2023届天津市滨海新区塘沽第一中学高三第一次月考化学试题含解析
展开天津市滨海新区塘沽第一中学2023届高三第一次月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在①化合反应;②分解反应;③置换反应;④复分解反应,四种基本反应类型中,一定属于氧化还原反应的是
A.①③ B.②③ C.③④ D.③
【答案】D
【详解】①有元素化合价变化的化合反应是氧化还原反应,如H2+Cl22HCl等,没有元素化合价变化的化合反应不是氧化还原反应,如CaO+H2O=Ca(OH)2等,故①不选;
②有元素化合价变化的分解反应是氧化还原反应,如2HClO2HCl+ O2↑等,没有元素化合价变化的分解反应不是氧化还原反应,如CaCO3CaO+CO2↑等,故②不选;
③置换反应中一定有元素化合价发生变化,所以置换反应一定是氧化还原反应,故③选;
④复分解反应中没有元素化合价变化,都不是氧化还原反应,故④不选;
则一定是氧化还原反应的是③,答案选D。
2.下面的排序不正确的是
A.晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.熔点由高到低:Na>Mg>Al
D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI
【答案】C
【详解】A.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,则晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4,故A正确;
B.原子晶体中,原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越牢固,硬度越大,键长C−C<C−Si<Si−Si,则硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅,故B正确;
C.金属晶体中金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由移动的电子之间的静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,则熔点由高到低:Al>Mg>Na,故C错误;
D.离子半径越小、离子键越强,晶格能越大,熔沸点越高,离子半径:r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-),则熔点由高到低:NaF>NaCl>NaBr>NaI,故D正确;
故选C。
3.是重要的核工业原料,下列有关的说法中正确的是
A.原子核中含有92个中子 B.原子核外有143个电子
C.与互为同位素 D.与互为同素异形体
【答案】C
【分析】元素符号左上角数字表示质量数,左小角数字表示质子数,质量数-质子数=中子数。
【详解】A. 原子核中含有92个质子,A错误;
B. 原子核外有92个电子,B错误;
C. 与质子数相同,中子数不同,互为同位素,C正确;
D. 与互为同位素,同素异形体研究的对象为单质,D错误;
答案选C。
4.根据下表信息,判断下列叙述中正确的是
氧化剂
还原剂
其他反应物
氧化产物
还原产物
①
Cl2
FeBr2
Cl-
②
KClO3
浓盐酸
Cl2
③
KMnO4
H2O2
H2SO4
O2
Mn2+
A.氧化性强弱的比较:KClO3>Fe3+>Cl2>Br2
B.表中②组反应的还原产物是KCl,生成lmolKCl时转移电子的物质的量是6mol
C.表中①组的反应可知:通入Cl2的量不同,氧化产物可能不同
D.表中③组反应的离子方程式为:2+3H2O2+6H+=2Mn2++4O2↑+6H2O
【答案】C
【详解】A.氧化剂的氧化性强于氧化产物,由反应①可知,氧化产物为Fe3+或Br2或Fe3+或Br2,则氧化性Cl2> Fe3+,故A错误;
B.由题给信息可知,氯酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯气和水,反应的化学方程式为KClO3+6HCl=KCl+3 Cl2↑+3H2O,由方程式可知,生成lmolKCl时转移电子的物质的量是5mol,故B错误;
C.亚铁离子的还原性强于溴离子,若氯气不足量,还原性强的亚铁离子与氯气反应,氧化产物为铁离子,若氯气过量,亚铁离子和溴离子均被氯气氧化,氧化产物为铁离子和溴单质,故C正确;
D.表中③发生的反应为酸性条件下,溶液中过氧化氢与高锰酸根离子发生氧化还原反应生成锰离子、氧气和水,反应的离子方程式为:2+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,故D错误;
故选C。
5.下列化学用语正确的是( )
A.乙烯的结构简式:CH2CH2 B.丙烷分子的比例模型为:
C.2-甲基-1-丁烯的键线式: D.四氯化碳分子的电子式为:
【答案】C
【详解】A.乙烯的分子中含有官能团碳碳双键,不能省略,所以乙烯的结构简式:CH2=CH2,故A错误;
B.丙烷结构简式为CH3CH2CH3,为丙烷分子的球棍模型,它的比例模型为,故B错误;
C.键线式中线表示化学键,折点为C原子,2-甲基-1-丁烯的键线式为,故C正确;
D.氯原子上的孤电子对未标出,四氯化碳电子式为,故D错误;
答案为C。
6.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
将某气体通入品红溶液中
品红溶液褪色
该气体一定是
B
向亚硝酸中加入少量溶液
有气泡生成
非金属性
C
某无色溶液中可能含有:,向该溶液中加入少量溴水
溶液呈无色
该溶液中一定不含,肯定含有,可能含有
D
将少量铜粉加入溶液中
固体溶解,溶液变蓝色
金属铁比铜活泼
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.能够使品红溶液褪色的气体可能是SO2,也可能是具有强氧化性的Cl2等,因此不能据此判断气体成分是SO2,A错误;
B.向亚硝酸中加入少量溶液,有气泡生成,说明亚硝酸的酸性强于碳酸,但是亚硝酸不是氮元素的最高价氧化物对应水化物,故不能得出非金属性,B错误;
C.向该无色溶液中加入少量溴水,溴水褪色,溶液呈无色,由于离子还原性SO>I-,判断一定含有SO,可能含有I-,一定不含有Ba2+,C正确;
D.将少量铜粉加入溶液中,发生反应,没有金属间的置换,不能比较活泼性,D错误;
故选C。
7.为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.常温常压下,22.4L 中含有的分子数小于
B.11.7g NaCl溶于水,所得溶液中数目为0.2
C.浓度为0.5的溶液中,含有的数目为1.5
D.1mol 溶于足量水,所得溶液中HClO、、粒子数之和小于2
【答案】C
【详解】A.常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,22.4L 的物质的量小于1mol,所以分子数小于,故A正确;
B.11.7g NaCl溶于水,所得溶液中数目为0.2,故B正确;
C.溶液体积未知,不能计算浓度为0.5的溶液中含有的数目,故C错误;
D.1mol 溶于足量水,所得溶液中含氯微粒有Cl2、HClO、、,根据元素守恒,HClO、、粒子数之和小于2,故D正确;
选C。
8.下列说法正确的是
A.酯在碱性条件的水解称为皂化反应
B.苯能发生取代反应但不能发生加成反应
C.常温下乙烯、乙炔、乙醇都能被酸性高锰酸钾氧化
D.蛋白质投入硫酸溶液中能发生中和反应生成硫酸铵
【答案】C
【详解】A.油酯在碱性条件的水解反应生成高级脂肪酸盐即肥皂的主要成分,故油酯在碱性条件的水解称为皂化反应,A错误;
B.苯能发生取代反应,在一定条件下也能与H2、Cl2等发生加成反应,B错误;
C.常温下乙烯中含有碳碳双键、乙炔中含有碳碳三键、乙醇含有羟基,故它们都能被酸性高锰酸钾氧化,C正确;
D.蛋白质投入硫酸溶液中能发生蛋白质的变性,而不是中和反应,不能生成硫酸铵,D错误;
故答案为:C。
9.下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是
A.pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
B.空气: C2H2、CO2、SO2、NO
C.氢氧化铁胶体:H+、K+、S2-、Br-
D.高锰酸钾溶液:H+、Na+、SO42-、C2H5OH
【答案】A
【详解】A.pH=12的溶液,显碱性,该组离子之间不反应,与氢氧根离子也不反应,可大量共存,故A正确;
B.NO和空气中的氧气反应,不能大量共存,故B错误;
C.H+、S2-反应生成硫化氢气体,不能大量共存,故C错误;
D.H+、MnO4-、C2H5OH能够发生氧化还原反应,不能大量共存,故D错误;
故选A。
【点睛】本题的易错点为D,要注意乙醇能够被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸。
10.向氨水中加入晶体,溶液的碱性
A.增强 B.减弱 C.不变 D.无法判断
【答案】B
【详解】稀氨水中存在如下平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,加入氯化铵固体,增大了NH的浓度,导致平衡逆向移动,碱性减弱,故选B。
11.2021年12月9日下午,神舟十三号“太空出差三人组”在中国空间站进行了太空授课,“太空教师”王亚平介绍了宇航员在太空中的主要氧气来源为电解水产生。下列关于电解水的说法正确的是
A.水既是氧化剂也是还原剂
B.常温下每消耗18g水即可产生
C.每生成共转移电子
D.电解水时产生的为氧化产物
【答案】A
【详解】A.电解水过程中发生反应,水既是氧化剂也是还原剂,A项正确;
B.每消耗18g水的物质的量,理论上可以产生0.5mol氧气,标准状况下体积为V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=,B项错误;
C.O元素化合价从-2升到0价,每生成共转移2×(2-0)=电子,C项错误;
D.H元素化合价降低,是电解水中的还原产物,D项错误;
故选:A。
12.五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如图所示,下列关系不正确的是
A.元素X可能为锂 B.原子半径大小:
C.中各原子均达8电子稳定结构 D.Y和M在同一族
【答案】C
【分析】X化合价为+1,其原子序数小于其它四种元素,则元素X可能为H或Li;Z的化合价为+4,Y的化合价为+5,原子序数Z>Y,则Y为N、Z为Si元素;M的化合价为-3,则M为P元素;W的化合价为-2,其原子序数最大,则W为S元素,据此解答。
【详解】A.X化合价为+1,其原子序数小于其它四种元素,则元素X可能为H或Li,故A正确;
B.同一周期原子序数越小原子半径越大,则原子半径大小:,故B正确;
C.元素X可能为H或Li,X2W中X原子不是8电子稳定结构,故C错误;
D.根据分析可知,Y为N、M为P元素,都位于第VA族,故D正确。
故答案为C。
二、实验题
13.TiO2和TiCl4都是钛的重要化合物,某化学兴趣小组在实验室对两者的制备及性质进行探究。
Ⅰ.制备TiCl4
实验室利用反应TiO2 (s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,装置图和有关信息如下:
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
CCl4
-23
76
与TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮湿空气产生白雾
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________。
(2)实验开始前后的操作包括:①检查装置气密性,②组装仪器,③通N2一段时间,④加装药品,⑤点燃酒精灯,⑥停止通N2 ,⑦停止加热。正确的操作顺序是___________。实验结束后欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是___________。
Ⅱ.制备TiO2及测定TiO2的质量分数:
在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2·xH2O,经过滤、水洗,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2。
(3)写出生成TiO2·xH2O的化学方程式___________。
(4)一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取上述TiO2试样0.2g,消耗0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液20mL。
①则TiO2质量分数为___________。(相对原子量Ti-48)
②配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的目的是抑制NH4Fe(SO4)2水解。
现在实验室中有一瓶98%的H2SO4 (ρ=1.84g/cm3) ,要配制2.0mol/L的稀H2SO4 250mL,请回答如下问题:需要量筒量取浓硫酸的体积为___________。在该实验使用的玻璃仪器中除烧杯、玻璃棒、量筒外,还有___________。
③在用浓硫酸配制稀硫酸过程中,下列操作中会造成稀硫酸溶液质量分数偏小的是___________(填字母)。
A.在稀释时,未恢复至室温就转移入容量瓶
B.在稀释过程中,有少量液体溅出
C.在转移过程中,烧杯和玻璃棒没有进行洗涤
D.在定容时,滴加蒸馏水超过刻度线,用滴管从容量瓶中小心取出多余液体至液体凹液面与刻度线相平
【答案】 干燥管 ②①④③⑤⑦⑥ 蒸馏 TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl 80% 27.2mL 250mL容量瓶、胶头滴管 BCD
【分析】通过氮气将装置中空气排出,防止TiCl4被氧化,A为干燥管,干燥氮气,防止生成的TiCl4遇潮湿的气体产生白雾;B装置加热使四氯化碳挥发,C中装置在加热条件下,发生反应TiO2 (s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g),CCl4、TiCl4熔点较低,D装置使这两种物质转化为液态,二者能互溶,应该采用蒸馏方法分离,E装置盛放浓硫酸防止水蒸气进入D。
【详解】(1)根据A的结构特点可知其为干燥管;
(2)对于气体的制取性质实验应该:组装仪器、检验气密性、加装药品,发生反应,终止实验时为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2,正确的操作顺序是②①④③⑤⑦⑥;D中的液态混合物为TiCl4与未反应的CCl4,二者互溶,但CCl4和TiCl4是两种沸点差异较大的液体混合物,应该用蒸馏进行分离;
(3)TiCl4水解生成TiO2•xH2O,设TiCl4的系数为1,根据元素守恒,TiO2•xH2O的系数为1,HCl的系数为4;再根据O元素守恒,可知H2O的系数为(x+2),所以化学方程式为:TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl;
(4)①滴定时Fe3+将Ti3+氧化成Ti4+,二者的系数之比应为1:1,n(TiO2)=n(NH4Fe(SO4)2)=0.02L´0.1mol/L=0.002mol,所以TiO2的质量分数为=80%;
②98%的H2SO4 (ρ=1.84g/cm3) 的物质的量浓度为=18.4mol/L,设所需浓硫酸的体积为V,则有V´18.4mol/L=2.0mol/L´0.25L,解得V=0.0272L=27.2mL;配制时需要用量筒量取适量水在烧杯中将浓硫酸稀释,并用玻璃棒搅拌,之后将溶液转移到250mL容量瓶中,还需要用胶头滴管进行定容,所以所需仪器还有250mL容量瓶和胶头滴管;
③A.在稀释时,未恢复至室温就转移入容量瓶,冷却后溶液体积偏小,浓度偏大,故A不符合题意;
B.在稀释过程中,有少量液体溅出,导致部分溶质损失,浓度偏小,故B符合题意;
C.在转移过程中,烧杯和玻璃棒没有进行洗涤,导致部分溶质损失,浓度偏小,故C符合题意;
D.在定容时,滴加蒸馏水超过刻度线,用滴管从容量瓶中小心取出多余液体至液体凹液面与刻度线相平,导致部分溶质损失,浓度偏小,故D符合题意;
综上所述答案为BCD。
三、结构与性质
14.第Ⅷ族元素Fe、Co、Ni性质相似,称为铁系元素,主要用于制造合金。回答下列问题:
(1)基态Ni原子核外有___种空间运动状态不同的电子,同周期元素中,基态原子未成对电子数与Ni相同的过渡元素为___。
(2)Fe3+与酚类物质的显色反应常用于其离子检验,已知Fe3+遇邻苯二酚()和对苯二酚( )均显绿色。邻苯二酚中原子的杂化类型有____,邻苯二酚的熔沸点比对苯二酚低,原因是____。
(3)有历史记载的第一个配合物是Fe4[Fe(CN)6]3 (普鲁士蓝),该配合物的内界为____。表中为Co2+、Ni2+不同配位数时对应的晶体场稳定化能(可衡量形成配合物时,总能量的降低)。由表可知,Ni2+比较稳定的配离子配位数是____(填“4”或“6”)。Co3+性质活泼,易被还原,但形成[Co(NH3)6]3+]后氧化性降低,可能的原因是____。
离子
配位数
晶体场稳定化能(Dq)
Co2+
6
-8Dq+2p
4
-5.34Dq+2p
Ni2+
6
-12Dq+3p
4
-3.56Dq+3p
(4)氧元素与Fe可形成低价态氧化物FeO。
①FeO立方晶胞结构如图所示,则Fe2+的配位数为___;与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型为____。
②若O2-与Fe2+之间最近距离为apm,则该晶体的密度计算式为___g·cm-3。(用含a、NA的代数式表示,NA代表阿伏加德罗常数的值)
【答案】(1) 15 钛
(2) sp2、sp3 邻苯二酚形成分子内氢键,比对苯二酚易形成的分子间氢键作用力小,熔沸点低
(3) [Fe(CN)6]4- 6 形成配位键后,该微粒性质变得更稳定
(4) 6 正八面体 g·cm-3
【解析】(1)
为28号元素,基态的电子排布式为[Ar]3d84s2,基态Ni原子核外有1+1+3+1+3+5+1=15,15种空间运动状态不同的电子;根据基态的电子排布式为[Ar]3d84s2,其3d能级上未成对电子数为2,同周期中,未成对电子数为2的还有钛,为22号元素,其基态电子排布式为:[Ar]3d24s2。
(2)
C原子是sp2杂化,所以苯环的C在同一平面,O类似于水分子的一个H被苯基取代,所以O是sp3杂化;邻苯二酚易形成分子内氢键,对苯二酚易形成分子间氢键,后者分子间作用力较大,因此,熔沸点较低;
(3)
配合物是中内界为;由表中数据可知,配位数为6的晶体场稳定化能为-12Dq+3p,其能量降低的更多,能量越低越稳定;性质活泼,但很稳定,说明形成配位键后,三价钴的氧化性减弱,性质变得稳定;
(4)
由图可知,与体心Fe2+紧邻且最近的O2-数为6,则 Fe2+的配位数为6;与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型和与Fe2+紧邻的所有O2-构成的几何构型相同,与体心的Fe2+紧邻的6个O2+构成正八面体,故与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型为正八面体;若O2-与Fe2+之间的最近距离为a pm,ρ=mV=n×MV=n×MNAV=4(56+16)NA×(2a×10-10)3g·cm-3。
四、有机推断题
15.白藜芦醇是一种抗肿瘤的药物,合成它的一种路线如下:
醇是一种抗肿的药物,合成它的一种路线如下:。
(1) D的一种同分异体满足下列条件:
Ⅰ.属于α氨基酸:
Ⅱ.能使溴水褪色,但不能使FeCl3溶液显色;
Ⅲ.分子中有7种不同化学环境的氢,且苯环上的一取代物只有一种。
写出该同分异构体的结构简式:___________。(任一种)
(2)③的应类型是___________
(3)1白藜芦醇最多与___________反应,与浓溴水反应时,最多消耗___________。
(4)反应④中加入试剂X的分子式为,X结构式为___________。
(5)据已有知识并结合相关信息,写出以乙醇为原料制备的合路线流程图______ (无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
【答案】(1)或
(2)取代反应
(3) 7 6
(4)
(5)CH3CH2OH CH3CH2Cl CH3CH2CN
【分析】根据白藜芦醇的结构简式可以知道,苯环和碳碳双键可以和氢气反应,苯环上酚羟基邻位上的氢可以被溴取代,碳碳双键可以和溴加成,从而计算消耗的氢气和溴的量;在找D的同分异构体的时候,能使溴水褪色,但不能使FeCl3溶液显色,说明不含有酚羟基,含有碳碳双键,以此解题。
(1)
Ⅰ.属于α—氨基酸,说明含有氨基和羧基;Ⅱ.能使溴水褪色,但不能使FeCl3溶液显色,说明不含有酚羟基,含有碳碳双键;Ⅲ.分子中有7种不同化学环境的氢,且苯环上的一取代物只有一种,则符合条件的有机物结构简式为或(其他合理的答案);
(2)
对比C、D的结构可知,反应③中酚羟基中H原子被-OCH2OCH3取代,属于取代反应,故答案为取代反应;
(3)
白藜芦醇中苯环、碳碳双键均匀氢气发生加成反应,1mol白藜芦醇最多能与7molH2反应;酚羟基的邻位、对位位置有H原子,可以与浓溴水发生取代反应,碳碳双键能与溴发生加成反应,1mol白藜芦醇与浓溴水反应时,最多消耗6molBr2,故答案为白藜芦醇中苯环、碳碳双键均匀氢气发生加成反应,1mol白藜芦醇最多能与7molH2反应;酚羟基的邻位、对位位置有H原子,可以与浓溴水发生取代反应,碳碳双键能与溴发生加成反应,1mol白藜芦醇与浓溴水反应时,最多消耗6molBr2,故答案为7;6;;
(4)
反应④中加入试剂X的分子式为C9H10O3,对比D、E的结构与X分子式可知,D与X脱去1分子水得到E,则D中-CN连接的亚甲基与X中醛基脱去1分子水形成碳碳双键而得到E,可推知X的结构简式为:;
(5)
乙醇发生转化关系中①的反应得到CH3CH2Cl,再结合反应②得到CH3CH2CN,结合反应④可知,CH3CH2CN与乙醛反应得到CH3CH=C(CH3)CN,合成路线流程图为:CH3CH2OH CH3CH2Cl CH3CH2CN。
五、原理综合题
16.合成氨是人工固氮比较成熟的技术,在工业上有重要的用途。
(1)已知化学键的键能如下表,则___________。
化学键
键能/
435.9
946.5
391.1
192.8
(2)恒温条件下,在体积固定的容器中发生合成氨的反应,下列叙述表明反应已达平衡状态的是___________。
①体系压强保持不变
②
③每消耗,有键发生断裂
④混合气体的密度保持不变
⑤混合气体的平均摩尔质量保持不变
⑥
(3)合成氨反应的平衡常数与温度的对应关系如下表:
温度()
25
400
450
平衡常数
0.507
0.152
试解释平衡常数随温度的升高而减小的原因___________。工业上合成氨一般以铁触媒为催化剂,条件下反应,选取该反应温度而非室温或更高温度的原因是___________。
(4)在恒温条件下实验室模拟合成氨反应,甲、乙两容器充入相同量的与后体积相同,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,则反应到达平衡状态时,转化率甲___________乙(填“>”、“<”或“=”)。反应达平衡后向甲容器中再充入一定量的,则甲容器中的转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)肼又称联氨可看成是氨气中的氢原子被氨基取代后的产物,常用作火箭的液体燃料。肼燃料电池的原理如图所示,则负极发生的电极反应式为___________。
【答案】(1)-92.4 kJ∙mol-1
(2)①③⑤
(3) △H<0,反应放热,升高温度后平衡逆向移动,所以K值减小 此温度时催化剂的活性最大
(4) < 增大
(5)N2H4-4e−+4OH− =N2↑+4H2O
【解析】(1)
对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=435.9 kJ∙mol-1×3+946.5 kJ∙mol-1-391.1 kJ∙mol-1×6=-92.4 kJ∙mol-1。答案为:-92.4 kJ∙mol-1;
(2)
①反应前后气体分子数不等,平衡移动时,压强改变,当体系压强保持不变时,反应达平衡状态,①符合题意;
②当c(N2):c(H2) :c(NH3)=1:3:2时,可能是反应进行的某个阶段,不一定是平衡状态,②不符合题意;
③每消耗1mol N2,有6mol N﹣H键发生断裂,则反应进行的方向相反,且正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,③符合题意;
④容器的体积不变,混合气的总质量不变,混合气体的密度始终不变,所以密度不变时,不一定达平衡状态,④不符合题意;
⑤混合气体的质量不变,平衡前气体的物质的量不断改变,当平均摩尔质量保持不变时,反应达平衡状态,⑤符合题意;
⑥v正(NH3)=0时,说明反应从生成物开始,且反应物的起始量为0,此时反应尚未开始,不可能达平衡状态,⑥不符合题意;
故选①③⑤。答案为:①③⑤;
(3)
从表中数据可以看出,随着温度的不断升高,平衡常数不断减小,则平衡常数随温度的升高而减小的原因为:△H<0,反应放热,升高温度后平衡逆向移动,所以K值减小。反应放热,如果从提高原料转化率方面考虑,应选低温,如果从加快反应速率方面考虑,应选高温,选择400~500℃条件下反应,则应从催化剂考虑,从而得出选取该反应温度而非室温或更高温度的原因是:此温度时催化剂的活性最大。答案为:△H<0,反应放热,升高温度后平衡逆向移动,所以K值减小;此温度时催化剂的活性最大;
(4)
在恒温条件下实验室模拟合成氨反应,甲、乙两容器充入相同量的N2与H2后体积相同,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,由于反应过程中气体分子总数减小,故乙容器体积逐渐缩小,乙的平衡等效于甲平衡的基础上缩小体积增大压强后右移的结果,故反应到达平衡状态时,转化率甲<乙。反应达平衡后向甲容器中再充入一定量的NH3,则把氨气折算成反应物,则相当于氮气和氢气按1:3投料,则相当于氮气、氢气的投料都增加了、并提高了氢气的含量,新平衡时各成分的浓度都会增加,按,若新平衡时,氨气浓度为旧平衡时2倍,则K的表达式中分子分母都变为4倍,显然氢气浓度的增幅必须小一些才能满足,故新平衡时甲容器中H2的转化率增大;
(5)
由肼燃料电池的原理如下图所示,则肼转变为氮气,是氧化反应,则肼为负极反应物,在碱性条件下,负极发生的电极反应式为:N2H4-4e−+4OH− =N2↑+4H2O。
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