内容正文:
高二月考化学试题
原子量:H=1 C=12 N=14 O=16 S=32 Cl=35.5 Fe=56
一、选择题:(单选,每小题3分,共42分)
1. 化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 海水淡化可以解决淡水危机,用光催化分解代替电解水制氢气可实现节能环保
B. 将煤气化,有利于提供更多的能量,而且有效地减少温室气体的产生
C. 食品放入冰箱中,因为温度低,变质速率慢,所以食品能够保存较长时间
D. 可以通过勒夏特列原理解释夏天打开啤酒盖,喷出大量泡沫的现象
2. 以下现象能用勒夏特列原理解释的是
A. 由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深
B. 往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C. 合成氨一般选择400~500℃进行
D. 工业合成氯化氢时使用过量氢气
3. 是一种高效、清洁的火箭燃料。0.25 mol 完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
4. 已知:,该反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法正确的是
A. 反应①为吸热反应,反应②为放热反应,总反应为放热反应
B. HI是该反应催化剂,起到加快反应速率的作用
C. 整个反应过程共有2个基元反应,决定速率的为第①步反应
D. ICl(g)+HI(g)= I2 (g)+HCl (g) ΔH = -218kJ/mol
5. 下列对有关事实或解释不正确的是
选项
事实
解释
A
用铝粉代替铝片与稀盐酸反应,反应速率加快
改用铝粉,固体表面积增大,故反应速率加快
B
5%的双氧水中加入二氧化锰粉末,分解速率迅速加快
降低了反应的焓变,活化分子数增多,有效碰撞增多,速率加快
C
锌与稀硫酸反应,滴入少量硫酸铜溶液,生成氢气的速率加快
锌置换出铜,形成原电池,反应速率加快
D
密闭容器中反应:,当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢
容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢
A. A B. B C. C D. D
6. 反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. v(A)=0.15mol•L-1•min-1 B. v(B)=0.01mol•L-1•s-1
C. v(C)=0.0075mol•L-1•s-1 D. v(D)=0.40mol•L-1•min-1
7. 某温度下,容积一定的密闭容器中进行以下反应: ,下列叙述中正确的是
A. 在容器中加入氩气,反应速率不变
B. 加入少量W,逆反应速率增大
C. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 将容器的容积缩小,可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增多
8. 某温度下,往密闭容器中加入一定量的A和B,发生的反应。C的物质的浓度随反应时间(t)的变化如下表。下列说法中不正确的是
t/s
2
4
6
8
10
12
C的浓度/()
0.22
0.36
0.42
0.46
0.46
0.46
A. 在0~6s内,平均反应速率v(A)为0.14
B. 0~8s正反应速率大于逆反应速率
C. 8s后反应物消耗完,反应停止
D. 8~12s该反应处于化学平衡状态
9. 下列装置与设计不能达到实验目的的是
装置与设计
目的
A.测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
B.探究催化剂对反应速率的影响
装置与设计
目的
C.证明铝片与盐酸的反应为放热反应
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
10. 可逆反应: ,同时符合下列两图中各曲线的规律的是
A. B.
C. D.
11. 下列关于电离常数的说法正确的是
A. 电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B. 的电离常数表达式为
C. 恒温下,在溶液中加入少量固体,电离常数减小
D. 电离常数只受温度影响,与浓度无关
12. 下列反应中,生成物的总焓大于反应物总焓的是
A. 硫在氧气中燃烧 B. 氢氧化钡晶体与氯化铵混合
C. NaOH溶液与H2SO4溶液混合 D. Al在高温条件下与Fe2O3反应
13. 在密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为,温度不变时,将容器的容积压缩到原来的一半,再次达平衡时测得A的浓度为。有关判断正确的是
A. B. 平衡向逆反应方向移动
C. B的转化率增大 D. C的体积分数增大
14. 工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,在容积为1 L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。下列说法不正确的是
A. H2转化率:a>b>c
B. 上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C. a点状态下再通入0.5 mol CO和0.5 molCH3OH,平衡不移动
D. c点状态下再通入1 molCO和4 mol H2,新平衡中H2的体积分数减小
二、(填空题,共58分)
15. 在a、b两支试管中,分别装入形态相同、质量相等的足量锌粒,然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中的现象:相同点是________;不同点是________,原因是________。
(2)a、b两支试管中生成气体的速度开始时是v(a)________v(b)(填“大于”“小于”或“等于”),原因是________。
(3)反应完后生成气体的总体积是V(a)________V(b),原因是________。
16. 回答下列问题。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
ⅰ.反应①中,正反应活化能________逆反应活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。
ⅱ.若某温度下反应①的平衡常数为,反应②的平衡常数为,则反应③的平衡常数________(用含、的式子表示)。
(2)硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,下图是工业接触法制硫酸的简单流程图,试回答下列有关问题。
①生产时先将黄铁矿粉碎再投入沸腾炉,目的是________。
②25℃,101 kPa时,每燃烧0.12 kg 就会放出853 kJ热量,写出此状况下燃烧的热化学方程式:________。
③一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应:。下列选项能充分说明此反应已达到平衡状态的是________。
A.密闭容器中、的物质的量之比为
B.密闭容器中压强不随时间变化而变化
C.
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
④在实际生产过程中,控制进入接触室的气体中的体积分数是体积分数的1.5倍,其目的是:________。
⑤实验测得反应中平衡转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是________。(注:1 MPa约等于10个大气压)
压强/MPa
温度/℃
0.1
0.5
1
10
400
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
17. Ⅰ.将CO2转化为CO、CH3OH等燃料,可以有效的缓解能源危机,同时可以减少温室气体,实现“双碳目标”。
800℃时,H2还原CO2反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
ⅰ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1 K1=104
ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.5kJ·mol-1 K2=10-3
(1)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=___________kJ·mol-1,K3=___________。
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ·mol-1。
(2)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为___________(填曲线标记字母),其判断理由是___________。
(3)在一定温度下,向2.0L固定容积的密闭容器中充入2mol H2和1mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
时间/min
0
20
40
80
100
n(H2)/mol
2.0
1.4
0.85
0.4
—
n(CO)/mol
1.0
—
0.425
0.2
0.2
n(CH3OCH3)/mol
0
0.15
—
—
0.4
n(H2O)/mol
0
0.15
0.2875
0.4
0.4
①0~20min的平均反应速率v(CO)=___________mol·L−1·min−1。
②达到平衡时,H2的转化率为___________。
③能表明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.容器中二甲醚的浓度不变 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
18. 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应。
组别
对应曲线
反应温度/℃
铁的状态
1
35
粉末状
2
3.2
35
粉末状
3
3.2
35
块状
4
35
块状
测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示。
回答下列问题:
(1)盐酸_______(填“是电解质”“是非电解质”或“既不是电解质也不是非电解质”),原因为_______。
(2)该反应的化学方程式为_______。
(3)结合图像,由第1组和第2组实验数据可知,第1组实验中_______(填“>”“<”或“=”)3.2,判断的理由为_______。
(4)在上述四组实验中(等质量的铁粉,不考虑盐酸的挥发):
①消耗盐酸体积最多的是第_______(填“1”“2”“3”或“4”)组,原因为_______。
②四组实验中,主要讨论_______和_______对反应速率的影响。
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高二月考化学试题
原子量:H=1 C=12 N=14 O=16 S=32 Cl=35.5 Fe=56
一、选择题:(单选,每小题3分,共42分)
1. 化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 海水淡化可以解决淡水危机,用光催化分解代替电解水制氢气可实现节能环保
B. 将煤气化,有利于提供更多的能量,而且有效地减少温室气体的产生
C. 食品放入冰箱中,因为温度低,变质速率慢,所以食品能够保存较长时间
D. 可以通过勒夏特列原理解释夏天打开啤酒盖,喷出大量泡沫的现象
【答案】B
【解析】
【详解】A. 海水淡化可以解决淡水危机,利用太阳能,用光催化分解代替电解水制氢气,避免了电能的大量损耗,使用氢气减少了化石燃料的使用,可实现节能环保,A正确;
B.根据盖斯定律,将煤气化不会提供更多的能量,B错误;
C.其它条件不变时,降低温度、化学反应速率减慢,故食品放入冰箱中,由于温度的降低使变质速率减慢,使食品能保存较长时间,C正确;
D.啤酒中存在平衡CO2(aq)⇌CO2(g),打开啤酒盖,减小压强,平衡正向移动,喷出大量泡沫,能用勒夏特列原理解释,D正确;
答案选B。
2. 以下现象能用勒夏特列原理解释的是
A. 由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深
B. 往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C. 合成氨一般选择400~500℃进行
D. 工业合成氯化氢时使用过量氢气
【答案】B
【解析】
【详解】A.由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压平衡不移动,后颜色变深不能用勒夏特列原理解释,A错误;
B.新制氯水中存在平衡,加入适量碳酸钙固体消耗氢离子,平衡正向移动,次氯酸浓度增大,漂白能力增强,能用勒夏特列原理解释,B正确;
C.合成氨为放热反应,升温平衡逆向移动,但合成氨一般选择400~500℃进行是为了加快反应速率,提高生产效率,不能用勒夏特列原理解释,C错误;
D.工业合成氯化氢时使用过量氢气是为了使氯气反应完全,不能用勒夏特列原理解释,D错误;
故选B。
3. 是一种高效、清洁的火箭燃料。0.25 mol 完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】0.25 mol N2H4(l) 完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量,则1 mol N2H4(l) 完全燃烧生成氮气和气态水时放热534 kJ,所以热化学方程式为 ;
故选B。
4. 已知:,该反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法正确的是
A. 反应①为吸热反应,反应②为放热反应,总反应为放热反应
B. HI是该反应催化剂,起到加快反应速率的作用
C. 整个反应过程共有2个基元反应,决定速率的为第①步反应
D. ICl(g)+HI(g)= I2 (g)+HCl (g) ΔH = -218kJ/mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应①中,反应物[2ICl(g)+H2(g)]总能量高于生成物[HCl(g)+HI(g)+ICl(g)]总能量,为放热反应,A错误;
B.由图可知,反应①生成HI,在反应②中消耗HI,则HI是中间产物,不是催化剂,B错误;
C.由图可知,反应①的正反应活化能比反应②的大,反应①的反应速率较慢,所以总反应的反应速率取决于第①步反应,C正确;
D.由图可得,总反应2ICl(g)+H2(g)=I2(g)+2HCl(g) ∆H =-218kJ·mol-1,D错误;
故本题选C。
5. 下列对有关事实或解释不正确的是
选项
事实
解释
A
用铝粉代替铝片与稀盐酸反应,反应速率加快
改用铝粉,固体表面积增大,故反应速率加快
B
5%的双氧水中加入二氧化锰粉末,分解速率迅速加快
降低了反应的焓变,活化分子数增多,有效碰撞增多,速率加快
C
锌与稀硫酸反应,滴入少量硫酸铜溶液,生成氢气的速率加快
锌置换出铜,形成原电池,反应速率加快
D
密闭容器中反应:,当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢
容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.铝粉相比铝片固体表面积更大,与稀盐酸的接触面积增大,反应速率加快,解释正确,A不符合题意;
B.二氧化锰作为双氧水分解的催化剂,是通过降低反应的活化能使活化分子数增多、有效碰撞增多来加快反应速率,催化剂不改变反应的焓变,解释错误,B符合题意;
C.锌置换出硫酸铜中的铜,锌、铜与稀硫酸构成原电池,可加快反应速率,解释正确,C不符合题意;
D.温度、压强不变时充入惰性气体,容器体积会增大,导致反应物浓度减小,因此反应速率减慢,解释正确,D不符合题意;
故选B。
6. 反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. v(A)=0.15mol•L-1•min-1 B. v(B)=0.01mol•L-1•s-1
C. v(C)=0.0075mol•L-1•s-1 D. v(D)=0.40mol•L-1•min-1
【答案】C
【解析】
【分析】同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比;先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较。
【详解】A.v(A)=0.15mol•L-1•min-1;
B.;
C.;
D.;
故选C。
7. 某温度下,容积一定的密闭容器中进行以下反应: ,下列叙述中正确的是
A. 在容器中加入氩气,反应速率不变
B. 加入少量W,逆反应速率增大
C. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 将容器的容积缩小,可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增多
【答案】A
【解析】
【详解】A.在容器中加入氩气,参加反应气体的浓度并没有变化,则反应速率不变,A正确;
B.W为固体,加入少量W,反应速率不变,B错误;
C.升高温度,正逆反应速率都增大,C错误;
D.将容器的体积压缩,可增大单位体积内活化分子数,但活化分子的百分数不变,D错误;
故选A。
8. 某温度下,往密闭容器中加入一定量的A和B,发生的反应。C的物质的浓度随反应时间(t)的变化如下表。下列说法中不正确的是
t/s
2
4
6
8
10
12
C的浓度/()
0.22
0.36
0.42
0.46
0.46
0.46
A. 在0~6s内,平均反应速率v(A)为0.14
B. 0~8s正反应速率大于逆反应速率
C. 8s后反应物消耗完,反应停止
D. 8~12s该反应处于化学平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.在0~6s内,物质C的浓度变化是0.42mol/L,则此段时间内,用生成物C表示的平均反应速率是,根据反应物化学计量数之比等于反应速率之比,则v(A)=2 v(C)=0.14,选项A正确;
B.根据表中数据可知,8s后反应达平衡,8s前反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,选项B正确;
C.8s后反应达平衡,是动态平衡,反应没有停止,选项C不正确;
D.8~12s该反应中各组分浓度保持不变,处于化学平衡状态,选项D正确;
答案选C。
9. 下列装置与设计不能达到实验目的的是
装置与设计
目的
A.测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
B.探究催化剂对反应速率的影响
装置与设计
目的
C.证明铝片与盐酸的反应为放热反应
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.该装置中长颈漏斗下端未浸入液面以下,反应生成的氢气会从长颈漏斗逸出,无法通过注射器准确测量生成氢气的体积以计算反应速率,不能达到实验目的,A符合题意;
B.两组实验只有是否加入MnO2催化剂这一个变量,其余反应条件均相同,可通过观察气泡产生的速率探究催化剂对H2O2分解速率的影响,能达到实验目的,B不符合题意;
C.铝片与盐酸反应时,可通过温度计示数变化判断反应的热量变化,若温度升高即可证明反应为放热反应,能达到实验目的,C不符合题意;
D.存在平衡,其中为红棕色,为无色,通过对比冷水和热水中圆底烧瓶内气体的颜色深浅,可判断温度对平衡移动的影响,能达到实验目的,D不符合题意;
故选A。
10. 可逆反应: ,同时符合下列两图中各曲线的规律的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对于左图,先拐先平衡,说明,随温度的升高,生成物的浓度减小,平衡向吸热反应方向移动,即正反应是放热反应,即Q<0;对于右图,v正和v逆相交后,随压强的增大,平衡向正反应方向移动,a+b>c+d,反应为气体分子数减小的反应,熵变小于0;
故选C。
11. 下列关于电离常数的说法正确的是
A. 电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B. 的电离常数表达式为
C. 恒温下,在溶液中加入少量固体,电离常数减小
D. 电离常数只受温度影响,与浓度无关
【答案】D
【解析】
【详解】A.电离常数只与温度和弱电解质本身性质有关,与弱电解质的浓度无关,A错误;
B.的电离方程式为,电离常数表达式应为,B错误;
C.电离常数只受温度影响,恒温下电离常数不变,加入固体不会改变电离常数,C错误;
D.电离常数是温度的函数,只受温度影响,与弱电解质、离子的浓度均无关,D正确;
故选D。
12. 下列反应中,生成物的总焓大于反应物总焓的是
A. 硫在氧气中燃烧 B. 氢氧化钡晶体与氯化铵混合
C. NaOH溶液与H2SO4溶液混合 D. Al在高温条件下与Fe2O3反应
【答案】B
【解析】
【分析】生成物的总焓大于反应物总焓,说明反应为吸热反应,据此分析。
【详解】A.硫在氧气中燃烧为放热反应,故A错误;
B.氢氧化钡晶体与氯化铵混合为吸热反应,故B正确;
C.NaOH溶液与H2SO4溶液混合为放热反应,故C错误;
D.Al在高温条件下与Fe2O3反应为放热反应,故D错误。
故选B。
13. 在密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为,温度不变时,将容器的容积压缩到原来的一半,再次达平衡时测得A的浓度为。有关判断正确的是
A. B. 平衡向逆反应方向移动
C. B的转化率增大 D. C的体积分数增大
【答案】B
【解析】
【分析】由信息可知,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的一半,若平衡不移动,则A的浓度为1.0mol/L,实际测得A的浓度为1.10mol/L,说明增大压强,化学平衡逆向移动,故x+y<z,据此分析解题。
【详解】A.根据分析,当容积缩小后,A的浓度增加超过体积变化预期,说明平衡逆移,逆反应方向气体物质的量更少,故x+y < z,A错误;
B.平衡逆移,即向生成A和B的方向移动,B正确;
C.平衡逆移时,B的生成量增加,转化率降低,C错误;
D.平衡逆移导致C的物质的量减少,体积分数减小,D错误;
故选B。
14. 工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,在容积为1 L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。下列说法不正确的是
A. H2转化率:a>b>c
B. 上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C. a点状态下再通入0.5 mol CO和0.5 molCH3OH,平衡不移动
D. c点状态下再通入1 molCO和4 mol H2,新平衡中H2的体积分数减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,当=1.5时,CO的转化率ab且大于T3下对应CO的转化率,当在温度为T3时,随着增大,CO的转化率增大,H2的转化率减小,所以有a>b>c,故A正确;
B.根据CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,因为是放热反应,温度升高CO的转化率减小,由图可以看出,当相等时,T3T2T1,故B错误;
C. a点时,CO的转化率为50%,反应的三段式为:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始量(mol/L)1 1.5 0
变化量(mol/L)0.5 1 0.5
平衡量(mol/L)0.5 0.5 0.5
平衡常数k= = ,=4;
再通入0.5molCO和0.5molCH3OH,c(CO)=c(CH3OH)=1mol/L,c(H2)=0.5mol/L,浓度商Qc==4,所以平衡不移动,故C正确;
D.c点状态下再通入1 molCO和4 molH2,在等温等容的条件下,投料比不变,相当于加压,平衡向正反应方向移动,新平衡H2的体积分数减小,故D正确;
本题答案为B。
【点睛】对于在定温、定容的容器中进行的可逆反应,达到平衡后再按和起始相同的投料比填料,相当于增大压强,由此分析平衡的移动情况。
二、(填空题,共58分)
15. 在a、b两支试管中,分别装入形态相同、质量相等的足量锌粒,然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中的现象:相同点是________;不同点是________,原因是________。
(2)a、b两支试管中生成气体的速度开始时是v(a)________v(b)(填“大于”“小于”或“等于”),原因是________。
(3)反应完后生成气体的总体积是V(a)________V(b),原因是________。
【答案】(1) ①. 两试管中均有气泡产生 ②. a试管比b试管中反应剧烈 ③. HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,同浓度的稀盐酸和稀醋酸,盐酸中H+浓度大,反应较剧烈
(2) ①. 大于 ②. 开始时,HCl电离出的H+浓度远大于CH3COOH电离出的H+浓度,故盐酸产生H2的速率大
(3) ①. 等于 ②. 由于两溶液中n(HCl)=n(CH3COOH),所以盐酸和醋酸与足量Zn反应产生H2的体积相等
【解析】
【小问1详解】
锌与酸反应会生成氢气,故两支试管的相同现象是都产生无色气泡;盐酸是强电解质,在水中完全电离;醋酸是弱电解质,在水中仅部分电离,在相同物质的量浓度下,盐酸溶液中的氢离子浓度大于醋酸溶液中的,因此a试管(盐酸)的反应速率比b试管(醋酸)更快,气泡产生更剧烈;
【小问2详解】
决定金属与酸反应速率快慢的实质是溶液中的大小,由于开始反应时,盐酸中的明显大于醋酸中的,故初始反应速率大于;
【小问3详解】
锌粒足量,说明酸会完全反应,稀盐酸和稀醋酸的物质的量浓度和体积均相同,且两者均为一元酸,因此两溶液中酸的物质的量相等,随着反应的进行,醋酸会不断电离出,最终两者能够提供的总物质的量是相等的,根据化学反应计量关系,最终生成的氢气体积等于。
16. 回答下列问题。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
ⅰ.反应①中,正反应活化能________逆反应活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。
ⅱ.若某温度下反应①的平衡常数为,反应②的平衡常数为,则反应③的平衡常数________(用含、的式子表示)。
(2)硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,下图是工业接触法制硫酸的简单流程图,试回答下列有关问题。
①生产时先将黄铁矿粉碎再投入沸腾炉,目的是________。
②25℃,101 kPa时,每燃烧0.12 kg 就会放出853 kJ热量,写出此状况下燃烧的热化学方程式:________。
③一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应:。下列选项能充分说明此反应已达到平衡状态的是________。
A.密闭容器中、的物质的量之比为
B.密闭容器中压强不随时间变化而变化
C.
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
④在实际生产过程中,控制进入接触室的气体中的体积分数是体积分数的1.5倍,其目的是:________。
⑤实验测得反应中平衡转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是________。(注:1 MPa约等于10个大气压)
压强/MPa
温度/℃
0.1
0.5
1
10
400
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
【答案】(1) ①. 大于 ②. 或
(2) ①. 增大黄铁矿与氧气的接触面积,加快反应速率,使燃烧更充分,提高原料利用率 ②. ③. BD ④. 提高SO2的转化率,从而提高经济效益 ⑤. 0.1MPa,400℃
【解析】
【分析】黄铁矿主要成分为,在沸腾炉中和空气中氧气在高温条件下反应生成二氧化硫,二氧化硫在接触室中,和空气中氧气在催化剂和加热条件下反应生成三氧化硫,吸收塔中,用浓硫酸吸收三氧化硫生成硫酸。
【小问1详解】
①反应①的 ,为吸热反应,吸热反应的正反应活化能大于逆反应活化能。
②根据盖斯定律,反应③ = 反应②-反应①。因此,反应③的平衡常数 。
【小问2详解】
① 将黄铁矿粉碎可以增大固体与气体的接触面积,加快反应速率,使燃烧更充分,提高原料的利用率。
② 的质量为 ,其摩尔质量为 ,物质的量为 。 燃烧放出 热量,则 燃烧放出的热量为 。故热化学方程式为 。
③A.密闭容器中 、 的物质的量之比为 ,是一种特定的状态,不能说明各组分浓度不再改变,不能作为平衡标志,A错误;
B.该反应是气体分子数减小的反应,恒容密闭容器中压强不变,说明气体总物质的量不变,反应达到平衡,B正确;
C.达到平衡时,正逆反应速率之比等于化学计量数之比,应有 ,错误;
D.混合气体总质量不变,总物质的量是变量,平均相对分子质量不变说明总物质的量不变,反应达到平衡,D正确。
故答案选BD。
④在可逆反应中,增加一种反应物()的浓度,可以促使平衡正向移动,从而提高另一种反应物()的转化率。
⑤ 由表格数据可知,在 400℃、0.1 MPa 时, 的转化率已经高达 99.2%,继续增大压强对转化率的提升不明显,但会对设备提出更高要求并增加动力成本;而升高温度会使转化率下降。因此综合考虑,最合适的生产条件是 400℃、0.1 MPa。
17. Ⅰ.将CO2转化为CO、CH3OH等燃料,可以有效的缓解能源危机,同时可以减少温室气体,实现“双碳目标”。
800℃时,H2还原CO2反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
ⅰ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1 K1=104
ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.5kJ·mol-1 K2=10-3
(1)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=___________kJ·mol-1,K3=___________。
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ·mol-1。
(2)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为___________(填曲线标记字母),其判断理由是___________。
(3)在一定温度下,向2.0L固定容积的密闭容器中充入2mol H2和1mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
时间/min
0
20
40
80
100
n(H2)/mol
2.0
1.4
0.85
0.4
—
n(CO)/mol
1.0
—
0.425
0.2
0.2
n(CH3OCH3)/mol
0
0.15
—
—
0.4
n(H2O)/mol
0
0.15
0.2875
0.4
0.4
①0~20min的平均反应速率v(CO)=___________mol·L−1·min−1。
②达到平衡时,H2的转化率为___________。
③能表明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.容器中二甲醚的浓度不变 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
【答案】(1) ①. -90.5 ②. 10-7
(2) ①. a ②. 正反应放热,温度升高,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小
(3) ①. 0.0075 ②. 80% ③. AB
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,ii-i得反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ•mol-1=-90.5kJ•mol-1,=10-7,故答案为:-90.5;10-7;
【小问2详解】
反应为4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ•mol-1<0,即正反应为等体积变化的放热反应,升高温度、平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增加,则图中a表示平衡常数K随温度变化关系的曲线,故答案为:a;正反应放热,温度升高,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小;
【小问3详解】
①由表可知,0~20 min的平均反应速率v(H2)==0.015mol•L-1•min-1,根据反应速率之比等于系数比,则v(CO)= =0.0075mol•L-1•min-1,故答案为:0.0075;
②80min后n(CO)不再变化则反应达到平衡,H2的转化率为×100%=80%,故答案为:80%;
③A.容器中二甲醚的浓度不变说明正逆反应速率不变,反应达到平衡状态,故A正确;
B.混合气体的物质的量为变量,混合气体的平均相对分子质量不变,可知达到平衡,故B正确;
C.v(CO)与v(H2)的比值不变,不能确定正逆反应速率的关系,不能判定平衡,故C错误;
D.混合气体的总质量不变,恒容即体积不变,则混合气体的密度始终不变,不能判定平衡,故D错误;
故答案为:AB。
18. 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应。
组别
对应曲线
反应温度/℃
铁的状态
1
35
粉末状
2
3.2
35
粉末状
3
3.2
35
块状
4
35
块状
测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示。
回答下列问题:
(1)盐酸_______(填“是电解质”“是非电解质”或“既不是电解质也不是非电解质”),原因为_______。
(2)该反应的化学方程式为_______。
(3)结合图像,由第1组和第2组实验数据可知,第1组实验中_______(填“>”“<”或“=”)3.2,判断的理由为_______。
(4)在上述四组实验中(等质量的铁粉,不考虑盐酸的挥发):
①消耗盐酸体积最多的是第_______(填“1”“2”“3”或“4”)组,原因为_______。
②四组实验中,主要讨论_______和_______对反应速率的影响。
【答案】(1) ①. 既不是电解质也不是非电解质 ②. 盐酸属于混合物,电解质为化合物
(2)
(3) ①. > ②. 接触面积和物质的状态均相同,图中可判断出第1组反应速率大于第2组反应速率,故
(4) ①. 4 ②. 生成氢气的体积相同,接触面积和物质的状态均相同,第3组反应速率大于第4组反应速率,故,则消耗盐酸体积最多 ③. 浓度 ④. 接触面积
【解析】
【小问1详解】
盐酸属于混合物,电解质为化合物,所以盐酸既不是电解质也不是非电解质。
【小问2详解】
铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,该反应的化学方程式为。
【小问3详解】
根据对比实验的单一变量原则,结合图像第1组速率快于第2组,且两组数据其他条件相同,故第1组实验中>3.2,判断的理由为接触面积和物质的状态均相同,图中可判断出第1组反应速率大于第2组反应速率,故。
【小问4详解】
①四组数据生成相同体积的氢气,消耗HCl的物质的量相同,故消耗盐酸体积最多的是第4组,原因为生成氢气的体积相同,接触面积和物质的状态均相同,第3组反应速率大于第4组反应速率,故,则消耗盐酸体积最多。
②结合四组的实验数据,1、2和3、4组的浓度不同,2、3组的接触面积不同,故四组实验中,主要讨论浓度和接触面积对反应速率的影响。
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