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2018-2019学年甘肃省宁县二中高二上学期期中考试化学试题 解析版
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2018~2019学年第一学期中考试题高二化学
说明:
1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。考试时间90分钟,满分100分。
2、考试只交答题卡
3、可能用到的相对原子质量:
H : 1 O : 16 C : 12 S : 32 N : 14 P : 31 Cl : 35.5 Na : 23 Mg : 24 Ca : 40
第Ⅰ卷(选择题共48分)
一、选择题:(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共48分)
1.在2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)中,表示该反应速率最快的是( )
A. υ(A)=0.5 mol/(L·s) B. υ(B)=0.3 mol/(L·s)
C. υ(C)=0.8 mol/(L·s) D. υ(D)=1 mol/(L·s)
【答案】D
【解析】
【分析】
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率,然后比较大小,将所有选项的变化速率都用B的速率表示。
【详解】A.υ(B)=1/2υ(A)=0.25 mol/(L·s);B.υ(B)=0.3 mol/(L·s);C.υ(B)=1/3υ(C)=0.8/3mol/(L·s) ;D.υ(B)=1/2υ(D)=0.5 mol/(L·s);综上所述,本题选D。
【点睛】本题考查化学反应速率的计算。比较大小时,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率,然后比较大小。转化时,要注意物质的聚集状态,纯固体和纯液体不计算化学反应速率。
2.一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是 ( )
①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B物质的量浓度
A. ①④ B. ②③ C. ②③④ D. 只有④
【答案】A
【解析】
【分析】
平衡状态的标志是,各组分的物质的量、物质的量浓度不变。故抓住变量,若某一时刻变量不再变化,就达到了平衡状态。
【详解】①该反应前后气体分子数不变,且有固体参与,混合气体的密度可作为判断平衡状态的依据,故选①;②该反应前后气体分子数不变,容器内压强不能作为判断平衡状态的依据,故不选②;③该反应前后气体分子数不变,混合气体总物质的量不能作为判断平衡状态的依据,故不选③;④B的物质的量浓度若不发生变化,即可知道反应达到平衡状态,故选④。故正确序号为①④。综上所述,本题选A。
3.在25℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,下列热化学方程式正确的是()
A. CH3OH(l)+3/2O2(g)﹦CO2(g)+2H2O(l) ΔH =+725.8 kJ/mol
B. 2CH3OH(l)+3O2(g)﹦2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =-1452 kJ/mol
C. 2CH3OH(l)+3O2(g)﹦2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =-725.8 kJ/mol
D. 2CH3OH(l)+3O2(g)﹦2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =+1452 kJ/mol
【答案】B
【解析】
试题分析:CH3OH燃烧的化学方程式为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,1g CH3OH燃烧放出22.68 kJ的热量,则2 mol CH3OH燃烧放出的热量为22.68 kJ×32×2=1451.5 kJ≈1452 kJ,答案选B。
考点:考查反应热的计算。
4.有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是( )
A. ΔH>0,ΔS>0 B. ΔH<0,ΔS>0
C. ΔH<0,ΔS<0 D. ΔH>0,ΔS<0
【答案】D
【解析】
试题分析:
如图可知,压强相同时,温度越高A的转化率越大,说明升高温度平衡向正反应移动,该反应的正反应为吸热反应,△H>0,作垂直横轴的线,由图可知,温度相同,压强越大,A的转化率越大,增大压强平衡向正反应移动,则该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,即m+n>p+q,也就是熵减的化学反应,即△S< 0,答案选D。
考点:考查化学图像的分析与判断。
5.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O( l )△H=-57.3kJ·mol-1。分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3,下列关系正确的是( )
A. △H1>△H2>△H3 B. △H1<△H2<△H3
C. △H1>△H2=△H3 D. △H1=△H2<△H3
【答案】B
【解析】
【分析】
强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的△H=-57.3kJ·mol-1,浓硫酸稀释、生成沉淀都会使放出热量变大,△H变小。
【详解】分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸。①浓硫酸稀释会放出大量热,同时又有BaSO4沉淀生成,故△H1<-57.3kJ·mol-1;②稀硫酸与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀,使△H2<-57.3kJ·mol-1,由于浓硫酸稀释会放出大量热,故△H1<△H2;③稀硝酸与1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液反应△H3=-57.3kJ·mol-1,故△H1<△H2<△H3。综上,本题选B。
【点睛】25℃,101kpa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol-1,酸如果选择浓硫酸,由于浓硫酸稀释时放热,故发生中和反应生成1mol水时,放出热量大于中和热数值,△H变小。如果选择弱酸或弱碱,由于弱酸和弱碱电离吸热,发生中和反应生成1mol水时,放出热量小于中和热数值,△H变大。
6.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g) +CO(g)1/2N2(g) +CO2(g) ΔH=-373.2 kJ/mol,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A. 加催化剂同时升高温度 B. 加催化剂同时增大压强
C. 升高温度同时充入N2 D. 降低温度同时增大压强
【答案】B
【解析】
【分析】
达到平衡后,为提高该反应的速率,可加入催化剂或升高温度、增大压强。若要提高NO的转化率,则应改变条件使平衡正向移动。
【详解】A.催化剂不改变平衡状态,升高温度平衡逆向移动,NO的转化率减小,故A错误;B.催化剂不改变平衡状态,增大压强,平衡正向移动,NO的转化率增大,且反应速率加快,故B项正确;C.升高温度平衡逆向移动,NO的转化率减小,充入N2平衡逆向移动,NO的转化率减小,故C错误;D.降低温度同时减小压强,反应速率均减小,故D错误;综上,本题选B。
7.对已达化学平衡的下列反应 2X(g)+ Y(g)2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是( )
A. 逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B. 逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C. 正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D. 正、逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】
2X(g)+ Y(g)⇌2Z(g),减小压强时,正逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动。
【详解】A.减小压强,正、逆反应速率都减小,故A项错误;B.减小压强,正、逆反应速率都减小,故B项错误;C.2X(g)+ Y(g)⇌2Z(g)为气体体积缩小的可逆反应,减小压强,正、逆反应速率都会减小,平衡向体积增大的方向移动,即向逆反应方向移动,故C项正确;D.减小压强,正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动,故D项错误。综上所述,本题正确答案为C。
【点睛】本题考查影响化学反应速率和化学平衡的因素,对于有气体参加的反应,减小压强,正、逆反应速率均减小,增大压强,正逆反应速率均增大。分析可逆反应的平衡移动时,充分运用勒夏特列原理来判断:当平衡条件改变时,化学平衡总是朝着减弱这种改变的方向移动。
8.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1mol H-H键断裂时吸收热量为( )
A. 920 kJ B. 557 kJ C. 436 kJ D. 188 kJ
【答案】C
【解析】
【详解】水的结构式为H-O-H,1mol水含有2mol氢氧键,1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,则2g氢气的物质的量为n(H2)===1mol,完全燃烧生成水蒸气时放出能量242 kJ,化学反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量,设氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为x,根据方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(g),则2×463kJ-(x+ ×496kJ)=242kJ,解得x=436kJ,故选C。
9.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,下列分析中不正确的是( )
A. 图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响
B. 图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响
C. 图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂
D. 图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
【答案】C
【解析】
试题分析:A.t0时升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,与图象相符,故A正确;B.反应前后气体的体积不变,压强对平衡移动无影响,图Ⅱt0时正逆反应速率都增大,且正逆反应速率相等,平衡不移动,应加入催化剂或增大压强的影响,故B正确;C.如加入催化剂,平衡不移动,CO的转化率应相等,故C错误;D.由图可知乙达到平衡时间较少,如是温度的影响,乙的温度应较高,故D正确;故选C。
考点:考查了化学平衡图像的相关知识。
10.在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2X(g)2Y(g) + Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
增大压强,反应速率增大,到达平衡所用时间短,所以p1<p2;相对于p1来说,p2就是增大压强。该可逆反应是一个正向气体分子数增加的反应,所以增大压强,平衡应向减少Z的方向移动,Z在混合气体中的体积分数就要减小,所以B图象正确,答案选B。
点睛:本题考查图象分析,侧重考查学生分析判断能力,明确压强对化学反应速率、化学平衡移动影响原理是解本题关键,会根据图象中“先拐先平数值大”确定压强大小。
11.某温度下,H2 + CO2 CO+ H2O(g)的平衡常数K=9/4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如右表所示。下列判断不正确的( )
A. 平衡时,甲中和丙中H2的转化率是60%
B. 平衡时,乙中CO2的转化率小于60%
C. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
D. 平衡时,丙中C(CO2)是甲中的2倍,是0.008mol/L
【答案】B
【解析】
【分析】
根据已知条件,列出相应容器中的三段式,A.转化率=△C/C0 × 100%;B.乙相对甲,增加了C(H2),因此CO2的转化率增大,转化率大于60%;C.反应物浓度越大,反应速率越快,丙的反应速率大于甲的反应速率;D.根据丙容器中的列出的三段式,求出相应浓度;
【详解】甲容器中,设平衡时C(CO)=x mol/L
H2 + CO2 ⇌ CO + H2O(g)
C0 0.010mol/L 0.010mol/L 0mol/L 0mol/L
△C x mol/L x mol/L x mol/L x mol/L
C平 (0.010-x)mol/L (0.010-x)mol/L x mol/L x mol/L
此时K=C(CO)×C(H2O)/C(CO2)×C(H2)=x2/(0.010-x)2=9/4,解得x=0.006mol/L
丙容器中,设平衡时C(CO)=z mol/L
H2 + CO2 ⇌ CO + H2O(g)
C0 0.020mol/L 0.020mol/L 0mol/L 0mol/L
△C z mol/L z mol/L z mol/L z mol/L
C平 (0.020-z)mol/L (0.020-z)mol/L z mol/L z mol/L
此时K=C(CO)×C(H2O)/C(CO2)×C(H2)=z2/(0.020-z)2=9/4,解得z=0.012mol/L
A.容器甲中H2的转化率=0.006/0.01×100%=60%,丙中H2的转化率=0.012/0.02×100%
=60%,故A项正确;B.容器甲中CO2的转化率=0.006/0.01×100%=60%,由于乙相对甲,增加了C(H2),因此CO2的转化率增大,故B项错误;C.反应开始时,丙中反应物浓度最大,反应速率最快,甲中反应物浓度最小,反应速率最慢,故C项正确;D.平衡时,甲中C(CO2)=0.004mol/L,丙中C(CO2)=0.008mol/L,丙中C(CO2)是甲中的2倍,故D项正确。综上,本题选B。
【点睛】本题考查化学平衡常数及转化率的计算,要求学生能运用化学平衡的规律进行运算。化学平衡计算模式"三步曲"(1)写出化学方程式。(2)根据化学方程式列出各物质(包括反应物和生成物)的三段式,已知中没有列出的相关数据,设未知数表示。(3)根据已知条件列方程,解出未知数。
12.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后,溶液颜色变浅
②工业合成氨反应N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H<0,为提高氨的产率,实际生产中采取高温、高压的措施
③反应2 NO2(g) N2O4(g)达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色先变深后变浅
④对于2HI(g) H2(g) +I2(g),达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
【答案】D
【解析】
【分析】
①溴水中有下列平衡 Br2+H2O ⇌ HBr+HBrO ,当加入硝酸银溶液后,生成溴化银沉淀,平衡向正反应方向移动;②合成氨反应,N2(g)+3H2(g) ═ 2NH3(g) △H<0 ,降低温度有利于平衡向正反应方向移动,而高温是从加快反应速率考虑,③反应 2NO2(g)⇌N2O4(g) 达平衡后,缩小容器体积瞬间二氧化氮气体浓度变大,可使体系颜色先变深,后平衡正向移动颜色变浅;④对于 2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) 气体两边的计量数相等,缩小容器体积平衡不移动;
【详解】①溴水中有下列平衡 Br2+H2O ⇌ HBr+HBrO ,当加入硝酸银溶液后,生成溴化银沉淀,平衡向正反应方向移动,溶液颜色变浅,故①能用勒夏特列原理解释;②合成氨反应,N2(g)+3H2(g) ═ 2NH3(g) △H<0 ,为提高氨的产率,理论上应采取降低温度的措施,有利于平衡向正反应方向移动,而高温是从加快反应速率考虑,故②不能用勒夏特列原理解释;③反应 2NO2(g)⇌N2O4(g) 达平衡后,缩小容器体积瞬间二氧化氮气体浓度变大,可使体系颜色先变深,后平衡正向移动颜色变浅,故③能用勒夏特列原理解释;④对于 2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) 气体两边的计量数相等,缩小容器体积平衡不移动,但气体浓度变大可使体系颜色变深,故④不能用勒夏特列原理解释。综上,本题选D。
13.对于反应A(g) +2B(g) 2C(g) ΔH﹤0 ,下面各图能正确反映在这一反应中,反应时间t,温度T与平衡混合物中C的百分含量关系的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
试题分析:A、温度越高,反应速率越快,先达到化学平衡,故错误;B、此反应属于放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,平衡向正反应方向进行,C%增大,故正确;C、根据选项A的分析,故错误;D、根据选项B的分析,故错误。
考点:考查勒夏特列原理、化学平衡图像等知识。
14.在容积一定的密闭容器中,反应2AB(g) +C(g)达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是( )
A. 正反应是吸热反应,且A不是气态
B. 正反应是放热反应,且A是气态
C. 其他条件不变,加入少量A,该平衡向正反应方向移动
D. 改变压强对该平衡的移动无影响
【答案】A
【解析】
试题分析:利用公式ρ=m/V可知,容器内气体的密度增大,则混合气体的总质量增大,则A为非气态,A、因温度升高,平衡向吸热的方向移动,若正反应是吸热反应,平衡正向移动,如果A为气态时,根据ρ=m/V,m不变,V不变,所以密度不会改变,与题意矛盾,所以A不是气体,故A正确;B、因温度升高,平衡向吸热的方向移动,若正反应是放热反应,平衡逆向移动,如果A为气态时,根据ρ=m/V,m不变,V不变,所以密度不变,与题意矛盾,故B错误;C、在平衡体系中加入少量A,A为非气态,不影响平衡移动,混合气体的密度不变,故C错误;D、A为非气态,增大压强平衡向逆反应方向移动,故D错误.
考点:考查了化学平衡影响因素的相关知识。
15.在密闭容器中进行如下反应:X2(g) +Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A. Z为0.3mol/L B. Y2为0.4mol/L C. X2为0.2mol/L D. Z为0.4mol/L
【答案】A
【解析】
试题分析:因为反应是可逆反应,可能向正反应方向进行,也可能向逆反应方形进行,则Z的浓度应在0mol·L-1
考点:考查可逆反应等知识。
16.已知H2(g) + Br2(l) ﹦2HBr(g) △H﹦-72kJ/mol,蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,其它相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/ kJ
436
200
a
则表中a为( )
A. 200 B. 230 C. 260 D. 369
【答案】D
【解析】
【分析】
据H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol 蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,可以写出H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-102kJ/mol,再据△H=反应物键能和-生成物键能和来解答.
【详解】已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol,蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,可以写出H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-102kJ/mol,△H=反应物键能-生成物键能,则有-102=436+200-2a,a=396。综上故选D。
第Ⅱ卷 (非选择题 共52分)
二、非选择题(本题包括6小题,每空2分,共46分)
17.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s) +1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s) +O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是____________。
(2)H2的燃烧热为________________;C的燃烧热为________________。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为________________。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式__________________________________。
【答案】 (1). ①②③④ (2). 285.8 kJ·mol-1 (3). 393.5 kJ·mol-1 (4). 1429 kJ (5). CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
【解析】
【分析】
(1)放热反应焓变小于零,吸热反应焓变大于零;
(2)在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热;
(3)依据热化学方程式①计算;
(4)在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,据此解答。
【详解】(1)△H<0的反应属于放热反应;△H>0的反应属于吸热反应。根据给出的热化学方程式可知:①②④三个反应的△H<0属于放热反应;反应③△H>0属于吸热反应;故答案为:①②③④;
(2)根据燃烧热的定义知:H2燃烧时生成液态水更稳定,所以H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l) △H=−285.8kJ·mol−1就是氢气的燃烧热化学方程式,其燃烧热△H=−285.8kJ·mol−1;C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=−393.5kJ·mol−1,碳的燃烧热△H=−393.5kJ⋅mol−1。故答案为:285.8kJ·mol−1;393.5kJ·mol−1;
(3)设燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为x kJ。由热化学方程式①可知
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l) Q
2g 285.8kJ
10g x kJ
x=285.8×10/2=1429kJ
故答案为:1429kJ;
(4)CO燃烧热是1mol可燃物CO完全燃烧生成稳定氧化物二氧化碳放出的热量,CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)可以是④−③得到,即CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g) △H=(−393.5kJ·mol−1)−(−110.5kJ·mol−1)=−283.0kJ·mol−1,即CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H=−283.0kJ·mol−1。故答案为:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H=−283kJ·mol−1。
18.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H= -24.8kJ/mol
②3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= - 47.2kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式 ___________________(有推导过程)
【答案】1/2×①-1/6×②-1/3×③ CO(g)+FeO(s) =Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol
【解析】
【详解】CO气体还原FeO固体生成Fe固体和CO2气体的化学方程式为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g);应用盖斯定律,消去Fe2O3(s)、Fe3O4(s),将[①3-②-③2]6=1/2①-1/6②-1/3③得,CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=(-24.8kJ/mol3+47.2kJ/mol-640.5kJ/mol2)6=-218.0kJ/mol,CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式为CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218.0kJ/mol。
【点睛】运用盖斯定律求焓变的一般方法:找目标→看来源→变方向→调系数→相叠加→得答案。
19.下图表示在密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H﹤0达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况,ab过程中改变的条件可能是_________; bc过程中改变的条件可能是______;若增大压强时,反应速度变化情况画在cd处_____。
【答案】 (1). 升温 (2). 减小SO3浓度 (3).
【解析】
试题分析:ab过程中正逆反应速率都增大,说明升高温度或增大压强,正反应方向是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,即v逆>v正,增大压强,平衡向正反应方向移动,即v正>v逆,不符合图像,因此ab是升高温度,bc段b瞬间v正不变,v逆减小,说明减少SO3的浓度,增大压强正逆反应速率都增大,反应向正反应方向移动,v正>v逆,因此图像是
考点:考查影响化学平衡移动的原理等知识。
20.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、0.5 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是____________________、_____________。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?___(填“能”或“否”),其原因是________。
(3)他们记录的实验数据如下表:
实验用品
溶液温度
t1
t2
①
50 mL0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.3 ℃
②
50 mL0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ/(℃·kg),各物质的密度均为1 g/cm3。
①根据上表数据计算该反应的ΔH=______________。
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:____________________。
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 温度计 (3). 否 (4). 金属易导热,热量散失多,导致误差偏大 (5). -56.8 kJ/mol (6). NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ/mol
【解析】
【分析】
(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;
(2)铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大,即可判断出答案;
(3)先判断温度差的有效性,然后求出温度差平均值,再根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量,然后根据△H=-Q/n计算出反应热,根据中和热的概念以及热化学方程式的书写方法写出热化学方程式
【详解】(1)中和热的测定过程中,需要使用温度计测量温度。为了使酸和碱充分接触,还需要用环形玻璃搅拌棒进行搅拌。所以还缺少环形玻璃搅拌棒和温度计;因此,本题正确答案是:环形玻璃搅拌棒、温度计;
(2)不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大,因此,本题正确答案是:否、金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)50mL0.5mol/L HCl溶液和50mL0.55mol/L NaOH溶液质量和m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18kJ/(kg·℃),2次温度差分别为:3.3℃、3.5℃。2组数据都有效,温度差平均值△T=3.4℃,代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18kJ/(kg·℃)×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.4212kJ×1mol/0.025mol=56.8kJ,即该实验测得的中和热△H=−56.8kJ/mol,。NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=−56.8kJ/mol,故答案为:①−56.8kJ/mol;②HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=−56.8kJ/mol;
21.在一定温度下,将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中,发生如下反应3A(g) +B(g) xC(g) +2D(g),2min末反应达到平衡状态,生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白:
(1)x值等于_________;
(2)A的转化率为____________;
(3)生成D的反应速率为_________________;
(4)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数_________。
【答案】 (1). x=2 (2). 60% (3). 0.2 mol/(L·min) (4). 不变
【解析】
【分析】
(1)根据物质的量之比等于化学计量数之比,求出x
(2)列出三段式,求出△nA,根据转化率=△n/n0 × 100%,求出转化率;
(3)列出三段式,求出△nD,结合v=△c/△t计算反应速率;
(4)该反应为等系数的反应,增大压强,平衡不移动;
【详解】(1)平衡时C的浓度为0.4mol/L,则n(C)=0.4mol/L×2L=0.8mol,物质的量之比等于化学计量数之比,所以0.8mol:0.8mol=x:2,解得x=2.
(2) 设平衡时,消耗B y mol
3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) + 2D(g)
n0 2mol 2mol 0mol 0mol
△n 3y mol y mol 0.8mol 0.8mol
n平 (2-3y) mol (2-y) mol 0.8mol 0.8mol
1/2=y/0.8,所以y=0.4mol,所以c(B)=(2-0.4)/2=0.8mol·L -1;
n(A)=1.2mol所以α(A)=1.2/2×100%=60%;
(3)v(D)=0.8/2/2mol·L -1·min -1=0.2mol·L -1·min -1;
(4)由于3A(g)+B(g) ⇌2C(g)+2D(g) 是等系数的反应,增大压强,平衡不移动,体系中C的质量分数不变。
22.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K =____________________ 。
(2)该反应为____________反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________________。
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.υ正(H2)=υ逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。
【答案】 (1). c(CO)•c(H2O)/c(CO2)•c(H2) (2). 吸热 (3). b、c (4). 830
【解析】
试题分析:(1)由平衡常数的定义知该反应的化学平衡常数K的表达式为K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2);
(2)由表中数据知随温度的升高K值增大,即平衡正向移动,而升温时,平衡向吸热反应方向移动,所以该反应为吸热反应。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以b正确;根据反应的方程式可知,反应前后体积不变,所以压强也是不变的,因此选项a不正确;c中反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,正确;平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,因此d不正确,答案选bc。
(4)CO平衡浓度为0.25 mol/L,所以根据方程式可知,消耗CO2和氢气的浓度都是0.25mol,则剩余CO2和氢气的浓度都是(0.5mol/L-0.25mol/L)=0.25mol,因此此时平衡常数是1,所以温度是830℃。
考点:化学平衡常数
点评:化学常数是在一定条件下的可逆反应中,当可逆反应反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。平衡常数的大小可以衡量反应的程度,平衡常数除了与温度有关系外,还与化学计量数有关系,利用平衡常数可以判断反应进行的方向。
三、计算题(6分)
23.已知:
2H2(g) + O2(g) =2H2O( l) ΔH=—571.6 kJ·mol—1
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H=-283 kJ·mol—1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,求原混合气体中
H2和CO的物质的量____。
【答案】n(H2) =0.2mol n(CO) =0.20mol
【解析】
试题分析:3.6 g液态水的物质的量是3.6g÷18g/mol=0.2mol,所以氢气的物质的量就是0.2mol。则根据氢气燃烧的热化学方程式可知,氢气燃烧放出的热量是571.6 kJ· mol—1×0.2mol÷2=57.16kJ,因此CO燃烧放出的热量是113.74kJ-57.16kJ=56.58kJ,所以消耗CO的物质的量是56.58kJ÷283 kJ· mol—1=0.2mol。
考点:考查反应热的有关计算
点评:在进行反应热的有关计算时,需要特别注意的是,每mol不一定是指1mol,例如在2H2(g)+ O2(g)===2H2O(l) ΔH =" —571.6" kJ· mol—1中,表示每mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量是571.6 kJ。
2018~2019学年第一学期中考试题高二化学
说明:
1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。考试时间90分钟,满分100分。
2、考试只交答题卡
3、可能用到的相对原子质量:
H : 1 O : 16 C : 12 S : 32 N : 14 P : 31 Cl : 35.5 Na : 23 Mg : 24 Ca : 40
第Ⅰ卷(选择题共48分)
一、选择题:(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共48分)
1.在2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)中,表示该反应速率最快的是( )
A. υ(A)=0.5 mol/(L·s) B. υ(B)=0.3 mol/(L·s)
C. υ(C)=0.8 mol/(L·s) D. υ(D)=1 mol/(L·s)
【答案】D
【解析】
【分析】
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率,然后比较大小,将所有选项的变化速率都用B的速率表示。
【详解】A.υ(B)=1/2υ(A)=0.25 mol/(L·s);B.υ(B)=0.3 mol/(L·s);C.υ(B)=1/3υ(C)=0.8/3mol/(L·s) ;D.υ(B)=1/2υ(D)=0.5 mol/(L·s);综上所述,本题选D。
【点睛】本题考查化学反应速率的计算。比较大小时,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率,然后比较大小。转化时,要注意物质的聚集状态,纯固体和纯液体不计算化学反应速率。
2.一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是 ( )
①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B物质的量浓度
A. ①④ B. ②③ C. ②③④ D. 只有④
【答案】A
【解析】
【分析】
平衡状态的标志是,各组分的物质的量、物质的量浓度不变。故抓住变量,若某一时刻变量不再变化,就达到了平衡状态。
【详解】①该反应前后气体分子数不变,且有固体参与,混合气体的密度可作为判断平衡状态的依据,故选①;②该反应前后气体分子数不变,容器内压强不能作为判断平衡状态的依据,故不选②;③该反应前后气体分子数不变,混合气体总物质的量不能作为判断平衡状态的依据,故不选③;④B的物质的量浓度若不发生变化,即可知道反应达到平衡状态,故选④。故正确序号为①④。综上所述,本题选A。
3.在25℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,下列热化学方程式正确的是()
A. CH3OH(l)+3/2O2(g)﹦CO2(g)+2H2O(l) ΔH =+725.8 kJ/mol
B. 2CH3OH(l)+3O2(g)﹦2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =-1452 kJ/mol
C. 2CH3OH(l)+3O2(g)﹦2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =-725.8 kJ/mol
D. 2CH3OH(l)+3O2(g)﹦2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =+1452 kJ/mol
【答案】B
【解析】
试题分析:CH3OH燃烧的化学方程式为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,1g CH3OH燃烧放出22.68 kJ的热量,则2 mol CH3OH燃烧放出的热量为22.68 kJ×32×2=1451.5 kJ≈1452 kJ,答案选B。
考点:考查反应热的计算。
4.有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是( )
A. ΔH>0,ΔS>0 B. ΔH<0,ΔS>0
C. ΔH<0,ΔS<0 D. ΔH>0,ΔS<0
【答案】D
【解析】
试题分析:
如图可知,压强相同时,温度越高A的转化率越大,说明升高温度平衡向正反应移动,该反应的正反应为吸热反应,△H>0,作垂直横轴的线,由图可知,温度相同,压强越大,A的转化率越大,增大压强平衡向正反应移动,则该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,即m+n>p+q,也就是熵减的化学反应,即△S< 0,答案选D。
考点:考查化学图像的分析与判断。
5.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O( l )△H=-57.3kJ·mol-1。分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3,下列关系正确的是( )
A. △H1>△H2>△H3 B. △H1<△H2<△H3
C. △H1>△H2=△H3 D. △H1=△H2<△H3
【答案】B
【解析】
【分析】
强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的△H=-57.3kJ·mol-1,浓硫酸稀释、生成沉淀都会使放出热量变大,△H变小。
【详解】分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸。①浓硫酸稀释会放出大量热,同时又有BaSO4沉淀生成,故△H1<-57.3kJ·mol-1;②稀硫酸与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀,使△H2<-57.3kJ·mol-1,由于浓硫酸稀释会放出大量热,故△H1<△H2;③稀硝酸与1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液反应△H3=-57.3kJ·mol-1,故△H1<△H2<△H3。综上,本题选B。
【点睛】25℃,101kpa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol-1,酸如果选择浓硫酸,由于浓硫酸稀释时放热,故发生中和反应生成1mol水时,放出热量大于中和热数值,△H变小。如果选择弱酸或弱碱,由于弱酸和弱碱电离吸热,发生中和反应生成1mol水时,放出热量小于中和热数值,△H变大。
6.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g) +CO(g)1/2N2(g) +CO2(g) ΔH=-373.2 kJ/mol,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A. 加催化剂同时升高温度 B. 加催化剂同时增大压强
C. 升高温度同时充入N2 D. 降低温度同时增大压强
【答案】B
【解析】
【分析】
达到平衡后,为提高该反应的速率,可加入催化剂或升高温度、增大压强。若要提高NO的转化率,则应改变条件使平衡正向移动。
【详解】A.催化剂不改变平衡状态,升高温度平衡逆向移动,NO的转化率减小,故A错误;B.催化剂不改变平衡状态,增大压强,平衡正向移动,NO的转化率增大,且反应速率加快,故B项正确;C.升高温度平衡逆向移动,NO的转化率减小,充入N2平衡逆向移动,NO的转化率减小,故C错误;D.降低温度同时减小压强,反应速率均减小,故D错误;综上,本题选B。
7.对已达化学平衡的下列反应 2X(g)+ Y(g)2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是( )
A. 逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B. 逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C. 正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D. 正、逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】
2X(g)+ Y(g)⇌2Z(g),减小压强时,正逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动。
【详解】A.减小压强,正、逆反应速率都减小,故A项错误;B.减小压强,正、逆反应速率都减小,故B项错误;C.2X(g)+ Y(g)⇌2Z(g)为气体体积缩小的可逆反应,减小压强,正、逆反应速率都会减小,平衡向体积增大的方向移动,即向逆反应方向移动,故C项正确;D.减小压强,正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动,故D项错误。综上所述,本题正确答案为C。
【点睛】本题考查影响化学反应速率和化学平衡的因素,对于有气体参加的反应,减小压强,正、逆反应速率均减小,增大压强,正逆反应速率均增大。分析可逆反应的平衡移动时,充分运用勒夏特列原理来判断:当平衡条件改变时,化学平衡总是朝着减弱这种改变的方向移动。
8.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1mol H-H键断裂时吸收热量为( )
A. 920 kJ B. 557 kJ C. 436 kJ D. 188 kJ
【答案】C
【解析】
【详解】水的结构式为H-O-H,1mol水含有2mol氢氧键,1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,则2g氢气的物质的量为n(H2)===1mol,完全燃烧生成水蒸气时放出能量242 kJ,化学反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量,设氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为x,根据方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(g),则2×463kJ-(x+ ×496kJ)=242kJ,解得x=436kJ,故选C。
9.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,下列分析中不正确的是( )
A. 图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响
B. 图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响
C. 图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂
D. 图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
【答案】C
【解析】
试题分析:A.t0时升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,与图象相符,故A正确;B.反应前后气体的体积不变,压强对平衡移动无影响,图Ⅱt0时正逆反应速率都增大,且正逆反应速率相等,平衡不移动,应加入催化剂或增大压强的影响,故B正确;C.如加入催化剂,平衡不移动,CO的转化率应相等,故C错误;D.由图可知乙达到平衡时间较少,如是温度的影响,乙的温度应较高,故D正确;故选C。
考点:考查了化学平衡图像的相关知识。
10.在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2X(g)2Y(g) + Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
增大压强,反应速率增大,到达平衡所用时间短,所以p1<p2;相对于p1来说,p2就是增大压强。该可逆反应是一个正向气体分子数增加的反应,所以增大压强,平衡应向减少Z的方向移动,Z在混合气体中的体积分数就要减小,所以B图象正确,答案选B。
点睛:本题考查图象分析,侧重考查学生分析判断能力,明确压强对化学反应速率、化学平衡移动影响原理是解本题关键,会根据图象中“先拐先平数值大”确定压强大小。
11.某温度下,H2 + CO2 CO+ H2O(g)的平衡常数K=9/4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如右表所示。下列判断不正确的( )
A. 平衡时,甲中和丙中H2的转化率是60%
B. 平衡时,乙中CO2的转化率小于60%
C. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
D. 平衡时,丙中C(CO2)是甲中的2倍,是0.008mol/L
【答案】B
【解析】
【分析】
根据已知条件,列出相应容器中的三段式,A.转化率=△C/C0 × 100%;B.乙相对甲,增加了C(H2),因此CO2的转化率增大,转化率大于60%;C.反应物浓度越大,反应速率越快,丙的反应速率大于甲的反应速率;D.根据丙容器中的列出的三段式,求出相应浓度;
【详解】甲容器中,设平衡时C(CO)=x mol/L
H2 + CO2 ⇌ CO + H2O(g)
C0 0.010mol/L 0.010mol/L 0mol/L 0mol/L
△C x mol/L x mol/L x mol/L x mol/L
C平 (0.010-x)mol/L (0.010-x)mol/L x mol/L x mol/L
此时K=C(CO)×C(H2O)/C(CO2)×C(H2)=x2/(0.010-x)2=9/4,解得x=0.006mol/L
丙容器中,设平衡时C(CO)=z mol/L
H2 + CO2 ⇌ CO + H2O(g)
C0 0.020mol/L 0.020mol/L 0mol/L 0mol/L
△C z mol/L z mol/L z mol/L z mol/L
C平 (0.020-z)mol/L (0.020-z)mol/L z mol/L z mol/L
此时K=C(CO)×C(H2O)/C(CO2)×C(H2)=z2/(0.020-z)2=9/4,解得z=0.012mol/L
A.容器甲中H2的转化率=0.006/0.01×100%=60%,丙中H2的转化率=0.012/0.02×100%
=60%,故A项正确;B.容器甲中CO2的转化率=0.006/0.01×100%=60%,由于乙相对甲,增加了C(H2),因此CO2的转化率增大,故B项错误;C.反应开始时,丙中反应物浓度最大,反应速率最快,甲中反应物浓度最小,反应速率最慢,故C项正确;D.平衡时,甲中C(CO2)=0.004mol/L,丙中C(CO2)=0.008mol/L,丙中C(CO2)是甲中的2倍,故D项正确。综上,本题选B。
【点睛】本题考查化学平衡常数及转化率的计算,要求学生能运用化学平衡的规律进行运算。化学平衡计算模式"三步曲"(1)写出化学方程式。(2)根据化学方程式列出各物质(包括反应物和生成物)的三段式,已知中没有列出的相关数据,设未知数表示。(3)根据已知条件列方程,解出未知数。
12.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后,溶液颜色变浅
②工业合成氨反应N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H<0,为提高氨的产率,实际生产中采取高温、高压的措施
③反应2 NO2(g) N2O4(g)达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色先变深后变浅
④对于2HI(g) H2(g) +I2(g),达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
【答案】D
【解析】
【分析】
①溴水中有下列平衡 Br2+H2O ⇌ HBr+HBrO ,当加入硝酸银溶液后,生成溴化银沉淀,平衡向正反应方向移动;②合成氨反应,N2(g)+3H2(g) ═ 2NH3(g) △H<0 ,降低温度有利于平衡向正反应方向移动,而高温是从加快反应速率考虑,③反应 2NO2(g)⇌N2O4(g) 达平衡后,缩小容器体积瞬间二氧化氮气体浓度变大,可使体系颜色先变深,后平衡正向移动颜色变浅;④对于 2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) 气体两边的计量数相等,缩小容器体积平衡不移动;
【详解】①溴水中有下列平衡 Br2+H2O ⇌ HBr+HBrO ,当加入硝酸银溶液后,生成溴化银沉淀,平衡向正反应方向移动,溶液颜色变浅,故①能用勒夏特列原理解释;②合成氨反应,N2(g)+3H2(g) ═ 2NH3(g) △H<0 ,为提高氨的产率,理论上应采取降低温度的措施,有利于平衡向正反应方向移动,而高温是从加快反应速率考虑,故②不能用勒夏特列原理解释;③反应 2NO2(g)⇌N2O4(g) 达平衡后,缩小容器体积瞬间二氧化氮气体浓度变大,可使体系颜色先变深,后平衡正向移动颜色变浅,故③能用勒夏特列原理解释;④对于 2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) 气体两边的计量数相等,缩小容器体积平衡不移动,但气体浓度变大可使体系颜色变深,故④不能用勒夏特列原理解释。综上,本题选D。
13.对于反应A(g) +2B(g) 2C(g) ΔH﹤0 ,下面各图能正确反映在这一反应中,反应时间t,温度T与平衡混合物中C的百分含量关系的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
试题分析:A、温度越高,反应速率越快,先达到化学平衡,故错误;B、此反应属于放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,平衡向正反应方向进行,C%增大,故正确;C、根据选项A的分析,故错误;D、根据选项B的分析,故错误。
考点:考查勒夏特列原理、化学平衡图像等知识。
14.在容积一定的密闭容器中,反应2AB(g) +C(g)达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是( )
A. 正反应是吸热反应,且A不是气态
B. 正反应是放热反应,且A是气态
C. 其他条件不变,加入少量A,该平衡向正反应方向移动
D. 改变压强对该平衡的移动无影响
【答案】A
【解析】
试题分析:利用公式ρ=m/V可知,容器内气体的密度增大,则混合气体的总质量增大,则A为非气态,A、因温度升高,平衡向吸热的方向移动,若正反应是吸热反应,平衡正向移动,如果A为气态时,根据ρ=m/V,m不变,V不变,所以密度不会改变,与题意矛盾,所以A不是气体,故A正确;B、因温度升高,平衡向吸热的方向移动,若正反应是放热反应,平衡逆向移动,如果A为气态时,根据ρ=m/V,m不变,V不变,所以密度不变,与题意矛盾,故B错误;C、在平衡体系中加入少量A,A为非气态,不影响平衡移动,混合气体的密度不变,故C错误;D、A为非气态,增大压强平衡向逆反应方向移动,故D错误.
考点:考查了化学平衡影响因素的相关知识。
15.在密闭容器中进行如下反应:X2(g) +Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A. Z为0.3mol/L B. Y2为0.4mol/L C. X2为0.2mol/L D. Z为0.4mol/L
【答案】A
【解析】
试题分析:因为反应是可逆反应,可能向正反应方向进行,也可能向逆反应方形进行,则Z的浓度应在0mol·L-1
16.已知H2(g) + Br2(l) ﹦2HBr(g) △H﹦-72kJ/mol,蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,其它相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/ kJ
436
200
a
则表中a为( )
A. 200 B. 230 C. 260 D. 369
【答案】D
【解析】
【分析】
据H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol 蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,可以写出H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-102kJ/mol,再据△H=反应物键能和-生成物键能和来解答.
【详解】已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol,蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,可以写出H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-102kJ/mol,△H=反应物键能-生成物键能,则有-102=436+200-2a,a=396。综上故选D。
第Ⅱ卷 (非选择题 共52分)
二、非选择题(本题包括6小题,每空2分,共46分)
17.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s) +1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s) +O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是____________。
(2)H2的燃烧热为________________;C的燃烧热为________________。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为________________。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式__________________________________。
【答案】 (1). ①②③④ (2). 285.8 kJ·mol-1 (3). 393.5 kJ·mol-1 (4). 1429 kJ (5). CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
【解析】
【分析】
(1)放热反应焓变小于零,吸热反应焓变大于零;
(2)在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热;
(3)依据热化学方程式①计算;
(4)在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,据此解答。
【详解】(1)△H<0的反应属于放热反应;△H>0的反应属于吸热反应。根据给出的热化学方程式可知:①②④三个反应的△H<0属于放热反应;反应③△H>0属于吸热反应;故答案为:①②③④;
(2)根据燃烧热的定义知:H2燃烧时生成液态水更稳定,所以H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l) △H=−285.8kJ·mol−1就是氢气的燃烧热化学方程式,其燃烧热△H=−285.8kJ·mol−1;C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=−393.5kJ·mol−1,碳的燃烧热△H=−393.5kJ⋅mol−1。故答案为:285.8kJ·mol−1;393.5kJ·mol−1;
(3)设燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为x kJ。由热化学方程式①可知
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l) Q
2g 285.8kJ
10g x kJ
x=285.8×10/2=1429kJ
故答案为:1429kJ;
(4)CO燃烧热是1mol可燃物CO完全燃烧生成稳定氧化物二氧化碳放出的热量,CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)可以是④−③得到,即CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g) △H=(−393.5kJ·mol−1)−(−110.5kJ·mol−1)=−283.0kJ·mol−1,即CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H=−283.0kJ·mol−1。故答案为:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H=−283kJ·mol−1。
18.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H= -24.8kJ/mol
②3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= - 47.2kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式 ___________________(有推导过程)
【答案】1/2×①-1/6×②-1/3×③ CO(g)+FeO(s) =Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol
【解析】
【详解】CO气体还原FeO固体生成Fe固体和CO2气体的化学方程式为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g);应用盖斯定律,消去Fe2O3(s)、Fe3O4(s),将[①3-②-③2]6=1/2①-1/6②-1/3③得,CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=(-24.8kJ/mol3+47.2kJ/mol-640.5kJ/mol2)6=-218.0kJ/mol,CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式为CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218.0kJ/mol。
【点睛】运用盖斯定律求焓变的一般方法:找目标→看来源→变方向→调系数→相叠加→得答案。
19.下图表示在密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H﹤0达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况,ab过程中改变的条件可能是_________; bc过程中改变的条件可能是______;若增大压强时,反应速度变化情况画在cd处_____。
【答案】 (1). 升温 (2). 减小SO3浓度 (3).
【解析】
试题分析:ab过程中正逆反应速率都增大,说明升高温度或增大压强,正反应方向是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,即v逆>v正,增大压强,平衡向正反应方向移动,即v正>v逆,不符合图像,因此ab是升高温度,bc段b瞬间v正不变,v逆减小,说明减少SO3的浓度,增大压强正逆反应速率都增大,反应向正反应方向移动,v正>v逆,因此图像是
考点:考查影响化学平衡移动的原理等知识。
20.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、0.5 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是____________________、_____________。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?___(填“能”或“否”),其原因是________。
(3)他们记录的实验数据如下表:
实验用品
溶液温度
t1
t2
①
50 mL0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.3 ℃
②
50 mL0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ/(℃·kg),各物质的密度均为1 g/cm3。
①根据上表数据计算该反应的ΔH=______________。
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:____________________。
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 温度计 (3). 否 (4). 金属易导热,热量散失多,导致误差偏大 (5). -56.8 kJ/mol (6). NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ/mol
【解析】
【分析】
(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;
(2)铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大,即可判断出答案;
(3)先判断温度差的有效性,然后求出温度差平均值,再根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量,然后根据△H=-Q/n计算出反应热,根据中和热的概念以及热化学方程式的书写方法写出热化学方程式
【详解】(1)中和热的测定过程中,需要使用温度计测量温度。为了使酸和碱充分接触,还需要用环形玻璃搅拌棒进行搅拌。所以还缺少环形玻璃搅拌棒和温度计;因此,本题正确答案是:环形玻璃搅拌棒、温度计;
(2)不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大,因此,本题正确答案是:否、金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)50mL0.5mol/L HCl溶液和50mL0.55mol/L NaOH溶液质量和m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18kJ/(kg·℃),2次温度差分别为:3.3℃、3.5℃。2组数据都有效,温度差平均值△T=3.4℃,代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18kJ/(kg·℃)×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.4212kJ×1mol/0.025mol=56.8kJ,即该实验测得的中和热△H=−56.8kJ/mol,。NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=−56.8kJ/mol,故答案为:①−56.8kJ/mol;②HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=−56.8kJ/mol;
21.在一定温度下,将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中,发生如下反应3A(g) +B(g) xC(g) +2D(g),2min末反应达到平衡状态,生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白:
(1)x值等于_________;
(2)A的转化率为____________;
(3)生成D的反应速率为_________________;
(4)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数_________。
【答案】 (1). x=2 (2). 60% (3). 0.2 mol/(L·min) (4). 不变
【解析】
【分析】
(1)根据物质的量之比等于化学计量数之比,求出x
(2)列出三段式,求出△nA,根据转化率=△n/n0 × 100%,求出转化率;
(3)列出三段式,求出△nD,结合v=△c/△t计算反应速率;
(4)该反应为等系数的反应,增大压强,平衡不移动;
【详解】(1)平衡时C的浓度为0.4mol/L,则n(C)=0.4mol/L×2L=0.8mol,物质的量之比等于化学计量数之比,所以0.8mol:0.8mol=x:2,解得x=2.
(2) 设平衡时,消耗B y mol
3A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) + 2D(g)
n0 2mol 2mol 0mol 0mol
△n 3y mol y mol 0.8mol 0.8mol
n平 (2-3y) mol (2-y) mol 0.8mol 0.8mol
1/2=y/0.8,所以y=0.4mol,所以c(B)=(2-0.4)/2=0.8mol·L -1;
n(A)=1.2mol所以α(A)=1.2/2×100%=60%;
(3)v(D)=0.8/2/2mol·L -1·min -1=0.2mol·L -1·min -1;
(4)由于3A(g)+B(g) ⇌2C(g)+2D(g) 是等系数的反应,增大压强,平衡不移动,体系中C的质量分数不变。
22.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K =____________________ 。
(2)该反应为____________反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________________。
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.υ正(H2)=υ逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。
【答案】 (1). c(CO)•c(H2O)/c(CO2)•c(H2) (2). 吸热 (3). b、c (4). 830
【解析】
试题分析:(1)由平衡常数的定义知该反应的化学平衡常数K的表达式为K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2);
(2)由表中数据知随温度的升高K值增大,即平衡正向移动,而升温时,平衡向吸热反应方向移动,所以该反应为吸热反应。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以b正确;根据反应的方程式可知,反应前后体积不变,所以压强也是不变的,因此选项a不正确;c中反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,正确;平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,因此d不正确,答案选bc。
(4)CO平衡浓度为0.25 mol/L,所以根据方程式可知,消耗CO2和氢气的浓度都是0.25mol,则剩余CO2和氢气的浓度都是(0.5mol/L-0.25mol/L)=0.25mol,因此此时平衡常数是1,所以温度是830℃。
考点:化学平衡常数
点评:化学常数是在一定条件下的可逆反应中,当可逆反应反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。平衡常数的大小可以衡量反应的程度,平衡常数除了与温度有关系外,还与化学计量数有关系,利用平衡常数可以判断反应进行的方向。
三、计算题(6分)
23.已知:
2H2(g) + O2(g) =2H2O( l) ΔH=—571.6 kJ·mol—1
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H=-283 kJ·mol—1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,求原混合气体中
H2和CO的物质的量____。
【答案】n(H2) =0.2mol n(CO) =0.20mol
【解析】
试题分析:3.6 g液态水的物质的量是3.6g÷18g/mol=0.2mol,所以氢气的物质的量就是0.2mol。则根据氢气燃烧的热化学方程式可知,氢气燃烧放出的热量是571.6 kJ· mol—1×0.2mol÷2=57.16kJ,因此CO燃烧放出的热量是113.74kJ-57.16kJ=56.58kJ,所以消耗CO的物质的量是56.58kJ÷283 kJ· mol—1=0.2mol。
考点:考查反应热的有关计算
点评:在进行反应热的有关计算时,需要特别注意的是,每mol不一定是指1mol,例如在2H2(g)+ O2(g)===2H2O(l) ΔH =" —571.6" kJ· mol—1中,表示每mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量是571.6 kJ。
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