题型02 化学反应原理综合题(期中真题汇编,贵州专用)高二化学上学期
2026-10-07
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题型02 化学反应原理综合题
1.(2025-2026高二上·贵州都匀湘才学校·期中)在2 L密闭容器内,800℃时反应体系中,随时间的变化如下表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式: 。已知:,则该反应是 热反应。
(2) 。
(3)图中表示的浓度随时间变化的曲线是 。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A.
B. 容器内压强保持不变
C.
D. 容器内密度保持不变
(5)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是___________。
A. 及时分离出气体
B. 适当升高温度
C. 增大的浓度
D. 选择高效催化剂
【答案】(1)① ② 放热 (2) (3)b (4)BC (5)C
【解析】(1)根据平衡常数的数学表达式,该反应的平衡常数K=;已知K(300℃)>K(350℃),温度降低,平衡常数增大,说明该反应为放热反应;
(2)根据化学反应速率数学表达式:v(NO)==3×10-3mol/(L·s),v(O2)==1.5×10-3mol/(L·s);
(3)NO2为生成物,随着反应进行,c(NO2)增大,NO起始浓度为0.01mol/L,该反应为可逆反应,因此达到平衡时,c(NO2)<0.01mol/L,b曲线代表是NO2浓度随时间变化;
(4)A.没有指明反应速率方向,不能说明反应达到平衡,故A不符合题意;
B.相同条件下,压强之比等于气体物质的量之比,该反应为气体物质的量减小的反应,即当容器内压强保持不变,说明反应达到平衡,故B符合题意;
C.反应方向为一正一逆,且速率之比等于化学计量数之比,因此v逆(NO)=2v正(O2)说明反应达到平衡,故C符合题意;
D.组分都是气体,混合气体质量不变,容器为恒容,容器内密度不变,不能说明反应达到平衡,故D不符合题意;
故答案为BC;
(5)A.及时分离出NO2气体,虽然平衡向正反应方向移动,但反应速率不会增大,故A不符合题意;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故B不符合题意;
C.增大氧气浓度,反应物浓度增大,平衡正向移动,气体浓度增大,反应速率增大,故C符合题意;
D.催化剂对化学平衡移动无影响,故D不符合题意;
答案为C。
2.(2025-2026高二上·贵州都匀湘才学校·期中)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中通入1molX气体和0.5molY气体,各物质的物质的量随时间变化如图所示:
(1)该反应是 (填“可逆反应”或“非可逆反应”),化学反应方程式为 。
(2)在2min内,用X表示的平均反应速率 。
(3)2min时,气体Y的转化率为 。
(4)计算该温度下的平衡常数 。(写成分数形式)。
(5)在其他条件不变的情况下,增大压强(减小体积),正反应速率 ,逆反应速率 (填“增大”、“减小”、“不变”),平衡 移动(填“正向”,“逆向”,“不”),平衡常数 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
【答案】(1)① 可逆反应 ② 2X+Y⇌Z (2) (3)40% (4) (5)① 增大 ② 增大 ③ 正向 ④ 不变
【解析】(1)根据图象可知,X、Y为反应物,Z为生成物,反应未进行到底,存在反应限度,因此该反应是可逆反应,达到平衡时,X、Y、Z转化的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.2mol,因此反应的化学计量数之比为2:1:1,则反应的化学方程式为2X+Y⇌Z;
(2)根据图示,2min内X转化的物质的量为1.0mol-0.6mol=0.4mol,容器体积为1L,则平均反应速率v(X)=;
(3)2min时,气体Y的变化量为0.2mol,则转化率为;
(4)该温度下的平衡常数=;
(5)在其他条件不变的情况下,增大压强(减小体积),各物质浓度变大,正反应速率变大,逆反应速率变大,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即平衡正向移动,平衡常数只和温度有关,温度不变,平衡常数不变。
3.(2025-2026高二上·贵州都匀湘才学校·期中)回答下列问题:
(1)肼()是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312kJ热量,则肼的燃烧热为 ,肼燃烧的热化学方程式可表示为 。
(2) kJ·mol; kJ·mol,则a b(填>或<)。
(3)工业上制取氢气的方法之一: ,该反应为 (填吸或放)热反应。已知相关键能如下表:
化学键
键能/kJ·mol
414
1068
463
则键的键能为 kJ⋅mol⁻¹。
(4)二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题。二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
② kJ·mol
③ kJ·mol
根据上述反应求:④ 。
【答案】(1)① 624kJ/mol ② (l) kJ⋅mol (2)< (3)① 吸 ② 436 (4)-41 kJ⋅mol(或-)
【解析】(1)燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312KJ热量,16g肼物质的量为0.5mol,则1mol在氧气中完全燃烧放出624kJ热量,则肼的燃烧热为624kJ/mol,肼的燃烧热化学方程式可表示为(l) kJ⋅mol;
(2)碳完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,放热反应焓变为负值,a、b均为负值,则a<b;
(3)焓变为正值,则为吸热反应;反应焓变等于反应物键能和减去生成物键能和,设H−H键的键能为x,则414kJ/mol×4+463kJ/mol×2-1068kJ/mol-3x=+206kJ/mol,解得x=436 kJ/mol;
(4)根据盖斯定律,反应④=反应②-反应③ ,则。(或据盖斯定律,反应④=-反应① ,则)
4.(2025-2026高二上·贵州毕节威宁自治县六校·期中)在日常生活和工农业生产中经常涉及到吸热反应和放热反应,回答下列问题:
(1)下列反应一定属于吸热反应的是 (填字母)。
A.干冰汽化 B.C与CO2反应生成CO C.铝热反应 D.燃烧反应 E.碳酸钙的分解
(2)科学家利用计算机模拟了单个甲醇分子(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图,如图1所示:
①反应I的 (填“<”“>”或“=”)0,反应Ⅱ的活化能为 。
②决定反应速率快慢的步骤为 (填“反应I”或“反应Ⅱ”)。
(3)和是重要的化学原料。
①由:
完全燃烧生成时所放出的热量与完全燃烧生成时所放出的热量之和 (填“大于”“等于”或“小于”)。
②根据图2中的能量关系,可求得中C—H的键能为 。
③图3表示氧、硫、硒、碲在相同条件下生成气态氢化物时的焓变数据,试写出该条件下硫化氢发生分解反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)BE (2)① ② ③
反应I (3)①
大于 ② ③
【解析】(1)A.干冰汽化属于物理变化,虽然吸热但不是化学反应;
B.碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳是典型的吸热反应;
C.铝热反应在高温下引发,但属于剧烈的放热反应;
D.所有的燃烧反应均为放热反应;
E.碳酸钙高温分解是吸热反应;
因此一定属于吸热反应的是BE;
(2)① 由图1可知,反应I中生成物的总能量高于反应物的总能量,因此反应I为吸热反应,;活化能是指反应物分子到达过渡态所需要的能量,由图1可知反应Ⅱ的活化能为;
② 化学反应的决速步是活化能最大的步骤,由图1可知,反应I的活化能明显大于反应Ⅱ的活化能,因此决定整个反应速率快慢的步骤为反应I;
(3)① 由已知热化学方程式可知,完全燃烧生成放出的热量为;完全燃烧生成放出的热量为。由于气态水转化为液态水的过程会进一步放出热量,因此完全燃烧生成放出的热量大于,故两者放出的热量之和大于;
② 由图2可知,。根据反应热等于反应物断键吸收的总能量减去生成物成键释放的总能量,可得,即,解得;
③ 同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,其单质与氢气化合越来越难,生成的气态氢化物越来越不稳定,对应的生成焓逐渐增大(放热减少甚至变为吸热)。因此图3中的a、b、c、d分别对应、、、。由图可知生成的焓变为,则硫化氢分解的热化学方程式为:。
5.(2025-2026高二上·贵州省黔西南州金成实验学校·期中)已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的碱BOH的溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式: 。
(2)BOH的电离平衡常数Kb= 。
(3)某种酱油的pH为5,则该酱油中的c(H+)= mol·L-1。
(4)常温下,4种酸的电离平衡常数如下:
化学式
HF
电离平衡常数
①物质的量浓度相同的HF、、中,由大到小的顺序是 。(填化学式)
②、、、CO结合的能力由大到小的顺序是 。(填离子符号)
(5)25 ℃时,pH=11的NaOH溶液与pH=3的溶液等体积混合,混合后溶液显 (填酸性,中性,碱性)
(6)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸。用作还原剂、亚磷酸盐原料、农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。
①写出亚磷酸的第一次电离方程式: 。
②写出亚磷酸与过量KOH溶液反应的化学方程式: 。
【答案】(1) (2) (3) (4)① ② (5)
酸性 (6)① ②
【解析】(1)的溶液中,说明在水中只能部分电离,属于弱碱,其电离方程式需使用可逆符号“”,;
(2)的电离平衡常数 。平衡时 ,,代入可得 ;
(3)根据的定义,,解得该酱油中 ;
(4) ① 相同温度下,弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强,相同浓度下电离出的越大,根据表格数据,,故由大到小的顺序为 ;② 酸根离子对应的酸越弱,其结合的能力越强,由电离常数可知酸性强弱顺序为 ,故对应阴离子结合的能力由大到小的顺序为 ;
(5)的溶液中 ;的溶液中 ,由于醋酸是弱酸,其物质的量浓度远大于。两者等体积混合时,醋酸大量过量,混合后的溶液为醋酸和醋酸钠的混合物,且以醋酸的电离为主,故溶液显酸性;
(6)① 题干指出亚磷酸()是二元弱酸,说明其分子中只有两个氢原子可以电离,多元弱酸分步电离,第一步电离方程式为 ;② 由于为二元酸,1分子最多只能与2分子发生中和反应,生成正盐和水,化学方程式为 。
6.(2025-2026高二上·贵州省六盘水市纽绅中学·期中)回答下列问题:
(1)在下列变化中,体系的熵值增加的是________(填标号)。
A. 冰熔化
B. 水蒸气冷凝
C. 蔗糖在水中溶解
D.
(2)已知,该反应能够自发进行的反应条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。
(3)已知反应的随温度的变化是图中的 (填“”或“”),升高温度,该反应化学平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”,后同),逆反应速率 。
(4)一定温度下在密闭容器中发生反应:,达到平衡后。
①若保持体积不变,充入少量氦气,则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动。
②若保持压强不变,充入少量氦气,则平衡 移动。
【答案】(1)AC (2)
高温 (3)①
②
减小 ③
增大 (4)①
不 ②
逆向
【解析】(1)熵是体系混乱度的量度,体系越混乱,熵值越大;
A.冰熔化为液态水,由固态变为液态,混乱度增加,熵值增加,A正确;
B.水蒸气冷凝为液态水,由气态变为液态,混乱度减小,熵值减小,B错误;
C.蔗糖溶于水,固体溶质分散到溶剂中,混乱度增加,熵值增加,C正确;
D.该反应为气体反应生成固体的过程,气体分子数减少,混乱度减小,熵值减小,D错误;
故选AC;
(2)反应自发进行的判据为 。已知该反应的 ,反应后气体分子数增加,即 。要使 ,必须在高温条件下进行,故该反应能够自发进行的条件是高温;
(3)该反应的正反应是气体分子数减少的反应,即 。根据 ,由于 ,则 ,随着温度 的升高, 的数值逐渐增大,图中 随温度升高而增大,符合该变化趋势。该反应 ,为放热反应,升高温度,平衡向吸热方向(即逆向)移动,因此化学平衡常数减小;升高温度,正、逆反应速率均增大,故逆反应速率增大;
(4)① 保持体积不变,充入少量氦气,虽然体系总压强增大,但参与反应的 、、 的浓度(或分压)均保持不变,正、逆反应速率不变,故平衡不移动;
② 保持压强不变,充入少量氦气,为了维持压强恒定,容器体积必然增大,导致参与反应的各气体组分的浓度减小(分压减小),相当于对原平衡体系减压。减小压强,平衡向气体分子数增多的方向移动,即逆向移动。
7.(2025-2026高二上·贵州毕节威宁自治县六校·期中)回答下列问题。
(1)请认真观察下图,该反应的 kJ/mol(用含的代数式表示);曲线Ⅱ与曲线Ⅰ相比,改变的外界条件是 ;下列4个反应中,符合示意图描述的反应是 (填字母)。
A.铝热反应 B.灼热的碳与反应
C.与反应 D.碳在高温下和水蒸气反应生成水煤气
(2)已知碳的燃烧热,氢气的燃烧热,一氧化碳的燃烧热,请写出表示碳的燃烧热的热化学方程式: ,化学反应 kJ/mol(用含、的代数式表示)。
(3)某同学用0.50mol/L盐酸与0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,测定中和反应的反应热。假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是,又知中和反应后生成的溶液的比热容。实验记录的数据如下表所示:
实验序号
反应物的温度/℃
反应后体系的温度/°C
盐酸
氢氧化钠溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.3
20.3
24.2
3
20.5
20.6
23.6
依据该同学的实验数据计算,该实验中生成1mol水时放出的热量为 (结果保留一位小数)。
(4)下列操作可能会造成测得的中和热数值偏小的是 (填字母)。
A.用同浓度硝酸代替盐酸进行上述实验
B.用环形铜丝代替环形玻璃搅拌器搅拌
C.温度计测量了盐酸的温度后直接测量溶液的温度
【答案】(1)① ② 加入催化剂 ③ AC (2)① C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393kJ/mol ② (3)51.8kJ (4)BC
【解析】(1)反应的生成物的总能量-反应物的总能量=E2-E1,曲线Ⅱ与曲线Ⅰ相比,生成物的总能量和反应物的总能量不变,活化能减小,则改变的外界条件是加入催化剂,该反应中生成物的总能量低于反应物的总能量,为放热反应;
A.铝热反应为放热反应,正确;
B.灼热的碳与反应为吸热反应,错误;
C.与反应为放热反应,正确;
D.碳在高温下和水蒸气反应生成水煤气为吸热反应,错误;
故选AC;
(2)碳的燃烧热,则碳的燃烧热对应的热化学反应方程式为①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393kJ/mol;氢气的燃烧热为-akJ/mol,则氢气的燃烧热对应的热化学反应方程式为②H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-akJ/mol;一氧化碳的燃烧热为-bkJ/mol,则一氧化碳的燃烧热对应的热化学反应方程式为③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-bkJ/mol;根据盖斯定律,① -③ -② 可得的()kJ/mol;
(3)由表格数据可知,3次实验温度差分别为:℃=3.15℃、℃=3.9℃、℃=3.05℃,第2组实验数据误差较大,应该舍去,则温度差的平均值为℃=3.1℃,计算该实验中生成1 mol水时放出的热量为=51.8kJ;
(4)A.用同浓度硝酸代替盐酸进行上述实验,对实验结果没有影响,A错误;
B.金属具有良好的导热性,环形玻璃搅拌棒用铜棒代替,会导致热量散失,造成中和热测定值偏小,B正确;
C.温度计测量了盐酸的温度后直接测量NaOH溶液的温度,温度计上沾有的HCl会和NaOH反应放热,导致测得起始温度偏高,则温度差偏小,造成中和热测定值偏小,C正确;
故选BC。
8.(2025-2026高二上·贵州省贵阳市南湖实验中学·期中)利用二氧化碳这一常见碳资源制备其他燃料或者物质是其回收利用的重要课题:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)反应Ⅱ的 。
(2)反应Ⅲ的 0(填“<”或“>”),在 (填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下能够自发进行。
(3)恒温、恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.、、、的物质的量之比为1:3:1:1
(4)反应Ⅱ在其他条件相同、不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如下图所示。请判断a点所处的状态是不是化学平衡状态并说明理由: 。
(5)新的研究表明,利用太阳能可以将CO2分解制取炭黑,其原理如下图所示。写出总反应式 。在整个过程中,FeO的作用是 。
【答案】(1)+44.79 kJ•mol-1 (2)① < ② 较低温度 (3)B (4)催化剂不能使平衡移动,a点对应的CO2的转化率低于使用催化剂Ⅰ时CO2的转化率,所以a点所处的状态不是化学平衡状态 (5)① CO2C+O2 ② 作催化剂
【解析】(1)根据盖斯定律,观察已知反应方程式可知,反应Ⅰ减去反应Ⅲ即可得到反应Ⅱ,因此 ;
(2)反应Ⅲ的正反应是气体分子数减小的反应,系统的混乱度降低,因此 ;根据吉布斯自由能判据 时反应能自发进行,已知该反应的 且 ,故在较低温度下 较小,能保证 ,即在较低温度下能够自发进行;
(3)A.在恒温恒容条件下,混合气体的总质量不变,容器体积不变,因此混合气体的密度始终保持不变,不能据此判断反应是否达到平衡状态,A错误;
B.混合气体的总质量不变,但该反应正向是气体分子数减小的反应,随着反应的进行,混合气体的总物质的量不断减小,平均相对分子质量不断增大。当平均相对分子质量不再变化时,说明各物质的量不再改变,反应达到平衡状态,B正确;
C.、、、的物质的量之比为1:3:1:1只是反应过程中的某一个特定状态,不能说明正逆反应速率相等,无法说明反应达到平衡状态,C错误;
故选B;
(4)催化剂只能改变反应达到平衡所需的时间,不能改变化学平衡状态(即不能改变平衡转化率)。在600℃时,反应相同时间后,a点(使用催化剂Ⅱ)对应的转化率明显低于使用催化剂Ⅰ时的转化率,说明此时a点所在的反应尚未达到化学平衡状态;
(5)由原理图可知,过程1为 在太阳能作用下分解生成 和 ,过程2为 与 反应生成 和 。将两个过程的反应方程式合并并消去中间产物,可得总反应式为 ;在整个循环过程中, 参与了反应但最终又重新生成,其质量和化学性质在反应前后保持不变,因此 起到了催化剂的作用;
9.(2025-2026高二上·贵州遵义凤冈县·期中)合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。回答下列问题:
(1)工业合成氨的反应为。在容积为2L的密闭容器中,通入a mol 和b mol ,若在一定条件下t min后反应达到平衡,平衡后容器中剩余c mol 。
①达到平衡时,的转化率为 (用含a、b、c的式子表示)。
②若把容器的容积缩小一半,则正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),的转化率 。
(2)在合成氨工业中,原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为: 。铜氨液吸收CO适宜的生产条件是 。
(3)合成氨工业中采用循环操作,主要是为了 (填序号)。
a.增大化学反应速率 b.提高平衡混合物中氨的含量
c.降低氨的沸点 d.提高氮气和氢气的利用率
(4)合成氨气的氢气可由天然气制备。
①其反应为 ,该反应自发的条件是 (填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。
②为提高的平衡转化率,可采用的措施是 (填序号)。
a.增大的浓度 b.低温 c.低压 d.使用合适的催化剂
【答案】(1)① ② 增大 ③ 增大 (2)低温、高压 (3)d (4)① 高温自发 ② ac
【解析】(1)列三段式如下:
的转化率;把容器的容积缩小一半,相当于使压强增大,反应速率增大,反应向气体分子数减小的方向移动,即正反应方向移动,此时的转化率增大;
(2)该反应为放热反应,同时也为气体分子数减小的反应,因此,降低温度和增大压强都会使反应正向移动,所以适宜的生产条件为低温、高压;
(3)a.循环操作是将未反应的原料气回收再利用,它并不改变单位时间内分子的碰撞频率或活化能,因此不能直接增大化学反应速率,a错误;
b.根据化学平衡移动原理,平衡混合物中氨的含量(即产率)主要取决于反应温度和压强。降低温度、增大压强有利于平衡向生成氨的方向移动,从而提升氨的含量。循环操作是在平衡发生之后将未转化的气体重新导入,它改变的是原料的总转化量,不会改变反应达到平衡时的转化率(即平衡时混合气体的成分比例),b错误;
c.物质的沸点是其本身的物理性质,受外界压强等因素影响,但循环操作这一工艺流程并不能改变氨的沸点。工业上分离氨气是通过加压、降温使其液化,而不是靠“降低沸点”来实现的,c错误;
d.这也是合成氨工业采用循环操作的根本目的。由于合成氨反应是可逆反应,反应物无法一次性全部转化为生成物。经过冷凝分离出氨气后,剩余的氮气和氢气如果直接排放会造成极大的原料浪费和环境污染。循环操作将这些未反应的气体重新送回合成塔参与反应,从而大大提高了原料(氮气和氢气)的利用率,降低生产成本,提高经济效益,d正确;
故选d。
(4)① 该反应气体分子数增大,所以,又因为所以该反应为高温自发反应;
②a.增大反应物的浓度会使反应平衡正向移动,可以提高的平衡转化率,a正确;
b.该反应为吸热反应,降低温度会使反应平衡逆向移动,因此低温条件会降低的平衡转化率,b错误;
c.该反应为气体分子数增大的反应,降低压强可以使反应平衡正向移动,因此低压条件可以提高的平衡转化率,c正确
d.催化剂只能改变反应速率,不能使化学平衡发生移动,因此不能提高转化率,d错误;
故选ac。
10.(2025-2026高二上·贵州省贵阳市观山湖区第一高中学·期中)固氮一直是科学家致力研究的重要课题,工业固氮合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家研究合成氨而获得诺贝尔奖,其反应为: 。回答下列问题:
(1)计算合成氨反应在常温下能否自发?写出简要计算过程: 。
(2)有关热力学数据如下:
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
25
2000
25
350
400
450
平衡常数K
0.1
1.847
0.504
0.152
常温下,大气固氮的倾向 工业固氮(填“大于”或“小于”)。
(3)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器中充入和。下图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是 (填“”或“”)。
②判断依据是 。
(4)进料体积比时,平衡气体中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(a) K(b)(填“<”、“=”或“>”)。
②500℃、压强为时,的转化率为: (保留三位有效数字), [为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]。
【答案】(1)能自发;,故常温能自发 (2)小于 (3)① ② X的转化率随横坐标增大而增大 (4)① < ② 33.3% ③
【解析】(1)吉布斯自由能,将合成氨反应的、代入,常温25℃,T=298K,代入可得,故常温能自发。
(2)根据表中数据可知,常温下,大气固氮的平衡常数K=,工业固氮的平衡常数K=,<<,则大气固氮的倾向小于工业固氮。
(3)从图中可知,X的转化率随横坐标增大而增大,即的比值越大,则X的转化率越高,故X是N2。
(4)①合成氨反应的,正向是放热过程,随温度的升高,氨的物质的量分数降低,平衡逆向移动,平衡常数减小,故平衡常数K(a) <K(b);
②根据题意,设进料N2为1mol,则H2为3mol, 500℃、压强为时,体系达到平衡N2转化了xmol,列三段式: ,由图可知,氨的物质的量分数20%,则有=0.2,解得x=,则的转化率为: ;平衡时体系中气体总物质的量为mol,NH3的物质的量分数为=0.2,N2的物质的量分数为=0.2,H2的物质的量分数为,则=。
11.(2025-2026高二上·贵州省六盘水市纽绅中学·期中)按要求填空。
化学式
HClO
电离平衡常数
回答下列问题(若未指明温度,均指):
(1)一般情况下,当温度升高时, (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)根据上述电离常数及物质的特性,将少量通入溶液中发生反应的离子方程式为 。
(3)下列能使醋酸溶液中的电离程度增大,而电离平衡常数不变的是___________(填标号)。
A. 升高温度
B. 加水稀释
C. 加少量的固体
D. 加少量氢氧化钠溶液(忽略反应热效应)
(4)同浓度的、结合的能力由强到弱的顺序为 。
(5)在碳酸与碳酸氢钠的中性混合溶液中, 。
(6)纯水中,则此时纯水中的 ;若温度不变,滴入稀硫酸使,则 。
(7)已知草酸为二元弱酸,、、三种微粒的物质的量分数()与溶液的关系如图所示。则 。
【答案】(1)增大 (2) (3)BD (4)> (5)4.3 (6)① ② (7)10-1.2
【解析】(1)根据弱电解质的电离规律,电离为吸热反应,温度升高,电离平衡正向移动,增大,故答案为:增大;
(2)根据电离平衡常数,>>,故CO2与NaClO反应无论量多量少,只能生成NaHCO3和HClO,故答案为:;
(3)A.升高温度,电离程度增大,但平衡常数会增大,A错误;
B.加水稀释,根据“越稀越电离”这一规律,电离程度增大,且平衡常数不变,B正确;
C.加入少量的固体后,增大,的电离平衡逆向移动,电离程度减小,C错误;
D.加入少量NaOH溶液后,会与电离出的氢离子反应,使氢离子浓度下降,故电离平衡正向移动,电离程度增大,且温度不变,电离平衡常数不变,D正确;
故选BD。
(4)酸根离子结合质子的能力看其对应的酸的电离平衡常数,对应的酸越强,电离出质子能力越强,其酸根离子结合质子能力越弱,对应的酸的电离平衡常数为H2S的,对应的酸的电离平衡常数为的,故其答案为:>;
(5)在碳酸与碳酸氢钠的中性混合溶液中,氢离子和氢氧根离子浓度一致,根据题意,温度条件为常温,则,溶液中存在的的一级电离平衡,故4.3,故答案为:4.3;
(6)纯水中,只存在水的电离平衡,,故有=,此温度下水的离子积常数,故加入稀硫酸后,故答案为:;
(7),取曲线中和的分布系数交叉的点,即其浓度相等的点,对应的pH为1.2,则此时=10-1.2,故答案为:10-1.2。
12.(2025-2026高二上·贵州中新学校计划联考·期中)请回答下列问题:
I.已知化学反应的能量变化如图所示,
(1)1 mol N和3 mol H生成是 能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)0.5 mol的和生成的热化学方程式为 。
II.在一定温度下,对冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(3)a、b、c三点对应的溶液中,由小到大的顺序为 。
(4)若使c点对应的溶液中增大,则下列措施中,可行的是 (填字母,下同)。
A.加热 B.加入NaOH稀溶液 C.加入固体 D.加水 E.加入体 F.加入锌粒
III.在水的电离平衡中,和的关系如图所示:
(5)A点水的离子积常数为点水的离子积常数为 。造成水的离子积常数变化的原因是 。
(6)时,若向水中滴加盐酸, (填“能”或“不能”)使体系处于B点状态,原因是 。
(7)时,若盐酸中,则由水电离产生的 。
【答案】(1)释放 (2) (3)c (4)ACEF (5)① ② 水的电离为吸热过程,温度升高促进电离平衡正向移动,离子积常数增大 (6)① 不能 ② T℃时,向水中滴加盐酸,c(H+)增大,水的电离平衡向左移动,c(OH-)减小,c(H+)≠c(OH-),体系不能处于B点状态 (7)2×10-10 mol/L
【解析】(1)1 mol N和3 mol H生成发生成键过程,释放能量。
(2)根据盖斯定律,0.5 mol的和生成的焓变为(a-b-c) kJ/mol,热化学方程式为。
(3)醋酸稀释过程,c(H+)逐渐减小,所以a、b、c三点c(H+)由小到大得顺序为c
(4)加热促进醋酸电离,醋酸根浓度增大,A正确;加入氢氧化钠稀溶液,中和H+,促进醋酸电离,但溶液体积增大,醋酸根浓度减小,B错误;加入碳酸钾,中和H+,促进醋酸电离,醋酸根浓度增大,C正确;加水促进醋酸电离,但醋酸根浓度减小,D错误;加入醋酸钠,直接增大醋酸根浓度,E正确;加入Zn粒,消耗H+,且反应放热,促进醋酸电离,醋酸根浓度增大,F正确;故选ACEF。
(5)根据图像,B点水的离子积常数为,水的电离为吸热过程,温度升高促进电离平衡正向移动,离子积常数增大。
(6)T℃时,向水中滴加盐酸,c(H+)增大,水的电离平衡向左移动,c(OH-)减小,c(H+)≠c(OH-),体系不能处于B点状态。
(7)T℃时,若盐酸中,则溶液中,溶液中的OH-来自与水的电离,水电离生成的c(H+)=c(OH-)=2×10-10 mol/L。
13.(2025-2026高二上·贵州中新学校计划联考·期中)I.苯乙烯()是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料,直接催化脱氢法制苯乙烯:将一定量乙苯()气体充入恒容密闭容器中,发生反应,
其反应原理是:
某温度下,将0.40 mol乙苯、充入2 L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内物质的量,得到数据如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
0.40
0.30
0.26
0.00
0.10
0.16
0.16
(1)当反应进行到20 min时,该段时间内的平均反应速率是 。
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是 (精确到小数点后三位),该反应中的乙苯平衡转化率为 。
(3)工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图所示。由图可知, (填“>”“<”或“=”)。
(4)要使上述反应的正反应速率和乙苯的转化率同时增大,下列措施可行的有 (填序号)。
A.加入催化剂 B.增大乙苯的物质的量浓度
C.升高温度 D.减小的浓度 E.加入稀释剂水蒸气并保持体系恒压
II.
(5)常温下,的溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变大的是_____。
A.
B.
C.
D.
(6)常温下,将的盐酸与的NaOH溶液混合后,所得溶液的。则盐酸与NaOH溶液的体积比为 。
【答案】(1) (2)① 0.053 ② 40% (3)> (4)C (5)B (6)11:99
【解析】(1)根据化学计量数,反应进行到20 min时,氢气的平均生成速率等于乙苯的平均消耗速率,为。
(2)反应30 min到达平衡,此时苯乙烯物质的量为0.16 mol,氢气物质的量为0.16 mol,乙苯物质的量为0.40 mol-0.16 mol=0.24 mol,反应平衡常数为,乙苯的平衡转化率为。
(3)该反应为吸热反应,温度升高反应平衡正向移动,乙苯的转化率提高,故T1>T2。
(4)催化剂只改变反应速率,不能改变平衡转化率,A错误;增大乙苯的投入量能增大反应速率,但会导致转化率下降,B错误;升高温度反应速率增大,平衡正向移动,乙苯转化率增大,C正确;减小氢气的浓度导致反应速率减小,D错误;恒压下加入稀释剂导致容器体积增大,反应速率减小,E错误;故选C。
(5)醋酸溶液加水稀释,醋酸电离平衡正向移动,但醋酸根浓度降低,A错误;加水稀释过程中,c(H+)减小,则c(OH-)增大,所以增大,B正确;稀释过程,有不变,c(CH3COO-)减小,则增大,减小,C错误;温度不变,不变,D错误;故选B。
(6)设盐酸的体积为a L,NaOH溶液体积为b L,则盐酸溶液中H+物质的量为0.1a mol,NaOH溶液中OH-物质的量为,即0.01b mol,根据混合后溶液pH=3,则有,解得。
14.(2025-2026高二上·贵州中新学校计划联考·期中)I.某化学兴趣小组利用如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
1.实验步骤:
①量取溶液,倒入小烧杯中,测量温度;
②量取溶液,测量温度;
①将NaOH溶液倒入小烧杯中,测量混合液的最高温度。
2.实验数据如下:
实验序号
起始温度
终止温度
溶液
NaOH溶液
平均值
1
25.0
25.2
28.5
2
24.9
25.1
28.4
3
25.5
26.5
31.8
请回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为 ,进行该实验还缺少的仪器为 (填仪器名称)。仪器甲不能用铁质材料的原因是 。
(2)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成时,放出57.3 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。
(3)使用的NaOH溶液稍微过量的原因是 。
(4)设实验所用的酸、碱溶液的密度均为,且酸、碱溶液中和后的溶液的比热容。计算实验测出的中和反应的反应热 。
II.利用溶液和硫酸酸化的溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知:
实验编号
酸性溶液的体积
溶液的体积
的体积
实验温度
溶液褪色所需时间/min
①
10
35
25
②
10
10
30
25
③
10
10
50
(5)表中 mL。
(6)探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 (填实验编号)。
(7)实验①测得溶液的褪色时间为2 min,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率 。
【答案】(1)① 环形玻璃搅拌棒 ② 温度计 ③ 铁质材料导热较快,导致热量损失大,对实验结果影响大 (2)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) (3)保证酸完全中和,从而使中和热的数值更加准确 (4)56.848 (5)① 5 ② 30 (6)① ② (7)0.025
【解析】(1)仪器甲为环形玻璃搅拌棒,还缺少温度计,搅拌棒不能用铁质材料的原因为铁制材料导热较快,导致热量损失大,对实验结果影响大。
(2)强酸强碱的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) 。
(3)使用NaOH溶液稍微过量的原因是保证酸完全中和,从而使中和热的数值更加准确。
(4)第三组数据偏差过大,舍去,温度差平均值为,该中和反应的反应热为。
(5)根据单一变量原则,V1+35=10+30=V2+10,V1=5,V2=30。
(6)实验① ② 对比,只改变反应物草酸浓度,可以探究反应物浓度对化学反应速率的影响。
(7)三组实验中,高锰酸钾均被完全反应,根据化学计量数,草酸的平均反应速率为
15.(2025-2026高二上·贵州省遵义市区县一中·期中)研究化学反应过程与能量变化的关系具有重要意义。回答下列问题:
(1)目前,火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼,一定条件下,用氮气和水蒸气反应生成气态肼和氧气。已知:部分化学键的键能数据如表。
化学键
键能
391
463
436
946
418
159
496
142
①反应, ,该反应中反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
②现有由和组成的混合气体,断裂该混合气体中所有化学键需要吸收能量,则该混合气体中 ,该混合气体的平均相对分子质量为 。
(2)某化学兴趣小组设计如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验。所用试剂为的盐酸、的溶液,每次实验分别取两种溶液进行混合,平行测定3次。
① (填“能”或“不能”)用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器。
②碎泡沫塑料的作用是 。
③实验所得数据如表:
温度实验次数
起始温度
终止温度
温度差
溶液
溶液
平均值
1
2
3
根据表中数据计算,该实验测得的中和反应反应热 [保留3位有效数字,盐酸和溶液的密度均视为,反应后混合溶液的比热容为]。
【答案】(1)① +579 ② 小于 ③ 3:2 ④ 17.6 (2)① 不能 ② 减少热量的散失(答“保温,隔热”也可) ③ -56.8
【解析】(1)① 氮气和水蒸气完全反应生成气态肼和氧气的热化学方程式为,,其中;该反应为吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量。
② 设和分别为、,则,,解得,,则该混合气体中;该混合气体的平均相对分子质量为。
(2)① 铜是热的良导体,使用铜制搅拌器会导致热量迅速散失,影响实验中温度变化的准确测量,从而导致中和反应热测定结果不准确。而玻璃是热的不良导体,能有效减少热量损失,保证实验数据的可靠性,故不能用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器。
② 碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失。
③第1次实验温度差为 ;第2次实验温度差为 ;第3次实验温度差为 。三次实验的平均温度差为 ,该实验中 NaOH 过量,应该按照盐酸来计算生成水的量,则生成水的物质的量为 ,故 。
16.(2025-2026高二上·贵州省遵义市区县一中·期中)已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示。
化学式
电离常数
(1)写出的第一步电离的电离方程式 。
(2)常温下,上述四种酸的溶液浓度均为时,其中最大的是 (填化学式),若某浓度的溶液,则 。
(3)向溶液中通入,反应的离子方程式为 。
(4)向等体积、等的溶液和溶液中加入等浓度的溶液,消耗溶液体积最大的是 (填化学式)。
(5)若下,的溶液中,则该温度下,溶液的为 。
(6)常温下,将体积均为、初始均为2的溶液与一元酸溶液分别加水稀释至,稀释过程中两溶液的变化如图所示,则可能为 (填“”或“”)。当时,溶液中由水电离出的为 。
【答案】(1) (2)① ② (或“0.001”或“10-3”) (3) (4) (5)3.15 (6)① ② 10-11(或“”)
【解析】(1)多元弱酸的电离分步进行,故的电离方程式为、;的第一步电离的电离方程式;
(2)酸的电离平衡常数越大,酸性越强,越小,根据表格数据可推知有酸性:,故等浓度的四种溶液中,酸性最弱的为,最大的是; pH的定义为,已知,则;
(3)酸性,向溶液中通入,反应的离子方程式为:;
(4)等体积等的两种酸,酸性越弱,浓度越大,消耗的溶液体积越大, 酸性故向等体积、等的溶液和溶液中加入等浓度的溶液,消耗溶液体积最大的是;
(5),,计算可得;
(6)稀释相同的倍数,较强酸的变化大,较弱酸的变化小,酸性故为,3时,溶液中,根据,计算可得,是由水电离产生的,故水电离产生的。
17.(2025-2026高二上·贵州省黔西南州金成实验学校·期中)完成下列问题
(1)浓度为1mol·L-1的下列3种溶液:①CH3COOH、②CH3COOK、③CH3COONH4中,则c(CH3COO-)由大到小的顺序是 (填序号)。
(2)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3的合理方法是 。
(3)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液显碱性的原因是 。(用离子方程式表示)溶液中离子的电荷守恒的关系式是 。
(4)已知CH3COOH:Ka=1.8×10-5;NH3·H2O:Kb=1.8×10-5,25 ℃时,CH3COONH4溶液显 性。
(5)下列化合物:①CH3COOK ②KOH、③HCl、④NH4Cl、⑤KCl、溶质的物质的量浓度相同,则这5种溶液按pH由大到小的顺序排列为 (填序号)。
(6)烟气中的SO2会引起酸雨,可利用氢氧化钠溶液吸收SO2的过程中,常温下,溶液中H2SO3、HSO、SO三者所占物质的量分数a(如a(H2SO3)=)随pH变化的关系如图所示:
Ka1(H2SO3)= 10-1.8 ,Ka2(H2SO3)=10-7 ,由上图可以判断NaHSO3溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),原因是 。(列式计算及简要的文字说明)
【答案】(1)
② >③ >① (2)
在干燥的气流中加热 (3)①
②
(4)
中 (5)
② ① ⑤ ④ ③ (6)①
酸性 ②
的电离常数,其水解常数,因为,即的电离程度大于其水解程度,所以溶液显酸性。
【解析】(1)①为弱酸,在溶液中部分电离,浓度最小;②和③均为可溶性盐,在溶液中完全电离,存在的部分水解,③ 中水解呈酸性,促进了的水解,导致③ 中浓度小于② ,故由大到小的顺序为② >③ >① ;
(2) 在加热时易发生水解反应,生成和,由于易挥发,会促进水解进行到底,在干燥的气流中加热,可以增大生成物的浓度,从而抑制的水解,最终得到纯的无水;
(3) 溶液中存在的电离和水解,由于的水解程度大于其电离程度,导致溶液中,溶液显碱性,其水解离子方程式为;根据电荷守恒定律,溶液中所有阳离子带的正电荷总数等于所有阴离子带的负电荷总数,即;
(4) 溶液中存在和的双水解,由于的电离常数与的电离常数相等,均为,因此的水解常数与的水解常数相等,两者水解程度相同,产生的和相等,故溶液显中性;
(5)等浓度的这5种溶液中:①为强碱弱酸盐,水解显碱性,pH>7;②为强碱,完全电离,碱性最强,pH最大;③为强酸,完全电离,酸性最强,pH最小;④为强酸弱碱盐,水解显酸性,pH<7;⑤为强酸强碱盐,不发生水解,显中性,pH=7;故pH由大到小的顺序为② >① >⑤ >④ >③ ;
(6)溶液中存在的电离()和水解(),通过比较电离常数和水解常数的大小可以判断溶液的酸碱性,由题意知,而水解常数,因为,说明的电离程度大于其水解程度,溶液中,故溶液显酸性。
18.(2025-2026高二上·贵州省贵阳市南湖实验中学·期中)一定温度下,对冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V的变化曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)①稀释过程中,电离平衡将 (填“向电离方向”“向生成醋酸分子方向”或“不”)移动;
②醋酸的电离平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)三点对应的溶液中,的电离程度最大的是 。
(3)若使c点对应的溶液中的增大,则下列措施中,可行的是_______(填字母)。
A. 加热
B. 加入NaOH稀溶液
C. 加入固体
D. 加水
(4)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积随时间变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
A.
B.
C.
D.
(5)的电离方程式为 ,该反应的电离平衡常数表达式为 。将等体积、等物质的量浓度的醋酸与氨水充分混合的离子方程式为 。
【答案】(1)① 向电离方向 ② 不变 (2)c (3)AC (4)C (5)① ② ③ CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-++H2O
【解析】(1)①冰醋酸加水稀释过程中,溶液越稀,弱电解质的电离程度越大,因此电离平衡将向电离方向移动;②电离平衡常数只与温度有关,温度不变,醋酸的电离平衡常数不变;
(2)弱电解质溶液越稀,电离程度越大。图中三点中,c点加入水的体积最大,溶液最稀,因此的电离程度最大的是c点;
(3)A项,电离过程吸热,加热能促进醋酸电离,使增大,可行;
B项,加入稀溶液,虽然消耗促进电离使物质的量增加,但溶液体积增大占主导,减小,不可行;
C项,加入固体,消耗促进电离,且溶液体积几乎不变,增大,可行;
D项,加水稀释,虽然促进电离,但体积增大占主导,减小,不可行;
故选AC;
(4)醋酸是弱酸,盐酸是强酸。初始相同、体积相同时,醋酸的物质的量浓度以及物质的量远大于盐酸。
A.醋酸物质的量比盐酸更多,最终生成的氢气体积更多,A错误;
B.与足量锌粉反应时,醋酸能不断电离出,反应过程中其始终大于盐酸,故醋酸与锌反应的速率更快(曲线更陡),醋酸物质的量比盐酸更多,最终生成的氢气体积更多,B错误;
C.与足量锌粉反应时,醋酸能不断电离出,反应过程中其始终大于盐酸,故醋酸与锌反应的速率更快(曲线更陡),醋酸物质的量比盐酸更多,最终生成的氢气体积更多,C正确;
D.与足量锌粉反应时,醋酸能不断电离出,反应过程中其始终大于盐酸,故醋酸与锌反应的速率更快(曲线更陡),D错误;
故选C;
(5)一水合氨为弱碱,在水溶液中部分电离生成铵根离子和氢氧根离子,电离方程式为;其电离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;醋酸与氨水均为弱电解质,在离子方程式中均需保留化学式,二者等体积、等物质的量浓度混合恰好完全反应生成醋酸铵和水,离子方程式为。
19.(2025-2026高二上·贵州省黔西南州金成实验学校·期中)完成下列问题
(1)常温下,0.05mol/L硫酸溶液中,c(H+)= mol/L,pH值为 ,水电离的c(H+)= mol/L
(2)某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7mol/L,滴入盐酸使c(H+) =5×10-6mol/L,则c(OH-) = mol/L
(3)已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:
①要使A到B移动 (填升温或降温)
②25℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=4的HCl溶液混合,若所得混合溶液的pH=10,则NaOH溶液与HCl溶液的体积比为 。
③95℃时,若10体积pH1=a的盐酸与1体积pH2=b的NaOH溶液混合后溶液呈中性,则混合前a、b之间应满足的关系是 。
【答案】(1)① 0.1 ② 1 ③ (2) (3)① 升温 ② 2:9 ③
【解析】在一定温度下,水的离子积常数保持不变,可根据进行相关计算;水的电离是吸热过程,温度升高,电离程度增大,增大;酸碱中和混合后溶液的pH计算需根据过量的酸或碱来求算;
(1)常温下,0.05 mol/L的硫酸溶液中,硫酸完全电离,,其。溶液中的全部由水电离产生,且水电离出的等于溶液中的,故水电离的;
(2)某温度下,纯水中,则该温度下水的离子积常数。滴入盐酸使,则;
(3)①由图可知,A点,B点。水的电离是吸热过程,升高温度促进水的电离,增大,故要使A到B移动需升温;② 25℃时,pH=11的溶液中,pH=4的溶液中。混合后pH=10,说明碱过量,混合溶液中。设和溶液的体积分别为、,则,解得,即;③ 95℃时,。pH=a的盐酸中,pH=b的溶液中。两者按10:1体积比混合后呈中性,即,则,化简得,即,所以混合前a、b之间应满足的关系是。
20.(2025-2026高二上·贵州遵义凤冈县·期中)是制备半导体材料硅的重要原料,可由不同途径制备。
(1)由制备:
已知
298 K时,由的 。升高温度有利于制备硅的原因是 。
(2)在催化剂作用下由粗硅制备:。773 K,2 L密闭容器中,经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4 mol 和0.1 mol 气体反应,转化率随时间的变化如下图所示:
①0-50 min,经方式 处理后的反应速率最快;在此期间,经方式丙处理后的平均反应速率 。
②当反应达平衡时,的浓度为 ,平衡常数K的计算式为 。
③增大容器体积,反应平衡向 移动。
【答案】(1)①
②
该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,有利于制备硅 (2)①
甲 ②
③
④
⑤
逆反应方向
【解析】(1)已知热化学方程式:① ,②,根据盖斯定律,将反应① 和反应② 相加,可得到目标反应:,其焓变为;该反应的,属于吸热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,化学平衡向吸热的正反应方向移动,从而有利于制备硅;
(2)① 由转化率-时间图像可知,在内,方式甲的曲线斜率最大,最先达到平衡状态,因此经方式甲处理后的反应速率最快;对于方式丙,在时的转化率为,则反应消耗的物质的量为;根据化学方程式中化学计量数的关系,生成的物质的量为,则平均反应速率为;
② 反应达到平衡时,的转化率为,起始时,,同理,,根据三段式: ,平衡时的浓度为,则平衡常数;
③ 增大容器体积相当于减小体系的压强,该反应的正反应是气体分子数减小的反应,根据勒夏特列原理,减小压强,平衡会向着气体分子数增大的方向移动,即向逆反应方向移动。
21.(2025-2026高二上·贵州遵义凤冈县·期中)电解质在水溶液中存在各种行为,如电离、水解等。回答下列问题:
(1)已知:25℃时,0.1 mol/L的HA溶液中,写出HA的电离方程式 。
(2)已知室温下,部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示:
弱电解质
HClO
电离平衡常数
①在相同条件下,等浓度的、HClO、溶液的酸性强弱顺序 。
②向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为 。
③该溶液加水稀释过程中,的值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④向氨水中加入NaOH固体的过程中水的电离程度 (填“变大”、“变小”或“无法确定”)。
⑤pH相同的HClO溶液和溶液,溶液的浓度 (填“<”“=”或“>”)。
⑥某温度下,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A.I为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电能力比a点溶液的导电能力强
C.a点的数值比c点的数值大
D.a、b两点的酸溶液分别与同浓度的NaOH溶液反应,a点的酸消耗NaOH溶液的体积更大
【答案】(1) (2)① ② ③
增大 ④
变小 ⑤ ⑥
AD
【解析】(1)25 ℃时,水的离子积常数,结合题意 ,联立解得,由于的溶液中 ,说明在水中只能部分电离,属于弱酸,其电离方程式为:;
(2)① 相同温度下,弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强。根据表格数据可知,,因此等浓度时酸性强弱顺序为:;
② 由① 可知酸性:,且,即酸性 ,根据强酸制弱酸的原理,向溶液中通入少量只能生成和,反应的离子方程式为:;
③溶液加水稀释过程中,溶液的酸性减弱,减小;由于温度不变,不变,则增大,因此比值增大;
④ 氨水呈碱性,溶液中的抑制了水的电离,向其中加入固体后,溶液中进一步增大,对水电离的抑制程度增强,故水的电离程度变小;
⑤ 由于酸性:,的电离程度更小,要使两溶液的 pH 相同(即溶液中相同),酸性较弱的必须具有更大的初始浓度,因此;
⑥A.盐酸是强酸,醋酸是弱酸,加水稀释相同倍数时,强酸的pH变化幅度更大,故曲线I为盐酸稀释时的 pH 变化曲线,A正确;
B.由图可知,稀释到相同体积时,a点的pH小于b点,说明a点溶液中更大,离子总浓度更大,故a点导电能力比b点强,B错误;
C.水的离子积常数只与温度有关,温度不变,不变,C错误;
D.相同体积、相同pH的盐酸和醋酸,由于醋酸部分电离,其物质的量浓度远大于盐酸,因此醋酸的总物质的量更大,完全中和时消耗的更多,a点在醋酸曲线上,故a点消耗溶液体积更大,D正确;
故选AD。
22.(2025-2026高二上·贵州省遵义市区县一中·期中)和是主要的温室气体,高效利用和对缓解大气变暖有重要意义。根据所学知识回答下列问题:
(1)已知,。一定条件下,将与以体积比为置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应已达到平衡状态的有___________(填标号)。
A. 体系密度保持不变
B. 容器中压强保持不变
C. 和的体积比保持不变
D. 每消耗的同时生成
(2)在体积为的恒容密闭容器中,通入和,在温度为下发生(1)中反应,经反应达到平衡。达到平衡时,的转化率为。
①内用表示的该反应的平均反应速率 。
②时,该反应的平衡常数 。
③该反应达到平衡时,保持其他条件不变,仅升高温度,此时 (填“>”“=”或“<”)。
④达到平衡后,向容器中再通入和,此时反应平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(3)将和以物质的量之比为充入盛有催化剂的恒容密闭容器中,发生反应,,相同时间段内测得的体积分数与温度的关系如图所示。
① (填“>”“=”或“<”)0。
②a、b、c点中属于平衡点的是 。
③bc段的体积分数降低的可能原因是 。
【答案】(1)B (2)① 0.05 ② 1 ③ > ④ 逆向 (3)① < ② b、c ③ 达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,故温度越高,的体积分数就越小
【解析】(1)A.体系,由于反应在恒容密闭容器中进行,体积不变,但反应前后气体总质量不变,因此密度始终不变,不能说明反应已达平衡,A不符合题意;
B.由于反应前后气体分子数逐渐增大,压强会随反应进行而变化,当压强保持不变时,说明反应已达平衡,B符合题意;
C.由于反应中H2和CO的生成比例为1:1,它们的体积比始终为1:1,因此该比值不会变化,不能说明反应已达平衡,C不符合题意;
D.每消耗1 mol CH4的同时生成2 mol CO,这是反应的化学计量关系,无论是否平衡,只要反应发生,该关系始终成立,不能说明反应已达平衡,D不符合题意;答案选B;
(2)由题意知,达到平衡时,CO2的转化率为50%,根据反应列出三段式:
①;
②;
③ 该反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即正向移动,故;
④ 通入和后,此时的浓度商,平衡逆向移动;
(3)① 根据图像变化可知b点反应达到平衡,达到平衡后,升高温度,的体积分数减小,说明升高温度平衡逆向移动,故小于0;
② 对于该类图像,曲线的最高点(b点)以及最高点以后的点(c点)均为平衡点,故a、b、c点中属于平衡点的是b、c;
③bc段的体积分数降低的可能原因是:该反应为放热反应,b点反应达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,故温度越高,的体积分数就越小
23.(2025-2026高二上·贵州省遵义市南白中学·期中)工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸:
(1)已知:氨的催化氧化时,由于催化剂和反应条件不同,氨与氧相互作用可生成不同的产物:(平衡常数为温度900℃时数据)
①
②
③
副反应
④
由此可见,反应①~③的平衡常数很大,实际上可视为 (填“可逆反应”或“不可逆反应”),尤其是反应③,如果不加控制,只要有足够的时间,最终主要产物将是。为了提高NO的选择性(NO的选择性),应采取的措施是 。
(2)反应④的 0(选填“>”、“=”或“<”),防止自发分解的措施是温度不能 (填“过高”或“过低”)
(3)实验证明,NO氧化的反应速率随着温度的升高反而降低,这种反常现象是由NO氧化的反应机理所决定的,有人提出反应机理为:
① (快速平衡)
②(慢)
请你根据以上信息,利用所学的原理,解释这一反常现象: 。
(4)除一氧化氮外,其他氮氧化物均能与水作用
不稳定,会迅速分解
所以用水吸收的总反应为:
(用含和的式子表示), (用含和的式子表示)。
【答案】(1)① 不可逆反应 ② 立即降温将产物冷却、缩短在高温条件下的停留时间,并控制好氨和空气的配比、使用合适的催化剂等 (2)① ② 温度不能过高 (3)温度升高时,反应① 平衡逆向移动,浓度减小,虽然温度升高会使反应② 速率加快,但浓度减小对反应② 速率的影响更大,导致反应② 速率降低,所以NO氧化的反应速率随着温度的升高反而降低 (4)① ②
【解析】(1)已知反应① - ③ 的平衡常数都很大,当反应达到平衡时,反应物几乎全部变成生成物,所以实际上可视为不可逆反应。要想提高NO的选择性,即让NH3尽量氧化为NO而非进一步生成N2,关键是在高温下使NH3与氧气反应生成NO后,立即将产物冷却、缩短在高温条件下的停留时间,并控制好氨和空气的配比、使用合适的催化剂等。
(2)反应④ ,反应后气体的物质的量增多,混乱度增大,所以;该反应,根据时反应自发进行,所以为防止氨气自发分解,措施是温度不能过高。
(3)温度升高时,反应① 平衡逆向移动,浓度减小,虽然温度升高会使反应② 速率加快,但浓度减小对反应② 速率的影响更大,导致反应② 速率降低,所以NO氧化的反应速率随着温度的升高反而降低。
(4)根据盖斯定律,。根据盖斯定律,结合可知,,则。
24.(2025-2026高二上·贵州省遵义市南白中学·期中)工业上合成氨的主要工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)已知制气工艺采用煤固定层间歇式气化,即空气和水蒸气以1∼3 MPa的压力交替压入的粒度为5∼50 mm的煤层。
①碎煤粒度控制在5∼50 mm原因是: 。
②煤(以碳计)与水蒸气气化时生成和,已知每气化1克碳需要吸收 的热量,请写出煤(以碳计)气化时的热化学方程式: 。
③从能量角度分析采用间歇式气化的原因是: 。
(2)请写出200~350℃时氧化锌(脱硫剂)直接吸收脱硫的化学方程式: 。
(3)变换,主要是将变换成,其目的是: 。
(4)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的少量,如果不除会导致: 。
(5)合成氨工业中采用循环操作,主要是为了: 。
(6)已知:在500℃, 时,原料气与的体积比,等压下反应至平衡时反应混合物中氨的含量为(体积分数),则该温度下合成氨反应的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
【答案】(1)① 加快反应速率又便于气体通道通畅 ② C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g),ΔH = +132 kJ · mol-1 ③ 间歇通入空气使部分煤燃烧放热,以维持高温 (2)ZnO + H2S = ZnS + H2O (3)减少 CO 对催化剂的毒害 (4)若不除去 CO,会使后续合成氨的铁系催化剂中毒失效 (5)采用循环操作是为了提高 N2和 H2的利用率,增加氨的总产率 (6)
【解析】(1)① 碎煤粒度既不能过大也不能过小,过大则内部不易气化,过小又易堵塞并且阻力大,故控制在 5 ~ 50 mm 既可增大反应表面积加快反应速率又便于气体通道通畅;
② 每气化1克碳需要吸收的热量,则 12 g 碳吸热约132 kJ,即1mol碳吸热约132 kJ,则热化学方程式:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH= +132 kJ · mol-1;
③ 间歇通入空气使部分煤燃烧放热,以维持高温,再通入水蒸气进行吸热气化,从能量角度保证气化过程所需的热量。
(2) 氧化锌(脱硫剂)直接吸收脱硫反应:ZnO+H2S=ZnS+H2O。
(3)CO变换的目的是增加氢气产量并便于后续除去CO2,从而为合成氨提供更多氢气、减少CO对催化剂的毒害。
(4)若不除去CO,会使后续合成氨的铁系催化剂中毒失效。
(5)采用循环操作是为了提高N2和H2的利用率,增加氨的总产率。
(6)在 500 ℃、20 MPa 下,等压下反应至平衡时反应混合物中氨的含量为,由于原料气中,N2和H2的体积比与方程式中的系数比一致,则平衡时,N2和H2的体积比仍然是1:3,则平衡时各组分分压:p(NH3) = 4 MPa,p(N2) = 4 MPa,p(H2) = 12 MPa,则Kp===。
试卷第1页,共3页
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题型02 化学反应原理综合题
1.(2025-2026高二上·贵州都匀湘才学校·期中)在2 L密闭容器内,800℃时反应体系中,随时间的变化如下表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式: 。已知:,则该反应是 热反应。
(2) 。
(3)图中表示的浓度随时间变化的曲线是 。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A.
B. 容器内压强保持不变
C.
D. 容器内密度保持不变
(5)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是___________。
A. 及时分离出气体
B. 适当升高温度
C. 增大的浓度
D. 选择高效催化剂
2.(2025-2026高二上·贵州都匀湘才学校·期中)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中通入1molX气体和0.5molY气体,各物质的物质的量随时间变化如图所示:
(1)该反应是 (填“可逆反应”或“非可逆反应”),化学反应方程式为 。
(2)在2min内,用X表示的平均反应速率 。
(3)2min时,气体Y的转化率为 。
(4)计算该温度下的平衡常数 。(写成分数形式)。
(5)在其他条件不变的情况下,增大压强(减小体积),正反应速率 ,逆反应速率 (填“增大”、“减小”、“不变”),平衡 移动(填“正向”,“逆向”,“不”),平衡常数 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
3.(2025-2026高二上·贵州都匀湘才学校·期中)回答下列问题:
(1)肼()是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312kJ热量,则肼的燃烧热为 ,肼燃烧的热化学方程式可表示为 。
(2) kJ·mol; kJ·mol,则a b(填>或<)。
(3)工业上制取氢气的方法之一: ,该反应为 (填吸或放)热反应。已知相关键能如下表:
化学键
键能/kJ·mol
414
1068
463
则键的键能为 kJ⋅mol⁻¹。
(4)二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题。二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
② kJ·mol
③ kJ·mol
根据上述反应求:④ 。
4.(2025-2026高二上·贵州毕节威宁自治县六校·期中)在日常生活和工农业生产中经常涉及到吸热反应和放热反应,回答下列问题:
(1)下列反应一定属于吸热反应的是 (填字母)。
A.干冰汽化 B.C与CO2反应生成CO C.铝热反应 D.燃烧反应 E.碳酸钙的分解
(2)科学家利用计算机模拟了单个甲醇分子(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图,如图1所示:
①反应I的 (填“<”“>”或“=”)0,反应Ⅱ的活化能为 。
②决定反应速率快慢的步骤为 (填“反应I”或“反应Ⅱ”)。
(3)和是重要的化学原料。
①由:
完全燃烧生成时所放出的热量与完全燃烧生成时所放出的热量之和 (填“大于”“等于”或“小于”)。
②根据图2中的能量关系,可求得中C—H的键能为 。
③图3表示氧、硫、硒、碲在相同条件下生成气态氢化物时的焓变数据,试写出该条件下硫化氢发生分解反应的热化学方程式: 。
5.(2025-2026高二上·贵州省黔西南州金成实验学校·期中)已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的碱BOH的溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式: 。
(2)BOH的电离平衡常数Kb= 。
(3)某种酱油的pH为5,则该酱油中的c(H+)= mol·L-1。
(4)常温下,4种酸的电离平衡常数如下:
化学式
HF
电离平衡常数
①物质的量浓度相同的HF、、中,由大到小的顺序是 。(填化学式)
②、、、CO结合的能力由大到小的顺序是 。(填离子符号)
(5)25 ℃时,pH=11的NaOH溶液与pH=3的溶液等体积混合,混合后溶液显 (填酸性,中性,碱性)
(6)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸。用作还原剂、亚磷酸盐原料、农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。
①写出亚磷酸的第一次电离方程式: 。
②写出亚磷酸与过量KOH溶液反应的化学方程式: 。
6.(2025-2026高二上·贵州省六盘水市纽绅中学·期中)回答下列问题:
(1)在下列变化中,体系的熵值增加的是________(填标号)。
A. 冰熔化
B. 水蒸气冷凝
C. 蔗糖在水中溶解
D.
(2)已知,该反应能够自发进行的反应条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。
(3)已知反应的随温度的变化是图中的 (填“”或“”),升高温度,该反应化学平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”,后同),逆反应速率 。
(4)一定温度下在密闭容器中发生反应:,达到平衡后。
①若保持体积不变,充入少量氦气,则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动。
②若保持压强不变,充入少量氦气,则平衡 移动。
7.(2025-2026高二上·贵州毕节威宁自治县六校·期中)回答下列问题。
(1)请认真观察下图,该反应的 kJ/mol(用含的代数式表示);曲线Ⅱ与曲线Ⅰ相比,改变的外界条件是 ;下列4个反应中,符合示意图描述的反应是 (填字母)。
A.铝热反应 B.灼热的碳与反应
C.与反应 D.碳在高温下和水蒸气反应生成水煤气
(2)已知碳的燃烧热,氢气的燃烧热,一氧化碳的燃烧热,请写出表示碳的燃烧热的热化学方程式: ,化学反应 kJ/mol(用含、的代数式表示)。
(3)某同学用0.50mol/L盐酸与0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,测定中和反应的反应热。假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是,又知中和反应后生成的溶液的比热容。实验记录的数据如下表所示:
实验序号
反应物的温度/℃
反应后体系的温度/°C
盐酸
氢氧化钠溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.3
20.3
24.2
3
20.5
20.6
23.6
依据该同学的实验数据计算,该实验中生成1mol水时放出的热量为 (结果保留一位小数)。
(4)下列操作可能会造成测得的中和热数值偏小的是 (填字母)。
A.用同浓度硝酸代替盐酸进行上述实验
B.用环形铜丝代替环形玻璃搅拌器搅拌
C.温度计测量了盐酸的温度后直接测量溶液的温度
8.(2025-2026高二上·贵州省贵阳市南湖实验中学·期中)利用二氧化碳这一常见碳资源制备其他燃料或者物质是其回收利用的重要课题:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)反应Ⅱ的 。
(2)反应Ⅲ的 0(填“<”或“>”),在 (填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下能够自发进行。
(3)恒温、恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.、、、的物质的量之比为1:3:1:1
(4)反应Ⅱ在其他条件相同、不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如下图所示。请判断a点所处的状态是不是化学平衡状态并说明理由: 。
(5)新的研究表明,利用太阳能可以将CO2分解制取炭黑,其原理如下图所示。写出总反应式 。在整个过程中,FeO的作用是 。
9.(2025-2026高二上·贵州遵义凤冈县·期中)合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。回答下列问题:
(1)工业合成氨的反应为。在容积为2L的密闭容器中,通入a mol 和b mol ,若在一定条件下t min后反应达到平衡,平衡后容器中剩余c mol 。
①达到平衡时,的转化率为 (用含a、b、c的式子表示)。
②若把容器的容积缩小一半,则正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),的转化率 。
(2)在合成氨工业中,原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为: 。铜氨液吸收CO适宜的生产条件是 。
(3)合成氨工业中采用循环操作,主要是为了 (填序号)。
a.增大化学反应速率 b.提高平衡混合物中氨的含量
c.降低氨的沸点 d.提高氮气和氢气的利用率
(4)合成氨气的氢气可由天然气制备。
①其反应为 ,该反应自发的条件是 (填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。
②为提高的平衡转化率,可采用的措施是 (填序号)。
a.增大的浓度 b.低温 c.低压 d.使用合适的催化剂
10.(2025-2026高二上·贵州省贵阳市观山湖区第一高中学·期中)固氮一直是科学家致力研究的重要课题,工业固氮合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家研究合成氨而获得诺贝尔奖,其反应为: 。回答下列问题:
(1)计算合成氨反应在常温下能否自发?写出简要计算过程: 。
(2)有关热力学数据如下:
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
25
2000
25
350
400
450
平衡常数K
0.1
1.847
0.504
0.152
常温下,大气固氮的倾向 工业固氮(填“大于”或“小于”)。
(3)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器中充入和。下图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是 (填“”或“”)。
②判断依据是 。
(4)进料体积比时,平衡气体中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(a) K(b)(填“<”、“=”或“>”)。
②500℃、压强为时,的转化率为: (保留三位有效数字), [为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]。
11.(2025-2026高二上·贵州省六盘水市纽绅中学·期中)按要求填空。
化学式
HClO
电离平衡常数
回答下列问题(若未指明温度,均指):
(1)一般情况下,当温度升高时, (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)根据上述电离常数及物质的特性,将少量通入溶液中发生反应的离子方程式为 。
(3)下列能使醋酸溶液中的电离程度增大,而电离平衡常数不变的是___________(填标号)。
A. 升高温度
B. 加水稀释
C. 加少量的固体
D. 加少量氢氧化钠溶液(忽略反应热效应)
(4)同浓度的、结合的能力由强到弱的顺序为 。
(5)在碳酸与碳酸氢钠的中性混合溶液中, 。
(6)纯水中,则此时纯水中的 ;若温度不变,滴入稀硫酸使,则 。
(7)已知草酸为二元弱酸,、、三种微粒的物质的量分数()与溶液的关系如图所示。则 。
12.(2025-2026高二上·贵州中新学校计划联考·期中)请回答下列问题:
I.已知化学反应的能量变化如图所示,
(1)1 mol N和3 mol H生成是 能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)0.5 mol的和生成的热化学方程式为 。
II.在一定温度下,对冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(3)a、b、c三点对应的溶液中,由小到大的顺序为 。
(4)若使c点对应的溶液中增大,则下列措施中,可行的是 (填字母,下同)。
A.加热 B.加入NaOH稀溶液 C.加入固体 D.加水 E.加入体 F.加入锌粒
III.在水的电离平衡中,和的关系如图所示:
(5)A点水的离子积常数为点水的离子积常数为 。造成水的离子积常数变化的原因是 。
(6)时,若向水中滴加盐酸, (填“能”或“不能”)使体系处于B点状态,原因是 。
(7)时,若盐酸中,则由水电离产生的 。
13.(2025-2026高二上·贵州中新学校计划联考·期中)I.苯乙烯()是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料,直接催化脱氢法制苯乙烯:将一定量乙苯()气体充入恒容密闭容器中,发生反应,
其反应原理是:
某温度下,将0.40 mol乙苯、充入2 L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内物质的量,得到数据如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
0.40
0.30
0.26
0.00
0.10
0.16
0.16
(1)当反应进行到20 min时,该段时间内的平均反应速率是 。
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是 (精确到小数点后三位),该反应中的乙苯平衡转化率为 。
(3)工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图所示。由图可知, (填“>”“<”或“=”)。
(4)要使上述反应的正反应速率和乙苯的转化率同时增大,下列措施可行的有 (填序号)。
A.加入催化剂 B.增大乙苯的物质的量浓度
C.升高温度 D.减小的浓度 E.加入稀释剂水蒸气并保持体系恒压
II.
(5)常温下,的溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变大的是_____。
A.
B.
C.
D.
(6)常温下,将的盐酸与的NaOH溶液混合后,所得溶液的。则盐酸与NaOH溶液的体积比为 。
14.(2025-2026高二上·贵州中新学校计划联考·期中)I.某化学兴趣小组利用如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
1.实验步骤:
①量取溶液,倒入小烧杯中,测量温度;
②量取溶液,测量温度;
①将NaOH溶液倒入小烧杯中,测量混合液的最高温度。
2.实验数据如下:
实验序号
起始温度
终止温度
溶液
NaOH溶液
平均值
1
25.0
25.2
28.5
2
24.9
25.1
28.4
3
25.5
26.5
31.8
请回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为 ,进行该实验还缺少的仪器为 (填仪器名称)。仪器甲不能用铁质材料的原因是 。
(2)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成时,放出57.3 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。
(3)使用的NaOH溶液稍微过量的原因是 。
(4)设实验所用的酸、碱溶液的密度均为,且酸、碱溶液中和后的溶液的比热容。计算实验测出的中和反应的反应热 。
II.利用溶液和硫酸酸化的溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知:
实验编号
酸性溶液的体积
溶液的体积
的体积
实验温度
溶液褪色所需时间/min
①
10
35
25
②
10
10
30
25
③
10
10
50
(5)表中 mL。
(6)探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 (填实验编号)。
(7)实验①测得溶液的褪色时间为2 min,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率 。
15.(2025-2026高二上·贵州省遵义市区县一中·期中)研究化学反应过程与能量变化的关系具有重要意义。回答下列问题:
(1)目前,火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼,一定条件下,用氮气和水蒸气反应生成气态肼和氧气。已知:部分化学键的键能数据如表。
化学键
键能
391
463
436
946
418
159
496
142
①反应, ,该反应中反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
②现有由和组成的混合气体,断裂该混合气体中所有化学键需要吸收能量,则该混合气体中 ,该混合气体的平均相对分子质量为 。
(2)某化学兴趣小组设计如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验。所用试剂为的盐酸、的溶液,每次实验分别取两种溶液进行混合,平行测定3次。
① (填“能”或“不能”)用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器。
②碎泡沫塑料的作用是 。
③实验所得数据如表:
温度实验次数
起始温度
终止温度
温度差
溶液
溶液
平均值
1
2
3
根据表中数据计算,该实验测得的中和反应反应热 [保留3位有效数字,盐酸和溶液的密度均视为,反应后混合溶液的比热容为]。
16.(2025-2026高二上·贵州省遵义市区县一中·期中)已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示。
化学式
电离常数
(1)写出的第一步电离的电离方程式 。
(2)常温下,上述四种酸的溶液浓度均为时,其中最大的是 (填化学式),若某浓度的溶液,则 。
(3)向溶液中通入,反应的离子方程式为 。
(4)向等体积、等的溶液和溶液中加入等浓度的溶液,消耗溶液体积最大的是 (填化学式)。
(5)若下,的溶液中,则该温度下,溶液的为 。
(6)常温下,将体积均为、初始均为2的溶液与一元酸溶液分别加水稀释至,稀释过程中两溶液的变化如图所示,则可能为 (填“”或“”)。当时,溶液中由水电离出的为 。
17.(2025-2026高二上·贵州省黔西南州金成实验学校·期中)完成下列问题
(1)浓度为1mol·L-1的下列3种溶液:①CH3COOH、②CH3COOK、③CH3COONH4中,则c(CH3COO-)由大到小的顺序是 (填序号)。
(2)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3的合理方法是 。
(3)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液显碱性的原因是 。(用离子方程式表示)溶液中离子的电荷守恒的关系式是 。
(4)已知CH3COOH:Ka=1.8×10-5;NH3·H2O:Kb=1.8×10-5,25 ℃时,CH3COONH4溶液显 性。
(5)下列化合物:①CH3COOK ②KOH、③HCl、④NH4Cl、⑤KCl、溶质的物质的量浓度相同,则这5种溶液按pH由大到小的顺序排列为 (填序号)。
(6)烟气中的SO2会引起酸雨,可利用氢氧化钠溶液吸收SO2的过程中,常温下,溶液中H2SO3、HSO、SO三者所占物质的量分数a(如a(H2SO3)=)随pH变化的关系如图所示:
Ka1(H2SO3)= 10-1.8 ,Ka2(H2SO3)=10-7 ,由上图可以判断NaHSO3溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),原因是 。(列式计算及简要的文字说明)
18.(2025-2026高二上·贵州省贵阳市南湖实验中学·期中)一定温度下,对冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力I随加入水的体积V的变化曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)①稀释过程中,电离平衡将 (填“向电离方向”“向生成醋酸分子方向”或“不”)移动;
②醋酸的电离平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)三点对应的溶液中,的电离程度最大的是 。
(3)若使c点对应的溶液中的增大,则下列措施中,可行的是_______(填字母)。
A. 加热
B. 加入NaOH稀溶液
C. 加入固体
D. 加水
(4)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积随时间变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
A.
B.
C.
D.
(5)的电离方程式为 ,该反应的电离平衡常数表达式为 。将等体积、等物质的量浓度的醋酸与氨水充分混合的离子方程式为 。
19.(2025-2026高二上·贵州省黔西南州金成实验学校·期中)完成下列问题
(1)常温下,0.05mol/L硫酸溶液中,c(H+)= mol/L,pH值为 ,水电离的c(H+)= mol/L
(2)某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7mol/L,滴入盐酸使c(H+) =5×10-6mol/L,则c(OH-) = mol/L
(3)已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:
①要使A到B移动 (填升温或降温)
②25℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=4的HCl溶液混合,若所得混合溶液的pH=10,则NaOH溶液与HCl溶液的体积比为 。
③95℃时,若10体积pH1=a的盐酸与1体积pH2=b的NaOH溶液混合后溶液呈中性,则混合前a、b之间应满足的关系是 。
20.(2025-2026高二上·贵州遵义凤冈县·期中)是制备半导体材料硅的重要原料,可由不同途径制备。
(1)由制备:
已知
298 K时,由的 。升高温度有利于制备硅的原因是 。
(2)在催化剂作用下由粗硅制备:。773 K,2 L密闭容器中,经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4 mol 和0.1 mol 气体反应,转化率随时间的变化如下图所示:
①0-50 min,经方式 处理后的反应速率最快;在此期间,经方式丙处理后的平均反应速率 。
②当反应达平衡时,的浓度为 ,平衡常数K的计算式为 。
③增大容器体积,反应平衡向 移动。
21.(2025-2026高二上·贵州遵义凤冈县·期中)电解质在水溶液中存在各种行为,如电离、水解等。回答下列问题:
(1)已知:25℃时,0.1 mol/L的HA溶液中,写出HA的电离方程式 。
(2)已知室温下,部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示:
弱电解质
HClO
电离平衡常数
①在相同条件下,等浓度的、HClO、溶液的酸性强弱顺序 。
②向NaClO溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为 。
③该溶液加水稀释过程中,的值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④向氨水中加入NaOH固体的过程中水的电离程度 (填“变大”、“变小”或“无法确定”)。
⑤pH相同的HClO溶液和溶液,溶液的浓度 (填“<”“=”或“>”)。
⑥某温度下,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A.I为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电能力比a点溶液的导电能力强
C.a点的数值比c点的数值大
D.a、b两点的酸溶液分别与同浓度的NaOH溶液反应,a点的酸消耗NaOH溶液的体积更大
22.(2025-2026高二上·贵州省遵义市区县一中·期中)和是主要的温室气体,高效利用和对缓解大气变暖有重要意义。根据所学知识回答下列问题:
(1)已知,。一定条件下,将与以体积比为置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应已达到平衡状态的有___________(填标号)。
A. 体系密度保持不变
B. 容器中压强保持不变
C. 和的体积比保持不变
D. 每消耗的同时生成
(2)在体积为的恒容密闭容器中,通入和,在温度为下发生(1)中反应,经反应达到平衡。达到平衡时,的转化率为。
①内用表示的该反应的平均反应速率 。
②时,该反应的平衡常数 。
③该反应达到平衡时,保持其他条件不变,仅升高温度,此时 (填“>”“=”或“<”)。
④达到平衡后,向容器中再通入和,此时反应平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(3)将和以物质的量之比为充入盛有催化剂的恒容密闭容器中,发生反应,,相同时间段内测得的体积分数与温度的关系如图所示。
① (填“>”“=”或“<”)0。
②a、b、c点中属于平衡点的是 。
③bc段的体积分数降低的可能原因是 。
23.(2025-2026高二上·贵州省遵义市南白中学·期中)工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸:
(1)已知:氨的催化氧化时,由于催化剂和反应条件不同,氨与氧相互作用可生成不同的产物:(平衡常数为温度900℃时数据)
①
②
③
副反应
④
由此可见,反应①~③的平衡常数很大,实际上可视为 (填“可逆反应”或“不可逆反应”),尤其是反应③,如果不加控制,只要有足够的时间,最终主要产物将是。为了提高NO的选择性(NO的选择性),应采取的措施是 。
(2)反应④的 0(选填“>”、“=”或“<”),防止自发分解的措施是温度不能 (填“过高”或“过低”)
(3)实验证明,NO氧化的反应速率随着温度的升高反而降低,这种反常现象是由NO氧化的反应机理所决定的,有人提出反应机理为:
① (快速平衡)
②(慢)
请你根据以上信息,利用所学的原理,解释这一反常现象: 。
(4)除一氧化氮外,其他氮氧化物均能与水作用
不稳定,会迅速分解
所以用水吸收的总反应为:
(用含和的式子表示), (用含和的式子表示)。
24.(2025-2026高二上·贵州省遵义市南白中学·期中)工业上合成氨的主要工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)已知制气工艺采用煤固定层间歇式气化,即空气和水蒸气以1∼3 MPa的压力交替压入的粒度为5∼50 mm的煤层。
①碎煤粒度控制在5∼50 mm原因是: 。
②煤(以碳计)与水蒸气气化时生成和,已知每气化1克碳需要吸收 的热量,请写出煤(以碳计)气化时的热化学方程式: 。
③从能量角度分析采用间歇式气化的原因是: 。
(2)请写出200~350℃时氧化锌(脱硫剂)直接吸收脱硫的化学方程式: 。
(3)变换,主要是将变换成,其目的是: 。
(4)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的少量,如果不除会导致: 。
(5)合成氨工业中采用循环操作,主要是为了: 。
(6)已知:在500℃, 时,原料气与的体积比,等压下反应至平衡时反应混合物中氨的含量为(体积分数),则该温度下合成氨反应的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
试卷第1页,共3页
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题型02 化学反应原理综合题
1.【答案】(1)① ② 放热 (2) (3)b (4)BC (5)C
2.【答案】(1)① 可逆反应 ② 2X+Y⇌Z (2) (3)40% (4) (5)① 增大 ② 增大 ③ 正向 ④ 不变
3.【答案】(1)① 624kJ/mol ② (l) kJ⋅mol (2)< (3)① 吸 ② 436 (4)-41 kJ⋅mol(或-)
4.【答案】(1)BE (2)① ② ③
反应I (3)①
大于 ② ③
5.【答案】(1) (2) (3) (4)① ② (5)
酸性 (6)① ②
6.【答案】(1)AC (2)
高温 (3)①
②
减小 ③
增大 (4)①
不 ②
逆向
7.【答案】(1)① ② 加入催化剂 ③ AC (2)① C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393kJ/mol ② (3)51.8kJ (4)BC
8.【答案】(1)+44.79 kJ•mol-1 (2)① < ② 较低温度 (3)B (4)催化剂不能使平衡移动,a点对应的CO2的转化率低于使用催化剂Ⅰ时CO2的转化率,所以a点所处的状态不是化学平衡状态 (5)① CO2C+O2 ② 作催化剂
9.【答案】(1)① ② 增大 ③ 增大 (2)低温、高压 (3)d (4)① 高温自发 ② ac
10.【答案】(1)能自发;,故常温能自发 (2)小于 (3)① ② X的转化率随横坐标增大而增大 (4)① < ② 33.3% ③
11.【答案】(1)增大 (2) (3)BD (4)> (5)4.3 (6)① ② (7)10-1.2
12.【答案】(1)释放 (2) (3)c (4)ACEF (5)① ② 水的电离为吸热过程,温度升高促进电离平衡正向移动,离子积常数增大 (6)① 不能 ② T℃时,向水中滴加盐酸,c(H+)增大,水的电离平衡向左移动,c(OH-)减小,c(H+)≠c(OH-),体系不能处于B点状态 (7)2×10-10 mol/L
13.【答案】(1) (2)① 0.053 ② 40% (3)> (4)C (5)B (6)11:99
14.【答案】(1)① 环形玻璃搅拌棒 ② 温度计 ③ 铁质材料导热较快,导致热量损失大,对实验结果影响大 (2)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) (3)保证酸完全中和,从而使中和热的数值更加准确 (4)56.848 (5)① 5 ② 30 (6)① ② (7)0.025
15.【答案】(1)① +579 ② 小于 ③ 3:2 ④ 17.6 (2)① 不能 ② 减少热量的散失(答“保温,隔热”也可) ③ -56.8
16.【答案】(1) (2)① ② (或“0.001”或“10-3”) (3) (4) (5)3.15 (6)① ② 10-11(或“”)
17.【答案】(1)
② >③ >① (2)
在干燥的气流中加热 (3)①
②
(4)
中 (5)
② ① ⑤ ④ ③ (6)①
酸性 ②
的电离常数,其水解常数,因为,即的电离程度大于其水解程度,所以溶液显酸性。
18.【答案】(1)① 向电离方向 ② 不变 (2)c (3)AC (4)C (5)① ② ③ CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-++H2O
19.【答案】(1)① 0.1 ② 1 ③ (2) (3)① 升温 ② 2:9 ③
20.【答案】(1)①
②
该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,有利于制备硅 (2)①
甲 ②
③
④
⑤
逆反应方向
21.【答案】(1) (2)① ② ③
增大 ④
变小 ⑤ ⑥
AD
22.【答案】(1)B (2)① 0.05 ② 1 ③ > ④ 逆向 (3)① < ② b、c ③ 达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,故温度越高,的体积分数就越小
23.【答案】(1)① 不可逆反应 ② 立即降温将产物冷却、缩短在高温条件下的停留时间,并控制好氨和空气的配比、使用合适的催化剂等 (2)① ② 温度不能过高 (3)温度升高时,反应① 平衡逆向移动,浓度减小,虽然温度升高会使反应② 速率加快,但浓度减小对反应② 速率的影响更大,导致反应② 速率降低,所以NO氧化的反应速率随着温度的升高反而降低 (4)① ②
24.【答案】(1)① 加快反应速率又便于气体通道通畅 ② C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g),ΔH = +132 kJ · mol-1 ③ 间歇通入空气使部分煤燃烧放热,以维持高温 (2)ZnO + H2S = ZnS + H2O (3)减少 CO 对催化剂的毒害 (4)若不除去 CO,会使后续合成氨的铁系催化剂中毒失效 (5)采用循环操作是为了提高 N2和 H2的利用率,增加氨的总产率 (6)
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