浙江省杭州市2024-2025学年高二下学期开学适应性模拟测试化学练习卷
2025-02-13
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内容正文:
浙江省杭州市2024-2025学年高二下学期开学模拟测试化学练习卷
一.选择题(共20小题)
1.(2024秋•杭州期中)下列叙述正确的是( )
A.若将1mol稀盐酸与含1mol NH3•H2O的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.9kJ/mol,则金刚石比石墨稳定
C.非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应
D.对于平衡体系H2(g)+I2(g))=2HI(g),缩小体积,颜色加深,此现象符合勒夏特列原理
2.(2024秋•杭州期中)A(g)+3B(g)=4C(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.3mol B(g)的能量比4mol C(g)的能量高
B.若ΔH=﹣akJ•mol﹣1,则1mol A(g)和3mol B(g)充分反应放出的热量一定等于akJ
C.ΔH=﹣(E2﹣E1)kJ•mol﹣1
D.有催化剂的两步反应中,第二步为该反应的决速步
3.(2024秋•杭州期中)下列示意图表示正确的是( )
A.图①表示碳的燃烧热
B.图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),由图可知a=0.5
C.已知稳定性顺序:B<A<C,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如③图
D.由图④可知:该反应在低温下可自发进行
4.(2024秋•杭州期中)二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ•mol﹣1
②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH2=﹣90kJ•mol﹣1
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是( )
A.
B.
C.
D.
5.(2024春•杭州期中)下列变化属于吸热反应的是( )
①液态水汽化
②Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体混合搅拌有氨气放出
③浓硫酸稀释
④石灰石高温分解
⑤生石灰跟水反应
A.② B.①②④ C.②④ D.①④⑤
6.(2023秋•杭州期末)化学小组研究金属的电化学腐蚀,实验如图:
实验
Ⅰ
Ⅱ
装置
现象
锌片附近处颜色无变化,裸露在外的铁钉附近处出现红色。
铜片附近处出现红色,裸露在外的铁钉附近处出现蓝色
下列说法正确的是( )
A.实验Ⅰ和Ⅱ中铁钉均为负极
B.实验Ⅰ和Ⅱ中均发生吸氧腐蚀,且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ>实验Ⅱ
C.一段时间后,实验1铁钉附近也出现了蓝色,可能是K3[Fe(CN)6]氧化了单质Fe
D.一段时间后,实验Ⅰ和实验Ⅱ中均出现红褐色
7.(2024春•杭州期末)已知下列反应的能量变化示意图如图,有关说法正确的是( )
A.1mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)放出的热量小于297.0kJ
B.在相同条件下,SO2(g)比SO3(g)稳定
C.1mol S(s)与足量O2(g)反应,最终转化为SO3(g)放出的热量为395.7kJ
D.SO2(g)和O2(g)反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=﹣197.4kJ•mol﹣1
8.(2024秋•杭州期中)下列物质属于弱电解质的是( )
A.Ba(OH)2 B.CO2 C.盐酸 D.CH3COOH
9.(2023秋•杭州期末)葡萄中含有一种二元有机弱酸酒石酸(C4H6O6),下列关于酒石酸钠钾(KNaC4H4O6)的说法不正确的是( )
A.KNaC4H4O6属于正盐
B.向水中加入固体KNaC4H4O6,可促进水的电离
C.将10mL0.1mol/LKNaC4H4O6溶液中加水稀释10倍,pH增大
D.KNaC4H4O6溶液中:c(OH﹣)=c(H+)+2c(C4H6O6)+c(C4H5)
10.(2024•西湖区校级模拟)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1mol•L﹣1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离。已知:当溶液中离子浓度小于10﹣5mol•L﹣1时可认为沉淀完全。25℃时,H2S的电离平衡常数Ka1(H2S)=1.1×10﹣7,Ka2(H2S)=1.3×10﹣13。Ksp(CdS)=2.0×10﹣28,Ksp[Cd(OH)2]=2.0×10﹣16,Ksp(NiS)=3.2×10﹣19,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10﹣15。下列说法不正确的是( )
A.NiS固液混合物中,上层清液里含硫微粒主要以HS﹣形式存在
B.将0.1mol•L﹣1的H2S溶液稀释到0.05mol•L﹣1时,c(S2﹣)几乎不变
C.25℃时,调节pH=2时,废水中的Ni2+和Cd2+能完全转化为硫化物沉淀
D.用NiS固体也能很好地除去溶液中的Cd2+
11.(2023•西湖区校级模拟)难溶盐CaF2可溶于盐酸,常温下,用HCl调节CaF2浊液的pH,测得体系中﹣lgc(F﹣)或﹣lgc(Ca2+)与lg的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.M代表﹣lgc(F﹣)与lg的变化曲线
B.难溶盐CaF2的溶度积常数Ksp(CaF2)=10﹣7.4
C.Y点的溶液中存在c(Cl﹣)>c(Ca2+)=c(HF)
D.Z点的溶液中存在lgc(Ca2+)﹣2lg=﹣4.2
12.(2024•杭州模拟)室温下,向c(Al3+、c(Zn2+)均为0.1mol•L﹣1的混合溶液中持续通入H2S气体,始终保持H2S饱和即c(H2S)=0.1mol•L﹣1,通过调节pH可使Al3+生成Al(OH)3沉淀,Zn2+生成ZnS沉淀,体系中lgc与pH的关系如图所示,c为HS﹣、S2﹣、Al3+和Zn2+的浓度,单位均为mol•L﹣1。下列说法不正确的是( )
A.线②表示lgc(S2﹣)与pH的关系
B.pH为1~2时,溶液中析出的是ZnS
C.Ksp[Al(OH)3]的数量级为10﹣33
D.Zn2++H2S═ZnS↓+2H+的平衡常数为10﹣0.4
13.(2023•杭州模拟)牙齿表面有一薄层釉质保护着,釉质层主要成分是难溶的羟基磷灰石,存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3(aq)+OH﹣(aq)Ksp=6.8×10﹣37,已知Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10﹣61。下列说法不正确的是( )
A.在牙膏中添加适量的磷酸盐,能起到保护牙齿的作用
B.正常口腔的pH接近中性,牙齿不易被腐蚀
C.使用添加NaF的含氟牙膏,可实现Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)的转化,该反应的平衡常数约为2.4×1024
D.口腔中的食物残渣能产生有机酸,容易导致龋齿,使Ksp增大
14.(2024秋•杭州月考)在密闭容器中,反应A(g)+3B(g)⇌C(g) ΔH分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol•L﹣1、c(B)=0.300mol•L﹣1、c(C)=0;②、③与①比较只有一个实验条件不同。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.与实验①相比,实验②可能使用了催化剂
B.实验③进行10s后,用A表示的平均反应速率v(A)=0
C.实验②平衡时B的转化率为40%
D.该反应的ΔH<0
15.(2024•杭州模拟)对于反应2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH=+48kJ•mol﹣1在343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应至a处需要吸收9.6kJ的能量
B.343K时,该反应的平衡常数K约为0.02
C.该反应△S=0,高温更有利于反应自发进行
D.增大压强能加快SiHCl3的反应速率,但一定不能改变SiHCl3的平衡转化率
16.(2023秋•杭州月考)T1时,在1L的密闭容器中进行反应:2A(g)+B(g)⇌C(g)。A、B的起始浓度均为0.5mol•L﹣1,起始压强为p0,反应达到平衡状态时压强为p且=。下列说法不正确的是( )
A.T1时,该反应的K=
B.T1时,A的平衡转化率为80%
C.升高温度,平衡常数为100,可知该反应为吸热反应
D.T1达到平衡时,再充入0.1mol C和0.1mol B,则平衡将正向移动
17.(2023秋•杭州月考)在A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)中,表示该反应速率最快的是( )
A.vA=0.5mol•L﹣1•min﹣1
B.vB=1.2mol•L﹣1•min﹣1
C.vC=0.9mol•L﹣1•min﹣1
D.vD=1mol•L﹣1•min﹣1
18.(2023秋•杭州期末)已知:气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量叫键能。恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH。有关数据如表:
化学键
H﹣H
N﹣H
N≡N
键能/kJ⋅mol﹣1
436
391
946
下列叙述正确的是( )
A.2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)ΔH=﹣92kJ⋅mol﹣1
B.当容器中压强不再变化时,反应到达平衡状态
C.增大N2的浓度和使用催化剂均可提高H2的平衡转化率
D.增大H2浓度可增大活化分子百分数,使反应速率增大
19.(2024秋•杭州期中)已知气相直接水合法可以制取乙醇:H2O(g)+C2H4(g)⇌CH3CH2OH(g)ΔH。投料比为n(H2O):n(C2H4)=1:1的条件下投料,乙烯的平衡转化率与温度(T)及压强(p)的关系如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.ΔH<0,p1<p2
B.在p2,280℃条件下,C点的v逆>v正
C.如果温度过高,该反应不能自发
D.A点对应条件下反应达平衡时,产物乙醇所占的体积分数约为11%
20.(2024秋•杭州期中)在2L恒容密闭容器中,充入2.0mol NO和2.0mol SO2在一定条件下发生反应2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g),测得平衡体系中NO、SO3的物质的量分数(x%)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T1时,当2v正(SO3)=v逆(N2)时反应达到平衡状态
C.T2时,若反应经ts达到平衡,则
D.b点时,往容器中再充入NO、SO2各1.0mol,再次平衡时x%(N2)减小
二.解答题(共4小题)
21.(2023秋•上城区校级期中)按要求作答。
(1)已知键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。已知几种化学键的键能如下表所示:
化学键
C﹣H
O=O
H﹣O
C=O
键能/kJ•mol﹣1
a
b
c
d
请根据以上键能写出CH4与O2反应的热化学方程式 。
(2)泡沫灭火器[里面装饱和NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液]的工作原理(用离子方程式表示) 。
(3)已知Ka(HClO)=4.0×10﹣8,Ka1(H2CO3)=4.5×10﹣7,Ka2(H2CO3)=4.1×10﹣11,则在NaClO溶液中通入少量CO2的离子方程式为 。
(4)25℃时,用水稀释0.1mol•L﹣1氨水,随着稀释的进行,下列一定增大的是 。
A.
B.
C.
D.c(H+)
(5)已知:Ka1(H2S)=1.0×10﹣7,Ka2(H2S)=1.0×10﹣14。常温下0.1mol•L﹣1Na2S溶液的pH约为13,该溶液中.c(HS﹣) c(S2﹣)(填“>”、“<”或“=”)。
22.(2023秋•杭州期中)二元酸及其盐在水溶液中存在相关平衡。已知常温下,H2SO3和H2CO3的电离平衡常数如表所示。
二元酸
H2SO3
H2CO3
Ka1
1.5×10﹣2
4.5×10﹣7
Ka2
6.0×10﹣8
4.7×10﹣11
(1)缓冲溶液是能缓解外加少量酸或碱而保持溶液pH基本不变的溶液。人体血液中H2CO3/HCO缓冲体系对稳定pH发挥着重要作用。当血液中CO2浓度上升,血液缓冲体系中的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)常温下0.1mol/LNaHSO3溶液的pH=a,则a (填字母)。
A.大于7
B.小于7
C.等于7
D.无法确定
该溶液中,水电离出的H+浓度为 mol/L(用a表示)。
(3)浓度为均为0.1mol/LNa2SO3和Na2CO3等体积混合后,溶液中①SO、②CO、③HSO、④HCO浓度从大到小的顺序为 (填序号)。
(4)常温下,用一定浓度的NaOH溶液滴定某二元酸H2A溶液。溶液中,含A元素粒子的分布系数δ随pH的变化关系如图所示[例如A2﹣的分布系数:δ(A2﹣)=]。
①常温下,Na2A的水解平衡常数为 。
②若向0.1mol/L的NaHA溶液中加入等体积的0.1mol/LKOH溶液(忽略混合后溶液的体积变化),混合后溶液中c(Na+)+c(K+) 2c(HA﹣)+2c(A2﹣)(填“>”“<”或“=”)。
23.(2024秋•杭州期中)研究CO2的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题;
二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料,由CO2和H2制备二甲醚的反应原理如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=﹣49.8kJ•mol﹣1
反应Ⅱ:CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ•mol﹣1
反应Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3= kJ/mol,据此判断反应Ⅲ在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)条件能自发进行。
(2)T1℃时,将1mol二甲醚充入某恒容密闭容器中,发生如下分解反应:
CH3OCH3(g)⇌CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见表:
反应时间t/min
0
5
10
15
20
∞
气体总压p总/kPa
10.0
13.6
15.8
17.7
18.9
20.0
由表中数据计算:反应达平衡时,二甲醚的分解率为 ,该温度下的平衡常数KP= (kPa)2(KP为用气体平衡分压代替气体平衡浓度表示的平衡常数,分压=总压x气体的物质的量分数)。
(3)恒压下将CO2和氢气按体积比1:3混合,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。其中:CH3OH选择性=×100%
①在上述条件下,结合图象分析,合成甲醇的最佳温度是 ℃,最佳催化剂是 。
②温度高于230℃CH3OH产率随温度升高而下降的原因是 。
24.(2024秋•杭州期中)利用反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。
(1)下列措施能加快反应速率的是 (填字母)。
a.恒温恒容下,充入CO(g)
b.恒温恒容下,充入He(g)增大压强
c.升高温度
d.将CO2(g)从体系中分离出来
(2)在恒温恒压容器中,下列可说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a.CO的浓度不再改变
b.气体密度保持不变
c.NO、CO、CO2N2的浓度之比为2:2:2:1
d.v(CO)=2v(N2)
(3)一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中加入物质的量均为1mol的NO(g)和 CO(g),测得容器内压强(P)随时间(t)的变化如图所示。
①0~2min内,v(NO)= mol•L﹣1•min﹣1。
②CO的平衡转化率为 。
③平衡时,N2的体积分数为 。
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.(2024秋•杭州期中)下列叙述正确的是( )
A.若将1mol稀盐酸与含1mol NH3•H2O的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.9kJ/mol,则金刚石比石墨稳定
C.非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应
D.对于平衡体系H2(g)+I2(g))=2HI(g),缩小体积,颜色加深,此现象符合勒夏特列原理
【答案】A
【分析】A.NH3•H2O属于弱电解质,电离过程吸收热量;
B.能量越低越稳定;
C.ΔH﹣T△S<0,反应就能自发进行;
D.反应前后,气体分子数不变的反应,压强增大,平衡不移动。
【解答】解:A.NH3•H2O属于弱电解质,电离过程吸收热量,所以将1mol稀盐酸与含1mol NH3•H2O的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,故A正确;
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH=+1.9kJ/mol,石墨能量低,则石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应,即只要满足ΔH﹣T△S<0,反应就能自发进行,故C错误;
D.对于平衡体系:H2(g)+I2(g))=2HI(g),缩小体积,颜色加深,压强增大,但平衡不移动,此现象不符合勒夏特列原理,故D错误;
故选:A。
【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识,同时考查反应的自发进行、平衡移动等,属于基本知识的考查,难度不大。
2.(2024秋•杭州期中)A(g)+3B(g)=4C(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.3mol B(g)的能量比4mol C(g)的能量高
B.若ΔH=﹣akJ•mol﹣1,则1mol A(g)和3mol B(g)充分反应放出的热量一定等于akJ
C.ΔH=﹣(E2﹣E1)kJ•mol﹣1
D.有催化剂的两步反应中,第二步为该反应的决速步
【答案】C
【分析】A.1mol A和3mol B(g)的能量比4mol C(g)的能量高;
B.焓变与生成物的状态有关;
C.由图即可判断ΔH;
D.活化能越大,反应速率越慢。
【解答】解:A.由图可知,反应A(g)+3B(g)=4C(g)属于放热反应,1mol A和3mol B(g)的能量比4mol C(g)的能量高,故A错误;
B.若ΔH=﹣akJ•mol﹣1,则1mol A(g)和3mol B(g)充分反应,生成4mol C(g)时,放出的热量等于akJ,故B错误;
C.由图可知,ΔH=﹣(E2﹣E1)kJ•mol﹣1,故C正确;
D.有催化剂的两步反应中,第一步为该反应的决速步,故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识,属于基本知识的 考查,难度不大。
3.(2024秋•杭州期中)下列示意图表示正确的是( )
A.图①表示碳的燃烧热
B.图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),由图可知a=0.5
C.已知稳定性顺序:B<A<C,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如③图
D.由图④可知:该反应在低温下可自发进行
【答案】C
【分析】A.碳的燃烧热是指1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量;
B.双方转化率相同是,按照反应系数比进行投料,a此时=2;
C.已知稳定性顺序:B<A<C,即能量数值B>A>C;
D.图示反应,温度越高,Z含量越大,说明反应为吸热反应,压强越大,Z含量越小,说明图示反应为熵增反应。
【解答】解:A.碳的燃烧热是指1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,故乙图不能表示碳的燃烧热,故A错误;
B.双方转化率相同是,按照反应系数比进行投料,a此时=2,故B错误;
C.已知稳定性顺序:B<A<C,即能量数值B>A>C,图③正确,故C正确;
D.图示反应,温度越高,Z含量越大,说明反应为吸热反应,压强越大,Z含量越小,说明图示反应为熵增反应,吸热熵增反应,高温下自发进行,故D错误,
故选:C。
【点评】本题考查热化学方程式,为高频考点,把握反应中能量变化、热化学方程式的书写方法为解答关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
4.(2024秋•杭州期中)二氧化碳加氢制甲醇一般认为通过如下两步反应来实现:
①CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ•mol﹣1
②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH2=﹣90kJ•mol﹣1
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】解答时根据在多步反应历程中,慢反应的活化能大,再根据ΔH的变化进行分析即可。
【解答】解:根据盖斯定律可知,①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为:CO(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),ΔH=ΔH1+ΔH2=(+41kJ•mol﹣1)﹣90kJ•mol﹣1=﹣49kJ•mol﹣1,则总反应是放热反应,则生成物总能量低于反应物总能量,反应①是慢反应,说明反应①的活化能大于反应②的活化能,且ΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,则符合题意的为B,
故选:B。
【点评】本题主要考查了反应中能量的变化,难度不大,侧重考查学生分析问题、解决问题的能力。
5.(2024春•杭州期中)下列变化属于吸热反应的是( )
①液态水汽化
②Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体混合搅拌有氨气放出
③浓硫酸稀释
④石灰石高温分解
⑤生石灰跟水反应
A.② B.①②④ C.②④ D.①④⑤
【答案】C
【分析】①液态水汽化,属于物理变化;
②Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体混合吸收热量;
③浓硫酸稀释,属于物理变化;
④石灰石高温分解吸收热量;
⑤生石灰跟水反应放出热量。
【解答】解:①液态水汽化,属于物理变化,不是化学变化,不是吸热反应,故①错误;
②Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体混合搅拌有氨气放出,为吸热反应,故②正确;
③浓硫酸稀释,属于物理变化,不是化学变化,不是吸热反应,故③错误;
④石灰石高温分解,属于吸热反应,故④正确;
⑤生石灰跟水反应放出热量,为放热反应,故⑤错误;
故选:C。
【点评】本题考查反应中的能量变化,侧重考查学生吸、放热反应的掌握情况,试题比较简答。
6.(2023秋•杭州期末)化学小组研究金属的电化学腐蚀,实验如图:
实验
Ⅰ
Ⅱ
装置
现象
锌片附近处颜色无变化,裸露在外的铁钉附近处出现红色。
铜片附近处出现红色,裸露在外的铁钉附近处出现蓝色
下列说法正确的是( )
A.实验Ⅰ和Ⅱ中铁钉均为负极
B.实验Ⅰ和Ⅱ中均发生吸氧腐蚀,且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ>实验Ⅱ
C.一段时间后,实验1铁钉附近也出现了蓝色,可能是K3[Fe(CN)6]氧化了单质Fe
D.一段时间后,实验Ⅰ和实验Ⅱ中均出现红褐色
【答案】C
【分析】实验Ⅰ中铁钉做正极,锌是负极,锌失电子生成锌离子,金属发生吸氧腐蚀,正极铁电极附近发生电极反应为:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣,显示碱性,遇到酚酞变红色;实验Ⅱ中铁为负极,失电子生成亚铁离子,裸露在外的铁钉附近处出现蓝色沉淀,正极为铜,氧气得电子生成氢氧根离子,铜片附近处出现红色。
【解答】解:A.实验Ⅰ中铁做正极,Ⅱ中铁钉为负极,故A错误;
B.实验Ⅰ和Ⅱ中均发生吸氧腐蚀,实验Ⅰ中铁做正极,Ⅱ中铁钉为负极,且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ<实验Ⅱ,故B错误;
C.实验Ⅰ电化学腐蚀过程中不能生成亚铁离子,则一段时间后,实验1铁钉附近也出现了蓝色,可能是K3[Fe(CN)6]氧化了单质Fe,故C正确;
D.实验Ⅰ中铁钉做正极,锌是负极,锌失电子生成锌离子,金属发生吸氧腐蚀,正极铁电极附近发生电极反应为:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣,不会生成氢氧化铁红褐色的沉淀;实验Ⅱ中铁为负极,失电子生成亚铁离子,正极为铜,氧气得电子生成氢氧根离子,亚铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,再被氧气氧化生成氢氧化铁,红褐色沉淀,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查学生金属的腐蚀和防护方面的知识,属于知识的迁移应用,题目难度不大。
7.(2024春•杭州期末)已知下列反应的能量变化示意图如图,有关说法正确的是( )
A.1mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)放出的热量小于297.0kJ
B.在相同条件下,SO2(g)比SO3(g)稳定
C.1mol S(s)与足量O2(g)反应,最终转化为SO3(g)放出的热量为395.7kJ
D.SO2(g)和O2(g)反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=﹣197.4kJ•mol﹣1
【答案】D
【分析】A.1mol S(g)具有的能量高于1mol S(s);
B.由图可知,1mol SO2(g)和mol O2(g)的总能量比1mol SO3(g)的总能量高98.7kJ,但无法确定1mol SO2(g)的总能量与1mol SO3(g)的总能量的大小关系;
C.SO2转化为SO3属于可逆反应,反应物不能完全转化;
D.反应热与系数成正比。
【解答】解:A.1mol S(g)具有的能量高于1mol S(s),所以1mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)放出的热量大于297.0kJ,故A错误;
B.由图可知,1mol SO2(g)和mol O2(g)的总能量比1mol SO3(g)的总能量高98.7kJ,但无法确定1mol SO2(g)的总能量与1mol SO3(g)的总能量的大小关系,在相同条件下,无法确定SO2(g)与SO3(g)的稳定性,故B错误;
C.SO2转化为SO3属于可逆反应,反应物不能完全转化,由图可知,1mol S(s)与足量O2(g)反应,最终转化为SO3(g)放出的热量小于(297+98.7)kJ=395.7kJ,故C错误;
D.由右图可知,SO2(g)和O2(g)反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=﹣197.4kJ•mol﹣1,故D正确;
故选:D。
【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识,同时考查学生的看图理解能力,属于基本知识的考查,难度不大。
8.(2024秋•杭州期中)下列物质属于弱电解质的是( )
A.Ba(OH)2 B.CO2 C.盐酸 D.CH3COOH
【答案】D
【分析】在水溶液中或者熔融状态下能导电的化合物为电解质,在水溶液中和熔融状态下均不导电的化合物为非电解质;在水溶液中能部分电离的为弱电解质,完全电离的为强电解质,据此判断。
【解答】解:A.KOH是强电解质,故A错误;
B.CO2是非电解质,故B错误;
C.盐酸混合物,既不是电解质也不是非电解质,故C错误;
D.CH3COOH是弱酸,在水溶液中不完全电离,属于弱电解质,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了物质的分类,把握电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念即可解答,题目简单。
9.(2023秋•杭州期末)葡萄中含有一种二元有机弱酸酒石酸(C4H6O6),下列关于酒石酸钠钾(KNaC4H4O6)的说法不正确的是( )
A.KNaC4H4O6属于正盐
B.向水中加入固体KNaC4H4O6,可促进水的电离
C.将10mL0.1mol/LKNaC4H4O6溶液中加水稀释10倍,pH增大
D.KNaC4H4O6溶液中:c(OH﹣)=c(H+)+2c(C4H6O6)+c(C4H5)
【答案】C
【分析】A.C4H6O6是二元有机弱酸,最多只能电离出2个H+;
B.弱酸强碱盐易发生水解反应,能促进水的电离;
C.KNaC4H4O6是弱酸强碱盐,溶液呈碱性,稀释时溶液碱性减弱;
D.KNaC4H4O6溶液中电荷守恒关系为c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH﹣)+2c(C4H4)+c(C4H5),物料守恒关系为c(Na+)+c(K+)=c(C4H6O6)+c(C4H4)+c(C4H5)。
【解答】解:A.C4H6O6是二元有机弱酸,最多只能电离出2个H+,则KNaC4H4O6不能电离出H+,属于正盐,故A正确;
B.KNaC4H4O6是弱酸强碱盐,易发生水解反应,促进水的电离,故B正确;
C.KNaC4H4O6是弱酸强碱盐,溶液呈碱性,将10mL0.1mol/LKNaC4H4O6溶液中加水稀释10倍时溶液碱性减弱,pH减小,故C错误;
D.KNaC4H4O6溶液中电荷守恒关系为c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH﹣)+2c(C4H4)+c(C4H5),物料守恒关系为c(Na+)+c(K+)=2c(C4H6O6)+2c(C4H4)+2c(C4H5),则c(OH﹣)=c(H+)+2c(C4H6O6)+c(C4H5),故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查弱电解质的电离平衡、盐类水解原理的应用,侧重基础知识灵活运用能力考查,把握盐类水解原理及其影响因素、溶液中守恒关系式的应用是解题关键,题目难度中等。
10.(2024•西湖区校级模拟)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1mol•L﹣1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离。已知:当溶液中离子浓度小于10﹣5mol•L﹣1时可认为沉淀完全。25℃时,H2S的电离平衡常数Ka1(H2S)=1.1×10﹣7,Ka2(H2S)=1.3×10﹣13。Ksp(CdS)=2.0×10﹣28,Ksp[Cd(OH)2]=2.0×10﹣16,Ksp(NiS)=3.2×10﹣19,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10﹣15。下列说法不正确的是( )
A.NiS固液混合物中,上层清液里含硫微粒主要以HS﹣形式存在
B.将0.1mol•L﹣1的H2S溶液稀释到0.05mol•L﹣1时,c(S2﹣)几乎不变
C.25℃时,调节pH=2时,废水中的Ni2+和Cd2+能完全转化为硫化物沉淀
D.用NiS固体也能很好地除去溶液中的Cd2+
【答案】C
【分析】A.NiS固液混合物中,上层清液里含硫微粒满足关系:,;
B.S2﹣是二级电离产生的,稀释时对氢离子的影响较大,稀释时H2S的浓度变为原来的一半,平衡常数不变;
C.25℃时,调节pH=2,,c(S2﹣)=1.4×10﹣17mol•L﹣1;
D.NiS+Cd2+⇌Ni2++CdS 的平衡常数K===1.6×109>105。
【解答】解:A.NiS固液混合物中,上层清液里含硫微粒满足关系:,,主要以HS﹣形式存在,故A正确;
B.稀释时H2S的浓度变为原来的一半,平衡常数不变,对二级电离的影响很小,S2﹣是二级电离产生的,将0.1mol•L﹣1的H2S溶液稀释到0.05mol•L﹣1的c(S2﹣)几乎不变,故B正确;
C.25℃时,调节pH=2,,c(S2﹣)=1.4×10﹣17mol•L﹣1,废水中的Cd2+能完全转化为硫化物沉淀,Ni2+不能,故C错误;
D.NiS+Cd2+⇌Ni2++CdS的平衡常数K===1.6×109>105,用NiS固体也能很好的除去溶液中的Cd2+,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查水溶液中的平衡,侧重考查学生难溶电解质沉淀溶解平衡的掌握情况,试题难度中等。
11.(2023•西湖区校级模拟)难溶盐CaF2可溶于盐酸,常温下,用HCl调节CaF2浊液的pH,测得体系中﹣lgc(F﹣)或﹣lgc(Ca2+)与lg的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.M代表﹣lgc(F﹣)与lg的变化曲线
B.难溶盐CaF2的溶度积常数Ksp(CaF2)=10﹣7.4
C.Y点的溶液中存在c(Cl﹣)>c(Ca2+)=c(HF)
D.Z点的溶液中存在lgc(Ca2+)﹣2lg=﹣4.2
【答案】B
【分析】温度不变,电离平衡常数Ka(HF)不变,lg=lg增大,则c(F﹣)减小,﹣lg(F﹣)增大,所以M表示﹣lgc(F﹣)与lg的变化曲线,则N表示﹣lgc(Ca2+)与lg的变化曲线;
A.M表示﹣lgc(F﹣)与lg的变化曲线,则N表示﹣lgc(Ca2+)与lg的变化曲线;
B.lg=lg=1时,﹣lgc(F﹣)=4.2,则c(F﹣)=10﹣4.2mol/L,Ka(HF)=10c(F﹣)=10×10﹣4.2=10﹣3.2;lg=lg=0时,Ka(HF)=c(F﹣)=10﹣3.2mol/L,﹣lgc(Ca2+)=4.2,c(Ca2+)=10﹣4.2mol/L,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)•c2(F﹣);
C.由图像可知,Y点的溶液中有:c(Ca2+)=c(F﹣),结合电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(F﹣)+c(Cl﹣)+c(OH﹣),即有:c(Ca2+)+c(H+)=c(Cl﹣)+c(OH﹣),此时lg>0,即c(HF)<c(H+),溶液显酸性,则c(H+)>c(OH﹣),故有 c(Cl﹣)>c(Ca2+),溶液中存在物料守恒c(F﹣)+c(HF)=2c(Ca2+),因为c(Ca2+)=c(F﹣),所以c(Ca2+)=c(HF);
D.Z点的溶液中存在lgc(Ca2+)﹣2lg=lgc(Ca2+)﹣lg[]2=lg=lg×[]2=lg。
【解答】解:A.温度不变,电离平衡常数Ka(HF)不变,lg=lg增大,则c(F﹣)减小,﹣lg(F﹣)增大,所以M表示﹣lgc(F﹣)与lg的变化曲线,故A正确;
B.lg=lg=1时,﹣lgc(F﹣)=4.2,则c(F﹣)=10﹣4.2mol/L,Ka(HF)=10c(F﹣)=10×10﹣4.2=10﹣3.2;lg=lg=0时,Ka(HF)=c(F﹣)=10﹣3.2mol/L,﹣lgc(Ca2+)=4.2,c(Ca2+)=10﹣4.2mol/L,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c2(F﹣)=10﹣4.2×(10﹣3.2)2=10﹣10.6,故B错误;
C.由图像可知,Y点的溶液中有:c(Ca2+)=c(F﹣),结合电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(F﹣)+c(Cl﹣)+c(OH﹣),即有:c(Ca2+)+c(H+)=c(Cl﹣)+c(OH﹣),此时lg>0,即c(HF)<c(H+),溶液显酸性,则c(H+)>c(OH﹣),故有 c(Cl﹣)>c(Ca2+),溶液中存在物料守恒c(F﹣)+c(HF)=2c(Ca2+),因为c(Ca2+)=c(F﹣),所以c(Ca2+)=c(HF),则存在c(Cl﹣)>c(Ca2+)=c(HF),故C正确;
D.Z点的溶液中存在lgc(Ca2+)﹣2lg=lgc(Ca2+)﹣lg[]2=lg=lg×[]2=lg=lg=﹣4.2,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考难溶物的溶解平衡,侧重考查图象分析、判断及计算能力,正确判断曲线与离子的关系、明确电离平衡常数和溶度积常数的计算方法是解本题关键,难点是电离平衡常数和溶度积常数的计算。
12.(2024•杭州模拟)室温下,向c(Al3+、c(Zn2+)均为0.1mol•L﹣1的混合溶液中持续通入H2S气体,始终保持H2S饱和即c(H2S)=0.1mol•L﹣1,通过调节pH可使Al3+生成Al(OH)3沉淀,Zn2+生成ZnS沉淀,体系中lgc与pH的关系如图所示,c为HS﹣、S2﹣、Al3+和Zn2+的浓度,单位均为mol•L﹣1。下列说法不正确的是( )
A.线②表示lgc(S2﹣)与pH的关系
B.pH为1~2时,溶液中析出的是ZnS
C.Ksp[Al(OH)3]的数量级为10﹣33
D.Zn2++H2S═ZnS↓+2H+的平衡常数为10﹣0.4
【答案】D
【分析】c起始时c(Al3+)、c(Zn2+)均为0.1mol•L﹣1,持续通入H2S气体,始终保持c(H2S)=0.1mol•L﹣1,即酸性较强时c(Al3+)、c(Zn2+)均较大,且c(HS﹣)>c(S2﹣),弱酸性条件下c(HS﹣)、c(S2﹣)均随着pH增大而增大,则曲线③④表示的离子为c(Al3+)或c(Zn2+),曲线①、②分别表示lgc(HS﹣)、lgc(S2﹣)与pH的关系,由于10﹣10.8×10﹣10.8=10﹣8×10﹣13.6,所以曲线③、④分别表示lgc(Al3+)、lgc(Zn2+)与pH的关系,Ksp(ZnS)=c(Zn2+)•c(S2﹣)=10﹣10.8×10﹣10.8=10﹣21.6,根据(3.4,﹣1)计算Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)•c3(OH﹣)=(103.4﹣14)3×0.1=10﹣32.8,据此进行解答。
【解答】解:A.由上述分析可知,曲线①、②、③、④分别表示lgc(HS﹣)、lgc(S2﹣)、lgc(Al3+)、lgc(Zn2+)与pH的关系,故A正确;
B.曲线③、④分别表示lgc(Al3+)、lgc(Zn2+)与pH的关系,由图可知,pH为1~2时c(Al3+)不变、c(Zn2+)减小,即Zn2+转化为ZnS沉淀析出,故B正确;
C.曲线③表示lgc(Al3+)与pH的关系,由图可知,pH=3.4时c(Al3+)=0.1mol/L,且Al3+生成Al(OH)3沉淀,则Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)•c3(OH﹣)=(103.4﹣14)3×0.1=10﹣32.8,数量级为10﹣33,故C正确;
D.由图可知,pH=7时c(Zn2+)=10﹣13.6mol/L,c(H+)=10﹣7mol/L,则反应Zn2++H2S═ZnS↓+2H+的平衡常数K===100.6,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查沉淀溶解平衡图像分析,准确判断曲线代表的意义、溶度积常数的计算及其应用是解题的关键,题目难度中等。
13.(2023•杭州模拟)牙齿表面有一薄层釉质保护着,釉质层主要成分是难溶的羟基磷灰石,存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3(aq)+OH﹣(aq)Ksp=6.8×10﹣37,已知Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10﹣61。下列说法不正确的是( )
A.在牙膏中添加适量的磷酸盐,能起到保护牙齿的作用
B.正常口腔的pH接近中性,牙齿不易被腐蚀
C.使用添加NaF的含氟牙膏,可实现Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)的转化,该反应的平衡常数约为2.4×1024
D.口腔中的食物残渣能产生有机酸,容易导致龋齿,使Ksp增大
【答案】D
【分析】A.c()增大,Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3(aq)+OH﹣(aq)的平衡逆向移动;
B.正常口腔的pH接近中性,不会破坏沉淀溶解平衡;
C.Ca5(PO4)3OH(s)向Ca5(PO4)3F(s)转化的平衡常数K==×═;
D.Ksp只与温度有关,与溶液中离子浓度大小无关。
【解答】解:A.牙齿表面存在的平衡为Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3(aq)+OH﹣(aq),在牙膏中添加适量的磷酸盐,c()增大,牙平衡逆向移动,起到保护牙齿的作用,故A正确;
B.正常口腔的pH接近中性,c(H+)减小,不会破坏沉淀溶解平衡,有利于牙齿健康,牙齿不易被腐蚀,故B正确;
C.Ca5(PO4)3OH(s)向Ca5(PO4)3F(s)转化的平衡常数K==×═=≈2.4×1024,故C正确;
D.口腔中的食物残渣能产生有机酸,能与OH﹣反应生成水,促进平衡正向移动,易导致龋齿,但Ksp只与温度有关,温度不变则Ksp不变,与溶液中离子浓度大小无关,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查沉淀溶解平衡、溶度积常数的计算,把握沉淀溶解平衡及其影响因素、溶度积常数的应用即可解答,侧重分析能力和计算能力的考查,题目难度不大。
14.(2024秋•杭州月考)在密闭容器中,反应A(g)+3B(g)⇌C(g) ΔH分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol•L﹣1、c(B)=0.300mol•L﹣1、c(C)=0;②、③与①比较只有一个实验条件不同。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.与实验①相比,实验②可能使用了催化剂
B.实验③进行10s后,用A表示的平均反应速率v(A)=0
C.实验②平衡时B的转化率为40%
D.该反应的ΔH<0
【答案】D
【分析】A.实验①、②相比,实验②先达到“拐点”,但反应物A平衡时浓度不变;
B.实验③进行10 s 后,反应A浓度不变,说明此时达到平衡状态;
C.由图可知△c(A)=(0.1﹣0.06)mol•L﹣1=0.04mol•L﹣1,根据方程式求出△c(B),再结合 B 的转化率=×100%;
D.实验③与①相比,反应速率加快,且平衡向正向进行。
【解答】解:A.实验①、②相比,实验②反应速率较大,且达到相同的平衡状态,则应加入催化剂,反应速率增大,但平衡不移动,故A正确;
B.实验③进行10s后,反应达到平衡状态,但反应未停止,速率不等于0,故B正确;
C.由图可知△c(A)=(0.1﹣0.06)mol•L﹣1=0.04mol•L﹣1,则△c(B)=0.12mol•L﹣1,B 的转化率=×100%==40%,故C正确;
D.实验③与①相比,反应速率加快,且平衡向正向进行,改变的条件可能为增大压强或升高温度,若是升高温度,平衡正向移动,则该反应的ΔH>0,故D错误;
故选:D。
【点评】本题综合考查化学平衡知识,侧重考查学生分析能力和计算能力,题目涉及化学平衡的移动、化学平衡的计算,正确分析题中信息,结合勒夏特列原理、化学平衡状态判断知识点解答,此题难度不大。
15.(2024•杭州模拟)对于反应2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH=+48kJ•mol﹣1在343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应至a处需要吸收9.6kJ的能量
B.343K时,该反应的平衡常数K约为0.02
C.该反应△S=0,高温更有利于反应自发进行
D.增大压强能加快SiHCl3的反应速率,但一定不能改变SiHCl3的平衡转化率
【答案】B
【分析】A.由图可知,反应至a处时SiHCl3的转化率为20%,但起始量未知,不能计算△n(SiHCl3);
B.由图可知,343K时反应的平衡转化率为22%,若设SiHCl3的起始量为amol,
反应三段式为2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始量(mol) a 0 0
变化量(mol) 0.22a 0.11a 0.11a
平衡量(mol) 0.78a 0.11a 0.11a
根据平衡常数K=计算判断;
C.根据反应自发进行的条件ΔH—TΔS<0分析判断;
D.若充入SiH2Cl2或SiCl4增大压强,则反应速率增大,平衡逆向移动。
【解答】解:A.由图可知,反应至a处时SiHCl3的转化率为20%,但起始量未知,不能计算△n(SiHCl3),则不能计算反应热,故A错误;
B.由图可知,343K时反应的平衡转化率为22%,若设SiHCl3的起始量为amol,
反应三段式为2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始量(mol) a 0 0
变化量(mol) 0.22a 0.11a 0.11a
平衡量(mol) 0.78a 0.11a 0.11a
则平衡常数K==≈0.02,故B正确;
C.该反应ΔH>0,一定条件下能自发进行,即ΔH—TΔS<0,可得△S>0,故C错误;
D.若充入SiH2Cl2或SiCl4增大压强,则反应速率增大,平衡逆向移动,SiHCl3的平衡转化率减小,所以增大压强可能改变SiHCl3的平衡转化率,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查化学平衡图象分析,侧重分析判断能力和计算能力考查,把握化学平衡影响因素、化学平衡常数的计算是解题关键,题目难度中等。
16.(2023秋•杭州月考)T1时,在1L的密闭容器中进行反应:2A(g)+B(g)⇌C(g)。A、B的起始浓度均为0.5mol•L﹣1,起始压强为p0,反应达到平衡状态时压强为p且=。下列说法不正确的是( )
A.T1时,该反应的K=
B.T1时,A的平衡转化率为80%
C.升高温度,平衡常数为100,可知该反应为吸热反应
D.T1达到平衡时,再充入0.1mol C和0.1mol B,则平衡将正向移动
【答案】D
【分析】A.根据“三段式”计算出平衡时各物质的浓度,再结合K=进行计算;
B.根据转化率=×100%进行计算;
C.若反应ΔH>0,升高温度,K增大;若反应ΔH<0,升高温度,K减小,据此判断;
D.利用Q与K的大小关系,判断平衡的移动,若Q=K,v正=v逆≠0,平衡不移动;若Q>K,v正<v逆,平衡逆向移动;若Q<K,v正>v逆,平衡正向移动。
【解答】解:已知A、B的起始浓度均为0.5mol•L﹣1,容器的体积V=1L,则起始时n(A)=n(B)=0.5mol,假设A的转化量为2xmol•L﹣1,利用“三段式”进行计算:
2A(g)+B(g)⇌C(g)
起始量(mol/L) 0.5 0.5 0
转化量(mol/L) 2x x x
平衡量(mol/L) 0.5﹣2x 0.5﹣x x
平衡时,n(A)=(0.5﹣2x)mol,n(B)=(0.5﹣x)mol,n(C)=xmol,根据恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比有==,解得x=0.2;
A.根据“三段式”计算可知,平衡时c(A)=0.1mol/L,c(B)=0.3mol/L,c(C)=0.2mol/L,则K===,故A正确;
B.根据“三段式”计算数据可知,α(A)=×100%=×100%=80%,故B正确;
C.T1时,反应的平衡常数为,升高温度,平衡常数为100,即温度升高,K值增大,因此该反应为吸热反应,故C正确;
D.T1达到平衡时,再充入0.1mol C和0.1mol B,则此时c(B)=0.4mol/L,c(C)=0.3mol/L,因此Q===>=K,平衡逆向移动,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查化学反应平衡常数、转化率的计算以及化学平衡状态的判定等,学会利用“三段式”进行计算是本题的关键,题目难度中等。
17.(2023秋•杭州月考)在A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)中,表示该反应速率最快的是( )
A.vA=0.5mol•L﹣1•min﹣1
B.vB=1.2mol•L﹣1•min﹣1
C.vC=0.9mol•L﹣1•min﹣1
D.vD=1mol•L﹣1•min﹣1
【答案】B
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,据此理论转化为同种物质的反应速率再比较快慢,且注意速率单位统一,以此来解答。
【解答】解:A.vA=0.5mol•L﹣1•min﹣1;
B.vB=1.2mol•L﹣1•min﹣1,转化为vA=1.2mol•L﹣1•min﹣1×=0.6mol•L﹣1•min﹣1;
C.vC=0.9mol•L﹣1•min﹣1,转化为vA=0.9mol•L﹣1•min﹣1×=0.3mol•L﹣1•min﹣1;
D.D为固体,不能用mol•L﹣1•min﹣1表示其反应速率;
显然B中反应速率最快,
故选:B。
【点评】本题考查化学反应速率,为高频考点,把握反应速率与化学计量数的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意转化法的应用及速率单位统一,题目难度不大。
18.(2023秋•杭州期末)已知:气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量叫键能。恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH。有关数据如表:
化学键
H﹣H
N﹣H
N≡N
键能/kJ⋅mol﹣1
436
391
946
下列叙述正确的是( )
A.2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)ΔH=﹣92kJ⋅mol﹣1
B.当容器中压强不再变化时,反应到达平衡状态
C.增大N2的浓度和使用催化剂均可提高H2的平衡转化率
D.增大H2浓度可增大活化分子百分数,使反应速率增大
【答案】B
【分析】A.焓变=反应物的总键能﹣生成物的总键能;
B.该反应为气体分子数减小的反应;
C.催化剂不影响化学平衡;
D.增大浓度,活化分子百分数不变,活化分子数增多。
【解答】解:A.2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)ΔH=(391×6)kJ⋅mol﹣1﹣(3×436+946)kJ⋅mol﹣1=+92kJ⋅mol﹣1,故A错误;
B.由反应可知,随反应的进行气体分子数逐渐减小,压强逐渐减小,当体系压强保持不变时,反应达到平衡状态,故B正确;
C.催化剂不影响化学平衡,不能提高H2的平衡转化率,故C错误;
D.增大H2浓度,活化分子百分数不变,活化分子数增多,使反应速率增大,故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要考查化学反应中能量的变化、化学平衡的影响因素和化学平衡状态的判断,侧重考查学生基础知识的掌握情况,题目难度中等。
19.(2024秋•杭州期中)已知气相直接水合法可以制取乙醇:H2O(g)+C2H4(g)⇌CH3CH2OH(g)ΔH。投料比为n(H2O):n(C2H4)=1:1的条件下投料,乙烯的平衡转化率与温度(T)及压强(p)的关系如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.ΔH<0,p1<p2
B.在p2,280℃条件下,C点的v逆>v正
C.如果温度过高,该反应不能自发
D.A点对应条件下反应达平衡时,产物乙醇所占的体积分数约为11%
【答案】B
【分析】由图可知,压强一定时,升高温度,乙烯的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故反应为放热反应,反应正向气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,压强为p2时,乙烯的平衡转化率大,故p1<p2,据此作答。
【解答】解:A.由分析可知,反应为放热反应,ΔH<0,p1<p2,故A正确;
B.在p2,280℃条件下,C点达到平衡时,乙烯的平衡转化率增大,反应正向进行,v正>v逆,故B错误;
C.ΔH<0,反应正向气体分子数减小,△S<0,故反应低温时自发,故C正确;
D.设起始时n(H2O)=n(C2H4)=1mol,A点对应条件下反应达平衡时,α(C2H4)=20%,则乙烯的反应量为1mol×20%=0.2mol,则平衡时n(H2O)=n(C2H4)=1mol﹣0.2mol=0.8mol,n(CH3CH2OH)=0.2mol,平衡时混合气体的总物质的量为0.8mol+0.8mol+0.2mol=1.8mol,产物乙醇所占的体积分数为×100%≈11%,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
20.(2024秋•杭州期中)在2L恒容密闭容器中,充入2.0mol NO和2.0mol SO2在一定条件下发生反应2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g),测得平衡体系中NO、SO3的物质的量分数(x%)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T1时,当2v正(SO3)=v逆(N2)时反应达到平衡状态
C.T2时,若反应经ts达到平衡,则
D.b点时,往容器中再充入NO、SO2各1.0mol,再次平衡时x%(N2)减小
【答案】C
【分析】A.由图可知,升高温度,NO的物质的量分数增大,可知升高温度平衡逆向移动,焓变等于正逆反应的活化能之差;
B.不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比时,为平衡状态;
C.T2时,若反应经ts达到平衡,由图可知SO3的物质的量分数为40%,则
2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g)
开始(mol) 2 2 0 0
转化(mol) x x 0.5x x
平衡(mol) 2﹣x 2﹣x 0.5x x
×100%=40%,解得x=mol,结合v=计算;
D.由图可知,b点时平衡体系中NO、SO3的物质的量分数相等,则
2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g)
开始(mol) 2 2 0 0
转化 (mol) y y 0.5y y
平衡 (mol)2﹣y 2﹣y 0.5y y
则2﹣y=y,解得y=1mol,即平衡时NO、SO2、N2、SO3的物质的量分别为1.0mol、1.0mol、0.5mol、1mol。
【解答】解:A.由图可知,升高温度,NO的物质的量分数增大,可知升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,焓变为负,则该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能,故A错误;
B.不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比时,为平衡状态,则T1时,当v正(SO2)=2v逆(N2)时反应达到平衡状态,故B错误;
C.T2时,若反应经ts达到平衡,由图可知SO3的物质的量分数为40%,则
2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g)
开始(mol) 2 2 0 0
转化(mol) x x 0.5x x
平衡(mol) 2﹣x 2﹣x 0.5x x
×100%=40%,解得x=mol,反应经ts达到平衡,则v(N2)==mol•L﹣1•s﹣1,故C正确;
D.由图可知,b点时平衡体系中NO、SO3的物质的量分数相等,则
2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g)
开始(mol) 2 2 0 0
转化 (mol) y y 0.5y y
平衡 (mol)2﹣y 2﹣y 0.5y y
则2﹣y=y,解得y=1mol,即平衡时NO、SO2、N2、SO3的物质的量分别为1.0mol、1.0mol、0.5mol、1mol,体积为2L,K===1,b点时往容器中再充入NO、SO2、N2、SO3各1.0mol,Q===0.75<K,平衡正向移动,且反应为气体总物质的量减小的反应,则再次平衡时x(N2)增大,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握图中坐标的意义、化学平衡三段法、平衡移动及判定为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意选项D为解答的难点,题目难度不大。
二.解答题(共4小题)
21.(2023秋•上城区校级期中)按要求作答。
(1)已知键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。已知几种化学键的键能如下表所示:
化学键
C﹣H
O=O
H﹣O
C=O
键能/kJ•mol﹣1
a
b
c
d
请根据以上键能写出CH4与O2反应的热化学方程式 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=(4a+2b﹣2d﹣4c)kJ/mol 。
(2)泡沫灭火器[里面装饱和NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液]的工作原理(用离子方程式表示) Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑ 。
(3)已知Ka(HClO)=4.0×10﹣8,Ka1(H2CO3)=4.5×10﹣7,Ka2(H2CO3)=4.1×10﹣11,则在NaClO溶液中通入少量CO2的离子方程式为 CO2+ClO﹣+H2O═+HClO 。
(4)25℃时,用水稀释0.1mol•L﹣1氨水,随着稀释的进行,下列一定增大的是 BD 。
A.
B.
C.
D.c(H+)
(5)已知:Ka1(H2S)=1.0×10﹣7,Ka2(H2S)=1.0×10﹣14。常温下0.1mol•L﹣1Na2S溶液的pH约为13,该溶液中.c(HS﹣) < c(S2﹣)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=(4a+2b﹣2d﹣4c)kJ/mol;
(2)Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)CO2+ClO﹣+H2O═+HClO;
(4)BD;
(5)<。
【分析】(1)反应焓变ΔH=反应物总键能﹣生成物总键能,标注物质聚集△和对应反应的焓变得到热化学方程式;
(2)NaHCO3溶液和Al2(SO4)3发生互促水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体;
(3)Ka1(H2 CO3)>Ka( HClO)>Ka2(H2 CO3)得知,向NaClO溶液中通入少量的CO2应生成碳酸氢钠和次氯酸;
(4)25℃时,用水稀释0.1mol•L﹣1氨水,随着稀释的进行,促进一水合氨的电离,平衡状态下离子浓度减小,电离平衡常数和离子积常数不变,据此分析判断;
(5)常温下0.1mol•L﹣1Na2S溶液的pH约为13,该溶液中的硫离子水解,溶液显碱性。
【解答】解:(1)根据以上键能写出CH4与O2反应的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=(4a+2b﹣2d﹣4c)kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=(4a+2b﹣2d﹣4c)kJ/mol;
(2)NaHCO3溶液和Al2(SO4)3发生互促水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,反应的离子方程式为:Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)依据Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2()得知,向NaClO溶液中通入少量的CO2应生成碳酸氢钠和次氯酸钠,正确应为:CO2+ClO﹣+H2O═+HClO,
故答案为:CO2+ClO﹣+H2O═+HClO;
(4)A.25℃时,用水稀释0.1mol•L﹣1氨水,随着稀释的进行,=×=,比值不变,故A错误;
B.25℃时,用水稀释0.1mol•L﹣1氨水,随着稀释的进行,电离平衡正向进行,=×=,比值增大,故B正确;
C.25℃时,用水稀释0.1mol•L﹣1氨水,随着稀释的进行=×=×c(NH3•H2O),比值减小,故C错误;
D.25℃时,用水稀释0.1mol•L﹣1氨水,随着稀释的进行,溶液中存在离子积常数Kw=c(OH﹣)×c(H+),随温度变化,氢氧根离子浓度减小,c(H+)增大,故D正确;
故答案为:BD;
(5)常温下0.1mol•L﹣1Na2S溶液的pH约为13,该溶液中的硫离子水解,溶液显碱性,c(HS﹣)<c(S2﹣),
故答案为:<。
【点评】本题考查了反应焓变的计算、热化学方程式书写、弱电解质电离平衡、平衡常数的计算等知识点,注意知识的熟练掌握,题目难度中等。
22.(2023秋•杭州期中)二元酸及其盐在水溶液中存在相关平衡。已知常温下,H2SO3和H2CO3的电离平衡常数如表所示。
二元酸
H2SO3
H2CO3
Ka1
1.5×10﹣2
4.5×10﹣7
Ka2
6.0×10﹣8
4.7×10﹣11
(1)缓冲溶液是能缓解外加少量酸或碱而保持溶液pH基本不变的溶液。人体血液中H2CO3/HCO缓冲体系对稳定pH发挥着重要作用。当血液中CO2浓度上升,血液缓冲体系中的值 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)常温下0.1mol/LNaHSO3溶液的pH=a,则a B (填字母)。
A.大于7
B.小于7
C.等于7
D.无法确定
该溶液中,水电离出的H+浓度为 10a﹣14 mol/L(用a表示)。
(3)浓度为均为0.1mol/LNa2SO3和Na2CO3等体积混合后,溶液中①SO、②CO、③HSO、④HCO浓度从大到小的顺序为 ①②④③ (填序号)。
(4)常温下,用一定浓度的NaOH溶液滴定某二元酸H2A溶液。溶液中,含A元素粒子的分布系数δ随pH的变化关系如图所示[例如A2﹣的分布系数:δ(A2﹣)=]。
①常温下,Na2A的水解平衡常数为 10﹣12 。
②若向0.1mol/L的NaHA溶液中加入等体积的0.1mol/LKOH溶液(忽略混合后溶液的体积变化),混合后溶液中c(Na+)+c(K+) = 2c(HA﹣)+2c(A2﹣)(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)减小;
(2)B;10a﹣14;
(3)①②④③;
(4)①10﹣12;
②=。
【分析】(1)当血液中CO2浓度上升,溶液中c(H+)增大,温度不变,碳酸的电离平衡常数不变,血液缓冲体系中=;
(2)常温下0.1mol/LNaHSO3溶液中的水解平衡常数Kh==≈6.7×10﹣13<Ka2,说明的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性,抑制水电离,该溶液中,水电离出的c(H+)=;
(3)浓度为均为0.1mol/LNa2SO3和Na2CO3等体积混合后,水解程度:②>①,水解程度越大,溶液中该离子浓度越小,得到的酸式酸根离子浓度越大;
(4)①根据图知,常温下,溶液中含A的微粒有两种,说明H2A第一步完全电离、第二步部分电离,随着溶液pH值的增大,δ(A2﹣)增大、δ(HA﹣)减小,当δ(A2﹣)=δ(HA﹣)时,c(A2﹣)=c(HA﹣),溶液的pH=2,Ka2=×c(H+)=c(H+)=10﹣2 mol/L,Na2A的水解平衡常数=;
②混合后溶液中存在物料守恒为c(Na+)=c(K+)=c(HA﹣)+c(A2﹣)。
【解答】解:(1)当血液中CO2浓度上升,溶液中c(H+)增大,温度不变,碳酸的电离平衡常数不变,血液缓冲体系中=,增大,
故答案为:增大;
(2)常温下0.1mol/LNaHSO3溶液中的水解平衡常数Kh==≈6.7×10﹣13<Ka2,说明的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性,a<7;抑制水电离,该溶液中,水电离出的c(H+)==mol/L=10a﹣14mol/L,
故答案为:B;10a﹣14;
(3)浓度为均为0.1mol/LNa2SO3和Na2CO3等体积混合后,水解程度:②>①,水解程度越大,溶液中该离子浓度越小,得到的酸式酸根离子浓度越大,所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是①②④③,
故答案为:①②④③;
(4)①根据图知,常温下,溶液中含A的微粒有两种,说明H2A第一步完全电离、第二步部分电离,随着溶液pH值的增大,δ(A2﹣)增大、δ(HA﹣)减小,当δ(A2﹣)=δ(HA﹣)时,c(A2﹣)=c(HA﹣),溶液的pH=2,Ka2=×c(H+)=c(H+)=10﹣2 mol/L,Na2A的水解平衡常数===10﹣12,
故答案为:10﹣12;
②混合后溶液中存在物料守恒为c(Na+)=c(K+)=c(HA﹣)+c(A2﹣),所以存在c(Na+)+c(K+)=2c(HA﹣)+2c(A2﹣),
故答案为:=。
【点评】本题考查弱电解质的电离及盐类水解,侧重考查分析、判断及计算能力,明确弱电解质电离平衡常数的计算方法、电离平衡常数与水解平衡常数的关系是解本题关键,题目难度不大。
23.(2024秋•杭州期中)研究CO2的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题;
二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料,由CO2和H2制备二甲醚的反应原理如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=﹣49.8kJ•mol﹣1
反应Ⅱ:CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ•mol﹣1
反应Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3= ﹣123.0 kJ/mol,据此判断反应Ⅲ在 低温 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)条件能自发进行。
(2)T1℃时,将1mol二甲醚充入某恒容密闭容器中,发生如下分解反应:
CH3OCH3(g)⇌CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见表:
反应时间t/min
0
5
10
15
20
∞
气体总压p总/kPa
10.0
13.6
15.8
17.7
18.9
20.0
由表中数据计算:反应达平衡时,二甲醚的分解率为 50.0% ,该温度下的平衡常数KP= 25.0 (kPa)2(KP为用气体平衡分压代替气体平衡浓度表示的平衡常数,分压=总压x气体的物质的量分数)。
(3)恒压下将CO2和氢气按体积比1:3混合,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。其中:CH3OH选择性=×100%
①在上述条件下,结合图象分析,合成甲醇的最佳温度是 230℃ ℃,最佳催化剂是 CZ(Zr﹣1)催化剂 。
②温度高于230℃CH3OH产率随温度升高而下降的原因是 反应I放热而反应Ⅱ吸热,温度高于230℃时,随着温度升高,反应Ⅰ逆向移动而反应Ⅱ正向移动,CH3OH的实际产量降低,因此CH3OH的平衡产率降低 。
【答案】(1)﹣123.0;低温;
(2)50.0%;25.0;
(3)①230℃;CZ(Zr﹣1)催化剂;
②反应I放热而反应Ⅱ吸热,温度高于230℃时,随着温度升高,反应Ⅰ逆向移动而反应Ⅱ正向移动,CH3OH的实际产量降低,因此CH3OH的平衡产率降低。
【分析】(1)利用盖斯定律计算反应热,并根据吉布斯自由能判断反应自发进行的条件;
(2)应用三段式的方法进行计算;
(3)结合图像信息,选择反应的最佳条件,并分析可能的原因。
【解答】解:(1)由题干信息可知,ΔH3= 2ΔH1﹣ΔH2=(﹣49.8kJ•mol﹣1)×2﹣(+23.4kJ•mol﹣1)=﹣123.0kJ•mol﹣1,反应Ⅲ的ΔS<0,ΔH<0,因此在低温下自发进行,
故答案为:﹣123.0;低温;
(2)利用三段式的方法进行计算,过程如下:
CH3OCH3(g)⇌CH4(g)+H2(g)+CO(g)
初始时(mol) 1 0 0 0
变化量(mol) x x x x
平衡时(mol) (1﹣x) x x x
达到平衡时气体的总物质的量为(1+x)mol+xmol+xmol+xmol=(1+2x)mol,根据气体的状态方程可知,恒温恒容时气体的压强比等于物质的量之比,则=,解得x=0.5,此时CH3OCH3(g)、CH4(g)、H2(g)、CO(g)的分压分别为5.0kPa,5.0kPa,5.0kPa,5.0kPa,所以反应达平衡时,二甲醚的分解率为×100%=50.0%,该温度下的平衡常数KP== 25.0(kPa)2,
故答案为:50.0%;25.0;
(3)①由图可知,甲醇的产率在230℃达到最高,且使用CZ(Zr﹣1)催化剂的产率高于CZT催化剂,
故答案为:230℃;CZ(Zr﹣1)催化剂;
②温度高于230℃,随着温度的升高,反应Ⅰ逆向移动,而反应Ⅱ正向移动,导致甲醇的实际产量降低,
故答案为:反应I放热而反应Ⅱ吸热,温度高于230℃时,随着温度升高,反应Ⅰ逆向移动而反应Ⅱ正向移动,CH3OH的实际产量降低,因此CH3OH的平衡产率降低。
【点评】珠海考查反应热与平衡的计算,以及勒夏特列原理的应用。
24.(2024秋•杭州期中)利用反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。
(1)下列措施能加快反应速率的是 ac (填字母)。
a.恒温恒容下,充入CO(g)
b.恒温恒容下,充入He(g)增大压强
c.升高温度
d.将CO2(g)从体系中分离出来
(2)在恒温恒压容器中,下列可说明反应达到平衡状态的是 ab (填字母)。
a.CO的浓度不再改变
b.气体密度保持不变
c.NO、CO、CO2N2的浓度之比为2:2:2:1
d.v(CO)=2v(N2)
(3)一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中加入物质的量均为1mol的NO(g)和 CO(g),测得容器内压强(P)随时间(t)的变化如图所示。
①0~2min内,v(NO)= 0.1 mol•L﹣1•min﹣1。
②CO的平衡转化率为 80% 。
③平衡时,N2的体积分数为 25% 。
【答案】(1)ac;
(2)ab;
(3)①0.1;
②80%;
③25%。
【分析】(1)a.恒温恒容下,加入CO(g),反应物浓度增大;
b.恒温恒容下,充入He(g),反应物和生成物浓度都不变;
c.升高温度加快反应速率;
d.将CO2(g)从体系中分离出来,生成物浓度减小;
(2)a.CO的浓度不再改变;
b.恒温恒压容器中,气体密度保持不变;
c.O、CO、CO2、N2的浓度之比为2:2:2:1的状态不一定是平衡状态;
d.v(CO)=2v(N2)有指明正向、逆向;
(3)①利用三段式法可知,设生成氮气物质的量为xmol,
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) 2x 2x x 2x
平衡量(mol) 1﹣2x 1﹣2x x 2x
2min末,容器的压强变为初始时的0.9倍,即气体的物质的量变为初始时的0.9倍,可得关系式:2﹣x=1.8,x=0.2;
②利用三段式法可知,设生成氮气物质的量为xmol,
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) 2x 2x x 2x
平衡量(mol) 1﹣2x 1﹣2x x 2x
平衡时,容器的压强变为初始时的0.8倍,即气体的物质的量变为初始时的0.8倍,可得关系式:2﹣x=1.6,解得x=0.4,到达平衡消耗0.8mol CO;
③b点是平衡状态,N2的体积分数=×100%。
【解答】解:(1)a.恒温恒容下,充入CO(g),反应物浓度增大,反应速率中等,故a正确;
b.恒温恒容下,充入He(g),增大总压强,气体分液不变,反应速率不变,故b错误;
c.升高温度能中等反应速率,故c正确;
d.将CO2(g)从体系中分离出来,生成物浓度减小,化学反应速率减慢,故d错误;
故答案为:ac;
(2)a.CO的浓度不再改变,符合化学平衡的基本特征,故a正确;
b.恒温恒压容器中,气体密度保持不变,说明该反应已达到平衡状态,故b正确;
c..O、CO、CO2、N2的浓度之比为2:2:2:1的状态不一定是平衡状态,与反应物的起始量和转化率有关,故c错误;
d.v(CO)=2v(N2),比例正确,但没有指明正向、逆向,故d错误;
故答案为:ab;
(3)①利用三段式法可知,设生成氮气物质的量为xmol,
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) 2x 2x x 2x
平衡量(mol) 1﹣2x 1﹣2x x 2x
2min末,容器的压强变为初始时的0.9倍,即气体的物质的量变为初始时的0.9倍,可得关系式:2﹣x=1.8,x=0.2,0~2min内,v(NO)= =0.1mol•L﹣1•min﹣1,
故答案为:0.1;
②利用三段式法可知,设生成氮气物质的量为xmol,
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) 2x 2x x 2x
平衡量(mol) 1﹣2x 1﹣2x x 2x
平衡时,容器的压强变为初始时的0.8倍,即气体的物质的量变为初始时的0.8倍,可得关系式:2﹣x=1.6,解得x=0.4,到达平衡消耗0.8mol CO,CO的平衡转化率=×100%=80%,
故答案为:80%;
③平衡时,为b点,N2的体积分数=×100%=×100%=25%,
故答案为:25%。
【点评】本题考查反应速率和化学平衡的影响因素分析判断、化学平衡的计算应用,侧重考查学生反应速率和平衡移动的掌握情况,题目难度中等。
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