还剩18页未读,
继续阅读
【化学】山东省济宁市邹城市兖矿第一中学2018-2019学年高二上学期期中模拟(解析版) 试卷
展开
山东省济宁市邹城市兖矿第一中学2018-2019学年高二上学期期中模拟
1.人类将在未来将逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能转换形态),届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法错误的是( )
A. 煤、石油和天然气都属于碳素燃料
B. 发展太阳能经济有助于减缓温室效应
C. 太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
D. 目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”
【答案】D
【解析】
【分析】
A.煤、石油、天然气都属于化石燃料;B.化石燃料的使用是二氧化碳的最大来源,少使用就可以减少二氧化碳的排放;C.硅属于半导体材料,它能把太阳能直接转化为电能;D.菠菜中的蛋白质是间接利用太阳能合成的,研究菠菜蛋白质“发电”属于太阳能文明。
【详解】煤、石油和天然气都属于化石燃料,含有碳元素,因此也可称为碳素燃料,A正确;发展太阳能经济,就可以减少在发展经济过程中因大量使用化石燃料产生二氧化碳等温室效应气体的排放,因此有助于减缓温室效应,B正确;太阳能电池通过特殊的材料可将太阳能直接转化为电能,C正确;菠菜中的蛋白质是绿色植物菠菜通过光合作用产生的,因此目前研究菠菜蛋白质“发电”也属于“太阳能文明”,D错误。
故选D。
【点睛】本题主要考查了与节能减排相关的知识,依据已有的知识进行解答是关键。
2.在一定的温度和压强下,水成为“超临界状态”,此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物,这就是“水热反应”。生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法错误的是
A. 二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,属于放热反应
B. “水热反应”是一种复杂的化学变化
C. 火力发电厂可望利用废热,将二氧化碳转变为能源物质
D. 随着科技的进步,“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环
【答案】A
【解析】
【分析】
由于反应是在高温高压条件下进行的,这说明高温有利于反应向正反应方向进行,因此正反应是吸热反应。
【详解】二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,是将能量储存在汽油中的过程,属于吸热反应,A错误;压强达到22MPa、温度达到374℃时,水成为“超临界状态”,该过程为物理变化,此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物,为化学变化,B正确;高压条件下将CO2等含碳化合物转化为有机物,是将二氧化碳转变为能源物质,C正确;充分利用地球上的碳资源,有利于碳资源的循环使用,故D正确。
故选A。
【点睛】本题考查新能源的开发和利用,注意题中所给信息与所学知识的理解和运用,注意判断物理变化和化学变化的依据是:是否有新物质生成。
3.下列说法中正确的是
A. 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
B. 25 ℃、101 kPa时,1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等
C. 通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能
化学键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
生成1 mol化学
键时放出的能量
436 kJ·mol-1
243 kJ·mol-1
431 kJ·mol-1
则1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1
D. 任何化学反应都伴随着能量的变化
【答案】D
【解析】
【分析】
反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据;燃烧热不随物质的量的变化而变化;反应热=反应物的总键能-生成物的总键能;化学反应的实质是旧键断裂,新键形成,断裂旧键要吸收能量,形成新键要放出能量。
【详解】反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,不能用焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据,A错误;燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,燃烧热与反应物的多少无关,所以1mol S和2mol S的燃烧热相等,B错误;由反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-431kJ/mol×2=-183.0kJ/mol,所以H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-183 kJ•mol-1,C错误;化学反应的实质是旧键断裂,新键形成,断裂旧键要吸收能量,形成新键要放出能量,所以任何化学反应都伴随着能量变化,故D正确。
故选D。
【点睛】本题考查焓变和熵变,注意反应能否自发进行取决于焓变和熵变的综合判据,当△H-T•△S<0,能自发进行。
4.下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A. 在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度,生成物浓度用平衡浓度
B. 在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
C. 平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关
D. 从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度
【答案】D
【解析】
A、均为平衡浓度;
B、平衡常数只与温度有关,温度一定,为恒定值;
C、只与温度有关,与其他无关;
D、正确
5.在特制的密闭真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH>0。下列说法中正确的是
A. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态
B. 该反应在任何条件下都能自发进行
C. 再加入一定量氨基甲酸铵,可加快反应速率
D. 保持温度不变,压缩体积,NH3的浓度不变时,就达到了新的平衡
【答案】D
【解析】
【分析】
生成的气体的物质的量之比始终是2:1,气体的平均相对分子质量始终不变;当△H-T•△S<0,能自发进行;改变固体物质的量对化学反应速率没有影响;恒温下压缩体积,平衡逆向移动,但体系中两种气体的物质的量之比始终不变,氨气的体积分数不变。
【详解】反应NH2COONH4(s)═2NH3(g)+CO2(g),生成的气体的物质的量之比始终是2:1,所以气体的平均相对分子质量始终不变,故不能作为平衡状态的判断依据,故A错误;该反应ΔH>0,△S>0,高温条件下,H-T•△S<0,才能自发进行,B错误;固体物质的多少对化学反应速率没有影响,C错误;恒温下压缩体积,平衡逆向移动,但体系中两种气体的物质的量之比始终不变,所以氨气的体积分数不变,D错误。
【点睛】本题主要考查了平衡状态的判断、化学反应能否自发进行、化学反应速率和平衡移动的影响因素,解题时要注意氨基甲酸铵是固体。
6.下列反应中,既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是
A. Ba(0H)2•8H20与NH4Cl反应 B. 工业合成氨
C. 灼热的炭与CO2反应 D. 葡荀糖在人体内生理氧化
【答案】C
【解析】
A. Ba(0H)2•8H20与NH4Cl反应属于吸热反应,但不是氧化还原反应,A错误;B. 工业合成氨是放热的氧化还原反应,B错误;C. 灼热的炭与CO2反应既属于氧化还原反应又属于吸热反应,C正确;D. 葡萄糖在人体内生理氧化是放热的氧化还原反应,D错误,答案选C。
点睛:掌握氧化还原反应的特征、判断依据以及常见的放热反应或吸热反应是解答的关键,一般金属和水或酸反应,酸碱中和反应,一切燃烧,大多数化合反应和置换反应,缓慢氧化反应如生锈等是放热反应。大多数分解反应,铵盐和碱反应,碳、氢气或CO作还原剂的反应等是吸热反应,需要熟练记住。
7.用稀硫酸与过量锌粒反应制取氢气,欲加快化学反应速率而不改变产生氢气的量,下列措施不可行的是
A. 升高温度 B. 滴加少量浓硫酸
C. 滴加少量硫酸铜溶液 D. 改用等质量的锌粉
【答案】B
【解析】
【分析】
加热、增大浓度、增大接触面积、构成原电池,均可加快反应速率。
【详解】升高温度,增大活化分子百分数,反应速率增大,A正确;滴加少量浓硫酸,硫酸的物质的量增大,生成氢气的体积偏大,B错误;锌置换出铜,形成铜锌原电池反应,反应速率增大,C正确;改用等质量的锌粉,固体的表面积增大,反应速率增大,D正确。
故选B。
【点睛】本题考查化学反应速率的影响因素,侧重于分析能力和基本理论知识的综合运用的考查,把握影响化学反应速率的因素是解答的关键。
8.恒温恒容条件下,能说明反应A(s)+ 2B(g)C(g)+ D(g)一定处于化学平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再改变 B. 容器内的压强保持不变
C. C与D的物质的量相等 D. 消耗1 mol B的同时生成 0.5 mol D
【答案】A
【解析】
【分析】
化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量不变,注意该反应中A为固体,气体的化学计量数之和前后相等的特点。
【详解】该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,但A为固体,正反应是气体质量减小的反应,即密度减小的反应,当混合气体的密度不变时,能判断该反应已达到平衡状态,A正确;该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,在恒温恒容密闭容器中,所以压强始终不变,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,B错误;生成物C与D的化学计量数相等,无论是否达到平衡,C与D的物质的量总是相等,C错误;消耗1molB是正速率,生成0.5molD也是正速率,不能说明一定处于化学平衡状态,D错误。
故选A。
【点睛】本题考查化学平衡状态的判断,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,解答时注意反应可逆的特点,注意反应物A为固体和反应前后气体体积不变,容器的体积不变,则密度变化,压强不变。
9.选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法,主要反应如下:
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=a kJ·mol-1
②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) △H2=b kJ·mol-1
副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H4=d kJ·mol-1
可以计算出反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H为( )
A. (4b-3a+d)/4 B. (4a-3b+d)/4 C. (3b-4a+d)/4 D. (3a-4b+d )/4
【答案】D
【解析】
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=a kJ·mol-1,②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) △H2=b kJ·mol-1,③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H4=d kJ·mol-1,根据盖斯定律可知:将①×-②+③×即得反应:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=a×-b+d×=kJ/mol,故选D。
10.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1
现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A. 1∶1 B. 1∶3 C. 1∶4 D. 2∶3
【答案】B
【解析】
混合气体物质的量==5mol,设氢气、甲烷的物质的量分别是xmol、ymol,根据方程式知,氢气、甲烷完全燃烧放出的热量分别是285.8xkJ、890ykJ,列方程式组为x+y=5,285.8x+890y=3695,解得x=1.25,y=3.75,原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是1.25mol:3.75mol=1:3,故选B。
11.向密闭容器中充入物质的量浓度均为 0.1 mol/L的CH4和 CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 平衡时CO与H2的物质的量比为1:1
B. p1、p2、p3、p4由大到小的顺序为p1
C. 1100℃,p4条件下,该反应10 min时达到平衡点X,则ν(CO2) = 0.008 mol•L-1•min-1
D. 随着温度升高,该反应的平衡常数减小
【答案】D
【解析】
试题分析:A、因为开始只加入反应物,产物的物质的量之比就等于系数之比=1:1,A项正确;B、该反应为气体分子数增加的反应,压强越高,甲烷的平衡转化率越小,故压强p4>p3>p2>p1,B项正确;C、1100℃,p4条件下,该反应10 min时达到平衡点X,甲烷的转化率=80%,则ν(CO2) =ν(CH4) =(0.1×0.8)/10=0.008 mol•L-1•min-1,C项正确;D、随温度升高甲烷转化率增大,说明反应正向进行,所以平衡常数增大,D项错误;答案选D。
考点:考查化学平衡
12.下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是
A. 抗氧化剂 B. 调味剂 C. 着色剂 D. 增稠剂
【答案】A
【解析】
【分析】
一般来说,食品中常加入抗氧剂、调味剂、着色剂以及增稠剂等,其中加入抗氧化剂可减缓食品的腐蚀,延长保质期,而调味剂、着色剂以及增稠剂与食品的色、态、味有关。
【详解】抗氧化剂减少食品与氧气的接触,延缓氧化的反应速率,A正确;调味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,B错误;着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,C错误;增稠剂是改变物质的浓度,与速率无关,D错误。
故选A。
【点睛】本题考查常见食品的添加剂,与化学反应速率相结合综合考查双基以及分析能力,侧重于化学与生活的考查。
13.下列说法不正确的是( )
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,多数能自发进行的反应是放热反应
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
【答案】C
【解析】
A、焓变和熵变共同决定反应能否自发进行,多数放热反应能够自发进行,故A正确;B、体系的混乱程度越大,熵值越大,故B正确;C、多数放热反应能够自发进行,但焓变不是影响反应能否自发进行的唯一因素,故C错误;D、焓变和熵变共同决定反应能否自发进行,△H-T△S是大于0还是小于0,决定反应能否自发进行,故D正确;故选C。
14.在四个不同的容器中,在不同条件下利用N2+3H22NH3反应来合成氨,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最大的是
A. v(H2)=0.1 mol·(L·min)−1 B. v(N2)=0.01 mol·(L·s)−1
C. v(N2)=0.2 mol·(L·min)−1 D. v(NH3)=0.3 mol·(L·min)−1
【答案】B
【解析】
【分析】
同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比;先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较。
【详解】反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),以氢气的反应速率为标准进行判断,v(NH3)=0.5mol/(L•min),反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=0.75mol/(L•min);v(H2)=0.02mol/(L•s)=1.2mol/(L•min);v(N2)=0.2mol/(L•min),反应速率之比等于其计量数之比,v(H2)=0.6mol/(L•min);v(H2)=0.3mol/(L•min),所以反应速率最快的是B,故选B。
【点睛】本题考查了化学反应速率快慢的比较,注意要把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,还要注意单位是否相同。
15.将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的是( )
A. 升高温度,X的体积分数减小
B. 增大压强(缩小容器体积),Z的浓度不变
C. 保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D. 保持容器体积不变,充入一定量的Z,X的体积分数增大
【答案】C
【解析】
试题分析:A.正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的体积分数增大,故A错误;B.如缩小体积,增大压强,平衡不移动,则Z的浓度增大,故B错误;C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,平衡不发生移动,Y的浓度不变,故C正确;D.保持容器体积不变,充入一定量的Z,相当于增大压强,平衡不移动,X的物质的量分数不变,故D错误;故选C。
考点:考查了化学平衡的影响因素的相关知识。
16.足量的Fe与一定量的0.5mol/L盐酸反应,为了加快反应速率,但又不影响产生氢气的总量,应加入下列物质中的( )
A. CuSO4溶液 B. 将Fe改为同质量的Na C. 改为用浓硫酸 D. NaNO3溶液
【答案】A
【解析】
根据发生的反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑,则减小氢离子的浓度而不改变氢离子的物质的量即可满足减慢反应速率,但又不影响产生氢气的总量;A.加入CuSO4,铁置换出铜,构成Fe、Cu、盐酸原电池,加快反应速率,且不影响生成的氢气量,A正确;B.钠比铁活泼,改用钠,反应加快。铁的摩尔质量为56g/mol,钠的摩尔质量为23g/mol,同质量的Na和Fe,钠的物质的量比铁的2倍还要大,反应中Na显+1价,Fe显+2价,所以钠生产的氢气多,B错误;C.改用浓硫酸,铁与浓硫酸钝化,无氢气生成,C错误;D.加入NaNO3溶液,Fe与硝酸根离子、氢离子发生氧化还原反应生成NO,而不生成氢气,D错误;答案选A。
点睛:明确外界条件对反应速率影响的变化规律是解答关键,选项D是易错点,学生容易忽视在酸性溶液中硝酸根的强氧化性,而是单纯的认为加入硝酸钠溶液相当于稀释而错选。
17.在一定温度下,2HI(g)H2(g)+I2(g) △H>0的反应达到平衡,下列条件的改变将使混含气体颜色加深的是( )
A. 降低HI的浓度 B. 升高反应温度 C. 增大容器体积 D. 增大氢气浓度
【答案】B
【解析】
A.降低HI的浓度,平衡逆向移动,I2(g)浓度降低,混合气体颜色变浅,故A错误;B.升高反应温度,平衡正向移动,I2(g)浓度增大,混合气体颜色变深,故B正确;C.增大容器体积,混合气体各物质的浓度均降低,混合气体颜色变浅,故C错误;D.增大氢气浓度,平衡逆向移动,I2(g)浓度降低,混合气体颜色变浅,故D错误;答案为B。
18.已知 X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1。一定条件下将1 molX 和3 molY通入2 L的恒容密闭容器中,反应10 min时,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A. 在10 min内,X和Y反应放出的热量为0.3 a kJ
B. 在l0min时,X和Z的物质的量之比为1:2
C. 达到平衡状态时,X、Y的浓度不再改变
D. 升髙反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
【答案】C
【解析】
【分析】
反应10min时,测得Y的物质的量为2.4mol,则参加反应的Y为3mol-2.4mol=0.6mol,物质的量与热量成正比;参加反应的Y为0.6mol,由X(g)+3Y(g)2Z(g)可知,生成Z为0.4mol,消耗X为0.2mol;平衡时各物质的浓度不变;升高温度,正逆反应速率均增大。
【详解】反应10min时,测得Y的物质的量为2.4mol,则参加反应的Y为3mol-2.4mol=0.6mol,物质的量与热量成正比,则放出的热量为0.63×akJ=0.2akJ,A错误;参加反应的Y为0.6mol,由X(g)+3Y(g)2Z(g)可知,生成Z为0.4mol,消耗X为0.2mol,则l0min时,X和Z的物质的量之比为(1mol-0.2mol):0.4mol=2:1,B错误;平衡时各物质的浓度不变,则达到平衡状态时,X、Y的浓度不再改变,C正确;升高温度,正逆反应速率均增大,该反应为放热反应,逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数,平衡逆向移动,D错误。
故选C。
【点睛】本题考查化学平衡的计算,综合性较强,侧重分析与应用能力的考查,把握物质的量的变化、热量计算、平衡特征、速率影响因素为解答的关键。
19.下列说法正确的是
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应
③使用催化剂可提高转化率
④化学反应的实质是原子间的重新组合
⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成
⑥化学反应的前提是活化分子有合理取向时的有效碰撞
A. ①③④⑤ B. ②③⑥ C. ④⑤⑥ D. ②④⑤
【答案】C
【解析】
【分析】
活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞;普通分子间的碰撞,达不到反应所需的能量;使用催化剂,降低反应活化能,加快反应速率,但平衡不移动;化学变化中的最小微粒为原子,化学反应的实质是原子的重新组合;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程;化学反应的实质与化学键有关,活化分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学反应,为化学反应的前提。
【详解】①活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞,则不一定发生化学反应,故错误;②普通分子间的碰撞,达不到反应所需的能量,则不能发生化学反应,故错误;③使用催化剂,降低反应活化能,加快反应速率,但平衡不移动,转化率不变,故错误;④化学变化中的最小微粒为原子,则化学反应的实质是原子的重新组合,故正确;⑤从化学键角度可知,化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,故正确;⑥活化分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学反应,为化学反应的前提,故正确,故选C。
【点睛】本题考查活化分子及化学反应的关系,侧重分析与理解应用能力的考查,把握活化理论为解答的关键。
20.一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应: mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:①体系的压强不再发生变化, ②体系的密度不再发生变化, ③各组分的物质的量浓度不再改变, ④各组分的质量分数不再改变,⑤反应速率vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,其中,能说明反应已达到平衡的是
A. ③④ B. ②③④ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
【答案】A
【解析】
反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化。
【详解】①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态,故错误;②反应前后混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以体系的密度始终不变,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误;③各组分的物质的量浓度不再改变,该反应达到平衡状态,故正确;④反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变,各组分的质量分数不再改变,故正确;⑤反应速率之比等于计量数之比反应后任何时刻都正确,属于当反应速率vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误,所以只有③④正确。
故选A。
【点睛】本题考查了化学平衡状态的判断,注意把握化学平衡状态判断的角度,特别是正逆反应速率的关系。
21.下列实验事实所引出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A[
其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出硫沉淀所需时间越短
当其他条件不变时,增大反应物浓度化学反应速率加快
B
在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂一定不参加化学反应
C
H+浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒在不同环境下反应
反应开始时速率相同
D
在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),把容积缩小一倍
正反应速率加快,逆反应速率不变
【答案】AC
【解析】
【分析】
反应物浓度增大,反应速率加快;催化剂参与反应,改变反应的途径;金属与反应时,氢离子浓度相同,则速率相同;容积缩小一倍,压强增大,正逆反应速率均增大。
【详解】其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出硫沉淀所需要的时间越短,是因反应物浓度增大,反应速率加快,A正确;催化剂参与反应,改变反应的途径,但反应前后其质量和化学性质不变,B错误;金属与反应时,氢离子浓度相同,则反应速率相同,反应开始时,盐酸和醋酸的氢离子浓度相同,则反应开始时速率相同,C正确;容积缩小一倍,压强增大,所以正逆反应速率均增大,故D错误。
故选AC。
【点睛】本题考查化学反应速率,明确影响反应速率的因素正确评价实验中的结论是解答的关键,选项C为解答的易错点。
22.乙酸蒸气能形成二聚分子:2CH3COOH(g)(CH3COOH)2(g) (正反应放热)。现欲测定乙酸的相对分子质量,应采用的反应条件是
A. 低温高压 B. 高温低压 C. 低温低压 D. 高温高压
【答案】B
【解析】
【分析】
要测定乙酸的相对分子质量,则必使平衡向生成乙酸的方向移动,即向逆方向移动,而逆反应属于吸热、体积增大的反应。
【详解】欲测定乙酸的分子量,依据物质的式量等于该物质的摩尔质量,又等于该物质的质量除以其物质的量,故应使平衡体系中乙酸的物质的量尽可能的多,所以改变条件使平衡向逆反应方向移动,逆反应属于吸热反应,应采取高温使平衡逆向移动,逆反应是体积增大的反应,应采取低压的措施使平衡逆向移动,综合可知,应采用高温低压的反应条件。
故选B。
【点睛】本题以乙酸分子量的测定为载体考查化学平衡移动,依据影响平衡的因素,结合反应的特点确定使化学平衡移动的改变条件是解答关键。
23. 下列能用勒夏特列原理解释的是( )
A. H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
B. 工业上由氢气和氮气合成氨是在较高温度下进行的
C. Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
D. SO2催化氧化成SO3的反应,往往需要使用催化剂
【答案】A
【解析】
试题分析:A.可逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g),增大压强I2的浓度增大,颜色加深,反应前后气体的体积不发生变化,增大压强平衡不移动,颜色加深是体积改变的原因,不能用用勒夏特列原理解释,故A选;B.合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向元素,不利于合成氨生产,但在较高温度下反应速率较大,则合成氨在较高温度下进行不能用平衡移动原理解释,故B不选;C.Fe(SCN)3溶液中存在Fe(SCN)3Fe3++3SCN-,加入固体KSCN,SCN-浓度增大,平衡逆向移动,颜色加深,能用勒夏特列原理解释,故C不选;D.催化剂只改变反应速率不影响平衡移动,所以不能用平衡移动原理解释,故D不选;故选A。
【考点定位】考查化学平衡移动原理
【名师点晴】本题考查化学平衡移动原理,为高频考点,明确平衡移动原理适用范围是解本题关键。使用勒夏特列原理时,必须注意研究对象必须为可逆反应,否则勒夏特列原理不适用,特别是改变平衡移动的因素不能用平衡移动原理解释,如催化剂的使用只能改变反应速率,不改变平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。只有改变条件能影响平衡移动的可逆反应才能用平衡移动原理解释,易错选项是D。
24.将26.4 g Na2O与Na2O2的混合物投入足量的水中溶解,反应后水溶液增重24.8 g,则原混合物Na2O与Na2O2的物质的量之比是
A. 1:3 B. 3:1 C. 13:31 D. 31:13
【答案】B
【解析】
【分析】
根据化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,运用差量法计算出Na2O2的质量,然后求出Na2O的质量,最后求出两者的物质的量之比。
【详解】Na2O2与Na2O的混合物投入足量的水中溶解发生的反应为:①Na2O+H2O=2NaOH、②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,26.4gNa2O2与Na2O的混合物投入足量的水中溶解,称得水溶液增重24.8g,减少的1.6g为生成氧气的质量,氧气的物质的量为0.05mol,根据反应②知,混合物中Na2O2的物质的量为0.1mol,则Na2O2的质量为7.8g;混合物中Na2O的质量为26.4g—7.8g=18.6g,则Na2O的物质的量为0.3mol,则原混合物中Na2O与Na2O2的物质的量之比是3:1,故选B。
【点睛】本题主要考查依据化学方程式的计算,明确氧化钠、过氧化钠的性质,抓住固体质量与溶液增加的质量之差为氧气的质量是解题的关键。
25.(一):意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示,已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,则1 mol N4生成N2的 ΔH=______________
(二):50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是____________________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是__________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_________________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中60 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热_________(填“相等”或“不相等”).
【答案】 (1). -882KJ/mol (2). 环形玻璃搅拌棒 (3). 减少实验过程中的热量损失 (4). 偏小 (5). 不相等 (6). 相等
【解析】
【分析】
(一)根据化学键断裂要吸收热量,形成化学键要放出热量,反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值。(二)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条和盖硬纸板的作用是减少实验过程中的热量损失;中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关。
【详解】(一)1molN4气体中含有6molN-N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1molN4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为:6×167kJ=1002kJ,形成化学键放出的热量为1884kJ,所以反应放热,放出的热量为:1884kJ-1002kJ=882kJ,故应为放出882kJ热量。(二)(1)在反应热的测定实验中需要进行搅拌,保证反应的两种溶液可以迅速反应,缩短反应的时间,减小误差,所以装置中缺少的玻璃用品是环形玻璃搅拌棒;(2)实验过程中应该尽可能的减小热量的损失,所以装置中大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是减少实验过程中的热量损失;(3)大烧杯上如不盖硬纸板,则会造成热量的损失,则求得的中和热数值将偏小;(4)改用60 mL 0.50mol/L盐酸跟50 mL 0.55mol/LNaOH溶液进行反应氢氧化钠反应完全生成的水为0.0275mol,原反应盐酸反应完全生成的水为0.025mol,反应生成水的量不同,所以放出的热量也不相等,但是所求的中和热相等,因为中和热指酸碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,与酸和碱的用量没有关系。
【点睛】本题考查反应热的计算和中和热的测定,注意运用键能计算反应热的方法,中和热测定的关键是保证反应完全迅速进行和减小热量的损失,中和热与酸、碱的物质的量无关是解答的关键。
26.一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中反应CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。
(1)反应的平衡常数表达式K=_____________;根据下图,升高温度,K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是______(用nB、tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是______ (填字母)。
a.v生成(CH3OH)= v消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是(填字母)______________。
a.c(H2)减少 b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加 d.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
【答案】 (1). (2). 减小 (3). mol·L-1·min-1 (4). cd (5). cd
【解析】
【详解】(1)根据化学反应CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g),则反应的平衡常数表达式K=;根据图示,升高温度,甲醇的物质的量降低,说明平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。
(2)tB时间内,生成nBmolCH3OH,则消耗2nBH2,则△c(H2)=,v(H2)=mol·L-1·min-1;
(3)生成甲醇和消耗CO均是正反应速率,不能反应达到平衡状态,a错误;因体积不变,气体的质量不变,任何时刻密度不变,b错误;根据=m/n,气体质量不变,物质的量随着反应的进行减小,则不变时反应达到平衡状态,c正确;各种物质的浓度不变,反应达到平衡状态,d正确;答案选cd。
(4)增加压强平衡向着正反应方向移动,正、逆反应速率都增大,H2物质的量减小,CH3OH物质的量增大,但由于体积缩小,达新平衡时c(H2)浓度比原平衡大,重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小,所以选项a、b错误,c、d正确,答案选cd。
27.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数/K
10
9
1
0.6
试回答下列问题:
(1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某温度下,上述反应达到平衡后,保持容器体积不变升高温度,逆反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)830℃时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向逆反应方向进行的有______(选填字母).
A
B
C
D
n(CO2)/mol
3
2.4
3.2
1
n(H2)/mol
2
1.5
2.5
1
n(CO)/mol
1
2
3.5
0.5
n(H2O)/mol
5
2
2
2
(4)在830℃时,在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时,H2(g)的体积分数是__________。
【答案】 (1). 放热 (2). 增大 (3). 增大 (4). AC (5). 24%
【解析】
【分析】
依据平衡常数随温度的变化结合平衡移动原理分析判断反应的热量变化,根据表中数据可知,温度升高平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应;温度升高,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,压强增大;根据830℃时,平衡常数k=1,依据浓度计算和平衡常数比较判断;根据830℃时,平衡常数k=1,运用三段式求解。
【详解】(1)根据表中数据可知,温度升高平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应;(2)反应是放热反应,温度升高,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,反应前后气体体积不变,等容容器中压强之比等于温度之比,所以压强增大;(3)根据830℃时,平衡常数k=1计算,设容器体积为V,则有:Q=>1,反应向逆反应方向移动,A正确;Q=<1,反应向正反应方向移动,B错误;Q=>1,反应向逆反应方向移动,C正确; Q=<1,反应向正反应方向移动,D错误。故答案为AC;(4)设反应消耗xmol/L CO,依据题意建立如下三段式:
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
c(起) 2 3 0 0
c(变) x x x x
c(平)(2—x) (3—x) x x
化学平衡常数K==1,解得x=1.2mol/L,则H2(g)的体积分数为×100%=24%。
【点睛】本题考查了化学平衡的计算,明确影响化学平衡的因素为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡的计算中的应用。
28.1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法生产,主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1) ,反应原理为
i.CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH1= -134 kJ• mol-1
ii.CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl (g)+HCl(g) ΔH2= -l02 kJ • mol-1
已知:相关化学键的键能数据如下表所示:
化学键
C=C
C—C
C—Cl
Cl—Cl
E/( kJ • mol-1)
611
x
328
243
请回答下列问题:
(1)由反应i计算出表中x=_____________。
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应i和反应ii,达到平衡后增大压强,CH2C1CHC1CH3的产率______(填“增大”“减小”或“不变”),理由是_________________________________。
(3)T1℃时,向10L恒容的密闭容器中充入1 mol CH2=CHCH2C1和2 mol HC1,只发生反应CH2=CH CH2Cl (g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH3。 5min反应达到平衡,测得 0〜5 min内,用CH2ClCHClCH3表示的反应速率 v(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L-1 • min-1。
①平衡时,HCl的体积分数为_________(保留三位有效数字)。
②保持其它条件不变,6 min时再向该容器中充入0.6 mol CH2=CHCH2Cl、0.2molHC1和0.1mol CH2ClCHClCH3,则起始反应速率 v正(HCl)___ V逆(HCl) (填“>”“<”或“=”)。
【答案】 (1). 332 (2). 增大 (3). 增大压强,反应ii的平衡不移动,反应i的平衡正向移动。所以CH2C1CHC1CH3的产率增大 (4). 54.5% (5). >
【解析】
【分析】
(1)利用反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值计算;(2)增大压强,平衡向气体分子总数减小的方向移动;(3)由反应速率v(CH2C1CHC1CH3)计算平衡时生成CH2C1CHC1CH3的物质的量,进而计算平衡时HC1(g)的物质的量为1.2mol,再用差量法计算平衡时气体总物质的量;由题中数据,利用三段式法可计算出平衡时各物质的浓度,依据公式计算平衡常数,通过浓度熵判断平衡得移动方向。
【详解】(1)由反应i,△H=-134 kJ• mol-1=611 kJ• mol-1+ 243kJ• mol-1—x—328 kJ·mol-1,解得x=332kJ·mol-1。(2)反应ii的左右两边气体分子总数相等,平衡不受压强影响,反应为气体分子总数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CH2C1CHC1CH3的产率增大。(3)①0.5min内,用CH2C1CHC1CH3表示的反应速率v(CH2C1CHC1CH3)= 0.016mol·L-1·min-1,平衡时生成CH2C1CHC1CH3的物质的量为0.8mo1,则平衡时HC1(g)的物质的量为1.2mol;再用差量法计算出平衡时气体总物质的量为3mo1-0.8mo1=2.2mo1,所以HC1的体积分数为×100%≈54.5%;②由题中数据,利用三段式法可计算出平衡时,CH2=CHCH2C1(g)、HC1(g)、 CH2C1CHC1CH3(g)的浓度分别为0.02mo1/L、0.12mo1/L、0.08mo1/L,则平衡常数K==,6min时的浓度熵Q为<,平衡正向移动,所以v正(HCl) >V逆(HCl)。
【点睛】本题以1,2-二氯丙烷为载体考查化学反应原理,涉及了热化学计算、化学能与化学键的热量转化、化学反应速率、化学平衡及图像、化学移动等相关知识,掌握基础,掌握反应热计算、运用三段式计算化学反应速率和化学平衡以及正确分析图像获取解答信息是关键。
29.为了研究化学反应A+BC+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。
试回答下列问题:
(1)该反应为_______反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量_______(填“高”或“低”)。
(3)物质中的化学能通过化学反应转化成_______释放出来。
(4)反应物化学键断裂吸收的能量_______(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(5)写出一个符合题中条件的化学方程式:____________________。
【答案】 (1). 放热 (2). 高 (3). 热能 (4). 低
(5). 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑(或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑或NaOH+HCl=NaCl+H2O等合理答案均可)
【解析】
【分析】
U形管中甲处液面下降乙处液面上升,说明该反应放热,温度升高,瓶内的压强增大;根据化学反应与能量的关系判断放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量,所以A和B的总能量比C和D的总能量高;温度升高,说明物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来;反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,该反应放热,说明反应物的总键能低于生成物的总键能;放热反应的例子有燃烧反应、活泼金属与酸的反应、中和反应等,举一例即可。
【详解】(1)由于发生反应A+B═C+D,U型管中甲处液面下降乙处液面上升,根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应;(2)由于A+B═C+D的反应为吸热反应,所以A和B的总能量比C和D的总能量高;(3)化学变化伴随着物质和能量变化,物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来;(4)化学反应中旧键断裂吸收能量,新键生成放出能量,该反应为吸热反应,则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量;(5)该反应为放热反应,且不需要加热既能够发生,如铝与稀盐酸的反应,反应的化学方程式为:2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑。
【点睛】本题考查了化学反应中的吸热反应与放热反应,注意掌握化学反应中能量变化与反应物、生成物总能量的关系,明确化学键断裂、形成与化学反应能量变化的关系是关键。
1.人类将在未来将逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能转换形态),届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法错误的是( )
A. 煤、石油和天然气都属于碳素燃料
B. 发展太阳能经济有助于减缓温室效应
C. 太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
D. 目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”
【答案】D
【解析】
【分析】
A.煤、石油、天然气都属于化石燃料;B.化石燃料的使用是二氧化碳的最大来源,少使用就可以减少二氧化碳的排放;C.硅属于半导体材料,它能把太阳能直接转化为电能;D.菠菜中的蛋白质是间接利用太阳能合成的,研究菠菜蛋白质“发电”属于太阳能文明。
【详解】煤、石油和天然气都属于化石燃料,含有碳元素,因此也可称为碳素燃料,A正确;发展太阳能经济,就可以减少在发展经济过程中因大量使用化石燃料产生二氧化碳等温室效应气体的排放,因此有助于减缓温室效应,B正确;太阳能电池通过特殊的材料可将太阳能直接转化为电能,C正确;菠菜中的蛋白质是绿色植物菠菜通过光合作用产生的,因此目前研究菠菜蛋白质“发电”也属于“太阳能文明”,D错误。
故选D。
【点睛】本题主要考查了与节能减排相关的知识,依据已有的知识进行解答是关键。
2.在一定的温度和压强下,水成为“超临界状态”,此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物,这就是“水热反应”。生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法错误的是
A. 二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,属于放热反应
B. “水热反应”是一种复杂的化学变化
C. 火力发电厂可望利用废热,将二氧化碳转变为能源物质
D. 随着科技的进步,“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环
【答案】A
【解析】
【分析】
由于反应是在高温高压条件下进行的,这说明高温有利于反应向正反应方向进行,因此正反应是吸热反应。
【详解】二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,是将能量储存在汽油中的过程,属于吸热反应,A错误;压强达到22MPa、温度达到374℃时,水成为“超临界状态”,该过程为物理变化,此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物,为化学变化,B正确;高压条件下将CO2等含碳化合物转化为有机物,是将二氧化碳转变为能源物质,C正确;充分利用地球上的碳资源,有利于碳资源的循环使用,故D正确。
故选A。
【点睛】本题考查新能源的开发和利用,注意题中所给信息与所学知识的理解和运用,注意判断物理变化和化学变化的依据是:是否有新物质生成。
3.下列说法中正确的是
A. 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
B. 25 ℃、101 kPa时,1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等
C. 通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能
化学键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
生成1 mol化学
键时放出的能量
436 kJ·mol-1
243 kJ·mol-1
431 kJ·mol-1
则1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1
D. 任何化学反应都伴随着能量的变化
【答案】D
【解析】
【分析】
反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据;燃烧热不随物质的量的变化而变化;反应热=反应物的总键能-生成物的总键能;化学反应的实质是旧键断裂,新键形成,断裂旧键要吸收能量,形成新键要放出能量。
【详解】反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,不能用焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据,A错误;燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,燃烧热与反应物的多少无关,所以1mol S和2mol S的燃烧热相等,B错误;由反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-431kJ/mol×2=-183.0kJ/mol,所以H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-183 kJ•mol-1,C错误;化学反应的实质是旧键断裂,新键形成,断裂旧键要吸收能量,形成新键要放出能量,所以任何化学反应都伴随着能量变化,故D正确。
故选D。
【点睛】本题考查焓变和熵变,注意反应能否自发进行取决于焓变和熵变的综合判据,当△H-T•△S<0,能自发进行。
4.下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A. 在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度,生成物浓度用平衡浓度
B. 在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
C. 平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关
D. 从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度
【答案】D
【解析】
A、均为平衡浓度;
B、平衡常数只与温度有关,温度一定,为恒定值;
C、只与温度有关,与其他无关;
D、正确
5.在特制的密闭真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH>0。下列说法中正确的是
A. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态
B. 该反应在任何条件下都能自发进行
C. 再加入一定量氨基甲酸铵,可加快反应速率
D. 保持温度不变,压缩体积,NH3的浓度不变时,就达到了新的平衡
【答案】D
【解析】
【分析】
生成的气体的物质的量之比始终是2:1,气体的平均相对分子质量始终不变;当△H-T•△S<0,能自发进行;改变固体物质的量对化学反应速率没有影响;恒温下压缩体积,平衡逆向移动,但体系中两种气体的物质的量之比始终不变,氨气的体积分数不变。
【详解】反应NH2COONH4(s)═2NH3(g)+CO2(g),生成的气体的物质的量之比始终是2:1,所以气体的平均相对分子质量始终不变,故不能作为平衡状态的判断依据,故A错误;该反应ΔH>0,△S>0,高温条件下,H-T•△S<0,才能自发进行,B错误;固体物质的多少对化学反应速率没有影响,C错误;恒温下压缩体积,平衡逆向移动,但体系中两种气体的物质的量之比始终不变,所以氨气的体积分数不变,D错误。
【点睛】本题主要考查了平衡状态的判断、化学反应能否自发进行、化学反应速率和平衡移动的影响因素,解题时要注意氨基甲酸铵是固体。
6.下列反应中,既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是
A. Ba(0H)2•8H20与NH4Cl反应 B. 工业合成氨
C. 灼热的炭与CO2反应 D. 葡荀糖在人体内生理氧化
【答案】C
【解析】
A. Ba(0H)2•8H20与NH4Cl反应属于吸热反应,但不是氧化还原反应,A错误;B. 工业合成氨是放热的氧化还原反应,B错误;C. 灼热的炭与CO2反应既属于氧化还原反应又属于吸热反应,C正确;D. 葡萄糖在人体内生理氧化是放热的氧化还原反应,D错误,答案选C。
点睛:掌握氧化还原反应的特征、判断依据以及常见的放热反应或吸热反应是解答的关键,一般金属和水或酸反应,酸碱中和反应,一切燃烧,大多数化合反应和置换反应,缓慢氧化反应如生锈等是放热反应。大多数分解反应,铵盐和碱反应,碳、氢气或CO作还原剂的反应等是吸热反应,需要熟练记住。
7.用稀硫酸与过量锌粒反应制取氢气,欲加快化学反应速率而不改变产生氢气的量,下列措施不可行的是
A. 升高温度 B. 滴加少量浓硫酸
C. 滴加少量硫酸铜溶液 D. 改用等质量的锌粉
【答案】B
【解析】
【分析】
加热、增大浓度、增大接触面积、构成原电池,均可加快反应速率。
【详解】升高温度,增大活化分子百分数,反应速率增大,A正确;滴加少量浓硫酸,硫酸的物质的量增大,生成氢气的体积偏大,B错误;锌置换出铜,形成铜锌原电池反应,反应速率增大,C正确;改用等质量的锌粉,固体的表面积增大,反应速率增大,D正确。
故选B。
【点睛】本题考查化学反应速率的影响因素,侧重于分析能力和基本理论知识的综合运用的考查,把握影响化学反应速率的因素是解答的关键。
8.恒温恒容条件下,能说明反应A(s)+ 2B(g)C(g)+ D(g)一定处于化学平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再改变 B. 容器内的压强保持不变
C. C与D的物质的量相等 D. 消耗1 mol B的同时生成 0.5 mol D
【答案】A
【解析】
【分析】
化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量不变,注意该反应中A为固体,气体的化学计量数之和前后相等的特点。
【详解】该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,但A为固体,正反应是气体质量减小的反应,即密度减小的反应,当混合气体的密度不变时,能判断该反应已达到平衡状态,A正确;该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,在恒温恒容密闭容器中,所以压强始终不变,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,B错误;生成物C与D的化学计量数相等,无论是否达到平衡,C与D的物质的量总是相等,C错误;消耗1molB是正速率,生成0.5molD也是正速率,不能说明一定处于化学平衡状态,D错误。
故选A。
【点睛】本题考查化学平衡状态的判断,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,解答时注意反应可逆的特点,注意反应物A为固体和反应前后气体体积不变,容器的体积不变,则密度变化,压强不变。
9.选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法,主要反应如下:
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=a kJ·mol-1
②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) △H2=b kJ·mol-1
副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H4=d kJ·mol-1
可以计算出反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H为( )
A. (4b-3a+d)/4 B. (4a-3b+d)/4 C. (3b-4a+d)/4 D. (3a-4b+d )/4
【答案】D
【解析】
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=a kJ·mol-1,②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) △H2=b kJ·mol-1,③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H4=d kJ·mol-1,根据盖斯定律可知:将①×-②+③×即得反应:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=a×-b+d×=kJ/mol,故选D。
10.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1
现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A. 1∶1 B. 1∶3 C. 1∶4 D. 2∶3
【答案】B
【解析】
混合气体物质的量==5mol,设氢气、甲烷的物质的量分别是xmol、ymol,根据方程式知,氢气、甲烷完全燃烧放出的热量分别是285.8xkJ、890ykJ,列方程式组为x+y=5,285.8x+890y=3695,解得x=1.25,y=3.75,原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是1.25mol:3.75mol=1:3,故选B。
11.向密闭容器中充入物质的量浓度均为 0.1 mol/L的CH4和 CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 平衡时CO与H2的物质的量比为1:1
B. p1、p2、p3、p4由大到小的顺序为p1
D. 随着温度升高,该反应的平衡常数减小
【答案】D
【解析】
试题分析:A、因为开始只加入反应物,产物的物质的量之比就等于系数之比=1:1,A项正确;B、该反应为气体分子数增加的反应,压强越高,甲烷的平衡转化率越小,故压强p4>p3>p2>p1,B项正确;C、1100℃,p4条件下,该反应10 min时达到平衡点X,甲烷的转化率=80%,则ν(CO2) =ν(CH4) =(0.1×0.8)/10=0.008 mol•L-1•min-1,C项正确;D、随温度升高甲烷转化率增大,说明反应正向进行,所以平衡常数增大,D项错误;答案选D。
考点:考查化学平衡
12.下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是
A. 抗氧化剂 B. 调味剂 C. 着色剂 D. 增稠剂
【答案】A
【解析】
【分析】
一般来说,食品中常加入抗氧剂、调味剂、着色剂以及增稠剂等,其中加入抗氧化剂可减缓食品的腐蚀,延长保质期,而调味剂、着色剂以及增稠剂与食品的色、态、味有关。
【详解】抗氧化剂减少食品与氧气的接触,延缓氧化的反应速率,A正确;调味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,B错误;着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,C错误;增稠剂是改变物质的浓度,与速率无关,D错误。
故选A。
【点睛】本题考查常见食品的添加剂,与化学反应速率相结合综合考查双基以及分析能力,侧重于化学与生活的考查。
13.下列说法不正确的是( )
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,多数能自发进行的反应是放热反应
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
【答案】C
【解析】
A、焓变和熵变共同决定反应能否自发进行,多数放热反应能够自发进行,故A正确;B、体系的混乱程度越大,熵值越大,故B正确;C、多数放热反应能够自发进行,但焓变不是影响反应能否自发进行的唯一因素,故C错误;D、焓变和熵变共同决定反应能否自发进行,△H-T△S是大于0还是小于0,决定反应能否自发进行,故D正确;故选C。
14.在四个不同的容器中,在不同条件下利用N2+3H22NH3反应来合成氨,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最大的是
A. v(H2)=0.1 mol·(L·min)−1 B. v(N2)=0.01 mol·(L·s)−1
C. v(N2)=0.2 mol·(L·min)−1 D. v(NH3)=0.3 mol·(L·min)−1
【答案】B
【解析】
【分析】
同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比;先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较。
【详解】反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),以氢气的反应速率为标准进行判断,v(NH3)=0.5mol/(L•min),反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=0.75mol/(L•min);v(H2)=0.02mol/(L•s)=1.2mol/(L•min);v(N2)=0.2mol/(L•min),反应速率之比等于其计量数之比,v(H2)=0.6mol/(L•min);v(H2)=0.3mol/(L•min),所以反应速率最快的是B,故选B。
【点睛】本题考查了化学反应速率快慢的比较,注意要把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,还要注意单位是否相同。
15.将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的是( )
A. 升高温度,X的体积分数减小
B. 增大压强(缩小容器体积),Z的浓度不变
C. 保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,Y的浓度不变
D. 保持容器体积不变,充入一定量的Z,X的体积分数增大
【答案】C
【解析】
试题分析:A.正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的体积分数增大,故A错误;B.如缩小体积,增大压强,平衡不移动,则Z的浓度增大,故B错误;C.保持容器体积不变,充入一定量的惰性气体,平衡不发生移动,Y的浓度不变,故C正确;D.保持容器体积不变,充入一定量的Z,相当于增大压强,平衡不移动,X的物质的量分数不变,故D错误;故选C。
考点:考查了化学平衡的影响因素的相关知识。
16.足量的Fe与一定量的0.5mol/L盐酸反应,为了加快反应速率,但又不影响产生氢气的总量,应加入下列物质中的( )
A. CuSO4溶液 B. 将Fe改为同质量的Na C. 改为用浓硫酸 D. NaNO3溶液
【答案】A
【解析】
根据发生的反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑,则减小氢离子的浓度而不改变氢离子的物质的量即可满足减慢反应速率,但又不影响产生氢气的总量;A.加入CuSO4,铁置换出铜,构成Fe、Cu、盐酸原电池,加快反应速率,且不影响生成的氢气量,A正确;B.钠比铁活泼,改用钠,反应加快。铁的摩尔质量为56g/mol,钠的摩尔质量为23g/mol,同质量的Na和Fe,钠的物质的量比铁的2倍还要大,反应中Na显+1价,Fe显+2价,所以钠生产的氢气多,B错误;C.改用浓硫酸,铁与浓硫酸钝化,无氢气生成,C错误;D.加入NaNO3溶液,Fe与硝酸根离子、氢离子发生氧化还原反应生成NO,而不生成氢气,D错误;答案选A。
点睛:明确外界条件对反应速率影响的变化规律是解答关键,选项D是易错点,学生容易忽视在酸性溶液中硝酸根的强氧化性,而是单纯的认为加入硝酸钠溶液相当于稀释而错选。
17.在一定温度下,2HI(g)H2(g)+I2(g) △H>0的反应达到平衡,下列条件的改变将使混含气体颜色加深的是( )
A. 降低HI的浓度 B. 升高反应温度 C. 增大容器体积 D. 增大氢气浓度
【答案】B
【解析】
A.降低HI的浓度,平衡逆向移动,I2(g)浓度降低,混合气体颜色变浅,故A错误;B.升高反应温度,平衡正向移动,I2(g)浓度增大,混合气体颜色变深,故B正确;C.增大容器体积,混合气体各物质的浓度均降低,混合气体颜色变浅,故C错误;D.增大氢气浓度,平衡逆向移动,I2(g)浓度降低,混合气体颜色变浅,故D错误;答案为B。
18.已知 X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1。一定条件下将1 molX 和3 molY通入2 L的恒容密闭容器中,反应10 min时,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A. 在10 min内,X和Y反应放出的热量为0.3 a kJ
B. 在l0min时,X和Z的物质的量之比为1:2
C. 达到平衡状态时,X、Y的浓度不再改变
D. 升髙反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
【答案】C
【解析】
【分析】
反应10min时,测得Y的物质的量为2.4mol,则参加反应的Y为3mol-2.4mol=0.6mol,物质的量与热量成正比;参加反应的Y为0.6mol,由X(g)+3Y(g)2Z(g)可知,生成Z为0.4mol,消耗X为0.2mol;平衡时各物质的浓度不变;升高温度,正逆反应速率均增大。
【详解】反应10min时,测得Y的物质的量为2.4mol,则参加反应的Y为3mol-2.4mol=0.6mol,物质的量与热量成正比,则放出的热量为0.63×akJ=0.2akJ,A错误;参加反应的Y为0.6mol,由X(g)+3Y(g)2Z(g)可知,生成Z为0.4mol,消耗X为0.2mol,则l0min时,X和Z的物质的量之比为(1mol-0.2mol):0.4mol=2:1,B错误;平衡时各物质的浓度不变,则达到平衡状态时,X、Y的浓度不再改变,C正确;升高温度,正逆反应速率均增大,该反应为放热反应,逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数,平衡逆向移动,D错误。
故选C。
【点睛】本题考查化学平衡的计算,综合性较强,侧重分析与应用能力的考查,把握物质的量的变化、热量计算、平衡特征、速率影响因素为解答的关键。
19.下列说法正确的是
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应
③使用催化剂可提高转化率
④化学反应的实质是原子间的重新组合
⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成
⑥化学反应的前提是活化分子有合理取向时的有效碰撞
A. ①③④⑤ B. ②③⑥ C. ④⑤⑥ D. ②④⑤
【答案】C
【解析】
【分析】
活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞;普通分子间的碰撞,达不到反应所需的能量;使用催化剂,降低反应活化能,加快反应速率,但平衡不移动;化学变化中的最小微粒为原子,化学反应的实质是原子的重新组合;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程;化学反应的实质与化学键有关,活化分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学反应,为化学反应的前提。
【详解】①活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞,则不一定发生化学反应,故错误;②普通分子间的碰撞,达不到反应所需的能量,则不能发生化学反应,故错误;③使用催化剂,降低反应活化能,加快反应速率,但平衡不移动,转化率不变,故错误;④化学变化中的最小微粒为原子,则化学反应的实质是原子的重新组合,故正确;⑤从化学键角度可知,化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,故正确;⑥活化分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学反应,为化学反应的前提,故正确,故选C。
【点睛】本题考查活化分子及化学反应的关系,侧重分析与理解应用能力的考查,把握活化理论为解答的关键。
20.一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应: mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:①体系的压强不再发生变化, ②体系的密度不再发生变化, ③各组分的物质的量浓度不再改变, ④各组分的质量分数不再改变,⑤反应速率vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,其中,能说明反应已达到平衡的是
A. ③④ B. ②③④ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
【答案】A
【解析】
反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化。
【详解】①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态,故错误;②反应前后混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以体系的密度始终不变,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误;③各组分的物质的量浓度不再改变,该反应达到平衡状态,故正确;④反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变,各组分的质量分数不再改变,故正确;⑤反应速率之比等于计量数之比反应后任何时刻都正确,属于当反应速率vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误,所以只有③④正确。
故选A。
【点睛】本题考查了化学平衡状态的判断,注意把握化学平衡状态判断的角度,特别是正逆反应速率的关系。
21.下列实验事实所引出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A[
其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出硫沉淀所需时间越短
当其他条件不变时,增大反应物浓度化学反应速率加快
B
在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂一定不参加化学反应
C
H+浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒在不同环境下反应
反应开始时速率相同
D
在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),把容积缩小一倍
正反应速率加快,逆反应速率不变
【答案】AC
【解析】
【分析】
反应物浓度增大,反应速率加快;催化剂参与反应,改变反应的途径;金属与反应时,氢离子浓度相同,则速率相同;容积缩小一倍,压强增大,正逆反应速率均增大。
【详解】其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出硫沉淀所需要的时间越短,是因反应物浓度增大,反应速率加快,A正确;催化剂参与反应,改变反应的途径,但反应前后其质量和化学性质不变,B错误;金属与反应时,氢离子浓度相同,则反应速率相同,反应开始时,盐酸和醋酸的氢离子浓度相同,则反应开始时速率相同,C正确;容积缩小一倍,压强增大,所以正逆反应速率均增大,故D错误。
故选AC。
【点睛】本题考查化学反应速率,明确影响反应速率的因素正确评价实验中的结论是解答的关键,选项C为解答的易错点。
22.乙酸蒸气能形成二聚分子:2CH3COOH(g)(CH3COOH)2(g) (正反应放热)。现欲测定乙酸的相对分子质量,应采用的反应条件是
A. 低温高压 B. 高温低压 C. 低温低压 D. 高温高压
【答案】B
【解析】
【分析】
要测定乙酸的相对分子质量,则必使平衡向生成乙酸的方向移动,即向逆方向移动,而逆反应属于吸热、体积增大的反应。
【详解】欲测定乙酸的分子量,依据物质的式量等于该物质的摩尔质量,又等于该物质的质量除以其物质的量,故应使平衡体系中乙酸的物质的量尽可能的多,所以改变条件使平衡向逆反应方向移动,逆反应属于吸热反应,应采取高温使平衡逆向移动,逆反应是体积增大的反应,应采取低压的措施使平衡逆向移动,综合可知,应采用高温低压的反应条件。
故选B。
【点睛】本题以乙酸分子量的测定为载体考查化学平衡移动,依据影响平衡的因素,结合反应的特点确定使化学平衡移动的改变条件是解答关键。
23. 下列能用勒夏特列原理解释的是( )
A. H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
B. 工业上由氢气和氮气合成氨是在较高温度下进行的
C. Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
D. SO2催化氧化成SO3的反应,往往需要使用催化剂
【答案】A
【解析】
试题分析:A.可逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g),增大压强I2的浓度增大,颜色加深,反应前后气体的体积不发生变化,增大压强平衡不移动,颜色加深是体积改变的原因,不能用用勒夏特列原理解释,故A选;B.合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向元素,不利于合成氨生产,但在较高温度下反应速率较大,则合成氨在较高温度下进行不能用平衡移动原理解释,故B不选;C.Fe(SCN)3溶液中存在Fe(SCN)3Fe3++3SCN-,加入固体KSCN,SCN-浓度增大,平衡逆向移动,颜色加深,能用勒夏特列原理解释,故C不选;D.催化剂只改变反应速率不影响平衡移动,所以不能用平衡移动原理解释,故D不选;故选A。
【考点定位】考查化学平衡移动原理
【名师点晴】本题考查化学平衡移动原理,为高频考点,明确平衡移动原理适用范围是解本题关键。使用勒夏特列原理时,必须注意研究对象必须为可逆反应,否则勒夏特列原理不适用,特别是改变平衡移动的因素不能用平衡移动原理解释,如催化剂的使用只能改变反应速率,不改变平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。只有改变条件能影响平衡移动的可逆反应才能用平衡移动原理解释,易错选项是D。
24.将26.4 g Na2O与Na2O2的混合物投入足量的水中溶解,反应后水溶液增重24.8 g,则原混合物Na2O与Na2O2的物质的量之比是
A. 1:3 B. 3:1 C. 13:31 D. 31:13
【答案】B
【解析】
【分析】
根据化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,运用差量法计算出Na2O2的质量,然后求出Na2O的质量,最后求出两者的物质的量之比。
【详解】Na2O2与Na2O的混合物投入足量的水中溶解发生的反应为:①Na2O+H2O=2NaOH、②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,26.4gNa2O2与Na2O的混合物投入足量的水中溶解,称得水溶液增重24.8g,减少的1.6g为生成氧气的质量,氧气的物质的量为0.05mol,根据反应②知,混合物中Na2O2的物质的量为0.1mol,则Na2O2的质量为7.8g;混合物中Na2O的质量为26.4g—7.8g=18.6g,则Na2O的物质的量为0.3mol,则原混合物中Na2O与Na2O2的物质的量之比是3:1,故选B。
【点睛】本题主要考查依据化学方程式的计算,明确氧化钠、过氧化钠的性质,抓住固体质量与溶液增加的质量之差为氧气的质量是解题的关键。
25.(一):意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示,已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,则1 mol N4生成N2的 ΔH=______________
(二):50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是____________________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是__________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_________________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中60 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热_________(填“相等”或“不相等”).
【答案】 (1). -882KJ/mol (2). 环形玻璃搅拌棒 (3). 减少实验过程中的热量损失 (4). 偏小 (5). 不相等 (6). 相等
【解析】
【分析】
(一)根据化学键断裂要吸收热量,形成化学键要放出热量,反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值。(二)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条和盖硬纸板的作用是减少实验过程中的热量损失;中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关。
【详解】(一)1molN4气体中含有6molN-N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1molN4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为:6×167kJ=1002kJ,形成化学键放出的热量为1884kJ,所以反应放热,放出的热量为:1884kJ-1002kJ=882kJ,故应为放出882kJ热量。(二)(1)在反应热的测定实验中需要进行搅拌,保证反应的两种溶液可以迅速反应,缩短反应的时间,减小误差,所以装置中缺少的玻璃用品是环形玻璃搅拌棒;(2)实验过程中应该尽可能的减小热量的损失,所以装置中大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是减少实验过程中的热量损失;(3)大烧杯上如不盖硬纸板,则会造成热量的损失,则求得的中和热数值将偏小;(4)改用60 mL 0.50mol/L盐酸跟50 mL 0.55mol/LNaOH溶液进行反应氢氧化钠反应完全生成的水为0.0275mol,原反应盐酸反应完全生成的水为0.025mol,反应生成水的量不同,所以放出的热量也不相等,但是所求的中和热相等,因为中和热指酸碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,与酸和碱的用量没有关系。
【点睛】本题考查反应热的计算和中和热的测定,注意运用键能计算反应热的方法,中和热测定的关键是保证反应完全迅速进行和减小热量的损失,中和热与酸、碱的物质的量无关是解答的关键。
26.一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中反应CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。
(1)反应的平衡常数表达式K=_____________;根据下图,升高温度,K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是______(用nB、tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是______ (填字母)。
a.v生成(CH3OH)= v消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是(填字母)______________。
a.c(H2)减少 b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加 d.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
【答案】 (1). (2). 减小 (3). mol·L-1·min-1 (4). cd (5). cd
【解析】
【详解】(1)根据化学反应CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g),则反应的平衡常数表达式K=;根据图示,升高温度,甲醇的物质的量降低,说明平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。
(2)tB时间内,生成nBmolCH3OH,则消耗2nBH2,则△c(H2)=,v(H2)=mol·L-1·min-1;
(3)生成甲醇和消耗CO均是正反应速率,不能反应达到平衡状态,a错误;因体积不变,气体的质量不变,任何时刻密度不变,b错误;根据=m/n,气体质量不变,物质的量随着反应的进行减小,则不变时反应达到平衡状态,c正确;各种物质的浓度不变,反应达到平衡状态,d正确;答案选cd。
(4)增加压强平衡向着正反应方向移动,正、逆反应速率都增大,H2物质的量减小,CH3OH物质的量增大,但由于体积缩小,达新平衡时c(H2)浓度比原平衡大,重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小,所以选项a、b错误,c、d正确,答案选cd。
27.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数/K
10
9
1
0.6
试回答下列问题:
(1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某温度下,上述反应达到平衡后,保持容器体积不变升高温度,逆反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)830℃时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向逆反应方向进行的有______(选填字母).
A
B
C
D
n(CO2)/mol
3
2.4
3.2
1
n(H2)/mol
2
1.5
2.5
1
n(CO)/mol
1
2
3.5
0.5
n(H2O)/mol
5
2
2
2
(4)在830℃时,在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时,H2(g)的体积分数是__________。
【答案】 (1). 放热 (2). 增大 (3). 增大 (4). AC (5). 24%
【解析】
【分析】
依据平衡常数随温度的变化结合平衡移动原理分析判断反应的热量变化,根据表中数据可知,温度升高平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应;温度升高,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,压强增大;根据830℃时,平衡常数k=1,依据浓度计算和平衡常数比较判断;根据830℃时,平衡常数k=1,运用三段式求解。
【详解】(1)根据表中数据可知,温度升高平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应;(2)反应是放热反应,温度升高,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,反应前后气体体积不变,等容容器中压强之比等于温度之比,所以压强增大;(3)根据830℃时,平衡常数k=1计算,设容器体积为V,则有:Q=>1,反应向逆反应方向移动,A正确;Q=<1,反应向正反应方向移动,B错误;Q=>1,反应向逆反应方向移动,C正确; Q=<1,反应向正反应方向移动,D错误。故答案为AC;(4)设反应消耗xmol/L CO,依据题意建立如下三段式:
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
c(起) 2 3 0 0
c(变) x x x x
c(平)(2—x) (3—x) x x
化学平衡常数K==1,解得x=1.2mol/L,则H2(g)的体积分数为×100%=24%。
【点睛】本题考查了化学平衡的计算,明确影响化学平衡的因素为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡的计算中的应用。
28.1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法生产,主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1) ,反应原理为
i.CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH1= -134 kJ• mol-1
ii.CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl (g)+HCl(g) ΔH2= -l02 kJ • mol-1
已知:相关化学键的键能数据如下表所示:
化学键
C=C
C—C
C—Cl
Cl—Cl
E/( kJ • mol-1)
611
x
328
243
请回答下列问题:
(1)由反应i计算出表中x=_____________。
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应i和反应ii,达到平衡后增大压强,CH2C1CHC1CH3的产率______(填“增大”“减小”或“不变”),理由是_________________________________。
(3)T1℃时,向10L恒容的密闭容器中充入1 mol CH2=CHCH2C1和2 mol HC1,只发生反应CH2=CH CH2Cl (g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH3。 5min反应达到平衡,测得 0〜5 min内,用CH2ClCHClCH3表示的反应速率 v(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L-1 • min-1。
①平衡时,HCl的体积分数为_________(保留三位有效数字)。
②保持其它条件不变,6 min时再向该容器中充入0.6 mol CH2=CHCH2Cl、0.2molHC1和0.1mol CH2ClCHClCH3,则起始反应速率 v正(HCl)___ V逆(HCl) (填“>”“<”或“=”)。
【答案】 (1). 332 (2). 增大 (3). 增大压强,反应ii的平衡不移动,反应i的平衡正向移动。所以CH2C1CHC1CH3的产率增大 (4). 54.5% (5). >
【解析】
【分析】
(1)利用反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值计算;(2)增大压强,平衡向气体分子总数减小的方向移动;(3)由反应速率v(CH2C1CHC1CH3)计算平衡时生成CH2C1CHC1CH3的物质的量,进而计算平衡时HC1(g)的物质的量为1.2mol,再用差量法计算平衡时气体总物质的量;由题中数据,利用三段式法可计算出平衡时各物质的浓度,依据公式计算平衡常数,通过浓度熵判断平衡得移动方向。
【详解】(1)由反应i,△H=-134 kJ• mol-1=611 kJ• mol-1+ 243kJ• mol-1—x—328 kJ·mol-1,解得x=332kJ·mol-1。(2)反应ii的左右两边气体分子总数相等,平衡不受压强影响,反应为气体分子总数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CH2C1CHC1CH3的产率增大。(3)①0.5min内,用CH2C1CHC1CH3表示的反应速率v(CH2C1CHC1CH3)= 0.016mol·L-1·min-1,平衡时生成CH2C1CHC1CH3的物质的量为0.8mo1,则平衡时HC1(g)的物质的量为1.2mol;再用差量法计算出平衡时气体总物质的量为3mo1-0.8mo1=2.2mo1,所以HC1的体积分数为×100%≈54.5%;②由题中数据,利用三段式法可计算出平衡时,CH2=CHCH2C1(g)、HC1(g)、 CH2C1CHC1CH3(g)的浓度分别为0.02mo1/L、0.12mo1/L、0.08mo1/L,则平衡常数K==,6min时的浓度熵Q为<,平衡正向移动,所以v正(HCl) >V逆(HCl)。
【点睛】本题以1,2-二氯丙烷为载体考查化学反应原理,涉及了热化学计算、化学能与化学键的热量转化、化学反应速率、化学平衡及图像、化学移动等相关知识,掌握基础,掌握反应热计算、运用三段式计算化学反应速率和化学平衡以及正确分析图像获取解答信息是关键。
29.为了研究化学反应A+BC+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。
试回答下列问题:
(1)该反应为_______反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量_______(填“高”或“低”)。
(3)物质中的化学能通过化学反应转化成_______释放出来。
(4)反应物化学键断裂吸收的能量_______(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(5)写出一个符合题中条件的化学方程式:____________________。
【答案】 (1). 放热 (2). 高 (3). 热能 (4). 低
(5). 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑(或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑或NaOH+HCl=NaCl+H2O等合理答案均可)
【解析】
【分析】
U形管中甲处液面下降乙处液面上升,说明该反应放热,温度升高,瓶内的压强增大;根据化学反应与能量的关系判断放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量,所以A和B的总能量比C和D的总能量高;温度升高,说明物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来;反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,该反应放热,说明反应物的总键能低于生成物的总键能;放热反应的例子有燃烧反应、活泼金属与酸的反应、中和反应等,举一例即可。
【详解】(1)由于发生反应A+B═C+D,U型管中甲处液面下降乙处液面上升,根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应;(2)由于A+B═C+D的反应为吸热反应,所以A和B的总能量比C和D的总能量高;(3)化学变化伴随着物质和能量变化,物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来;(4)化学反应中旧键断裂吸收能量,新键生成放出能量,该反应为吸热反应,则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量;(5)该反应为放热反应,且不需要加热既能够发生,如铝与稀盐酸的反应,反应的化学方程式为:2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑。
【点睛】本题考查了化学反应中的吸热反应与放热反应,注意掌握化学反应中能量变化与反应物、生成物总能量的关系,明确化学键断裂、形成与化学反应能量变化的关系是关键。
相关资料
更多