福建泉州实验中学2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题(原卷版+解析版)
展开考试科目:化学 满分:100分 考次时间:5分钟
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷、草稿纸上答题无效。考试结束后,只将答题卡交回。
3.需要填涂的地方,一种用2B铅笔涂满涂黑。需要书写的地方一种用0.5m晶色签字笔作答。
4.相对原子质量:N-14 O-16 Cu-64
第I卷 选择题(共40分)
本部分包括10个小题,每小题只有一个正确选项,每小题4分,共40分。
1. 下列对化学反应预测不正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.W(s)+G(g)═2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应,△S>0,△H<0,反应能够自发进行,A正确;
B.4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应,△S<0,当△H>0时,△H-T△S>0,一定不能自发进行,B错误;
C.3C(s)+CaO(s)= CaC2(s)+CO(g) 的∆S>0,在常温下不能自发进行,则表明反应吸热,即说明该反应的ΔH>0,C正确;
D.常温下,2NO(g)+O2(g)===2NO2(g) 的∆S<0,能够自发进行,则表明反应放热,即该反应的ΔH<0,D正确;
故答案为:B。
2. 氢化热是指一定条件下,1ml不饱和化合物加氢时放出的热量。表中是环烯()、环己二烯()和苯的氢化热数据:
已知:环己烯()、环己二烯()和苯三者氢化后均生成环己烷()
根据表中数据推断正确的是
A. 环己烯、环己二烯和苯跟氢气的反应均为取代反应
B. 环己烯、环己二烯和苯都含有相同的官能团
C. 环己烯、环己二烯和苯相比较,环己二烯最稳定
D. 上述条件下,转变为时放出热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.环己烯、环己二烯和苯跟氢气的反应均为加成反应,故A错误;
B.苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种比较特殊的大键,不存在双键,而环己烯官能团为一个双键、环己二烯含两个双键,则苯和环己烯、环己二烯不含有相同的官能团,故B错误;
C.根据表中数据可知,消耗1ml氢气环己烯放热为119.7kJ、环己二烯放热为、苯放热,则三种化合物中苯的稳定性最强,故C错误;
D.根据题干信息可知① ,②,依据盖斯定律①-②得到:,即1ml转变为时放出热量,故D正确;
故答案为D。
3. 利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。下列说法不正确的是
A. 上述正极反应均为O2+4e-+2H2O=4OH-
B. 在不同溶液中,阴离子是影响吸氧腐蚀速率的主要因素
C. 向实验④中加入少量NH4Cl固体,吸氧腐蚀速率加快
D. 在300 min内,铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图象可知,实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀,正极上氧气得到电子,其正极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故A正确;
B.根据图象可知,①②的反应速率接近,③④的反应速率接近,且①远大于③,②远大于④,因此,阴离子对反应速率影响不大,是影响吸氧腐蚀速率的主要因素,故B错误;
C.是影响吸氧腐蚀速率的主要因素,能导致钢铁的吸氧腐蚀速率加快,所以向实验④中加入少量NH4Cl固体,故C正确;
D.①②溶液显酸性,③④溶液显中性,根据图象可知,铁钉的吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液,故D正确;
故选B。
4. 把温度为20℃,浓度为1.0ml/L的硫酸溶液和2.2ml/L的碱液各50mL混合,搅动,测得酸碱混合物的温度变化数据如下(溶液密度为1g/mL,比热容为4.184kJ/(kg·℃))
则NH3+H2ONH3·H2O的∆H为
A. +4.2kJB. +2.1kJC. -2.1kJD. -4.2kJ
【答案】D
【解析】
【详解】根据反应焓变的计算公式可知,H2SO4与NaOH反应①2H+(aq) +20H-(aq)=2H20(l)的焓变为:,
H2SO4与NH3·H2O的反应:②2H+(aq)+2NH3·H2O(aq)=2NH(aq)+2H20(l)的焓变为,可得NH3·H2ONH(aq)+0H-(aq) ∆H=+4.2,则NH(aq)+0H-(aq) NH3+H2ONH3·H2O ∆H=-4.2,故答案为:D
5. 在一个恒容绝热的密闭容器中,发生可逆反应:,已知M的状态未知,则下列描述一定达到平衡的标志是
①当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时
②混合气体的密度不变时
③体系的温度不变时
④反应速率时
⑤体系的压强不变时
⑥气体的平均相对分子质量不变时
A. ①③④B. ③⑤⑥C. ②③⑥D. ③④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①达到平衡时各物质的百分含量保持不变,但不一定等于化学计量数之比,故当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时反应不一定达到平衡状态;
②当M为气态时,建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变,在恒容容器中,混合气体的密度始终不变,混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态;
③该反应的正反应为吸热反应,在恒容绝热容器建立平衡的过程中体系的温度是变量,故体系的温度不变能说明反应达到平衡状态;
④反应速率时同一物质表示的正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态;
⑤当M呈气态时,建立平衡的过程中混合气体总物质的量是变量、同时温度是变量,体系的压强是变量,体系的压强不变能说明反应达到平衡状态;当M为非气态时,建立平衡的过程中混合气体总物质的量始终不变、但温度是变量,体系的压强是变量,体系的压强不变能说明反应达到平衡状态;
⑥当M呈气态时,建立平衡的过程中混合气体总质量始终不变、混合气体总物质的量是变量,气体的平均相对分子质量是变量,气体的平均相对分子质量不变时能说明反应达到平衡状态;当M呈非气态时,建立平衡的过程中混合气体总质量是变量、混合气体总物质的量始终不变,气体的平均相对分子质量是变量,气体的平均相对分子质量不变时能说明反应达到平衡状态;
一定能说明反应达到平衡状态的是③⑤⑥,答案选B。
6. 体积恒定的2L密闭容器中加入和各,发生反应反应分别在不同的温度和催化剂下进行,保持其他初始实验条件不变,经测得CO气体转化率如图所示,温度下两曲线相交,下列说法正确的是
A. 相同条件下,催化剂2比催化剂1的效率高
B. A、B、C中B点所处温度的平衡常数最小
C. C点时,两种催化剂下反应速率相同,用水蒸气表示速率为
D. 增大压强对该反应的速率无影响
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度低于T2,催化剂1的效率高,温度高于T2,催化剂2的效率高,因此温度不同,不能比较催化剂的效率,A错误;
B.催化剂不影响平衡移动,若A点达到平衡,B点温度升高,平衡转化率应下降,与图中信息不相符,则A点未达平衡,B点达到平衡,B点之后升高温度,CO转化率下降,说明升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,A、B、C中B点所处温度最高,平衡常数最小,B正确;
C. C点时用水蒸气表示速率为v(H2O)==0.01ml·L-1·min-1,C错误;
D.增大压强,可增大反应速率,D错误;
答案选B。
7. 用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,气体分压的量分数。
已知。在密闭容器中充入等物质的量的反应物,测得平衡时的气体压强对数有如图所示关系,压强的单位为MPa。下列说法不正确的是
A. a点时对应的
B.
C. c点对应的
D. 当容器中与CO的压强比为1:2时,不能说明该反应达平衡状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.a点时,,,对应的,故A错误;
B.根据图示,T1时Kp大于T2时Kp,正反应吸热,所以,故B正确;
C.根据图像,T2时、,则T2时Kp=,c点对应的,,故C正确;
D.没有明确温度,当容器中与CO的压强比为1:2时,不能判断压强是否还改变,不能说明该反应达平衡状态,故D正确;
选A。
8. 铁碳微电池在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究取得突破性进展,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 工作时透过质子交换膜由甲室向乙室移动
B. 碳电极上的电极反应式:
C. 处理废水过程中两侧溶液的pH基本不变
D. 若处理含6.2g 的废水,则有0.2ml的通过质子交换膜
【答案】B
【解析】
【分析】据图,该原电池反应中,负极铁失去电子发生氧化反应,碳棒为正极,硝酸根得到电子发生还原反应。
【详解】A.由图可知电池工作时,碳电极是正极,H+会由负极移向正极,即H+由乙室通过质子交换膜向甲室移动,A错误;
B.碳电极为正极,在甲室中转化为N2,所以电极反应式为,B正确;
C.当转移10ml e-时甲室溶液中消耗12ml H+,但通过质子交换膜的H+只有10ml,因此,甲室溶液中c(H+)减小,溶液的pH不断增大,C错误;
D.处理含的废水时,根据电子守恒可知关系式为:,透过质子交换膜的H+与转移的电子物质的量相等,所以处理6.2g (其物质的量是0.1ml)时,有0.5ml H+透过质子交换膜,D错误;
故选B。
9. 为探究外界条件对反应:的影响,以A和B物质的量之比为开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如图所示。下列判断正确的是
A. 在恒温恒容条件下,向已达到平衡的体系中加入少量A,平衡正向移动,A的百分含量减小
B. 降低温度,比减少更多
C. 不断增加A的投料量,Z的体积分数可能减少
D.
【答案】C
【解析】
【分析】从实验结果图示分析,其他条件相同时,增大压强,达到平衡时Z的物质的量分数增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应方向为气体体积减小,故;其他条件相同时,升高温度,达到平衡时Z的物质的量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,。
【详解】A.在恒温恒容条件下,向已达到平衡体系中加入少量A,平衡正向移动,A的百分含量增大,A错误;
B.降低温度,、都减少,平衡向正反应方向移动,比减少的小,B错误;
C.其他条件不变时,以A和B物质的量之比为开始反应,平衡时,Z的体积分数达最大值,不断增加A的投料量,平衡正移,Z的体积分数减少,C正确;
D.由上述分析可知,,,D错误;
答案选C。
10. 我国科学家研究出一种新型水系Zn−C2H2电池(装置如图甲所示),既能实现乙炔加氢又能发电;同时开发新型催化剂,实现CO2电催化加氢制备C3H6 (装置如图乙所示)。下列说法错误的是
A. 甲、乙两装置相互连接时,a口应接c口
B. 离子交换膜M与N不能选择相同的交换膜
C. a极的电极反应式为C2H2+2e−+2H2O=C2H4+2OH−
D. 甲、乙两装置相互连接时,理论上每消耗1mlCO2,b极质量增大48g
【答案】A
【解析】
【分析】甲装置中,Zn被氧化,所以b电极为负极,a电极为正极;乙池中d电极上H2O被氧化为O2,所以d电极为阳极,c电极为阴极。
【详解】A.c为阴极,与电源负极相连,即与b口相连,A错误;
B.装置甲中通过氢氧根迁移来平衡电荷,离子交换膜为阴离子交换膜,装置乙中通过氢离子迁移平衡电荷,为质子交换膜,B正确;
C.a电极上C2H2被还原为C2H4,根据电子守恒、元素守恒可得电极反应为C2H2+2e−+2H2O=C2H4+2OH−,C正确;
D.c电极上的反应为3CO2+18e−+18H+=C3H6+6H2O,b电极的反应为Zn−2e−+2OH−=ZnO+H2O,增重为O原子的质量,消耗1mlCO2转移6ml电子,b电极上增重3mlO原子的质量,即为48g,D正确;
综上所述答案为A。
第Ⅱ卷 非选择题(共60分)
本部分包括4个小题,每小题15分,共60分。
11. 用学过的化学知识解决以下问题。
(1)一定条件下,在水溶液中、(、2、3等)的相对能量(kJ)大小如图所示:
①C和D比较不稳定的离子是___________(填离子符号)。
②在水溶液中发生反应,C和D的物质的量之比为2:1,写出该反应的热化学方程式:___________(用离子符号表示)。
(2)已知:①
②
③
___________,___________。
(3)已知断裂化学键所需的能量如下:
①COS的分子结构与相似,COS的电子式为___________。
②已知CO分子中有三对共用电子对,还原COS发生的反应为,该反应的___________。
(4)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()。(已知:单质的标准生成焓有)。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
写出由与反应生成与的热化学方程式:___________。
(5)根据以下三个热化学方程式:
a、b、c最大的是___________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. +134.5 ②.
(3) ①. ②. +8
(4)-53.3 (5)c
【解析】
【小问1详解】
①一定条件下,在水溶液1ml Cl-、(x=1,2,3,4,)的能量(kJ)相对大小如图所示,根据图象知,D中Cl元素化合价为+7价,所以中x为4,则D为,C为,C的能量高,则C和D比较不稳定的离子是:,故答案为:;
②在水溶液中发生反应B→A+C+D,C和D的物质的量之比为2:1,电子守恒和电荷守恒、原子守恒写出反应的离子方程式为:反应的离子方程式为:10ClO-(aq)=7Cl-(aq)+2(aq)+(aq),反应的焓变ΔH=7×0+2×63kJ/ml+40kJ/ml-10×60kJ/ml=-434kJ/ml,热化学方程式为:10ClO-(aq)=7Cl-(aq)+2(aq)+(aq)ΔH=-434kJ/ml,故答案为:10ClO-(aq)=7Cl-(aq)+2(aq)+(aq)ΔH=-434kJ/ml;
【小问2详解】
已知:①Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)ΔH1=+19.3kJ•ml-1K1=,②3FeO(s)+H2O(g)Fe3O4(s)+H2(g)ΔH2=-57.2kJ•ml-1K2=,③C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH3=+172.4kJ•ml-1K3=,盖斯定律计算①+②+③得到C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) ΔH=(+19.3kJ•ml-1)+(-57.2kJ•ml-1)+(+172.4kJ•ml-1)=+134.5kJ/ml,K=K1×K2×K3,故答案为:+134.5;K1×K2×K3;
【小问3详解】
①COS的分子结构与CO2相似,CO2的结构式为O=C=O,电子式为,S和O一样都是有6个价电子,故COS的电子式为,故答案为:;
②已知CO分子中有三对共用电子对,H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g)=H2S(g)+CO(g),该反应的ΔH=436kJ/ml+745kJ/ml+577kJ/ml-2×339kJ/ml-1072kJ/ml=+8kJ/ml,故答案为:+8;
【小问4详解】
由反应的反应热等于生成物标准摩尔生成焓之和与反应成物的标准摩尔生成焓之和的差值,则二氧化碳与氢气合成甲醇的反应热H=[(-241.8)+(-205.0)]kJ/ml-(-393.5)=-53.3kJ/ml,则反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-53.3kJ/ml,故答案为:-53.3;
【小问5详解】
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH=akJ/ml,②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(l)ΔH=bkJ/ml,③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)ΔH=bkJ/ml,反应②③相比,生成气态水和生成液态水相比,生成液态水放出的热量多,焓变为负值,所以b<c,反应①②相比,②反应生成的单质硫转化为二氧化硫时放出热量,焓变为负值,所以a<b,综上所述:c>b>a,a、b、c最大的是c,故答案为:c。
12. 电池和电解池在日常生活中有着广泛的应用。根据所学知识完成下列题目。
Ⅰ.电化学装置如图所示
(1)已知金属活泼性:。若装置B中负极金属的消耗速率为,则盐桥中流向___________(填“”或“”)溶液的迁移速率为___________。
Ⅱ.氨气是一种富氢燃料,可以直接用于燃料电池,供氨水式燃料电池工作原理如图2所示:
(2)①“净化的空气”是指在进入电池装置前除去___________(填化学式)的气体。
②氨气燃料电池的反应原理是氨气与氧气反应生成一种常见的无毒气体和水,该电池负极上的电极反应式是___________。
Ⅲ..下图装置甲是某可充电电池的示意图,该电池放电的化学方程式为,图中的离子交换膜只允许通过,C、D、F均为石墨电极,E为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时C、D两电极产生的气体体积相同,E电极质量减少。
(3)装置甲中B电极的电极反应式为___________。
(4)装置乙中D电极产生的气体的体积为___________mL(标准状况)。
Ⅳ.已知可逆反应:设计如图所示装置,进行如下操作:
(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现电流表指针偏转;
(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加质量分数为40%的溶液,发现电流表指针向相反方向偏转。
(5)(Ⅰ)操作过程中石墨棒(a)上发生的电极反应为___________。
(6)(Ⅱ)操作过程中石墨棒(b)上发生的电极反应为___________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②.
(3)
(4)224 (5)
(6)
【解析】
【小问1详解】
该装置为原电池装置,其中为负极,发生氧化反应,为正极,正极发生还原反应,阳离子向正极移动,即移向溶液中,阴离子向负极移动,即移向溶液中;负极金属的消耗速率为,则负极流出电子的速率为,带正电荷电量与电子带负电荷电量相等,故电解质溶液中移动速率为;
故答案为:;。
小问2详解】
电池装置中的电解质溶液为碱性,故净化的空气是除去了;原电池原理为,其中氮气发生氧化反应,氧气发生还原反应,原电池负极发生氧化反应,故负极电极反应式为;
故答案为:;。
【小问3详解】
由E为铜电极,作一段时间后,E电极质量减少,可知E电极发生反应为,该电极为电解池的阳极,则F为阴极,A为原电池负极,B为正极,B电极的电极反应式为;
故答案为:。
【小问4详解】
C为电解池阳极,D为阴极,由E电极,质量减少,可知电路中转移电子为,由C电极发生,电子与氧气物质的量关系为4:1,生成,标准状况气体体积为,D电极产生的气体的体积与C电极产生的气体的体积相同,故D电极产生气体体积标准状况为224ml;
故答案为:224。
【小问5详解】
向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现原电池反应原理为正反应,石墨棒(a)上发生,电极反应为;
故答案为:。
【小问6详解】
往(B)烧杯中滴加质量分数为40%的溶液,减小,逆向进行为原电池反应原理,石墨棒(b)上发生,电极反应为;
故答案为:。
13. 某学习小组欲利用平衡体系探究影响平衡的因素,将溶液和溶液混合,得血红色溶液X,进行下列实验:
实验Ⅰ.改变等离子浓度对平衡的影响
(1)取溶液X,加入5滴溶液,得到溶液A;另取溶液X,插入经砂纸打磨过的铁丝得到溶液B,A、B两溶液颜更深的是___________ (填A或B)。原因是:___________。
(2)取溶液X,加入5滴溶液,观察到溶液红色变浅,产生该现象的原因可能是:①___________对平衡产生了影响;②不直接参与平衡体系的或对平衡产生了影响。
实验Ⅱ.为了探究KCl对平衡体系的影响某学习小组同学进行如下探究:各取溶液X放入3支比色皿中,分别滴加5滴不同浓度的KCl溶液,并测定各溶液的透射率随时间的变化(已知溶液颜色越深,透射率越小),结果如图所示。
(3)上述实验可以得到以下结论:一是KCl对平衡有影响,且KCl浓度越大,影响___________移动(填“正向、逆向或不”)。
(4)针对产生上述影响的可能原因,学习小组同学提出以下猜想:
猜想①:产生的影响。
猜想②:产生的影响。
猜想③:___________。
实验Ⅲ.探究盐对和平衡体系产生的影响资料信息:
a.溶液中离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽,使该离子的有效浓度降低,这种影响称为盐效应。
b.在溶液中存在反应。
(5)根据上述信息,学习小组同学各取溶液X,分别加入5滴①去离子水、②溶液、③溶液、④溶液、⑤溶液进行实验,测得各溶液的透射率随时间的变化如图所示。
上述实验能证明阳离子盐效应影响平衡体系实验组是___________。盐效应影响较大的阳离子是___________。
A.实验①②③ B.实验①②④ C.实验①③④
(6)已知对平衡没有明显的影响,解释出现实验⑤现象的原因:___________。
【答案】(1) ①. A ②. A溶液平衡右移,B溶液平衡左移
(2)溶液被稀释 (3)逆向
(4)和共同产生的影响
(5) ①. A ②.
(6)实验⑤中增大浓度,平衡正向移动,浓度降低,平衡逆向移动,溶液透射率增大明显
【解析】
【分析】实验I:探究KCl对Fe3+和SCN-平衡体系的影响,随着KCl溶液浓度增大,溶液的透光率增加,按照题中信 息,可能原因有:原因1,溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽,使该离子的有效浓度降低,这种影响称为盐效应。KCl溶液的加入使Fe3+和SCN-平衡状态因盐效应而发生变化。原因2,溶液中存在 副反应Fe3++4Cl-=[FeCl4]-,离子浓度发生变化,导致Fe3+和SCN-平衡状态发生变化。
【小问1详解】
220mL0.005ml/L的氯化铁溶液与20mL0.015ml/L的KSCN溶液混合,两者反应生成Fe(SCN)3,离子方程式为,铁离子过量,再加入KSCN,该反应的化学平衡正向移动,溶液颜色加深,插入经砂纸打磨过的铁丝,Fe3+与Fe反应被消耗,导致化学平衡逆向移动,溶液颜色变浅,故溶液颜色更深的是A溶液。
【小问2详解】
X溶液中加入5滴0.03ml/L的KCl溶液,观察到溶液红色变浅,可能的原因是加入KCl溶液,溶液被稀释,从而对平衡产生了影响,也可能是钾离子、氯离子对平衡有影响。
【小问3详解】
从上述实验可知,加入的KCl浓度越小,溶液的透射率越低,说明随着KCl浓度的增大,Fe(SCN)3的浓度减小,即化学平衡逆向移动。
【小问4详解】
通过上述实验可以猜测,可能是钾离子产生的影响,可能是氯离子产生的影响,也可能是钾离子和氯离子共同的影响。
【小问5详解】
去离子水中不含离子,0.3ml/L的KCl和0.3ml/L的NaCl中,氯离子浓度相同,不同的是阳离子种类不同,对比①和②或①和③可知异性电荷离子的存在对透射率有影响,对比②和③可排除氯离子对实验的干扰,从而对比钠离子和钾离子对透射率的影响。故答案选A。从图中可知,相同浓度下,加入NaCl的溶液透射率更大,说明对盐效应影响较大的阳离子是Na+。
【小问6详解】
氢离子对平衡没有明显的影响,但是实验⑤中加入HCl增大了氯离子浓度,根据题干可知存在平衡,氯离子浓度增大,该平衡正向移动,铁离子浓度降低,导致平衡逆向移动,溶液的透射率增大明显。
14. 我国提出“排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。研发的利用技术,降低空气中的含量是实现该目标的重要途径。
(1)利用和重整发生:,在体积为2L密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下使和发生上述反应,的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示:
①结合图示,___________(填>、<或=)。
②正反应的活化能___________逆反应的活化能(填>、<或=)。
③1100℃时,x点时的体系中再加和各,达到新平衡,则甲烷的转化率___________(填提高、降低或不变)。
(2)下面是用捕捉时发生的两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应Ⅰ、Ⅱ的随的变化如图所示,则___________0(填“>”“<”或“=”);
②将一定量的和的混合气体充入密闭容器中,平衡时与温度的关系如图所示,400℃之后降低的原因是___________,而速率仍然增大的可能原因是___________。
③用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,气体分压的量分数。220℃时,将与的混合气体充入2L反应器中,气体初始总压强为p,10分钟后体系达到平衡,的转化率为80%,的选择性为33.3%(即为),则生成的平均速率为___________(保留两位有效数字),反应Ⅱ的平衡常数为___________。[已知:]
【答案】(1) ①. < ②. > ③. 降低
(2) ①. < ②. ,400℃之后,随温度升高,反应Ⅰ逆向移动增加量小于反应Ⅱ正向移动减少量 ③. 温度升高使速率增大程度大于浓度降低使速率减小的程度 ④. ⑤. 或1.185
【解析】
【小问1详解】
①温度不变时,增大压强,平衡逆向移动,甲烷的转化率降低,所以p1<p2,故答案为:<;
②压强不变,升高温度,甲烷的转化率升高,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,焓变=正反应的活化能-逆反应的活化能>0,所以正反应的活化能大于逆反应的活化能,故答案为:>;
③1100℃时,x点时的体系中再加CO2和H2各1ml,相当于增大压强,平衡逆向移动,甲烷的转化率降低,故答案为:降低;
【小问2详解】
①增大,T减小,反应Ⅰ的lnK增大,K增大,说明该反应的正反应为放热反应,则ΔH1<0,故答案为:<;
②根据①中的图知,反应Ⅰ为放热反应,则反应Ⅱ为吸热反应,升高温度反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,反应Ⅰ逆向移动二氧化碳增加量小于反应Ⅱ正向移动二氧化碳减少量,所以400℃之后c(CO2)降低;温度越高,反应速率越快,浓度越大,反应速率越快,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,400℃之后速率仍然增大的原因可能是:温度升高使反应速率增大的程度大于浓度降低使反应速率减小的程度;
③消耗的n(CO2)=1ml×80%=0.8ml,则剩余n(CO2)=1ml-0.8ml=0.2ml,CH4的选择性为33.3%(即为),则生成n(CH4)=0.8ml×=ml,生成n(CO)=0.8ml-ml=ml,生成的CH4平均速率= ml/(L•min)≈0.013ml/(L•min);依据三段式可知(单位:ml)
平衡时n(H2)=(4--)ml=2.4ml,n(H2O)=ml×2=ml,该反应前后气体计量数之和不变,反应Ⅱ的平衡常数Kp=≈1.185。选项
化学方程式
已知条件
预测
A
W(s)+G(g)= 2Q(g)
任何温度都自发进行
ΔH<0
B
4M(s)+N(g)+2W(l)= 4Q(s)
常温下自发进行
ΔH>0
B
3C(s)+CaO(s)= CaC2(s)+CO(g)
常温下不能自发进行
ΔH>0
D
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)
常温下能够自发进行
ΔH<0
物质
氢化热()
-232.7
-208.4
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气浓度随时间的变化
①
1.5 ml/L NH4Cl
5
②
0.76 ml/L(NH4)2SO4
5
③
1.5 ml/LNaCl
7
④
0.76 ml/LNa2SO4
7
反应物
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
H2SO4+NaOH
20
33.6
H2SO4+NH3·H2O
20
32.6
化学键
H-H
C=O
C=S
H-S
436
745
577
339
1072
物质
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