内容正文:
马街中学高2023级高二上学期期中考试
化学试题
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。
满分:100分。考试时间:75分钟。
注意事项:
相对原子质量:H-1 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Cl-35.5 Ag-108
第一部分 选择题(共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 下列关于能量的说法中正确的是
A. 物质发生化学变化都伴随着能量变化
B. 放热反应不需要加热就能发生,吸热反应需要加热才能发生
C. 物质的物理变化过程中没有能量的变化
D. 吸热反应的热效应与反应的过程有关
2. 下列应用涉及的反应属于吸热反应的是
A. Al和反应焊接钢轨 B. 偏二甲肼与四氧化二氮作为火箭推进剂
C. 灼热的炭与反应制CO D. 乙炔与氧气反应用于切割金属
3. 运用相关化学知识进行判断,下列结论正确的是
A. 甲烷燃烧热的为负值
B. 需要加热的反应都是吸热反应
C. 有能量变化的过程一定是化学变化
D. 中和反应反应热测定实验中,可以用铜棒代替玻璃搅拌器
4. 化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。下列相关表述正确的是
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. 在一定温度和压强下,将0.5mol和1.5mol充分反应生成,放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
C. 在101kPa时,2g完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为
D. ,,则
5. 关于合成氨和联合制纯碱工业生产的叙述中,正确的是
A. 合成氨生产过程中将 NH3 液化分离,可加大正反应速率
B. 联合制碱法生产工艺相对于氨碱法生产工艺,其优点之一是提高了食盐的利用率
C. 合成氨反应产物混合气体中 NH3 只占 15%左右,所以合成氨生产中氢气的利用率都很低
D. 联合制碱法中关键的一步是向分离出 NaHCO3 晶体后的母液中不断地通入 CO2
6. 下列说法正确的是
A. 1g水蒸气→1g液态水→1g冰,熵依次增加
B. 自发进行的反应一定迅速
C. 对于气体反应,其他条件不变,增大压强反应速率加快,与活化分子百分数无关
D. 可逆反应,若总键能:反应物>生成物,则升高温度不利于提高反应物的平衡转化率
7. 研究一个化学反应时,往往需要关注反应的快慢、历程和涉及的反应速率和反应机理。下列说法错误的是
A. 对于钢铁的腐蚀,减缓其腐蚀速率对人类有益
B. 增大反应物浓度时,能增多单位体积内活化分子数
C. 制造蜂窝煤时加入生石灰,与化学反应速率无关
D. 化学反应中,反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞
8. 恒温恒容下可逆反应达到平衡的标志是
A. C的生成速率是A的消耗速率的2倍 B. A、B、C的浓度不再变化
C. 混合气体的密度不再变化 D. A、B、C的分子数之比为
9. 某可变的密闭容器中,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:。若保持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V(L),其中C气体的体积占10%,下列推断正确的是
A. 原混合气体的体积为1.2VL
B. 原混合气体的体积为1.1VL
C. 反应达平衡时气体A消耗掉0.04VL
D. 反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL
10. 利用H2S废气制取单质硫有两种途径如图所示,下列说法正确的是
A. SO2是H2S转化为S反应中的催化剂
B. 每生成32gS,理论上消耗1molFe2(SO4)3
C. 两种途径中所涉及的反应均为氧化还原反应
D. 2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)的ΔS>0
11. 如图是实验室模拟硫酸工业中合成的反应装置,以下说法中错误的是
A. 装置甲的作用是混合气体、干燥等 B. 乙处导出的气体主要含有、、
C. 反应生成的不宜直接通入水中吸收 D. 工业中用高压提高的产率
12. 向2L的恒容密闭容器中加入一定量的和,发生反应:后C的浓度增加了,下列说法正确的是
A. 向容器中充入惰性气体可以加快化学反应速率
B. 内,
C. 5min时,D的物质的量为0.3mol
D. 当时,反应达到平衡状态
13. 在一密闭容器中发生反应:,开始按体积比2:1将X、Y充入反应器中,一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像,下列有关说法正确的是
A. 图甲,,
B. 图甲,,
C. 图乙,如果,时改变的条件可能为增大压强,此时活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数增大,反应速率增大
D. 图乙,时表示恒温,恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的Z气体
14. 常温下,将相同、体积均为的溶液和(一元弱碱)溶液分别加水稀释至随的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示溶液
B. 未稀释前,
C. a,c两点溶液的离子总浓度相同
D. 加水稀释过程中,逐渐增大
第二部分非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)下列反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量的为_______(填字母)。
A. Na2O2与水反应
B. 碳酸钙高温分解
C. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
D. CO燃烧生成CO2
(2)用CO2催化加氢可以制取乙烯:。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH=_______(用含a、b的式子表示)。
(3)若适量H2(g)在1molO2(g)中充分燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量,则表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为_______。
(4)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,也可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如下: ΔH=-206.0kJ·mol-1。
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
i.甲醇合成反应:_______。
ii.甲醇脱水反应: ΔH=-24.0kJ·mol-1。
①补全甲醇合成反应的热化学方程式:_______。
②若起始时向容器中投入2molCO和4molH2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为_______。
(5)实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器,该仪器名称为_______;若实验过程中分多次将NaOH溶液滴入盐酸中,则测定中和热数值会_______(填“偏大”或“偏小”)。
16. 下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值:
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
0.1
0.507
0.152
(1)分析数据可知:大气固氮反应属于___________(填“吸热”或“放热”)反应,其平衡常数的表达式为K=___________。2000℃时向某密闭容器中充入一定量的N2和O2进行该反应,达到平衡后容器中分子的N2、O2的相对个数如下图所示,请在下图中空白处画出合适个数的NO_____。
(2)向一密闭容器中充入1molN2和3molH2发生合成氨反应,平衡时氨气的体积分数随压强和温度的变化如图所示:
①p1、p2、p3由小到大的顺序是___________;
②T1温度下,M点对应的H2的平衡转化率为___________,若此时容器体积为1L,则该温度下平衡常数K=___________(计算结果都保留1位小数);
③400℃时,按未知浓度配比进行反应,某时刻测得分别为0.2mol∙L-1、0.5mol∙L-1、0.2mol∙L-1,则此时反应向___________方向(填“正反应”或者“逆反应”)进行,结合计算说明理由___________。
17. 肼(N2H4)的熔点2.0℃、沸点113.5℃,极易溶于水,在碱性介质中具有还原性。在强碱性介质中,用次氯酸钠氧化尿素[CO(NH2)2]可得粗肼,再经蒸馏得到肼溶液。回答下列问题:
I.制备NaClO强碱性溶液
(1)在加入实验药品之前必须进行的操作是_______。
(2)A为氯气发生装置,A中反应的化学方程式是_______。
(3)次氯酸钠高于35℃容易分解。制备NaClO 强碱性溶液时需要注意的两个关键问题是_______。
II.制备N2H4
(4)仪器F的名称是_______。
(5)通入N2目的是_______。
(6)次氯酸钠氧化尿素的温度一般控制在105~108℃。E中制得肼的离子方程式为_______.。
(7)向三颈烧瓶中加入NaClO强碱性溶液应当_______. (填“一次大量”或“分批少量”)加入,充分反应后制得粗肼。蒸馏提纯时应调节控温槽的温度略高于_______℃,得到肼溶液。
18. HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中,通常利用加碱焙烧——水浸取法用HDS废催化剂(主要成分为)制取和钼酸,其工艺流程如图所示。
已知:I.均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而不能。且熔点795℃,易升华。
Ⅱ.高温下,易分解产生等物质。
回答下列问题:
(1)为第五周期元素,与同族,在周期表中的位置为___________;从上述流程中可分析出属于___________(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。
(2)“焙烧”时若温度超过750℃会导致最终钼酸产率降低的原因是___________;“焙烧”后的尾气需进行处理,写出用足量纯碱吸收二氧化硫的化学方程式:___________(已知常温下,)。
(3)写出“焙烧”过程中与纯碱、空气反应的化学方程式:___________;“沉铝”时发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉钒”时生成沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式:___________。
(5)“沉钼”所得钼酸需进行水洗,检验钼酸是否洗涤干净的操作为___________。
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马街中学高2023级高二上学期期中考试
化学试题
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。
满分:100分。考试时间:75分钟。
注意事项:
相对原子质量:H-1 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Cl-35.5 Ag-108
第一部分 选择题(共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 下列关于能量的说法中正确的是
A. 物质发生化学变化都伴随着能量变化
B. 放热反应不需要加热就能发生,吸热反应需要加热才能发生
C. 物质的物理变化过程中没有能量的变化
D. 吸热反应的热效应与反应的过程有关
【答案】A
【解析】
【详解】A.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,化学反应中一定伴随能量变化,故A正确;
B.有的放热反应,需要加热,达到反应的温度,如甲烷的燃烧,吸热反应不一定需要加热才能发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,常温就能发生,故B错误;
C.物质的物理变化过程中也有能量的变化,如液态水转化为气态水过程中吸收能量,故C错误;
D.化学反应的热效应与反应过程无关,只与反应的始末状态有关,故D错误;
故选A。
2. 下列应用涉及的反应属于吸热反应的是
A. Al和反应焊接钢轨 B. 偏二甲肼与四氧化二氮作为火箭推进剂
C. 灼热的炭与反应制CO D. 乙炔与氧气反应用于切割金属
【答案】C
【解析】
【详解】A.Al和反应是铝热反应,用于焊接钢轨属于放热反应,A不符合题意;
B.偏二甲肼与四氧化二氮作为火箭推进剂,反应过程中放出大量的热,属于放热反应,B不符合题意;
C.灼热的碳与CO2反应制CO,属于吸热反应,C符合题意;
D.乙炔与氧气的反应是燃烧反应,属于放热反应,其反应产生的高温氧炔焰可用于切割金属,D不符合题意;
故选C。
3. 运用相关化学知识进行判断,下列结论正确的是
A. 甲烷燃烧热的为负值
B. 需要加热的反应都是吸热反应
C. 有能量变化的过程一定是化学变化
D. 中和反应反应热测定实验中,可以用铜棒代替玻璃搅拌器
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧都是放热反应,因此燃烧热的ΔH都为负值,A正确;
B.需要加热的反应不一定都是吸热反应,例如硫燃烧等,B错误;
C.有能量变化的过程不一定是化学变化,例如物质的三态变化等,C错误;
D.铜是热的良导体,中和热测定实验中,不可以用铜棒代替环形玻璃搅拌棒,D错误;
答案选A。
4. 化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。下列相关表述正确的是
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. 在一定温度和压强下,将0.5mol和1.5mol充分反应生成,放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
C. 在101kPa时,2g完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为
D. ,,则
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲烷燃烧的热化学反应方程式中水为液态,A错误;
B.该反应为可逆反应,0.5mol和1.5mol不能完全反应,B错误;
C.2g氢气完全燃烧放出285.8KJ热量,则4g氢气完全燃烧放出571.6KJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为,C正确;
D.的焓值比的焓值大,在其它反应物和生成物完全一样的情况下,前面反应放热更能多,,D错误;
故选C。
5. 关于合成氨和联合制纯碱工业生产的叙述中,正确的是
A. 合成氨生产过程中将 NH3 液化分离,可加大正反应速率
B. 联合制碱法生产工艺相对于氨碱法生产工艺,其优点之一是提高了食盐的利用率
C. 合成氨反应产物混合气体中 NH3 只占 15%左右,所以合成氨生产中氢气的利用率都很低
D. 联合制碱法中关键的一步是向分离出 NaHCO3 晶体后的母液中不断地通入 CO2
【答案】B
【解析】
【详解】A.将 NH3 液化分离,平衡虽然正向移动,但反应物浓度减小,反应速率减慢,故A错误;
B.联合制碱法生产工艺中循环使用剩余食盐,提高了其利用率,故B正确;
C.虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%,但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨,所以氢气的利用率不会很低,故C错误;
D.联合制碱法中关键的一步是饱和氯化钠溶液中先通入氨气再通入CO2,应该是析出NaHCO3 晶体前通入二氧化碳,故D错误;
综上所述答案为B。
6. 下列说法正确的是
A. 1g水蒸气→1g液态水→1g冰,熵依次增加
B. 自发进行的反应一定迅速
C. 对于气体反应,其他条件不变,增大压强反应速率加快,与活化分子百分数无关
D. 可逆反应,若总键能:反应物>生成物,则升高温度不利于提高反应物的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.体系混乱度越大,熵值越大,从1g水蒸气→1g液态水→1g冰,熵依次减小,A错误;
B.反应能否自发进行取决于焓变和熵变,与反应速率无关,自发反应,反应速率可能快也可能慢,B错误;
C.其他条件不变,增大压强,单位体积内活化分子数增加,活化分子百分数不变,C正确;
D.可逆反应,若总键能:反应物>生成物,说明反应吸热,则升高温度平衡正向移动,反应物的转化率增大,D错误;
故选C。
7. 研究一个化学反应时,往往需要关注反应的快慢、历程和涉及的反应速率和反应机理。下列说法错误的是
A. 对于钢铁的腐蚀,减缓其腐蚀速率对人类有益
B. 增大反应物浓度时,能增多单位体积内活化分子数
C. 制造蜂窝煤时加入生石灰,与化学反应速率无关
D. 化学反应中,反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.钢铁的腐蚀是一个普遍存在的问题,不仅会导致材料性能下降,还会增加维护成本,影响工业生产和日常生活,所以减缓其腐蚀速率对人类有益,故A正确;
B.增大反应物浓度时,可以增多单位体积内活化分子数,故B正确;
C.制造蜂窝煤时加入生石灰,是为了减少二氧化硫的排放,减少酸雨的形成,与化学反应速率无关,故C正确;
D.化学反应中,并不是反应物分子的每次碰撞都能发生反应,能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞,故D错误;
故选D。
8. 恒温恒容下可逆反应达到平衡的标志是
A. C的生成速率是A的消耗速率的2倍 B. A、B、C的浓度不再变化
C. 混合气体的密度不再变化 D. A、B、C的分子数之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.都为正反应速率,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.各物质的浓度不变,可以说明反应达到平衡,B正确;
C.混合气体总质量不变,容器的体积不变,则密度始终不变,混合气体的密度不再变化,不能说明反应达到平衡,C错误;
D.A、B、C的分子数之比为1∶3∶2,不能说明各物质的浓度不再改变,则不能说明反应达到平衡,D错误;
故选B。
9. 某可变的密闭容器中,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:。若保持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V(L),其中C气体的体积占10%,下列推断正确的是
A. 原混合气体的体积为1.2VL
B. 原混合气体的体积为1.1VL
C. 反应达平衡时气体A消耗掉0.04VL
D. 反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL
【答案】B
【解析】
【详解】解:同温同压下,气体的物质的量与体积成正比,设起始时A和B的体积分别是a和b,则
根据转化关系可知,反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL,B消耗掉0.15V,反应后总体积为:a-0.05V+b-0.15+10%V=V,所以a+b=1.1V;原混合体积为1.1V,B正确;
答案选B。
10. 利用H2S废气制取单质硫有两种途径如图所示,下列说法正确的是
A. SO2是H2S转化为S反应中的催化剂
B. 每生成32gS,理论上消耗1molFe2(SO4)3
C. 两种途径中所涉及的反应均为氧化还原反应
D. 2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)的ΔS>0
【答案】B
【解析】
【详解】A.SO2和H2S转化为S的反应方程式为,SO2中S的化合价降低,作为氧化剂,A错误;
B.由ZnS与Fe2(SO4)3得到S的化学方程式为,每生成32gS,即1mol S时,理论上消耗1molFe2(SO4)3,B正确;
C.由H2S与ZnO得到ZnS的反应中,化合价未发生变化,为非氧化还原反应,C错误;
D.由2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)可知,该反应为气体分子数减少的反应,为熵减的反应,故ΔS<0,D错误;
故选B。
11. 如图是实验室模拟硫酸工业中合成的反应装置,以下说法中错误的是
A. 装置甲的作用是混合气体、干燥等 B. 乙处导出的气体主要含有、、
C. 反应生成的不宜直接通入水中吸收 D. 工业中用高压提高的产率
【答案】D
【解析】
【详解】A.由实验装置图可知,装置甲的作用是干燥SO2和O2,并让二者气体充分混合,以及控制两气体的通入速率等作用,A正确;
B.由于反应2SO2+O22SO3是一个可逆反应,故乙处导出的气体主要含有、、,B正确;
C.水吸收时会放出大量的热,形成酸雾,影响吸收效率,应用浓硫酸吸收,C正确;
D.由于反应2SO2+O22SO3在常压的转化率就已经很高了,增大压强将增加设备和动力成本,故工业中通常在常压增大氧气的浓度来提高SO3的产率,D错误;
故答案为:D。
12. 向2L的恒容密闭容器中加入一定量的和,发生反应:后C的浓度增加了,下列说法正确的是
A. 向容器中充入惰性气体可以加快化学反应速率
B. 内,
C. 5min时,D的物质的量为0.3mol
D. 当时,反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A. 恒容条件,向容器中充入惰性气体不可以加快化学反应速率,A错误;
B. 内,B为固体,不能用其浓度变化表示速率,B错误;
C. 5min时,C的浓度增加了,则D的浓度增加,体积2L,则D的物质的量为0.3mol,C正确;
D. 当时,未说明正逆速率,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故选C。
13. 在一密闭容器中发生反应:,开始按体积比2:1将X、Y充入反应器中,一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像,下列有关说法正确的是
A. 图甲,,
B. 图甲,,
C. 图乙,如果,时改变的条件可能为增大压强,此时活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数增大,反应速率增大
D. 图乙,时表示恒温,恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的Z气体
【答案】D
【解析】
【详解】A.由p1T2、p2T2可知,p1先达到平衡,则p1>p2,压强大,而Z的体积分数小,则加压平衡逆向移动,所以a>3,故A错误;
B.由p2T1、p2T2可知,T2先达到平衡,则T1<T2,温度高,而Z的体积分数小,则升高温度,平衡逆向移动,所以Q<0,故B错误;
C.如果a=3,该反应为气体体积不变的反应,t2时正逆反应速率同等程度的增大,则t2时表示向体系中加入了催化剂或增大压强,增大压强,单位体积内活化分子数增大,而活化分子百分数保持不变,故C错误;
D.t1时恒温、恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的Z气体,c(Z)增大,c(X)、c(Y)减小,v(逆)增大,v(正)减小,且平衡与原平衡等效,建立新平衡与原平衡相同,故D正确;
答案选D。
14. 常温下,将相同、体积均为的溶液和(一元弱碱)溶液分别加水稀释至随的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示溶液
B. 未稀释前,
C. a,c两点溶液的离子总浓度相同
D. 加水稀释过程中,逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图知,稀释相同倍数时,曲线Ⅱ的变化量大于曲线Ⅰ,故曲线Ⅰ表示(一元弱碱),曲线Ⅱ表示溶液,A错误;
B.未稀释前,相同、体积均为,故,但由于为一元弱碱,部分电离,故,B错误;
C.a,c两点溶的相同,相同,在溶液中,由电荷守恒得,在溶液中,由电荷守恒得,故离子总浓度相同,C正确;
D.加水稀释过程中,逐渐减小,逐渐增大,而由于温度不变,不变,故逐渐减小,D错误;
故选C。
第二部分非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)下列反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量的为_______(填字母)。
A. Na2O2与水反应
B. 碳酸钙高温分解
C. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
D. CO燃烧生成CO2
(2)用CO2催化加氢可以制取乙烯:。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH=_______(用含a、b的式子表示)。
(3)若适量H2(g)在1molO2(g)中充分燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量,则表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为_______。
(4)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,也可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如下: ΔH=-206.0kJ·mol-1。
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
i.甲醇合成反应:_______。
ii.甲醇脱水反应: ΔH=-24.0kJ·mol-1。
①补全甲醇合成反应的热化学方程式:_______。
②若起始时向容器中投入2molCO和4molH2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为_______。
(5)实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器,该仪器名称为_______;若实验过程中分多次将NaOH溶液滴入盐酸中,则测定中和热数值会_______(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)BC (2)-(b-a)kJ/mol
(3)H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol
(4) ①. CO(g)+2H2(g)⇋CH3OH(g) △H=-91kJ/mol ②. 25%
(5) ①. 玻璃搅拌器 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应,Na2O2与水反应放热,CO燃烧生成CO2放热,AD不符合题意;CaCO3的分解反应吸热,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸热,BC符合题意;
【小问2详解】
由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应放出热量,△H=-(b-a)kJ/mol;
【小问3详解】
25℃ 和101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热,所以氢气的标准燃烧热△H=-286kJ/mol,表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol;
【小问4详解】
①总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应,故甲醇合成反应的热化学方程式CO(g)+2H2(g)⇋CH3OH(g) △H=-91kJ/mol;
②由总反应可知,2molCO反应放出热量206kJ,则当放出热量为51.5kJ时,反应了=0.5molCO,故CO转化率为;
【小问5详解】
酸碱混合反应需要搅拌,该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;醋酸是弱电解质,醋酸的电离过程吸热,所以0.1mol/L醋酸溶液与0.1mol/LNaOH溶液反应生成1mL水放出的热量小于57.3kJ。
16. 下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值:
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
0.1
0.507
0.152
(1)分析数据可知:大气固氮反应属于___________(填“吸热”或“放热”)反应,其平衡常数的表达式为K=___________。2000℃时向某密闭容器中充入一定量的N2和O2进行该反应,达到平衡后容器中分子的N2、O2的相对个数如下图所示,请在下图中空白处画出合适个数的NO_____。
(2)向一密闭容器中充入1molN2和3molH2发生合成氨反应,平衡时氨气的体积分数随压强和温度的变化如图所示:
①p1、p2、p3由小到大的顺序是___________;
②T1温度下,M点对应的H2的平衡转化率为___________,若此时容器体积为1L,则该温度下平衡常数K=___________(计算结果都保留1位小数);
③400℃时,按未知浓度配比进行反应,某时刻测得分别为0.2mol∙L-1、0.5mol∙L-1、0.2mol∙L-1,则此时反应向___________方向(填“正反应”或者“逆反应”)进行,结合计算说明理由___________。
【答案】(1) ①. 吸热 ②. ③.
(2) ①. p1<p2<p3 ②. 66.7% ③. 5.3 ④. 正反应 ⑤. Qc==1.6<5.3,则平衡向正反应方向移动
【解析】
【小问1详解】
对于固氮反应,温度从27℃升高到2000℃,平衡常数增大,则表明升高温度,平衡正向移动,大气固氮反应属于吸热反应,其平衡常数的表达式为K=。2000℃时向某密闭容器中充入一定量的N2和O2进行该反应,达到平衡后,依据容器中N2、O2分子的相对个数,我们可假设N2的分子个数为5,O2的分子个数为2,NO的分子个数为x,依据平衡常数(设容器体积为VL),可建立等式:K==0.1,x=1。下图中空白处画出合适个数的NO为。
【小问2详解】
①合成氨反应是体积缩小的可逆反应,加压平衡正向移动,氨气的体积分数增大,则p1、p2、p3由小到大的顺序是p1<p2<p3;
②向一密闭容器中充入1molN2和3molH2发生合成氨反应,T1温度下,M点对应的氨的体积分数为50%,设参加反应N2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
则,x=,H2的平衡转化率为≈66.7%,若此时容器体积为1L,则该温度下平衡常数K=≈5.3;
③400℃时,按未知浓度配比进行反应,某时刻测得分别为0.2mol∙L-1、0.5mol∙L-1、0.2mol∙L-1,Qc==1.6<5.3,则此时反应向正反应方向进行,结合计算说明理由:Qc==1.6<5.3,则平衡向正反应方向移动。
【点睛】当同时提供反应物和生成物的浓度时,通过比较浓度商与平衡常数的关系,可判断平衡移动的方向。
17. 肼(N2H4)的熔点2.0℃、沸点113.5℃,极易溶于水,在碱性介质中具有还原性。在强碱性介质中,用次氯酸钠氧化尿素[CO(NH2)2]可得粗肼,再经蒸馏得到肼溶液。回答下列问题:
I.制备NaClO强碱性溶液
(1)在加入实验药品之前必须进行的操作是_______。
(2)A为氯气发生装置,A中反应的化学方程式是_______。
(3)次氯酸钠高于35℃容易分解。制备NaClO 强碱性溶液时需要注意的两个关键问题是_______。
II.制备N2H4
(4)仪器F的名称是_______。
(5)通入N2目的是_______。
(6)次氯酸钠氧化尿素的温度一般控制在105~108℃。E中制得肼的离子方程式为_______.。
(7)向三颈烧瓶中加入NaClO强碱性溶液应当_______. (填“一次大量”或“分批少量”)加入,充分反应后制得粗肼。蒸馏提纯时应调节控温槽的温度略高于_______℃,得到肼溶液。
【答案】 ①. 检查装置气密性 ②. ③. 冷水浴;滴加速率适中 ④. 冷凝管 ⑤. 排除装置内的O2,防止生成的N2H4被氧化 ⑥. ⑦. 分批少量 ⑧. 113.5℃
【解析】
【分析】
【详解】(1)有气体参与的反应,在加入药品前应当先检查装置的气密性;
(2)A中是浓盐酸和高锰酸钾的反应,方程式为;
(3)NaClO在35℃以上易分解,故需冷水浴,滴加速度过快反应放热也会使其分解;
(4)仪器为冷凝管
(5)N2H4在碱性条件下具有还原性,需排除氧气防止被氧化;
(6)根据电子守恒、电荷守恒、元素守恒知离子方程式为ClO-+CO(NH2)2 N2H4+Cl-+CO2
(7)为防止反应放热多使产率降低,应批量加入N2H4,沸点为113.5℃,蒸馏提纯控制的温度应略高于113.5℃
18. HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中,通常利用加碱焙烧——水浸取法用HDS废催化剂(主要成分为)制取和钼酸,其工艺流程如图所示。
已知:I.均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而不能。且熔点795℃,易升华。
Ⅱ.高温下,易分解产生等物质。
回答下列问题:
(1)为第五周期元素,与同族,在周期表中的位置为___________;从上述流程中可分析出属于___________(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。
(2)“焙烧”时若温度超过750℃会导致最终钼酸产率降低的原因是___________;“焙烧”后的尾气需进行处理,写出用足量纯碱吸收二氧化硫的化学方程式:___________(已知常温下,)。
(3)写出“焙烧”过程中与纯碱、空气反应的化学方程式:___________;“沉铝”时发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉钒”时生成沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式:___________。
(5)“沉钼”所得钼酸需进行水洗,检验钼酸是否洗涤干净的操作为___________。
【答案】(1) ①. 第5周期第ⅥB族 ②. 酸性氧化物
(2) ①. 易升华,导致钼损耗,所以钼酸产率降低 ②.
(3) ①. ②.
(4)
(5)取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,则证明洗涤干净
【解析】
【分析】工业废催化剂在纯碱条件下焙烧,MoS与碳酸钠反应生成钼酸钠、二氧化碳和二氧化硫,MoO3和碳酸钠反应生成钼酸钠和二氧化碳,随后浸泡,除去不溶物得到钼酸钠溶液,其中也含有四羟基铝酸钠,再通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,过滤除去,滤液调节pH后加入氯化铵沉钒,滤液中加入硝酸得到钼酸。
【小问1详解】
为第五周期元素,与同族,在周期表中的位置为第5周期第ⅥB族,可与纯碱反应生成对应的钠盐,说明属于酸性氧化物。
【小问2详解】
已知的熔点为795℃,易升华,“焙烧”时若温度超过750℃会导致最终钼酸产率降低的原因是:易升华,导致钼损耗,所以钼酸产率降低;已知:,说明酸性:,根据强酸制取弱酸的原理,用足量纯碱吸收二氧化硫生成碳酸氢钠和亚硫酸钠,化学方程式为:。
【小问3详解】
“焙烧”过程中MoS被空气中的O2氧化为和SO2,为酸性氧化物,和碳酸钠反应生成和CO2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。“沉铝”时四羟基铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,离子方程式为:。
【小问4详解】
沉钒”时生成沉淀,煅烧得到V2O3,V元素由+5价下降到+3价,N元素由-3价上升到0价,该反应中有N2生成,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
【小问5详解】
“沉钼”所得钼酸需进行水洗除去表面的NH4Cl,只需检验洗涤液中的氯离子就可以检验沉淀是否洗涤干净,操作为:取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,则证明洗涤干净。
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