2022-2023学年湖南省宁乡市四校联考高二上学期10月月考化学试题含解析
展开湖南省宁乡市四校联考2022-2023学年高二上学期10月月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列热化学方程式正确的是
A.已知在、下,燃烧生成水蒸气放出热量,其热化学方程式为
B.、下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为
C.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为
D.、时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,则硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.1gH2燃烧生成水蒸气放出121kJ热量,则1molH2燃烧放热242KJ,所以反应的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(g) ∆H=-242 kJ/mol,故A错误;
B.合成氨的反应是可逆反应,反应不能进行完全,0.5molN2和1.5molH2充分反应生成NH3的量小于1mol,则N2和H2生成2molNH3(g)时放热大于38.6kJ,所以热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) ∆H<-38.6 kJ•mol-1,故B错误;
C.甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ•mol-1,生成的水应为液态,则甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-890.3 kJ•mol-1,故C正确;
D.中和热是25℃、101kPa时,稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1mol水的反应热,热化学方程式为: ,故D错误;
故选:A。
2.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.在溴水中存在如下平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅
B.对2H2O22H2O+O2的反应,使用MnO2可加快制O2的反应速率
C.反应CO+NO2CO2+NO ΔH<0,升高温度使平衡向逆反应方向移动
D.合成氨反应:N2+3H22NH3 ΔH<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温高压的措施
【答案】B
【详解】A.加入NaOH溶液,NaOH和HBr、HBrO发生反应,消耗HBr、HBrO,从而使该反应的平衡正向移动,溴水颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.该反应中MnO2作催化剂,只改变化学反应速率,不影响平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,故B符合题意;
C.该反应是放热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向(逆反应方向)移动,能用勒夏特里原理解释,故C不符合题意;
D.该反应是反应前后气体体积减小的放热反应,降低温度、增大压强有利于平衡向正反应方向移动,从而促进氨气的生成,能用勒夏特里原理解释,故D不符合题意;
答案选B。
3.化学家格哈德•埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如图:
已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=—92kJ/mol。下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是
A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B.③→④过程,N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量
D.合成氨反应中,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量
【答案】B
【详解】A.由图可知,氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程中存在氮氮键和氢氢键的断裂和氮氢键的形成,故A正确;
B.由图可知,③→④过程中氮原子和氢原子形成了含有极性键的氨分子,故B错误;
C.由图可知,过程②为共价键的断裂过程,需吸收能量,过程③为共价键的形成过程,会放出能量,故C正确;
D.由方程式可知,合成氨反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,所以反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,故D正确;
故选B。
4.下列有关说法中正确的是
A.在低温下能自发进行,则该反应的
B.室温下不能自发进行,说明该反应的
C.若,化学反应在任何温度下都不能自发进行
D.加入合适的催化剂能降低反应活化能,从而改变反应的焓变
【答案】C
【详解】A.由气体的化学计量数可知,∆S<0,且∆H-T∆S<0的反应自发进行,在低温下能够自发进行,则该反应的∆H<0,故A错误;
B.由气体的化学计量数可知,∆S>0,且∆H-T∆S<0的反应自发进行,室温下不能自发进行,说明∆H>0,故B错误;
C.∆H-T∆S<0的反应自发进行,若,化学反应在任何温度下都不能自发进行,故C正确;
D.催化剂能降低反应活化能,不改变反应的始态和终态,不能改变反应的焓变,故D错误;
故选C。
5.下列反应前后物质的总能能量变化能用如图表示的是
A.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应
B.生石灰和水的反应
C.木炭在氧气中燃烧
D.盐酸与氢氧化钠溶液的反应
【答案】A
【分析】由图可知,生成物能量大于反应物的能量,反应为吸热反应;
【详解】A.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,A正确;
B.氧化钙和水反应放出大量热,B错误;
C.木炭燃烧为放热反应,C错误;
D.盐酸与氢氧化钠溶液的反应为中和反应,放出热量,D错误;
故选A。
6.氮及其化合物的转化过程如下图所示,其中如图为反应①过程中能量变化的曲线图。
下列分析合理的是
A.如图中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线
B.反应①的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
C.在反应②中,若有1.25 mol电子发生转移,则参加反应的NH3的体积为5.6 L
D.催化剂a、b能提高化学反应①、②的化学反应速率和平衡转化率
【答案】B
【详解】A. 使用催化剂能够降低反应的活化能,加快反应速率,所以曲线d是加入催化剂a时的能量变化曲线,A错误;
B. 根据图示可知反应物比生成物的能量高出600 kJ-508 kJ=92 kJ,故反应①的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol,B正确;
C. 未指明气体所处条件,因此不能根据电子转移的物质的量确定气体的体积,C错误;
D. 催化剂能加快化学反应的反应速率,但不能使化学平衡发生移动,因此不能改变物质的平衡转化率,D错误;
故合理选项是B。
7.NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图1;研究发现在催化剂上可能发生的反应过程如图2。下列说法不正确的是
A.NH3催化还原NO为放热反应
B.过程I中NH3断裂极性键,需要吸收能量,Fe3+体现了氧化性
C.过程III的离子方程式:
D.反应过程中,反应物为NH3、O2、NO,Fe3+、Fe2+为中间产物
【答案】D
【详解】A.根据反应能量关系图,反应物总能555量比生成物总能量高,所以该反应是放热反应,描述正确,不符题意;
B.NH3中共价键确为极性键,参与反应发生断键,Fe3+转化为Fe2+,得电子降价,体现氧化性,描述正确,不符题意;
C.根据关系图,Fe2+在酸性条件下,被氧气氧化形成Fe3+,方程式书写正确,不符题意;
D.根据转化关系,Fe3+应为催化剂,Fe2+是反应过程中的中间产物,描述错误,符合题意;
综上,本题选D。
8.已知X(g)+3Y (g)2W(g) +M (g) △H=-a kJ·mol-1(a>0)。一定温度下,在体积恒定的密闭容器中,加入1 mol X(g) 与1mol Y (g),下列说法正确的是
A.充分反应后,放出热量为a kJ
B.当反应达到平衡状态时,X与W的物质的量浓度之比一定为1:2
C.当X的物质的量分数不再改变,表明该反应已达平衡
D.若增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【详解】A、该反应为可逆反应,不会完全进行,投入原料1mol并未完全反应,故放出的热量小于akJ,选项A不正确;B、X和W分别为反应物和生成物,化学计量数只表示反应过程的转化比例,并不能说明达到平衡后的浓度之比,选项B不正确;C、当X的物质的量分数不再变化时,反应达到平衡,选项C正确;D、若增大反应物浓度,正逆反应速率均会增加,选项D不正确。答案选C。
9.已知:H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) △H=-72kJ/mol,其它相关数据如表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为A.404 B.260 C.230 D.200
【答案】C
【详解】1mol H2(g)化学键断裂时需要吸收的能量为436 kJ,1mol Br2(g)化学键断裂时需要吸收的能量为a kJ,1mol HBr(g)化学键断裂时需要吸收的能量为369 kJ,H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) △H=-72kJ/mol,根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能,则-72=436+a-3692,解得a=230,所以C选项是正确的。
答案选C。
10.对于反应3A(g)+B(g)4C(g)+2D(g),测得4种条件下的反应速率分别为①v(A)=0.9mol•L-1•s-1、②v(B)=24mol•L-1•min-1、③v(C)=1.6mol•L-1•s-1、④v(D)=0.4mol•L-1•s-1,则上述4种条件下的反应速率大小关系正确的是
A.②>④>③>① B.②>①>④>③ C.②=③>①>④ D.②=③>④=①
【答案】C
【详解】由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,物质的反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,将速率单位统一后,由题意可得:==0.3、==0.4、==0.4、==0.2,则4种条件下的反应速率大小关系为②=③>①>④,故选C。
11.肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200℃时:反应Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=−32.9 kJ·mol−1;反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=−41.8kJ·mol−1
下列说法不正确的是
A.图所示过程①是放热反应
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图所示
C.断开3 molN2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1molN2(g)和4molNH3(g)的化学键释放的能量
D.200℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·mol−1
【答案】C
【详解】A.过程①是N2H4分解生成N2和NH3,已知热化学方程式I中△H为负值,所以图示过程①为放热反应,故A正确;
B.反应Ⅱ是放热反应,能量过程示意图正确,故B正确;
C.放热反应中,反应物的化学键的键能之和小于生成物的化学键的键能之和,故C错误;
D.根据盖斯定律:(I)-2×(II)得N2H4(g)═N2(g)+2H2(g)△H═-32.9kJ•mol-1-2×(-41.8kJ•mol-1)=+50.7kJ•mol-1,故D正确。
故选C。
12.已知反应: ,不同条件下,以X和Y的物质的量之比为开始反应,反应达到平衡时,Z的物质的量分数与压强及温度的关系如图所示。下列判断正确的是
A. B.
C.反应物的转化率随温度升高而减小 D.反应物的转化率随压强增大而减小
【答案】C
【分析】只升高温度,Z的物质的量分数减小,反应逆向移动,故正反应为放热反应;只增大压强,Z的物质的量分数增大,说明平衡正向移动,即;
【详解】A.由图示可知,只升高温度,Z的物质的量分数减小,反应逆向移动,故正反应为放热反应,焓变小于零,A错误;
B.加压平衡向气体体积减小的方向移动,只增大压强,Z的物质的量分数增大,说明平衡正向移动,即,B错误;
C.升高温度,Z的物质的量分数减小,平衡向逆反应方向移动,反应物的转化率减小,C正确;
D.增大压强,Z的物质的量分数增大,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大,D错误;
故选C。
二、多选题
13.反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,达到平衡后,在t1、t2、t4时刻改变某一外界条件时,反应速率随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
A.t1时刻改变的条件可能是升高温度
B.t3时刻改变的条件可能是增大反应物的浓度
C.t4时刻改变的条件可能是减小压强
D.t0时刻的平衡常数与t5时刻的平衡常数一定相同
【答案】AC
【详解】A.该反应为体积减小的放热反应,由图可知,t1时刻改变条件的瞬间正、逆反应速率均增大,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,所以改变的条件为升高温度,故A正确;
B.由图可知,t3时刻改变条件的瞬间正、逆反应速率均增大,逆反应速率等于正反应速率,化学平衡不移动说明改变的条件为使用催化剂,不可能是增大反应物的浓度,故B错误;
C.该反应为体积减小的放热反应,由图可知,t4时刻改变条件的瞬间正、逆反应速率均减小,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,所以改变的条件为减小,故C正确;
D.化学平衡常数为温度函数,温度不同,平衡常数不相同,由图可知,t1时刻改变条件的瞬间正、逆反应速率均增大,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,改变的条件为升高温度,则t0时刻的温度与t5时刻的温度不同,t0时刻的平衡常数与t5时刻的平衡常数一定不同,故D错误;
故选AC。
14.丙烯和卤化氢加成,第一步反应产生的碳正离子中间体有两种可能:
其能量与反应进程关系如图所示。下列说法正确的是
A.合适的催化剂不能改变E1或E2 B.碳正离子中间体的稳定性:I>II
C.碳正离子中间体的生成速率:II 【答案】BC
【详解】A.催化剂可降低反应的活化能,则反应Ⅰ的活化能为E2,反应Ⅱ的活化能为E1,合适的催化剂可改变E1或E2,A项错误;
B.能量越高越不稳定,则碳正离子中间体的稳定性I>II,B项正确;
C.活化能越低,则生成速率就越快,则碳正离子中间体的生成速率:II D.丙烯转化为碳正离子中间体的过程中能量在升高,则由丙烯转化成I和II均要吸收热量,D项错误;
答案选BC。
三、原理综合题
15.(一)强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢可构成火箭推进剂。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知:0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成N2和水蒸气时放出256.0kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为____。
(2)16g液态肼与液态过氧化氢反应生成气态水时放出的热量是____kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是____。
(二)煤和石油通常都含有硫的化合物,燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一。二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示:
已知:E1=E2—198=E3—245=E6—791.4。
回答下列问题:
(4)图中的I、II、III、IV中属于放热反应的是____。
(5)写出表示S(s)的燃烧热的热化学方程式:____。
(6)从图中可看出将SO2氧化成SO3有两条途径:①SO2经过程III、过程IV转化成SO3;②SO2经过程II转化成SO3。这两种途径相比,①改变的条件是____,改变该条件主要是降低了____。已知过程IV的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s);则过程III的热化学方程式为____。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=—640.0kJ/mol
(2)320
(3)产物为氮气和水,不会污染环境
(4)I、II、IV
(5)S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=—296.7 kJ/mol
(6) 添加了催化剂 反应的活化能 SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+23.5 kJ/mol
【解析】(1)
由0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出256.0kJ的热量可知,1mol液态肼和过氧化氢反应的反应热ΔH=—=—640kJ/mol,则反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=—640.0kJ/mol,故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=—640.0kJ/mol;
(2)
由0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出256.0kJ的热量可知,16g液态肼与液态过氧化氢反应生成气态水时放出的热量为=320 kJ,故答案为:320;
(3)
由液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气可知,此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是产物为氮气和水,不会污染环境,故答案为:产物为氮气和水,不会污染环境;
(4)
由图可知,I、II、III、IV中属于反应物总能量大于生成物总能量的放热反应的是I、II、IV,故答案为:I、II、IV;
(5)
硫的燃烧热为1mol二氧化硫完全燃烧生成二氧化硫放出的热量,由图可知,2mol硫与氧气反应生成二氧化硫的反应热ΔH= E6—E2=(—198+791.4)kJ/mol=—593.4kJ/mol,则硫的燃烧热ΔH=—593.4kJ/mol×=—296.7kJ/mol,反应的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=—296.7kJ/mol,故答案为:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=—296.7kJ/mol;
(6)
由图可知,与反应②相比,反应①的反应途径和活化能发生改变,说明反应改变的条件为添加了催化剂;二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=—(E2—E1)=—198kJ/mol,过程IV的热化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s) ΔH=—(E1—E3)=—245kJ/mol,由盖斯定律可知,过程III的热化学方程式为SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH==+23.5 kJ/mol,反应的热化学方程式为SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+23.5 kJ/mol,故答案为:添加了催化剂;反应的活化能;SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+23.5 kJ/mol。
16.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2
下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K2):
温度
250℃
300℃
350℃
KⅡ
2.0
0.27
0.012
(1)写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式:KⅠ=_________;保持恒温恒容,将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,则化学平衡____(填“正向”“逆向”或“不”)移动,平衡常数KⅠ____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应Ⅱ,5min后测得c(CO)=0.4mol·L-1,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为____mol·L-1·min-1。
(3)由表中数据判断ΔH2____(填“>”“<”或“=”)0;反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3=____(用ΔH1和ΔH2表示)。
(4)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅱ中CO转化率的是____(填序号)。
a.使用高效催化剂
b.充入He,使体系总压强增大
c.将CH3OH(g)从体系中分离
d.充入CO,使体系总压强增大
(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
【答案】 正向 不变 0.24 < ΔH1-ΔH2 c Ⅱ
【详解】(1)根据化学平衡常数的表达式,反应Ⅰ的化学平衡常数表达式:K1=;保持恒温恒容,将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,相当于增大压强,增大压强,该反应的平衡向正反应方向移动;平衡常数只受温度的影响,温度不变,则化学平衡常数不变,即K1不变;
故答案为;正向;不变;
(2)5min内消耗c(CO)=(1-0.4)mol·L-1=0.6mol·L-1,根据化学反应速率的表达式,v(CO)==0.12mol/(L·min),利用化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=2v(CO)=0.24 mol/(L·min);
故答案为0.24;
(3)根据表格中数据,随着温度的升高,平衡常数减小,化学平衡常数只受温度的影响,因此反应Ⅱ为放热反应,即ΔH2<0;根据盖斯定律,ΔH3=ΔH1-ΔH2;
故答案为<;ΔH1-ΔH2;
(4)a.使用催化剂,对平衡移动无影响,不能增加CO的转化率,故a不符合题意;
b.恒容状态,充入He,虽总压强增大,但组分的浓度不变,化学反应速率不变,化学平衡不移动,CO的转化率不变,故b不符合题意;
c.将CH3OH从体系中分离,减小生成物的浓度,平衡正向移动,CO的转化率增大,故c符合题意;
d.充入CO,虽然总压强增大,平衡正向移动,但CO的转化率降低,故d不符合题意;
答案为c;
(5) 反应Ⅱ原子利用率达到100%;
故答案为Ⅱ。
17.回答下列问题:
(1)氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是____(填字母)。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.amolN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(2)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-99kJ•mol-1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58kJ•mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH
图1中能正确反映反应①平衡常数K随温度变化关系的曲线是____;反应③的ΔH=____kJ•mol-1。
(3)合成气的组成=2.60时体系中的CO平衡转化率α(CO)与温度和压强的关系如图2所示。图中的压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___;α(CO)随温度升高而减小,其原因是___。
【答案】(1)BCE
(2) a +41
(3) p1>p2>p3 反应①为放热反应,升高温度,平衡左移,α(CO)减小;反应③为吸热反应,升高温度,平衡右移,α(CO)也减小
【解析】(1)
A.反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,3v正(H2)=2v逆(NH3)时,反应没有达到平衡状态,故不选A;
B.单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2,正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器内的总压强不再随时间而变化,反应一定达到平衡状态,故选C;
D.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,混合气体的密度不再随时间变化,反应不一定平衡,故不选D;
E.amolN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂,正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故选E;
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2,浓度不一定不再改变,反应不一定平衡,故不选F;
选BCE。
(2)
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-99kJ•mol-1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58kJ•mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH
反应①放热,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,图1中能正确反映反应①平衡常数K随温度变化关系的曲线是a;根据盖斯定律②-①得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =-58kJ•mol-1-(-99kJ•mol-1)= +41kJ•mol-1。
(3)
根据反应①,增大压强,平衡正向移动,α(CO)增大,所以p1、p2、p3由大到小的顺序为p1>p2>p3;反应①为放热反应,升高温度,平衡左移,α(CO)减小;反应③为吸热反应,升高温度,平衡右移,α(CO)也减小。
四、实验题
18.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了酸性高锰酸钾与草酸的反应,记录以下实验数据:
实验编号
实验温度
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4
H2O
3mol/LH2SO4稀溶液
0.05mol/LKMnO4溶液
①
25
3.0
V1
2.0
3.0
1.5
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
③
50
2.0
V2
2.0
3.0
1.0
(1)请写出该反应的离子方程式____。
(2)V1=____。
(3)根据表中的实验①、②数据,可以得到的结论是____。
(4)探究温度对化学反应速率的影响,应选择____(填实验编号)。
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并设计以下实验方案继续进行实验探究。
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量
再加入某种固体
溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4
H2O
3mol/LH2SO4稀溶液
0.05mol/LKMnO4溶液
④
25
2.0
3.0
2.0
3.0
MnSO4
t
①该小组同学提出的假设是____。
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到现象____。
【答案】(1)2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)2.0
(3)其他条件相同时,反应物浓度减小,反应速率减慢
(4)②③
(5) Mn2+对该反应有催化作用 相比实验②,褪色时间变短
【解析】(1)
由题意可知,草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,反应的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)
由控制变量唯一化的原则可知,探究草酸溶液浓度对反应速率的影响时,必须保证其他影响反应速率的因素是相同的,只是草酸溶液的浓度发生变化,由表格数据可知,实验②中草酸溶液、蒸馏水、高锰酸钾溶液和稀硫酸的体积和为10.0mL,则实验①中蒸馏水的体积V1=10.0mL—(3.0+2.0+3.0)mL=2.0mL,故答案为:2.0;
(3)
由题给表中的实验①、②数据可知,其他条件不变,反应物草酸的浓度减小,溶液褪至无色所需时间增大,说明化学反应速率减慢,故答案为:其他条件相同时,反应物浓度减小,反应速率减慢;
(4)
由表格数据可知,实验②和③的其他条件相同,反应温度不同,说明实验目的是探究温度对化学反应速率的影响,故答案为:②③;
(5)
①由表格数据可知,其他条件相同时,实验④加入固体硫酸锰说明该小组同学提出的假设是锰离子对该反应有催化作用,故答案为:Mn2+对该反应有催化作用;
②若该小组同学提出的假设成立,加入硫酸锰固体,反应的化学反应速率会加快,溶液褪色的时间会小于实验②,故答案为:相比实验②,褪色时间变短。
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