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【化学】甘肃省镇原县第二中学2018-2019学年高二上学期期中考试(解析版)
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甘肃省镇原县第二中学2018-2019学年高二上学期期中考试
1.关于有效碰撞理论,下列说法正确的是
A. 活化分子间所发生的所有碰撞为有效碰撞
B. 增大反应物浓度能够增大活化分子百分数,化学反应速率—定增大
C. 升高温度,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大
D. 增大压强,活化分子数一定增加,化学反应速率—定增大
【答案】C
【解析】
试题分析:A.能发生反应的碰撞为有效碰撞,故A错误; B.浓度增大,活化分子百分数不变,增大单位体积内分子总数,增大加了单位体积内活化分子的数目,有效碰撞增大,反应速率加快,故B错误; C.升高温度增大,增大活化分子百分数,增大单位体积内的活化分子数目,有效碰撞增大,反应速率加快,故C正确; D.恒温恒容下,通入不反应的气体,增大压强,反应气体物质的浓度不变,单位体积内活化分子数目不变,气体的反应速率不变,故D错误。
考点:有效碰撞理论的考察。
2.热化学方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3 kJ·mol-1表示 ( )
A. 碳和水反应吸收131.3kJ能量
B. 1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量
C. 1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气,并吸收131.3KJ 热量
D. 1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ
【答案】C
【解析】
试题分析:热化学方程式中物质的化学计量数表示物质的物质的量,还要体现出来物质的状态,“+”表示反应吸热,“-”表示放热,故C对。
考点:热化学方程式的意义。
3.已知在1×105 Pa, 298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是
H2O ( g ) = H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) △H =" +242" kJ/mol
2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) △H = -484 kJ/mol
H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) = H2O (g ) △H =" +242" kJ/mol
2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ) △H =" +484" kJ/mol
【答案】A
【解析】
氢气燃烧是放热反应,△H小于0,CD都不正确。B中水的状态不正确,氢气燃烧放热,则水分解就是吸热反应,A正确,答案选A。
4.下列叙述正确的是
A. 甲烷的燃烧热:∆H=-890.3kJ
B. 碳生成一氧化碳的燃烧热是111kJ/mol
C. 中和热 ∆H=-57.3kJ/mol
D. 醋酸与NaOH反应的中和热小于-57.3kJ/mol
【答案】C
【解析】
试题分析:A.甲烷的燃烧热∆H=-890.3kJ/mol,A错误;
B.在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,炭生成一氧化碳的反应不能表示燃烧热,B错误;
C.中和热∆H=-57.3kJ/mol,C正确;
D.醋酸电离吸热,与NaOH反应的中和热小于57.3KJ/mol,D错误,答案选C。
考点:考查反应热的有关判断
5.反应3A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经3 min,B的浓度减少0.9 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是
A. 用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B. 分别用B、C、D表示的反应速率之比是3:2:1
C. 在3 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D. 在3 min内的反应速率,用C表示是0.3 mol·L-1·min-1
【答案】B
【解析】
试题分析:经2min,B的浓度减少0.6mol/L,v(B)==0.3mol•(L•min)-1。A.A物质为纯固体,浓度不变,不能表示反应速率,故A错误;B.反应速率之比等于化学计量数之比,则分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3:2:1,故B正确;C.2min末的反应速率为即时速率,则在2min内的反应速率,用B表示是0.3 mol•(L•min)-1,是2min内的平均速率,故C错误;D.2min内△c(C)=△c(B)=0.4mol/L,故2min内的v(C)==0.2mol•L-1•min-1,故D错误;故选B。
【考点定位】考查化学反应速率的计算
【名师点晴】本题考查化学反应速率的计算及与化学计量数的关系,有关化学反应速率的计算,应该紧扣v=进行分析计算,同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比。
6.反应 X(g)+ Y(g)2Z(g)(正反应放热),在一定条件下,反应物Y的转化率与反应时间(t)的关系如图所示。若使曲线a变为曲线b,可采取的措施是:( )
A. 加入催化剂 B. 降低温度 C. 增大压强 D. 增大Y的浓度
【答案】B
【解析】
试题分析:A、催化剂只能改变平衡达到的时间,不能改变反应物的转化率,A错误;B、降低温度,平衡右移,Y的转化率增大,而温度越低反应速率越慢,达平衡所需时间越长,B正确;C、该反应为气体体积不变的反应,故增大压强只能加快反应速率,缩短达平衡所需时间,不能改变反应物的专化率,C错误;D、增大Y的浓度,可提高X的转化率,而自身的转化率会减小,D错误,答案选B。
考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响
7.对于A2+3B2 2C的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应速度最快的是
A. υ(B2)=0.8 mol·L-1·s-1 B. υ(B2)= 3 mol·L-1·s-1
C. υ(C)=0.6 mol·L-1·s-1 D. υ(A2)=0.4 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
【分析】
不同物质表示的速率之比,等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
【详解】A.υ(B2)/3 =0.267mol/(L·s);
B.υ(B2)/3 =1mol/(L·s);
C.υ(C)/2=0.3 mol/(L·s);
D.υ(A2)/1=0.4 mol/(L·s);
本题答案为B。
【点睛】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,在速率单位统一的前提下,不同物质表示的速率与化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
8.已知450℃时,反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的K=50,由此推测在450℃时,反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为( )
A. 50 B. 0.02 C. 100 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
其逆反应的K应该是其正反应的K值的倒数。
9.对于在一密闭容器中进行的下列反应:C(s)+ O2(g)CO2(g)下列说法中错误的是 ( )
A. 将木炭粉碎成粉末状可以加快化学反应速
B. 升高温度可以加快化学反应速率
C. 增加压强可以加快化学反应速率
D. 增加木炭的量可以加快化学反应速率
【答案】D
【解析】
试题分析:A.将木炭粉碎成粉末状,接触面积增大,可以加快化学反应速率,A项正确;B.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,B项正确;C.压强增大,气体的浓度增大,化学反应速率加快,C项正确;D.木炭为纯固体,增加木炭的量,化学反应速率不变,D项错误;答案选D。
【考点定位】考查化学反应速率的影响因素。
【名师点睛】本题考查影响化学反应速率的因素,为高频考点,把握常见的影响反应速率的因素为解答的关键,注重基础知识的考查。注意纯固体不影响反应速率,增大接触面积,升高温度、增大浓度、增大压强等,均可加快反应速率,以此来解答。
10.在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(气)+B(气)2C气+D(气)。若最初加入的A和B都是4mol,在前10秒钟A的平均反应速度为0.12 mol·L-1·s-1,则10秒钟时,容器中B的物质的量是
A. 1.6 mol B. 2.8 mol C. 2.4 mol D. 1.2 mol
【答案】B
【解析】
试题分析:在前10秒钟A的平均反应速度为0.12 mol/(L·s),则消耗A的物质的量是0.12 mol/(L·s)×2L×10s=2.4mol,则根据方程式可知,生成C的物质的量是2.4mol,答案选C。
考点:考查反应速率的有关计算
点评:该题是基础性试题的考查,主要是考查学生对反应速率含义以及计算依据的了解掌握情况,旨在巩固学生的基础,提供学生的应试能力。该题也可以利用反应速率之比是相应的化学计量数之比,得出C的反应速率,然后再列式计算即可。
11.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g) 达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则错误的是( )
A. 平衡向正反应方向移动了 B. 物质A的转化率增大了
C. 物质B的质量分数增加了 D. a>b
【答案】D
【解析】
试题分析:先假设体积增加一倍时若平衡未移动,B的浓度应为原来的50%,实际平衡时B的浓度是原来的60%,比假设大,说明平衡向生成B的方向移动,则a<b。A、假设体积增加一倍时若平衡未移动,B的浓度应为原来的50%,实际平衡时B的浓度是原来的60%,大于原来的50%,说明平衡向生成B的方向移动,即向正反应移动,故A正确;B、平衡向正反应移动,A的转化率增大,故B正确;C、平衡向正反应移动,B的质量增大,混合气体的总质量不变,故物质B的质量分数增大,故C正确;D、减小压强,平衡向生成B的方向移动,则a<b,故D错误;故选D。
【考点定位】考查化学平衡的影响因素
【名师点晴】本题考查化学平衡移动等,注意利用假设法分析、判断平衡移动方向。先假设体积增加一倍时若平衡未移动,B的浓度应为原来的50%,实际平衡时B的浓度是原来的60%,比假设大,说明平衡向生成B的方向移动,则a<b。
12.下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 用排饱和食盐水的方法收集氯气
B. 加入催化剂使N2和H2在一定条件下生成氨气
C. 增大压强,有利于SO2和O2反应生成SO3
D. 在Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3反应达平衡时,增加KSCN的浓度,体系颜色变深
【答案】B
【解析】
【详解】A.用排饱和食盐水的方法收集氯气,相当于在氯水中加入NaCl,c(Cl-)增大,反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,减小了氯气的溶解度,能用勒夏特列原理解释,故不选A;
B.加入催化剂使N2和H2在一定条件下生成氨气,利用催化剂增大反应速率,催化剂不会引起化学平衡的移动,不能用勒夏特列原理解释,故选B;
C.增大压强,反应2SO2+O22SO3的平衡右移,能用勒夏特列原理解释,故不选C;
D.在Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3反应达平衡时,增加KSCN的浓度,平衡右移,体系颜色变深,能用勒夏特列原理解释,故不选D;
本题答案为B。
13.在定温定容下的反应:2AB(g)3A2(g)+B2(g),能说明此反应达到平衡是
A. 混合气体的平均摩尔质量不再随时间的变化而变化
B. 混合气体的密度不再随时间的变化而变化
C. AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D. 单位时间内生成3nmolA2,同时消耗2nmolAB
【答案】A
【解析】
试题分析:A、正反应是体积增大的可逆反应,反应前后气体质量不变,所以混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时反应达到平衡状态,A正确;B、容积和气体的质量均不变,则密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,B错误;C、AB的消耗速率等于A2的消耗速率不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,反应没有达到平衡状态,C错误;D、单位时间内生成3nmolA2,同时消耗2nmolAB均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,D错误,答案选A。
【考点定位】本题考查了化学平衡状态的判断
【名师点晴】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,可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据:①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态,对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态,关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
14.在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g) zC(g),图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A):n(B)的变化关系。则下列结论正确的是
A. 若在图Ⅰ所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前υ(正)>υ(逆)
B. 200℃时,反应从开始到刚好达平衡的平均速率υ(B)=0.02 mol·L﹣1·min﹣1
C. 图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g) zC(g)的△H<0
D. 200℃时,向容器中充入2 mol A和1 mol B,达到平衡时,A的体积分数大于0.5
【答案】B
【解析】
【详解】A.恒温恒容条件下,通入氦气,各物质的浓度不变,平衡不移动,故υ(正)=υ(逆),故A 错误;
B.由图Ⅰ可以知道,时达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为0.4mol-0.2mol=0.2mol,故υ(B)=0.02,故B正确;
C.由图Ⅱ可以知道,n(A):n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,即H0,故C错误;
D.由图Ⅰ可以知道,时平衡时,A、B、C的物质的量变化量分别为、、,物质的量之比等于化学计量数之比,故x:y:z=0.4mol:0.2mol:0.2mol=2:1:1,反应的化学方程式为2A(g)+B(g)⇋C(g),平衡时A 的体积分数为,时,向容器中充入2molA和1molB达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,故达到平衡时A的体积分数小于0.5,故D错误;
本题答案为B。
15.某化学反应的△H=–122 kJ·mol-1,△S=+231 J·mol-1·K-1,则在下列哪种情况下可自发进
A. 在任何温度下都能自发进行
B. 在任何温度下都不能自发进行
C. 仅在高温下自发进行
D. 仅在低温下自发进行
【答案】A
【解析】
试题分析:根据△G=△H-T∆S,当△G<0时,该反应能够自发进行,而△H<0,∆S>0,故在任何温度下△G<0,所以该化学反应在任何温度下都能自发进行。
考点:化学反应进行的方向
点评:该题考查了化学反应进行的方向,属于高考中的常见考点之一,解答该题的关键在于列出△G的关系式,再根据其进行判断,该题比较容易。
16. 在甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A. 1 mol・L-1甲酸溶液的c(H+)约为1×10-2mol・L-1
B. 甲酸能与活泼金属反应生成氢气
C. 10 mL 1 mol・L-1甲酸恰好与10 mL 1 mol・L-1NaOH溶液完全反应
D. 在相同条件下,甲酸溶液的导电性比二元强酸溶液的弱
【答案】A
【解析】
试题分析:A.1mol•L-1的甲酸溶液的c(H+)约为0.01mol•L-1说明甲酸不能完全电离,可以证明是弱电解质,故A正确;B.活泼金属能够与酸反应,体现了甲酸的酸性,不能证明是弱电解质,故B错误;C.根据方程式可知不论酸碱强弱,只有一元酸与一元碱物质的量相等则恰好发生酸碱中和,完全反应,故C错误;D.缺少条件,溶液浓度不确定,甲酸溶液的导电性比二元强酸溶液可能强也可能弱,故D错误;故选A。
【考点定位】考查弱电解质的判断
【名师点晴】本题考查了弱电解质的判断,注意把握住弱电解质的定义“部分电离”的特点。只要能说明醋酸在水溶液里部分电离就能证明醋酸为弱电解质,可以通过测定同浓度、同体积的溶液的导电性强弱来鉴别,如测定等体积、浓度均为0.5mol•L-1的盐酸和CH3COOH溶液的导电性实验表明,盐酸的导电能力比CH3COOH溶液的导电能力大得多,因为溶液导电能力的强弱是由溶液里自由移动离子的浓度的大小决定的,因此同物质的量浓度的酸溶液,酸越弱,其溶液的导电能力越弱。
17.已知:反应4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣184kJ/mol
请回答:
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是________________。
(2)断开1mol H﹣O 键所需能量约为________________kJ。
【答案】 (1). 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol (2). 463.4
【解析】
【分析】
(1)依据题给已知,利用盖斯定律,即可写出H2与O2反应生成气态水的热化学方程式;
(2)根据(1)的计算结果、反应热和键能的关系,可求断开1molH﹣O 键所需能量;
【详解】(1)依据题给已知,利用盖斯定律,①4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6kJ/mol,②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣184kJ/mol,①2②得到:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol;
本题答案为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol。
(2)因为△H=反应物断裂化学键所吸收的能量生成物形成化学键所放出的能量,由2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol,可知△H=2E(H-H)E(O=O)4E(OH)=﹣483.6 kJ/mol,由题信息可知:E(H-H)=436kJ/mol, E(O=O)=498kJ/mol,解得E(OH)=463.4kJ/mol,即断开1mol H﹣O 键所需能量为463.4kJ;
本题答案为:463.4。
【点睛】热化学反应的反应热,△H=反应物键能总和-生成物键能总和。
18.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)已知H2O(l)H2O(g) ΔH="+44" kJ·mol-1则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH="-534" kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
(2)408.815
(3)产物不会造成环境污染
(4)N2H4(g)+NO2(g)3/2N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ·mol-1
【解析】
试题分析: (1)0.4 mol N2H4反应放热256.652 kJ,则1 mol N2H4反应放热kJ=641.63 kJ。
(2)16 g N2H4的n(N2H4)==0.5 mol。由方程式知生成n(H2O)=0.5 mol×4="2" mol,则16 g N2H4与H2O2生成H2O(l)放热为641.63 kJ×0.5 mol+2 mol×44 kJ·mol-1=408.815 kJ。
(3)产物为N2(g)和H2O,无污染。
(4)由所提供方程式,利用盖斯定律求解。
考点:化学反应热的计算
19.25℃时,50mL 0.10mol/L的醋酸中存在着如下平衡:CH3COOH CH3COO―+H+。若分别作如下改变,对上述平衡有何影响
(1)加入少量冰醋酸,平衡将_______________________,溶液中c(H+)将________________;
(2)加入一定量蒸馏水,平衡将__________________,溶液中c(H+)将__________;
(3)加入少量0.10mol/L盐酸,平衡将________________,溶液中c(H+)将_________________;
(4)加入20 mL 0.10mol/L的NaOH溶液,平衡将__________________,溶液中c(H+)将__________________。
【答案】 (1). 右移 (2). 增大 (3). 右移 (4). 减小 (5). 左移 (6). 增大 (7). 右移 (8). 减小
【解析】
【分析】
醋酸溶液中存在CH3COOH⇌CH3COO-+H+平衡,根据平衡移动原理分析解答各题。
【详解】(1)加入少量冰醋酸,CH3COOH分子浓度增大,平衡将向电离方向移动;酸性增强,所以溶液中c(H+)增大,但电离程度减小;
本题答案为:右移,增大;
(2)加入一定量蒸馏水,溶液稀释,平衡将向电离方向移动;电离程度增大,H+离子数目增多,但由于体积增大,溶液中c(H+)将减小;
本题答案为:右移,减小;
(3)加入少量0.10 mol•L-1盐酸,由于HCl电离出H+,会抑制醋酸电离,平衡将向离子结合成分子的方向移动;由于加入了强酸,溶液中c(H+)将增大;
本题答案为:左移,增大;
(4)加入20mL 0.10 mol•L-1 NaOH 溶液,OH-和H+反应,使溶液中的c(H+)减小,平衡将向电离方向移动;
本题答案为:右移,减小。
20.反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示(E1>0,E2>0),回答下列问题
(1)图中该反应是________________反应(填“吸热”或“放热”),反应热△H的表达式为_________________
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率_________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1________________________,E2________________(填“增大’“减小”或“不变”),化学_________________平衡移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
【答案】 (1). 放热 (2). E1﹣E2 (3). 减小 (4). 减小 (5). 减小 (6). 不
【解析】
【分析】
(1)反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,反应是放热反应,焓变小于零,根据焓变的含义来回答;
(2)升高温度,化学反应向着吸热方向进行;
(3)催化剂能降低反应的活化能,催化剂只能加快反应速率,但是不会引起化学平衡的移动;
【详解】(1)根据图中信息得到:反应物的总能量高于生成物的总能量,反应是放热反应,焓变=产物的总能量-反应物的总能量,图中,E1是普通分子变为活化分子吸收的能量,E2 是活化分子之间的反应生成产物的能量变化,E1-E2 是反应物和产物的能量之差,反应是放热的,△H =E1-E2 <0;
本题答案为:放热, E1-E2 。
(2)当反应达到平衡时,升高温度,化学反应向着吸热方向进行,即逆向进行,所以反应物A的转化率减小;
本题答案为:减小。
(3)加入催化剂能降低反应的活化能,所以E1减小,E2减小;催化剂只能加快化学反应速率,不能使化学平衡移动;
本题答案为:减小,减小,不。
21.400 ℃时,将一定量的SO2和 14 mol O2压入一个盛有催化剂的10 L密闭容器中进行反应:2SO2+O2 2SO3
已知 2 min后,容器中剩余 2 mol SO2和12 mol O2。试计算:
(1)生成SO3的物质的量。______
(2)SO2的起始物质的量浓度。______
(3)2 min 内SO2和SO3的反应速率。______
【答案】 2SO2 + O2 2SO3
起始量(mol) x 14 0
转化量(mol) 4 2 4
2min后(mol0 x-4 12 4
所以(1)生成SO3的物质的量是4mol
(2)x-4mol=2mol,所以SO2的起始物质的量是x=6mol,则SO2的起始物质的量浓度为。
(3)反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,因为二者的浓度变化量是相同的,所以2 min 内SO2和SO3的反应速率相同,都是。
【解析】
考查有关化学反应速率的计算。在有关反应速率的计算时一般采用三段式进行计算,即根据反应式分别列出起始量、转化量和平衡量(或某时刻的量),然后在根据已知条件进行列式计算。
22.(1)反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H1,平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) △H2,平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:
反应 CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H,平衡常数K,则△H=_____________________(用△H1和△H2表示),K=____________________________________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)是___________________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H >0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:
①该条件下反应的平衡常数为________________________________________;
②下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是______________________________________(填序号)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
③一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________________________________(填字母)。
a.容器中压强不变 b.气体的密度不再改变 c.υ正(CO2)= υ逆(CO)
d.c(CO2)= c(CO) e.容器内气体总物质的量不变
【答案】 (1). △H1-△H2 (2). K1/K2 (3). 吸热 (4). 2.0 (5). A (6). bc
【解析】
【分析】
(1)依据题给热化学方程式,利用盖斯定律求△H,利用平衡常数公式可求平衡常数K,依据表中数据,可判断反应是吸热还是放热;
(2)①依据图中数据,计算平衡时,c(CO2)、c(CO),进而计算平衡常数;
②用平衡移动原理即勒夏特列原理分析解答;
③利用化学平衡状态定义及平衡标志解答。
【详解】(1)根据题所给的热化学方程式,依据盖斯定律,①-②可得CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H= △H1-△H2,反应①的平衡常数K1=c(CO)/c(CO2),反应②的平衡常数K2=c(H2)/c(H2O),反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数为K=c(CO)· c(H2O)/[c(CO2)·c(H2)]=K1/K2,由表中数据可知,温度700时,K1/K2=0.62,900时,K1/K2=1.29,温度升高,反应CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g)平衡常数增大,说明是吸热反应;
本题答案为:△H1-△H2 , K1/K2 ,吸热。
(2)①由图中数据及c(CO2)的变化值,可得平衡时c(CO2)=0.5mol/L,c(CO)=1.0mol/L,则平衡常数K=1mol/L/0.5mol/L=2.0;
本题答案为:2.0;
②对于Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H >0,可逆反应,A.升高温度,平衡向正反应方向移动,c(CO)/c(CO2)增大;B.增大压强,平衡不移动,c(CO)/c(CO2)不变;C. 充入一定量的CO2,平衡向正反应方向移动,c(CO)/c(CO2)为平衡常数,温度不变,平衡常数不变,c(CO)/c(CO2)不变;D. 再加入一定量铁粉,铁粉是固态,平衡不移动,c(CO)/c(CO2)不变;
本题答案为:A。
③a.因为该反应为气体物质前后物质的量不变的反应,所以压强不变不能说明达到平衡状态;b.建立平衡过程中气体质量变化,容器容积不变,气体密度变化,所以气体的密度不变说明达到平衡状态;c.达到化学平衡状态用不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,,而υ正(CO2)= υ逆(CO),说明反应达到平衡状态;d. c(CO2)= c(CO),不一定是平衡状态;e.因为该反应是气体物质的量不变的反应,故容器内气体总物质的量不变,不一定是平衡状态;
本题答案为:bc。
【点睛】平衡状态的标志:
1、同一物质的生成速率和消耗速率相等;
2、反应体系中各物质的物质的量或者浓度,百分含量,体积分数,质量分数,物质的量分数不再改变;
3、同一物质化学键的断裂和形成数目相等;
4、有气体参加反应,当反应前后气体总体积不等的时候 ,气体的平均相对分子质量,压强不变;
5、若反应为绝热体系,反应体系温度一定;
6、若反应有颜色的改变,则颜色不变时平衡。
23. Ⅰ.机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。
(1)气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点原因 、 。
(2)汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0,该设想能否实现? (选填“能”或“不能”),依据是 。
Ⅱ.在体积恒定的密闭容器中投入物质A和物质B在适宜的条件下发生反应:
A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)
(1)相同的压强下,充入一定量的A、B后,在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图所示。
则T1 T2(填“>”、“<”或“=”),该反应的正反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示:
①由图可见,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了条件,则t8时改变的条件是 。
②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
【答案】Ⅰ(1)温度升高,反应速率加快 温度升高,有利于平衡反应正向进行
(2)不能 该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行
Ⅱ(1)>;>
(2)①使用催化剂
②
【解析】
试题分析:
Ⅰ(1)对应反应N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0。温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是温度升高,反应速率加快;且该反应为吸热反应,温度升高,有利于平衡反应正向进行。
(2)汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,不能通过2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0反应除去,原因是该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行。
Ⅱ.(1)根据先拐先平衡,T1>T2。温度升高,C的百分含量增大,所以升温平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,△H>0;
(2)①t8后,正逆反应速率同等程度增大,反应前后气体体积不相同,只能是使用了催化剂;②t4时降压,则逆反应速率瞬间变小后逐渐增大,平衡正向移动,t5时达到平衡逆反应速率不变,t6时增大反应物的浓度,逆反应瞬间没变,但随后速率也会慢慢增加,所以在图2中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线如图:;
考点:化学平衡的移动与平衡图像
1.关于有效碰撞理论,下列说法正确的是
A. 活化分子间所发生的所有碰撞为有效碰撞
B. 增大反应物浓度能够增大活化分子百分数,化学反应速率—定增大
C. 升高温度,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大
D. 增大压强,活化分子数一定增加,化学反应速率—定增大
【答案】C
【解析】
试题分析:A.能发生反应的碰撞为有效碰撞,故A错误; B.浓度增大,活化分子百分数不变,增大单位体积内分子总数,增大加了单位体积内活化分子的数目,有效碰撞增大,反应速率加快,故B错误; C.升高温度增大,增大活化分子百分数,增大单位体积内的活化分子数目,有效碰撞增大,反应速率加快,故C正确; D.恒温恒容下,通入不反应的气体,增大压强,反应气体物质的浓度不变,单位体积内活化分子数目不变,气体的反应速率不变,故D错误。
考点:有效碰撞理论的考察。
2.热化学方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3 kJ·mol-1表示 ( )
A. 碳和水反应吸收131.3kJ能量
B. 1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量
C. 1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气,并吸收131.3KJ 热量
D. 1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ
【答案】C
【解析】
试题分析:热化学方程式中物质的化学计量数表示物质的物质的量,还要体现出来物质的状态,“+”表示反应吸热,“-”表示放热,故C对。
考点:热化学方程式的意义。
3.已知在1×105 Pa, 298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是
H2O ( g ) = H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) △H =" +242" kJ/mol
2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) △H = -484 kJ/mol
H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) = H2O (g ) △H =" +242" kJ/mol
2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ) △H =" +484" kJ/mol
【答案】A
【解析】
氢气燃烧是放热反应,△H小于0,CD都不正确。B中水的状态不正确,氢气燃烧放热,则水分解就是吸热反应,A正确,答案选A。
4.下列叙述正确的是
A. 甲烷的燃烧热:∆H=-890.3kJ
B. 碳生成一氧化碳的燃烧热是111kJ/mol
C. 中和热 ∆H=-57.3kJ/mol
D. 醋酸与NaOH反应的中和热小于-57.3kJ/mol
【答案】C
【解析】
试题分析:A.甲烷的燃烧热∆H=-890.3kJ/mol,A错误;
B.在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,炭生成一氧化碳的反应不能表示燃烧热,B错误;
C.中和热∆H=-57.3kJ/mol,C正确;
D.醋酸电离吸热,与NaOH反应的中和热小于57.3KJ/mol,D错误,答案选C。
考点:考查反应热的有关判断
5.反应3A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经3 min,B的浓度减少0.9 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是
A. 用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B. 分别用B、C、D表示的反应速率之比是3:2:1
C. 在3 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D. 在3 min内的反应速率,用C表示是0.3 mol·L-1·min-1
【答案】B
【解析】
试题分析:经2min,B的浓度减少0.6mol/L,v(B)==0.3mol•(L•min)-1。A.A物质为纯固体,浓度不变,不能表示反应速率,故A错误;B.反应速率之比等于化学计量数之比,则分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3:2:1,故B正确;C.2min末的反应速率为即时速率,则在2min内的反应速率,用B表示是0.3 mol•(L•min)-1,是2min内的平均速率,故C错误;D.2min内△c(C)=△c(B)=0.4mol/L,故2min内的v(C)==0.2mol•L-1•min-1,故D错误;故选B。
【考点定位】考查化学反应速率的计算
【名师点晴】本题考查化学反应速率的计算及与化学计量数的关系,有关化学反应速率的计算,应该紧扣v=进行分析计算,同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比。
6.反应 X(g)+ Y(g)2Z(g)(正反应放热),在一定条件下,反应物Y的转化率与反应时间(t)的关系如图所示。若使曲线a变为曲线b,可采取的措施是:( )
A. 加入催化剂 B. 降低温度 C. 增大压强 D. 增大Y的浓度
【答案】B
【解析】
试题分析:A、催化剂只能改变平衡达到的时间,不能改变反应物的转化率,A错误;B、降低温度,平衡右移,Y的转化率增大,而温度越低反应速率越慢,达平衡所需时间越长,B正确;C、该反应为气体体积不变的反应,故增大压强只能加快反应速率,缩短达平衡所需时间,不能改变反应物的专化率,C错误;D、增大Y的浓度,可提高X的转化率,而自身的转化率会减小,D错误,答案选B。
考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响
7.对于A2+3B2 2C的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应速度最快的是
A. υ(B2)=0.8 mol·L-1·s-1 B. υ(B2)= 3 mol·L-1·s-1
C. υ(C)=0.6 mol·L-1·s-1 D. υ(A2)=0.4 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
【分析】
不同物质表示的速率之比,等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
【详解】A.υ(B2)/3 =0.267mol/(L·s);
B.υ(B2)/3 =1mol/(L·s);
C.υ(C)/2=0.3 mol/(L·s);
D.υ(A2)/1=0.4 mol/(L·s);
本题答案为B。
【点睛】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,在速率单位统一的前提下,不同物质表示的速率与化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
8.已知450℃时,反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的K=50,由此推测在450℃时,反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为( )
A. 50 B. 0.02 C. 100 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
其逆反应的K应该是其正反应的K值的倒数。
9.对于在一密闭容器中进行的下列反应:C(s)+ O2(g)CO2(g)下列说法中错误的是 ( )
A. 将木炭粉碎成粉末状可以加快化学反应速
B. 升高温度可以加快化学反应速率
C. 增加压强可以加快化学反应速率
D. 增加木炭的量可以加快化学反应速率
【答案】D
【解析】
试题分析:A.将木炭粉碎成粉末状,接触面积增大,可以加快化学反应速率,A项正确;B.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,B项正确;C.压强增大,气体的浓度增大,化学反应速率加快,C项正确;D.木炭为纯固体,增加木炭的量,化学反应速率不变,D项错误;答案选D。
【考点定位】考查化学反应速率的影响因素。
【名师点睛】本题考查影响化学反应速率的因素,为高频考点,把握常见的影响反应速率的因素为解答的关键,注重基础知识的考查。注意纯固体不影响反应速率,增大接触面积,升高温度、增大浓度、增大压强等,均可加快反应速率,以此来解答。
10.在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(气)+B(气)2C气+D(气)。若最初加入的A和B都是4mol,在前10秒钟A的平均反应速度为0.12 mol·L-1·s-1,则10秒钟时,容器中B的物质的量是
A. 1.6 mol B. 2.8 mol C. 2.4 mol D. 1.2 mol
【答案】B
【解析】
试题分析:在前10秒钟A的平均反应速度为0.12 mol/(L·s),则消耗A的物质的量是0.12 mol/(L·s)×2L×10s=2.4mol,则根据方程式可知,生成C的物质的量是2.4mol,答案选C。
考点:考查反应速率的有关计算
点评:该题是基础性试题的考查,主要是考查学生对反应速率含义以及计算依据的了解掌握情况,旨在巩固学生的基础,提供学生的应试能力。该题也可以利用反应速率之比是相应的化学计量数之比,得出C的反应速率,然后再列式计算即可。
11.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g) 达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则错误的是( )
A. 平衡向正反应方向移动了 B. 物质A的转化率增大了
C. 物质B的质量分数增加了 D. a>b
【答案】D
【解析】
试题分析:先假设体积增加一倍时若平衡未移动,B的浓度应为原来的50%,实际平衡时B的浓度是原来的60%,比假设大,说明平衡向生成B的方向移动,则a<b。A、假设体积增加一倍时若平衡未移动,B的浓度应为原来的50%,实际平衡时B的浓度是原来的60%,大于原来的50%,说明平衡向生成B的方向移动,即向正反应移动,故A正确;B、平衡向正反应移动,A的转化率增大,故B正确;C、平衡向正反应移动,B的质量增大,混合气体的总质量不变,故物质B的质量分数增大,故C正确;D、减小压强,平衡向生成B的方向移动,则a<b,故D错误;故选D。
【考点定位】考查化学平衡的影响因素
【名师点晴】本题考查化学平衡移动等,注意利用假设法分析、判断平衡移动方向。先假设体积增加一倍时若平衡未移动,B的浓度应为原来的50%,实际平衡时B的浓度是原来的60%,比假设大,说明平衡向生成B的方向移动,则a<b。
12.下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 用排饱和食盐水的方法收集氯气
B. 加入催化剂使N2和H2在一定条件下生成氨气
C. 增大压强,有利于SO2和O2反应生成SO3
D. 在Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3反应达平衡时,增加KSCN的浓度,体系颜色变深
【答案】B
【解析】
【详解】A.用排饱和食盐水的方法收集氯气,相当于在氯水中加入NaCl,c(Cl-)增大,反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,减小了氯气的溶解度,能用勒夏特列原理解释,故不选A;
B.加入催化剂使N2和H2在一定条件下生成氨气,利用催化剂增大反应速率,催化剂不会引起化学平衡的移动,不能用勒夏特列原理解释,故选B;
C.增大压强,反应2SO2+O22SO3的平衡右移,能用勒夏特列原理解释,故不选C;
D.在Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3反应达平衡时,增加KSCN的浓度,平衡右移,体系颜色变深,能用勒夏特列原理解释,故不选D;
本题答案为B。
13.在定温定容下的反应:2AB(g)3A2(g)+B2(g),能说明此反应达到平衡是
A. 混合气体的平均摩尔质量不再随时间的变化而变化
B. 混合气体的密度不再随时间的变化而变化
C. AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D. 单位时间内生成3nmolA2,同时消耗2nmolAB
【答案】A
【解析】
试题分析:A、正反应是体积增大的可逆反应,反应前后气体质量不变,所以混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时反应达到平衡状态,A正确;B、容积和气体的质量均不变,则密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,B错误;C、AB的消耗速率等于A2的消耗速率不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,反应没有达到平衡状态,C错误;D、单位时间内生成3nmolA2,同时消耗2nmolAB均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,D错误,答案选A。
【考点定位】本题考查了化学平衡状态的判断
【名师点晴】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,可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据:①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态,对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态,关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
14.在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g) zC(g),图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A):n(B)的变化关系。则下列结论正确的是
A. 若在图Ⅰ所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前υ(正)>υ(逆)
B. 200℃时,反应从开始到刚好达平衡的平均速率υ(B)=0.02 mol·L﹣1·min﹣1
C. 图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g) zC(g)的△H<0
D. 200℃时,向容器中充入2 mol A和1 mol B,达到平衡时,A的体积分数大于0.5
【答案】B
【解析】
【详解】A.恒温恒容条件下,通入氦气,各物质的浓度不变,平衡不移动,故υ(正)=υ(逆),故A 错误;
B.由图Ⅰ可以知道,时达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为0.4mol-0.2mol=0.2mol,故υ(B)=0.02,故B正确;
C.由图Ⅱ可以知道,n(A):n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,即H0,故C错误;
D.由图Ⅰ可以知道,时平衡时,A、B、C的物质的量变化量分别为、、,物质的量之比等于化学计量数之比,故x:y:z=0.4mol:0.2mol:0.2mol=2:1:1,反应的化学方程式为2A(g)+B(g)⇋C(g),平衡时A 的体积分数为,时,向容器中充入2molA和1molB达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,故达到平衡时A的体积分数小于0.5,故D错误;
本题答案为B。
15.某化学反应的△H=–122 kJ·mol-1,△S=+231 J·mol-1·K-1,则在下列哪种情况下可自发进
A. 在任何温度下都能自发进行
B. 在任何温度下都不能自发进行
C. 仅在高温下自发进行
D. 仅在低温下自发进行
【答案】A
【解析】
试题分析:根据△G=△H-T∆S,当△G<0时,该反应能够自发进行,而△H<0,∆S>0,故在任何温度下△G<0,所以该化学反应在任何温度下都能自发进行。
考点:化学反应进行的方向
点评:该题考查了化学反应进行的方向,属于高考中的常见考点之一,解答该题的关键在于列出△G的关系式,再根据其进行判断,该题比较容易。
16. 在甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A. 1 mol・L-1甲酸溶液的c(H+)约为1×10-2mol・L-1
B. 甲酸能与活泼金属反应生成氢气
C. 10 mL 1 mol・L-1甲酸恰好与10 mL 1 mol・L-1NaOH溶液完全反应
D. 在相同条件下,甲酸溶液的导电性比二元强酸溶液的弱
【答案】A
【解析】
试题分析:A.1mol•L-1的甲酸溶液的c(H+)约为0.01mol•L-1说明甲酸不能完全电离,可以证明是弱电解质,故A正确;B.活泼金属能够与酸反应,体现了甲酸的酸性,不能证明是弱电解质,故B错误;C.根据方程式可知不论酸碱强弱,只有一元酸与一元碱物质的量相等则恰好发生酸碱中和,完全反应,故C错误;D.缺少条件,溶液浓度不确定,甲酸溶液的导电性比二元强酸溶液可能强也可能弱,故D错误;故选A。
【考点定位】考查弱电解质的判断
【名师点晴】本题考查了弱电解质的判断,注意把握住弱电解质的定义“部分电离”的特点。只要能说明醋酸在水溶液里部分电离就能证明醋酸为弱电解质,可以通过测定同浓度、同体积的溶液的导电性强弱来鉴别,如测定等体积、浓度均为0.5mol•L-1的盐酸和CH3COOH溶液的导电性实验表明,盐酸的导电能力比CH3COOH溶液的导电能力大得多,因为溶液导电能力的强弱是由溶液里自由移动离子的浓度的大小决定的,因此同物质的量浓度的酸溶液,酸越弱,其溶液的导电能力越弱。
17.已知:反应4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣184kJ/mol
请回答:
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是________________。
(2)断开1mol H﹣O 键所需能量约为________________kJ。
【答案】 (1). 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol (2). 463.4
【解析】
【分析】
(1)依据题给已知,利用盖斯定律,即可写出H2与O2反应生成气态水的热化学方程式;
(2)根据(1)的计算结果、反应热和键能的关系,可求断开1molH﹣O 键所需能量;
【详解】(1)依据题给已知,利用盖斯定律,①4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6kJ/mol,②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣184kJ/mol,①2②得到:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol;
本题答案为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol。
(2)因为△H=反应物断裂化学键所吸收的能量生成物形成化学键所放出的能量,由2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6 kJ/mol,可知△H=2E(H-H)E(O=O)4E(OH)=﹣483.6 kJ/mol,由题信息可知:E(H-H)=436kJ/mol, E(O=O)=498kJ/mol,解得E(OH)=463.4kJ/mol,即断开1mol H﹣O 键所需能量为463.4kJ;
本题答案为:463.4。
【点睛】热化学反应的反应热,△H=反应物键能总和-生成物键能总和。
18.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)已知H2O(l)H2O(g) ΔH="+44" kJ·mol-1则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH="-534" kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
(2)408.815
(3)产物不会造成环境污染
(4)N2H4(g)+NO2(g)3/2N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ·mol-1
【解析】
试题分析: (1)0.4 mol N2H4反应放热256.652 kJ,则1 mol N2H4反应放热kJ=641.63 kJ。
(2)16 g N2H4的n(N2H4)==0.5 mol。由方程式知生成n(H2O)=0.5 mol×4="2" mol,则16 g N2H4与H2O2生成H2O(l)放热为641.63 kJ×0.5 mol+2 mol×44 kJ·mol-1=408.815 kJ。
(3)产物为N2(g)和H2O,无污染。
(4)由所提供方程式,利用盖斯定律求解。
考点:化学反应热的计算
19.25℃时,50mL 0.10mol/L的醋酸中存在着如下平衡:CH3COOH CH3COO―+H+。若分别作如下改变,对上述平衡有何影响
(1)加入少量冰醋酸,平衡将_______________________,溶液中c(H+)将________________;
(2)加入一定量蒸馏水,平衡将__________________,溶液中c(H+)将__________;
(3)加入少量0.10mol/L盐酸,平衡将________________,溶液中c(H+)将_________________;
(4)加入20 mL 0.10mol/L的NaOH溶液,平衡将__________________,溶液中c(H+)将__________________。
【答案】 (1). 右移 (2). 增大 (3). 右移 (4). 减小 (5). 左移 (6). 增大 (7). 右移 (8). 减小
【解析】
【分析】
醋酸溶液中存在CH3COOH⇌CH3COO-+H+平衡,根据平衡移动原理分析解答各题。
【详解】(1)加入少量冰醋酸,CH3COOH分子浓度增大,平衡将向电离方向移动;酸性增强,所以溶液中c(H+)增大,但电离程度减小;
本题答案为:右移,增大;
(2)加入一定量蒸馏水,溶液稀释,平衡将向电离方向移动;电离程度增大,H+离子数目增多,但由于体积增大,溶液中c(H+)将减小;
本题答案为:右移,减小;
(3)加入少量0.10 mol•L-1盐酸,由于HCl电离出H+,会抑制醋酸电离,平衡将向离子结合成分子的方向移动;由于加入了强酸,溶液中c(H+)将增大;
本题答案为:左移,增大;
(4)加入20mL 0.10 mol•L-1 NaOH 溶液,OH-和H+反应,使溶液中的c(H+)减小,平衡将向电离方向移动;
本题答案为:右移,减小。
20.反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示(E1>0,E2>0),回答下列问题
(1)图中该反应是________________反应(填“吸热”或“放热”),反应热△H的表达式为_________________
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率_________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1________________________,E2________________(填“增大’“减小”或“不变”),化学_________________平衡移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
【答案】 (1). 放热 (2). E1﹣E2 (3). 减小 (4). 减小 (5). 减小 (6). 不
【解析】
【分析】
(1)反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,反应是放热反应,焓变小于零,根据焓变的含义来回答;
(2)升高温度,化学反应向着吸热方向进行;
(3)催化剂能降低反应的活化能,催化剂只能加快反应速率,但是不会引起化学平衡的移动;
【详解】(1)根据图中信息得到:反应物的总能量高于生成物的总能量,反应是放热反应,焓变=产物的总能量-反应物的总能量,图中,E1是普通分子变为活化分子吸收的能量,E2 是活化分子之间的反应生成产物的能量变化,E1-E2 是反应物和产物的能量之差,反应是放热的,△H =E1-E2 <0;
本题答案为:放热, E1-E2 。
(2)当反应达到平衡时,升高温度,化学反应向着吸热方向进行,即逆向进行,所以反应物A的转化率减小;
本题答案为:减小。
(3)加入催化剂能降低反应的活化能,所以E1减小,E2减小;催化剂只能加快化学反应速率,不能使化学平衡移动;
本题答案为:减小,减小,不。
21.400 ℃时,将一定量的SO2和 14 mol O2压入一个盛有催化剂的10 L密闭容器中进行反应:2SO2+O2 2SO3
已知 2 min后,容器中剩余 2 mol SO2和12 mol O2。试计算:
(1)生成SO3的物质的量。______
(2)SO2的起始物质的量浓度。______
(3)2 min 内SO2和SO3的反应速率。______
【答案】 2SO2 + O2 2SO3
起始量(mol) x 14 0
转化量(mol) 4 2 4
2min后(mol0 x-4 12 4
所以(1)生成SO3的物质的量是4mol
(2)x-4mol=2mol,所以SO2的起始物质的量是x=6mol,则SO2的起始物质的量浓度为。
(3)反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,因为二者的浓度变化量是相同的,所以2 min 内SO2和SO3的反应速率相同,都是。
【解析】
考查有关化学反应速率的计算。在有关反应速率的计算时一般采用三段式进行计算,即根据反应式分别列出起始量、转化量和平衡量(或某时刻的量),然后在根据已知条件进行列式计算。
22.(1)反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H1,平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) △H2,平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:
反应 CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H,平衡常数K,则△H=_____________________(用△H1和△H2表示),K=____________________________________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)是___________________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H >0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:
①该条件下反应的平衡常数为________________________________________;
②下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是______________________________________(填序号)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
③一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________________________________(填字母)。
a.容器中压强不变 b.气体的密度不再改变 c.υ正(CO2)= υ逆(CO)
d.c(CO2)= c(CO) e.容器内气体总物质的量不变
【答案】 (1). △H1-△H2 (2). K1/K2 (3). 吸热 (4). 2.0 (5). A (6). bc
【解析】
【分析】
(1)依据题给热化学方程式,利用盖斯定律求△H,利用平衡常数公式可求平衡常数K,依据表中数据,可判断反应是吸热还是放热;
(2)①依据图中数据,计算平衡时,c(CO2)、c(CO),进而计算平衡常数;
②用平衡移动原理即勒夏特列原理分析解答;
③利用化学平衡状态定义及平衡标志解答。
【详解】(1)根据题所给的热化学方程式,依据盖斯定律,①-②可得CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H= △H1-△H2,反应①的平衡常数K1=c(CO)/c(CO2),反应②的平衡常数K2=c(H2)/c(H2O),反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数为K=c(CO)· c(H2O)/[c(CO2)·c(H2)]=K1/K2,由表中数据可知,温度700时,K1/K2=0.62,900时,K1/K2=1.29,温度升高,反应CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g)平衡常数增大,说明是吸热反应;
本题答案为:△H1-△H2 , K1/K2 ,吸热。
(2)①由图中数据及c(CO2)的变化值,可得平衡时c(CO2)=0.5mol/L,c(CO)=1.0mol/L,则平衡常数K=1mol/L/0.5mol/L=2.0;
本题答案为:2.0;
②对于Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H >0,可逆反应,A.升高温度,平衡向正反应方向移动,c(CO)/c(CO2)增大;B.增大压强,平衡不移动,c(CO)/c(CO2)不变;C. 充入一定量的CO2,平衡向正反应方向移动,c(CO)/c(CO2)为平衡常数,温度不变,平衡常数不变,c(CO)/c(CO2)不变;D. 再加入一定量铁粉,铁粉是固态,平衡不移动,c(CO)/c(CO2)不变;
本题答案为:A。
③a.因为该反应为气体物质前后物质的量不变的反应,所以压强不变不能说明达到平衡状态;b.建立平衡过程中气体质量变化,容器容积不变,气体密度变化,所以气体的密度不变说明达到平衡状态;c.达到化学平衡状态用不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,,而υ正(CO2)= υ逆(CO),说明反应达到平衡状态;d. c(CO2)= c(CO),不一定是平衡状态;e.因为该反应是气体物质的量不变的反应,故容器内气体总物质的量不变,不一定是平衡状态;
本题答案为:bc。
【点睛】平衡状态的标志:
1、同一物质的生成速率和消耗速率相等;
2、反应体系中各物质的物质的量或者浓度,百分含量,体积分数,质量分数,物质的量分数不再改变;
3、同一物质化学键的断裂和形成数目相等;
4、有气体参加反应,当反应前后气体总体积不等的时候 ,气体的平均相对分子质量,压强不变;
5、若反应为绝热体系,反应体系温度一定;
6、若反应有颜色的改变,则颜色不变时平衡。
23. Ⅰ.机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。
(1)气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点原因 、 。
(2)汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0,该设想能否实现? (选填“能”或“不能”),依据是 。
Ⅱ.在体积恒定的密闭容器中投入物质A和物质B在适宜的条件下发生反应:
A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)
(1)相同的压强下,充入一定量的A、B后,在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图所示。
则T1 T2(填“>”、“<”或“=”),该反应的正反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示:
①由图可见,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了条件,则t8时改变的条件是 。
②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
【答案】Ⅰ(1)温度升高,反应速率加快 温度升高,有利于平衡反应正向进行
(2)不能 该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行
Ⅱ(1)>;>
(2)①使用催化剂
②
【解析】
试题分析:
Ⅰ(1)对应反应N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0。温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是温度升高,反应速率加快;且该反应为吸热反应,温度升高,有利于平衡反应正向进行。
(2)汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,不能通过2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0反应除去,原因是该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行。
Ⅱ.(1)根据先拐先平衡,T1>T2。温度升高,C的百分含量增大,所以升温平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,△H>0;
(2)①t8后,正逆反应速率同等程度增大,反应前后气体体积不相同,只能是使用了催化剂;②t4时降压,则逆反应速率瞬间变小后逐渐增大,平衡正向移动,t5时达到平衡逆反应速率不变,t6时增大反应物的浓度,逆反应瞬间没变,但随后速率也会慢慢增加,所以在图2中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线如图:;
考点:化学平衡的移动与平衡图像
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