内容正文:
题型02 化学反应原理综合题
1.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市庆城县驿马中学·期中)氢气被视为未来理想的能源,科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。在101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。
(1)氢气的燃烧热 。
(2)该反应的热化学方程式为 。
(3)已知H—O键能为,O=O键能为,1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量,计算H—H键能为 。
(4)已知甲烷的燃烧热,乙醇的燃烧热,计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为 、 ,并据此说明氢气作为能源的优点是 。
2.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市庆城县驿马中学·期中)在4 L恒容密闭容器中投入2 mol N2和5 mol H2发生合成氨反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
(1)若在某条件下合成氨反应2 min后达到平衡,H2变为0.8 mol·L−1,则这2 min内的化学反应速率为v(NH3)= ,平衡常数的表达式K= (只列公式)。
(2)下列能说明合成氨反应达到化学平衡的是 。
①气体密度不变 ②每断裂1根H-H键,同时断裂2根N-H键
③气体总压强不变 ④N2和NH3的分子数为1:2
(3)如图为合成氨反应速率(ν)与时间(t)关系的示意图,由图判断,在t1时刻曲线发生变化的原因可能是 。升高温度,氨气的平衡浓度 。(填:增大、减小、不变,不确定)。
(4)若恒容通入He气使容器内压强增大,则合成氨的化学反应速率 (填:增大、减小、不变,不确定)。
(5)某反应过程的能量变化如图所示,反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与,该反应为 反应(填“放热”或“吸热”),反应热为 。
3.(2025-2026高二上·甘肃甘南藏族自治州卓尼县柳林中学·期中)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,写出该反应的热化学方程式 。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应2H2(g)+ O2(g) =2H2O(l)的△H= ,氢气的燃烧热为 。
4.(2025-2026高二上·甘肃兰州新区某校·期中)I.NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应:。将一定量N2O4气体充入体积为2L的恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(1)下列可以说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
A. 1:2
B. 容器内气体的颜色不再变化
C. 混合气体的压强不再变化
D.
(2)在温度为T的条件下,向该恒容密闭容器中充入0.04 mol∙L-1 N2O4,c(NO2)随时间的变化曲线如图所示。
①1~4四个点中,v正=v逆的点有 。
②反应进行到16min时,N2O4的转化率是 。
③下列措施能使该反应速率加快的是 (填标号)。
A.增大容器体积 B.加入合适的催化剂 C.恒容条件下充入He
II.已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如下,请回答下列问题。
实验序号
反应温度
加入0.1mol/LNa2S2O3溶液的体积
加入0.1mol/LH2SO4溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
℃
mL
mL
mL
S
①
20
10
10
0
t1
②
40
10
V1
0
t2
③
20
5
10
V2
t3
(3)实验①②研究的是 对化学反应速率的影响, 。
(4)实验①③研究的是 对化学反应速率的影响, 。
(5)t1、t2、t3由大到小的顺序是 。
5.(2025-2026高二上·甘肃白银靖远县·期中)回答下列问题。
(1)已知在25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如下表所示。
酸
电离平衡常数
醋酸
碳酸
亚硫酸
①亚硫酸的电离方程式为 。
②碳酸和亚硫酸的第一步电离程度大于第二步电离程度的原因: 。
③在相同条件下,、和的酸性由强到弱的顺序为 。
(2)在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。
①O点导电能力为0的原因是 。
②a、b、c三点溶液的)由大到小的顺序为 ,电离程度最大的是 。
③若使c点溶液中)增大,在如下措施中可选择 (填字母)。
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加固体KOH D.加水 E.加固体 F.加锌粉
(3)向氨水中加入醋酸溶液,其导电能力()与加入醋酸溶液的体积()关系正确的是________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
6.(2025-2026高二上·甘肃省武威市第八中学·期中)回答下列问题。
(1)写出下列反应的热化学方程式: 。
8 g甲烷在空气中燃烧,恢复常温,测得放出热量445 kJ。
(2)实验测得1 mol H2与1 mol Cl2完全反应放出184.6 kJ的热量,又知1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,1 mol Cl2分子中化学键断裂需要吸收243 kJ的能量。则1 mol HCl分子中化学键断裂时需要吸收 的能量。
(3)CO2可转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。回答:0~10min内,氢气的平均反应速率为 。
②若反应在容积可变的容器中进行。缩小容器体积使压强增大,该反应的速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③升高温度,CO2的转化率减小,该反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。
7.(2025-2026高二上·甘肃甘南藏族自治州卓尼县柳林中学·期中)在1L密闭容器中,把1mol A和1mol B混合发生如下反应:,2分钟后反应达到平衡时,生成0.4 mol D,并测得C的平衡浓度为0.4 mol/L,通过计算完成下列问题:
(1)x的值为 。
(2)这段时间内用B的浓度变化表示反应速率为 。
(3)平衡时B的转化率为 。
(4)若在该平衡下,在保持体积不变时,向该容器内充入氦气,则该平衡向 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(5)若在该平衡下,在保持容器体积不变时,再向容器中充入2 mol A,达到新平衡时,A的转化率 ,B的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)如果加入0.2 mol的C、0.2 mol D、0.9 mol B和0.7 mol A充入到原来容器内,保持原来的条件不变,则达到平衡时A的物质的量浓度是 。
8.(2025-2026高二上·甘肃省武威市第八中学·期中)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= , 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入2.0mol的A和8.0mol的B,如反应初始4s内A的平均反应速率v(A)=0.04,则4s时c(A)= ,C的物质的量为 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时B的转化率为 。
(3)一定温度下,能判断该反应达化学平衡状态的是 。
①单位时间内生成nmolA,同时消耗nmolC
②A的转化率不变
③容器内压强不再变化
④混合气体的密度不再变化
⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化
(4)1200℃时,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
9.(2025-2026高二上·甘肃省武威市第八中学·期中)I.在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如下图所示,请填写下列空白。
(1)加水前导电能力约为零的原因是 。
(2)A、B、C三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度最大的是 。
(3)若使B点对应的溶液中c (CH3COO-)增大、c (H+)减小,可采用的方法是 (填序号)。
①加入H2O ②加入NaOH固体 ③加入浓硫酸 ④加入Na2CO3固体
(4)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列始终保持增大趋势的是_______。
A. c(H+) B. H+个数
C. CH3COOH分子数 D. c(H+)/c(CH3COOH)
Ⅱ.中和反应是一类重要的化学反应,认识和研究中和反应对环境保护、医学应用、食品加工、化工生产等有重要作用。
测定中和反应的反应热:
(5)按如图装置进行中和反应反应热的测定,图中还缺少的一种仪器是 。
(6)若仅用等体积等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行该实验,此时所得 (填“>”“<”或“=”)-57.3kJ·mol-1,理由为 。
10.(2025-2026高二上·甘肃省定西市漳县第一中学·期中)甘肃酒泉发射中心是中国组建最早的航天发射场,也是中国唯一的载人航天发射场。载人航天器中,可将航天员呼出的转化为,再通过电解获得,实现的再生,同时还能制备。回答下列问题:
已知:①
②
(1)反应②属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)反应 = 。
(3)①甲醇是一种新型的汽车动力燃料。以和为原料合成甲醇(),反应的能量变化如下图所示,则图中A点表示的意义是 。
②工业上利用CO和来制备甲醇(,结构式为)气体。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键
键能/
348
413
436
351
1072
463
已知CO由键构成,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(4)已知下列热化学方程式(298 K):
①通过计算说明等质量的、、C完全燃烧时放出热量最少的是 (填化学式),等物质的量的、、C完全燃烧时放出热量最多的是 (填化学式)。
②根据以上反应,则的焓变= 。
11.(2025-2026高二上·甘肃白银靖远县·期中)Ⅰ.请回答下列问题。
(1)将转化为有价值的甲酸和尿素、甲醇等是实现“碳中和”的途径之一。
①合成尿素是利用的途径之一。通过两步反应实现,其能量变化示意图如图所示。
则生成尿素的热化学方程式为 。
②与在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇:,该反应实际上分两步进行。
第一步:。
第二步: (写出化学方程式)。
③断开或形成1 mol化学键的能量变化数据如表所示,利用表中的数据可知,该反应每生成1 mol甲醇,需要 (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。
化学键
E/()
436
326
803
463
414
Ⅱ.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
[实验原理]
[实验内容及记录]
实验编号
①
②
③
实验温度/℃
25
25
50
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液
3.0
2.0
2.0
3.0
稀硫酸
2.0
2.0
2.0
溶液
3.0
3.0
3.0
溶液褪至无色所需时间/min
1.5
2.7
1.0
(2)请完成此实验设计,其中 , 。
(3)实验①、②探究的是 对化学反应速率的影响,根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。
(4)探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验 (填实验编号)。
12.(2025-2026高二上·甘肃省兰州西北中学·期中)回答下列问题:
(1)在中完全燃烧生成和液态水时,放出的热量。写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知反应:,,比较 (填“>”“<”或“=”)。
(3)已知下列反应的热化学方程式:
则反应的 。
(4)若完全转化为的反应热为,拆开键和键需要的能量分别是和,则拆开键需要的能量是 。
(5)水煤气变换[]是重要的化工过程。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能) ,写出该步骤的化学方程式 。
13.(2025-2026高二上·甘肃省兰州西北中学·期中)容积为2.0 L的密闭容器中,通入一定量的,发生反应:。100℃时,各物质浓度随时间变化如下图所示。
(1)60s内, 。
(2)降低温度,混合气体的颜色变浅,逆反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)欲提高的平衡转化率,理论上可以采取的措施为___________。
A. 增大压强
B. 升高温度
C. 加入催化剂
D. 加入
(4)100℃时,该反应的化学平衡常数的表达式为 ,数值为 ,
(5)平衡时,的转化率是 。
(6)100℃时,在容器中按初始浓度mol/L、mol/L投料,反应 进行(填“正向”或“逆向”)。
14.(2025-2026高二上·甘肃武威凉州·期中)在溶液中存在下列电离平衡:。
(1)加入少量的冰醋酸,平衡将 ,溶液中将 填增大减小或不变。
(2)加入一定量蒸馏水,平衡将 ,溶液中将 填增大减小或不变。
(3)加入少量盐酸,平衡将 ,溶液将 填增大减小或不变。
(4)加入溶液,平衡将 ,溶液中将 填增大减小或不变。
15.(2025-2026高二上·甘肃白银靖远县·期中)作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产。已知反应:。
(1)在恒温恒容装置中充入一定量的和,在催化剂的作用下进行反应,测得不同时间的和的浓度如下表:
时间/min
0
5
10
15
20
25
1.00
0.36
0.12
0.08
0.072
0.072
2.00
1.20
0.90
0.85
0.84
0.84
①前10分钟内的平均速率 。
②下列可以作为体系达到平衡状态的标志是 (填字母)。
A.容器内气体的密度不变 B.容器内气体压强不变
C.容器内 D.容器内NO和的浓度比为4:6
③达到平衡时的转化率为 。
(2)测得温度、压强对平衡转化率的影响如图1所示。
①根据图像可知: (填“>”“<”或“=”),反应的平衡常数、、的大小关系为 。
②该反应 (填“一定”“一定不”或“不一定”)能自发进行。
(3)不同温度下NO的产率如图2所示。温度高于900℃时,NO产率下降的可能原因是 。
16.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)已知的催化氧化反应: 是硫酸工业中十分重要的反应。回答下列问题:
(1)该反应在 (填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下自发。
(2)升高温度,平衡向 (填“正向”或“逆向”)移动。
(3)改变下列条件能提高的平衡转化率的是___________(填字母)。
A. 降低温度
B. 减小压强
C. 将液化分离
D. 加入催化剂
(4)一定温度下,在密闭容器中上述反应达到平衡后,保持压强不变,充入少量氦气,则平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(5)当达到平衡时,保持恒温,扩大容器体积,平衡将逆向移动,化学平衡常数K (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)在没有改变各物质初始加入量的前提条件下,反应的速率(v)随时间(t)变化的关系图如下,、、时刻改变某一外界条件,则时刻改变的外界条件为 ,时刻改变的外界条件为 。
17.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)化学反应是学习化学的重要理论依据,现有以下问题请回答:
(1)300℃时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
①经测定,该反应的化学方程式为 ;
②该温度下,该反应的平衡常数表达式 ;若2 min时升高温度,Z的量增大,则该反应是 (填“放热”、“吸热”)反应。
(2)氢气可以用于合成甲醇的反应为 ,在恒压条件下测得的平衡转化率与温度和投料比关系如图所示:
①已知,则 (填“>”、“<”或“=”)0。
②由图可知,同温同压下越大,的平衡转化率越大,原因为 。
③写出一条可同时提高反应速率和平衡转化率的措施: 。
④保证该压强不变,向温度下,的平衡体系中再加入2 mol CO、4 mol 、2 mol ,则化学平衡 (填“正向”“逆向”或“不移动”)。
18.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题:
Ⅰ.
(1)如图1是一定量丙烷完全燃烧生成和1 mol 过程中的能量变化图。
写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式: 。
图2是某反应的反应原理示意图,该反应的 0(填“>”、“<”),第②步的活化能 。
Ⅱ.已知下列热化学方程式:
①
②
③
(2)若反应③使用催化剂,那么将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)反应的 。
Ⅲ.
(4)化学清洗剂是一种温室气体。已知:键能是指断开(或生成)1 mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示:
化学键
F-F
N-F
键能/
941.7
154.8
283.0
则 。
Ⅳ.利用图中所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取100 mL 盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度
②用另一量筒量取100 mL NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH和盐酸溶液一并倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(5)仪器a的名称是 。烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(6)实验中改用80 mL 盐酸跟80 mL NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”)。
19.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)氮的氧化物是现代城市中的重要大气污染物。800℃时,将4.0 mol NO与2.0 mol 的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中发生反应:,随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
2.00
1.80
1.60
1.50
1.50
1.50
(1)用表示从0~3 s内该反应的平均速率 。
(2)达到平衡状态时,NO的转化率= ;该反应的平衡常数 。
(3)已知,该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(4)有利于反应正向进行的措施有___________。
A. 增大的浓度
B. 及时分离出气体
C. 适当升高温度
D. 选择高效的催化剂
(5)800℃时,某容器内,此时反应将 。
A.向正反应方向进行 B.向逆反应方向进行 C.处于平衡状态
20.(2025-2026高二上·甘肃兰州部分学校·期中)电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、经济飞跃的主要动力。回答下列问题:
(1)汽油燃料电池工作原理如图1所示,电解质为掺杂了的晶体,在高温下能传导。以辛烷代表汽油,写出该电池工作时的负极反应式: 。2.24L(标准状况下)发生反应,理论上转移电子的物质的量为 mol。
(2)实验小组利用汽油燃料电池与图2装置研究金属的腐蚀与电解原理的应用。
①装置ⅰ中钢铁发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀,若利用汽油燃料电池对于钢铁进行保护,应将钢铁与铂电极 (填“1”或“2”)相连。
②装置ⅱ中a极电极反应式为 。
③利用装置ⅲ电解饱和食盐水制取NaOH,写出电解时反应的离子方程式: ,电解过程中d极pH (填“增大”或“减小”)。
21.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市华池县第一中学·期中)常温常压下,饱和氯水中氯气总浓度约为且存在可逆反应:。实验测得有的氯气与水发生反应。又知电离常数;,。
(1)向氯水中加入少量固体,平衡向 (填“左”或“右”)移动,溶液中 (填“减小”“增大”或“不变”)。
(2)反应的平衡常数为 。将此饱和氯水在日光下放置足够长的时间后,再加入足量溶液,最多可得到沉淀 g。
(3)相同温度下,、、三种粒子电离能力由强到弱的顺序为 。
(4)若要使饱和氯水中浓度增加,可加(通)入下列物质中的中_______。
A.
B.
C.
D.
(5)向溶液中通入时反应的离子方程式为 。
22.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市华池县第一中学·期中)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(l) ΔH1=-119.2 kJ∙mol-1;NH2COONH4(l) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+15.5kJ∙mol-1,已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,则2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3= kJ∙mol-1,下列图象能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是
(填标号)。
A. B. C. D.
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入2molNH3和1molCO2,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍,则:
①NH3的平衡转化率为 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.n(CO2):n(NH3)=1:2
B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
③若10min时保持温度和容器的容积不变,再向容器中同时充入1molNH3(g)、0.5molCO2(g)和0.5molH2O(g),则此时平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(3)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),若原料气中=m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示:
①若平衡时A点容器内总压强为0.5MPa,则上述反应的平衡常数KP= 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②若平衡时A、B对应容器的压强相等,则A、B对应的容器中,起始时投入氨气的物质的量之比nA(NH3):nB(NH3)= 。
23.(2025-2026高二上·甘肃省定西市漳县第一中学·期中)25℃时,四种弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸
电离平衡常数(25℃)
已知:弱酸酸性越强,其酸根离子与结合能力越弱。
回答下列问题:
(1)写出的电离方程式: 。
(2)四种弱酸中,其中酸性最强的是 (填化学式);下列离子与的结合能力最强的是 (填字母)。
A. B. C. D.
(3)下列措施中能使次氯酸水溶液中增大的同时减小的是_________(填字母)。
A. 加入次氯酸钠固体
B. 加入固体
C. 加入固体
D. 升高温度
(4)写出向NaClO溶液中通入少量的离子方程式: 。
(5)常温下,反应的化学平衡常数为 (保留两位有效数字)。
(6)一定温度下,现有a.盐酸,b.硫酸,c.醋酸三种酸。
①若三种酸体积相同,物质的量浓度相同时,使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是 (用a、b、c表示,下同)。
②若三种酸中相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。
24.(2025-2026高二上·甘肃甘南藏族自治州卓尼县柳林中学·期中)某可逆反应:平衡常数与温度关系如表所示:
温度(℃)
360
440
520
K
0.036
0.010
0.0038
(1)根据上述数据判断,该可逆反应的正反应是 (“吸热”或“放热”)反应,理由是 。
(2)为了增大X的转化率和反应速率,宜采用的措施是________。
A. 升高温度 B. 增大压强 C. 加催化剂 D. 分离Z
(3)在恒容容器中充入Z气体,在一定条件下进行反应。下列图象不能表明该反应达到平衡状态的是 。
(4)440℃时,在2 L密闭容器中,开始充入1 mol X气体和3 mol Y气体进行反应。在某时刻测得,此时,反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”),简述理由: 。
(5)在某容积固定的容器中进行上述反应,当X、Y起始物质的量一定时,仅改变一个外界条件对Z体积分数的影响如图所示(曲线Ⅰ为标准),曲线Ⅲ改变的条件是 。
A.升高温度 B.增大压强 C.加合适的催化剂
25.(2025-2026高二上·甘肃省靖远县第一中学·期中)水溶液中的离子平衡在生产生活中有广泛的应用。
(1)常温下,电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量。已知25℃时,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HCN)=4.9×10-10。
①等浓度的CH3COONa和NaCN溶液,pH由大到小的顺序为 。
②常温下,CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是 (填字母)。
A.c(H+) B. C.c(OH-) D.
(2)粗铜精炼中阳极质量减小64g时,转移电子数目 (填“一定为2NA”、“一定不为2NA”或“无法确定”),理由是 。
(3)向含有酚酞的Na2CO3溶液中滴入BaCl2溶液,观察到溶液颜色变浅,请用化学平衡移动原理解释该现象: 。
26.(2025-2026高二上·甘肃省定西市漳县第一中学·期中)“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。回答下列问题:
已知: 平衡常数
平衡常数
平衡常数
(1)平衡常数 (用、表示)。
(2)T温度下,在2L恒容密闭容器中按照投料比发生反应③,起始气体总压强为,测得的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到10 min, ;试在图中绘制出的浓度随时间变化的图像 。
②平衡时容器内的压强为 (填含的代数式);该反应的平衡常数为 (保留分数形式)。
③下列事实能说明反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A.和的物质的量之比保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.每生成1 mol ,同时生成1 mol
D.容器内混合气体的压强保持不变
(3)向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的和发生反应③,在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间,转化率随反应温度的变化如图所示。
①温度下,使用 (填“M”或“N”)型催化剂效果更好。
②a点 b点(填“>”“<”或“=”)。
③b点不同催化剂作用下,的转化率相同且均有下降趋势的原因是(不考虑催化剂活性丧失问题) 。
27.(2025-2026高二上·甘肃武威民勤县·期中)我国利用焦炉煤气制取甲醇()及二甲醚()技术已日臻成熟。回答下列问题。
(1)已知下列反应的热化学方程式。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则的 。
(2)二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①反应的平衡常数 (用、、表示);下列措施中,能提高该反应平衡产率的有 (填字母)。
A.使用过量的CO B.升高温度 C.增大压强 D.使用催化剂
②一定温度下,将0.3 mol CO和0.2 mol 通入2 L恒容密闭容器中,发生反应Ⅲ,6 min时达到平衡状态,平衡后测得的体积分数为30%,则 ,的平衡转化率为 , 。再向该平衡体系中充入0.15 mol CO和0.1 mol ,则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,CO的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
28.(2025-2026高二上·甘肃兰州部分学校·期中)二甲醚是含氢量高、廉价易得、无毒的优良制氢原料,二甲醚水蒸气重整制氢体系中发生如下反应:
主反应: ;
副反应:;
回答下列问题:
(1)主反应在 (填“高温”或“低温”)下能正向自发进行,根据主反应,能提高产量的措施为 (任写一种)。
(2)已知主反应的机理分为两步:
步骤ⅰ: ;
步骤ⅱ:……;
①步骤ⅱ的热化学方程式为 。
②以CO作为原料制取可以减少副反应带来的损耗并提高的产量,下图是利用CO与水反应的历程图(附着在催化剂表面上的用·标识)。该反应的焓变 (填“<”或“>”)0。
(3)如图是选择性随水醚比变化的曲线,由图可知,工业上一般在 条件下进行二甲醚制氢。
(4)向恒压为p的体系中充入物质的量之比为1∶3的、发生二甲醚水蒸气重整制氢反应,达到平衡时,二甲醚转化率为25%,且产物中。
①能判断该反应达到平衡状态的标志为 (填字母)。
A.混合气体中各物质分压保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体平均摩尔质量保持不变
D.消耗1mol 时,有2mol 生成
②该温度下达到平衡时,的转化率为 ;体系内二甲醚水蒸气重整制氢主反应的 (列出含p的计算式即可)。
29.(2025-2026高二上·甘肃省兰州大学附属中学·期中)25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
HClO
电离平衡常数Ka
;
已知:忽略混合前后溶液体积和温度的变化。回答下列问题:
(1)当温度升高时, (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)下列反应不能发生的是 (填标号)。
a.
b.
c.
d.
(4)用蒸馏水稀释醋酸溶液,下列各式表示数值随加入的水的体积增大而增大的是 (填标号)。
a.n(H+) b.c(H+) c. d.c(OH-)
(5)体积均为10 mL,pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000 mL,稀释过程中pH变化如图所示。
则HX的电离平衡常数 (填“>”、“=”或“<”,下同)醋酸的电离平衡常数,稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+) 醋酸溶液中水电离出来的c(H+)。
(6)联氨()性质与相似,与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为,写出它的第二步电离方程式 ,它与硫酸反应形成的酸式盐的化学式为 。
30.(2025-2026高二上·甘肃省兰州大学附属中学·期中)氨的催化氧化过程是当下研究的重要课题。
(1)与在一定压强和800℃条件下发生催化氧化反应时,可发生不同反应:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
①该条件下与反应生成NO的热化学方程式为 。
②恒温恒容密闭容器中,下列说法可以证明反应ⅰ已达到平衡状态的是 (填序号)。
A.
B.n个键断裂的同时,有n个键形成
C.混合气体的密度不变
D.容器内压强不变
③反应ⅰ与反应ⅱ有关物质产率与温度的关系如图。下列说法正确的是 。
A.氨催化氧化生成时,温度应控制在400℃左右
B.对反应升温可提高反应物转化率
C.提高物料比的值,主要目的的是提高反应速率
D.840℃后,NO产率下降的主要原因是以反应(ⅱ)为主
(2)在两个恒压密闭容器中分别充入2.0 mol、3.7 mol,仅发生反应ⅱ,测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。
① (填“>”或“<”),理由是 。
②若容器的初始体积为2.0 L,则在A点状态下平衡时容器中 。
③B点的平衡常数 。(用分压表示,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数。写出代数式,无需计算具体结果)
31.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点高中·期中)“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)则表示燃烧热的热化学方程式为 。
Ⅱ.和在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中分别通入和,发生反应: 。
(2)该反应在 (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(3)下列能判断达到平衡状态的是___________(填序号)。
A. 一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B. 容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C. 一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D. 和的物质的量之比不再改变
Ⅲ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为:,设m为起始时的投料比,即。
(4)图中投料比相同,温度从高到低的顺序为 。
(5)图2、、从大到小的顺序为 。
(6)下图表示在总压为5MPa的恒压条件下,且时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为 (填化学式)。
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1,2—二氯丙烷(),主要副产物为3—氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.2
65.2
61.6
57.6
57.6
(7)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率 。
(8)该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
32.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点高中·期中)回答下列问题:
I.氮的氧化物是大气污染物之一,用一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。
已知: ①2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) ∆H1=−221 kJ·mol−l
②C(s)+O2(g)⇌CO2(g) ∆H2= −393.5 kJ·mol−1
③N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ∆H3=+181 kJ·mol−1
(1)CO还原NO反应:2CO(g) + 2NO(g)⇌2CO2(g) + N2(g) ∆H= kJ·mol−l。
(2)其他条件相同时,使用两种不同催化剂,反应相同时间,CO的转化率随温度变化的影响如图:
①工业生产中应选择的温度和催化剂分别是 、 。
②图中温度高于320℃时,CO转化率减小的原因可能是 。
Ⅱ.在不同温度下,体积为2 L的密闭容器中加入2mol N2O、2mol CO发生反应:N2O(g)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ∆H<0。实验测得N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。
(3)对应温度下平衡常数的大小:Ka Kb(均填“>”“<”或“=”)。
(4)曲线b从反应开始到M点,平均反应速率v(CO)= mol·L-1·s-1。
(5)曲线b的温度下,对应的平衡常数的值K= ,达平衡后,保持曲线b下的温度不变,向容器中再充入N2O、CO、N2和CO2各0.5 mol,此时反应进行的方向是 (填“正向”或“逆向”或“不移动”),理由是 。
33.(2025-2026高二上·甘肃兰州学府致远学校·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。已知下列反应的热化学方程式:
① (平衡常数)
② (平衡常数)
③ (平衡常数)
(1)已知反应②中相关化学键的键能数据如表:
化学键
C-H
H-S
C=S
H-H
键能/()
a
b
c
d
则C=S键的键能 (用含a,b,d的代数式表示)。
(2)下列叙述一定能说明反应②达到平衡状态的是_______(填字母)。
A. 断裂4 mol C-H键的同时生成4 mol H-H键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)在恒压密闭容器内,充入与只发生反应③。的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①压强: (填“”、“”或“”)。
②比较A,B,C三点的平衡常数大小: (用,,表示)。
(4)若其他条件相同的情况下,反应③在不同温度下反应相同时间后,测得的转化率(α)随温度(T)的变化曲线如图,其原因是 。
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) (2) (3)436 (4)① 55.6kJ ② 29.1kJ ③ 相同质量时,三种物质中H2燃烧放出的热量最多
2.【答案】(1)① 0.15 ② (2)② ③ (3)① 加入催化剂 ② 减小 (4)不变 (5)① b ② 放热 ③ △H
3.【答案】① H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H=-241.8kJ•mol-1 ② -571.6 kJ·mol-1 ③ 285.8 kJ·mol-1
4.【答案】(1)BC (2)① 1、2 ② 75% ③ B (3)① 温度 ② 10 (4)① 浓度 ② 5 (5)
5.【答案】(1)① 、 ② 碳酸和亚硫酸的第一步电离产生的氢离子抑制第二步的电离 ③ (2)① 未加水时冰醋酸以分子形式存在,无自由移动的离子 ② ③ c ④ ACEF (3)C
6.【答案】(1) (2) (3)① ② 增大 ③ 放热
7.【答案】(1)2 (2) (3)20% (4)不移动 (5)① 减小 ② 增大 (6)
8.【答案】(1)①
②
(2)①
②
③
(3)
② (4)
9.【答案】(1)冰醋酸中几乎没有自由移动的离子 (2)C (3)② ④ (4)BD (5)温度计 (6)① > ② 醋酸是弱电解质,电离过程需要吸收热量,会导致反应放出的总热量小于强酸强碱中和的,因此
10.【答案】(1)
吸热 (2)
-890.3 (3)① 和的总能量 ② (4)① ② ③
-74.8
11.【答案】(1)① ② ③ 放出 ④ 43 (2)① 2.0 ② 3.0 (3)① 草酸溶液浓度 ② 其他条件不变时,增大(或减小)反应物浓度,可使化学反应速率增大(或减小) (4)②、③
12.【答案】(1)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1366.8kJ/mol (2)< (3)5ΔH2+12ΔH3-2ΔH1 (4)391 (5)① < ② 2.02 ③ COOH*+H*+H2O*= COOH*+2 H*+OH* (或H2O*= H*+OH*)
13.【答案】(1) (2)放热 (3)B (4)① ② (5)60% (6)正
14.【答案】(1)① 向电离方向移动 ② 增大 (2)① 向电离方向移动 ② 减小 (3)① 向离子结合成分子的方向移动 ② 增大 (4)① 向电离方向移动 ② 减小
15.【答案】(1)① 0.088 ② BC ③ 58% (2)① < ② ③ 一定 (3)900℃时反应达到平衡,升高温度,平衡向逆反应方向移动
16.【答案】(1)低温 (2)逆向 (3)AC (4)逆向 (5)不变 (6)① 加催化剂 ② 升高温度
17.【答案】(1)① ② 吸热 (2)① < ② 一定条件下,增大其中一种反应物的浓度,平衡正向移动,另一种反应物的平衡转化率会提高 ③ 加压 ④ 不移动
18.【答案】(1)① ② < ③ (2)不变 (3) (4) (5)① (环形)玻璃搅拌器 ② 减少实验过程中的热量损失 (6)不相等
19.【答案】(1) (2)① 25% ② 0.148 (mol/L)-1 (3)放热 (4)AB (5)B
20.【答案】(1)① ② 0.4 (2)① 吸氧 ② 1 ③ ④ ⑤ 增大
21.【答案】(1)① 右 ② 增大 (2)① 4.5×10-4 ② 25.83
(3)>> (4)D (5)
22.【答案】(1)① -103.7 ② C (2)① 50% ② BC ③ 正向移动 (3)① 9 ② 11:10
23.【答案】(1) (2)① ② A (3)AC (4) (5) (6)① b > a = c ② c > a = b
24.【答案】(1)①
放热 ②
随着温度升高,平衡常数减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动 (2)B (3)A (4)①
否 ②
此时的浓度商 (该温度下的平衡常数),平衡正向移动,未达到平衡状态 (5)C
25.【答案】(1)① NaCN>CH3COONa ② BCD (2)① 无法确定 ② 粗铜中含有Zn、Fe等活泼金属杂质,阳极溶解时这些杂质也会失去电子,由于这些杂质金属的摩尔质量与铜()不同,且粗铜中各成分的比例未知,故转移电子数无法确定。 (3)Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,加入BaCl2后,Ba2+与CO结合生成BaCO3沉淀,c(CO)减小,水解平衡逆向移动,c(OH-)减小,溶液红色变浅
26.【答案】(1)K1⋅K2 (2)① 0.075 ② ③ ; ④ ⑤ BD (3)① M ② < ③ 温度升高到b点时,两种催化剂作用下反应均已达到平衡状态;反应③的为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,因此的转化率均下降
27.【答案】(1) (2)① ② AC ③ 0.0125 ④ 75% ⑤ 3 ⑥ 正向 ⑦ 不变
28.【答案】(1)① 高温 ② 升高温度 (2)① ② < (3)温度423K,水醚比为4 (4)① ABC ② 20% ③
29.【答案】(1)增大 (2)酸性 (3)cd (4)ad (5)① > ② > (6)① ② N2H5HSO4
30.【答案】(1)① ② D ③ AD (2)① > ② 反应ii分子数目增大,增大压强平衡逆向移动,NH3的平衡转化率降低,所以> ③ 0.38 ④
31.【答案】(1) (2)高温 (3)BC (4) (5) (6) (7)0.09kPa/min (8)0.21
32.【答案】(1)-747 (2)① 320℃ ② 催化剂2 ③ 升温使催化剂活性降低或升温平衡逆向移动 (3)< (4)0.001 (5)① (或≈0.11) ② 逆向 ③ Q=0.25>K,平衡逆向移动
33.【答案】(1) (2)CD (3)① ② (4)DE段未达到平衡,升高温度,反应速率增大,单位时间内的转化率增大;E点为平衡点,EF段升高温度,平衡逆向移动,转化率减小
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题型02 化学反应原理综合题
1.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市庆城县驿马中学·期中)氢气被视为未来理想的能源,科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。在101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。
(1)氢气的燃烧热 。
(2)该反应的热化学方程式为 。
(3)已知H—O键能为,O=O键能为,1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量,计算H—H键能为 。
(4)已知甲烷的燃烧热,乙醇的燃烧热,计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为 、 ,并据此说明氢气作为能源的优点是 。
【答案】(1) (2) (3)436 (4)① 55.6kJ ② 29.1kJ ③ 相同质量时,三种物质中H2燃烧放出的热量最多
【解析】(1)燃烧热指在101kPa下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,该条件下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,1molH2为2g,燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量,故氢气的燃烧热;
(2)101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,即1molH2完全燃烧生成液态水放出142.9×2kJ=571.6kJ的热量,上述反应的热化学方程式为;
(3)1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量,热化学方程式为,,即=(H—H键能)+-,解得H—H键能=;
(4)已知甲烷的燃烧热,乙醇的燃烧热,25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为=55.6kJ、=29.1kJ,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,氢气作为能源的优点是相同质量时,三种物质中H2燃烧放出的热量最多。
2.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市庆城县驿马中学·期中)在4 L恒容密闭容器中投入2 mol N2和5 mol H2发生合成氨反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
(1)若在某条件下合成氨反应2 min后达到平衡,H2变为0.8 mol·L−1,则这2 min内的化学反应速率为v(NH3)= ,平衡常数的表达式K= (只列公式)。
(2)下列能说明合成氨反应达到化学平衡的是 。
①气体密度不变 ②每断裂1根H-H键,同时断裂2根N-H键
③气体总压强不变 ④N2和NH3的分子数为1:2
(3)如图为合成氨反应速率(ν)与时间(t)关系的示意图,由图判断,在t1时刻曲线发生变化的原因可能是 。升高温度,氨气的平衡浓度 。(填:增大、减小、不变,不确定)。
(4)若恒容通入He气使容器内压强增大,则合成氨的化学反应速率 (填:增大、减小、不变,不确定)。
(5)某反应过程的能量变化如图所示,反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与,该反应为 反应(填“放热”或“吸热”),反应热为 。
【答案】(1)① 0.15 ② (2)② ③ (3)① 加入催化剂 ② 减小 (4)不变 (5)① b ② 放热 ③ △H
【解析】(1)v(H2)=,由反应速率之比等于化学计量数之比可知v(NH3)=0.15;平衡常数的表达式K=;
(2)① 恒容容器体积不变,反应过程中气体质量不变,因此密度始终不变,不能作为判断反应是否达到平衡的标志,① 不符合;
② 断裂H—H表示正反应,断裂N—H表示逆反应,且二者表示的反应速率相同,则此时反应达到平衡,② 符合;
③ 容器体积不变,反应过程中气体物质的量减小,则压强减小,当压强不再变化,则反应达到平衡,③ 符合;
④N2和NH3的分子数为1:2,并不能说明其浓度保持不变,不能作为判断反应是否达到平衡的标志,④ 不符合;
故选② ③ ;
(3)t1时刻正逆反应速率同时增大且保持相等,即该反应条件能增大反应速率但是不影响平衡,故为加入催化剂;该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,氨气的平衡浓度减小;
(4)通入He,He为稀有气体,不参与反应,虽然压强增大,但是各物质的浓度不发生变化,合成氨的反应速率不变;
(5)催化剂能降低反应的活化能,但不改变焓变,故曲线b表示有催化剂参与;反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,反应热为生成物具有的总能量减去反应物所具有的总能量,则反应热为△H。
3.(2025-2026高二上·甘肃甘南藏族自治州卓尼县柳林中学·期中)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,写出该反应的热化学方程式 。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应2H2(g)+ O2(g) =2H2O(l)的△H= ,氢气的燃烧热为 。
【答案】① H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H=-241.8kJ•mol-1 ② -571.6 kJ·mol-1 ③ 285.8 kJ·mol-1
【解析】根据热化学方程式的书写原则写出氢气燃烧生成气态水的热化学方程式,方程中的热量和化学计量数要对应,根据1mol气态水转化成液态水放出的热量,结合氢气与氧气反应生成气态水的反应热计算生成液态水的反应热;氢气的燃烧热是值1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,单位是kJ/mol。
【解析】氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,该反应的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol,1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,故18g水蒸气转化成液态水放出热量2.444kJ×18=44kJ,2mol液态水变成气态水时要吸收88kJ的热量,故反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的反应热△H=-(483.6kJ/mol+88kJ/mol)=-571.6kJ/mol,故氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,故答案为2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol;-571.6kJ/mol;285.8kJ/mol。
4.(2025-2026高二上·甘肃兰州新区某校·期中)I.NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应:。将一定量N2O4气体充入体积为2L的恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(1)下列可以说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
A. 1:2
B. 容器内气体的颜色不再变化
C. 混合气体的压强不再变化
D.
(2)在温度为T的条件下,向该恒容密闭容器中充入0.04 mol∙L-1 N2O4,c(NO2)随时间的变化曲线如图所示。
①1~4四个点中,v正=v逆的点有 。
②反应进行到16min时,N2O4的转化率是 。
③下列措施能使该反应速率加快的是 (填标号)。
A.增大容器体积 B.加入合适的催化剂 C.恒容条件下充入He
II.已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如下,请回答下列问题。
实验序号
反应温度
加入0.1mol/LNa2S2O3溶液的体积
加入0.1mol/LH2SO4溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
℃
mL
mL
mL
S
①
20
10
10
0
t1
②
40
10
V1
0
t2
③
20
5
10
V2
t3
(3)实验①②研究的是 对化学反应速率的影响, 。
(4)实验①③研究的是 对化学反应速率的影响, 。
(5)t1、t2、t3由大到小的顺序是 。
【答案】(1)BC (2)① 1、2 ② 75% ③ B (3)① 温度 ② 10 (4)① 浓度 ② 5 (5)
【解析】(1)A.,可能是某一时刻满足,也可能是平衡时满足,则,不能说明该反应达到平衡,A不符合题意;
B.二氧化氮是红棕色气体,四氧化二氮是无色气体,容器内气体的颜色不再变化,说明二氧化氮的浓度不变,能说明该反应达到平衡,B符合题意;
C.该反应是气体分子数增加的反应,恒容恒温条件下,混合气体的压强不再变化,说明各组分的物质的量不再变化,能说明反应达到平衡,C符合题意;
D.根据化学反应速率之比等于其化学计量系数之比,且满足正、逆反应速率相等,则当时,能说明反应达到平衡,D不符合题意;
故选BC。
(2)①v正=v逆的点是反应达到平衡的点,则1~4四个点中,v正=v逆的点有1、2;
② 反应进行到16min时,反应已经达到平衡,c(NO2)变化量为0.06mol∙L-1,则c(N2O4)变化量为0.03mol∙L-1,所以N2O4的转化率是;
③A.增大容器体积,反应物浓度减小,反应速率减慢,A不符合题意;
B.加入合适的催化剂,能降低反应的活化能,能使该反应速率加快,B符合题意;
C.恒容条件下充入He,反应物浓度不变,反应速率不变,C不符合题意;
故选B。
(3)表中数据是研究外界条件对化学反应速率的影响,应用控制变量法;实验① ② 的反应温度不同,研究的是温度对反应速率的影响,其他条件应相同,则V1=10;
(4)实验① ③ 的温度相同,研究的是浓度对反应速率的影响,混合液的体积应相同,Na2S2O3的浓度不同,所以V2=5;
(5)温度越高、浓度越大反应速率越快,出现浑浊的时间越短,则t1、t2、t3由大到小的顺序是。
5.(2025-2026高二上·甘肃白银靖远县·期中)回答下列问题。
(1)已知在25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如下表所示。
酸
电离平衡常数
醋酸
碳酸
亚硫酸
①亚硫酸的电离方程式为 。
②碳酸和亚硫酸的第一步电离程度大于第二步电离程度的原因: 。
③在相同条件下,、和的酸性由强到弱的顺序为 。
(2)在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。
①O点导电能力为0的原因是 。
②a、b、c三点溶液的)由大到小的顺序为 ,电离程度最大的是 。
③若使c点溶液中)增大,在如下措施中可选择 (填字母)。
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加固体KOH D.加水 E.加固体 F.加锌粉
(3)向氨水中加入醋酸溶液,其导电能力()与加入醋酸溶液的体积()关系正确的是________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)① 、 ② 碳酸和亚硫酸的第一步电离产生的氢离子抑制第二步的电离 ③ (2)① 未加水时冰醋酸以分子形式存在,无自由移动的离子 ② ③ c ④ ACEF (3)C
【解析】电解质溶液导电性强弱与离子浓度和离子所带电荷数有关,离子所带电荷数相同的情况下,离子浓度越大,溶液导电性越强。
(1)①亚硫酸为二元弱酸,分步电离,电离方程式为、;
②碳酸和亚硫酸的第一步电离产生的氢离子抑制第二步的电离,所以第一步电离程度大于第二步电离程度;
③相同条件下,酸的电离平衡常数越大,则酸性越强,、和的电离平衡常数分别是、、,所以酸性顺序是
(2)①醋酸溶液的导电性与离子浓度有关,离子浓度越大,导电性越强。冰醋酸中没有自由移动的离子,所以冰醋酸不导电;
②导电能力越强,离子浓度越大,氢离子浓度越大,则a、b、c三点溶液的氢离子浓度为;溶液越稀,醋酸的电离程度越大,所以电离程度最大的是c;
③A.加热促进醋酸电离,则溶液中醋酸根离子浓度增大,A正确;
B.加很稀的NaOH溶液,促进醋酸电离,但溶液的体积增大为主要因素,导致醋酸根离子浓度减小,B错误;
C.加KOH固体,氢氧根离子和氢离子反应促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,C正确;
D.加水稀释能促进醋酸电离,但醋酸根离子浓度减小,D错误;
E.加固体,醋酸钠电离出醋酸根离子,所以醋酸根离子浓度增大,E正确;
F.加入锌粒,Zn和氢离子反应,促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,F正确;
故答案选ACEF。
(3)氨水是弱电解质,水溶液中离子浓度较小,醋酸是弱电解质,但二者反应生成的醋酸铵是强电解质,二者混合后使溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强,当两者恰好完全反应时导电能力最强,继续加入醋酸溶液,溶液中离子浓度减小,导电能力减弱,即随醋酸溶液体积的增大,导电性先增强后减弱,且氨水的导电能力不为0,故答案选C。
6.(2025-2026高二上·甘肃省武威市第八中学·期中)回答下列问题。
(1)写出下列反应的热化学方程式: 。
8 g甲烷在空气中燃烧,恢复常温,测得放出热量445 kJ。
(2)实验测得1 mol H2与1 mol Cl2完全反应放出184.6 kJ的热量,又知1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,1 mol Cl2分子中化学键断裂需要吸收243 kJ的能量。则1 mol HCl分子中化学键断裂时需要吸收 的能量。
(3)CO2可转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。回答:0~10min内,氢气的平均反应速率为 。
②若反应在容积可变的容器中进行。缩小容器体积使压强增大,该反应的速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③升高温度,CO2的转化率减小,该反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。
【答案】(1) (2) (3)① ② 增大 ③ 放热
【解析】(1)8 g甲烷的物质的量为,则1 mol甲烷完全燃烧生成常温下的液态水时,放出热量为,据此书写热化学方程式。
(2)反应焓变反应物总键能生成物总键能,设1 mol HCl分子中化学键断裂吸收的能量为,代入数据得:,解得,即1 mol HCl断键吸收431.8 kJ能量。
(3)①由图像可知0~10min内,则,反应速率之比等于化学计量数之比,故。
②缩小容器体积,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率升高,反应速率增大。
③升高温度平衡向吸热方向移动,转化率减小说明平衡逆向移动,因此逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。
7.(2025-2026高二上·甘肃甘南藏族自治州卓尼县柳林中学·期中)在1L密闭容器中,把1mol A和1mol B混合发生如下反应:,2分钟后反应达到平衡时,生成0.4 mol D,并测得C的平衡浓度为0.4 mol/L,通过计算完成下列问题:
(1)x的值为 。
(2)这段时间内用B的浓度变化表示反应速率为 。
(3)平衡时B的转化率为 。
(4)若在该平衡下,在保持体积不变时,向该容器内充入氦气,则该平衡向 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(5)若在该平衡下,在保持容器体积不变时,再向容器中充入2 mol A,达到新平衡时,A的转化率 ,B的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)如果加入0.2 mol的C、0.2 mol D、0.9 mol B和0.7 mol A充入到原来容器内,保持原来的条件不变,则达到平衡时A的物质的量浓度是 。
【答案】(1)2 (2) (3)20% (4)不移动 (5)① 减小 ② 增大 (6)
【解析】(1)已知容器体积 ,反应达到平衡时生成了 的 ,即 。(1)平衡时测得 的浓度为 ,则 。根据化学反应方程式的化学计量数之比等于物质的量变化量之比,有 ,解得 。
(2)根据计量数之比, 的消耗量 。这段时间内用 表示的反应速率为 。
(3)反应前 的初始物质的量为 ,反应消耗了 ,则 的转化率为 。
(4)在保持恒容条件下充入惰性气体(氦气),反应体系中各组分的浓度及分压均保持不变,正逆反应速率不变,因此化学平衡不移动。
(5)保持体积不变时再充入反应物 ,增加了反应物的浓度,平衡正向移动,促使更多的 发生反应,因此 的转化率增大;但由于 自身的增加量大于平衡正向移动带来的消耗量(勒夏特列原理),所以 的转化率减小。
(6)将加入的 和 按照化学计量数之比()极限转化回反应物,相当于 和 。加上原本充入的 和 ,等效于初始时刻共投入了 和 。这与原平衡的初始条件完全相同,属于等同的等效平衡。因此达到新平衡时,各物质的浓度与原平衡完全一致。在原平衡中, 的消耗量 ,平衡时 ,故 的物质的量浓度为 。
8.(2025-2026高二上·甘肃省武威市第八中学·期中)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= , 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入2.0mol的A和8.0mol的B,如反应初始4s内A的平均反应速率v(A)=0.04,则4s时c(A)= ,C的物质的量为 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时B的转化率为 。
(3)一定温度下,能判断该反应达化学平衡状态的是 。
①单位时间内生成nmolA,同时消耗nmolC
②A的转化率不变
③容器内压强不再变化
④混合气体的密度不再变化
⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化
(4)1200℃时,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
【答案】(1)①
②
(2)①
②
③
(3)
② (4)
【解析】(1)根据化学平衡常数的定义,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为平衡常数,故该反应的平衡常数表达式为 。根据表格数据可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动。根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热反应方向移动,因此该反应的正反应为放热反应,即 。
(2)初始时 的浓度 。在初始 内 的浓度变化量 。所以 时 。根据反应方程式,生成的 与消耗的 的浓度变化量相等,即 ,则 时 的物质的量 。 时,该反应的平衡常数 。设平衡时反应消耗了 的 ,由于反应前后气体的总体积和总分子数不变,可以直接用物质的量代入平衡常数表达式进行计算: 解得 。 则平衡时 的转化率为 。
(3)① 单位时间内生成 ,同时消耗 ,二者均表示逆反应速率,不能反映正逆反应速率相等,无法判断是否平衡,① 错误;② 的转化率不变,说明反应物和生成物的浓度不再发生改变,反应达到了化学平衡状态,② 正确;③ 该反应前后气体的分子总数不变,在恒容密闭容器中,总压强自始至终都不发生变化,因此压强不变不能作为判断平衡的标志,③ 错误;④ 反应体系均为气体,总质量不变,容器体积也不变,因此混合气体的密度始终保持不变,④ 错误;⑤ 混合气体总质量和总物质的量均保持不变,因此平均相对分子质量始终不变,⑤ 错误。故选② 。
(4)反应 是原反应 的逆反应。相同温度下,互为逆反应的平衡常数互为倒数。由表格可知 时原反应的 ,则逆反应的平衡常数 。
9.(2025-2026高二上·甘肃省武威市第八中学·期中)I.在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如下图所示,请填写下列空白。
(1)加水前导电能力约为零的原因是 。
(2)A、B、C三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度最大的是 。
(3)若使B点对应的溶液中c (CH3COO-)增大、c (H+)减小,可采用的方法是 (填序号)。
①加入H2O ②加入NaOH固体 ③加入浓硫酸 ④加入Na2CO3固体
(4)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列始终保持增大趋势的是_______。
A. c(H+) B. H+个数
C. CH3COOH分子数 D. c(H+)/c(CH3COOH)
Ⅱ.中和反应是一类重要的化学反应,认识和研究中和反应对环境保护、医学应用、食品加工、化工生产等有重要作用。
测定中和反应的反应热:
(5)按如图装置进行中和反应反应热的测定,图中还缺少的一种仪器是 。
(6)若仅用等体积等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行该实验,此时所得 (填“>”“<”或“=”)-57.3kJ·mol-1,理由为 。
【答案】(1)冰醋酸中几乎没有自由移动的离子 (2)C (3)② ④ (4)BD (5)温度计 (6)① > ② 醋酸是弱电解质,电离过程需要吸收热量,会导致反应放出的总热量小于强酸强碱中和的,因此
【解析】(1)冰醋酸(纯醋酸)由醋酸分子构成,在没有水的情况下几乎不能发生电离,体系中自由移动的离子浓度极低,因此加水前的导电能力约为零;
(2)弱电解质的电离规律为:稀释时电离平衡正向移动,加水量越多,醋酸的电离程度越大。图中C点对应的加水量最多,浓度最低,故醋酸的电离程度最大;
(3)在醋酸溶液中存在电离平衡:。
① 加入 稀释,虽然促进了醋酸的电离,但溶液体积增大的影响更为显著,导致 和 均减小,错误;
② 加入 固体,电离出的 会中和溶液中的 ,使得 减小,促使醋酸电离平衡正向移动,导致 增大,正确;
③ 加入浓硫酸,相当于增加了溶液中的 ,抑制了醋酸的电离,平衡逆向移动,导致 减小,错误;
④ 加入 固体, 会与 反应生成 和 ,使得 减小,促使醋酸电离平衡正向移动,导致 增大,正确;
故选② ④ ;
(4)A.由图像可知溶液的导电能力先增大后减小,说明溶液中的离子浓度(即 )是先增大后减小的,A错误;
B.加水稀释会促进弱电解质的电离,电离平衡始终正向移动,因此溶液中电离出的 的物质的量始终在增大,即 个数始终保持增大,B正确;
C.因为电离平衡始终正向移动,所以 分子不断被消耗,其分子数始终减小,C错误;
D.电离平衡常数,变形得,稀释时不断减小,温度不变不变,所以该比值始终保持增大趋势,D正确;
故选BD;
(5)中和热的测定实验中,需要测量反应前后溶液的温度变化,由量热计的构造可知,该装置缺少用于测温的温度计;
(6)醋酸属于弱酸,在水溶液中不能完全电离,其电离过程是一个吸热过程。当使用等体积、等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行反应时,醋酸在反应过程中需进一步电离以完成中和反应,此电离过程吸收的部分热量抵消了中和反应产生的部分热量,导致总放热量小于 。因为放热反应的 为负值,放出的热量越少,其负值绝对值越小,即 的数值越大,故 ;
10.(2025-2026高二上·甘肃省定西市漳县第一中学·期中)甘肃酒泉发射中心是中国组建最早的航天发射场,也是中国唯一的载人航天发射场。载人航天器中,可将航天员呼出的转化为,再通过电解获得,实现的再生,同时还能制备。回答下列问题:
已知:①
②
(1)反应②属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)反应 = 。
(3)①甲醇是一种新型的汽车动力燃料。以和为原料合成甲醇(),反应的能量变化如下图所示,则图中A点表示的意义是 。
②工业上利用CO和来制备甲醇(,结构式为)气体。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键
键能/
348
413
436
351
1072
463
已知CO由键构成,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(4)已知下列热化学方程式(298 K):
①通过计算说明等质量的、、C完全燃烧时放出热量最少的是 (填化学式),等物质的量的、、C完全燃烧时放出热量最多的是 (填化学式)。
②根据以上反应,则的焓变= 。
【答案】(1)
吸热 (2)
-890.3 (3)① 和的总能量 ② (4)① ② ③
-74.8
【解析】(1)反应② 的焓变 ,因此该反应属于吸热反应。
(2)已知:① , ② 根据盖斯定律,目标反应 可由 得到,故 ;
(3)① 根据图示,反应生成物为 和 ,根据原子守恒,反应物应为 和 。A点代表反应物的总能量,即 和 的总能量;
② 工业制备甲醇的反应方程式为 。反应的焓变 。故热化学方程式为:;
(4)(4)① 假设质量均为 ,、、 完全燃烧放出的热量分别为 、、,故放出热量最少的是 ;假设物质的量均为 ,、、 完全燃烧放出的热量分别为 、、,故放出热量最多的是 ;
② 已知:I. ,
II.,
III. ,根据盖斯定律,由反应 可得 ,则 。
11.(2025-2026高二上·甘肃白银靖远县·期中)Ⅰ.请回答下列问题。
(1)将转化为有价值的甲酸和尿素、甲醇等是实现“碳中和”的途径之一。
①合成尿素是利用的途径之一。通过两步反应实现,其能量变化示意图如图所示。
则生成尿素的热化学方程式为 。
②与在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇:,该反应实际上分两步进行。
第一步:。
第二步: (写出化学方程式)。
③断开或形成1 mol化学键的能量变化数据如表所示,利用表中的数据可知,该反应每生成1 mol甲醇,需要 (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。
化学键
E/()
436
326
803
463
414
Ⅱ.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
[实验原理]
[实验内容及记录]
实验编号
①
②
③
实验温度/℃
25
25
50
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液
3.0
2.0
2.0
3.0
稀硫酸
2.0
2.0
2.0
溶液
3.0
3.0
3.0
溶液褪至无色所需时间/min
1.5
2.7
1.0
(2)请完成此实验设计,其中 , 。
(3)实验①、②探究的是 对化学反应速率的影响,根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。
(4)探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验 (填实验编号)。
【答案】(1)① ② ③ 放出 ④ 43 (2)① 2.0 ② 3.0 (3)① 草酸溶液浓度 ② 其他条件不变时,增大(或减小)反应物浓度,可使化学反应速率增大(或减小) (4)②、③
【解析】(1)①与反应生成尿素的方程式可通过题图中第一步和第二步的反应方程式相加得到,
根据盖斯定律,两步反应相加得到总反应:第一步反应,第二步反应,总反应,热化学方程式为 ;
②根据总反应减去第一步反应,消去中间产物,即可得到第二步的反应方程式为;
③ 反应焓变反应物总键能−生成物总键能: 反应物总键能:,生成物总键能:, ,因此生成1 mol甲醇放出43 kJ热量;
(2)该实验采用控制变量法,要保证每组实验溶液总体积恒定为,实验① 、② 探究草酸溶液浓度对反应速率的影响,则溶液总体积应相同,因此,实验② 、③ 探究温度对反应速率的影响,则溶液总体积应相同,则;
(3)实验① 、② 温度相同,只有草酸浓度不同,因此探究的是反应物浓度对反应速率的影响;从褪色时间可知,草酸浓度更大的实验① 褪色更短,说明其他条件不变时,增大(或减小)反应物浓度,可使化学反应速率增大(或减小);
(4)探究温度对速率的影响,需要保证除温度外其他反应物浓度、试剂用量完全一致,因此选择实验② 、③ 。
12.(2025-2026高二上·甘肃省兰州西北中学·期中)回答下列问题:
(1)在中完全燃烧生成和液态水时,放出的热量。写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知反应:,,比较 (填“>”“<”或“=”)。
(3)已知下列反应的热化学方程式:
则反应的 。
(4)若完全转化为的反应热为,拆开键和键需要的能量分别是和,则拆开键需要的能量是 。
(5)水煤气变换[]是重要的化工过程。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能) ,写出该步骤的化学方程式 。
【答案】(1)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1366.8kJ/mol (2)< (3)5ΔH2+12ΔH3-2ΔH1 (4)391 (5)① < ② 2.02 ③ COOH*+H*+H2O*= COOH*+2 H*+OH* (或H2O*= H*+OH*)
【解析】(1)的物质的量为0.5mol,由0.5 molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出683.4 kJ热量可知,1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出热量为2×683.4 kJ=1366.8kJ,则热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol,故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol;
(2)设方程式①S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,由盖斯定律知,用① 式-② 式得S(g)=S(s)ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2;
(3)设方程式① 6C(s) + 5H2(g) + 3N2(g) + 9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)ΔH1
② 2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH2
③ C(s) + O2(g)=CO2(g)ΔH3
由盖斯定律:5×②+12×③-2×① 得:4C3H5(ONO2)3(l)═12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g) ΔH=5ΔH2 +12ΔH3-2ΔH1;
(4)△H=反应物的总键能-生成物的总键能=946+3×436-2×3×E(N-H)=-92,解得E(N-H)= 391 kJ/mol;
(5)观察始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知,终态物质相对能量低于始态物质相对能量,说明该反应是放热反应,ΔH<0;过渡态物质相对能量与始态物质相对能量相差越大,活化能越大,由题图知,最大活化能E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV,该步始态物质为COOH*+H*+H2O*,产物为COOH*+2 H*+OH*,该步骤的化学方程式:COOH*+H*+H2O*= COOH*+2 H*+OH* (或H2O*= H*+OH*)。
13.(2025-2026高二上·甘肃省兰州西北中学·期中)容积为2.0 L的密闭容器中,通入一定量的,发生反应:。100℃时,各物质浓度随时间变化如下图所示。
(1)60s内, 。
(2)降低温度,混合气体的颜色变浅,逆反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)欲提高的平衡转化率,理论上可以采取的措施为___________。
A. 增大压强
B. 升高温度
C. 加入催化剂
D. 加入
(4)100℃时,该反应的化学平衡常数的表达式为 ,数值为 ,
(5)平衡时,的转化率是 。
(6)100℃时,在容器中按初始浓度mol/L、mol/L投料,反应 进行(填“正向”或“逆向”)。
【答案】(1) (2)放热 (3)B (4)① ② (5)60% (6)正
【解析】(1)由图可知N2O4的浓度变化量为0.06mol•L-1,;
(2)降低温度,混合气体的颜色变浅,说明降温向生成四氧化二氮的方向移动,即逆向是放热方向,则正反应吸热;
(3)A.增大压强平衡逆向移动,N2O4的平衡转化率减小,故A项不符合题意;
B.该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,N2O4的平衡转化率增大,故B项符合题意;
C.加入催化剂,只能加快反应速率,不能提高平衡转化率,故C项不符合题意;
故答案为:B;
(4)依据方程式写出平衡常数表达式:,依图可知,达到平衡时N2O4的浓度为0.04mol•L-1,NO2的浓度为0.12mol•L-1,;
(5)由图像数据可知,N2O4的平衡转化率为:;
(6)100℃时,在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.20mol/L、c(NO2)=0.20mol/L投料,浓度商,则反应正向进行。
14.(2025-2026高二上·甘肃武威凉州·期中)在溶液中存在下列电离平衡:。
(1)加入少量的冰醋酸,平衡将 ,溶液中将 填增大减小或不变。
(2)加入一定量蒸馏水,平衡将 ,溶液中将 填增大减小或不变。
(3)加入少量盐酸,平衡将 ,溶液将 填增大减小或不变。
(4)加入溶液,平衡将 ,溶液中将 填增大减小或不变。
【答案】(1)① 向电离方向移动 ② 增大 (2)① 向电离方向移动 ② 减小 (3)① 向离子结合成分子的方向移动 ② 增大 (4)① 向电离方向移动 ② 减小
【解析】(1)加入冰醋酸,醋酸浓度增大,电离平衡向生成离子的方向移动,导致溶液中H+浓度增大,故答案为:向电离方向移动;增大;
(2)弱电解质浓度越小,其电离程度越大,所以加水稀释促进醋酸的电离,平衡向电离方向移动,但其电离增大程度小于溶液体积增大程度,导致溶液中H+浓度减小,故答案为:向电离方向移动;减小;
(3)HCl是强电解质,电离出的氢离子抑制醋酸的电离,使电离平衡向离子结合成分子的方向移动;平衡移动只是减弱H+浓度的增大,最终结果还是增大,故答案为:向离子结合成分子的方向移动;增大;
(4)加入氯化钠溶液相当于稀释醋酸,促进醋酸的电离,电离平衡向生成离子的方向移动,但由于氢离子物质的量的增加不如体积增加程度大,所以H+浓度减小,故答案为:向电离方向移动;减小。
15.(2025-2026高二上·甘肃白银靖远县·期中)作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产。已知反应:。
(1)在恒温恒容装置中充入一定量的和,在催化剂的作用下进行反应,测得不同时间的和的浓度如下表:
时间/min
0
5
10
15
20
25
1.00
0.36
0.12
0.08
0.072
0.072
2.00
1.20
0.90
0.85
0.84
0.84
①前10分钟内的平均速率 。
②下列可以作为体系达到平衡状态的标志是 (填字母)。
A.容器内气体的密度不变 B.容器内气体压强不变
C.容器内 D.容器内NO和的浓度比为4:6
③达到平衡时的转化率为 。
(2)测得温度、压强对平衡转化率的影响如图1所示。
①根据图像可知: (填“>”“<”或“=”),反应的平衡常数、、的大小关系为 。
②该反应 (填“一定”“一定不”或“不一定”)能自发进行。
(3)不同温度下NO的产率如图2所示。温度高于900℃时,NO产率下降的可能原因是 。
【答案】(1)① 0.088 ② BC ③ 58% (2)① < ② ③ 一定 (3)900℃时反应达到平衡,升高温度,平衡向逆反应方向移动
【解析】(1)① 前10分钟内,氨气的浓度变化量是,所以NO的浓度变化量是,。
② 气体的总质量一定,根据密度公式,恒容条件下气体密度始终不变,故气体的密度不变不能作为体系达到平衡状态的标志,A不符合题意;该反应未平衡时气体的总物质的量发生变化,气体压强为一变量,当压强不变时可以说明反应达到平衡,B符合题意;用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,同种物质的时,反应达到平衡状态,所以说明反应达到平衡状态,C符合题意;生成物NO和的浓度比为始终为4:6,所以NO和的浓度比为4:6不能作为体系达到平衡状态的标志,D不符合题意,故答案选BC。
③,,,。
(2)① 该反应正向为气体体积增大的反应,加压使平衡逆向移动,所以压强越大,的平衡转化率越低,则。升高温度使的平衡转化率降低,所以升高温度使该反应的平衡逆向移动,平衡常数减小,同一温度下的平衡常数相同,所以。
② 该反应是一个熵增的放热反应,故,所以一定能够自发进行。
(3)由题图2可知,900℃之前反应未达平衡,温度升高反应速率加快,产率增大,900℃时反应达到平衡,900℃之后升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO产率下降。
16.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)已知的催化氧化反应: 是硫酸工业中十分重要的反应。回答下列问题:
(1)该反应在 (填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下自发。
(2)升高温度,平衡向 (填“正向”或“逆向”)移动。
(3)改变下列条件能提高的平衡转化率的是___________(填字母)。
A. 降低温度
B. 减小压强
C. 将液化分离
D. 加入催化剂
(4)一定温度下,在密闭容器中上述反应达到平衡后,保持压强不变,充入少量氦气,则平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(5)当达到平衡时,保持恒温,扩大容器体积,平衡将逆向移动,化学平衡常数K (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)在没有改变各物质初始加入量的前提条件下,反应的速率(v)随时间(t)变化的关系图如下,、、时刻改变某一外界条件,则时刻改变的外界条件为 ,时刻改变的外界条件为 。
【答案】(1)低温 (2)逆向 (3)AC (4)逆向 (5)不变 (6)① 加催化剂 ② 升高温度
【解析】(1)该反应,,才能自发,故低温才能自发进行。
(2)该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动。
(3)A.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,转化率升高,A正确;
B.降低压强,平衡往气体分子数增加的方向移动,即逆向移动,转化率降低,B错误;
C. 将液化分离,平衡正向移动,转化率升高,C正确;
D.加入催化剂只能改变反应速率,不改变平衡,不改变转化率,D错误;
故选AC。
(4)一定温度下,在密闭容器中上述反应达到平衡后,保持压强不变,充入少量氦气,反应物和生成物分压减小,相当于减小压强,平衡往气体分子数增加的方向移动,即逆向移动。
(5)平衡常数只受温度影响,温度不变,化学平衡常数K不变。
(6)时刻仅加快反应速率,且平衡没有发生移动,故改变的条件为加入催化剂;时刻正逆反应速率都增加,但正反应速率增加小于逆反应速率,平衡逆向移动,推测改变的条件为升高温度。
17.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)化学反应是学习化学的重要理论依据,现有以下问题请回答:
(1)300℃时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
①经测定,该反应的化学方程式为 ;
②该温度下,该反应的平衡常数表达式 ;若2 min时升高温度,Z的量增大,则该反应是 (填“放热”、“吸热”)反应。
(2)氢气可以用于合成甲醇的反应为 ,在恒压条件下测得的平衡转化率与温度和投料比关系如图所示:
①已知,则 (填“>”、“<”或“=”)0。
②由图可知,同温同压下越大,的平衡转化率越大,原因为 。
③写出一条可同时提高反应速率和平衡转化率的措施: 。
④保证该压强不变,向温度下,的平衡体系中再加入2 mol CO、4 mol 、2 mol ,则化学平衡 (填“正向”“逆向”或“不移动”)。
【答案】(1)① ② 吸热 (2)① < ② 一定条件下,增大其中一种反应物的浓度,平衡正向移动,另一种反应物的平衡转化率会提高 ③ 加压 ④ 不移动
【解析】(1)① 由图知,X的物质的量变化:(减少,为反应物);Y的物质的量变化:(减少,为反应物);Z的物质的量变化:(增加,为生成物),变化量的整数比为0.3:0.1:0.2 = 3:1:2,因此化学方程式为:;
② 平衡常数K为 “生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积”, 化学方程式为:,因此:;升高温度,Z的量增大(平衡正向移动),根据 “升温平衡向吸热方向移动”,可知该反应是吸热反应;
(2)① 已知,由图可知,在投料比一定的情况下,升高温度,氢气转化率下降,说明平衡逆向移动,则反应为放热反应,;
② 由图可知,同温同压下越大,的平衡转化率越大,原因是一定条件下,增大其中一种反应物的浓度,平衡正向移动,会促进另一种反应物的平衡转化率的提高,而其自身转化率降低;
③ 其他条件不变,增大压强可以使浓度增大,反应速率加快,该反应正向为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,氢气转化率升高;
④温度下,的平衡体系中一氧化碳、氢气的投料比为系数比,保证该压强不变,再加入2 mol CO、4 mol 、2 mol ,该投料比等于反应的系数比,温度、压强、平衡比例均未发生改变,相当于等效平衡,则化学平衡不移动。
18.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题:
Ⅰ.
(1)如图1是一定量丙烷完全燃烧生成和1 mol 过程中的能量变化图。
写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式: 。
图2是某反应的反应原理示意图,该反应的 0(填“>”、“<”),第②步的活化能 。
Ⅱ.已知下列热化学方程式:
①
②
③
(2)若反应③使用催化剂,那么将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)反应的 。
Ⅲ.
(4)化学清洗剂是一种温室气体。已知:键能是指断开(或生成)1 mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示:
化学键
F-F
N-F
键能/
941.7
154.8
283.0
则 。
Ⅳ.利用图中所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取100 mL 盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度
②用另一量筒量取100 mL NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH和盐酸溶液一并倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(5)仪器a的名称是 。烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(6)实验中改用80 mL 盐酸跟80 mL NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”)。
【答案】(1)① ② < ③ (2)不变 (3) (4) (5)① (环形)玻璃搅拌器 ② 减少实验过程中的热量损失 (6)不相等
【解析】(1)丙烷完全燃烧生成和1 mol ,故可写出对应的化学方程式,按照方程式结合反应过程与能量图可得生成1 mol 放热为方程式中生成4 mol放热为,热化学方程式表示为。
图2是某反应的反应原理示意图,该反应反应物能量表示为,生成物能量为,故<0。
第② 步的反应物相对能量为,TS2活化态相对能量为,活化能。
(2)催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率,但不改变反应焓变,故不变。
(3)根据盖斯定律可通过② +③ 获得,。
(4)反应物的总键能-生成物的总键能等于反应的焓变,故。
(5)仪器a的名称是(环形)玻璃搅拌器;烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(6)参与反应的物质的量越多,放热越大,由100 mL 盐酸和100 mL NaOH溶液改为80 mL 盐酸跟80 mL NaOH溶液,物质的量减小,放热减小,故答案为不相等。
19.(2025-2026高二上·甘肃兰州多校·期中)氮的氧化物是现代城市中的重要大气污染物。800℃时,将4.0 mol NO与2.0 mol 的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中发生反应:,随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
2.00
1.80
1.60
1.50
1.50
1.50
(1)用表示从0~3 s内该反应的平均速率 。
(2)达到平衡状态时,NO的转化率= ;该反应的平衡常数 。
(3)已知,该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(4)有利于反应正向进行的措施有___________。
A. 增大的浓度
B. 及时分离出气体
C. 适当升高温度
D. 选择高效的催化剂
(5)800℃时,某容器内,此时反应将 。
A.向正反应方向进行 B.向逆反应方向进行 C.处于平衡状态
【答案】(1) (2)① 25% ② 0.148 (mol/L)-1 (3)放热 (4)AB (5)B
【解析】(1)用表示从0~3 s内该反应的平均速率;
(2)3s达到平衡状态时,NO的转化率=,由题意列出三段式, ;
(3),说明升温平衡逆向移动,则正向为放热反应;
(4)A.增大的浓度,增大反应物浓度,平衡正移,A正确;
B.及时分离出气体,减小产物浓度,平衡正移,B正确;
C.适当升高温度,平衡向吸热方向移动,即向逆向移动,C错误;
D.选择高效的催化剂,催化剂对平衡没有影响,D错误;
故答案选AB;
(5)800℃时,,Qc>K,则平衡向逆向移动,故选B。
20.(2025-2026高二上·甘肃兰州部分学校·期中)电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、经济飞跃的主要动力。回答下列问题:
(1)汽油燃料电池工作原理如图1所示,电解质为掺杂了的晶体,在高温下能传导。以辛烷代表汽油,写出该电池工作时的负极反应式: 。2.24L(标准状况下)发生反应,理论上转移电子的物质的量为 mol。
(2)实验小组利用汽油燃料电池与图2装置研究金属的腐蚀与电解原理的应用。
①装置ⅰ中钢铁发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀,若利用汽油燃料电池对于钢铁进行保护,应将钢铁与铂电极 (填“1”或“2”)相连。
②装置ⅱ中a极电极反应式为 。
③利用装置ⅲ电解饱和食盐水制取NaOH,写出电解时反应的离子方程式: ,电解过程中d极pH (填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)① ② 0.4 (2)① 吸氧 ② 1 ③ ④ ⑤ 增大
【解析】图1中O2-移向铂电极1,根据阴离子移向负极可知铂电极1为负极,发生反应,铂电极2为正极,发生反应。
(1)电解质能在高温下能传导O2-,该电池工作时辛烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,负极反应式为;标准状况下2.24L为0.1mol,在正极得电子发生还原反应,理论上转移电子的物质的量为0.4mol,故答案为:;0.4;
(2)①装置ⅰ中钢铁在含酚酞的食盐水中铁作负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得电子发生还原反应,该腐蚀为吸氧腐蚀;若利用汽油燃料电池对于钢铁进行保护,应将钢铁作阴极,与电源的负极相连,图中应铂电极1相连,故答案为:吸氧;1;
②装置ⅱ为电解池,a极与电源的正极相连,为电解池的阳极,阳极溶液中氯离子失电子发生氧化反应,故答案为:;
③利用装置ⅲ电解饱和食盐水制取NaOH,根据钠离子向阴极移动可知d为阴极,c为阳极;阳极氯离子失电子发生氧化反应,阴极氢离子得电子发生还原反应,总反应的离子方程式:,电解过程中d极阴极负极氢氧根浓度增大,溶液pH增大,故答案为:;;增大。
21.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市华池县第一中学·期中)常温常压下,饱和氯水中氯气总浓度约为且存在可逆反应:。实验测得有的氯气与水发生反应。又知电离常数;,。
(1)向氯水中加入少量固体,平衡向 (填“左”或“右”)移动,溶液中 (填“减小”“增大”或“不变”)。
(2)反应的平衡常数为 。将此饱和氯水在日光下放置足够长的时间后,再加入足量溶液,最多可得到沉淀 g。
(3)相同温度下,、、三种粒子电离能力由强到弱的顺序为 。
(4)若要使饱和氯水中浓度增加,可加(通)入下列物质中的中_______。
A.
B.
C.
D.
(5)向溶液中通入时反应的离子方程式为 。
【答案】(1)① 右 ② 增大 (2)① 4.5×10-4 ② 25.83
(3)>> (4)D (5)
【解析】(1)氢氧化钠会中和氯水中的盐酸和次氯酸,平衡向右移动,溶液中氯离子浓度增大;
(2)饱和氯水中氯气总浓度约为0.09mol/L,则
所以K= = =4.5×10-4;将此饱和氯水在日光下放置足够长的时间后,次氯酸完全分解生成HCl、O2,根据氯原子守恒知n(Cl-)=0.09mol/L×1L×2=0.18mol,再加入足量溶液,Cl-完全转化为AgCl沉淀,因此最多可得到沉淀质量为;
(3)电离常数;,,故相同温度下,、、三种粒子电离能力由强到弱的顺序为>>;
(4),若要使饱和氯水中浓度增加,则需要平衡正向移动且不消耗HClO。
A. 具有还原性,会与氧化性的次氯酸反应,A不符合题意;
B. 酸性:>>,故可以与盐酸和次氯酸反应,B不符合题意;
C. 通入溶液,溶液中H+浓度增加,平衡逆向移动,C不符合题意;
D. 酸性:>>,盐酸可以与反应,而次氯酸与碳酸氢钠不反应,平衡正向移动且次氯酸浓度增大;
故选D;
(5);,,相同条件下,酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,因此酸性由强到弱的顺序为>>,向溶液中通入时反应的离子方程式为。
22.(2025-2026高二上·甘肃省庆阳市华池县第一中学·期中)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(l) ΔH1=-119.2 kJ∙mol-1;NH2COONH4(l) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+15.5kJ∙mol-1,已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,则2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3= kJ∙mol-1,下列图象能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是
(填标号)。
A. B. C. D.
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入2molNH3和1molCO2,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍,则:
①NH3的平衡转化率为 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.n(CO2):n(NH3)=1:2
B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
③若10min时保持温度和容器的容积不变,再向容器中同时充入1molNH3(g)、0.5molCO2(g)和0.5molH2O(g),则此时平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(3)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),若原料气中=m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示:
①若平衡时A点容器内总压强为0.5MPa,则上述反应的平衡常数KP= 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②若平衡时A、B对应容器的压强相等,则A、B对应的容器中,起始时投入氨气的物质的量之比nA(NH3):nB(NH3)= 。
【答案】(1)① -103.7 ② C (2)① 50% ② BC ③ 正向移动 (3)① 9 ② 11:10
【解析】(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(l) CO(NH2)2(s)+H2O(g);已知第一步反应为快速反应,ΔH1=-119.2 kJ∙mol-1,第二步反应为慢速反应,ΔH2=+15.5kJ∙mol-1,根据盖斯定律,第一步反应+第二步反应得2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3=-119.2 kJ∙mol-1+15.5 kJ∙mol-1=-103.7 kJ∙mol-1;第一步为放热反应,第二步为吸热反应,总反应放热;第二步反应为慢速反应,则第一步的活化能小于第二步的活化能,能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是C;
(2)① 设平衡时二氧化碳转化了amol,列出三段式,
起始压强为平衡时压强的1.5倍,,解得a=0.5,NH3的平衡转化率为50%;
②A.是定值,不能说明是否达到平衡状态,故不选A;
B.尿素是固体,混合气体的质量是变量,容器体积不变,密度是变量,混合气体的密度不再发生变化,说明反应一定达到平衡状态,故选B;
C.混合气体中CO2的体积分数为,所以混合气体二氧化碳的体积分数是变量,CO2的体积分数在混合气体中保持不变,反应一定达到平衡状态,故选C;
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O,两者描述的均为正速率,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选D;
选BC;
③ 若10min时保持温度和容器的容积不变,达到平衡,K=,再向容器中同时充入1molNH3(g)、0.5molCO2(g)和0.5molH2O(g),此时Q=,则此时平衡正向移动;
(3)① 设A点对应体系起始时NH3为3xmol,CO2为xmol,B点对应体系起始时NH3为2ymol,CO2为ymol,则:
A 点对应体系:
气体总物质的量为3x;
B点对应体系:
气体总物质的量为2.2y;
若平衡时A点容器内总压强为,则上述反应的平衡常数9;
② 若平衡时A、B对应容器的压强相等,则3x=2.2y, ,则A、B对应的容器中,起始时投入氨气的物质的量之比。
23.(2025-2026高二上·甘肃省定西市漳县第一中学·期中)25℃时,四种弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸
电离平衡常数(25℃)
已知:弱酸酸性越强,其酸根离子与结合能力越弱。
回答下列问题:
(1)写出的电离方程式: 。
(2)四种弱酸中,其中酸性最强的是 (填化学式);下列离子与的结合能力最强的是 (填字母)。
A. B. C. D.
(3)下列措施中能使次氯酸水溶液中增大的同时减小的是_________(填字母)。
A. 加入次氯酸钠固体
B. 加入固体
C. 加入固体
D. 升高温度
(4)写出向NaClO溶液中通入少量的离子方程式: 。
(5)常温下,反应的化学平衡常数为 (保留两位有效数字)。
(6)一定温度下,现有a.盐酸,b.硫酸,c.醋酸三种酸。
①若三种酸体积相同,物质的量浓度相同时,使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是 (用a、b、c表示,下同)。
②若三种酸中相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。
【答案】(1) (2)① ② A (3)AC (4) (5) (6)① b > a = c ② c > a = b
【解析】(1) 为二元弱酸,在水溶液中分步电离,且以第一步电离为主,其第一步电离方程式为 ;
(2)弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强。根据表格数据可知, 的电离常数最大,故酸性最强;酸性越弱,其对应的酸根离子与 结合能力越强。四种酸的各级电离常数中, 的第二步电离常数 最小,说明 的酸性最弱,因此其对应的酸根离子 与 结合能力最强,故选A。
(3)次氯酸水溶液中存在电离平衡:。
A.加入次氯酸钠固体,溶液中 增大,使电离平衡逆向移动,导致 减小,符合题意;
B.加入固体 , 完全电离出 ,会使溶液中 增大,不符合题意;
C.加入 固体, 会与溶液中的 反应,使 减小,促使电离平衡正向移动,从而使 增大,符合题意;
D.电离过程吸热,升高温度会促进电离,使 和 均增大,不符合题意;
故选AC。
(4)根据电离常数大小可知,酸性强弱顺序为 。根据强酸制弱酸原理,向 溶液中通入少量 ,反应生成 和 ,离子方程式为 。
(5)常温下,该反应的化学平衡常数 。将分子分母同乘 ,可得 ;
(6)① 一定温度下,体积相同、物质的量浓度相同的盐酸、硫酸和醋酸,其溶质的物质的量相同。硫酸是二元酸,盐酸和醋酸是一元酸,因此完全中和时硫酸消耗的 最多,盐酸和醋酸消耗的 物质的量相同,顺序为 b > a = c;
② 相同且体积也相同的三种酸,盐酸和硫酸是强酸,在水中完全电离,两者能提供的总 物质的量相同;而醋酸是弱酸,只有极少部分电离,要达到相同的 ,醋酸的总物质的量远大于盐酸和硫酸。分别放入足量的锌,产生气体的体积取决于酸的物质的量,故醋酸产生的气体最多,盐酸和硫酸产生的气体一样多,顺序为 c > a = b。
24.(2025-2026高二上·甘肃甘南藏族自治州卓尼县柳林中学·期中)某可逆反应:平衡常数与温度关系如表所示:
温度(℃)
360
440
520
K
0.036
0.010
0.0038
(1)根据上述数据判断,该可逆反应的正反应是 (“吸热”或“放热”)反应,理由是 。
(2)为了增大X的转化率和反应速率,宜采用的措施是________。
A. 升高温度 B. 增大压强 C. 加催化剂 D. 分离Z
(3)在恒容容器中充入Z气体,在一定条件下进行反应。下列图象不能表明该反应达到平衡状态的是 。
(4)440℃时,在2 L密闭容器中,开始充入1 mol X气体和3 mol Y气体进行反应。在某时刻测得,此时,反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”),简述理由: 。
(5)在某容积固定的容器中进行上述反应,当X、Y起始物质的量一定时,仅改变一个外界条件对Z体积分数的影响如图所示(曲线Ⅰ为标准),曲线Ⅲ改变的条件是 。
A.升高温度 B.增大压强 C.加合适的催化剂
【答案】(1)①
放热 ②
随着温度升高,平衡常数减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动 (2)B (3)A (4)①
否 ②
此时的浓度商 (该温度下的平衡常数),平衡正向移动,未达到平衡状态 (5)C
【解析】(1)分析表中数据可知,随温度的升高,反应的平衡常数 逐渐减小,说明升高温度使平衡向逆反应方向移动。根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应;
(2)该反应 是一个气体总分子数减小的放热反应;
A. 升高温度:反应速率增大,但平衡向吸热的逆反应方向移动,的转化率减小,A不符合要求;
B. 增大压强:反应速率增大,且平衡向气体体积缩小的正反应方向移动,的转化率增大,B符合要求;
C. 加催化剂:反应速率增大,但平衡不发生移动,的转化率不变,C不符合要求;
D. 分离Z:降低生成物浓度,平衡正向移动使的转化率增大,但反应速率会减小,D不符合要求;
故选B;
(3)恒容容器充入Z气体,反应初始向逆方向进行;
A. 反应的焓变()由反应物与生成物的能量差决定,是一个常数,不随反应进程或是否达到平衡而改变,故不能作为判断化学平衡状态的标志,A符合题意;
B. 反应体系中气体总质量不变,但随逆向反应的进行,气体总物质的量增大,根据平均摩尔质量 可知,气体平均摩尔质量会逐渐减小,当其保持不变时说明达到平衡状态,B不符合题意;
C. 随反应进行,的浓度逐渐增大,当的浓度保持不变时,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,C不符合题意;
D. 随反应进行,的体积分数逐渐减小,当的体积分数保持不变时,说明各组分的含量不再改变,达到了平衡状态,D不符合题意;
故选A;
(4)初始时,,,,某时刻测得 ,消耗的 ,根据化学反应方程式: ,此时c(Y)=1.5mol/L-3×0.05mol/L=1.35mol/L,c(Z)=0.1mol/L,计算此时的浓度商:。由于 ( 下的平衡常数),说明此时正反应速率大于逆反应速率,反应仍在正向进行中,尚未达到平衡状态;
(5)观察图像,与曲线Ⅰ相比,曲线Ⅲ达到平衡所用的时间更短,说明改变条件后反应速率增大了;但最终达到平衡时,的体积分数与曲线Ⅰ完全相同,说明平衡并没有发生移动。对于该反应,既能加快反应速率又不会引起化学平衡移动的措施只有加入合适的催化剂,故选C。
25.(2025-2026高二上·甘肃省靖远县第一中学·期中)水溶液中的离子平衡在生产生活中有广泛的应用。
(1)常温下,电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量。已知25℃时,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HCN)=4.9×10-10。
①等浓度的CH3COONa和NaCN溶液,pH由大到小的顺序为 。
②常温下,CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是 (填字母)。
A.c(H+) B. C.c(OH-) D.
(2)粗铜精炼中阳极质量减小64g时,转移电子数目 (填“一定为2NA”、“一定不为2NA”或“无法确定”),理由是 。
(3)向含有酚酞的Na2CO3溶液中滴入BaCl2溶液,观察到溶液颜色变浅,请用化学平衡移动原理解释该现象: 。
【答案】(1)① NaCN>CH3COONa ② BCD (2)① 无法确定 ② 粗铜中含有Zn、Fe等活泼金属杂质,阳极溶解时这些杂质也会失去电子,由于这些杂质金属的摩尔质量与铜()不同,且粗铜中各成分的比例未知,故转移电子数无法确定。 (3)Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,加入BaCl2后,Ba2+与CO结合生成BaCO3沉淀,c(CO)减小,水解平衡逆向移动,c(OH-)减小,溶液红色变浅
【解析】(1)① 根据“越弱越水解”的规律,弱酸的酸性越弱,其对应的强碱弱酸盐的水解程度越大,相同浓度下溶液的碱性越强(即pH越大)。由电离常数知,常温下酸性强弱顺序为:,故对应酸根离子的水解程度大小为:。因此,等浓度溶液的pH大小顺序为 。
② 溶液加水稀释过程中,电离平衡正向移动,但溶液体积增大的影响占据主导,导致溶液中 、、 均减小,据此分析:
A.由上述分析知,溶液中 减小,A不符合题意;
B.,由于 减小,而温度不变 不变,故该比值变大,B符合题意;
C.由于 减小,根据水的离子积常数 保持不变可知, 变大,C符合题意;
D.,由于 减小, 不变,故该比值变大,D符合题意;
故选BCD。
(2)粗铜精炼时,阳极不仅有铜发生氧化反应失去电子,粗铜中含有的比铜活泼的杂质金属(如铁、锌等)也会优先或同时失去电子发生溶解。由于这些杂质金属的摩尔质量与铜()不同,且粗铜中各成分的比例未知,因此当阳极质量减少 时,转移的电子数目无法确定。
(3) 是强碱弱酸盐,溶液中存在水解平衡:,使溶液显碱性,滴入酚酞后溶液呈红色。向其中加入 溶液后, 与 反应生成难溶的 沉淀,导致溶液中反应物 减小,根据勒夏特列原理,水解平衡向逆反应方向移动,使得溶液中 减小,溶液的碱性减弱,因此观察到溶液的红色变浅。
26.(2025-2026高二上·甘肃省定西市漳县第一中学·期中)“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。回答下列问题:
已知: 平衡常数
平衡常数
平衡常数
(1)平衡常数 (用、表示)。
(2)T温度下,在2L恒容密闭容器中按照投料比发生反应③,起始气体总压强为,测得的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到10 min, ;试在图中绘制出的浓度随时间变化的图像 。
②平衡时容器内的压强为 (填含的代数式);该反应的平衡常数为 (保留分数形式)。
③下列事实能说明反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A.和的物质的量之比保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.每生成1 mol ,同时生成1 mol
D.容器内混合气体的压强保持不变
(3)向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的和发生反应③,在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间,转化率随反应温度的变化如图所示。
①温度下,使用 (填“M”或“N”)型催化剂效果更好。
②a点 b点(填“>”“<”或“=”)。
③b点不同催化剂作用下,的转化率相同且均有下降趋势的原因是(不考虑催化剂活性丧失问题) 。
【答案】(1)K1⋅K2 (2)① 0.075 ② ③ ; ④ ⑤ BD (3)① M ② < ③ 温度升高到b点时,两种催化剂作用下反应均已达到平衡状态;反应③的为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,因此的转化率均下降
【解析】(1)反应③ = 反应① + 反应② ,当两个反应相加得到总反应时,总反应的平衡常数为两个分步反应平衡常数的乘积,因此。
(2)① 10 min时从初始降至平衡,浓度变化量为,根据速率定义;根据反应计量比,生成的浓度与消耗的浓度相等,因此从0开始逐渐增大,10 min时达到后保持不变。
②初始总物质的量:,,总物质的量为8 mol;平衡时剩余0.5 mol,剩余1.5 mol,生成1.5 mol、1.5 mol,总物质的量为5 mol。恒温恒容下压强与物质的量成正比,因此平衡压强为;代入平衡常数表达式,代入平衡浓度、、,计算得。
③A.初始投料,反应中二者消耗比也为1:3,全程物质的量之比始终为1:3,不能判断平衡,A不符合题意;
B.反应前后气体总质量不变,总物质的量变化,平均相对分子质量不变说明气体总物质的量不再变化,反应达平衡,B符合题意;
C.生成和生成均为正反应方向的过程,始终满足1:1的计量关系,不能判断平衡,C不符合题意;
D.恒温恒容下,反应前后气体分子数变化,压强保持不变说明总物质的量不再变化,反应达平衡,D符合题意;
故选BD。
(3)①区间内,相同温度下M型催化剂对应的转化率更高,催化效果更好。
②a点反应还未达到平衡,正向进行,a点的逆反应速率小于a点的正反应速率;而b点温度更高,温度越高反应速率越大,因此a点的逆反应速率远小于b点的正反应速率。
③ b点温度下两个反应体系均已达到化学平衡,该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,的转化率降低,因此两种催化剂下转化率均出现下降趋势。
27.(2025-2026高二上·甘肃武威民勤县·期中)我国利用焦炉煤气制取甲醇()及二甲醚()技术已日臻成熟。回答下列问题。
(1)已知下列反应的热化学方程式。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则的 。
(2)二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①反应的平衡常数 (用、、表示);下列措施中,能提高该反应平衡产率的有 (填字母)。
A.使用过量的CO B.升高温度 C.增大压强 D.使用催化剂
②一定温度下,将0.3 mol CO和0.2 mol 通入2 L恒容密闭容器中,发生反应Ⅲ,6 min时达到平衡状态,平衡后测得的体积分数为30%,则 ,的平衡转化率为 , 。再向该平衡体系中充入0.15 mol CO和0.1 mol ,则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,CO的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) (2)① ② AC ③ 0.0125 ④ 75% ⑤ 3 ⑥ 正向 ⑦ 不变
【解析】(1)根据盖斯定律,得,故。
(2)①2×Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得,,。
A.使用过量的,则增大,该反应的平衡正向移动,的平衡产率增大,A符合题意;
B.该反应为放热反应,升高温度使该反应的平衡逆向移动,的平衡产率降低,B不符合题意;
C.增大压强使该反应的平衡正向移动,的平衡产率增大,C符合题意;
D.使用催化剂对该反应的平衡无影响,不影响的平衡产率,D不符合题意;
故选AC。
②设达到平衡时转化的物质的量为x mol,列“三段式”: ,平衡时氢气的体积分数为,则有,解得,故,的平衡转化率为,。再向该平衡体系中充入0.15 mol CO和0.1 mol ,使得,则平衡正向移动,但由于按初始物质的量之比投料,且该反应为气体体积不变的反应,所以的转化率不变。
28.(2025-2026高二上·甘肃兰州部分学校·期中)二甲醚是含氢量高、廉价易得、无毒的优良制氢原料,二甲醚水蒸气重整制氢体系中发生如下反应:
主反应: ;
副反应:;
回答下列问题:
(1)主反应在 (填“高温”或“低温”)下能正向自发进行,根据主反应,能提高产量的措施为 (任写一种)。
(2)已知主反应的机理分为两步:
步骤ⅰ: ;
步骤ⅱ:……;
①步骤ⅱ的热化学方程式为 。
②以CO作为原料制取可以减少副反应带来的损耗并提高的产量,下图是利用CO与水反应的历程图(附着在催化剂表面上的用·标识)。该反应的焓变 (填“<”或“>”)0。
(3)如图是选择性随水醚比变化的曲线,由图可知,工业上一般在 条件下进行二甲醚制氢。
(4)向恒压为p的体系中充入物质的量之比为1∶3的、发生二甲醚水蒸气重整制氢反应,达到平衡时,二甲醚转化率为25%,且产物中。
①能判断该反应达到平衡状态的标志为 (填字母)。
A.混合气体中各物质分压保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体平均摩尔质量保持不变
D.消耗1mol 时,有2mol 生成
②该温度下达到平衡时,的转化率为 ;体系内二甲醚水蒸气重整制氢主反应的 (列出含p的计算式即可)。
【答案】(1)① 高温 ② 升高温度 (2)① ② < (3)温度423K,水醚比为4 (4)① ABC ② 20% ③
【解析】(1)主反应的,,反应能自发进行,故需要高温的条件;主反应为分子数增大的吸热反应,从平衡角度考虑,能提高H2产率的措施有:升高温度(或减小压强);
(2)根据盖斯定律,由主反应和步骤i反应可知,步骤ii =(主反应-步骤i),步骤ii反应的热化学方程式为 ,即步骤ⅱ的热化学方程式为: ;
由图示可知,反应物的相对能量为0,生成物的相对能量为-0.72 eV,其焓变为-0.72 eV<0;
(3)由图可知,423K、水醚比为4时,的选择性较高,再增大水醚比,的选择性基本不发生变化,所以工业上一般在423K、水醚比为4的条件下进行二甲醚制氢;
(4)A.混合气体中各物质分压保持不变,则各物质的浓度不变,反应达平衡状态,故A符合题意;
B.随着反应的进行,混合气的体积不断增大,但总质量不变,所以混合气的密度不断减小,当混合气的密度保持不变时,反应达平衡状态,故B符合题意;
C.随着反应的进行,混合气体的总质量不变,总物质的量不断增大,平均摩尔质量不断减小,当平均摩尔质量保持不变时,反应达平衡状态,故C符合题意;
D.消耗1 mol CH3OCH3时,有2 mol CO2生成,反应进行的方向相同,所以不能判断该反应达到平衡状态,故D不符合题意;
故答案选ABC;
设该温度下,恒压为的体系中充入CH3OCH3的物质的量为a mol,设CH3OCH3按主反应转化了x mol,按副反应转化了y mol,可列“三段式”如下:
则,,解得x=0.2a,y=0.05a,则平衡时,,,,,,,则的转化率为;主反应中各物质的分压为:,,,,体系内二甲醚水蒸气重整制氢主反应的。
29.(2025-2026高二上·甘肃省兰州大学附属中学·期中)25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
HClO
电离平衡常数Ka
;
已知:忽略混合前后溶液体积和温度的变化。回答下列问题:
(1)当温度升高时, (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)下列反应不能发生的是 (填标号)。
a.
b.
c.
d.
(4)用蒸馏水稀释醋酸溶液,下列各式表示数值随加入的水的体积增大而增大的是 (填标号)。
a.n(H+) b.c(H+) c. d.c(OH-)
(5)体积均为10 mL,pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000 mL,稀释过程中pH变化如图所示。
则HX的电离平衡常数 (填“>”、“=”或“<”,下同)醋酸的电离平衡常数,稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+) 醋酸溶液中水电离出来的c(H+)。
(6)联氨()性质与相似,与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为,写出它的第二步电离方程式 ,它与硫酸反应形成的酸式盐的化学式为 。
【答案】(1)增大 (2)酸性 (3)cd (4)ad (5)① > ② > (6)① ② N2H5HSO4
【解析】(1)CH3COOH为弱酸,电离过程吸热,当温度升高时,Ka(CH3COOH)增大。
(2)pH=3的溶液是弱酸溶液,其浓度远大于,而pH=11的溶液是强碱溶液,其浓度等于。等体积混合时,的物质的量远大于的物质的量,反应后过量,故溶液呈酸性。
(3)a.对于反应,由于Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3),所以反应能发生,a不符合题意;
b.对于反应,由于Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),所以反应能发生,b不符合题意;
c.对于反应,由于Ka(HClO)<Ka1(H2CO3),所以反应不能发生,c符合题意;
d.对于反应,由于Ka2(H2CO3)<Ka(HClO),所以反应不能发生,d符合题意;
故选cd。
(4)a.用蒸馏水稀释醋酸溶液,醋酸的浓度减小,电离程度增大,n(H+)增大,a符合题意;
b.用蒸馏水稀释醋酸溶液,虽然醋酸的电离程度增大,n(H+)增大,但由于溶液体积增大占主导地位,所以c(H+)减小,b不符合题意;
c.=,用蒸馏水稀释醋酸溶液,c(H+)减小,Ka不变,则减小,减小,c不符合题意;
d.用蒸馏水稀释醋酸溶液,c(H+)减小,则c(OH-)增大,d符合题意;
故选ad。
(5)体积均为10 mL,pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000 mL,HX的pH变化大,但小于5,则HX仍为弱酸,但比CH3COOH的酸性强,所以HX的电离平衡常数>醋酸的电离平衡常数。稀释后,HX溶液的pH大,则溶液中c(H+)比CH3COOH溶液中要小,对水的抑制作用比CH3COOH小,所以水电离出来的c(H+)>醋酸溶液中水电离出来的c(H+)。
(6)联氨()性质与相似,与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为,则它的第二步电离为继续与水电离出的H+结合为,同时生成1个OH-,电离方程式,它与硫酸反应形成酸式盐,表明N2H4结合1个H+生成,则硫酸的酸式盐的化学式为N2H5HSO4。
pH相同的强酸与弱酸稀释相同倍数,由于强酸的电离程度不变而弱酸的电离程度增大,所以弱酸溶液中c(H+)大。
30.(2025-2026高二上·甘肃省兰州大学附属中学·期中)氨的催化氧化过程是当下研究的重要课题。
(1)与在一定压强和800℃条件下发生催化氧化反应时,可发生不同反应:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
①该条件下与反应生成NO的热化学方程式为 。
②恒温恒容密闭容器中,下列说法可以证明反应ⅰ已达到平衡状态的是 (填序号)。
A.
B.n个键断裂的同时,有n个键形成
C.混合气体的密度不变
D.容器内压强不变
③反应ⅰ与反应ⅱ有关物质产率与温度的关系如图。下列说法正确的是 。
A.氨催化氧化生成时,温度应控制在400℃左右
B.对反应升温可提高反应物转化率
C.提高物料比的值,主要目的的是提高反应速率
D.840℃后,NO产率下降的主要原因是以反应(ⅱ)为主
(2)在两个恒压密闭容器中分别充入2.0 mol、3.7 mol,仅发生反应ⅱ,测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。
① (填“>”或“<”),理由是 。
②若容器的初始体积为2.0 L,则在A点状态下平衡时容器中 。
③B点的平衡常数 。(用分压表示,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数。写出代数式,无需计算具体结果)
【答案】(1)① ② D ③ AD (2)① > ② 反应ii分子数目增大,增大压强平衡逆向移动,NH3的平衡转化率降低,所以> ③ 0.38 ④
【解析】(1)① 按盖斯定律,(反应i-反应ii)得:该条件下N2与O2反应生成NO的热化学方程式为 (通过计算而得)。
②A.正逆反应速率相等时存在,而代表正逆反应速率不相等,不处于平衡状态,A错误;
B. n个N-H键断裂的同时,有n个O-H键形成都代表是正反应速率,不能说明上述反应达到平衡状态, B错误;
C.根据质量守恒,混合气体的质量不变,体积也不变,故混合气体的密度为定值,故恒温恒容时,混合气体的密度保持不变不能说明上述反应达到平衡状态,C错误;
D.由于该反应前后气体的分子数不同,混合气体的压强发生改变,恒温恒容时,混合气体的压强保持不变可以说明上述反应达到平衡状态,D正确;
故选D。
③A.由图可知,氨催化氧化生成N2时,温度应控制在400℃左右,A正确;
B.反应i与反应ii均为放热反应,升温平衡左移,故反应升温会降低反应物转化率,B不正确;
C.提高物料比的值,相当于增大氧气浓度、减小氨气浓度,主要目的的是提高氨气的转化率,C不正确;
D.由图知,840℃后,NO产率下降,N2的产率上升,主要原因是以反应(ii)为主,D正确;
故选AD。
(2)① 反应ii为: ,温度不变时,增压使平衡左移,氨气的转化率减小,则图中>,理由是:反应ii分子数目增大,增大压强平衡逆向移动,NH3的平衡转化率降低,所以>。
② 恒压密闭容器中分别充入、,若容器的初始体积为2.0L,在A点状态下平衡时氨气的转化率为60%,则存在三段式: 则平衡时混合气体共6mol,,则,容器中=0.38。
③B点为p1、T1时的平衡状态、氨气的转化率为60%,则则存在三段式: 则平衡时混合气体共6mol,平衡常数,即。
31.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点高中·期中)“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)则表示燃烧热的热化学方程式为 。
Ⅱ.和在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中分别通入和,发生反应: 。
(2)该反应在 (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(3)下列能判断达到平衡状态的是___________(填序号)。
A. 一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B. 容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C. 一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D. 和的物质的量之比不再改变
Ⅲ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为:,设m为起始时的投料比,即。
(4)图中投料比相同,温度从高到低的顺序为 。
(5)图2、、从大到小的顺序为 。
(6)下图表示在总压为5MPa的恒压条件下,且时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为 (填化学式)。
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1,2—二氯丙烷(),主要副产物为3—氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.2
65.2
61.6
57.6
57.6
(7)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率 。
(8)该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
【答案】(1) (2)高温 (3)BC (4) (5) (6) (7)0.09kPa/min (8)0.21
【解析】(1)甲醇的燃烧热为1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,反应的方程式为,由盖斯定律可知,反应① ×+② ×+③ ×2得到反应,则反应的焓变△H==—,反应的热化学方程式为,故答案为:;
(2)该反应是熵增的吸热反应,高温条件下反应ΔH—TΔS<0,能自发进行,故答案为:高温;
(3)A.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在容积固定的容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
B.该反应为吸热反应,容积固定的绝热容器中反应时,反应温度会降低,则温度保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积增大的反应,一定温度和容积固定的容器中反应时,平均相对分子质量增大,则平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
D.二氧化碳和甲烷的起始物质的量之比与化学计量数之比相等,反应中消耗二氧化碳和甲烷的物质的量之比始终相等,则二氧化碳和甲烷的起始物质的量之比不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
故选BC;
(4)该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率减小,由图可知,投料比相同时,T1、T2、T3条件下二氧化碳的转化率依次减小,则反应温度的大小关系为T3>T2>T1,故答案为:T3>T2>T1;
(5)投料比增大相当于增大氢气的浓度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大,由图可知,温度相同时,m1、m2、m3条件下二氧化碳的转化率依次减小,则投料比的大小顺序为m1>m2>m3,故答案为:m1>m2>m3;
(6)该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,乙醇和水蒸气的物质的量分数减小,由方程式可知,相同温度时,水蒸气的物质的量分数大于乙醇的物质的量分数,所以图中曲线d代表乙醇,故答案为:C2H5OH;
(7)由表格数据可知,120min时,容器内气体压强为69.2kPa,由方程式可知,反应① 为气体体积减小的反应、反应② 为气体体积不变的反应,则容器内气体的压强减小只与反应① 有关,所以前120min内1,2—二氯丙烷的反应速率为=0.09kPa/min,故答案为:0.09kPa/min;
(8)由表格数据可知,起始丙烯和氯气的分压都为80kPa×=40kPa,,300min时反应达到平衡,容器内气体压强为57.6kPa,由方程式可知,反应① 为气体体积减小的反应、反应② 为气体体积不变的反应,则容器内气体的压强减小只与反应① 有关,所以平衡时1,2—二氯丙烷的分压为(80—57.6) kPa=22.4kPa,反应① 消耗丙烯和氯气的分压都为22.4kPa;平衡时氯化氢的体积分数为12.5%,则氯化氢的分压为57.6kPa×12.5%=7.2kPa,反应② 消耗丙烯和氯气的分压都为7.2kPa,平衡时丙烯和氯气的分压都为40kPa—22.4kPa—7.2kPa=10.4kPa,所以反应① 的平衡常数Kp=≈0.21kPa—1,故答案为:0.21。
32.(2025-2026高二上·甘肃张掖省重点高中·期中)回答下列问题:
I.氮的氧化物是大气污染物之一,用一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。
已知: ①2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) ∆H1=−221 kJ·mol−l
②C(s)+O2(g)⇌CO2(g) ∆H2= −393.5 kJ·mol−1
③N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ∆H3=+181 kJ·mol−1
(1)CO还原NO反应:2CO(g) + 2NO(g)⇌2CO2(g) + N2(g) ∆H= kJ·mol−l。
(2)其他条件相同时,使用两种不同催化剂,反应相同时间,CO的转化率随温度变化的影响如图:
①工业生产中应选择的温度和催化剂分别是 、 。
②图中温度高于320℃时,CO转化率减小的原因可能是 。
Ⅱ.在不同温度下,体积为2 L的密闭容器中加入2mol N2O、2mol CO发生反应:N2O(g)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ∆H<0。实验测得N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。
(3)对应温度下平衡常数的大小:Ka Kb(均填“>”“<”或“=”)。
(4)曲线b从反应开始到M点,平均反应速率v(CO)= mol·L-1·s-1。
(5)曲线b的温度下,对应的平衡常数的值K= ,达平衡后,保持曲线b下的温度不变,向容器中再充入N2O、CO、N2和CO2各0.5 mol,此时反应进行的方向是 (填“正向”或“逆向”或“不移动”),理由是 。
【答案】(1)-747 (2)① 320℃ ② 催化剂2 ③ 升温使催化剂活性降低或升温平衡逆向移动 (3)< (4)0.001 (5)① (或≈0.11) ② 逆向 ③ Q=0.25>K,平衡逆向移动
【解析】(1)根据盖斯定律可知,2×②-①-③ 可得2CO(g)+ 2NO(g)= 2CO2(g)+ N2(g),则∆H=−393.5 kJ⋅mol−1×2+221 kJ⋅mol−l-181 kJ⋅mol−1=-747 kJ/mol;
(2)① 由题干图示信息可知,相同温度下催化剂2作催化剂CO的转化率均高于催化剂1作催化剂,且320℃时,催化剂2作催化剂时,CO的转化率最大,故工业生产中应选择的温度和催化剂分别是320℃、催化剂2;
② 由于该反应是一个放热反应,则温度高于320℃时,CO转化率减小的原因可能是升温使催化剂活性降低,也可能是温度升高平衡逆向移动;
(3)该反应为放热反应,温度:a>b,升高温度平衡逆向移动,平衡常数K减小,则Ka<Kb;
(4)M点时,n(N2O)=2 mol×20%=0.4 mol,则n(CO)=0.4 mol,v(CO)== 0.001 mol·L-1·s-1;
(5)曲线b达到平衡时,N2O转化率为25%,列三段式有: ,体积为2 L,则平衡常数K=;达平衡后,保持曲线b下的温度不变,向容器中再充入N2O、CO、N2和CO2各0.5 mol,则Q=>K,平衡逆向移动。
33.(2025-2026高二上·甘肃兰州学府致远学校·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。已知下列反应的热化学方程式:
① (平衡常数)
② (平衡常数)
③ (平衡常数)
(1)已知反应②中相关化学键的键能数据如表:
化学键
C-H
H-S
C=S
H-H
键能/()
a
b
c
d
则C=S键的键能 (用含a,b,d的代数式表示)。
(2)下列叙述一定能说明反应②达到平衡状态的是_______(填字母)。
A. 断裂4 mol C-H键的同时生成4 mol H-H键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)在恒压密闭容器内,充入与只发生反应③。的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①压强: (填“”、“”或“”)。
②比较A,B,C三点的平衡常数大小: (用,,表示)。
(4)若其他条件相同的情况下,反应③在不同温度下反应相同时间后,测得的转化率(α)随温度(T)的变化曲线如图,其原因是 。
【答案】(1) (2)CD (3)① ② (4)DE段未达到平衡,升高温度,反应速率增大,单位时间内的转化率增大;E点为平衡点,EF段升高温度,平衡逆向移动,转化率减小
【解析】(1)反应②=反应①-反应③ ,根据盖斯定律可知: ,反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和; ,故。
(2)A.C-H断裂键的同时生成H-H键,描述的都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应平衡;
B.反应速率比等于反应中系数比;恒温恒容,生成物和浓度之比等于系数比,其比值不再变化,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应平衡;
C.反应为气体分子数改变的反应,恒温恒压,随着反应进行,容器体积改变,而混合气总质量不变,当混合气体的密度不再变化,能说明平衡不再移动,达到平衡;
D.平衡常数受温度影响,恒容绝热,随着反应进行,温度发生改变,不再变化,说明平衡不再移动,反应达到平衡;
故选CD。
(3)① 反应③ 是气体体积减小的反应,同一温度条件下,增大压强,平衡正向移动,的转化率增大,所以压强: > ;
② 平衡常数受温度影响,反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故;。
(4)若其他条件相同的情况下,反应③ 在不同温度下反应相同时间后,测得的转化率(α)随温度(T)的变化曲线如图,其原因是:DE段未达到平衡,升高温度,反应速率增大,单位时间内的转化率增大;E点为平衡点,EF段升高温度,平衡逆向移动,转化率减小。
试卷第1页,共3页
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