化学人教版选修4同步练习：模块测试卷（一） Word版含解析.doc

1、 - 1 - 模块测试卷(一) 本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分 100 分，考试时 间 90 分钟。 第卷 (选择题，共 42 分) 一、选择题(本题包括 14 小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题 3 分， 共 42 分) 1 如图所示为某反应过程中的能量变化，则下列说法中正确的是( ) A因为 E1E20，所以图中所示的反应为吸热反应 B加入催化剂可降低反应的焓变，加快化学反应速率 C该反应为放热反应，反应一定不需要加热 D该反应断裂旧化学键吸收的能量比形成新化学键释放的能量少 答案 D 解析 由图可知，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，则图中所 示反应为

2、放热反应，A 错误；由图可知，加入催化剂，降低了反应的活化能，能 加快化学反应速率，但反应的焓变(H)不变，B 错误；放热反应可能需要通过加 热引发反应，C 错误；该反应为放热反应，则断裂旧化学键吸收的能量比形成新化 学键释放的能量少，D 正确。 2 科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的 过程。 反应的热化学方程式为 CO(g)O(g)=CO2(g) H1，反应过程的示意图如 下： - 2 - 下列说法中正确的是( ) AH10 B三种状态中，状态最稳定 C使用催化剂能增大 CO 和 O 生成 CO2的平衡转化率 D若 2CO(g)O2(g)=2CO2(

3、g)的反应热为 H2，则有 H22H1 答案 D 解析 由图可知，状态反应物CO(g)O(g)具有的总能量高于状态生成 物CO2(g)具有的总能量，则有 H12H1，D 正确。 3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) H15716 kJ mol 1 焦炭与水反应制氢：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H21313 kJ mol 1 甲烷与水反应制氢：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) H32061 kJ mol 1 A反应中电能转化为化学能 B反应为放热反应 C反应使用催化剂，H3减小 -

4、3 - D反应 CH4(g)=C(s)2H2(g)的 H748 kJ mol 1 答案 D 解析 反应中是太阳能转化为化学能，A 错误；反应中 H0，为吸热反 应，B 错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C 错误；目标反应 可由反应获得，HH3H22061 kJ mol 11313 kJ mol1748 kJ mol 1，D 正确。 4已知 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H198 kJ mol 1，在 V 2O5存在时， 该反应的机理为 V2O5SO22VO2SO3(快)；4VO2O22V2O5(慢)。下 列说法正确的是( ) A反应速率主要取决于 V2O5的质量 BV

5、O2是该反应的催化剂 C逆反应的活化能大于 198 kJ mol 1 D增大 SO2的浓度可显著提高反应速率 答案 C 解析 V2O5是反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的催化剂， V2O5能加快该反应 速率， 但反应速率主要取决于反应物自身的性质， A 错误； VO2是反应的中间产物， 不是催化剂， B 错误； 根据反应热与正、 逆反应活化能的关系可得 HEa(正反应) Ea(逆反应)198 kJ mol 1，则有 E a(逆反应)Ea(正反应)198 kJ mol 1，从而 可得 Ea(逆反应)198 kJ mol 1，C 正确；由题给反应机理可知，反应 4VO 2O2 2V2O

6、5的速率较慢，反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的反应速率主要由慢反应 决定，故增大 SO2的浓度，不能显著提高反应速率，D 错误。 5K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O2 7(橙色)H2O 2CrO2 4(黄色)2H 。 用 K2Cr2O7溶液进行下列实验： 结合实验，下列说法不正确的是( ) A中溶液橙色加深，中溶液变黄 B中 Cr2O2 7被 C2H5OH 还原 - 4 - C对比和可知 K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D若向中加入 70% H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色 答案 D 解析 中存在 C2H5OH，溶液变为酸性后，K2Cr2O7的氧化性增强，会将 C2H5O

7、H 氧化，溶液变成绿色，D 错误。 6黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为 S(s) 2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)H1a kJ mol 1 已知：S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJ mol 1 2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJ mol 1 则反应 C(s)O2(g)=CO2(g) Hd kJ mol 1 中的 d 为( ) Aabc 3 Bcab 3 Cabc Dcab 答案 A 解析 将题给四个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由( )1 3可得 C(s)O2(g)=CO2(g)，则有 Hd k

8、J mol 1(a kJ mol1c kJ mol 1b kJ mol1)1 3(abc) kJ mol 11 3，从而可得 d abc 3 。 7在一定温度下，将 H2和 I2(g)各 016 mol 充入 10 L 恒容密闭容器中，发 生反应 H2(g)I2(g)2HI(g) Hv(T4)v(T2) B化学平衡常数：K(T4)K(T3) C由 T1向 T2变化时，v正v逆 D该可逆反应的正反应为吸热反应 答案 C 解析 温度升高，反应速率加快，故正反应速率 v(T4)v(T3)v(T2)，A 错误； 由图可知，T3时 C 的百分含量达最大值，随后升高温度，C%减小，说明平衡逆向 移动，平衡

9、常数减小，则平衡常数 K(T4)v逆，C 正确；T3达到平衡状态后，升高温度，C%减 小，平衡逆向移动，则有 H0)，获得如下数据： 时间/s 0 20 40 60 80 100 c(NO2)/(mol L 1) 0 00 0 12 0 20 0 26 0 30 0 30 下列判断正确的是( ) A升高温度，该反应的平衡常数 K 减小 B2040 s 内，平均反应速率 v(N2O4)0002 mol L 1 s1 C反应达到平衡时，吸收的热量为 030Q kJ mol 1 D100 s 时再通入 040 mol N2O4，达到新平衡时 N2O4的转化率增大 答案 B - 7 - 解析 该反应的

10、正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数 K 增大， A 错误； 由表中数据可知： c(NO2)在 2040 s 内由 0 12 mol L 1 升高到 0 20 mol L 1，则有 v(NO 2)0.20 mol L 10.12 mol L1 20 s 0004 mol L 1 s1，v(N 2O4) 1 2v(NO2) 1 20 004 mol L 1 s10 002 mol L1 s1， B 正确； 达到平衡时 c(NO 2) 030 mol L 1，则有 n(NO 2)030 mol L 12 L060 mol，故吸收的热量 为0.60 mol 2 mol Q kJ030Q

11、 kJ，单位不合理，C 错误；100 s 时处于平衡状态，通 入 040 mol N2O4，与保持 n(N2O4)不变，同时缩小容器的容积至原来的1 2是等效 平衡，则缩小容积、增大压强时，平衡逆向移动，则 N2O4的转化率降低，D 错误。 11水的电离平衡曲线如图所示，下列说法中正确的是( ) A图中 A、B、D 三点处 Kw间的关系：BAD B100 ，将 pH2 的稀硫酸逐滴加入等体积 pH10 的稀氨水中，溶液中 cNH 4 cNH3 H2O减小，充分反应后，溶液达到 B 点 C温度不变，在水中加入适量 NH4Cl 固体，可从 A 点变化到 C 点 D加热浓缩 A 点所示溶液，可从 A

12、 点变化到 B 点 答案 D 解析 水的离子积 Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大，温度：BAD， 则三点处 Kw间的关系：BAD，A 错误；100 时 Kw10 61061012，将 pH2 的稀硫酸逐滴加入等体积 pH10 的稀氨水中， cNH 4 cNH3 H2O KbNH3 H2O cOH ， c(OH )减小、K b(NH3 H2O)不变，则 cNH 4 cNH3 H2O增大；充分反应后，氨水剩余，所 得溶液呈碱性，故溶液不能达到 B 点，B 错误；温度不变，在水中加入适量 NH4Cl 固体，NH 4发生水解而使溶液呈酸性，而 A、C 点溶液均呈中性，故不能从 A 点变 - 8 -

13、 化到 C 点，C 错误；图中 AB 直线上各点溶液均呈中性，加热浓缩 A 点所示溶液， 温度升高，水的电离程度增大，c(H )、c(OH)均增大，故可实现 A 点到 B 点变化， D 正确。 12室温下，将 10 mol L 1 盐酸滴入 20 mL 10 mol L 1 氨水中，溶液 pH 随加入盐酸体积变化的曲线如图所示。下列有关说法中正确的是( ) Aa 点：c(NH 4)c(OH ) Bb 点：c(NH 4)c(Cl )c(NH 3 H2O) Cc 点：pH7 Dd 点：c(NH 4)c(NH3 H2O)c(Cl ) 答案 B 解析 a 点未滴加盐酸，据电荷守恒可得 c(NH 4)c

14、(H )c(OH)，则有 c(NH 4)c(Cl )c(NH 3 H2O)，B 正确；c 点 V(盐酸)20 mL，盐酸和氨水恰好完全 反应生成 NH4Cl，由于 NH 4发生水解而使溶液呈酸性，则有 pHc(H )c(OH) Dc(Na )c(CO2 3)c(OH )c(HCO 3) 答案 (1)Cu2 2H 2O Cu(OH)22H H0，加热促进了 Cu2水解， 生成了更多的难溶物 Cu(OH)2(2 分) H2SO4(1 分) - 13 - (2)CuSO4(1 分) Cu2 2e=Cu(2 分) O2(1 分) CH48e 10OH=CO2 37H2O(2 分) 阴(1 分) 028

15、(2 分) (3)BD(2 分) 解析 (1)CuSO4的悬浊液加热后浑浊程度加大，原因显然不是 CuSO4没有完 全溶解，而是 Cu2 发生水解产生的 Cu(OH) 2难溶于水。Cu2 2H 2O Cu(OH)2 2H ，由于水解吸热，加热促进了 Cu2水解，生成了更多的难溶物 Cu(OH) 2；由 于 Cu2 水解显酸性，加硫酸会抑制 Cu2水解使溶液变澄清。 (2)乙溶液插入 Cu 电极，则乙溶液为 CuSO4溶液，铜极(正极)反应式为 Cu2 2e= Cu。 要实现铁上镀铜，则中铁为阴极，连接原电池的负极(a 极)，电极反应式 为 CH48e 10OH=CO2 37H2O；铜为阳极，连

16、接原电池的正极(b 极)，b 处 通 O2； 溶解 3 2 g 铜时， 转移 0 1 mol e ， 消耗 CH 4的体积为0.1 mol 8 22 4 L mol 1028 L。 (3)Na2CO3水解显碱性，A、C 两项错误；B 项为质子守恒关系式，正确；由 CO2 3的水解方程式(CO2 3H2O HCO 3OH ， HCO 3H2O H2CO3OH )知 c(OH)c(HCO 3)，D 项正确。 17(15 分)煤燃烧排放的烟气含有 SO2和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用 NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题： (1)NaClO2的化学名称为_。 (2

17、)在鼓泡反应器中通入含有 SO2和 NO 的烟气，反应温度 323 K，NaClO2溶 液浓度为 510 3 mol L1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。 离子 SO2 4 SO2 3 NO 3 NO 2 Cl c/(mol L 1) 83510 4 68710 6 1510 4 1210 5 3410 3 写 出NaClO2溶 液 脱 硝 过 程 中 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式 _ _ - 14 - _。增加压强，NO 的转化率_(填“提高”“不变”或“降 低”)。 随着吸收反应的进行， 吸收剂溶液的pH逐渐_(填“增大”“不变” 或“减小”)。 由实验结果可知，

18、脱硫反应速率_脱硝反应速率(填“大于”或“小 于 ”)。原因是除 了 SO2和 NO 在烟气中的初始浓度不同，还可能是 _。 (3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中 SO2和 NO 的平衡分压 pc 如图所示。 由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填 “增大”“不变”或“减小”)。 反 应ClO 2 2SO 2 3 =2SO 2 4 Cl 的 平 衡 常 数K表 达 式 为 _。 (4)如果采用 NaClO、Ca(ClO)2替代 NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。 从 化 学 平 衡 原 理 分 析 ， Ca(ClO)2相 比NaClO具 有 的

19、优 点 是 _。 已知下列反应： SO2(g)2OH (aq)=SO2 3(aq)H2O(l) H1 ClO (aq)SO2 3(aq)=SO2 4(aq)Cl (aq) H 2 CaSO4(s)=Ca2 (aq)SO2 4(aq) H3 则反应SO2(g)Ca2 (aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO 4(s)H2O(l)Cl (aq) 的 H_。 答案 (1)亚氯酸钠(1 分) (2)4NO3ClO 24OH =4NO 32H2O3Cl (3 分) 提高(1 分) 减小(1 分) 大于(1 分) NO 溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1 分) - 15 - (3)减小(1 分) c

20、2SO2 4 cCl c2SO2 3 cClO 2(2 分) (4)形成 CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高(2 分) H1H2H3(2 分) 解析 (2)脱硝过程就是烟气中的 NO 被 NaClO2溶液吸收的过程， 由表中数 据可知 NO 与 ClO 2在溶液中反应后主要生成 NO 3和 Cl ，离子方程式为 4NO 3ClO 24OH =4NO 32H2O3Cl ；增加压强，NO 在溶液中的溶解度增大， NO 的转化率提高。随着吸收反应的进行，c(OH )减小，pH 逐渐减小。由表 中数据可知，反应一段时间后溶液中 SO2 4的浓度大于 NO 3的浓度，说明脱硫反应

21、速率大于脱硝反应速率。 (3)由图像可知，升高温度，气体的平衡分压增大，说明平衡逆向移动，平 衡常数减小。 (4)采用 Ca(ClO)2替代 NaClO 脱硫，反应生成 CaSO4沉淀，平衡向产物方向 移动，SO2转化率提高。SO2(g)2OH (aq)=SO2 3(aq)H2O(l)H1()，ClO (aq)SO2 3(aq)=SO2 4(aq)Cl (aq) H 2()，CaSO4(s)=Ca2 (aq)SO2 4(aq) H3()， 运用盖斯定律， 由()()()可得反应： SO2(g)Ca2 (aq)ClO(aq) 2OH (aq)=CaSO 4(s)H2O(l)Cl (aq)，故 H

22、H 1H2H3。 18(15 分)氮和碳的化合物与人类生产、生活密切相关。 (1)已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H1805 kJ mol 1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4836 kJ mol 1 则反应 2H2(g)2NO(g)=2H2O(g)N2(g)的 H_。 (2)在压强为 01 MPa 时，将 CO 和 H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲 醇的反应为 CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H0。 下列能说明该反应达到平衡状态的是_(填序号)。 a混合气体的密度不再变化 bCO 和 H2的物质的量之比不再变化 cv(CO)v(CH3OH) dCO 在混合气中的

23、质量分数保持不变 T1 时，在一个容积可变的恒压容器中充入 1 mol CO、2 mol H2，初始时 容器容积为 5 L，经过 5 min 达到平衡，CO 的转化率为 075，则 T1 时，CO(g) - 16 - 2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数 K_。 在 T1 时，在体积为 5 L 的恒容容器中充入一定量的 H2和 CO，反应达到 平衡时 CH3OH 的体积分数与 nH2 nCO的关系如图甲所示。温度不变，当 nH2 nCO25 时，达到平衡状态，CH3OH 的体积分数可能是图像中的_点。 (3)用催化转化装置净化汽车尾气，装置中涉及的反应之一为 2NO(g)2CO(g) N2(

24、g)2CO2(g)。 探究上述反应中 NO 的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图乙所示 的曲线。催化装置比较适合的温度和压强是_。 测试某型号汽车在冷启动(冷启动指发动机水温低的情况下启动)时催化装 置内 CO 和 NO 百分含量随时间变化曲线如图丙所示。则前 10 s 内，CO 和 NO 百 分含量没明显变化的原因是_。 (4)图丁所示的装置能吸收和转化 NO2和 SO2。 阳极区的电极反应式为_。 阴极排出的溶液中含 S2O2 4， 能将 NO2气体转化为无污染气体， 同时生成的 SO 2 3 可 在 阴 极 区 循 环 利 用 。 写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式 ： _。

25、 - 17 - 答案 (1)6641 kJ mol 1(2 分) (2)ad(2 分) 75(2 分) F(1 分) (3)400 K,1 MPa(2 分) 尚未达到催化剂工作温度或尚未达到反应所需的 温度(2 分) (4)SO22H2O2e =SO2 44H (2 分) 4S2O2 42NO28OH =8SO2 3N24H2O(2 分) 解析 (1)根据盖斯定律，由可得 2H2(g)2NO(g)=2H2O(g)N2(g)， 则有 H(4836 kJ mol 1)(1805 kJ mol1)6641 kJ mol1。 (2)恒压条件下，未达到平衡时，气体的体积及密度不断变化，当混合气体 的密度

26、不变时，该反应达到平衡状态，a 正确；CO 和 H2都是反应物，若起始时二 者物质的量之比等于化学计量数之比，则反应中，两者的物质的量之比不再变化， 不能说明达到平衡状态，b 错误；达到平衡时，正、逆反应的速率相同，则有 v正 (CO)v逆(CH3OH)，c 错误；CO 在混合气中的质量分数保持不变，则 n(CO)不变， 该反应达到平衡状态，d 正确。 T1 时，恒压容器中充入 1 mol CO、2 mol H2，经过 5 min 达到平衡，CO 的转化率为 075，则有 CO(g)2H2(g)CH3OH(g) 起始量/mol 1 2 0 转化量/mol 075 15 075 平衡量/mol

27、025 05 075 根据同温同压下， 气体的体积之比等于其物质的量之比，则有 3 mol 1.5 mol 5 L V后， V(后)25 L，反应达到平衡时，CO、H2和 CH3OH 的物质的量浓度分别为 01 mol L 1、 0 2 mol L1、 0 3 mol L1， 故 T 1 时该反应的平衡常数 K cCH3OH cCO c2H2 0.3 0.10.2275。 由图可知，当 nH2 nCO20 时，达到平衡状态，CH3OH 的体积分数为 C 点， 而 cH2 cCO25，相当于在 nH2 nCO20 基础上增加了 H2 的量，平衡正向移动，但 CH3OH 的体积分数减小，故可能是图

28、像中的 F 点。 - 18 - (3)400 K,1 MPa 时，NO 的平衡转化率已经较大，压强继续增大，NO 的转 化率增加得不多，还会对设备的要求更高。催化剂要在一定温度下发挥作用， 汽车冷启动时，温度较低，尚未达到催化剂工作温度，故 CO 和 NO 百分含量没明 显变化。 (4)由图可知，阳极上 SO2发生氧化反应生成 H2SO4，电极反应式为 SO2 2H2O2e =SO2 44H 。阴极排出的溶液中含 S 2O2 4，能将 NO2气体转化为 无污染气体，同时生成 SO2 3，该气体应为 N2，结合守恒规律可写出离子方程式 4S2O2 42NO28OH =8SO2 3N24H2O。