内容正文:
四川省盐亭中学高2023级2024年秋第一次月考
化学试题
考试时间:75分钟;
第I卷(选择题42分)
一、单选题(每题3分,共14个小题)。
1. 关于反应: ,下列说法正确的是
A. 该反应的 B. 该反应在任何温度下都能自发进行
C. 正反应的活化能大于逆反应的活化能 D. 降低温度,反应物中活化分子百分数不变
2. 利用反应(橙色)(黄色) kJ·mol研究浓度对化学平衡的影响,实验操作及现象如下:
①待试管b中溶液颜色不变后,与试管d相比,b中黄色更深。
②试管c温度略有升高,溶液颜色与试管a相比,橙色更深。
下列说法正确的是
A. “待试管b中溶液颜色不变”的目的是使完全反应
B. 对比试管b与c,c中反应平衡常数增大,平衡正向移动
C. 试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度
D. 该实验证明减小生成物浓度,平衡正向移动
3. 可逆反应(a为正整数)。反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量与温度(T)和压强(P)的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 若,则A为非气体
B. 该反应的正反应为放热反应
C. ,
D. 其他条件不变时,增加B的物质的量,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数K增大
4. 已知在一定条件下,反应,某实验小组测得的转化率在不同温度与压强下的实验数据,三者之间关系如下图所示。下列说法正确的是
A. 图中、两点对应的平衡常数相等
B. x<4
C. TA<TB
D. 将、,置于密闭容器中发生反应,放出的热量为
5. 下列有关下图所示装置或图象的判断或说法错误的是
A. 图甲所示反应为ΔH>0
B. 根据图乙可判断:石墨转变为金刚石是吸热反应
C. 结合盖斯定律,由图丙可得:
D. 图丁所示实验发生的为放热反应
6. 对于一定条件下进行的化学反应:,改变下列条件,可以提高反应物中活化分子百分数的是
①减小反应物浓度②升高温度③加入催化剂④增大压强
A. ①② B. ①④ C. ①③ D. ②③
7. 下列关于化学反应与热能的说法中,错误的是
A. 工业上煅烧石灰石的反应属于吸热反应
B. 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C. 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
D. 与反应生成与生成时所放出的热量是相同的
8. 一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示,下列描述不正确的是
A. 6min时反应达到平衡状态
B. 该反应为可逆反应
C. 该反应中,X和Z是反应物,Y是生成物
D. 10min内,用Z表示的反应速率为
9. 下列说法正确的是
A. 对于有气体参与的化学反应,加压可使活化分子百分数增大,化学反应速率加快
B. 反应热的大小与物质能量和键能均有关系,一般键能越大,物质能量越高
C. 同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 在光照和点燃条件下的∆H不同
D. 已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
10. 下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 煅烧硫铁矿时先将矿石粉碎 B. 鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3
C. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫 D. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
11. 对于可逆反应,下列图像正确的是
A. B. C. D.
12. 和CO是环境污染性气体,可在表面转化为无害气体,其反应为 ,有关化学反应的物质变化过程如图1,能量变化过程如图2。下列说法正确的是
A. 由图1可知:和均为催化剂
B. 由图2可知:反应①的反应速率比反应②快
C. 由图2可知:,且 kJ⋅mol-1
D. 使用催化剂能降低活化能,从而改变反应的历程和焓变
13. 工业上可通过甲醇()羰基化法制取甲酸甲酯():
。在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量的和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 生产时反应温度控制在80~85℃为宜
C. c点一定没有达到平衡,不能确定d点是否达到平衡
D. 若使用了催化剂,e点的转化率低于d点,可能原因是催化剂中毒
14. 下列热化学方程式正确的是
A. 甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B. 下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为:
C. 已知在下,燃烧生成水蒸气放出热量,其热化学方程式为:
D. 时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
第II卷(非选择题)
二、填空题
15. 甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(与的混合气体)合成甲醇,反应为。回答下列问题:
(1)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①a_______0(填“>”或“<”),、的大小关系是_______(填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C三点的平衡常数的大小关系是_______。
③下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是_______(填标号)。
A.
B.的体积分数不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.同一时间内,消耗,生成
(2)在温度为T的条件下,往一容积为的密闭容器中,充入与发生反应生成,平衡时,测得物质的量为。
①温度为T时的化学平衡常数_______,的转化率=_______。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的浓度,为为、为,此时_______(“>”“<”或“=”)。
16. 某化学小组欲定量探究含对溶液发生分解时化学反应速率的影响,该小组先取溶液利用如图装置进行实验,得到了如表数据:
0
2
4
6
8
10
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
说明:①表中是折合成标准状况下的体积:
②假设反应过程中溶液体积的变化忽略不计。
(1)检查该装置气密性的操作为___________。
(2)0~6min的平均反应速率:___________(保留两位有效数字),0~6min的平均反应速率___________6~10min的平均反应速率(填“>”“<”或“=”),原因是___________。
(3)对于的分解反应,也有一定的催化作用。为比较和对分解的催化效果,研究小组的同学设计了如图所示的实验,发现滴加溶液的试管产生的气泡更剧烈,研究小组得出了“的催化效果一定比更好”的结论,你认为利用该现象得出的该结论___________(填“合理”或“不合理”),原因是___________。某同学将溶液改为溶液进行实验,现象与上述实验一致,故研究小组得出了“催化效果更好”的结论,其理由是___________。
17. 深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。
CO用于处理大气污染物的反应为。该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
(1)处理该反应_______(填“吸收”或“放出”)_______kJ的热量,是该反应的_______。
(2)若向某绝热恒容的密闭容器中加入等物质的量的CO和,下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_______。(填标号)
a.单位时间内消耗的同时生成
b.体系的压强不再发生变化
c.的体积分数不再变化
d.体系中气体的密度不变
e.CO和的转化率相等
(3)已知:反应的速率方程为,为速率常数,主要与温度有关。下列措施对反应速率无影响的是_______。(填标号)
A. 降温 B. 恒容时,再充入CO
C. 恒容时,再充入 D. 恒压时,再充入
(4)一定温度下,向体积为2L的刚性密闭容器中充入4mol CO和,发生上述反应,测得部分气体的物质的量浓度随时间变化关系如图所示:
①4min时,(正)_______(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②12min时,的转化率是_______。
18. 国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标,利用CO或加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径。
(1)利用加氢制甲醇的有关反应如下:
I.
II.
III.
已知:反应中的相关的化学键键能数据如下。
化学键
C≡O
键能/()
1071
436
358
467
413
由键能可知___________;若,则___________。
(2)要使反应II在一定条件下建立的平衡正向移动且提高反应速率,可采取的措施有___________ (填字母)。
A.恒压充入He气 B.缩小反应容器的容积 C.升高温度 D.降低温度
E.使用合适的催化剂 F.从平衡体系中及时分离
(3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,发生反应III,初始时分别为,测得的平衡转化率[]随温度和压强的变化如图所示。
①压强:的由大到小的顺序为___________。
②条件下,平衡时___________填">""="或“<”;此时反应的化学平衡常数___________(分压=总压物质的量分数)。
③若在A点平衡状态下,再充入和,则速率___________(填“>”“<”或“=”)
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四川省盐亭中学高2023级2024年秋第一次月考
化学试题
考试时间:75分钟;
第I卷(选择题42分)
一、单选题(每题3分,共14个小题)。
1. 关于反应: ,下列说法正确的是
A. 该反应的 B. 该反应在任何温度下都能自发进行
C. 正反应的活化能大于逆反应的活化能 D. 降低温度,反应物中活化分子百分数不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应为气体分子数减小的反应,ΔS<0,A正确;
B.反应为放热的熵减反应,高温不利于反应自发进行,B错误;
C.反应为放热反应,则正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;
D.降低温度,分子能量降低,反应物中活化分子百分数减小,D错误;
故选A。
2. 利用反应(橙色)(黄色) kJ·mol研究浓度对化学平衡的影响,实验操作及现象如下:
①待试管b中溶液颜色不变后,与试管d相比,b中黄色更深。
②试管c温度略有升高,溶液颜色与试管a相比,橙色更深。
下列说法正确的是
A. “待试管b中溶液颜色不变”的目的是使完全反应
B. 对比试管b与c,c中反应平衡常数增大,平衡正向移动
C. 试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度
D. 该实验证明减小生成物浓度,平衡正向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于反应为可逆反应,故任何物质均不可能完全反应,待试管 b 中溶液颜色不变的目的是使反应重新达到平衡,故A错误;
B.c试管中氢离子浓度增大,平衡逆向移动,两支试管所处的环境相同,平衡常数相等,故B错误;
C.浓硫酸溶于水放热,已知试管c中温度略微升高,且温度升高,平衡正向移动,颜色应该是变浅,但是现象确实颜色变深,故说明影响平衡的主要因素并不是温度,而是H+浓度,故C错误;
D.对比a、d溶液,体积增大会导致反应物、生成物的浓度均减小,但生成物浓度减小的更多,通过观察a和d颜色,即可判定平衡正向移动,故D正确;
故选D。
3. 可逆反应(a为正整数)。反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量与温度(T)和压强(P)的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 若,则A为非气体
B. 该反应的正反应为放热反应
C. ,
D. 其他条件不变时,增加B的物质的量,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数K增大
【答案】D
【解析】
【分析】根据“先拐先平数值大”,可以判断出:,;在T2下C的百分含量较小,说明升高温度,C的百分含量降低,平衡向逆反应方向移动,说明该反应的正反应是放热反应,增大压强,C的百分含量减小,平衡向逆反应方向移动,故气体反应物的化学计量数之和小于气体生成物的化学计量数之和,由此分析。
【详解】A.由C的百分含量与压强的关系图,可以确定,增大压强,C的百分含量减小,平衡向逆反应方向移动,故气体反应物的化学计量数之和小于气体生成物的化学计量数之和,若,则A为非气体,故A正确;
B.由C的百分含量与温度的关系图,可以确定,升高温度,C的百分含量降低,平衡向逆反应方向移动,说明该反应的正反应是放热反应,即∆H<0,故B正确;
C.根据“先拐先平数值大”判断出:,,故C正确;
D.其他条件不变时,增加B的物质的量,平衡向正反应方向移动,但温度不改变,则化学平衡常数K不变,故D错误;
答案选D。
4. 已知在一定条件下,反应,某实验小组测得的转化率在不同温度与压强下的实验数据,三者之间关系如下图所示。下列说法正确的是
A. 图中、两点对应的平衡常数相等
B. x<4
C. TA<TB
D. 将、,置于密闭容器中发生反应,放出的热量为
【答案】B
【解析】
【分析】当压强不变时,由a点到b点,的转化率升高,说明平衡正向移动,该反应的,说明B点温度比A点温度低。
【详解】A.图中a、b两点温度不等,对应的平衡常数不相等,故A错误;
B.当温度不变时,加压,的转化率升高,平衡正向移动,则x<4,故B正确;
C.由分析可知,TA>TB,故C错误;
D.将2.0molX、6.0molY,置于密闭容器中发生反应,由于反应是可逆反应,放出的热量小于2akJ,故D错误;
故选B。
5. 下列有关下图所示装置或图象的判断或说法错误的是
A. 图甲所示反应为ΔH>0
B. 根据图乙可判断:石墨转变为金刚石是吸热反应
C. 结合盖斯定律,由图丙可得:
D. 图丁所示实验发生的为放热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,则反应2A(g)+B(g)=2C(g)为吸热反应,即ΔH>0,A正确;
B.由图可知,金刚石的能量比石墨的能量高,则石墨转变为金刚石是吸热反应,B正确;
C.根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终状态有关,而与反应途径无关,则由图可得:ΔH1=ΔH2+ΔH3,C正确;
D.稀释浓硫酸是放热的过程,但没有新物质生成,不属于化学反应,D错误;
故选D。
6. 对于一定条件下进行的化学反应:,改变下列条件,可以提高反应物中活化分子百分数的是
①减小反应物浓度②升高温度③加入催化剂④增大压强
A. ①② B. ①④ C. ①③ D. ②③
【答案】D
【解析】
【详解】①减小反应物浓度,单位体积内活化分子数减少,活化分子百分数不变;
②升高温度分子能量升高,活化分子百分数增大;
③加入催化剂降低活化能,活化分子百分数增大;
④增大压强,能是提高单位体积内活化分子数,不能提高反应物中活化分子百分数;
可以提高反应物中活化分子百分数的是②③,选D。
7. 下列关于化学反应与热能的说法中,错误的是
A. 工业上煅烧石灰石的反应属于吸热反应
B. 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
C. 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
D. 与反应生成与生成时所放出的热量是相同的
【答案】D
【解析】
【详解】A.煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳,该反应属于吸热反应,故A正确;
B.断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,因此化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因,故B正确;
C.由盖斯定律可知,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,故C正确;
D.与生成过程吸热,与反应开始前能量相同,反应生成气态水和液态水放出的热量不同,故D错误;
故D错误;
8. 一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示,下列描述不正确的是
A. 6min时反应达到平衡状态
B. 该反应为可逆反应
C. 该反应中,X和Z是反应物,Y是生成物
D. 10min内,用Z表示的反应速率为
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,反应进行到6min时X、Z的物质的量仍在减少,Y的物质的量仍在增多,则反应没有达到平衡状态,A错误;
B.反应进行到10min时各物质的物质的量不变,即达到平衡状态,则反应为可逆反应,B正确;
C.由图可知,反应中X、Z的物质的量在减少,Y的物质的量在增多,则X和Z是反应物,Y是生成物,C正确;
D.10min内,用Z表示的反应速率,D正确;
故选A。
9. 下列说法正确的是
A. 对于有气体参与的化学反应,加压可使活化分子百分数增大,化学反应速率加快
B. 反应热的大小与物质能量和键能均有关系,一般键能越大,物质能量越高
C. 同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 在光照和点燃条件下的∆H不同
D. 已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】D
【解析】
【详解】A.加压不能增加活化分子百分数,A错误;
B.反应热的大小与物质能量和键能均有关系,一般键能越大,物质越稳定,物质能量越低,B错误;
C.反应热只与始状态、终态有关,与途径无关,同温同压下,反应在光照和点燃条件下的∆H相同,C错误;
D.氢气和氧气反应生成水是放热反应,和反应①比,反应②多了气态水转化为液态水的过程,放热更多,则ΔH1>ΔH2,D正确;
本题选D。
10. 下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 煅烧硫铁矿时先将矿石粉碎 B. 鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3
C. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫 D. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
【答案】A
【解析】
【详解】A.煅烧硫铁矿时先将矿石粉碎,目的是增大接触面积,使反应速率加快,不能用勒夏特列原理解释,故A选;
B.鼓入过量的空气会增大氧气的浓度,有利于平衡正向移动,提高二氧化硫的转化率,能用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.存在平衡H2CO3⇌CO2(g)+H2O,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,可以用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应存在溶解平衡,饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子,饱和食盐水抑制了氯气的溶解,所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,故D不选;
故选:A。
11. 对于可逆反应,下列图像正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.在其它条件不变时,增大压强,化学反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,即0.2MPa时的应先达到平衡,且增大压强,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,因此达到平衡时反应物A的平衡含量降低,A错误;
B.升高温度,速率加快,正方向是放热反应,温度升高平衡逆向移动,B正确;
C.催化剂不能影响化学平衡移动,C错误;
D.当反应物之比与化学计量数相等时,转化率相等,故横坐标应该为2,D错误;
故选B。
12. 和CO是环境污染性气体,可在表面转化为无害气体,其反应为 ,有关化学反应的物质变化过程如图1,能量变化过程如图2。下列说法正确的是
A. 由图1可知:和均为催化剂
B. 由图2可知:反应①的反应速率比反应②快
C. 由图2可知:,且 kJ⋅mol-1
D. 使用催化剂能降低活化能,从而改变反应的历程和焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.①N2O+Pt2O+=Pt2O2++N2,②Pt2O2++CO=Pt2O++CO2,为催化剂为中间产物,A错误;
B.由图2有催化剂的图象可知,反应①的活化能大于反应②,相同条件下,反应的活化能越大,反应速率越慢,反应①的反应速率比反应②慢,B错误;
C.由图2有催化剂的图象可知,反应①为吸热反应,,反应②为放热反应,,△H=Ea1-Ea2=-226kJ⋅mol-1,C正确;
D.使用催化剂能降低活化能,从而改变反应的历程,但不改变焓变,D错误;
故选C。
13. 工业上可通过甲醇()羰基化法制取甲酸甲酯():
。在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量的和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 生产时反应温度控制在80~85℃为宜
C. c点一定没有达到平衡,不能确定d点是否达到平衡
D. 若使用了催化剂,e点的转化率低于d点,可能原因是催化剂中毒
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,一定时间内,反应未达平衡之前,温度升高,反应速率增大,一氧化碳转化率增大,平衡之后,温度升高,平衡逆向移动,一氧化碳转化率减小,说明反应为放热反应。
【详解】A.由图可知,当温度升高至一定温度时,随着温度的升高,CO的转化率在减小,说明温度升高该反应逆向移动,正反应是放热反应,,A正确;
B.图中温度在80~85℃时,一氧化碳的转化率较大,说明最佳温度在80~85℃,B正确;
C.一氧化碳转化率最大时,反应达到平衡状态,所以c点未达到平衡状态,d点达到平衡状态,C错误;
D.d点与e点已经达到平衡状态,e点的转化率低于d点,可能原因是催化剂中毒,催化活性减弱,D正确;
故选C。
14. 下列热化学方程式正确的是
A. 甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B. 下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为:
C. 已知在下,燃烧生成水蒸气放出热量,其热化学方程式为:
D. 时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据燃烧热的定义可知,燃烧热中生成的水必须为液态,故甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: ,A错误;
B.已知合成氨的反应是一个可逆反应,故下,将和置于密闭容器中充分反应生成,反应中并未完全反应,放热,其热化学方程式为: ,B错误;
C.已知在下,的物质的量为燃烧生成水蒸气放出热量,其热化学方程式为: ,C正确;
D.中和热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成时放出的热量,故时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为: ,D错误;
故答案为:C。
第II卷(非选择题)
二、填空题
15. 甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(与的混合气体)合成甲醇,反应为。回答下列问题:
(1)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①a_______0(填“>”或“<”),、的大小关系是_______(填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C三点的平衡常数的大小关系是_______。
③下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是_______(填标号)。
A.
B.的体积分数不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.同一时间内,消耗,生成
(2)在温度为T的条件下,往一容积为的密闭容器中,充入与发生反应生成,平衡时,测得物质的量为。
①温度为T时的化学平衡常数_______,的转化率=_______。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的浓度,为为、为,此时_______(“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. < ②. > ③. => ④. bc
(2) ①. 400 ②. 50% ③. >
【解析】
【小问1详解】
①升高温度,CO的平衡转化率下降,说明平衡逆向移动,则逆向为吸热反应,正向为放热反应即a<0,该反应是体积减小的反应,以A、B分析,A到B,CO转化率增大,平衡正向移动,则为加压,因此、的大小关系是>;故答案为:<;>;
②A、B温度相同,则=,C点温度比B点高,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,>,则A、B、C三点的平衡常数的大小关系是=>;故答案为:=>;
③a.,一个正向反应,一个逆向反应,但速率比不等于计量系数之比,故a不符合题意;
b.的体积分数不再改变,说明甲醇的量不再改变,则能说明达到平衡,故b符合题意;
c.平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量,气体质量不变,气体物质的量减小,平均摩尔质量增大,当混合气体的平均摩尔质量不再改变,则达到平衡,故c符合题意;d.同一时间内,消耗,生成,都为正向,同一个方向,不能说明达到平衡,故d不符合题意;
综上所述,答案为:bc;
【小问2详解】
①根据得到消耗CO、H2分别为0.15mol、0.3mol,剩余CO、H2分别为0.15mol、0.1mol,的生成量为0.15mol,则温度为T时的化学平衡常数,CO的转化率=;故答案为:400;50%;
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的浓度,CO为0.1mol/L、H2为0.2mol/L、为0.2mol/L,<400,则平衡要正向移动,此时>,故答案为:>。
16. 某化学小组欲定量探究含对溶液发生分解时化学反应速率的影响,该小组先取溶液利用如图装置进行实验,得到了如表数据:
0
2
4
6
8
10
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
说明:①表中是折合成标准状况下的体积:
②假设反应过程中溶液体积的变化忽略不计。
(1)检查该装置气密性的操作为___________。
(2)0~6min的平均反应速率:___________(保留两位有效数字),0~6min的平均反应速率___________6~10min的平均反应速率(填“>”“<”或“=”),原因是___________。
(3)对于的分解反应,也有一定的催化作用。为比较和对分解的催化效果,研究小组的同学设计了如图所示的实验,发现滴加溶液的试管产生的气泡更剧烈,研究小组得出了“的催化效果一定比更好”的结论,你认为利用该现象得出的该结论___________(填“合理”或“不合理”),原因是___________。某同学将溶液改为溶液进行实验,现象与上述实验一致,故研究小组得出了“催化效果更好”的结论,其理由是___________。
【答案】(1)关闭分液漏斗活塞,向外拉动注射器至一定位置,放开能够恢复到原来的位置,则证明气密性良好
(2) ①. ②. > ③. 随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,化学反应速率降低
(3) ①. 不合理 ②. 阴离子种类不同 ③. 控制了阴离子浓度和种类一样,的浓度比小,出现反应更剧烈
【解析】
【分析】根据题目所给图分析,锥形瓶为氧气发生装置,过氧化氢分解生成的氧气会前往注射器,注射器向外推动,则可以测量氧气的体积,据此分析题目;
【小问1详解】
要测量装置的气密性,需要关闭分液漏斗活塞,向外拉动注射器至一定位置,放开能够恢复到原来的位置,则证明气密性良好;
【小问2详解】
过氧化氢分解生成氧气的化学方程式为,,生成氧气的物质的量为,则过氧化氢消耗的物质的量为,则;随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,化学反应速率降低,故的平均反应速率>的平均反应速率;
【小问3详解】
虽然、的浓度、体积都相同,但加入的溶液中含有不同种类的阴离子,不能排除是阴离子对过氧化氢分解速率的影响;控制了阴离子浓度和种类一样,虽然的浓度比小,但是反应更剧烈,则可以证明催化效果更好。
17. 深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。
CO用于处理大气污染物的反应为。该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
(1)处理该反应_______(填“吸收”或“放出”)_______kJ的热量,是该反应的_______。
(2)若向某绝热恒容的密闭容器中加入等物质的量的CO和,下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_______。(填标号)
a.单位时间内消耗的同时生成
b.体系的压强不再发生变化
c.的体积分数不再变化
d.体系中气体的密度不变
e.CO和的转化率相等
(3)已知:反应的速率方程为,为速率常数,主要与温度有关。下列措施对反应速率无影响的是_______。(填标号)
A. 降温 B. 恒容时,再充入CO
C. 恒容时,再充入 D. 恒压时,再充入
(4)一定温度下,向体积为2L的刚性密闭容器中充入4mol CO和,发生上述反应,测得部分气体的物质的量浓度随时间变化关系如图所示:
①4min时,(正)_______(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②12min时,的转化率是_______。
【答案】(1) ①. 放出 ②. 226 ③. 催化剂
(2)bc (3)B
(4) ①. > ②. 50%
【解析】
【小问1详解】
由图2可知,该反应正反应的活化能为Ea=134kJ/mol,逆反应的活化能为360kJ/mol,∆H=正反应的活化能-逆反应的活化能=134-360= -226kJ/mol,∆H<0该反应为放热反应;由图1可知,反应①被消耗,反应②又生成,且反应①和②中CO和用量比为1:1,所以反应结束后不变,是该反应的催化剂;故答案为:放出;226;催化剂;
【小问2详解】
a.消耗的与生成N2均是正反应方向,速率相等不能说明反应达到平衡状态;
b.该反应为等体反应,反应过程中气体的总物质的量不变,但该反应在绝热恒容容器中进行,根据PV=nRT,反应过程中压强随温度变化压强不变说明反应达到平衡状态;
c.的体积分数不再变化时说明的物质的量不再变化,可以说明反应达到平衡状态;
d.该反应在恒容容器中进行反应V不变,反应遵守质量守恒定律,故密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态;
e.CO和在反应中的化学计量数相等,且初始投料相等,任意时刻转化率均相等,所以CO和的转化率相等不能说明反应达到平衡状态;
故答案为:bc;
【小问3详解】
A.该反应的速率方程为,降温时k会发生变化,反应速率会变;
B.恒容充入CO,k与c()均不变,速率不变;
C.恒容充入,c()增大,速率会变;
D.恒压充入,体系体积变大,c()变小,速率变小;
故答案选:B;
【小问4详解】
由图可知,该反应12min达到平衡状态,12min前属于平衡建立过程,且该反应从正反应方向开始,故4min时(正)>(逆);12min时由图像可知,CO的转化的物质的量为3mol,则转化量也是3mol,转化率为50%;故答案为:>;50%。
18. 国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标,利用CO或加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径。
(1)利用加氢制甲醇的有关反应如下:
I.
II.
III.
已知:反应中的相关的化学键键能数据如下。
化学键
C≡O
键能/()
1071
436
358
467
413
由键能可知___________;若,则___________。
(2)要使反应II在一定条件下建立的平衡正向移动且提高反应速率,可采取的措施有___________ (填字母)。
A.恒压充入He气 B.缩小反应容器的容积 C.升高温度 D.降低温度
E.使用合适的催化剂 F.从平衡体系中及时分离
(3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,发生反应III,初始时分别为,测得的平衡转化率[]随温度和压强的变化如图所示。
①压强:的由大到小的顺序为___________。
②条件下,平衡时___________填">""="或“<”;此时反应的化学平衡常数___________(分压=总压物质的量分数)。
③若在A点平衡状态下,再充入和,则速率___________(填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) ①. -121 ②. -80
(2)C (3) ①. ②. = ③. 或或 ④. <
【解析】
【小问1详解】
反应热为反应物键能总和与生成物键能总和差值,;根据盖斯定律,反应III=反应II+反应I,;
【小问2详解】
A.恒压充入He气,各物质分压不变,不影响平衡,A错误;
B.缩小反应容器的容积,压强增大,速率加快,平衡不移动,B错误;
C.升高温度平衡正向移动且提高反应速率,C正确;
D.降低温度平衡逆向移动且降低反应速率,D错误;
E.使用合适的催化剂平衡不移动,E错误;
F.从平衡体系中及时分离,平衡正向移动,速率降低,F错误;
故选C;
【小问3详解】
①反应Ⅲ为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,相同温度下,压强越大,H2转化率越高,故p1>p2>p3;
②初始时加入的CO2和H2的物质的量之比为1:3,反应过程中消耗的CO2和H2物质的量也为1:3,故平衡时α(H2)=α(CO2)。
平衡时总物质的量为,则H2、CO2、CH3OH和H2O的物质的量分数分别为、、、。;
③在A点平衡时再充入1molCO2和1molH2O,则此时总物质的量为,H2、CO2、CH3OH和H2O的物质的量分数分别为、、、,Qp=>,因此平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率。
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