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【化学】江西省南昌市第十中学2018-2019学年高二上学期期中考试(解析版)
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江西省南昌市第十中学2018-2019学年高二上学期期中考试
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单选题
1.“五千年文化,三千年诗韵。我们的经典从未断流”,明代诗人于谦在《石灰吟》中写道:“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。”这首脍炙人口的诗篇不仅蕴含了深刻的人文精神,还蕴藏了有趣的化学知识,下列有关说法中,错误的是
A.化学反应过程中同时存在着物质变化和能量变化,其中物质变化是基础
B.这首诗说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化
C.石灰石的分解是熵增反应,因此在任何条件下都能自发进行
D.“要留清白在人间”涉及反应中的化学物质有强电解质、弱电解质和非电解质`
2.下列说法正确的是
A.小苏打是弱电解质,其水溶液导电能力很弱
B.硫酸是强电解质,在水溶液和熔融状态下均能导电
C.氯气是非电解质,但氯水能导电
D.甲酸是弱电解质,加水稀释会促进甲酸分子的电离
3.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。(提示:原子利用率=目标生成物的质量/参加反应的所有反应物的质量×100%),下列说法正确的是
A.①→②吸收能量并形成了C―C键
B.CH4→CH3COOH过程中,有C―H键发生断裂
C.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
D.生成CH3COOH总反应的原子利用率小于100%
4.下列关于判断过程的方向的说法正确的是
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.熵减小的化学反应不能自发进行
C.有气体生成的反应一定是熵增大的反应
D.“冰,水为之,而寒于水”,水结冰过程中△H < 0 ,△S < 0
5.一定量的铁片与足量稀硫酸反应,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是
A.加入NaHSO4固体,产生H2速率不变,H2体积不变
B.加入CH3COOK固体,产生H2速率减小,H2体积减小
C.滴加少量CuSO4溶液,产生H2速率变大,H2体积不变
D.加入少量水,产生H2速率减小,H2体积不变
6.一定条件下的密闭容器中有如下反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906 kJ·mol-1,下列叙述正确的是
A.2 mol NH3和5 mol O2充分反应,达到平衡时放出热量为453 kJ
B.平衡时5v正(O2)=4v逆(NO)
C.平衡后降低温度,混合气体中NH3含量减小
D.平衡后减小压强,混合气体平均摩尔质量增大
7.将BaO2放入密闭真空容器中,反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)达到平衡。下列哪些改变可使平衡移动,且新平衡时氧气的浓度与原平衡不同
A.保持体积不变,升高温度 B.保持温度不变,缩小容器的体积
C.保持体积和温度不变,充入一定量的氧气 D.保持体积和温度不变,加入BaO2
8.不能用于判断HA是弱电解质(弱酸)的依据是
A.浓度相等的HCl与HA两溶液,比较c(H+) :HCl约是HA的100倍
B.pH相等的HCl与HA两溶液,c(HA)约是c(HCl)的100倍
C.浓度相等的HCl与HA两溶液体积相同时,跟镁反应生成氢气HA比HCl多
D.pH相等的HCl与HA两溶液体积相同时,跟镁反应生成氢气HA比HCl多
9.下列说法正确的是
A.H2S溶于水的电离方程式为H2S2H++S2-,向H2S溶液中加入少量CuCl2固体,电离平衡正向移动
B.KHSO4在熔融状态下的电离方程式为KHSO4 = K++H++SO42-,向醋酸中加入少量KHSO4固体,电离平衡逆向移动
C.向稀氨水中滴加少量2mol/LNH4NO3,溶液,NH4+与OH- 结合生成NH3·H2O,使平衡正向移动,电离常数增大
D.常温下,冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力先增大后减小
10.氢氰酸(HCN)是一种剧毒类弱酸,具有苦杏仁气味,将其加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是
A.Ka(HCN) B.c(H+) C.c(CN-)/c(HCN) D.C(HCN)/ c(H+)
11.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下:
2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)K2=2×1081
2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K3=4×10-92
以下说法正确的是
A.常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2)
B.常温下,水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为5×10-80
C.常温下,NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.以上说法都不正确
12.下列实验过程不能达到实验目的的是
编号
实验目的
实验过程
A
探究浓度对平衡的影响
各取2mL0.1mol/L的重铬酸钾溶液于两支试管中,分别加入5~15滴浓硫酸和5~15滴6mol/L氢氧化钠溶液, 记录溶液颜色的变化
B
探究温度对平衡的影响
将两份等浓度含有少量酚酞的氨水分别置于冰水浴和40℃热水浴中(忽略NH3的挥发),记录溶液颜色的变化
C
制取并纯化氯气
向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸,将产生的气体依次通过饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶
D
证明催化效果Fe3+>Cu2+
向2支盛有2 mL相同温度,相同浓度H2O2溶液的试管中同时加入5滴氯化铁溶液和硫酸铜溶液,观察实验现象
13.某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2置于容积为10 L的密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是
A.由图甲推断,A点对应温度下该反应的平衡常数为800
B.由图甲推断,B点O2的平衡浓度为0.15 mol·L-1
C.达平衡后,若增大容器容积,则反应速率变化图像可以用图乙表示
D.压强为0.50 MPa时,不同温度下SO2的转化率与温度的关系如图丙所示,则T2>T1
14.反应 N2O4(g)2NO2(g)在温度为 T1、T2(T2>T1)时,平衡体系中 NO2的体积分数随压强变化如下图所示.下列说法正确的是
A.由图可知 B 点的平衡常数大于 C 点的平衡常数
B.A、C 两点气体的颜色:A 深,C 浅
C.A、C 两点气体的平均相对分子质量:A < C
D.保持容器体积不变,再充入 N2O4气体,N2O4的转化率增大
15.在一定温度下,反应HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常数为0.1。若将等物质的量的H2(g)和X2(g)通入体积为1L的密闭容器中,在该温度下HX(g)的最大产率接近于
A.83% B.17% C.5% D.33%
16.温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是
t / s
0
50
150
250
350
n(PCl3) / mol
0
0. 16
0. 19
0. 20
0. 20
A.反应在前50 s 的平均速率ν(Cl2)= 0. 0032 mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)= 0. 13 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1. 0 mol PCl5、0. 20 mol PCl3 和0. 20 mol Cl2 ,反应达到平衡前ν(正)<ν(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2 ,达到平衡时,PCl3 的转化率大于80%
二、综合题
17.(1)下列物质中属于强电解质的是______,属于弱电解质的是______,属于非电解质的是_____。(填字母)
A.铜丝 B.AgI C.稀盐酸 D.干冰 E. 氨水 F. 次氯酸 G. Ba(OH)2·8H2O H. Fe(OH)2 I. 蔗糖
(2)结合表中给出的电离平衡常数回答下列问题:
酸
CH3COOH
HNO2
HCN
HClO
电离平衡常数(Ka)
1.8×10-5
4.6×10-4
5×10-10
3×10-8
①上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是_______、_______(用化学式表示)。
②下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是__________(填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸 E.加氢氧化钠固体
③依上表数据判断醋酸和次氯酸钠溶液能否反应,如果不能反应说出理由,如果能发生反应请写出相应的离子方程式___________________________________。
18.中共十九大报告指出,加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题,也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。在适当的条件下,将CO2转化为甲醇、甲醚等有机物,既可降低CO2造成的温室效应对环境的影响,还可得到重要的有机产物。
(1)已知T K时,某恒容密闭容器中存在如下反应:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0,测得容器中不同时刻时各物质的浓度(mol/L)如下表所示:
c(CO2)
c(H2)
c(CH3OCH3)
c(H2O)
开始时
a
b
0
0
10 s时
3
0.5
c
1.5
①若T K时,化学平衡常数K=15,则10 s 时v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”),此时CO2的转化率为________。
②既能提高反应速率,又能提高H2转化率的方法是___________(填序号)。
A.加入过量CO2气体 B.升高温度 C.适当压缩容器体积 D.将CH3OCH3(g) 分离出去
(2)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和y mol H2,发生的反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−50 kJ·mol−1。
①下图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为______(填“a”或“b”),其判断依据是__________________________________。
②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图2所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,容器内的压强与反应开始时的压强之比为____________。
19.已知2A2(g)+B2(g)2C3(g);△H=-Q1 kJ/mol(Q1>0), 在一个有催化剂的容积不变的密闭容器中加入2 molA2和1 molB2,在500℃时充分反应,达平衡后C3的浓度为w mol·L-1,放出热量为Q2 kJ。
(1)达到平衡时, A2的转化率为____________。(用Q1 、Q2表示)
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,A2的转化率将________(填“增大“、“减小”或“不变”)
(3)若在原来的容器中,只加入2mol C3 ,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量Q3 kJ,则Q1、Q2、Q3 之间满足何种关系:Q3=____________。
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是_______
A.v(C3)=2v (B2) B.容器内压强保持不变
C.A2 与 B2 的转化率相等 D.容器内的气体密度保持不变
(5)改变某一条件,得到如图所示的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是____________(填序号)
A.反应速率:c>b>a
B.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
C.T2>T1
(6)若将上述容器改为恒压容容器,起始时加入2 molA2和1 molB2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量Q4 kJ,则Q2__________Q4(填“>”、“<”或“=”)。
20.合成氨是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93.0kJ/mol
(1)某温度下,在2 L密闭容器中发生上述反应,测得数据如下:
时间/h
物质的量/mol
0
1
2
3
4
N2
2.0
1.83
1.7
1.6
1.6
H2
6.0
5.49
5.1
4.8
4.8
NH3
0
0.34
0.6
0.8
0.8
①0~2 h内,v(N2)=____________。
②平衡时,H2的转化率为______;
该温度下,反应2NH3(g)N2(g) + 3H2(g) 的平衡常数K=_______ (mol/L)2。
③若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3的浓度与上表中相同的为_______(填选项字母)。
A.a=l、b=3、c=0 B.a=4、b=12、c=0
C.a=0、b=0、c=4 D.a=l、b=3、c=2
(2)另据报道,常温、常压下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成NH3和O2。已知:H2的燃烧热ΔH=-286.0kJ/mol,则用N2与水反应制NH3的热化学方程式为________________________________。
21.某学习小组利用酸性KMnO4和H2C2O4反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。 实验时,先分别量取KMnO4酸性溶液、H2C2O4溶液,然后倒入大试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。
(1)已知草酸H2C2O4是一种二元弱酸,写出草酸的电离方程式_______________________、__________________________________。
某同学设计了如下实验:
实验编号
H2C2O4溶液
KMnO4溶液
温度/℃
浓度(mol/L)
体积(mL)
浓度(mol/L)
体积(mL)
a
0.10
2.0
0.010
4.0
25
b
0.20
2.0
0.010
4.0
25
c
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(2)探究浓度对化学反应速率影响的组合实验编号是__________,可探究温度对化学反应速率影响的实验编号是__________。
(3)实验a测得混合后溶液褪色的时间为40s,忽略混合前后体积的微小变化,则这段时间内的平均反应速率v(KMnO4)=______ mol·L-1·min-1。
(4)在实验中,草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4酸性溶液反应时,褪色总是先慢后快,褪色速率后来加快的原因可能是__________________________。
参考答案
1.C
【解析】
【详解】
A、化学反应的本质是旧键断裂,新键生成,在化学反应过程中,发生物质变化的同时一定发生能量变化,其中物质变化是基础,选项A正确;
B. “烈火焚烧若等闲”说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化,选项B正确;
C. 石灰石的分解生成氧化钙和二氧化碳是熵增反应,该反应为吸热反应,△H>0,要使△H-T△S<0,反应必须在高温条件下才能自发进行,选项C错误;
D. “要留清白在人间”涉及反应为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应中的化学物质有强电解质碳酸钙、氢氧化钙,弱电解质水和非电解质二氧化碳,选项D正确。答案选C。
2.D
【解析】
【详解】
A、小苏打是碳酸钠属于盐,是强电解质,选项A错误;
B、电解质是水溶液中或熔融状态能导电的化合物,硫酸是强电解质,但在熔融状态下不导电,选项B错误;
C、氯气是单质,既不是电解质,也不是非电解质,选项C错误;
D、甲酸是弱酸,部分电离,加水可以促进平衡向右移动,即促使未电离的甲酸分子继续电离,选项D正确。答案选D。
3.B
【解析】
【分析】
A、根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量并形成C-C键;
B、CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂;
C、催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高平衡转化率;
D、生成 CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH,原子利用率为100%。
【详解】
A、根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,选项A正确;
B、CH4选择性活化変为①过程中,有1个C-H键发生断裂,选项B正确;
C、催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,选项C错误;
D、根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成 CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有 CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,选项D正确;答案选B。
【点睛】
本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变△H不能使化学平衡发生移动。
4.D
【解析】
【详解】
A.反应能否自发取决于焓变和熵变的复合判据,对于吸热反应,在一定温度下也能进行,选项A错误;
B.自发与否由焓变与熵变共同决定,熵减小的化学反应也可能自发进行,选项B错误;
C、有气体生成的反应气体不一定增多,不一定是熵增大的反应,但凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应,选项C错误;
D、同种物质,液态的能量大于固态,则水凝结成冰的过程是放热过程,即△H<0,液态时的熵大于固态时的熵,则水凝结成冰的过程是熵减小的过程,即△S<0,选项D正确。答案选D。
5.D
【解析】
【分析】
根据反应速率取决于氢离子的浓度,浓度越大,反应速率越快,H2体积取决于锌粒的质量;
A.加入NaHSO4固体,增大了H+的浓度,锌粒的物质的量不变;
B.加入CH3COOK固体,结合生成醋酸,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变;
C.滴加少量CuSO4溶液,构成Cu-Zn原电池,反应速率加快,锌粒的物质的量减少;
D.加入少量水,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变。
【详解】
A.加入NaHSO4固体,增大了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则反应速率加快,生成H2体积不变,选项A错误;
B.加入CH3COOK固体,结合生成醋酸,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则v(H2)减小,生成H2体积不变,选项B错误;
C.滴加少量CuSO4溶液,构成Cu-Zn原电池,反应速率加快,锌粒的物质的量减少;则v(H2)增大,生成H2量减少,选项C错误;
D.加入少量水,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则v(H2)减小,生成H2体积不变,选项D正确;答案选D。
【点睛】
本题考查影响化学反应速率的因素,明确氢离子的浓度及锌粒的物质的量的不变是解答本题的关键,注意选项C为解答的难点和易错点,题目难度不大。
6.C
【解析】
【分析】
A.反应为可逆反应,反应物不可能完全转化;
B.达到平衡时,正逆反应速率相等;
C.降低温度,平衡向正反应方向移动;
D.减小压强,平衡向正反应方向移动。
【详解】
A.反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,则2 mol NH3和5 mol O2充分反应,达到平衡时放出热量为453 kJ,选项A错误;
B.达到平衡时,正逆反应速率相等,应为4v正(O2)=5v逆(NO),选项B错误;
C.降低温度,平衡向正反应方向移动,混合气体中NH3含量减小,选项C正确;
D.减小压强,平衡向正反应方向移动,混合气体平均摩尔质量减小,选项D错误;答案选C。
【点睛】
本题考查化学平衡的影响,题目难度中等,本题注意把握可逆反应的特点,注意外界条件对化学平衡的影响。
7.A
【解析】
【详解】
A、保持体积不变,升高温度,平衡一定发生移动,化学平衡常数K一定发生变化,新平衡时氧气的浓度与原平衡不同;
B、保持温度不变,缩小容器体积,平衡逆向移动,该反应的化学平衡常数K=c(O2),温度不变,K值不变,新平衡时氧气的浓度与原平衡相同;
C、保持体积和温度不变,充入一定量的氧气,平衡逆向移动,该反应的化学平衡常数K=c(O2),温度不变,K值不变,新平衡时O2的浓度与原平衡相同;
D、BaO2为固体,加入BaO2,平衡不移动,新平衡时O2的浓度与原平衡相同;答案选A。
8.C
【解析】
【详解】
A.HCl与HA都是一元酸,HCl是强酸,若HA是强酸,则当浓度相等的HCl与HA两溶液,c(H+)HCl=c(H+)HA。若c(H+)HCl约是c(H+)HA的100倍,则c(H+)HA是c(H+)HCl的,则HA不完全电离,因此证明HA为弱酸,选项A正确;
B.若HA是强酸, pH相等的HCl与HA两溶液,c(HA)= c(HCl).=10-pH。若c(HA)约是c(HCl)的100倍,则证明HA只有一部分发生电离,因此HA是弱酸,选项B正确;
C.HCl与HA都是一元酸,HCl是强酸,无论HA是强酸还是弱酸,若浓度相等的HCl与HA两溶液体积相同时,跟镁反应生成氢气HA比HCl都一样多,选项C错误;
D.pH相等的HCl与HA两溶液,则c(H+)相同。当它们体积相同时,n(H+)相同。二者跟镁反应生成氢气HA比HCl多,说明HA能够产生的n(H+),则HA为弱酸,当反应消耗H+后,HAH++A-正向移动,产生更多的H+。因此放出的氢气比HCl多,选项D正确。答案选C。
9.D
【解析】
【详解】
A、H2S为二元弱酸,分步电离,第一步电离方程式为H2SH++HS-,选项A错误;
B、KHSO4在熔融状态下的电离方程式为KHSO4 = K++HSO4-,选项B错误;
C、向稀氨水中滴加少量2mol/LNH4NO3,溶液,c(NH4+)增大,平衡NH3·H2O NH4++OH-逆向移动,温度不变,电离常数不变,选项C错误;
D、常温下,冰醋酸加水稀释的过程中,开始时离子浓度增大,后离子浓度减小,故溶液的导电能力先增大后减小,选项D正确。答案选D。
10.C
【解析】
【详解】
A、因电离平衡常数只与温度有关,则Ka(HCN)在稀释过程中不变,选项A错误;
B、因HCN为弱酸,则HCN溶液加水不断稀释,促进电离,平衡正向移动,电离程度增大,n(H+)增大,但c(H+)不断减小,选项B错误;
C、因Ka(HCN)=,当HCN溶液加水不断稀释,促进电离,c(H+)不断减小,Ka(HF)不变,则增大,选项C正确;
D、因Ka(HCN)=,当HCN溶液加水不断稀释,促进电离,c(CN-)不断减小,Ka(HF)不变,则增大,则减小,选项D错误;答案选C。
11.C
【解析】
试题分析:A、平衡常数是在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,A错误;B、常温下水是液态,不能利用氢气燃烧生成气态水的平衡常数计算液态水分解的平衡常数,B错误;C、平衡常数大小能反应可逆反应进行的程度大小,所以根据平衡常数的相对大小可知常温下,NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2,C正确;D、根据以上分析可知D错误,答案选C。
考点:考查平衡常数的应用
12.D
【解析】
【详解】
A、重铬酸钾溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙红色)+H2O 2H++2CrO42-(黄色),向K2Cr2O7溶液中分别加入5~15滴浓硫酸和5~15滴6mol/L氢氧化钠溶液, 利用溶液中氢离子浓度不同,探究浓度不同对化学平衡的影响,选项A正确;
B、将两份等浓度含有少量酚酞的氨水分别置于冰水浴和40℃热水浴中(忽略NH3的挥发),记录溶液颜色的变化,氨水的电离吸热,温度高电离平衡正向移动,溶液颜色较深,可实验探究温度对平衡的影响,选项B正确;
C、向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸,将产生的气体依次通过饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶,分别除去挥发的氯化氢和干燥,得到纯化的氯气,选项C正确;
D、要证明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好,还要使选择的试剂中阴离子种类相同,所以得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,所以其结论不合理,选项D错误。答案选D。
13.A
【解析】
【分析】
A.A点转化率为0.8,则
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
开始 0.2 0.1 0
转化 0.16 0.08 0.16
平衡 0.04 0.02 0.16
K=;
B.B点转化率为0.85,则平衡时浓度为;
C.达平衡后,若增大容器容积,反应速率减小,平衡逆向移动;
D.T1先达到平衡。
【详解】
A.A点转化率为0.8,则
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
开始 0.2 0.1 0
转化 0.16 0.08 0.16
平衡 0.04 0.02 0.16
K==800(L•mol-1),选项A正确;
B.B点转化率为0.85,则平衡时浓度为=0.03mol/L,选项B错误;
C.达平衡后,若增大容器容积,反应速率减小,平衡逆向移动,且逆反应速率大于正反应速率,与图象不符,选项C错误;
D.T1先达到平衡,则T1>T2,选项D错误;答案选A。
【点睛】
本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握平衡三段法、K的计算及平衡移动为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图象与平衡移动原理的结合,题目难度不大。
14.C
【解析】
【分析】
A.由图可知,相同压强下,T2>T1时,温度高对应的NO2体积分数大,则正反应为吸热反应;
B.A、C两点温度相同,C点NO2的浓度大;
C.质量不变,C点对应压强大,压强增大平衡逆向移动,气体的物质的量小;
D.保持容器体积不变,再充入 N2O4 气体,反应物浓度增大。
【详解】
A.由图可知,相同压强下,T2>T1时,温度高对应的NO2体积分数大,则正反应为吸热反应,则 B 点的平衡常数小于 C 点的平衡常数,选项A错误;
B.A、C两点温度相同,C点压强大体积小NO2的浓度大,二氧化氮为红棕色气体,则A 浅、C深,选项B错误;
C.质量不变,C点对应压强大,压强增大平衡逆向移动,气体的物质的量减小,由M=可知,则A、C两点气体的平均相对分子质量:A<C,选项C正确;
D.保持容器体积不变,再充入 N2O4 气体,反应物浓度增大,平衡正向移动,选项D错误;
答案选C。
【点睛】
本题考查化学平衡的移动,为高频考点,把握温度、压强对平衡的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图象的分析及应用,题目难度不大。
15.A
【解析】
【详解】
HX(g) H2(g)+X2(g)的平衡常数K1为0.1,那么H2(g)+X2(g) HX(g) 的平衡常数K2为10,H2(g)+X2(g) 2HX(g)的平衡常数K3为102=100,.设HX(g)的最大产率x,则有:H2(g)+X2(g) 2HX(g)
1 0 0
x x x
1-x 1-x x
K3==100,得到x=0.83,所以该温度下HX(g)的最大产率接近于83%,答案选A。
16.D
【解析】
【详解】
A、由表中数据可知50s内,△n(PCl3)=0.32mol,v(PCl3)= =0.0016mol/(L•s),选项A错误;
B、由表中数据可知,平衡时n(PCl3)=0.4mol,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol/L,则n′(PCl3)=0.11mol/L×4L=0.44mol,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,即△H>O,选项B错误;
C、对于可逆反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),
开始(mol/L):0.5 0 0
变化(mol/L):0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L): 0.4 0.1 0.1
所以平衡常数k==0.025。
起始时向容器中充入2.0mol PCl5、0.40 molPCl3和0.40 molCl2,起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L,浓度商Qc==0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动,反应达平衡前v(正)>v(逆),选项C错误;
D、等效为起始加入4.0molPCl5,与原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.8mol,即相同温度下,起始时向容器中充入4.0 mol PCl3、和4.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.8mol,参加反应的PCl3的物质的量大于3.2mol,故达到平衡时,PCl3的转化率高于80%,选项D正确;答案选D。
【点睛】
本题考查反应速率、平衡常数计算、平衡移动、等效平衡等,难度中等,注意C中使用等效平衡思想分析,使问题简单化,也可以根据平衡常数计算,但比较麻烦。
17.BG FH DI HCN HNO2 BE CH3COOH + ClO-= HClO + CH3COO-
【解析】
【详解】
(1)强、弱电解质的区别在于其在水溶液中能否完全电离,电解质和非电解质都指的是化合物,D. 干冰、I. 蔗糖本身不电离,又是化合物,所以是非电解质;
A.铜丝是单质,既不是电解质也不是非电解质;C. 稀盐酸、E. 氨水都是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
“酸、碱、盐都是电解质”,所以B. AgI、F. 次氯酸、G. Ba(OH)2·8H2O、H. Fe(OH)2都是电解质,AgI由于溶解度小,所以离子浓度小,虽然溶液导电性弱,但溶解的部分完全电离,所以B. AgI不仅是电解质,而且是强电解质、G. Ba(OH)2·8H2O是强电解质;
F. 次氯酸在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,H. Fe(OH)2在水溶液中部分电离,是弱电解质;故答案为:BG;FH;DI;
(2)①四种酸中HCN的电离平衡常数最小,则HCN酸性最弱,HNO2的电离平衡常数最大,则HNO2酸最强;
②根据醋酸的电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,
A、升高温度,电离程度增大,电离平衡常数增大,选项A错误;
B.加水稀释,电离程度增大,电离平衡常数不变,选项B正确;
C.加少量的CH3COONa固体,电离出的醋酸根对醋酸的电离平衡起抑制作用,电离程度减小,电离平衡常数不变,选项C错误;
D.加少量冰醋酸,则醋酸浓度增大,根据越稀越电离的事实,则电离程度减小,平衡常数不变,选项D错误。
E.加氢氧化钠固体,电离出的氢氧根离子与氢离子的反应,使溶液中氢离子浓度降低,促进醋酸的电离,CH3COOH的电离程度增大,但温度不变,电离平衡常数不变,选项E正确;
答案选BE;
③由于酸性CH3COOH> HClO,根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,醋酸和次氯酸钠溶液能反应,反应的离子方程式为CH3COOH + ClO-= HClO + CH3COO-。
18.> 25% AC a 该反应是放热反应,升高温度平衡向左移动,平衡常数变小 17︰25
【解析】
【详解】
(1)①根据方程式中计量数之比可知,生成的乙醇与水的物质的量之比为1:3,则c=0.5,,反应仍在向右进行,v(正) >v(逆);10s时,消耗的c(CO2)=,a=4,故CO2的转化率为25%;
②A.加入过量CO2气体,反应物浓度增大,反应速率增大,氢气的转化率增大,选项A正确;
B、升高温度反应速率增大,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,氢气的转化率降低,选项B错误;
C.适当压缩容器体积,则压强增大,反应速率增大,平衡向气体体积缩小的正反应方向移动,氢气的转化率增大,选项C正确;
D. 将CH3OCH3(g) 分离出去,生成物的浓度降低,反应速率减小,平衡正向移动,氢气的转化率增大,选项D错误;
答案选AC;
(2)①该反应是放热反应,升高温度不利于反应向右进行,会使平衡常数减小,曲线a符合此特点;
②由图知,当温度在T2时,H2的转化率最高。温度越高反应速率越大,在相同时间内达到平衡状态前,H2的转化率越高,但达到平衡状さ后継卖升温,则反应会向逆反应方向移动,导致H2的转化率降低,由图知b点为平衡态;
2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
反应初始量(mol)2 3 0 0
变化量(mol) 0.8 3×80% 0.8 0.8
平衡态(mol) 1.2 0.6 0.8 0.8
同温同体积时压强比等于物质的量之比,故b点时对应的压强与反应开始时的压强之比=34:5=17:25。
19.Q2/Q1 不变 Q1 - Q2 B A <
【解析】
【分析】
(1)根据放出的热量计算转化的A2的物质的量,进而计算A2的转化率;
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,恒温恒容下,各组分的浓度不变,平衡不移动;
(3)开始通入2molC3等效为开始通入2molA2和1molB2,平衡时相同组分的物质的量相等,相同组分的浓度相等,假设平衡时C3的物质的量为xmol,根据转化的C3计算热量,可得Q1、Q2、Q3之间关系;
(4)可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡;
(5)A.B2的物质的量浓度越大反应速率越快;
B.B2的物质的量越大,A2的转化率越大;
C.正反应是放热反应,在B2相同时,升高温度平衡逆向移动,C3平衡时的体积分数减小;
(6)恒温恒容下,随反应进行压强减小,若将上述容器改为恒压容器,等效在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动。
【详解】
(1)由2A2(g)+B2(g)⇌2C3(g),△H=-Q1 kJ/mol(Q1>0),放出热量为Q2 kJ,则转化的A2的物质的量为2mol×,A2的起始物质的量为2mol,则故A2的转化率为;
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,恒温恒容下,各组分的浓度不变,平衡不移动,A2的转化率不变;
(3)开始通入2molC3等效为开始通入2molA2和1molB2,平衡时相同组分的物质的量相等,相同组分的浓度相等;
假设平衡时C3的物质的量为xmol,原平衡时中Q2 kJ=xmol××Q1 kJ/mol,开始通入2molC3时,Q3kJ=(2-x)mol××Q1 kJ/mol,故Q1=Q2+Q3,则Q3=Q1-Q2;
(4)A.v(C3)=2v (B2),未指明正逆速率,不能确定是否到达平衡,若分别为正逆速率,则到达平衡,若均为正反应速率,始终按该比例关系进行,选项A错误;
B.随反应进行,混合气体物质的量发生变化,恒温恒容下,容器内压强发生变化,但容器内压强保持不变,说明到达平衡,选项B正确;
C.应是v逆(A2)=2v正(B2)时达平衡状态,选项C错误;
D.混合气体总质量不变,容器容积不变,容器内的混合气体密度始终保持不变,选项D错误;
答案选B;
(5)A.B2的物质的量浓度越大反应速率越快,故反应速率c>b>a,选项A正确;
B.B2的物质的量越大,A2的转化率越大,则A2的转化率c>b>a,选项B错误;
C.正反应是放热反应,在B2相同时,升高温度平衡逆向移动,C3平衡时的体积分数减小,故温度的T2
答案选A;
(6)恒温恒容下,随反应进行压强减小,若将上述容器改为恒压容器,等效在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,则Q2
【点睛】
本题考查化学平衡计算及影响因素、化学平衡状态的判断等知识,注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡,注意(3)中热量规律问题,难度中等。
20.0.075mol/(L·h) 20% 69.12 CD 2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530kJ/mol
【解析】
【详解】
(1)①v(N2)= =0.075mol/(L·h);
②平衡时,H2的转化率为×100%=20%,化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各生成物浓度幂指数的乘积与各反应物浓度幂指数的乘积的比。所以K== =69.12;
③若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3比的浓度与上表中相同,则应该一边倒转化,得到的N2物质的量为2mol,H2的物质的量为6mol,NH3的物质的量为0mol。可知C、D符合要求,故选CD;
(2)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)∆H=-93.0KJ/mol; ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-572KJ/mol.①×2-②×3,整理可得:2 N2(g) + 6 H2O (l) = 4 NH3(g) + 3 O2 (g) ΔH = +1530 kJ/mol。
21.H2C2O4 H+ + HC2O4- HC2O4- H+ + C2O42- a和b b和c 0.01 反应生成的Mn2+对该反应有催化作用或该反应为放热反应
【解析】
【详解】
(1)已知草酸H2C2O4是一种二元弱酸,多元弱酸的电离是分步的,故草酸的电离方程式为H2C2O4 H+ + HC2O4-、H2C2O4 H+ + HC2O4-;
(2)根据控制变量设计探究实验方案原则,实验a和b的温度相同,酸性高锰酸钾溶液的浓度、体积均相同,草酸浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L,这组实验的目的是探究浓度对化学反应速率的影响;实验b和c所用试剂的浓度、体积均相同,反应温度分别为25℃、50℃,这组对比实验的目的是探究温度对化学反应速率的影响;
(3)实验a中:2.0mL草酸溶液加入4.0mL酸性高锰酸钾溶液,能稀释后者,设稀释后高锰酸钾的初始浓度为xmol/L,根据题意和稀释定律(c1•V1=c2•V2)可知,0.010 mol•L-1×4.0×10-3L=x mol•L-1×(4.0+2.0)×10-3L,则x=,紫色恰好褪色时高锰酸钾浓度减小为0,则△c(KMnO4) =,而△t=min,由v=可得,v(KMnO4)===0.010 mol•L-1•min-1;
(4)在实验中,草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4酸性溶液反应时,反应生成的Mn2+对该反应有催化作用或该反应为放热反应,故褪色总是先慢后快。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单选题
1.“五千年文化,三千年诗韵。我们的经典从未断流”,明代诗人于谦在《石灰吟》中写道:“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。”这首脍炙人口的诗篇不仅蕴含了深刻的人文精神,还蕴藏了有趣的化学知识,下列有关说法中,错误的是
A.化学反应过程中同时存在着物质变化和能量变化,其中物质变化是基础
B.这首诗说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化
C.石灰石的分解是熵增反应,因此在任何条件下都能自发进行
D.“要留清白在人间”涉及反应中的化学物质有强电解质、弱电解质和非电解质`
2.下列说法正确的是
A.小苏打是弱电解质,其水溶液导电能力很弱
B.硫酸是强电解质,在水溶液和熔融状态下均能导电
C.氯气是非电解质,但氯水能导电
D.甲酸是弱电解质,加水稀释会促进甲酸分子的电离
3.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。(提示:原子利用率=目标生成物的质量/参加反应的所有反应物的质量×100%),下列说法正确的是
A.①→②吸收能量并形成了C―C键
B.CH4→CH3COOH过程中,有C―H键发生断裂
C.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
D.生成CH3COOH总反应的原子利用率小于100%
4.下列关于判断过程的方向的说法正确的是
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.熵减小的化学反应不能自发进行
C.有气体生成的反应一定是熵增大的反应
D.“冰,水为之,而寒于水”,水结冰过程中△H < 0 ,△S < 0
5.一定量的铁片与足量稀硫酸反应,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是
A.加入NaHSO4固体,产生H2速率不变,H2体积不变
B.加入CH3COOK固体,产生H2速率减小,H2体积减小
C.滴加少量CuSO4溶液,产生H2速率变大,H2体积不变
D.加入少量水,产生H2速率减小,H2体积不变
6.一定条件下的密闭容器中有如下反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906 kJ·mol-1,下列叙述正确的是
A.2 mol NH3和5 mol O2充分反应,达到平衡时放出热量为453 kJ
B.平衡时5v正(O2)=4v逆(NO)
C.平衡后降低温度,混合气体中NH3含量减小
D.平衡后减小压强,混合气体平均摩尔质量增大
7.将BaO2放入密闭真空容器中,反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)达到平衡。下列哪些改变可使平衡移动,且新平衡时氧气的浓度与原平衡不同
A.保持体积不变,升高温度 B.保持温度不变,缩小容器的体积
C.保持体积和温度不变,充入一定量的氧气 D.保持体积和温度不变,加入BaO2
8.不能用于判断HA是弱电解质(弱酸)的依据是
A.浓度相等的HCl与HA两溶液,比较c(H+) :HCl约是HA的100倍
B.pH相等的HCl与HA两溶液,c(HA)约是c(HCl)的100倍
C.浓度相等的HCl与HA两溶液体积相同时,跟镁反应生成氢气HA比HCl多
D.pH相等的HCl与HA两溶液体积相同时,跟镁反应生成氢气HA比HCl多
9.下列说法正确的是
A.H2S溶于水的电离方程式为H2S2H++S2-,向H2S溶液中加入少量CuCl2固体,电离平衡正向移动
B.KHSO4在熔融状态下的电离方程式为KHSO4 = K++H++SO42-,向醋酸中加入少量KHSO4固体,电离平衡逆向移动
C.向稀氨水中滴加少量2mol/LNH4NO3,溶液,NH4+与OH- 结合生成NH3·H2O,使平衡正向移动,电离常数增大
D.常温下,冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力先增大后减小
10.氢氰酸(HCN)是一种剧毒类弱酸,具有苦杏仁气味,将其加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是
A.Ka(HCN) B.c(H+) C.c(CN-)/c(HCN) D.C(HCN)/ c(H+)
11.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下:
2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)K2=2×1081
2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K3=4×10-92
以下说法正确的是
A.常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2)
B.常温下,水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为5×10-80
C.常温下,NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.以上说法都不正确
12.下列实验过程不能达到实验目的的是
编号
实验目的
实验过程
A
探究浓度对平衡的影响
各取2mL0.1mol/L的重铬酸钾溶液于两支试管中,分别加入5~15滴浓硫酸和5~15滴6mol/L氢氧化钠溶液, 记录溶液颜色的变化
B
探究温度对平衡的影响
将两份等浓度含有少量酚酞的氨水分别置于冰水浴和40℃热水浴中(忽略NH3的挥发),记录溶液颜色的变化
C
制取并纯化氯气
向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸,将产生的气体依次通过饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶
D
证明催化效果Fe3+>Cu2+
向2支盛有2 mL相同温度,相同浓度H2O2溶液的试管中同时加入5滴氯化铁溶液和硫酸铜溶液,观察实验现象
13.某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2置于容积为10 L的密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是
A.由图甲推断,A点对应温度下该反应的平衡常数为800
B.由图甲推断,B点O2的平衡浓度为0.15 mol·L-1
C.达平衡后,若增大容器容积,则反应速率变化图像可以用图乙表示
D.压强为0.50 MPa时,不同温度下SO2的转化率与温度的关系如图丙所示,则T2>T1
14.反应 N2O4(g)2NO2(g)在温度为 T1、T2(T2>T1)时,平衡体系中 NO2的体积分数随压强变化如下图所示.下列说法正确的是
A.由图可知 B 点的平衡常数大于 C 点的平衡常数
B.A、C 两点气体的颜色:A 深,C 浅
C.A、C 两点气体的平均相对分子质量:A < C
D.保持容器体积不变,再充入 N2O4气体,N2O4的转化率增大
15.在一定温度下,反应HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常数为0.1。若将等物质的量的H2(g)和X2(g)通入体积为1L的密闭容器中,在该温度下HX(g)的最大产率接近于
A.83% B.17% C.5% D.33%
16.温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是
t / s
0
50
150
250
350
n(PCl3) / mol
0
0. 16
0. 19
0. 20
0. 20
A.反应在前50 s 的平均速率ν(Cl2)= 0. 0032 mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)= 0. 13 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1. 0 mol PCl5、0. 20 mol PCl3 和0. 20 mol Cl2 ,反应达到平衡前ν(正)<ν(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2 ,达到平衡时,PCl3 的转化率大于80%
二、综合题
17.(1)下列物质中属于强电解质的是______,属于弱电解质的是______,属于非电解质的是_____。(填字母)
A.铜丝 B.AgI C.稀盐酸 D.干冰 E. 氨水 F. 次氯酸 G. Ba(OH)2·8H2O H. Fe(OH)2 I. 蔗糖
(2)结合表中给出的电离平衡常数回答下列问题:
酸
CH3COOH
HNO2
HCN
HClO
电离平衡常数(Ka)
1.8×10-5
4.6×10-4
5×10-10
3×10-8
①上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是_______、_______(用化学式表示)。
②下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是__________(填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸 E.加氢氧化钠固体
③依上表数据判断醋酸和次氯酸钠溶液能否反应,如果不能反应说出理由,如果能发生反应请写出相应的离子方程式___________________________________。
18.中共十九大报告指出,加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题,也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。在适当的条件下,将CO2转化为甲醇、甲醚等有机物,既可降低CO2造成的温室效应对环境的影响,还可得到重要的有机产物。
(1)已知T K时,某恒容密闭容器中存在如下反应:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0,测得容器中不同时刻时各物质的浓度(mol/L)如下表所示:
c(CO2)
c(H2)
c(CH3OCH3)
c(H2O)
开始时
a
b
0
0
10 s时
3
0.5
c
1.5
①若T K时,化学平衡常数K=15,则10 s 时v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”),此时CO2的转化率为________。
②既能提高反应速率,又能提高H2转化率的方法是___________(填序号)。
A.加入过量CO2气体 B.升高温度 C.适当压缩容器体积 D.将CH3OCH3(g) 分离出去
(2)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和y mol H2,发生的反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−50 kJ·mol−1。
①下图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为______(填“a”或“b”),其判断依据是__________________________________。
②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图2所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,容器内的压强与反应开始时的压强之比为____________。
19.已知2A2(g)+B2(g)2C3(g);△H=-Q1 kJ/mol(Q1>0), 在一个有催化剂的容积不变的密闭容器中加入2 molA2和1 molB2,在500℃时充分反应,达平衡后C3的浓度为w mol·L-1,放出热量为Q2 kJ。
(1)达到平衡时, A2的转化率为____________。(用Q1 、Q2表示)
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,A2的转化率将________(填“增大“、“减小”或“不变”)
(3)若在原来的容器中,只加入2mol C3 ,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量Q3 kJ,则Q1、Q2、Q3 之间满足何种关系:Q3=____________。
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是_______
A.v(C3)=2v (B2) B.容器内压强保持不变
C.A2 与 B2 的转化率相等 D.容器内的气体密度保持不变
(5)改变某一条件,得到如图所示的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是____________(填序号)
A.反应速率:c>b>a
B.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
C.T2>T1
(6)若将上述容器改为恒压容容器,起始时加入2 molA2和1 molB2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量Q4 kJ,则Q2__________Q4(填“>”、“<”或“=”)。
20.合成氨是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93.0kJ/mol
(1)某温度下,在2 L密闭容器中发生上述反应,测得数据如下:
时间/h
物质的量/mol
0
1
2
3
4
N2
2.0
1.83
1.7
1.6
1.6
H2
6.0
5.49
5.1
4.8
4.8
NH3
0
0.34
0.6
0.8
0.8
①0~2 h内,v(N2)=____________。
②平衡时,H2的转化率为______;
该温度下,反应2NH3(g)N2(g) + 3H2(g) 的平衡常数K=_______ (mol/L)2。
③若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3的浓度与上表中相同的为_______(填选项字母)。
A.a=l、b=3、c=0 B.a=4、b=12、c=0
C.a=0、b=0、c=4 D.a=l、b=3、c=2
(2)另据报道,常温、常压下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成NH3和O2。已知:H2的燃烧热ΔH=-286.0kJ/mol,则用N2与水反应制NH3的热化学方程式为________________________________。
21.某学习小组利用酸性KMnO4和H2C2O4反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。 实验时,先分别量取KMnO4酸性溶液、H2C2O4溶液,然后倒入大试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。
(1)已知草酸H2C2O4是一种二元弱酸,写出草酸的电离方程式_______________________、__________________________________。
某同学设计了如下实验:
实验编号
H2C2O4溶液
KMnO4溶液
温度/℃
浓度(mol/L)
体积(mL)
浓度(mol/L)
体积(mL)
a
0.10
2.0
0.010
4.0
25
b
0.20
2.0
0.010
4.0
25
c
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(2)探究浓度对化学反应速率影响的组合实验编号是__________,可探究温度对化学反应速率影响的实验编号是__________。
(3)实验a测得混合后溶液褪色的时间为40s,忽略混合前后体积的微小变化,则这段时间内的平均反应速率v(KMnO4)=______ mol·L-1·min-1。
(4)在实验中,草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4酸性溶液反应时,褪色总是先慢后快,褪色速率后来加快的原因可能是__________________________。
参考答案
1.C
【解析】
【详解】
A、化学反应的本质是旧键断裂,新键生成,在化学反应过程中,发生物质变化的同时一定发生能量变化,其中物质变化是基础,选项A正确;
B. “烈火焚烧若等闲”说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化,选项B正确;
C. 石灰石的分解生成氧化钙和二氧化碳是熵增反应,该反应为吸热反应,△H>0,要使△H-T△S<0,反应必须在高温条件下才能自发进行,选项C错误;
D. “要留清白在人间”涉及反应为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应中的化学物质有强电解质碳酸钙、氢氧化钙,弱电解质水和非电解质二氧化碳,选项D正确。答案选C。
2.D
【解析】
【详解】
A、小苏打是碳酸钠属于盐,是强电解质,选项A错误;
B、电解质是水溶液中或熔融状态能导电的化合物,硫酸是强电解质,但在熔融状态下不导电,选项B错误;
C、氯气是单质,既不是电解质,也不是非电解质,选项C错误;
D、甲酸是弱酸,部分电离,加水可以促进平衡向右移动,即促使未电离的甲酸分子继续电离,选项D正确。答案选D。
3.B
【解析】
【分析】
A、根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量并形成C-C键;
B、CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂;
C、催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高平衡转化率;
D、生成 CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH,原子利用率为100%。
【详解】
A、根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,选项A正确;
B、CH4选择性活化変为①过程中,有1个C-H键发生断裂,选项B正确;
C、催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,选项C错误;
D、根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成 CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有 CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,选项D正确;答案选B。
【点睛】
本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变△H不能使化学平衡发生移动。
4.D
【解析】
【详解】
A.反应能否自发取决于焓变和熵变的复合判据,对于吸热反应,在一定温度下也能进行,选项A错误;
B.自发与否由焓变与熵变共同决定,熵减小的化学反应也可能自发进行,选项B错误;
C、有气体生成的反应气体不一定增多,不一定是熵增大的反应,但凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应,选项C错误;
D、同种物质,液态的能量大于固态,则水凝结成冰的过程是放热过程,即△H<0,液态时的熵大于固态时的熵,则水凝结成冰的过程是熵减小的过程,即△S<0,选项D正确。答案选D。
5.D
【解析】
【分析】
根据反应速率取决于氢离子的浓度,浓度越大,反应速率越快,H2体积取决于锌粒的质量;
A.加入NaHSO4固体,增大了H+的浓度,锌粒的物质的量不变;
B.加入CH3COOK固体,结合生成醋酸,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变;
C.滴加少量CuSO4溶液,构成Cu-Zn原电池,反应速率加快,锌粒的物质的量减少;
D.加入少量水,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变。
【详解】
A.加入NaHSO4固体,增大了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则反应速率加快,生成H2体积不变,选项A错误;
B.加入CH3COOK固体,结合生成醋酸,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则v(H2)减小,生成H2体积不变,选项B错误;
C.滴加少量CuSO4溶液,构成Cu-Zn原电池,反应速率加快,锌粒的物质的量减少;则v(H2)增大,生成H2量减少,选项C错误;
D.加入少量水,减小了H+的浓度,锌粒的物质的量不变,则v(H2)减小,生成H2体积不变,选项D正确;答案选D。
【点睛】
本题考查影响化学反应速率的因素,明确氢离子的浓度及锌粒的物质的量的不变是解答本题的关键,注意选项C为解答的难点和易错点,题目难度不大。
6.C
【解析】
【分析】
A.反应为可逆反应,反应物不可能完全转化;
B.达到平衡时,正逆反应速率相等;
C.降低温度,平衡向正反应方向移动;
D.减小压强,平衡向正反应方向移动。
【详解】
A.反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,则2 mol NH3和5 mol O2充分反应,达到平衡时放出热量为453 kJ,选项A错误;
B.达到平衡时,正逆反应速率相等,应为4v正(O2)=5v逆(NO),选项B错误;
C.降低温度,平衡向正反应方向移动,混合气体中NH3含量减小,选项C正确;
D.减小压强,平衡向正反应方向移动,混合气体平均摩尔质量减小,选项D错误;答案选C。
【点睛】
本题考查化学平衡的影响,题目难度中等,本题注意把握可逆反应的特点,注意外界条件对化学平衡的影响。
7.A
【解析】
【详解】
A、保持体积不变,升高温度,平衡一定发生移动,化学平衡常数K一定发生变化,新平衡时氧气的浓度与原平衡不同;
B、保持温度不变,缩小容器体积,平衡逆向移动,该反应的化学平衡常数K=c(O2),温度不变,K值不变,新平衡时氧气的浓度与原平衡相同;
C、保持体积和温度不变,充入一定量的氧气,平衡逆向移动,该反应的化学平衡常数K=c(O2),温度不变,K值不变,新平衡时O2的浓度与原平衡相同;
D、BaO2为固体,加入BaO2,平衡不移动,新平衡时O2的浓度与原平衡相同;答案选A。
8.C
【解析】
【详解】
A.HCl与HA都是一元酸,HCl是强酸,若HA是强酸,则当浓度相等的HCl与HA两溶液,c(H+)HCl=c(H+)HA。若c(H+)HCl约是c(H+)HA的100倍,则c(H+)HA是c(H+)HCl的,则HA不完全电离,因此证明HA为弱酸,选项A正确;
B.若HA是强酸, pH相等的HCl与HA两溶液,c(HA)= c(HCl).=10-pH。若c(HA)约是c(HCl)的100倍,则证明HA只有一部分发生电离,因此HA是弱酸,选项B正确;
C.HCl与HA都是一元酸,HCl是强酸,无论HA是强酸还是弱酸,若浓度相等的HCl与HA两溶液体积相同时,跟镁反应生成氢气HA比HCl都一样多,选项C错误;
D.pH相等的HCl与HA两溶液,则c(H+)相同。当它们体积相同时,n(H+)相同。二者跟镁反应生成氢气HA比HCl多,说明HA能够产生的n(H+),则HA为弱酸,当反应消耗H+后,HAH++A-正向移动,产生更多的H+。因此放出的氢气比HCl多,选项D正确。答案选C。
9.D
【解析】
【详解】
A、H2S为二元弱酸,分步电离,第一步电离方程式为H2SH++HS-,选项A错误;
B、KHSO4在熔融状态下的电离方程式为KHSO4 = K++HSO4-,选项B错误;
C、向稀氨水中滴加少量2mol/LNH4NO3,溶液,c(NH4+)增大,平衡NH3·H2O NH4++OH-逆向移动,温度不变,电离常数不变,选项C错误;
D、常温下,冰醋酸加水稀释的过程中,开始时离子浓度增大,后离子浓度减小,故溶液的导电能力先增大后减小,选项D正确。答案选D。
10.C
【解析】
【详解】
A、因电离平衡常数只与温度有关,则Ka(HCN)在稀释过程中不变,选项A错误;
B、因HCN为弱酸,则HCN溶液加水不断稀释,促进电离,平衡正向移动,电离程度增大,n(H+)增大,但c(H+)不断减小,选项B错误;
C、因Ka(HCN)=,当HCN溶液加水不断稀释,促进电离,c(H+)不断减小,Ka(HF)不变,则增大,选项C正确;
D、因Ka(HCN)=,当HCN溶液加水不断稀释,促进电离,c(CN-)不断减小,Ka(HF)不变,则增大,则减小,选项D错误;答案选C。
11.C
【解析】
试题分析:A、平衡常数是在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,A错误;B、常温下水是液态,不能利用氢气燃烧生成气态水的平衡常数计算液态水分解的平衡常数,B错误;C、平衡常数大小能反应可逆反应进行的程度大小,所以根据平衡常数的相对大小可知常温下,NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2,C正确;D、根据以上分析可知D错误,答案选C。
考点:考查平衡常数的应用
12.D
【解析】
【详解】
A、重铬酸钾溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙红色)+H2O 2H++2CrO42-(黄色),向K2Cr2O7溶液中分别加入5~15滴浓硫酸和5~15滴6mol/L氢氧化钠溶液, 利用溶液中氢离子浓度不同,探究浓度不同对化学平衡的影响,选项A正确;
B、将两份等浓度含有少量酚酞的氨水分别置于冰水浴和40℃热水浴中(忽略NH3的挥发),记录溶液颜色的变化,氨水的电离吸热,温度高电离平衡正向移动,溶液颜色较深,可实验探究温度对平衡的影响,选项B正确;
C、向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸,将产生的气体依次通过饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶,分别除去挥发的氯化氢和干燥,得到纯化的氯气,选项C正确;
D、要证明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好,还要使选择的试剂中阴离子种类相同,所以得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,所以其结论不合理,选项D错误。答案选D。
13.A
【解析】
【分析】
A.A点转化率为0.8,则
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
开始 0.2 0.1 0
转化 0.16 0.08 0.16
平衡 0.04 0.02 0.16
K=;
B.B点转化率为0.85,则平衡时浓度为;
C.达平衡后,若增大容器容积,反应速率减小,平衡逆向移动;
D.T1先达到平衡。
【详解】
A.A点转化率为0.8,则
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
开始 0.2 0.1 0
转化 0.16 0.08 0.16
平衡 0.04 0.02 0.16
K==800(L•mol-1),选项A正确;
B.B点转化率为0.85,则平衡时浓度为=0.03mol/L,选项B错误;
C.达平衡后,若增大容器容积,反应速率减小,平衡逆向移动,且逆反应速率大于正反应速率,与图象不符,选项C错误;
D.T1先达到平衡,则T1>T2,选项D错误;答案选A。
【点睛】
本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握平衡三段法、K的计算及平衡移动为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图象与平衡移动原理的结合,题目难度不大。
14.C
【解析】
【分析】
A.由图可知,相同压强下,T2>T1时,温度高对应的NO2体积分数大,则正反应为吸热反应;
B.A、C两点温度相同,C点NO2的浓度大;
C.质量不变,C点对应压强大,压强增大平衡逆向移动,气体的物质的量小;
D.保持容器体积不变,再充入 N2O4 气体,反应物浓度增大。
【详解】
A.由图可知,相同压强下,T2>T1时,温度高对应的NO2体积分数大,则正反应为吸热反应,则 B 点的平衡常数小于 C 点的平衡常数,选项A错误;
B.A、C两点温度相同,C点压强大体积小NO2的浓度大,二氧化氮为红棕色气体,则A 浅、C深,选项B错误;
C.质量不变,C点对应压强大,压强增大平衡逆向移动,气体的物质的量减小,由M=可知,则A、C两点气体的平均相对分子质量:A<C,选项C正确;
D.保持容器体积不变,再充入 N2O4 气体,反应物浓度增大,平衡正向移动,选项D错误;
答案选C。
【点睛】
本题考查化学平衡的移动,为高频考点,把握温度、压强对平衡的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图象的分析及应用,题目难度不大。
15.A
【解析】
【详解】
HX(g) H2(g)+X2(g)的平衡常数K1为0.1,那么H2(g)+X2(g) HX(g) 的平衡常数K2为10,H2(g)+X2(g) 2HX(g)的平衡常数K3为102=100,.设HX(g)的最大产率x,则有:H2(g)+X2(g) 2HX(g)
1 0 0
x x x
1-x 1-x x
K3==100,得到x=0.83,所以该温度下HX(g)的最大产率接近于83%,答案选A。
16.D
【解析】
【详解】
A、由表中数据可知50s内,△n(PCl3)=0.32mol,v(PCl3)= =0.0016mol/(L•s),选项A错误;
B、由表中数据可知,平衡时n(PCl3)=0.4mol,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol/L,则n′(PCl3)=0.11mol/L×4L=0.44mol,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,即△H>O,选项B错误;
C、对于可逆反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),
开始(mol/L):0.5 0 0
变化(mol/L):0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L): 0.4 0.1 0.1
所以平衡常数k==0.025。
起始时向容器中充入2.0mol PCl5、0.40 molPCl3和0.40 molCl2,起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L,浓度商Qc==0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动,反应达平衡前v(正)>v(逆),选项C错误;
D、等效为起始加入4.0molPCl5,与原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.8mol,即相同温度下,起始时向容器中充入4.0 mol PCl3、和4.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.8mol,参加反应的PCl3的物质的量大于3.2mol,故达到平衡时,PCl3的转化率高于80%,选项D正确;答案选D。
【点睛】
本题考查反应速率、平衡常数计算、平衡移动、等效平衡等,难度中等,注意C中使用等效平衡思想分析,使问题简单化,也可以根据平衡常数计算,但比较麻烦。
17.BG FH DI HCN HNO2 BE CH3COOH + ClO-= HClO + CH3COO-
【解析】
【详解】
(1)强、弱电解质的区别在于其在水溶液中能否完全电离,电解质和非电解质都指的是化合物,D. 干冰、I. 蔗糖本身不电离,又是化合物,所以是非电解质;
A.铜丝是单质,既不是电解质也不是非电解质;C. 稀盐酸、E. 氨水都是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
“酸、碱、盐都是电解质”,所以B. AgI、F. 次氯酸、G. Ba(OH)2·8H2O、H. Fe(OH)2都是电解质,AgI由于溶解度小,所以离子浓度小,虽然溶液导电性弱,但溶解的部分完全电离,所以B. AgI不仅是电解质,而且是强电解质、G. Ba(OH)2·8H2O是强电解质;
F. 次氯酸在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,H. Fe(OH)2在水溶液中部分电离,是弱电解质;故答案为:BG;FH;DI;
(2)①四种酸中HCN的电离平衡常数最小,则HCN酸性最弱,HNO2的电离平衡常数最大,则HNO2酸最强;
②根据醋酸的电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,
A、升高温度,电离程度增大,电离平衡常数增大,选项A错误;
B.加水稀释,电离程度增大,电离平衡常数不变,选项B正确;
C.加少量的CH3COONa固体,电离出的醋酸根对醋酸的电离平衡起抑制作用,电离程度减小,电离平衡常数不变,选项C错误;
D.加少量冰醋酸,则醋酸浓度增大,根据越稀越电离的事实,则电离程度减小,平衡常数不变,选项D错误。
E.加氢氧化钠固体,电离出的氢氧根离子与氢离子的反应,使溶液中氢离子浓度降低,促进醋酸的电离,CH3COOH的电离程度增大,但温度不变,电离平衡常数不变,选项E正确;
答案选BE;
③由于酸性CH3COOH> HClO,根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,醋酸和次氯酸钠溶液能反应,反应的离子方程式为CH3COOH + ClO-= HClO + CH3COO-。
18.> 25% AC a 该反应是放热反应,升高温度平衡向左移动,平衡常数变小 17︰25
【解析】
【详解】
(1)①根据方程式中计量数之比可知,生成的乙醇与水的物质的量之比为1:3,则c=0.5,,反应仍在向右进行,v(正) >v(逆);10s时,消耗的c(CO2)=,a=4,故CO2的转化率为25%;
②A.加入过量CO2气体,反应物浓度增大,反应速率增大,氢气的转化率增大,选项A正确;
B、升高温度反应速率增大,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,氢气的转化率降低,选项B错误;
C.适当压缩容器体积,则压强增大,反应速率增大,平衡向气体体积缩小的正反应方向移动,氢气的转化率增大,选项C正确;
D. 将CH3OCH3(g) 分离出去,生成物的浓度降低,反应速率减小,平衡正向移动,氢气的转化率增大,选项D错误;
答案选AC;
(2)①该反应是放热反应,升高温度不利于反应向右进行,会使平衡常数减小,曲线a符合此特点;
②由图知,当温度在T2时,H2的转化率最高。温度越高反应速率越大,在相同时间内达到平衡状态前,H2的转化率越高,但达到平衡状さ后継卖升温,则反应会向逆反应方向移动,导致H2的转化率降低,由图知b点为平衡态;
2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
反应初始量(mol)2 3 0 0
变化量(mol) 0.8 3×80% 0.8 0.8
平衡态(mol) 1.2 0.6 0.8 0.8
同温同体积时压强比等于物质的量之比,故b点时对应的压强与反应开始时的压强之比=34:5=17:25。
19.Q2/Q1 不变 Q1 - Q2 B A <
【解析】
【分析】
(1)根据放出的热量计算转化的A2的物质的量,进而计算A2的转化率;
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,恒温恒容下,各组分的浓度不变,平衡不移动;
(3)开始通入2molC3等效为开始通入2molA2和1molB2,平衡时相同组分的物质的量相等,相同组分的浓度相等,假设平衡时C3的物质的量为xmol,根据转化的C3计算热量,可得Q1、Q2、Q3之间关系;
(4)可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡;
(5)A.B2的物质的量浓度越大反应速率越快;
B.B2的物质的量越大,A2的转化率越大;
C.正反应是放热反应,在B2相同时,升高温度平衡逆向移动,C3平衡时的体积分数减小;
(6)恒温恒容下,随反应进行压强减小,若将上述容器改为恒压容器,等效在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动。
【详解】
(1)由2A2(g)+B2(g)⇌2C3(g),△H=-Q1 kJ/mol(Q1>0),放出热量为Q2 kJ,则转化的A2的物质的量为2mol×,A2的起始物质的量为2mol,则故A2的转化率为;
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,恒温恒容下,各组分的浓度不变,平衡不移动,A2的转化率不变;
(3)开始通入2molC3等效为开始通入2molA2和1molB2,平衡时相同组分的物质的量相等,相同组分的浓度相等;
假设平衡时C3的物质的量为xmol,原平衡时中Q2 kJ=xmol××Q1 kJ/mol,开始通入2molC3时,Q3kJ=(2-x)mol××Q1 kJ/mol,故Q1=Q2+Q3,则Q3=Q1-Q2;
(4)A.v(C3)=2v (B2),未指明正逆速率,不能确定是否到达平衡,若分别为正逆速率,则到达平衡,若均为正反应速率,始终按该比例关系进行,选项A错误;
B.随反应进行,混合气体物质的量发生变化,恒温恒容下,容器内压强发生变化,但容器内压强保持不变,说明到达平衡,选项B正确;
C.应是v逆(A2)=2v正(B2)时达平衡状态,选项C错误;
D.混合气体总质量不变,容器容积不变,容器内的混合气体密度始终保持不变,选项D错误;
答案选B;
(5)A.B2的物质的量浓度越大反应速率越快,故反应速率c>b>a,选项A正确;
B.B2的物质的量越大,A2的转化率越大,则A2的转化率c>b>a,选项B错误;
C.正反应是放热反应,在B2相同时,升高温度平衡逆向移动,C3平衡时的体积分数减小,故温度的T2
(6)恒温恒容下,随反应进行压强减小,若将上述容器改为恒压容器,等效在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,则Q2
本题考查化学平衡计算及影响因素、化学平衡状态的判断等知识,注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡,注意(3)中热量规律问题,难度中等。
20.0.075mol/(L·h) 20% 69.12 CD 2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530kJ/mol
【解析】
【详解】
(1)①v(N2)= =0.075mol/(L·h);
②平衡时,H2的转化率为×100%=20%,化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各生成物浓度幂指数的乘积与各反应物浓度幂指数的乘积的比。所以K== =69.12;
③若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3比的浓度与上表中相同,则应该一边倒转化,得到的N2物质的量为2mol,H2的物质的量为6mol,NH3的物质的量为0mol。可知C、D符合要求,故选CD;
(2)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)∆H=-93.0KJ/mol; ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-572KJ/mol.①×2-②×3,整理可得:2 N2(g) + 6 H2O (l) = 4 NH3(g) + 3 O2 (g) ΔH = +1530 kJ/mol。
21.H2C2O4 H+ + HC2O4- HC2O4- H+ + C2O42- a和b b和c 0.01 反应生成的Mn2+对该反应有催化作用或该反应为放热反应
【解析】
【详解】
(1)已知草酸H2C2O4是一种二元弱酸,多元弱酸的电离是分步的,故草酸的电离方程式为H2C2O4 H+ + HC2O4-、H2C2O4 H+ + HC2O4-;
(2)根据控制变量设计探究实验方案原则,实验a和b的温度相同,酸性高锰酸钾溶液的浓度、体积均相同,草酸浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L,这组实验的目的是探究浓度对化学反应速率的影响;实验b和c所用试剂的浓度、体积均相同,反应温度分别为25℃、50℃,这组对比实验的目的是探究温度对化学反应速率的影响;
(3)实验a中:2.0mL草酸溶液加入4.0mL酸性高锰酸钾溶液,能稀释后者,设稀释后高锰酸钾的初始浓度为xmol/L,根据题意和稀释定律(c1•V1=c2•V2)可知,0.010 mol•L-1×4.0×10-3L=x mol•L-1×(4.0+2.0)×10-3L,则x=,紫色恰好褪色时高锰酸钾浓度减小为0,则△c(KMnO4) =,而△t=min,由v=可得,v(KMnO4)===0.010 mol•L-1•min-1;
(4)在实验中,草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4酸性溶液反应时,反应生成的Mn2+对该反应有催化作用或该反应为放热反应,故褪色总是先慢后快。
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