内容正文:
2025-2026学年度第一学期高二化学
10月份阶段质量检测
一、单选题:本大题共20小题,共60分。
1. 某反应由两步反应A→B→C构成,反应能量曲线如图,下列叙述正确的是
A. 两步反应均为吸热反应 B. A→B反应,反应条件一定要加热
C. A与C的能量差为E4 D. 三种化合物中C最稳定
2. 下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A. 已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B. 已知 ,则金刚石比石墨稳定
C. 在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,放出的热量为
D. 已知 ; ;则
3. 用催化还原可以消除氮氧化合物的污染。例如:
①;
②;
下列说法中错误的是
A. 由反应①可推知:;
B. 等物质的量的在反应①、②中转移电子数相同
C. 若用标准状况下4.48L的把还原为并生成气态水时,放出热量
D. 若用常温常压下3.2g的把还原为,整个过程中转移的电子总物质的量为
4. 下列说法或表示方法正确的是
A. 的燃烧热是-,则的
B. 由C(石墨,s)C(金刚石,s) 可知金刚石比石墨稳定
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下不相同
D. 在稀溶液中:,若将含2与含2的稀溶液混合,放出的热量小于114.6
5. 下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A. 稀硫酸与溶液反应:
B. 在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
C. 已知的燃烧热,则有
D. 已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
6. 下列热化学方程式正确的是
A. 甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=+890.3 kJ/mol
B. 表示中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ/mol
C. 表示H2燃烧热的热化学方程式:H2(g)+O2(g)= H2O(g) △H = -241.8 kJ/mol
D. 500℃、30MPa下,将0.5 molN2和1.5 molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:N2(g) +3H2(g)2NH3(g);△H= -38.6 kJ/mol
7. 某些化学键的键能如表所示:
键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—Cl
H—Br
H—I
键能/kJ·mol-1
436
243
193
151
431
356
299
下列有关说法中正确的是
A. 1molH2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应,则与碘完全反应放出的热量最多
B. H—F键的键能大于431kJ·mol-1
C. H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-248kJ·mol-1
D. 稳定性最强的化学键是H—Cl键
8. 在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g) =S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为( )
A. △H4=2/3(△H1+△H2-3△H3)
B. △H4=2/3(3△H3-△H1-△H2)
C. △H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)
D. △H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)
9. 用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和热的测定。下列说法不正确的是
A. 泡沫塑料的作用是减少热量散失
B. 一次平行实验应测定3次温度
C. 若盐酸的体积改为,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和热也不相等
D. 该实验装置还存在错误
10. 已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
3H2(g)+ Fe2O3(s)=2Fe(s)+ 3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)+ 1.5O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)+ 1.5O2(g)=A12O3(S) ΔH4
2Al(s)+ Fe2O3(s)=Al2O3(s)+ 2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A. ΔH1<0,ΔH3>0 B. ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C. ΔH1=ΔH2+ΔH3 D. ΔH3=ΔH4+ΔH5
11. 一定温度下,在2L恒容密闭容器中发生反应,反应过程中的部分数据如下表所示:
t/min
n (N2)/mol
n (H2)/mol
n (NH3)/mol
0
2.0
2.4
0
5
1.7
1.5
0.6
10
1.6
x
y
15
z
1.2
w
下列说法错误的是
A. 升高温度、增大N2的浓度均可加快反应速率
B. 内用NH3表示的平均反应速率为
C. 时,反应已达到平衡状态
D. 当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡
12. 对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH,反应特点与对应的图像的说法中不正确的是()
A. 图甲中,若p1>p2,则在较低温度下有利于该反应自发进行
B. 图乙中,若T2>T1,则ΔH<0且a+b=c+d
C. 图丙中,t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂
D. 图丁中,若ΔH<0,则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率
13. 已知反应X(g)+3Y(g) ⇌2Z(g) △H的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A. △H= E2- E1 B. 更换高效催化剂,E3不变
C. 恒压下充入一定量的氦气n(Z)减少 D. 压缩容器,c(X)减小
14. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深②向稀盐酸中加入少量蒸馏水,盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A. ①②⑥⑧ B. ①③⑤⑦ C. ②⑤⑥⑦ D. ②③⑦⑧
15. 根据下列实验操作,能够得到相应实验现象或结论的是
选项
实验操作
实验现象或结论
A
用注射器吸入20mL由和组的混合气体,向外拉动注射器活塞至气体体积为原来的2倍
减小容器压强,反应的平衡逆向移动,气体颜色变深
B
向滴加了KSCN(aq)的溶液中加入少量KCl固体
平衡逆向移动,溶液颜色变浅
C
向盛有2mL5%溶液的甲、乙试管中分别滴加5滴等浓度的和溶液,对比气泡产生的速率
若甲试管中产生气泡的速率更快,则的催化效果比的好
D
分别向体积为20mL浓度为1mol/L和5mol/L的溶液中加入2g锌粉,比较收集相同体积的所需的时间
反应物浓度越大,收集相同体积的所需的时间越短,反应速率越快
A. A B. B C. C D. D
16. 已知有如下热化学方程式,下列判断错误的是
①
②
③
④
A. B.
C. D.
17. 在容积不变的容器中充入CO和NO发生如下反应:,其他条件不变时,分别探究温度和催化剂的比表面积对上述反应的影响。实验测得与时间的关系如图所示。
已知:ⅰ.起始投料比均为2∶3;
ⅱ.比表面积:单位质量的物质具有的总面积。
下列说法不正确的是
A. Ⅰ、Ⅱ反应温度相同,催化剂的比表面积不同
B. Ⅱ中NO的平衡转化率为75%
C. 在Ⅲ的条件下,该反应的平衡常数
D. ,Ⅲ中平均反应速率
18. 在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)⇌zZ(g)平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A. x+y<z B. 平衡向正反应方向移动
C. 物质B的转化率降低 D. 物质Z的体积分数增大
19. 温度为时,在三个容积均为的恒容密闭容器中仅发生反应:正反应吸热。实验测得:、为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器编号
物质的起始浓度
物质的平衡浓度
①达平衡时,容器与容器中的总压强之比为
②达平衡时,容器中比容器中的大
③达平衡时,容器中的体积分数小于
④当温度改变为时,若,则
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
20. 小组同学探究盐溶液对反应(血红色)的影响。将的溶液与的溶液混合,分别加入等量的试剂①~④,测得平衡后体系的透光率如下图所示。
已知:i.溶液血红色越深,透光率越小,其它颜色对透光率的影响可忽略
ii.(黄色)
iii.已知对实验无影响
下列说法不正确的是
A. 注入试剂①后溶液透光率增大,证明逆向移动
B. 透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液不同导致的
C. 透光率④比③高,可能发生了反应
D. 若要证明试剂③中对平衡体系有影响,还应使用的溶液进行对照实验
二、简答题:本大题共4小题,共40分。
21. 化学反应中伴随能量变化,研究化学反应中的能量变化,可以帮助我们深刻地认识化学反应,更好地为生产和生活服务,请根据所学知识回答下面问题:
(1)化学反应中断裂化学键需要能量___________(填“吸收”或“释放”,下同),形成化学键需要___________能量。
(2)①火药爆炸;②晶体与晶体的反应;③碳酸钙分解;④碳和二氧化碳反应;⑤双氧水加;⑥干冰升华;⑦氢氧化钠溶解。属于吸热反应的是___________(填序号,下同),属于放热过程的是___________。
(3)反应(放热)分两步进行①(吸热);②(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(4)下列反应通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的是___________(填序号)。
A. B.
C. D.
(5)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在键。已知:1mol 转化为吸收能量m kJ,断裂1mol ,键需要吸收的能量分别为a kJ、b kJ。则的反应热为___________(带单位)。
(6)实验测得:25℃,101kPa时,1mol 完全燃烧生成液态水和气体,放出890.3kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:___________。
22. 现有反应:mA(g)+nB(g) pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则:
(1)该反应的逆反应为______(填“吸热”或“放热”)反应,且m+n______(填“>”“=”或“<”)p。
(2)减压使容器体积增大时,A的质量分数________。(填“增大”“减小”或“不变”,下同)
(3)若容积不变加入B,则A的转化率__________,B的转化率________。
(4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比 将________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量______________________。
23. 回答下列问题:
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为。通过表格中的数值可以推断:该反应的___________(填“>”、“<”或“=”)0;其正反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。若达到平衡时,液化分离出,反应速率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
温度/
400
500
平衡常数K
9
5.3
(2)工业上也可以利用和合成甲醇:。某恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,测得和浓度随时间变化如上图所示。
①内,的平均反应速率为___________,该温度下的平衡常数为___________。若达平衡时,保持温度不变,向容器中再充入、、和各,则此时___________(填“>”、“<”或=”)。
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填字母序号)。
A.的消耗速率与的消耗速率之比为3∶1
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.和的浓度相等时
24. “绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
Ⅰ.汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、请回答下列问题:
(1)已知:
若某反应的平衡常数表达式为,则此反应的热化学方程式为_______。
(2)在一定条件下可发生分解:,一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.和的浓度比保持不变 b.容器中压强不再变化
c. d.气体的密度保持不变
Ⅱ.甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
(3)已知 CO2(g) + 3H2(g)⇌ CH3OH(g) + H2O(g),将和按物质的量之比1∶3充入体积为2.0 L的恒容密闭容器中反应生成,如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下转化率随温度的变化关系。
①a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb,表示,则Va_______Vb (填“大于”、“小于”或“等于”)。
②列出a点对应的平衡常数表达式K= _______。
(4)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示,下列说法正确的是_______。
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强大小关系为P1<P2<P3
C.M点对应的平衡常数K的值约为
D.在及512 K时,图中N点
(5)催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g) + 6H2(g)⇌C2H5OH(g) + 3H2O(g) ;m代表起始时的投料比,即。
①图3中投料比相同,温度,则该反应的焓变_______0(填)。
②m=3时,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示,则曲线b代表的物质为_______(填化学式)。
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2025-2026学年度第一学期高二化学
10月份阶段质量检测
一、单选题:本大题共20小题,共60分。
1. 某反应由两步反应A→B→C构成,反应能量曲线如图,下列叙述正确的是
A. 两步反应均为吸热反应 B. A→B反应,反应条件一定要加热
C. A与C的能量差为E4 D. 三种化合物中C最稳定
【答案】D
【解析】
【分析】A→B过程中反应物总能量小于生成总能量,反应为吸热反应,B→C过程中反应物总能量大于生成总能量,反应为放热反应,据此分析。
【详解】A.B→C过程中反应物总能量大于生成总能量,反应放热,A错误;
B.A→B过程中反应物总能量小于生成总能量,反应吸热反应,吸热反应也不一定需要加热,B错误;
C.根据图示可知,A→C过程放出热量大小为,故A与C的能量差为,C错误;
D.三种化合物中C的能量最低,物质自身能量越低越稳定,D正确;
故本题选D。
2. 下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A. 已知 ,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B. 已知 ,则金刚石比石墨稳定
C. 在稀溶液中: ,若将含的溶液与含的溶液混合,放出的热量为
D. 已知 ; ;则
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮气和氢气的反应为可逆反应,则在一定条件下将和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于,A错误;
B.已知 ,则金刚石能量比石墨高,则石墨更稳定,B错误;
C.醋酸为弱酸,电离吸热,则含的溶液与含的溶液混合,放出的热量小于,C错误;
D.S(s)→S(g)吸热,等量的S(s)和S(g)完全燃烧,S(g)放热多,由于反应放热,为负,所以,D正确;
故选D。
3. 用催化还原可以消除氮氧化合物的污染。例如:
①;
②;
下列说法中错误的是
A. 由反应①可推知:;
B. 等物质的量的在反应①、②中转移电子数相同
C. 若用标准状况下4.48L的把还原为并生成气态水时,放出热量
D. 若用常温常压下3.2g的把还原为,整个过程中转移的电子总物质的量为
【答案】A
【解析】
【详解】A.水蒸气冷凝为液态水需要释放热量,所以 CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(1)的ΔH<−574kJ/mol ,故A错误,符合题意;
B.两个反应中,碳元素的化合价均由-4升高到+4,则等物质的量的 CH4 分别参加反应①、②,转移的电子数相同,故B正确,但不符合题意;
C.标准状况下 4.48L CH4的物质的量为0.2mol。由题给热化学方程式,根据盖斯定律,由 (反应①+反应②)÷2 可以得出 CH4 将 NO2 还原为 N2 的热化学方程式CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),ΔH=−867 kJ/mol ,则 0.2 mol CH4 参加反应放出的热量为 867kJ/mol×0.2mol=173.4kJ ,故C正确,但不符合题意;
D.3.2g的 CH4 的物质的量为0.2mol。用3.2g的 CH4 将 NO2 还原为 N2 ,在此过程中 CH4 中碳元素的化合价由-4升高到+4转化为 CO2 ,失去电子的总物质的量为 0.2mol×8=1.6mol ,转移的电子总物质的量为 1.6mol,故D正确,但不符合题意;
故选:A。
4. 下列说法或表示方法正确的是
A. 的燃烧热是-,则的
B. 由C(石墨,s)C(金刚石,s) 可知金刚石比石墨稳定
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下不相同
D. 在稀溶液中:,若将含2与含2的稀溶液混合,放出的热量小于114.6
【答案】D
【解析】
【详解】A.的燃烧热是-,燃烧热是指1mol可燃物在氧气中完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,碳完全燃烧生成二氧化碳,所以 ,生成一氧化碳属于不完全燃烧,放出热量少,故A错误;
B.物质所含能量越低越稳定,C(石墨,s)C(金刚石,s) ,为吸热反应,说明石墨所含能量低于金刚石,石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.反应的焓变与反应条件无关,则同温同压下,在光照和点燃条件下相同,故C错误;
D.醋酸属于弱酸,电离时吸收热量,因此若将含2与含2的稀溶液混合,放出的热量小于114.6,故D正确;
故选D。
5. 下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A. 稀硫酸与溶液反应:
B. 在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
C. 已知的燃烧热,则有
D. 已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
【答案】D
【解析】
【详解】A. 稀硫酸与溶液反应是放热反应: ,A错误;
B. 在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为: ,B错误;
C. 已知的燃烧热,氢元素的指定产物是H2O(l),则有: ,C错误;
D. 已知硫粉(即0.3mol)与铁粉(即0.2mol)混合加热生成(即0.2mol)时放出热量,则硫粉过量,生成1molFeS放出热量,则 ,D正确;
故选D。
6. 下列热化学方程式正确的是
A. 甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=+890.3 kJ/mol
B. 表示中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ/mol
C. 表示H2燃烧热的热化学方程式:H2(g)+O2(g)= H2O(g) △H = -241.8 kJ/mol
D. 500℃、30MPa下,将0.5 molN2和1.5 molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:N2(g) +3H2(g)2NH3(g);△H= -38.6 kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3 kJ/mol,故A错误;
B.中和热为强酸和强碱的稀溶液生成1mol液态水时所释放的能量,则表示中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ/mol,故B正确;
C.1mol氢气在氧气中完全燃烧生成液态水时放出的热量,为氢气的燃烧热,表示H2燃烧热的热化学方程式:H2(g)+O2(g)= H2O(l) △H = -241.8 kJ/mol,故C错误;
D.0.5mol N2和1.5mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,此反应为可逆反应,0.5molN2不能完全转化,则1molN2完全反应时放热大于19.3kJ×2=38.6kJ,则热化学方程式为N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H<-38.6kJ/mol,故D错误;
故答案为B。
7. 某些化学键的键能如表所示:
键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—Cl
H—Br
H—I
键能/kJ·mol-1
436
243
193
151
431
356
299
下列有关说法中正确的是
A. 1molH2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应,则与碘完全反应放出的热量最多
B. H—F键的键能大于431kJ·mol-1
C. H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-248kJ·mol-1
D. 稳定性最强的化学键是H—Cl键
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.反应中的热量变化等于反应物的总键能减去生成物的总键能,则1molH2(g)和Cl2(g)反应放出的反应热为ΔH=(436+243-2×431) kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,和Br2(g)应放出的反应热为ΔH=(436+193-2×356) kJ·mol-1=-83 kJ·mol-1,和I2(g)应放出的反应热为ΔH=(436+151-2×299) kJ·mol-1=-11 kJ·mol-1,则与氯气反应放出的热量最多,A错误;
B.由表中H—Cl、H—Br、H—I的键能逐渐变小,则同主族从上到下非金属性减弱,气态氢化物越不稳定,则键能越小,故H—F键的键能大于431kJ·mol-1,B正确;
C.反应中的热量变化等于反应物的总键能减去生成物的总键能,则H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=(436+243-2×431) kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,C错误;
D.键能越大,键越稳定,则H—H 键最稳定,D错误。
故选:B。
8. 在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g) =S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为( )
A. △H4=2/3(△H1+△H2-3△H3)
B. △H4=2/3(3△H3-△H1-△H2)
C. △H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)
D. △H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,①×-③×得⑤:S(g)+O2(g)=SO2(g) △H5=(△H1-△H3);根据盖斯定律,②×-③×得⑥:SO2(g)+S(g)=O2(g) + S2(g) △H6=(△H2-2△H3);⑤+⑥得:2S(g) =S2(g) △H4=(△H1+△H2-3△H3),答案为A。
9. 用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和热的测定。下列说法不正确的是
A. 泡沫塑料的作用是减少热量散失
B. 一次平行实验应测定3次温度
C. 若盐酸的体积改为,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和热也不相等
D. 该实验装置还存在错误
【答案】C
【解析】
【详解】A.在中和热的测定过程中,为了减少热量散失,在大烧杯中加入泡沫塑料,故A正确;
B.为了测定准确,一次平行实验需测定3次温度,故B正确;
C.中和热是在一定条件下,稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量,所以改变盐酸的用量,反应中放出的热量可能不同,但中和热是不变的,故C错误;
D.中和热的测定的实验装置中的小烧杯封闭不严,故D正确;
故答案:C。
10. 已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
3H2(g)+ Fe2O3(s)=2Fe(s)+ 3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)+ 1.5O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)+ 1.5O2(g)=A12O3(S) ΔH4
2Al(s)+ Fe2O3(s)=Al2O3(s)+ 2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A. ΔH1<0,ΔH3>0 B. ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C. ΔH1=ΔH2+ΔH3 D. ΔH3=ΔH4+ΔH5
【答案】B
【解析】
【详解】A.2Fe(s)+ 1.5O2(g)=Fe2O3(s)为化合反应,属于放热反应,所以ΔH3<0,A不正确;
B.2Al(s)+ Fe2O3(s)=Al2O3(s)+ 2Fe(s)为铝热反应,属于放热反应,ΔH5<0,由于Al的金属活动性比Fe强,所以燃烧放出的热量更多,但由于放热反应的ΔH<0,所以ΔH4<ΔH3,B正确;
C.ΔH1为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放出的热量,ΔH2+ΔH3为3H2(g)+1.5O2(g)=3H2O(g)放出的热量,所以ΔH1≠ΔH2+ΔH3,C不正确;
D.依据盖斯定律,ΔH3=ΔH4-ΔH5,D不正确;
故选B。
11. 一定温度下,在2L恒容密闭容器中发生反应,反应过程中的部分数据如下表所示:
t/min
n (N2)/mol
n (H2)/mol
n (NH3)/mol
0
2.0
2.4
0
5
1.7
1.5
0.6
10
1.6
x
y
15
z
1.2
w
下列说法错误的是
A. 升高温度、增大N2的浓度均可加快反应速率
B. 内用NH3表示的平均反应速率为
C. 时,反应已达到平衡状态
D. 当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.升高温度、增大反应物浓度均可加快反应速率,A项正确;
B.,B项错误;
C.时,,消耗了,根据方程式可知这段时间内消耗的物质的量为,所以时,,与时的物质的量相同,说明时反应已经达到平衡,C项正确;
D.该反应是气体物质的量减小的反应,气体的总质量不变,所以当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡,D项正确;
故选B。
12. 对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH,反应特点与对应的图像的说法中不正确的是()
A. 图甲中,若p1>p2,则在较低温度下有利于该反应自发进行
B. 图乙中,若T2>T1,则ΔH<0且a+b=c+d
C. 图丙中,t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂
D. 图丁中,若ΔH<0,则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应1图可知,增大压强,A的含量减少,平衡正向移动,说明正反应是熵减的反应,升温A的含量增加,平衡逆向移动,说明正反应是放热反应,根据△G=△H-T△S可知,该反应在低温度时更容易自发进行,故A正确;
B.温度越高,A的转化率越低,说明该反应为放热反应,△H<0,压强增大,A的转化率不变,则压强对平衡无影响,所以a+b=c+d,故B正确;
C.根据图像条件改变,使反应速率同时增大并且平衡不移动,说明可能是加催化剂或者在反应前后气体系数和相等时增压,故C错误;
D.由图可知,T1的起始斜率大于T2,说明T1>T2,升高温度,若△H<0,平衡逆向移动,说明反应物的转化率减小,而图像是温度越高越大,所以不可能表示的是反应物的转化率,故D正确;
故答案为C。
【点睛】化学平衡图像题的解题技巧:①紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。④三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
13. 已知反应X(g)+3Y(g) ⇌2Z(g) △H的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A. △H= E2- E1 B. 更换高效催化剂,E3不变
C. 恒压下充入一定量的氦气n(Z)减少 D. 压缩容器,c(X)减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.△H=生成物的总能量-反应物的总能量=E1-E2,故A错误;
B.更换高效催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,该反应中(E3-E2)为活化能,E2为反应物的能量,E2不变,活化能降低,则E3减小,故B错误;
C.恒压下充入一定量的氦气,容器体积增大,反应体系的分压减小,平衡向气体增多的方向移动,则n(Z)减少,故C正确;
D.压缩容器体积,压强增大,平衡向右移动,n(X)减小,体积减小,各物质的浓度都增大,平衡移动只能减弱这种改变,而不能消除,故c(X)还是比原来大,故D错误;
故选C。
14. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深②向稀盐酸中加入少量蒸馏水,盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A. ①②⑥⑧ B. ①③⑤⑦ C. ②⑤⑥⑦ D. ②③⑦⑧
【答案】C
【解析】
【分析】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用,催化剂只能改变反应速率,不会影响化学平衡,所以不能用勒夏特列原理解释,据此分析。
【详解】①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后,SCN-离子浓度增大,平衡正向进行,Fe(SCN)3浓度增大,颜色变深,能用勒夏特列原理解释;
②向稀盐酸中加入少量蒸馏水,盐酸为强酸,不存在电离平衡,稀释盐酸溶液,溶液中氢离子浓度降低,不能用勒夏特列原理解释;
③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气,Cl2+H2O⇌HCl+HClO,平衡逆向进行,减小氯气溶解度,能用勒夏特列原理解释;
④2NO2⇌N2O4,加压瞬间NO2浓度增大,颜色加深,随之平衡正向进行,NO2浓度有所减小,颜色又变浅,但是NO2的浓度相比原来的浓度较大,因此颜色比原来深,所以压强增大平衡正向进行,颜色先变深后变浅,能用勒夏特列原理解释;
⑤催化剂只能同等程度地改变正逆反应速率,对化学平衡无影响,不能用勒夏特列原理解释;
⑥由H2、I2(g)、HI气体组成的平衡,反应前后气体体积不变,加压后平衡不移动,体积减小颜色变深,不能用勒夏特列原理解释;
⑦合成氨反应为放热反应,升高温度不利用平衡向正反应方向移动,但升温却可提高反应速率,不可用勒夏特列原理解释;
⑧合成氨的反应中,将混合气体中的氨气液化,减小了生成物浓度,平衡向着正向移动,能用勒夏特列原理解释;
综上所述,②⑤⑥⑦不能用勒夏特列原理解释;
答案选C。
【点睛】1、③是学生们的易忘点,忽略实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气是利用了平衡移动原理降低氯气的溶解。
2、④和⑥是学生们的易错点,学生们往往忽略:缩小容积增大压强后,不管平衡向哪个方向移动或者不移动,所有气体物质的浓度都会增大。④2NO2⇌N2O4,加压瞬间NO2浓度增大,颜色加深,随之平衡正向进行,NO2浓度有所减小,颜色又变浅,但是NO2的浓度相比原来的浓度较大,因此颜色比原来深,所以压强增大平衡正向进行,颜色先变深后变浅,但是比原来深。⑥由H2、I2(g)、HI气体组成的平衡,反应前后气体体积不变,加压后平衡不移动,但体积减小浓度增大,颜色变深,不能用勒夏特列原理解释;
15. 根据下列实验操作,能够得到相应实验现象或结论的是
选项
实验操作
实验现象或结论
A
用注射器吸入20mL由和组的混合气体,向外拉动注射器活塞至气体体积为原来的2倍
减小容器压强,反应的平衡逆向移动,气体颜色变深
B
向滴加了KSCN(aq)的溶液中加入少量KCl固体
平衡逆向移动,溶液颜色变浅
C
向盛有2mL5%溶液的甲、乙试管中分别滴加5滴等浓度的和溶液,对比气泡产生的速率
若甲试管中产生气泡的速率更快,则的催化效果比的好
D
分别向体积为20mL浓度为1mol/L和5mol/L的溶液中加入2g锌粉,比较收集相同体积的所需的时间
反应物浓度越大,收集相同体积的所需的时间越短,反应速率越快
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.体积增大为原来的2倍,二氧化氮的浓度减小,则气体颜色变浅,同时减小气体压强,根据勒夏特列原理分析平衡向气体体积增大的方向进行,平衡逆向移动,二氧化氮浓度增大,但浓度比初始时小,故颜色不及初始时深,故A错误;
B.加入少量KCl固体,溶液中Fe3+、SCN-浓度不变,K+和Cl-不参加反应,平衡不移动,故B错误;
C.向盛有2mL5%溶液的甲、乙试管中分别滴加5滴等浓度的和溶液,不能排除Cl-和对于实验的影响,变量不唯一,无法判断造成实验现象的原因,故C错误;
D.分别向体积为20mL浓度为1mol/L和5mol/L的溶液中加入2g锌粉,比较收集相同体积的所需的时间,浓度越大,反应速率越快,故D正确;
故选D。
16. 已知有如下热化学方程式,下列判断错误的是
①
②
③
④
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.①②均为放热反应,,,碳完全燃烧生成二氧化碳比碳不完全燃烧生成一氧化碳放出热量多,对应小,所以,A正确;
B.根据盖斯定律,方程式关系 ,进行对应计算,则,B正确;
C.方程式,则,C错误;
D.由C选项分析,整理得,D正确;
故答案选C。
17. 在容积不变的容器中充入CO和NO发生如下反应:,其他条件不变时,分别探究温度和催化剂的比表面积对上述反应的影响。实验测得与时间的关系如图所示。
已知:ⅰ.起始投料比均为2∶3;
ⅱ.比表面积:单位质量的物质具有的总面积。
下列说法不正确的是
A. Ⅰ、Ⅱ反应温度相同,催化剂的比表面积不同
B. Ⅱ中NO的平衡转化率为75%
C. 在Ⅲ的条件下,该反应的平衡常数
D. ,Ⅲ中平均反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ⅰ、Ⅱ两个过程达到反应平衡时间不同,反应温度相同,催化剂的比表面积不同,催化剂比表面积越大,催化效率越高,A正确;
B.Ⅱ中△c(CO)=4×10-3mol/L-1×10-3mol/L=3×10-3mol/L,起始投料比均为2∶3,△c(NO)=6×10-3mol/L-3×10-3mol/L =3×10-3mol/L ,NO的平衡转化率为3×10-3mol/L ÷6×10-3mol/L ×100%=50%,B错误;
C.在Ⅲ的条件下,,平衡常数,C正确;
D.,Ⅲ中平均反应速率,D正确;
答案选B。
18. 在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)⇌zZ(g)平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A. x+y<z B. 平衡向正反应方向移动
C. 物质B的转化率降低 D. 物质Z的体积分数增大
【答案】C
【解析】
【分析】平衡时测得的浓度为,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,假设平衡不移动,则的浓度为。而实际再达到平衡时,的浓度为,的浓度增大,说明减小压强,平衡逆向移动,则有。据此分析作答。
【详解】A.由上述分析可知,压强减小,平衡逆向移动,则,A错误;
B.由上述分析可知,平衡逆向移动,B错误;
C.根据分析可知,减小压强,平衡逆向移动,B的转化率降低,C正确;
D.平衡逆向移动,的体积分数减小,D错误;
故选C。
19. 温度为时,在三个容积均为的恒容密闭容器中仅发生反应:正反应吸热。实验测得:、为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器编号
物质的起始浓度
物质的平衡浓度
①达平衡时,容器与容器中的总压强之比为
②达平衡时,容器中比容器中的大
③达平衡时,容器中的体积分数小于
④当温度改变为时,若,则
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
【答案】D
【解析】
【分析】,可以求出平衡常数K==0.8,平衡时气体的总物质的量为0.8mol,其中NO占0.4mol,所以NO的体积分数为50%,=1。在平衡状态下,v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗,所以k正·c2(NO2)=k逆·c2(NO)·c(O2),进一步求出=K=0.8;
【详解】①由表中数据可知,容器II起始时Q≈0.56<K,反应正向进行,气体物质的量增大、容器II在平衡时气体的总物质的量一定大于1mol,两容器的物质的量之比=压强之比,比值一定小于0.8∶1=4∶5,①错误;
②结合A选项可知容器I中平衡时,容器Ⅱ中反应为:, 假设容器II中 =1, ,解之得x=,求出此时的浓度商Qc=,所以容器II达平衡时,一定小于1,②错误;
③容器III:,在某时刻,若NO的体积分数为50%,由0.5-2x=2x+0.35-x,解之得,x=0.05,求出此时浓度商Qc=>K,说明此时反应未处于平衡,超逆反应方向移动,则达平衡时,容器中的体积分数小于,③正确;
④温度为T2时,,说明平衡右移,因为正反应是吸热反应,升高温度后化学平衡常数变大,所以T2>T1,④正确;
综上,③④正确,答案选D。
20. 小组同学探究盐溶液对反应(血红色)的影响。将的溶液与的溶液混合,分别加入等量的试剂①~④,测得平衡后体系的透光率如下图所示。
已知:i.溶液血红色越深,透光率越小,其它颜色对透光率的影响可忽略
ii.(黄色)
iii.已知对实验无影响
下列说法不正确的是
A. 注入试剂①后溶液透光率增大,证明逆向移动
B. 透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液不同导致的
C. 透光率④比③高,可能发生了反应
D. 若要证明试剂③中对平衡体系有影响,还应使用的溶液进行对照实验
【答案】A
【解析】
【详解】A.注入试剂①是稀释溶液的过程,[Fe(SCN)]2+浓度减小,溶液透光率升高,无法判断平衡是否逆向移动,A错误;
B.③KCl溶液为含有钾离子的中性溶液,②NH4Cl溶液为含有铵根离子的水解显酸性的溶液,根据是否水解或离子不同,则说明透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液pH导致的,B正确;
C.③为0.04mol•L-1的KCl溶液,④为4mol•L-1的KCl溶液,④的浓度大于③的浓度;透光率④比③高,说明血红色变浅,发生了反应,C正确;
D.若要证明试剂③为0.04mol•L-1的KCl溶液,Cl-对平衡体系有影响,排除钾离子的干扰即K+浓度保持不变,作空白对照实验,已知硝酸根对实验无影响,故能使用0.04mol•L-1的KNO3溶液进行实验,D正确;
故答案为:A。
二、简答题:本大题共4小题,共40分。
21. 化学反应中伴随能量变化,研究化学反应中的能量变化,可以帮助我们深刻地认识化学反应,更好地为生产和生活服务,请根据所学知识回答下面问题:
(1)化学反应中断裂化学键需要能量___________(填“吸收”或“释放”,下同),形成化学键需要___________能量。
(2)①火药爆炸;②晶体与晶体的反应;③碳酸钙分解;④碳和二氧化碳反应;⑤双氧水加;⑥干冰升华;⑦氢氧化钠溶解。属于吸热反应的是___________(填序号,下同),属于放热过程的是___________。
(3)反应(放热)分两步进行①(吸热);②(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(4)下列反应通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的是___________(填序号)。
A. B.
C. D.
(5)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在键。已知:1mol 转化为吸收能量m kJ,断裂1mol ,键需要吸收的能量分别为a kJ、b kJ。则的反应热为___________(带单位)。
(6)实验测得:25℃,101kPa时,1mol 完全燃烧生成液态水和气体,放出890.3kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:___________。
【答案】(1) ①. 吸收 ②. 释放
(2) ①. ②③④ ②. ①⑤⑦ (3)D (4)AC
(5)(m+3a-6b)kJ/mol
(6)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =−890.3kJ·mol−1
【解析】
【小问1详解】
化学反应中断裂化学键需要吸收能量,形成化学键需要释放能量。
【小问2详解】
①火药爆炸是放热反应;②晶体与晶体的反应是吸热反应;③碳酸钙分解是吸热反应;④碳和二氧化碳反应生成一氧化碳是吸热反应;;⑤双氧水加是放热反应;⑥干冰升华是物理变化,属于吸热过程,不属于吸热反应;⑦氢氧化钠溶解是物理变化,属于放热过程,不属于放热反应。
属于吸热反应的是②③④,属于放热过程的是①⑤⑦。
【小问3详解】
(放热),即A+B总能量高于C;分两步进行①(吸热),A+B的总能量低于X;②(放热),X的能量高于C。因此选项D符合题意;故答案为D。
【小问4详解】
通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的反应是放热的氧化还原反应;AC是放热的氧化还原反应,可以设计为原电池;BD是非氧化还原反应,不能设计成原电池;故符合题意的选项是AC。
【小问5详解】
反应热=反应物总键能-生成物总键能,所以对于反应热=mkJ/mol+3×akJ/mol-6×bkJ/mol=(m+3a-6b)kJ/mol。
【小问6详解】
25℃,101kPa时,1mol 完全燃烧生成液态水和气体,放出890.3kJ的热量,则该反应的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =−890.3kJ·mol−1。
22. 现有反应:mA(g)+nB(g) pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则:
(1)该反应的逆反应为______(填“吸热”或“放热”)反应,且m+n______(填“>”“=”或“<”)p。
(2)减压使容器体积增大时,A的质量分数________。(填“增大”“减小”或“不变”,下同)
(3)若容积不变加入B,则A的转化率__________,B的转化率________。
(4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比 将________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量______________________。
【答案】 ①. 放热 ②. > ③. 增大 ④. 增大 ⑤. 减小 ⑥. 减小 ⑦. 不变
【解析】
【分析】已知达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大,则升高温度,平衡正向移动,正反应为吸热;当减小压强体积增大时,平衡向计量数增大的方向移动,混合体系中C的质量分数减小,平衡逆向移动,则m+m>p;
【详解】(1)根据分析可知,正反应为吸热,则逆反应为放热反应;m+n>p;
(2)减压容积增大,平衡向着气体的计量数之和增大的反应方向移动,即向着逆反应方向移动,则A的质量分数增大;
(3)在反应容器中加入一定量的B,反应物B的浓度增大,平衡向正反应方向移动,促进A的转化,A的转化率增大,但B的转化率减小;
(4)正反应吸热,则升高温度平衡向正反应方向移动,B的物质的量浓度减小,C的物质的量浓度增多,则二者的浓度比值将减小;
(5)催化剂对化学平衡移动没有影响,若加入催化剂,平衡不移动,则平衡时气体混合物的总物质的量不变。
23. 回答下列问题:
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为。通过表格中的数值可以推断:该反应的___________(填“>”、“<”或“=”)0;其正反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。若达到平衡时,液化分离出,反应速率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
温度/
400
500
平衡常数K
9
5.3
(2)工业上也可以利用和合成甲醇:。某恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,测得和浓度随时间变化如上图所示。
①内,的平均反应速率为___________,该温度下的平衡常数为___________。若达平衡时,保持温度不变,向容器中再充入、、和各,则此时___________(填“>”、“<”或=”)。
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填字母序号)。
A.的消耗速率与的消耗速率之比为3∶1
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.和的浓度相等时
【答案】(1) ①. < ②. 低温 ③. 减小
(2) ①. ②. ③. > ④. AC
【解析】
【小问1详解】
温度升高平衡常数K减小,则为放热反应,△H<0,;该反应是气体体积减小的反应,则△S<0,△H-T△S<0,反应才能自发进行,则△H<0,其正反应在低温下能自发进行,分离出,生成物浓度减小,则反应速率将降低;
【小问2详解】
①内,的平均反应速率为,由反应速率之比等于系数比,则;列三段式:,该温度下的平衡常数为;向容器中再充入、、和各,此时,平衡正向移动,则>;
②A.的消耗速率与的消耗速率之比为3∶1即正反应速率与逆反应速率相等,能说明平衡,A正确;
B.恒容下体积不变,混合气体总质量不变,则混合气体的密度一直不变,不能说明平衡,B错误;
C.混合气体总质量不变,反应前后气体分子数不相等,即物质的量变化,当平均相对分子质量不变,能说明平衡,C正确;
D.由于起始浓度未知,和的浓度相等时可能是反应进行中实现,不能说明平衡,A正确;
故选:AC。
24. “绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
Ⅰ.汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、请回答下列问题:
(1)已知:
若某反应的平衡常数表达式为,则此反应的热化学方程式为_______。
(2)在一定条件下可发生分解:,一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.和的浓度比保持不变 b.容器中压强不再变化
c. d.气体的密度保持不变
Ⅱ.甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
(3)已知 CO2(g) + 3H2(g)⇌ CH3OH(g) + H2O(g),将和按物质的量之比1∶3充入体积为2.0 L的恒容密闭容器中反应生成,如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下转化率随温度的变化关系。
①a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb,表示,则Va_______Vb (填“大于”、“小于”或“等于”)。
②列出a点对应的平衡常数表达式K= _______。
(4)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示,下列说法正确的是_______。
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强大小关系为P1<P2<P3
C.M点对应的平衡常数K的值约为
D.在及512 K时,图中N点
(5)催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g) + 6H2(g)⇌C2H5OH(g) + 3H2O(g) ;m代表起始时的投料比,即。
①图3中投料比相同,温度,则该反应的焓变_______0(填)。
②m=3时,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示,则曲线b代表的物质为_______(填化学式)。
【答案】 ①. 2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5 kJ/mol ②. b ③. 大于 ④. ⑤. AC ⑥. < ⑦. CO2
【解析】
【详解】Ⅰ.(1)根据反应的平衡常数表达式为,可知发生的反应为2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ,将已知的反应编号为①②③,根据盖斯定律②×2-③-①即可得出此反应,因此此反应的△H=-393.5 kJ/mol×2+221 kJ/mol -180.5 kJ/mol =-746.5 kJ/mol,所以该反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5 kJ/mol。
(2) a.根据反应的化学方程式可知,和的浓度比始终为4:1,故a错误;
b.该反应的正反应是气体分子数增大的反应,当容器中压强不再变化时,说明各组分浓度不再变化,反应已经达到平衡状态,故b正确;
c.当 时才符合化学反应速率与计量系数成正比关系,此时达到化学平衡状态,故c错误;
d.该反应物质都是气体,气体的总质量不变,体积不变,气体的密度始终保持不变,气体密度不变不能证明反应达到化学平衡状态,故d错误;
故答案为b。
Ⅱ.(3)①a、b两点温度相同,正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,则CO2的转化率增大,故曲线A的压强大于曲线B的压强,压强越大反应速率越快,故Va大于Vb。
②a点发生反应CO2(g) + 3H2(g)⇌ CH3OH(g) + H2O(g),对应的平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,即。
(4) A.由图可知,随着温度升高甲醇的物质的量减小,即平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应 ,故A正确;
B.该反应正反应为气体体积减小的反应,在相同温度下,压强越大平衡时甲醇的物质的量越大,所以压强大小关系为P1>P2>P3,故B错误;
C.M点对应的甲醇的物质的量为0.25 mol,利用三段式:
平衡常数K=,故C正确;
D.由图可知,在及512 K时,图中N点甲醇的物质的量小于平衡时的物质的量,说明此时反应正向移动,则,故D错误;
故答案为AC。
(5)①温度,由图可知投料比相同时,温度越高H2的转化率越低,说明该反应正反应为放热反应,则该反应的焓变<0。
②温度升高,反应逆向移动,反应物的物质的量逐渐增多,产物的物质的量逐渐减少,根据反应计量系数关系可知a为H2,b为CO2,c为H2O,d为C2H5OH。
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