内容正文:
2023~2024学年度下期第一次月考
一、单选题(共15小题,每题3分;共45分)
1. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. ,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B. 用饱和除去中的HCl,可减少的损失
C. 对,平衡体系增大压强可使颜色变深
D. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
2. 某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应,一段时间后达到平衡。下列说法错误的是
A. 升高温度,若增大,则
B. 加入一定量Z,达新平衡后减小
C. 加入等物质的量的Y和Z,保持温度不变,达新平衡后增大
D. 加入一定量氩气,平衡不移动
3. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 反应速率:
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
4. 相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是
A. B.
C. D.
5. 化学反应原理的研究始终与物质变化、能量变化紧密相连,化学反应过程中释放或吸收的能量在生产、生活和科学研究中具有广泛的应用。下列变化过程中,属于放热反应的是
①NaOH固体溶于水;②燃烧木炭取暖;③煅烧石灰石制生石灰;④铝热反应;⑤酸与碱的中和反应;⑥NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌
A. ①③⑥ B. ①④⑤ C. ②③④ D. ②④⑤
6. 工业上常利用和合成尿素,该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 利用和合成尿素是放热反应
C. 的能量一定大于的能量
D. 反应的焓变
7. P4S3可用于制造安全火柴,相关物质的结构及键能如表所示:
物质
共价键
S—S
P—P
P—S
键能(kJ·mol-1)
a
b
c
则反应S8(s)+P4(s)=P4S3(s)的ΔH为
A. (a+b-c)kJ·mol-1 B. (c-a-b)kJ·mol-1
C. (3a+3b-6c)kJ·mol-1 D. 3(a+2b-3c)kJ·mol-1
8. 在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是
A. H+浓度减小,HClO浓度减小 B. H+浓度增大,HClO浓度增大
C. H+浓度减小,HClO浓度增大 D. H+浓度增大,HClO浓度减小
9. 对于可逆反应:FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl的理解不正确的是
A. 增大FeCl3浓度,平衡向正反应方向移动
B. 增大KSCN的浓度,平衡向正反应方向移动
C. 增大Fe(SCN)3的浓度,平衡向逆反应方向移动
D. 增大KCl的浓度,平衡向逆反应方向移动
10. 地康法制氯气的反应为,下列措施中既能增大反应速率又能增大HCl平衡转化率的是
A. 升高温度 B. 增大氧气的浓度
C. 使用合适的催化剂 D. 移出H2O
11. 已知反应N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1 ,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
B. A、C两点气体的颜色:A浅,C深
C. 由状态B到状态A,可以用加催化剂方法
D. A、C两点的反应速率:A>C
12. 一定条件,反应的反应历程如图所示,描述正确的是
A. 该反应历程中共有两个基元反应
B. 总反应速率快慢由第二步决定
C. 第二步基元反应为
D. 该反应所有基元反应均为吸热反应
13. 在恒容密闭容器中,充入一定量发生反应 ,在其它条件不变的情况下,测得温度对体积分数的影响如图所示。下列说法错误的是
A. 反应的 B. 平衡时正反应速率:
C. 转化率: D. 平衡常数:
14. 根据相应的图像,下列相关说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲所示,时改变的条件一定是加入了正催化剂
B. 图乙所示,若,则a>b
C. 图丙所示,平衡时C的百分含量比低
D. 图丁所示,该反应中C一定是气体
15. 已知反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时,向一个2L的密闭容器中充入0.2molX和0.8molY,反应初始4s内v(X)=0.005mol/(L·s)。下列说法正确的是
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A. 4s时容器内c(Y)=0.78mol/L
B. 达平衡时,X的转化率为80%
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D. 1200℃时反应R(g)+Q(g)X(g)+Y(g)的平衡常数K=0.4
二、填空题(共4小题,共55分)
16. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,以、为原料合成甲醇是实现“双碳”经济的有效途径之一、回答下列问题:
已知:①
②
(1)以、为原料合成甲醇:。
①该反应的___________。
②该反应的活化能(正)___________(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)T℃时,向容积为2L的密闭容器中充入和,并加入催化剂合成甲醇:,容器中的物质的量随时间变化如图中实线所示,图中虚线表示仅改变某一反应条件时,的物质的量随时间的变化。
①该反应在0~8min内,的平均反应速率是___________。
②T℃时,该反应的化学平衡常数___________。
③曲线I、Ⅱ改变的条件分别可能是___________、___________。
(3)在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.容器中混合气体的密度不再改变
b.容器中的压强不再改变
c.和的浓度之比为3:1
17. 雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示。
据此判断:
①该反应的ΔH___________0(填“>”或“<”),ΔS___________0(填“>”或“<”)
②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=___________。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学 反应速率。若增大催化剂的表面积,则CO转化率___________(填“增大”,“减少”或“不变”)
(2)工业上可采用CH3OHCO + 2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用 * 标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图:
该历程中最大能垒(活化能)E正=___________ kJ·mol−1,该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为___________。
18 Ⅰ.一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.40mol无色气体N2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得如下:
时间/s
20
40
60
80
100
c(NO2)/(mol/L)
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
(1)0~40s内,v(NO2)=___________mol·L-1·s-1。
(2)0~20s,气体颜色加深,此时余下的N2O4的物质的量为___________mol,N2O4的转化率为___________。
Ⅱ.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用下列装置(夹持仪器等略去)进行实验。
实验步骤:往A中加入一定体积的2.0mol·L-1NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1.0mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需的时间,重复多次取平均值。
(3)仪器A的名称为___________。
(4)若需控制体系的温度为36℃,采取的合理加热方式为___________。
(5)测定的实验数据如表所示。
实验编号
V/mL
t/s
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
水
1
4.0
V1
4.0
80
334
2
V2
40
4.0
V3
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
V1=___________,V3=___________。
19. 能源危机是当前一个全球性问题。请回答下列问题:
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是_____________(填字母)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生
(2)甲烷是一种优良的气体燃料。已知1g 甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)过程中,放出55.6kJ 热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:____________________________。
(3)已知稀溶液中,含30g溶质的醋酸溶液与NaOH 溶液恰好完全反应时,放出28.55kJ热量。写出表示醋酸与NaOH 反应的中和热的热化学方程式:___________________。
(4)已知: CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ•mol-1
CH4 可用于脱硝,其热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2 H2O(l) △H=__________。
(5)如下图是298 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图,该反应的热化学方程式为:_____________________________。
(6)已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为: H-H a kJ•mol-1\、H-O b kJ•mol-1、O=O c kJ•mol-1,根据有关数据估算氢气与氧气的反应:2H2+O2=2H2O 该反应的△H=_________________。
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2023~2024学年度下期第一次月考
一、单选题(共15小题,每题3分;共45分)
1. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. ,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B. 用饱和除去中的HCl,可减少的损失
C. 对,平衡体系增大压强可使颜色变深
D. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
【答案】C
【解析】
【详解】A.放在冰水中,温度降低, ,平衡向生成无色气体的方向移动,所以颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.二氧化碳在水中存在化学平衡:,使用饱和时,由于HCl在水中溶解度很大,可以除去杂质,同时由于溶液中碳酸氢根浓度增大,化学平衡逆向移动,减少二氧化碳溶解度,可减少二氧化碳的损失,可以用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.该反应气体分子数不变,,而加压平衡并未移动,体系颜色加深是因为压缩体积使有色气体的浓度增大,不可以用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.铁离子与铁粉反应而浓度降低,使平衡逆向移动,溶液颜色变浅或褪去,可以用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
2. 某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应,一段时间后达到平衡。下列说法错误的是
A. 升高温度,若增大,则
B. 加入一定量Z,达新平衡后减小
C. 加入等物质的量的Y和Z,保持温度不变,达新平衡后增大
D. 加入一定量氩气,平衡不移动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据勒夏特列原理可知,升高温度,化学平衡向着吸热反应方向移动,而增大,说明平衡正向移动,故则,A正确;
B.加入一定量Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,故达新平衡后减小,B正确;
C.加入等物质的量的Y和Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,由于X、Y均为固体,故K=c(Z),达新平衡后不变,C错误;
D.加入一定量氩气,加入瞬间,X、Z的浓度保持不变,故正、逆反应速率不变,故平衡不移动,D正确;
故答案为:C。
3. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 反应速率:
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 反应温度,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x值越小,CH4的转化率越大,则,故A正确;
B.b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,平衡正向移动,甲烷的转化率增大,生成物的浓度增大,则在相同温度下反应速率:,故B错误;
C.由图像可知,x一定时,温度升高CH4平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数:,故C正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,故D正确;
答案选B。
4. 相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.和物质的量相同,且均为气态,含有的原子总数多,的摩尔质量大,所以熵值,A错误;
B.相同状态的相同物质,物质的量越大,熵值越大,所以熵值,B正确;
C.等量的同物质,熵值关系为:,所以熵值,C错误;
D.从金刚石和石墨的结构组成上来看,金刚石的微观结构更有序,熵值更低,所以熵值,D错误;
答案为:B。
5. 化学反应原理的研究始终与物质变化、能量变化紧密相连,化学反应过程中释放或吸收的能量在生产、生活和科学研究中具有广泛的应用。下列变化过程中,属于放热反应的是
①NaOH固体溶于水;②燃烧木炭取暖;③煅烧石灰石制生石灰;④铝热反应;⑤酸与碱的中和反应;⑥NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌
A. ①③⑥ B. ①④⑤ C. ②③④ D. ②④⑤
【答案】D
【解析】
【详解】①NaOH固体溶于水放出热量,但为物理变化,不是化学反应,故不选;②木炭燃烧放出热量,属于放热反应,故选;③煅烧石灰石制生石灰吸收热量,属于吸热反应,故不选;④铝热反应,放出热量,为放热反应,故选;⑤酸与碱的中和反应,放出热量,为放热反应,故选;⑥NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌,反应生成氯化钡、氨气和水,吸收热量,为吸热反应,故不选;故答案为D。
6. 工业上常利用和合成尿素,该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 利用和合成尿素是放热反应
C. 的能量一定大于的能量
D. 反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,合成尿素的过程中生成了,其为合成尿素反应的中间产物,故A正确;
B.由图像可知,反应物总能量大于生成物总能量,则利用和合成尿素是放热反应,故B正确;
C.由图像可知,与的能量之和一定大于的能量,所以的能量不一定大于的能量,故C错误;
D.为放热反应,生成物的总能量-反应物的总能量,即,故D正确;
答案选C。
7. P4S3可用于制造安全火柴,相关物质的结构及键能如表所示:
物质
共价键
S—S
P—P
P—S
键能(kJ·mol-1)
a
b
c
则反应S8(s)+P4(s)=P4S3(s)的ΔH为
A. (a+b-c)kJ·mol-1 B. (c-a-b)kJ·mol-1
C. (3a+3b-6c)kJ·mol-1 D. 3(a+2b-3c)kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】根据反应物总键能-生成物总键能,则该反应,答案选C。
8. 在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是
A. H+浓度减小,HClO浓度减小 B. H+浓度增大,HClO浓度增大
C. H+浓度减小,HClO浓度增大 D. H+浓度增大,HClO浓度减小
【答案】C
【解析】
【详解】碳酸的酸性弱于盐酸而强于次氯酸,向氯水中投入少量碳酸钙粉末后,它与盐酸反应,而不与次氯酸反应。又由于H+浓度减小,平衡Cl2+H2O H++Cl-+HClO向正反应方向移动,故HClO浓度增大,故C选项符合题意,答案选 C。
9. 对于可逆反应:FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl的理解不正确的是
A. 增大FeCl3的浓度,平衡向正反应方向移动
B. 增大KSCN的浓度,平衡向正反应方向移动
C. 增大Fe(SCN)3的浓度,平衡向逆反应方向移动
D. 增大KCl的浓度,平衡向逆反应方向移动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】该可逆反应的本质为Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,K+、Cl-既不是反应物,也不是生成物,增大KCl的浓度,对该离子反应无影响,故平衡不移动。
故选D。
10. 地康法制氯气的反应为,下列措施中既能增大反应速率又能增大HCl平衡转化率的是
A. 升高温度 B. 增大氧气的浓度
C. 使用合适的催化剂 D. 移出H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应,升高温度,化学反应速率加快,但平衡向逆反应方向移动,氯化氢的转化率减小,故A不符合题意;
B.增大反应物氧气的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氯化氢的转化率增大,故B符合题意;
C.使用合适的催化剂能加快反应速率,但化学平衡不移动,氯化氢的转化率不变,故C不符合题意;
D.移出生成物水蒸气,水蒸气的浓度减小,平衡向正反应方向移动,氯化氢的转化率增大,但反应速率减小,故D不符合题意;
故选B。
11. 已知反应N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1 ,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
B. A、C两点气体的颜色:A浅,C深
C. 由状态B到状态A,可以用加催化剂的方法
D. A、C两点的反应速率:A>C
【答案】B
【解析】
【分析】反应正向放热,相同压强T2比T1二氧化氮体积分数大,因此T1<T2;反应正向体积增大,相同温度下,p1比p2二氧化氮体积分数小,p1<p2。
【详解】A.据分析,A→C平衡逆向移动,平均相对分子质量增大,故A错误;
B.据分析,A→C平衡逆向移动,A颜色浅C颜色深,故B正确;
C.催化剂不能改变平衡,因此加入催化剂不能由状态B到状态A,故C错误;
D.据分析A→C增大压强,A、C两点的反应速率:A<C,故D错误;
故选B。
12. 一定条件,反应的反应历程如图所示,描述正确的是
A. 该反应历程中共有两个基元反应
B. 总反应速率快慢由第二步决定
C. 第二步基元反应为
D. 该反应所有基元反应均为吸热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图示,该反应历程中共有三个基元反应,故A错误;
B.活化能越大,反应速率越慢,慢反应决定总反应速率,第三步基元反应的活化能最大,总反应速率快慢由第三步决定,故B错误;
C.根据图示,第二步基元反应为,故C正确;
D.根据图示,该反应第二步基元反应为放热反应,故D错误;
选C。
13. 在恒容密闭容器中,充入一定量发生反应 ,在其它条件不变的情况下,测得温度对体积分数的影响如图所示。下列说法错误的是
A. 反应的 B. 平衡时正反应速率:
C. 转化率: D. 平衡常数:
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据“先拐线平衡数值大”,则T1温度高,从T2到T1,升高温度,乙烯体积分数增大,说明平衡正向移动,则反应的,故A正确;
B.T1温度高,则速率大,因此平衡时正反应速率:,故B正确;
C.B、C两点乙烯体积分数相同,则乙烷消耗量相同,则转化率相等,故C错误;
D.从T2到T1,升高温度,乙烯体积分数增大,说明平衡正向移动,则平衡常数增大,即平衡常数:,故D正确。
综上所述,答案为C。
14. 根据相应的图像,下列相关说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲所示,时改变的条件一定是加入了正催化剂
B. 图乙所示,若,则a>b
C. 图丙所示,平衡时C的百分含量比低
D. 图丁所示,该反应中C一定是气体
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲所示,当a+b=c时,时改变的条件可能是增大压强(缩小体积),也可能是加入了催化剂,故A错误;
B.若,增大压强时G的体积分数增大,可知增大压强平衡逆向移动,则a<b,故B错误;
C.T2后升高温度, A%增大、C%减小,可知升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,则平衡时C的百分含量T1比T2高,故C错误;
D.加压时正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,该反应为气体总物质的量减小的反应,则 A、B、C为气体,D为固体或液体,故D正确;
故选D。
15. 已知反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时,向一个2L的密闭容器中充入0.2molX和0.8molY,反应初始4s内v(X)=0.005mol/(L·s)。下列说法正确的是
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
04
A. 4s时容器内c(Y)=0.78mol/L
B. 达平衡时,X的转化率为80%
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D. 1200℃时反应R(g)+Q(g)X(g)+Y(g)的平衡常数K=0.4
【答案】B
【解析】
【详解】A. v (X)=0.005 mol/(L·s),则v (Y)=0.005 mol/(L·s),4s内Y的减少量为0.02 mol/L,4 s时容器内c(Y)=-0.02mol/L=0.38 mol/L,A项错误;
B. 830℃达平衡时,平衡常数为1,应有c(X)·c(Y)=c(R)· c(Q),设有a mol/L的X参与反应,则消耗Y为a mol/L,生成Q和R分别都为a mol/L,(0.1-a)(0.4-a)=a2,a=0.08mol/L,,转化率为80%,B项正确;
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,C项错误;
D. 1200℃时反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数K==2.5,D项错误;
答案选B。
二、填空题(共4小题,共55分)
16. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,以、为原料合成甲醇是实现“双碳”经济的有效途径之一、回答下列问题:
已知:①
②
(1)以、为原料合成甲醇:。
①该反应的___________。
②该反应的活化能(正)___________(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)T℃时,向容积为2L的密闭容器中充入和,并加入催化剂合成甲醇:,容器中的物质的量随时间变化如图中实线所示,图中虚线表示仅改变某一反应条件时,的物质的量随时间的变化。
①该反应在0~8min内,的平均反应速率是___________。
②T℃时,该反应的化学平衡常数___________。
③曲线I、Ⅱ改变的条件分别可能是___________、___________。
(3)在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.容器中混合气体的密度不再改变
b.容器中的压强不再改变
c.和的浓度之比为3:1
【答案】(1) ①. ②. <
(2) ①. ②. 0.5 ③. 升高温度 ④. 增大压强
(3)b
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应②+反应①可得反应:,则;反应为放热反应,因此该反应活化能(正) <(逆),故答案为:;<;
【小问2详解】
①该反应在0~8min内,的平均反应速率是;故答案为:;
②T℃时,由三段式可知:
该反应的化学平衡常数K=;故答案为:0.5;
③曲线Ⅰ、Ⅱ更快达到平衡状态,则反应速率均更快改变,曲线Ⅰ平衡时氢气含量更大,则平衡逆向移动,改变条件为升高温度,Ⅱ平衡时氢气含量更小,则平衡正向移动,改变条件为增大压强,故答案为:升高温度;增大压强;
【小问3详解】
a.容器体积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,a不符合题意;
b.反应是气体分子数改变的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变化而变化,达到平衡状态,b符合题意;
c.和的浓度之比为3∶1,不能说明正逆反应速率相等,不确定是否达到平衡,c不符合题意;
故答案选b。
17. 雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示。
据此判断:
①该反应的ΔH___________0(填“>”或“<”),ΔS___________0(填“>”或“<”)
②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=___________。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学 反应速率。若增大催化剂的表面积,则CO转化率___________(填“增大”,“减少”或“不变”)
(2)工业上可采用CH3OHCO + 2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用 * 标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图:
该历程中最大能垒(活化能)E正=___________ kJ·mol−1,该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. < ②. < ③. 0.05mol·L-1·s-1 ④. 不变
(2) ①. 179.6 ②. CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*)
【解析】
【小问1详解】
①根据先拐先平,可知T1>T2,温度越高c(CO2)越小,该反应的ΔH<0,反应是气体体积减小的反应,ΔS<0,故答案为:<;<;
②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)= 0.05mol·L-1·s-1。故答案为:0.05mol·L-1·s-1;
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率,但不能使平衡发生移动,若增大催化剂的表面积,则CO转化率不变,故答案为:不变;
【小问2详解】
图象中可以看出,CO*+ 4H* =CO*+2H2的过程中,活化能最大,数值等于113.9kJ•mol-1-(-65.7kJ•mol-1)=179.6 kJ•mol-1,该历程中最大能垒(活化能)E正=179.6kJ·mol−1,该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*)。故答案为:179.6;CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*)。
18. Ⅰ.一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.40mol无色气体N2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得如下:
时间/s
20
40
60
80
100
c(NO2)/(mol/L)
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
(1)0~40s内,v(NO2)=___________mol·L-1·s-1。
(2)0~20s,气体颜色加深,此时余下的N2O4的物质的量为___________mol,N2O4的转化率为___________。
Ⅱ.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用下列装置(夹持仪器等略去)进行实验。
实验步骤:往A中加入一定体积的2.0mol·L-1NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1.0mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需的时间,重复多次取平均值。
(3)仪器A的名称为___________。
(4)若需控制体系的温度为36℃,采取的合理加热方式为___________。
(5)测定的实验数据如表所示。
实验编号
V/mL
t/s
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
水
1
4.0
V1
4.0
8.0
334
2
V2
4.0
4.0
V3
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
V1=___________,V3=___________。
【答案】(1)0.005
(2) ①. 0.28mol ②. 30%
(3)锥形瓶 (4)水浴加热
(5) ①. 4.0 ②. 6.0
【解析】
【小问1详解】
由表中数据值,0~40s,Δc(NO2)=0.20mol·L-1,v(NO2) =0.005mol·L-1·s-1.;
【小问2详解】
0~20s,生成NO2的物质的量为0.24mol,转化的N2O4的物质的量为0.12mol,余下的N2O4的物质的量为0.4mol-0.12mol=0.28mol,N2O4的转化率为×100%=30%;
【小问3详解】
由图知,仪器A的名称为锥形瓶;
小问4详解】
由于要控制体系的温度为36℃,该温度小于100℃,可采用水浴加热
【小问5详解】
根据实验3、4可知,溶液的总体积为20.0mL,则V1=20.0-4.0-4.0-8.0=4.0;该实验的目的是探究NaNO2溶液的浓度对化学反应速率的影响,则只能改变c(NaNO2),根据分析比较实验1和实验3中数据,实验2和实验4中数据可知,V2=6.0,则V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0。
19. 能源危机是当前一个全球性问题。请回答下列问题:
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是_____________(填字母)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生
(2)甲烷是一种优良的气体燃料。已知1g 甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)过程中,放出55.6kJ 热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:____________________________。
(3)已知稀溶液中,含30g溶质的醋酸溶液与NaOH 溶液恰好完全反应时,放出28.55kJ热量。写出表示醋酸与NaOH 反应的中和热的热化学方程式:___________________。
(4)已知: CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ•mol-1
CH4 可用于脱硝,其热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2 H2O(l) △H=__________。
(5)如下图是298 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图,该反应的热化学方程式为:_____________________________。
(6)已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为: H-H a kJ•mol-1\、H-O b kJ•mol-1、O=O c kJ•mol-1,根据有关数据估算氢气与氧气的反应:2H2+O2=2H2O 该反应的△H=_________________。
【答案】 ①. ac ②. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-889.6kJ·mol-1 ③. CH3COOH(aq) +NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O △H= -57.1kJ·mol-1 ④. -1250.3 kJ·mol-1 ⑤. N2(g)+2H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1 ⑥. (2a+c-4b)kJ·mol-1
【解析】
【详解】本题主要考查反应热的计算。
(1)a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源,有助于能源“开源节流”;b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求,不利于能源“开源节流”;c.减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生,有助于能源“开源节流”。故选ac。
(2)16g即1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)过程中,放出889.6kJ热量,表示甲烷燃烧热的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-889.6kJ·mol-1。
(3)含30g即0.5mol溶质的醋酸溶液与NaOH 溶液恰好完全反应时,放出28.55kJ热量,表示醋酸与NaOH 反应的中和热的热化学方程式:CH3COOH(aq) +NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O △H= -57.1kJ·mol-1。
(4)将上述两个热化学方程式的反应热分别表示为△H1、△H2,△H=△H1-2△H2= -1250.3kJ·mol-1。
(5)△H=(508-600)KJ·mol-1=-92kJ·mol-1,该反应的热化学方程式为:N2(g)+2H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1。
(6)△H=反应物键能之和-生成物键能之和=(2a+c-4b)kJ·mol-1。
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