内容正文:
2025届高三化学过关训练----化学反应原理综合题
1.(23-24高三上·重庆·阶段练习)胆矾()是一种用途广泛的铜盐。
I.将胆矾置于一密闭容器中,缓缓抽去其水蒸气,胆矾分三步依次脱水,各步脱水过程为一系列动态平衡,发生如下反应:
i.
ii.
iii.
图中a、b、c曲线分别表示上述反应中水蒸气平衡压强与温度t的关系曲线。
(1)反应ⅰ中水蒸气平衡压强与温度的关系曲线是 (填“a”、“b”或“c”)。反应ⅰ的 0(填“>”或“<”),判断依据是 。
(2)能稳定存在的区域为 (填“A”“B”、“C”或“D”)。
(3)25℃下,为了保持晶体纯度,可将其存放在盛有大量M晶体的密闭容器中。M晶体可以是 (已知该温度下晶体的平衡压强,晶体的平衡压强)。
A. B.晶体 C.
(4)50℃时,反应的压强平衡常数为 。
Ⅱ.电镀工业中可作电解液。
(5)电镀时,铁制镀件应与电源的 极相连。
(6)电镀结束后,可通过热再生氨电池实现电镀废液浓缩再生。装置如图所示。
①右池的电极反应式为: 。
②当外电路转移2mol电子,左池中溶液质量变化了 g。
2.(23-24高三下·浙江舟山·期末)氢能为清洁能源,为应对气候变化全球掀起了氢能发展热潮,制备氢气有多种途径。
Ⅰ.乙酸制氢过程发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知反应:
①由图可得, 。
②恒温恒容下发生上述反应,下列说法正确的是 。
A.混合气体密度不变时,反应达到平衡 B.加入,可提高的转化率
C.加入催化剂,可提高的平衡产率 D.充入Ar,对的产率不产生影响
(2)在容积相同的密闭容器中,加入等量乙酸蒸气(只发生反应Ⅰ和Ⅱ),在相同时间测得温度与气体产率的关系如图所示。约650℃之前,氢气产率低于甲烷的可能原因是 。
(3)在一定条件下,投入一定量的乙酸,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ.设达到平衡时体系总压强为p,乙酸体积分数为20%,反应Ⅰ的选择性为20%,则反应Ⅱ的平衡常数为 。(用平衡分压代替平衡浓度计算)
Ⅱ.热分解也可制氢,其原理是:。
(4)不同温度和压强下,的平衡转化率变化如下图。生成物的状态为 (填“气态”或“非气态”), (填“>”或“<”)。
3.(23-24高三下·上海嘉定·期中)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯()。
已知:
(1)丙烷分子中极性键和非极性键数目的比值为 。
(2)上述两个反应能在 (填“高温”、“低温”或“任何”)条件下自发进行。
(3)相同条件下,反应的
(4)如图以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电解质是熔融碳酸盐。
①b极为 (填“正”或“负”)极,b极的电极反应式为 。
②以上述电池为电源给铁制器件镀铜,当 极(填“阴”或“阳”)质量增加6.4g时,消耗标况下的丙烷 L。
4.(23-24高三下·广西南宁·期末)甲醇是重要的化工原料。工业上利用合成气(主要成分为和)在催化剂的作用下合成甲醇。发生的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)上述反应Ⅲ的 (用含和的式子表示)。
(2)在一恒容密闭容器加入一定量的和,只发生反应Ⅰ,测得其化学平衡常数的对数和温度的倒数的关系如图所示:
① 0(填“>”“<”或“=”),其理由是 。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填字母)。
A.单位时间内消耗的物质的量和消耗的物质的量相等
B.容器内气体密度保持不变
C.容器内的体积分数保持不变
③反应在时刻达到平衡后,在时刻改变条件A使化学反应速率发生变化的图像如图甲所示,改变条件B使物质浓度发生变化的情况如图乙所示。图甲中时刻改变的条件A可能是 (写1条即可,下同),图乙中时刻改变的条件B可能是 。
甲 乙
(3)时,保持压强恒定为和的起始投料分别为和,只发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,测得平衡时的转化率为20%,的选择性为70%[已知的选择性],求:
①平衡时 。
②反应Ⅰ的 (保留一位有效数字即可,是用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
5.(23-24高三下·河南信阳·阶段练习)I.甲醇是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇()。
(1)已知一定条件下,发生反应:
该条件下,水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇的热化学方程式是 。
(2)工业上使用水煤气转化成甲醇,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①要使A点变到B点除增大压强外还可以 。
②C点条件下假设压强为KPa,往容器内充入lmolCO与2.5mol发生反应。平衡时的体积分数是 、 。
II.在某温度下,向恒温恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的和CO气体,在催化剂作用下发生反应 。相关数据如下:
0min
5min
10min
15min
20min
2.00
1.70
1.56
1.50
1.50
0
0.15
0.22
0.25
0.25
(3)对于上述反应,下列说法不正确的是___________。
A.该反应在15min前未达到化学平衡状态
B.平衡时向容器中充入CO,平衡正移,CO转化率下降
C.平衡时Co与的转化率不相等
D.20min时混合气体平均摩尔质量大于10min时混合气体平均摩尔质量
(4)在15min时,CO的转化率为 。
(5)该反应的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示正反应化学平衡常数的是 (选“A”或“B”),理由是 。
(6)在该温度下,向恒容容器甲中通入4molCO、2mol,向等大的恒容容器乙中通入2mol和4mol,反应都达到平衡时___________。
A.两容器内相等 B.正反应速率:甲<乙
C.乙中更大 D.甲容器内的压强大于乙容器内的压强
6.(23-24高三下·广西桂林·期末)化学能与其他形式的能量可以相互转化,请回答以下问题。
(1)用催化加氢可制取乙烯:。该反应体系的能量变化关系如图所示:
几种化学键的键能如下:
化学键
键能/()
803
436
x
414
464
①该反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
②实验测得上述反应生成0.5mol时能量变化为152kJ,则表中的 。
(2)用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如图所示。
①该燃料电池中电极2作 极(填“正”或“负”)。
②放电时,电极1的电极反应方程式为 ,电解质溶液中往 (填“电极1”或“电极2”)方向移动。
(3)在一体积为2L的恒温密闭容器中,加入2mol和一定量的水,发生反应,经过20min达到平衡,此过程有4.8mol电子转移,则用浓度变化表示的平均反应速率为 ,平衡时的浓度为 ;下列选项不能说明该反应达到平衡状态的是 。
A.容器内压强不再变化 B.的浓度不再变化
C.和的物质的量之比为4:3 D.消耗物质的量和生成物质的量之比为2:3
7.(23-24高三下·江西·期末)利用化学反应原理研究治理环境污染的方法是当前环保工作的重要内容之一、回答下列问题:
(1)用处理,绝热恒容密闭容器中发生反应:,正反应速率随时间变化的图像如图所示。该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应,反应在 (填“a”“b”“c”或“d”)点达到平衡状态。
(2)某实验小组模拟汽车尾气CO与NO净化过程,向恒容密闭容器中充入和,在不同催化剂作用下,反应时NO的转化率随温度变化如图所示。
①CO与NO反应生成两种对环境无污染的气体,该反应的化学方程式为 。
②催化剂效果最佳的是 (填“催化剂Ⅰ”“催化剂Ⅱ”或“催化剂Ⅲ”)。
③a点时,内平均反应速率 。
(3)煤燃烧排放的烟气中含有和,易形成酸雨、污染大气。采用碱性溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,向鼓泡反应器中通入含有和NO的烟气,反应温度为,溶液浓度为。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离子
①写出碱性溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式: 。
②由实验结果可知,脱硫反应速率 (填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。原因是除了和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是 。
8.(23-24高三下·河北保定·期末)I.热化学方程式书写。
(1)1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68kJ: 。
(2)由金红石()制取单质Ti的步骤为:。
已知:①
②
③
计算的 。
Ⅱ.原电池是电化学重要内容。某兴趣小组做如下实验:
(3)如图为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置,该反应的离子方程式为 。反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12g,导线中通过 mol电子。
(4)有人设想以和为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,电池装置如下图所示。
该电池在正极生成的电极反应式为 ,A物质是 。
(5)某公司开发了一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用一个月。其工作原理如下图。
放电时,负极的电极反应式为 。
9.(23-24高三下·甘肃金昌·阶段练习)硫、氮的氧化物都会引起环境问题,越来越引起人们的重视。如图是硫、氮元素的各种价态与物质类别的对应关系:
回答下列问题:
(1)从硫元素的化合价变化的角度判断,图中只有还原性的含硫化合物为 。
(2)写出浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式: ;若要除去中的可以使用 (填试剂名称)。
(3)根据A对应的化合价和物质类别,A为 (写分子式)。
(4)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别,若要除去铁制品表面的铜镀层应选择 ,反应的离子方程式为 。
(5)工业生产中利用氨水吸收和,流程如图所示:
吸收过程中被 (填“氧化”或“还原”)。
10.(23-24高三下·辽宁沈阳·期末)在化学研究和化工生产中不仅要考虑化学反应速率,还要考虑化学反应限度。回答:
(1)氨的催化氧化反应: ,是工业制硝酸的基础反应,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
第
0.8
1.6
0
第
a
1.35
0.2
第
0.3
0.975
0.5
第
0.3
0.975
0.5
第
0.7
1.475
0.1
①反应在第到第时,的平均反应速率为 。
②反应在第时改变了条件,改变的条件可能是
A.使用催化剂 B.减小压强 C.升高温度 D.增加的浓度
③说明达到平衡状态的是
A.单位时间内生成的同时生成
B.混合气体的密度不再变化
C.反应速率
D.在恒温恒容的容器中,混合气体的平均相对分子质量不再变化
(2)一定温度下,碘化氢分解反应:,回答:
①已知该反应先后分为两个基元反应完成,请写出第二个基元反应。
ⅰ: ⅱ: 。
②请写出该反应平衡常数的表达式 。
③此温度下,该反应的平衡常数为4,若将,和充入密闭容器中此时根据数据可计算浓度商 ,此时反应进行的方向为 向(填正、逆或不移动)。
11.(23-24高三下·四川内江·期中)能源的合理开发和利用,低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023年2月21日,中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖,以表彰他在全球生态保护中做出的贡献。
I.在、时,已知:
;
;
(1)时写出和反应生成的热化学方程式: 。
II.向密闭容器中充入一定量的和,保持总压为,发生反应: 。
(2)能表示此反应已经达到平衡的是___________(填字母)。
A.气体总体积保持不变 B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.不再变化 D.
(3)当时,的平衡转化率;时平衡转化率的关系如图:
① (填“>”或“<”)
②表示当时,的平衡转化率的关系是 (填“I”或“II”),根据所选曲线写出判断依据 。
③当、时,该反应的分压平衡常数 (保留2位有效数字)(分压=总压×物质的量分数)。
12.(23-24高三下·浙江杭州·期末)氢气用途广泛,甲烷和水蒸气催化重整是制氢的方法之一,涉及反应的化学方程式如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
(一)某温度下,向容积为2L的刚性密闭容器中充入1mol 、2mol 和固体催化剂M(体积忽略不计),发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,容器内的总压强p随反应时间t的变化如表所示。
t/min
0
4
8
12
16
20
24
p/kPa
10.0
12.5
13.9
15.0
15.8
16.0
16.0
已知:①同温同体积时,气体的压强之比等于分子数之比;
②混合气体中,气体B的分压,为混合气体中B的物质的量分数,p为气体总压。
(1)12min时,容器中气体的总物质的量为 mol。
(2)的平衡转化率为 。
(3)若平衡体系中CO和的分压相同,则平衡体系中的物质的量为 mol。
(4)该体系达到平衡的标志是___________。
A.各组分的浓度不再改变
B.
C.单位时间内2n mol 键断裂,同时有n mol 生成
D.体系的密度不再变化
(二)反应Ⅰ为吸热反应,工业生产中向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,还发生:
Ⅲ.
Ⅳ.
(5)试从能量和速率角度分析,该方法的先进之处在于 。
13.(23-24高三下·天津·期末)从物质类别和元素价态的视角认识氮及其化合物间的转化关系,以N2为起点,分别以、为终点,设计如下两种“向空气要氮肥”的转化方案。
请按要求回答下列问题。
(1)X的电子式为 。
(2)写出方案①-②步骤中反应的离子方程式: 。
(3)Y的化学式为 。实验室将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,且需放置在阴凉处,其原因是
(4)利用下图实验装置实现方案2中从NO到HNO3的转化。
①先充入20mLNO,吸入5mL水,用弹簧夹封住管口,振荡,无明显现象,由此得出的结论为 。
②然后打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察到气体先由无色变红棕色,振荡后又逐渐变浅至无色。此过程中涉及反应的化学方程式有2NO+O2=2NO2及 。
(5)NO2污染环境,可用NH3将其催化转化为N2。每转化33.6L (已折算成标准状况的气体体积) NO2,理论上消耗NH3的物质的量为 mol。
14.(23-24高三下·四川眉山·期中)回答下列问题
(1)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式: 。
(2)在生产和生活中,人们关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率和调控反应条件。合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,反应为。德国化学家F·Haber利用和在催化剂表面合成氨气而获得诺贝尔奖,该反应的能量变化及微观历程的示意图如下,用、、分别、、。
①下列反应的能量变化与上述反应不相同的是 。
A.氢气燃烧 B.氯化铵与的反应
C.锌片与稀硫酸的反应 D.钠与冷水的反应
②下列说法正确的是 。
A.反应过程中,催化剂不参与反应
B.②→③过程,是吸热过程且只有H-H键断裂
C.③→④过程,N原子和H原子形成了含有极性键的
D.合成氨反应中,反应物断键吸收能量大于生成物成键释放能量
(3)二氧化碳加氢可转化为二甲醚(CH3OCH3),既可降低二氧化碳排放量,也可得到性能优良的汽车燃料。反应原理为:。一定温度下,在体积为2L的密闭容器中,充入3molCO2(g)和9molH2(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A点时, (填“>”、“<”或“=”)。0~5min内, 。反应达到平衡状态时,二甲醚的物质的量分数为 (百分数表示,保留2位小数)。下列不能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。
A.H2的含量保持不变 B.CO2(g)与H2(g)的物质的量之比保持不变
C. D.混合气体的平均密度保持不变
②改变下列条件能够加快该化学反应速率的是 。
a.充入氖气,使压强增大 b.增大H2的浓度 c.将容器的体积变为3L d.升高体系温度
15.(23-24高三下·辽宁·期末)节能减排和含氮污染物的有效去除是当前环保的重要课题。回答下列问题:
(1)用催化剂将NO和CO转化为和是处理含氮污染物的重要方式之一、主要反应为:,为探究温度对催化剂催化效果的影响,将固定比例NO、CO混合气体,以一定流速通过三元催化剂排气管,相同时间内测量尾气中NO的含量,得到脱氮率随温度变化如图所示,已知图中BC段为平衡状态,且平衡脱氮率的表达式为,,m、n为常数。完成下列问题:
①平衡脱氮率的表达式中 , 。
②D点 (填“是”或“否”)达到平衡状态,判断依据为 。
(2)一种焦炭催化CO还原NO反应的历程可按如下分步进行,请补充完整相关反应(“*”表示吸附在催化剂表面的状态):
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
ⅴ.
(3)科学家提出用氧化锆锌作催化剂,将转化为重要有机原料以解决“双碳”问题,该反应的化学方程式为。一定温度下,在2L恒容密闭容器中,充入和,测得的物质的量变化如下表。
t/min
0
2
4
6
8
2
1.7
1.5
1.4
1.4
对于上述反应,下列叙述正确的是 。
a.0~2min,
b.4min时的生成速率大于6min时的分解速率
c.5min时,该反应可能建立平衡状态
d.当的体积分数不再变化,说明该反应达到平衡状态
(4)利用如图所示原电池的装置使与均转化为,既能实现有效清除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。
①电极A上的电极反应式为: 。
②电池放电一段时间后,电极B附近溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”),每消耗标准状况下,转移的的物质的量为 mol。
16.(23-24高三下·四川德阳·期末)丙烯是重要的有机化工原料,具有广泛用途。工业上常用以下两种方法制丙烯:
Ⅰ.丙烷直接脱氢法:
Ⅱ.丙烷氧化脱氢法:
回答下列问题:
(1)已知 ,的燃烧热为,则 ;
(2)反应Ⅱ属于自由基反应,其反应历程如下:
① ②……
③ ④
第②步反应的方程式为 ;
(3)下列关于反应Ⅰ、Ⅱ的说法正确的是________(填标号);
A.与比值保持不变,表明反应Ⅱ达到平衡状态
B.对于反应Ⅰ,正反应活化能大于逆反应活化能
C.表明反应Ⅰ达到平衡状态
D.其他条件相同,反应Ⅰ分别在恒容和恒压时进行,前者丙烷的平衡转化率更高
(4)发生反应Ⅰ时,易发生副反应,将2mol丙烷通入反应器,在、条件下进行反应,测得平衡体系中与的体积分数分别为和,则丙烷转化为丙烯的转化率为 %(计算结果保留一位小数,下同)、反应Ⅰ的平衡常数 (用物质的平衡分压代替其物质的量浓度);
(5)丙烷可用作如图所示的固态氧化物燃料电池,X、Y为惰性电极.电池工作时电子流动的方向为 ,负极的电极反应式为 ;
17.(23-24高三下·四川凉山·期末)汽车尾气作为空气污染的主要来源之一,尾气中含有大量的有害物质,包括氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物和固体悬浮颗粒,其直接危害人体健康,还会对人类生活的环境产生深远影响。研究氮的氧化物和碳的氧化物等大气污染物的处理具有重要意义。
(1)高温情况下,气缸中1molN2和1molO2反应生成2molNO的能量变化如图所示。
该条件下反应生成2molNO(g) (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。
(2)已知:红磷比白磷稳定,则反应;;和的关系是 (填“>”、“<”或“=”)。
(3)液态肼可与氧化剂反应生成和水蒸气。已知:
①
②
③
写出液态肼和反应生成和水蒸气的热化学方程式: 。
(4)为减少汽车尾气的排放,在排气管内安装的三元催化转化器可使尾气的主要污染物NO和CO转化为无毒无害的大气循环物质。在一定温度下,恒容密闭容器中发生反应如下:,将0.8molNO和1.2molCO充入2L密闭容器中,模拟尾气转化,容器中NO物质的量随时间变化关系如图所示:
①图中A、B、C三点未达到化学平衡状态的点是 ;
②反应0~10min内, ;CO的转化率为 (保留三位有效数字)。平衡时压强与起始时压强比为 。平衡时氮气的体积分数为 。
③只改变下列某一反应条件时,能使上述转化速率加快的是 (填序号)。
a.使用高效催化剂 b.向容器中充入氩气 c.降低温度
d.减小NO的物质的量 e.恒温恒压,充He
④下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 (填序号)。
A.CO的浓度保持不变 B.
C. D.NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2∶2∶2∶1
E.气体的密度不变 F.气体平均摩尔质量不变
(5)在碱性条件下,NH3和NO可设计为原电池装置,将一氧化氮转化为N2,电池的总反应为。其工作原理如图所示:
①电极A为 极(填“正”“负”)。
②电极B发生的电极反应为 。
③标准状况下,若电极B上消耗44.8L一氧化氮时,则转移的电子总数为 。
18.(23-24高三下·辽宁·期末)硫元素是动植物生长不可缺少的元素,广泛存在于自然界中。
(1)从图1中选择符合图2要求的代表的物质: (填化学式)
(2)硫酸是重要的化工原料,某学习小组同学对硫酸的工业制备和性质进行探究。查阅资料,工业制硫酸的过程如图:
①上述工业制硫酸过程中,过程I的化学方程式是 。
②过程Ⅱ中,小组同学在500℃和条件下,将一定量的和充入含有催化剂的密闭容器中发生反应,随着反应的进行,用气体传感器测量各组分的浓度如下表。
反应时间(s)
0
10
20
30
40
50
60
70
100
10
7
5
a
2
1
1
1
1
5
b
2.5
1.75
1
0.5
0.5
0.5
0.5
0
3
c
6.5
8
9
9
9
9
根据数据分析,表中代表的数值 。
③内,用表示该反应的平均速率为 ,时,的转化率为 。
(3)过程Ⅱ反应在的催化作用下分两步进行,该反应过程的能量变化如图,
①其中第一步反应:,写出第二步反应的化学方程式为 。
②若过程Ⅱ生成,放出 热量。
(4)若过程Ⅱ在恒温恒容的条件下进行,下列情况能够说明过程Ⅱ一定达到化学平衡状态的是 (填序号)。
A. B.容器内气体的平均摩尔质量不再发生变化
C.的百分含量不再发生变化 D.、、三者的浓度之比为
E.容器内气体的压强不再发生变化 F.容器内混合气体的密度不再发生变化
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) a > 升高温度水蒸气分压增大,平衡正向移动,则正反应是吸热反应,则;
(2)C
(3)B
(4)
(5)负
(6) 162
【详解】(1)反应i达到平衡时,水蒸气的分压最高,其对应的是曲线a,则反应ii对应的是曲线b,反应iii对应的是曲线c;当升高温度时,水蒸气的分压增大,则升高温度平衡正向移动,三个反应均为吸热反应;故答案为:a;>;升高温度水蒸气分压增大,平衡正向移动,则正反应是吸热反应,则;
(2)是反应ii的生成物,是反应iii的反应物,此时水蒸气的平衡压强在曲线b、c之间,故答案为:C;
(3)25℃反应ii的水蒸气平衡压强为750Pa,反应iii的水蒸气平衡压强为100Pa,25°C时的平衡压强为,低于反应i中平衡压强为,且远远超过反应iii中平衡压强为,此时反应ii的平衡正向移动得比较充分,而反应iii的平衡会大幅度逆向移动,从而抑制的脱水,有利于其保持纯度,故答案为:B;
(4)50℃时,反应i的压强平衡常数=,同理反应ii的压强平衡常数,反应iii的压强平衡常数,反应i+反应ii+反应iii得,则,故答案为:
(5)电镀池中,镀件就是待镀金属,作阴极,与电源的负极相连;镀层金属为阳极,与电源正极相连,故答案为:负;
(6)①两室均为硫酸铜溶液,通入氨气的一端为负极发生反应,通入氨气后发生反应,低温热解释放出氨气,左侧电极为正极,电极反应为,故答案为:;
②中间隔膜为阴离子交换膜,当电路转移2mol电子时,有1mol硫酸根向右侧电极移动,有1mol铜离子得电子生成铜,则左池中溶液质量减少了1molCuSO4的质量为162g,故答案为:162g。
2.(1) BD
(2)反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ高,反应速率慢(其它答案合理也可)
(3)p
(4) 气态 <
【详解】(1)①反应的焓变等于生成物焓减去反应物焓,由图可得,中;
②恒温恒容下发生上述反应;
A.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,错误;
B.加入,促使反应Ⅱ逆向移动,可提高的转化率,正确;
C.加入催化剂,可以加快反应速率,但不提高的平衡产率,错误;
D.充入Ar,不影响平衡的移动,对的产率不产生影响,正确;
故选BD;
(2)活化能越大反应进行越困难,升高温度可以提高活化分子比例,加快反应速率,约650℃之前,氢气产率低于甲烷的可能原因是:反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ高,反应速率慢(其它答案合理也可);
(3)设起始乙酸的物质的量为1mol,转化乙酸物质的量为xmol,反应Ⅰ的选择性为20%,则生成CO物质的量为0.4xmol,生成CH4物质的量为0.8xmol,由题意可建立如下三段式:
总的物质的量为(1+1.4x)mol,由乙酸的体积分数可得:=20%,解得x=0.625mol,平衡时总物质的量为1.875mol,CH3COOH、CH4、CO2物质的量依次为0.375mol、0.5mol、0.5mol,则反应Ⅱ的平衡常数Kp==p;
(4)若S2为固态,该反应是气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动,硫化氢的转化率不变,由图可知,温度一定时,改变压强,硫化氢的转化率改变,说明S2为气态,则该反应为气体体积增大的反应,增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,硫化氢的转化率减小,图中P1条件下硫化氢的转化率大于P2条件下,则压强P1小于P2,故答案为:气态;<。
3.(1)4:1
(2)高温
(3)+124.2
(4) 正 阴
【详解】(1)通常,不同非金属元素之间形成的共价键是极性共价键,而同种非金属元素之间形成的共价键为非极性共价键,故每一个丙烷分子中极性键即C-H键有8个,非极性键即C-C键有2个,二者数目的比值为8:2=4:1;
(2)由题干信息可知,上述两个反应均为气体体积增大即熵增的吸热即焓增反应,根据吉布斯自由能变可判断,两个反应能在高温条件下自发进行;
(3)已知反应I: ,反应II: ,则反应可由反应I-反应II而得,故=(+156.6kJ/mol)-(+32.4kJ/mol)=+124.2 kJ/mol;
(4)①如图在丙烷为燃料制作新型燃料电池,电解质是熔融碳酸盐,通入丙烷一极发生氧化反应,为负极,故a为负极,电极反应式为,通入空气一极为正极,故b为正极,电极反应式为;②以上述电池为电源给铁制器件镀铜,阴极发生的反应为,当阴质量增加6.4g时,电路中转移的电子的物质的量为,电池的负极反应为,所以消耗0.01mol丙烷,标准状况下的体积为。
4.(1)
(2) > 随着温度升高,化学平衡常数增大,说明升高温度平衡正向移动,则该反应为吸热反应 AC 使用催化剂(或增大压强) 从体系中分离出(或降低温度)
(3) 0.14 (或0.006)
【详解】(1)根据盖斯定律可知,,则。
(2)①随着温度升高,化学平衡常数增大,说明升高温度平衡正向移动,则该反应为吸热反应,;
②A.单位时间内消耗的物质的量和消耗的物质的量相等,说明该反应的正反应速率等于逆反应速率,则反应达到平衡状态,A项符合题意;
B.反应前后,气体的质量不变,恒容密闭容器内气体的体积不变,则气体的密度始终保持不变,故容器内气体密度保持不变,不能说明该反应达到平衡状态,B项不符合题意;
C.容器内的体积分数保持不变,则,说明该反应达到平衡状态,C项符合题意;
故答案选AC;
③图甲中,时刻,同幅度增大,平衡未发生移动,则时刻改变的条件可能是使用催化剂,且该反应是气体分子数不变的反应,增大压强也会同幅度增大,且平衡不移动,故图甲中时刻发生改变的条件是使用催化剂或增大压强;图乙中,时刻,增大,减小,平衡逆向移动,时刻发生改变的条件可能是从体系中分离出,且该反应是吸热反应,降低温度也能使平衡逆向移动,故图乙中时刻发生改变的条件是从体系中分离出或降低温度;
故答案为:使用催化剂(或增大压强);从体系中分离出(或降低温度)。
(3)①和的起始投料分别为和,平衡时的转化率为20%,的选择性为70%,则;
②由题意可得:
Ⅰ、
Ⅲ、
由①计算可知,,则,又的转化率为20%,则,则,则可计算出平衡时:
,则,则反应Ⅰ的。
5.(1)
(2) 增大氢气的浓度,或及时移走甲醇 60%或3/5
(3)A
(4)50%
(5) B 正反应为放热反应,温度升高,平衡逆移,平衡常数减小
(6)B
【详解】(1)已知:① ② ,由盖斯定律可知,①-②得: ;
(2)①AB点温度相同,B点CO转化率大,且反应为气体分子数减小的反应,故要使A点变到B点除增大压强外还可以增大氢气的浓度,或及时移走甲醇,促使反应正向进行;②C点条件下假设压强为P2千帕,往容器内充入1molCO与2.5molH2发生反应。平衡时CO转化率为0.5,则反应CO为0.5mol;
反应后总的物质的量为2.5mol,H2的体积分数是,Kp=;
(3)A.由表格数据可知,15min后NO2的浓度不再变化,说明15min时反应已经达到平衡,但不能说明该反应在15min前未达到化学平衡状态,故A错误;
B.平衡时向容器中充入CO,CO的浓度增大,平衡正移,但CO转化率下降,故B正确;
C.向恒温恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的NO2和CO气体,发生反应4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) ,NO2和CO的转化量不相等,则平衡时CO与NO2的转化率不相等,故C正确;
D.该反应过程中气体总质量不变,总物质的量减小,平均摩尔质量增大,20min时混合气体平均摩尔质量大于10min时混合气体平均摩尔质量,故D正确;
故选A。
(4)在15min时,反应的N2的浓度为0.25mol/L,则反应的CO的浓度为0.25mol/L×4=1mol/L,故CO的转化率为=50%
(5)该反应正反应为放热反应,温度升高,平衡逆移,平衡常数减小,则表示正反应化学平衡常数的是B
(6)在该温度下,向恒容容器甲中通入4molCO、2molNO2,向等大的恒容容器乙中通入2molN2和4molCO2,结合方程式系数关系可知,乙容器体系等效于甲容器平衡后再充入1molN2,平衡正向移动,据此可知,A.平衡时乙容器内c(N2)大于甲容器,A错误;B.正反应速率:甲<乙,B正确;C.乙中c(CO2)更小,C错误;D.甲容器内的压强小于乙容器内的压强,D错误;故选B。
6.(1) 放热 764
(2) 正 电极1
(3) 0.6 CD
【分析】如能量变化关系如图所示,可以看出反应前后总能量降低,该反应是放热反应;
液氧是氧化剂,电极2为正极,液氨是还原剂,在电极1上发生氧化反应,电极1的电极反应式为:,电极2的反应式为:。
【详解】(1)根据关系图可知,该反应为放热反应;
,
解得x=764;
(2)根据分析可知,电极2为正极;
电极1的反应式为:;
阴离子向负极移动,即向电极1方向移动;
(3)根据方程式可知2mol氮气完全反应转移12mol,则转移4.8mol电子时,反应的氮气为0.8mol,则;
平衡时氮气的浓度为,;
A.容器内压强不再变化,可以说明反应达到平衡状态,A项不符合题意;
B.氮气的浓度发生变化,当氮气浓度不变时,可以说明反应达到平衡状态,B项不符合题意;
C.氨气和氧气的物质的量之比一直都是4:3不会随着反应进行发生变化,不能说明反应达到平衡状态,C项符合题意;
D.消耗氮气物质的量和生成氧气物质的量之比为2:3不发生变化,不能说明反应达到平衡状态,D项符合题意;
答案选CD。
7.(1) 放热 d
(2) 2CO+2NON2+2CO2 催化剂Ⅰ 0.5mol/(L·min)
(3) (或) 大于 NO的溶解度较低(或其他合理答案)
【详解】(1)随着反应进行,正反应速率逐渐增大,由于是绝热恒容密闭容器中发生反应,所以该反应为放热反应,升高温度反应速率加快。当反应速率不再发生变化时,反应达到平衡状态,所以反应在d点达到平衡状态。
(2)①CO与NO反应生成两种对环境无污染的气体是氮气和二氧化碳,该反应的化学方程式为2CO+2NON2+2CO2。
②根据图像可知在相同温度下,催化剂Ⅰ中NO转化率高,所以催化剂效果最佳的是催化剂Ⅰ。
③a点时NO转化率是0.5,消耗NO是1mol,根据方程式可知消耗CO也是1mol,浓度是1mol/L,则内平均反应速率1mol/L÷2min=0.5mol/(L·min)。
(3)①脱硝过程就是烟气中的NO被溶液吸收的过程,由表中数据可知NO和反应后主要生成和,则在碱性环境下脱硝过程中主要反应的离子方程式:(或);
②由表中数据可知,反应一段时间后,溶液中浓度大于的浓度,说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率,原因是除了和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO的溶解度较低或二氧化硫的还原性强,易被氧化。
8.(1)
(2)-80kJ/mol
(3) 0.2
(4)
(5)
【详解】(1)1克甲醇的物质的量为:,1mol甲醇完全燃烧生成稳定产物放出的热量为:,热化学方程式为: ;
(2)目标反应=③+2①-②,故;
(3)该原电池装置中铁作负极,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,石墨作正极,正极电极反应为:Cu2++2e-=Cu,电池总反应为:;电路中转移2mol电子时,铁电极质量减少56g,石墨电极质量增加64g,此时电极质量相差120g,故当两电极质量相差12g,导线中通过0.2mol电子;
(4)左侧氨气转化为铵根离子,N元素化合价降低,左侧为正极,电极反应式为:,反应生成氯化铵,出口溶液浓度增加,故A为;
(5)燃料电池中燃料在负极反应,通入甲醇的电极为负极,电极反应式为:。
9.(1)
(2) 饱和碳酸氢钠溶液(或酸性高锰酸钾溶液,合理即可)
(3)
(4) 浓硝酸
(5)还原
【分析】结合化合价,可以推断出该物质的氧化性,还原性,配出氧化还原反应方程式进行解答。
【详解】(1)元素处于最低价态时只有还原性,从硫元素的化合价变化的角度判断,图中只有还原性的含硫化合物为;
(2)浓硫酸与木炭在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫、水,反应的化学方程式为;亚硫酸的还原性大于碳酸,若要除去中的可以使用饱和碳酸氢钠溶液;
(3)A是价元素的氧化物, A为;
(4)常温下,铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,若要除去铁制品表面的铜镀层应选择浓硝酸,除去铜同时可以减少铁制品的损失,反应的离子方程式为;
(5)亚硫酸氨吸收,做氧化剂,被还原为氮气,亚硫酸根离子被氧化为硫酸根离子。
10.(1) 0.3 C AD
(2) 6 逆
【详解】(1)①反应在第0 min到第1 min时,依据图表数据生成NO的浓度0.2 mol/L,可知消耗氨气0.2mol/L,a=0.8mol/L-0.2mol/L=0.6mol/L,在第1min到第2min时,NH3的平均反应速率,故答案为:0.3;
②通过图表知,反应物浓度增大,生成物浓度减小,所以平衡向逆反应方向移动,即向左移动,
A.使用催化剂,平衡不移动,故A错误;
B.减小压强,反应物浓度减小,生成物浓度减小,故B错误;
C.升高温度,平衡逆向移动,反应物浓度增大,生成物浓度减小,故C正确;
D.增加O2的浓度,平衡正向移动,故D错误;
故选C;
③A.单位时间内生成nmolNO的同时,等效于消耗nmolNH3的同时生成nmolNH3,故A正确;
B.因为是密闭容器,质量不变,体积不变,混合气体的密度始终不再变化,故B错误;
C.因未指明氨气和氧气所表示反应速率的方向,所以当时,不一定是平衡状态,故C错误;
D.该反应的正反应为气体体积增大的反应,混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明正逆反应速率相等,达平衡状态,故D正确;
故选AD;
(2)①用总反应减去反应i,可以得到反应ii为,故答案为:;
②该反应的平衡常数表达式为:,故答案为:;
③,则该反应向逆反应方向移动,故答案为:6;逆。
11.(1)2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+227.2kJ/mol
(2)CD
(3) > I 该反应的ΔH<0,升高温度平衡逆向移动,则NO的转化率减小,而升高温度减小 0.0014
【详解】(1)将已知反应依次编号为①②③,由盖斯定律可知,反应①×2+②—③×得到反应2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g),则反应ΔH=(-393.5kJ/mol)×2+(-285.8kJ/mol)—(+227.2kJ/mol)×=+227.2kJ/mol,反应的热化学方程式为2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+227.2kJ/mol,故答案为:2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+227.2kJ/mol;
(2)A.该反应是气体体积不变的反应,反应中气体体积始终不变,则气体总体积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;
B.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积不变的反应,反应中混合气体的平均相对分子质量始终不变,则混合气体的平均相对分子质量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;
C.由方程式可知,反应中的值减小,则不再变化说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
D.由方程式可知,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
故选CD;
(3)①该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,一氧化氮的转化率减小,则曲线I表示当时,一氧化氮的转化率与的关系,由图可知,条件下一氧化氮的转化率小于条件下一氧化氮的转化率,所以Tl温度大于T2,故答案为:>;
②该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,一氧化氮的转化率减小,则曲线I表示当时,一氧化氮的转化率与的关系,故答案为:I;该反应的ΔH<0,升高温度平衡逆向移动,则NO的转化率减小,而升高温度减小;
③由图可知,当、时,一氧化氮的转化率为40%,设起始一氧化氮和甲烷的物质的量都为1mol,由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可知,甲烷、一氧化氮、氮气、二氧化碳、水蒸气的平衡分压分别为×100 kPa =45kPa、×100 kPa =30kPa、×100 kPa =10kPa、×100 kPa =5kPa、×100 kPa =10kPa,则反应的分压平衡常数Kp==0.0014,故答案为:0.0014。
12.(1)4.5
(2)90%
(3)1.35
(4)AC
(5)甲烷与氧气反应放热,体系温度升高,加快反应速率
【详解】(1)根据同温同体积时,气体的压强之比等于分子数之比,12min时,容器中气体的总物质的量为=4.5mol;
(2)到达平衡时气体总的物质的量为=4.8mol,反应Ⅱ为等体积反应,气体总的物质的量比起始增加1.8mol,根据反应Ⅰ中的化学计量系数,可知甲烷反应0.9mol,的平衡转化率为90%;
(3)若平衡体系中CO和的分压相同,即CO和的物质的量相同,根据碳原子守恒,CO和的物质的量为=0.45mol,根据氧原子守恒,剩余的物质的量为2mol-0.45mol-0.45mol×2=0.65mol,根据氢原子守恒,平衡体系中的物质的量为2mol-0.65mol=1.35mol;
(4)A.各组分的浓度不再改变,说明该体系达到平衡,A正确;
B.两个反应均消耗,不能说明该体系达到平衡,B错误;
C.单位时间内2n mol 键断裂,同时有n mol 生成代表的量不再变化,说明该体系达到平衡,C正确;
D.恒容条件,体系的密度是定值,密度不变,不能说明该体系达到平衡,D错误;
故选AC;
(5)甲烷与氧气反应放热,体系温度升高,加快反应速率。
13.(1)
(2)
(3) NO2 浓硝酸见光或者受热会分解
(4) NO不易溶于水或NO不与水反应
(5)2
【分析】从物质类别和元素价态图可知,X为NH3,Y为NO2,据此解答。
【详解】(1)
NH3的电子式为,答案:;
(2)方案①-②步骤中反应的离子方程式:,答案:;
(3)Y的化学式为NO2,实验室将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,且需放置在阴凉处,其原因是浓硝酸见光或者受热会分解,答案:NO2、浓硝酸见光或者受热会分解;
(4)①先充入20mLNO,吸入5mL水,用弹簧夹封住管口,振荡,无明显现象,由此得出的结论为NO不易溶于水或NO不与水反应,②然后打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察到气体先由无色变红棕色,振荡后又逐渐变浅至无色,是因为二氧化氮会和水反应生成硝酸和一氧化氮,此过程中涉及反应的化学方程式有2NO+O2=2NO2及,答案:NO不易溶于水或NO不与水反应、;
(5)可用NH3将NO2催化转化为N2,化学式为,33.6L (已折算成标准状况的气体体积) NO2即1.5mol,根据物质的量之比等于化学计量数之比,消耗NH3的物质的量为2 mol,答案:2。
14.(1)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H= -254 kJ/mol
(2) B C
(3) > 17.86% BD bd
【详解】(1)反应Ⅰ:;
反应Ⅲ:;
-(Ⅰ+Ⅲ)得反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H=-(551-297) kJ/mol = -254 kJ/mol。
(2)①根据图示,是放热反应。
A.氢气燃烧是放热反应;
B.氯化铵与的反应是吸热反应;
C.锌片与稀硫酸的反应是放热反应;
D.钠与冷水的反应是放热反应。
故选B。
②A.反应过程中,催化剂通过参与化学反应加快反应速率,故A错误;
B.②→③过程,是吸热过程且有H-H键、N≡N键的断裂,故B错误;
C.③→④过程,N原子和H原子形成了含有极性键的,故C正确;
D.合成氨是放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物成键释放的能量,故D错误;
选C。
(3)①反应到达A点,反应物二氧化碳继续减少,反应正向进行,>。0~5min内,反应生成1.25mol二甲醚,则同时消耗7.5mol氢气,。反应达到平衡状态时,反应生成1.25mol二甲醚,同时生成3.75mol水,则同时消耗7.5mol氢气, 容器中二甲醚的物质的量为1.25mol、氢气的物质的量为1.5mol、二氧化碳的物质的量为0.5mol、水的物质的量为3.75mol,二甲醚的物质的量分数为。
A.H2的含量保持不变, 反应达到平衡状态,故不选A;
B.CO2(g)与H2(g)的物质的量之比始终为1:3,CO2(g)与H2(g)的物质的量之比保持不变,反应不一定平衡,故选B;
C.,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故不选C;
D.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,混合气体的平均密度保持不变,反应不一定平衡,故选D;
选BD。
②
a.充入氖气,使压强增大,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选a;
b.增大H2的浓度,反应速率加快,故选b;
c.将容器的体积变为3L,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选c;
d.升高体系温度,反应速率加快,故选d;
选bd。
15.(1) 0.69 否 由B、C两点数据得出平衡脱氮率表达式为,将D点温度代入表达式得平衡脱氮率为44%,而图中实际脱氮率小于44%。
(2)
(3)b
(4) 增大 3
【详解】(1)①B、C点数据带入得,解得n=、m=0.69;
②由B、C两点数据得出平衡脱氮率表达式为,将D点温度代入表达式得平衡脱氮率为44%,而图中实际脱氮率小于44%,所以D点不是平衡状态;
(2)由D可知ON-NO*反应生成了NO-CO* ,故ⅲ的反应是:ON-NO* +CO ⇌ ON-NO-CO*;
(3)a.0~2min,消耗0.3molCO2,则同时消耗0.9molH2,,故a错误;
b.6min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等,随反应进行,正反应速率减慢,所以4min时的生成速率大于6min时的分解速率,故b正确;
c.2~4min内平均每分钟消耗0.1molCO2,随反应进行反应速率减慢,所以4~5min消耗CO2的物质的量小于0.1mol, 5min时CO2的物质的量大于1.4mol,平衡时CO2的物质的量为1.4mol,所以5min时该反应没有建立平衡状态,故c错误;
d.反应过程中的体积分数始终为50%,的体积分数不再变化,反应不一定达到平衡状态,故d错误;
选b。
(4)①与均转化为,则电极A氨气失电子生成氮气和水,电极反应式为。
②与均转化为,B电极NO2得电子生成氮气和氢氧根离子,电极反应物为,电池放电一段时间后,电极B附近溶液pH增大;每消耗标准状况下,转移3mol电子,根据电荷守恒,转移的的物质的量为3mol。
16.(1)—117.5
(2)
(3)AB
(4) 36.8% 16.6kPa
(5) Y→负载→X C3H8-20e-+10O2-=3CO2+4H2O
【详解】(1)根据题意,设Ⅲ.;H2的燃烧热为,设Ⅳ.H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH4=-285.8kJ/mol,由盖斯定律可知,Ⅱ=Ⅰ+Ⅲ+Ⅳ,则ΔH2=ΔH1+ΔH3+ΔH4=(+124.3kJ/mol)+(+44.0kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)=-117.5kJ/mol,故答案为:-117.5;
(2)由盖斯定律可知,反应Ⅱ-①-③-④得到第②步反应,则反应的方程式为,故答案为:;
(3)A.与比值保持不变说明正逆反应速率相等,表明反应Ⅱ达到平衡状态,故A正确;
B.反应Ⅰ是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,所以反应Ⅰ的正反应活化能大于逆反应活化能,故B正确;
C.由方程式可知,当能说明正逆反应速率相等,反应Ⅰ达到平衡状态,故C错误;
D.反应Ⅰ是气体体积增大的反应,与恒容时进行反应相比,恒压时进行反应相当于减小压强,平衡向正反应方向移动,丙烷的转化率增大,所以恒压进行反应时丙烷的平衡转化率更高,故D错误;
故选AB。
(4)设平衡时,丙烯和甲烷的物质的量分别为amol和bmol,由题意可建立如下三段式:
由丙烷和甲烷的体积分数可得:×100%=40%、×100%=4%,联立两式解得a=0.736、b=0.114,则丙烷转化为丙烯的转化率为×100%=36.8%,丙烷、丙烯和氢气的分压为40%×100kPa=40kPa、×100kPa=25.8kPa和×100kPa=25.8kPa,反应Ⅰ的平衡常数Kp==16.6kPa,故答案为:36.8%;16.6kPa;
(5)由图可知,通入丙烷的Y电极为燃料电池的负极,氧离子作用下丙烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为C3H8-20e-+10O2-=3CO2+4H2O,通入氧气的X电极为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子,电极反应式为O2+4e-=2O2-,则电池工作时电子流动的方向为Y→负载→X,故答案为:Y→负载→X;C3H8-20e-+10O2-=3CO2+4H2O。
17.(1) 吸收 180
(2)<
(3)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H=-1052.5kJ/mol
(4) A 0.01 33.3% 9:10 11.1% a ACF
(5) 负 4NA
【详解】(1)根据能量变化图可知,断裂1mol氮氮三键需要吸收946kJ能量,断裂1mol氧氧双键需要吸收498kJ能量,生成2molNO放出632×2kJ能量,则(946kJ+498kJ)−632×2kJ=180kJ,即吸收180kJ能量;
(2)红磷比白磷稳定,故红磷具有的能量比白磷低,则 ,故<;
(3)液态肼和反应生成和水蒸气的化学方程式:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g),根据盖斯定律,目标反应=2×①-②+4×③,故∆H,热化学方程式为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H=-1052.5kJ/mol;
(4)①可逆反应达化学平衡时物质的量不再变化,A点尚未达到化学平衡;
②反应0~10min内,;由图可列出三段式:
平衡时消耗CO的物质的量为0.4mol,故CO的转化率为;平衡时混合气体的物质的量为1.8mol,起始时气体的物质的量为2mol,容器体积不变,故压强之比等于气体的物质的量之比,平衡时压强与起始时压强比为9:10;平衡时氮气的体积分数为:;
③a.使用高效催化剂,加快反应速率,a符合题意;
b.恒容条件下,向容器中充入氩气,对反应速率无影响,b不符合题意;
c.降低温度,反应速率减慢,c不符合题意;
d.减小NO的物质的量,反应物浓度降低,反应速率减慢,d不符合题意;
e.恒温恒压,充He,各物质浓度降低,反应速率减慢,e不符合题意;
故选a;
④A.CO的浓度保持不变时,反应达到化学平衡状态,A符合题意;
B.,未标明正、逆反应速率,无法判断平衡状态,B不符合题意;
C.,反应达到化学平衡状态,C符合题意;
D.NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2∶2∶2∶1,无法确定是否达到化学平衡状态,D不符合题意;
E.恒容条件下,该反应气体的密度一直不变,不能判断达到化学平衡状态,E不符合题意;
F.该反应前后气体分子数发生变化,当气体平均摩尔质量不变,能判断达到化学平衡状态,F符合题意;
故选ACF;
(5)该装置为原电池装置,通入氨气的电极A为负极,发生氧化反应,通入NO的电极B为正极,发生还原反应。
①电极A为负极;
②电极B为正极,发生的电极反应为:;
③标准状况下,若电极B上消耗44.8L(2mol)一氧化氮时,根据电极反应式,转移的电子总数为4NA。
18.(1)
(2) 5 0.15 65%
(3) 98
(4)BCE
【详解】(1)根据图2可知,属于盐,且化合价为-2价,则图1中符合的物质为。
(2)①工业制硫酸过程中,过程I为与空气中的氧气在高温条件下氧化生成和,化学方程式为。
②和在催化剂作用下发生反应:,20s时的转化量为,则的物质的量为。
③10s时的转化量为,则的转化量为,因此内,用表示该反应的平均速率为;30s时,的转化量为,则的转化量为,转化率为。
(3)①过程Ⅱ的反应在的催化作用下分两步进行,总反应为,其中第一步反应为,则根据反应历程图可知,第二步反应的化学方程式为。
②根据能量变化图可知,每生成,放出热量,则过程Ⅱ生成,放出热量为。
(4)A.中没有表明、是正反应速率,还是逆反应速率,因此无法判断过程Ⅱ是否达到化学平衡状态,A错误;
B.该反应是气体分子数减少的反应,恒容条件下气体的总质量为定值,根据可知,若容器内气体的平均摩尔质量不再发生变化,则气体的总物质的量不再改变,说明过程Ⅱ达到化学平衡状态,B正确;
C.的百分含量不再发生变化,则生成物的浓度不再改变,说明过程Ⅱ达到化学平衡状态,C正确;
D.、、三者的浓度不再发生改变时,过程Ⅱ达到化学平衡状态,、、三者的浓度之比为,不能说明浓度不变,因此无法判断过程Ⅱ是否达到化学平衡状态,D错误;
E.该反应是气体分子数减少的反应,在恒温恒容的条件下,容器内压强之比等于物质的量之比,若容器内气体的压强不再发生变化,说明容器内各物质的物质的量不再改变,可以证明过程Ⅱ达到化学平衡状态,E正确;
F.过程Ⅱ在恒温恒容的密闭容器内进行,则容器体积和混合气体的总质量是定值,根据可知,容器内混合气体的密度为定值,随反应进行始终不发生变化,因此容器内混合气体的密度不再发生变化,不能说明过程Ⅱ达到化学平衡状态,F错误;
答案选BCE。
答案第1页,共2页
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