内容正文:
白银市二中2023-2024学年度(一)期中考试试题
高二年级化学
(满分:100分时间:75分钟)
相对原子质量:H-1 O-16 N-14 S-32 O-16 C-12
一、选择题(本大题共18小题,每题3分,共54分)。
1. 1 g H2燃烧生成液态水,放出142.9 kJ热量,表示该反应的热化学方程式为
A. H2+O2=H2O ΔH=-142.9 kJ/mol
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ/mol
C. H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ/mol
2. 合成氨反应为3H2+N2=2NH3,其反应速率可分别用υ(H2)、υ(N2)、υ(NH3)表示,则正确的关系式是
A. υ(H2)=υ(N2)=υ(NH3) B. υ(N2)=3υ(H2)
C. υ(NH3)=υ(H2) D. υ(H2)=3υ(N2)
3. 21世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多能源时代”过渡,下列不属于新能源的是
A. 电力 B. 核能 C. 太阳能 D. 氢能
4. 在密闭容器中通入一定量的HI气体,使其在一定条件下发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),下列能够标志反应达到平衡状态的是
A. HI、H2、I2的浓度相等
B. 混合气体的总压不变
C. 混合气体的颜色不变化
D. v(HI):v(H2):v(I2)=2:1:1
5. 在AB+C的反应中,温度每升高10℃,反应速率增大到原来的4倍,现将反应体系的温度由12℃升高到42℃,则反应速率增加到原来的
A. 12倍 B. 24倍 C. 64倍 D. 256倍
6. 在一个容积不变的密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:A(g)+2B(g) 2C(g),该反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为
A. 40% B. 50% C. 60% D. 70%
7. 已知下列反应的平衡常数:
①SO2(g) + O2(g) SO3(g) K1 ;
②NO(g) + O2(g) NO2(g) K2。
则反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为
A. K1 + K2 B. K2﹣K1 C. D. K1 × K2
8. 在一定温度下的定容容器中,当下列状态不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡状态的是
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体总物质的量
A. ②③ B. ①② C. ①②③ D. ④
9. 下列关于化学平衡常数的说法中,正确的是
A. 可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
B. 在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生产物浓度用平衡浓度表示
C. 平衡常数的大小与浓度、压强、催化剂有关
D. 化学平衡发生移动,平衡常数必定发生变化
10. 对2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH =-5800 kJ/mol的叙述错误的是
A. 该反应的反应热为ΔH=-5800 kJ/mol,是放热反应
B. 该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C. 该式的含义为:25℃、101kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800 kJ
D. 该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5800 kJ/mol
11. 已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-282.9 kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A. 2:1 B. 1:2 C. 1:1 D. 2:3
12. 石墨和金刚石都是碳的单质,石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知把石墨完全转化为金刚石时,要吸收能量,下列说法正确的是
A. 石墨不如金刚石稳定
B. 金刚石不如石墨稳定
C. 等质量的金刚石与石墨完全燃烧,放出的能量一样多
D. 等质量的金刚石与石墨完全燃烧,石墨放出的能量多
13. 下列措施肯定能使化学反应速率增大的是
A. 增大反应物的量 B. 增加压强
C. 升高温度 D. 使用催化剂
14. 在N2+3H2⇌2NH3的反应中,经过一段时间内,NH3的浓度增加了0.6mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L-1·s-1,则所经过的时间是
A. 1s B. 2s C. 0.44s D. 1.33s
15. 在某温度下,可逆反应mA + nB pC + qD的平衡常数为K,下列说法正确的是
A. K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大
B. K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大
C. K随反应物浓度的改变而改变
D. K随温度和压强的改变而改变
16. 在2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)中,表示该反应速率最快的是
A. υ(A)=0.5 mol/(L·s) B. υ(B)=0.3 mol/(L·s)
C. υ(C)=0.8 mol/(L·s) D. υ(D)=1 mol/(L·s)
17. 可以充分说明反应P(g)+Q(g)R(g)+S(g)在恒温下已达到平衡的是
A. 反应容器内的压强不随时间改变
B. 反应容器内P、Q、R、S四者浓度之比为1:1:1:1
C. P的生成速率和P的消耗速率相等
D. 反应容器内的气体总物质的量不随时间变化
18. 把下列4种X的溶液,分别加入4个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,并加水稀释到50mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是
A. 10mL 2mol/L B. 20mL 2mol/L C. 10 mL 4mol/L D. 20mL 3 mol/L
二、非选择题(4题,共46分)。
19. 已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是____。
(2)H2的燃烧热为____;C的燃烧热为____。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为____。
(4)写出CO燃烧热的热化学方程式_____。
20. 火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8molH2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为_________________________________________________。
(2)又已知H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是__________kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是_________________________________________________________。
(4)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为______________________________________________________________。
(5)1gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出49.8kJ热量,则2molC2H2完全燃烧放出的热量为____________kJ;写出C2H2燃烧热的热化学方程式_______________________________________________。
(6)已知:石墨的燃烧热为393.5kJ/mol;金刚石的燃烧热为395.0kJ/mol,写出由石墨转化为金刚石的热化学方程式_________________________________,由此可知二者______更稳定。
(7)已知:①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g);ΔH1=-25kJ/mol
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH2=-47kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g);ΔH3=+19kJ/mol
计算反应:2FeO(s)+2CO(g)=2Fe(s)+2CO2(g)的ΔH=_______________。
21. 合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时,各物质的浓度是c(N2)=3mol·L-1,c(H2)=9mol·L-1,c(NH3)=4mol·L-1,则
(1)该温度时的平衡常数为___________;起始浓度c(N2)=___________
(2)H2的转化率为___________。
22. 根据所学知识回答下列问题:
I.用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气,请回答:
(1)实验过程如图所示,化学反应速率最快的是_______。
A.OE段 B.EF段 C.FG段
(2)请解释图中曲线变化的原因:______________________________________________。
(3)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质少许,可行的是_______。
A. NaCl溶液 B. 硫酸铜溶液 C. 浓盐酸 D. CH3COONa固体
II.在温度为373K时,将0.100molN2O4气体通入1L的恒容密闭容器中,发生反应N2O4(g)2NO2(g)。下图是测定到的N2O4的浓度变化曲线图。
(4)计算在20至40秒时间内,NO2的平均生成速率为_______。
(5)该反应的化学平衡常数表达式为________________,373K时该反应的化学平衡常数为___________。
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白银市二中2023-2024学年度(一)期中考试试题
高二年级化学
(满分:100分时间:75分钟)
相对原子质量:H-1 O-16 N-14 S-32 O-16 C-12
一、选择题(本大题共18小题,每题3分,共54分)。
1. 1 g H2燃烧生成液态水,放出142.9 kJ热量,表示该反应的热化学方程式为
A. H2+O2=H2O ΔH=-142.9 kJ/mol
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ/mol
C. H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ/mol
【答案】C
【解析】
【详解】1 mol 的质量为2 g,完全燃烧生成液态水放出的热量为:,表示该反应的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol或2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol,故选C。
2. 合成氨反应为3H2+N2=2NH3,其反应速率可分别用υ(H2)、υ(N2)、υ(NH3)表示,则正确的关系式是
A. υ(H2)=υ(N2)=υ(NH3) B. υ(N2)=3υ(H2)
C. υ(NH3)=υ(H2) D. υ(H2)=3υ(N2)
【答案】D
【解析】
【详解】A.同一化学反应中,不同物质的反应速率之比等于其化学计量数之比,故 ,三者速率不相等,A错误;
B.由速率比关系可得,即,B错误;
C.由速率比关系可得,即,C错误;
D.由速率比关系可得,即,D正确;
故选D。
3. 21世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多能源时代”过渡,下列不属于新能源的是
A. 电力 B. 核能 C. 太阳能 D. 氢能
【答案】A
【解析】
【详解】新能源指氢能、太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等,电力属于传统能源,故答案为A。
4. 在密闭容器中通入一定量的HI气体,使其在一定条件下发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),下列能够标志反应达到平衡状态的是
A. HI、H2、I2的浓度相等
B. 混合气体的总压不变
C. 混合气体的颜色不变化
D. v(HI):v(H2):v(I2)=2:1:1
【答案】C
【解析】
【分析】
反应为可逆反应,无论是否达到平衡状态,都存在H2、I2、HI在容器中共存的特点,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量不变,以此解答该题。
【详解】A.平衡时各物质的浓度关系取决于反应物的起始量和转化的程度,H2、I2、HI的浓度相等不能作为达到平衡的依据,故A错误;
B.该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,无论该反应是否达到平衡状态,容器中气体压强始终不变,故B错误;
C.当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不再变化,所以容器内气体颜色的深浅不变,故C正确;
D.当该反应的反应速率之比为其系数之比时,该反应不一定达到平衡状态,故D错误。
故选C。
【点睛】化学平衡状态的标志可概括为“一等五不变”:“一等”即正反应速率等于逆反应速率;“五不变”即反应混合物中各组分的浓度保持不变,其意义是指各组分的物质的量不变;各组分的浓度不变;各组分的百分含量不变;反应物的转化率不变。
5. 在AB+C的反应中,温度每升高10℃,反应速率增大到原来的4倍,现将反应体系的温度由12℃升高到42℃,则反应速率增加到原来的
A. 12倍 B. 24倍 C. 64倍 D. 256倍
【答案】C
【解析】
【详解】温度升高值为:,共包含3个10℃的间隔,反应速率变为原来的:倍,故选C。
6. 在一个容积不变的密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:A(g)+2B(g) 2C(g),该反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为
A. 40% B. 50% C. 60% D. 70%
【答案】A
【解析】
【详解】假设开始投入的A、B均为n mol,达到平衡时A转化了x mol,列式可得:
(n-x)+(n-2x)=2x,计算得:x=0.4n,因此A的转化率=。
因此,本题选A。
7. 已知下列反应的平衡常数:
①SO2(g) + O2(g) SO3(g) K1 ;
②NO(g) + O2(g) NO2(g) K2。
则反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为
A. K1 + K2 B. K2﹣K1 C. D. K1 × K2
【答案】C
【解析】
【详解】反应①的化学平衡常数,反应②的化学平衡常数,反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为=,故选C。
8. 在一定温度下的定容容器中,当下列状态不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡状态的是
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体总物质的量
A. ②③ B. ①② C. ①②③ D. ④
【答案】A
【解析】
【详解】①该反应前后气体分子数不变,恒温恒容条件下,反应前后压强始终不变,不能判断达到平衡状态,①不符合题意;
②该反应前后气体总质量增大,恒温恒容条件下,密度不变时说明气体总质量不变,反应达到平衡状态,②符合题意;
③B的物质的量浓度不变是平衡状态的特征标志,③符合题意;
④反应前后气体分子数不变,气体总物质的量始终为恒定值,其不变无法说明反应达平衡,④不符合题意;
故选A。
9. 下列关于化学平衡常数的说法中,正确的是
A. 可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
B. 在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生产物浓度用平衡浓度表示
C. 平衡常数的大小与浓度、压强、催化剂有关
D. 化学平衡发生移动,平衡常数必定发生变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.化学平衡常数越大,则化学反应限度越大,故A正确;
B. 在平衡常数表达式中,无论反应物浓度还是生成物浓度都是平衡浓度,故B错误;
C. 因平衡常数的大小与只与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关,故C错误;
D. 平衡常数只随温度变化,故D错误;
故答案为A。
【点睛】明确影响化学平衡、化学反应速率的因素为解答关键,注意化学平衡常数与浓度、压强、催化剂无关,为易错点,并不是平衡右移平衡常数就会变大,只要温度不变平衡常数就不变。
10. 对2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH =-5800 kJ/mol的叙述错误的是
A. 该反应的反应热为ΔH=-5800 kJ/mol,是放热反应
B. 该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C. 该式的含义为:25℃、101kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800 kJ
D. 该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5800 kJ/mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应的反应热为,说明反应属于放热反应,A正确;
B.的数值与各物质的聚集状态有关,同时与化学计量数成正比,会随计量数的改变成比例变化,B正确;
C.热化学方程式无特殊标注时默认对应25℃、101kPa的条件,该式的含义为此条件下2 mol气态完全燃烧生成和液态水时放出5800 kJ热量,C正确;
D.燃烧热的定义是1 mol纯可燃物完全燃烧生成指定化合物时放出的热量,该反应中2 mol丁烷放热5800 kJ,因此丁烷的燃烧热为2900 kJ/mol,D错误;
故选D。
11. 已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-282.9 kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A. 2:1 B. 1:2 C. 1:1 D. 2:3
【答案】C
【解析】
【详解】设H2和CO的物质的量分别为x、y,则:285.8x+282.9y=113.74,氢气燃烧生成液态水,故x=,解得y=0.2 mol,故H2和CO的物质的量之比为1:1,故选C。
12. 石墨和金刚石都是碳的单质,石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知把石墨完全转化为金刚石时,要吸收能量,下列说法正确的是
A. 石墨不如金刚石稳定
B. 金刚石不如石墨稳定
C. 等质量的金刚石与石墨完全燃烧,放出的能量一样多
D. 等质量的金刚石与石墨完全燃烧,石墨放出的能量多
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,故A错误;
B.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,故B正确;
C.金刚石的能量高,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,故C错误;
D.金刚石的能量高,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,故D错误;
故选B。
【点晴】本题考查金刚石和石墨的转化以及涉及到的能量变化,注意能量低的物质更稳定,燃烧放出热量少。本题中石墨完全转化成金刚石时需要吸能量,说明石墨的能量低于金刚石的能量,石墨更稳定,金刚石的能量高,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多。
13. 下列措施肯定能使化学反应速率增大的是
A. 增大反应物的量 B. 增加压强
C. 升高温度 D. 使用催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A项,增大固体或液体反应物的量不一定能增大反应速率,故A项错误;
B项,若定容时加入惰性气体,则压强增大,但反应速率不变,故B项错误;
C项,升高温度活化分子百分数增大,反应速率一定加快,故C项正确;
D项,催化剂能加快或减慢反应速率,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为C。
【点睛】本题考查影响化学反应速率的外界因素:①温度:温度越高,其反应速率越快。②催化剂:一般来说,催化剂会加快反应的速率。③浓度:一般来说,浓度越高,反应速率越快。④固体表面积:固体表面积越大,反应速率越快。⑤压强:压强越大,反应的速率越快。(只适用于反应物或生成物中有气体的时候。)
14. 在N2+3H2⇌2NH3的反应中,经过一段时间内,NH3的浓度增加了0.6mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L-1·s-1,则所经过的时间是
A. 1s B. 2s C. 0.44s D. 1.33s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】在N2+3H2⇌2NH3的反应中,经过一段时间内,NH3的浓度增加了0.6mol·L-1,则在0-t时间范围内,v(NH3)= mol·L-1·s-1,根据方程式中,速率之比和系数成正比可知,3v(NH3)=2v(H2),所以3×=2×0.45,所以t=2s,故B正确。
故选B。
15. 在某温度下,可逆反应mA + nB pC + qD的平衡常数为K,下列说法正确的是
A. K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大
B. K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大
C. K随反应物浓度的改变而改变
D. K随温度和压强的改变而改变
【答案】A
【解析】
【详解】平衡常数表示反应进行的程度,K越大,达到平衡时,反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A正确、B错误;K的变化只受温度影响,故C、D错误。
16. 在2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)中,表示该反应速率最快的是
A. υ(A)=0.5 mol/(L·s) B. υ(B)=0.3 mol/(L·s)
C. υ(C)=0.8 mol/(L·s) D. υ(D)=1 mol/(L·s)
【答案】D
【解析】
【分析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率,然后比较大小,将所有选项的变化速率都用B的速率表示。
【详解】A.υ(B)=1/2υ(A)=0.25 mol/(L·s);B.υ(B)=0.3 mol/(L·s);C.υ(B)=1/3υ(C)=0.8/3mol/(L·s) ;D.υ(B)=1/2υ(D)=0.5 mol/(L·s);综上所述,本题选D。
【点睛】本题考查化学反应速率的计算。比较大小时,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率,然后比较大小。转化时,要注意物质的聚集状态,纯固体和纯液体不计算化学反应速率。
17. 可以充分说明反应P(g)+Q(g)R(g)+S(g)在恒温下已达到平衡的是
A. 反应容器内的压强不随时间改变
B. 反应容器内P、Q、R、S四者浓度之比为1:1:1:1
C. P的生成速率和P的消耗速率相等
D. 反应容器内的气体总物质的量不随时间变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应前后气体分子数不变,恒温恒容条件下容器内压强始终不变,压强不随时间改变不能说明反应达到平衡,A错误;
B.四者浓度之比为1:1:1:1并不能说明各物质的浓度不再发生变化,该浓度比不能说明反应达到平衡,B错误;
C.P的生成速率和P的消耗速率相等说明正、逆反应速率相等,可证明反应达到平衡,C正确;
D.该反应前后气体分子数不变,反应过程中气体总物质的量始终保持不变,因此总物质的量不随时间变化不能说明反应达到平衡,D错误;
故选C。
18. 把下列4种X的溶液,分别加入4个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,并加水稀释到50mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是
A. 10mL 2mol/L B. 20mL 2mol/L C. 10 mL 4mol/L D. 20mL 3 mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】反应速率主要取决于反应物的浓度,4个烧杯中的盐酸被稀释至50mL后,浓度均为0.4mol/L,则速率差异由X的浓度决定,通过计算可知稀释后的X浓度分别为:0.4mol/L、0.8mol/L、0.8mol/L、1.2mol/L,X浓度越大,反应速率越大,故答案为D。
二、非选择题(4题,共46分)。
19. 已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是____。
(2)H2的燃烧热为____;C的燃烧热为____。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为____。
(4)写出CO燃烧热的热化学方程式_____。
【答案】 ①. ①②③④ ②. -285.8 kJ·mol-1 ③. -393.5 kJ·mol-1 ④. 1429kJ ⑤. CO(g)+O2(g)=CO2 (g) ΔH=-283 kJ·mol-1
【解析】
【分析】
【详解】(1)放热反应ΔH<0,故①②③④都是放热反应。
(2)1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为燃烧热,即H2燃烧生成液态水、C燃烧生成CO2(g),由反应方程式可知H2、C的燃烧热分别为:-285.8 kJ·mol-1和-393.5 kJ·mol-1。
(3)10g水是5mol,燃烧生成液态水,放出的热量为5mol×285.8 kJ·mol-1=1429kJ。
(4)由方程式④-③得CO(g)+O2(g)=CO2 (g) ΔH=-283 kJ·mol-1。
20. 火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8molH2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为_________________________________________________。
(2)又已知H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是__________kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是_________________________________________________________。
(4)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为______________________________________________________________。
(5)1gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出49.8kJ热量,则2molC2H2完全燃烧放出的热量为____________kJ;写出C2H2燃烧热的热化学方程式_______________________________________________。
(6)已知:石墨的燃烧热为393.5kJ/mol;金刚石的燃烧热为395.0kJ/mol,写出由石墨转化为金刚石的热化学方程式_________________________________,由此可知二者______更稳定。
(7)已知:①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g);ΔH1=-25kJ/mol
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH2=-47kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g);ΔH3=+19kJ/mol
计算反应:2FeO(s)+2CO(g)=2Fe(s)+2CO2(g)的ΔH=_______________。
【答案】(1)
(2)
(3)产物为氮气和水,不会造成环境污染
(4)
(5) ①. ②.
(6) ①. ②. 石墨
(7)
【解析】
【小问1详解】
液态肼反应放出 热量,则 液态肼反应放出的热量为 ,故该反应的热化学方程式为 ;
【小问2详解】
已知① ;② 。根据盖斯定律,① - ② 可得 ,液态肼的物质的量为 ,则放出的热量为 ;
【小问3详解】
该反应的产物为氮气和水,是空气的常见成分,对环境无危害,因此具有不会造成环境污染的优点;
【小问4详解】
气态 燃烧放出 热量,则 燃烧放出的热量为 ,故其热化学方程式为 ;
【小问5详解】
放出 热量, 的质量为 ,完全燃烧放出的热量为 ;燃烧热是指 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,故 燃烧热的热化学方程式为 ;
【小问6详解】
根据燃烧热的定义可写出:① ;②,根据盖斯定律,① - ②得;由于石墨转化为金刚石的过程吸热,说明石墨的能量比金刚石低,能量越低物质越稳定,故石墨更稳定;
【小问7详解】
根据盖斯定律,=反应①-反应③-反应②,因此。
21. 合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时,各物质的浓度是c(N2)=3mol·L-1,c(H2)=9mol·L-1,c(NH3)=4mol·L-1,则
(1)该温度时的平衡常数为___________;起始浓度c(N2)=___________
(2)H2的转化率为___________。
【答案】(1) ①. 7.3×10-3 ②. 5mol·L-1
(2)40%
【解析】
【小问1详解】
将平衡浓度带入平衡常数表达式,。
依题意有下列关系:
N2
~
3H2
~
2NH3
初始
x
y
0
转化
2 mol·L-1
6 mol·L-1
4 mol·L-1
平衡
3 mol·L-1
9 mol·L-1
4 mol·L-1
有x-2 mol·L-1=3 mol·L-1,y-6 mol·L-1=9 mol·L-1,解得x=5 mol·L-1,y=15 mol·L-1。于是,N2起始浓度为5 mol·L-1。
答案为:7.3×10-3,5 mol·L-1。
【小问2详解】
转化率。
答案为:40%。
22. 根据所学知识回答下列问题:
I.用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气,请回答:
(1)实验过程如图所示,化学反应速率最快的是_______。
A.OE段 B.EF段 C.FG段
(2)请解释图中曲线变化的原因:______________________________________________。
(3)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质少许,可行的是_______。
A. NaCl溶液 B. 硫酸铜溶液 C. 浓盐酸 D. CH3COONa固体
II.在温度为373K时,将0.100molN2O4气体通入1L的恒容密闭容器中,发生反应N2O4(g)2NO2(g)。下图是测定到的N2O4的浓度变化曲线图。
(4)计算在20至40秒时间内,NO2的平均生成速率为_______。
(5)该反应的化学平衡常数表达式为________________,373K时该反应的化学平衡常数为___________。
【答案】(1)B (2)
锌与稀盐酸的反应是放热反应,反应初期温度升高是影响反应速率的主要因素,使反应速率逐渐加快;一段时间后,反应物浓度减小成为影响反应速率的主要因素,使反应速率逐渐减慢 (3)AD
(4)
(5) ①.
②.
【解析】
【小问1详解】
在图像中,曲线的斜率代表化学反应速率。由图可知,EF段曲线的斜率最大,因此该时间段内化学反应速率最快,故选B。
【小问2详解】
锌与稀盐酸的反应是放热反应。反应刚开始时,随着反应的进行,体系温度逐渐升高,此时温度成为影响反应速率的主要因素,导致反应速率逐渐加快(对应曲线斜率增大的过程);随着反应的继续进行,盐酸的浓度逐渐减小,此时浓度成为影响反应速率的主要因素,导致反应速率逐渐减慢(对应曲线斜率减小的过程)。
【小问3详解】
A项,加入溶液相当于加水稀释,溶液中减小,反应速率减慢,可行;
B项,加入硫酸铜溶液,锌会置换出少量的铜,形成锌铜原电池,从而加快反应速率,不可行;
C项,加入浓盐酸,溶液中增大,反应速率加快,不可行;
D项,加入固体,与溶液中的结合生成弱电解质,导致溶液中减小,反应速率减慢,可行。
故选AD。
【小问4详解】
由图可知,在20至40秒时间内,的浓度由减小到,其浓度变化量。则的平均消耗速率。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,的平均生成速率。
【小问5详解】
反应的化学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。由图可知,60秒时反应达到平衡,此时平衡浓度。初始时,则反应消耗的。根据化学方程式的比例关系,平衡时生成的。因此,373 K时该反应的化学平衡常数。
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