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2019届二轮复习 化学反应速率和化学平衡 作业(全国通用) (2) 练习
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化学反应速率和化学平衡
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.锌粒和盐酸反应一段时间后,反应速率减慢。此时加热或加入浓盐酸,反应速率明显加快。上述实验中影响化学反应速率的因素有:( )
①温度 ②固体的表面积 ③反应物的状态 ④溶液的浓度 ⑤催化剂
A.①④ B.①③ C.②④ D.①②③④⑤
2.下列说法正确的是∶( )
A. 放热反应一定是自发进行的反应; B. 吸热反应一定是非自发进行的;
C. 自发进行的反应一定容易发生; D. 有些吸热反应也能自发进行。
3.可以作为判断化学平衡发生移动的标志是( )
A. 反应混合物各组分的浓度发生改变 B. 正、逆反应速率发生改变
C. 反应物的转化率发生改变 D. 反应混合物的浓度发生改变
4.已知:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41kJ/mol相同温度下,在体积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应.相关数据如下:
容器
编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡过程体系
CO
H2O
CO2
H2
能量的变化
①
1
4
0
0
放出热量:32.8 kJ
②
0
0
1
4
热量变化:Q
下列说法中,不正确的是( )
A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.容器②中吸收的热量O为32.8 kJ
C.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D.容器①中当CO反应速率等于H2O的反应速率时,反应可能达到平衡
5.下列说法正确的是( )
A.焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立作为自发性的判据
B.﹣10℃时的液态水会自动结冰成为固态,这是熵增的过程
C.过程的自发性既可用于判断过程的方向,也可确定过程是否能发生和过程发生的速率
D.△H>0的反应一定不能自发进行
6.温度一定时,在密闭容器中发生可逆反应:mA(S)+nB(g)pC(g),达到平衡后,若将混合气体的体积压缩到原来的,当再次达到平衡时,C的浓度为原平衡时C的浓度的1.9倍,则下列叙述中,正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动 B.C气体的体积分数增大
C.气体A的转化率升高 D.m+n 7.由于催化剂作用使化学反应速率加快的是( )
A、乙酸乙酯的水解,加入少量氢氧化钠 B、苯和溴反应时,加入少量铁粉
C、制取甲烷时,要加入生石灰 D、锌与盐酸反应,加入少量硫酸铜
8.在一定温度下,饱和氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。下列说法中确的是( )
A.光照一段时间后,增大
B.加入碳酸钙粉末后,溶液的pH增大
C.加入少量水,由水电离的c(H+)减小
D.加入NaOH固体,一定有c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(ClO-))
9.在恒容密闭容器中加入一定量的反应物后存在下列平衡:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡时CO2物质的量浓度与温度的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的 DH <0
B.在T2时,D点的反应速率:ν(正)<(逆)
C.A、C两点相比,混合气体的平均相对分子质量:M(A) < M(C)
D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
10.下列说法正确的是( )
A. ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B. 两种物质反应,无论方程式的书写形式如何,平衡常数均不变
C. NH4HCO3(s)====NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
D. 增大反应物浓度,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大
11.1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:X(g)+aY(g) bZ(g).反应达到平衡后,测得X的转化率为25%.而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的5/6,则a和b数值可能是( )
A. a=1,b=2 B. a=1,b=3 C. a=2,b=3 D. a=2,b=1
12.某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)B+C(g) ΔH=" +Q" kJ·mol-1(Q>0)达到平衡。缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析不正确的是( )
A. 产物B的状态只能为固态或液态
B. 平衡时,单位时间内n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1
C. 若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量小于Q kJ
D. 保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
13.对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )
A. 加入一种反应物 B. 升高温度
C. 对平衡体系增加压强 D. 使用催化剂
14.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),进行反应,2SO2+O22SO3,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是( )
甲
乙
丙
丁
密闭容器体积/L
2
2
2
1
起始物质的量
n(SO2)/ mol
0.40
0.80
0.80
0.40
n(O2)/ mol
0.24
0.24
0.48
0.24
SO2的平衡转化率%
80
α1
α2
α3
A. 甲中反应的平衡常数小于乙
B. 该温度下,该反应的平衡常数K为400
C. SO2的平衡转化率:α1>α2=α3
D. 容器中SO3的物质的量浓度:丙=丁<甲
15.在容积相同的甲、乙两个容器中(如图所示),分别充入2molSO2和2molO2,使它们在相同温度下发生反应2SO2(g)+O2(g)2S03(g)并达到平衡。在反应过程中,若甲容器的容积不变,乙容器的压强不变,甲中S02的转化率为a%,乙容器中SO2的转化率为b%,则a与b的关系为( )
A.a﹥b B.a=b C.a﹤b D.无法确定
二、填空题
16.t ℃时,将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变),发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)。2 min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余了0.8 mol B,并测得C的浓度为0.4 mol·L-1,请填写下列空白:
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为________。
(2)x=________;平衡常数K=________。
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后,化学平衡________(填写字母序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C,在t ℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=________mol。
17.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应:N2+3H2⇌2NH3已知加入1 mol N2、4 mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3(见表中已知项),在相同温度和压强下保持平衡后各组分体积分数不变,对下列编号①~③的状态,填写表中空白。
已知编号
始态的物质的量(mol)
平衡时NH3的
物质的量(mol)
N2
H2
NH3
已知
1
4
0
a
①
1
0.5a
②
1.5
6
0
③
m
n( n≥4m)
18.进入2013年以来,我国中东部地区多次遭遇大范围、长时间的雾霾天气。车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。
(1)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
物质
T/℃ n/mol
活性炭
NO
E
F
初始
2.030
0.10
0
0
T1
2.000
0.040
0.030
0.030
T2
2.005
0.050
0.025
0.025
①结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式 。
②上述反应T1℃时的平衡常数K1= 。
③根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号) 。
a.T1>T2 b.T1<T2 c.无法比较
(2)车辆排放的氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应:2CO+2NON2+2CO2 在一体积为1L的密闭容积中,加入0.40mol的CO和0.40mol的NO ,反应中N2的物质的量浓度的变化情况如图所示,回答下列问题。
①计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)= 。
②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时N2的浓度约为0.25 mol·L-1)。请在上图中画出第5分钟末到此平衡时N2浓度的变化曲线。
19.研究氮及其化合物的转化在实际工业生产、生活中具有重要的意义。
(1)已知的能量变化如图所示,在一定温度下,向2L的恒容密闭容器中投入2.2 molN2和2.6 mol H2,经10 min达到平衡,测得放出的热量为18.4 kJ,则______。该温度下,反应的平衡常数K=________(mol·L-1)-2。平衡后,再向体系中投入1.1 mol N2和1.3 mol H2,重新达到平衡后N2的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)利用炽热的活性炭可以处理NO2,反应原理为
。
①探究温度、压强对该反应的影响如图所示,则该反应的___________0(填“>”“<”或“=”),P1_____________P2(填“>”“<”或“=”)。
②一定温度下,将一定量的活性炭和NO2加入一恒容密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是____________(填序号)。
20.150℃时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4LN2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计),反应后恢复到原温度.平衡后容器体积变为3.4L,容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。
(1)反应前混合气体中V(N2):V(H2)=________________,反应达平衡后V(NH3)=________L,该反应中
N2转化率为________________;
(2)向平衡后的容器中充入0.2mol的NH3,一段时间后反应再次达到平衡,恢复到150℃时测得此过程中从外界吸收了6.44kJ的热量;
①充入NH3时,混合气体的密度将________________,在达到平衡的过程中,混合气体的密度将________________(填“增大”、“减小”或“不变”);反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将________________5(填“>”、“<”或“=”).
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡________________;
A.容器不再与外界发生热交换
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.当V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2时
D.当容器的体积不再发生变化时
③写出该反应的热化学方程式:________________。
三、推断题
21.“低碳”在工业生产中意义重大,充分利用原材料,不排放或减少排放“三废”,不同工厂联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几家工厂利用废气、废液、废渣联合生产化肥硫酸铵的工艺:
请回答下列问题:
(1)操作②为______________________________________________________。
(2)工业合成氨的化学方程式为_____________________。
(3)沉淀池中生成硫酸铵的化学方程式________________________________________。
(4)在实验室中检验氨气的方法是_________________________________。
(5)副产品的化学式为________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是________。
22.短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素,B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值,C与D能形成D2C和D2C2两种化合物,而D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数。
(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为_______________。
(2)已知:①E-E→2E·;△H=+a kJ·mol-1
② 2A·→A-A;△H=-b kJ·mol-1
③E·+A·→A-E;△H=-c kJ·mol-1(“·”表示形成共价键所提供的电子)
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式____________________________________。
(3)在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g);△H=-dJ·mol-1(d>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验
甲
乙
丙
初始投料
2 molA2、1 molBC
1 molX
4 molA2、2 molBC
平衡时n(X)
0.5mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
α1
α2
α3
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则该时间段内A2的平均反应速率v(A2)________。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为___________。
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是_______(填序号)。
A.α1+α2=1 B.Q1+Q2=d C.α3<α1
D.P3<2P1=2P2 E.n2<n3<1.0mol F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。_______
四、实验题
23.I.下列四支试管中,过氧化氢分解的化学反应速率最大的是
试管
温度
过氧化氢浓度
催化剂
a
室温(25℃)
12%
有
b
水浴加热(50℃)
4%
无
c
水浴加热(50℃)
12%
有
d
室温(25℃)
4%
无
II.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2% H2O2溶液
无
②
10mL5% H2O2溶液
无
③
10mL5% H2O2溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
④
10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
⑤
10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
(1)实验①和②的目的是____________________________。
(2)写出实验③的化学反应方程式 。
(3)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。
分析上图能够得出的实验结论是 _________________________。
24.某课外兴趣小组对双氧水(H2O2水溶液)做了如下实验探究。
(1)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入5mL 5%的双氧水中,并用带火星的木条试之。测定结果如下:
催化剂(MnO2)
操作情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
混合不振荡
剧烈反应,使木条复燃
3.5分钟
块状
反应较慢,火星红亮但木条未复燃
30分钟
①写出H2O2反应的化学方程式 。
②实验结果说明催化剂作用的大小与 有关。
(2)取三份含有等量H2O2,但质量分数不同的双氧水,分别向其中加入1克MnO2粉末。测定结果如下:
双氧水体积
操作情况
反应完成所需的时间
收集到气体体积
反应后液体温度
a1%的150mL
11分钟
539mL
24℃
a2%的15mL
混合不振荡
1分20秒
553mL
56℃
a3%的7.5mL
9秒
562mL
67℃
请简要说明:
①反应完成所需的时间不同的原因 。
②反应后液体温度不同的原因 。
③收集到气体体积不同的原因 。
(3)向含有酚酞的NaOH稀溶液中,逐滴滴入10%的双氧水,红色褪去。
①已知双氧水显弱酸性,试写出H2O2的电离方程式: 。
②小组讨论红色褪去的原因时,甲同学认为是双氧水显酸性所致;乙同学认为是双氧水有较强氧化性所致。请你设计一个简单实验来说明是甲对还是乙对。(简要文字说明)
五、计算题
25.在一定温度下的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g),已知c始(SO2)=0.4mol/L,c始(O2)=1mol/L,经测定该反应在该温度下的平衡常数K=19。判断:当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,向哪个方向进行?(要求写出计算过程)
26.把1mol X和1mol Y混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应 2X(g)+Y(g) =nZ(g)
+2W(g),2min末X的物质的量为0.2mol,以Z的浓度表示的反应速率为0.1mol/(L·min)
请回答:
(1)前2min以X的浓度表示的平均反应速率
(2)n值
参考答案
1.A
【解析】
2.D
【解析】
试题分析:A、放热反应容易自发进行,但不是所有的放热反应都能自发进行,故A错误;B、吸热反应不易自发进行,但在一定条件下也可以自发进行,故B错误;C、自发反应是在一定条件下进行的,故C错误;D、吸热反应△H>0,△S>0,高温下反应自发进行,△H-T△S<0,故D正确;故选D.
考点:考查了反应自发进行的 判断依据
3.C
【解析】
【详解】
A、如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时,平衡不移动,故A错误;
B、使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动,故B错误;
C、反应达到平衡后,各组分的含量不再改变,如果反应物的转化率发生改变,各组分的含量发生改变,说明化学平衡发生移动,故C正确;
D、如果反应前后气体总物质的量不变,增大压强,各物质浓度增大,但平衡不移动,故D错误;
正确选项C。
4.C
【解析】
试题分析:根据已知方程式可知,1molCO完全反应放出41kJ热量,而容器①放出32.8 kJ热量,所以转化率为32.8 kJ÷41kJ=0.8,所以A正确;根据反应方程式中气体系数相等的特点,容器②的CO2物料配比与容器①中CO相同,所以在相同条件下反应,两种情况下的转化率相等,因为正反应为放热反应,所以逆反应应为吸热,同样吸收32.8 kJ热量,B正确;由于2容器中含C物质的转化率相同,所以CO2的浓度不相等,C错误;方程式中 CO与H2O的反应系数相等,所以反应速率相等,达到平衡时也相等,所以当CO反应速率等于H2O的反应速率时反应也有可能达到平衡,所以D正确;故选C。
5.C
【解析】A、焓变和熵变都与反应的自发性有关,不能独立地作为自发性的判据,可利用综合判据△H﹣T△S来判断,故A错误;
B、﹣10℃的液态水自动结冰成为固态,是熵判据减小的反应,不能用熵判据解释,故B错误;
C、过程的自发性仅能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定能发生,故C正确;
D、化学反应能否自发进行的判断依据是:△G=△H﹣T△S,当△G>0,反应一定不自发;当△G<0,反应一定自发,所以焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据,故D错误;故选C.
【点评】化学反应能否自发进行的判断依据是:△G=△H﹣T△S,当△G>0,反应一定不自发;当△G<0,反应一定自发,焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据,与是否加热无关.
6.A
【解析】
试题分析:将混合气体的体积压缩到原来的,若平衡不移动,则C的浓度为原平衡时C的浓度的2倍,实际变为1.9倍,所以平衡向逆反应方向移动,故A正确;平衡向逆反应方向移动,C气体的体积分数减小,故B错误;平衡向逆反应方向移动, A的转化率降低,故C错误;A为固体,加压平衡向逆反应方向移动,n 考点:本题考查化学平衡移动。
7.B
【解析】A、乙酸乙酯的水解, 加入少量氢氧化钠中和水解生成的乙酸,向生成乙酸和乙醇的方向移动,反应速率加快,但氢氧化钠的作用不是催化作用。
B、苯和溴反应时,加入少量铁粉。实际上起催化作用的是FeBr3。它在整个反应中不变。
C、制取甲烷时,要加入生石灰。它的作用是吸水、减小NaOH对玻璃的腐蚀及疏松反应物和生成物、便于CH4的放出、使反应速率加快,也不是催化作用。
D、锌与盐酸反应,加入少量硫酸铜Zn与Cu2+反应生成了Cu,这样Zn、Cu和HCl组成了原电池,反应速率加快了,这也不是催化作用。
8.B
【解析】
试题分析:A、次氯酸不稳定,光照HClO易分解生成HCl和氧气,所以溶液中c(ClO-)降低,c(H+)增大,因此减小,故A错误;B、碳酸的酸性强于次氯酸的,所以碳酸钙与次氯酸不反应,而与盐酸反应,虽然平衡向正反应移动,但溶液中c(H+)仍然是减小的,因此溶液的pH增大,故B正确;C、稀释溶液,溶液中c(H+)减小,c(OH-)浓度增大,溶液中OH-的浓度等于水电离的H+的浓度,因此水电离的c(H+)增大,故C错误;D、如果加入过量的氢氧化钠,则溶液中c(ClO-)远远大于c(H+),故D错误,答案选B。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响;溶液酸碱性以及溶液中离子浓度大小比较等
9.B
【解析】
试题分析:A、由图可知,升高温度,CO2物质的量浓度增大,说明升温,平衡正向移动,则该反应的 DH >0,A错误;B、在T2时,D点要想达到平衡状态,应降低CO2物质的量浓度,应逆向移动,说明反应速率:ν(正)<(逆),B正确;C、混合气体的平均相对分子质量等于混合气体的总质量与总物质的量的比值,而混合气体的总质量与总物质的量是不变的量,所以混合气体的平均相对分子质量不变,C错误;D、若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,升温,平衡正向移动,K变大,则K1
考点:平衡移动的影响因素
10.C
【解析】A.根据△G=△H-T•△S判断,对于△H<0、△S>0的反应在温度低时,可以使得△G<0,反应能自发进行,故A错误;B.温度一定,同一反应化学计量数不同,平衡常数不同,故B错误;C.反应吸热,但由于固体生成气体,△S增大,则在一定条件下能自发进行,故C正确;D.增大反应物的浓度,活化分子的浓度增大,化学反应速率增大,但活化分子的百分数不变,故D错误;故选C。
点睛:注意反应能否自发进行的判断方法。注意一个反应能否自发进行,不取决于焓变或熵变中的一种,而是二者的综合判据,当△G=△H-T•△S<0时,反应才能自发进行
11.D
【解析】1mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:X(g)+a Y(g)⇌b Z(g).反应达到平衡后,测得X的转化率为25%,
X(g) + a Y(g) b Z(g)
起始量(mol) 1 a 0
变化量(mol) 0.25 0.25a 0.25b
平衡量(mol) 0.75 0.75a 0.25b
依据在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比得到,在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的 ,即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量,则(0.75+0.75a+0.25b):(1+a)=5:6,整理可得:3b=a+1,依据选项中的数据可知a=2,b=1符合,故选D。
点睛:本题考查了化学平衡的计算,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用。理解混合气体密度之比在相同条件下和气体物质的量成反比是计算的主要依据, 也是解答本题的关键。
12.A
【解析】试题分析:A、容器体积缩小,C的浓度应增大,而重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等,说明平衡逆向移动,C的浓度增大后又减小到原浓度,压强增大,平衡逆向移动,无论B为何种状态,平衡都会逆向移动,所以B可以是气态,错误;B、平衡时正逆反应的速率相等,单位时间内n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1,正确;C、逆反应的反应热是-QkJ/mol,若开始时向容器中加入1molB和1molC,则反应逆向进行,由于可逆反应不可能完全反应,所以达到平衡时放出热量小于Q kJ,正确;D、因为B的状态不确定,若B是气体,保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动,若B是非气体,则平衡不移动,正确,答案选A。
考点:考查化学平衡移动的判断
13.C
【解析】
试题分析:A、在反应中,加入一种故体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,故A错误;B、对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡的移动,故B错误;C、任何化学反应一定伴随能量的变化,升高温度,化学平衡一定是向着吸热方向进行,故C正确;D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,故D错误;故选C。
考点:化学平衡移动影响因素
14.B
【解析】
【详解】
A.温度相同时,该反应的平衡常数不变,则甲、乙中反应的平衡常数相等,故A错误;
B. 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),
开始(mol) 0.4 0.24 0
转化(mol) 0.32 0.16 0.32
平衡(mol) 0.08 0.08 0.32
平衡浓度(mol/L)0.04 0.04 0.16
所以该温度下该反应的平衡常数值为:K==400,故B正确;C.由甲、乙可知,氧气的浓度相同,二氧化硫的浓度增大会促进氧气的转化,二氧化硫转化率减小,丙体积为2L,丁体积为1L,起始量分别为0.8,0.48;0.40,0.24,丙和丁达到的平衡相同,丙实验氧气物质的量增大,氧气转化率增大;则二氧化硫转化率,α1<α2=α3,故C错误;D.体积相同,丙中的起始浓度为甲的2倍,压强增大,平衡正向移动,则丙中转化率增大,即丙中c(SO3)大于甲中c(SO3)的2倍,丙体积为2L,丁体积为1L,起始量分别为0.8,0.48;0.40,0.24,丙和丁达到的平衡相同,三氧化硫浓度相同,丙=丁>甲,故D错误;故选B。
【点睛】
本题考查化学平衡的计算,熟悉化学平衡的三段法计算及影响平衡移动的因素是解题的关键。本题的易错点为A,要注意平衡常数只与温度有关;难点为CD,要注意灵活运用平衡移动原理分析。
15.C
【解析】
试题分析:2SO2+O2⇌2SO3反应为气体物质的量减小的反应,若甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,则随着反应的进行,甲的压强逐渐减小,乙容器压强大于A容器压强,增大压强,平衡向正反应方向移动,当甲中的SO2的转化率为a%时,则乙容器中SO2的转化率应是大于a%,故选:C。
考点:考查了化学平衡的影响因素的相关知识。
16.(1)0.2 mol·L-1·min-1 (2)4 0.037
(3)C (4)(0.8+0.2a)
【解析】(1)v(C)===0.2 mol·L-1·min-1
(2)剩余0.8 mol B,参加反应了0.2 mol,生成C 0.8 mol,所以B与C的系数之比为1∶4,x=4,平衡常数K===0.037
(3)通入氦气,各物质的浓度不变,化学平衡不移动
(4)由于Δνg=0,所以再充入a mol C,达到平衡时与原平衡等效,原平衡相当于加入4 mol C,生成0.8 mol B,则加入a mol C,则有0.2 a mol的B生成
17.① n (N2)=0 (1分) n (H2)=0.5 (1分) ② n(NH3)=1.5a (1分)
③始态NH3为:2(n-4m) (2分) 平衡时NH3为(n-3m)a (2分)
【解析】(1)在保持恒压时要使平衡等效,则最初的投料的比值是相同的,根据题意可知最初的氮气和氢气的体积之比是1︰4的,所以通过方程式换算后的氮气和氢气的体积之比必须满足1︰4。在实验③中设氨气的物质的量是x,则xmol氨气可以生成0.5xmol氮气和1.5xmol氢气,则一定有,解得x=2(n-4m)mol。平衡是等效的,所以各种物质的含量分别是相同的,所以平衡时氨气的物质的量是不同的。氨气的物质的量和起始时氮气的物质的量成正比。
18.(1)①C + 2NO N2 + CO2 (2分)②或0.56(2分)③ c(2分)
(2)①0.025 mol·L-1·min-1 (2分) ②
【2分;起点在(5,0.20),平衡点到(8,0.25)即给2分,是否延长不作要求】
【解析】
试题分析:(1)①由表中数据可知,C、NO、E、F的化学计量数之比为0.03:0.06:0.03:0.03=1:2:1:1,反应中C被氧化,结合原子守恒可知,生成为N2与CO2,且该反应为可逆反应,故反应方程式为:C+2NON2+CO2;
②从表中数据可知T1℃时的平衡浓度c(NO)=0.04mol÷2L=0.02mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.03mol÷2L=0.015mol/L,故T1℃时该反应的平衡常数为K1==;
③由表中数据可知,温度由T1变为T2,平衡向逆反应移动,由于正反应是吸热,还是放热不确定,无法判断温度变化,故答案为:c;
(2)①v(N2)=0.10mol/L÷4min=0.025mol/(L•min);
②把容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度,氨气的浓度变为0.20mol/L,平衡后浓度约为0.25mol/L,
故答案为:。
考点:考查化学平衡图象、化学反应速率、影响化学平衡的因素等
19.(1)0.03mol·L-1·min-1 0.04 减小 (2)①< < ②BC
【解析】
试题分析:(1)根据图像可写出热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol,10 min达到平衡,测得放出的热量为18.4 kJ,设反应的氮气为x mol,1:92=x:18.4,解得x=0.2mol,根据化学方程式反应掉的氢气的物质的量为0.6mol,则v (H2)=0.6mol÷(2L×10min)= 0.03mol·L-1·min-1 ;平衡时,氮气的物质的量为2mol,氢气的物质的量为2mol,氨气的物质的量为0.4mol,则该温度下,反应的平衡常数K=(0.2×0.2)÷(1×13)=0.04;平衡后,按起始物质的量的0.5倍加入各物质,相当于增大压强,平衡正向移动,达平衡后氮气的体积分数减小。
(2)①根据图像,升高温度,氮气的体积百分含量减小,说明平衡逆向移动,而升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则该反应的正向为放热反应,<0;该反应是气体体积增大的可逆反应,增大压强,平衡逆向移动,氮气的体积百分含量减小,所以P1
②A.温度不变,平衡常数不变,A项错误;B.当V (正)=V (逆)时反应达到平衡状态,B项正确;C.在恒容容器中,随着反应的进行,气体的质量不断增大,密度也不断增大,当密度恒定不变时反应达到平衡状态,C项正确;D.随着反应的进行,NO2的物质的量不断减少,N2的物质的量不断增加,n(NO2):n(O2)不断减小,是递减曲线,与图像不符,D项错误;答案选BC。
考点:考查化学反应速率,化学平衡的计算,影响化学平衡的因素,化学图像的分析与判断等知识。
20.(1)1∶3;0.6L; 30%;
(2)①增大,减小,=
②A、B、D (2分)
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92KJ/mol
【解析】
试题分析:(1)设起始时氮气的体积为x,氢气的体积为4-x,
3H2 +N2 2NH3,体积变化
3 1 2 2
起始 4-x x 0 0
变化 0.9 0.3 0.6 4-3.4=0.6
平衡 4-x-0.9 x-0.3 0.6 0.6
容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5,则相对分子质量为5×2=10,
=10,解得x=1;
反应前混合气体中V(N2):V(H2)=x:(4-x)=1:(4-1)=1:3;
平衡后氨气体积为:0.6L,氮气的转化率为:×100%=30%;
(2)①再加入0.2m0l氨气由于氨气摩尔质量为17,大于10,故混合气体摩尔质量增大,则混合气体密度增大,反应过程中,平衡逆向移动,向体积增大方向移动,故混合气体密度减小,平衡时由于与原平衡等效,所以混合气体密度和原平衡相等;
②该变的量保持不变,则说明达到平衡状态.反应过程中,热量、混合气体平均相对分子质量、体积在变化,若这些量保持不变,则说明达到平衡状态,故答案为A、B、D;
③从(1)计算可知,氮气的转化率为30%,则氨气分解率为70%,故0.2mol×70%氨气分解吸收6.44kJ热量,则2mol氨气分解吸收热量为:×2mol=92kJ,则生成2mol氨气放出92kJ热量,则氢气和氮气合成氨气的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92KJ/mol。
考点:考查化学平衡的有关计算,热化学方程式的书写等。
21.过滤N2+3H22NH3CaSO4+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+(NH4)2SO4用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则说明含有NH3(或用玻璃棒蘸取浓盐酸检验,若产生白烟,则含有NH3)(其他合理答案均可)CaOCO2(若有NH3,均可)
【解析】
【分析】
煤和水蒸气反应生成氢气,利用空气中氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气镁燃烧生成的二氧化碳、生成的氨气和硫酸钙仪器进入沉淀池中发生反应生成碳酸钙沉淀和产品,碳酸钙煅烧得到副产品氧化钙,生成的二氧化碳进入沉淀池循环使用。(1)操作②为分离固体与溶液;(2)工业合成氨是高温高压催化剂条件下反应生成氨气;(3)“产品”为(NH4)2SO4,反应物为CaSO4悬浊液、CO2、NH3等,产物除(NH4)2SO4外还有CaCO3,据此写出反应方程式;(4)通常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3;(5)煅烧碳酸钙后可生成二氧化碳和氧化钙,氧化钙为副产品,二氧化碳可循环利用。
【详解】
(1)将沉淀池中的混合物经过滤可得到产品和沉淀,则操作②为过滤;
(2)工业合成氨的化学方程式为:N2+3H2 2NH3;
(3)“产品”是(NH4)2SO4,反应物是CaSO4悬浊液、CO2、NH3等,产物除(NH4)2SO4外还有CaCO3,其中离子方程中CaSO4悬浊液要写分子式,沉淀池中生成硫酸铵的化学方程式为:CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4;
(4)利用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,操作方法为:用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则说明含有NH3或用玻璃棒蘸取浓盐酸检验,若产生白烟,则含有NH3;
(5)CaCO3煅烧可生成CO2和CaO,其中CO2可循环使用,CaO为副产品。
【点睛】
本题考查了物质制备方案的设计,题目难度中等,明确制备流程及发生反应原理为解答关键,注意掌握化学实验基本操作方法,试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力。
22. 离子键、共价键 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=(a+b-2c)kJ·mol-1 0.125mol·L-1·min-1 4 ABD
【解析】A是周期表中原子半径最小的元素,即为H,B是形成化合物种类最多的元素,即为C,C是自然界含量最多的元素,即为O,D是同周期中金属性最强的元素,即为Na,F的负一价离子与C的氢化物分子含有相同的电子数,即为Cl;
(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为:离子键、共价键;
(2)已知①Cl-Cl→2Cl;△H=+a kJ•mol-1
②2H→H-H;△H=-b kJ•mol-1
③Cl+H→HCl;△H=-c kJ•mol-1
所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)可以是①-②+③×2得到的,所以反应的焓变△H=-(2c-a-b)kJ/mol;
(3)①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);
初始量:2 1 0
变化量:1 0.5 0.5
平衡量:1 0.5 0.5
在该温度下,A2的平均反应速率v(A2)= =0.125 mol•L-1•min-1;
②该温度下,反应2A2(g)+BC(g)X(g) 的平衡常数K==4mol-2•L2;
③A.投料2molH2、1molCO和1molCH4O建立的平衡是等效的,只是建立的方向不一样,所以α1+α2=1,故A正确;B.料2molH2、1molCO和1molCH3OH建立的平衡是等效的,反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)是放热的,放出的热量应该是Q1+Q2=a,故B正确;C.当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,则压强会增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是反应物的转化率增大,即α3>α1,故C错误;D.投料2molH2、1molCO和1molCH3OH建立的平衡是等效的,所以P1=P2,当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,则压强应是增大一倍,但是压强增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是压强比原来的2倍要小,即P3<2P1=2P2,故D正确;E.由D中分析可知,n2=0.5,n3>1.0mol,故E错误;F.当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,能量变化数值理论上也应该是原来的2倍,但是压强引起化学平衡正向,而正向放热,结果使得Q3>2Q1,故F错误;选ABD;
④将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min 达到新的平衡时,
2H2(g)+CO(g)CH4O(g)
初始量:2 1 0
变化量:1.5 0.75 0.75
平衡量:0.5 0.25 0.75
所以达到平衡时,甲醇的物质的量浓度是0.75mol/L,在第5min时,由于体积减半,所以甲醇的浓度应该加倍,即为0.25mol/L×2=0.5mol/L,所以5-8min内,甲醇的物质的量浓度从0.5mol/L升高到0.75mol/L,如图所示:。
23.I.c(2分)
II.(1)探究浓度对反应速率的影响 (2分)
(2)2H2O2 O2↑+2H2O (2分)
(3)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率 (2分)
【解析】
试题分析:I温度越大,化学反应速率越大,催化剂可以提高化学反应的反应速率,所以过氧化氢分解的化学反应速率最大的是c;
II.(1)①和②中所以的过氧化氢的浓度不同,其他条件相同,所以①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响;(2)实验③采用了FeCl3作为催化剂,所以实验③的化学反应方程式为2H2O2 O2↑+2H2O;有图可以知道加入少量NaOH溶液,反应很快结束,而加入少量HCl溶液则反应最慢结束,所以分析该图能够得出的结论为碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率 。
考点:影响化学反应速率的因素
点评:本题通过实验的方式探究了影响化学反应速率的因素,有综合性较好,有利于培养学生的探究性思维,本题难度不大。
24.(每空2分,共14分)
(1)①
②催化剂的表面积(聚集状态)
(2)①溶液质量分数不同,液体温度不同
②反应放热相同,但液体的量不同
③液体的量不同,液体温度不同(影响气体在溶液中的溶解量)
(3)①H2O2HO2-+H+(H2O2HOO-+H+)
②在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液,若红色恢复说明甲对,若红色不恢得则说明乙对
【解析】(1)①双氧水在催化剂的作用下,分解生成氧气,反应的方程式是2H2O22H2O+O2↑。
②根据反应完成所需的时间课判断,催化剂作用的大小与催化剂的表面积(聚集状态)有关系。
(2)①由于溶液的质量分数不同,同时溶液的温度不同,从而导致反应速率不同,所以反应完成所需的时间不同。
②由于双氧水的质量相同,所以反应放出热量相同,但液体的量不同,所以溶液的温度是不同的。
③由于液体的量不同,且液体温度不同,从而影响气体在溶液中的溶解量,所以收集到的氧气是不同的。
(3)①双氧水可以看作是二元弱酸,电离是分步的,即H2O2HO2-+H+(H2O2HOO-+H+)。
②如果是双氧水有较强氧化性所致,则再加入氢氧化钠溶液,是不能显红色的,加粗可以鉴别,即在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液,若红色恢复说明甲对,若红色不恢得则说明乙对。
25.(5分) 未达到平衡,向正方向进行。
【解析】
26.(1)0.2mol/L.min(2) 1
【解析】
试题分析:(1)X开始加入1mol,2min末X的物质的量为0.2mol,v(X)=△n/ V△t=0.8/2×2=0.2mol/L.min。
(2)Z的浓度表示的反应速率为0.1mol/(L·min),速率之比等于系数之比,n=2×0.1/0.2=1。
考点:本题考查化学反应速率计算。
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.锌粒和盐酸反应一段时间后,反应速率减慢。此时加热或加入浓盐酸,反应速率明显加快。上述实验中影响化学反应速率的因素有:( )
①温度 ②固体的表面积 ③反应物的状态 ④溶液的浓度 ⑤催化剂
A.①④ B.①③ C.②④ D.①②③④⑤
2.下列说法正确的是∶( )
A. 放热反应一定是自发进行的反应; B. 吸热反应一定是非自发进行的;
C. 自发进行的反应一定容易发生; D. 有些吸热反应也能自发进行。
3.可以作为判断化学平衡发生移动的标志是( )
A. 反应混合物各组分的浓度发生改变 B. 正、逆反应速率发生改变
C. 反应物的转化率发生改变 D. 反应混合物的浓度发生改变
4.已知:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41kJ/mol相同温度下,在体积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应.相关数据如下:
容器
编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡过程体系
CO
H2O
CO2
H2
能量的变化
①
1
4
0
0
放出热量:32.8 kJ
②
0
0
1
4
热量变化:Q
下列说法中,不正确的是( )
A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.容器②中吸收的热量O为32.8 kJ
C.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D.容器①中当CO反应速率等于H2O的反应速率时,反应可能达到平衡
5.下列说法正确的是( )
A.焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立作为自发性的判据
B.﹣10℃时的液态水会自动结冰成为固态,这是熵增的过程
C.过程的自发性既可用于判断过程的方向,也可确定过程是否能发生和过程发生的速率
D.△H>0的反应一定不能自发进行
6.温度一定时,在密闭容器中发生可逆反应:mA(S)+nB(g)pC(g),达到平衡后,若将混合气体的体积压缩到原来的,当再次达到平衡时,C的浓度为原平衡时C的浓度的1.9倍,则下列叙述中,正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动 B.C气体的体积分数增大
C.气体A的转化率升高 D.m+n 7.由于催化剂作用使化学反应速率加快的是( )
A、乙酸乙酯的水解,加入少量氢氧化钠 B、苯和溴反应时,加入少量铁粉
C、制取甲烷时,要加入生石灰 D、锌与盐酸反应,加入少量硫酸铜
8.在一定温度下,饱和氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。下列说法中确的是( )
A.光照一段时间后,增大
B.加入碳酸钙粉末后,溶液的pH增大
C.加入少量水,由水电离的c(H+)减小
D.加入NaOH固体,一定有c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(ClO-))
9.在恒容密闭容器中加入一定量的反应物后存在下列平衡:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),平衡时CO2物质的量浓度与温度的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的 DH <0
B.在T2时,D点的反应速率:ν(正)<(逆)
C.A、C两点相比,混合气体的平均相对分子质量:M(A) < M(C)
D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
10.下列说法正确的是( )
A. ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B. 两种物质反应,无论方程式的书写形式如何,平衡常数均不变
C. NH4HCO3(s)====NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
D. 增大反应物浓度,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大
11.1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:X(g)+aY(g) bZ(g).反应达到平衡后,测得X的转化率为25%.而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的5/6,则a和b数值可能是( )
A. a=1,b=2 B. a=1,b=3 C. a=2,b=3 D. a=2,b=1
12.某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)B+C(g) ΔH=" +Q" kJ·mol-1(Q>0)达到平衡。缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析不正确的是( )
A. 产物B的状态只能为固态或液态
B. 平衡时,单位时间内n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1
C. 若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量小于Q kJ
D. 保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
13.对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )
A. 加入一种反应物 B. 升高温度
C. 对平衡体系增加压强 D. 使用催化剂
14.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),进行反应,2SO2+O22SO3,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是( )
甲
乙
丙
丁
密闭容器体积/L
2
2
2
1
起始物质的量
n(SO2)/ mol
0.40
0.80
0.80
0.40
n(O2)/ mol
0.24
0.24
0.48
0.24
SO2的平衡转化率%
80
α1
α2
α3
A. 甲中反应的平衡常数小于乙
B. 该温度下,该反应的平衡常数K为400
C. SO2的平衡转化率:α1>α2=α3
D. 容器中SO3的物质的量浓度:丙=丁<甲
15.在容积相同的甲、乙两个容器中(如图所示),分别充入2molSO2和2molO2,使它们在相同温度下发生反应2SO2(g)+O2(g)2S03(g)并达到平衡。在反应过程中,若甲容器的容积不变,乙容器的压强不变,甲中S02的转化率为a%,乙容器中SO2的转化率为b%,则a与b的关系为( )
A.a﹥b B.a=b C.a﹤b D.无法确定
二、填空题
16.t ℃时,将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变),发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)。2 min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余了0.8 mol B,并测得C的浓度为0.4 mol·L-1,请填写下列空白:
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为________。
(2)x=________;平衡常数K=________。
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后,化学平衡________(填写字母序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C,在t ℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=________mol。
17.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应:N2+3H2⇌2NH3已知加入1 mol N2、4 mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3(见表中已知项),在相同温度和压强下保持平衡后各组分体积分数不变,对下列编号①~③的状态,填写表中空白。
已知编号
始态的物质的量(mol)
平衡时NH3的
物质的量(mol)
N2
H2
NH3
已知
1
4
0
a
①
1
0.5a
②
1.5
6
0
③
m
n( n≥4m)
18.进入2013年以来,我国中东部地区多次遭遇大范围、长时间的雾霾天气。车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。
(1)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
物质
T/℃ n/mol
活性炭
NO
E
F
初始
2.030
0.10
0
0
T1
2.000
0.040
0.030
0.030
T2
2.005
0.050
0.025
0.025
①结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式 。
②上述反应T1℃时的平衡常数K1= 。
③根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号) 。
a.T1>T2 b.T1<T2 c.无法比较
(2)车辆排放的氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应:2CO+2NON2+2CO2 在一体积为1L的密闭容积中,加入0.40mol的CO和0.40mol的NO ,反应中N2的物质的量浓度的变化情况如图所示,回答下列问题。
①计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)= 。
②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时N2的浓度约为0.25 mol·L-1)。请在上图中画出第5分钟末到此平衡时N2浓度的变化曲线。
19.研究氮及其化合物的转化在实际工业生产、生活中具有重要的意义。
(1)已知的能量变化如图所示,在一定温度下,向2L的恒容密闭容器中投入2.2 molN2和2.6 mol H2,经10 min达到平衡,测得放出的热量为18.4 kJ,则______。该温度下,反应的平衡常数K=________(mol·L-1)-2。平衡后,再向体系中投入1.1 mol N2和1.3 mol H2,重新达到平衡后N2的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)利用炽热的活性炭可以处理NO2,反应原理为
。
①探究温度、压强对该反应的影响如图所示,则该反应的___________0(填“>”“<”或“=”),P1_____________P2(填“>”“<”或“=”)。
②一定温度下,将一定量的活性炭和NO2加入一恒容密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是____________(填序号)。
20.150℃时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4LN2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计),反应后恢复到原温度.平衡后容器体积变为3.4L,容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。
(1)反应前混合气体中V(N2):V(H2)=________________,反应达平衡后V(NH3)=________L,该反应中
N2转化率为________________;
(2)向平衡后的容器中充入0.2mol的NH3,一段时间后反应再次达到平衡,恢复到150℃时测得此过程中从外界吸收了6.44kJ的热量;
①充入NH3时,混合气体的密度将________________,在达到平衡的过程中,混合气体的密度将________________(填“增大”、“减小”或“不变”);反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将________________5(填“>”、“<”或“=”).
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡________________;
A.容器不再与外界发生热交换
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.当V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2时
D.当容器的体积不再发生变化时
③写出该反应的热化学方程式:________________。
三、推断题
21.“低碳”在工业生产中意义重大,充分利用原材料,不排放或减少排放“三废”,不同工厂联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几家工厂利用废气、废液、废渣联合生产化肥硫酸铵的工艺:
请回答下列问题:
(1)操作②为______________________________________________________。
(2)工业合成氨的化学方程式为_____________________。
(3)沉淀池中生成硫酸铵的化学方程式________________________________________。
(4)在实验室中检验氨气的方法是_________________________________。
(5)副产品的化学式为________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是________。
22.短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素,B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值,C与D能形成D2C和D2C2两种化合物,而D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数。
(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为_______________。
(2)已知:①E-E→2E·;△H=+a kJ·mol-1
② 2A·→A-A;△H=-b kJ·mol-1
③E·+A·→A-E;△H=-c kJ·mol-1(“·”表示形成共价键所提供的电子)
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式____________________________________。
(3)在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g);△H=-dJ·mol-1(d>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验
甲
乙
丙
初始投料
2 molA2、1 molBC
1 molX
4 molA2、2 molBC
平衡时n(X)
0.5mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
α1
α2
α3
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则该时间段内A2的平均反应速率v(A2)________。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为___________。
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是_______(填序号)。
A.α1+α2=1 B.Q1+Q2=d C.α3<α1
D.P3<2P1=2P2 E.n2<n3<1.0mol F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。_______
四、实验题
23.I.下列四支试管中,过氧化氢分解的化学反应速率最大的是
试管
温度
过氧化氢浓度
催化剂
a
室温(25℃)
12%
有
b
水浴加热(50℃)
4%
无
c
水浴加热(50℃)
12%
有
d
室温(25℃)
4%
无
II.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2% H2O2溶液
无
②
10mL5% H2O2溶液
无
③
10mL5% H2O2溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
④
10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
⑤
10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
(1)实验①和②的目的是____________________________。
(2)写出实验③的化学反应方程式 。
(3)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。
分析上图能够得出的实验结论是 _________________________。
24.某课外兴趣小组对双氧水(H2O2水溶液)做了如下实验探究。
(1)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入5mL 5%的双氧水中,并用带火星的木条试之。测定结果如下:
催化剂(MnO2)
操作情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
混合不振荡
剧烈反应,使木条复燃
3.5分钟
块状
反应较慢,火星红亮但木条未复燃
30分钟
①写出H2O2反应的化学方程式 。
②实验结果说明催化剂作用的大小与 有关。
(2)取三份含有等量H2O2,但质量分数不同的双氧水,分别向其中加入1克MnO2粉末。测定结果如下:
双氧水体积
操作情况
反应完成所需的时间
收集到气体体积
反应后液体温度
a1%的150mL
11分钟
539mL
24℃
a2%的15mL
混合不振荡
1分20秒
553mL
56℃
a3%的7.5mL
9秒
562mL
67℃
请简要说明:
①反应完成所需的时间不同的原因 。
②反应后液体温度不同的原因 。
③收集到气体体积不同的原因 。
(3)向含有酚酞的NaOH稀溶液中,逐滴滴入10%的双氧水,红色褪去。
①已知双氧水显弱酸性,试写出H2O2的电离方程式: 。
②小组讨论红色褪去的原因时,甲同学认为是双氧水显酸性所致;乙同学认为是双氧水有较强氧化性所致。请你设计一个简单实验来说明是甲对还是乙对。(简要文字说明)
五、计算题
25.在一定温度下的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g),已知c始(SO2)=0.4mol/L,c始(O2)=1mol/L,经测定该反应在该温度下的平衡常数K=19。判断:当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,向哪个方向进行?(要求写出计算过程)
26.把1mol X和1mol Y混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应 2X(g)+Y(g) =nZ(g)
+2W(g),2min末X的物质的量为0.2mol,以Z的浓度表示的反应速率为0.1mol/(L·min)
请回答:
(1)前2min以X的浓度表示的平均反应速率
(2)n值
参考答案
1.A
【解析】
2.D
【解析】
试题分析:A、放热反应容易自发进行,但不是所有的放热反应都能自发进行,故A错误;B、吸热反应不易自发进行,但在一定条件下也可以自发进行,故B错误;C、自发反应是在一定条件下进行的,故C错误;D、吸热反应△H>0,△S>0,高温下反应自发进行,△H-T△S<0,故D正确;故选D.
考点:考查了反应自发进行的 判断依据
3.C
【解析】
【详解】
A、如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时,平衡不移动,故A错误;
B、使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动,故B错误;
C、反应达到平衡后,各组分的含量不再改变,如果反应物的转化率发生改变,各组分的含量发生改变,说明化学平衡发生移动,故C正确;
D、如果反应前后气体总物质的量不变,增大压强,各物质浓度增大,但平衡不移动,故D错误;
正确选项C。
4.C
【解析】
试题分析:根据已知方程式可知,1molCO完全反应放出41kJ热量,而容器①放出32.8 kJ热量,所以转化率为32.8 kJ÷41kJ=0.8,所以A正确;根据反应方程式中气体系数相等的特点,容器②的CO2物料配比与容器①中CO相同,所以在相同条件下反应,两种情况下的转化率相等,因为正反应为放热反应,所以逆反应应为吸热,同样吸收32.8 kJ热量,B正确;由于2容器中含C物质的转化率相同,所以CO2的浓度不相等,C错误;方程式中 CO与H2O的反应系数相等,所以反应速率相等,达到平衡时也相等,所以当CO反应速率等于H2O的反应速率时反应也有可能达到平衡,所以D正确;故选C。
5.C
【解析】A、焓变和熵变都与反应的自发性有关,不能独立地作为自发性的判据,可利用综合判据△H﹣T△S来判断,故A错误;
B、﹣10℃的液态水自动结冰成为固态,是熵判据减小的反应,不能用熵判据解释,故B错误;
C、过程的自发性仅能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定能发生,故C正确;
D、化学反应能否自发进行的判断依据是:△G=△H﹣T△S,当△G>0,反应一定不自发;当△G<0,反应一定自发,所以焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据,故D错误;故选C.
【点评】化学反应能否自发进行的判断依据是:△G=△H﹣T△S,当△G>0,反应一定不自发;当△G<0,反应一定自发,焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据,与是否加热无关.
6.A
【解析】
试题分析:将混合气体的体积压缩到原来的,若平衡不移动,则C的浓度为原平衡时C的浓度的2倍,实际变为1.9倍,所以平衡向逆反应方向移动,故A正确;平衡向逆反应方向移动,C气体的体积分数减小,故B错误;平衡向逆反应方向移动, A的转化率降低,故C错误;A为固体,加压平衡向逆反应方向移动,n 考点:本题考查化学平衡移动。
7.B
【解析】A、乙酸乙酯的水解, 加入少量氢氧化钠中和水解生成的乙酸,向生成乙酸和乙醇的方向移动,反应速率加快,但氢氧化钠的作用不是催化作用。
B、苯和溴反应时,加入少量铁粉。实际上起催化作用的是FeBr3。它在整个反应中不变。
C、制取甲烷时,要加入生石灰。它的作用是吸水、减小NaOH对玻璃的腐蚀及疏松反应物和生成物、便于CH4的放出、使反应速率加快,也不是催化作用。
D、锌与盐酸反应,加入少量硫酸铜Zn与Cu2+反应生成了Cu,这样Zn、Cu和HCl组成了原电池,反应速率加快了,这也不是催化作用。
8.B
【解析】
试题分析:A、次氯酸不稳定,光照HClO易分解生成HCl和氧气,所以溶液中c(ClO-)降低,c(H+)增大,因此减小,故A错误;B、碳酸的酸性强于次氯酸的,所以碳酸钙与次氯酸不反应,而与盐酸反应,虽然平衡向正反应移动,但溶液中c(H+)仍然是减小的,因此溶液的pH增大,故B正确;C、稀释溶液,溶液中c(H+)减小,c(OH-)浓度增大,溶液中OH-的浓度等于水电离的H+的浓度,因此水电离的c(H+)增大,故C错误;D、如果加入过量的氢氧化钠,则溶液中c(ClO-)远远大于c(H+),故D错误,答案选B。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响;溶液酸碱性以及溶液中离子浓度大小比较等
9.B
【解析】
试题分析:A、由图可知,升高温度,CO2物质的量浓度增大,说明升温,平衡正向移动,则该反应的 DH >0,A错误;B、在T2时,D点要想达到平衡状态,应降低CO2物质的量浓度,应逆向移动,说明反应速率:ν(正)<(逆),B正确;C、混合气体的平均相对分子质量等于混合气体的总质量与总物质的量的比值,而混合气体的总质量与总物质的量是不变的量,所以混合气体的平均相对分子质量不变,C错误;D、若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,升温,平衡正向移动,K变大,则K1
10.C
【解析】A.根据△G=△H-T•△S判断,对于△H<0、△S>0的反应在温度低时,可以使得△G<0,反应能自发进行,故A错误;B.温度一定,同一反应化学计量数不同,平衡常数不同,故B错误;C.反应吸热,但由于固体生成气体,△S增大,则在一定条件下能自发进行,故C正确;D.增大反应物的浓度,活化分子的浓度增大,化学反应速率增大,但活化分子的百分数不变,故D错误;故选C。
点睛:注意反应能否自发进行的判断方法。注意一个反应能否自发进行,不取决于焓变或熵变中的一种,而是二者的综合判据,当△G=△H-T•△S<0时,反应才能自发进行
11.D
【解析】1mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:X(g)+a Y(g)⇌b Z(g).反应达到平衡后,测得X的转化率为25%,
X(g) + a Y(g) b Z(g)
起始量(mol) 1 a 0
变化量(mol) 0.25 0.25a 0.25b
平衡量(mol) 0.75 0.75a 0.25b
依据在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比得到,在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的 ,即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量,则(0.75+0.75a+0.25b):(1+a)=5:6,整理可得:3b=a+1,依据选项中的数据可知a=2,b=1符合,故选D。
点睛:本题考查了化学平衡的计算,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用。理解混合气体密度之比在相同条件下和气体物质的量成反比是计算的主要依据, 也是解答本题的关键。
12.A
【解析】试题分析:A、容器体积缩小,C的浓度应增大,而重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等,说明平衡逆向移动,C的浓度增大后又减小到原浓度,压强增大,平衡逆向移动,无论B为何种状态,平衡都会逆向移动,所以B可以是气态,错误;B、平衡时正逆反应的速率相等,单位时间内n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1,正确;C、逆反应的反应热是-QkJ/mol,若开始时向容器中加入1molB和1molC,则反应逆向进行,由于可逆反应不可能完全反应,所以达到平衡时放出热量小于Q kJ,正确;D、因为B的状态不确定,若B是气体,保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动,若B是非气体,则平衡不移动,正确,答案选A。
考点:考查化学平衡移动的判断
13.C
【解析】
试题分析:A、在反应中,加入一种故体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,故A错误;B、对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡的移动,故B错误;C、任何化学反应一定伴随能量的变化,升高温度,化学平衡一定是向着吸热方向进行,故C正确;D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,故D错误;故选C。
考点:化学平衡移动影响因素
14.B
【解析】
【详解】
A.温度相同时,该反应的平衡常数不变,则甲、乙中反应的平衡常数相等,故A错误;
B. 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),
开始(mol) 0.4 0.24 0
转化(mol) 0.32 0.16 0.32
平衡(mol) 0.08 0.08 0.32
平衡浓度(mol/L)0.04 0.04 0.16
所以该温度下该反应的平衡常数值为:K==400,故B正确;C.由甲、乙可知,氧气的浓度相同,二氧化硫的浓度增大会促进氧气的转化,二氧化硫转化率减小,丙体积为2L,丁体积为1L,起始量分别为0.8,0.48;0.40,0.24,丙和丁达到的平衡相同,丙实验氧气物质的量增大,氧气转化率增大;则二氧化硫转化率,α1<α2=α3,故C错误;D.体积相同,丙中的起始浓度为甲的2倍,压强增大,平衡正向移动,则丙中转化率增大,即丙中c(SO3)大于甲中c(SO3)的2倍,丙体积为2L,丁体积为1L,起始量分别为0.8,0.48;0.40,0.24,丙和丁达到的平衡相同,三氧化硫浓度相同,丙=丁>甲,故D错误;故选B。
【点睛】
本题考查化学平衡的计算,熟悉化学平衡的三段法计算及影响平衡移动的因素是解题的关键。本题的易错点为A,要注意平衡常数只与温度有关;难点为CD,要注意灵活运用平衡移动原理分析。
15.C
【解析】
试题分析:2SO2+O2⇌2SO3反应为气体物质的量减小的反应,若甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,则随着反应的进行,甲的压强逐渐减小,乙容器压强大于A容器压强,增大压强,平衡向正反应方向移动,当甲中的SO2的转化率为a%时,则乙容器中SO2的转化率应是大于a%,故选:C。
考点:考查了化学平衡的影响因素的相关知识。
16.(1)0.2 mol·L-1·min-1 (2)4 0.037
(3)C (4)(0.8+0.2a)
【解析】(1)v(C)===0.2 mol·L-1·min-1
(2)剩余0.8 mol B,参加反应了0.2 mol,生成C 0.8 mol,所以B与C的系数之比为1∶4,x=4,平衡常数K===0.037
(3)通入氦气,各物质的浓度不变,化学平衡不移动
(4)由于Δνg=0,所以再充入a mol C,达到平衡时与原平衡等效,原平衡相当于加入4 mol C,生成0.8 mol B,则加入a mol C,则有0.2 a mol的B生成
17.① n (N2)=0 (1分) n (H2)=0.5 (1分) ② n(NH3)=1.5a (1分)
③始态NH3为:2(n-4m) (2分) 平衡时NH3为(n-3m)a (2分)
【解析】(1)在保持恒压时要使平衡等效,则最初的投料的比值是相同的,根据题意可知最初的氮气和氢气的体积之比是1︰4的,所以通过方程式换算后的氮气和氢气的体积之比必须满足1︰4。在实验③中设氨气的物质的量是x,则xmol氨气可以生成0.5xmol氮气和1.5xmol氢气,则一定有,解得x=2(n-4m)mol。平衡是等效的,所以各种物质的含量分别是相同的,所以平衡时氨气的物质的量是不同的。氨气的物质的量和起始时氮气的物质的量成正比。
18.(1)①C + 2NO N2 + CO2 (2分)②或0.56(2分)③ c(2分)
(2)①0.025 mol·L-1·min-1 (2分) ②
【2分;起点在(5,0.20),平衡点到(8,0.25)即给2分,是否延长不作要求】
【解析】
试题分析:(1)①由表中数据可知,C、NO、E、F的化学计量数之比为0.03:0.06:0.03:0.03=1:2:1:1,反应中C被氧化,结合原子守恒可知,生成为N2与CO2,且该反应为可逆反应,故反应方程式为:C+2NON2+CO2;
②从表中数据可知T1℃时的平衡浓度c(NO)=0.04mol÷2L=0.02mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.03mol÷2L=0.015mol/L,故T1℃时该反应的平衡常数为K1==;
③由表中数据可知,温度由T1变为T2,平衡向逆反应移动,由于正反应是吸热,还是放热不确定,无法判断温度变化,故答案为:c;
(2)①v(N2)=0.10mol/L÷4min=0.025mol/(L•min);
②把容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度,氨气的浓度变为0.20mol/L,平衡后浓度约为0.25mol/L,
故答案为:。
考点:考查化学平衡图象、化学反应速率、影响化学平衡的因素等
19.(1)0.03mol·L-1·min-1 0.04 减小 (2)①< < ②BC
【解析】
试题分析:(1)根据图像可写出热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol,10 min达到平衡,测得放出的热量为18.4 kJ,设反应的氮气为x mol,1:92=x:18.4,解得x=0.2mol,根据化学方程式反应掉的氢气的物质的量为0.6mol,则v (H2)=0.6mol÷(2L×10min)= 0.03mol·L-1·min-1 ;平衡时,氮气的物质的量为2mol,氢气的物质的量为2mol,氨气的物质的量为0.4mol,则该温度下,反应的平衡常数K=(0.2×0.2)÷(1×13)=0.04;平衡后,按起始物质的量的0.5倍加入各物质,相当于增大压强,平衡正向移动,达平衡后氮气的体积分数减小。
(2)①根据图像,升高温度,氮气的体积百分含量减小,说明平衡逆向移动,而升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则该反应的正向为放热反应,<0;该反应是气体体积增大的可逆反应,增大压强,平衡逆向移动,氮气的体积百分含量减小,所以P1
考点:考查化学反应速率,化学平衡的计算,影响化学平衡的因素,化学图像的分析与判断等知识。
20.(1)1∶3;0.6L; 30%;
(2)①增大,减小,=
②A、B、D (2分)
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92KJ/mol
【解析】
试题分析:(1)设起始时氮气的体积为x,氢气的体积为4-x,
3H2 +N2 2NH3,体积变化
3 1 2 2
起始 4-x x 0 0
变化 0.9 0.3 0.6 4-3.4=0.6
平衡 4-x-0.9 x-0.3 0.6 0.6
容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5,则相对分子质量为5×2=10,
=10,解得x=1;
反应前混合气体中V(N2):V(H2)=x:(4-x)=1:(4-1)=1:3;
平衡后氨气体积为:0.6L,氮气的转化率为:×100%=30%;
(2)①再加入0.2m0l氨气由于氨气摩尔质量为17,大于10,故混合气体摩尔质量增大,则混合气体密度增大,反应过程中,平衡逆向移动,向体积增大方向移动,故混合气体密度减小,平衡时由于与原平衡等效,所以混合气体密度和原平衡相等;
②该变的量保持不变,则说明达到平衡状态.反应过程中,热量、混合气体平均相对分子质量、体积在变化,若这些量保持不变,则说明达到平衡状态,故答案为A、B、D;
③从(1)计算可知,氮气的转化率为30%,则氨气分解率为70%,故0.2mol×70%氨气分解吸收6.44kJ热量,则2mol氨气分解吸收热量为:×2mol=92kJ,则生成2mol氨气放出92kJ热量,则氢气和氮气合成氨气的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92KJ/mol。
考点:考查化学平衡的有关计算,热化学方程式的书写等。
21.过滤N2+3H22NH3CaSO4+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+(NH4)2SO4用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则说明含有NH3(或用玻璃棒蘸取浓盐酸检验,若产生白烟,则含有NH3)(其他合理答案均可)CaOCO2(若有NH3,均可)
【解析】
【分析】
煤和水蒸气反应生成氢气,利用空气中氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气镁燃烧生成的二氧化碳、生成的氨气和硫酸钙仪器进入沉淀池中发生反应生成碳酸钙沉淀和产品,碳酸钙煅烧得到副产品氧化钙,生成的二氧化碳进入沉淀池循环使用。(1)操作②为分离固体与溶液;(2)工业合成氨是高温高压催化剂条件下反应生成氨气;(3)“产品”为(NH4)2SO4,反应物为CaSO4悬浊液、CO2、NH3等,产物除(NH4)2SO4外还有CaCO3,据此写出反应方程式;(4)通常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3;(5)煅烧碳酸钙后可生成二氧化碳和氧化钙,氧化钙为副产品,二氧化碳可循环利用。
【详解】
(1)将沉淀池中的混合物经过滤可得到产品和沉淀,则操作②为过滤;
(2)工业合成氨的化学方程式为:N2+3H2 2NH3;
(3)“产品”是(NH4)2SO4,反应物是CaSO4悬浊液、CO2、NH3等,产物除(NH4)2SO4外还有CaCO3,其中离子方程中CaSO4悬浊液要写分子式,沉淀池中生成硫酸铵的化学方程式为:CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4;
(4)利用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,操作方法为:用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则说明含有NH3或用玻璃棒蘸取浓盐酸检验,若产生白烟,则含有NH3;
(5)CaCO3煅烧可生成CO2和CaO,其中CO2可循环使用,CaO为副产品。
【点睛】
本题考查了物质制备方案的设计,题目难度中等,明确制备流程及发生反应原理为解答关键,注意掌握化学实验基本操作方法,试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力。
22. 离子键、共价键 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=(a+b-2c)kJ·mol-1 0.125mol·L-1·min-1 4 ABD
【解析】A是周期表中原子半径最小的元素,即为H,B是形成化合物种类最多的元素,即为C,C是自然界含量最多的元素,即为O,D是同周期中金属性最强的元素,即为Na,F的负一价离子与C的氢化物分子含有相同的电子数,即为Cl;
(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为:离子键、共价键;
(2)已知①Cl-Cl→2Cl;△H=+a kJ•mol-1
②2H→H-H;△H=-b kJ•mol-1
③Cl+H→HCl;△H=-c kJ•mol-1
所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)可以是①-②+③×2得到的,所以反应的焓变△H=-(2c-a-b)kJ/mol;
(3)①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);
初始量:2 1 0
变化量:1 0.5 0.5
平衡量:1 0.5 0.5
在该温度下,A2的平均反应速率v(A2)= =0.125 mol•L-1•min-1;
②该温度下,反应2A2(g)+BC(g)X(g) 的平衡常数K==4mol-2•L2;
③A.投料2molH2、1molCO和1molCH4O建立的平衡是等效的,只是建立的方向不一样,所以α1+α2=1,故A正确;B.料2molH2、1molCO和1molCH3OH建立的平衡是等效的,反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)是放热的,放出的热量应该是Q1+Q2=a,故B正确;C.当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,则压强会增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是反应物的转化率增大,即α3>α1,故C错误;D.投料2molH2、1molCO和1molCH3OH建立的平衡是等效的,所以P1=P2,当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,则压强应是增大一倍,但是压强增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是压强比原来的2倍要小,即P3<2P1=2P2,故D正确;E.由D中分析可知,n2=0.5,n3>1.0mol,故E错误;F.当氢气和一氧化碳的投料增加一倍,能量变化数值理论上也应该是原来的2倍,但是压强引起化学平衡正向,而正向放热,结果使得Q3>2Q1,故F错误;选ABD;
④将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min 达到新的平衡时,
2H2(g)+CO(g)CH4O(g)
初始量:2 1 0
变化量:1.5 0.75 0.75
平衡量:0.5 0.25 0.75
所以达到平衡时,甲醇的物质的量浓度是0.75mol/L,在第5min时,由于体积减半,所以甲醇的浓度应该加倍,即为0.25mol/L×2=0.5mol/L,所以5-8min内,甲醇的物质的量浓度从0.5mol/L升高到0.75mol/L,如图所示:。
23.I.c(2分)
II.(1)探究浓度对反应速率的影响 (2分)
(2)2H2O2 O2↑+2H2O (2分)
(3)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率 (2分)
【解析】
试题分析:I温度越大,化学反应速率越大,催化剂可以提高化学反应的反应速率,所以过氧化氢分解的化学反应速率最大的是c;
II.(1)①和②中所以的过氧化氢的浓度不同,其他条件相同,所以①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响;(2)实验③采用了FeCl3作为催化剂,所以实验③的化学反应方程式为2H2O2 O2↑+2H2O;有图可以知道加入少量NaOH溶液,反应很快结束,而加入少量HCl溶液则反应最慢结束,所以分析该图能够得出的结论为碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率 。
考点:影响化学反应速率的因素
点评:本题通过实验的方式探究了影响化学反应速率的因素,有综合性较好,有利于培养学生的探究性思维,本题难度不大。
24.(每空2分,共14分)
(1)①
②催化剂的表面积(聚集状态)
(2)①溶液质量分数不同,液体温度不同
②反应放热相同,但液体的量不同
③液体的量不同,液体温度不同(影响气体在溶液中的溶解量)
(3)①H2O2HO2-+H+(H2O2HOO-+H+)
②在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液,若红色恢复说明甲对,若红色不恢得则说明乙对
【解析】(1)①双氧水在催化剂的作用下,分解生成氧气,反应的方程式是2H2O22H2O+O2↑。
②根据反应完成所需的时间课判断,催化剂作用的大小与催化剂的表面积(聚集状态)有关系。
(2)①由于溶液的质量分数不同,同时溶液的温度不同,从而导致反应速率不同,所以反应完成所需的时间不同。
②由于双氧水的质量相同,所以反应放出热量相同,但液体的量不同,所以溶液的温度是不同的。
③由于液体的量不同,且液体温度不同,从而影响气体在溶液中的溶解量,所以收集到的氧气是不同的。
(3)①双氧水可以看作是二元弱酸,电离是分步的,即H2O2HO2-+H+(H2O2HOO-+H+)。
②如果是双氧水有较强氧化性所致,则再加入氢氧化钠溶液,是不能显红色的,加粗可以鉴别,即在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液,若红色恢复说明甲对,若红色不恢得则说明乙对。
25.(5分) 未达到平衡,向正方向进行。
【解析】
26.(1)0.2mol/L.min(2) 1
【解析】
试题分析:(1)X开始加入1mol,2min末X的物质的量为0.2mol,v(X)=△n/ V△t=0.8/2×2=0.2mol/L.min。
(2)Z的浓度表示的反应速率为0.1mol/(L·min),速率之比等于系数之比,n=2×0.1/0.2=1。
考点:本题考查化学反应速率计算。
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