内容正文:
23级高二上学期期末联考
化学试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、单选题(每题3分,共42分)。
1. 下列说法正确的是
A. 升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加反应物分子中活化分子的百分数
B. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
C. 已知C(石墨,s)= C(金刚石,s) ΔH>0,故金刚石比石墨稳定
D. 催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率
2. 在一密闭容器中,反应达到化学平衡状态时,M的浓度为0.50 mol⋅L-1,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的化学平衡状态时,M的浓度为0.30 mol⋅L-1。下列说法正确的是
A. 平衡移动过程中物质X的体积分数变大
B. 平衡移动过程中物质M的转化率减小
C. 平衡向正反应方向移动
D. a<2
3. 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
4. 某温度下,在某一恒容密闭容器中,充入一定物质的量的NO和Cl2,发生反应,下列说法正确的是
A. 仅适当降低温度,该反应的正逆反应速率均减小
B. 加入合适的催化剂,该反应达到平衡时的值将增大
C. υ(Cl2)=2υ(NOCl)
D. 保持其他条件不变,仅充入少量的稀有气体,该反应的速率将增大
5. 对于反应,根据下列图示信息得到的结论正确的是
A. 甲图: B. 乙图:
C. 丙图:点1对应的 D. 丁图:I对应的反应温度大于II对应的
6. 在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如下图所示,下列有关判断正确的是
A. 温度高于
B. 恒容下通入稀有气体使压强增大会提高反应速率
C. 混合物的密度不再发生变化能说明该反应达平衡
D. 若、时该反应的化学平衡常数分别为、,则
7. 工业上可利用和合成尿素,该可逆反应分两步进行,能量变化如图所示。下列有关说法错误的是
A. 是中间产物 B. 总反应的决速步是反应Ⅰ
C. 使用催化剂不能减小总反应的焓变 D. 若反应Ⅱ生成的水为气态,则变小
8. 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
9. 在容积不变的恒温密闭容器中,对于反应,若X、Y、Z的起始浓度分别为均不为零,达到平衡状态时,X、Y、Z浓度分别为和,已知反应物的转化率,则下列判断合理的是
A. 不等于 B. 平衡时,Y和Z的生成速率之比为
C. X和Y的转化率不相等 D. 的取值范围为
10. 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应生成1molN2时转移4mole-
B. 1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和
C. 每有1mol氮氮三键形成时,该反应放出139 kJ的能量
D. 断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
11. 某恒容密闭容器中仅发生反应 ,的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 平衡常数:
C. 当混合气体的总质量不再随时间变化时,该反应达到平衡
D. 该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
12. 氢能是一种高效清洁的能源,工业上可以下三种方法获取H2。
①焦炭与水反应制氢:
②甲烷与水反应制氢:
③太阳光催化分解水制氢:
根据以上热化学方程式判断,下列有关说法错误的是
A. 氢气的燃烧热
B. 反应②使用催化剂,减小
C. 反应③中太阳能转化为化学能
D. 反应的
13. 在25℃和条件下,和完全燃烧放出的热量分别为、,下列说法或表示方法正确的是
A. 下,的能量比高
B. CO燃烧时反应物的总键能小于生成物的总键能
C. 的反应热
D. 水分解的热化学方程式为:
14. 常温下,2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O(l)能自发进行,可用于生产N2H4,下列有关说法正确的是
A. 该反应的ΔH>0,ΔS<0
B. 每生成1molN2H4转移2mol电子
C. 升高温度,N2H4的生成速率一定加快
D. N2H4、O2和KOH溶液组成的燃料电池,负极反应为N2H4−4e−=N2+4H+
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、填空题(每空2分)。
15. 某实验用溶液溶液进行中和热的测定,装置如图所示。
(1)从如图实验装置可知,缺少的一种仪器名称是_______。
(2)某小组测得数据如下:
实验序号
起始温度
终止温度
平均温差
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
_______
2
26.3
26.5
26.4
30.3
3
26.0
26.0
26.0
30.1
4
25.9
26.1
26.0
31.8
近似认为溶液与溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容,则上述实验测得的中和热_______。
(3)写出用稀硫酸和稀氢氧化钠溶液的反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为):_______。
(4)上述实验测得中和热的数值小于,产生偏差的原因可能是_______。
A. 量取硫酸体积时仰视读数 B. 配制溶液定容时俯视
C. 实验装置保温效果差 D. 向酸溶液中分多次加入碱溶液
(5)实验中若用溶液跟溶液进行反应,与上述实验相比,所求生成时对应的反应热_______(填“相等”或“不相等”)。
(6)若用醋酸代替溶液进行上述实验,发生反应的离子方程式为_______,测得反应放出的热量_______(“变大”“变小”或“无影响”)。
16. 影响化学反应速率的因素有很多,化学小组的同学用以下实验进行探究。
(1)实验一:经研究知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验(其他实验条件相同)。
① 定性分析:如图甲可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小,定性比较得出结论。若图甲所示的实验中反应速率为左边>右边,能否一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好___________(填“能”或“否”),其理由是___________(若能说明催化效果,此空不填)。
② 定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。用简单的方法检验该装置的气密性___________。实验中需要测量的数据是___________。
(2)实验二:KMnO4酸性溶液(含H2SO4)和H2C2O4(草酸,又叫做乙二酸)溶液反应时,发现开始一段时间溶液褪色不明显,但不久后溶液突然褪色。
① 写出KMnO4酸性溶液和H2C2O4发生反应的离子方程式:___________。
② 针对上述实验现象,某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应,导致溶液温度快速升高反应速率快速增大。从影响化学反应速率的因素看,猜想使反应速率快速增大的原因还可能是___________的影响。
③ 若用实验证明上述猜想,除酸性KMnO4溶液、H2C2O4溶液外,还需要选择的试剂最合理的是___________。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.水 D.氯化锰
17. 氮的氧化物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
(常温下平衡常数为)
(常温下平衡常数为)
则 ________;常温下平衡常数=_______(用、来表示)
(2)四氧化二氮()可作为运载火箭的推进剂,将放入恒容密闭容器中发生反应,平衡体系中的体积分数()随温度的变化如图所示:
D点___________(填“>”“=”或“<”)。
(3)A、B、C点中平衡常数的值最大的是_________点。时,的平衡转化率为_________;若达平衡时间为5s,则此时间内的平均反应速率为_________。
(4)碳的很多化合物在生产、生活中有广泛应用,对其进行综合利用是目前研究的热点之一、 ;中科院化学所研究了该反应的反应历程,如图所示:
反应历程中,能降低反应活化能的物质有_________(填化学式);中间产物有_________种。
(5)第4步反应的化学方程式为___________。
18. 某硫铁矿烧渣的主要成分是,还含有少量的及单质和,一种从该硫铁矿烧渣分离各金属元素的工艺流程如下:
已知:①加入溶剂后发生反应:;②。回答下列问题:
(1)步骤①的目的是_______。
(2)步骤②包含的操作是:取含溶液于分液漏斗中,_______,振荡静置后,分离出水层,_______,过滤后洗涤晶体并干燥。
(3)步骤③发生反应的离子方程式为_______。
(4)滤渣2的化学式为_______,完成步骤④可使用的试剂是_______(填序号)。
a. b. c. d.
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23级高二上学期期末联考
化学试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、单选题(每题3分,共42分)。
1. 下列说法正确的是
A. 升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加反应物分子中活化分子的百分数
B. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
C. 已知C(石墨,s)= C(金刚石,s) ΔH>0,故金刚石比石墨稳定
D. 催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率
【答案】A
【解析】
【详解】A.升高温度,可增大活化分子百分数,从而使有效碰撞次数增大,速率加快,A正确;
B.硫蒸气的能量更高,该反应为放热反应,故完全燃烧,前者放出的热量更多,B错误;
C.能量越低越稳定,石墨能量低,石墨更稳定,C错误;
D.催化剂改变反应历程,降低了反应活化能,增大单位体积内活化分子百分数,从而增大化学反应速率,D错误;
答案选A。
2. 在一密闭容器中,反应达到化学平衡状态时,M的浓度为0.50 mol⋅L-1,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的化学平衡状态时,M的浓度为0.30 mol⋅L-1。下列说法正确的是
A. 平衡移动过程中物质X的体积分数变大
B. 平衡移动过程中物质M的转化率减小
C. 平衡向正反应方向移动
D. a<2
【答案】B
【解析】
【详解】A.保持温度不变,将容器体积增加一倍的过程中,若化学平衡不移动,M的浓度应变为原来的50%,即M物质的浓度应该为0.25 mol/L,而现在M的浓度变为0.30 mol/L,说明扩大容器的容积后,即容器的压强减小后,化学平衡逆向移动,则物质X的体积分数会减小,A错误;
B.在其它条件不变时,将容器体积增加一倍的过程中,若化学平衡不移动,M的浓度应变为原来的50%,即M物质的浓度应该为0.25 mol/L,而现在实际上M的浓度变为0.30 mol/L,说明减小压强后,化学平衡逆向移动,导致反应物M的平衡转化率减小,B正确;
C.在其它条件不变时,将容器体积增加一倍的过程中,若化学平衡不移动,M的浓度应变为原来的50%,即M物质的浓度应该为0.25 mol/L,而现在实际上M的浓度变为0.30 mol/L,说明减小压强后,化学平衡逆向移动,逆反应是气体体积增大的反应,C错误;
D.根据上述分析可知:在其它条件不变时,将容器的容积扩大一倍,反应M的浓度是0.30 mol/L,比原来的一半0.25 mol/L多点,说明减小压强,化学平衡向逆反应方向移动,逆反应为气体体积增大的反应,故2+a>1+3,因此a>2,D错误;
故合理选项是B。
3. 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。
4. 某温度下,在某一恒容密闭容器中,充入一定物质的量的NO和Cl2,发生反应,下列说法正确的是
A. 仅适当降低温度,该反应的正逆反应速率均减小
B. 加入合适的催化剂,该反应达到平衡时的值将增大
C. υ(Cl2)=2υ(NOCl)
D. 保持其他条件不变,仅充入少量的稀有气体,该反应的速率将增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.仅适当降低温度,反应体系能量降低,活化分子百分数减小,故该反应的正、逆反应速率均减小,A正确;
B.化学平衡常数仅仅是温度的函数,温度不变平衡常数不变,加入合适的催化剂,=K不变,B错误;
C.反应速率之比等于化学计量数之比,则,C错误;
D.保持其他条件不变,仅充入少量的稀有气体,反应体系中各物质的浓度均不变,故该反应的速率将不变,D错误;
故答案为:A。
5. 对于反应,根据下列图示信息得到的结论正确的是
A. 甲图: B. 乙图:
C. 丙图:点1对应的 D. 丁图:I对应的反应温度大于II对应的
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,升高温度,逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为焓变小于0的放热反应,故A错误;
B.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,由图可知,B的物质的量一定时,p1条件下A的转化率大于p2条件下,则压强p1大于p2,故B错误;
C.由图可知,温度一定时,点1对应B的转化率大于点4,说明反应向逆反应方向进行,逆反应速率大于正反应速率,故C正确;
D. 温度会使反应平衡发生移动,温度不同,Ⅰ和Ⅱ对应平衡时A的体积分数不相等,故D错误;
故选C。
6. 在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如下图所示,下列有关判断正确的是
A. 温度高于
B. 恒容下通入稀有气体使压强增大会提高反应速率
C. 混合物的密度不再发生变化能说明该反应达平衡
D. 若、时该反应的化学平衡常数分别为、,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据“先拐先平”者大,从图像中可以看出T2先达到平衡,所以温度T2>T1,A错误;
B.恒容下通入稀有气体,各物质的分压不变,不能提高反应速率,B错误;
C.恒容条件,反应前后都没有固体,无论反应是否到达平衡,混合物的密度都不变,故混合物的密度不再发生变化无法说明该反应达平衡,C错误;
D.随着温度的升高,达平衡时SO3的体积分数降低,所以随着温度升高反应向逆反应方向移动,所以正反应为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动,K值减小,K1>K2,D正确;
故选D。
7. 工业上可利用和合成尿素,该可逆反应分两步进行,能量变化如图所示。下列有关说法错误的是
A. 是中间产物 B. 总反应的决速步是反应Ⅰ
C. 使用催化剂不能减小总反应的焓变 D. 若反应Ⅱ生成的水为气态,则变小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.该反应分两步进行,第一步生成,第二步消耗生成最终产物,因此是总反应的中间产物,A正确;
B.总反应的速率由活化能更大、反应速率更慢的一步决定。由图可知,反应Ⅰ的活化能明显小于反应Ⅱ,活化能越大反应速率越慢,因此总反应决速步是反应Ⅱ,B错误;
C.催化剂只改变反应的活化能,不改变反应物和生成物的总能量差,焓变只与反应始态和终态有关,因此使用催化剂不能改变总反应的焓变,C正确;
D.气态水的能量高于液态水,若反应Ⅱ生成气态水,生成物总能量升高,图中是中间产物与生成物的能量差,因此会变大,D错误;
故选BD。
8. 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。
9. 在容积不变的恒温密闭容器中,对于反应,若X、Y、Z的起始浓度分别为均不为零,达到平衡状态时,X、Y、Z浓度分别为和,已知反应物的转化率,则下列判断合理的是
A. 不等于 B. 平衡时,Y和Z的生成速率之比为
C. X和Y的转化率不相等 D. 的取值范围为
【答案】B
【解析】
【分析】若反应向正反应进行到达平衡,X、Y的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
则分比为0.14、0.42、0;
若反应向逆反应进行到达平衡,X、Y的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
则分比为0、0、0.28;
【详解】A.平衡浓度之比为1:3,转化浓度之比亦为1:3,故起始浓度之比c1:c2=1:3,故A不合理;
B.反应速率比等于系数比,平衡时,Y和Z的生成速率之比为,B合理;
C.反应前后X、Y气体的浓度比相同,符合反应系数之比,所以达到平衡状态时,X、Y的转化率相等,C不合理;
D.由可逆反应的特点,物质不可能完全转化,X、Y、Z的起始浓度分别为均不为零,结合分析可知,的取值范围为,D不合理;
故选B。
10. 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应生成1molN2时转移4mole-
B. 1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和
C. 每有1mol氮氮三键形成时,该反应放出139 kJ的能量
D. 断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
【答案】A
【解析】
【详解】A.N2O中N为+1价,1个N2O得到2个电子生成1个N2,1个NO失去2个电子生成1个NO2,因此生成1molN2转移2mol电子,A错误;
B.从图中可知,反应物总能量高于生成物总能量,因此1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和,B正确;
C.该反应的热化学方程式为N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) ΔH=-139kJ/mol,每生成1mol氮氮三键,说明有1mol氮气生成,放出热量139kJ,C正确;
D.该反应的ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=-139kJ/mol,断键吸收的能量之和小于成键释放能量之和,D正确;
故答案选A。
11. 某恒容密闭容器中仅发生反应 ,的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 平衡常数:
C. 当混合气体的总质量不再随时间变化时,该反应达到平衡
D. 该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干方程式可知,正反应是一个气体体积增大的方向,故增大压强,化学平衡逆向移动,导致C4H10的转化率减小,结合题干图像可知, ,A正确;
B.已知化学平衡常数仅仅是温度的函数,即温度不变K不变,结合题干图像可知,M、N对应温度相同,故平衡常数:,B正确;
C.由题干方程式可知,反应过程中混合气体的总质量一直不变,则当混合气体的总质量不再随时间变化时,不能说明该反应达到平衡,C错误;
D.由题干图像可知,相同压强下,随着温度的升高,C4H10的平衡转化率增大,说明该反应正反应为一个吸热反应,故该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能,D正确;
故答案为:C。
12. 氢能是一种高效清洁的能源,工业上可以下三种方法获取H2。
①焦炭与水反应制氢:
②甲烷与水反应制氢:
③太阳光催化分解水制氢:
根据以上热化学方程式判断,下列有关说法错误的是
A. 氢气的燃烧热
B. 反应②使用催化剂,减小
C. 反应③中太阳能转化为化学能
D. 反应的
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据热化学方程式:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH3=+571.6kJ•mol-1,H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ•mol-1,所以氢气的燃烧热ΔH=-285.8kJ•mol-1,A正确;
B.反应②使用催化剂,ΔH2不变,催化剂指改变活化能,加快反应速率,B错误;
C.反应③中太阳能催化分解水,太阳能转化为化学能,储存在H2和O2中,C正确;
D.根据盖斯定律可知,②-①得到:CH4(g)═C(s)+2H2(g)ΔH=+(206.1-131.3)kJ•mol-1=+74.8kJ•mol-1,D正确;
故答案为:B。
13. 在25℃和条件下,和完全燃烧放出的热量分别为、,下列说法或表示方法正确的是
A. 下,的能量比高
B. CO燃烧时反应物的总键能小于生成物的总键能
C. 的反应热
D. 水分解的热化学方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2燃烧是放热反应,说明氢气和氧气的总能量高于液态水的能量,故A错误;
B.CO燃烧是放热反应,说明反应物的总键能小于生成物的总键能,故B正确;
C.炭完全燃烧放出的热量比更多,的反应热;故C错误;
D.完全燃烧放出的热量为,则2molH2O液体水分解吸收571.6kJ的热量,但水应该是液态,故D错误;
答案选B。
14. 常温下,2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O(l)能自发进行,可用于生产N2H4,下列有关说法正确的是
A. 该反应的ΔH>0,ΔS<0
B. 每生成1molN2H4转移2mol电子
C. 升高温度,N2H4的生成速率一定加快
D. N2H4、O2和KOH溶液组成的燃料电池,负极反应为N2H4−4e−=N2+4H+
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应中,只有反应物中存在气体,所以,但该反应在常温下能自发进行,则该反应,A错误;
B.转化为,N元素由-3价升高到-2价,化合价升高1价,NH3被氧化,则每生成1mol 时转移2mol电子,B正确;
C.气体参与的反应,温度升高气体逸出,故升高温度,N2H4的生成速率不一定加快,C错误;
D.、和KOH溶液组成的燃料电池,正极上O2得电子产物与水反应生成OH-,负极失电子,生成氮气,电极反应式为:N2H4−4e−+4OH-=N2+4H2O,D错误;
答案选B。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、填空题(每空2分)。
15. 某实验用溶液溶液进行中和热的测定,装置如图所示。
(1)从如图实验装置可知,缺少的一种仪器名称是_______。
(2)某小组测得数据如下:
实验序号
起始温度
终止温度
平均温差
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
_______
2
26.3
26.5
26.4
30.3
3
26.0
26.0
26.0
30.1
4
25.9
26.1
26.0
31.8
近似认为溶液与溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容,则上述实验测得的中和热_______。
(3)写出用稀硫酸和稀氢氧化钠溶液的反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为):_______。
(4)上述实验测得中和热的数值小于,产生偏差的原因可能是_______。
A. 量取硫酸体积时仰视读数 B. 配制溶液定容时俯视
C. 实验装置保温效果差 D. 向酸溶液中分多次加入碱溶液
(5)实验中若用溶液跟溶液进行反应,与上述实验相比,所求生成时对应的反应热_______(填“相等”或“不相等”)。
(6)若用醋酸代替溶液进行上述实验,发生反应的离子方程式为_______,测得反应放出的热量_______(“变大”“变小”或“无影响”)。
【答案】(1)玻璃搅拌器
(2) ①. 4.0 ②. -53.76
(3) (4)ACD
(5)相等 (6) ①. ②. 变小
【解析】
【分析】中和热测定实验成败的关键是保温工作;反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,但中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,与酸、碱的用量无关,以此解题。
【小问1详解】
根据图示,装置中已有温度计、碎泡沫塑料(用于保温)、烧杯等,但缺少玻璃搅拌器。
【小问2详解】
四组数据计算的温差分别为4.0℃、3.9℃、4.1℃、5.8℃,明显第4组数据偏差较大应舍去,所以平均温度差为,在该中和实验中,NaOH的物质的量是少量的,,放出的热量=c‧m‧△t=4.2 J•g-1•℃-1×(100+60)g×4.0℃=2688 J=2.688 kJ,则生成1mol水放出的热量为=53.76 kJ•mol-1,则ΔH=-53.76 kJ•mol-1。
【小问3详解】
中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,对于H2SO4与NaOH的反应,可以写成:。
【小问4详解】
A.量取硫酸溶液时仰视读数,量取的硫酸溶液体积偏大,导致混合液总质量偏大,测的温差偏小,故A选;
B.配制NaOH溶液定容时俯视,导致氢氧化钠浓度偏大,则做中和热测定时,氢氧化钠用量偏大,放出的热量较多,故B不选;
C.装置保温隔热效果差,会造成热量散失较多,测得放出的热量偏小,故C选;
D.向酸溶液中分多次加入碱溶液,会造成热量散失较多,测得放出的热量偏小,故D选;
故答案为:ACD。
【小问5详解】
中和热是生成1 mol水时的热量变化,与反应物用量无关。虽然总放热量Q会因n(H2O)不同而变化,但ΔH是定值。因此,两者相等。
【小问6详解】
醋酸是弱酸,反应的离子方程式为:,由于CH3COOH电离吸热,故测得反应放出的热量变小。
16. 影响化学反应速率的因素有很多,化学小组的同学用以下实验进行探究。
(1)实验一:经研究知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验(其他实验条件相同)。
① 定性分析:如图甲可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小,定性比较得出结论。若图甲所示的实验中反应速率为左边>右边,能否一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好___________(填“能”或“否”),其理由是___________(若能说明催化效果,此空不填)。
② 定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。用简单的方法检验该装置的气密性___________。实验中需要测量的数据是___________。
(2)实验二:KMnO4酸性溶液(含H2SO4)和H2C2O4(草酸,又叫做乙二酸)溶液反应时,发现开始一段时间溶液褪色不明显,但不久后溶液突然褪色。
① 写出KMnO4酸性溶液和H2C2O4发生反应的离子方程式:___________。
② 针对上述实验现象,某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应,导致溶液温度快速升高反应速率快速增大。从影响化学反应速率的因素看,猜想使反应速率快速增大的原因还可能是___________的影响。
③ 若用实验证明上述猜想,除酸性KMnO4溶液、H2C2O4溶液外,还需要选择的试剂最合理的是___________。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.水 D.氯化锰
【答案】(1) ①. 否 ②. 两种催化剂所含的阴离子不同 ③. 关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,如活塞复原,则装置气密性良好(其他合理答案均可) ④. 生成40mL气体所需的时间
(2) ①. 2MnO+ 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O ②. 催化剂 ③. B
【解析】
【分析】实验一:通过加入FeCl3溶液、CuSO4溶液比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,由于两催化剂的阴离子不同,故该实验不能说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好;利用图乙装置比较催化剂的催化效果,实验时均以生成40mL气体为准,生成40mL气体的时间越短,催化剂的催化效果越好;
实验二:酸性高锰酸钾溶液和草酸反应生成Mn2+,Mn2+对该反应起到催化作用,加快反应速率,故观察到反应现象,开始一段时间溶液褪色不明显,但不久后溶液突然褪色。
【小问1详解】
①实验不能说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好,因两催化剂的阴离子不同;
②检验该装置的气密性的方法为关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,如活塞复原则装置的气密性良好;实验中需要测量的数据是产生40mL气体所需的反应时间;
【小问2详解】
①KMnO4酸性溶液和H2C2O4发生反应的离子方程式为2MnO+ 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O;
②酸性高锰酸钾溶液和草酸反应生成Mn2+,Mn2+对该反应起到催化作用,加快反应速率,故可能是催化剂使反应速率快速增大;
③Mn2+对该反应起到催化作用,若要进行实验验证,则应选择含有Mn2+的试剂,且高锰酸钾酸性溶液中含有硫酸,为排除阴离子对实验的影响,则应选择硫酸锰试剂,答案选B。
17. 氮的氧化物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
(常温下平衡常数为)
(常温下平衡常数为)
则 ________;常温下平衡常数=_______(用、来表示)
(2)四氧化二氮()可作为运载火箭的推进剂,将放入恒容密闭容器中发生反应,平衡体系中的体积分数()随温度的变化如图所示:
D点___________(填“>”“=”或“<”)。
(3)A、B、C点中平衡常数的值最大的是_________点。时,的平衡转化率为_________;若达平衡时间为5s,则此时间内的平均反应速率为_________。
(4)碳的很多化合物在生产、生活中有广泛应用,对其进行综合利用是目前研究的热点之一、 ;中科院化学所研究了该反应的反应历程,如图所示:
反应历程中,能降低反应活化能的物质有_________(填化学式);中间产物有_________种。
(5)第4步反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. -112 ②.
(2)< (3) ①. C ②. 0.25 ③.
(4) ①. 和 ②. 5
(5)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,②-①×2可得:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),;根据平衡常数与系数之间的关系可得,;
故答案为:-112;;
【小问2详解】
根据图示可知D点N2O4的含量低于该温度下化学平衡状态时的N2O4的含量,则化学反应向生成N2O4的逆反应方向进行,因此反应速率:v(正)<v(逆);
故答案为:<;
【小问3详解】
根据图象可知:升高温度,N2O4的平衡含量降低,说明升高温度,化学平衡正向移动,根据平衡移动原理:升高温度化学平衡向吸热反应方向移动,因此该反应的正反应为吸热反应,所以A、B、C点中平衡常数K的值最大的是C点;
在T2时,假设反应的N2O4的物质的量为x ,反应产生的NO2的物质的量为2x,平衡时N2O4的物质的量为(4-x) mol,N2O4平衡含量是60%,则,解得x=1 mol,所以N2O4的平衡转化率为;
若达平衡时间为5 s,则此时间内的N2O4平均反应速率v(N2O4)=;
故答案为:C;0.25;0.1mol/(L·s);
【小问4详解】
在反应历程中,能降低反应活化能的物质是反应的催化剂,催化剂参加化学反应,改变了化学反应途径,只是在前边的化学反应中是反应物,在后边的反应中又是生成的物质。对反应图示进行分析发现:能降低反应活化能的物质有LiI和Rh;根据图示可知反应过程的中间产物有CH3I、LiOH、CH3RhI、CH3COORhI、HI,共5种物质;
故答案为:LiI和Rh;5;
【小问5详解】
根据图示可知:第4步反应的反应物是CH3COORhI、H2,生成物是Rh、HI\CH3COOH,故该步反应的化学方程式为:CH3COORhI+H2=Rh+HI+CH3COOH;
故答案为:CH3COORhI+H2=Rh+HI+CH3COOH。
18. 某硫铁矿烧渣的主要成分是,还含有少量的及单质和,一种从该硫铁矿烧渣分离各金属元素的工艺流程如下:
已知:①加入溶剂后发生反应:;②。回答下列问题:
(1)步骤①的目的是_______。
(2)步骤②包含的操作是:取含溶液于分液漏斗中,_______,振荡静置后,分离出水层,_______,过滤后洗涤晶体并干燥。
(3)步骤③发生反应的离子方程式为_______。
(4)滤渣2的化学式为_______,完成步骤④可使用的试剂是_______(填序号)。
a. b. c. d.
【答案】(1)分离和
(2) ①. 加入稀硫酸 ②. 蒸发浓缩、冷却结晶
(3)
(4) ①. ②. ac
【解析】
【分析】硫铁矿烧渣加硫酸酸溶,、与硫酸反应生成可溶性的和,Ag、不反应,过滤得到含等的滤液和含、的滤渣1;滤渣1中加入溶解,金溶解生成可溶性的,Ag被硝酸氧化为后与结合生成难溶于水的AgCl,过滤后得到溶液和含的滤渣2;滤渣2中加入氨水,溶解转化为含的溶液,还原得到Ag;中加入得到Au;滤液中加入溶剂RH,分离得到含溶液,经一系列操作得到胆矾,据此分析。
【小问1详解】
由流程分析知,步骤①为含、等的滤液中加入溶剂RH,RH与发生反应生成从而与分离。
【小问2详解】
根据已知可逆反应,要使从有机相回到水层,需要加入稀硫酸,增大浓度使平衡逆向移动;从硫酸铜溶液得到胆矾晶体,操作是蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤洗涤干燥。
【小问3详解】
步骤③中,作还原剂,将还原为单质,自身被氧化为,根据化合价升降法配平得到离子方程式为。
【小问4详解】
溶金步骤中,被硝酸氧化为,与结合生成沉淀,因此滤渣2为;步骤④需要还原得到:
a.金属性强于,可置换出,a符合题意;
b.Pt活泼性弱于Ag,不反应,b不符合题意;
c.可与银氨溶液发生银镜反应还原出,c符合题意;
d.硫酸无还原性,d不符合题意;
故选。
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