内容正文:
射洪中学高2023级高二上期第一学月考试
化学试题
(时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Na-23 S-32 Fe-56
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列反应不属于可逆反应的是
A. SO2溶于水和H2SO3分解
B. H2跟I2化合成HI和HI分解
C. SO2跟O2化合成SO3和SO3分解
D. NH3与HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受热分解生成NH3和HCl
2. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 正丁烷异丁烷 ,则正丁烷比异丁烷稳定
B. ,则的燃烧热为
C. ,则稀和稀完全反应生成时,放出热量
D. ; ,则
3. 下列说法正确的是
A. 增大反应物浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
B. 使用合适的催化剂,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
C. 对于任何反应,增大压强都可加快反应速率
D. 升高温度,只能增大吸热反应的反应速率
4. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
5. 对于反应A(g)+3B(g) 2C(g),下列各数据表示不同条件下的反应速率,其中反应进行得最快的是
A. v(A)=0.01 mol/(L•s) B. v(B)=0.04 mol/(L•s)
C. v(B)=0.60mol/(L•min) D. v(C)=1.0mol/(L•min)
6. 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. 由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将塑料杯盖改为铁皮盖对实验结果没有影响
D. 若用NaOH固体测定中和反应反应热,则所测得的反应热△H结果偏小
7. 将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) △H<0。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的
A. 升高温度,X的体积分数减小
B. 增大压强(缩小容器容积),Z的浓度不变
C. 保持容器容积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D. 保持容器压强不变,充入一定量的惰性气体,X的转化率增大
8. 高温下,某反应达平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是
A. 升高温度,逆反应速率减小
B. 恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C. 该反应的焓变为正
D. 升高温度,该反应平衡常数K变小
9. 在一密闭烧瓶中,在25℃时存在如下平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) ∆H<0,将烧瓶置于100℃的水中,则下列几项性质中不会改变的是
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A. ①和③ B. ②和④ C. ④和⑤ D. ③和⑤
10. 在密闭容器中进行如下反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g),已知I2、H2、HI的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是
A. H2为0.35mol/L B. HI为0.4mol/L
C. I2为0.2mol/L D. H2为0.2mol/L
11. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 对于2HI(g)H2(g)+I2(g),达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
B. 已知, N2 (g) + 3 H2(g)2NH3(g) △H﹤0 ,为提高氨的产率,理论上应采取降低温度的措施
C. 反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)△H﹤0,达平衡后,升高温度体系颜色变深
D. 溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后,溶液颜色变浅
12. 研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生可逆反应的能量变化及反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应中Fe+是催化剂,FeO+是中间产物 B. 总反应速率由反应②的速率决定
C. 升高温度,总反应的平衡常数K减小 D. 当有14g N2生成时,转移1mol e-
13. 一定温度下,在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。
编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
达到平衡所需时间/s
PCl5(g)
PCl3(g)
Cl2(g)
Ⅰ
320
0.40
0.10
0.10
t1
Ⅱ
320
0.80
t2
Ⅲ
410
0.40
0.15
0.15
t3
下列说法正确的是
A. 平衡常数K:容器Ⅱ>容器Ⅲ
B. 该反应正反应为放热反应
C. 反应到达平衡时,容器Ⅰ中的平均速率为v(PCl5)=0.1/t1 mol·L-1·s-1
D. 起始时向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol,则反应将向逆反应方向进行
14. T ℃时,在3 L的密闭容器中充入4 mol光气(COCl2),发生反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g),同时还发生反应2CO(g)2C(s)+O2(g),当反应达到平衡时,测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 mol和1 mol,则该温度下CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)的平衡常数K为
A. B. 2 C. D.
第II卷(非选择题,共58分)
15. 氢、碳和氯的单质及其化合物在生产和生活中有广泛用途。
(1)相同条件下,2molH所具有的能量___________1molH2所具有的能量。(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(2)已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ·mol-1,则可知碳的燃烧热___________110.5kJ·mol-1 。
(3)中和热的测定所需的玻璃仪器有:大小烧杯、量筒、胶头滴管、___________、___________。已知0.55 mol·L-1 HCl和0.50 mol·L-1的NaOH溶液各50 mL反应放出热量为1.43kJ, 写出该中和反应的反应热的热化学方程式:___________。
(4)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H反应的能量变化示意图如图所示,其中436kJ/mol表示的含义是___________;该反应的△H=___________。
(5)金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4kJ/mol和393.5kJ/mol。下图是两者相互转化的能量变化图,则石墨转化为金刚石的热化学方程式为:___________。
16. 已知N2O4 (g) 2NO2 (g),△H= +akJ/mol(a大于0),在80℃时,将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据
时间(s)
0
20
40
60
80
100
c (N2O4) mol/L
0.20
a
0.10
c
d
e
c (NO2) mol/L
0.00
0.12
b
0.22
0.22
0.22
(1)在80℃时该反应的平衡常数K值为 ___________ (保留1位小数)。
(2)判断t2、t3、t4时刻对该反应改变的条件。
t2:___________;
t3:___________;
t4:___________。
上述时间段中:t1—t2、t2—t3、t3—t4,反应物的转化率最大的是___________。
(3)在该温度下,取1 molNO2 (g)放在上述密闭容器中,充分反应后最后放出的热量___________0.5a.(填“大于”、“小于”或“等于”)。
17. I.工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其平衡常数为K,对其研究如下:
(1)若反应方程式改写为N2(g)+H2(g) NH3(g),在该温度下的平衡常数K1=___________(用K表示)。
(2)在773 K时,分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①反应达平衡时,NH3的体积分数为___________,此时的压强与初始时的压强之比为___________。
②下列可以说明该反应已达平衡的是___________ (填序号)。
A.体系内压强不再改变
B.容器内气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
E.c(N2) = c(H2) = c(NH3)
Ⅱ.环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(3)已知:(g)=(g)+H2(g) ΔH1=+100.3 kJ·mol-1 K1 ①
2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH2=+11.0 kJ·mol-1 K2 ②
对于反应:(g)+I2(g)=(g)+2HI(g) ΔH3 K3 ③
ΔH3=___________ kJ·mol-1,K3=___________(用K1、K2表示) 。
(4)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105 Pa,平衡时总压强增加了20%,环戊烯的转化率为___________,该反应的平衡常数Kp=___________Pa.达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
18. 已知H2C2O4为二元弱酸。某探究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,实验如下:
实验
序号
实验
温度/K
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
V/mL
A
293
2
0.02
5
0.1
5
B
2
0.02
4
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
6
(1)写出该反应的离子方程式___________。
(2)通过实验A、B可探究___________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中___________,V2=___________;通过实验___________(填实验序号)可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(3)利用实验B中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为___________(结果保留2位有效数字)。
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射洪中学高2023级高二上期第一学月考试
化学试题
(时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Na-23 S-32 Fe-56
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列反应不属于可逆反应的是
A. SO2溶于水和H2SO3分解
B. H2跟I2化合成HI和HI分解
C. SO2跟O2化合成SO3和SO3分解
D. NH3与HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受热分解生成NH3和HCl
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A. SO2溶于水和H2SO3分解在相同的条件下能够同时进行,属于可逆反应,A不符合题意;
B.H2和I2化合生成HI和HI分解在相同的条件下能够同时进行,属于可逆反应,B不符合题意;
C.SO2跟O2化合生成SO3和SO3分解在相同的条件下能够同时进行,属于可逆反应,C不符合题意;
D.NH3与HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受热分解生成NH3和HCl的反应条件不同,不属于可逆反应,D符合题意;
综上所述答案为D。
2. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 正丁烷异丁烷 ,则正丁烷比异丁烷稳定
B. ,则的燃烧热为
C. ,则稀和稀完全反应生成时,放出热量
D. ; ,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应,说明正丁烷比异丁烷所具有的能量更高,能量越低越稳定,说明异丁烷更稳定,A错误;
B.的燃烧热是指1mol完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时所放出的热量,而热方程式中生成的是气态水,所以的燃烧热不是,B错误;
C.和稀完全反应生成的同时,还生成了硫酸钡沉淀,会放出更多热量,C错误;
D.等质量时,固态硫的能量小于气态硫,物质的量相等的固态硫完全燃烧放出的热量小于气态硫,所以;,则,D正确;
答案选D。
3. 下列说法正确的是
A. 增大反应物浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
B. 使用合适的催化剂,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
C. 对于任何反应,增大压强都可加快反应速率
D. 升高温度,只能增大吸热反应的反应速率
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.增大反应物的浓度会增大单位体积的活化分子数,但活化分子的百分数不变,故A错误;
B.使用正催化剂,降低反应的活化能,使部分不是活化分子的分子成为活化分子,增大活化分子百分数,所以反应速率增大,故B正确;
C.对于没有气体参与的化学反应,增大压强,对反应速率无影响,故C错误;
D.升高温度,任意反应的速率都增大,故D错误;
选B。
4. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】①增加固体C的量,浓度不变,反应速率不变,符合条件;
②体积缩小,气体反应物的浓度增大,反应速率会加快,不符合条件;
③体积不变,充入惰性气体,虽然总压增大,但反应体系中各气体的浓度均未改变,因此反应速率几乎无影响,符合条件;
④压强不变,充入惰性气体导致容器体积增大,气体反应物的浓度减小,反应速率会减慢,不符合条件。
故答案选A。
5. 对于反应A(g)+3B(g) 2C(g),下列各数据表示不同条件下的反应速率,其中反应进行得最快的是
A. v(A)=0.01 mol/(L•s) B. v(B)=0.04 mol/(L•s)
C. v(B)=0.60mol/(L•min) D. v(C)=1.0mol/(L•min)
【答案】B
【解析】
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
【详解】A.=0.01 mol/(L•s)
B.≈0.013 mol/(L•s)
C.=0.0033mol/(L•s)
D.=0.0083mol/(L•s)
故速率最快的是B项,答案选B。
6. 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. 由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将塑料杯盖改为铁皮盖对实验结果没有影响
D. 若用NaOH固体测定中和反应反应热,则所测得的反应热△H结果偏小
【答案】D
【解析】
【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.实验a中的铝片更换为等质量的铝粉后反应速率会加快,但不会改变反应的本质,释放出的热量不变,故B错误;
C.金属是热的良导体,传热快,则将塑料杯盖改为铁皮盖会导致热量有损失,所测得中和热数值偏小,焓变为负,△H偏大,故C错误;
D.NaOH固体溶于水放热,则用NaOH固体测定中和热,则测定数值结果偏高,焓变为负,△H偏小,故D正确;
故选D。
7. 将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) △H<0。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的
A. 升高温度,X的体积分数减小
B. 增大压强(缩小容器容积),Z的浓度不变
C. 保持容器容积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D. 保持容器压强不变,充入一定量的惰性气体,X的转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的体积分数增大,故A错误;
B.如缩小体积,增大压强,平衡不移动,体积变小,则Z的浓度增大,故B错误;
C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,平衡不发生移动,Y的浓度不变,故C正确;
D.保持容器压强不变,充入一定量的惰性气体,则容器体积变大,相当于减小压强,平衡不移动,X的转化率不变,故D错误;
故选C。
8. 高温下,某反应达平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是
A. 升高温度,逆反应速率减小
B. 恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C. 该反应的焓变为正
D. 升高温度,该反应平衡常数K变小
【答案】C
【解析】
【分析】该反应可表示为,恒容时,温度升高,H2浓度减小,说明升高温度平衡正向移动,则△H>0。
【详解】A.升高温度,同时增大反应物分子和生成物分子的活化分子百分含量,从而正反应速率和逆反应速率同时加快,A项错误;
B.恒温恒容下,若通入惰性气体或不反应的气体,虽增大总压强,但是各反应物和生成物的分压以及浓度不变,平衡不移动,H2浓度不变,B项错误;
C.由分析可知,该反应△H>0,即焓变为正,C项正确;
D.温度升高,平衡正向移动,反应平衡常数K变大,D项错误;
故选C。
9. 在一密闭烧瓶中,在25℃时存在如下平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) ∆H<0,将烧瓶置于100℃的水中,则下列几项性质中不会改变的是
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A. ①和③ B. ②和④ C. ④和⑤ D. ③和⑤
【答案】D
【解析】
【分析】升高温度,化学平衡向着吸热方向进行,所以化学平衡逆向移动。
【详解】①平衡逆向移动,二氧化氮的浓度增大,颜色加深;
②平衡逆向移动,混合气体总的物质的量增大,混合气体总的质量不变,根据可知,混合气体的平均相对分子质量减小;
③反应混合物都是气体,根据质量守恒定律,混合气体总的质量不变;
④平衡逆向移动,混合气体总的物质的量增大,混合气体的温度升高,容器的容积不变,根据pV=nRT可知,容器内压强增大;
⑤平衡逆向移动,反应混合物都是气体,根据质量守恒定律,混合气体总的质量不变,容器的容积不变,根据可知,混合气体的密度不变。
综上所述,③和⑤符合题意,故选D。
10. 在密闭容器中进行如下反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g),已知I2、H2、HI的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是
A. H2为0.35mol/L B. HI为0.4mol/L
C. I2为0.2mol/L D. H2为0.2mol/L
【答案】A
【解析】
【分析】化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正逆反应开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,若反应向正反应进行到达平衡,I2、H2的浓度最小,HI的浓度最大;若反应逆正反应进行到达平衡,I2、H2的浓度最大,HI的浓度最小;利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,据此判断分析。
【详解】若反应向正反应进行到达平衡,I2、H2的浓度最小,HI的浓度最大,假定完全反应,则:;若反应逆正反应进行到达平衡,I2、H2的浓度最大,HI的浓度最小,假定完全反应,则:;由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(I2)<0.2,0.2<c(H2)<0.4,0<c(HI)<0.4;
故选A。
11. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 对于2HI(g)H2(g)+I2(g),达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
B. 已知, N2 (g) + 3 H2(g)2NH3(g) △H﹤0 ,为提高氨的产率,理论上应采取降低温度的措施
C. 反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)△H﹤0,达平衡后,升高温度体系颜色变深
D. 溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后,溶液颜色变浅
【答案】A
【解析】
【详解】缩小容器体积,2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释体系颜色变深,故A正确;降低温度,N2 (g) + 3 H2(g)2NH3(g) △H﹤0 平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释提高氨的产率,故B错误;升高温度CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)△H﹤0平衡逆向移动,NO2(g)浓度增大,能用勒夏特列原理解释体系颜色变深,故C错误;溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后,生成溴化银沉淀,溴离子浓度减小,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释溶液颜色变浅,故D错误。
12. 研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生可逆反应的能量变化及反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应中Fe+是催化剂,FeO+是中间产物 B. 总反应速率由反应②的速率决定
C. 升高温度,总反应的平衡常数K减小 D. 当有14g N2生成时,转移1mol e-
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,Fe+先转化为FeO+,FeO+后续又转化为Fe+,反应前后Fe+未发生变化,因此Fe+是催化剂,FeO+是中间产物,A不符合题意;
B.由图可知,反应①的能垒高于反应②,因此反应①的速率较慢,总反应速率由反应①的速率决定,B符合题意;
C.由图可知,反应物的总能量高于生成物总能量,该反应正向为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,总反应的平衡常数K减小,C不符合题意;
D.由图可知,总反应方程式为:N2O+COCO2+N2,N元素化合价从+1价降低至0价,当有14g N2生成时,即生成0.5molN2,转移电子的物质的量为0.5mol×2=1mol,D不符合题意;
答案为:B。
13. 一定温度下,在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。
编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
达到平衡所需时间/s
PCl5(g)
PCl3(g)
Cl2(g)
Ⅰ
320
0.40
0.10
0.10
t1
Ⅱ
320
0.80
t2
Ⅲ
410
0.40
0.15
0.15
t3
下列说法正确的是
A. 平衡常数K:容器Ⅱ>容器Ⅲ
B. 该反应正反应为放热反应
C. 反应到达平衡时,容器Ⅰ中的平均速率为v(PCl5)=0.1/t1 mol·L-1·s-1
D. 起始时向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol,则反应将向逆反应方向进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.I、Ⅱ温度相同,则二者平衡常数相等,Ⅲ比I相比温度升高,平衡时Ⅲ中PCl3比I中的大,说明升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,故平衡常数K:容器Ⅱ<容器Ⅲ,故A错误;
B.结合选项A可知,该反应正反应为吸热反应,故B错误;
C.速率之比等于化学计量数之比,则v(PCl5)=v(PCl3)= mol/(L∙s),故C错误;
D.410℃平衡时PCl5为0.4mol−0.15mol=0.25mol,该温度下平衡常数 =0.045,浓度商Qc=>K=0.045,反应向逆反应进行,故D正确;
答案选D。
14. T ℃时,在3 L的密闭容器中充入4 mol光气(COCl2),发生反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g),同时还发生反应2CO(g)2C(s)+O2(g),当反应达到平衡时,测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 mol和1 mol,则该温度下CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)的平衡常数K为
A. B. 2 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】T ℃时,在3 L的密闭容器中充入4 mol光气,发生反应:COCl2(g) CO(g)+Cl2(g),同时还发生反应:2CO(g)2C(s)+O2(g),当反应达到平衡时,测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 mol和1 mol。根据反应2CO(g)2C(s)+O2(g)逆推,由产生1 mol C(s),必然会消耗2 mol CO,此时还有2 mol CO气体,说明反应COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)产生的CO的物质的量为2 mol+1 mol=3 mol,此时还产生了3 mol Cl2,因此平衡时COCl2的物质的量为4 mol-3 mol=1 mol。由于容器的容积是3 L,根据平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,则CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)的平衡常数K=,故合理选项是D。
第II卷(非选择题,共58分)
15. 氢、碳和氯的单质及其化合物在生产和生活中有广泛用途。
(1)相同条件下,2molH所具有的能量___________1molH2所具有的能量。(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(2)已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ·mol-1,则可知碳的燃烧热___________110.5kJ·mol-1 。
(3)中和热的测定所需的玻璃仪器有:大小烧杯、量筒、胶头滴管、___________、___________。已知0.55 mol·L-1 HCl和0.50 mol·L-1的NaOH溶液各50 mL反应放出热量为1.43kJ, 写出该中和反应的反应热的热化学方程式:___________。
(4)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H反应的能量变化示意图如图所示,其中436kJ/mol表示的含义是___________;该反应的△H=___________。
(5)金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4kJ/mol和393.5kJ/mol。下图是两者相互转化的能量变化图,则石墨转化为金刚石的热化学方程式为:___________。
【答案】(1)> (2)>
(3) ①. 温度计 ②. 玻璃搅拌器 ③. HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ∆H=-57.2kJ/mol
(4) ①. 断裂1molH-H键要吸收能量436kJ ②. ∆H=-183.0kJ/mol
(5)C(石墨,s)=C(金刚石,s) ∆H= +1.9 kJ/mol
【解析】
【小问1详解】
氢原子转化为氢气放热,所以相同条件下,2molH所具有的能量>1molH2所具有的能量。
【小问2详解】
碳不完全燃烧放热少,已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,则可知碳的燃烧热>110.5kJ·mol-1。
【小问3详解】
中和热的测定所需的玻璃仪器有:大小烧杯、量筒、胶头滴管、温度计、玻璃搅拌器。已知0.55 mol·L-1 HCl和0.50 mol·L-1的NaOH溶液各50 mL反应放出热量为1.43kJ,反应中生成水是0.025mol,则生成1mol水放热是1.43kJ÷0.025=57.2 kJ,因此该中和反应的反应热的热化学方程式为HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ∆H=-57.2kJ/mol。
【小问4详解】
根据示意图可判断436kJ/mol表示的含义是断裂1molH-H键要吸收能量436kJ,该反应的∆H=(436+243-431×2)kJ/mol=-183.0kJ/mol;
【小问5详解】
金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4kJ/mol和393.5kJ/mol,则
①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-395.4kJ/mol
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-393.5kJ/mol
依据盖斯定律②-①即得到石墨转化为金刚石的热化学方程式为C(石墨,s)=C(金刚石,s) ∆H= +1.9 kJ/mol。
16. 已知N2O4 (g) 2NO2 (g),△H= +akJ/mol(a大于0),在80℃时,将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据
时间(s)
0
20
40
60
80
100
c (N2O4) mol/L
0.20
a
0.10
c
d
e
c (NO2) mol/L
0.00
0.12
b
0.22
0.22
0.22
(1)在80℃时该反应的平衡常数K值为 ___________ (保留1位小数)。
(2)判断t2、t3、t4时刻对该反应改变的条件。
t2:___________;
t3:___________;
t4:___________。
上述时间段中:t1—t2、t2—t3、t3—t4,反应物的转化率最大的是___________。
(3)在该温度下,取1 molNO2 (g)放在上述密闭容器中,充分反应后最后放出的热量___________0.5a.(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)0.5 (2) ①. 增大NO2的浓度 ②. 降低温度 ③. 使用催化剂 ④. t1—t2
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
在80℃时,反应60s已处于平衡状态,平衡浓度c(NO2)=0.22mol·L-1,,则c(N2O4)=0.09mol·L-1,该反应的平衡常数=0.5 (保留1位小数)。
【小问2详解】
t2:正反应速率不变、逆反应速率增大,正反应速率小于逆反应速率,平衡向左移动,可见是生成物浓度增大引起的,则改变的条件为:增大NO2的浓度;
t3:正反应速率减小、逆反应速率减小,正反应速率小于逆反应速率,平衡向左移动,由于N2O4 (g) 2NO2 (g),△H= +akJ/mol(a大于0)为吸热反应,则改变的条件为:降低温度;
t4:正反应速率和逆反应速率同等幅度增大,二者相等,平衡不移动,则改变的条件为:使用催化剂。
平衡左移,反应物的转化率减小,催化剂不影响平衡移动故不影响平衡转化率,则上述时间段中:t1—t2、t2—t3、t3—t4,反应物的转化率最大的是t1—t2。
【小问3详解】
根据N2O4 (g) 2NO2 (g),△H= +akJ/mol(a大于0),可得:2NO2 (g) N2O4 (g),△H= -akJ/mol(a大于0),2molNO2 (g)完全消耗转化为1mol N2O4 (g),放出热量akJ,但该反应为可逆反应,取1 molNO2 (g)放在上述密闭容器中,不会完全进行,则在该温度下,充分反应后最后放出的热量小于0.5a。
17. I.工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其平衡常数为K,对其研究如下:
(1)若反应方程式改写为N2(g)+H2(g) NH3(g),在该温度下的平衡常数K1=___________(用K表示)。
(2)在773 K时,分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①反应达平衡时,NH3的体积分数为___________,此时的压强与初始时的压强之比为___________。
②下列可以说明该反应已达平衡的是___________ (填序号)。
A.体系内压强不再改变
B.容器内气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
E.c(N2) = c(H2) = c(NH3)
Ⅱ.环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(3)已知:(g)=(g)+H2(g) ΔH1=+100.3 kJ·mol-1 K1 ①
2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH2=+11.0 kJ·mol-1 K2 ②
对于反应:(g)+I2(g)=(g)+2HI(g) ΔH3 K3 ③
ΔH3=___________ kJ·mol-1,K3=___________(用K1、K2表示) 。
(4)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105 Pa,平衡时总压强增加了20%,环戊烯的转化率为___________,该反应的平衡常数Kp=___________Pa.达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
【答案】(1)或K
(2) ①. 或33.3% ②. 3:4 ③. AC
(3) ①. +89.3 ②.
(4) ①. 40% ②. Kp=×105Pa=×104Pa≈3.56×104Pa ③. BD
【解析】
【小问1详解】
工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其平衡常数为K,若反应方程式改写为N2(g)+H2(g) NH3(g),在该温度下的平衡常数K1= (用K表示)。
【小问2详解】
①根据表格,列三段式:,反应达平衡时,NH3的体积分数 ,根据阿伏加德罗定律推断,,则此时的压强与初始时的压强之比为3:4。
②下列可以说明该反应已达平衡的是?
A.体系的压强一直改变,现在体系内压强不再改变说明反应达到平衡了,符合题意;
B.反应物和生成物均为气体,故容器内气体的密度一直保持不变,故容器内气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡,不合题意;
C.气体的质量保持不变,混合气体的物质的量、平均相对分子质量一直在改变,故混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应达到平衡了,符合题意;
D.根据反应速率之比等于化学计量数之比,达到平衡时2v正(N2)= v逆(NH3),则v正(N2)=2v逆(NH3) 还未达到平衡,不合题意;
E.化学平衡的特征之一是各组分的物质的量保持不变,而不是相等或成比例,c(N2) = c(H2) = c(NH3) 不能说明反应达到平衡,不合题意;
故答案为AC。
【小问3详解】
根据盖斯定律,①-②得③ (g)+ I2(g) = (g)+2HI(g),则ΔH3 =ΔH1 –ΔH2=(+100.3kJ·mol-1)-(+11.0kJ·mol-1)=+89.3kJ·mol-1;结合平衡常数表达式可知,K3= 。
【小问4详解】
某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105 Pa,平衡时总压强增加了20%,则平衡时总压强为1.2×105 Pa,刚性容器内气体的压强与物质的量成正比,设碘和环戊烯( )的初始物质的量都为1mol、共2mol,平衡时气体共2.4mol,则根据 (g) + I2(g) = (g) + 2HI(g)可知:消耗 (g) 、 I2(g) 生成 (g) 均为0.4mol, 生成HI0.8mol,即平衡时 (g) 、 I2(g) 、、HI (g) 依次为0.6mol、0.6mol、0.4mol、0.8mol,则环戊烯的转化率为; 平衡时各组分所占压强分别为p( )=p(I2)=,p( )=,p(HI)=,该反应的平衡常数Kp==×104Pa≈3.56×104Pa;
达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施:
A.通入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,则环戊烯的转化率不变,故A错误;
B.该反应为吸热反应,提高温度平衡向着正向移动,环戊烯的转化率增大,故B正确;
C.增加环戊烯浓度,环戊烯的转化率减小,故C错误;
D.增加碘浓度,反应物浓度增大,平衡向着正向移动,环戊烯的转化率增大,故D正确;
故选BD。
18. 已知H2C2O4为二元弱酸。某探究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,实验如下:
实验
序号
实验
温度/K
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
V/mL
A
293
2
0.02
5
0.1
5
B
2
0.02
4
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
6
(1)写出该反应的离子方程式___________。
(2)通过实验A、B可探究___________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中___________,V2=___________;通过实验___________(填实验序号)可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(3)利用实验B中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为___________(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)2+5H2C2O4+6H+= 2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2) ①. 浓度 ②. 6 ③. 4 ④. BC
(3)0.00042mol/(L·s)或4.2×10-4mol/(L·s)
【解析】
【分析】探究外界条件变化对化学反应速率的影响,要进行变量控制,若为温度变化,则反应物的浓度都应分别相同,若为某一物质的浓度变化,则另一物质的浓度应相同,温度应相同。
【小问1详解】
H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间反应,碳元素从+3价升高到+4价、锰元素从+7价降低到+2价,则按得失电子数守恒、电荷守恒、元素质量守恒得该反应的离子方程式:2+5H2C2O4+6H+= 2Mn2++10CO2↑+8H2O。
【小问2详解】
实验A、B,H2C2O4溶液的浓度不同,KMnO4溶液(含硫酸)的浓度应相同,所以通过实验A、B可探究浓度的改变对反应速率的影响,此时,溶液的总体积应相同,否则不能保证KMnO4溶液(含硫酸)的浓度相同,并且温度应相同,所以V1=6mL,T1=293K;B、C中,应保证两种反应物的浓度都相同,所以V2=4mL,通过实验B、C可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
【小问3详解】
利用实验B中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为=0.00042mol/(L·s) (结果保留2位有效数字)。
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