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【化学】黑龙江省绥化市青冈县第一中学2019-2020学年高二上学期(A)班月考试题(解析版)
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黑龙江省绥化市青冈县第一中学2019-2020学年高二上学期(A)班月考试题
第I卷(选择题,共54分)
一、选择题:本题包括20小题,1-6每小题2分,7-20每小题3分共54分。毎小题只有一个选项符合题意。
1.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是( )
A. Na与水反应时增大水的用量
B. 将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2
C. 在H2SO4与NaOH两溶液反应时,增大压强
D. 恒温、恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量
【答案】D
【解析】
【详解】A.水为纯液体,增大水的用量,浓度不变,反应速率不变,故A错误;
B.将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4,则其与Zn反应生成二氧化硫气体,不生成氢气,故B错误;
C.H2SO4与NaOH两溶液反应,没有气体参与反应,增大压强,反应速率基本不变,故C错误;
D.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量,反应物浓度增大,则反应速率增大,故D正确;
故选D。
2.下列有关混合物、纯净物、电解质、非电解质的正确组合为( )
纯净物
混合物
电解质
非电解质
A
纯盐酸
水煤气
硫酸
干冰
B
蒸馏水
蔗糖溶液
氧化铝
二氧化硫
C
胆矾
氢氧化铁胶体
铁
碳酸钙
D
水银
澄清石灰水
氯化铜
碳酸钠
【答案】B
【解析】试题分析:纯净物是由同一种分子组成的物质;混合物是由不同种分子组成的物质;电解质是在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,而在两种状态下都不能导电的化合物为非电解质。盐酸为HCl的水溶液,一定为混合物,则A项错误;C项,铁为单质,既不是电解质,也不是非电解质,则C项错误;D项中Na2CO3为电解质,则D项错误;答案为B。
3.25℃和1.01×105时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H =+56.76kJ/mol ,该反应能自发进行的原因是( )
A. 是吸热反应 B. 是放热反应
C. 是熵减少的反应 D. 熵增大效应大于焓效应
【答案】D
【解析】
【详解】该反应为△H>0,△S>0,根据“△G=△H-T△S<0的反应能自发进行”,所以熵增大效应大于焓效应;故选D。
4.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是 ( )
A. H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
B. 加入催化剂有利于合成NH3的反应
C. 高压有利于合成NH3的反应
D. 500℃左右比室温更有利于合成NH3的反应
【答案】C
【解析】A. 该反应的反应前后气体体积不变,所以压强不影响化学平衡的移动,增大平衡体系的压强,气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,所以不能用勒夏特列原理解释,故A不选;B. 催化剂不影响平衡移动,只能加快化学反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释,故B不选;C. 合成氨工业:N2+3H2⇌2NH3 △H<0,正反应是气体体积减小反应,增大压强平衡向正反应方向移动,故采用较高的压强有利于氨的合成,能用勒夏特列原理解释,故C选;D. 合成NH3的反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,不利于合成氨,但升高温度可以加快反应速率,所以不能用勒夏特列原理来解释,故D不选。答案选:C。
5.己知25 C、101 kPa下,下列反应C(石墨)+O2(g)=CO2(g),△H=-393.51kJ/mol;C(金刚石)+O2(g)=CO2(g),△H=-395.41kJ/mol。可以得出的结论是( )
A. 金刚石比石墨稳定
B. 1mol石墨所具有的能量比1mol金刚石低
C. 金刚石转变成石墨是物理变化
D. 石墨和金刚石都是碳的同位素
【答案】B
【解析】
【详解】A、两个反应相减可得:C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9kJ∙mol-1,故1mol石墨所具有的能量比1mol金刚石低,石墨比金刚石稳定,故A错误;
B、根据A中分析可知B正确;
C、金刚石和石墨属于不同物质,金刚石转变成石墨是化学变化,C错误;
D、石墨和金刚石都是碳的同素异形体,D错误。
答案选B。
6..在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,不能表明反应: A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是( )
A. 混合气体的压强 B. 混合气体的密度
C. 3v逆(C)=2v正(B) D. 气体的平均相对分子质量
【答案】A
【解析】
【详解】A项,该反应是气体分子数不变反应,反应中压强始终不变,所以压强无法判断是否达到了平衡状态,故A错误;
B项,A为固体,气体质量不断变化,容积不变,故混合气体的密度是个变量,混合气体的密度不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;
C项,根据化学反应方程式系数可得2v正(B)=3v正(C),又因为3v逆(C)=2v正(B),所以v正(C)=v正(C),反应达到了平衡状态,故C正确;
D项,气体分子数不变,气体质量是个变量,所以气体的平均相对分子质量是个变量,当其不变时说明达到了平衡状态,故D正确。
答案选A。
7.设C+CO2=2CO △H>0的反应速率为V1;N2+3H2=2NH3△H<0的反应速率为V2。若升温,V1和V2的变化可能是:( )
A. 同时增大 B. 同时减少
C. V1增大、V2减少 D. V1减少、V2增大
【答案】A
【解析】
【详解】升高温度时,活化分子的百分数增大,正逆反应速率都增大,吸热反应或放热反应的速率都增大,与吸放热无关。故选A。
8.下列电离方程式正确的是 ( )
A. CH3COOHCH3COO-+H+ B. Ba(OH)2=Ba+2+2OH-
C. NaHCO3=Na++H++CO32- D. H3PO43H++PO43-
【答案】A
【解析】
【详解】A.醋酸为弱酸,电离用可逆符号,故正确;
B.氢氧化钡电离出钡离子和氢氧根离子,钡离子应为Ba2+,故错误;
C.碳酸氢钠电离出钠离子和碳酸氢根离子,故错误;
D.磷酸为中强酸,电离分步进行,应为H3PO4H++H2PO4-,故错误。
故选A。
9.HIn在水溶液中存在以下电离平衡:HIn(红色)H+ + In-(黄色),故可用作酸碱指示剂。浓度为0.02 mol/L的下列各溶液:①盐酸,②石灰水,③NaCl溶液,④NaHSO4溶液,⑤Na2CO3溶液,⑥氨水,其中能使指示剂显红色的是( )
A. ①④⑤ B. ②⑤⑥ C. ①④ D. ②③⑥
【答案】C
【解析】
【分析】能使指示剂显红色,应使c(HIn)>c(In-),所加入物质应使平衡向逆反应方向移动,所加入溶液应呈酸性,以此解答该题。
【详解】能使指示剂显红色,应使c(HIn)>c(In-),所加入物质应使平衡向逆反应方向移动,所加入溶液应呈酸性,
①④为酸性溶液,可使平衡向逆反应方向移动,溶液变红色;
②⑤⑥溶液呈碱性,可使平衡向正反应方向移动;
③为中性溶液,平衡不移动;
所以能使指示剂显红色的是①④;
答案选C。
10.下列溶液中导电性最强的是( )
A. 1L0.1mol/L醋酸 B. 0.1L 0.1mol/L H2SO4溶液
C. 0.5L 0.1mol/L盐酸 D. 2L 0.1mol/L H2SO3溶液
【答案】B
【解析】
【详解】溶液中离子的浓度越大,所带电荷数越多,导电性越强。醋酸是一元弱酸、硫酸是二元强酸,盐酸是一元强酸,亚硫酸是二元弱酸,所以在浓度相等的条件下硫酸的导电性最强;
答案选B。
11.室温下,相同浓度和体积的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的( )
A. 两者水的电离程度相同
B. 与足量的锌反应盐酸产生的氢气多
C. 盐酸的c(H+)大于醋酸溶液的c(H+)
D. 分别与物质的量浓度相同的NaOH溶液恰好反应完全时,盐酸消耗NaOH溶液的体积多
【答案】C
【解析】
【详解】A.相同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中c(H+)大于醋酸中的,盐酸中水的电离程度小于醋酸中的,故错误;
B.相同浓度相同体积的盐酸和醋酸物质的量相同,和足量的锌反应生成的氢气相同,故错误;
C.盐酸为强酸,完全电离,醋酸为弱酸,部分电离,所以盐酸溶液中的氢离子浓度大于醋酸中的,故正确;
D.相同浓度相同体积的盐酸和醋酸物质的量相同,二者与物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液反应,消耗的氢氧化钠溶液的体积相同,故错误。
故选C。
12.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A. c(H+) B. Ka(HF)
C. c(F-)/c(H+) D. c(H+)/c(HF)
【答案】D
【解析】
【分析】HF溶液中存电离平衡HFH++F-,加水不断稀释,平衡向右移动,n(H+)与n(F-)增大,据此分析作答。
【详解】根据上述分析可知,
A. 加水不断稀释,则溶液的体积不断增大,最终导致c(H+)减小,A项错误;
B. Ka(HF)只与温度有关,与溶液的离子浓度无关。温度不变,Ka(HF)保持不变,B项错误;
C. 加水不断稀释,则溶液的体积不断增大,最终导致c(H+)减小,由于温度不变则Kw不变,溶液中c(OH-)增大, HF溶液中的电荷守恒为c(H+)=c(F-)+c(OH-),则c(F-)/c(H+)=[c(H+)-c(OH-)]/c(H+)=1- c(OH-)/c(H+),c(OH-)/c(H+)增大,则c(F-)/c(H+)减小,C项错误;
D. 加水稀释过程,平衡向右移动,n(H+)增大,n(HF)减小,c(H+)/c(HF)= n(H+)/ n(HF),其比值增大,D项正确;
答案选D。
13.在一定温度下,10mL 0.40mol/L H2O2 溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A. 0~6min的平均反应速率:υ(H2O2)=3.3×10-2mol/(L·min)
B. 6~10min的平均反应速率:υ(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)
C. 反应到6min时,c(H2O2)=0.30mol/L
D. 反应到6min时,H2O2 分解了50%
【答案】C
【解析】
【详解】A.6分钟时氧气的物质的量为 ,所以反应消耗的过氧化氢的物质的量为0.002mol,用过氢氧化氢表示反应速率为mol/(L·min)=3.3×10-2mol/(L·min),故正确;
B. 6~10min 氧气的生成量为29.9mL-22.4mL=7.5mL,过氧化氢的消耗量为mol,用过氢氧化氢表示反应速率为 mol/(L·min)<3.3×10-2mol/(L·min),故正确;
C. 6分钟时,反应消耗过氧化氢的物质的量为0.002mol,剩余过氧化氢的物质的量为0.01L×0.40mol/L-0.002mol=0.002mol,浓度为mol/L=0.20 mol/L ,故错误;
D.到6分钟时反应消耗的过氧化氢的物质的量为0.002mol,分解率为×100%=50%,故正确。
故选C。
14.一定条件下,在密闭容器中充入一定量的X和Y发生可逆反应:X(g)+2Y(g)3Z(g),达到平衡时,测得Y的转化率为37.5%,X的转化率为25%,则反应开始时,充入容器中的X和Y的物质的量之比为( )
A. l:3 B. 3:1 C. 4:3 D. 3:4
【答案】D
【解析】试题分析:反应开始时,充入容器中的X和Y的物质的量分别是amol、bmol
;
a=4x;b=;a:b=3∶4,故D正确。
15.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度[NO]与温度T的关系如图所示。则下列说法中正确的是( )
A. 该反应的ΔH>0
B. 若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1
C. 在T2时,若反应体系处于状态D,则此时一定有v正
D. 在T3时,若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像可知,随着温度的升高,NO的物质的量浓度增大,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故A错误;
B.由于正反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,则K1>K2,故B错误;
C.根据图像可知,由状态D到平衡点B,需要减小NO的浓度,所以反应正向进行,则v正>v逆,故C错误;
D.由于反应物碳是固体,所以在反应进行过程中,气体的总质量一直在变,V一定,气体的密度也就一直在变,当若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C,故D正确;
答案:D
16.对于可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),当其他条件不变时,C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B. 该反应的ΔH<0
C. 化学方程式中,n>e+f
D. 达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用催化剂不影响平衡,不能改变体积分数,故错误;
B.根据温度升高反应速率快,先到平衡分析,T2温度高,温度高C的体积分数小,说明升温平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故正确;
C.根据压强大速率快,先到平衡分析,p2压强大,压强大,平衡时C的体积分数小,说明加压平衡逆向移动,则有n
D.A为固体,增加A的质量不影响平衡,故错误。
故选B。
17. 最新报道: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。反应过程的示意图如下:
下列说法中正确的是( )
A. CO和O生成CO2是吸热反应
B. 在该过程中,CO断键形成C和O
C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D. 状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据能量--反应过程的图像知,状态I的能量高于状态III的能量,故该过程是放热反应,A错误;
B.根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中C和O形成的化学键没有断裂,故B错误;
C.由图III可知,生成物CO2,具有极性共价键,故C正确;
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,故D错误。
故选C。
18.在A(g)+B(g)==C(g)+2D(g)反应中,下列表示的反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.1mol• L-1 • min-1 B. v(B)= 0.2mol• L-1 • min-1
C. v(C)= 0.3mol• L-1 • min-1 D. v(D)= 0.4mol• L-1 • min-1
【答案】C
【解析】试题分析:根据速率比等于系数比,v(A)÷1═0.1mol·L-1·min;v(B) ÷1═0.2 mol·L-1·min;v(C) ÷1═0.3 mol·L-1·min ;v(D) ÷2═0.2mol·L-1·min。反应速率最快的是v(C)═0.3 mol·L-1·min,故C正确。
19.25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol-1,辛烷的标准燃烧热为-5518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A. 2H+(aq)+SO (aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B. KOH(aq)+H2SO4(aq)=== K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D. 2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查中和热与燃烧热的定义与应用,紧扣定义中的注意事项便可得出答案。
【详解】A.中和热专指生成1 mol水时所对应的热量,该热化学方程式中生成的是2mol水,生成BaSO4沉淀也放热,反应热不是57.3kJ/mol,故A错误;
B. 符合中和热的概念,故B正确;
C. 燃烧热是指1 mol 可燃物生成稳定的氧化物时所对应的热量,该热化学方程式中生成的水是气体,不是稳定氧化物,故C错误;
D.热化学方程式中可燃物不是1mol,不符合燃烧热的定义,故D错误;
故本题答案选B。
20.已知下列反应的平衡常数:①SO2(g)+O2(g)SO3(g) K1 ②NO(g)+O2(g)NO2(g) K2。则反应SO2(g)+ NO2(g)SO3(g)+NO(g)的平衡常数为( )
A. K1+K2 B. K2-K1 C. D. K1×K2
【答案】C
【解析】根据盖斯定律可知①-②即得到反应SO2(g)+ NO2(g)SO3(g)+NO(g),因此该反应的平衡常数为,答案选C。
第II卷 (非选择题 共46分)
21. 某同学用50mL 0.50mol/L的盐酸与50mL 0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热.
(1)下列说法不正确的是( )
A.该实验也可在保温杯中进行
B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C.烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热,减少热量损失
D.若将盐酸体积改为60mL,两次实验所求得中和热不相等
(2)若通过实验测定中和热的△H的绝对值常常小于57.3kJ/mol,其原因可能是_________
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
D.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度 ]
(3)将一定量的稀氨水、稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为__________;
(4)若将V1mL1.0mol•L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL).由图2可知,氢氧化钠的浓度为 __________ ;
【答案】(1)D (2)ABD (3)ΔH1>ΔH2=ΔH3(4)1.5mol/L
【解析】试题分析:(1)A.该实验也可在保温杯中进行,A正确;B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒,B正确;C.烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热,减少热量损失,C正确;D.若将盐酸体积改为60mL,两次实验所求得中和热相等,D错误,答案选D。
(2)A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量损失,测量值减小,A正确;B.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中导致热量损失,测量值减小,B正确;C.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,实际量取的体积增加,测量值偏大,C错误;D.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度,导致氢氧化钠减少,放出的热量减少,测量值减小,D正确。答案选ABD。
(3)弱电解质中才电离平衡,电离吸热,所以实际放出的热量减少,放热越少,△H越大,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH1>ΔH2=ΔH3;
(4)温度最高时说明二者恰好完全反应,所以氢氧化钠的浓度为=1.5mol。
22.把在空气中久置的镁条7.2 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,镁条与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间如图所示,回答下列问题:
(1)曲线由0→a段不产生氢气的原因________,有关的离子方程式为______________;
(2)曲线由b→c段,产生氢气的速率逐渐增大的主要原因________________;
(3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因________________。
(4)在b到c这段时间内,收集到氢气V L(标准状况),则这段时间内用硫酸表示的平均速率为________mol/(L·s)(假设反应前后溶液体积不变)。
(5)对于足量镁条和100 mL 2 mol/L硫酸生成氢气的反应,下列措施能减缓反应速率,但又不影响生成氢气的总量的是________。
①加NaOH固体;②加BaCl2溶液;③加KNO3溶液;④加H2O;⑤加CH3COONa固体;⑥加小苏打溶液;⑦加少量CuSO4溶液;⑧加Na2SO4溶液;⑨将2 mol/L硫酸换成160 mL 2.5 mol/L的盐酸;⑩将镁条换成镁粉。
【答案】(1). 镁条表面有氧化镁,硫酸首先和与表面的氧化镁反应,不产生氢气 (2). MgO+2H+=Mg2++H2O (3). 镁和硫酸反应放出的热量使溶液温度升高而加快反应速率 (4). 随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,该因素变为影响反应速率的主要因素,使反应速率减小 (5). (6). ②④⑤⑧⑨
【解析】
【分析】(1)根据镁条表面有氧化镁,硫酸首先和与表面的氧化镁反应,不产生氢气进行分析;
(2) (3)根据反应过程中有硫酸的浓度变化和反应体系的温度变化分析;
(4)根据氢气的生成量计算硫酸的消耗量,从而计算速率。
(5)根据过程中氢离子的浓度和氢离子的物质的量的变化进行分析,注意原电池等影响。
【详解】(1)镁条表面有氧化镁,硫酸首先和与表面的氧化镁反应,不产生氢气,所以开始没有气体产生,反应的离子方程式为:MgO+2H+=Mg2++H2O;
(2) 随着反应的进行,硫酸的浓度减小,反应放热,温度升高,b→c段反应速率加快,说明是镁和硫酸反应放出的热量使溶液温度升高而加快反应速率;
(3) 随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,反应放热,温度升高,c后反应速率减慢,说明该阶段浓度为影响反应速率的主要因素,使反应速率减小;
(4) 在b→c段时间内,收集到氢气V L(标准状况),即氢气的物质的量为mol,则硫酸的消耗的物质的量为mol,浓度改变量为mol/L,反应速率为 mol/(L·min);
(5) ①加NaOH固体消耗硫酸,H+物质的量和浓度都减小,反应速率减慢,产生氢气的量减小;②加BaCl2溶液,反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,溶液的体积变大,氢离子浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;③加KNO3溶液,NO3-酸性条件下具有强氧化性,与镁反应不产生氢气;④加H2O,硫酸浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;⑤加CH3COONa固体,与硫酸反应生成醋酸,氢离子浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;⑥加小苏打溶液,与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,H+物质的量和浓度都减小,反应速率减慢,产生氢气的量减小;⑦加少量CuSO4溶液,镁和硫酸铜反应生成铜,形成原电池,反应速率加快;⑧加Na2SO4溶液,硫酸浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;⑨将2 mol/L硫酸换成160 mL 2.5 mol/L的盐酸,氢离子浓度减小,但氢离子总量不变,速率减慢,不影响氢气的总量;⑩将镁条换成镁粉,反应速率加快。故速率减慢不影响氢气的量的为:②④⑤⑧⑨。
23.a、在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是_________________________。
(2)a、b、c三点处,溶液的c(H+)由小到大的顺序为____________。
(3)a、b、c三点处,电离程度最大的是________。
(4)若将c点溶液中c(CH3COO-)增大,c(H+)减小,可采取的措施是:
①_______________________________________________;
②_______________________________________________;
③_______________________________________________。
b、反应3Fe(s)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g),在一容积可变的密闭容器中进行,试回答:
(5)增Fe的量,其正反应速率_____(填“增大”、“不变”或“减小”),平衡______(填“不”“向正反应方向“或“向逆反应方向”)移动。
(6)将容器的体积缩小一半,其正反应速率_______,平衡_______移动。
(7)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率_______,平衡_______移动。
(8)保持体积不变,充入水蒸气,其正反应速率_______,平衡_______移动。
【答案】(1). 在“O”点处醋酸未电离,无离子存在 (2). c 【解析】
【分析】(1)根据溶液中有自由移动的离子才能导电分析,冰醋酸为纯醋酸,不存在电离,不能导电分析;
(2)根据离子浓度越大,导电能力越强分析;
(3)根据越稀越电离分析;
(4)醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度减小,可以加入消耗氢离子的物质,使平衡正向移动,如氢氧化钠或碳酸钠或活泼金属或碳酸氢钠等;
(5)根据固体的量不影响速率和平衡分析;
(6)根据浓度增大,速率加快,但反应前后气体物质的量相等,压强增大,平衡不移动分析;
(7)根据反应体系物质的浓度不变分析速率和平衡的移动;
(8) 根据反应物的浓度增大,正反应速率加快,平衡正向移动分析。
【详解】(1)冰醋酸为纯醋酸,不存在电离,在“O”点处醋酸未电离,无离子存在,导电能力为0;
(2)离子浓度越大,导电能力越强,所以氢离子浓度关系为: c (3)根据越稀越电离分析,电离程度最大的为: c;
(4)醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度减小,可以加入消耗氢离子的物质,如氢氧化钠或碳酸钠或活泼金属或碳酸氢钠等;
(5)增加铁的量不影响反应速率,平衡不移动;
(6)容器体积缩小一半,压强增大,速率增大,平衡不移动;
(7) 保持体积不变,充入N2使体系压强增大,由于物质的浓度不变,其正反应速不变,平衡不移动;
(8) 保持体积不变,充入水蒸气,增大反应物的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动。
24. 面对目前世界范围内的能源危机,甲醇作为一种较好的可再生能源,具有广泛的应用前景。
(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41 kJ·mol-1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式:_______________________。
(2)在容积为VL的容器中充入amol CO与2amol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②在其他条件不变的情况下,再增加amol CO与2amol H2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________。
(3)已知在T℃时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32,在该温度下,已知c始(CO)=1 mol·L-1,c始(H2O)=1 mol·L-1,某时刻经测定CO的转化率为10%,则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡,原因是_________________________________________________
此时刻v正________v逆(填“>”或“<”)。
【答案】CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1 (2)①小于 ②增大 不变 (3)没有 此时
>
【解析】(1)由盖斯定律,热化学方程式①-②得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=-90 kJ·mol-1-(-41 kJ·mol-1)=-49 kJ·mol-1。(2)由图像可知,相同温度下,p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率,由热化学方程式①可知,增大压强平衡右移,故p1v逆。
第I卷(选择题,共54分)
一、选择题:本题包括20小题,1-6每小题2分,7-20每小题3分共54分。毎小题只有一个选项符合题意。
1.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是( )
A. Na与水反应时增大水的用量
B. 将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2
C. 在H2SO4与NaOH两溶液反应时,增大压强
D. 恒温、恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量
【答案】D
【解析】
【详解】A.水为纯液体,增大水的用量,浓度不变,反应速率不变,故A错误;
B.将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4,则其与Zn反应生成二氧化硫气体,不生成氢气,故B错误;
C.H2SO4与NaOH两溶液反应,没有气体参与反应,增大压强,反应速率基本不变,故C错误;
D.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量,反应物浓度增大,则反应速率增大,故D正确;
故选D。
2.下列有关混合物、纯净物、电解质、非电解质的正确组合为( )
纯净物
混合物
电解质
非电解质
A
纯盐酸
水煤气
硫酸
干冰
B
蒸馏水
蔗糖溶液
氧化铝
二氧化硫
C
胆矾
氢氧化铁胶体
铁
碳酸钙
D
水银
澄清石灰水
氯化铜
碳酸钠
【答案】B
【解析】试题分析:纯净物是由同一种分子组成的物质;混合物是由不同种分子组成的物质;电解质是在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,而在两种状态下都不能导电的化合物为非电解质。盐酸为HCl的水溶液,一定为混合物,则A项错误;C项,铁为单质,既不是电解质,也不是非电解质,则C项错误;D项中Na2CO3为电解质,则D项错误;答案为B。
3.25℃和1.01×105时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H =+56.76kJ/mol ,该反应能自发进行的原因是( )
A. 是吸热反应 B. 是放热反应
C. 是熵减少的反应 D. 熵增大效应大于焓效应
【答案】D
【解析】
【详解】该反应为△H>0,△S>0,根据“△G=△H-T△S<0的反应能自发进行”,所以熵增大效应大于焓效应;故选D。
4.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是 ( )
A. H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
B. 加入催化剂有利于合成NH3的反应
C. 高压有利于合成NH3的反应
D. 500℃左右比室温更有利于合成NH3的反应
【答案】C
【解析】A. 该反应的反应前后气体体积不变,所以压强不影响化学平衡的移动,增大平衡体系的压强,气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,所以不能用勒夏特列原理解释,故A不选;B. 催化剂不影响平衡移动,只能加快化学反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释,故B不选;C. 合成氨工业:N2+3H2⇌2NH3 △H<0,正反应是气体体积减小反应,增大压强平衡向正反应方向移动,故采用较高的压强有利于氨的合成,能用勒夏特列原理解释,故C选;D. 合成NH3的反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,不利于合成氨,但升高温度可以加快反应速率,所以不能用勒夏特列原理来解释,故D不选。答案选:C。
5.己知25 C、101 kPa下,下列反应C(石墨)+O2(g)=CO2(g),△H=-393.51kJ/mol;C(金刚石)+O2(g)=CO2(g),△H=-395.41kJ/mol。可以得出的结论是( )
A. 金刚石比石墨稳定
B. 1mol石墨所具有的能量比1mol金刚石低
C. 金刚石转变成石墨是物理变化
D. 石墨和金刚石都是碳的同位素
【答案】B
【解析】
【详解】A、两个反应相减可得:C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9kJ∙mol-1,故1mol石墨所具有的能量比1mol金刚石低,石墨比金刚石稳定,故A错误;
B、根据A中分析可知B正确;
C、金刚石和石墨属于不同物质,金刚石转变成石墨是化学变化,C错误;
D、石墨和金刚石都是碳的同素异形体,D错误。
答案选B。
6..在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,不能表明反应: A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是( )
A. 混合气体的压强 B. 混合气体的密度
C. 3v逆(C)=2v正(B) D. 气体的平均相对分子质量
【答案】A
【解析】
【详解】A项,该反应是气体分子数不变反应,反应中压强始终不变,所以压强无法判断是否达到了平衡状态,故A错误;
B项,A为固体,气体质量不断变化,容积不变,故混合气体的密度是个变量,混合气体的密度不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;
C项,根据化学反应方程式系数可得2v正(B)=3v正(C),又因为3v逆(C)=2v正(B),所以v正(C)=v正(C),反应达到了平衡状态,故C正确;
D项,气体分子数不变,气体质量是个变量,所以气体的平均相对分子质量是个变量,当其不变时说明达到了平衡状态,故D正确。
答案选A。
7.设C+CO2=2CO △H>0的反应速率为V1;N2+3H2=2NH3△H<0的反应速率为V2。若升温,V1和V2的变化可能是:( )
A. 同时增大 B. 同时减少
C. V1增大、V2减少 D. V1减少、V2增大
【答案】A
【解析】
【详解】升高温度时,活化分子的百分数增大,正逆反应速率都增大,吸热反应或放热反应的速率都增大,与吸放热无关。故选A。
8.下列电离方程式正确的是 ( )
A. CH3COOHCH3COO-+H+ B. Ba(OH)2=Ba+2+2OH-
C. NaHCO3=Na++H++CO32- D. H3PO43H++PO43-
【答案】A
【解析】
【详解】A.醋酸为弱酸,电离用可逆符号,故正确;
B.氢氧化钡电离出钡离子和氢氧根离子,钡离子应为Ba2+,故错误;
C.碳酸氢钠电离出钠离子和碳酸氢根离子,故错误;
D.磷酸为中强酸,电离分步进行,应为H3PO4H++H2PO4-,故错误。
故选A。
9.HIn在水溶液中存在以下电离平衡:HIn(红色)H+ + In-(黄色),故可用作酸碱指示剂。浓度为0.02 mol/L的下列各溶液:①盐酸,②石灰水,③NaCl溶液,④NaHSO4溶液,⑤Na2CO3溶液,⑥氨水,其中能使指示剂显红色的是( )
A. ①④⑤ B. ②⑤⑥ C. ①④ D. ②③⑥
【答案】C
【解析】
【分析】能使指示剂显红色,应使c(HIn)>c(In-),所加入物质应使平衡向逆反应方向移动,所加入溶液应呈酸性,以此解答该题。
【详解】能使指示剂显红色,应使c(HIn)>c(In-),所加入物质应使平衡向逆反应方向移动,所加入溶液应呈酸性,
①④为酸性溶液,可使平衡向逆反应方向移动,溶液变红色;
②⑤⑥溶液呈碱性,可使平衡向正反应方向移动;
③为中性溶液,平衡不移动;
所以能使指示剂显红色的是①④;
答案选C。
10.下列溶液中导电性最强的是( )
A. 1L0.1mol/L醋酸 B. 0.1L 0.1mol/L H2SO4溶液
C. 0.5L 0.1mol/L盐酸 D. 2L 0.1mol/L H2SO3溶液
【答案】B
【解析】
【详解】溶液中离子的浓度越大,所带电荷数越多,导电性越强。醋酸是一元弱酸、硫酸是二元强酸,盐酸是一元强酸,亚硫酸是二元弱酸,所以在浓度相等的条件下硫酸的导电性最强;
答案选B。
11.室温下,相同浓度和体积的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的( )
A. 两者水的电离程度相同
B. 与足量的锌反应盐酸产生的氢气多
C. 盐酸的c(H+)大于醋酸溶液的c(H+)
D. 分别与物质的量浓度相同的NaOH溶液恰好反应完全时,盐酸消耗NaOH溶液的体积多
【答案】C
【解析】
【详解】A.相同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中c(H+)大于醋酸中的,盐酸中水的电离程度小于醋酸中的,故错误;
B.相同浓度相同体积的盐酸和醋酸物质的量相同,和足量的锌反应生成的氢气相同,故错误;
C.盐酸为强酸,完全电离,醋酸为弱酸,部分电离,所以盐酸溶液中的氢离子浓度大于醋酸中的,故正确;
D.相同浓度相同体积的盐酸和醋酸物质的量相同,二者与物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液反应,消耗的氢氧化钠溶液的体积相同,故错误。
故选C。
12.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A. c(H+) B. Ka(HF)
C. c(F-)/c(H+) D. c(H+)/c(HF)
【答案】D
【解析】
【分析】HF溶液中存电离平衡HFH++F-,加水不断稀释,平衡向右移动,n(H+)与n(F-)增大,据此分析作答。
【详解】根据上述分析可知,
A. 加水不断稀释,则溶液的体积不断增大,最终导致c(H+)减小,A项错误;
B. Ka(HF)只与温度有关,与溶液的离子浓度无关。温度不变,Ka(HF)保持不变,B项错误;
C. 加水不断稀释,则溶液的体积不断增大,最终导致c(H+)减小,由于温度不变则Kw不变,溶液中c(OH-)增大, HF溶液中的电荷守恒为c(H+)=c(F-)+c(OH-),则c(F-)/c(H+)=[c(H+)-c(OH-)]/c(H+)=1- c(OH-)/c(H+),c(OH-)/c(H+)增大,则c(F-)/c(H+)减小,C项错误;
D. 加水稀释过程,平衡向右移动,n(H+)增大,n(HF)减小,c(H+)/c(HF)= n(H+)/ n(HF),其比值增大,D项正确;
答案选D。
13.在一定温度下,10mL 0.40mol/L H2O2 溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A. 0~6min的平均反应速率:υ(H2O2)=3.3×10-2mol/(L·min)
B. 6~10min的平均反应速率:υ(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)
C. 反应到6min时,c(H2O2)=0.30mol/L
D. 反应到6min时,H2O2 分解了50%
【答案】C
【解析】
【详解】A.6分钟时氧气的物质的量为 ,所以反应消耗的过氧化氢的物质的量为0.002mol,用过氢氧化氢表示反应速率为mol/(L·min)=3.3×10-2mol/(L·min),故正确;
B. 6~10min 氧气的生成量为29.9mL-22.4mL=7.5mL,过氧化氢的消耗量为mol,用过氢氧化氢表示反应速率为 mol/(L·min)<3.3×10-2mol/(L·min),故正确;
C. 6分钟时,反应消耗过氧化氢的物质的量为0.002mol,剩余过氧化氢的物质的量为0.01L×0.40mol/L-0.002mol=0.002mol,浓度为mol/L=0.20 mol/L ,故错误;
D.到6分钟时反应消耗的过氧化氢的物质的量为0.002mol,分解率为×100%=50%,故正确。
故选C。
14.一定条件下,在密闭容器中充入一定量的X和Y发生可逆反应:X(g)+2Y(g)3Z(g),达到平衡时,测得Y的转化率为37.5%,X的转化率为25%,则反应开始时,充入容器中的X和Y的物质的量之比为( )
A. l:3 B. 3:1 C. 4:3 D. 3:4
【答案】D
【解析】试题分析:反应开始时,充入容器中的X和Y的物质的量分别是amol、bmol
;
a=4x;b=;a:b=3∶4,故D正确。
15.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度[NO]与温度T的关系如图所示。则下列说法中正确的是( )
A. 该反应的ΔH>0
B. 若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像可知,随着温度的升高,NO的物质的量浓度增大,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故A错误;
B.由于正反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,则K1>K2,故B错误;
C.根据图像可知,由状态D到平衡点B,需要减小NO的浓度,所以反应正向进行,则v正>v逆,故C错误;
D.由于反应物碳是固体,所以在反应进行过程中,气体的总质量一直在变,V一定,气体的密度也就一直在变,当若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C,故D正确;
答案:D
16.对于可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),当其他条件不变时,C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B. 该反应的ΔH<0
C. 化学方程式中,n>e+f
D. 达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用催化剂不影响平衡,不能改变体积分数,故错误;
B.根据温度升高反应速率快,先到平衡分析,T2温度高,温度高C的体积分数小,说明升温平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故正确;
C.根据压强大速率快,先到平衡分析,p2压强大,压强大,平衡时C的体积分数小,说明加压平衡逆向移动,则有n
故选B。
17. 最新报道: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。反应过程的示意图如下:
下列说法中正确的是( )
A. CO和O生成CO2是吸热反应
B. 在该过程中,CO断键形成C和O
C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D. 状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据能量--反应过程的图像知,状态I的能量高于状态III的能量,故该过程是放热反应,A错误;
B.根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中C和O形成的化学键没有断裂,故B错误;
C.由图III可知,生成物CO2,具有极性共价键,故C正确;
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,故D错误。
故选C。
18.在A(g)+B(g)==C(g)+2D(g)反应中,下列表示的反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.1mol• L-1 • min-1 B. v(B)= 0.2mol• L-1 • min-1
C. v(C)= 0.3mol• L-1 • min-1 D. v(D)= 0.4mol• L-1 • min-1
【答案】C
【解析】试题分析:根据速率比等于系数比,v(A)÷1═0.1mol·L-1·min;v(B) ÷1═0.2 mol·L-1·min;v(C) ÷1═0.3 mol·L-1·min ;v(D) ÷2═0.2mol·L-1·min。反应速率最快的是v(C)═0.3 mol·L-1·min,故C正确。
19.25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol-1,辛烷的标准燃烧热为-5518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A. 2H+(aq)+SO (aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B. KOH(aq)+H2SO4(aq)=== K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D. 2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查中和热与燃烧热的定义与应用,紧扣定义中的注意事项便可得出答案。
【详解】A.中和热专指生成1 mol水时所对应的热量,该热化学方程式中生成的是2mol水,生成BaSO4沉淀也放热,反应热不是57.3kJ/mol,故A错误;
B. 符合中和热的概念,故B正确;
C. 燃烧热是指1 mol 可燃物生成稳定的氧化物时所对应的热量,该热化学方程式中生成的水是气体,不是稳定氧化物,故C错误;
D.热化学方程式中可燃物不是1mol,不符合燃烧热的定义,故D错误;
故本题答案选B。
20.已知下列反应的平衡常数:①SO2(g)+O2(g)SO3(g) K1 ②NO(g)+O2(g)NO2(g) K2。则反应SO2(g)+ NO2(g)SO3(g)+NO(g)的平衡常数为( )
A. K1+K2 B. K2-K1 C. D. K1×K2
【答案】C
【解析】根据盖斯定律可知①-②即得到反应SO2(g)+ NO2(g)SO3(g)+NO(g),因此该反应的平衡常数为,答案选C。
第II卷 (非选择题 共46分)
21. 某同学用50mL 0.50mol/L的盐酸与50mL 0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热.
(1)下列说法不正确的是( )
A.该实验也可在保温杯中进行
B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C.烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热,减少热量损失
D.若将盐酸体积改为60mL,两次实验所求得中和热不相等
(2)若通过实验测定中和热的△H的绝对值常常小于57.3kJ/mol,其原因可能是_________
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
D.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度 ]
(3)将一定量的稀氨水、稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为__________;
(4)若将V1mL1.0mol•L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL).由图2可知,氢氧化钠的浓度为 __________ ;
【答案】(1)D (2)ABD (3)ΔH1>ΔH2=ΔH3(4)1.5mol/L
【解析】试题分析:(1)A.该实验也可在保温杯中进行,A正确;B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒,B正确;C.烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热,减少热量损失,C正确;D.若将盐酸体积改为60mL,两次实验所求得中和热相等,D错误,答案选D。
(2)A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量损失,测量值减小,A正确;B.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中导致热量损失,测量值减小,B正确;C.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,实际量取的体积增加,测量值偏大,C错误;D.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度,导致氢氧化钠减少,放出的热量减少,测量值减小,D正确。答案选ABD。
(3)弱电解质中才电离平衡,电离吸热,所以实际放出的热量减少,放热越少,△H越大,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH1>ΔH2=ΔH3;
(4)温度最高时说明二者恰好完全反应,所以氢氧化钠的浓度为=1.5mol。
22.把在空气中久置的镁条7.2 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,镁条与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间如图所示,回答下列问题:
(1)曲线由0→a段不产生氢气的原因________,有关的离子方程式为______________;
(2)曲线由b→c段,产生氢气的速率逐渐增大的主要原因________________;
(3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因________________。
(4)在b到c这段时间内,收集到氢气V L(标准状况),则这段时间内用硫酸表示的平均速率为________mol/(L·s)(假设反应前后溶液体积不变)。
(5)对于足量镁条和100 mL 2 mol/L硫酸生成氢气的反应,下列措施能减缓反应速率,但又不影响生成氢气的总量的是________。
①加NaOH固体;②加BaCl2溶液;③加KNO3溶液;④加H2O;⑤加CH3COONa固体;⑥加小苏打溶液;⑦加少量CuSO4溶液;⑧加Na2SO4溶液;⑨将2 mol/L硫酸换成160 mL 2.5 mol/L的盐酸;⑩将镁条换成镁粉。
【答案】(1). 镁条表面有氧化镁,硫酸首先和与表面的氧化镁反应,不产生氢气 (2). MgO+2H+=Mg2++H2O (3). 镁和硫酸反应放出的热量使溶液温度升高而加快反应速率 (4). 随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,该因素变为影响反应速率的主要因素,使反应速率减小 (5). (6). ②④⑤⑧⑨
【解析】
【分析】(1)根据镁条表面有氧化镁,硫酸首先和与表面的氧化镁反应,不产生氢气进行分析;
(2) (3)根据反应过程中有硫酸的浓度变化和反应体系的温度变化分析;
(4)根据氢气的生成量计算硫酸的消耗量,从而计算速率。
(5)根据过程中氢离子的浓度和氢离子的物质的量的变化进行分析,注意原电池等影响。
【详解】(1)镁条表面有氧化镁,硫酸首先和与表面的氧化镁反应,不产生氢气,所以开始没有气体产生,反应的离子方程式为:MgO+2H+=Mg2++H2O;
(2) 随着反应的进行,硫酸的浓度减小,反应放热,温度升高,b→c段反应速率加快,说明是镁和硫酸反应放出的热量使溶液温度升高而加快反应速率;
(3) 随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,反应放热,温度升高,c后反应速率减慢,说明该阶段浓度为影响反应速率的主要因素,使反应速率减小;
(4) 在b→c段时间内,收集到氢气V L(标准状况),即氢气的物质的量为mol,则硫酸的消耗的物质的量为mol,浓度改变量为mol/L,反应速率为 mol/(L·min);
(5) ①加NaOH固体消耗硫酸,H+物质的量和浓度都减小,反应速率减慢,产生氢气的量减小;②加BaCl2溶液,反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,溶液的体积变大,氢离子浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;③加KNO3溶液,NO3-酸性条件下具有强氧化性,与镁反应不产生氢气;④加H2O,硫酸浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;⑤加CH3COONa固体,与硫酸反应生成醋酸,氢离子浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;⑥加小苏打溶液,与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,H+物质的量和浓度都减小,反应速率减慢,产生氢气的量减小;⑦加少量CuSO4溶液,镁和硫酸铜反应生成铜,形成原电池,反应速率加快;⑧加Na2SO4溶液,硫酸浓度减小,速率减慢,不影响氢气的量;⑨将2 mol/L硫酸换成160 mL 2.5 mol/L的盐酸,氢离子浓度减小,但氢离子总量不变,速率减慢,不影响氢气的总量;⑩将镁条换成镁粉,反应速率加快。故速率减慢不影响氢气的量的为:②④⑤⑧⑨。
23.a、在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是_________________________。
(2)a、b、c三点处,溶液的c(H+)由小到大的顺序为____________。
(3)a、b、c三点处,电离程度最大的是________。
(4)若将c点溶液中c(CH3COO-)增大,c(H+)减小,可采取的措施是:
①_______________________________________________;
②_______________________________________________;
③_______________________________________________。
b、反应3Fe(s)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g),在一容积可变的密闭容器中进行,试回答:
(5)增Fe的量,其正反应速率_____(填“增大”、“不变”或“减小”),平衡______(填“不”“向正反应方向“或“向逆反应方向”)移动。
(6)将容器的体积缩小一半,其正反应速率_______,平衡_______移动。
(7)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率_______,平衡_______移动。
(8)保持体积不变,充入水蒸气,其正反应速率_______,平衡_______移动。
【答案】(1). 在“O”点处醋酸未电离,无离子存在 (2). c 【解析】
【分析】(1)根据溶液中有自由移动的离子才能导电分析,冰醋酸为纯醋酸,不存在电离,不能导电分析;
(2)根据离子浓度越大,导电能力越强分析;
(3)根据越稀越电离分析;
(4)醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度减小,可以加入消耗氢离子的物质,使平衡正向移动,如氢氧化钠或碳酸钠或活泼金属或碳酸氢钠等;
(5)根据固体的量不影响速率和平衡分析;
(6)根据浓度增大,速率加快,但反应前后气体物质的量相等,压强增大,平衡不移动分析;
(7)根据反应体系物质的浓度不变分析速率和平衡的移动;
(8) 根据反应物的浓度增大,正反应速率加快,平衡正向移动分析。
【详解】(1)冰醋酸为纯醋酸,不存在电离,在“O”点处醋酸未电离,无离子存在,导电能力为0;
(2)离子浓度越大,导电能力越强,所以氢离子浓度关系为: c (3)根据越稀越电离分析,电离程度最大的为: c;
(4)醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度减小,可以加入消耗氢离子的物质,如氢氧化钠或碳酸钠或活泼金属或碳酸氢钠等;
(5)增加铁的量不影响反应速率,平衡不移动;
(6)容器体积缩小一半,压强增大,速率增大,平衡不移动;
(7) 保持体积不变,充入N2使体系压强增大,由于物质的浓度不变,其正反应速不变,平衡不移动;
(8) 保持体积不变,充入水蒸气,增大反应物的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动。
24. 面对目前世界范围内的能源危机,甲醇作为一种较好的可再生能源,具有广泛的应用前景。
(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41 kJ·mol-1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式:_______________________。
(2)在容积为VL的容器中充入amol CO与2amol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②在其他条件不变的情况下,再增加amol CO与2amol H2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________。
(3)已知在T℃时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32,在该温度下,已知c始(CO)=1 mol·L-1,c始(H2O)=1 mol·L-1,某时刻经测定CO的转化率为10%,则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡,原因是_________________________________________________
此时刻v正________v逆(填“>”或“<”)。
【答案】CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1 (2)①小于 ②增大 不变 (3)没有 此时
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【解析】(1)由盖斯定律,热化学方程式①-②得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=-90 kJ·mol-1-(-41 kJ·mol-1)=-49 kJ·mol-1。(2)由图像可知,相同温度下,p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率,由热化学方程式①可知,增大压强平衡右移,故p1
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