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【化学】安徽省凤阳县博文国际学校2018-2019学年高二上学期期中模拟检测(解析版)
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安徽省凤阳县博文国际学校2018-2019学年高二上学期期中模拟检测
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间:90分钟。
一、单选题(共22小题,每小题2分,共44分)
1.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
2.N2(g) 与H2(g) 在铁催化剂表面经历如图过程生成NH3(g),下列说法正确的是( )
A. Ⅰ中1 129 kJ为该反应过程的活化能
B. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=2(324+389+460﹣1129)kJ·mol-1
C. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为放热过程
D. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH>0
3.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量 280 kJ,断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )
A. -1 780 kJ·mol-1 B. -1 220 kJ·mol-1
C. -450 kJ·mol-1 D. +430 kJ·mol-1
4.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g);2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此推断在相同条件下,下列说法不正确的是( )
A. 56 g CO和32 g O2所具有的总能量之和大于88 g CO2所具有的总能量
B. 12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
C. 12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D. 将两份质量相等的碳完全燃烧,生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多
5.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,由此判断下列热化学方程式书写正确的是( )
A. KOH(aq)+H2SO4(浓)===K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. HCN(aq)+KOH(aq)=== KCN(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D. HCl(aq)+NaOH(aq)=== NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
6.将V1mL 1.00 mol·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=50 mL)。下列叙述正确的是( )
A. 做该实验时环境温度为22 ℃
B. 该实验表明化学能可以转化为热能
C. NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1
D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
7.101 kPa时,S(s)+O2(g)====SO2(g)ΔH=﹣297.23 kJ•。据此分析,下列说法中不正确的是( )
A. S的燃烧热为297.23 kJ•
B. S升华是吸热过程
C. 形成1 mol SO2的化学键释放的总能量大于断裂1 mol S(s)和1 mol O2(g)的化学键所吸收的总能量
D. S(g)+O2(g)====SO2(g)放出的热量小于297.23 kJ
8.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A. 已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
B. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出小于57.3 kJ的热量
C. 已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=a2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=b,则a>b
D. 已知P(白磷,s)===P(红磷,s) ΔH<0,则白磷比红磷稳定
9.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1。
设氢气和丙烷的混合气体5 mol完全燃烧时放出热量3 847 kJ,则混合气体中氢气与丙烷的体积比是( )
A. 1∶3 B. 3∶1 C. 1∶4 D. 1∶1
10.在下列各说法中,正确的是( )
A. ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
B. 热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C. 1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D. 1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
11.一定条件下,在2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量的O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,若反应进行到前2 min末时,容器中n(SO2)为( )
A. 1.6 mol B. 1.2 mol C. 大于1.6 mol D. 小于1.2 mol
12.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表,v的单位为(mmol·L-1·min-1)。下列判断错误的是( )
A. 318.2 K,蔗糖起始浓度为0.400 mol·L-1,10 min后蔗糖浓度略大于0.376 mol·L-1
B.bK时,若蔗糖的浓度为0.35 mol·L-1,则v= 1.26 mmol·L-1·min-1
C.b< 318.2
D. 若同时改变反应温度和蔗糖的浓度,则v肯定变化
13.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向a中加少量CuSO4溶液组成原电池,下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
14.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸(足量)反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成H2的总量,可使用如下方法中的:①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸 ⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸( )
A. ①⑥⑦ B. ③⑤⑧⑨ C. ③⑦⑧ D. ③⑦⑧⑨
15.四个试管中都装有5 mL 0.1 mol•L﹣1Na2S2O3溶液,分别在不同温度下加入0.1 mol•
L﹣1硫酸和一定量的水,最先出现浑浊的是( )
A. 20℃,5 mL硫酸,2 mL水
B. 20℃,4 mL硫酸,3 mL水
C. 30℃,4 mL硫酸,3 mL水
D. 30℃,5 mL硫酸,2 mL水
16.下列有关反应速率的说法正确的是( )
A. 相同条件下,Mg、Al分别与同浓度的盐酸反应的速率相同
B. 用铁片与稀硫酸反应制取H2时,改用98%的浓H2SO4可以加快反应速率
C. 100 mL 1 mol·L-1的稀盐酸与锌片反应,加入适量的NaCl溶液,反应速率减小
D. 在一定条件下固定容积的容器中,发生合成NH3的反应,充入He,反应速率增大
17.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol,下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A. 体系压强保持不变
B. 混合气体颜色保持不变
C. SO3和NO的体积比保持不变
D. 每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
18.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断错误的是( )
A.x=1
B. 2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C. B的转化率为50%
D. 若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应达到平衡状态
19.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是 ( )
A. 平均相对分子质量 B. SO3(g)的转化率
C. D.
20.一定温度下,向一个一定容积的密闭容器中放入2 mol X和3 mol Y,发生反应:X(g)+Y(g)mZ(g)+nR(g),达平衡时,Z的体积分数为φ1,维持温度不变,若把3 mol X和2 mol Y放入另一体积相同的密闭容器,达平衡时,Z的体积分数为φ2,则φ1与φ2的关系为( )
A. φ1>φ2 B. φ1<φ2 C. φ1=φ2 D. 无法判断
21.α1和α2,c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g)2NO2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列判断正确的是( )
A.α1、α2均减小,c1、c2均增大
B.α1、α2均增大,c1、c2均减小
C.α1减小,α2增大,c1、c2均增大
D.α1减小,α2增大,c1增大,c2减小
22.如图,关闭活塞K,向A中充入1 mol X、1 mol Y,向B中充入2 mol X、2 mol Y,此时A的容积是aL,B的容积是2aL。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生下述反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g) ΔH<0。A保持恒压,B保持恒容。达平衡时,A的体积为1.4aL。下列说法错误的是( )
A. 反应速率:v(B)>v(A)
B. A容器中X的转化率为80%
C. 若打开K,则A的体积变为2.6aL
D. 平衡时Y的体积分数:A 二、实验题(共3小题 ,共56分)
23.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3 ΔH< 0,已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91%。试回答:
(1)在生产中常用过量的空气,是为了______________________________________________;
(2)加热到400 ℃~500 ℃,是由于_______________________________;
(3)压强采用________,原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,是因为______________________________________
__________________________________;
(5)尾气中的SO2必须回收,是为了_________________________________________________
_______________________。
24.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验方法进行探究。
(1)取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验,实验报告如下表所示(现象和结论略)。
①实验1、2研究的是__________对H2O2分解速率的影响。
②实验2、3的目的是_______________对H2O2分解速率的影响。
(2)查文献可知,Cu2+对H2O2分解也有催化作用,为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察_______,定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是_________。
②定量分析:如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是__________。
(3)酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快。对此展开讨论:
①某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是______热反应,导致_______________;
②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是________的影响。要证明你的猜想,实验方案是________________。
25.盐酸或硫酸和NaOH溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明NaOH溶液与盐酸或硫酸发生了反应,从中和反应的热效应出发,设计了下面几种实验方案。请回答有关问题:
(1)方案一:如图1装好实验装置,图中小试管用细线吊着,细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始,向下插细铁丝,使小试管内盐酸和广口瓶内NaOH溶液混合,此时观察到的现象是__________________________________________,
原因是________________________________________________________________________。
(2)方案二:该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与盐酸混合前后有温度的变化,则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的NaOH溶液和盐酸各10 mL混合,用温度计测量反应前后温度的变化,测得的部分数据如下表:
则x=______。
(3)若HNO3(aq)+NaOH(aq)===NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;
现有:①稀H2SO4与Ba(OH)2(aq) ②浓H2SO4与Ba(OH)2(aq) ③稀HNO3与Ba(OH)2(aq)反应生成1 mol H2O(l)的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者由小到大的关系为______________________。
参考答案
1.【答案】C
【解析】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;根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂,B错误;由图Ⅲ可知,生成物是CO2,具有极性共价键,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,D错误。答案选C。
2.【答案】C
【解析】Ⅰ中1 129 kJ为该反应正反应的活化能,逆反应的活化能为(324+389+460)kJ,该反应过程的活化能为1129 kJ﹣(324+389+460)kJ,故A错误;由图可知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=2 kJ·mol-1,故B错误;Ⅰ为共价键的断裂、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为共价键的形成,图像中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个过程均是能量降低的变化,所以是放热过程,故C正确;由图可知最终反应物的能量高于生成物的能量,是放热反应,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0,故D错误;故选C。
3.【答案】B
【解析】利用ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算。
ΔH=280 kJ·mol-1+3×160 kJ·mol-1-6×330 kJ·mol-1=-1 220 kJ·mol-1,可知B项正确。
4.【答案】B
【解析】根据两个热化学反应都是放热反应得出:反应物的总能量大于生成物的总能量,故由2C(s)+O2(g)2CO(g)为放热反应,可知12 g C与16 g O2的总能量大于28 g CO的总能量,B项错;由于2CO(g)+O2(g)2CO2(g)为放热反应,56 g CO与32 g O2的总能量大于88 g CO2的总能量,故A项正确;由常识知C燃烧生成CO2也是放热反应,且充分燃烧时放出的热量比不充分燃烧时放热多,故C、D项正确。
5.【答案】D
【解析】57.3 kJ·mol-1是稀的强酸与强碱生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时对应的中和热,当参加反应的酸或碱为弱电解质时,电离时需吸收热量,放出的热量小于57.3 kJ,ΔH>-57.3 kJ·mol-1;当反应中有沉淀生成时,生成沉淀也会增加放出热量,ΔH<-57.3 kJ·mol-1。A中浓硫酸溶于水放热,与KOH溶液中和生成1 mol水时放出的热量应大于57.3 kJ,ΔH<-57.3 kJ·mol-1,错误;B中生成1 mol H2O和mol BaSO4沉淀,反应热包含了沉淀热效应,放出热量大于57.3 kJ,ΔH<-57.3 kJ·mol-1,错误;C中HCN为弱电解质,电离时需吸收热量,与强碱发生中和反应时,放出的热量小于57.3 kJ,ΔH>-57.3 kJ·mol-1,错误;D为强酸、强碱发生中和反应,生成可溶性盐,放出的热量等于57.3 kJ,正确。
6.【答案】B
【解析】从图中曲线可以看出,温度为22 ℃时,V1为5 mL,则V2为45 mL,此时已经开始发生反应,所以室温一定低于22 ℃,A错误;曲线随V1增多而升高,随反应的进行,生成更多水,溶液温度升高,说明反应放热,化学能可以转化为热能,B正确;当V1=30 mL 时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.5 mol·L-1,C错误;本实验只能证明稀的强酸与强碱生成时1 mol液态水和可溶性盐时反应放热,其他生成水的反应,反应物可以各种各样,热效应不一定与之相同,D错误。
7.【答案】D
【解析】SO2为稳定氧化物,S的燃烧热为297.23 kJ•,故A正确;相同质量的同种物质,气态时具有的能量大于固态,S升华是从固态转化为气态是吸热过程,故B正确;该反应为放热反应,则形成1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂1 mol S(s)和1 mol O2(g)的化学键所吸收的总能量,故C正确;气态硫具有能量大于固态硫具有能量,产物相同,则气态硫反应放出的热量大于固态硫反应,故大于297.23 kJ,故D错误。故选D。
8.【答案】B
【解析】燃烧热定义中强调1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,液态的水稳定性强于气态的水,A项错误;醋酸是弱酸,电离时要吸收热量,B项正确;1 mol碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧时放出的热量,C项错误;白磷转化为红磷要放出热量,则红磷含有的能量低,稳定,D项错误。
9.【答案】B
【解析】 本题为反应热和混合物的计算问题。
方法一:常规解法——列方程组。设混合气体中氢气和丙烷的物质的量分别为x和y,由燃烧的热化学方程式可知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,丙烷的燃烧热为2 220 kJ·mol-1,则可得下列方程组:
解得x≈3.75 mol,y≈1.25 mol。
方法二:估算法(仅适用于选择题)。由题意可知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,C3H8的燃烧热为2 220 kJ·mol-1,5 mol混合气体完全燃烧共放出3 847 kJ的热量。由此可得C3H8的物质的量一定小于2 mol,则H2的物质的量一定大于3 mol,故H2与C3H8的体积比一定大于3∶2,从而选出正确答案。
10.【答案】B
【解析】ΔH>0表示吸热反应,ΔH<0表示放热反应,A错误,B正确;“中和热”是指在稀溶液中,酸和碱发生中和反应,生成1 mol液态水时放出的热量,1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol水,放出的热大于中和热,C错误;燃烧热是指在25 ℃、101 kPa下,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,在101 kPa时,1 mol H2与0.5 mol O2反应,生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热,题中没有说明生成的水的聚集状态,D错误。
11.【答案】D
【解析】根据化学反应速率的概念可知,进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,此时反应的速率为v(SO2)===0.2 mol··;反应进行到前2 min末时设二氧化硫物质的量为x,依据速率定义可得v′(SO2)==;进行到2 min时的物质浓度大于4 min时的物质的浓度,所以反应时4 min的反应速率小于2 min的反应速率,即v′(SO2)==>0.2 mol··;整理得,x<1.2 mol;
故选D。
12.【答案】D
【解析】A项根据表格的数据可知:温度不变时,蔗糖的浓度越大,水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知:在328.2 K时,蔗糖的浓度每减小0.100 mol·L-1,水解速率减小
1.50 mmol·。根据该规律,所以在温度是318.2 K时,蔗糖的浓度每减小
0.100 mol ·L-1,水解速率减小0.60 mmol·。所以在温度是318.2 K、浓度是0.400 mol·L-1时,水解的速率a=3.00-0.60=2.40 mmol·,10 min后蔗糖浓度减小2.40 mmol·×10 min=0.024 mol·L-1,但随着反应进行,水解的速率逐渐减小,则10 min内蔗糖浓度减小值小于0.024 mol·L-1,所以10 min后蔗糖浓度略大于0.376 mol·L-1,故A正确;B项,bK时,蔗糖的浓度每减小0.100 mol· L-1,水解速率减小0.36 mmol·。则当蔗糖的浓度为0.35 mol·L-1,v= 1.26 mmol·L-1·min-1,故B正确;C项,在物质的浓度不变时,温度升高,水解速率加快,温度降低,水解速率减慢。由于在物质的浓度为0.600 mol·L-1时,当318.2 K时水解速率是3.60 mmol·L-1·min-1,现在该反应的速率为2.16 mmol·L-1·min-1小于3.60 mmol·L-1·min-1,所以反应温度低于318.2 K,即b<318.2,故C正确;D项,根据表中的数据可知:温度升高,水解速率越快,浓度越高,水解速率也越快,同时改变反应物的浓度和反应的温度,若二者对反应速率的影响趋势相反,并能相互抵消,反应速率也可能不变,故D错误;故选D。
13.【答案】A
【解析】等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,发生的反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu,铜﹣锌﹣稀硫酸形成原电池,反应速率增大,反应用时小于b,但生成的氢气少,也少于b,图像应为A。故选A。
14.【答案】C
【解析】①加H2O,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;②加NaOH固体,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;③滴入几滴浓盐酸,c(H+)增大,反应速率加快,故正确;④加CH3COONa固体,生成醋酸,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;⑤加NaCl溶液,c(H+)浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,c(H+)浓度增大,反应速率加快,故正确;⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸,反应不生成氢气,故错误。故选C。
15.【答案】D
【解析】温度对反应速率的影响比浓度对反应速率的影响更大,所以温度越高,速率越大;温度相同时,浓度越大速率越大;30 ℃,5 mL硫酸,2 mL水时温度最高,加入的硫酸多,水少,所以硫酸和Na2S2O3浓度最大,所以速率最快,最先出现浑浊,故D符合题意,故选D。
16.【答案】C
【解析】Mg比Al活泼,与同浓度的盐酸反应速率快,A项错误;常温下,铁遇浓H2SO4发生钝化,不会产生H2,B项错误;加入NaCl溶液,盐酸浓度减小,反应速率减小,C项正确;向体积固定的容器中充入稀有气体,反应体系中各溶液的浓度不变,反应速率不变,D项错误。
17.【答案】B
【解析】由于该反应为前后气体体积相等的反应,体系的压强始终保持不变,故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡状态的标志,A错误;SO3与NO的体积比始终保持1∶1,C错误;消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应,D错误。
18.【答案】C
【解析】
由题意得: 2a=0.8 mol,a=0.4 mol。
=0.2 mol·L-1,x=1,A正确;B项,v(A)===0.3 mol·L-1·min-1;C项,α(B)=×100%=40%;D项,由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变,所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。
19.【答案】B
【解析】A项,再充入SO3,在相当于原来的基础上增大压强,平衡逆向移动,气体总质量不变,气体总物质的量的减小,平均摩尔质量增大,故错误;B项,根据选项A的分析,SO3的转化率降低,故正确;C项,根据选项A的分析,c(SO3)增加,c(SO2)降低,因此两者比值增大,故错误;D项,此比值是化学平衡常数的倒数,化学平衡常数只受温度的影响,跟温度、压强等无关,故错误。
20.【答案】C
【解析】维持温度不变把起始时2 mol X和3 mol Y换成3 mol X和2 mol Y,X和Y两种气体的浓度虽然各不相同,但它们的计量数相同,达到平衡时参与反应的量取决于最小者,即2 mol X和2 mol Y反应生成Z,生成的Z的量是相同的,容器体积不变,Z的体积分数相同,C正确。
21.【答案】C
【解析】在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,在体积不变的情况下,相当于增大压强,对反应N2O4(g)2NO2(g),增大压强平衡逆向移动,所以α1减小,而反应3O2(g)2O3(g)增大压强,平衡正向移动,所以α2增大,但平衡时反应物和生成物的浓度都比原平衡的浓度大,则c1、c2均增大,故选C。
22.【答案】C
【解析】A项,由于B中反应物浓度大于A,所以v(B)>
v(A);B项,
由题意得:=1.4 b=0.8 mol
所以α(X)=×100%=80%;
C项,若打开K,整个体系中与A中的百分含量一样。设总体积为m,则=,m=4.2aL。所以A的体积应变为4.2aL-2aL=2.2aL;D项,由于B中压强大,平衡左移,所以B中Y的体积分数大。
23.【答案】(1)增大O2浓度,提高SO2的转化率
(2)保证催化剂活性达到所需要的最佳温度,以提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压 常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%,若再加压,对设备及动力系统要求高,成本高
(4)用水吸收SO3易形成酸雾,吸收速率慢 (5)减少对环境的污染
【解析】(1)增大O2浓度,平衡正向移动,可提高SO2的转化率。
(2)此反应为放热反应,温度升高不利于合成SO3;温度过低会使反应速率减慢,因此选择适宜的温度以保证催化剂活性达到最高,提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%;再加压,平衡也能正向移动,提高转化率;但对设备及动力系统要求高,成本高,投入比产出更多。
24.【答案】(1) ①温度 ②不同催化剂(或比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂) (2) ①产生气泡的快慢 对照实验只有一条件不同(或避免由于阴离子不同造成的干扰)(或其他合理答案) ②收集40 mL O2所需的时间 (3) ①放 溶液温度升高,反应速率加快 ②催化剂(或生成的Mn2+催化作用) 取两组等浓度等体积的酸性KMnO4和草酸溶液实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,比较反应速率
【解析】(1)①分析实验1、2知实验1、2中其他条件相同,只有温度不同,故实验1、2研究的是温度对H2O2分解速率的影响;②实验2、3中其他条件相同,只是实验2的催化剂为FeCl3,实验3的催化剂为MnO2,故实验2、3的目的是 比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂对H2O2分解速率影响的差异(或比较FeCl3溶液和MnO2对H2O2分解的催化效果)。(2)①为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,由于催化剂不同,催化效果不同,反应速率不同,产生的气泡快慢不同,故可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。硫酸铜和氯化铁两种催化剂中阴离子是不同的,为排除阴离子的干扰,将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是控制阴离子相同,排除阴离子的干扰。②定量分析:实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需时间。(3)①实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,则可能的原因是KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快;②实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,从影响化学反应速率的因素看,还可能是催化剂(Mn2+的催化作用)的影响。要证明该猜想的实验方案是用两组酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液作对比实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,看反应速率快慢。
25.【答案】(1)U形管内液面左边下降、右边升高 盐酸和NaOH发生中和反应放出热量,使瓶内气体温度升高,压强增大
(2)7 (3)ΔH2<ΔH1<ΔH3
【解析】(1)盐酸和NaOH发生中和反应放出热量,使瓶内气体温度升高,压强增大,U形管内液面左边下降、右边升高。
(2)实验2中NaOH的浓度增加为实验1的2倍,生成水的物质的量是实验1中的2倍,溶液升高的温度也应该是实验1的2倍,即温度差是7 ℃。
(3)57.3 kJ·mol-1是稀的强酸与强碱生成1 mol H2O(1)和可溶性盐时对应的中和热,当反应中有沉淀生成时,生成沉淀也会增加放出热量,ΔH1<-57.3 kJ·mol-1;浓硫酸溶于水放出热量更多,ΔH2<-57.3 kJ·mol-1;相比生成硫酸钡沉淀放出的热,浓硫酸溶于水放出热量更多,综合可得ΔH2<ΔH1<ΔH3。
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间:90分钟。
一、单选题(共22小题,每小题2分,共44分)
1.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
2.N2(g) 与H2(g) 在铁催化剂表面经历如图过程生成NH3(g),下列说法正确的是( )
A. Ⅰ中1 129 kJ为该反应过程的活化能
B. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=2(324+389+460﹣1129)kJ·mol-1
C. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为放热过程
D. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH>0
3.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量 280 kJ,断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )
A. -1 780 kJ·mol-1 B. -1 220 kJ·mol-1
C. -450 kJ·mol-1 D. +430 kJ·mol-1
4.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g);2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此推断在相同条件下,下列说法不正确的是( )
A. 56 g CO和32 g O2所具有的总能量之和大于88 g CO2所具有的总能量
B. 12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
C. 12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D. 将两份质量相等的碳完全燃烧,生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多
5.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,由此判断下列热化学方程式书写正确的是( )
A. KOH(aq)+H2SO4(浓)===K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. HCN(aq)+KOH(aq)=== KCN(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D. HCl(aq)+NaOH(aq)=== NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
6.将V1mL 1.00 mol·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=50 mL)。下列叙述正确的是( )
A. 做该实验时环境温度为22 ℃
B. 该实验表明化学能可以转化为热能
C. NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1
D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
7.101 kPa时,S(s)+O2(g)====SO2(g)ΔH=﹣297.23 kJ•。据此分析,下列说法中不正确的是( )
A. S的燃烧热为297.23 kJ•
B. S升华是吸热过程
C. 形成1 mol SO2的化学键释放的总能量大于断裂1 mol S(s)和1 mol O2(g)的化学键所吸收的总能量
D. S(g)+O2(g)====SO2(g)放出的热量小于297.23 kJ
8.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A. 已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
B. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出小于57.3 kJ的热量
C. 已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=a2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=b,则a>b
D. 已知P(白磷,s)===P(红磷,s) ΔH<0,则白磷比红磷稳定
9.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1。
设氢气和丙烷的混合气体5 mol完全燃烧时放出热量3 847 kJ,则混合气体中氢气与丙烷的体积比是( )
A. 1∶3 B. 3∶1 C. 1∶4 D. 1∶1
10.在下列各说法中,正确的是( )
A. ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
B. 热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C. 1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D. 1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
11.一定条件下,在2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量的O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,若反应进行到前2 min末时,容器中n(SO2)为( )
A. 1.6 mol B. 1.2 mol C. 大于1.6 mol D. 小于1.2 mol
12.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表,v的单位为(mmol·L-1·min-1)。下列判断错误的是( )
A. 318.2 K,蔗糖起始浓度为0.400 mol·L-1,10 min后蔗糖浓度略大于0.376 mol·L-1
B.bK时,若蔗糖的浓度为0.35 mol·L-1,则v= 1.26 mmol·L-1·min-1
C.b< 318.2
D. 若同时改变反应温度和蔗糖的浓度,则v肯定变化
13.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向a中加少量CuSO4溶液组成原电池,下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
14.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸(足量)反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成H2的总量,可使用如下方法中的:①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸 ⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸( )
A. ①⑥⑦ B. ③⑤⑧⑨ C. ③⑦⑧ D. ③⑦⑧⑨
15.四个试管中都装有5 mL 0.1 mol•L﹣1Na2S2O3溶液,分别在不同温度下加入0.1 mol•
L﹣1硫酸和一定量的水,最先出现浑浊的是( )
A. 20℃,5 mL硫酸,2 mL水
B. 20℃,4 mL硫酸,3 mL水
C. 30℃,4 mL硫酸,3 mL水
D. 30℃,5 mL硫酸,2 mL水
16.下列有关反应速率的说法正确的是( )
A. 相同条件下,Mg、Al分别与同浓度的盐酸反应的速率相同
B. 用铁片与稀硫酸反应制取H2时,改用98%的浓H2SO4可以加快反应速率
C. 100 mL 1 mol·L-1的稀盐酸与锌片反应,加入适量的NaCl溶液,反应速率减小
D. 在一定条件下固定容积的容器中,发生合成NH3的反应,充入He,反应速率增大
17.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol,下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A. 体系压强保持不变
B. 混合气体颜色保持不变
C. SO3和NO的体积比保持不变
D. 每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
18.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断错误的是( )
A.x=1
B. 2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C. B的转化率为50%
D. 若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应达到平衡状态
19.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是 ( )
A. 平均相对分子质量 B. SO3(g)的转化率
C. D.
20.一定温度下,向一个一定容积的密闭容器中放入2 mol X和3 mol Y,发生反应:X(g)+Y(g)mZ(g)+nR(g),达平衡时,Z的体积分数为φ1,维持温度不变,若把3 mol X和2 mol Y放入另一体积相同的密闭容器,达平衡时,Z的体积分数为φ2,则φ1与φ2的关系为( )
A. φ1>φ2 B. φ1<φ2 C. φ1=φ2 D. 无法判断
21.α1和α2,c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g)2NO2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列判断正确的是( )
A.α1、α2均减小,c1、c2均增大
B.α1、α2均增大,c1、c2均减小
C.α1减小,α2增大,c1、c2均增大
D.α1减小,α2增大,c1增大,c2减小
22.如图,关闭活塞K,向A中充入1 mol X、1 mol Y,向B中充入2 mol X、2 mol Y,此时A的容积是aL,B的容积是2aL。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生下述反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g) ΔH<0。A保持恒压,B保持恒容。达平衡时,A的体积为1.4aL。下列说法错误的是( )
A. 反应速率:v(B)>v(A)
B. A容器中X的转化率为80%
C. 若打开K,则A的体积变为2.6aL
D. 平衡时Y的体积分数:A 二、实验题(共3小题 ,共56分)
23.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3 ΔH< 0,已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91%。试回答:
(1)在生产中常用过量的空气,是为了______________________________________________;
(2)加热到400 ℃~500 ℃,是由于_______________________________;
(3)压强采用________,原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,是因为______________________________________
__________________________________;
(5)尾气中的SO2必须回收,是为了_________________________________________________
_______________________。
24.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验方法进行探究。
(1)取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验,实验报告如下表所示(现象和结论略)。
①实验1、2研究的是__________对H2O2分解速率的影响。
②实验2、3的目的是_______________对H2O2分解速率的影响。
(2)查文献可知,Cu2+对H2O2分解也有催化作用,为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察_______,定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是_________。
②定量分析:如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是__________。
(3)酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快。对此展开讨论:
①某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是______热反应,导致_______________;
②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是________的影响。要证明你的猜想,实验方案是________________。
25.盐酸或硫酸和NaOH溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明NaOH溶液与盐酸或硫酸发生了反应,从中和反应的热效应出发,设计了下面几种实验方案。请回答有关问题:
(1)方案一:如图1装好实验装置,图中小试管用细线吊着,细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始,向下插细铁丝,使小试管内盐酸和广口瓶内NaOH溶液混合,此时观察到的现象是__________________________________________,
原因是________________________________________________________________________。
(2)方案二:该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与盐酸混合前后有温度的变化,则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的NaOH溶液和盐酸各10 mL混合,用温度计测量反应前后温度的变化,测得的部分数据如下表:
则x=______。
(3)若HNO3(aq)+NaOH(aq)===NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;
现有:①稀H2SO4与Ba(OH)2(aq) ②浓H2SO4与Ba(OH)2(aq) ③稀HNO3与Ba(OH)2(aq)反应生成1 mol H2O(l)的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者由小到大的关系为______________________。
参考答案
1.【答案】C
【解析】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;根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂,B错误;由图Ⅲ可知,生成物是CO2,具有极性共价键,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,D错误。答案选C。
2.【答案】C
【解析】Ⅰ中1 129 kJ为该反应正反应的活化能,逆反应的活化能为(324+389+460)kJ,该反应过程的活化能为1129 kJ﹣(324+389+460)kJ,故A错误;由图可知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=2 kJ·mol-1,故B错误;Ⅰ为共价键的断裂、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为共价键的形成,图像中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个过程均是能量降低的变化,所以是放热过程,故C正确;由图可知最终反应物的能量高于生成物的能量,是放热反应,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0,故D错误;故选C。
3.【答案】B
【解析】利用ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算。
ΔH=280 kJ·mol-1+3×160 kJ·mol-1-6×330 kJ·mol-1=-1 220 kJ·mol-1,可知B项正确。
4.【答案】B
【解析】根据两个热化学反应都是放热反应得出:反应物的总能量大于生成物的总能量,故由2C(s)+O2(g)2CO(g)为放热反应,可知12 g C与16 g O2的总能量大于28 g CO的总能量,B项错;由于2CO(g)+O2(g)2CO2(g)为放热反应,56 g CO与32 g O2的总能量大于88 g CO2的总能量,故A项正确;由常识知C燃烧生成CO2也是放热反应,且充分燃烧时放出的热量比不充分燃烧时放热多,故C、D项正确。
5.【答案】D
【解析】57.3 kJ·mol-1是稀的强酸与强碱生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时对应的中和热,当参加反应的酸或碱为弱电解质时,电离时需吸收热量,放出的热量小于57.3 kJ,ΔH>-57.3 kJ·mol-1;当反应中有沉淀生成时,生成沉淀也会增加放出热量,ΔH<-57.3 kJ·mol-1。A中浓硫酸溶于水放热,与KOH溶液中和生成1 mol水时放出的热量应大于57.3 kJ,ΔH<-57.3 kJ·mol-1,错误;B中生成1 mol H2O和mol BaSO4沉淀,反应热包含了沉淀热效应,放出热量大于57.3 kJ,ΔH<-57.3 kJ·mol-1,错误;C中HCN为弱电解质,电离时需吸收热量,与强碱发生中和反应时,放出的热量小于57.3 kJ,ΔH>-57.3 kJ·mol-1,错误;D为强酸、强碱发生中和反应,生成可溶性盐,放出的热量等于57.3 kJ,正确。
6.【答案】B
【解析】从图中曲线可以看出,温度为22 ℃时,V1为5 mL,则V2为45 mL,此时已经开始发生反应,所以室温一定低于22 ℃,A错误;曲线随V1增多而升高,随反应的进行,生成更多水,溶液温度升高,说明反应放热,化学能可以转化为热能,B正确;当V1=30 mL 时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.5 mol·L-1,C错误;本实验只能证明稀的强酸与强碱生成时1 mol液态水和可溶性盐时反应放热,其他生成水的反应,反应物可以各种各样,热效应不一定与之相同,D错误。
7.【答案】D
【解析】SO2为稳定氧化物,S的燃烧热为297.23 kJ•,故A正确;相同质量的同种物质,气态时具有的能量大于固态,S升华是从固态转化为气态是吸热过程,故B正确;该反应为放热反应,则形成1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂1 mol S(s)和1 mol O2(g)的化学键所吸收的总能量,故C正确;气态硫具有能量大于固态硫具有能量,产物相同,则气态硫反应放出的热量大于固态硫反应,故大于297.23 kJ,故D错误。故选D。
8.【答案】B
【解析】燃烧热定义中强调1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,液态的水稳定性强于气态的水,A项错误;醋酸是弱酸,电离时要吸收热量,B项正确;1 mol碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧时放出的热量,C项错误;白磷转化为红磷要放出热量,则红磷含有的能量低,稳定,D项错误。
9.【答案】B
【解析】 本题为反应热和混合物的计算问题。
方法一:常规解法——列方程组。设混合气体中氢气和丙烷的物质的量分别为x和y,由燃烧的热化学方程式可知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,丙烷的燃烧热为2 220 kJ·mol-1,则可得下列方程组:
解得x≈3.75 mol,y≈1.25 mol。
方法二:估算法(仅适用于选择题)。由题意可知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,C3H8的燃烧热为2 220 kJ·mol-1,5 mol混合气体完全燃烧共放出3 847 kJ的热量。由此可得C3H8的物质的量一定小于2 mol,则H2的物质的量一定大于3 mol,故H2与C3H8的体积比一定大于3∶2,从而选出正确答案。
10.【答案】B
【解析】ΔH>0表示吸热反应,ΔH<0表示放热反应,A错误,B正确;“中和热”是指在稀溶液中,酸和碱发生中和反应,生成1 mol液态水时放出的热量,1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol水,放出的热大于中和热,C错误;燃烧热是指在25 ℃、101 kPa下,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,在101 kPa时,1 mol H2与0.5 mol O2反应,生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热,题中没有说明生成的水的聚集状态,D错误。
11.【答案】D
【解析】根据化学反应速率的概念可知,进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol,此时反应的速率为v(SO2)===0.2 mol··;反应进行到前2 min末时设二氧化硫物质的量为x,依据速率定义可得v′(SO2)==;进行到2 min时的物质浓度大于4 min时的物质的浓度,所以反应时4 min的反应速率小于2 min的反应速率,即v′(SO2)==>0.2 mol··;整理得,x<1.2 mol;
故选D。
12.【答案】D
【解析】A项根据表格的数据可知:温度不变时,蔗糖的浓度越大,水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知:在328.2 K时,蔗糖的浓度每减小0.100 mol·L-1,水解速率减小
1.50 mmol·。根据该规律,所以在温度是318.2 K时,蔗糖的浓度每减小
0.100 mol ·L-1,水解速率减小0.60 mmol·。所以在温度是318.2 K、浓度是0.400 mol·L-1时,水解的速率a=3.00-0.60=2.40 mmol·,10 min后蔗糖浓度减小2.40 mmol·×10 min=0.024 mol·L-1,但随着反应进行,水解的速率逐渐减小,则10 min内蔗糖浓度减小值小于0.024 mol·L-1,所以10 min后蔗糖浓度略大于0.376 mol·L-1,故A正确;B项,bK时,蔗糖的浓度每减小0.100 mol· L-1,水解速率减小0.36 mmol·。则当蔗糖的浓度为0.35 mol·L-1,v= 1.26 mmol·L-1·min-1,故B正确;C项,在物质的浓度不变时,温度升高,水解速率加快,温度降低,水解速率减慢。由于在物质的浓度为0.600 mol·L-1时,当318.2 K时水解速率是3.60 mmol·L-1·min-1,现在该反应的速率为2.16 mmol·L-1·min-1小于3.60 mmol·L-1·min-1,所以反应温度低于318.2 K,即b<318.2,故C正确;D项,根据表中的数据可知:温度升高,水解速率越快,浓度越高,水解速率也越快,同时改变反应物的浓度和反应的温度,若二者对反应速率的影响趋势相反,并能相互抵消,反应速率也可能不变,故D错误;故选D。
13.【答案】A
【解析】等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,发生的反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu,铜﹣锌﹣稀硫酸形成原电池,反应速率增大,反应用时小于b,但生成的氢气少,也少于b,图像应为A。故选A。
14.【答案】C
【解析】①加H2O,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;②加NaOH固体,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;③滴入几滴浓盐酸,c(H+)增大,反应速率加快,故正确;④加CH3COONa固体,生成醋酸,c(H+)减小,反应速率减慢,故错误;⑤加NaCl溶液,c(H+)浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,c(H+)浓度增大,反应速率加快,故正确;⑨改用100 mL 0.1 mol·L-1的稀硝酸,反应不生成氢气,故错误。故选C。
15.【答案】D
【解析】温度对反应速率的影响比浓度对反应速率的影响更大,所以温度越高,速率越大;温度相同时,浓度越大速率越大;30 ℃,5 mL硫酸,2 mL水时温度最高,加入的硫酸多,水少,所以硫酸和Na2S2O3浓度最大,所以速率最快,最先出现浑浊,故D符合题意,故选D。
16.【答案】C
【解析】Mg比Al活泼,与同浓度的盐酸反应速率快,A项错误;常温下,铁遇浓H2SO4发生钝化,不会产生H2,B项错误;加入NaCl溶液,盐酸浓度减小,反应速率减小,C项正确;向体积固定的容器中充入稀有气体,反应体系中各溶液的浓度不变,反应速率不变,D项错误。
17.【答案】B
【解析】由于该反应为前后气体体积相等的反应,体系的压强始终保持不变,故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡状态的标志,A错误;SO3与NO的体积比始终保持1∶1,C错误;消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应,D错误。
18.【答案】C
【解析】
由题意得: 2a=0.8 mol,a=0.4 mol。
=0.2 mol·L-1,x=1,A正确;B项,v(A)===0.3 mol·L-1·min-1;C项,α(B)=×100%=40%;D项,由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变,所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。
19.【答案】B
【解析】A项,再充入SO3,在相当于原来的基础上增大压强,平衡逆向移动,气体总质量不变,气体总物质的量的减小,平均摩尔质量增大,故错误;B项,根据选项A的分析,SO3的转化率降低,故正确;C项,根据选项A的分析,c(SO3)增加,c(SO2)降低,因此两者比值增大,故错误;D项,此比值是化学平衡常数的倒数,化学平衡常数只受温度的影响,跟温度、压强等无关,故错误。
20.【答案】C
【解析】维持温度不变把起始时2 mol X和3 mol Y换成3 mol X和2 mol Y,X和Y两种气体的浓度虽然各不相同,但它们的计量数相同,达到平衡时参与反应的量取决于最小者,即2 mol X和2 mol Y反应生成Z,生成的Z的量是相同的,容器体积不变,Z的体积分数相同,C正确。
21.【答案】C
【解析】在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,在体积不变的情况下,相当于增大压强,对反应N2O4(g)2NO2(g),增大压强平衡逆向移动,所以α1减小,而反应3O2(g)2O3(g)增大压强,平衡正向移动,所以α2增大,但平衡时反应物和生成物的浓度都比原平衡的浓度大,则c1、c2均增大,故选C。
22.【答案】C
【解析】A项,由于B中反应物浓度大于A,所以v(B)>
v(A);B项,
由题意得:=1.4 b=0.8 mol
所以α(X)=×100%=80%;
C项,若打开K,整个体系中与A中的百分含量一样。设总体积为m,则=,m=4.2aL。所以A的体积应变为4.2aL-2aL=2.2aL;D项,由于B中压强大,平衡左移,所以B中Y的体积分数大。
23.【答案】(1)增大O2浓度,提高SO2的转化率
(2)保证催化剂活性达到所需要的最佳温度,以提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压 常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%,若再加压,对设备及动力系统要求高,成本高
(4)用水吸收SO3易形成酸雾,吸收速率慢 (5)减少对环境的污染
【解析】(1)增大O2浓度,平衡正向移动,可提高SO2的转化率。
(2)此反应为放热反应,温度升高不利于合成SO3;温度过低会使反应速率减慢,因此选择适宜的温度以保证催化剂活性达到最高,提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
(3)常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%;再加压,平衡也能正向移动,提高转化率;但对设备及动力系统要求高,成本高,投入比产出更多。
24.【答案】(1) ①温度 ②不同催化剂(或比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂) (2) ①产生气泡的快慢 对照实验只有一条件不同(或避免由于阴离子不同造成的干扰)(或其他合理答案) ②收集40 mL O2所需的时间 (3) ①放 溶液温度升高,反应速率加快 ②催化剂(或生成的Mn2+催化作用) 取两组等浓度等体积的酸性KMnO4和草酸溶液实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,比较反应速率
【解析】(1)①分析实验1、2知实验1、2中其他条件相同,只有温度不同,故实验1、2研究的是温度对H2O2分解速率的影响;②实验2、3中其他条件相同,只是实验2的催化剂为FeCl3,实验3的催化剂为MnO2,故实验2、3的目的是 比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂对H2O2分解速率影响的差异(或比较FeCl3溶液和MnO2对H2O2分解的催化效果)。(2)①为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,由于催化剂不同,催化效果不同,反应速率不同,产生的气泡快慢不同,故可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。硫酸铜和氯化铁两种催化剂中阴离子是不同的,为排除阴离子的干扰,将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是控制阴离子相同,排除阴离子的干扰。②定量分析:实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,为测定反应速率,实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需时间。(3)①实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,则可能的原因是KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快;②实验时发现开始反应速率较慢,溶液褪色不明显,但一段时间后突然褪色,反应速率明显加快,从影响化学反应速率的因素看,还可能是催化剂(Mn2+的催化作用)的影响。要证明该猜想的实验方案是用两组酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液作对比实验,一组加入少量MnSO4固体,一组不加,看反应速率快慢。
25.【答案】(1)U形管内液面左边下降、右边升高 盐酸和NaOH发生中和反应放出热量,使瓶内气体温度升高,压强增大
(2)7 (3)ΔH2<ΔH1<ΔH3
【解析】(1)盐酸和NaOH发生中和反应放出热量,使瓶内气体温度升高,压强增大,U形管内液面左边下降、右边升高。
(2)实验2中NaOH的浓度增加为实验1的2倍,生成水的物质的量是实验1中的2倍,溶液升高的温度也应该是实验1的2倍,即温度差是7 ℃。
(3)57.3 kJ·mol-1是稀的强酸与强碱生成1 mol H2O(1)和可溶性盐时对应的中和热,当反应中有沉淀生成时,生成沉淀也会增加放出热量,ΔH1<-57.3 kJ·mol-1;浓硫酸溶于水放出热量更多,ΔH2<-57.3 kJ·mol-1;相比生成硫酸钡沉淀放出的热,浓硫酸溶于水放出热量更多,综合可得ΔH2<ΔH1<ΔH3。
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