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2022-2023学年广东省广州市从化区从化中学高二上学期期中考试化学含解析
展开 从化中学2022学年第一学期期中考试
高二年级化学科试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的班级、姓名和考号填写在答题卡,并在答题卡上用2B铅笔将相应的信息点涂黑。不按要求填涂的,答卷无效。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
第一部分 选择题
可能要用的相对原子质量:H:1 O:16 Cl:35.5 Na:23 Br:80 C:12 N:14 S:32 P:31
一、单项选择题:本大题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,多选、错选均不得分。
1. 下列各组关于强电解质、弱电解质,非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
Cl2
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.是单质,既不是电解质也不是非电解质,选项A错误;
B.不能电离,属于非电解质,溶于水的部分完全电离,属于强电解质,选项B错误;
C.溶于水的部分完全电离,属于强电解质,为弱电解质,酒精为非电解质,选项C正确;
D.Cl2是单质,既不是电解质也不是非电解质,选项D错误;
答案选C。
2. 下列电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.为盐,电离出和,电离方程式为,故A错误;
B.为弱电解质,电离方程式为;故B正确;
C.为弱电解质,分两步电离,电离方程式为,;故C错误;
D.为盐,完全电离,电离方程式为;故D错误;
故答案选B。
3. 已知:,则的反应热是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由已知可得,逆反应与正反应的热效应相反,则=,故选:A。
4. 可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是
A. 3v正(N2)=v正(H2)
B. v正(N2)=v逆(NH3)
C. 2v正(H2)=3v逆(NH3)
D. v正(N2)=3v逆(H2)
【答案】C
【解析】
【分析】反应达到平衡时,正逆反应速率比等于系数比。
【详解】A.3v正(N2)=v正(H2),不能判断正逆反应速率否相等,反应不一定平衡,故不选A;
B.反应达到平衡时2v正(N2)=v逆(NH3),v正(N2)=v逆(NH3)时,反应没有达到平衡状态,故不选B;
C.反应达到平衡时,正逆反应速率比等于系数比,2v正(H2)=3v逆(NH3)反应一定达到平衡状态,故选C;
D.反应达到平衡时3v正(N2)=v逆(H2),v正(N2)=3v逆(H2) 时,反应没有达到平衡状态,故不选D;
选C。
5. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 氯水在光照下颜色变浅,最终变为无色
B. 夏天打开啤酒瓶,有很多气泡冒出
C. 由NO2(g)、N2O4(g)组成的平衡体系通过缩小体积加压后颜色变深
D. 实验室用排饱和食盐水的方法收集Cl2
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯水中存在,光照下发生反应,随反应进行HClO浓度减小,平衡正向移动,氯气浓度逐渐减小至消失,最终颜色变浅至无色,可用平衡移动原理解释,故A不符合题意;
B.夏天打开啤酒瓶,是压强减小,平衡逆向移动,有很多气泡冒出,可用平衡移动原理解释,故B不符合题意;
C. 由NO2(g)、N2O4(g)组成的平衡体系,缩小体积增大压强体系物质浓度增大,颜色变深,而且平衡正向移动,在变深基础上变浅,最终颜色仍然变深,所以颜色变深不能用平衡移动原理解释,故C符合题意;
D.饱和食盐水中氯离子浓度大,平衡逆向移动,抑制氯气和水反应,所以可用排饱和食盐水的方法收集Cl2可用平衡移动原理解释,故D不符合题意;
故答案为:C
6. 中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成,它运用了“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中不正确的是( )
A. 使用光催化剂不改变反应物的转化率
B. 该“光触媒”技术可以杜绝“光化学烟雾”的产生
C. 升高温度能加快反应速率
D. 缩小体积,各气体的浓度都增大
【答案】B
【解析】
【分析】据外界条件(浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积)对化学反应速率的影响和平衡移动原理分析判断,反应方程式为:2NO+2CON2+2CO2;反应特征是气体体积减少的反应。
【详解】A. 催化剂不影响平衡移动,不改变反应物的转化率,故A正确;
B. NO和CO转化成N2和CO2的反应时可逆反应,NO不能完全转化成N2,该“光触媒”技术不能杜绝“光化学烟雾”的产生,故B错误;
C. 升高温度能加快反应速率,故C正确;
D. 缩小体积,各气体的浓度都增大,故D正确;
故选B。
7. 在下列性质中,可以证明醋酸是弱电解质的是
A. 1mol·L-1的醋酸溶液中,c(H+)=1mol·L-1
B. 醋酸与水以任意比互溶
C. 10mL1mol·L-1的醋酸溶液恰好与10mL1mol·L-1的NaOH溶液完全反应
D. 在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱
【答案】D
【解析】
【详解】A. 若氢离子的浓度与醋酸浓度相等,醋酸完全电离,则醋酸为强电解质,选项A不符合题意;
B.电解质的强弱与水溶性无关,选项B不符合题意;
C.盐酸和醋酸均属于一元酸,物质的量相等的盐酸和醋酸,中和碱的能力相同,不能证明醋酸为弱酸,选项C不符合题意;
D.盐酸和醋酸均属于一元酸,在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸的弱,说明醋酸的电离程度小于氯化氢,氯化氢为强电解质,则醋酸为弱电解质,选项D符合题意;
答案选D。
8. 下列热化学方程式正确的是
A. H2的燃烧热为a kJ•mol﹣1 ,H2+Cl22HCl △H=﹣a kJ•mol﹣1
B. 1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应后,放出热量98.3 kJ ,2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H=﹣98.3 kJ•mol﹣1
C. H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O(l) △H=﹣57.3 kJ•mol﹣1 ,H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H=﹣114.6 kJ•mol﹣1
D. 31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ ,P4(s)=4P(s) △H=﹣4b kJ•mol﹣1
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2的燃烧热为a kJ•mol﹣1,是指1molH2在氧气中完全燃烧生成液态水释放的能量,不是在氯气中燃烧,故A错误;
B.该反应是可逆反应,1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应后,放出热量98.3kJ,实际参加反应的SO2小于1mol,则热化学方程式中的△H应小于2×(﹣98.3 kJ•mol﹣1),故B错误;
C.中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量为57.3kJ/mol,生成的盐应为可溶性盐,而H2SO4(aq)和Ba(OH)2(aq)反应还生成了BaSO4(s),放出的热量比57.3kJ多,故C错误;
D.31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ,其中31g白磷的物质的量为=0.25mol,则P4(s)=4P(s) △H=﹣4b kJ•mol﹣1,故D正确;
故选D。
9. 我国化学家研究的一种新型光催化剂(碳纳米点/氮化碳)可以利用太阳光高效实现分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是
A. 总反应为H2O2=H2+O2
B. 水分解过程中,H2O2作催化剂
C. 若反应Ⅱ是放热反应,则反应Ⅰ可能是吸热反应也可能是放热反应
D. 反应Ⅰ和反应Ⅱ均存在O-H键的断裂
【答案】D
【解析】
【详解】A.过程I是水分解为氢气和过氧化氢,过程II是过氧化氢分解为氧气和水,整个过程是水分解为氢气和氧气,总反应为2H2O2H2↑+O2↑,A错误;
B.H2O2是中间产物,不是催化剂,B错误;
C.水分解是吸热反应,在此过程中,水分解分两步进行,若反应II是放热反应,则反应I一定是吸热反应不可能是放热反应,C错误;
D.由历程图可知,过程I是水分解为氢气和过氧化氢,过程II是过氧化氢分解为氧气和水,均存在O-H键的断裂,D正确;
故答案为:D。
10. 已知298.15K时,可逆反应:Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2,若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10mol·L-1,则此时反应进行的方向是
A. 正反应方向 B. 逆反应方向 C. 处于平衡状态 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2,若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10mol·L-1,Q=1
11. 纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH<0。下列说法正确的是
A. 纳米技术的应用,优化了催化剂的性能,提高了反应的转化率
B. 缩小容器体积,平衡向正反应方向移动,CO的浓度增大
C. 从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率
D. 工业生产中采用高温条件下进行,其目的是提高CO的平衡转化率
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.纳米技术的应用,优化了催化剂的性能,提高了反应速率,但不能使平衡发生移动,因此物质的转化率不变,A错误;
B.反应的正反应是气体体积减小的反应,缩小容器的体积,导致体系的压强增大,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,所以缩小容器的体积CO的浓度增大,B正确;
C.从平衡体系中分离出H2O(g),正反应速率瞬间不变,后会逐渐减小,C错误;
D.该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应物转化率会降低,工业生产中采用高温条件下进行,其目的是在高温下催化剂的化学活性高,能提高化学反应速率,缩短达到平衡所需要的时间,D错误;
故合理选项是B。
12. 三氯氢硅()是制备硅烷、多晶硅的重要原料,在催化剂作用下可发生反应:,在50℃和70℃时的转化率随时间变化的结果如图所示。下列叙述正确的是
A. 该反应为放热反应
B. a点时,
C. 反应速率大小:
D. 增大压强,可以提高的平衡转化率,缩短达平衡的时间
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,70℃时转化率高与50℃,说明升高温度,该反应正向进行,正反应为吸热反应,选项A错误;
B.平衡时,,a点时,未达平衡状态,所以,选项B正确;
C.啊点温度高与b点,所以反应速率,选项C错误;
D.增大压强,反应速率加快,但该反应为分子数不变的反应,增大压强平衡不移动,转化率不变,选项D错误;
答案选B。
13. 某温度下,相同pH值盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A. Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线 B. b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C. a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D. b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A.醋酸在稀释时会继续电离,则在稀释相同体积的过程中醋酸中的H+大、pH小,A项错误;
B.b点溶液的离子浓度比c点溶液的离子浓度大,b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强,B项正确;
C.温度一定,任何稀的水溶液中的Kw都是一定值, C项错误;
D.由于醋酸是弱酸,要使稀释前盐酸和醋酸溶液pH值相同,则醋酸的浓度比盐酸大得多,稀释相同倍数后,前者仍大于后者,D项错误。
故选B。
14. 醋酸的电离方程式为。25℃时,醋酸溶液中存在下述关系:,是该温度下醋酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
A. 向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,减小
B. 向该溶液中加少量固体,平衡正向移动
C. 该温度下醋酸溶液
D. 升高温度,增大,变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,增大,平衡逆向移动,但根据勒夏特列原理,最终比之前还是增大了,A错误;
B.向该溶液中加少量固体,c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,B错误;
C.该温度下醋酸溶液,温度不变,不变,C错误;
D.该反应∆H>0,正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,增大,变大,D正确;
故答案选D。
15. 下列方案设计能达到实验目的的是
A. 甲装置可以定量测定化学反应速率
B. 乙装置可以由球中气体颜色的深浅判断温度对平衡的影响
C. 丙装置由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响
D. 丁装置可以准确测定中和热
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.甲装置定量测定化学反应速率还需要秒表,故A不符合题意;
B.乙装置可以由球中气体颜色的深浅判断温度对平衡的影响,热水中颜色深,说明平衡发生了移动,故B符合题意。
C.丙装置中高锰酸钾和草酸的浓度都不相同,探究由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响,只能是一个量作为变量,故C不符合题意;
D.丁装置准确测定中和热时还需要环形玻璃搅拌棒,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
16. 已知:A(g)+2B(g)3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,t1时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件, t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 容器内压强不变,表明反应达到平衡
B. t2时改变的条件:向容器中加入C
C. t2时改变的条件:升高温度
D. 平衡常数K:K(Ⅱ)<K(I)
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是气体体积减小的反应,恒温恒容的密闭容器中气体的压强始终不变,则容器内压强不变不能表明反应是否达到平衡,故A错误;
B.由图可知,t2时条件改变的瞬间,正反应速率不变,条件改变后,正反应速率增大说明平衡条件改变后逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,则改变的条件可能是向容器中加入C,故B正确;
C.若t2时改变的条件为升高温度,条件改变的瞬间,正反应速率应增大,则t2时改变的条件不可能为升高温度,故C错误;
D.由图可知,若t2时改变的条件为升高温度,条件改变的瞬间,正反应速率应增大,则t2时改变的条件不可能为升高温度,平衡I和平衡Ⅱ的温度相同;温度不变,化学平衡常数不变,则平衡常数K的关系为K(Ⅱ)=K(I),故D错误;
故选B。
第二部分非选择题
三、非选择题(本题包括4个小题,共56分)
17. 某同学进行了与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格)
实验序号
反应温度
硫代硫酸钠
硫酸
水
体积()
浓度()
体积()
浓度(L
)体积()
A
10
0.1
10
0.1
0
B
5
0.1
10
0.1
V
C
10
0.1
5
0.1
5
D
10
0.1
10
0.1
0
(1)写出溶液与稀硫酸反应的化学方程式为___________。
(2)A开始反应时硫代硫酸钠溶液的浓度为___________mol/L (忽略不同溶液混合的体积变化);
(3)根据你所掌握的知识,在上述实验中,反应速率最快的可能是___________(填实验序号);实验中,利用出现___________(填现象)的快慢来比较反应速率的快慢;
(4)A和B的组合研究的是硫代硫酸钠浓度对反应速率的影响,表格中___________;
(5)能说明温度对该反应速率影响的组合是___________(填实验序号)。
【答案】(1)Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4 +SO2↑+S↓+H2O
(2)0.05 (3) ①. D ②. 浅黄色沉淀
(4)5 (5)AD
【解析】
【分析】由题意可知,该实验的实验目的是探究反应物的浓度和反应温度对硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的反应速率的影响。
【小问1详解】
硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫和水,反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4 +SO2↑+S↓+H2O,故答案为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4 +SO2↑+S↓+H2O;
【小问2详解】
由表格数据可知,实验A中溶液总体积我20mL,则开始反应时硫代硫酸钠溶液的浓度为=0.05mol/L,故答案为:0.05;
【小问3详解】
由实验现象可知,实验中,可利用出现浅黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢;由表格数据可知,实验A与实验B、实验A与实验C的实验目的均为探究反应温度相同时,反应物的浓度对反应速率的影响,浓度越大,反应速率越快,实验A的反应物浓度高于实验B、实验C,则实验A的反应速率快于实验B、实验C;实验A和实验D的实验目的为探究反应物浓度相同时,反应温度对反应速率的影响,温度越高,反应速率越快,实验D的反应温度高于实验A,则实验D的反应速率快于实验A,所以实验D的反应速率最快,故答案为:D;浅黄色沉淀;
【小问4详解】
由表格数据可知,实验A与实验B的实验目的是探究硫代硫酸钠溶液浓度对反应速率的影响,由变量唯一化原则可知,实验A与实验B的溶液总体积相等,都是20mL,则V=20—10—5=5,故答案为:5;
【小问5详解】
由表格数据可知,实验A和实验D的实验目的为探究反应物浓度相同时,反应温度对反应速率的影响,故答案为:AD。
18. 回答下列问题:
(1)已知室温时,某一元酸在水中有0.1%发生电离,回答下列问题:
①该溶液中___________。
②的电离平衡常数___________。
③由水电离出来的___________。
④某温度,纯水中,此时在水加入稀硫酸至为,则此时溶液中的___________。
(2)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
电离平衡常数/
,
①用“>”“<”或“=”填空:
在相同浓度的和的溶液中,溶液导电能力:___________;在相同浓度的和的溶液中,结合的能力___________。
②的电离平衡常数表达式为___________。
③将少量气体通入溶液中,写出该反应离子方程式___________。
【答案】(1) ①. ②. ③. ④.
(2) ①. > ②. > ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
①某一元酸在水中有0.1%发生电离,该溶液中;故答案为;
②的电离平衡常数;故答案为;
③该溶液中H+由电离和水电离之和,由水电离出来的,故答案为;
④某温度,纯水中,;在水加入稀硫酸至为,则此时溶液中的;故答案为。
【小问2详解】
①已知,,所以在相同浓度的和的溶液中,溶液中离子浓度更大,溶液导电能力更强;酸性越强相应的结合氢离子的能力越弱,,在相同浓度的和的溶液中,结合的能力>;故答案为>;>;
②,的电离平衡常数表达式为;故答案为;
③已知,将少量气体通入溶液中,写出该反应离子方程式;故答案为。
19. 氨是人科学技术发史上的一项重大突,目前工业上用氢气和氨气直接合成氨。
(1)固氮一直是科学家致力研究的要课题,有关热力学数据如下:
反应
大气固氮
工业固氮
温度/
25
2000
25
350
400
450
平衡常数K
0.1
1.847
0.504
0.152
常温下,大气固氮的倾向___________工业固氮(填“大于”或“小于”)
(2)与反应的能量变化如图所示,则与反应制备的热化学方程式为:___________;
(3)有关工业固氮的说法正确的是___________(选填序号)。
A. 使用催化剂可提高反应物的转化率
B. 循环使用、可提高的产率
C. 温度控制在左右有利于反应向正方向进行
D. 增大压强有利于加快反应速率,所以压强大越好
(4)研究表明某些过渡金属催化剂可以加速氨气的分解,某温度下,用等质量的不同金属分别催化等浓度的氨气,测得氨气分解的初始速率(单位:)与催化剂的对应关系如表所示。
催化剂
初始速率
0.5
1.8
7.9
4.0
2.2
3.0
在不同催化剂的催化作用下,氨气分解反应中的活化能最大的催化剂是_______(填化学式)
(5)对于合成氨反应,下列研究结果和示意图相符的是_____。
选项
A
B
C
D
研究结果
压强对反应的影响
温度对反应的影响
平衡体系增加对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示
【答案】(1)小于 (2) (3)B
(4)Fe (5)C
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据可知,在相同温度下,大气固氮平衡常数远小于工业固氮,化学平衡常数越大,说明反应进行的程度越大,因此常温下,大气固氮的倾向小于工业固氮;故答案为小于。
【小问2详解】
根据图示可知反应物总能量比生成物总能量高,因此该反应为放热反应,0.5molN2完全反应变为NH3(1)时放出热量为Q=300kJ+20kJ-254kJ=66kJ,故该反应的热化学方程式可表示为:;故答案为。
小问3详解】
A.使用催化剂对正、逆反应速率的影响相同,平衡不发生移动,因此不能提高反应物的转化率,故A错误;
B.循环使用N2、H2,可使更多的反应物变为生成物,因此能够提是高NH3的产率,故B正确:
C.该反应的正反应是放热反应,温度降低平衡正向移动有利于反应向正方向进行,温度控制在500°C左右,是因为在该温度下催化剂的活性最大,反应速率较快,C错误;
D.反应物是气体反应,该反应的正反应是气体体积减小的反应,从理论上讲增大压强有利于加快反应速率,提高物质平衡转化率,但压强越大,对设备的材料承受的压力要求也越高,所以不是压强越大就越好,D错误;
故答案选B。
【小问4详解】
物质发生反应时的活化能越大,反应进行的化学速率就越小。根据表格数据可知:以Fe作催化剂时反应速率最小,则氨分解反应的活化能最大,故在不同催化剂的催化作用下,氨气分解反应中的活化能最大的催化剂是Fe;故答案为Fe。
【小问5详解】
A.由于p1条件先达到平衡,故p1>p2,由p1到p2,减小压强,化学平衡左移,NH3的体积分数应降低,故A错误;
B.由于此反应,故升温平衡左移,NH3的转化率降低,故B错误;
C.增大N2的量,会使正反应速率瞬间增大,使化学平衡右移,故C正确:
D.使用催化剂,能加快反应速率,缩短到达平衡的时间,故D错误;
故答案选C。
20. 工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物等气体,严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)甲醇不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇和水蒸气制取的反应如下:
反应Ⅰ(主): 平衡常数为
反应Ⅱ(副): 平衡常数为
反应Ⅲ: 平衡常数为
反应Ⅰ的_______(用,表示),平衡常数________(用、表示)。
(2)向密闭容器中加入和,在适当的催化剂作用下,下列反应能自发进行:。
①该反应_______0(填“>”、“<”或“=”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______。(填字母)
A.混合气体平均相对分子质量保持不变 B.的转化率和的转化率相等
C.生成的同时有键断裂 D.混合气体的密度保持不变
③反应;在体积相同()的两密闭容器中,改变条件,反应过程中部分数据见下表:
反应时间
反应Ⅰ:
2
6
0
0
4.5
1
1
反应Ⅱ:
0
0
2
2
反应Ⅰ,前内的平均反应速率_______;达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数_______(填“>”、“<”或“=”);平衡时的浓度_______(填“>”、“<”或“=”)。
(3)消除汽车尾气的反应式之一为:。在温度时,将与充入一体积为的密闭容器中,反应平衡后的物质的量分数为0.25,则的平衡转化率___________和反应平衡常数___________。
【答案】(1) ①. ΔH3—ΔH2 ②.
(2) ①. < ②. AC ③. 0.075 ④. > ⑤. >
(3) ①. 75% ②. 270L/mol
【解析】
小问1详解】
由盖斯定律可知,反应Ⅲ—Ⅱ可得反应Ⅰ,则焓变ΔH1=ΔH3—ΔH2,平衡常数K1=,故答案为:ΔH3—ΔH2;;
【小问2详解】
①该反应是熵减的反应,反应ΔS<0,由反应能自发进行可知,反应ΔH—TΔS<0,则反应ΔH<0,故答案为:<;
②A.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积减小的反应,反应中混合气体的平均相对分子质量增大,则混合气体的平均相对分子质量保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
B.由题意可知,二氧化碳和氢气的起始物质的量比与化学计量数比相等,反应中二氧化碳的转化率和氢气的转化率始终相等,则二氧化碳的转化率和氢气的转化率相等不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
C.1mol二氧化碳生成的同时有3molH−H键断裂说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
D.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
故选AC;
③由表格数据可知,10min时氢气的物质的量为4.5mol,则前10min内反应Ⅰ中氢气的平均反应速率为=0.075 mol/(L·min);恒温恒容条件下,反应Ⅰ和反应Ⅱ为等效平衡,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,反应Ⅰ的反应温度低于反应Ⅱ,则反应Ⅰ的平衡常数大于反应Ⅱ,平衡时甲醇的浓度大于反应Ⅱ,答案为:0.075;>;>;
【小问3详解】
设平衡时生成氮气的物质的量为amol,由题意可建立如下三段式:
由反应平衡后氮气的物质的量分数为0.25可得:×100%=25%,解得a=0.6,则一氧化氮的转化率为×100%=75%,反应的平衡常数K==270L/mol,故答案为:75%;270L/mol。
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