苏教版 (2019)选择性必修1第三单元 化学平衡的移动达标测试
展开2.3.1浓度变化对化学平衡的影响同步练习-苏教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.认识和研究自然界的元素循环有重要意义,海洋中无机氮循环的过程如图所示,下列说法正确的是
A.海洋中不存在游离态的氮
B.在反硝化细菌作用下,NO发生氧化还原反应生成N2
C.②④中含氮物质的转化属于氮的固定
D.向海洋中排放含NO的废水不会影响NH的含量
2.一定温度下,某同学欲探究浓度对化学平衡的影响,设计实验如下:
Ⅰ.向5mL0.05mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L-1KI溶液,反应达到平衡后分成两等份。
Ⅱ.向其中一份中加入KSCN溶液,变红,加入CCl4,振荡,静置,下层显极浅的紫色。
Ⅲ.向另外一份中加入CCl4,振荡,静置,下层显紫色。
下列说法错误的是
A.实验Ⅰ中发生的反应为2Fe3++2I-2Fe2++I2
B.水溶液中的c平(I-):Ⅱ<Ⅲ
C.水溶液中的c平(Fe3+):Ⅰ>Ⅱ
D.若在实验Ⅰ中加入少量FeCl3固体,c平(Fe2+)会增大
3.对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
A.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v逆(H2O)
B.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则平衡正向移动,NO 浓度增大
D.若单位时间内生成 xmolNO 的同时,消耗 xmolNH3,则反应达到平衡状态
4.血红蛋白分子(Hb)在人体中存在如下过程:① ;
② 。下列说法错误的是
A.相比于,血红蛋白分子更易与CO结合
B.CO中毒时,需立即阻隔(或切断)CO源,使变小
C.高原地区含氧量低,因此该地区人体内的Hb数量普遍较高
D.CO中毒时,可将病人移入高压氧舱,使平衡②逆向移动
5.分析如下实验操作,对平衡的影响说法正确的是
A.元素Cr的价电子数目为1
B.该实验反应属于氧化还原反应
C.试管a中溶液橙色变浅至黄色,说明平衡向正向移动
D.试管b中增大,平衡向逆向移动,平衡常数减小
6.在催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.反应②的方程式为
B.反应①中有氧氧键的断裂和氮氧键的形成
C.增大的量,可增大的平衡转化率
D.当主要发生包含①的历程时,最终生成的水减少
7.小组同学探究盐溶液对反应(血红色)的影响。将2mL0.01mol/LFeCl3的溶液与2mL0.02mol/L的KSCN溶液混合,分别加入等体积的试剂①~④,测得平衡后体系的透光率如下图所示。
已知:ⅰ.溶液血红色越深,透光率越小,其它颜色对透光率的影响可忽略。
ⅱ.(黄色)
下列说法不正确的是
A.注入试剂①后溶液透光率增大,一定是由于平衡逆向移动引起的
B.透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液pH导致的
C.透光率④比③高,可能发生了反应
D.若要证明试剂③中Cl—对平衡体系有影响,还应使用与试剂③等体积的0.04mol/L的KNO3溶液进行对比实验(已知NO对实验无影响)
8.在试管中进行下列实验,现象与实验操作不相匹配的是
实验操作
实验现象
A
向硫酸铜水溶液中逐滴加入氨水
先产生蓝色沉淀,然后溶解,最后得到深蓝色透明溶液
B
向I2的CCl4溶液中加入浓KI溶液,振荡
溶液紫红色变浅
C
向橙色的K2Cr2O7溶液中加入10滴浓硫酸,振荡
溶液由橙色变为黄色
D
向FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl的溶液平衡体系中加入少量KCl固体
溶液颜色无明显变化
A.A B.B C.C D.D
9.一定条件下,0.3mol和0.9mol在体积为1L的密闭容器中发生反应: ,反应进行2min,的物质的量增加了0.4mol。
下列说法正确的是
A.平衡后再充入,既能加快反应速率又能提高的平衡转化率
B.将容器的体积压缩,可增大单位体积活化分子数,增大活化分子的百分数,加快反应速率
C.反应进行2min,放出的热量值小于18.4kJ
D.的体积分数保持不变,能说明反应达到平衡
10.某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和 2molB进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则下列说法正确的是
A.该反应的化学平衡常数表达式是 K=
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.增加 B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
二、填空题
11.认识化学反应的快慢和限度规律及影响因素,通过调控更好地满足工农业生产和日常生活的实际需要。
Ⅰ.根据所学知识,完成下列各题:
(1)决定化学反应速率的内在因素是_______。
A.温度和压强 B.反应物的浓度
C.反应物自身的性质 D.催化剂
(2)下列过程中,需要加快反应速率的是_______。
A.钢铁腐蚀 B.食物腐败 C.炼钢 D.塑料老化
Ⅱ.用相同质量的锌片和铜粉跟相同浓度的足量的稀盐酸反应,得到的实验数据如下表所示:
实验编号
锌的状态
反应温度/℃
收集100mL氢气所需时间/s
①
薄片
15
200
②
薄片
25
90
③
粉末
25
10
(3)实验①和②表明 ,化学反应速率越快。
(4)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 。
(5)该实验的目的是探究 等因素对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(6)请设计一个实验方案探究盐酸的浓度对反应速率的影响。
(7)对于2HBr(g)H2(g)+Br2(g)反应,下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是_______。
A. B. C. D.
(8)对于平衡体系:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,下列描述正确的是_______。(多选)
A.其他条件不变,增大FeCl3溶液浓度,溶液的血红色加深
B.其他条件不变,增大KSCN溶液的浓度,平衡正向移动
C.其他条件不变,加入一定量的KCl固体,平衡逆向移动,溶液颜色变浅
D.其他条件不变,加入少量的铁粉,振荡,溶液颜色变浅
Ⅲ.牙齿表面被一层坚硬的名叫羟基磷酸钙的物质保护着,该物质的组成为Ca5(PO4)3OH,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3(aq)+OH-(aq)
(9)口腔中的细菌和酶在消化分解食物时,会产生有机酸,从而使羟基磷酸钙溶解。若不及时处理,最终会使牙齿产生蛀洞。适用化学平衡知识解释酸使羟基磷酸钙溶解的原因。
12.碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。溶洞景区限制参观的游客数量,主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用,从化学平衡的角度说明其原因 。
13.完成下列填空
(1)下列常见物质的空间结构呈直线形的是 ,呈平面三角形的是 。中心原子轨道采取sp3杂化的是 ,采取sp2杂化的是 。
①BF3 ②CO2 ③NH3 ④CCl4 ⑤HC≡CH
(2)NF3是微电子工业中种优良的等离子蚀刻气体,利用杂化轨道理论解释其空间结构是三角锥形: 。
(3)某小组进行如下操作,观察到下列现象:
步骤1:向AgNO3溶液中逐滴滴加氨水,产生白色沉淀;
步骤2:继续滴加,沉淀消失,溶液变澄清。
①澄清溶液中含[Ag(NH3)2]+,其中含有的化学键类型有 。
a.σ键 b.配位键 c.氢键
②已知:Ag++NH3•H2OAgOH↓+NH,利用平衡移动原理解释步骤2的现象 。
14.在恒温恒容的容器中发生反应N2+3H22NH3,当反应达到平衡后,判断改变下列措施化学平衡移动的方向(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(1)向容器中充氮气: 。
(2)向容器中充氢气: 。
(3)向容器中充氨气: 。
(4)向容器中充氦气: 。
(5)向容器中充入氯化氢气体: 。
15.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+ CO (g)Fe(s)+ CO2(g) △H>0
(1)此反应的平衡常数表达式为:K= ;
(2)温度升高,达到新的平衡后,高炉内CO2与CO的体积比 (填“增大”、 “减小”或“不变”。);
(3)已知1100℃时,K= 0.263。某时刻测得高炉中c(CO2)= 0.025mol/L,c(CO)= 0.1mol/L,在这种情况下,该反应 (填“是”或“不是”)处于化学平衡状态。
如果“不是”,此时化学反应向 方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。如果“是”,此空不填。
(4)在一定温度下,10L密闭容器中加入5molSO2、4.5molO2,发生反应2SO2+O22SO3经10min后反应达平衡时有3molSO3生成。试计算:
①O2的转化率为:
②平衡常数K为:
16.往5mL0.005mol/LFeCl3+5mL0.01mol/LKSCN+1mol/LKSCN溶液的试管B中滴加1滴2mol/L的氢氧化钠溶液,充分振荡,溶液的颜色为什么会变浅 ?由此得出的实验结论是什么 ?
17.可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在某温度下达到平衡后,增加或移去一部分C(s),化学平衡是否移动 ?为什么 ?
18.(1)过氧化钠(Na2O2)是常见的供氧剂,是航空航天和潜水常用呼吸面具的主要成分,请写出过氧化钠的电子式: 。
(2)1g甲烷气体完全燃烧生成液态水时放56kJ的热量,请写出甲烷完全燃烧的热化学方程式: 。
(3)取久置硫酸酸化的硫酸亚铁溶液加入KSCN溶液,溶液显血红色,请用离子方程式解释原因①: ;②Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
(4)酸性:H2SO4
(1)反应开始10min内,NH3的平均反应速率为 。
(2)反应处于平衡状态的时间段是 。
(3)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
a.N2和NH3的浓度之比等于1:2
b.NH3的百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变
d.3(NH3)=2(H2)
e.容器中混合气体的密度保持不变
(4)图中10~20min内曲线发生变化的可能原因 。
(5)25min时作出的改变是 ,此时正 逆(填“>”“<”或“=”)。
20.雾霾天气严重影响人们的生活,汽车尾气所排放的氮氧化物及燃煤所排放的硫氧化物是造成雾霾的重要原因。
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示:
如图是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为 。
(2)改善能源结构是治理雾霾问题的最直接有效途径。二甲醚是一种清洁能源,可用合成气在催化剂存在下制备二甲醚,其反应原理为:
2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3 (g)+H2O(g) ΔH
已知在一定条件下,该反应中CO的平衡转化率α随温度、投料比的变化曲线如图3所示。
① a、b、c按由大到小的顺序排序为 ;ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。
② 对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp= 。
③ 在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 。
A.一氧化碳的转化率减小
B.容器的压强增大
C.化学平衡常数K值减小
D.逆反应速率先增大后减小
E.混合气体的密度增大
三、实验题
21.兴趣小组同学为探究影响化学反应速率及化学平衡的因素,设计以下实验:
(1)利用实验Ⅰ探究锌与1mol/L硫酸和4mol/L硫酸反应的速率,可以测定收集一定体积氢气所用的时间。此方法需要控制的变量有(写出1项即可): 。
(2)利用实验Ⅱ探究浓度对化学平衡的影响。
已知:Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+ 推测B试管中实验现象为 ,用平衡移动原理解释原因: 。
(3)该小组同学继续用酸性KMnO4溶液和草酸(H2C2O4)溶液进行实验,实验操作及现象如下表:
编号
实验操作
实验现象
ⅰ
向一支试管中先加入5mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液,再加入1滴3mol/L硫酸和9滴蒸馏水,最后加入5mL0.1mol/L草酸溶液
前10min内溶液紫色无明显变化,后颜色逐渐变浅,30min后几乎变为无色
ⅱ
向另一支试管中先加入5mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液,再加入10滴3mol/L硫酸,最后加入5mL0.1mol/L草酸溶液
80s内溶液紫色无明显变化,后颜色迅速变浅,约150s后几乎变为无色
已知:2MnO + 5H2C2O4 +6H+ =2Mn2+ +10CO2↑+8H2O
① 由实验ⅰ、实验ⅱ可得出的结论是 。
② 关于实验ⅱ中80s后溶液颜色迅速变浅的原因,该小组同学提出了猜想:反应中生成的Mn2+对反应有催化作用。利用下列提供的试剂设计实验ⅲ,验证猜想。
提供的试剂:0.01mol/L酸性KMnO4溶液,0.1mol/L草酸溶液,3mol/L硫酸, MnSO4固体,蒸馏水。
补全实验ⅲ的操作:向试管中先加入5mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液, ,最后加入5mL0.1mol/L草酸溶液。
22.常用作有机合成催化剂,现有如下两种方法制备。已知:晶体呈白色,微溶于水,不溶于稀盐酸,露置于潮湿空气中易转化为绿色的,且易见光分解。
方法一:利用热分解(绿色)制备,并进行相关探究。
(1)将下列实验操作按先后顺序排列为:a→→→→→→d
a.检查装置的气密性后加入药品 b.点燃酒精灯加热至,反应一段时间
c.调整酒精灯温度,反应一段时间 d.停止通入
e.停止通入,然后通入干燥 f.在“气体入口”处通入干燥
g.熄灭酒精灯
(2)当观察到 时,反应达到终点,停止加热。
方法二:以(含少量)粗品为原料制取,设计的合成路线如下:
查阅资料可知:①在较高的盐酸浓度下,能溶解于甲基异丁基甲酮:
②在溶液中存在:。
(3)写出通入混合液中发生的反应的离子方程式 。
(4)下列叙述正确的是___________(填字母)。
A.原料中含有的经氧化、萃取几乎都在有机相中被除去
B.加入萃取剂后,混合物转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,如图用力振摇
C.上述合成路线中,一系列操作包括:抽滤、洗涤、干燥,且干燥时应注意密封、避光
D.该流程中温度越高越有利于将转化为
(5)向混合液中加入去氧水的目的是 。
(6)现称取产品,用硫酸酸化的硫酸铁完全溶解,并稀释成。每次用移液管移取溶液于锥形瓶中,再用溶液滴定,平均消耗。
①按该实验方案计算产品的纯度为 %。
②有同学认为该实验方案明显不合理,会导致计算的纯度 (填“偏高”或“偏低”)
23.ClO2为疫情防控的消杀提供了强有力的支撑,是国际公认的最新一代广谱、高效、安全、环保的杀菌剂,具有杀菌效果好,见效快,残留少,不产生抗药性等优点。如图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。
已知:①ClO2是一种易溶于水的气体,难溶于有机溶剂。
②实验室制备ClO2的原理是2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl。
(1)A为氯气的制备装置,其中a管的作用是 ,装置G的作用是 。
(2)若圆底烧瓶中盛有高锰酸钾,分液漏斗中盛有浓盐酸,写出生成氯气的离子方程式: 。氯气的电子式为 。
(3)B装置中所盛试剂是饱和食盐水,抑制了Cl2与H2O的反应,B装置中也可以用水替代饱和食盐水,实验室常采用饱和食盐水而不采用水除去氯气中氯化氢,试用平衡移动原理解释原因: 。(用离子方程式结合文字表述)
(4)装置D中盛放NaClO2的仪器名称为 。当有18.1gNaClO2与Cl2完全反应时,电子转移数目为 。
(5)E中盛放的试剂用于除去ClO2中未反应的Cl2,可选用的试剂是 (填标号)。
a.饱和食盐水 b.CCl4液体 c.水 d.浓硫酸
参考答案:
1.B
【详解】A.由图可知海洋中存在,即海洋中存在游离态的氮,A错误;
B.在反硝化细菌作用下,发生反应生成的过程,N元素的价态发生了变化,属于氧化还原反应,B正确;
C.氮的固定是将大气中游离态的氮元素转化为氮的化合物的过程,其中②属于氮的固定,④不属于氮的固定,C错误;
D.向海洋中排放含的废水,则浓度增大,促进反硝化反应,浓度增大,继续促进反硝化反应,使海洋中氮气浓度增大,促使反应②发生,则会影响海洋中的含量,D错误;
答案选B。
2.B
【详解】A.实验Ⅲ说明实验Ⅰ中的I-被氧化为I2,故实验Ⅰ中发生的反应为2Fe3++2I-2Fe2++I2,A正确;
B.实验Ⅱ中发生的反应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加CCl4,下层显极浅的紫色,说明2Fe3++2I-2Fe2++I2,因加入KSCN后,平衡向逆反应方向移动,I-浓度增大,B错误;
C.由上述分析可知生成Fe(SCN)3的反应程度比生成I2的反应程度大,故实验Ⅰ溶液中Fe3+浓度比实验Ⅱ中大,C正确;
D.在实验Ⅰ中加入少量FeCl3固体,2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡向正反应方向移动,c平(Fe2+)增大,D正确;
故选:B。
3.B
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比,则3v正(NH3)=2v正(H2O),故A错误;
B.反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,4v正(O2)=5v逆(NO),说明消耗氧气的速率和生成氧气的速率相等,故B正确;
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,容器的压强减小,正逆反应速率都减小,故C错误;
D.无论是否达到平衡状态,反应速率之比都等于化学计量数之比,即位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,但不能说明正逆反应速率相等,故D错误。
故选:B。
4.B
【详解】A.从反应②可知,K2=480,说明正反应进行程度较大,说明相比于O2,血红蛋白分子更易与CO结合,A正确;
B.CO中毒,立即隔离(或切断)CO源不能使K2变小,K2只与温度有关,B错误;
C.高原地区含氧量低,氧气浓度小,反应①平衡逆向移动,导致Hb数量普遍较高,C正确;
D.CO中毒,将病人移入高压氧舱,O2浓度增大,反应②平衡逆向移动,从而缓解CO中毒,D正确;
故答案选B。
5.C
【详解】A.铬元素的价电子为3d能级上的5个电子和4s能级上的1个电子,其价电子数目为6,A错误;
B.,该反应中没有元素价态的改变,不属于氧化还原反应,B错误;
C.,加入氢氧化钠溶液,试管a中溶液橙色变浅至黄色,说明平衡向正向移动,C正确;
D.试管b中增大,平衡向逆向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,D错误;
故选C。
6.B
【分析】含N分子参与的反应包括①的历程是将NO转化为NO2,②的历程将NO和NO2转化为HONO,还包括HONO转化为NO的反应;
【详解】A.反应②的方程式为,故A错误;
B.反应①中∙OOH转化为∙OH有氧氧键的断裂,NO转化为NO2有氮氧键的形成,故B正确;
C.NO为催化剂,增大催化剂的量,平衡不移动,则C3H8的平衡转化率不变,故C错误;
D.无论反应经过①还是②,总反应都是丙烷和氧气生成丙烯和水,最终生成的水不变,故D错误;
故选:B。
7.A
【详解】A.注入试剂①是稀释溶液的过程,[Fe(SCN)]2+浓度减小,溶液透光率升高,无法判断Fe3++SCN-⇌[Fe(SCN)]2+平衡是否逆向移动,A错误;
B.③KCl溶液为含有钾离子的中性溶液,②NH4Cl溶液为含有铵根离子的水解显酸性的溶液,根据是否水解或离子不同,则说明透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液pH导致的,B正确;
C.③为0.04mol•L-1的KCl溶液,④为4mol•L-1的KCl溶液,④的浓度大于③的浓度;透光率④比③高,说明血红色变浅,发生了反应Fe(SCN)2++4Cl-⇌[FeCl4]-+SCN-,C正确;
D.若要证明试剂③为0.04mol•L-1的KCl溶液,Cl-对平衡体系有影响,排除钾离子的干扰即K+浓度保持不变,作空白对照实验,已知硝酸根对实验无影响,故能使用0.04mol•L-1的KNO3溶液进行实验, D正确;
故答案为:A。
8.C
【详解】A.向硫酸铜水溶液中逐滴加入氨水,先生成Cu(OH)2蓝色沉淀,继续加入氨水,则沉淀溶解并转化为[Cu(NH3)4]2+,从而得到深蓝色溶液,A不符合题意;
B.向I2的CCl4溶液中加入浓KI溶液,I2与KI反应生成KI3并溶解在水中,从而使溶液紫红色变浅,B不符合题意;
C.向橙色的K2Cr2O7溶液中加入10滴浓硫酸,从而使+H2O+2H+平衡逆向移动,溶液橙色变深,C符合题意;
D.向FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl溶液的平衡体系中加入少量KCl固体,对化学平衡不产生影响,溶液颜色无明显变化,D不符合题意;
故选C。
9.D
【详解】A.加入,平衡正向移动,反应速率增大,但是本身的平衡转化率减小,A错误;
B.将容器的体积压缩,可增大单位体积内活化分子数,但活化分子的百分数不变,B错误;
C.反应进行2min,的物质的量增加了0.4mol,则反应进行2min放出的热量,C错误;
D.的体积分数保持不变,则说明平衡不再移动,能说明反应达到平衡,D正确;
故选D。
10.B
【解析】利用题给数据,可以建立如下三段式:
【详解】A.在该反应中,C呈固态,不能出现在平衡常数表达式中,所以该反应的化学平衡常数表达式是 K=,A不正确;
B.此时,B的平衡转化率是=40%,B正确;
C.虽然增大压强时,平衡向右移动,但温度不变,所以化学平衡常数不变,C不正确;
D.增加 B,虽然平衡向右移动,但B的平衡转化率反而减小,D不正确;
故选B。
11.(1)C
(2)C
(3)温度越高
(4)②和③
(5)温度、反应物表面积
(6)在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应
(7)C
(8)ABD
(9)有机酸与OH-反应,使OH-离子浓度减小,上述平衡正向移动,羟基磷酸钙逐渐溶解
【详解】(1)影响化学反应速率的因素有内因和外因。内因是参加化学反应的物质本身的性质,它起决定性的作用,是根本因素,而温度和压强、反应物的浓度、催化剂、光、颗粒的大小等只是在内因不变的情况下所其的作用,是辅助型的因素,是外因;
答案选C;
(2)工业炼钢为有利于人类发展的反应,需要加快反应速率,而A、B、D均需要减慢反应速率;答案选C;
(3)实验①和②中,温度不同,温度大的反应速率快,即反应温度越高,反应速率越快;
故答案为:反应温度越高;
(4)能表明固体的表面积对反应速率有影响,应控制温度相同,则应为②③组实验;
故答案为:②;③;
(5)由表格中的数据可知,锌的状态不同、温度不同,则实验目的为探究反应物表面积、温度对锌和稀盐酸反应速率的影响;
故答案为:反应物表面积;温度;
(6)证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响,则控制锌的状态、反应温度等外因相同,即设计实验为相同质量的薄片锌,分别与0.1mol/L、1mol/L的足量稀盐酸反应,比较收集100mL氢气所需时间的长短;
(7)HBr、H2和Br2都是双原子分子,反应物和生成物共存,说明体系中应含有3种双原子分子.
A.一种双原子分子和2种单原子分子,选项 A错误;
B.2种双原子分子,选项B错误;
C.3种双原子分子,选项C正确;
D.2种双原子分子和2种单原子分子,选项D错误;
答案选C;
(8)A.其他条件不变,增大FeCl3溶液浓度,溶液中Fe3+浓度增大,平衡正向移动,溶液的血红色加深,选项A正确;
B.加入少量KSCN固体,反应中SCN-浓度增大,平衡正向移动,选项B正确;
C.加入少量KCl固体,溶液中Fe3+、SCN-浓度不变,K+和Cl-不参加反应,平衡不移动,选项C错误;
D.其他条件不变,加入少量的铁粉,铁与Fe3+反应生成Fe2+,Fe3+浓度减小,平衡逆向移动,溶液颜色变浅,选项D正确;
答案选ABD;
(9)有机酸与OH-反应,使OH-离子浓度减小,平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3(aq)+OH-(aq)正向移动,羟基磷酸钙逐渐溶解。
12.游客呼出的CO2可与钟乳石主要成分CaCO3发生可逆反应:,CO2增加,平衡正向移动,CaCO3减少,钟乳石被坏
【详解】二氧化碳和碳酸钙在溶液中存在如下平衡,当游客数量增大,反应物二氧化碳的浓度增大,平衡向正反应方向移动,碳酸钙因反应而减少,导致钟乳石被坏,故答案为:游客呼出的CO2可与钟乳石主要成分CaCO3发生可逆反应:,CO2增加,平衡正向移动,CaCO3减少,钟乳石被坏。
13.(1) ②⑤ ① ③④ ①
(2)NF3的中心原子N的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,则N采取sp3杂化,由于有一孤电子对,所以分子结构是三角锥形
(3) a b 向硝酸银溶液中滴加氨水,发生反应Ag++NH3•H2OAgOH↓+NH,生成白色沉淀AgOH,AgOH在水溶液中存在电离平衡:AgOHAg++OH-,继续滴加氨水,Ag+与NH3生成[Ag(NH3)2]+,由于该配离子很稳定,促使AgOH的溶解平衡正向移动,AgOH逐渐溶解
【分析】(1)
①BF3 的中心原子B的价层电子对数=3+(3-3×1)=3,则B采取sp2杂化,分子结构是平面三角形;②CO2的中心原子C的价层电子对数=2+ (4-2×2)=2,则C采取sp杂化,分子结构为直线形; ③NH3的中心原子N的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,则N采取sp3杂化,由于有一孤电子对,所以分子结构是三角锥形; ④CCl4 的中心原子C的价层电子对数=4+(4-4×1)=4,则C采取sp3杂化,分子结构是正四面体;⑤HC≡CH为乙炔,是直线形分子,中心原子C的价层电子对数为2,采取sp杂化,分子结构是直线形。故空间结构呈直线形的是②⑤;呈平面三角形的是①;中心原子轨道采取sp3杂化的是③④;采取sp2杂化的是①。
(2)
NF3的中心原子N的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,则N采取sp3杂化,由于有一孤电子对,所以分子结构是三角锥形。
(3)
①[Ag(NH3)2]+中有Ag+和NH3之间是配位键、构成NH3的N和H之间是σ键,故选a和 b。
②向硝酸银溶液中滴加氨水,发生反应Ag++NH3•H2OAgOH↓+NH,生成白色沉淀AgOH,AgOH在水溶液中存在电离平衡:AgOHAg++OH-,继续滴加氨水,Ag+与NH3生成[Ag(NH3)2]+,由于该配离子很稳定,促使AgOH的溶解平衡正向移动,AgOH逐渐溶解。
14.(1)正向移动
(2)正向移动
(3)逆向移动
(4)不移动
(5)正向移动
【详解】(1)向容器中充氮气,增大反应物浓度,平衡正向移动;
(2)向容器中充氢气,增大反应物浓度,平衡正向移动;
(3)向容器中充氨气,增大生成物浓度,平衡逆向移动;
(4)向容器中充氦气,反应物、生成物的浓度均不改变,平衡不移动;
(5)向容器中充入氯化氢气体,氯化氢与氨气发生反应,减小了生成物的浓度,平衡正向移动。
15. k= 增大 不是 正反应 33.3% 7.5
【分析】(1)化学平衡常数指在一定温度下,可逆反应都达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,固体、纯液体不需要表示出;
(2)该反应正反应是吸热反应,温度升高平衡向正反应方向移动,据此判断;
(3)计算此时的浓度商Qc,与平衡常数比较判断反应进行方向;
(4)依据化学平衡三段式列式计算得到,依据转化率等于消耗量除以起始量;平衡常数等于生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物的平衡浓度幂次方乘积得到。
【详解】(1)可逆反应FeO(s)+CO (g)⇌Fe(s)+CO2(g)的平衡常数表达式k=;
(2)该反应正反应是吸热反应,温度升高平衡向正反应方向移动,CO2的物质的量增大、CO的物质的量减小,故到达新平衡是CO2与CO的体积之比增大;
(3)此时浓度商Qc==0.25,小于平衡常数2.63,故反应不是平衡状态,反应向正反应进行;
(4)①在一定温度下,10L密闭容器中加入5molSO2、4.5molO2,经10min后反应达平衡时有3molSO3生成,依据平衡三段式得到:
2SO2 + O2 ═ 2SO3
起始量(mol) 5 4.5 0
变化量(mol) 3 1.5 3
平衡量(mol) 2 3 3
氧气的转化率=×100%=33.3%;
②平衡浓度为c(SO2)=0.2mol/L、c(O2)=0.3mol/L、c(SO3)=0.3mol/L;K===7.5。
16. 加入NaOH溶液后,OH-与溶液中的Fe3+反应生成Fe(OH)3沉淀,溶液中c(Fe3+)减小,从而使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡向逆反应方向移动,c[Fe(SCN)3]减小,溶液的红色变浅 其他条件不变,减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动
【详解】Fe3+与SCN-存在平衡:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,滴加氢氧化钠溶液后,由于OH-与溶液中的Fe3+反应生成Fe(OH)3沉淀,溶液中c(Fe3+)减小,从而使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡向逆反应方向移动,c[Fe(SCN)3]减小,溶液的红色变浅,由此得出的实验结论是:其他条件不变,减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
17. 不移动 增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以化学平衡不移动
【详解】固体量的多少不影响化学反应速率不影响平衡状态,答案为:不移动,增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以化学平衡不移动。
18. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-896kJ/mol 4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O HClO4的沸点较低,加热挥发,生成物浓度减小,反应向正方向进行
【详解】(1)过氧化钠(Na2O2)是由钠离子和过氧根离子构成的,过氧化钠的电子式为:;
(2)1g 甲烷生成液态水和二氧化碳气体,放出56kJ的热量,16g甲烷燃烧放热896kJ,热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-896kJ·mol-1;
(3)取久置硫酸酸化的硫酸亚铁溶液加入KSCN溶液,溶液显血红色,①溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+,发生的离子方程式为4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O;②Fe3+与SCN-反应产生Fe(SCN)3,溶液显血红色Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;
(4)酸性:H2SO4
【分析】根据来计算反应速率;达到平衡状态时,物质的量不变,以此判断达到平衡的时间段;当反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变;由图象可知10~20min时各组分物质的量变化加快,且10min时都是逐渐变化的,反应速率增大,且N2、H2物质的量减小,NH3的物质的量增多,故说明为使用催化剂或者升高温度;第25分钟,NH3的物质的量突然减少,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3,且此后N2、H2物质的量减小,NH3的物质的量增多,故平衡正向移动。
【详解】(1)从图中可知,NH3从0变为0.1mol,故故答案为:0.005mol•L-1•min-1;
(2)由图象可以看出,当反应进行到时20-25min,35-40min,各物质的物质的量保持不变,说明此时反应达到平衡状态,故答案为:20-25min,35-40min;
(3)a.N2和NH3浓度是否相等取决于反应的起始量和转化的程度,不能判断是否达到平衡,故a错误;
b.NH3百分含量保持不变,说明反应达到平衡状态,故b正确;
c.反应前后气体的物质的量不等,容器中气体的压强不变,说明达到平衡状态,故c正确;
d.3(NH3)=2(H2),并未指明正反应还是逆反应的速率,故无法判断正逆反应速率是否相等,故无法判断是否达到平衡状态,故d错误;
e.由于气体的质量和容器的体积不变,则无论是否达到平衡状态,容器中混合气体的密度都保持不变,故e错误;
故答案为:bc;
(4)由图可知,0-10分钟内n(N2)=0.025mol×2=0.05mol;10-20分钟内n′(N2)=0.025mol×4=0.1mol,所以0-10分钟与10到20分钟两个时间段中,N2的反应速率之比为0.05mol:0.1mol=1:2;由图象可知其他各组分物质的量变化加快,且10min时变化时各物质是连续变化的,20min达平衡时,说明10min可能改变的条件是升高温度或使用催化剂,故答案为:升高温度或使用了催化剂;
(5)从图中可知:第25分钟,NH3的物质的量突然减少了0.1mol,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3,生成物的浓度减小,平衡向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,故答案为:分离出0.1molNH3;>。
20. Mn、200℃左右 a>b>c < CD
【详解】(1)根据图象知,脱氮率越高越好,但Cr作催化剂时温度高于Mn,温度越高,对设备要求越高,增大生产成本,且脱氮率增大较小,所以使用Mn作催化剂较好;根据图象知,在温度为200℃左右,脱氮率较高,
因此,本题正确答案是:Mn、200℃左右;
(2)①根据图象知,增大氢气浓度,平衡右移,一氧化碳的转化率增大,故有a>b>c;温度升高,转化率降低,说明该反应为放热反应,ΔH<0;
因此,本题正确答案是:a>b>c ;< ;
②由方程式2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3 (g)+H2O(g)可知,用某组分(B)的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数Kp=;
因此,本题正确答案是:;
③可逆反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3 (g)+H2O(g) ΔH<0;在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态;
A.增加一氧化碳气体的浓度,平衡右移,一氧化碳的转化率减小,错误;
B.如果容器的体积、温度不变,充入和反应无关的气体,容器的压强增大,各物质的浓度不变,平衡不移动,错误;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,化学平衡常数K值减小,正确;
D.逆反应速率先增大后减小,说明逆反应速率大于正反应速率,平衡左移,正确;
E.该反应在反应前后气体的质量不发生变化,混合气体的密度增大,说明气体的体积减小,相当于增大压强,平衡右移,错误;
综上所述,本题选CD。
21.(1)温度(或者锌粒大小等)
(2) 溶液由橙色变为黄色 加NaOH溶液使c(H+)减小,平衡右移,c(CrO)增大
(3) 其他条件相同时,H+(或硫酸)浓度越大,反应速率越快 再加入10滴3mol·L-1硫酸,然后加入少量MnSO4固体
【分析】(1) 测定收集一定体积氢气所用的时间,需保证温度、锌粒大小相同;
(2) D中加NaOH,使Cr2(橙色)+H2O2Cr(黄色) +2H+正向移动;
(3) ①实验1、II酸的浓度不同,据此分析解答;
②根据设计的实验1、2可知,猜想为该反应中生成的Mn2+对反应有催化作用,实验2中加入少量MnSO4固体与实验1进行对比,若猜想成立,加入MnSO4固体溶液紫色应迅速变浅,据此分析。
【详解】(1)测定收集一定体积氢气所用的时间,需保证温度、锌粒大小相同,则此方法需要控制的变量有温度、锌粒大小;
(2)D试管中实验现象为溶液由橙色变为黄色,用平衡移动原理解释原因为加NaOH溶液使c (H+) 减小,平衡右移,c (Cr)增大;
(3)①实验Ⅰ、Ⅱ酸的浓度不同,实验II酸浓度大,反应快,故由实验Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是:其他条件相同时,H+ (或硫酸)浓度越大,反应速率越快;
②为了验证实验II中80s后溶液颜色迅速变浅的是否有锰离子其催化作用,应其他条件相同,只改变锰离子的量,因此向试管中先加入1mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液,再加入10滴3mol/L硫酸,然后加入少量MnSO4固体,最后加入1mL0.1mol/L草酸溶液;
22.(1)fbecg
(2)玻璃管中固体全部变为白色
(3)
(4)AC
(5)稀释使平衡逆向移动,促进析出
(6) 偏高
【分析】以(含少量)粗品为原料制取。粗品用盐酸、双氧水溶解,双氧水把Fe2+氧化为Fe3+,用萃取剂萃取除去Fe3+,分液,水相中通入二氧化硫,把Cu2+还原为,加水稀释,使稀释使平衡逆向移动,促进析出,抽滤、洗涤、干燥得CuCl;
【详解】(1)利用热分解(绿色)制备。a.检查装置的气密性后加入药品;f.在“气体入口”处通入干燥,排出装置中的空气;b.点燃酒精灯加热至,反应一段时间,失去结晶水生成无水;e.停止通入,然后通入干燥;c.调整酒精灯温度,反应一段时间,分解为和氯气;g.熄灭酒精灯;d.停止通入;所以实验操作顺序为:a→f→b→e→c→g→d;
(2)是白色晶体,当玻璃管中固体全部变为白色,说明反应达到终点,停止加热。
(3)在溶液中存在平衡,通入混合液中,Cu2+被还原为Cu+,在氯离子浓度较大时生成,发生的反应的离子方程式为;
(4)A.在较高的盐酸浓度下,能溶解于甲基异丁基甲酮,原料中含有的经氧化、萃取几乎都在有机相中被除去,故A正确;
B.加入萃取剂后,混合物转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗下端管口向上倾斜,用力振摇,故B错误;
C.悬浊液中含有CuCl固体,经抽滤、洗涤、干燥得CuCl,CuCl露置于潮湿空气中易转化为绿色的,且易见光分解,所以干燥时应注意密封、避光,故C正确;
D.温度升高,H2O2分解速率加快,温度升高不利于将转化为,故D错误;
选AC。
(5)向混合液中加入去氧水,稀释使平衡逆向移动,促进析出;
(6)①根据得失电子守恒得反应关系式,5CuCl~~~5Fe2+~~~KMnO4,则的物质的量为,产品的纯度为%。
②氯离子能被高锰酸钾氧化,消耗高锰酸钾的体积偏大,所以该实验方案明显不合理,会导致计算的纯度偏高。
23.(1) 平衡气压,使浓盐酸顺利流下 防倒吸(安全瓶)
(2) 2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)Cl2+H2OH++Cl-+HClO,饱和食盐水提供大量氯离子,使得平衡体系中氯离子浓度增大,平衡逆向进行,导致氯气几乎不溶于水,所以常用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢
(4) 干燥管 0.2NA
(5)b
【分析】由实验装置可知:A中制备氯气,装置B用于除去Cl2中混有的HCl,装置C用于干燥氯气,D中发生2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl,已知C1O2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,装置E用于吸收除去C1O2中的Cl2,装置F收集气体,导气管应该是长进短出,装置G是安全瓶,可用于防止倒吸现象的发生,H后接尾气处理装置,可以是盛有NaOH溶液的烧杯。
【详解】(1)A中a管使分液漏斗上方气体和圆底烧瓶内气体连通,则a的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利流下,由于ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,装置最后面接含有NaOH溶液的尾气处理装置,用于吸收多余Cl2、ClO2,为避免水进入装置F,连接装置G,装置G的作用是防倒吸(安全瓶)。
(2)若圆底烧瓶中盛有高锰酸钾,分液漏斗中盛有浓盐酸,二者反应生成了锰离子、氯气和水,离子方程式:2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。氯气分子内共用一对电子对,氯气的电子式为。
(3)实验室常采用饱和食盐水而不采用水除去氯气中氯化氢,试用平衡移动原理解释原因:Cl2与水反应产生HCl、HClO,该反应是可逆反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,饱和食盐水提供大量氯离子,使得平衡体系中氯离子浓度增大,平衡逆向进行,导致氯气几乎不溶于水,所以常用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢。
(4)装置D中盛放NaClO2的仪器名称为干燥管。D中反应为2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl,NaClO2为还原剂转变为ClO2,Cl化合价升1价,Cl2为氧化剂转变为NaCl,Cl化合价降1价,关系式为2NaClO2~Cl2~2e-,当有2mol即181gNaClO2与Cl2完全反应时,电子转移数目为2NA,则当有18.1gNaClO2与Cl2完全反应时,电子转移数目为0.2NA。
(5)由于ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,使用装置E用于除去ClO2中未反应的Cl2、而ClO2不溶解,则E盛放的试剂:
a.氯气不溶于饱和食盐水,而ClO2溶解于水,不符合;
b.ClO2难溶解于CCl4液体、Cl2溶解易溶于CCl4液体,符合;
c.氯气能溶于水, ClO2溶解于水,不符合;
d.氯气难溶于浓硫酸,不符合;
选b。
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