綜合強化訓練(一)化學基本概念和基本理論[建議用時：45分鐘]一、選擇題1．(2016·鄭州質量檢測)設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是()【導學號：14942049】A．0.1molNHeq\o\al(＋,4)中含有的質子數為NAB．常溫常壓下，14g氮氣含有的核外電子數為7NAC．24g3Heq\o\al(18,2)O中含有的中子數為12NAD．1.8g重水(D2O)中含有NA個質子和NA個中子B[1個NHeq\o\al(＋,4)中含有11個質子，0.1molNHeq\o\al(＋,4)中含有的質子數為1.1NA，A項錯誤；常溫常壓下，14g氮氣含有的核外電子數為eq\f(14,28)×14×NA＝7NA，B項正確；1個3Heq\o\al(18,2)O中所含中子數為2×2＋10＝14，故24g3H218O中所含中子數為eq\f(24,24)×14×NA＝14NA，C項錯誤；1.8g重水(D2O)的物質的量是0.09mol，含有0.9NA個質子和0.9NA個中子，D項錯誤。]2．下列實驗事實與推論相符的是()選項實驗事實推論AH2O的沸點比H2S的沸點高非金屬性：O>SBHCl的酸性比H2SO3的酸性強非金屬性：Cl>SC鉀與水的反應比鈉與水的反應更劇烈金屬性：Na>KDHF的熱穩(wěn)定性比HCl的強非金屬性：F>ClD[A項，H2O的沸點比H2S的沸點高與O、S的非金屬性強弱無關；B項，HCl、H2SO3不是Cl、S的最高價氧化物對應的水化物，不能比較Cl、S的非金屬性；C項，K的金屬性強于Na；D項，根據簡單氫化物的熱穩(wěn)定性可以比較元素非金屬性強弱。]3．(2016·石家莊質量檢測)如圖所示，該電池總反應式為CH3CH2OH＋3O2＋2KOH=2KHCO3＋3H2O。下列說法正確的是()A．X為電池的正極B．電子由X極經KOH溶液流向Y極C．負極的電極反應式為CH3CH2OH－12e－＋16OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋11H2OD．若消耗11.2L氧氣(標準狀況下)，一定有2mol電子轉移D[乙醇發(fā)生氧化反應，氧氣發(fā)生還原反應，故X為電池的負極，A項錯誤；電子只能由X極(負極)流出，經外電路流向正極(Y極)，電子不能經過電解液，B項錯誤；電解產物為KHCO3，負極反應式為CH3CH2OH－12e－＋14OH－=2HCOeq\o\al(－,3)＋9H2O，C項錯誤；正極的電極反應式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，轉移電子n(e－)＝4n(O2)＝2mol，D項正確。]4．(2016·西安二次聯考)X、Y、Z、W均為短周期元素，且原子序數依次增大。元素X的原子核內無中子；Y、Z的最低價離子具有相同的電荷，且Z的原子序數是Y的原子序數的2倍。下列說法正確的是()A．Z、W的簡單氫化物在水溶液中均能完全電離B．四種元素中原子半徑最大的是WC．四種元素中Z是金屬元素，其他均為非金屬元素D．X、Y的單質可制作燃料電池，且X的單質在負極發(fā)生反應D[H的原子核內無中子；短周期中，同主族的兩種元素的原子序數為2倍關系的只有ⅥA族的O、S。X、Y、Z、W分別為H、O、S、Cl。H2S為弱酸，在水溶液中不能完全電離，A項錯誤；S的原子半徑比Cl大，B項錯誤；Z為S，S也是非金屬元素，C項錯誤；氫氧燃料電池中，氫氣在負極發(fā)生失電子的氧化反應，D項正確。]5．Li-SO2電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點。其電解質是LiBr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應式為Li2S2O4eq\o(,\s\up14(充電),\s\do14(放電))2Li＋2SO2，下列說法正確的是()A．充電時是電解池，放電時是原電池B．放電時，正極反應式：Li－e－=Li＋C．充電時陽離子向陰極移動，放電時陽離子向負極移動D．充電時，每有0.1mol電子轉移，則有2.24LSO2生成A[充電時是電解池，將電能轉化為化學能，放電時是原電池，將化學能轉化為電能，A項正確；放電時，負極反應式為Li－e－=Li＋，B項錯誤；充電時，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，放電時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，C項錯誤；沒有給出氣體所處的狀態(tài)，無法計算出SO2的體積，D項錯誤。]6.濃度均為0.10mol·L－1、體積均為V0的MOH和ROH溶液，分別加水稀釋至體積V，pH隨lgeq\f(V,V0)的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．MOH的堿性強于ROH的堿性B．ROH的電離程度：b點大于a點C．若兩溶液無限稀釋，則它們的c(OH－)相等D．當lgeq\f(V,V0)＝2時，若兩溶液同時升高溫度，則eq\f(cM＋,cR＋)增大D[由圖可知MOH溶液稀釋104倍時，pH改變了4個單位，而ROH溶液稀釋104倍時，pH改變小于4個單位，所以MOH是強堿，ROH是弱堿，A項正確；加水稀釋促進ROH電離，ROH的電離程度：b點大于a點，B項正確；若兩溶液無限稀釋，則兩溶液接近中性，二者氫氧根離子濃度相等，C項正確；當稀釋100倍時，同時加熱，MOH溶液中c(M＋)不變，加熱促進ROH電離，c(R＋)增大，eq\f(cM＋,cR＋)減小，D項錯誤。]7．(2016·濟南聯考)常溫下，在20mL、cmol·L－1某酸HR溶液中滴加0.1000mol·L－1氫氧化鈉溶液，溶液的pH與氫氧化鈉溶液體積V(NaOH)之間的關系如圖所示。下列說法不正確的是()【導學號：14942050】A．c＝0.1B．HR的電離方程式為HRH＋＋R－C．①點對應溶液中存在c(R－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)D．在①、②、③點對應的溶液中都存在c(OH－)＝c(H＋)＋c(HR)D[從圖象看出，當滴加氫氧化鈉溶液為20mL時二者恰好完全反應，說明HR溶液的濃度與氫氧化鈉溶液的濃度相等，A項正確；兩溶液濃度相等，滴加氫氧化鈉溶液至中性時，消耗氫氧化鈉溶液的體積小于20mL(或滴定終點時溶液呈堿性)，說明HR為弱酸，在水中部分電離，B項正確；①點對應溶液中，溶質為HR、NaR，且二者濃度相等，溶液呈酸性，C項正確；①、②、③點對應溶液中均有電荷守恒式c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(R－)，③點對應的溶液中物料守恒式為c(Na＋)＝c(HR)＋c(R－)，結合電荷守恒式，得質子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HR)；②點對應的溶液中溶質的量不易確定；①點對應的溶液中溶質為HR、NaR，且二者物質的量濃度相等，物料守恒式為c(HR)＋c(R－)＝2c(Na＋)，結合電荷守恒式得質子守恒式：2c(H＋)＋c(HR)＝2c(OH－)＋c二、非選擇題8．已知：①CH3OH(l)、H2(g)的燃燒熱(ΔH)分別為－727kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1。②H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1。③幾種化學鍵的鍵能如下?；瘜W鍵C=OH—OC—OH—HO=OC—H鍵能/kJ·mol－1803463351436497413.4(1)寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式__________________。(2)根據燃燒熱計算CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(l)＋H2O(g)ΔH＝________。(3)根據鍵能計算CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝________。(4)在圖1中畫出表示液態(tài)甲醇燃燒熱的能量變化：圖1圖2(5)甲醇-空氣在KOH溶液中構成燃料電池，放電一段時間后，測得電解質溶液中離子濃度大小關系為c(K＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(OH－)>c(COeq\o\al(2－,3))>c(H＋)，裝置如圖2所示。放電過程中，OH－向________(填“石墨”或“鉑”)極遷移；負極的電極反應式為__________________________。[解析](1)根據題中已知信息①可寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1。(2)根據題中已知信息可得：①CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(l)＋H2O(g)ΔH1，②CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH2＝－727kJ·mol－1，③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ·mol－1，④H2O(l)=H2O(g)ΔH4＝＋44kJ·mol－1。根據蓋斯定律，③×3－②＋④＝①，即ΔH1＝(－285.8×3＋727＋44)kJ·mol－1＝－86.4kJ·mol－1。(3)反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能。ΔH＝(803×2＋436×3－413.4×3－351－463×3)kJ·mol－1＝－66.2kJ·mol－1。(4)畫圖要點：化學計量數、物質狀態(tài)、反應熱要對應。(5)放電過程中，OH－向負極遷移。由圖可知燃料電池中石墨作負極，鉑作正極。由離子濃度關系知，KOH最終生成了KHCO3，結合產物KHCO3書寫負極反應式。[答案](1)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1(2)－86.4kJ·mol－1(3)－66.2kJ·mol－1(4)如圖所示(5)石墨CH3OH－6e－＋7OH－=HCOeq\o\al(－,3)＋5H2O9．(2016·武漢質量檢測)碳及其氧化物的轉化和回收利用是科學家研究的熱點。已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－566kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1請回答下列問題：【導學號：14942051】(1)氫氣的燃燒熱ΔH________－242kJ·mol－1(填“>”“<”或“＝”)。(2)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝________。(3)在2L恒容密閉容器中進行反應：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，假定溫度保持不變，則下列情況表明可逆反應達到平衡狀態(tài)的是________。A．CO和H2的生成速率相等B．C的濃度不變C.eq\f(cCO·cH2,cH2O)不變D．氣體壓強恒定(4)將一定量CO(g)和H2O(g)分別通入容積為1L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下數據：①該反應的平衡常數表達式為_____________________________。②實驗1中，0～4min內，以v(H2O)表示的反應速率為___________________________________________。③實驗2達到平衡時CO的轉化率為________。④實驗3與實驗2相比，改變的條件是________；請在下圖坐標中畫出“實驗2”與“實驗3”中c(CO2)隨時間變化的曲線，并作必要的標注。[解析](1)表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式中對應生成的水呈液態(tài)，反應③生成氣態(tài)水，氣態(tài)水變成液態(tài)水時放出熱量。(2)根據蓋斯定律，由①－②×eq\f(1,2)得：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝(－393＋566×eq\f(1,2))kJ·mol－1＝－110kJ·mol－1。(3)CO、H2都是產物，故CO和H2的生成速率相等不能表明可逆反應達到平衡狀態(tài)，A項錯誤；C呈固態(tài)，濃度始終不變，故C的濃度不變不能表明可逆反應達到平衡狀態(tài)，B項錯誤；eq\f(cCO·cH2,cH2O)是該可逆反應的平衡常數表達式，溫度保持不變的前提下，平衡建立過程中eq\f(cCO·cH2,cH2O)(即濃度商)的值一直變化，達到平衡狀態(tài)時其值(即平衡常數)不變，故eq\f(cCO·cH2,cH2O)不變表明可逆反應達到平衡狀態(tài)，C項正確；該反應的正反應是氣體分子數增大的反應，恒溫、恒容條件下，氣體壓強不變表明可逆反應達到平衡狀態(tài)，D項正確。(4)①該可逆反應的反應物和產物都呈氣態(tài)，故平衡常數表達式為K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)。②由反應式知，v(H2O)＝v(CO2)＝eq\f(3.2mol,1L×4min)＝0.8mol·L－1·min－1。③4molCO在實驗2中轉化了0.8mol，故達到平衡時CO的轉化率為20%。④比較實驗2和實驗3知，起始投入反應物的量相同，產物的量相同，即反應物的轉化率相等，實驗3所用時間較短，說明實驗3加入了催化劑。催化劑能縮短反應達到平衡的時間，但平衡不移動。[答案](1)<(2)－110kJ·mol－1(3)CD(4)①K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)②0.8mol·L－1·min－1③20%④加催化劑如圖所示10．(2016·南昌質量檢測)C1化學是研究以含有一個碳原子的物質(CO、CO2、CH4、CH3OH及HCHO)為原料合成工業(yè)產品的有機化學及工藝。請回答下列問題：(1)已知溫度為T時：(a)CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165kJ·mol－1(b)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1①貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應，溫度為T時，該反應的熱化學方程式為____________________________________。②天然氣與二氧化碳在一定條件下也能制備合成氣。利用上述熱化學方程式，能否計算CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH？答“________(填“能”或“否”)。(2)在一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入nmolCO和2nmolH2，發(fā)生反應：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。達到平衡時CO的轉化率為α且升高溫度CO的平衡轉化率降低。①ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。②平衡體系中，CH3OH的體積分數為________(用代數式表示，下同)。③上述條件下，該反應的平衡常數K為________。(3)合成氣(CO、H2)與空氣構成堿性燃料電池，裝置如圖所示。已知：電流由鉑極經導線流向石墨電極。①若U形管中盛放500mL2mol·L－1KOH溶液，恰好消耗(H2與CO體積之比為1∶1)合成氣11.2L(標準狀況)，則此時電解質溶液中離子濃度大小順序為____________________________________________________________________________________________________________________________。②石墨極的電極反應式為____________________。(4)在密閉容器中投入CO2、H2，在一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0。實驗測定溫度、壓強、投料比[eq\f(cCO2,cH2)]對CO2轉化率的影響如圖所示：圖甲圖乙①若圖甲表示溫度、投料比對CO2轉化率的影響，則X可能表示________。②若圖乙表示壓強、投料比對CO2轉化率的影響，則M1________M2(填“>”“<”或“＝”)。[解析](1)①根據蓋斯定律，(b)式－(a)式得：CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－1。②根據蓋斯定律，(a)式－2×(b)式得：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1，故能求反應熱。(2)①升高溫度，CO的平衡轉化率降低，說明正反應是放熱反應，即ΔH<0。②平衡時，各物質的物質的量分別為n(CO)＝n(1－α)mol，n(H2)＝2n(1－α)mol，n(CH3OH)＝nαmol。平衡時CH3OH的體積分數為eq\f(nαmol,n1－αmol＋2n1－αm