四川省阆中中学2023-2024学年高二化学上学期11月期中试题(Word版附解析)
展开可能用到的相对原子质量:O-16 N-14
一、单选题。(本题包括14个小题,每个小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学知识和技术的发展离不开伟大的化学家。下列人物与其贡献不匹配的是
A. 侯德榜——工业制备烧碱B. 勒夏特列——化学平衡的移动
C. 哈伯——利用氮气和氢气合成氨D. 盖斯——反应热的计算
【答案】A
【解析】
【详解】A.侯德榜先生的贡献是联合制碱法制备纯碱,而不是烧碱,A符合题意;
B.化学平衡移动原理又称勒夏特列原理,即化学平衡移动原理由勒夏特列提出,B不符合题意;
C.哈伯利用N2与H2反应合成氨,哈伯因为在合成氨方面的巨大贡献而获得诺贝尔奖,C不符合题意;
D.盖斯先生的贡献是提出了盖斯定律用于计算反应热,D不符合题意;
故答案选A。
2. 下列物质属于弱电解质的是
A. CO2B. H3PO4C. C2H5OHD. NaHCO3
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2不能电离出自由移动的离子,属于非电解质,故A不符合题意;
B.磷酸在溶液中分步电离,溶液中存在电离平衡,属于弱电解质,故B符合题意;
C.乙醇不能电离出自由移动的离子,属于非电解质,故C不符合题意;
D.碳酸氢钠在溶液中完全电离出钠离子、碳酸氢根离子,属于强电解质,故D不符合题意;
故选:B。
3. 有关下列装置的说法不正确的是
A. 图1所示不能构成原电池
B. 图2锌锰干电池属于一次电池,锌作负极
C. 图3是“纸电池”,Zn片失去电子,发生氧化反应
D. 图4电池Al电极反应式为:Al-3e-+3H2O=Al(OH)3+3H+
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1所示装置没有形成闭合回路,不能构成原电池,故A正确;
B.锌锰干电池,锌筒作负极,发生氧化反应被消耗,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,石墨棒作正极,故B正确;
C .Zn比Cu活泼,锌片做负极,Zn片失去电子,发生氧化反应,故C正确;
D.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,铝和氢氧化钠反应易失去电子而作负极,镁作正极,其负极反应式为:Al-3e-+4OH-═+2H2O,故D错误;
故选D。
4. 下列关于化学反应速率的说法正确的是
①恒温时,增大压强,化学反应速率一定加快
②其他条件不变,温度越高化学反应速率越快
③使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
④的反应速率一定比的反应速率大
⑤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),可增加单位体积内活化分子数,从而使反应速率增大
⑥增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多
A. ②⑥B. ②⑤C. ①②③⑤D. ①②④⑤
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】①恒温时,增大压强,如没有气体参加反应,化学反应速率不加快,故错误;
②其他条件不变,温度升高,增大活化分子百分数,化学反应速率越快,故正确;
③使用催化剂不能改变反应热,故错误;
④没有指定反应,也没有指定反应速率用方程式中的哪种物质表示,所以无法比较3ml/(L▪s)和1ml/(L▪s)的反应速率的快慢,故错误;
⑤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),活化分子百分数不变,增加了单位体积内活化分子数,故正确;
⑥增大反应物浓度,活化分子的百分数不变,增加的是单位体积内活化分子数,故错误;
②⑤正确,故答案选B。
5. 下列说法正确的是
A. 已知:H2(g)+S(g)=H2S(g) △H1<0,H2(g)+S(s)=H2S(g) △H2<0,则△H1<△H2
B. 已知稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/ml,则稀KOH与稀醋酸溶液的中和热△H=-57.3kJ/ml
C. 在一定条件下将1mlSO2和0.5mlO2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2kJ,则反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-158.4kJ•ml-1
D. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,则lmlC(石墨,s)总键能比1mlC(金刚石,s)总键能小
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知相同质量的同一种物质,气态时具有的能量高于液体高于固态,故H2(g)+S(g)=H2S(g) △H1<0,H2(g)+S(s)=H2S(g) △H2<0,则△H1<△H2,A正确;
B.已知稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/ml,由于醋酸是弱酸,电离时需吸收热量,则稀KOH与稀醋酸溶液的中和热△H>-57.3kJ/ml,B错误;
C.由于SO2与O2的反应是一个可逆反应,即在一定条件下将1mlSO2和0.5mlO2置于密闭容器中充分反应,SO2和O2均不能完全反应,放出热量79.2kJ,则反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<-158.4kJ•ml-1,C错误;
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,该反应为吸热反应,则lmlC(石墨,s)总键能比1mlC(金刚石,s)总键能大,D错误;
故答案为:A。
6. 下列实验选择的仪器和药品都正确且能达到实验目的的是
A. 测定生成氢气的反应速率B. 验证与的反应是可逆反应
C. 探究温度对化学平衡的影响D. 探究压强对化学平衡的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.气体可从长颈漏斗逸出,无法测定生成氢气的反应速率,故A错误;
B.铁离子与碘离子按1:1比例反应;等浓度等体积的碘化钾和硫酸铁混合溶液中铁离子过量,无法进行判断,故B错误;
C.二氧化氮为红棕色气体,根据颜色可进行判断温度对化学平衡的影响,故C正确;
D.反应前后气体分子数相同,压强对该反应无影响,故D错误;
答案选C。
7. 某温度下,某气相反应达到化学平衡,平衡常数,且正反应为吸热反应。下列说法正确是
A. 增大,则和增大
B. 减小压强,平衡向生成的方向移动
C. 降低温度,平衡向生成的方向移动,逆反应速率增大
D. 该反应的化学方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】根据平衡常数表达式,该反应的化学方程式为,据此作答。
【详解】A.增大,平衡往逆向移动,减小,K只受温度影响,不变,故A错误;
B.该反应左右两边气体分子数相等,减小压强,平衡不移动,故B错误;
C.该反应为吸热反应,降低温度,平衡往逆向移动,即生成的方向移动,但是正逆反应速率均减小,故C错误;
D.根据分析,该反应的化学方程式为,故D正确;
故选D。
8. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1L0.1ml/L醋酸溶液中含有的H+数为0.1NA
B. 标准状况下,11.2LH2O中含有的原子数为1.5NA
C. 一定条件下,1mlN2与足量H2反应,产生NH3的分子数为2NA
D. 4.6gNO2与N2O4的混合气体中含有的原子数目为0.3NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸是弱电解质,不完全电离,故1L0.1ml/L醋酸溶液中含有的H+数小于0.1NA,A错误;
B.标准状况下水是固液共存的冰水混合物,不是气体,知道体积无法算物质的量,B错误;
C.N2与H2的反应是可逆反应,产生NH3的分子数小于2NA,C错误;
D.4.6gNO2与N2O4的混合气体中含有的原子数目为0.3NA,D正确;
故选D。
9. 下列指定反应的方程式不正确的是
A. Na2S2O3与稀硫酸混合后溶液变浑浊:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O
B. 铅蓄电池(H2SO4作电解质溶液)放电时负极的反应:Pb-2e-=Pb2+
C. 三氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
D. 氯化铜浓溶液常呈绿色,是棕黄色[CuCl4]2-与蓝色([Cu(H2O)4]2+)的互补色,可表示为[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-
【答案】B
【解析】
【详解】A. Na2S2O3与稀硫酸混合后溶液变浑浊,说明有S单质生成,方程式为:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O,故A正确;
B. 铅蓄电池(H2SO4作电解质溶液)放电时负极的反应为,故B错误;
C. 三氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液,溶液显红色,方程式为:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故C正确;
D. 氯化铜浓溶液常呈绿色,是由于[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-,故D正确;
故答案选B。
10. 已知CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)∆H>0,工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2,下列有关该反应的图象正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.增大水碳比,甲烷的转化率应增大,A错误;
B.温度越高反应速率越快,所以T2>T1,该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,H2的含量增加,B正确;
C.该反应为吸热反应,升高温度平衡常数增大,C错误;
D.当正逆反应速率相等时反应达到平衡,该反应为气体系数之和增大的反应,继续增大压强平衡逆向移动,v逆应该大于v正,D错误;
综上所述答案为B。
11. 目前,丁烷脱氢制丁烯的研究已取得重大突破,利用计算机技术测得在催化剂表面的反应历程如图所示,其中能化剂表面上的物质用*标注,TS表示过渡态物质。下列说法错误的是
A. 该历程中决速步骤为C4H9*+H*=C4H8*+2H*
B. 催化剂可降低反应活化能
C. C4H10→C4H8+H2,该反应有非极性键形成
D. 该反应的热化学方程式为:C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) △H=+0.06NAeV
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应的活化能越大,反应速率越慢,化学反应取决于最慢的一步,由图可知,C4H10转化为C4H10*时的活化能最大,则该历程中决速步骤为C4H10= C4H10*,故A错误;
B.催化剂能改变反应的途径,降低反应活化能,加快反应速率,故B正确;
C.由图可知,该反应的方程式为C4H10→C4H8+H2,反应中有氢氢非极性键形成,故C正确;
D.由图可知,该反应的方程式为C4H10→C4H8+H2,反应的焓变△H=+0.06NAeV,则反应的热化学方程式为C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) △H=+0.06NAeV,故D正确;
故选A。
12. 在一定条件下,将3mlA和1mlB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末该反应达到平衡,生成0.8mlD,并测得C的浓度为0.2ml•L-1。下列判断错误的是
A. x=1B. 若混合气体的密度不变则表明该反应达到平衡状态
C. B的转化率为40%D. 2min内A的反应速率为0.3ml•L-1•min-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.C的浓度为0.2ml·L-1,体积为2L,则生成C的物质的量为0.2ml·L-1×2L=0.4ml,各生成物的物质的量之比等于化学计量数之比,生成的D是0.8ml。生成C和D的比例为1:2,则x=1,A项正确,不符合题意;
B.,各反应物和生成物均为气体,m总不变,V不变,则密度ρ一直不变,不能判断是否达到平衡,B项错误,符合题意;
C.生成了0.8mlD,参加反应的B为0.4ml,则B的转化率为,C项正确,不符合题意;
D.,生成了0.8mlD,参加反应的A为1.2ml,有,D项正确,不符合题意;
本题答案选B。
13. 已知同温同压下,下列反应的焓变和平衡常数分别表示为
(1)
(2)
(3)下列说法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据盖斯定律:(1)× -(2)×可得(3),焓变△H3也进行相应的计算得到,而平衡常数K3= 。
【详解】根据盖斯定律,(1)× -(2)×可得(3):NO2 (g)+SO2 (g)⇌SO3 (g)+NO (g),故△H3=×(-197kJ•ml-1 )-×(-144kJ•ml-1 )=-26.5kJ•ml-1,即m=-26.5,K3== ,即c2= ,故选:A。
14. 甲醇是一种绿色能源。工业上用H2和CO合成CH3OH的反应为 △H<0。将2 ml H2和1 ml CO充入1L密闭容器中,在恒温恒容条件下,充分反应一段时间后达到平衡状态1。下列说法不正确的是
A. 若反应在恒温恒压条件下进行,平衡时CO的转化率大于平衡状态1的
B. 容器中CO和H2的体积分数之比保持不变不能说明反应达到平衡状态
C. 若平衡状态1中再充入a ml CH3OH,达到新平衡时,H2的体积分数比原平衡状态的小
D. 若反应在绝热恒容条件下进行,平衡时CH3OH的体积分数大于平衡状态1的
【答案】D
【解析】
【详解】A.恒温恒容条件下,平衡后气体压强减小,若反应在恒温恒压条件下进行,则相当于恒温恒容条件下的平衡体系加压,平衡正向移动,平衡时CO的转化率大于平衡状态1的,A正确;
B.容器中CO和H2的起始投入量之比等于化学计量数之比,变化量之比等于化学计量数之比,则体积分数之比始终等于化学计量数之比,所以体积分数不变不能说明反应达到平衡状态,B正确;
C.若平衡状态1中再充入a ml CH3OH,相当于原平衡体系加压,达到新平衡时,H2的体积分数比原平衡状态的小,C正确;
D.正反应为放热反应,反应在绝热恒容条件下进行时,混合气的温度升高,相当于恒温恒容条件下的平衡体系升温,平衡逆向移动,平衡时CH3OH的体积分数小于平衡状态1的,D不正确;
故选D。
二、非选择题。(共58分)
15. 探究化学反应的快慢和限度具有十分重要的意义。
I.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
(1)向K2Cr2O7溶液中加入30%NaOH溶液,溶液呈_______色,若再加入过量硫酸,则溶液呈_______色。
(2)向K2Cr2O7溶液中逐滴加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡向着_______方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
(3)对比实验②和④可得出的结论是_______。(已知Cr3+呈绿色)
Ⅱ.某实验小组欲通过用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应探究影响化学反应速率的因素,设计实验方案如表:
(4)配平该反应的离子方程式:_______。
_______MnO+_______H2C2O4+_______H+=_______Mn2++_______CO2↑+_______H2O
(5)实验①和②探究的是_______对化学反应速率的影响,实验②和③是探究_______对化学反应速率的影响。
(6)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,则这段时间内v(KMnO4)=_______ml•L-1•s-1。
(7)实验中均发现反应速率变化如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:_______。
【答案】(1) ①. 黄 ②. 橙
(2)正反应 (3)K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
(4)2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(5) ①. 浓度 ②. 温度
(6)v(KMnO4)=1.25×10-4ml•L-1•s-1
(7)反应放热或产物Mn2+是反应的催化剂
【解析】
【小问1详解】
向K2Cr2O7溶液中加入30%NaOH溶液,氢离子浓度减小,Cr2O(橙色)+H2OCrO(黄色)+2H+平衡正向移动,溶液呈黄色,若再加入过量稀硫酸,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,则溶液呈橙色;
【小问2详解】
向K2Cr2O7溶液中逐滴加入Ba(NO3)2溶液生成BaCrO4沉淀,CrO浓度降低,则平衡向着正反应方向移动,溶液颜色变化为橙色逐渐变浅,最后变为无色。
【小问3详解】
根据实验②可知,酸性条件下K2Cr2O7能氧化乙醇;根据实验④可知,碱性条件下K2Cr2O7不能氧化乙醇,对比实验②和④,可得出的结论是K2Cr2O7酸性溶液氧化性强。
【小问4详解】
反应中1ml MnO得5ml电子生成Mn2+,1mlH2C2O4失2ml电子生成CO2,根据得失电子守恒及元素守恒得离子方程式:2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
【小问5详解】
根据控制变量设计探究实验方案原则,实验①和②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0.1ml/L、0.2ml/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②和③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;
【小问6详解】
实验①中:2.0mL草酸溶液加入2.0mL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xml/L,根据题意和稀释定律(c1•V1=c2•V2)可知,0.010 ml•L-1×2.0×10-3L=x ml•L-1×(2.0+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=40s,由v=可得,v(KMnO4)= ==1.25 ml•L-1•s-1;
【小问7详解】
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。
16. I.按要求完成下列题目:
(1)下列反应中,属于吸热反应是________(填字母)。
A. 碳与水蒸气反应B. 氧化钙和水反应
C. CaCO3受热分解D. 锌与盐酸反应
(2)已知氢气的燃烧热为285.8kJ/ml,写出表示氢气燃烧热的热化学方程式:________。
(3)利用中和热实验装置测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50mL0.50ml•L-1的盐酸,则还需加入________(填序号)。
固体
•L-1NaOH溶液
•L-1NaOH溶液
II.回答下列问题:
(4)在体积为1L密闭容器中充入3mlCO2(g)和9mlH2(g),发生反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),测得CO2(g)、CH3OCH3(g)的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时,v正________v逆(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,v(CO2)=________ml•L-1•min-1。
③反应达到平衡状态时,CH3OCH3(g)的体积分数为________%(保留1位小数)。
④a、b、c三点中代表达到平衡的是________。
【答案】(1)AC (2)H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/ml
(3)C (4) ①. > ②. 0.5 ③. 17.9 ④. c
【解析】
【小问1详解】
常见的放热反应有:大多数的化合反应、中和反应、物质的燃烧、铝热反应、金属和酸置换出氢气的反应等;B、D均为放热反应,A、C为吸热反应,故答案为:AC;
【小问2详解】
燃烧热是1ml可燃物完全燃烧生成指定物质放出的热量,已知氢气的燃烧热为285kJ•ml−1,表示H2燃烧热的化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285kJ/ml;
【小问3详解】
测定中和热,为保证盐酸全部反应,需加稍过量的NaOH,保证盐酸完全反应,且固体溶解放热,只有C合理,故答案为:C;
【小问4详解】
①由物质的量随时间变化图可知,1~5min内,CO2的物质的量逐渐减小,说明反应正向进行,则v正>v逆,故答案为:>;
②0~5min内,v(CO2)==0.5ml•L-1•min-1,故答案为:0.5;
③由图像可知,到达平衡时,n(CH3OCH3)=1.25ml,n(CO2)=0.5ml,则反应的CO2为2.5ml,由方程式可知,反应的H2的为7.5ml,生产的H2O为3.75ml,平衡时H2的为(9-7.5)ml=1.5ml,反应达到平衡状态时,CH3OCH3(g)的体积分数为×100%=17.9%,故答案为:17.9:
④由图可知,a、b两点各物质的量发生变化,而c点时各物质的量不再改变时,故c点达到平衡; 故答案为:c。
17. 硫酸的消耗量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产H2SO4和Na2S2O5。
请回答下列问题:
(1)FeS2中铁元素的化合价为________。
(2)若要增大煅烧过程的反应速率,可采取的措施是________(任写一条即可)。
(3)若要检验Na2S2O5是否变质生成了Na2SO4,所用的试剂是________。
(4)“氧化”时反应的方程式为,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ•ml-1。
①在一定温度下,将2mlSO2和1mlO2放入容积为2L的密闭容器中反应,达到平衡时,测得容器内O2的物质的量浓度为0.2ml•L-1,则该反应的平衡常数为________。
②如表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率,从化学反应速率、化学平衡及生产成本、产量等角度综合分析,在实际生产中有关该反应适宜条件选择的说法不正确的有________。
a.SO2的转化率与温度成反比,故采用尽可能低的温度
b.该反应在450℃左右、0.1MPa(常压)下进行较为合适
c.SO2的转化率与压强成正比,故采用尽可能高的压强
d.为了提高的SO2的转化率,应使用合适的催化剂
【答案】(1)+2 (2)将黄铁矿粉碎;提高煅烧温度;多鼓入空气等
(3)盐酸、BaCl2溶液
(4) ①. 11.25 ②. acd
【解析】
【分析】黄铁矿在空气中煅烧得到含SO2的混合气体,经净化后催化氧化得到SO3,吸收SO3易选用试剂a浓硫酸,尾气用氢氧化钠溶液吸收再进一步加热得到Na2S2O5。
【小问1详解】
FeS2中铁元素的化合价为+2。
【小问2详解】
要增大煅烧过程的反应速率,可采取的措施是:将黄铁矿粉碎;提高煅烧温度;多鼓入空气等。
【小问3详解】
要检验Na2S2O5是否变质生成了Na2SO4,即检验,应该选用的试剂是盐酸和BaCl2溶液。
【小问4详解】
①根据题意列三段式,
则该反应的平衡常数为
②a.由表格数据可知,SO2的转化率与温度成反比,降低温度平衡向正反应方向移动,但反应速率减小,不利于提高SO2的产量,故a错误;
b.在1MPa、450℃时SO3的平衡转化率(97.5%)就已经很高了,若继续增大压强,平衡虽正向移动,但效果并不明显,比其高压设备的高额造价,得不偿失,故b正确;
c.由表格数据可知,SO2的转化率与压强成正比,但采用高压,平衡虽正向移动,但效果并不明显,比其高压设备的高额造价,得不偿失,故c错误;
d.催化剂不能改变SO2的平衡转化率,故d错误;
故选acd。
18. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0生产示意图如图:
(1)下列有关合成氨工业的说法正确的是________。
A. 工业合成氨的反应是熵减小的放热反应,在低温时可自发进行
B. 合成氨反应中,反应物的总键能小于产物的总键能
C. 合成氨厂一般采用的压强为10MPa~30MPa,因为该压强下铁触媒的活性最高
D. N2的量越多,H2的转化率越大,因此,充入的N2越多越有利于NH3的合成
(2)循环利用的Y是________,目的是________。
(3)合成氨反应中,某时刻改变条件速率变化如图:
图I中t0时刻改变条件是________,图II中t0时刻改变的条件是________。
(4)在合成氨工业中,既能加快反应速率,又能增大氢气转化率采取的措施是________。
A增加N2
B.移走NH3
C.升高温度
D.恒温恒容,充入惰性气体Ar使压强增大
E.压缩体积
(5)氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。如表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
①分析数据可知:①在400℃下模拟工业固氮,某时刻c(N2)=c(H2)=c(NH3)=1ml•L-1,此时v正________v逆(填“>”“<”或“=”)。
②人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是________。
【答案】(1)AB (2) ①. 氮气、氢气 ②. 提高原料的利用率
(3) ①. 升温 ②. 加催化剂
(4)AE (5) ①. < ②. 温度高达2000℃,该反应K值仍很小,正向进行的程度很小(或转化率很低),不适合大规模生产
【解析】
【小问1详解】
A. 工业合成氨反应是熵减小的放热反应,在低温时可自发进行,A正确;
B. 合成氨反应是放热反应,故反应物的总键能小于产物的总键能;
C. 合成氨厂一般采用的压强为10MPa~30MPa,因为压强过高对设备的要求更高,增加成本,C错误;
D. N2的量越多,H2的转化率越大,充入的N2过多会造成反应物的浪费,D错误;
【小问2详解】
合成氨的反应为可逆反应,氮气和氢气不能完全转化,循环使用可提高氮气和氢气的转化率;
【小问3详解】
图I中t0时刻正逆反应速率都增大,改变的条件是升温,图II中t0时刻正逆反应速率增大相同的倍数,故改变的条件是加催化剂。
【小问4详解】
A.增加N2,反应物浓度增大,反应速率加快,氢气转化率增大,A正确;
B.移走NH3,反应速率减慢,B错误;
C.升高温度,反应速率加快,平衡逆移,氢气转化率减小,C错误;
D.恒温恒容,充入惰性气体Ar使压强增大,分压不变,平衡不移动,D错误;
E.压缩体积相当于增大压强,反应速率加快,平衡正向移动,E正确。
故选AE。
【小问5详解】编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/ml/L
体积/mL
浓度/ml/L
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
2.0
25
②
0.20
2.0
0.010
2.0
25
③
0.20
2.0
0.010
2.0
50
温度/℃
平衡时的转化率
0.1MPa
0.5MPa
1MPa
5MPa
10MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
反应
大气固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)
工业固氮N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
温度/℃
27
2000
25
400
450
K
3.84×10-31
0.1
5×108
0.507
0.152
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