内容正文:
株洲市健坤高中2024-2025学年高二上学期第一次月考
化学试题
(74分钟 100分)
一、选择题:每题只有一个正确答案(每小题3分)
1. 未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是
①天然气;②煤;③核能;④石油;⑤太阳能;⑥生物质能;⑦风能;⑧氢能
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③⑤⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧
2. 下列说法正确的是
A. 强电解质一定是离子化合物,弱电解质一定是共价化合物
B. 强电解质一定是易溶化合物,弱电解质一定是难溶化合物
C. SO3溶于水后水溶液导电性很强,所以SO3是强电解质
D. 属于共价化合物的电解质在熔化状态下一般不导电
3. 25℃和时, ,该反应能自发进行的原因是
A. 是吸热反应 B. 是放热反应
C. 是熵减少的反应 D. 熵增大效应大于焓效应
4. 已知1.2 g C(石墨)不完全燃烧生成CO,放出11.1 kJ热量,继续燃烧又放出28.3 kJ热量。则能表示C(石墨)燃烧热的热化学方程式为
A. C(石墨)+1/2O2(g)==CO(g) △H=-11.1kJ·mol-1
B. C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-111.1kJ·mol-1
C. C(石墨)+O2(g)==CO2(g) △H=-394kJ·mol-1
D. C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-28.3kJ·mol-1
5. 当反应达到平衡时,下列措施①升温;②恒容通入惰性气体;③增加的浓度;④减压;⑤加催化剂;⑥恒压下通入惰性气体,能提高转化率的是
A. ①②④ B. ①④⑥ C. ②③⑥ D. ③⑤⑥
6. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业制取金属钾.Na(l)+ KCl(l)NaCl(l)+ K(g)选取适宜的温度,使K成蒸气从反应混合物中分离出来
B. 合成氨工业使用高压以提高氨的产量
C. 向氯水中加CaCO3后,溶液漂白性增强
D. 二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,加压缩小体积后颜色加深
7. 将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ∙mol−1
C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) ΔH=−110.5 kJ∙mol−1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是
A. +80.5 kJ∙mol−1 B. +30.0 kJ∙mol−1 C. −30.0 kJ∙mol−1 D. −80.5 kJ∙mol−1
8. 经一定时间后,可逆反应aA+bBcC中物质的含量A%和C%随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应在T1、T3温度时达到化学平衡
B. 该反应在T2温度时达到化学平衡
C. 该反应的逆反应是放热反应
D. 升高温度,平衡会向正反应方向移动
9. 在密闭容器中发生如下反应:aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g),反应达平衡后,W的浓度为0.5mol•L-1,保持温度不变,将气体压缩到原来的一半体积,当再次达到平衡时,W的浓度为0.8mol•L-1。下列叙述不正确的是
A. 平衡向逆反应方向移动 B. a+b > c+d
C. Z的体积分数减少 D. X的转化率减小
10. 下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是
A. ①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应ΔH<0
B. ②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像
C. ③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,a是使用催化剂时的曲线
D. ④是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强p1>p2
11. 利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应方程式为Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示:
温度/℃
15
50
100
化学平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
下列说法正确的是
A. 上述正反应为吸热反应
B. 15℃时,反应[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)2Ac+CO+NH3的平衡常数为5×104
C. 保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率减小
D. 醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收没有影响
12. 在恒温、恒容的条件下,有反应2A(气)+2B(气) C(气)+3D(气),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度分别为2mol/L;途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L;则以下叙述中正确的是
A. 两途径最终达到平衡时,体系内混合气体各组分百分组成相同
B. 两途径最终达到平衡时,体系内混合气体各组分百分组成不同
C. 达到平衡时,途径I的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
D. 达到平衡时,途径I所得混合气的密度等于途径Ⅱ所得混合气密度
13. 下图表示温度、压强对下列平衡的影响:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) <0
图中y轴表示的意义是
A. 正反应速率 B. 平衡混合气体中NH3的含量
C. 平衡混合气体中N2的物质的量 D. H2的转化率
14. 一定温度下,在容积固定的密闭容器中进行的可逆反应:2NO22NO+O2,达到平衡的标志是
①相同时间内,氧气的生成速率为n mol·L-1·s-1,NO2的生成速率为2n mol·L-1·s-1
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol的NO
③混合气体的颜色不再变化 ④混合气体的密度保持不变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑥压强不随时间变化而变化
A. ①③⑤⑥ B. ②③⑤
C. ①③④ D. ①②③④⑤⑥
15. 温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A. 反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D. 相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
16. 下列液体均处于25℃,有关叙述正确的是
A. 某物质的溶液pH<7,向该溶液中加入氢氧化钠溶液,Kw增大
B. pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍
C. 将1L 0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2L,pH=12
D. pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
17. 某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A. Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线 B. b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C. a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D. b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
二.非选择题(共49分)
在一个密闭容器中,发生下列反应:CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡怎样变化?
18. 增加C,平衡__________,c(CO)__________;
19. 减小密闭容器的容积,保持温度不变,则平衡__________,c(CO2)__________。
20. 通入N2,保持密闭容器的容积和温度不变,则平衡__________,c(CO2)__________。
21. 保持密闭容器的容积不变,升高温度,则平衡__________,c(CO)__________。
22. 回答下列问题。
(1)25℃时,某NaCl溶液中c(Cl-)=1×10-4mol/L,则该溶液中c(Na+):c(OH-)=_______。
(2)25℃时,将0.1 mol/L NaOH溶液与0.06mol/L的H2SO4溶液等体积混合(忽略混合后体积的变化),求所得溶液的pH=______。
(3)某温度(t℃)时,测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11,
①则该温度下水的Kw=_______________。
②在该温度下测得某溶液pH=3,则该溶液中c(H+):c(OH-)=________。
③该温度下将pH=2的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合,pH=______________。
(4)纯水中c(H+ )=5.0×10-7mol/L,则此时纯水中的c(OH-)=_______________;若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10-3mol/L,则c(OH-) =_______________;在该温度时,往水中滴入NaOH溶液,溶液中的c(OH-)=5.0×10-2mol/L,则溶液中c(H+)=___________。
23. 回答下列问题。
(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式:____________________。
(2)已知t ℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)=________。
②若在1L密闭容器中加入0.02mol FeO(s),并通入x mol CO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。
(3)已知25℃时,氢氟酸(HF)的电离平衡常数K=3.6×10-4,氢氰酸(HCN)的电离常数K=4.9×10-10。根据上述数据,则两种酸的酸性强弱:HF______HCN(填“大于”或“小于”、“等于”)。
(4)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为:
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) >0
若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K=___________。汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是_______________________________。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)。已知该反应的>0,简述该设想能否实现的依据:_____________________________。
24. 工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
(1)此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
平衡常数K
10
9
1
从上表可以推断:此反应是________(填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2O,则达到平衡后CO的转化率为___________。
(2)在500℃,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第Ⅱ步反应,达到平衡后下列关系正确的是_________。
实验编号
反应物投入量
平衡时H2浓度
吸收或放出的热量
反应物转化率
A
1、1、0、0
c1
Q1
α1
B
0、0、2、2
c2
Q2
α2
C
2、2、0、0
c3
Q3
α3
A. 2c1=c2=c3 B. 2Q1=Q2=Q3 C. α1=α2=α3 D. α1+α2 =1
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的是_________。
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v(CO2)正=v(H2O)逆
(4)下图表示此流程的第Ⅱ步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是__________________、_____________________________(写出两种)。
25. 化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
回答下列问题:
(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=______________________。
(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为____________(填实验序号);b与实验a相比,改变的实验条件及判断依据是:________________________________________________。
(3)用p0表示开始时总压强,p表示平衡时总压强,α表示AX3的平衡转化率,则α的表达式为______________;实验a的平衡转化率:αa为________。
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株洲市健坤高中2024-2025学年高二上学期第一次月考
化学试题
(74分钟 100分)
一、选择题:每题只有一个正确答案(每小题3分)
1. 未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是
①天然气;②煤;③核能;④石油;⑤太阳能;⑥生物质能;⑦风能;⑧氢能
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③⑤⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧
【答案】B
【解析】
【详解】天然气、煤和石油在使用时对环境有污染且不可以再生,核燃料在使用后短时间内不可再生,①②③④不符合,太阳能、生物质能、风能和氢能在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生,⑤⑥⑦⑧符合;
故选B。
2. 下列说法正确的是
A. 强电解质一定是离子化合物,弱电解质一定是共价化合物
B. 强电解质一定是易溶化合物,弱电解质一定是难溶化合物
C. SO3溶于水后水溶液导电性很强,所以SO3是强电解质
D. 属于共价化合物的电解质在熔化状态下一般不导电
【答案】D
【解析】
【详解】A.强电解质不一定是离子化合物,如氯化氢是共价化合物,但它在水溶液中能完全电离,它是强电解质,故A错误;
B.强弱电解质和溶于水的电解质是否完全电离有关,与是否难易溶于水无关.硫酸钡难溶于水,但它是强电解质,乙酸易溶于水,但它是弱酸,故B错误;
C.SO3溶于水和水结合成硫酸,硫酸是强电解质,三氧化硫是非电解质,故C错误;
D.共价化合物在熔融状态下不能电离,不导电,故D正确;
故选D。
3. 25℃和时, ,该反应能自发进行的原因是
A. 是吸热反应 B. 是放热反应
C. 是熵减少的反应 D. 熵增大效应大于焓效应
【答案】D
【解析】
【详解】A.吸热反应不利于自发进行,A错误;
B.该反应的△H>0,是吸热反应,B错误;
C.该反应是气体增加的反应,是熵增加的反应,C错误;
D.该反应是熵增加的吸热反应,熵增加有利于自发进行,吸热不利于自发进行,能自发进行的原因是熵增大效应大于焓效应,D正确;
答案选D。
4. 已知1.2 g C(石墨)不完全燃烧生成CO,放出11.1 kJ热量,继续燃烧又放出28.3 kJ热量。则能表示C(石墨)燃烧热的热化学方程式为
A. C(石墨)+1/2O2(g)==CO(g) △H=-11.1kJ·mol-1
B. C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-111.1kJ·mol-1
C. C(石墨)+O2(g)==CO2(g) △H=-394kJ·mol-1
D. C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-28.3kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】1.2 g C(石墨)物质的量为0.1mol,1.2 g C(石墨)不完全燃烧生成CO,放出11.1 kJ热量,则1mol C(石墨)不完全燃烧生成CO气体,放出热量为111KJ,故A、B均错误;1.2 g C(石墨)不完全燃烧生成CO,放出11.1 kJ热量,继续燃烧又放出28.3 kJ热量,则可知1mol C(石墨)完全燃烧生成CO2气体法国忽热灵位394KJ,故D项错误,C项正确。
5. 当反应达到平衡时,下列措施①升温;②恒容通入惰性气体;③增加的浓度;④减压;⑤加催化剂;⑥恒压下通入惰性气体,能提高转化率的是
A. ①②④ B. ①④⑥ C. ②③⑥ D. ③⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】从题干可知该反应属于气体分子数增加的吸热反应,根据勒夏特列原理,分析如下:
升温,平衡向正反应移动,转化率增大,故符合;
恒容通入惰性气体,总压增大,反应混合物各组分的浓度不变,平衡不移动,转化率不变,故不符合;
增加的浓度,平衡向逆反应方向移动,转化率减小,故不符合;
减压,平衡向正反应方向移动,转化率增大,故符合;
加催化剂,改变速率不改变平衡,转化率不变,故不符合;
恒压通入惰性气体,相当于增大体积、减小压强,平衡正向进行,转化率增大,故符合;
综上分析,故选:。
6. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业制取金属钾.Na(l)+ KCl(l)NaCl(l)+ K(g)选取适宜的温度,使K成蒸气从反应混合物中分离出来
B. 合成氨工业使用高压以提高氨的产量
C. 向氯水中加CaCO3后,溶液漂白性增强
D. 二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,加压缩小体积后颜色加深
【答案】D
【解析】
【详解】A.分离出气态K,减小生成物浓度,平衡正向移动,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.合成氨反应正反应为气体分子数减小的反应,加压平衡正向移动,可提高氨产量,可用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.氯水中存在平衡,与反应使浓度降低,平衡正向移动,浓度增大,漂白性增强,可用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系存在,加压缩小体积时浓度瞬间增大导致颜色加深,后续平衡虽正向移动减弱浓度增大的趋势,但无法抵消浓度升高的影响,颜色加深的本质是体积缩小导致浓度增大,不是平衡移动的结果,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故答案选D。
7. 将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ∙mol−1
C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) ΔH=−110.5 kJ∙mol−1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是
A. +80.5 kJ∙mol−1 B. +30.0 kJ∙mol−1 C. −30.0 kJ∙mol−1 D. −80.5 kJ∙mol−1
【答案】D
【解析】
【详解】将第一个方程式加上第二个方程式的2倍得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH =+140.5 kJ∙mol−1+(−110.5 kJ∙mol−1)×2=−80.5 kJ∙mol−1,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
8. 经一定时间后,可逆反应aA+bBcC中物质的含量A%和C%随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应在T1、T3温度时达到化学平衡
B. 该反应在T2温度时达到化学平衡
C. 该反应的逆反应是放热反应
D. 升高温度,平衡会向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【分析】T2℃之前A%变小,C%从0渐增大,而T2℃之后A%渐大,C%渐小,说明T2℃之前是反应没有达到平衡状态,而T2℃时恰好平衡,T2℃之后是温度升高使平衡向左移动,所以逆反应是吸热反应。
【详解】A.T1温度之后A%继续变小,C%继续增大,T2温度之后A%继续增大,C%继续减小,故经历时间相同,T1时没有达到平衡状态,T2正好达到平衡状态,之后平衡发生移动。,故A错误;
B.T2℃之前A%变小,C%从0渐增大,而T2℃之后A%渐大,C%渐小,说明T2℃之前是反应没有达到平衡状态,故B正确;
C.T2℃之后是温度升高使平衡向左移动,所以逆反应是吸热反应,故C错误;
D.T2℃时恰好平衡,T2℃之后A%渐大,C%渐小,说明T2℃之后是温度升高使平衡向逆反应移动,故D错误;
故选B。
9. 在密闭容器中发生如下反应:aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g),反应达平衡后,W的浓度为0.5mol•L-1,保持温度不变,将气体压缩到原来的一半体积,当再次达到平衡时,W的浓度为0.8mol•L-1。下列叙述不正确的是
A. 平衡向逆反应方向移动 B. a+b > c+d
C. Z的体积分数减少 D. X的转化率减小
【答案】B
【解析】
【分析】体积缩小一半,则W的浓度应该变成1mol/L,移动后变成0.8mol/L,说明平衡逆向移动,Z的体积分数减小,X的转化率降低;
【详解】A.根据分析,平衡向逆反应方向移动,A正确;
B.体积缩小一半,压强增大,平衡逆向移动,说明a+b﹤c+d,B错误;
C.平衡逆向移动,Z的体积分数减小,C正确;
D.平衡逆向移动,X的转化率降低,D正确;
故选B。
10. 下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是
A. ①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应ΔH<0
B. ②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像
C. ③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,a是使用催化剂时的曲线
D. ④是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强p1>p2
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像知,升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应的△H>0,故A错误;
B.该反应实质为Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,钾离子和氯离子不参加反应,则KCl浓度增大不影响化学平衡移动,故B错误;
C.使用催化剂,反应速率加快,缩短反应时间,所以先达到平衡状态,故C正确;
D.该反应前后气体的物质的量不变,改变压强不影响平衡状态,即不影响A的转化率,由于不断加入B,A的转化率增大,故D错误。
故选C。
【点睛】解答此类试题的关键是:(1)看清横、纵坐标代表的含义,理解图示化学曲线的意义;(2)理清图像变化的趋势,重点把握起点、拐点、终点。突破口在于抓住图像中关键点的含义,在此基础上结合化学原理作出正确的判断。
11. 利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应方程式为Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示:
温度/℃
15
50
100
化学平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
下列说法正确的是
A. 上述正反应为吸热反应
B. 15℃时,反应[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)2Ac+CO+NH3的平衡常数为5×104
C. 保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率减小
D. 醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收没有影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.由表格数据可知,温度升高,该反应的化学平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,A错误;
B.15℃时正反应的平衡常数为,逆反应的平衡常数为正反应平衡常数的倒数,即,不是,B错误;
C.该反应的正反应为气体分子数减小的反应,保持其他条件不变,减小压强,平衡向气体分子数增大的逆向移动,的转化率减小,C正确;
D.增大醋酸二氨合铜溶液的浓度,平衡正向移动,可提高的吸收率,故其浓度大小对的吸收有影响,D错误;
故选C。
12. 在恒温、恒容的条件下,有反应2A(气)+2B(气) C(气)+3D(气),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度分别为2mol/L;途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L;则以下叙述中正确的是
A. 两途径最终达到平衡时,体系内混合气体各组分百分组成相同
B. 两途径最终达到平衡时,体系内混合气体各组分百分组成不同
C. 达到平衡时,途径I的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
D. 达到平衡时,途径I所得混合气的密度等于途径Ⅱ所得混合气密度
【答案】A
【解析】
【分析】在恒温、恒容的条件下,有反应2A(气)+2B(气)C(气)+3D(气),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度分别为2mol/L ;途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L;途径Ⅱ相当于两个途径Ⅰ 合,合并瞬间体系内混合气体各组分百分组成不变,但合并后单位体积内体系气体分子总数增大,反应应朝气体量减小方向移动,该反应为气体体积前后不变的反应,故平衡不移动,体系内混合气体各组分百分组成相同。
【详解】A.根据分析,A正确;
B.由分析可知,B错误;
C.途径Ⅱ的各组分浓度是途径Ⅰ 的2倍,则反应速率途径Ⅱ大于途径Ⅰ ,C项错误;
D.达到平衡时,密度途径Ⅱ是途径Ⅰ 的2倍,D错误;
故选A。
13. 下图表示温度、压强对下列平衡的影响:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) <0
图中y轴表示的意义是
A. 正反应速率 B. 平衡混合气体中NH3的含量
C. 平衡混合气体中N2的物质的量 D. H2的转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.温度升高、压强增大均会使正反应速率增大,相同温度下压强越大正反应速率越大,应表现为压强越高值越大,与图像不符,A错误;
B.该反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,的含量降低,应表现为温度越高值越小;且相同温度下压强越大平衡正向移动,含量越高,压强越高值越大,均与图像不符,B错误;
C.温度升高平衡逆向移动,平衡时的物质的量增大,表现为温度越高值越大;相同温度下压强越大平衡正向移动,的物质的量越小,表现为压强越高值越小,与图像一致,C正确;
D.温度升高平衡逆向移动,的转化率降低,应表现为温度越高值越小;相同温度下压强越大平衡正向移动,转化率越高,压强越高值越大,均与图像不符,D错误;
答案选C。
14. 一定温度下,在容积固定的密闭容器中进行的可逆反应:2NO22NO+O2,达到平衡的标志是
①相同时间内,氧气的生成速率为n mol·L-1·s-1,NO2的生成速率为2n mol·L-1·s-1
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol的NO
③混合气体的颜色不再变化 ④混合气体的密度保持不变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑥压强不随时间变化而变化
A. ①③⑤⑥ B. ②③⑤
C. ①③④ D. ①②③④⑤⑥
【答案】A
【解析】
【分析】(1)相同时间内,NO2的生成速率为2nmol·L-1·s-1,则氧气的反应速率是nmol·L-1·s-1,氧气的正逆反应速率相等。
(2) 单位时间内生成nmol 氧气的同时生成2nmol的一氧化氮,都代表正反应速率。
(3)混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变。
(4)反应前后混合气体的质量不变且容器的体积不变,则密度始终不变。
(5)当达到平衡时,气体的物质的量不变,则混合气体的平均相对分子质量不再改变。
(6)反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的压强不变。
【详解】①相同时间内, NO2的生成速率为2nmol·L-1·s-1,则氧气的反应速率是nmol·L-1·s-1,根据已知条件知,氧气的正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,正确;
②单位时间内生成nmol 氧气的同时生成2nmol的一氧化氮,反应同向,不能说明正逆反应速率相等,不能判断反应达到平衡状态,错误;
③混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变,达到平衡状态,正确;
④反应前后混合气体的质量不变且容器的体积不变,则密度始终不变,所以不能说明达到平衡状态,错误;
⑤反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的物质的量不变,则混合气体的平均相对分子质量不再改变,正确;
⑥反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的压强不变,正确;符合条件的有①③⑤⑥;
正确选项A。
15. 温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A. 反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D. 相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
【答案】C
【解析】
【详解】A. 反应在前50s的平均速率为,A项错误;
B. 由表格数据可知,250s达到平衡,c(PCl3)=0.20mol/2.0L=0.1mol/L,则升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol⋅L−1,可知升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,反应的△H>0,B项错误;
C. PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
开始(mol/L) 0.5 0 0
转化(mol/L) 0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L) 0.4 0.1 0.1
则该温度时,反应的平衡常数为:
起始时向容器中充入1.0 molPCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2,,平衡正向移动,则达到平衡前v(正)>v(逆),C项正确;
D. 起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2等效为起始加入2.0mol PCl5,与原平衡相比,相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.4mol,参加反应的PCl3的物质的量大于1.6mol,故达到平衡时,PCl3的转化率高于1.6mol/2mol=80%,D项错误;
答案选C。
16. 下列液体均处于25℃,有关叙述正确的是
A. 某物质的溶液pH<7,向该溶液中加入氢氧化钠溶液,Kw增大
B. pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍
C. 将1L 0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2L,pH=12
D. pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
【答案】B
【解析】
【详解】A.仅与温度有关,25℃温度保持不变,加入氢氧化钠溶液后不发生变化,A错误;
B.的番茄汁中,的牛奶中,二者浓度比值为,B正确;
C.稀释后溶液中,则,对应,C错误;
D.常温下碱溶液无论稀释多少倍,始终大于7,仅会无限接近7,不可能降低到6,D错误;
答案选B。
17. 某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A. Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线 B. b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C. a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D. b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A.醋酸在稀释时会继续电离,则在稀释相同体积的过程中醋酸中的H+大、pH小,A项错误;
B.b点溶液的离子浓度比c点溶液的离子浓度大,b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强,B项正确;
C.温度一定,任何稀的水溶液中的Kw都是一定值, C项错误;
D.由于醋酸是弱酸,要使稀释前盐酸和醋酸溶液pH值相同,则醋酸的浓度比盐酸大得多,稀释相同倍数后,前者仍大于后者,D项错误。
故选B。
二.非选择题(共49分)
在一个密闭容器中,发生下列反应:CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡怎样变化?
18. 增加C,平衡__________,c(CO)__________;
19. 减小密闭容器的容积,保持温度不变,则平衡__________,c(CO2)__________。
20. 通入N2,保持密闭容器的容积和温度不变,则平衡__________,c(CO2)__________。
21. 保持密闭容器的容积不变,升高温度,则平衡__________,c(CO)__________。
【答案】18. ①. 不移动 ②. 不变
19. ①. 逆向移动 ②. 增大
20. ①. 不移动 ②. 不变
21. ①. 正向移动 ②. 增大
【解析】
【18题详解】
C是固体,增加C,化学平衡不移动,一氧化碳浓度不变;
【19题详解】
当其他条件不变时,增大体系压强,平衡向气体体积减小的方向进行,故减小密闭容器的容积,保持温度不变,平衡逆向进行,二氧化碳浓度增大;
【20题详解】
氮气是“惰性气体”加入氮气,保持密闭容器的容积和温度不变,体系总压增大,气体分压不变,平衡不移动,c(CO2)不变;
【21题详解】
CO2(g)+C(s)2CO(g) >0,反应是吸热反应,升温平衡正向移动,一氧化碳浓度增大。
22. 回答下列问题。
(1)25℃时,某NaCl溶液中c(Cl-)=1×10-4mol/L,则该溶液中c(Na+):c(OH-)=_______。
(2)25℃时,将0.1 mol/L NaOH溶液与0.06mol/L的H2SO4溶液等体积混合(忽略混合后体积的变化),求所得溶液的pH=______。
(3)某温度(t℃)时,测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11,
①则该温度下水的Kw=_______________。
②在该温度下测得某溶液pH=3,则该溶液中c(H+):c(OH-)=________。
③该温度下将pH=2的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合,pH=______________。
(4)纯水中c(H+ )=5.0×10-7mol/L,则此时纯水中的c(OH-)=_______________;若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10-3mol/L,则c(OH-) =_______________;在该温度时,往水中滴入NaOH溶液,溶液中的c(OH-)=5.0×10-2mol/L,则溶液中c(H+)=___________。
【答案】(1)1000:1
(2)2 (3) ①. 1×10-13 ②. ③. 6.5
(4) ①. 5×10-7 mol·L-1 ②. 5×10-11 mol·L-1 ③. 5×10-12 mol·L-1
【解析】
【小问1详解】
25℃时,NaCl溶液呈中性,。NaCl为强电解质,完全电离,故。因此,。
【小问2详解】
混合前,NaOH溶液中,溶液中。等体积混合后,氢离子过量,混合液中,故所得溶液的。
【小问3详解】
① 0.01 mol/L NaOH溶液中,由可知,则该温度下水的离子积常数 。
② 的溶液中,,则。
③ 的盐酸中,的NaOH溶液中。两者等体积混合,恰好完全中和,溶液呈中性。该温度下中性溶液的,故。
【小问4详解】
纯水中水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度相等,故。此时 。温度不变,保持不变。滴入稀硫酸使,则。滴入NaOH溶液使,则。
23. 回答下列问题。
(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式:____________________。
(2)已知t ℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)=________。
②若在1L密闭容器中加入0.02mol FeO(s),并通入x mol CO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。
(3)已知25℃时,氢氟酸(HF)的电离平衡常数K=3.6×10-4,氢氰酸(HCN)的电离常数K=4.9×10-10。根据上述数据,则两种酸的酸性强弱:HF______HCN(填“大于”或“小于”、“等于”)。
(4)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为:
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) >0
若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K=___________。汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是_______________________________。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)。已知该反应的>0,简述该设想能否实现的依据:_____________________________。
【答案】(1)As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g) =+295.4kJ/mol
(2) ①. 4 ②. 0.05
(3)大于 (4) ①. 4×10-6 ②. 温度升高,反应速率加快,平衡右移 ③. 该反应是焓增,熵减的反应, 任何温度下均不能自发进行
【解析】
【小问1详解】
根据题干图像信息,可写出如下两个热化学方程式:
①
②
根据盖斯定律,将反应①减去反应②,即可得到目标反应:
。
【小问2详解】
①反应 的平衡常数表达式为 。在同一容器中,浓度之比等于物质的量之比,故 ,因此平衡时 。
②加入 ,转化率为 ,则参加反应的 为 。根据化学方程式,反应消耗 ,生成 。平衡时 ,。代入平衡常数表达式:,解得 。
【小问3详解】
在相同温度下,弱酸的电离平衡常数越大,说明其电离程度越大,酸性越强。因为的电离常数()大于的电离常数(),所以的酸性大于。
【小问4详解】
①反应达到平衡时,生成 为 ,根据方程式可知消耗的 和 均为 。由于转化量极小,平衡时 ,。该反应前后气体分子数不变,体积对平衡常数无影响,可直接用物质的量代入计算:。
汽车启动后,气缸温度升高,一方面化学反应速率加快,单位时间内生成的 增多;另一方面该反应 ,升高温度使化学平衡向正反应方向移动, 的产率增大。
②反应 是一个气体分子数减少的反应,即熵变 。又已知该反应的焓变 ,根据吉布斯自由能判据 ,在任何温度下均有 ,即该反应在任何条件下都不能自发进行,故该设想无法实现。
24. 工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
(1)此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
平衡常数K
10
9
1
从上表可以推断:此反应是________(填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2O,则达到平衡后CO的转化率为___________。
(2)在500℃,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第Ⅱ步反应,达到平衡后下列关系正确的是_________。
实验编号
反应物投入量
平衡时H2浓度
吸收或放出的热量
反应物转化率
A
1、1、0、0
c1
Q1
α1
B
0、0、2、2
c2
Q2
α2
C
2、2、0、0
c3
Q3
α3
A. 2c1=c2=c3 B. 2Q1=Q2=Q3 C. α1=α2=α3 D. α1+α2 =1
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的是_________。
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v(CO2)正=v(H2O)逆
(4)下图表示此流程的第Ⅱ步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是__________________、_____________________________(写出两种)。
【答案】(1) ①. 放 ②. 66.7% (2)AD
(3)②③ (4) ①. 降温 ②. 加入水蒸气
【解析】
【小问1详解】
由表格数据可知,随着温度的升高,该反应的平衡常数逐渐减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,故该正反应为放热反应;在下,。设达到平衡时的转化率为,则:,根据平衡常数表达式:,解得 。
【小问2详解】
A.实验A与实验C相比,C的投料量是A的2倍,且该反应前后气体分子数不变,在恒容容器中,C与A互为等效平衡,平衡时各物质的浓度C是A的2倍,即;实验B相当于在C的基础上从逆向开始反应,最终达到的平衡状态与C完全相同,故,因此,A正确;
B.实验A和C均正向进行,反应放热,且C的投料是A的2倍,故;实验B逆向进行,反应吸热,由于平衡时反应物的转化率不一定为,故吸收的热量与放出的热量不一定相等,B错误;
C.实验A与C等效,转化率;实验B与C从不同方向达到同一平衡状态,转化率与不一定相等,C错误;
D.实验B与C达到完全相同的平衡状态。设平衡时的物质的量为,对实验C,的转化率;对实验B,平衡时的物质的量为,则转化了,转化率。因为,故,D正确;
故选AD。
【小问3详解】
①该反应前后气体分子数不变,但在绝热容器中,反应未平衡时体系温度会发生变化,从而导致压强变化,当压强不变时说明温度不变,即达到平衡,可以判断;
②在恒容容器中,气体总质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终不变,不能判断;
③气体总质量不变,反应前后气体总物质的量也不变,混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能判断;
④各组分的物质的量浓度不再改变是平衡的直接标志,可以判断;
⑤绝热容器中,反应伴随热量变化,体系温度不再发生变化说明反应达到平衡,可以判断;
⑥,即正逆反应速率相等,说明达到平衡,可以判断;
故不能判断的是②③。
【小问4详解】
在时刻,的浓度逐渐减小,的浓度逐渐增大,且曲线连续无突变,说明平衡正向移动,且未直接改变和的浓度。该反应为放热反应,降低温度可使平衡正向移动;增加反应物水蒸气的量,也可使平衡正向移动,符合图象变化。
25. 化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
回答下列问题:
(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=______________________。
(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为____________(填实验序号);b与实验a相比,改变的实验条件及判断依据是:________________________________________________。
(3)用p0表示开始时总压强,p表示平衡时总压强,α表示AX3的平衡转化率,则α的表达式为______________;实验a的平衡转化率:αa为________。
【答案】(1)=1.7×10-4 mol·L-1·min-1
(2) ①. bca ②. 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变
(3) ①. α=2(1-) ②. 50%
【解析】
【小问1详解】
设平衡时,列三段式如下:
由可得该体系中压强与物质的量成正比,因此,解得。
所以;
【小问2详解】
由图可得a达到平衡需要60 min;b达到平衡需要40 min;c达到平衡需要45 min。因此反应速率v(AX5)由大到小的次序为bca;a与b的起始压强与平衡压强一致,因此应是加入了催化剂导致的反应速率的改变;
【小问3详解】
列出三段式:
,
因此
解得;
读取实验a的起始压强、平衡压强得,代入,解得。
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