2022-2023学年广东省珠海市第二中学高二上学期10月月考 化学 解析版
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珠海市第二中学2022—2023学年度第一学期10月份月考
化学学科
一、选择题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共48分)
1. 下列推论正确的是
A. ;,则
B. C(s,石墨)= C(s,金刚石) ,则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石比石墨稳定
C. 葡萄糖的燃烧热是,则
D. 已知时,,则该反应的反应热为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.同一种物质的固体的能量低于气体的能量,且题中反应为放热反应,即第一个反应放热更多,焓变为负值,所以,故A错误;
B.吸热反应是反应物的总能量小于生成物的总能量,故石墨的能量低,石墨更稳定,故B错误;
C.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,故C正确;
D.该反应的反应热为-,故D错误;
故选C。
2. 下列说法正确是
A. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
B. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大化学反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的数目,而不是百分数,从而使有效碰撞次数增大,A错误;
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大单位体积内活化分子的数目,从而使反应速率增大,B错误;
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数,同时提高有效碰撞几率,C正确;
D.催化剂改变反应历程,降低了反应活化能,增大单位体积内活化分子百分数,从而增大化学反应速率,D错误;
故选C。
3. 在不同条件下的反应速率表示如下,其中反应进行最快的是
A. v(A)=0.01mol/(L·s) B. v(B)=0.02mol/(L·s)
C. v(B)=0.60mol/(L·min) D. v(C)=1.00mol/(L·min)
【答案】A
【解析】
【分析】根据不同物质的速率之比等于计量数之比将不同物质的表示的反应速率转化为同一物质以同一单位表示的速率进行比较,
【详解】A.v(A)=0.01mol/(L·s)=0.6 mol/(L·min);
B.v(B)=0.02mol/(L·s)=1.2mol/(L·min),则v(A)=v(B)=0.4mol/(L·min);
C.v(B)=0.60mol/(L·min),则v(A)=v(B)=0.2mol/(L·min);
D.v(C)=1.00mol/(L·min),则v(A)=v(C)=0.5mol/(L·min);
综上所述反应速率最快的是A,故答案为A。
4. 在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中,现采取下列措施:①缩小体积,增大压强②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2,上述能够使反应速率增大的措施是
A. ①④ B. ②③⑤ C. ①③ D. ①②④
【答案】C
【解析】
【详解】①缩小体积,增大压强,浓度增大,反应速率加快;
②碳是固体,增加碳的量,反应速率不变;
③通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快;
④恒容下充入N2,反应物浓度不变,反应速率不变;
⑤恒压下充入N2,容器容积增大,浓度减小,反应速率减小;
答案选C。
5. 氯化硫酰()常用作氧化剂,它是一种无色液体,熔点:,沸点:69.1℃,可用干燥的和在活性炭作催化剂的条件下制取:。下列有关制取的说法正确的是
A. 该反应在高温下能自发进行
B. 使用活性炭作催化剂能缩短该反应达平衡的时间
C. 反应中每消耗22.4L转移的电子数目约为
D. 使液化从平衡体系中分离,能加快正反应速率,增大转化率
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.该反应为气体体积减小的放热反应,反应△H<0、△S<0,△H—T△S在低温时小于0,则反应在低温下能自发进行,故A错误;
B.活性炭为反应的催化剂,催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,缩短反应达到平衡的时间,故B正确;
C.缺标准状况,无法计算消耗22.4L二氧化硫的物质的量和反应转移的电子数目,故C错误;
D.使氯化硫酰液化从平衡体系中分离,生成物的浓度减小,正、逆反应速率均减小,故D错误;
故选B。
6. 已知相关共价键的键能数据如下表:
共价键
H-H
C-H
C-C
C=C
键能/kJ∙mol-1
436
413
344
614
则CH3-CH3→CH2=CH2+H2的为
A. +120kJ/mol B. +46kJ/mol C. -120kJ/mol D. -46kJ/mol
【答案】A
【解析】
【分析】焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,据此分析解答。
【详解】反应CH3-CH3→CH2=CH2+H2的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=344kJ/mol+6×413kJ/mol-4×413kJ/mol-614kJ/mol -436kJ/mol =+120kJ/mol,故选A。
7. 在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g) =S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为( )
A. △H4=2/3(△H1+△H2-3△H3)
B. △H4=2/3(3△H3-△H1-△H2)
C. △H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)
D. △H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,①×-③×得⑤:S(g)+O2(g)=SO2(g) △H5=(△H1-△H3);根据盖斯定律,②×-③×得⑥:SO2(g)+S(g)=O2(g) + S2(g) △H6=(△H2-2△H3);⑤+⑥得:2S(g) =S2(g) △H4=(△H1+△H2-3△H3),答案为A。
8. 将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是
A. 恒温恒压时,充入少量惰性气体,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅
B. 慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅
C. 慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
D. 恒温恒容时,充入少量惰性气体,压强增大,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.恒温恒压时,充入少量惰性气体,压强不变,但所有气体浓度同等倍数减小,等效于减压,所以平衡移动,平衡向气体体积增大的方向逆反应方向移动,故A错误;
B. 缩小体积,所有气体浓度同等倍数增大,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向正反应方向移动,但平衡时混合气体颜色比原来深,故B错误;
C. 慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,平衡向气体体积减小的方向正反应方向移动,因为存在化学平衡,所以虽然压强增大,但小于原来的两倍,故C正确;
D. 恒温恒容时,充入少量惰性气体,压强增大,但反应物浓度不变,所以平衡不移动,混合气体颜色不变,故D错误;
故选:C。
9. 某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 将1 mol氮气、3 mol氢气,置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJ
B. 平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)<K(B)
C. 上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率增大
D. 升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
【答案】C
【解析】
【详解】A、因为是可逆反应,所以不可能生成2mol氨气,因此放出的热量小于92.4kJ,错误;
B、平衡常数只与温度有关系,所以平衡状态由A变到B时,平衡常数不变,错误;
C、根据图像可知,增大压强氮气的转化率增大,平衡向正反应方向移动,氢气转化率提高,正确;
D、升高温度,反应速率都是增大的,错误;
答案选C。
10. O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下:反应①O3O2+[O] ΔH>0,平衡常数为K1;反应②,[O]+O32O2 ΔH<0平衡常数为K2;总反应:2O33O2 ΔH<0,平衡常数为K。下列叙述正确的是
A. 降低温度,总反应K减小 B. K=K1+K2
C. 适当升温,可提高消毒效率 D. 压强增大,K2减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由总反应: 可知,正反应为放热反应,则降低温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,A项错误;
B.由,B项错误;
C.适当升温,反应①的平衡正向移动,生成,反应②的平衡逆向移动,的量增多,则可提高消毒效率,C项正确;
D.平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,D项错误;
答案选C
11. 用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ/mol
下列说法中错误的是( )
A. 等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同
B. 由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l);△H>-574kJ/mol
C. 4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g);△H=+586kJ/mol
D. 若用标准状况下4.48L CH4把NO2还原为N2,整个过程中转移的电子总数为1.6NA
【答案】B
【解析】
【详解】两个反应中甲烷都是转化为二氧化碳的,前后化合价变化相同,所以反应中等物质的量的甲烷的转移电子一定相同,选项A正确。反应①中生成的为气态水,而气态水转化为液态水要对外放热,所以方程式变为CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)时,反应对外放出的热量应该增加,所以△H<-574kJ/mol,选项B错误。方程式①减去方程式②就可得到4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g);△H=+586kJ/mol,选项C正确。CH4把NO2还原为N2,所以方程式为CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),该反应的电子转移数为8e-(甲烷中的C为-4价,生成二氧化碳中的+4价C),所以标准状况下4.48L(0.2mol) CH4把NO2还原为N2转移电子为1.6mol即1.6NA。
12. 常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230℃时,该反应的平衡常数K=2×10−5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A. 增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B. 第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
C. 第二阶段,Ni(CO)4分解率较低
D. 该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
【答案】B
【解析】
【详解】A.平衡常数只与温度有关,与浓度无关,A错误;
B.50℃时,Ni(CO)4以气态存在,有利于分离,从而促使平衡正向移动,B正确;
C.230℃时,Ni(CO)4分解Ni(CO)4 (g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为K’== =5×104,可知分解率较高,C错误;
D.平衡时,正逆反应速率相等,即4v生成[Ni(CO)4]= v生成(CO),D错误;
故选B。
13. 如图表示不同温度(T)和压强(p)对可逆反应2L(g)2M(g)+2N(g) ΔH>0的影响,且p1>p2。则图中纵轴表示的意义可能是
①一定条件下L的转化率 ②混合气体中M的百分含量
③混合气体中L的百分含量 ④混合气体的平均摩尔质量
A. ①③ B. ②④ C. ①② D. ②③
【答案】C
【解析】
【分析】2L(g)2M(g)+2N(g)△H>0,正反应为气体体积增大的吸热反应,增大压强,平衡逆向移动,升高温度,平衡正向移动,结合图像分析。
【详解】由图像可知,温度越高,压强越小y值越大,
①增大压强,平衡逆向移动,L的转化率减小,升高温度,平衡正向移动,L的转化率增大,与图像一致,故①正确;
②增大压强,平衡逆向移动,混合气体中M的百分含量减小,升高温度,平衡正向移动,混合气体中M的百分含量增大,与图像一致,故②正确;
③增大压强,平衡逆向移动,混合气体中L的百分含量增大,升高温度,平衡正向移动,混合气体中L的百分含量减小,与图像不一致,故③错误;
④增大压强,平衡逆向移动,混合气体的平均摩尔质量增大,升高温度,平衡正向移动,混合气体的平均摩尔质量减小,与图像不一致,故④错误;
答案选C。
14. 一定温度下,在三个体积约为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
容器
编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
I
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是
A. 该反应的正反应为吸热反应
B. 达到平衡时,容器I中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C. 容器I中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D. 若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行
【答案】D
【解析】
【详解】A、容器I与容器Ⅲ相比甲醇的起始物质的量相等,但温度不同,温度较低时生成物的物质的量多,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应,A错误;
B、反应前后体积不变,因此容器Ⅱ与容器I相比平衡等效,因此达到平衡时,容器I中的CH3OH体积分数和容器Ⅱ中的相等,B不正确;
C、容器I中温度高,反应速率快,因此容器I中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的少,C不正确;
D、根据容器I表中数据可知,平衡时生成物的浓度均是0.080mol/L,则根据反应的化学方程式可知消耗甲醇的浓度是0.16mol/L,所以平衡时甲醇的浓度是0.04mol/L,所以该温度下的平衡常数K==4。若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则此时=1.5<4,所以反应将向正反应方向进行,D正确;
答案选D。
15. 在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是( )
A. 图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B. 图表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C. 图表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高
D. 图表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
【答案】B
【解析】
【详解】A、图Ⅰ改变的条件应是增大压强,故A不符;
B、由于同等程度地加快正、逆反应速率,所以加入的应是催化剂,故B符合;
C、由于平衡发生了移动,所以改变的条件不是加入催化剂,故C不符;
D、改变的应是温度,且乙的温度高,故D不符。
故选B。
16. 在一定条件下化学反应:;现有容积相同的甲、乙、丙三个恒容容器,在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量(Q)如下表所示:
容器
甲
2
1
0
乙
1
0.5
0
丙
1
0.5
1
根据以上数据,下列叙述不正确的是
A. 上述热化学方程式表示反应中每生成气体会放出的热量
B. 在上述条件下达到平衡时,甲中的转化率比乙中大
C. 在上述条件下达到平衡时,甲中压强为乙中压强的2倍
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由热化学方程式可知,上述条件下反应生成2molSO3气体放热197kJ,故A正确;
B.甲中起始反应物的量是乙的2倍,在恒温恒压条件下形成平衡状态,反应物的转化率相同,则在恒温恒容条件下,可将甲的恒压平衡状态增大压强,平衡会向正方向移动,反应物的转化率增大,即甲中SO2的转化率比乙中大,故B正确;
C.甲中起始反应物的量是乙的2倍,在恒温恒压条件下形成平衡状态,反应物的转化率相同,甲的平衡状态体积为乙的平衡状态体积的2倍,再将甲的体积缩小一半与乙体积相同,此时甲中压强瞬间为乙中压强的2倍,但此时平衡会正向移动,甲中压强会减小,即甲中压强应小于乙中压强的2倍,故C错误;
D.丙中增加的N2不影响平衡的移动,则乙和丙为等效平衡,反应中放出的能量相等,即Q2=Q3,有选项B中分析可知甲SO2的转化率比乙中大,则2Q2
二、填空题(共52分)
17. 按要求完成下列问题
(1)已知充分燃烧一定量的乙炔(C2H2)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应时,每生成会放出的热量,写出氢氧化钠溶液和稀硫酸反应的热化学方程式为:_______。
(3)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)
(乙)
当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)达到化学平衡状态是_______;能表明(乙)达到化学平衡状态是_______。
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ①②③④⑤⑥ ②. ①②③⑤
【解析】
【小问1详解】
燃烧一定量的乙炔(C2H2)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,由物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成2mol二氧化碳和液态水,并放出2bkJ,则乙炔燃烧热的热化学方程式为。
【小问2详解】
氢氧化钠溶液和稀硫酸反应的热化学方程式为:。
【小问3详解】
①混合气体密度不变,甲反应是气体体积减小的反应,甲容器中气体体积不变,质量会变,密度也变,能判断达到平衡,由于乙反应的两边气体的体积相同且都是气体,容器的容积不变,所以密度始终不变,无法判断乙是否达到平衡状态;
②反应容器中生成物的百分含量不变是平衡标志;
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,说明正逆反应速率相同,反应甲、乙达到平衡状态;
④恒温时,气体压强不再改变,乙反应的两边气体的体积相同且都是气体,压强始终不变,所以压强不变无法判断乙是否达到平衡状态,可以判断甲达到平衡状态;
⑤混合气体的平均相对分子质量不变,甲反应前后气体物质的量变化,质量变化,混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,乙反应是反应前后气体物质的量不变,质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态;
⑥甲反应是气体体积减小的反应,乙是气体体积不变的反应,混合气体的总物质的量不变说
明甲达到平衡状态,乙不能判断是否达到平衡状态;
能表明(甲)达到化学平衡状态①②③④⑤⑥,能表明(乙)达到化学平衡状态是①②③⑤,
故答案为:①②③④⑤⑥;①②③⑤。
18. 某实验小组利用酸性溶液与溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用溶液均已加入):通过测定溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率,为了探究与浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验。
实验编号
1
2
3
4
水/mL
10
5
0
X
5
10
10
5
5
5
10
10
时间/s
40
20
10
-
(1)该反应的离子方程式为_______。
(2)X=_______,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是:_______。
(3)2号反应中,的反应速率为_______。
(4)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做3号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果如表:
时间/s
0
5
10
15
20
25
30
温度/℃
25
26
26
26
26.5
27
27
结合实验目的与表中数据,你得出的结论是_______。
(5)从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是_______的影响。若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是_______填字母)。
A.硫酸钾B.水C.二氧化锰D.硫酸锰
【答案】(1)
(2) ①. 5 ②. 过量
(3)
(4)温度不是反应速率突然加快的原因
(5) ①. 催化剂 ②. D
【解析】
【分析】
【小问1详解】
酸性与发生氧化还原反应,KMnO4被还原为Mn2+,溶液褪色,H2C2O4被氧化为CO2,反应的离子方程式为:。
【小问2详解】
为了探究与浓度对反应速率的影响,需要保持溶液总体积相等。根据实验1可知,溶液总体积为20mL,所以实验4中加入的水的体积为5mL,即X=5。4号实验中,H2C2O4的物质的量为0.5mol/L×5×10-3L=2.5×10-3mol,KMnO4的物质的量为0.2mol/L×10×10-3L=2×10-3mol,根据反应的方程式可知,KMnO4是过量的,所以一直看不到溶液褪色。
【小问3详解】
2号反应中,H2C2O4的物质的量为0.5mol/L×10×10-3L=5×10-3mol,KMnO4的物质的量为0.2mol/L×5×10-3L=1×10-3mol,根据反应的方程式可知,KMnO4是少量的,1×10-3mol的KMnO4消耗的物质的量为2.5×10-3mol,则用草酸表示的反应速率为=。
【小问4详解】
从表中可以看出,随着反应的进行,温度升高得很缓慢,所以温度不是反应速率突然加快的原因。
【小问5详解】
影响化学反应速率的因素除了温度外,还有浓度、压强和催化剂。该反应是溶液中进行的反应,其速率不受压强的影响;随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,而速率却明显加快,说明是催化剂加快了反应速率。反应开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快有可能是反应本身生成了催化剂。根据反应的方程式,应该是生成的Mn2+起到了催化剂的作用。可以选择在反应开始时就加入硫酸锰,和不加硫酸锰的反应速率做对比,从而得出是否是Mn2+做了催化剂的结论,故选D。
19. 研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
I:
II:
(1)的_______(用ΔH1、ΔH2表示)该反应的平衡常数K=_______(用K1、K2表示)
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向恒容密闭容器中加入和,时反应(Ⅱ)达到平衡。测得内v(ClNO)=7.5×10-3mol∙L-1∙min-1,则平衡后_______,的转化率_______。
(3)其他条件保持不变,使(2)中反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时的转化率_______(填“>”“<”或“=”,平衡常数K2_______(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是_______。
【答案】(1) ①. 2ΔH1-ΔH2 ②.
(2) ①. ②. 75%
(3) ①. > ②. 不变 ③. 升高温度
【解析】
【分析】
【小问1详解】
①,平衡常数为K1=;②,平衡常数为K2=。根据盖斯定律分析,①×2-②可得热化学方程式为:,则ΔH=2ΔH1-ΔH2,则平衡常数K==。
【小问2详解】
测得10分钟内,v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则 Δn (ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol,由方程式可知,参加反应的氯气的物质的量为0.075mol,则平衡时氯气的物质的量为0.1mol-0.075mol=0.025mol,参加反应的一氧化氮的物质的量为0.15mol,则一氧化氮的转化率为×100%= 75%。
【小问3详解】
反应①的正反应为气体物质的量减小的反应,恒温恒容下达到平衡时压强比原来的小,所以当其他条件不变时,在恒压条件下进行,等效于在恒温恒容下的平衡基础上增大压强,平衡正向移动,一氧化氮的转化率增大。平衡常数只受温度影响,所以温度不变,平衡常数不变。该反应的正反应是放热反应,要使平衡常数变小,使平衡逆向移动,则改变的条件为升高温度。
20. 为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②C和CO的燃烧热分别为393.5kJ•mol-1和283kJ•mol-1
则2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=___。
(2)将0.2molNO和0.1molCO充入一个容积为的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0—10min内的平均反应速率v(CO)=___。
②第12min时改变的反应条件可能为___。
A.升高温度 B.加入NO C.加催化剂 D.降低温度
③在反应进行到24min时,改变反应某一个条件后,下列变化能使平衡一定能向正反应方向移动的是___。
A.逆反应速率先增大后减小
B.正反应速率先增大后减小
C.反应物的体积百分含量减小
D.化学平衡常数K值增大
(3)对于反应N2(g)+O2(g)2NO(g),在T温度下,向2L密闭容器中充入10molN2和10molO2,50秒后达到平衡,测得NO的物质的量为,此时反应的化学平衡常数K的值为___(可以用分数表示)。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为,则达到平衡后N2的转化率为___。
【答案】(1)-746.5kJ/mol
(2) ①. 0.004mol·L-1·min-1 ②. D ③. BD
(3) ①. ②. 10%
【解析】
【分析】
【小问1详解】
(1)① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol -1,
②2C(s)+O2(g)=2CO2(g) △H=-787kJ·mol-1,
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol -1
③-①得:2NO(g)+2CO(g)=N 2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol -1
【小问2详解】
①在前九秒钟浓度减少了0.04mol/L,所以v(CO)=4.0×10-3 mol·L-1·min-1;
②A.该反应的正向是放热反应,升高温度向吸热的方向移动,一氧化碳和一氧化氮的浓度应该升高,故A错误;
B.加入一氧化氮时,一氧化氮的浓度应该是先升高再降低,图中不符,错误;
C.加入催化剂,不会影响化学平衡,也就是说一氧化碳和一氧化氮的浓度不会发生变化。错误;
D.降低温度,平衡正向移动,符合图中的曲线变化,正确。
故选答案D。
③A.逆反应速率先增大后减小原因是增大了生成物的浓度,平衡应向逆反应方向移动,故A不符合题意;
B.正反应速率先增大后减小原因是增大了反应物的浓度,平衡应向正反应方向移动,故B符合题意;
C.反应物的体积百分含量减小,可能是充入稀有气体导致,故C不符合题意;
D.化学平衡常数K值增大,肯定是改变温度,由于反应是放热反应,故应该是降低温度,平衡向正反应方向移动,故D正确;
故选答案BD。
【小问3详解】
若保持温度不变容器的体积不变,该反应又是等体反应,故当充入的反应物的量之比相等时,最终达到的平衡互为等效平衡,故转化率相等,%=10%。
【点睛】平衡的相关计算,利用三段式可以快速解出,利用图像纵坐标信息,及图像的变化可以判断平衡的移动及反应速率大小。
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