内容正文:
期中预测卷2
可能用到的相对原子质量:Na23 O16 C12 H1 Cl35.5 Ca40 S32 N14 Ba137
第Ⅰ卷(共45分)
一、选择题(本题包括15小题,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.中国传统文化和历史文物蕴含着丰富的化学知识,下列与化学有关的说法不正确的是
A.《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”,涉及方程式为——该反应为置换反应
B.《送元二使安西》中“劝君更尽一杯酒,西出阳关无故人”,酒的主要成分——属于有机化合物
C.《千里江山图》中绿色颜料铜绿的主要成分为——属于碱
D.《本草经集注》中区分硝石()和朴消()的方法为“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,该方法应用了焰色试验——属于物理变化
2.我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
A.减少氟氯烃化物的排放 B.用脱硫煤代替原料煤做燃料
C.大规模开采可燃冰作为新能源 D.加强二氧化碳的捕集和再利用
3.古诗词蕴含丰富的化学知识,下列诗句所涉及的物质变化过程中,包含吸热反应的是
A.白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河
B.寒野箱氛白,平原烧火红
C.烈火焚烧若等闲,要留清白在人间
D.开窗尽见千山雪,雪未消时月正明
4.下列有关化学反应速率和限度的说法不正确的是
A.实验室用H2O2分解制O2,加MnO2作催化剂后,反应速率明显加快
B.在金属钠与足量水的反应中,增加水的量能加快反应速率
C.在反应2SO2+O2=2SO3中,2mol SO2和1mol O2反应生成的SO3的物质的量小于2mol
D.实验室用锌和盐酸反应制取氢气,用锌粉比锌粒反应要快
5.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是
A.实验①、②、③所涉及的反应都是放热反应
B.实验②反应物的总能量高于生成物的总能量
C.若用NaOH固体测定中和热,则测定结果偏高
D.实验③中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
6.某温度下,体积一定的密闭容器中进行可逆反应 ,下列叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大 B.当容器中气体密度不变时,反应达到平衡
C.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡 D.平衡后加入X,上述反映的增大
7.乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.第一步反应比第二步的快
B.第一步的逆反应活化能比第二步的小
C.两步反应的均小于0
D.增大压强可以使该反应的增大
8.半衰期为反应物消耗一半所需的时间,某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化剂作用下发生聚合反应生成聚降冰片烯,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图所示,下列说法正确的是
A.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
B.条件②,0~125min,降冰片烯反应的平均速率为
C.其他条件相同时,若将钛杂环丁烷催化剂制成蜂窝形状可提高该反应的平衡转化率
D.其他条件相同时,将条件①中降冰片烯起始浓度增加为,则半衰期为250min
9.在一定温度下的固定容积的密闭容器中,发生反应: ,能说明该反应已达平衡状态的是
A.的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗,同时生成
D.反应中与的物质的量浓度之比为1∶1,且保持不变
10.如图所示为工业合成氨的流程图,下列说法错误的是
A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C.步骤③既可以加快反应速率,又有利于提高原料平衡的转化率
D.步骤④、⑤可以提高原料的转化率,又可以节约原料,降低成本
11.二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。总反应方程式为CO2(l)+2NH3(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)该反应分两步进行,能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应第1步为吸热反应,第2步为放热反应
B.NH2COONH4为该反应的催化剂
C.图示中总反应放热(E2-E1-E3+E4)kJ
D.CO2和NH3的能量之和大于CO(NH2)2和H2O的能量之和
12.探究Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O反应的速率影响因素,设计了以下实验,下列说法正确的是
锥形瓶号
1
2
3
4
反应温度/℃
20
20
40
40
0.1 mol/LNa2S2O3溶液/mL
10
10
10
10
0.2 mol/LH2SO4溶液/mL
10
5
10
4
H2O/mL
0
x
0
6
浑浊出现时间/s
10
16
5
8
备注
第10s反应结束
A.该反应也可以通过单位时间内SO2的体积变化来表示化学反应速率的快慢
B.2号瓶中x为0
C.3号瓶用Na2S2O3来表示反应速率为0.01 mol/(L·s)
D.由1号瓶和4号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快
13.如图所示,向A中充入1 mol X和1 mol Y,向B中充入2 mol X和2 mol Y,起始VA=VB=a L,在相同温度和催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) ;达到平衡时,VA=1.2a L,则下列说法正确的是
A.A容器比B容器中X的转化率小
B.反应开始时,A容器中化学反应速率快
C.打开K达新平衡后,升高B容器温度,A容器体积会减小
D.打开K一段时间达平衡时,A的体积为2.6a L(连通管中气体体积不计)
14.对于 ,且压强。下列图像中曲线变化错误的是
A. B.
C. D.
15.一定温度下,在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中,充入一定量的和发生反应:
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
容器I
300
0.3
0.1
/
0.02
容器II
300
0.6
0.2
/
/
容器III
240
0.3
0.1
/
0.01
下列说法正确的是
A.该反应的
B.达到平衡所需时间:
C.容器II达到平衡时的物质的量是0.04mol
D.240℃时,起始时向容器III中充入、、、,此时反应将向正反应方向进行
第Ⅱ卷(共55分)
二、非选择题
16.生物天然气是一种生物质能,它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的,主要成分为。回答下列问题:
(1)甲烷燃烧时的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.甲烷是一种清洁能源
B.甲烷完全燃烧时,化学能全部转化为热能
C.该反应的热化学方程式为
(2)若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为 。
(3)利用催化还原,可消除氮氧化物的污染。
已知:①
②
若将还原为,整个过程中放出的热量为867kJ,则 。
(4)甲烷可用于生产合成气,其反应为 ,已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表:
化学键
键能/
436
465
a
1076
则a= 。
17.电解质溶液中存在多种平衡.请回答下列问题:
(1)已知:
化学式
HClO
电离常数(25℃)
物质的量浓度均为0.1mol/L的下列溶液:a.b.HClO,比较二者的大小:a b(填“>”、“<”或“=”).
(2)常温下,将0.1mol/L的溶液加水稀释,在稀释过程中,下列表达式的数值变大的 (填字母).
A.B.C.
(3)25℃时,体积均为10mL,pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH的变化如图所示.
①25℃时,醋酸的电离常数 HX的电离常数.(填“>”、“<”或“=”)
②稀释100倍后,醋酸溶液中由水电离出的 HX溶液中由水电离出的.(填“>”、“<”或“=”)
(4)已知:二元酸的电离方程式是:,若溶液的,则溶液中是
A.小于B.大于C.等于D.等于
18.利用化学反应原理分析指导工业生产具有重要的现实意义。工业合成氨的反应原理为: ,一定温度下在容积为4L的恒容密闭容器中通入和发生反应。
(1)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______。(填字母)
A.容器内压强不再变化 B.每消耗1mol氮气的同时,生成2mol氨气
C. D.容器内气体总质量不再变化
(2)以上反应的平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃
200
300
K
①写出平衡常数K的表达式: 。
②比较、的大小, (填“>”、“<”或“=”)。
(3)5min时反应达到平衡状态,此时的物质的量为1.6mol,求:
①达平衡时的转化率为 ,0~5min内该反应的平均速率 。
②相同条件下,改变反应物的起始通入量,某时刻测得、、的物质的量分别为2mol、3.6mol、2mol,则此时反应 (填“>”、“<”或“=”)。
(4)平衡后,若要提高的转化率,可以采取的措施有_______(填字母)。
A.加入催化剂 B.增大容器容积
C.降低反应体系的温度 D.加入一定量
19.某实验小组用0.55mol/L NaOH溶液和0.50mol/L盐酸溶液进行中和热的测定。
利用右图装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,用温度计测量内筒、并记录NaOH溶液的温度。
③打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度。
④重复上述步骤①至步骤③两次。
回答下列问题:
(1)图中仪器X的名称是 。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母代号)。
a.缓慢倒入 b.分三次少量倒入 c.一次迅速倒入
(3)已知:,c为4.18J/(℃·g),近似认为各溶液的密度均为。
测得℃,则测定的中和热 kJ/mol(保留一位小数)。
(4)本次实验测定值与理论值57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母代号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取盐酸溶液体积时仰视读数
c.用温度计测定盐酸的温度后直接测定NaOH溶液的温度
(5)某同学怀疑造成上述测定值与理论值有偏差的原因可能是盐酸物质的量浓度不准确,他用0.50mol/L NaOH标准溶液,来测定盐酸物质的量浓度。
①在锥形瓶中加入20.00mL待测盐酸并滴入2滴酚酞溶液,用碱式滴定管滴入标准氢氧化钠溶液,达到滴定终点的现象为 。
②测定的结果如下表:
测定次数
盐酸的体积/mL
氢氧化钠溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
20.00
1.02
21.03
2
20.00
0.10
21.10
3
20.00
2.00
21.99
4
20.00
0.20
20.20
据此计算盐酸浓度为 。
20.回答下列问题
(1)一定条件下,用、NiO或作催化剂对燃煤烟气回收。反应为 。
①其他条件相同、催化剂不同,的转化率随反应温度的变化如图1,和NiO作催化剂均能使的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择的主要优点是 。
②某科研小组用作催化剂,在380℃时,分别研究了为1∶1、3∶1时转化率的变化情况(图2)。则图2中表示的变化曲线为 。
(2)目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如图3,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图4所示。
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式: 。
②为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是 。
(3)甲醇在工业上可利用水煤气来合成: 。将1molCO和2mol通入密闭容器中进行反应,在一定温度和压强下达到平衡时甲醇的体积分数变化趋势如图所示:
图中Y轴表示的外界条件为 ,判断的理由是 。已知v(正)(正),v(逆)(逆),其中k(正)、k(逆)分别为正、逆反应速率常数,p为各组分的分压。在M点所处的温度(℃)和压强(kPa)下,反应在20分钟达到平衡时,该温度下反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。若在15分钟时,此时 (计算结果保留两位小数)
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期中预测卷2
可能用到的相对原子质量:Na23 O16 C12 H1 Cl35.5 Ca40 S32 N14 Ba137
第Ⅰ卷(共45分)
一、选择题(本题包括15小题,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.中国传统文化和历史文物蕴含着丰富的化学知识,下列与化学有关的说法不正确的是
A.《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”,涉及方程式为——该反应为置换反应
B.《送元二使安西》中“劝君更尽一杯酒,西出阳关无故人”,酒的主要成分——属于有机化合物
C.《千里江山图》中绿色颜料铜绿的主要成分为——属于碱
D.《本草经集注》中区分硝石()和朴消()的方法为“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,该方法应用了焰色试验——属于物理变化
【答案】C
【详解】A.CuSO4为蓝色溶液,铁置换单质铜,为置换反应,A正确;
B.乙醇(CH3CH2OH)俗称酒精,为有机物,B正确;
C.Cu2(OH)2CO3属于碱式盐,C错误;
D.焰色反应为物理变化,D正确;
故答案为:C。
2.我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
A.减少氟氯烃化物的排放 B.用脱硫煤代替原料煤做燃料
C.大规模开采可燃冰作为新能源 D.加强二氧化碳的捕集和再利用
【答案】D
【详解】A.减少氟氯烃化物的排放可以减少臭氧层的破坏,但不能减少二氧化碳的排放,不利于实现碳达峰和碳中和,故A不符合题意;
B.用脱硫煤代替原料煤做燃料可以减少二氧化硫的排放,防止酸雨的形成,但不能减少二氧化碳的排放,不利于实现碳达峰和碳中和,不利于实现碳达峰和碳中和,故B不符合题意;
C.大规模开采可燃冰作为新能源会增大甲烷的使用,增大二氧化碳的排放,不利于实现碳达峰和碳中和,故C不符合题意;
D.加强二氧化碳的捕集和再利用可以减少二氧化碳的排放,有利于实现碳达峰和碳中和,故D符合题意;
故选D。
3.古诗词蕴含丰富的化学知识,下列诗句所涉及的物质变化过程中,包含吸热反应的是
A.白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河
B.寒野箱氛白,平原烧火红
C.烈火焚烧若等闲,要留清白在人间
D.开窗尽见千山雪,雪未消时月正明
【答案】C
【详解】A.烽火涉及燃烧,燃烧为放热反应,A错误;
B.烧火红涉及燃烧,燃烧为放热反应,B错误;
C.烈火焚烧若等闲,涉及碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳的反应,该反应为吸热反应,C正确;
D.开窗尽见千山雪,雪未消时月正明只涉及物理变化,不涉及化学反应,D错误;
故选C。
4.下列有关化学反应速率和限度的说法不正确的是
A.实验室用H2O2分解制O2,加MnO2作催化剂后,反应速率明显加快
B.在金属钠与足量水的反应中,增加水的量能加快反应速率
C.在反应2SO2+O2=2SO3中,2mol SO2和1mol O2反应生成的SO3的物质的量小于2mol
D.实验室用锌和盐酸反应制取氢气,用锌粉比锌粒反应要快
【答案】B
【详解】A、是H2O2分解反应的催化剂,加入,反应速率明显加快,A正确;
B、在金属钠与足量水的反应中,增加水的量,物质的浓度不变,因此不能改变化学反应速率,B错误;
C、SO2转化为SO3的反应是可逆反应,因此2mol SO2和1mol O2反应生成的SO3小于2mol,C正确;
D、实验室用锌和盐酸反应制取氢气,若用锌粉,反应物间的接触面积更大,所以用锌粉的反应速率比用锌粒快,D正确;
答案选B。
5.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是
A.实验①、②、③所涉及的反应都是放热反应
B.实验②反应物的总能量高于生成物的总能量
C.若用NaOH固体测定中和热,则测定结果偏高
D.实验③中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
【答案】C
【详解】A.金属与酸的反应、中和反应是放热反应,但氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸热反应,故A错误;
B.氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,故B错误;
C.NaOH固体溶于水放热,则用NaOH固体测定中和热,测定结果偏高,故C正确;
D.金属是热的良导体,传热快,将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒,造成热量的损失,实验结果偏小,故D错误;
答案为C。
6.某温度下,体积一定的密闭容器中进行可逆反应 ,下列叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大 B.当容器中气体密度不变时,反应达到平衡
C.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡 D.平衡后加入X,上述反映的增大
【答案】B
【详解】A、W为固体,故加入少量W,反应速率不变,选项A错误;
B、因为W为固体,混合气体的质量会随着反应的进行不断改变,故当容器中气体密度不变时,反应达到平衡,选项B正确;
C、该反应中气体的化学计量数前后相等,压强始终不变,选项C错误;
D、反应的为定值,平衡后加入X,不变,选项D错误。
答案选B。
7.乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.第一步反应比第二步的快
B.第一步的逆反应活化能比第二步的小
C.两步反应的均小于0
D.增大压强可以使该反应的增大
【答案】B
【详解】A.由图可知,第一部反应的活化能高于第二步,活化能越高反应速率越慢,所以第一步比第二步慢,A错误;
B.由图可知,第一步逆反应的活化能比第二步的小,B正确;
C.第一步反应为吸热反应,大于0,C错误;
D.对于确定的反应而言,反应热与压强无关,D错误;
答案为:B。
8.半衰期为反应物消耗一半所需的时间,某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化剂作用下发生聚合反应生成聚降冰片烯,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图所示,下列说法正确的是
A.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
B.条件②,0~125min,降冰片烯反应的平均速率为
C.其他条件相同时,若将钛杂环丁烷催化剂制成蜂窝形状可提高该反应的平衡转化率
D.其他条件相同时,将条件①中降冰片烯起始浓度增加为,则半衰期为250min
【答案】D
【详解】A.根据①和③的曲线变化可知,降冰片烯的反应速率相等,则降冰片烯浓度与反应速率没有关系,A错误;
B.0-125min,降冰片烯的浓度变化量为3mol/L,则平均反应速率为,B错误;
C.催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的平衡转化率,C错误;
D.条件①中反应速率为,且根据A中分析可知,降冰片烯浓度对反应速率没有影响,则将条件①的降冰片烯起始浓度增加为6mol/L,其浓度降为3mol/L需要250min,半衰期为250min,D正确;
故答案选D。
9.在一定温度下的固定容积的密闭容器中,发生反应: ,能说明该反应已达平衡状态的是
A.的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗,同时生成
D.反应中与的物质的量浓度之比为1∶1,且保持不变
【答案】A
【详解】A. 未平衡时的体积分数是个变化的量,现在混合气体中的体积分数保持不变,说明已经达到平衡状态,A项正确;
B. 恒容条件下,该混合气体的密度是个不变的量,密度不变不能说明达到平衡状态,B错误;
C. ,根据两个正反应速率不能说明正逆反应速率相等,C错误;
D. 反应中与的物质的量浓度之比,在反应过程中可能为变量,也可能为1∶1(定值),D错误。
答案选A。
10.如图所示为工业合成氨的流程图,下列说法错误的是
A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C.步骤③既可以加快反应速率,又有利于提高原料平衡的转化率
D.步骤④、⑤可以提高原料的转化率,又可以节约原料,降低成本
【答案】C
【详解】A. 合成氨工艺需要催化剂,“净化”可以防止催化剂中毒,故A项正确;
B. 合成氨反应后分子系数减小,根据勒夏特列原理,加压可以使平衡正向移动,提高原料的转化率,同时又可以加快反应速率,故B项正确;
C. 催化剂可以加快反应速率,不影响平衡移动,不能提高原料的平衡转化率,故C项错误;
D. 将氨气液化分离,可以使反应正向进行,提高原料的转化率;同时将N2和H2再循环,可以循环利用,降低了成本,故D项正确;
故答案选C。
11.二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。总反应方程式为CO2(l)+2NH3(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)该反应分两步进行,能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应第1步为吸热反应,第2步为放热反应
B.NH2COONH4为该反应的催化剂
C.图示中总反应放热(E2-E1-E3+E4)kJ
D.CO2和NH3的能量之和大于CO(NH2)2和H2O的能量之和
【答案】C
【详解】A.从图中可以看出,该反应第1步生成物能量低于反应物能量,为放热反应,第2步生成物能量高于反应物能量,为吸热反应,A不正确;
B.从图中可以看出,反应物中不含有NH2COONH4,则NH2COONH4不是该反应的催化剂,而是该反应的中间产物,B不正确;
C.图示中总反应放热为起始反应物的总能量与最终生成物总能量的差值,也就是(E2-E1-E3+E4)kJ,C正确;
D.描述物质的能量时,需要标明物质的状态,则该反应中1molCO2(l)+2mol NH3(l)的能量总和大于1mol CO(NH2)2(l)+1mol H2O(l)的能量总和,D不正确;
故选C。
12.探究Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O反应的速率影响因素,设计了以下实验,下列说法正确的是
锥形瓶号
1
2
3
4
反应温度/℃
20
20
40
40
0.1 mol/LNa2S2O3溶液/mL
10
10
10
10
0.2 mol/LH2SO4溶液/mL
10
5
10
4
H2O/mL
0
x
0
6
浑浊出现时间/s
10
16
5
8
备注
第10s反应结束
A.该反应也可以通过单位时间内SO2的体积变化来表示化学反应速率的快慢
B.2号瓶中x为0
C.3号瓶用Na2S2O3来表示反应速率为0.01 mol/(L·s)
D.由1号瓶和4号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快
【答案】D
【详解】A.SO2气体的水溶性较大,通过单位时间内SO2的体积变化来表示化学反应速率的快慢,存在较大的误差,故A错误;
B.1号瓶和3号瓶的溶液总体均为20mL,根据单一变量原则,要保证溶液的总体积要一样,x为5mL,故B错误;
C.3号瓶第10s时进行完全,说明Na2S2O3反应完全,则用Na2S2O3来表示反应速率为,故C错误;
D.由4号瓶反应温度比1号瓶高,硫酸浓度比1号瓶小,但是4号瓶反应速率大,说明温度对反应速率影响比浓度大,故温度越高反应速率越快,故D正确;
故选D。
13.如图所示,向A中充入1 mol X和1 mol Y,向B中充入2 mol X和2 mol Y,起始VA=VB=a L,在相同温度和催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) ;达到平衡时,VA=1.2a L,则下列说法正确的是
A.A容器比B容器中X的转化率小
B.反应开始时,A容器中化学反应速率快
C.打开K达新平衡后,升高B容器温度,A容器体积会减小
D.打开K一段时间达平衡时,A的体积为2.6a L(连通管中气体体积不计)
【答案】D
【详解】A.左侧A容器为恒温恒压,右侧B容器为恒温恒容,正反应为气体物质的量增大的反应,故平衡时B容器压强比A容器中压强大,等效在A平衡的基础上增大压强,与A的平衡相比,平衡逆向移动,B中X的转化率小于A中X的转化率,即A容器比B容器中X的转化率大,A错误;
B.起始VA=VB=a L,B中的物质的量大于A中的物质的量,则B容器中的浓度大于A容器中的浓度,所以反应开始时,B容器反应速率大于A容器反应速率,B错误;
C.打开K达新平衡时,由于该反应的正反应为吸热反应,升高B容器的温度,化学平衡正向移动,导致体系的气体体积增大,因此A容器体积会增大,C错误;
D.打开开关K,保持温度不变,再达平衡时,等效为开始加入3 mol X、3 mol Y到达的平衡,恒温恒压下与A中平衡为等效平衡,反应物转化率不变。平衡时混合气体总物质的量为A中3倍,恒温恒压下压强之比等于物质的量之比,则开始加入3 mol X、3 mol Y到达的平衡时总体积为1.2a L×3=3.6a L,故A容器体积为3.6a L-a L=2.6a L,D正确;
故合理选项是D。
14.对于 ,且压强。下列图像中曲线变化错误的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.是放热反应,温度越高,反应速率越快,越快到达平衡,平衡后,温度高时平衡向逆反应移动,A的转化率减小,A项正确;
B.是放热反应,同一压强下,温度越高,平衡逆反应移动,C的百分含量越低;该反应也是气体体积系数减小的反应,同一温度下,压强越大,平衡向着正反应方向移动,C的百分含量越大,若压强,则图像符合,B项正确;
C.平衡常数的大小只与温度有关, 是放热反应,温度升高,平衡常数减小,所以500℃的平衡常数比400℃的小,C项错误;
D.其他条件不变时,温度越高,正逆反应速率变大,由于反应是放热反应,逆反应速率升高的程度比正反应大,D项正确;
故答案选C。
15.一定温度下,在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中,充入一定量的和发生反应:
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
容器I
300
0.3
0.1
/
0.02
容器II
300
0.6
0.2
/
/
容器III
240
0.3
0.1
/
0.01
下列说法正确的是
A.该反应的
B.达到平衡所需时间:
C.容器II达到平衡时的物质的量是0.04mol
D.240℃时,起始时向容器III中充入、、、,此时反应将向正反应方向进行
【答案】D
【详解】A.比较表中容器Ⅰ和容器Ⅲ中数据可知,其他条件相同时,升高温度,SO2的平衡时物质的量增大,说明平衡逆向移动,故该反应正反应为放热反应,焓变小于零,A错误;
B.由表中数据可知,容器Ⅲ的温度比容器Ⅰ低,温度越低反应速率越慢,故容器III达到平衡的时间比容器I长,B错误;
C.容器Ⅰ和容器Ⅱ的温度相同,反应为气体分子数减小的反应,容器II投料为容器I的2倍,达到平衡时容器II相当于在容器I平衡的基础上正向移动,导致二氧化硫的物质的量小于0.02mol的2倍,C错误;
D.240℃时,根据三段式可知原平衡:
故K=,若起始时向容器III中充入0.02molH2、0.02molSO2、0.04molH2O(g)、0.04molH2S,此时Qc=<K,故反应将向正反应方向进行,D正确;
故选D。
第Ⅱ卷(共55分)
二、非选择题
16.生物天然气是一种生物质能,它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的,主要成分为。回答下列问题:
(1)甲烷燃烧时的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.甲烷是一种清洁能源
B.甲烷完全燃烧时,化学能全部转化为热能
C.该反应的热化学方程式为
(2)若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为 。
(3)利用催化还原,可消除氮氧化物的污染。
已知:①
②
若将还原为,整个过程中放出的热量为867kJ,则 。
(4)甲烷可用于生产合成气,其反应为 ,已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表:
化学键
键能/
436
465
a
1076
则a= 。
【答案】(1)AC(2)
(3)(4)415.1
【详解】(1)A.甲烷燃烧只生成二氧化碳和水,是一种清洁能源A正确;
B.甲烷完全燃烧时化学能不能完全转化为热能,也有部分能量转化为光能,B错误;
C.反应物能量高于生成物能量,该反应放热,该反应的热化学方程式为CH4(g) +2O2(g) =CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-(882-80) kJ·mol-1=-802kJ·mol-1,C正确;
故选AC。
(2)燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ,1molCH4反应生成2mol水,放出的热量应为:802kJ·mol-1+2×44kJ=890 kJ ,则CH4燃烧热的热化学方程式为:;
(3)1 mol CH4将NO2还原为N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则有:
③,
根据盖斯定律③×2-①可得=×2-()=;
(4)反应焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和;已知,=(4a+465 ×2)- (1076+436 ×3),a=415.1。
17.电解质溶液中存在多种平衡.请回答下列问题:
(1)已知:
化学式
HClO
电离常数(25℃)
物质的量浓度均为0.1mol/L的下列溶液:a.b.HClO,比较二者的大小:a b(填“>”、“<”或“=”).
(2)常温下,将0.1mol/L的溶液加水稀释,在稀释过程中,下列表达式的数值变大的 (填字母).
A.B.C.
(3)25℃时,体积均为10mL,pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH的变化如图所示.
①25℃时,醋酸的电离常数 HX的电离常数.(填“>”、“<”或“=”)
②稀释100倍后,醋酸溶液中由水电离出的 HX溶液中由水电离出的.(填“>”、“<”或“=”)
(4)已知:二元酸的电离方程式是:,若溶液的,则溶液中是
A.小于B.大于C.等于D.等于
【答案】 > B < < A
【详解】(1)相同浓度的CH3COOH和HClO,CH3COOH的电离常数大,反应的完全程度更高,电离出的H+浓度更大,所以a>b;
(2)A.稀释促进电离,对于电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释后,平衡正向移动,n(CH3COO-)、n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,但是因为加水稀释,体积的增大成为主导因素,所以cCH3COO-)、c(H+)、c(CH3COOH)均减小,A项错误;
B.根据,得,温度不变,Ka不变,c(H+)减小,所以增大,B项正确,
C.温度不变,Kw不变,所以不变,C项错误;
选择B;
(3)①由图象知,pH相同的醋酸和HX均从10mL稀释到了1000mL,稀释了100倍,HX的pH值变化更大,所以HX的电离程度更高,酸性更强,电离常数更大;
②稀释100倍后,HX的pH更大,溶液中c(H+)更小,此时H+主要有溶质HX的电离提供,根据Kw=,知HX溶液中的c(OH-)更大,此时的OH-完全来源于水的电离,所以,由水电离出的c(H+)与溶液中的c(OH-)相同,所以HX溶液中由水电离出的c(H+)更大,答案为<;
(4) NaHR在水溶液中的电离方程式为:,溶液中的H+主要来源于HR-的电离,可以认为HR-电离出的,又中的H+来源于两部分,H2R的电离和HR-的电离,所以可以电离出0.1mol/LH+和0.1mol/L HR-,0.1mol/L HR-则可以电离出amol/L的H+,因为第一步电离出的H+对第二步电离有抑制作用,所以0.1mol/L HR-电离出的H+浓度小于amol/L,所以电离出的H+总浓度小于(0.1+a)mol/L,选择A
18.利用化学反应原理分析指导工业生产具有重要的现实意义。工业合成氨的反应原理为: ,一定温度下在容积为4L的恒容密闭容器中通入和发生反应。
(1)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______。(填字母)
A.容器内压强不再变化 B.每消耗1mol氮气的同时,生成2mol氨气
C. D.容器内气体总质量不再变化
(2)以上反应的平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃
200
300
K
①写出平衡常数K的表达式: 。
②比较、的大小, (填“>”、“<”或“=”)。
(3)5min时反应达到平衡状态,此时的物质的量为1.6mol,求:
①达平衡时的转化率为 ,0~5min内该反应的平均速率 。
②相同条件下,改变反应物的起始通入量,某时刻测得、、的物质的量分别为2mol、3.6mol、2mol,则此时反应 (填“>”、“<”或“=”)。
(4)平衡后,若要提高的转化率,可以采取的措施有_______(填字母)。
A.加入催化剂 B.增大容器容积
C.降低反应体系的温度 D.加入一定量
【答案】(1)AC(2) >
(3) 40% >(4)CD
【详解】(1)恒容密闭容器中,方程式反应前后系数不同,随着反应进行,压强发生改变,当器内压强不再变化,可以判断反应达到平衡状态,A正确;每消耗1mol氮气的同时,生成2mol氨气,都是正向反应,无法判定反应达到平衡状态,B错误;,速率之比等于系数之比,且正向反应速率等于逆向反应速率,C正确;反应物和生成物都是气体,反应过程中,气体的质量保持不变,无法判定反应达到平衡状态,D错误;
(2)①平衡常数K的表达式:K=;工业合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,根据平衡常数表达式可以看出,K值逐渐变小,所以K1>K2;
(3)根据题意列出三段式:,达平衡时的转化率为,K=;0~5min内该反应的平均速率;②某时刻测得、、的物质的量分别为2mol、3.6mol、2mol,浓度分别为0.5molL-1、0.9molL-1、0.5molL-1, Q=<K,平衡正向移动,>;
(4)催化剂只是改变反应的速率,不影响反应的转化率,A错误;增大容器容积,相当于减小压强,平衡逆向移动,H2的转化率减小,B错误;工业合成氨为放热反应,降低反应体系的温度,平衡正向反应,H2转化率增大,C正确;加入一定量,N2的浓度增大,平衡正向移动,H2的转化率增大,D正确。
【点睛】根据勒夏特列原理:①升高温度时,反应向着吸热方向移动;降低温度时,反应向着放热方向移动;②增大压强时,反应向着系数变小的方向移动;减小压强时,反应向着系数变大的方向移动;③增大浓度,反应向着削弱该物质浓度的方向移动。一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面判断:一是看正反应速率是否等于逆反应速率,两个速率必须能代表正、逆两个方向,然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比,具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率;二是判断物理量是否为变量,变量不变达平衡。
19.某实验小组用0.55mol/L NaOH溶液和0.50mol/L盐酸溶液进行中和热的测定。
利用右图装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,用温度计测量内筒、并记录NaOH溶液的温度。
③打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度。
④重复上述步骤①至步骤③两次。
回答下列问题:
(1)图中仪器X的名称是 。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母代号)。
a.缓慢倒入 b.分三次少量倒入 c.一次迅速倒入
(3)已知:,c为4.18J/(℃·g),近似认为各溶液的密度均为。
测得℃,则测定的中和热 kJ/mol(保留一位小数)。
(4)本次实验测定值与理论值57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母代号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取盐酸溶液体积时仰视读数
c.用温度计测定盐酸的温度后直接测定NaOH溶液的温度
(5)某同学怀疑造成上述测定值与理论值有偏差的原因可能是盐酸物质的量浓度不准确,他用0.50mol/L NaOH标准溶液,来测定盐酸物质的量浓度。
①在锥形瓶中加入20.00mL待测盐酸并滴入2滴酚酞溶液,用碱式滴定管滴入标准氢氧化钠溶液,达到滴定终点的现象为 。
②测定的结果如下表:
测定次数
盐酸的体积/mL
氢氧化钠溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
20.00
1.02
21.03
2
20.00
0.10
21.10
3
20.00
2.00
21.99
4
20.00
0.20
20.20
据此计算盐酸浓度为 。
【答案】(1)环形玻璃搅拌器(2)c(3)-56.8(4)ac
(5) 当滴入最后一滴氢氧化钠,溶液由无色变为粉红色,并且半分钟内不褪色 0.5mol/L
【分析】中和热测定,实验成功的关键是防止热量过多散失,量热计隔热效果好,氢氧化钠要迅速加入,根据计算反应热,热量散失过多会造成中和热△H偏大。
【详解】(1)根据图示,仪器X的名称是环形玻璃搅拌器;
(2)中和热测定实验成功的关键是防止热量损失,为防止热量损失,倒入NaOH溶液的正确操作是一次迅速倒入,故选c。
(3)Q=4.18J/(℃·g)×100g×3.4℃=1.4212kJ;实验中生成水的物质的量是0.025mol,中和热是生成1mol水放出的热量,则测定的中和热kJ/mol。
(4)a.实验装置保温、隔热效果差,热量损失多,故选a;
b.量取盐酸溶液体积时仰视读数,盐酸体积偏大,生成水的物质的量偏大,放出的热量偏大,故不选b;
c.用温度计测定盐酸的温度后直接测定NaOH溶液的温度,造成氢氧化钠溶液初始温度偏高,温差减小,放出的热量偏少,故选c。
选ac。
(5)①在锥形瓶中加入20.00mL待测盐酸并滴入2滴酚酞溶液,用碱式滴定管滴入标准氢氧化钠溶液,含有酚酞的盐酸溶液呈无色,滴入氢氧化钠,酸性逐渐减弱,达到滴定终点的现象为:当滴入最后一滴氢氧化钠,溶液由无色变为粉红色,并且半分钟内不褪色。
②根据表格数据,第二组实验数据明显超出正常误差范围,舍去不用,根据第1、3、4三次实验数据,平均消耗氢氧化钠的体积为20.00mL,盐酸浓度为。
20.回答下列问题
(1)一定条件下,用、NiO或作催化剂对燃煤烟气回收。反应为 。
①其他条件相同、催化剂不同,的转化率随反应温度的变化如图1,和NiO作催化剂均能使的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择的主要优点是 。
②某科研小组用作催化剂,在380℃时,分别研究了为1∶1、3∶1时转化率的变化情况(图2)。则图2中表示的变化曲线为 。
(2)目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如图3,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图4所示。
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式: 。
②为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是 。
(3)甲醇在工业上可利用水煤气来合成: 。将1molCO和2mol通入密闭容器中进行反应,在一定温度和压强下达到平衡时甲醇的体积分数变化趋势如图所示:
图中Y轴表示的外界条件为 ,判断的理由是 。已知v(正)(正),v(逆)(逆),其中k(正)、k(逆)分别为正、逆反应速率常数,p为各组分的分压。在M点所处的温度(℃)和压强(kPa)下,反应在20分钟达到平衡时,该温度下反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。若在15分钟时,此时 (计算结果保留两位小数)
【答案】(1) 作催化剂时,在相对较低温度可获得较高的转化率,从而节约能源 曲线a
(2) 350℃、负载率3.0%
(3) 温度 反应为放热反应,升高温度,可使平衡向逆反应方向移动,使减小 3.03
【详解】(1)①选择的主要优点是在相对较低温度可获得较高的转化率,从而节约能源;
②CO的含量越大,转化率越大,故表示的变化曲线为曲线a;
(2)①可以先写出分步反应:一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与乙烯反应,再加出该脱硝原理总反应的化学方程式:;
②由图4可知,最佳脱硝效果时应采取的条件是350℃、负载率3.0%;
(3)反应为放热反应,升高温度,可使平衡向逆反应方向移动,使减小,故Y轴表示的外界条件为温度时合理。根据化学平衡常数的相关计算,15分钟时。
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