2025届高三化学复习----化学反应原理综合题
2024-09-17
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内容正文:
2025届高三化学复习----化学反应原理综合题
1.(22-23高三上·四川内江·阶段练习)Cu2O是一种重要的工业原料,可用作催化剂。
I.制备Cu2O
(1)微乳液-还原法:在100℃的Cu(NO3)2溶液中加入一定体积的NaOH溶液,搅拌均匀,再逐滴加入肼(N2H4)产生红色沉淀,抽滤、洗涤、干燥,得到Cu2O。
已知:①N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1) ΔH1=-akJ·mol-1
②Cu(OH)2(s)=CuO(s)+H2O(1) ΔH2
③4CuO(s)=2Cu2O(s)+O2(g) ΔH3=+bkJ·mol-1
④N2H4(1)+4Cu(OH)2(s)=N2(g)+2Cu2O(s)+6H2O(1) ΔH4=-ckJ·mol-1
则ΔH2= kJ·mol-1。
(2)电解法:纳米级Cu2O因其具有优良的催化性能而受到关注。采用阴离子交换膜制备纳米级Cu2O的装置如图所示:
阳极的电极反应式为 。
Ⅱ.纳米级Cu2O催化剂可用于工业上合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ·mol-1。
(3)能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)已达到平衡状态是 (填字母)。
A.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
B.在一定条件下,CO的转化率不再变化
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
(4)t℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中加入2.00molH2(g)和1.00molCO(g),
CO(g)的物质的量随时间的变化如表:
时间/s
0
2
5
10
20
40
80
物质的量/mol
1.00
0.50
0.375
0.25
0.20
0.20
0.20
根据表中数据回答:
①氢气的平衡转化率为 。
②t℃时该反应的平衡常数为 。
③保持其他条件不变,向平衡体系中充入1molCO(g)、1molH2(g)、1molCH3OH(g);此时,υ正 υ逆(填">"、"<"或"="),理由是 。
2.(23-24高三上·天津·期中)利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。
.丙烷直接脱氢法: kJ⋅mol
总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中和的体积分数随温度、压强的变化如下图。
(1)该体系达到平衡状态的标志为 (填选项字母)。
A.单位时间内,消耗的物质的量等于生成的物质的量
B.体系中气体的密度不再改变
C.体系中和的分压相等
(2)总压由10kPa变为100kPa时,化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)图中,曲线、表示的体积分数随温度的变化,判断依据是 。
(4)图中,表示100kPa时的体积分数随温度变化的曲线是 (填“”或“”)。
.丙烷氧化脱氢法:
丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、等副产物。制备丙烯的反应为:
kJ⋅mol
我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下的转化率和的产率如下:
反应温度/℃
465
480
495
510
的转化率/%
5.5
12.1
17.3
28.4
的产率/%
4.7
9.5
12.8
18.5
(5)表中,的转化率随温度升高而上升的原因是 (答出1点即可)。
(6)已知:选择性。随着温度升高,的选择性 (填“升高”“降低”或“不变”),可能的原因是 。
3.(23-24高三上·广东肇庆·期末)硫酸是一种重要的化工原料,是硫最重要的含氧酸,工业上常以为原料制备硫酸。
(1)二氧化硫的催化氧化是工业上制备硫酸的重要反应,其反应过程的能量变化如图所示。
①该反应的热化学方程式为 。
②加入催化剂后,会 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),会 。
(2)通过电化学方式用二氧化硫制硫酸,不仅能将热能转化为电能,同时还更环保,原理如图所示。
①该装置可作电源,其正极为 (填“”或“”),负极的电极反应式为 。
②该电池每消耗,理论上至少需要标准状况下氧气的体积为 L。
(3)为除去制备硫酸的烧渣中残留的,用稀硫酸和硫酸锰的混合溶液将烧渣调成烧渣浆液,然后通过电解方式进行脱硫,其原理如图所示。
①石墨与电源 (填“正极”或“负极”)相连;石墨上有气泡产生,发生的电极反应式为 。
②被氧化的离子方程式为 。
4.(23-24高三上·四川眉山·期末)2021年,中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员带领团队,采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。其原理首先是利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下合成。
(1)已知:
① 。
②下列有利于提高平衡产率的条件是 (填编号)。
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、高压 D.低温、低压
(2)时,条件下,向刚性容器中充入和,发生反应:,测得不同时刻容器内压强变化如下表:
时间
1
2
3
4
5
6
压强
80
75
72
71
70
70
反应前2小时内的平均反应速率为 ,该温度下平衡常数为 (可以只列出计算式)。
(3)在催化条件下,密闭容器内通入一定量的和发生下列反应:
反应I:
反应Ⅱ:
①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作)与温度()的关系如下图所示,则 0(填“>”或“<”)。
②实验测得温度(T)对平衡体系中甲醚、甲醇的百分含量影响如下图所示,在范围内,甲醇的含量逐渐增大而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是 。
(4)使用惰性电极电解制取甲醇的反应装置如图所示:
电极a接电源极 (填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式为 。
5.(23-24高三上·四川绵阳·期末)电池是现代社会中不可获缺的能源储存装置。电池的发展史见证了人类对能源储存的不断追求和创新。回答下列问题:
(1)历史上第一个化学电源——伏打电堆。伏打电堆的示意图如图,该电堆相当于多个原电池串联。如金属c为Zn,金属d为铜,e为浸NaCl溶液的湿布,则a是原电池的 极,负极的电极反应式为 。
(2)干电池的问世与改进。19世纪末,第一种干电池问世。现在市面上销售的干电池为碱性锌锰电池,该电池Zn一端作负极,MnO2一端作正极,电解质是KOH溶液,其负极的放电产物是 ,正极的电极反应式为 。
(3)镍镉电池的推出。20世纪初推出的镍镉电池是一种可充电电池,其总反应为:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2.放电时发生氧化反应的物质是 ,充电时阳极的电极反应式为 。
(4)锂离子电池的革命。20世纪70年代,锂离子电池的发明成为电池领域的一次革命性突破。一种锂离子电池负极材料为嵌锂石墨,正极材料为LiCoO2,电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液,该电池放电时的反应原理可表示为:负极:LixCy-xe-=xLi++Cy正极:Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2。则该电池充电时的总反应为 。
(5)燃料电池的发展。20世纪末至21世纪初,燃料电池成了电池领域的热点。一种将燃料电池与电解饱和食盐水组合的新工艺,其相关物质的传输与转化关系如图所示,其中的电极未标出,所用离子交换膜都只允许阳离子通过。
图中的Y物质是 ,a b(填“>”“<”或“=”),燃料电池每消耗1LO2(标准状况),理论上最多能产生X(标准状况)的体积为 L。
6.(24-25高三上·山东泰安·开学考试)一种将甲烷漠化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题:
(1)已知:
计算反应的 。
(2)与反应生成,部分会进一步溴化。将和,通入密闭容器,平衡时,、与温度的关系见图(假设反应后的含碳物质只有、和)。
(i)图中的曲线是 (填“a”或“b”);
(ii)560℃时,的转化率 , ;
(iii)560℃时,反应的平衡常数K= 。
(3)少量可提高生成的选择性。时,分别在有和无的条件下,将和,通入密闭容器,溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见图。
(i)从图中找出提高了选择性的证据: ;
(ii)研究表明,参与反应的可能机理如下:
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理,分析提高选择性的原因: 。
7.(24-25高三上·四川凉山·开学考试)研究化学反应过程中能量的转化对于实际生产具有重要的意义。回答下列问题:
(1)化学反应中伴随着能量变化,下列变化属于吸热反应的是
a.镁条与稀硫酸反应b.盐酸与碳酸氢钠c.碳酸钙分解d.固体与固体e.硝酸铵溶于水
(2)化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同引起的,气缸中1molN2和1molO2反应生成2molNO的能量变化如图所示。
该条件下,N2和O2反应生成NO的热化学方程式为 。
(3)合成氨工业中,合成塔中N2与H2反应,每产生2mol,放出92kJ热量,已知断开1mol键、1mol键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ;则1mol键断裂吸收的能量等于 kJ。
(4)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ・mol-1
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ・mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8kJkJ・mol-1
则C(s,石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH= 。
(5)某甲醇燃料电池的工作原理如图所示,a、b均为石墨电极。
①b为原电池 (填“正”或“负”)极。
②a极的电极反应式为 。
③溶液中K+移向 (填“a”或“b”)极。
8.(23-24高三上·江苏南京·期中)过氧化氢()是一种环境友好的氧化剂。
(1)的电化学合成。两电极反应产生的离子在多孔介质中生成的原理如图所示,正极的电极反应式为 。
(2)含量的测定。取溶液样品配制成250mL溶液,取mL待测液于碘量瓶中,加入适量溶液和过量KI溶液,发生反应,密封在暗处静置;用溶液滴定至溶液呈微黄色,加入适量淀粉溶液,继续滴定至终点。滴定时发生反应。重复实验两次,平均消耗溶液的体积为。
①判断达到滴定终点的标志为 。
②通过上述数据,计算样品中的质量分数 。(写出计算过程)
(3)分解的探究。
①已知分解放出的热,在含少量的溶液中,的分解机理为:
Ⅰ.(慢),Ⅱ.(快)。
下列说法正确的是 (填字母)。
A.反应的速率与的浓度有关
B.是该反应的催化剂
C.反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能
D.的总能量比的高
②为比较和对分解的催化效果,研究小组设计了如图所示的实验。该实验能否达到实验目的,若不能,请提出改进意见 。
9.(24-25高三上·山东淄博·开学考试)完成下列问题。
一、已知1 mol H2(g)与1 mol Br2 (l)完全反应生成2 mol HBr(g)时放出72 kJ的热量,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收30 kJ的热量,其他相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中化学键断裂需要吸收的能量/kJ
436
a
369
(1)试计算表中a的值 。
二、以下各种电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息填空:
I.中国自己生产的燃料电池汽车,作为马拉松领跑车和电视拍摄车,该车装着“绿色心脏”——质子(即H+)交换膜燃料电池,其工作原理如图所示。试回答:
(2)通入氧气的电极发生 (填“氧化”或“还原”)反应,通入氢气的电极为 (填“正”或“负”)极。
(3)电池工作时,负极的电极反应式为 。
II.根据下图回答问题。
(4)装置②中,铝作为 极,装置③中铜作为负极,请写出③中总反应的化学方程式: 。
(5)装置④中是铁钉在碱性或是中性条件发生的吸氧腐蚀(即生锈),铁作为 极,写出正极的电极反应式: 。
10.(24-25高三上·安徽阜阳·开学考试)研究表明和在催化剂存在下可发生反应生成。回答下列问题:
(1)已知部分反应的热化学方程式如下:
则的 。
(2)以和为原料,在催化剂作用下合成的反应为 ,反应相同时间,测得不同温度下的产率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下的平衡产率随温度的变化)。 (填“>”或“<”)0;图中X点所示条件下,延长反应时间 (填“能”或“不能”)提高的产率;图中X、Z点中正反应速率与其逆反应速率相等的点是 ;选用合适的催化剂 (填“可以”或“不可以”)减弱副反应的发生。
(3)利用废气中的为原料制取甲醇,反应方程式为,其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图所示。
①a点所代表的状态 (填“是”或“不是”)平衡状态。
②c点的转化率高于b点,原因是 。
11.(24-25高三上·湖南长沙·开学考试)我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2的捕集利用已成为科学家们研究的重要课题。CO2加氢可转化为二甲醚(CH3OCH3),反应原理为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。该反应的能量变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在固定体积的密闭容器中发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a.CO2的含量保持不变
b.混合气体的密度不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.3v(CO2)=v(H2)
(3)在体积为2L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3min时,v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,v(CO2)= mol•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)。
④“二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。X电极为 (填“正”或“负”)极;X电极的电极反应式为 ,Y电极的电极反应式为 。
12.(24-25高三上·广东揭阳·阶段练习)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物,主要有以下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1) 。
(2)一定温度下,将1molCO2和3molH2加入密闭容器中发生反应I。
①下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是 (填标号)。
A.v(CO2):v(H2)=1:3
B.恒容条件下,容器内混合气体的密度保持不变
C.H2(g)有1.5molH-H键断裂,同时H2O(g)有1molH-O键断裂
D.恒容条件下,容器内的总压强不再改变
②该反应达到平衡后,保持温度不变,能提高CO2的平衡转化率的措施有 (任写一种)。
(3)在某温度下,反应Ⅱ的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入一定量的CH3OCH3(g)和H2O(g)发生反应Ⅱ,某时刻时,测得各组分浓度如下:
物质
CH3OCH3(g)
H2O(g)
CH3OH(g)
浓度/(mol·L-1)
1.8
1.8
0.4
此时v正 v逆(填“>”、“<”或“=”),当反应达到平衡状态时,混合气体中CH3OH的体积分数= %。
(4)某压强下,在不同温度、不同投料比条件下发生反应Ⅲ,CO2的平衡转化率如下图所示,T1温度下,将12molH2和6molCO2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0-5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)= ;KA、KB、KC三者之间的大小关系为 。
(5)电化学法还原二氧化碳制取乙烯:在强酸性溶液中通入CO2气体,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:
上述装置中,阴极的电极反应式为 。
13.(23-24高三上·重庆·期末)污水处理对于保护水资源,促进水资源可持续利用有着重要的意义。在日常污水处理中,通常会用到化学试剂法及电解法等方法将杂质除去。
Ⅰ.用双硫腺(,二元弱酸)络合萃取法可从工业废水中提取金属离子,从而达到污水处理的目的。比如在分离污水中的时,先发生络合反应:,再加入就很容易被萃取到中。如图是用上述方法处理含有的废水时的酸度曲线(表示金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率)
(1)分离过程中,发生络合反应的离子方程式为 。
(2)若且时,络合反应达到平衡,则与络合反应平衡常数为 。
Ⅱ.使用化学沉淀剂处理高氨氮废水时,向高氨氮废水中投入含有的物质和,调节溶液,与反应生成沉淀。
(3)由图可知,处理氨氮废水值控制在 左右;已知在酸性较强条件下以形式存在,从溶解平衡角度解释过高或过低不易形成沉淀MAP的原因 。
(4)缓冲溶液可用于调节并维持待测污水样品在一定范围内。将某一元弱酸与的溶液等体积混合,配制成缓冲溶液。该缓冲溶液微粒浓度(除外)的大小关系是 ,约为 。
Ⅲ.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中有机物可用表示。
(5)a电极上发生反应的电极反应式为 ;当左室有(标准状况下)生成时,右室溶液的质量变化为 g。
14.(24-25高三上·湖南长沙·开学考试)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为: 。
①该反应能够自发进行的原因是 。写出该反应平衡常数表达式 。
②在一个绝热且容积不变的密闭容器中,发生上述反应,下列能说明该反应已经达到平衡状态的有 。
容器内压强保持不变
③在体积为的恒容密闭容器中,充入和,反应达到平衡后,下列措施能使正反应速率加快,且增大的是 。
升高温度 充入,使体系压强增大
将从体系中分离出来 将从体系中分离出来
(2)将不同量的和分别通入到体积为的恒容密闭容器中,发生反应: ,并得到如下两组数据:
实验组
温度
起始量
平衡量
达到平衡所
需时间
①实验中的转化率为 。
②结合实验和的相关数据分析, 填、或。
15.(23-24高三下·广西玉林·期中)化学在生产生活中无处不在。
I.某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有叠氮化钠(NaN3)、三氧化二铁(Fe2O3)、硝酸铵等物质。当汽车发生碰撞时,气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
(1)NaN3是气体发生剂,是 (填“离子”或“共价”)化合物。
(2)汽车受到猛烈碰撞时,点火器点火引发NaN3迅速分解,生成氮气和金属钠,同时释放大量的热。下列关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是 (填字母)。
Ⅱ.CH4、CH3OH既是重要的化工原料,又是重要的能源物质。
(3)将2.0 mol CH4和4.0 mol H2O(g)通入容积为4 L的反应器,保持容器容积不变,在一定温度下发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),测得在5 min时,CO的物质的量为0.8 mol,则0~5 min内,用H2表示该反应的平均反应速率为 。
(4)一定条件下,将1.0 mol CH4与2.0 mol H2O(g)充入密闭容器中发生反应CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g),下列措施可以提高化学反应速率的是 (填字母)。
a.恒容条件下充入He b.增大体积 c.升高温度 d.保持恒容投入更多的H2O(g) e.加入合适的催化剂
(5)在容积固定的绝热容器中能发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)
A.NO的质量保持不变
B.N2的含量保持不变
C.2v逆(NO)=v正(N2)
D.NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2:2:2:1
(6)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号
体积V/mL
溶液
水
KI溶液
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
4.0
4.0
2.0
表中 。
16.(24-25高三上·浙江·开学考试)按要求回答下列问题:
(1)某化合物的晶体如图所示:
①其化学式是 。
②每个Pb紧邻的数目为 。
③以下说法正确的是 。
A.第一电离能:N>C>H
B.晶体中碘微粒的电子排布式:
C.中的VSEPR模型为平面三角形
D.基态N原子中、、轨道相互垂直,但能量相等
(2)比较键角中的 (填“>”、“<”或“=”),请说明理由 。
(3)中的配位体为 (填化学式),该晶体呈现紫色和绿色2种颜色,请说明存在2种颜色的理由 。
17.(23-24高三上·辽宁大连·期末)和是工业生产中的重要物质。
(1)氧化反应:分两步进行,其反应过程能量变化如下图所示:
Ⅰ.
Ⅱ.
(ⅰ)决定氧化反应速率的步骤是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)在恒容密闭容器中充入一定量的和,当温度升高时,的生成速率反而降低,试结合反应过程能量图分析其原因 。
(ⅲ)目前氮氧化物()的排放是环境和能源领域的一个重要问题。目前最常用的去除方法是选择性催化还原()技术,
计算 。
(2)某温度下,在刚性容器内发生反应:。起始压强为,体积分数为。达到平衡时,的平衡转化率为,反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压)。
(3)一种常温下合成的电化学方案,装置如图所示:
(ⅰ)阳极的电极反应为: 。
(ⅱ)氮气和氧气的分压可以影响的生成速率,如图所示。结合图像可知,最佳分压比 。
(ⅲ)该装置特点是利用芬顿反应(即和反应生成强氧化性)氧化分子,写出和反应的化学方程式 。
18.(23-24高三上·湖北·阶段练习)丙醛是一种重要的工业原料。在铑催化剂作用下,乙烯羰基合成丙醛的反应如下:
反应Ⅰ:C2H4(g)+H2(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) △H1
反应Ⅱ:C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H2
回答下列问题:
(1)T℃时,向恒压容器中充入1.0 mol C2H4、1.0 mol H2和1.0 mol CO,若在该条件下只发生反应Ⅰ,达平衡时,反应放出77.4 kJ的能量:若相同条件下向该容器中充入1.0 mol CH3CH2CHO,达平衡时,反应吸收51.6 kJ的能量,则反应Ⅰ的△H1= kJ/mol。
(2)在恒压条件下,按照投料n(C2H4):n(H2):n(CO)=1:1:1,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,相同时间内,测得不同温度下C2H4的转化率()如图曲线中n所示。预测化学反应速率v(B) v(D) (填“>”、“=”或“<" ),产生这一结果的原因可能是 。
(3)在恒压密闭容器中,通入1 mol C2H4、1 mol CO和n(H2),在一定温度和铑催化剂作用下,发生上述反应,测得C2H4的转化率()和丙醛选择性(x=)随变化关系如图所示。则曲线b表示 ,当1.08 <<1.1时,曲线a随的增大而降低的原因是 。
(4)保持温度不变,在恒容反应器中,按照投料n(C2H4):n(H2):n(CO)=1:1:1,初始总压为3p kPa,发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时C2H4的转化率为80%,C2H6的选择性为25%,则H2的转化率为 ,反应Ⅱ的Kp= kPa-1 (用含p的代数式表示)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)(a-b-c)
(2)2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
(3)BC
(4) 80% 100 > <100=K,反应正向进行,即v正>v逆
【详解】(1)已知:①N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1) ΔH1=-akJ·mol-1
③4CuO(s)=2Cu2O(s)+O2(g) ΔH3=+bkJ·mol-1
④N2H4(1)+4Cu(OH)2(s)=N2(g)+2Cu2O(s)+6H2O(1) ΔH4=-ckJ·mol-1
根据盖斯定律,由(④-③-①)得反应②Cu(OH)2(s)=CuO(s)+H2O(1)
则ΔH2=(-c –b+a) kJ·mol-1=(a-b-c)kJ·mol-1;
(2)阳极为铜,失去电子生成氧化亚铜,电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;
(3)A.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率,都为正反应速率,不能说明到平衡,错误;
B.一定条件,CO的转化率不再变化可以说明反应到平衡,正确;
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化,说明反应体系温度不变,则反应到平衡;
故选BC;
(4)一氧化碳的平衡转化率为 =80%,根据方程式和加入量分析,氢气的平衡转化率和一氧化碳的相同,也为80%;
2t℃时
该反应的平衡常数为K=;
③保持其它条件不变,向平衡体系中充入1molCO(g)、2molH2(g)、1molCH3OH(g);此时<100=K,反应正向进行,即v正>v逆。
2.(1)B
(2)不变
(3)丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应,升高温度化学平衡正向移动,C3H6的平衡体积分数随温度升高而增大
(4)Ⅱ
(5)温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的C3H8越大,故C3H8的转化率越大
(6) 降低 升高温度,更有利于副反应的发生
【详解】(1)A.随着反应的进行,消耗C3H8(g)的物质的量始终等于生成H2(g)的物质的量,所以不能作为平衡状态的标志,故A不符合题意;
B.随着反应的进行,容器的体积逐渐变大,气体质量不变,故密度逐渐减小,平衡后,体积不变,密度不变,故可以作为判断依据,故B符合题意;
C.H2和C3H6均是产物,转化的比值关系为1:1,总压恒定为100kPa,反应过程中气体的物质的量在一直变化,体积分数一直发生变化,所以H2和C3H6分压一直在变化,但H2和C3H6分压一直都是相等的,因此体系中和的分压相等不能判断达到平衡,故D不符合题意;
答案选B。
(2)化学平衡常数仅仅是温度的函数,故总压由10kPa变为100kPa时,由于温度不变,化学平衡常数不变。
(3)由题干可知,正反应是一个吸热反应,即丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应,升高温度化学平衡正向移动,C3H6的体积分数随温度升高而增大,故图中,曲线Ⅰ、Ⅲ表示C3H6的体积分数随温度的变化,
(4)由题干可知,正反应是气体体积增大的方向,故增大压强上述平衡逆向移动,则有温度相同时,压强越大,C3H8的平衡体积分数也越大,则图中表示100kPa时C3H8的体积分数随温度变化的曲线是Ⅱ。
(5)达到化学平衡之前,温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的C3H8越大,故C3H8的转化率越大。
(6)由表中信息可知465℃时丙烯的选择性约为85%,510℃时为约65%,故随着温度升高,C3H6的选择性降低,因此可能的原因为:升高温度,更有利于副反应的发生。
3.(1) 减小 不变
(2) 5.6
(3) 正极
【详解】(1)①根据图像可知该反应的热化学方程式为;
故答案为:
②催化剂不影响反应热,只影响活化能,所以加入催化剂后,E1减小,E2不变;
故答案为:减小、不变;
(2)①通入的电极为正极,所以电池的正极为,负极的电极反应式为;
故答案为:PT2、
②该电池每消耗32gSO2,理论上转移电子,,所以消耗标准状况下氧气的体积为5.6L;
故答案为:5.6
(3)①如图所示:石墨Ⅰ上失电子,所以与电源正极相连;石墨Ⅱ上有气泡产生,发生的电极反应式为;
故答案为:正极、
②如图所示:被氧化的离子方程式为;
故答案为:
4.(1) -1192.6 C
(2) 0.375 或
(3) < 反应Ⅱ是放热反应,温度从升高到,平衡逆向移动,导致甲醇含量升高,甲醚含量降低。
(4) 负
【详解】(1)①根据盖斯定律ΔH3=ΔH1+ΔH2,即;
②该反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,甲醇产量提高,该反应是体积减小的反应,增大压强,有利于平衡正向移动,因此有利于提高平衡产率的是条件是低温、高压;故答案为:C。
(2)反应前2小时内压强为75MPa,根据,则此时气体物质的量为,列出三段式:
有,解得x=0.5mol,则反应前2小时内的平均反应速率;
平衡时,则此时气体物质的量为,
有,解得y=0.6mol,则,即。
(3)①由图可知,对反应Ⅱ来说,随着温度的升高,lnK值在减小,即K值在减小,故该反应为放热反应,ΔH4<0;
②甲醇的含量逐渐增大而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是:对于反应Ⅱ是放热反应,温度从300K升高到600K,平衡逆向移动,导致甲醇含量升高,甲醚含量降低。
(4)由图可知,CO2生成甲醇,碳元素原子的化合价在降低,得到电子,发生还原反应,所以电极a为阴极,阴极与电源负极相连;根据碳原子的化合价变化,结合硫酸做电解质溶液,即可写出相应的电极方程:。
5.(1) 正 Zn-2e- = Zn2+
(2) Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e-= 2MnO(OH)+2OH-
(3) Cd 2Ni(OH)2+2OH--2e- = 2NiO(OH)+2H2O
(4)Cy+LiCoO2 LixCy+Li1-xCoO2
(5) H2或氢气 < 2
【详解】(1)如金属c为Zn,金属d为铜,e为浸NaCl溶液的湿布,则c为负极,a为正极,负极的反应式为Zn-2e- = Zn2+;
(2)由于电解质是KOH溶液,负极Zn失电子后与氢氧根结合为Zn(OH)2,即负极的放电产物是Zn(OH)2;正极上MnO2得电子变为MnO(OH),电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-= 2MnO(OH)+2OH-;
(3)总反应为:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2;向右为放电过程,放电时Cd的化合价升高,发生氧化反应,充电时阳极发生氧化反应,Ni(OH)2失电子变为NiO(OH),电极反应式为2Ni(OH)2+2OH--2e- = 2NiO(OH)+2H2O;
(4)负极:LixCy-xe-=xLi++Cy;正极:Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2,则放电时的总反应为LixCy+Li1-xCoO2 =Cy+LiCoO2 ,充电反应为放电反应的逆反应,则充电时的总反应为Cy+LiCoO2 LixCy+Li1-xCoO2;
(5)电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠,则X为Cl2,Y为H2,右侧为氢氧燃料电池,由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-,燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过,而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-,所以反应后氢氧化钠的浓度升高,即a%<b%,根据电子守恒得到关系式:,燃料电池每消耗1LO2(标准状况),理论上最多能产生X(标准状况)的体积为2L。
6.(1)﹣67.6
(2) b 84% 11.8 mmol 40.12
(3) 5s后,有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低,CH3Br的含量陡然升高 I2的投入消耗了部分CH2Br2,且CH2Br2转化为CH3Br
【分析】根据盖斯定律计算化学反应热;根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属;根据反应前后的变化量计算转化率;根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数;根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比;根据图示信息和反应机理判断合适的原因。
【详解】(1)根据盖斯定律,计算反应的;
(2)①甲烷与溴单质反应生成一溴甲烷,反应放热,温度升高反应平衡向逆方向移动,即甲烷的曲线是b;
②根据反应列出三段式,,则甲烷的转化率;
③由于一溴甲烷会与溴单质进一步溴化生成二溴甲烷,最终平衡时一溴甲烷只有5mmol,则;
④560℃反应最终平衡时,设容器体积为V,各物质的平衡浓度分别为、、、,则平衡常数;
(3)①从图中可以看出,大约5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低,有I2催化的CH3Br的含量陡然上升,因此,可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性;
②根据反应机理,I2的投入消耗了部分CH2Br2,同时也消耗了部分HBr,使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br,提高了CH3Br的选择性;
7.(1)bcd
(2)N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ・mol-1
(3)391
(4)-74.8kJ・mol-1
(5) 正 CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O b
【详解】(1)a.金属与酸反应为放热反应;
b.盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应;
c.绝大多数分解反应为吸热反应,碳酸钙分解反应为吸热反应;
d.固体与固体反应为吸热反应;
e.硝酸铵溶于水是物理变化;
(2)物质键能如图示,根据焓变=反应物总键能-生成物总键能,N2和O2反应生成NO的热化学方程式:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ・mol-1;
(3)设键键能为x,焓变=反应物总键能-生成物总键能,即,解得;
(4)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ・mol-1;
②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ・mol-1;
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8kJkJ・mol-1;根据盖斯定律:②+③×2-①得C(s,石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.8kJ・mol-1;
(5)①根据电子转移方向可知,a电极为该原电池负极,b电极为原电池正极;
②a电极为原电池负极,电极反应式:CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O;
③原电池中阳离子向着正极移动,K+移向b极移动。
8.(1)
(2) 加入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不变色
(3) AD 不能,将溶液改为溶液,或将溶液改为溶液
【详解】(1)两电极反应产生的离子在多孔介质中生成:H++=H2O2,即2个电极分别产生H+和,正极发生还原反应,正极的电极反应式为;
(2)①滴定结束之前,有I2剩余,溶液呈蓝色,达到滴定终点的标志为:加入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不变色;
②由题给方程找出如下关系式:,2.000g溶液样品中,,的质量分数;
(3)①A.过程Ⅰ.中为反应物,所以反应的速率与的浓度有关,故A正确;
B.先在过程Ⅰ中生成,后在过程Ⅱ中消耗,是该反应的中间产物,故B错误;
C.反应Ⅰ为慢反应,反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能,故C错误;
D.2H2O2=2H2O+O2↑为放热反应,所以的总能量比的高,故D正确;
故答案为:AD;
②溶液中阴离子不同,所以实验不能比较和对分解的催化效果,可将溶液改为溶液,或将溶液改为溶液。
9.(1)200
(2) 还原 负
(3)H2-2e-=2H+
(4) 负 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(5) 负 O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】(1)1 mol H2(g)与1 mol Br2 (l)完全反应生成2 mol HBr(g)时放出72 kJ的热量,则①H2(g)+ Br2 (l)=2 HBr(g) △H=-72kJ/mol;蒸发1 mol Br2(l)需要吸收30 kJ的热量,则②Br2(l)= Br2(g) △H=+30kJ/mol;根据盖斯定律①-②得H2(g)+ Br2 (g)=2HBr(g) △H=-102kJ/mol;焓变=反应物总键能-生成物总键能,即436+a-369×2=-102,a=200。
(2)根据图示,通入氧气的电极生成水,发生还原反应,通入氢气的电极氢气失电子生成氢离子,则通入氢气的电极为负极。
(3)电池工作时,负极氢气失电子生成氢离子,电极反应式为H2-2e-=2H+;
(4)装置②中,自发的氧化还原反应为铝与氢氧化钠溶液生成四羟基铝合酸钠和氢气,铝失电子发生氧化反应,铝作为负极;装置③中铜作为负极,自发的氧化还原反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,③中总反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(5)装置④中是铁钉在碱性或是中性条件发生的吸氧腐蚀(即生锈),铁失电子发生氧化反应,铁作为负极,正极氧气得电子生成氢氧根离子,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
10.(1)
(2) < 能 Z 可以
(3) 不是 b、c点均未达到平衡状态,c点温度高,反应速率较快,故的转化率较大
【详解】(1)根据盖斯定律,,则,故答案为:;
(2)①由图可知,随着温度升高CH3OH的产率呈下降趋势,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,则ΔH<0,故答案为:<;
②图中X点未达到平衡,则延长反应时间能提高CH3OH的产率,故答案为:能;
③反应过程中,温度升高,甲醇产率增大,反应向正反应方向进行,则曲线上X点未达到平衡状态,该反应为放热反应,转化率到达顶点后,呈下降趋势,则说明Z点反应快,达到平衡状态,则正反应速率与其逆反应速率相等,故答案为:Z;
④对于不同催化剂,对同一反应的催化效果不同,选用合适的催化剂,在减少反应体系副反应的基础上增大反应速率,可有效的减弱副反应的发生,故答案为:可以;
(3)①平衡状态时,反应物的转化率不变,所以a点不是平衡状态,故答案为:不是;
②由于b、c点均未达到平衡状态,c点温度高,反应速率较快,故CO2的转化率较大,故答案为:b、c点均未达到平衡状态,c点温度高,反应速率较快,故CO2的转化率较大。
11.(1)放热
(2)ac
(3) > 0.25 17.9 负极 3H2O+CH3OCH3-12e-=2CO2+12H+ O2+4e-+4H+=2H2O
【详解】(1)从图中可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应;
(2)a.随反应进行,H2含量不断减少,CO2含量不变可说明反应达到平衡状态,故a选;
b.该反应在恒容装置中进行,反应物和产物均为气体,混合气体密度始终不变,故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡,故b不选;
c.该反应是气体物质的量减小的反应,若正向进行时气体总物质的量减小,则混合气体的平均相对分子质量增大,故当混合气体的平均相对分子质量不变时可以说明该反应达到平衡状态,故c选:
d.3v(CO2)=v(H2),选项中并未指明反应速率的方向,故不能说明反应达到平衡,故d不选;
答案为ac;
(3)①反应达到3min时,尚未达到平衡,此时二氧化碳的物质的量仍处于减少的趋势,故 v正>v逆;
②0~5min内,CO 物质的量减少2.5mol,则v(CO2)==0.25mol·L-1·min-1;
③根据化学方程式列出起始、转化、平衡时的物质的量关系为:
平衡状态时,CH3OCH3(g)的体积分数为17.9%;
④通入燃料二甲醚的电极为必极,则X电极为负极;X极失去电子,电极反应式为3H2O+CH3OCH3-12e-=2CO2+12H+,Y电极为正极,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O。
12.(1)+23.4 kJ/mol
(2) CD 增大压强或向反应体系中通入氢气或移出反应体系中产物
(3) > 20%
(4) 0.18 mol/(L·min) KA=KC>KB
(5)2CO2+12e—+12H+=C2H4+4H2O
【详解】(1)反应I×2-反应III=反应II,则由盖斯定律得:ΔH2=2ΔH1-ΔH3=(−49.6kJ/mol)×2-(-122.6kJ/mol)=+23.4 kJ/mol;
(2)①A.v(CO2)∶v(H2)=1∶3,不能说明正、逆反应速率相等,不能说明该反应达到化学平衡状态,A不符合题意;
B.由质量守恒定律可知,混合气体质量不变,则恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,所以恒容条件下,容器内混合气体的密度保持不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,B不符合题意;
C.H2(g)有1.5molH-H键断裂,同时H2O(g)有1molH-O键断裂说明正、逆反应速率相等,能说明该反应达到化学平衡状态,C符合题意;
D.该反应是气体分子数减少的反应,反应开始至平衡过程,容器内的总压强不断减小,则恒容条件下,容器内的总压强不再改变,能说明该反应达到化学平衡状态,D符合题意;
故选CD。
②该反应是气体体积减小的放热反应,反应达到平衡后,保持温度不变,增大压强、向反应体系中通入氢气、移出反应体系中产物,都能使平衡向正反应方向移动,能提高三氧化碳的转化率,则该反应达到平衡后,保持温度不变,能提高CO2的平衡转化率的措施有:增大压强或向反应体系中通入氢气或移出反应体系中产物(任写一种);
(3)由题意可知,反应的浓度熵Qc=≈0.05<0.25,则反应正向进行,即v正>v逆,设此时至反应达到平衡时,消耗水蒸气的浓度为xmol/L,则平衡时:=0.25,解得x=0.2,则甲醇的体积分数为;
(4)由图可知,T1温度下,将12mol氢气和6mol二氧化碳充入2L的密闭容器中,5min反应达到平衡时二氧化碳的转化率为60%,则由方程式可知,0-5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)==0.18mol/(L·min);该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率减小,平衡常数减小,由图可知,投料比相同时,T1温度时二氧化碳的转化率大于T2温度,则温度T1小于T2,所以平衡常数的大小顺序为KA=KC>KB;
(5)由图可知,与电源负极相连的电极b为阴极,阴极上二氧化碳在酸性条件下得到电子发生还原反应生成乙烯和水,电极反应式为:2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O。
13.(1)Bi3++3H2DzBi(HDz)3+3H+
(2)4
(3) 9~9.5 溶液中存在如下平衡:MgNH4PO4(s)Mg2+(aq)+NH(aq)+PO (aq),溶液pH过低时,发生反应PO+H+=HPO,溶液中PO浓度减小,平衡右移,不利于沉淀生成;溶液pH过高时,发生反应Mg2++2OH—= Mg(OH)2↓,Mg2+浓度减小,平衡右移,不利于沉淀生成
(4) c(A—)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH—) 5.5
(5) C6H10O5—24e—+7H2O=6CO2+24H+ 16.16
【详解】(1)由题给信息可知,分离过程中,铋离子发生络合反应的离子方程式为Bi3++3H2DzBi(HDz)3+3H+,故答案为:Bi3++3H2DzBi(HDz)3+3H+;
(2)由方程式可知,反应的平衡常数K=,由图可知,溶液pH为2.5时,铋离子以络合物形式被萃取分离的百分率为80%,设铋离子起始浓度为c,则氢离子和H2Dz浓度相等时,平衡常数K===4,故答案为:4;
(3)由图可知,处理氨氮废水pH值控制在9~9.5左右时,氨氮去除率最高,所以处理氨氮废水pH值应控制在9~9.5左右;溶液中存在如下平衡:MgNH4PO4(s)Mg2+(aq)+NH(aq)+PO (aq),溶液pH过低时,发生反应PO+H+=HPO,溶液中PO浓度减小,平衡右移,不利于沉淀生成;溶液pH过高时,发生反应Mg2++2OH—= Mg(OH)2↓,Mg2+浓度减小,平衡右移,不利于沉淀生成,所以pH过高或过低不易形成沉淀MAP,故答案为:9;溶液中存在如下平衡:MgNH4PO4(s)Mg2+(aq)+NH(aq)+PO (aq),溶液pH过低时,发生反应PO+H+=HPO,溶液中PO浓度减小,平衡右移,不利于沉淀生成;溶液pH过高时,发生反应Mg2++2OH—= Mg(OH)2↓,Mg2+浓度减小,平衡右移,不利于沉淀生成;
(4)0.2mol/LHA溶液与0.1mol/L氢氧化钠溶液等体积混合反应得到等浓度的HA和NaA混合溶液,由电离常数可知,A—离子在溶液中的水解常数Kh===1×10—8.5<Ka,所以HA在溶液中的电离程度大于A—离子在溶液中的水解程度,溶液呈酸性,则缓冲溶液微粒浓度的大小关系为c(A—)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH—);混合溶液中HA和A—离子浓度相等,都为0.1mol/L,由电离常数Ka=可知,溶液中氢离子浓度c(H+)= Ka=1×10—5.5,则溶液pH值为5.5,故答案为:c(A—)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH—);5.5;
(5)由图可知,电极a为燃料电池的负极,有机物水分子作用下C6H10O5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C6H10O5—24e—+7H2O=6CO2+24H+,djb为正极,氢离子作用下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水,电极反应式为NO+10e—+12H+=N2↑+6H2O,由电极反应式可知,标准状况下左室有4.48L二氧化碳生成时,加入右室的钠离子质量为×4×23g/mol=18.4g,逸出氮气的质量为×4××28g/mol =2.24g,则右室溶液增加的质量为18.4g—2.24g=16.16g,故答案为:C6H10O5—24e—+7H2O=6CO2+24H+;16.16。
14.(1) bc a
(2)
【详解】(1)①由热化学反应方程式和反应条件高温可知,反应为焓增,熵增过程,即、反应自发进行,则反应自发进行的原因是;,固体不能写入平衡常数表达式,反应的平衡常数为:;
a.CO、H2都是生成物,CO、H2的浓度始终相等,所以,不能确定反应是否达到平衡状态,故不选;
,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故选;
容器中的压强都不变,说明容器内温度不变、气体物质的量不变,则说明达到平衡状态,故选。
选;
升高温度,正逆反应速率都增大,该反应是吸热反应,化学平衡向着正向移动,一氧化碳浓度增大,故选;
充入,使体系压强增大,由于反应体系中各组分浓度没有变化,反应速率不变,化学平衡不移动,故不选;
将从体系中分离出来,反应物浓度减小,正反应速率减小,故不选;
将从体系中分离出来,生成物浓度减小,平衡向着正向移动,正反应速率大于逆反应速率,但是反应速率都减小了,故不选。
选;
(2)
则的转化率为;
实验中的转化率为,实验中的转化率为,则实验的转化率大于实验,则说明温度升高平衡向逆反应方向移动,正反应放热,。
15.(1)离子
(2)A
(3)0.12 mol·L-1·min-1
(4)cde
(5)CD
(6)2.0
【详解】(1)NaN3为活泼金属与非金属形成的离子化合物;
(2)汽车受到猛烈碰撞时,点火器点火引发NaN3迅速分解,生成氮气和金属钠,同时释放大量的热,则反应为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,故选A;
(3)在5min时,CO的物质的量为0.8mol,根据变化量之比等于化学计量数之比,则H2生成了2.4mol,根据;
(4)a.恒容条件下充入He,反应物浓度不变,速率不变,a错误;
b.增大体积,浓度减小,速率减小,b错误;
c.升高温度,速率加快,c正确;
d.保持恒容投入更多的H2O(g),相当于增大水蒸气的浓度,速率加快,d正确;
e.加入合适的催化剂,加快化学反应速率,e正确;
故选cde。
(5)A.反应过程中NO的质量发生变化,当其保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故A不选;
B.N2的含量是一变量,当其保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故B不选;
C.正逆反应速率相等时即 v逆(NO)=2v正(N2),不能说明反应已达到平衡状态,故C选;
D.NO、CO、CO2、 N2的物质的量之比为2:2:2:1不能说明反应已达到平衡状态,故D选;
故选CD。
(6)由于要保证反应物K2S2O8浓度的改变,而其他物质浓度不变,K2S2O8溶液与水的体积之和为10mL,则Vx=10mL-8.0mL=2.0mL。
16.(1) 8 BD
(2) > 中N原子有孤电子对,对成键电子对的斥力大,键角小
(3) 、 根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论,可推测出结构为八面体构型,存在2种同分异构体,所以呈现2种颜色
【详解】(1)①位于体心,数量为1,位于顶点,数量为,位于棱上,数量为,化学式是,②以顶点Pb为中心,每个晶胞中有1个,所以每个Pb紧邻的数目为8,③以下说法正确的是A.一般来说,第一电离能同周期从左至右增大,N>C,C和H之前可以查课本选择性必修二第一章第二节知识点,C<H,故错误;B.碘为第ⅦA元素,,可知碘微粒中碘显-1价,电子排布式:,故正确;C.中的价层电子数为,VSEPR模型为四面体形,故错误;D.基态N原子中、、轨道相互垂直,属于简并轨道,所以能量相等,故正确;BD当选;答案:、8、BD;
(2)中的键角大于,是因为中N原子有孤电子对,对成键电子对的斥力大,键角小,答案:>、中N原子有孤电子对,对成键电子对的斥力大,键角小;
(3)中的配位体为、,该晶体呈现紫色和绿色2种颜色,是因为根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论,可推测出结构为八面体构型,存在2种同分异构体,所以呈现2种颜色,答案:、、根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论,可推测出结构为八面体构型,存在2种同分异构体,所以呈现2种颜色。
17.(1) Ⅱ ,温度升高,反应Ⅰ平衡逆移,减小,浓度降低对反应Ⅱ速率的影响大于温度升高对反应Ⅱ速率的影响(其他合理答案)
(2)
(3)
【详解】(1)(i)正反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知Ea2>Ea1,则反应II的反应速率比反应I的慢,由最慢的一步反应决定整个反应,决定氧化反应速率的步骤是II;
(ii) 反应物总能量高于生成物总能量,该反应是放热反应,当温度升高时,的生成速率反而降低,原因是,温度升高,反应Ⅰ平衡逆移,减小,浓度降低对反应Ⅱ速率的影响大于温度升高对反应Ⅱ速率的影响;
(iii) 已知① ,② ,③ ,根据盖斯定律,(3×反应②+反应③-反应①)可得 kJ/mol;
(2)反应容器为刚性体积不变,由于起始体积分数为,假设起始加入8a molNO2、2a molN2O4,平衡时的平衡转化率为,则消耗n(NO2)= 8a mol×25%=2a mol,列三段式:, 平衡时混合气体总物质的量为6a+3a=9a mol,起始压强为p,由压强之比等于物质的量之比,则平衡时总压强为0.9p,反应的平衡常数;
(3)(i) 电解液为酸性,阳极是阴离子放电发生氧化反应,则阳极为水中氢氧根离子放电生成氧气,阳极的电极反应为:;
(ii) 由图可知,最佳分压比1:1时,单位时间内生成的产率最大,说明的生成速率最快;
(iii) 强氧化性氧化分子生成HNO3和水,则和反应的化学方程式。
18.(1)-129
(2) > T1之后,随着温度进一步升高,催化剂活性降低,且催化剂活性降低对反应速率降低的影响强于温度升高对反应速率加快的影响
(3) 乙烯转化率 氢气浓度增大,一氧化碳浓度降低,氢气和乙烯催化加氢生成乙烷的反应程度增大
(4) 80%
【详解】(1)向恒压容器中充入1molC2H4、1molH2和1molCO,反应正向进行,达到平衡时放出77.4kJ的能量,向相同容器中充入1molCH3CH2CHO,反应逆向进行,达到的平衡与原平衡相同,吸收51.6kJ的能量,则该反应的ΔH1=(-77.4-51.6)kJ/mol=-129kJ/mol。
(2)恒压条件下,按照投料,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应,由图像可知,相同时间内,不同温度下的转化率()B点最大,说明B点时反应速率最快,随温度的升高,单位时间内C2H4的转化率快速减小,可能是温度升高,催化剂的活性减弱,反应速率降低。
答案为:>;T1之后,随着温度进一步升高,催化剂活性降低,且催化剂活性降低对反应速率降低的影响强于温度升高对反应速率加快的影响。
(3)根据反应Ⅰ、Ⅱ方程式,氢气比例增大,反应Ⅰ、Ⅱ中的转化率均增大,所以曲线b表示的转化率(),曲线a表示丙醛选择性;当时,氢气浓度增加,氢气和乙烯催化加氢生成的程度增大,丙醛选择性降低;故答案为的转化率();氢气浓度增加,氢气和乙烯催化加氢生成乙烷的反应程度增大。
答案为:乙烯转化率;氢气浓度增大,一氧化碳浓度降低,氢气和乙烯催化加氢生成乙烷的反应程度增大。
(4)不妨令n(C2H4):n(CO):n(H2)=1mol,达到平衡时C2H4的转化率为80%,即反应掉C2H40.8mol,C2H6的选择性为25%,则生成的C2H6有0.8mol×25%=0.2mol,则反应Ⅱ消耗的H2有0.2mol,消耗的C2H4有0.2mol,反应Ⅰ消耗的C2H4为0.6mol,消耗的H2为0.6mol,共消耗H20.8mol,H2的转化率为80%。反应Ⅰ,反应Ⅱ,平衡时,n(C2H4)=0.2mol,n(H2)=0.2mol,n(CO)=0.4mol,n(C2H6)=0.2mol,n(CH3CH2CHO)=0.6mol,气体总物质的量为1.6mol,初始时气体总物质的量为3mol,总压为3pkPa,则平衡时各物质分压为p(C2H4)=0.2pkPa,n(H2)=0.2pkPa,n(CO)=0.4pkPa,n(C2H6)=0.2pkPa,n(CH3CH2CHO)=0.6pkPa,反应Ⅱ的Kp=kPa-1。
答案第1页,共2页
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