2022-2023学年天津市武清区四校高二上学期第一次阶段性练习化学试题含解析
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天津市武清区四校2022-2023学年高二上学期第一次阶段性练习化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.少量铁粉与100 mL 0.1 mol/L的稀盐酸反应,若想减慢此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的
①加H2O ②降温 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦加KNO3溶液
A.①④⑤⑦ B.②③⑥ C.①②⑤⑦ D.①②④⑤
【答案】D
【分析】为了加快此反应速率而不改变H2的产量,少量铁粉完全反应,则可增大氢离子浓度、构成原电池、升高温度等来加快反应速率。
【详解】①加H2O氢离子浓度减小,反应速率减慢,但是生成氢气量不变,故①正确;
②降温降低反应速率,但是生成氢气量不变,故②正确;
③滴入几滴浓盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故③错误;
④加CH3COONa固体,生成醋酸,氢离子浓度减小,反应速率减慢,但是生成氢气量不变,故④正确;
⑤加NaCl溶液,氢离子浓度减小,反应速率减慢,但是生成氢气量不变,故⑤正确;
⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故⑥错误;
⑦加KNO3溶液,硝酸和Fe反应生成NO而不是氢气,生成的氢气量减少,故⑦错误;
故选D。
2.下列有关说法正确的是
A.化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化
B.加入催化剂,单位体积内反应物分子中活化分子百分数不变
C.人们把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子,把活化分子具有的能量叫活化能
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含0.5 molH2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
【答案】D
【详解】A. 化学平衡发生移动,温度不变,平衡常数不发生变化,故A错误;
B. 加入催化剂,降低反应的活化能,更多的分子变成活化分子,单位体积内反应物分子中活化分子百分数增大,故B错误;
C. 人们把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子,把活化分子具有的平均能量与反应物分子所具有的平均能量之差叫活化能,故C错误;
D. 在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,浓硫酸稀释时放热,若将含0.5 molH2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,故D正确;
故选D。
3.在某恒容密闭容器中充入一定量的O2(g)和O3(g),发生反应2O3(g)3O2(g) △H<0,下列说法正确的是
A.若混合气体的密度不再随时间而改变,则该反应达到平衡
B.加入合适的催化剂,反应达到平衡后,O2的体积分数增大
C.该反应的生成物的总能量大于反应物的总能量
D.若起始时充入少量的稀有气体,则该反应的反应速率保持不变
【答案】D
【详解】A.混合气的体积和质量在反应过程中不发生变化,所以密度始终不变,A项错误;
B.催化剂不能改变反应限度,B项错误;
C.该反应为放热反应,反应物的总能量比生成物的总能量高,C项错误;
D.恒容密闭容器中充入稀有气体,反应物和生成物浓度不变,则反应速率不变,D项正确;
故选D。
4.如图所示,有关化学反应和能量变化的说法不正确的是
A.图a表示的是放热反应的能量变化
B.图b表示反应物的化学键断裂吸收的总能量高于生成物的化学键形成释放的总能量
C.图a表示的反应不需要加热就一定能发生,图b表示的反应一定需要加热才能发生
D.图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
【答案】C
【详解】A.图a中反应物的总能量比生成物的总能量高,为放热反应,A正确;
B.图b中反应物的总能量比生成物的总能量低,为吸热反应,则反应物的化学键断裂吸收的总能量高于生成物的化学键形成释放的总能量,B正确;
C.图a表示的反应为放热反应,图b表示的反应为吸热反应,放热反应、吸热反应与反应是否需要加热无关,C错误;
D.图b表示的反应为吸热反应,而氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应也为吸热反应,因此图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化,D正确;
答案选C。
5.下列说法中正确的是
A.在相同条件下,将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由“C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1”可知,金刚石比石墨稳定
C.加入催化剂可以改变化学反应速率,降低反应所需的活化能,但不能改变反应的焓变
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则 H2燃烧热的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.硫蒸气和硫固体的聚集状态不同,当气体转化为固体时要放出热量,故等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,硫蒸气放出的热量多,选项A错误;
B.由C(s,石墨)=C(s,金刚石) △H=+1.19kJ•mol-1可知,石墨的总能量比金刚石的总能量小低,能量越低,物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,选项B错误;
C.催化剂可以改变化学反应速率, 降低反应所需的活化能,但不能改变一个化学反应的热效应,选项C正确;
D.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则4gH2完全燃烧生成液态水,放出571.6kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol,选项D错误;
答案选C。
6.在反应中,表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】因为同一反应在相同条件下,用不同物质表示化学反应速率时,数值可能不同,所以比较同一反应在不同条件下反应速率的快慢,应转化为同一种物质。
【详解】A.,作为参照;
B.,;
C.,;
D.,;
比较以上数值,最大,故选B。
7.工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3,已知该反应为一放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的物质的量为1 mol。则下列热化学方程式正确的是
A.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C.SO2(g)+ O2(g) =SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·mol-1
D.SO2(g)+ O2(g)=SO3(g) ΔH=+196.6 kJ·mol-1
【答案】A
【分析】2mol SO2、1mol O2充入恒容容器中,达平衡时,反应了的SO2的物质的量为1mol,放出热量98.3kJ,则每反应1molSO2,放出98.3kJ的热量,故热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g) △H=-196.6 kJ•mol-1或SO2(g)+O2(g) ⇌SO3(g),△H=-98.3 kJ•mol-1,由此判断各选项热化学方程式正误。
【详解】A.选项中的热化学方程式符合题意,A正确;
B.热化学方程式中反应热和对应二氧化硫的量不符合,B错误;
C.该反应为放热反应,C错误;
D.该反应为放热反应,D错误;
8.在下列各说法中,正确的是
A.ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
B.热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,可以是分数
C.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D.等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,后者放出热量多
【答案】B
【详解】A.放热反应的焓变小于0,吸热反应的焓变大于0,故△H>0表示吸热反应,△H<0表示放热反应,故A错误;
B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,所以可用分数或小数表示,故B正确;
C.中和热是指稀的强酸和强碱生成1mol水时所放出的热量,而1mol硫酸和1mol氢氧化钡反应时生成了2mol水,同时还有硫酸钡沉淀生成,故此时放出的热量不是中和热,故C错误;
D.固态硫变为气态需要吸收热量,导致等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,后者放出热量少,故D错误;
故选B。
9.下列说法正确的是
A. (燃烧热)(的数值正确)
B.的燃烧热是,则
C.已知HCl和NaOH反应的中和热,则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时,测得的中和热为
D.已知:500℃,30MPa下, 将和过量的,在此条件下充分反应,放出热量小于46.2kJ
【答案】D
【详解】A.S燃烧生成稳定氧化物为二氧化硫,且硫单质不能直接生成三氧化硫,∆H=-315kJ•mol-1中不是燃烧热,故A错误;
B.H2(g)的燃烧热是285.8kJ•mol-1,生成液态水,则2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)∆H=+571.6kJ•mol-1,故B错误;
C.中和热是指稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,浓硫酸稀释放热,因而反应热小于-57.3kJ•mol-1,故C错误;
D.500℃,30MPa下,∆H=-92.4kJ⋅mol-1,将过量的N2和1.5mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),由于合成氨的反应是可逆反应,反应物不能全部转化为生成物,放出热量小于46.2kJ,故D正确;
故选:D。
10.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为
A.920 kJ B.557 kJ C.436 kJ D.188 kJ
【答案】C
【详解】根据2H2+O2=2H2O反应,1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,则2mol H2即4g完全燃烧生成水蒸气时放出热量484 kJ,设1mol H—H键断裂时吸收热量为x ,根据化学反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量可得463kJ×4−496kJ−2x=484 kJ,x =436kJ,故答案选C。
11.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生反应。若由降到需要2min,则由再降到所需反应的时间
A.等于1min B.大于1min C.小于1min D.等于0.5min
【答案】B
【详解】随着反应的进行,反应物的浓度会越来越小,反应速率也会越来越慢,由降到需要2min,平均反应速率为,则由再降到所需反应的时间大于1min,故选B。
12.对于反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是
A.增大体积使压强减小 B.体积不变,充入氦气使压强增大
C.体积不变,充入N2使压强增大 D.使总压强不变,充入氖气
【答案】C
【详解】A.增大体积使压强减小,反应物的浓度减小,反应速率减慢,故A错误;
B.体积不变,反应物的浓度不变,反应速率不变,故B错误;
C.体积不变,充入N2,反应物浓度增大,反应速率加快,故C正确;
D.保持总压强不变,充入氖气,体积增大,参加反应的气体的浓度减小,反应速率减小,故D错误;
故答案为C。
13.下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢
【答案】D
【详解】A.常温下浓硫酸与铁发生钝化阻碍了反应进行,故改用98%的浓硫酸后不能增大生成氢气的速率,A错误;
B.加入氯化钠溶液后,氯化钠不参与反应,但溶液体积增大,相当于稀释,导致稀硫酸浓度减小,反应速率减小,B错误;
C.升高温度,增大活化分子百分数,增大反应速率,C错误;
D.压强越低反应速率越慢,所以减小压强反应速率减慢,D正确。
故选D。
14.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能),下列有关叙述正确的是
A.E1-E2=△H
B.该反应为吸热反应
C.升高温度,不影响活化分子的百分数
D.使用催化剂可以提高SO2的转化率
【答案】A
【分析】由图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,反应热△H=—(E2—E1)。
【详解】A.由分析可知,反应热△H=—(E2—E1)= E1—E2,选项A正确;
B.由图可知,该反应为放热反应,选项B错误;
C.升高温度,活化分子的数目和百分数都增大,选项C错误;
D.催化剂不能使平衡移动,不能提高SO2的转化率,选项D错误;
答案选A。
15.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:,平衡时测得C的浓度为0.50mol/L。保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,再达到平衡时,测得C的浓度变为0.90mol/L。下列有关判断不正确的是
A.C的体积分数增大了 B.A的转化率降低了
C.在建立新平衡的过程中,v逆逐渐减小 D.
【答案】A
【分析】平衡时测得C的浓度为0.50mol/L。保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,C的浓度为1.00mol/L,再达到平衡时,测得C的浓度变为0.90mol/L,C的浓度减小,反应逆向进行,根据勒夏特列原理,增大压强,平衡向计量数减小的方向移动,即x+y<z,据此分析解题。
【详解】A.平衡逆向移动,C的体积分数减小了,A错误;
B.平衡逆向移动,A的转化率降低了,B正确;
C.在建立新平衡的过程中,平衡向逆反应方向移动,v逆逐渐减小,C正确;
D.由分析可知,x+y<z,D正确;
答案为A。
16.将和充入某固定容积的密闭容器中,在一定条件下,发生反应 ,达到平衡后仅改变某一条件。下列有关说法中正确的是
选项
改变条件
平衡移动方向
A
使用合适的催化剂
平衡逆向移动
B
升高温度
平衡正向移动
C
向容器中再充入和
平衡不移动
D
向容器中充入0.1mol氦气
平衡正向移动
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.使用适当催化剂,加快反应速率但是平衡不移动,故A错误;
B.正反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热的方向移动,则平衡向正反应方向移动,故B正确;
C.再向容器中充入1molN2和 3molH2相当于增大压强,平衡正向移动,故C错误;
D.向容器中充入氦气,由于容器的体积不变,N2、H2和NH3的浓度均不变,平衡不移动,故D错误;
故选B。
17.某温度的可逆反应mA(g) + nB(g)⇌pC(g),化学平衡常数为K,下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度,K 值一定增大
B.其他条件不变,增大B(g)的浓度,K值增大
C.其他条件不变,增大压强,K值不变
D.其他条件不变,使用催化剂,K 值一定增大
【答案】C
【详解】A.若该反应的正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低,若正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应移动,平衡常数增大,A错误;
B.化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,增大B(g)的浓度,能使平衡正向移动,但温度不变,化学平衡常数不变,B错误;
C.化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,增大压强,平衡可能移动,但温度不变,化学平衡常数不变,C正确;
D.化学平衡常数只受温度影响,使用催化剂,化学反应速率改变,但温度不变,化学平衡常数不变,D错误;
答案选C。
18.如图所示的各图中,表示2A(g)+B(g)2C(g)(△H<0)这个可逆反应的正确图像为(注:Φ(C)表示C的体积分数,P表示气体压强,C表示浓度)
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短,反应逆向移动,C的质量分数降低,A项正确;
B.增大压强,反应速率加快,v(正)、v(逆)均增大,但是从图像中可以发现v(逆)是减小的,B项错误;
C.加入催化剂,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短,但C的质量分数不发生变化,但是图像中显示C的浓度变大,说明平衡移动,C项错误;
D.该反应为放热反应,则降低温度,平衡向放热反应方向移动,即正向移动,A的转化率增大,则升高温度,A的转化率减小,D项错误;
故选A。
19.有一化学平衡mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),图中表示A的转化率α(A)与压强、温度的关系。由此得出的正确结论是
A.正反应是吸热反应,m+n>p+q B.正反应是吸热反应,m+n C.正反应是放热反应,m+n>p+q D.正反应是放热反应,m+n 【答案】A
【分析】由图可知,升高温度转化率增大,增大压强转化率增大,则该反应为吸热、且气体体积减小的反应,以此来解答。
【详解】由图可知,相同温度下,压强越大,A的转化率越大,可知正反应为气体体积减小的反应,则m+n>p+q;相同压强时,温度越高,A的转化率越大,可知正反应为吸热反应,△H>0,故选:A。
20.反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的ΔH>0 B.m<n+p
C.B、C两点化学平衡常数:KB>KC D.A、C两点的反应速率v(A)<v(C)
【答案】C
【详解】A.由图可知温度升高,Y的体积分数增大,说明平衡正向移动,则正向为吸热反应,故A正确;
B.由图可知,增大压强,Y的体积分数减小,说明平衡逆向移动,则m<n+p,故B正确;
C.对吸热反应来说,温度升高,K增大,KB<KC,故C错误;
D.A、C温度相同,C点压强大,则C点的速率大于A点,故D正确;
故选C。
二、原理综合题
21.回答下列问题
(1)依据事实,写出下列反应的热化学方程式:
①1 mol氨气和1 mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体,放出176 kJ热量,该反应的热化方程式为:_______。
②25℃ 101 kPa时,氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,该反应的热化方程式为:_______。
(2)甲醇是重要的化工原料。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,可能发生的反应如下:
① ∆H1
② ∆H2
③ ∆H3
已知反应②中相关化学键键能(断裂1 mol化学键吸收或形成1 mol化学键放出的能量)数据如表:
化学键
H-H
C=O
C≡O
H-O
436
803
1076
465
由此计算∆H2=_______kJ/mol。已知,则∆H1=_______ kJ/mol。
【答案】(1) NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H=-176kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1
(2) +36 -63
【解析】(1)
①1 molNH3(g)和1 molHCl(g)化合生成1molNH4Cl(s),放出176 kJ热量,则该反应的热化方程式为:NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H=-176kJ·mol-1。
②25℃ 101 kPa时,1molH2(g)与0.5molO2(g)化合,生成1molH2O(g)放热241.8 kJ,则2molH2(g)与1molO2(g)化合,生成2molH2O(g)放热483.6 kJ,该反应的热化方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1。答案为:NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H=-176kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1;
(2)
① ∆H1
② ∆H2
③ ∆H3
利用表中数据,可计算∆H2=(803×2+436-1076-465×2) kJ/mol =+36kJ/mol。已知,则利用盖斯定律,将反应②-③得:∆H1=+36kJ/mol-99kJ/mol =-63kJ/mol。答案为:+36;-63。
【点睛】一个热化学反应,热化学方程式可以写无数个,但∆H与化学计量数之比不能改变。
22.回答下列问题
(1)反应过程中的能量变化如图,回答下列问题。
①该反应_______(用含E1、E2式子表示);
②在反应体系中加入催化剂,E1_______(填“增大”、“减小”、“不变”),_______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)用50 mL0.50mol/L盐酸与50 mL0.55mol/L NaOH溶液测定计算中和反应的反热。
回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是_______。
②如改用0.0275 mol NaOH固体与该盐酸进行实验,则实验中测得的“中和热”数值将_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)某温度下,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为:_______。
②反应开始至2 min,以气体Z表示的平均反应速率为_______。
【答案】(1) △H= -(E2-E1)kJ/mol 减小 不变
(2) 环形玻璃搅拌棒 偏大
(3) 3X(g)+Y(g)2Z(g) 0.02mol/(L·min)
【解析】(1)
①由图中可以得出,正反应的活化能为E1kJ/mol,逆反应的活化能为E2kJ/mol,则该反应△H= -(E2-E1)kJ/mol;
②在反应体系中加入催化剂,可降低反应的活化能,但不改变反应的热效应,所以E1减小,不变。答案为:△H= -(E2-E1)kJ/mol;减小;不变;
(2)
①从实验装置上看,图中缺少让溶液均匀混合的玻璃用品,它是环形玻璃搅拌棒。
②如改用0.0275 mol NaOH固体,虽然NaOH的物质的量不变,但固体NaOH溶于水放热,则实验中测得的“中和热”数值将偏大。答案为:环形玻璃搅拌棒;偏大;
(3)
①从图中可以看出,X、Y为反应物,Z为生成物,2min后各物质的量不变,则反应为可逆反应,由物质的量的变化量可求出X、Y、Z的化学计量数之比为3:1:2,所以该反应的化学方程式为:3X(g)+Y(g)2Z(g)。
②反应开始至2 min,以气体Z表示的平均反应速率为=0.02mol/(L·min)。答案为:3X(g)+Y(g)2Z(g);0.02mol/(L·min)。
【点睛】书写热化学方程式时,常会忽视反应物与生成物之间的“”。
23.二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式:
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
①甲醇脱水反应:
②甲醇合成反应
(1)写出甲醇合成反应的热化学方程式:_______。
(2)对于该反应:,起始时向2L恒容容器中投入2 mol CO和4 molH2,经过5分钟测得CH3OCH3的物质的量0.25mol,该时间段内H2的反应速率为_______。
(3)甲醇脱水反应在某温度下的化学平衡常数为400。此温度下,在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g),测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时反应_______(填“已达到”或“未达到”)化学平衡状态。
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol/L)
0.02
0.4
0.4
(4)下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_______(填字母)。A.恒温恒压下,混合气体的密度不变
B.
C.在恒容绝热容器中进行时,温度保持不变
D.恒温恒容下,CH3OH与CH3OCH3的物质的量之比为2:1保持不变
(5)已知 ;
一定条件下的密闭容器中,反应达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是_______(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出CH3OCH3
(6)温度为T℃时,将3a molH2和3a mol CO放入1L恒容密闭容器中,发生反应,达到平衡时测得H2的转化率为。则该反应的平衡常数为_______。
【答案】(1)2CO(g)+4H2(g)2CH3OH(g) △H = -182.0 kJ/mol (或CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = -91.0 kJ/mol)
(2)0.1mol/(L·min)
(3)已达到
(4)CD
(5)ce
(6)
【解析】(1)
总反应式:
①甲醇脱水反应:
②甲醇合成反应
利用盖斯定律,将总反应式-①得:②甲醇合成反应的热化学方程式:2CO(g)+4H2(g)2CH3OH(g) △H=-206.0 kJ/mol-(-24.0 kJ/mol) = -182.0 kJ/mol (或CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = -91.0 kJ/mol)。答案为:2CO(g)+4H2(g)2CH3OH(g) △H = -182.0 kJ/mol (或CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = -91.0 kJ/mol);
(2)
对于该反应:,起始时向2L恒容容器中投入2 mol CO和4 molH2,经过5分钟测得CH3OCH3的物质的量0.25mol,则参加反应H2的物质的量为0.25mol×4=1mol,该时间段内H2的反应速率为=0.1mol/(L·min)。答案为:0.1mol/(L·min);
(3)
甲醇脱水反应在某温度下的化学平衡常数为400。此温度下,在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g),由表中数据可求出浓度商为
=400=平衡常数,则此时反应已达到化学平衡状态。答案为:已达到;
(4)
A.恒温恒压下,混合气体的质量和体积都不变,密度始终不变,当密度不变时,反应不一定达平衡状态,A不符合题意;
B.,不管反应是否达到平衡,平均反应速率之比都等于化学计量数之比,所以反应不一定达平衡状态,B不符合题意;
C.在恒容绝热容器中进行时,温度保持不变,则正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,C符合题意;
D.恒温恒容下,CH3OH与CH3OCH3的物质的量之比为2:1保持不变,则正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,D符合题意;
故选CD。答案为:CD;
(5)
a.高温时平衡逆向移动,高压时平衡正向移动,所以平衡移动的方向不确定,CO的转化率不一定提高,a不符合题意;
b.加入催化剂,可同时加快正、逆反应速率,但CO的平衡转化率不变,b不符合题意;
c.减少CO2的浓度,平衡正向移动,CO的转化率提高,c符合题意;
d.增加CO的浓度,虽然平衡正向移动,但CO的转化率降低,d不符合题意;
e.分离出CH3OCH3,平衡正向移动,CO的转化率提高,e符合题意;
故选ce。答案为:ce;
(6)
温度为T℃时,将3a molH2和3a mol CO放入1L恒容密闭容器中,发生反应,达到平衡时测得H2的转化率为,则参加反应的H2、CO的物质的量都为2amol,生成CH3OCH3、CO2的物质的量都为amol,可建立如下三段式:
所以该反应的平衡常数为 =。答案为:。
【点睛】减少生成物浓度的瞬间,正反应速率不变,逆反应速率减小,平衡正向移动。
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