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2025届高三化学复习-化学反应原理综合题
1.(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 。
2.(23-24高三下·广东梅州·期末)在工业、交通、储能和电力等领域应用广泛。工业上由CO与合成乙醇的反应为:。
(1)一般条件下,当其他条件相同时,能增大化学反应速率的措施是 (写两条)。
(2)在恒温恒容下通入一定量的CO和,下列可说明反应一定达到平衡状态的是___________。
A.不再变化 B.容器内压强不再变化
C.气体密度不再变化 D.
(3)在1 L恒容密闭容器中通入一定量的CO和,在500°C恒温下发生反应,、、的浓度随时间的变化如下表所示:
时间/min
10
30
50
60
/mol·L
1.20
0.20
0.20
/mol·L
2.40
0.40
0.40
/mol·L
0.40
0.75
0.90
0.90
①根据表中数据填写: mol⋅L; mol⋅L。
②计算反应进行到10 min时,CO的平均反应速率为 (写出计算过程)。
(4)碱性氢气燃料电池中,负极的电极反应式为 。
3.(23-24高三下·河北·期末)工业上制取一般不采用与反应,主要采用电解饱和食盐水的方法,过去也曾采用与反应的方法。回答下列问题:
(1)与反应的化学方程式为 。
(2)电解饱和食盐水时,反应方程式为:
①纯净的在中安静地燃烧,发出 火焰,该反应中的氧化剂为 (填化学名称)。
②对于反应,该反应的离子方程式为 。
③实验室制氯气时,常用溶液来吸收尾气中的氯气,若发生的反应为,则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(3)的俗名为 ,其电离方程式为 。
(4)在农业上的用途为 。
4.(23-24高三下·重庆·期末)许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如下图所示。和完全反应生成NO会 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ。
(2)如下图所示,若溶液X为稀溶液,电流表指针发生偏转,M电极材料为Fe且作负极,反应进行一段时间后溶液X的pH (填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(3)利用上图所示装置将反应设计成原电池,N极为正极。则N极电极反应式为 ,溶液X的溶质为 (填化学式)。
(4)氢氧燃料电池的简易装置如下图所示,铂电极a上的电极反应式为 ,室温下,若该电池消耗时可提供电能的能量,则该燃料电池的能量转化率为 。(已知在室温下,完全燃烧生成液态水时,释放的能量。)
5.(23-24高三下·四川眉山·期末)能量、平衡等与人类的生产生活密切相关。请回答下列问题:
(1)已知:在和条件下,断开中的化学键要吸收能量,断开中的化学键要吸收能量,断开中的化学键要吸收能量。则反应中,生成时,该反应 (请填“吸收”或“放出”) 能量。
(2)下列各反应中,符合如图所示能量变化的是___________(请填标号)。
A.和的反应 B.锌和盐酸的反应
C.盐酸与碳酸氢钠的反应 D.和的反应
(3)将和充入密闭容器中发生如下反应:。下列说法能判断该反应达到平衡状态的是___________(请填标号)。
A.容器内混合气体的平均相对分子质量不变
B.
C.容器内混合气体的压强不变
D.容器内混合气体的密度不变
(4)用甲醇和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图:
①电极d是 (请填“正极”或“负极”),电极c的电极反应式为 。
②若电路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
③该装置工作一段时间后,电解质溶液的酸性 (请填“增强”、“减弱”或“不变”)。
6.(23-24高三下·辽宁抚顺·期末)下表中的数据是破坏气态物质中的化学键所消耗的能量,回答下列问题:
物质
键能/
243
193
151
432
366
298
436
(1)下列氢化物中最不稳定的是 (填选项)。
A. B. C.
(2)在恒温恒容密闭容器中充入各的和,发生反应,后生成了。请回答:
①该反应此时 (填“吸收”或“放出”)的热量为 ;
②这段时间内的平均反应速率 ;
③此时的转化率是 ;
④下列叙述不能判断此反应达到平衡状态的是 。
A.容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变
B.容器内混合气体的颜色不再改变
C.的消耗速率与的消耗速率之比为
D.与物质的量相等
(3)若将上述操作所用的通入到下图所示的装置中,则可形成氢氧燃料电池。
如果该氢氧燃料电池每转移电子,消耗标准状况下氧气的体积是 。而在此电池工作过程中,溶液中的向 电极定向移动(填“a”或“b”)。
7.(23-24高三下·安徽·期末)是一种剧毒气体,在石油开采、石油化工和煤化工的尾气中广泛存在,选择合适的方法进行处理具有重大意义。请回答下列问题:
(1)利用处理获得甲硫醇的原理为。
①已知键能数据如下表,则该反应的 。
化学键
C—H
C—S
C—O
O—H
S—H
键能
414
276
326
464
364
②该反应在催化剂表面的反应历程如图所示:
若用代替,则得到的甲硫醇的结构简式为 。
(2)利用甲烷处理可获得和:。
①恒压条件下,在原料气中掺杂,可提高的平衡转化率,其原因为 。
②在100kPa的起始压强下,在恒容密闭容器中按充入两种气体,反应中的平衡转化率随温度的变化如图所示,则T℃平衡时容器中气体的总压强为 kPa,该温度下的平衡常数 (结果保留两位有效数字,为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(3)常温下,、、在水溶液中的物质的量分数()随pH变化的分布曲线如图所示[如]:
①常温下,若等物质的量的NaOH与反应,所得溶液中几种含硫微粒的浓度从大到小的顺序为 。
②若采用溶液吸收,该反应的离子方程式为 ;已知常温下,若常温下处理后溶液中约为,溶液的pH为1,该溶液中残留的物质的量浓度约为 。
8.(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)。
9.(23-24高三下·湖北武汉·期末)晶体硅、二氧化硅等具有特殊的光学和电学性能,是现代信息技术和新能源技术的基础材料。由石英砂制取高纯硅的主要步骤及部分化学反应如下:
①粗硅的制取:SiO2+2CSi(粗)+2CO↑;
②粗硅中Si与Cl2反应:Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g) ΔH1=-a kJ·mol-1(a>0);
③制得高纯硅:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ΔH2。
某些化学键的有关数据如表所示:
共价键
Si-O
Cl-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
O=O
键能(kJ/mol)
460
243
436
431
176
498
请回答下列问题。
(1)粗硅的制取中发生反应的化学方程式为 。写出二氧化硅的一种用途 。
(2)晶体Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2(s)的热化学方程式为 。(提示:晶体硅中每个硅原子占有2个Si-Si共价键)
(3)可由反应②和另一个化学反应 (填化学方程式),根据题中所给键能数据,通过盖斯定律计算③制得高纯硅中反应的反应热ΔH2= kJ·mol-1。(用含a的代数式表示)
(4)已知碳的燃烧热ΔH=-393.0 kJ·mol-1,若将12g C(s)与ng Si(s)的混合物完全燃烧释放出888kJ热量,则n= 。
(5)高纯硅是光伏电站硅太阳能电池的核心原料。硅能源作为21世纪的新能源未来有希望代替传统的碳能源,硅能源的优势有 。(写出一种即可)
10.(23-24高三下·浙江杭州·期末)I.一定温度下,在恒容的密闭容器内,将和混合充分发生反应:。回答下列问题:
(1)升高温度,混合气体的平均摩尔质量 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图表示合成,反应在某段时间中反应速率与时间的曲线图,时刻改变的外界条件为 ;的体积分数最小的平衡时间段是 。
(3)该反应的平衡常数表达式为 ;若反应达到平衡后,将同时增大1倍,平衡将 移动(填“正向”“逆向”或“不移动”)。
(4)若该反应在恒容绝热密闭容器中进行,投入和,在一定条件下充分反应。
下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 ;
①容器中压强不再改变; ②容器中气体密度不再改变;
③的物质的量浓度不再改变; ④的质量不再改变;
⑤体系的温度不再改变; ⑥和的比例不变
Ⅱ.碱性氢氧燃料电池是目前开发的燃料电池之一,这种燃料电池由氢气、空气(氧气)、(电解质溶液)构成。其中正极反应式为
(5)下列说法错误的是 。
①电池放电时通入空气的电极为负极;
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱;
③电池放电时每消耗转移电子
④燃料电池的优点之一是可以将化学能全部转化为电能
(6)写出该燃料电池的负极反应式: 。
11.(2024高三下·广东佛山·竞赛)氢能是理想的可持续能源,利用甲酸()分解可制得:,科学家正致力于研究该反应的高效催化剂。
(1)甲酸中C原子的模型为 。
(2)运用理论计算甲酸发生分解反应的路径如图(*表示催化剂表面吸附位),分解过程中的决速步骤的化学方程式为 。
(3)图1为钯合金对脱氢的催化效果(以表示),图2为分别在与上第一步脱氢的微观示意图及部分键长数据。
①为46号元素,在元素周期表的位置为 。
②从微观视角解释的催化效果优于的原因是 。
(4)催化分解甲酸的过程中,存在副反应:。一定温度下,向恒容密闭容器中充入,此时压强为。时测得容器内的选择性、含碳物质的物质的量分数与温度的关系如图所示,时的平衡转化率达到。[已知:]
①试解释选择性曲线变化原因 。
②时,下列叙述能说明容器内反应达到平衡状态的是 (填标号)
A.和的物质的量之比不再发生变化 B.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
C.生成的同时,有断裂生成 D.主反应的平衡常数不再变化
③时,
④请列出过程计算时主反应的的平衡常数 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(5)利用人工光合作用可将转化为甲酸,装置如图所示,电极2的反应式为 。
12.(23-24高三下·江苏连云港·阶段练习)高效氧化剂亚氯酸钠()常用于烟气脱硝()和废水脱除氨氮。
(1)的制备。一种制备的过程可表示为
①“反应1”的化学方程式为 。
②“反应1”的产物经净化后常作为饮用水消毒剂替代传统的,从消毒效率(单位质量消毒剂被还原时得电子数)的角度考虑,的消毒效率约为的 倍 。
(2)溶液对烟气脱硝。
①酸性条件下,可催化溶液中的产生氧化性更强的气体,总反应可表示为。请补充完整过程Ⅱ的离子方程式:
I.; Ⅱ. ;
Ⅲ.。
②催化溶液脱硝。其他条件相同时,烟气中NO氧化率随、反应温度的变化分别如图所示。
i.NO氧化率随增大而增大的原因是 。
ii.温度升高,NO氧化率先增大后减小的可能原因是 。
13.(23-24高三下·河南新乡·期末)利用工业废气或和在一定条件下可制备甲醇燃料。
I.和在一定条件下合成甲醇的能量变化示意图如图。
(1)由图中信息可知反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。反应中每生成,产生的能量变化为 kJ。
(2)现在实验室中模拟甲醇合成反应,在的恒容密闭容器中充入和,一定条件下发生反应:。测得和物质的量的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率 。
②能够判断该反应达到平衡的是 (填标号)。
A.和三种物质的浓度之比为
B.密闭容器中混合气体的密度不再改变
C.的体积分数保持不变
D.相同时间内消耗,同时消耗
E.每生成,同时有键断裂
II.一定温度,在催化剂作用下,可发生反应:。在恒容密闭容器中充入反应物[起始时:],某时刻,测得的转化率为。
(3)此时,的体积分数为 (保留三位有效数字)%。
(4)其他条件不变,若将该恒容容器改为体积可变的恒压容器,初始体积为。某时刻,测得的转化率为,此时容器体积为,则= 。
III.已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
(5)该电池工作时,b极的电极反应式为 ;当完全反应时,有 电子发生转移。
14.(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。
15.(23-24高三下·湖南邵阳·期末)和是两种常见的无机物。尿素[]是首个由和两种无机物人工合成的有机物。
(1)工业合成氨的反应 ,在其他条件相同时,分别测定的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如图所示,正确的是 (填“A”或“B”),比较、的大小关系: 。
(2)在尿素合成塔中发生的反应可表示为
① (快反应);
② (慢反应);
则 ,下列图像能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是 (填标号);
A. B. C. D.
(3)T℃,在2L的密闭容器中,通入和,保持体积不变,发生反应,10min时反应刚好达到平衡。测得平衡时压强为起始压强的,则:
①0~10min内,用的浓度变化表示的平均反应速率 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号);
A.
B.尿素的质量不再发生变化
C.混合气体的密度不再发生变化
D.单位时间内,有生成的同时又有断裂
③若平衡时容器内总压强为,则上述反应的平衡常数 ;(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,)
(4)用惰性电极电解尿素[]的碱性溶液可制取氢气,装置如图所示,写出该装置阳极的电极反应式 。
16.(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 。
17.(23-24高三下·河南信阳·期末)绿色发展是必由之路,我国宣布二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
I.以制备甲醇是实现“双碳”目标的重要途径。在体积为的密闭容器中,充入和,在、催化剂作用下反应得甲醇(沸点)和物质X,测得各物质物质的量随时间的部分变化图如图:
(1)和制备甲醇的化学反应方程式为 。
(2)生产甲醇反应的原子利用率为 。
(3)内,甲醇的平均反应速率为 (保留两位有效数字)。
Ⅱ.与制备合成气,该反应也是综合利用的研究热点之一。
(4)已知:键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的馆量或气态原子形成化学键所放出的能量。结合下表中化学键的键能数值,试计算合成反应中消耗时 (填“吸收”或“放出”)的热量是 。
化学键
键能
413
745
436
1075
(5)恒容条件下,下列描述能证明该反应达到平衡的是_______(填字母)。
A.容器中气体密度不再改变 B.不再改变
C.断裂同时断裂 D.的体积分数不再改变
Ⅲ.利用“”电池将变废为宝。我国科研人员研制出可充电“”电池,以钠箔和多壁碳纳米管为电极材放电料,总反应为:。放电时,该电池会“吸入”,且生成的和C全部沉积在电极表面。其工作原理如图所示。
(6)在电池 极(填“正”或“负”)被“吸入”。假设放电前两电极质量相等,当电路中转移电子时,两极的质量差为 g。
18.(23-24高三下·山东聊城·期末)氮氧化物直接排放会引起严重的环境问题,SCR、NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:
①催化还原前,尿素水溶液热分解为和,该反应的化学方程式
②反应器中还原的化学方程式 。
③尿素溶液浓度影响的转化,测定溶液中尿素含量的方法如下:取尿素溶液,将所含氮完全转化为,所得用过量的溶液吸收完全,剩余用溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是 。
(2)NSR(储存还原)工作原理:的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。
①Ba元素在周期表中的位置为 。通过和的相互转化实现的储存和还原,储存的物质是
②用模拟尾气中的还原性气体,研究的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的与的物质的量之比是 。
③还原过程中,有时会产生笑气。在有氧条件下,NO与以物质的量之比反应时,得到的产物几乎都是笑气,请写出该反应方程式 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(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。
2.(1)升高温度、增大反应物的浓度
(2)AB
(3) 0.50 1.00
(4)H2-2e-+2OH-=2H2O
【详解】(1)一般条件下,当其他条件相同时,能增大化学反应速率的措施是升高温度、增大反应物的浓度、使用催化剂等;
(2)A. 恒温恒容不再变化,即n(H2)不变,说明正、逆化学反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故A正确;
B. 恒温恒容,该反应为气体体积减小的反应,容器内压强不变说明容器内气体总物质的量不变,反应一定达到了平衡状态,故B正确;
C. 恒温恒容,即体积恒定不变,质量守恒,即容器内气体总质量恒定,所以气体密度不再变化反应不一定达到平衡状态,故C错误;
D. 当时反应一定达到平衡状态,时反应一定未达到平衡状态,故D错误;
故答案为:AB;
(3)①表格显示,10min至30min乙醇的浓度变化量为0.35mol/L,则氢气的浓度变化量为4×0.35mol/L=1.40 mol/L,一氧化碳的浓度变化量为0.70 mol/L,所以c1=(1.20-0.70) mol/L =0.50 mol/L,c2=(2.40-1.40) mol/L =1.00 mol/L;
②反应进行到10 min时,乙醇的浓度变化量为0.40mol/L,各物质浓度的变化量之比等于其化学计量数之比,则一氧化碳的浓度变化量为2×0.40mol/L=0.80mol/L,所以CO的平均反应速率为;
(4)碱性氢气燃料电池中,氢气在负极发生氧化反应,其电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。
3.(1)
(2) 苍白色 氯气 1:5
(3) 苏打(或纯碱)
(4)改良酸性土壤
【详解】(1)与反应的化学方程式为,答案:;
(2)①纯净的在中安静地燃烧,发出苍白色火焰,氧化剂得电子,化合价降低,该反应中的氧化剂为,②对于反应,该反应的离子方程式为,③实验室制氯气时,常用溶液来吸收尾气中的氯气,若发生的反应为,氯从0价升高到+5价为氧化产物,从0价降低到-1价为还原产物,则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:5,答案:苍白色、、、1:5;
(3)的俗名为苏打(或纯碱),其电离方程式为,答案:苏打(或纯碱)、;
(4)在农业上的用途为改良酸性土壤,答案:改良酸性土壤。
4.(1) 吸收 180
(2)升高
(3)
(4) 80%
【详解】(1)N2和O2反应的化学方程式为:,破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键会放出能量,则1molN2和1molO2完全反应中的能量变化为;即1molN2和1molO2完全反应生成2molNO要吸收180kJ的能量。
(2)铁作负极,则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应,所以正极反应是氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,溶液中氢离子放电,导致溶液中氢离子浓度减小,pH 升高。
(3)将反应设计成原电池,根据方程式中物质发生的反应类型判断,Ag+在正极得到电子生成Ag,电极方程式为:,溶液X中要含有,溶质为。
(4)在图示的氢氧碱式燃料电池中,铂电极a为正极,a上氧气得电子被还原,电极反应式为 O2+4e-+2H2O=4OH-。已知在室温下,完全燃烧生成液态水时,释放的能量,该电池消耗时可提供电能的能量,则该燃料电池的能量转化率为×100%=80.0%。
5.(1) 放出 183
(2)D
(3)AC
(4) 正极 2-12e–+2H2O=12H++2CO2 5.6 减弱
【分析】阳离子向正极移动,d为正极,c为负极,通入燃料的为负极则a通入,b通入,据此分析解题。
【详解】(1)=反应物化学键键能总和-生成物化学键键能总和,则反应,生成时放出183能量;
(2)由图可知,反应物能量低,生成物能量高,则为吸热反应;
A.和的反应为放热反应,A不符合题意;
B.锌和盐酸的反应为放热反应,B不符合题意;
C.盐酸与碳酸氢钠的反应是放热反应,C不符合题意;
D.和的反应是吸热反应,D符合题意;
故选D。
(3)A.容器内混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,A正确;
B.未体现正与逆的关系,不能判断反应达到平衡,B错误;
C.容器内混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,C正确;
D.由于质量守恒,且为恒定体积,容器内混合气体的密度一直不变,D错误;
故选AC。
(4)①据分析可知,电极d是正极,环境为酸性条件,电极c发生氧化反应,电极反应式为:2-12e–+2H2O=12H++2CO2;
②若电路中转移电子,正极:3O2 +12e–+12H+=6H2O,则该燃料电池理论上消耗的的物质的量为0.25mol,标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
③该装置工作一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,生成的水会起到稀释作用。
6.(1)C
(2) 放出 4.5 /() 10% AD
(3) 0.56L a
【详解】(1)氢化物中,破坏1molHI中的化学键消耗的能量最小,所以最不稳定的是HI,选C;
(2)①,反应热=反应物总键能-生成物总键能=436+151-2×298=-9kJ/mol,生成了1molHI(g),则放出4.5kJ的热量;
②这段时间内(g)的平均反应速率;
③此时消耗的H2为0.5mol,H2(g)的转化率是;
④A.反应前后都是气体,反应前后气体物质的量不变,则容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变不能说明达到平衡状态,A错误;
B.容器内混合气体的颜色不再改变,则碘单质的浓度不变,达到了化学平衡状态,B正确;
C.H2(g)的消耗速率与HI(g)的消耗速率之比为1:2,即不同物质正逆反应速率之比等于化学计量数之比,达到化学平衡状态,C正确;
D.H2(g)与(g)物质的量相等不能说明达到平衡状态,D错误;
故选AD。
(3)H2的碱性燃料电池中,通入H2一极为负极,通入氧气一极为正极,电极方程式为:,所以该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子,消耗氧气0.025mol,标准状况下氧气的体积0.56L,在此电池工作过程中,溶液中的OH−向负极移动,所以向a移动。
7.(1) -50kJ/mol
(2) 恒压条件下,通入一定量的N2进行稀释,各物质的分压减小,则平衡向着压强增加的方向,即正向移动,可提高的平衡转化率
(3) >>
【分析】根据ΔH=生成物的总键能-反应物的总键能计算反应热,进而写出热化学反应方程式;
【详解】(1)①根据题干信息可知,反应方程式为,反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(3×414+326+464+2×364)-(3×414+276+364+2×464)=-50kJ/mol;
②该反应在催化剂表面的反应历程所示,D为羟基上的氢元素,在历程过程中,过程Ⅱ→Ⅲ时羟基留在了催化剂表面去形成水(HDO),甲基与H2S中的-SH形成甲硫醇,则得到的甲硫醇的结构简式为:;
(2)①恒压条件下,同时通入一定量的N2 ,N2不参与反应,相当于进行稀释,各物质的量浓度减小,各物质的分压减小,则平衡向着压强增加的方向,即正向移动,可提高的平衡转化率;②100kPa的起始压强下,在恒容密闭容器中,设=1mol,=2mol,的平衡转化率为50%,可以列三段式:,平衡时气体总物质的量为2.5mol,此时总压强为,,,,,该温度下的平衡常数
(3)①由图可以,随着pH值增大,减少,增加,之后,减小,增加,在pH=7时,=,,在pH=13时,=,,若等物质的量的NaOH与反应,溶质为NaHS,溶液中的含硫微粒为、、,的浓度最大,的电离平衡常数为,的水解平衡常数为,水解程度大于电离程度,则>>;②溶液吸收,会生成黑色的硫化铜沉淀,该反应的离子方程式为;约为,溶液的pH为1,,,mol/L;
8.(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。
9.(1) SiO2+2CSi+2CO↑ 生产光导纤维(或光学仪器、玻璃、建筑材料等)
(2)Si(s)+O2(g)=SiO2(s) ΔH=-990 kJ·mol-1
(3) H2+Cl22HCl a-366
(4)14
(5)清洁低碳(或原料易得、价格较低廉等)
【详解】(1)二氧化硅和炭在高温条件下制备粗硅,发生反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。二氧化硅可以生产光导纤维;
(2)晶体Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2(s),焓变=反应物总键能-生成物总键能,热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2(s) ΔH=176 kJ·mol-1×2+498 kJ·mol-1-460 kJ·mol-1×4=-990 kJ·mol-1;
(3)根据反应②和H2+Cl22HCl,计算反应SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) 的ΔH2;
②Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
④H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH4=436+243-431×2=-183 kJ·mol-1
根据盖斯定律④×2-②得SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)ΔH2=-183 kJ·mol-1×2+a kJ·mol-1= (a-366)kJ·mol-1;
(4)碳的燃烧热ΔH=-393.0 kJ·mol-1,即1mol碳燃烧生成二氧化碳气体放热393.0 kJ,根据Si(s)+O2(g)=SiO2(s) ΔH=-990 kJ·mol-1,1molSi燃烧放热990 kJ,若将12g C(s)与ng Si(s)的混合物完全燃烧释放出888kJ热量,即,则n=14;
(5)硅能源作为21世纪的新能源未来有希望代替传统的碳能源,硅能源的优势有清洁低碳。
10.(1)变小
(2) 减小压强 t5→t6
(3) K= 正向
(4)②⑥
(5)①④
(6)H2-2e-+2OH-=2H2O
【详解】(1),升高温度平衡逆向进行,气体物质的量增大,气体质量不变,混合气体的平均摩尔质量变小;
(2)t0→t1以及t3→t4平衡不移动,t1→t2以及t4→t5平衡逆移,SO3体积分数变小,则t5→t6时SO3体积分数最小,t4时刻改变某一外界条件时正逆反应速率都减小且平衡逆向移动,改变的条件是减小压强;
(3),该反应的平衡常数表达式为:K=,平衡时各组分浓度都增加一倍,相当于压缩容器体积增大压强,所以平衡将向气体体积减少的方向移动,即平衡将正向移动;
(4)①该反应是气体物质的量减小的反应,随着反应进行,混合气体的压强减小,当容器中压强不再改变,表明反应已达到平衡状态,故①不选;
②根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,容器体积不变,则气体的密度始终不变,当容器中气体的密度不再改变,不能表明反应已达到平衡状态,故②选;
③O2的物质的量浓度不再改变,表明反应已达到平衡状态,故③不选;
④SO3的质量不再改变,物质的量不变,反应达到平衡状态,故④不选;
⑤绝热容器中,体系的温度不再改变,表明反应已达到平衡状态,故⑤不选;
⑥起始量和变化量均为2:1,SO2和O2的比例始终不变,不能说明反应已达到平衡状态,故⑥选;
故答案为:②⑥;
(5)①碱性氢氧燃料电池中,通入燃料氢气的电极为负极,通入空气的电极为正极,故①错误;
②电池放电时,总反应为2H2+O2=2H2O,生成水稀释溶液,电解质溶液的碱性逐渐减弱,故②正确;
③3.2gH2的物质的量为1.6mol,负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,则转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×1.6mol=3.2mol,故③正确;
④燃料电池不可以将化学能全部转化为电能,故④错误;
故答案为:①④;
(6)碱性氢氧燃料电池,通入氢气的电极为负极,氢气发生失电子的反应生成水,负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。
11.(1)平面三角形
(2)
(3) 第五周期第VⅢ族 元素的加入使中的氧原子分别吸附在和原子上,增大了键的键长,更容易断键
(4) 低于时,温度升高加快分解的反应速率,高于后,温度升高促进主反应平衡逆移,副反应平衡正移 BC 0.36 144
(5)
【详解】(1)甲酸HCOOH中C原子采取sp2杂化,VSEPR模型为平面三角形;
(2)反应所需能垒越大,反应速率越慢,而决定该历程反应速率的是反应速率最慢的一步,即决速步骤是能垒最高的一步,该历程中第一步的反应能垒为0.77-(-0.21)=0.98eV,即为决速步骤,化学方程式为HCOOH*→HCOO*+H*;
(3)①Pd为46号元素,在元素周期表的位置为第五周期第VⅢ族;
②结合键长数据可知,HCOOH分别在Au0.35Pd0.5Ir0.15中键长更长,Ir元素的加入使HCOOH中的氧原子分别吸附在Pd和Ir原子上,增大了O-H键的键长,更容易断键;
(4)①低于T1时,温度升高加快HCOOH分解的反应速率,高于T1后,温度升高促进主反应平衡逆移,副反应平衡正移;
②A. CO2和H2的化学计量数相等,在反应过程中物质的量一直相等,其物质的量一直不变,A错误;
B.反应过程中,根据质量守恒定律可知,反应前后物质的质量不变,由于反应前后化学计量数发生变化,则物质的量发生变化,平均摩尔质量等于质量除以物质的量,当平均摩尔质量不变时,反应达到平衡,B正确;
C.生成1mol H-H,反应正向进行,有1molC=O断裂生成C-O,反应逆向进行,生成1mol H-H的同时,有1molC=O断裂生成C-O 时,正逆反应速率相等,反应达到平衡,C正确;
D.温度不变,反应平衡常数不变,D错误;
答案选BC;
③T1时,主反应达到平衡状态总碳量为3mol,,由于HCOOH的转化率为95%,在主反应中转化的,副反应,主反应,达到平衡时,;气体的总物质的量,总压为,所以,T1时,,平衡常数;
(5)利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸原理为,根据反应原理可知,电极2为正极,通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH。
12.(1) 2.63
(2) 催化剂的浓度增大,生成氧化性更强的速率加快,NO的氧化率提高 温度升高,催化生成的反应速率加快,氧化NO的速率加快;和NO在水中的溶解度减小,导致NO氧化速率减慢。温度低于60℃时,以前者为主,高于60℃时,以后者为主
【分析】氯酸钠、硫酸和二氧化硫发生“反应1”,生成二氧化氯和硫酸氢钠,化学方程式为。二氧化氯、过氧化氢和氢氧化钠发生“反应2”生成亚氯酸钠。
【详解】(1)①由图可知,“反应1”的反应物是氯酸钠、硫酸和二氧化硫,生成物是二氧化氯和硫酸氢钠,根据原子守恒、化合价升降守恒,可得“反应1”的化学方程式为;
②ClO2替代传统的Cl2,ClO2~Cl-~5e-,Cl2~2Cl-~2e-,设ClO2和Cl2均为1g,则消毒效率(单位质量消毒剂被还原时得电子数)之比为≈2.63;
(2)①结合反应Ⅰ和Ⅲ可知,反应Ⅱ中作反应物,作产物,则反应Ⅱ为;
②i.NO氧化率随c(Fe3+)增大而增大的原因是催化剂Fe3+的浓度增大,生成氧化性更强的ClO2速率加快,NO的氧化率提高;
ii.温度升高,NO氧化率先增大后减小的可能原因是温度升高,Fe3+催化NaClO2生成ClO2的反应速率加快,ClO2氧化NO的速率加快,ClO2和NO在水中的溶解度减小,导致NO氧化速率减慢,温度低于60℃时,以前者为主,高于60℃时,以后者为主。
13.(1) 放热
(2) ACD
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)反应时存在活化能升高的过程,但反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应;当生成,该反应释放能量,反应中每生成,即,释放能量;
(2)①从图看出的浓度从变为,变化了,的浓度从0变为,反应在时达到平衡,则,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,;
②A选项该反应起始时只有反应物,没有生成物,当和三种物质的浓度之比为时反应达到平衡;
B选项该反应在密闭容器中反应,混合气体质量体积均不变,密闭容器中混合气体的密度不再改变不能判断反应达到平衡;
C选项的体积分数保持不变时,说明反映到平衡;
D选项相同时间内消耗,同时消耗,说明正逆反应速率相等,能判断反应达到平衡;
E选项该反应进行时,每生成,同时有键断裂,不能判断反应达到平衡;综上所述能够判断该反应达到平衡的是ACD;
(3)由题目可以设物质的量为可以列三段式:
此时的转化率为,体积分数为;
(4)若为体积可变的恒压容器当的转化率为,可以列三段式:
初始体积为 ,物质的量为,体积为,物质的量为,由阿伏伽德罗定律得物质的量之比等于体积之比,则;
(5)甲醇燃料电池中甲醇做负极,氧气做正极,当完全反应时,物质的量为,转移电子。
14.(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。
15.(1) A 或
(2) D
(3) BC 108
(4)
【详解】(1)合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,A的转化率降低,故图像满足要求的为A,正向为气体体积减小的方向,加压平衡正向移动,A的转化率增大,其他条件不变时,压强越大,A的转化率越大,所以p2>p1;
(2),第一步为放热反应,第二步为吸热反应,并且第二步为慢反应,活化能比第一步要高,所以D图像符合要求;
(3)①假设转化的氨气为2xmol,,,解得mol,则:;
②A.按系数比充入反应物,任何时刻都是1:2,不能说明达到平衡,故A错误;
B.尿素的质量在变化,当尿素的质量不再发生变化时则达到平衡,故B正确;
C.,有固体生成,气体质量在变化,混合气体的密度在变化,则混合气体的密度不再发生变化时则达到平衡,故C正确;
D.单位时间内,有生成的同时又断裂,方向相同,故D错误;
故选BC;
③ ,根据三段式可知的物质的量分数为;的物质的量分数为;的物质的量分数为;平衡时容器内总压强为,则上述反应的平衡常数;
(4)根据尿素中的氮元素生成氮气,在阳极上失去电子,由N元素化合价的变化可知A为电源的正极,B为电源的负极,该装置阳极的电极反应式:。
16.(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。
17.(1)CO2+3H2CH3OH+H2O
(2)64%
(3)0.027mol·L-1·min-1
(4) 吸收 120
(5)BD
(6) 正 15.8
【详解】(1)CO2与H2在180℃、催化剂作用下反应生成甲醇和水,化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。
(2)CO2+3H2CH3OH+H2O,该反应中生成物总相对分子质量为50,其中甲醇的相对分子质量为32,则原子利用率为32÷50=64%。
(3)0-1min内,氢气减少0.2mol,则生成甲醇mol,甲醇的平均反应速率为mol÷2.5L÷1min=0.027mol·L-1·min-1。
(4)ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=(413×4+745×2-1075×2-2×436)kJ/mol=120kJ/mol。故合成反应中消耗1molCO2时吸收热量120kJ。
(5)A.该反应中反应物和产物都是气体,且在恒容密闭容器中进行反应,则无论是否达到平衡,气体密度始终不变,A错误;
B.c(CH4):c(CO2)=1:3且不再改变,说明甲烷和二氧化碳的浓度都不再改变,否则无法保持c(CH4):c(CO2)=1:3,此时反应达到平衡,B正确;
C.断裂4molC-H同时断裂1molH-H,由方程式可知断裂4molC-H的同时生成2molH-H,正逆反应速率不相等,反应未达到平衡,C错误;
D.随着反应进行,CO2的体积分数不断变化,CO2体积分数不变说明反应达到平衡,D正确;
故答案选BD。
(6)从图中可知,该原电池中CO2得电子转化为C,因此通入CO2的电极为正极,即CO2在电池正极被吸入。负极电极反应为Na-e-=Na+,正极电极反应为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C,电路中转移0.2mol电子时,负极上消耗0.2molNa,质量减少4.6g,正极上增加的质量为0.15molCO2和0.2molNa+,质量增加11.2g,故两者质量差为11.2g+4.6g=15.8g。
18.(1)
(2) 第六周期第ⅡA族 8∶1
【详解】(1)①尿素水溶液热分解为和,结合质量守恒,水也会参与反应,该反应的化学方程式;
②反应器中还原的反应为氨气被二氧化氮氧化为氮气和水,化学方程式;
③吸收的硫酸的物质的量为:=,根据反应方程式:和,可知,尿素的物质的量为,则尿素溶液中溶质的质量分数是;
(2)①Ba为56号元素,元素在周期表中的位置为第六周期第ⅡA族;由图示可知,和反应生成,再还原为氮气,则储存的物质是;
②由图示可知,第一步反应为氢气与硝酸钡作用生成氨气,每摩尔作用生成共转移16mol电子,根据电子守恒,参加反应的氢气的物质的量为16mol÷2=8mol,则消耗的氢气与的物质的量之比是8∶1;
③在有氧条件下,在有氧条件下,NO与以物质的量之比反应时,得到的产物几乎都是,根据化合价的变化以及NO与的比例可知,氨气中氮化合价升高4变为+1、NO中氮化合价降低1变为+1,则还需要氧气做氧化剂,结合电子守恒和原子守恒,可得化学方程式:。
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