10HCl＋2HIO₃

20．(8分)常溫下，如果取0.1 mol·L^－1HA溶液與0.1 mol·L^－1NaOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化)，測得混合后溶液的pH＝8，試回答以下問題：

(1)混合溶液的pH＝8的原因是__________________________________________(用離子方程式表示)。

(2)混合溶液中由水電離出的c(H^＋)________(填“>”“<”或“＝”)0.1 mol·L^－1NaOH溶液中由水電離出的c(H^＋)。

(3)求出混合液中下列算式的精確計算結(jié)果(填具體數(shù)字)。

c(Na^＋)－c(A^－)＝________ mol·L^－1。

解析：(1)0.1 mol·L^－1HA溶液與0.1 mol·L^－1NaOH溶液等體積混合，恰好生成NaA，溶液的pH＝8，說明鹽水解，即A^－＋H₂OHA＋OH^－。

(2)該混合溶液中由水電離出的c(H^＋)＝c(OH^－)＝10^－6 mol·L^－1，而0.1 mol·L^－1NaOH溶液中由水電離出的c(H^＋)＝1.0×10^－13 mol·L^－1。

(3)由電荷守恒c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(A^－)，知c(Na^＋)－c(A^－)＝c(OH^－)－c(H^＋)＝10^－6 mol·L^－1－10^－8 mol·L^－1＝9.9×10^－7 mol·L^－1。

答案：)(1)A^－＋H₂OHA＋OH^－

(2)>

(3)9.9×10^－7

21．(10分)(2012·海淀模擬)常溫下，用0.1000 mol/L NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.1000 mol/L HCl溶液和20.00 mL 0.1000 mol/L CH₃COOH溶液，得到2條滴定曲線，如下圖所示：

(1)由A、C點判斷，滴定HCl溶液的曲線是______(填“圖1”或“圖2”)；

(2)a＝________ mL；

(3)c(Na^＋)＝c(CH₃COO^－)的點是________；

(4)E點對應(yīng)離子濃度由大到小的順序為________________。

解析：(1)A點pH＝1，C點pH>1，而0.1 mol/L HCl溶液的pH＝1,0.1 mol/L的CH₃COOH溶液的pH>1，故滴定HCl溶液的曲線為圖1。

(2)0.1 mol/L HCl溶液20 mL與0.1 mol/L NaOH溶液20 mL恰好完全中和，此時溶液的pH＝7，故a＝20.00 mL。

(3)用NaOH溶液滴定CH₃COOH溶液的過程中存在電荷守恒：

c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(CH₃COO^－)＋c(OH^－)，

當(dāng)溶液pH＝7時，c(Na^＋)＝c(CH₃COO^－)，即D點符合這一要求。

(4)E點溶液的pH>7，呈堿性，其離子濃度大小順序為：c(Na^＋)>c(CH₃COO^－)>c(OH^－)>c(H^＋)

答案：(1)圖1　(2)20.00　(3)D

(4)c(Na^＋)>c(CH₃COO^－)>c(OH^－)>c(H^＋)

22．(10分)合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。其原理為：

N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)

ΔH＝－92.4 kJ/mol，　　　

據(jù)此回答以下問題：

(1)①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K＝________。

②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知，對于該反應(yīng)，溫度越高，其平衡常數(shù)的值越________。

(2)某溫度下，若把10 mol N₂與30 mol H₂置于體積為10 L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，測得混合氣體中氨的體積分數(shù)為20%，則該溫度下反應(yīng)的K＝________(可用分數(shù)表示)。

解析：對可逆反應(yīng)N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)ΔH＝－92.4 kJ/mol，是一個氣體體積減小的放熱反應(yīng)。

(1)①由方程式知K＝c(N2)·c3(H2)(c2(NH3))

②升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，c(NH₃)減小，c(N₂)、c(H₂)增大，故c(N2)·c3(H2)(c2(NH3))減小，K值減小。

(2)設(shè)平衡時，N₂轉(zhuǎn)化的濃度為x mol/L。

N₂＋3H₂2NH₃

開始時(mol/L)  1   3   0

轉(zhuǎn)化(mol/L)  x   3x   2x

平衡時(mol/L)  1－x   3－3x   2x，

所以(1－x)＋(3－3x)＋2x(2x)＝20%，

解得x＝3(1) mol/L。

因此平衡時c(N₂)＝3(2) mol/L，c(H₂)＝2 mol/L，

c(NH₃)＝3(2) mol/L，

代入平衡常數(shù)表達式解得K＝12(1)。

答案：(1)①c(N2)·c3(H2)(c2(NH3))②小　(2)12(1)