广东省梅州市蕉岭县蕉岭中学2022-2023学年高三上学期高二第二次质检 化学 解析版
展开蕉岭中学2021-2022学年第一学期高二年级第二次质检化学试题
说明:本试卷共100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 H-1 Cl-35.5 Na-23 S-32
一、选择题(每小题只有一个选项正确,每题2分,10小题共20分)
1. 下列有关反应热的描述正确的是
①化学反应过程中一定有能量变化
②反应热是1mol物质参加反应时的能量变化
③ΔH的大小与热化学方程式中的化学计量数成正比
④放热反应在常温下就一定能进行⑤化学反应中放出的热才是反应热
A. ①③ B. ②④ C. ①②③ D. ④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①化学反应的微观本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,反应前后断裂和形成的化学键的种类和数目不完全相同,不同的化学键具有不同的能量,故化学反应过程中一定有能量变化,正确;
②反应热是指化学反应过程中的能量变化,错误;
③根据热化学方程式的书写原则可知,ΔH的大小与热化学方程式中的化学计量数成正比,正确;
④放热反应在常温下不一定能进行,例如很多燃烧反应都需要加热到一定温度才能进行,错误;
⑤反应热是指化学反应过程中的能量变化,故反应热包含化学反应中放出的能量和反应过程中吸收能量,错误;
综上分析可知,有①③正确,故答案:A。
2. 绝热容器中发生反应:3Z(s)X(g)+2Y(g) △H=akJ·mol-1(a>0)。下列说法不正确的
A. 将0.3molZ置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3mol
B. 容器中放入1.5molZ,达到化学平衡状态时,反应吸收的热量为0.5akJ
C. 容器温度不变,反应已经达到平衡
D. 达到化学平衡状态时,气体平均摩尔质量不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.可逆反应的反应物不会完全转化为产物,将0.3mol Z置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3mol,故A正确;
B.容器中放入1.5molZ,达到化学平衡状态时,消耗的Z的物质的量小于1.5mol,反应吸收的总热量小于0.5a kJ,故B错误;
C.反应伴随吸热,反应过程中会伴随温度的变化,变量不变的状态是平衡状态,容器温度不变,反应已经达到平衡,故C正确;
D.气体平均摩尔质量等于气体质量和物质的量的比值,反应气体质量和物质的量都变化,达到化学平衡状态时,气体平均摩尔质量不变,故D正确;
故选B。
3. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程,该历程示意图如图所示。下列说法不正确的是
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂
C. 过程①→②吸收能量并形成了C—C键
D. 该催化剂提高了反应速率
【答案】C
【解析】
【分析】图中分析,1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸,方程式为CH4+CO2CH3COOH,①→②过程中能量降低,过程为放热过程。
【详解】A. 图中分析,1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸,方程式为CH4+CO2CH3COOH,反应物全部转化为生成物生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. 图中变化可知甲烷在催化剂作用下经过选择性活化,其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一个新的共价键,必有C-H键发生断裂,故B正确;
C. 图中可知,①→②过程中能量降低,过程为放热过程,有C-C键形成,故C错误;
D. 催化剂降低反应的活化能,提高了反应速率,故D正确;
故选C。
4. 下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A. 、、HI平衡混合气体加压后颜色加深
B. 左右的温度比室温更有利于合成氨反应
C. 实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 被氧化为,往往需要使用催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.H2+I2⇌2HI的平衡中,增大压强,浓度增加,颜色加深,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,故A错误;
B.合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,但500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应,不能用平衡移动原理解释,故B错误;
C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,氯气和水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,减小氯气溶解度,能用勒沙特列原理解释,故C正确;
D.加入催化剂有利于加快二氧化硫生成三氧化硫的反应速率,但是不会引起平衡平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,故D错误;
故选C。
5. Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下:
①Cl2(g)2Cl·(g) 快
②CO(g)+Cl·(g)COCl·(g) 快
③COCl·(g)+Cl2(g)COCl2(g)+Cl·(g) 慢
其中反应②存在v正=k正c(CO)c(Cl·)、v逆=k逆c(COCl·)k为速率常数,下列说法正确的是
A. 反应②的平衡常数K=
B. 反应①的活化能大于反应③的
C. 要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应①的速率
D. 选择合适的催化剂能加快该反应的速率,并提高COCl2的平衡产率
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应达到平衡时,υ正=υ逆,即k正c(CO)c(Cl·)=k逆c(COCl·),则反应②的平衡常数K==,故A正确;
B.反应所需活化能越大,反应速率越慢,已知反应①是快反应,反应③是慢反应,故反应①的活化能小于反应③的活化能,故B错误;
C.多步进行的反应,整个反应的化学反应速率取决于慢反应,故要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率,故C错误;
D.选择合适的催化剂能加快该反应的速率,但催化剂不能影响化学平衡,故不能提高COCl2的平衡产率,故D错误;
故选A
6. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=+483.6 kJ/mol
B. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C. 含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为: NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol
D. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【解析】
【详解】A、燃烧是放热反应,ΔH <0,A项错误;
B、能量越低越稳定,石墨能量低,故石墨更稳定,B项错误;
C、含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH= -57.4 kJ/mol,C项正确;
D、已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,完全燃烧放热更多,焓变小,则ΔH1>ΔH2,D项错误;
答案选C。
7. 反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中,物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的ΔH<0
B. m>n+p
C. A、C两点化学平衡常数:KA
【解析】
【分析】由图示可知:在压强不变时,升高温度Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡正向移动,该反应正反应为吸热反应;在温度不变时,增大压强Y的体积分数减小,说明该反应正反应为气体体积增大的反应,则化学方程式计量数关系为:m<n+p;
【详解】A.在压强不变时,升高温度Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡正向移动,则该反应的正反应为吸热反应,ΔH>0, A错误;
B.结合图示可知,在温度不变时,增大压强,Y的体积分数减小,说明化学平衡逆向移动,逆反应为气体体积减小的分压,则该反应为气体体积增大的反应,则m<n+p,B错误;
C.A、C在同一等温线上,二者的温度相同,应用平衡常数K只受温度的影响,则化学平衡常数:KA=KC,C错误;
D.C比B点温度更高、压强更大,则反应速率更快,故v(B)
8. 已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ/mol
2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452kJ/mol
下列说法正确的是
A. 28克CO完全燃烧,放出热量为283J
B. Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=+226kJ/mol
C. CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为1.204×1024
D. CO的燃烧热为283kJ/mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.28克CO完全燃烧,相当于1molCO完全燃烧。第一个热化学方程式中ΔH是2molCO完全燃烧所产生的的热量,所以由此可知1molCO完全燃烧,放出的热量为KJ,故A错误;
B.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)与第二个热化学方程式有关,相当于第二个热化学方程式除以2,所以Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226kJ/mol ,故B错误;
C.①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol、②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ/mol,则根据盖斯定律可知①×+②即得到Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s),所以该反应的反应热△H=-566 kJ/mol×-226 kJ/mol=-509kJ/mol。在反应中碳元素化合价从+2价升高到+4价,失去2个电子。因此CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为2×6.02×1023 ,但CO(g)与Na2O2(s)反应未指明生成物状态,故C错误;
D.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol,所以CO的燃烧热为△H=-566 kJ/mol×=-283 kJ/mol ,故D正确;
故选D。
9. 一定条件下,分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B,发生反应2,测得相关数据如下。下列说法不正确的是
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
800
800
850
1
2
1
0.5
1
0.85
放出的热量/kJ
a
b
c
A. 850℃时,反应的化学平衡常数
B. 反应放出的热量:
C. 实验Ⅲ中反应在30min时达到平衡,为
D. 当容器内气体密度不随时间而变化时,反应已达平衡
【答案】B
【解析】
【分析】 。
【详解】A.则850℃时反应的平衡常数,故A正确,但不符合题意;
B.由于反应前后气体体积不变,所以实验Ⅰ和实验Ⅱ为等效平衡,则有,故B错误,符合题意;
C.实验Ⅲ中反应在30min时达到平衡,,故C正确,但不符合题意;
D.容器内气体密度是混合气体的质量和容器容积的比值,反应过程中气体的质量是变化的,而容器容积是不变的,因此当容器内气体密度不随时间而变化时反应达到平衡,故D正确,但不符合题意;
故选:B。
10. 某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是( )
A. 两步反应均为吸热反应
B. A与C的能量差为E4
C. 三种化合物中的稳定性B﹤A﹤C
D. A→B反应,反应条件一定要加热
【答案】C
【解析】
【详解】A.A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,故A错误;
B. A与C的能量差为E4-E3-E1+E2,故B错误;
C.物质的总能量越低,越稳定,三种化合物中的稳定性B﹤A﹤C,故C正确;
D. A→B反应为吸热反应,但吸热反应不一定要加热,故D错误;
答案:C
二、选择题(每小题只有一个选项正确,每题4分,8小题共32分)
11. 下列说法正确的是
①恒温时,增大压强,化学反应速率一定加快
②其他条件不变,温度越高化学反应速率越快
③使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
④的反应速率一定比的反应速率大
⑤有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子数,从而使单位时间有效碰撞次数增多从而使反应速率增大
⑥若平衡正向移动,则平衡常数一定增大
⑦若化学平衡向逆反应方向移动,则正反应速率不一定减小
A. ①②⑥ B. ②⑤⑦ C. ①②③⑤⑥ D. ②④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①恒温时,增大压强,化学反应速率不一定加快,如恒温恒容下充入与反应无关的气体,容器压强增大,但反应体系的各物质的浓度不变,反应速率不变,错误;
②其他条件不变,温度越高,反应物的能量增大,活化分子百分数增大,单位体积内的活化分子数增大,单位时间单位体积的有效碰撞次数增多,则化学反应速率越快,正确;
③催化剂能改变反应所需要的活化能,则使用催化剂可改变反应速率,但不能改变反应的始态和终态,故不能改变该反应过程中吸收或放出的热量,错误;
④根据同一反应同一时间段内的反应速率之比等于其化学计量数之比可知,的反应速率不一定比的反应速率大,比较反应快慢需转化为同一物质相同单位来进行比较,错误;
⑤有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内分子数,而活化分子百分数不变,故增加单位体积内可活化分子数,从而使单位时间有效碰撞次数增多,从而使反应速率增大,正确;
⑥平衡常数仅仅是温度的函数,即温度不变,即使平衡正向移动,则平衡常数也不改变,错误;
⑦若化学平衡向逆反应方向移动,只能说明改变条件后逆反应速率大于正反应速率,可以是逆反应速率比正反应速率增大的幅度更大,也可以是逆反应速率比正反应速率减小的幅度更大,故则正反应速率不一定减小,正确;
综上所述②⑤⑦正确,故答案为:B。
12. 已知:a.C2H2(g)+ H2(g)= C2H4(g)ΔH<0
b. 2CH4(g)= C2H4(g)+ 2H2(g)ΔH>0
判断以下3个热化学方程式:
①C(s)+ 2H2(g)= CH4(g)ΔH1
②C(s)+ H2(g)= C2H2(g)ΔH2
③C(s)+ H2(g)= C2H4(g)ΔH3
ΔH1、ΔH2、ΔH3由大到小的顺序是( )
A. ΔH2 >ΔH3 >ΔH1 B. ΔH3 >ΔH2 >ΔH1
C. ΔH3 >ΔH1 >ΔH2 D. ΔH1 >ΔH2 >ΔH3
【答案】A
【解析】
【详解】(②-③)×2得出:C2H4(g)=C2H2(g)+H2(g) △H=2(△H2-△H3),根据反应a,逆过程为吸热反应,△H2-△H3>0, △H2>△H3,2×(③-①)2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) △H=2(△H3-△H1),根据b反应,△H3-△H1>0,△H3>△H1,故选项A正确。
13. 温度为T℃,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1molNO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。反应相同时间,测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。
下列说法不正确的是
A. T℃时,该反应的化学平衡常数为Kc=mol·L-1
B. 由图可知,c点V正>V逆
C. 向a点平衡体系中充入一定量的NO2,达到平衡时,NO2的转化率比原平衡小
D. 容器内的压强:pa∶pb=6∶7
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,b点NO2的转化率最高,则温度为T℃时,b点恰好达到平衡状态,而ab曲线上对应容器的体积均小于V2L,起始投料相同,则NO2的起始浓度均大于b点,ab曲线上物质的反应速率均大于b点,所以ab曲线上反应均先于b点达到平衡状态,即ab曲线上反应均达到平衡状态,由于a点时NO2的转化率为40%,a点反应三段式为, 所以T℃时,该反应的化学平衡常数==mol·L-1,故A正确;
B.图中b点NO2的转化率最高,则温度为T℃时,b点恰好达到平衡状态,b点以后,随着容器体积的增大,NO2的起始浓度减小,反应速率减慢,达到平衡的时间延长,所以bc曲线上反应均未达到平衡状态,并且NO2的起始浓度均小于b点,反应速率也小于b点,则bc曲线上反应正向进行,即图中c点所示条件下,v(正)>v(逆),故B正确;
C.反应2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)正向气体体积减小,恒温恒容条件下,平衡体系中再充入一定量的NO2,相当增大压强,平衡逆向移动,NO2的平衡转化率减小,即向a点平衡体系中充入一定量的NO2,达到平衡时,NO2的转化率比原平衡小,故C正确;
D.b点反应三段式为, 根据A选项中a点反应三段式、b点三段式和pV=nRT可知,PaV1=1.2RT,PbV2=1.4RT,由于V2>V1,所以容器内的压强:Pa:Pb>6:7,故D错误;
故选D。
14. 下列图示与对应的叙述相符的是
A. 图一表示反应:mA(s)+nB(g)pC(g) △H>0,在一定温度下,平衡时B的百分含量(B%)随压强变化的关系如图所示,X点的正反应速率小于逆反应速率
B. 图二是可逆反应:A(g)+B(s)C(s)+D(g) △H>0的速率时间图象,在t1时刻改变条件一定是加入催化剂
C. 图三表示对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A的百分含量与温度(T)的变化情况,则该反应的△H<0
D. 图四所示图中的阴影部分面积的含义是(v正-v逆)
【答案】C
【解析】
分析】
【详解】A.由图可知,x点尚未平衡,此压强下B的百分含量比X点时的要大,则体系处于从正反应建立平衡的过程中,则X点的正反应速率大于逆反应速率,故A错误;
B.该反应是气体体积不变的反应,由图可知,t1时刻条件改变时,正、逆反应速率增大,但依然相等,说明平衡不移动,则改变的条件可能是催化剂,也可能是增大压强,故B错误;
C.由图可知,M点时A的百分含量最低,说明M点反应达到平衡,M点前为平衡的形成过程,M点后为平衡移动过程,由M点后,温度升高,A的百分含量增大可知,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,ΔH<0,故C正确;
D.图中的阴影部分面积表示反应物浓度和生成物浓度的改变值的差值,即是(v正-v逆)t,故D错误;
故选C。
15. 一定温度下,把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里,发生如下反应:3A(g)+B(s) xC(g)+2I2(g),经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1,同时生成1molI2。下列叙述中不正确的
A. 反应达到平衡状态时B转化率为20%
B. 5s内A的平均反应速率为9mol·L-1·min-1
C. 若混合气体的颜色不再变化,则该可逆反应达到化学平衡状态
D. x=2
【答案】D
【解析】
【分析】经5s反应达到平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.2mol/(L.s),可知生成C为0.2mol/(L.s)✖2L✖5s=2mol,同时生成1mol的I2,则,解得x=4,
【详解】A.由上述分析,反应达到平衡状态时B的转化率为,A正确;
B.由上述方程式关系,速率之比等于系数之比,,v(A)=0.15mol/(L.s)=9 mol/(L.min),B正确;
C.混合气体的颜色不再变化,说明各个物质的浓度不再变化,则该可逆反应达到化学平衡状态,C正确;
D.根据上述分析,x=4,D错误;
故答案为:D。
16. 500mL恒容密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),其平衡常数与温度的关系如下表:
T/℃
35
80
230
K
5×104
3
1.9×10-5
下列说法不正确的是
A. 在35℃时Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
B. 该反应为放热反应
C. 在80℃达到平衡时,充入一定量的Ni(CO)4气体,再次平衡后,CO的体积分数增大,平衡常数减小
D. 在80℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol·L-1,则此时v正
【解析】
【详解】A.Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)与题目中的反应互为逆反应,K为倒数关系,则在35℃时Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为,故A正确;
B.由表中数据可知,温度越高,K越小,则生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应,故B正确;
C.在80℃达到平衡时,再次充入一定量的Ni(CO)4气体,等效平衡后,相当于进一步增大压强,平衡进一步正向移动,CO的体积分数增大,而平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,故C错误;
D.在80℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol·L-1,此时,平衡逆向移动,则此时v正
17. 将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)。达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=5mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为
A. 9 B. 16 C. 36 D. 30
【答案】D
【解析】
【分析】从平衡常数的定义式去考虑需要得到哪些数据,据此思考。
【详解】平衡时 c(H2)=0.5mol·L-1,则②总反应掉的HI为1mol·L-1,而平衡时, c(HI)=5mol·L-1,所以①反应生成了c(HI)=5mol·L-1+1 mol·L-1=6 mol·L-1,且生成氨气浓度与HI的浓度相等,即平衡时c()=6 mol·L-1,故平衡常数K= c(HI) c()=56=30;
根据以上分析,故本题选D。
18. 已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色) △H<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是
A. b点的操作是拉伸注射器
B. d点:v(正) > v(逆)
C. c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小
D. 若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则温度T(c) > T(d)
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A. b点时,透光率突然下降,说明c(NO2)突然增大,则操作是压缩注射器,A错误;
B d点,透光率下降,则c(NO2)增大,平衡逆向移动,v(正) < v(逆),B错误;
C. c点是在a点的基础上压缩注射器,则c(NO2)增大,c(N2O4)增大,C错误;
D. 由点到c点,压缩注射器,反应正向进行,放出热量,混合气的温度升高;c点到d点,透光率突然增大,则为拉伸注射器,平衡逆向移动,吸收热量,所以温度T(c) > T(d),D正确。
故选D。
三、填空题(本题4个小题,每题12分,共48分)
19. 请按要求书写化学用语
(1)实验室制取氯气离子方程式:___________。
(2)工业制漂白粉的化学方程式:___________。
(3)碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰水的离子方程式:___________。
(4)2.3克钠放在100克水中放出aKJ热量的热化学方程式:___________。
(5)用NaClO和Fe2(SO4)3在碱性条件下制备高铁酸纳(Na2FeO4)的离子方程式___________。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2 ↑
(2)2Cl2+2Ca(OH)2= Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
(3)
(4)2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) ∆H=-20akJ/mol
(5)2Fe3++3ClO-+ 10OH-=2+3Cl-+5H2O
【解析】
【小问1详解】
二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气、氯化锰、水:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2 ↑;
【小问2详解】
工业制漂白粉反应为氯气和氢氧化钙生成氯化钙、次氯酸根、水,2Cl2+2Ca(OH)2= Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;
【小问3详解】
碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰水,氢氧根离子、钙离子完全反应生成水、碳酸钙,碳酸氢根离子过量,反应为;
【小问4详解】
2.3克钠(0.1mol)放在100克水中,钠完全反应放出akJ热量,则2mol钠完全反应放出20akJ热量,2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) ∆H=-20akJ/mol;
【小问5详解】
NaClO和Fe2(SO4)3在碱性条件下制备高铁酸纳(Na2FeO4),铁元素化合价升高、氯元素化合价降低生成氯离子,根据电子守恒、质量守恒可知,反应为2Fe3++3ClO-+ 10OH-=2+3Cl-+5H2O。
20. 某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.5mol/L硫酸溶液进行中和热的测定实验。回答下列问题。
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是___________(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒B.一次迅速倒入C.分三次少量倒入
(2)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是___________(填字母)。
A. 用温度计小心搅拌 B. 揭开硬纸板用玻璃棒搅拌
C. 轻轻地振荡烧杯 D. 用玻璃搅拌器轻轻地搅拌
(3)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
请填写下表中的空白:近似认为0.50mol/L氢氧化钠溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。
实验编号
初始温度t1/℃
反应后体系温度t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4溶液
NaOH溶液
反应前体系温度t1/℃
1
26.2
26.0
26.1
30.1
______
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
(4)计算中和热ΔH=___________(保留至小数点后一位)。
(5)不能用Ba(OH)2和硫酸代替盐酸和氢氧化钠溶液,理由是___________。
(6)上述实验结果大于理论值,产生偏差的原因不可能是___________(填标号)。
a、实验装置保温、隔热效果差
b、量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c、用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器
d、用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测量H2SO4溶液的温度
【答案】(1)B (2)D
(3)4.0 (4)-53.5kJ/mol
(5)Ba(OH)2和硫酸反应除生成水外,还有硫酸钡生成,会影响反应热的测定
(6)b
【解析】
【小问1详解】
沿玻璃棒缓慢倒入或分多次把NaOH溶液倒人盛有盐酸的小烧杯中,热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小,应一次迅速倒入;
故答案为:B。
【小问2详解】
使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;
故答案为:D。
【小问3详解】
次的温度差分别为:4℃、6.1℃、3.9℃、4.1℃,第二组数据无效,温度差平均值=℃;
故答案为:4.0。
【小问4详解】
近似认为0.5mol/L的NaOH溶液和0.5mol/L的硫酸溶液的密度都是1g/cm3,所以50mL的NaOH溶液和30mL硫酸混合后溶液的质量=50g+30g=80g;又因为比热容c=4.18J/(g℃),反应的起始温度与终止温度差为4℃,所以反应放热=4.18✖80✖4=1337.6J,而,,OH-少量,所以1molH+与1molOH -反应放热=,;
故答案为:-53.5KJ/mol。
【小问5详解】
Ba(OH)2和硫酸反应除生成水外,还有硫酸生成,该反应中的生成热会影响反应的反应热,所以不能用Ba(OH)2和硫酸代替盐酸和氢氧化钠溶液;
故答案为:Ba(OH)2和硫酸反应除生成水外,还有硫酸生成,该反应中的生成热会影响反应的反应热。
【小问6详解】
a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a符合题意;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b不符合题意
c.用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器,金属导热,热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小,故c符合题意;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4。溶液的温度,导致温度计上残留的破液与稀硫酸反应,起始温度偏高,测量值偏小,故d符合题意;
故答案为:b。.
21. 歧化反应的方程式为,可以作为水溶液中歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
(1)i.
ii.__________=__________+__________
(2)探究i、ii反应速率与歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mL饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:易溶解在KI溶液中)
序号
A
B
C
D
试剂组成
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是_________________________。
③实验表明,的歧化反应速率。结合i、ii反应速率解释原因:_____________________。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 0.4 ⑤. 是歧化反应的催化剂,单独存在时不具有催化作用,但可以加快歧化反应速率 ⑥. 反应ii比i快,D中由反应ii产生的使反应i加快
【解析】
【分析】(1)反应Ⅱ的总反应为:3SO2+2H2O=2H2SO4+S↓,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i)2得。
(2)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等;
②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;
③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率DA。
【详解】(1)SO2歧化反应的离子方程式为,反应ii可由(的歧化反应-反应i)得到,则反应ii的离子方程式为;
(2)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4,故答案为:0.4;
②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I−是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率,故答案为:I−是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率DA,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快,故答案为:反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快。
22. 氮元素可形成多种化合物,在工业生产中具有重要价值。请回答下列问题:
(1)一定温度下,2L密闭容器中充入0.40molN2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得数据如下:
时间/s
20
40
60
80
100
c(NO2)(mol/L)
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
①20s内,v(NO2)=___________mol·L-1·s-1。
②由数据可知该反应在80s时才达到平衡状态___________(填“对”或“错”)。
③该温度下反应的化学平衡常数___________(写出计算过程)。
④相同温度下,若开始向该容器中充入0.80molNO2,则达到平衡后:c(NO2)___________0.30mol·L-1(填“>”、“=”或“<”)。
(2)已知2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0的正反应速率方程为v正=k正p2(NO2),逆反应速率方程为v逆=k逆p(N2)p2(CO2),其中k正、k逆分别为正逆反应速率常数。如图(lgk表示速率常数的对数,表示温度的倒数)所示a、b、c、d四条斜线中,能表示lgk正随变化关系的斜线是___________,能表示lgk逆随变化关系的斜线是___________。
【答案】(1) ①. 0.006 ②. 错误 ③. 1.8
④. =
(2) ①. c ②. d
【解析】
【小问1详解】
①由图表可知,20s内,v(NO2)= mol·L-1·s-1。
②由数据可知,80s、100s时二氧化氮的浓度不再改变,说明反应已达到平衡,但不能说明该反应在80s时才达到平衡状态,也可能在60s~80s之间达到平衡,故错误。
③根据测得的数据可知:80s时反应达到平衡,此时c(NO2)=0.30mol/L,利用三段式可知:
则该温度下反应的化学平衡常数数=1.8;
④相同温度下,若开始向该容器中充入0.80molNO2,相当于2L密闭容器中充入0.40molN2O4,两者为等效平衡,故则达到平衡后:c(NO2)=0.30mol·L-1;
【小问2详解】
反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,且k正、k逆均变大,则lgk正、lgk逆均随增大而减小,图像为cd;由于温度升高对逆反应速率影响更大,则lgk逆均随增大而减小更多,故结合图像可知,表示lgk正随变化关系的斜线是c,能表示lgk逆随变化关系的斜线是d。
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