精品解析:辽宁省沈阳市郊联体2022-2023学年高一下学期5月期中考试化学试题(解析版)
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2022-2023学年度下学期高一年级期中考试试题
化学
考试时间75分钟 试卷总分:100分
可能用到的相对原子质量 H 1 N 14 O 16 Fe 56 S 32
第I卷 选择题
一、单选题(每小题只有一个正确选项,共15小题,每题3分,共45分)
1. 下列发电站在发电过程中实现化学能转化为电能的是
A. 三峡水利发电站 B. 甘肃酒泉风电基地
C. 大亚湾核电站 D. 天津双港垃圾焚烧发电厂
【答案】D
【解析】
【详解】A.三峡水利发电站过程中水能转化为机械能,机械能转化为电能,不涉及化学能转化为电能,故A不符合;
B.风电是将风能转化为机械能,机械能转化为电能,不涉及化学能转化为电能,故B不符合;
C.核电是将核能转化为电能,故C不符合;
D.燃烧过程将化学能转化为热能,热能转化为机械能,机械能转化为电能,故D符合;
故选:D。
2. 下列说法正确的是
A. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=−57.3 kJ∙mol−1,在中和热的测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的△H
B. 密闭容器中,9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时,放出19.12kJ热量。则Fe(s)+S(s)=FeS(s) △H=−95.6 kJ∙mol−1
C. 500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=−38.6 kJ∙mol−1
D. 相同条件下,在两个相同的恒容密闭容器中,2molN2和6molH2反应放出的热量是1molN2和3molH2反应放出的热量的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=−57.3 kJ∙mol−1,在中和热测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响反应放出的热量,但不会影响该反应的△H,故A错误;
B.密闭容器中,9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时,放出19.12kJ热量,铁反应完,硫未反应完,11.2g铁即0.2mol反应生成硫化亚铁放出19.12kJ的热量,1mol铁放出95.6kJ的热量,其热反应方程式为Fe(s)+S(s)=FeS(s) △H=−95.6 kJ∙mol−1,故B正确;
C.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,该反应是可逆反应,0.5mol氮气没有完全反应完,因此热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<−38.6 kJ∙mol−1,故C错误;
D.相同条件下,在两个相同的恒容密闭容器中,若将2molN2和6molH2装置两个相同大小相同的容器,反应放出的热量是1molN2和3molH2反应放出的热量的2倍,但由于是一个容器,则相当于加压,平衡正向移动,放出热量,因此2molN2和6molH2反应放出的热量比1molN2和3molH2反应放出的热量的2倍还多,故D错误。
综上所述,答案为B。
3. 下列说法正确的是
A. 反应在低温下能自发进行,说明该反应的
B. 的热值(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量,叫做燃料的热值)为,则氢气燃烧的热化学方程式可表示为:
C. 能自发进行的反应一定能迅速发生
D. 增大反应物浓度,可增大活化分子百分数,从而增加有效碰撞的次数
【答案】A
【解析】
【详解】A.当<0时,反应能自发进行,该反应<0,则,A项正确;
B.氢气燃烧热化学方程式可表示为 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=−571.6 kJ⋅mol−1,B项错误;
C.能自发进行的反应其反应速率不一定大,C项错误;
D.增大反应物浓度,能增大单位体积活化分子数目,不能增大活化分子百分数,D项错误。
答案选A。
4. 一种太阳能电池的工作原理如图所示,电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]的混合溶液。下列说法不正确的是
A. K+ 移向催化剂b
B. 催化剂a表面发生的化学反应:-e-=
C. 在催化剂b表面被氧化
D. 电解池溶液中的和浓度基本保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】
由图可知,电子从负极流向正极,则a为负极,b为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,阳离子向正极移动,由此分析解题。
【详解】A.b为正极,则K+移向催化剂b,A正确;
B.a为负极,发生氧化反应,则催化剂a表面发生反应:-e-═,B正确;
C.b为正极,b上发生还原反应,发生+e-═,所以在催化剂b表面被还原,C错误;
D.由B、C中的电极反应可知,二者以1:1相互转化,电解质溶液中和 浓度基本保持不变,D正确;
故答案为:C。
5. HCl气体被氧气氧化的能量关系如图,下列叙述正确的是
A. 该反应、
B. 该反应的浓度平衡常数
C. 用E表示键能,则该反应
D. 反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图可知,、,故A错误;
B.反应的平衡常数是产物的浓度次幂比上反应物浓度次幂,,故B错误;
C.用E表示键能反应热时,水的状态应该是气态,则该反应,故C错误;
D.液态水转化成气态水需要吸热,反应 ,故D正确;
故答案为D。
6. 某化学兴趣小组用铝片与稀硫酸反应制取氢气,以下能够加快该反应速率的是
①用98%的浓硫酸代替稀硫酸 ②加热 ③改用铝粉 ④增大稀硫酸的体积 ⑤加水 ⑥加入少量硫酸铜
A. ②③⑥ B. ①②③ C. ②③④⑥ D. 全部
【答案】A
【解析】
【详解】①用98%的浓硫酸代替稀硫酸,铝与浓硫酸发生钝化,故①不符合题意;②加热,温度升高,速率加快,故②符合题意;③改用铝粉,增大接触面积,反应速率加快,故③符合题意;④增大稀硫酸的体积,浓度未变,速率不变,故④不符合题意;⑤加水,溶液稀释,浓度减小,反应速率减慢,故⑤不符合题意;⑥加入少量硫酸铜,铝先和铜离子反应生成铜单质,形成铝−铜−硫酸原电池,加快反应速率,故⑥符合题意;因此②③⑥加快反应速率,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
7. 下列有关工业生产的叙述正确的是
A. 合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率,缩短生产周期,故温度越高越好
B. 硫酸工业中,使用催化剂是为了提高SO2转化为SO3的转化率
C. 合成氨工业中,将NH3及时液化分离有利于氨的生产
D. 硫酸工业中,SO2的催化氧化不采用高压,是因为压强对SO2转化率无影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率,缩短生产周期,但合成氨气的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应分析移动,导致NH3的平衡含量降低,因此不是反应温度越高越好,而是应该采用适当的温度,A错误;
B.在硫酸工业中,使用催化剂是为了降低反应的活化能,提高化学反应速率,但SO2转化为SO3的转化率不变,B错误;
C.合成氨工业中,将NH3及时液化分离,就是降低了生成物的浓度,可以使化学平衡正向移动,从而有利于氨的生产,C正确;
D.硫酸工业中,SO2转化为SO3的正反应是气体体积进行的反应,增大压强化学平衡正向移动,有利于SO3的生成,但效应的铲除小于增大压强需要的动力及对设备材料的投入的增加,不经济,而是因为增大压强对SO2转化率无影响,D错误;
故合理选项是C。
8. 将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:,经5min后,测得D的浓度为0.4 mol•L-1,C的平均反应速率是0.12mol•L-1•min-1,且此时A、B的物质的量之比为2:3。下列说法不正确的是( )
A. x的值是3
B. 开始时A的物质的量为2.8mol
C. 5min内,B的平均反应速率为0.04mol•L-1•min-1
D. 5min时,容器中气体总的物质的量为3.6mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.经5min后,测得D的浓度为0.4 mol•L-1,则D的平均反应速率是0.08mol•L-1•min-1,C的平均反应速率是0.12mol•L-1•min-1,根据物质的反应速率与化学计量数呈正比,则0.12 mol•L-1•min-1:0.08 mol•L-1•min-1=x:2,解得x=3,A正确;
B.可列三段式:,根据经5min后,此时A、B的物质的量之比为2:3,可列,解得a=2.8mol,故B正确;
C.B是固体,无法计算平均反应速率,C错误;
D.根据三段式可知,5min时,容器中气体总的物质的量为1.6 mol +1.2 mol +0.8 mol =3.6mol,D正确;
答案选C。
9. 下列说法正确的是
A. 同温同压下,在光照和点燃的条件下不同
B. 298K下,反应不能自发进行,则该反应的
C. 当温度、压强一定时,在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高反应气的平衡转化率
D. 合成氨()在高温条件下进行符合勒夏特列原理
【答案】B
【解析】
【详解】A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH是相同的,焓变=生成物总能量-反应物总能量,与反应条件无关,A错误;
B.298K下,熵增反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)不能自发进行,由复合判据ΔG=ΔH-TΔS知该反应的ΔH>0,B正确;
C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,等效于对原平衡减压,平衡逆向移动,平衡转化率下降,C错误;
D.合成氨(ΔH<0)在高温条件下进行不符合勒夏特列原理,高温是为了加快反应速率,D错误;
故选B。
10. 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(?) zC(g);平衡时测得A的浓度为0.45 mol/L,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,再达平衡时,测得A的浓度增大为0.9 mol/L。下列有关判断正确的是
A. 各物质计量数一定满足:x+y=z
B. 若B为气体,压缩后B的体积分数增大,转化率降低
C. 无论B为固体或气体,压缩后B的质量都不会改变
D. 压缩时,平衡向逆反应方向移动,且正、逆反应速率都增大
【答案】C
【解析】
【分析】已知,平衡时测得A的浓度为0.45 mol/L,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,再达平衡时,测得A的浓度增大为0.9 mol/L,则改变容器的体积,平衡未发生移动,则等式两边气体的计量数之和相等;
【详解】A. 若B为气体,则各物质的计量数一定满足:x+y=z,若B为非气体,则x=z,A错误;
B. 若B为气体,压缩后B的体积分数不变,平衡不移动,转化率不变,B错误;
C. 无论B为固体或气体,平衡不移动,转化率不变,压缩后B的质量都不会改变,C正确;
D. 压缩时,平衡不移动,但正、逆反应速率都增大,D错误;
答案为C
11. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A. 反应II的热化学方程式为:
B. 在反应中生成又消耗,可认为是催化剂
C. 和的总能量小于和的总能量
D. 选择优良的催化剂可以降低反应I和II的活化能,减少过程中的能耗和反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应能量图,反应II中,反应物总能量大于生成物总能量,反应II是放热反应,故A错误;
B.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)是反应的中间产物,故B错误;
C. 根据反应能量图E(反应物)< E(生成物),和的总能量小于和的总能量,故C正确;
D.合适的催化剂可以降低反应的活化能,但不能减少反应的焓变,故D错误;
故答案为C。
12. 向一恒容密闭容器中充入A、B、C三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图a所示。若从时刻开始,每个时刻只改变一个且不重复的条件,物质C的正、逆反应速率随时间变化如图b,下列说法不正确的是
A. O至内,A与B的平均反应速率之比为3∶2
B. 该反应的化学方程式为
C. 时,改变的条件可能是加入催化剂
D. 该反应的正反应为放热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.O至t1,A与B的平均反应速率之比等于浓度的变化量之比,即(0.15-0.06):(0.11-0.05)=3:2,A正确;
B.由图A可知,A为反应物,B、C为生成物,A、B、C平均反应速率之比为(0.15-0.06):(0.11-0.05):(0.05-0.02)=3:2:1,反应速率之比等于化学计量数之比,则该反应的化学方程式为:3A(g)⇌2B(g)+C(g),B正确;
C.t1时刻,正逆反应速率都突然增大且相等,而此反应是一个反应前后气体分子数不变的反应,因此改变的条件可能是加入催化剂或增大压强,C正确;
D.t3~t4阶段改变的条件为降低反应温度,平衡逆向移动,说明正反应吸热,D错误;
答案选D。
13. 下列装置及设计不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
装置
目的
测定中和反应的反应热
探究浓度对化学反应速率的影响
探究催化剂对分解速率的影响
探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中装置保温好,温度计可测定温度,则可测定中和热,故A正确;
B.高锰酸钾不足,且只有草酸浓度不同,可探究浓度对化学反应速率的影响,故B正确;
C.催化剂、过氧化氢浓度均不同,不能探究催化剂对分解速的影响,故C错误;
D.只有温度不同,可探究温度对化学反应速率的影响,故D正确;
答案选C。
14. 已知反应: ,某温度下,将2mol A置于10L密闭容器中,反应一定时间后,下列说法正确的是
A. 图甲中α(A)表示A的转化率,、表示温度,则可推断出:
B. 图乙中c表示反应相同时间A的浓度随温度的变化,则可推断出:
C. 图丙中α(%)表示A的平衡转化率,p表示体系总压强,则推断出M点A的体积分数为80%
D. 达平衡后,增大B的浓度,则反应速率变化图像可以用图丁表示
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中α(A)表示A的转化率,根据先拐先平衡数值大,则,从下到上,温度降低,转化率增大,说明正向移动,则正向放热反应即,故A错误;
B.图乙中c表示反应相同时间A的浓度随温度的变化,温度小于是正在建立平衡的极端,温度大于是平衡移动,升高温度,A的物质的量浓度升高,说明平衡逆向移动,则逆向是吸热反应,正向是放热反应即,故B正确;
C.图丙中α(%)表示A的平衡转化率,p表示体系总压强,则推断出M点A的转化率为20%即消耗0.4mol,剩余80%即剩余1.6mol,生成B的物质的量为0.4mol,C的物质的量为0.2mol,由于该反应是体积增大的反应,气体总物质的量为2.2mol,则A的体积分数小于80%,故C错误;
D.达平衡后,增大B的浓度,逆反应速率瞬间增大,正反应速率瞬间不变,后来两者趋于速率相等,故D错误。
综上所述,答案为B。
15. 向一300 mL的恒容密闭容器中加入一种多孔粉块状物质R,并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:R(s)+4CO(g)R(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表。
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
下列说法不正确的是
A. 物质R做成多孔状可增大接触面积,加快化学反应速率
B. 25℃时反应R(CO)4(g) R(s)+4CO(g)的平衡常数为 2×10-5
C. 80℃时,测得某时刻R(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)>v(逆)
D. 80℃时反应达到平衡,测得n(CO)=0.3 mol,则R(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.物质R做成多孔状,增大了接触面积,可以加快化学反应速率,故A正确;
B.25°C时反应Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)的平衡常数为5×104,相同温度下,对于同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数,故25°C时反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为=2×10-5,故B正确;
C.浓度商Qc==8,大于80℃的平衡常数2,故反应进行方向逆反应进行,故v(正)<v(逆),故C错误;
D.80°C达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,c(CO)==1mol/L,故c[Ni(CO)4]=K•c4(CO)=2×14mol/L=2mol/L,故D正确;
故选C
第II卷非选择题(共55分)
16. 如图表示298.15K时,、与的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图,据图回答下列问题:
(1)若反应中生成2mol氨,则反应_______(填“吸热”或“放热”)_______kJ。
(2)图中曲线_______(填“a”或“b”)表示加入铁触媒(催化剂)的能量变化曲线,铁触媒能加快反应速率的原理是_______。
(3)合成氨反应中平衡混合物中氨气的体积分数与压强、温度的关系如图所示。若曲线a对应的温度为500℃,则曲线b对应的温度可能是_______(填字母)。
A. 600℃ B. 550℃ C. 500℃ D. 450℃
(4)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制备。发生反应为。一定温度下,在1L容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度变化如下表:
t/min
0
0.2
0.3
0
0
2
0.3
3
0.3
4
0.09
0.19
x
0.33
①表中x=_______;前2min内的平均反应速率为_______。
②反应在3~4min之间,氢气的物质的量增多的原因可能是_______(填字母)。
A.充入水蒸气 B.缩小体积增大压强 C.升高温度 D.充入氢气
【答案】(1) ①. 放热 ②. 92
(2) ①. b ②. 改变了反应的历程,降低了合成氨反应的活化能
(3)D (4) ①. 0.11 ②. ③. C
【解析】
【小问1详解】
根据图示,反应物的能量高于生成物,则该反应为放热反应,生成2mol氨放出的热量为600-508=92kJ。
【小问2详解】
曲线b代表的历程其活化能更低,因此曲线b表示加入铁触媒(催化剂)的能量变化曲线,铁触媒能加快反应速率的原理是铁触媒改变了反应的历程,降低了合成氨反应的活化能。
【小问3详解】
合成氨反应为放热反应,等压强下,温度降低则平衡右移,氨气的体积分数更大,因此曲线b对应的温度小于500℃,可能是D。
【小问4详解】
①V=1L,根据化学计量数关系,则有c(CO)生成=c(CH4)反应,则x=0.2-0.09=0.11;前2min内H2的平均反应速率为,根据化学计量数关系,有v(H2)=3v(H2O),因此前2min内H2O的平均反应速率为。
②A.t=4min时,n(H2O)消耗=n(CH4)消耗=0.11mol,c(H2O)=0.19mol·L-1,可知反应在3~4min之间未充入水蒸气,A项不符合题意;
B.该反应气体生成物的化学计量数之和大于气体反应物的化学计量数之和,缩小体积增大压强促进反应逆向移动,会导致氢气的物质的量减少,B项不符合题意;
C.该反应为吸热反应,升高温度使得该反应平衡右移,会导致氢气的物质的量增加,C项符合题意;
D.若未充入H2,则c(H2)=3×(0.2-0.09)=0.33mol·L-1,可知反应在3~4min之间未充入H2,D项不符合题意。
选择C项。
17. 用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变)中加入NO和足量的活性炭,恒温()条件下反应。
(1)写出该反应的平衡常数的表达式_______。
(2)若升高温度,发现NO体积分数减小,则该反应的_______0。
(3)一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)某温度下,在一密闭容器中充入一定量发生反应 ,下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。
A.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
B.当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1mol NO就会消耗0.05mol
D.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量减小
【答案】(1)
(2)> (3)不变
(4)ACE
【解析】
【小问1详解】
平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,固体不列在平衡常数表达式中,平衡常数的表达式;
【小问2详解】
若升高温度,发现NO体积分数减小,说明平衡正向移动,则该反应为吸热反应,>0。
【小问3详解】
反应前后气体系数和相同,增大压强,平衡不移动,一定温度下,NO的起始浓度增大,相当于增大压强,则NO的平衡转化率不变。
【小问4详解】
A.当混合气体颜色保持不变时,说明NO2浓度不变,则反应达到化学平衡状态,故A正确;
B.反应过程中,始终等于,当的比值保持不变时,反应不一定平衡,故B错误;
C.每消耗0.1mol NO的同时消耗0.05mol,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到化学平衡状态,故C正确;
D. ,正反应放热,若降低温度,平衡正向移动,则混合气体的颜色加深,故D错误;
E.正反应气体系数和减小,反应达到平衡状态后,若减小压强,平衡逆向移动,则混合气体的平均相对分子质量减小,故E正确;
选ACE。
18. 肼()是一种应用广泛的化工原料。工业上先合成氨气: ,再进一步制备肼。完成下列填空:
(1)合成氨需要选择合适的催化剂,分别选用A、B、C三种催化剂进行试验,所得结果如图所示(其他条件相同),则生产中适宜选择的催化剂是_______(填“A”或“B”或“C”)
(2)一定条件下,对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后,其他条件不变时,若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后,与原平衡相比,请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“无法确定”)
反应速率
平衡常数K
变化情况
_______
_______
(3)通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。已知部分化学键的键能如下:
化学键
N—H
N—N
O=O
N≡N
O—H
键能(kJ/mol)
386
167
498
946
460
发射神舟飞船的长征火箭用了肼(,气态)为燃料,若它在氧气(气态)中燃烧,生成(气态)和(气态)。该反应的热化学方程式为:_______。
(4)氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。下图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中含量(体积%)的变化情况,已知初始时。判断、压强的大小关系,_______(选填“>”、“<”或“=”)。
(5)通过传感器可监测的含量,其工作原理如图。
①Pt电极是电源的_______(填“正”或“负”)极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极上的电极反应式:_______。
【答案】(1)A (2) ①. 增大 ②. 减小
(3)
(4)< (5) ①. 正 ②. 还原 ③.
【解析】
【分析】一定条件下,氮气和氢气反应合成氨,氨气可以用于合成肼、化肥和硝酸。
【小问1详解】
A催化剂对于合成氨来说速率又快温度又低,生产中作为催化剂比较适合;
【小问2详解】
加压使得反应物浓度增大,反应速率增大,升温也可以增加物质的有效碰撞,使得反应速率加快,合成氨是放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小;
【小问3详解】
发射神舟飞船的长征火箭用了肼(,气态)为燃料,若它在氧气(气态)中燃烧,生成(气态)和(气态)。该反应的化学方程式为:,,该反应的热化学方程式为:;
【小问4详解】
合成氨反应中反应分子数减少,达到平衡后相同条件下压强越大氨气的体积分数增大,,<;
【小问5详解】
①Pt电极上氧气得到电子变成氧离子被还原,是电源的正;
②NiO电极上的电极反应式:。
19. 已知炼铁过程中发生 ;回答下列问题:
(1)时,向容积为2L的恒容密闭容器中加入3mol 和3mol CO发生反应,5min时达到平衡,平衡时测得混合气体中的体积分数为80%。
①0~5min内反应的平均速率_______。
②该温度下反应的平衡常数为_______。
③下列选项中能够说明该反应已经达到平衡状态的是_______(填字母)
a.的物质的量不再变化 b.体系的压强保持不变
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变 d.单位时间内消耗CO和生成的物质的量相等
④若平衡后再向容器中加入1mol 、1mol CO、2mol Fe和1mol ,判断此时、大小关系为:_______(填“>”、“=”或“<”)。
(2)一定条件下,正向反应速率与时间的关系如图所示,时刻改变了一个外界条件,可能是_______。
(3)科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸(设通入的气体完全参与反应)。导线中电子移动方向为_______(用字母a,b填写)负极发生的电极反应为_______。
【答案】(1) ①. 0.24 ②. 64 ③. ac ④. >
(2)恒压条件下充入一定量
(3) ①. a→b ②.
【解析】
【小问1详解】
①T1时,向容积为2 L的恒容密闭容器中加入3 mol Fe2O3和3 mol CO发生反应③,5 min时达到平衡,设消耗氧化铁物质的量x,平衡时测得混合气体中CO2的体积分数为80%,,,x=0.8mol,则0〜5 min内反应的平均速率;
②该温度下反应的平衡常数为;
③a.固体的物质的量不再变化,固体发生反应和反应生成的量相同,说明反应达到平衡状态,故a正确;
b.反应前后气体物质的量始终不变,体系的压强始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故b错误;
c.反应前后气体质量变化,气体物质的量不变,混合气体的平均摩尔质量保持不变说明反应达到平衡状态,故c正确;
d.单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量相等,只能说明反应正向进行,不能说明反应达到平衡状态,故d错误,
故答案为:ac;
④平衡时n(CO)=0.6mol,n(CO2)=2.4mol,加入1mol 、1mol CO、2mol Fe和1mol ,此时,,此时,平衡向正向移动,则>;
【小问2详解】
正反应速率迅速减小,然后逐渐增大,达到新平衡时和原平衡状态相同,说明改变的条件可能是在恒压条件下充入一定量;
【小问3详解】
根据图示可知:二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸,反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该原电池中,二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸,所以通入SO2的电极是负极,通入氧气的电极是正极,所以a是负极,b是正极,导线中电子移动方向为负极a→导线→正极b;负极上二氧化硫失电子发生氧化反应,电极反应式为:。
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