第2章 化学反应的方向、限度和速率 练习卷 2024-2025学年高二上学期化学沪科版(2020)选择性必修1
2024-11-04
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内容正文:
第2章《化学反应的方向、限度和速率》练习卷
一、单选题
1.利用和反应生成的过程中主要涉及的反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
向密闭容器中充入一定量和发生上述反应,保持温度和容器体积一定,平衡时和的转化率、和的产率及随起始的变化情况如下图所示。
[的产率的选择性]。
下列说法不正确的是
A.当容器内气体总压强保持不变时,反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
B.曲线表示的产率随的变化
C.,反应达平衡时,的选择性为
D.随着增大,的选择性先增大后减小
2.由下列实验操作及现象能得出相应结论的是
实验操作
现象
结论
A
将1-溴丁烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液褪色
可证明产生的气体中有烯烃
B
在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡
石蜡熔化呈椭圆形
说明物质X为非晶体
C
将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热
溶液变为黄色
(黄色)。正反应方向为放热反应
D
分别向盛有溶液和溶液的试管中加入NaOH溶液至过量
前者出现白色沉淀:后者先出现白色沉淀,后沉淀溶解
金属性:Mg>Al
A.A B.B C.C D.D
3.某温度下,在一恒容密闭容器中进行可逆反应: △H>0,下列叙述正确的是
A.平衡后升高温度,平衡逆向移动
B.平衡后加入少量催化剂,逆反应速率不变
C.当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡
D.平衡后加入X,△H增大
4.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是
A.镁片与冷水难反应,钠在冷水中剧烈反应
B.与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C.与在常温常压下不反应,放电时可反应
D.在加入后,分解速率加快
5.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.曲线①表示使用了催化剂时的反应过程
B.升高温度,活化分子百分数增加,υ正加快
C.使用催化剂会使该反应的反应热发生改变
D.△H=+(E2−E1) kJ∙mol−1
6.根据实验目的,下列实验方案、现象和结论都正确的是.
选项
实验目的
实验方案
实验现象
实验结论
A
测定中和热
分别量取50mL 0.5的盐酸和50mL 0.55的NaOH溶液,迅速加入量热器中,测量起始温度,盖上杯盖,搅棒器搅拌
温度计温度上升,记录最高温度
多次试验后,根据温度差和比热容可计算反应热
B
不同催化剂对双氧水的催化效率
5%的分为A、B两组,分别加入4滴0.1的溶液和溶液,记录单位时间内产生的气体量
A组产生气体更多
的催化效果强于
C
对比蛋白质的盐析和变性
取两组鸡蛋清溶液,分为A、B组,分别加入饱和氯化钠溶液和浓硝酸,之后加入清水
均有白色沉淀产生,加入清水后,A组溶液沉淀溶解,B组沉淀不变
盐析产生的沉淀会重新溶解而变性不会
D
比较、与的配位能力
在溶液中,加入足量NaCl固体
溶液红色变浅
与的配位能力强于
A.A B.B C.C D.D
7.工业上生产硫酸时,其中SO2与O2反应生成SO3的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。在生产过程中,充分利用反应放出的热量对SO2和O2进行加热,并将尾气进行循环利用。下列有关工业上生产SO3反应的说法正确的是
A.该反应在任何条件下均能自发进行
B.当反应放出98.3 kJ热量时,反应转移的电子数约为2×6.02×1023
C.若SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2,则反应达到了平衡状态
D.从平衡体系中分离出SO3,能加快正反应速率,提高SO2的转化率
8.化学反应中常常伴随有能量变化,某反应的能量变化图如图所示,下列叙述正确的是
A.该反应不一定需要加热
B.,加入催化剂,、及均减小
C.该反应的反应物一定比生成物稳定
D.该反应断开所有反应物化学键所吸收的能量小于形成所有生成物化学键所释放的能量
9.已知:,一定条件下,与在体积为的密闭容器中发生反应。下列图示合理的是
A. B.
C. D.
10.氮氧化物会对生态系统和人体健康造成危害。一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应⑤变化过程可表示为:
B.图中总过程中每吸收需要标准状况下的氧气为
C.反应③未涉及元素化合价的变化
D.反应④涉及非极性共价键的断裂与生成
11.下列说法正确的是
A.化学反应的反应热等于反应的焓变
B.决定化学反应速率的主要因素是体系的温度
C.对于需经过多个步骤的化学反应而言,活化能最小的那个步骤是决速步骤
D.有气体参加的反应,压缩容器体积,单位体积内活化分子数增多
12.下列说法正确的是
A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH不同
B.298K下,反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
C.增大反应物的浓度使得活化分子百分数增多,从而加快了反应速率
D.合成氨(ΔH<0)在高温条件下进行符合勒夏特列原理
13.某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究镁与不同浓度盐酸的反应速率,两组实验所用药品如下表所示。实验测得反应体系压强(p)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
序号
镁条的质量
盐酸
物质的量浓度()
体积/mL
①
0.01
1.0
2.0
②
0.01
0.5
2.0
A.理论上经历足够长时间,两条曲线最终会重合
B.曲线Ⅱ是实验②的压强变化曲线
C.若将镁条替换为等质量的镁粉,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的斜率均增大
D.实验①中若将盐酸替换为同物质的量浓度的硝酸,仍可获得相同的曲线
14.10mL0.1mol•L-1KI溶液与5mL0.1mol•L-1FeCl3溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I-(aq)⇌2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是
A.加入少量氯化钾固体,平衡不移动
B.加适量水稀释,平衡正向移动
C.经过CCl4多次萃取分离后,向水溶液中滴加KSCN溶液,若溶液出现血红色,证明该反应是可逆反应
D.该反应的平衡常数K=
二、填空题
15.利用反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)可得到清洁能源H2。
(1)该反应化学平衡常数表达式K= 。
(2)该反应的平衡常数随温度的变化如表:
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数K
10
9
1
0.6
从上表可以推断:此反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)830℃时,向容积为2L的密闭容器中充入1molCO与1molH2O,2min时CO为0.6mol。2min内v(CO2)= ,此时反应进行的方向是 ,依据是 ,可以判断该反应达到平衡的标志是 (填字母)。
a.体系的压强不再发生变化 b.混合气体的密度不变
c.CO的消耗速率与CO2的消耗速率相等 d.各组分的物质的量浓度不再改变
16.磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质量分数为85%的磷酸与KCl(s)反应制备KH2PO4(s),反应方程式为H3PO4(aq)+KCl(s)⇌KH2PO4(s)+HCl(g)一定条件下的实验结果如图1所示。
回答问题:
(1)该条件下,反应至1h时KCl的转化率为 。
(2)该制备反应的ΔH随温度变化关系如图2所示。该条件下反应为 反应(填“吸热”或“放热”),且反应热随温度升高而 。
17.某课外小组研究 NH4Cl 与 CuO反应,进行如下实验(部分装置略):
实验
Ⅰ
Ⅱ
装置
现象
向 CuO 粉 末 中 加 入 0.1 mol·L −1 NH4Cl 溶液,浸泡一段时间后,固体部分溶解,表面无颜色变化,溶液变为蓝色
加热试管,产生白烟,试管口有白色固体; 试管中有水生成,继续加热,黑色固体变蓝,最终部分变为黄色
资料:Cu(NH3) Cu2++4NH3
设计实验方案验证蓝色溶液中存在 Cu(NH3)。
18.碳和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。
(1)①一定条件下,氯气与氨气反应可以制备氯胺(NH2C1),已知部分化学键的键能:
化学键
N-H
Cl-Cl
N-Cl
H-Cl
键能/kJ·mol-1
391.3
243.0
191.2
431.8
则上述反应的热化学方程式为: 。
②氯胺是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,可以杀死H7N9禽流感病毒,其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质,该反应的化学方程式为 :
Ⅱ、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。
(2)在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H,CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示(α、β、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。
请回答下列问题:
①反应的△H 0,氢碳比α β,Q点v(正) v(逆)(填“大于”或“小于”)
②若起始时,CO2的浓度为0.5mol·L-1;则P点对应温度的平衡常数的值为 。
(3)已知:碳酸H2CO3,K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11、草酸H2C2O4,K1=6.0×10-2、K2=6.0×10-5
①下列微粒可以大量共存的是 (填字母)。
a.、 b.H2CO3、 c. 、 d.H2C2O4、
②若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子(除OH-外)浓度由大到小的顺序是 。
③通过技术判断中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O42Fe3++6H2O+3在常温下能否发生反应 。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39;66=4.67×104)
19.现有下列物质:①BaSO4;②酒精;③Na2CO3溶液;④H2S;⑤镁条;⑥盐酸;⑦NaOH溶液;⑧醋酸溶液。完成下列问题:
(1)其中能导电的物质有 (填序号)。
(2)向盛有2mL1mol•L-1⑧试管中滴加1mol•L-1③过程中的现象为 ,Ka(CH3COOH) Ka1(H2CO3)(填“>”“<”或“=”)。
(3)在某温度时,若⑧中CH3COOH的浓度为0.175mol•L-1,达到电离平衡时,已电离的CH3COOH为1.75×10-3mol•L-1,则该是度下的电离常数约为 ;向该溶液中加入CH3COONa固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的值将 (填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(4)用等物质的量浓度的⑥和⑧进行中和反应反应热的测定,测得反应热的数值情况,⑥ ⑧(填“>”“<”或“=”),其原因是 。
(5)分别向盛有2mL1mol•L-1⑥和2mL1mol•L-1⑧的锥形瓶中加入0.05g⑤,迅速塞紧橡胶塞,利用压强传感器锥形瓶内气体压强随时间的变化关系如图所示,由图分析反应过程中速率不同,但最终压强基本相等的原因: 。
20.一定温度下,在恒容的密闭容器内,将2 mol 和1 mol 混合发生反应: 。回答下列问题:
(1)升高温度,混合气体的密度 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)若反应达到平衡后,再充入,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若反应达到平衡后,将、、同时增大1倍,平衡将 移动。
(4)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,、时刻分别改变某一外界条件,它们依次为 、 ;的体积分数最小的平衡时间段是 (填序号)。
合成氨是人类科学技术的一项重大突破,解决了人类靠天吃饭的难题。请回答下列问题:
21.已知298K时,,则根据正反应的焓变和熵变分析,常温下合成氨反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
22.工业合成氨时,为提高反应速率可采取的方法有 、 等。
23.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了___________。
A.增大化学反应速率 B.提高氮气和氢气的利用率
C.降低氨的沸点 D.提高平衡混合物中氨的含量
24.恒温恒容下进行合成氨反应,下列一定能说明反应达到平衡状态的是___________。
A.混合气体密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.
D.和的物质的量之比1:3
25.工业上合成氨工艺流程一般分三步:第一步为原料气的制备,将天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气;第二步为净化,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程;第三步为氨合成,将纯净的氢氮混合气压缩,增大压强,在催化剂的作用下合成氨。
(1)“一次转化”过程中气体与水蒸气反应转化为和混合气体,已知几种物质的燃烧热如表所示:
物质
燃烧热
H2O(l)的汽化热为,则“一次转化”过程中生成的热化学方程式为 。
(2)“二步净化”过程中,原料、需要经过铜氨液处理净化,除去其中的,其反应为:,铜氨液吸收适宜生产条件是 (填字母)。
a.低温高压 b.高温高压 c.高温低压 d.低温低压
(3)第三步为氨合成,生产流程示意图如图a.已知:。上述流程中有利于提高原料利用率的措施有 、 (请写出两点)。
(4)实验室研究是工业生产的基石。如图b中的实验数据是在其它条件不变时,向密闭容器中充入和,不同温度、不同压强下,达平衡时混合物中的物质的量分数的变化情况。
①曲线对应的温度是 ;
②、、点平衡常数的大小关系是 ;点的平衡常数为 ;
③点达平衡后再向容器中充入和,平衡将 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
三、计算题
26.向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B,发生如下反应: x A(g)+2B(s) y C(g);△H <0。在一定条件下,容器中 A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如下图。请回答下列问题:
(1)用A的浓度变化表示该反应0~10min内的平均反应速率v(A)= ;
(2)根据图示可确定x:y= ;
(3)0~l0min容器内压强 (填 “变大”,“不变”或“变小”)
(4)推测第l0min引起曲线变化的反应条件可能是 (填序号);第16min引起曲线变化的反应条件可能是 (填序号);
①减压;②增大A的浓度;③增大C的量;④升温;⑤降温;⑥加催化剂
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【分析】反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为:2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),起始越大,反应正向进行程度越大,CO转化率越大,直到接近100%,而H2的转化率减小,则曲线a表示CO的转化率,曲线b表示H2的转化率;同时随着起始的增大,CH4的产率也逐渐增大,因生成的CO2与H2会发生反应,导致CO2产率先增大后减小,则曲线c表示CH4的产率,曲线d表示CO2的产率,据此解答。
【详解】A.反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为:2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),该反应气体分子数减少,当容积固定的密闭容器内气体总压强保持不变时,气体分子总数也不变,说明反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态,A正确;
B.由分析可知,曲线c表示CH4的产率随的变化,B正确;
C.反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为:2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),当时,CO过量,生成物n(CH4)=n(CO2),则CH4的选择性为50%,C正确;
D.曲线c、d分别表示CH4、CO2的产率,由图可知,随着增大,CH4和CO2产率的比值逐渐增大,导致 一直减小,即CO2的选择性一直减小,D错误;
故选D。
2.D
【详解】A.乙醇具有挥发性,挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则不能证明产生的气体中有烯烃,故A错误;
B.在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡熔化呈椭圆形,说明X各面的性质不完全相同,具有各向异性,则说明物质X为晶体,故B错误;
C.将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热,溶液变为黄色,说明平衡(黄色)正向移动,正反应方向为吸热反应,故C错误;
D.分别向盛有溶液和溶液的试管中加入NaOH溶液至过量,前者出现白色沉淀:后者先出现白色沉淀,后沉淀溶解,说明Mg(OH)2不能和NaOH溶液反应而Al(OH)3能够和NaOH溶液反应,在碱性Al(OH)3<Mg(OH)2,元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则金属性:Mg>Al,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.由于正反应为吸热反应,所以升高温度,平衡正向移动,A不正确;
B.平衡后加入少量催化剂,正、逆反应速率都改变,且改变的幅度相同,B不正确;
C.因为反应前后气体的分子数不等,平衡前,随着反应的进行,混合气的压强不断发生改变,当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡,C正确;
D.平衡后加入X,平衡正向移动,反应体系吸收的能量增多,但每摩反应[]的热效应不变,△H不变,D不正确;
故选C。
4.A
【详解】A.镁片与冷水难反应,钠在冷水中剧烈反应,对比可知影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质,故A正确;
B.与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快,说明浓度影响反应速率,故B错误;
C.与在常温常压下不反应,放电时可反应,说明反应受条件影响,故C错误;
D.在加入后,分解速率加快,说明催化剂影响反应速率,故D错误;
答案选A。
5.B
【详解】A.曲线①表示未使用了催化剂时的反应过程,曲线②表示使用了催化剂时的反应过程,故A错误;
B.升高温度,活化分子数目增多,活化分子百分数增加,υ正加快,故B正确;
C.使用催化剂会使该反应的反应热未发生改变,故C错误;
D.焓变等于反应物的活化能减去生成物的活化能即△H=+( E1− E2) kJ∙mol−1,故D错误。
综上所述,答案为B。
6.C
【详解】A.分别测酸和碱的起始温度求平均值,然后先加盐酸,再迅速倒入氢氧化钠溶液并用环形玻璃搅拌棒搅拌,测定最高温度,A错误;
B.溶液和溶液,除阳离子不同外,阴离子也不同,也可能是阴离子对双氧水的分解有影响,B错误;
C.饱和氯化钠溶液使蛋白质发生盐析,盐析为可逆过程,浓硝酸使蛋白质发生变性,为不可逆过程,C正确;
D.在溶液中,加入足量NaCl固体,平衡不移动,溶液红色几乎不变,D错误;
答案选C。
7.B
【详解】A.ΔH-T×ΔS<0的反应自发进行,该反应中ΔH<0,ΔS<0,则在低温下能自发进行,A项错误;
B.根据反应可知,转移4mol电子,放出196.6kJ热量,则当反应放出98.3 kJ热量时,反应转移的电子数约为2×6.02×1023,B项正确;
C.投料比合适时,SO2、O2、SO3的浓度之比可以为2∶1∶2,不能说明反应达到了平衡状态,C项错误;
D.从平衡体系中分离出SO3,能降低逆反应速率,反应正向移动,提高SO2的转化率,D项错误;
答案选B。
8.A
【详解】A.根据图中的数据,可以看出是反应物的能量小于生成物的能量,则反应是吸热反应,但是不一定需要加热才能发生,A正确;
B.催化剂只能改变反应的活化能,不会改变化学反应的反应热,E1、E2减小,但是△H不变, B 错误;
C.根据图示数据可以看出反应物的能量小于生成物的能量,不知道反应物和生成物具体的物质和种类个数,无法确定稳定性,C错误;
D.根据图中的数据,E1>E2,断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量,D错误;
故选A。
9.A
【详解】A.随着反应的进行,的体积分数增大,设转化的体积分数为,则的体积分数不变,故A正确;
B.如生成,则消耗,该反应为可逆反应,Y不可能完全反应,故B错误;
C.如生成,则消耗,平衡时的物质的量为,故C错误;
D.反应达到平衡状态时应满足不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
故选A。
10.D
【详解】A. 由图知,反应⑤变化过程可表示为:,A正确;
B. 图中总过程为,则每吸收需要氧气为1mol、即标准状况下体积为,B正确;
C.反应③中断裂氧氧键为非极性键、其它原子之间的结合不曾变化,故反应③未涉及元素化合价的变化,C正确;
D. 反应④不涉及非极性共价键的断裂,D不正确;
答案选D。
11.D
【详解】A.等压条件下的化学反应的反应热等于反应的焓变,故A错误;
B.决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质,故B错误;
C.对于需经过多个步骤的化学反应而言,活化能最大的那个步骤是决速步骤,故C错误;
D.有气体参加的反应,压缩容器体积,单位体积内分子数增多,活化分子数增加,活化分子百分数不变,故D正确。
综上所述,答案为D。
12.B
【详解】A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH是相同的,焓变=生成物总能量-反应物总能量,与反应条件无关,A错误;
B.298K下,熵增反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)不能自发进行,由复合判据知该反应的ΔH>0,B正确;
C.增大反应物的浓度使得活化分子数增多,从而加快了反应速率,但活化分子百分数不变,C错误;
D.合成氨(ΔH<0)在高温条件下进行不符合勒夏特列原理,高温是为了加快反应速率,D错误;
故选B。
13.D
【详解】A.镁的质量相等,两组实验中酸都过量,生成氢气一样多,理论上经历足够长时间,两条曲线最终会重合,故A正确;
B.实验②中盐酸浓度小,反应速率慢,所以曲线Ⅱ是实验②的压强变化曲线,故B正确;
C.若将镁条替换为等质量的镁粉,接触面积增大,反应速率加快,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的斜率均增大,故C正确;
D.实验①中若将盐酸替换为同物质的量浓度的硝酸反应生成NO,根据电子守恒,放出气体的量减小,故D错误;
选D。
14.B
【详解】A.加入氯化钾固体,因其没有参与反应,则溶液中参与反应的离子浓度不变,平衡不移动,A正确;
B.加水稀释时,反应会向离子浓度增大的方向移动,故平衡逆向移动,B错误;
C.根据反应:可知,过量,经过多次萃取分离后,向水溶液中滴加溶液,若溶液出现血红色,说明溶液中还存在,该化学反应存在限度,C正确;
D.化学平衡常数等于生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积,则平衡常数,D正确;
故选B。
15.(1)
(2)放热
(3) 正向进行 Qc<K cd
【详解】(1)由反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),可知,K=;
(2)由表格数据可知,温度升高,K值减小,说明平衡逆向移动,故此反应为放热反应;
(3)830℃时,向容积为2L的密闭容器中充入1molCO与1molH2O,2min时CO为0.6mol,2min内v(CO)= ,反应中各物质反应速率比等于系数比,故v(CO2)= v(CO)= ;
由三段式可知:
此时<K=1,反应进行的方向是正向进行,依据是Qc<K;
a.反应为气体分子数不变的反应,体系的压强不会发生变化,a错误;
b.混合气体的总质量不变,容器体积恒容,故密度不变,b错误;
c.CO的消耗速率与CO2的消耗速率相等,则说明正反应速率等于逆反应速率,达到平衡状态,c正确;
d.各组分的物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡,d正确;
故选cd。
16.(1)70%
(2) 吸热 降低
【详解】(1)由图可知,该条件下,反应至1h时KCl的转化率为70%;
(2)由图可知,焓变为正值,则该条件下反应为吸热反应,且反应热随温度升高而降低。
17.取两份等体积的实验I中溶液于两试管中,分别加入等量的水和稀硫酸,加入稀硫酸的溶液颜色变得更浅;取少量实验I中溶液少许于一试管中,加热,溶液颜色变浅,即可验证蓝色溶液中存在 Cu(NH3)
【详解】利用反应Cu(NH3) Cu2++4NH3是可逆反应,加入酸与氨反应使平衡正向移动,颜色变浅,加入的酸不能是硝酸,硝酸有强氧化性,不能是盐酸,加入盐酸试管中Cl-的浓度发生改变,违背控制变量的思想,只能加入稀硫酸,或者加热溶液观察溶液颜色是否有变化,故设计实验方案为:取两份等体积的实验I中溶液于两试管中,分别加入等量的水和稀硫酸,加入稀硫酸的溶液颜色变得更浅;取少量实验I中溶液少许于一试管中,加热,溶液颜色变浅,即可验证蓝色溶液中存在 Cu(NH3);
故答案为:取两份等体积的实验I中溶液于两试管中,分别加入等量的水和稀硫酸,加入稀硫酸的溶液颜色变得更浅;取少量实验I中溶液少许于一试管中,加热,溶液颜色变浅,即可验证蓝色溶液中存在 Cu(NH3)。
18.(1) NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ/mol NH2Cl+ H2ONH3+HClO或NH2Cl+ 2H2ONH3·H2O+HClO
(2) 小于 大于 大于 512
(3) bc c(H+)>c()> c()>c()>c() 该反应的平衡常数为4.67×10-11,小于1.0×10-5,所以该反应不能发生。
【详解】(1)①一定条件下,氯气与氨气反应生成氯胺(NH2C1)和HCl气体,其化学方程式为:NH3+Cl2=NH2Cl+HCl,反应时旧键断裂需要吸热,形成新化学键放热,则根据化学键的键能:△H=3×391.3kJ/mol+243.0kJ/mol-2×391.3kJ/mol-191.2kJ/mol-431.8kJ/mol =+11.3kJ/mol,则上述反应的热化学方程式为:NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ/mol;②氯胺与水缓慢反应与水电离出来的H+结合成氨气,Cl+与OH-结合生成强氧化性的物质HClO,该反应的化学方程式为NH2Cl+ H2ONH3+HClO或NH2Cl+ 2H2ONH3·H2O+HClO。
(2)根据图像可知,随着温度的升高CO2的转化率降低,则升高温度平衡向逆反应方向移动,逆反应方向吸热,正反应方向放热,△H小于0, 氢碳比越大,CO2的转化率越大,根据图像可知,氢碳比大于,在氢碳比为2.0时,Q点的CO2的转化率小于P点,反应会继续向右进行,达到平衡,v(正)大于v(逆);②P点CO2的平衡转化率为50%,根据,平衡时CO2、H2、C2H4、H2O的浓度分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.125mol/L、0.5mol/L,此时。
(3)①根据碳酸和草酸的电离平衡常数可知,酸性:H2C2O4> > H2CO3> 。
a.与反应生成和而不能大量共存,a错误;
b.H2CO3与不反应,能大量共存,b正确;
c.与不反应,能大量共存,c正确;
d.H2C2O4与反应生成和CO2、H2O而不能大量共存,d错误;
故选bc。
②二元弱酸第一步电离比第二步电离强得多,根据碳酸和草酸的电离平衡常数可知,若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中氢离子浓度最大,草酸的第二步电离比碳酸的第一步电离程度大,故各种离子(除OH-外)浓度由大到小的顺序是:c(H+)>c()> c()>c()>c();③中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O42Fe3++6H2O+3的平衡常数,小于10-5,所以该反应不能发生。
19.(1)③⑤⑥⑦⑧
(2) 先无明显现象,后产生气泡 >
(3) 1.75×10-5 减小
(4) > 醋酸是弱电解质,电离过程中会吸热,造成放出的热量减少,所以反应热的数值会减小
(5))醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,醋酸是弱电解质,氢离子浓度小,故相对于盐酸反应速率慢线,但盐酸和醋酸中H+物质的量相同,且完全反应,产生氢气的量相同,故最后压强几乎一样
【详解】(1)③⑥⑦⑧属于电解质水溶液,有自由移动的离子,⑤是金属有自由移动的电子,故能够导电;
(2)醋酸酸性强于碳酸,向醋酸溶液中滴加碳酸钠溶液,发生反应先生成碳酸氢钠再产生气体,答案为先无明显现象,后产生气泡;
醋酸的酸性强于碳酸,Ka(CH3COOH)> Ka1(H2CO3);
(3)在某温度时,若⑧中CH3COOH的浓度为0.175mol•L-1,达到电离平衡时,已电离的CH3COOH为1.75×10-3mol•L-1,则该是度下的电离常数约为=1.75×10-5,向醋酸溶液中加入醋酸钠固体,增大了醋酸根离子浓度,使得醋酸电离平衡逆向移动,故比值减小;
(4)醋酸是弱电解质,电离过程中会吸热,造成放出的热量减少,所以反应热的数值会减小,故测得反应热的数值⑥>⑧;
(5)醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,醋酸是弱电解质,氢离子浓度小,故相对于盐酸反应速率慢些,但盐酸和醋酸中物质的量相同,且完全反应,产生氢气的量相同,故最后压强几乎一样。
20.(1)不变
(2) 正向 增大
(3)正向
(4) 升高温度 降低压强 t5-t6
【详解】(1)由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则升高温度,混合气体的密度不变,故答案为:不变;
(2)反应达到平衡后,再充入氧气,生成物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,故答案为:正向;增大;
(3)反应达到平衡后,将二氧化硫、氧气和三氧化硫的浓度均增大一倍,反应的浓度熵Qc==,浓度熵小于平衡常数,则平衡向正反应方向移动,故答案为:正向;
(4)由图可知,t1时刻条件改变的瞬间正、逆反应速率同时增大,且逆反应速率增大幅度大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,则改变的条件为升高温度;t3时刻条件改变的瞬间正、逆反应速率相等,且同等幅度增大,化学平衡不移动,则改变的条件为使用催化剂;t4时刻条件改变的瞬间正、逆反应速率同时减小,且正反应速率减小幅度大于逆反应速率,平衡向逆反应方向移动,则改变的条件为降低压强,所以三氧化硫体积分数最小的平衡时间段为t5-t6,故答案为:升高温度;降低压强;t5-t6。
21.能 22. 适当升高温度、适当增大反应物浓度、缩小容器的体积、适当加压、选用适当的催化剂(任写一种) 适当升高温度、适当增大反应物浓度、缩小容器的体积、适当加压、选用适当的催化剂(任写一种) 23.B 24.BC
【解析】21.298K时:合成氨的正反应的,,根据,可知反应能自发进行,故答案为:能。
22.工业合成氨时,为提高反应速率可采取的方法有适当升高温度、适当增大反应物浓度、缩小容器的体积、适当加压、选用适当的催化剂;
23.合成氨中氢气与氮气在一定条件下反应生成氨气,该反应为可逆反应,为提高氮气和氢气的利用率,将产物中氨气液化,再将未反应完的氮气和氢气通入合成塔中,进行循环利用,故答案选B。
24.A.容器的体积和气体的质量均不变,混合气体的密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,A错误;
B.,该反应为气体物质的量减少的反应,说明气体的物质的量为变量,容器的体积和气体的质量均不变,因此平均摩尔质量为变量,但不变时能判断是否达到平衡状态,B正确;
C.正逆反应速率相等时,反应达到平衡,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,时达到平衡,能判断是否达到平衡状态,C正确;
D.该反应中各组分的物质的量不再改变,是达到平衡的标志,但物质的量之比等于化学计量数之比,不能判断是否达到平衡状态,D错误;
故答案选BC。
25.(1)
(2)a
(3) 加压 冷却液化氨、原料气循环利用
(4) T3 正向移动
【详解】(1)①H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-285.5kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
⑤H2O(l)= H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
根据盖斯定律反应②-反应①×3-反应③-⑤可得反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+205.2kJ/mol;
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);ΔH=+205.2kJ/mol。
(2)对于反应 [Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0,该反应为气体体积减小的反应,且为放热反应,增大压强或者降低温度,平衡正向移动,有利于CO的吸收,所以铜氨液吸收CO适宜的生产条件是低温高压,a符合;
故答案为:a。
(3)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=−92kJ/mol,为气体分子总数减小的放热反应,增大压强可促使平衡右移提高原料利用率,采用迅速冷却的方法使氨气液化并及时分离可降低速率、但促使平衡正向移动提高原料利用率;原料气循环使用能使原料气的浓度保持一定,能提高、的转化率,则流程中有利于提高原料利用率的措施是:加压、冷却液化氨、原料气循环利用;
故答案为:加压;冷却液化氨、原料气循环利用。
(4)①对于合成氨的反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=−92kJ/mol,该反应为放热反应,且为气体体积减小的反应;压强一定时,降低温度平衡正向移动,氨气的物质的量分数增大,所以温度越低氨的物质的量分数越高,则曲线a对应的温度是T3;
②平衡常数只与温度有关,综上所述,曲线b对应温度为T2,曲线c对应温度为T1,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,其中M、Q点温度相同,平衡常数相等,N点温度大,平衡常数小,所以M、N、Q点平衡常数的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N);设平衡时N2的转化量为xmol/L,根据题意可列三段式为
容器体积为1L,K点时氨气的物质的量分数为80%,则,解得x=,则该条件下平衡时,c(N2)=mol/L、c(H2)=mol/L、c(NH3)=mol/L,平衡常数KK===768(L/mol)2;
③K点达平衡后再向容器中充入1molH2和2molNH3,则浓度熵QK===54.2(L/mol)2<768(L/mol)2,平衡正向移动;
故答案为:T3;K(M)=K(Q)>K(N);768(L/mol)2;正向移动。
26. 0.02mol/(L·min) 1:2 变大 ④⑥ ④
【详解】(1)0~10min内△c(A)=0.45mol/L-0.25mol/L=0.2mol/L,v(A)==0.02mol/(L•min);(2)0~10min内容器中A的物质的量浓度变化为:0.45mol/L-0.25mol/L=0.2mol/L;0~10min内容器中C的物质的量浓度变化为:0.40mol/L,x:y=0.2mol/L:0.40mol/L=1:2;(3)反应前气体物质的量小于反应后气体物质的量,随着反应的进行,气体物质的量增大,气体压强变大;(4)第10min时,单位时间内A、C的物质的量变化量较大,反应速率明显增大,可能为升高温度或者使用催化剂,答案为④⑥;第16min时,C的物质的量减小,A的物质的量增大,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,应为升高温度,答案为④。
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