浙江省湖州市吴兴高级中学2023-2024学年高二上学期10月阶段性测试化学试题(Word版附解析)
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可能用到元素的相对原子量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ba:137
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本大题共15题,每小题2分,共30分,每小题只有一个正确选项)
1. 下列说法正确的是
A. 吸热反应使环境的温度升高
B. 当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C. 所有的化合反应都是放热反应
D. 所有的燃烧反应都是放热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.吸热反应是体系从环境中吸收热量的反应,使环境的温度降低,故A错误;
B.反应吸热时ΔH>0,反应放热时ΔH<0,故B错误;
C.多数的化合反应是放热反应,部分化合反应为吸热反应,如C和CO2反应生成CO为吸热反应,故C错误;
D.所有燃烧反应都是放热反应,故D正确;
故选D。
2. 对反应来说,下列反应速率最快的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,数值可能不同,比较反应速率快慢时,可根据速率之比等于化学计量数之比换算成用同一种物质(固体及纯液体除外)表示,再进行比较,注意换算时单位要统一。
【详解】A.;
B.是固态,不能表示化学反应速率;
C.;
D.,综上,C满足;
故选C。
3. 下列有关反应热的说法中,正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 已知中和热△H = -57.3kJ/ml,所以1.0L 1.0ml/L的H2SO4与稀NaOH溶液恰好完全反应时放出57.3 kJ的热量
C. 由C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H= +1.90kJ/ml;可知,石墨比金刚石稳定
D. 在101 kPa时,l ml CH4完全燃烧生成CO2和水蒸气放出的热量就是CH4的燃烧热
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学反应是吸热反应还是放热反应,是由反应物和生成物的总能量的相对大小决定的,与反应条件无关,故A错误;
B.中和热是指强酸和强碱的稀溶液反应生成1ml水所释放的热量,所以1.0L 1.0ml/L的H2SO4与稀NaOH溶液恰好完全反应时放出114.6kJ的热量,故B错误;
C. 由C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H= +1.90kJ/ml,可知金刚石能量比石墨能量高,根据能量越低越稳定可得石墨比金刚石稳定,故C正确;
D.燃烧热是指l ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量,l ml CH4完全燃烧生成CO2和液态水放出的热量就是CH4的燃烧热,故D错误;
故选C。
4. 在一定条件下的密闭容器中发生反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH>0。当达到平衡时,下列各项措施中,不能提高乙烷转化率的是
A. 增大容器的容积B. 升高反应的温度
C. 分离出部分氢气D. 等容下通入稀有气体
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.该反应正向是体积增大的反应,增大容器容积相当减压,平衡正向移动,乙烷平衡转化率升高,故A不选;
B.该反应正向是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,乙烷平衡转化率升高,故B不选;
C.分离出部分氢气,即为减小生成物的浓度,平衡正向移动,乙烷平衡转化率升高,故C不选;
D.等容下通入稀有气体,反应体系中各物质的浓度均不变,平衡不移动,乙烷平衡转化率不变,故D选;
故选D。
5. 可逆反应:,在一定条件下,充入和一段时间后,下列物质中含有的是
A. 多余的B. C. 、D. 、、
【答案】D
【解析】
【详解】该反应是可逆反应,在体系中任何物质都存在,所以充入由18O组成的氧气一段时间后,18O存在于下列物质中的所有含有氧元素的物质中;
故选D。
6. 下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 打开可乐瓶,有大量的气泡溢出
B. 实验室可用排饱和食盐水的方法收集Cl2
C. 乙酸乙酯在碱性下水解比酸性条件更充分
D. 工业制硫酸中,SO2与空气反应采用450℃、V2O5催化
【答案】D
【解析】
【详解】A.可乐瓶的溶液中存在如下平衡:,打开密封的可乐瓶,气体压强减小,平衡向逆反应方向移动,会有大量气泡产生,可以用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.氯气与水反应为,饱和食盐水中氯离子浓度大,会使平衡向逆反应方向移动,降低氯气的溶解度,可以用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C.乙酸乙酯水解反应式为:,碱性条件下,氢氧根能与醋酸发生中和反应,减少生成物浓度,平衡正向移动,水解比酸性条件更充分,可以用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡移动,二氧化硫的催化氧化反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,不能用勒夏特列原理解释,故D符合题意;
故选D。
7. 把5.0g铝片投入到500mL0.5ml∙L-1稀硫酸中,反应产生氢气的速率随时间t的变化如图所示,下列推论错误的是
A. 0→a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液
B. b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高
C. t=c时反应处平衡状态
D. t>c产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H+)降低
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,开始不生成氢气,为氧化铝与硫酸的反应,然后Al与硫酸反应生成氢气,开始温度较低,由于反应放热,则温度升高反应速率加快,之后氢离子浓度减小,则反应速率减小,据此分析解答。
【详解】A.铝片表面有一层致密的Al2O3,Al2O3先与硫酸反应得到盐和水,无氢气放出,故A正确;
B.在反应过程中,浓度减小,反应速率减小,但反应放热,溶液温度升高,反应速率加快,且后者为主要因素,故B正确;
C.该反应不是可逆反应,没有平衡状态,故C错误;
D.随着反应的进行,溶液中的氢离子浓度逐渐降低,所以反应速率逐渐减小,故D正确;
故选C。
8. 已知化学反应的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A. 每生成2分子吸收能量
B. 断裂键和键,放出能量
C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 该反应的
【答案】D
【解析】
【详解】A.依据题图分析,和反应生成,每生成吸收的能量,A错误;
B.断裂键和键,吸收能量,B错误;
C.依据题图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,C错误;
D.生成物的总能量-反应物的总能量,所以反应的,D正确;
故答案为:D。
9. 下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,单位体积内活化分子数增多
B. 向反应体系中加入相同浓度的反应物,使活化分子百分数增大
C. 升高温度,使反应物分子中活化分子百分数增大
D. 加入适宜的催化剂,使反应物分子中活化分子百分数增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.对有气体参加的反应,减小容器容积使增大压强,单位体积内分子总数增大,活化分子数增大,活化分子百分数不变,故A正确;
B.向反应体系中加入相同浓度的反应物,单位体积内分子总数增大,活化分子数增大,活化分子百分数不变,故B错误;
C.升高温度,吸收能量,原来不是活化分子变为活化分子,活化分子数增大,分子总数不变,活化分子百分数增大,故C正确;
D.加入适宜的催化剂,降低反应所需活化能,原来不是活化分子变为活化分子,分子总数不变,活化分子数增大,活化分子百分数增大,故D正确;
故答案为B。
10. 反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为放热反应,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是
A. 容器内的压强不再变化
B. 相同时间内断开H-H键数目和生成N-H键数目相等
C. 容器内的温度不再变化
D. 容器内气体的浓度c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为容器为恒压容器,容器内的压强始终不变,所以当压强不再变化时,不能确定是否达平衡状态,A不符合题意;
B.相同时间内断开H-H键和生成N-H键,均表示正反应速率,不能据此判断反应是否达平衡状态,B不符合题意;
C.因为反应容器为绝热容器,反应达平衡前,容器内的温度一直在变,当容器内的温度不再变化时,说明反应达平衡状态,C符合题意;
D.平衡时,各组分浓度不一定按照化学计量数成比例,因此当容器内气体的浓度c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2,不能说明反应达平衡状态,D不符合题意;
故选C。
11. 在一个密闭容器中发生如下反应:,反应过程中基一时刻测得、、的浓度分别为、、,当反应达到平衡时,可出现的数据是
A.
B. ,
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.2ml/L、0.1ml/L和0.2ml/L,若极限转化,则SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.4ml/L、0.2ml/L和0ml/L或0ml/L、0ml/L和0.4ml/L,以此分析;
【详解】A.根据分析可知0<c(SO2)<0.4ml/L ,A错误;
B.SO3的浓度减小,SO2的浓度增大,B错误;
C.根据分析可知0<c(O2)<0.2ml/L,C错误;
D.根据硫元素守恒,应有c(SO2)+c(SO3)=0.4ml/L,D正确;
故答案为:D。
12. 已知:X(g)+2Y(g)3Z(g) △H=-akJ·ml-1(a>0),下列说法不正确的是
A. 0.1mlX和0.2mlY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3ml
B. 达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化
C. 达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达a kJ
D. 升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A. 属于可逆反应,0.1mlX和0.2mlY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3ml,A正确;
B. 达到化学平衡状态时正逆反应速率相等,X、Y、Z的浓度不再发生变化,B正确;
C. 虽然属于可逆反应,达到化学平衡状态时,如果消耗1mlX,则反应放出的总热量等于a kJ,C正确;
D. 升高反应温度,正、逆反应速率均增大,D错误;
答案选D。
【点睛】选项C是易错点,注意反应放出或吸收的热量多少,与焓变和实际参加反应的物质的物质的量有关系,不要受可逆反应影响而产生思维定式。
13. 下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8
A. ①③④B. ②④C. ②③④D. ①②③
【答案】C
【解析】
【分析】①②③为放热反应,物质发生化学反应时,生成液态水比生成气态水放出的热量多,反应越完全,放出的热量越多;④中前者为吸热反应,后者为放热反应,吸热反应△H>0,放热反应△H<0;
【详解】①两个反应都为放热反应,△H<0,前者完全反应,放出的热量多,则△H1<△H2,故①错误;
②都为放热反应,其△H<0,前者S为固态,则前者放出的热量少,则△H3>△H4,故②正确;
③都是放热反应,前者反应物系数较小,则前者放出热量较少,则△H5>△H6,故③正确;
④前者为吸热反应,△H7>0,后者为放热反应,△H8<0,则△H7>△H8,故④正确;
根据分析可知,反应的△H前者大于后者的是②③④,故答案为C。
14. 一定条件下: 。在测定的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是
A. 温度、压强B. 温度、压强
C. 温度、压强D. 温度、压强
【答案】D
【解析】
【详解】测定二氧化氮的相对分子质量,要使测定结果误差最小,应该使混合气体中NO2的含量越多越好,为了实现该目的,应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应,可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动,则选项中,温度高的为130℃,压强低的为50kPa,结合二者选D。答案为D。
15. 在一密闭容器中,反应 aA(气)bB(气)达平衡后,保持温度不变,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,A的浓度是原来的1.5倍,则下列说法不正确的是
A. 平衡向正反应方向移动B. 物质A的转化率变小
C. 物质B的质量分数增加了D. a>b
【答案】B
【解析】
【分析】保持温度不变,将容器体积缩小一半,假设平衡不移动,A和B的浓度应均是原来的2倍,但当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.5倍,说明增大压强平衡正向移动,则说明a>b;
【详解】A. 由上述分析可知,平衡正反应方向移动,A正确;
B. 平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B错误;
C. 平衡向正反应方向移动,B的质量增大,混合气体的总质量不变,故B的质量分数增大,C正确;
D. 增大压强平衡向正反应方向移动,则说明a>b,D正确;
答案选B。
二、选择题Ⅱ(本大题共10题,每小题3分,共30分,每小题只有一个正确选项)
16. 肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,共价键的键能与热化学方程式信息如表:
则关于反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)说法正确的是
A. 该反应是吸热反应B. N2H4(l)比N2H4(g)能量高
C. 反应物总键能小于生成物总键能D. H2O空间结构是直线型
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.反应热为( kJ•ml-1,该反应为放热反应,A错误;
B.液体比气体的能量低,B错误;
C.因为该反应为放热反应,所以反应物的总键能小于生成物的总键能,C正确;
D.水分子空间构型是V型,D错误;
故选C。
17. 为研究某溶液中溶质 R的分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度 R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是
A. 25℃时,10~30min 内,R 的分解平均速率为 0.030 ml·L-1·min-1
B. 对比 30℃和 10℃曲线,在同一时刻,能说明 R的分解速率随温度升高而增大
C. 对比 30℃和 25℃曲线,在 0~50min 内,能说明R 的分解平均速率随温度升高而增大
D. 对比 30℃和 10℃曲线,在 50min 时,R 的分解率相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据,代入R在10~30min内的浓度变化,解得,A项正确;
B.对比30℃和10℃的曲线,同一时刻浓度不同,因此不能说明R的分解速率随温度升高而增大,B项错误;
C.根据计算出当温度为25℃时,0~50min内分解平均速率为,当温度为30℃时,0~50min内分解平均速率为,C项正确;
D.在50min时,无论10℃还是30℃均无R剩余,因此分解率均为100%,D项正确;
答案选B。
【点睛】分解率即转化率,转化率即“转化了的”与“一开始的”之比,可以是物质的量、体积、质量、浓度之比。
18. 对于可逆反应,下列图像中正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由方程式可知,该反应是气体体积减小的吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,增大压强,平衡向正反应方向移动。
【详解】A.由图可知,反应达到平衡后,增大压强,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,故A不符合题意;
B.由分析可知,反应达到平衡后,升高温度,平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,则反应速率与温度变化的图像为 ,故B不符合题意;
C.反应的温度越高,化学反应速率越大,由图可知,温度为100℃时反应先达到平衡,500℃时后达到平衡,故C不符合题意;
D.由图可知,温度为500℃时反应先达到平衡,A的百分含量大于100℃,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,故D符合题意;
故选D。
19. 反应,在温度为时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点的反应速率:
B. A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C. 由状态到状态,可以用加热的方法
D. 两点气体的平均相对分子质量:
【答案】C
【解析】
【分析】,正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,的体积分数增大,所以。
【详解】A.增大压强,反应速率加快,A、C两点的反应速率,故A错误;
B.压强越大,体积越小,NO2浓度越大,A、C两点气体的颜色:A浅,C深,故B错误;
C.根据以上分析,由状态到状态,可以用加热的方法,故C正确;
D.增大压强,平衡逆向移动,气体物质的量减小,A点压强小于C,两点气体的平均相对分子质量,故D错误;
选C。
20. 在某恒容的密闭容器中发生反应:,在200℃和T℃时,X的浓度(ml/L)随时间变化的有关实验数据见下表,下列有关叙述正确的是
A. 在200℃下,0~4min内用Y表示的化学反应速率为0.1125 ml•L﹣1•min﹣1
B. 根据上表内数据可得出结论,其它条件相同,反应物浓度越大,反应速率越大
C. 在T℃下,6min时反应刚好达到平衡状态
D. 从表中可知:T<200℃
【答案】B
【解析】
【详解】A.,根据化学计量数与化学反应速率成正比可知:v(Y)=4×0.1125 ml•L﹣1•min﹣1,故A错误;
B.要比较浓度对反应速率的影响,就只能是其他外界条件相同,所以选择200℃这组数据看0~2min的速率为:,而2~4min的速率,这说明随着反应的进行浓度下降,反应速率变小,故B正确;
C.从表中可以看出T℃时6min已经达到平衡,但不一定就是第6min达到平衡,故C错误;
D.4min时两组数据起始浓度均为0.35ml•L﹣1,比较单一变量温度,200℃和T℃4~6min的反应速率,T℃速率快,所以T>200℃,故D错误;
故选B。
21. 氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法正确的是
A. 已知HF气体溶于水放热,则HF
B. 相同条件下,HCl的比HBr的小
C. 相同条件下,HCl的()比HI的大
D. 一定条件下,气态原子生成1ml H-X键放出a kJ能量,则该条件下
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的△H1>0,故A错误;
B.由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的△H2比HBr的大,故B错误;
C.△H3+△H4代表H(g)→H+(aq)的焓变,与是HCl的还是HI的无关,故C错误;
D.一定条件下,气态原子生成1mlH−X键放出a kJ能量,则断开1mlH−X键形成气态原子吸收a kJ的能量,即为△H2=+akJ/ml,故D正确;
故答案选D。
【点睛】本题考查了反应热和焓变,难度中等,解题时要理解图中△H1所表达的意义,注意当反应逆向进行时,数值不变,符号相反。
22. 将与的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中,甲是恒压容器,乙是恒容容器。发生反应: 在相同温度下,使其均达到平衡状态。下列说法正确的是
A. 体积分数:甲>乙
B. 平衡常数:甲>乙
C. 反应放出的热量:甲<乙
D. 保持容积不变,使乙容器升温可以使甲乙容器中SO2物质的量相等
【答案】A
【解析】
【分析】恒容条件下该反应的正反应是气体体积减小的反应,随着反应的进行,气体物质的量减小,气体压强减小,甲是恒压条件下反应,所以反应过程中甲中压强大于乙,增大压强平衡正向移动,所以甲的平衡状态相当在乙平衡的基础上加压。
【详解】A. 增大压强平衡正向移动,总物质的量减小的幅度大于二氧化硫减小的幅度,体积分数:甲>乙,故A正确;
B. 平衡常数是温度的函数,温度相等平衡常数相等,平衡常数:甲=乙,故B错误;
C. 增大压强平衡正向移动,所以甲中二氧化硫的转化量大于乙中二氧化硫的转化量,反应放出的热量:甲>乙,故C错误;
D. 保持容积不变,正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,乙中二氧化硫的量将变得更多,故D错误;
故选A。
23. 在体积可变的恒压密闭容器中,一定量的CO2与足量碳发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图。下列说法正确的是
A. 升高温度,反应速率增大,K减小
B. 550 ℃时,在平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
C. 650 ℃时,CO2的平衡转化率为25.0%
D. T1℃时,在平衡体系中充入等体积的CO2和CO,平衡将向左移动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,温度越高,CO的体积分数越大,为吸热反应,K与温度有关,则升高温度,反应速率增大,平衡正向移动,K增大,故A错误;
B.可变的恒压密闭容器中反应,550℃时若充入惰性气体,相当于减小压强,则v正,v逆均减小,又该反应是气体体积增大的反应,则平衡正向移动,故B错误;
C.由图可知,650℃时,反应达平衡后CO的体积分数为40%,设开始加入的二氧化碳为1ml,转化了xml,则生成CO 2x ml,,解得x=0.25ml,CO2的平衡转化率为,故C正确;
D.T1℃时,若再充入1ml CO2和1ml CO,气体压强不变导致容器体积增大,气体反应物和生成物浓度不变,平衡不移动,故D错误;
故选:C。
24. 一定温度下:在的四氯化碳溶液()中发生分解反应:。在不同时刻测量放出的体积,换算成浓度如下表:
下列说法正确的是
A. ,生成平均速率为
B. 反应时,放出的体积为(标准状况)
C. 反应达到平衡时,
D. 推测上表中的x为3930
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.,的变化量为(0.96-0.66)==0.3,在此时间段内的变化量为其2倍,即0.6,因此,生成的平均速率为,A说法不正确;
B.由表中数据可知,反应时,的变化量为(1.40-0.35)==1.05,其物质的量的变化量为1.050.1L=0.105ml,的变化量是其,即0.0525ml,因此,放出的在标准状况下的体积为0.0525ml 22.4L/ml=,B说法不正确;
C.反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比,,C说法不正确;
D.分析表中数据可知,该反应经过1110s(600-1710,1710-2820)后的浓度会变为原来的,因此,的浓度由0.24变为0.12时,可以推测上表中的x为(2820+1110)=3930,D说法正确。
综上所述,本题选D。
25. 向某密闭容器中加入0.3 ml A、0.1 mlC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件并且改变的条件均不同。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是
A. t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度
B. t5~t6阶段可能是增大压强
C. B的起始物质的量为0.02 ml
D. t5~t6阶段容器内A的物质的量减少0.03ml,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,该反应的热化学方程式为 3A(g) B(g)+2C(g);ΔH=+100a KJ•ml-1
【答案】D
【解析】
详解】A.降低温度,正逆反应速率都降低,任何反应都会伴随能量变化,降低温度,平衡必然移动,t4~t5阶段平衡没移动,故A错误;
B. 已知t3~t4阶段为使用催化剂,那t4~t5阶段只能是改变压强,说明反应前后气体的物质的量相等,所以t5~t6阶段不可能是改变压强,只能是升高温度,故B错误;
C.使用催化剂,加快反应速率,因此t4时刻,降低压强,但平衡不移动,说明反应前后气体系数之和不变,根据甲图象,v(C):v(A)=0.06:0.09=2:3,即B的系数为1,反应方程式为:3AB+2C因此B的起始物质的量为0.04ml,故C错误;
D.t5~t6,A的物质的量减少,说明反应向正反应方向移动,根据前面分析t5时刻升高温度,根据勒夏特列原理,正反应方向为吸热反应,因此热化学反应方程式为3A(g) B(g)+2C(g) △H=+100akJ·ml-1,故D正确。
故答案为:D
非选择题部分
三、非选择题(共4题共40分)
26. 回答下列问题
(1)家用液化气中主要成分之一是丁烷()。常温常压时,当1g丁烷完全燃烧并生成和液态水时,放出热量50kJ。试写出该状态下表示丁烷燃烧热的热化学方程式:________。
(2)高炉炼铁基本反应:,其平衡常数表达式为:___________。
(3)处理含CO、烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:
①
②
此反应热化学方程式是___________。
(4)CO用于处理大气污染物的原理为 ,有人提出上述反应可以用“”作催化剂,其总反应分两步进行:第一步:;第二步:___________(写离子反应方程式)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
燃烧热是指1ml纯净物完全燃烧生成指定产物所放出的热量,1ml丁烷的质量为58g,当1g丁烷完全燃烧并生成和液态水时,放出热量50kJ,则1ml丁烷放热2900kJ,则丁烷燃烧的燃烧热方程式为: ;
【小问2详解】
中,铁与三氧化二铁二铁都为固体,浓度为常数,则平衡常数;
【小问3详解】
处理含CO、烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S,该化学方程式为:;根据盖斯定律,①-②可得到该反应,则该反应的;
【小问4详解】
第二步反应等于总反应减去第一步反应,则第二步反应为。
27. 某实验小组设计用50mL0.20ml/L盐酸跟50mL0.55ml/L氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应,测得的中和反应反应热为。试回答下列问题:
(1)仪器A的名称___________。
(2)本实验中在大小烧杯间填充泡沫塑料的作用是___________。
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,测得的中和反应反应热为,若用浓硫酸与NaOH溶液反应,测得的中和反应反应热为,则、、的大小关系为___________。
(4)若用细铁丝代替仪器A,测得中和反应反应热将___________(填“偏大”或“偏小”或“不影响”)请说出理由___________。
【答案】(1)玻璃搅拌器
(2)减小热量损失 (3)
(4) ①. 偏大 ②. 与盐酸反应且铁丝导热,导致结果偏大
【解析】
【小问1详解】
由图可知,仪器A为玻璃搅拌器;
【小问2详解】
为减少热量损失,通常在大小烧杯间填充泡沫塑料;
【小问3详解】
醋酸为弱酸,电离吸热,则数值上,浓硫酸溶于水放热,则数值上;
【小问4详解】
由于铁丝导热性强且会与盐酸反应,若替换为铁丝,则会使热量散失,使得测出的偏大。
28. 在一个容积不变的2L密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。
请填写下列空白。
(1)该反应为___________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在700℃时,向容器中充入1ml CO、5ml H2O,保持温度不变,反应达到平衡后,其平衡常数___________0.6(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2ml/L、2ml/L、4ml/L、4ml/L,则此刻上述反应的平衡移动方向为___________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(4)在830℃时,向容器中充入2ml CO2、3ml H2,保持温度不变,反应达到平衡后,H2的转化率为___________;t1时刻使容器体积瞬间变成原来的一半,试在下图画出t1时刻后CO浓度随时间变化至t2的示意曲线__________。
【答案】(1)吸热 (2)等于
(3)逆反应方向 (4) ①. 40% ②.
【解析】
【小问1详解】
由表中数据可知,随着温度的不断升高,平衡常数(K)不断增大,表明升高温度,平衡正向移动,所以该反应为吸热反应。答案为:吸热;
【小问2详解】
温度不变时,不管充入的是反应物还是生成物,反应的平衡常数不变,所以保持温度不变,反应达到平衡后,其平衡常数等于0.6。答案为:等于;
【小问3详解】
若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2ml/L、2ml/L、4ml/L、4ml/L,则此刻上述反应的浓度商Q=,所以平衡移动方向为逆反应方向。答案为:逆反应方向;
【小问4详解】
在830℃时,向容器中充入2ml CO2、3ml H2,设反应达到平衡后,参加反应H2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
K=,x=1.2ml,,所以H2的转化率为60%;t1时刻使容器体积瞬间变成原来的一半,此时各物质的浓度变为原来的二倍,但由于反应前后气体的分子数相等,所以平衡不发生移动,从而得出t1时刻后CO浓度随时间变化至t2的示意曲线为 。答案为:60%; 。
【点睛】对于一个具体的反应,温度一定时,不管反应物、生成物的起始投入量如何,其平衡常数保持不变。
29. 1909年哈伯(P·Haber)在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮,对人类的生存和发展有着重要意义,因此获得了诺贝尔奖。请回答:
(1)在铁触媒催化和30MPa下,合成氨反应平衡体系中氨的含量随温度的变化如下表所示。
目前工业实际生产一般选择500℃,其主要原因是___________。
(2)化学家GethardErtl证实了氮气与氢气在固体催化剂表面合成氨的过程,示意图如下:
下列说法正确的是_________
A. ①→②吸附过程放热,有利于化学键的断裂,从而降低反应的活化能
B. 整个反应过程中,能量状态最低的是⑤处
C. 适时从反应体系中分离出氮气,有利于提高氨的解吸速率
D. 氮气和氢气以一定流速通过反应器,是否使用催化剂,对反应物的转化率无影响
(3)在如图密闭容器中充入和,固定活塞保持容器体积为5L,在一定温度下催化反应,的物质的量浓度随时间的变化如图所示,求:
①前3mmn内平均反应速率:___________
②平衡常数:_______
(4)我国科学家研制了Ti—H—Fe双温区催化剂(温差达100℃)合成氨,其主反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
①②③所在Fe区域为温区___________(填高或低),有利于___________。
【答案】(1)该温度下催化剂活性强,反应速率快 (2)AC
(3) ①. ②. 133.3
(4) ①. 高 ②. 加快决速步的反应速率
【解析】
【分析】
【小问1详解】
工业实际生产一般选择500℃,其主要原因是该温度下催化剂活性强,反应速率快;
故答案为:该温度下催化剂活性强,反应速率快;
【小问2详解】
A.1→2吸附过程放热,可以提供能量,故有利于化学键的断裂,从而降低反应的活化能,A正确;
B.断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,则整个反应过程中,能量状态最低的是③处,B错误:
C.适时从反应体系中分离出氨气,有利于反应的正向进行,有利于提高氨的解吸速率,C正确;
D.接触面积增大,催化剂可以加快反应速率,有利于提高平衡前单位时间内反应物的转化率,D错误;
故答案为:AC;
【小问3详解】
3min时达到平衡,结合过程列出三段式:;
①前3min内平均速率,;
②平衡常数
故答案为:;133.3;
【小问4详解】
①为催化剂吸附N2的过程,②为形成过渡态的过程,③为N2解离为N的过程,以上都需要在高温区进行,有利于加快决速步的反应速率;共价键
N—H
N—N
O=O
N≡N
O—H
键能/(kJ•ml-1)
391
161
498
946
463
时间/min
0
2
4
6
8
10
200℃
0.80
0.55
0.35
0.20
0.15
0.15
T℃
1.00
0.65
0.35
0.18
0.18
0.18
0
600
1200
1710
2220
2820
x
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
温度/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
温度/℃
200
300
400
500
氨的平衡含量
89.9%
71.0%
47.0%
26.4%
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