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【化学】江西省宜春九中(外国语学校)2019-2020学年高二上学期期中考试试题(解析版)
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江西省宜春九中(外国语学校)2019-2020学年高二上学期期中考试试题
可能用到的相对原子质量:C-12 H-1 O-16
第I卷 选择题
一、选择题(每题3分,共48分,每小题一个正确答案)
1.合理利用燃料,减小污染符合 “绿色化学”理念,下列关于燃料的说法中正确的是( )
A. “可燃冰”是将水变为油的新型燃料
B. 通入大大过量的空气使燃料充分燃烧,从而达到充分利用热能的目的
C. 燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
D. 硫的燃烧热为akJ·mol-1,硫燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO3(g) △H=-akJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.可燃冰”外观像冰,其化学组成是CH4•nH2O,水的化学式为H2O,根据元素守恒知,水不能变为油,故A错误;
B.通入大大过量的空气,会带走热量,使燃料的燃烧充分,但燃烧后热效率降低,故B错误;
C.物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式,被人类利用,故C正确;
D.燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,硫燃烧生成二氧化硫,不是三氧化硫,故D错误;
故选C。
2.25℃、101kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是( )
A. C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5kJ/mol
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH =+571.6kJ/mol
C. CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ/mol
D. C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2800kJ/mol
【答案】D
【解析】
【分析】燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,根据燃烧热的定义判断热化学方程式是否正确.
【详解】A.1mol C完全燃烧应生成CO2放出的热量为C的燃烧热,故A错误;
B.2molH2完全燃烧生成的稳定的氧化物液态水,放热反应的△H为负值,ΔH =-571.6kJ/mol,故B错误;
C.1mol CH4完全燃烧生成稳定的氧化物为CO2和液态水,故C错误;
D.1mol葡萄糖完全燃烧生成CO2和H2O(l),燃烧热为2800kJ·mol-1,故D正确;
故选D。
3.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液会导致测得NaOH溶液浓度偏高的是 ( )
A. 滴定前滴定管中有气泡,滴定后消失
B. 碱式滴定管量取NaOH溶液时,未进行润洗操作
C. 滴定时达到滴定终点时俯视读数
D. 锥形瓶取用NaOH待测液前加少量水洗涤
【答案】A
【解析】
【分析】酸式滴定管用蒸馏水洗净后,还需用盐酸溶液润洗;锥形瓶用蒸馏水洗净即可,无需润洗;滴定时,应逐出滴定管下口的气泡,否则会引起误差;读数时视线应与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平。
【详解】A项、滴定前滴定管中有气泡,滴定后消失,消耗的标准液体积偏大,测定结果偏高,故A正确;
B项、碱式滴定管量取NaOH溶液时,未进行润洗操作,导致氢氧化钠溶液被稀释浓度减小,滴定过程中消耗的标准液体积偏小,测定结果偏低,故B错误;
C项、滴定时达到滴定终点时俯视读数,导致消耗的标准液体积偏小,测定结果偏低,故C错误;
D项、锥形瓶取用NaOH待测液前加少量水洗涤,溶质的物质的量不变,标准液的体积不变,对结果无影响,故D错误。
故选A。
4.分析下列反应,在任何温度下均能自发进行的是( )
A. 2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)ΔH=+163 kJ·mol-1
B. Ag(s)+Cl2(g)=AgCl(s)ΔH=-127 kJ·mol-1
C. HgO(s)=Hg(l)+O2(g)ΔH=+91 kJ·mol-1
D. H2O2(l)=O2(g)+H2O(l)ΔH=-98 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】任何温度下均能自发进行,必须是放热反应且是熵增的过程,A、C为吸热反应,故错误;B是熵减的过程,故B错误,D是放热反应,且为熵增的过程,故D正确;
答案选D。
5.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能,E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是( )
A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
B. 500℃、101kPa下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-2a kJ·mol-l
C. 该反应中,反应物的总键能小于生成物的总键能
D. ΔH=E1-E2,使用催化剂改变活化能,但不改变反应热
【答案】B
【解析】试题分析:由图可知,该反应正反应为放热反应。A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数,A正确;B. 500℃、101kPa 下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应放热a kJ,由于该反应为可逆反应,得不到1mol SO3(g),所以热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 的反应热不等于-2a kJ·mol-l,B不正确;C. 该反应中为放热反应,其ΔH<0,所以反应物的总键能小于生成物的总键能,C正确;D. ΔH=E1-E2,使用催化剂能改变反应的活化能,但不改变反应热,D正确。本题选B。
6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 在硫化氢水溶液中加入碱有利于S2-的生成
B. 加入催化剂有利于氨的氧化反应
C. 高压有利于合成氨反应
D 向新制氯水中加入碳酸钙有利于次氯酸浓度增大
【答案】B
【解析】
分析】勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动.勒沙特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用勒沙特列原理解释。
【详解】A、氢硫酸溶液中有下列平衡:H2SH++HS-,HS-H++S2-。加碱后OH-中和H+,上述平衡正向移动,S2-增多,可用勒夏特列原理解释,故A不选;
B、加入催化剂,改变反应速率但不改变平衡状态,不会促进氨的氧化反应,不可用勒夏特列原理解释,故B选;
C、合成氨反应是气体体积减小的反应,高压有利于平衡向生成氨的方向移动,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D、碳酸钙能与氢离子反应,氢离子的浓度降低,平衡向正反应方向移动,次氯酸的浓度增大,能用勒夏特列原理解释,故D不选;
答案选B。
7.T K时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol COCl2,反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t / s
0
2
4
6
8
n(Cl2) / mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A. 反应在前2 s 的平均速率v(CO)=0.080mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2) =0.11mol·L-1,则反应的ΔH<0
C. T K时起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO,达到平衡前v正>v逆
D. T K时起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.9 mol CO,达到平衡时,Cl2的转化率为80%
【答案】C
【解析】
【详解】A、反应在前2s的平均速率v(CO)= v (Cl2)===0.04 mol·L-1·s-1,错误;
B、平衡时c(Cl2)==0.1 mol·L-1,升高温度,c(Cl2)==0.11 mol·L-1,说明平衡向正反应方向移动,则正反应应为吸热反应ΔH>0,错误;
C、
COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)
起始(mol·L-1):0.5 0 0
转化(mol·L-1):0.1 0.1 0.1
平衡(mol·L-1):0.4 0.1 0.1
该温度下,若起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO,此时<0.025,则反应达到平衡前v正>v逆。正确;
D、T K时起始向容器中充入1.0mol Cl2和1.0mol CO,应等效于向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol COCl2,达到平衡时Cl2的转化率等于80%,如加入1.0mol Cl2和0.9mol CO,相当于在原来的基础上减小0.1mol CO,平衡在原来的基础上向正反应方向移动,则Cl2的转化率小于80%,错误;
答案选C。
8.工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氨,下列叙述正确的是( )
A. 合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂,其中催化剂不改变该反应的逆反应速率
B. 恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,反应速率一定增大
C. 该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D. 在t1、t2时刻,NH3 (g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,NH3 (g)生成的平均速率为v=(c2-c1)/(t2-t1)
【答案】D
【解析】
【详解】A.合成氨的适宜条件是高温高压催化剂,是由于氮气、氢气的键能大,断裂消耗较高的能量。其中催化剂可以同样改变该反应的正、逆反应速率,错误;
B.恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,由于反应体系的各种物质的浓度不变,所以反应速率不变,错误;
C.降低温度,反应速率减慢,将延长反应达到平衡的时间,错误;
D.在t1、t2时刻,NH3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,由于化学反应速率是单位时间内的浓度改变值,所以NH3(g)生成的平均速率为v=,正确。
答案选D。
9.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态标志的是( )
①C生成的速率与C分解的速率相等;②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B;③A、B、C的浓度不再变化;④A、B、C的压强不再变化;⑤混合气体的总压强不再变化;⑥混合气体的物质的量不再变化;⑦单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol B;⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
A. ②⑧ B. ①⑥ C. ②④ D. ③⑧
【答案】A
【解析】
【详解】①C生成的速率与C分解的速率相等,反应达平衡状态;
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB,反应方向相同,不一定达平衡状态;
③A、B、C的浓度不再变化,反应达平衡状态;
④A、B、C的压强不再变化,则浓度不变,反应达平衡状态;
⑤因为反应前后气体分子数不等,所以混合气体的总压强不再变化,反应达平衡状态;
⑥混合气体的物质的量不再变化,反应达平衡状态;
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB,反应方向相反,反应达平衡状态;
⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2,反应不一定达平衡状态;
综合以上分析,不一定达平衡状态的是②⑧;故选A。
10.对已达到化学平衡的反应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、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】该反应的反应物和生成物均为气体,减小压强,正、逆反应速率都将减小,这一点只有C项符合;该反应是一个正向气体分子总数减小的反应,减小压强,平衡向逆反应方向移动,所以答案选择C项。
11.工业生产硫酸中二氧化硫的催化氧化原理为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 在A、B、C三点时,V(正)=v(逆),在D点时V(正)>v(逆)
B. A、B、C三点的平衡常数一定不相同
C. 升高温度可以加快化学反应速率,有利于平衡向正反应方向移动
D. 一定温度下,保持容器体积不变,向平衡体系中通入稀有气体,压强增大,平衡不移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.曲线上的点为平衡点,则A、B、C三点时v(正)=v(逆),D点SO3的百分含量小于平衡时含量,向正反应方向移动,D点时v(正)>v(逆),故A正确;
B.A、B、C三点的温度不同,则平衡常数一定不相同,故B正确;
C.由图可知,温度越高,生成物的含量越低,该反应为放热反应,升高温度可以加快化学反应速率,但平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.容器体积不变,向平衡体系中通入稀有气体,反应体系中各物质的浓度不变,则平衡不移动,故D正确;
故选C。
12.在以下各种情形下,下列电离方程式的书写正确的是( )
A. 熔融状态下的NaHSO4电离:NaHSO4=Na++H++SO42-
B. 水溶液中CH3COONH4的电离:CH3COONH4CH3COO-+NH4+
C. Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D. H2CO3的电离:H2CO32H++CO32-
【答案】C
【解析】
【详解】A.熔融状态下硫酸氢钠电离生成钠离子和硫酸氢根离子,电离方程式为NaHSO4═Na++HSO4-,故A错误;
B.醋酸铵属于强电解质,在溶液中完全电离,其电离方程式为:CH3COONH4=CH3COO-+NH4+,故B错误;
C.氢氧化铁是弱电解质,部分电离,电离方程式为Fe(OH)3⇌Fe3++3OH-,故C正确;
D.碳酸是二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主,电离方程式为H2CO3⇌H++HCO3-,故D错误;
故选C。
13.25℃时,1mol/L的醋酸加水稀释至浓度为0.01mol/L,关于稀释前后下列变化正确的是( )
A. 溶液中c(OH-)减小
B. 溶液中的值增大
C. pH的变化值等于2
D. Kw的值减小
【答案】B
【解析】
【详解】A、对醋酸加水稀释,溶液中的氢离子浓度减小,温度不变,Kw不变,故c(OH-)增大,故A错误;
B、加水稀释,溶液中的c(CH3COO-)减小,但醋酸的电离平衡常数Ka=不变,故溶液中的值增大,故B正确;
C、加水稀释,醋酸的电离被促进,电离出的氢离子的物质的量增多,故pH的变化小于2,故C错误;
D、Kw只受温度的影响,温度不变,Kw的值不变,故加水稀释对Kw的值无影响,故D错误;
故选B。
14.pH=5盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液以体积比11:9混合,则混合液的pH为( )
A. 7 B. 8 C. 6 D. 无法计算
【答案】C
【解析】
【详解】pH=5的盐酸,
pH=9的氢氧化钠溶液,
物质的量浓度相等,体积比11:9混合,则酸过量,
则混合液的pH: ,故C正确;
综上所述,答案为C。
15.对于可逆反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g) ΔH<0,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】对于可逆反应A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g)△H<0,正反应放热,升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动;增大压强,平衡向正反应方向移动,结合图象分析解答。
【详解】A.升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,交叉点后,逆反应速率应该大于正反应速率,故A错误;
B.该反应是气体体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,所以生成物的含量增大,不是减小,故B错误;
C.该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则生成物的含量减小,一定温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,则生成物的含量增大,故C正确;
D.温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,故D错误;
故选C。
16.在一真空密闭容器中盛有1molPCl5,加热到200 ℃,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡时,PCl5在混合气体中的体积分数为m%,若在相同的温度和相同的容器中,起始时加入2molPCl5,反应达到平衡时,PCl5在混合气体中的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是( )
A. 2m=n B. m=n C. m>n D. m
【答案】D
【解析】
【详解】PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)是气体体积增大的反应,若在相同的温度和相同的容器中,起始时加入2molPCl5,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向逆反应方向移动,导致反应达到平衡时PCl5的转化率减小,PCl5的体积分数增大,故m<n,故选D。
第II卷 非选择题
二、填空题(共52分)
17.请回答下列问题:
(1)已知2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ的热量,反应方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)。
①该反应的生成物能量总和__(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量___(填“大于”、“小于”或“等于”)572 kJ。
(2)2.3g有机物C2H6O和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成CO2和液态水,并放出68.35kJ热量,则该反应的热化学方程式是___。
(3)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)的热化学方程式是___。
(4)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点___(填“升高”还是“降低”),△H___(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、___、量筒。量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,还需加入的试剂是___(填序号)。
A.50 mL0.50mol·L-1NaOH溶液
B.50 mL0.55mol·L-1NaOH溶液
C.1.0gNaOH固体
【答案】(1). 小于 (2). 小于 (3). C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH= -1367kJ·mol-1 (4). SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH= -130kJ·mol-1 (5). 降低 (6). 不变 (7). 环形玻璃搅拌棒 (8). B
【解析】
【分析】(1)①根据放热反应中生成物总能量和反应物总能量的关系判断;②根据液态水变成水蒸气需要吸热来判断;
(2)求出2.3g有机物C2H6O的物质的量,然后根据其在热化学方程式中,反应物的计量数和反应热成正比来书写热化学方程式;
(3)根据盖斯定律分析解答;
(4)E为活化能,催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低,据此分析判断;
(5)根据中和热的测定实验用到的仪器分析判断;为了保证酸或碱中的一方完全反应,往往保证一方过量,据此分析判断。
【详解】(1)①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJ/mol是放热反应,放热反应中生成物的总能量<反应物的总能量,故答案为:小于;
②根据热化学方程式2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJ/mol,2mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量572kJ,因液态水变成水蒸气需要吸热,所以2mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出的热量小于572kJ,故答案为:小于;
(2)2.3gC2H6O的物质的量为=0.05mol,恰好完全燃烧,生成CO2和液态水,放出68.35kJ热量,故1mol此物质燃烧放热68.35kJ×=1367kJ,热化学方程式为:C2H6O(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1367kJ/mol,故答案为:C2H6O(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1367kJ/mol;
(3)①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H1=一197kJ/mol,②H2O (g)=H2O(1)△H2=-44kJ/mol,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=一545kJ/mol,根据盖斯定律:(③-①-2×②)×得:SO3 (g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=-130kJ/mol,故答案为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=-130kJ/mol;
(4)E为活化能,催化剂能够降低反应的活化能,加V2O5会使图中B点降低,但不影响反应物和生成物的能量高低,因此△H不变,故答案为:降低;不变;
(5)中和热的测定实验用到的玻璃仪器有:烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒;为了保证酸或碱中的一方完全反应,往往保证一方过量,量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,可以选择50mL 0.55mol•L-1 NaOH溶液,故答案为:环形玻璃搅拌棒;B。
18.氢气是一种清洁能源。可由CO和水蒸气反应制备,其能量变化如图所示。
(1)该反应为可逆反应。在800℃时,若CO的起始浓度为2.0mol·L-1,水蒸气的起始浓度为3.0mol·L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2mol·L-1,则此反应的平衡常数为___,随着温度升高该反应的化学平衡常数的变化趋势是___。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)某温度下,该反应的平衡常数为K=。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是( )
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2O)/mol·L-1
0.010
0.020
0.020
c(CO)/mol·L-1
0.010
0.010
0020
A.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B.平衡时,甲中和丙中H2O的转化率均是25%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.015mol·L-1
D.平衡时,乙中H2O的转化率大于25%
(3)一定条件下,可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,达到平衡后:
①加催化剂,v(正)、v(逆)都发生变化,且变化的倍数___(填“相等”或“不相等”)。
② 缩小体积使体系压强增大,则v(正)__,v(逆)__(填“增大”、“减小”或“不变”),v(正)变化的倍数___v(逆)变化的倍数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③恒温恒压,再通入一定量的He,达到新平衡时,N2的转化率__,c(H2)将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1). 1 (2). 变小 (3). CD (4). 相等 (5). 增大 (6). 增大 (7). 大于 (8). 减小 (9). 减小
【解析】
【分析】(1)根据三段式计算化学平衡常数K,该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动;
(2)A.反应开始时,反应物浓度越大,反应速率越大;B.该反应前后气体计量数之和不变,增大压强,平衡不移动,根据三段式,结合化学平衡常数K=计算判断;C.该反应前后气体计量数之和不变,增大压强,平衡不移动;D.乙与甲相比较,相当于在甲的基础上通入H2O;据此分析判断;
(3)①催化剂能同等程度的改变正逆反应速率;②缩小体积使体系压强增大,v(正)、v(逆)都增大,平衡正向移动;③恒温恒压,再通入一定量的He,容器体积增大,相当于压强减小,据此分析解答。
【详解】(1) CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
开始(mol/L) 2.0 3.0 0 0
反应(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2
化学平衡常数K===1,该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小,故答案为:1;变小;
(2)A.反应开始时,反应物浓度越大,其反应速率越大,丙中反应物浓度最大、甲中反应物浓度最小,则化学反应速率丙中最快、甲中最慢,故A正确;
B.该反应前后气体计量数之和不变,增大压强平衡不移动,设甲中参加反应的c(H2O)=xmol/L,
CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
开始(mol/L) 0.010 0.010 0 0
反应(mol/L) x x x x
平衡(mol/L) 0.010-x 0.010-x x x
化学平衡常数K==,x=0.0025,水的转化率=×100%=25%,丙与甲相比,相当于甲缩小体积变为原来体积的一半,增大压强,平衡不移动,则甲丙中水的转化率相等,均为25%,故B正确;
C.丙与甲相比,相当于甲缩小体积变为原来体积的一半,增大压强,平衡不移动,平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,为0.0025mol/L×2=0.005mol/L,故C错误;
D.乙与甲相比较,相当于在甲的基础上通入H2O,则水的转化率下降,平衡时,乙中的水的转化率小于25%,故D错误;
故答案为:CD;
(3)①催化剂能同等程度的改变正、逆反应速率,加催化剂,则v(正)、v(逆)都发生变化,且变化的倍数相等,故答案为:相等;
②缩小体积使体系压强增大,单位体积内活化分子个数增大,v(正)、v(逆) 都增大,但平衡正向移动,v(正)变化的倍数大于v(逆)变化的倍数,故答案为:增大;增大;大于;
③恒温恒压,再通入一定量的He,容器的体积增大,相当于反应体系的压强减小,平衡逆向移动,达到新平衡时,N2的转化率减小,c(H2)将减小,故答案为:减小;减小。
19.某学生用0.1000mol/LKOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分为如下几步:
(A)移取20.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2-3滴酚酞
(B)用标准溶液润洗滴定管2-3次
(C)把盛有KOH标准溶液的碱式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
(D)取标准溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm
(E)调节液面至0或0刻度以下,记下读数
(F)把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度
完成以下填空:
(1)正确操作的顺序是(用序号字母填写)B→__→__→__→__→F。
(2)上述(B)操作的目的是___。
(3)判断滴定到达终点的现象是___。
(4)若滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为__mL,终点读数为___mL;所测盐酸溶液的浓度为___mol/L。
(5)若滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作均正确,则对滴定结果产生的影响是__。若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸,则对滴定结果产生的影响是___。(填“偏高”、“偏低”、或“无影响”)。
【答案】(1). D (2). C (3). E (4). A (5). 防止稀释标准液 (6). 锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30秒内不褪 (7). 0.00 (8). 25.90 (9). 0.1295 (10). 偏低 (11). 偏低
【解析】
【分析】(1)根据中和滴定有检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等操作排序;
(2)滴定管在装液时,为了防止溶液被稀释,需用待装液润洗;
(3)如溶液颜色变化且半分钟内不变色,可说明达到滴定终点;
(4)根据滴定管的结构和精确度以及测量的原理,依据c(待测)=计算待测液浓度;
(5)根据c(待测)=,分析不当操作对V(标准)的影响,以此判断误差。
【详解】(1)中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等顺序操作,则正确的顺序为BDCEAF,故答案为:D;C;E;A;
(2)用标准溶液润洗滴定管2-3次的目的是防止将标准液稀释,影响测定结果,故答案为:防止稀释标准液;
(3)用0.1000mol/LKOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,当溶液颜色由无色变为浅红色,且半分钟不恢复,可说明达到滴定终点,故答案为:锥形瓶中溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟不褪色;
(4)滴定管小数在上,大数在下,根据图示,起始读数为0.00mL,终点读数为25.90mL,盐酸溶液的体积为25.90mL,则待测液浓度为:c==0.1295mol/L,故答案为:0.00;25.90;0. 1295mol/L;
(5)若滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作均正确,会导致消耗标准液的体积偏小,依据c(待测)=可知,溶液浓度偏低;若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸,导致消耗标准液体积小,依据c(待测)=可知,溶液浓度偏低,故答案为:偏低;偏低。
20.与化学平衡类似,电离平衡的平衡常数叫作电离平衡常数(用K表示)。下表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数:
酸
电离方程式
电离平衡常数
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
K=1.96×10-5
HClO
HClOClO-+H+
K=3.0×10-8
H2CO3
H2CO3H++HCO3-
HCO3-H++CO32-
K1=4.4×10-7
K2=5.6×10-11
H3PO4
H3PO4H++H2PO4-
H2PO4-H++HPO42-
HPO42-H++PO43-
K1=7.1×10-3
K2=6.3×10-8
K3=4.2×10-13
回答下列问题:
(1)若把CH3COOH、HClO、H2CO3、HCO3-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看作是酸,则它们酸性最强的是___(填化学式,下同),最弱的是___。
(2)向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳,发生反应的离子方程式为___。
(3)求出该温度下,0.10mol·L-1的CH3COOH溶液中的c(H+)=____mol·L-1。
【答案】(1). H3PO4 (2). HPO42- (3). CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3- (4). 1.4×10-3
【解析】
【分析】(1)同一温度下,酸的电离常数越大其酸性越强,根据酸的电离常数确定酸性强弱;
(2)碳酸的酸性强于次氯酸,次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子的酸性,据此书写化学反应方程式;
(3)CH3COOH⇌CH3COO-+H+,结合电离平衡常数计算氢离子浓度。
【详解】(1)同一温度下,酸的电离常数越大其酸性越强,根据酸的电离常数知,则它们酸性强弱顺序是:H3PO4>CH3COOH>H2CO3>H2PO4->HClO>HCO3->HPO42-,所以酸性最强的是H3PO4,最弱的是HPO42-,故答案为:H3PO4; HPO42-;
(2)因为酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,碳酸的酸性强于次氯酸,所以反应的离子方程式为:CO2+ClO-+H2O═HClO+HCO3-,故答案为:CO2+ClO-+H2O═HClO+HCO3-;
(3)该温度下,0.10mol•L-1的CH3COOH溶液中存在电离平衡,CH3COOH⇌CH3COO-+H+,平衡常数K==1.96×10-5,根据电离方程式,c(CH3COO−)=c(H+),则c2(H+)=0.10×1.96×10-5 ,解得:c(H+)≈1.4×10-3 mol/L,故答案为:1.4×10-3。
可能用到的相对原子质量:C-12 H-1 O-16
第I卷 选择题
一、选择题(每题3分,共48分,每小题一个正确答案)
1.合理利用燃料,减小污染符合 “绿色化学”理念,下列关于燃料的说法中正确的是( )
A. “可燃冰”是将水变为油的新型燃料
B. 通入大大过量的空气使燃料充分燃烧,从而达到充分利用热能的目的
C. 燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
D. 硫的燃烧热为akJ·mol-1,硫燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO3(g) △H=-akJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.可燃冰”外观像冰,其化学组成是CH4•nH2O,水的化学式为H2O,根据元素守恒知,水不能变为油,故A错误;
B.通入大大过量的空气,会带走热量,使燃料的燃烧充分,但燃烧后热效率降低,故B错误;
C.物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式,被人类利用,故C正确;
D.燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,硫燃烧生成二氧化硫,不是三氧化硫,故D错误;
故选C。
2.25℃、101kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是( )
A. C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5kJ/mol
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH =+571.6kJ/mol
C. CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ/mol
D. C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2800kJ/mol
【答案】D
【解析】
【分析】燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,根据燃烧热的定义判断热化学方程式是否正确.
【详解】A.1mol C完全燃烧应生成CO2放出的热量为C的燃烧热,故A错误;
B.2molH2完全燃烧生成的稳定的氧化物液态水,放热反应的△H为负值,ΔH =-571.6kJ/mol,故B错误;
C.1mol CH4完全燃烧生成稳定的氧化物为CO2和液态水,故C错误;
D.1mol葡萄糖完全燃烧生成CO2和H2O(l),燃烧热为2800kJ·mol-1,故D正确;
故选D。
3.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液会导致测得NaOH溶液浓度偏高的是 ( )
A. 滴定前滴定管中有气泡,滴定后消失
B. 碱式滴定管量取NaOH溶液时,未进行润洗操作
C. 滴定时达到滴定终点时俯视读数
D. 锥形瓶取用NaOH待测液前加少量水洗涤
【答案】A
【解析】
【分析】酸式滴定管用蒸馏水洗净后,还需用盐酸溶液润洗;锥形瓶用蒸馏水洗净即可,无需润洗;滴定时,应逐出滴定管下口的气泡,否则会引起误差;读数时视线应与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平。
【详解】A项、滴定前滴定管中有气泡,滴定后消失,消耗的标准液体积偏大,测定结果偏高,故A正确;
B项、碱式滴定管量取NaOH溶液时,未进行润洗操作,导致氢氧化钠溶液被稀释浓度减小,滴定过程中消耗的标准液体积偏小,测定结果偏低,故B错误;
C项、滴定时达到滴定终点时俯视读数,导致消耗的标准液体积偏小,测定结果偏低,故C错误;
D项、锥形瓶取用NaOH待测液前加少量水洗涤,溶质的物质的量不变,标准液的体积不变,对结果无影响,故D错误。
故选A。
4.分析下列反应,在任何温度下均能自发进行的是( )
A. 2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)ΔH=+163 kJ·mol-1
B. Ag(s)+Cl2(g)=AgCl(s)ΔH=-127 kJ·mol-1
C. HgO(s)=Hg(l)+O2(g)ΔH=+91 kJ·mol-1
D. H2O2(l)=O2(g)+H2O(l)ΔH=-98 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】任何温度下均能自发进行,必须是放热反应且是熵增的过程,A、C为吸热反应,故错误;B是熵减的过程,故B错误,D是放热反应,且为熵增的过程,故D正确;
答案选D。
5.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能,E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是( )
A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
B. 500℃、101kPa下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-2a kJ·mol-l
C. 该反应中,反应物的总键能小于生成物的总键能
D. ΔH=E1-E2,使用催化剂改变活化能,但不改变反应热
【答案】B
【解析】试题分析:由图可知,该反应正反应为放热反应。A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数,A正确;B. 500℃、101kPa 下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应放热a kJ,由于该反应为可逆反应,得不到1mol SO3(g),所以热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 的反应热不等于-2a kJ·mol-l,B不正确;C. 该反应中为放热反应,其ΔH<0,所以反应物的总键能小于生成物的总键能,C正确;D. ΔH=E1-E2,使用催化剂能改变反应的活化能,但不改变反应热,D正确。本题选B。
6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 在硫化氢水溶液中加入碱有利于S2-的生成
B. 加入催化剂有利于氨的氧化反应
C. 高压有利于合成氨反应
D 向新制氯水中加入碳酸钙有利于次氯酸浓度增大
【答案】B
【解析】
分析】勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动.勒沙特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用勒沙特列原理解释。
【详解】A、氢硫酸溶液中有下列平衡:H2SH++HS-,HS-H++S2-。加碱后OH-中和H+,上述平衡正向移动,S2-增多,可用勒夏特列原理解释,故A不选;
B、加入催化剂,改变反应速率但不改变平衡状态,不会促进氨的氧化反应,不可用勒夏特列原理解释,故B选;
C、合成氨反应是气体体积减小的反应,高压有利于平衡向生成氨的方向移动,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D、碳酸钙能与氢离子反应,氢离子的浓度降低,平衡向正反应方向移动,次氯酸的浓度增大,能用勒夏特列原理解释,故D不选;
答案选B。
7.T K时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol COCl2,反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t / s
0
2
4
6
8
n(Cl2) / mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A. 反应在前2 s 的平均速率v(CO)=0.080mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2) =0.11mol·L-1,则反应的ΔH<0
C. T K时起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO,达到平衡前v正>v逆
D. T K时起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.9 mol CO,达到平衡时,Cl2的转化率为80%
【答案】C
【解析】
【详解】A、反应在前2s的平均速率v(CO)= v (Cl2)===0.04 mol·L-1·s-1,错误;
B、平衡时c(Cl2)==0.1 mol·L-1,升高温度,c(Cl2)==0.11 mol·L-1,说明平衡向正反应方向移动,则正反应应为吸热反应ΔH>0,错误;
C、
COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)
起始(mol·L-1):0.5 0 0
转化(mol·L-1):0.1 0.1 0.1
平衡(mol·L-1):0.4 0.1 0.1
该温度下,若起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO,此时<0.025,则反应达到平衡前v正>v逆。正确;
D、T K时起始向容器中充入1.0mol Cl2和1.0mol CO,应等效于向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol COCl2,达到平衡时Cl2的转化率等于80%,如加入1.0mol Cl2和0.9mol CO,相当于在原来的基础上减小0.1mol CO,平衡在原来的基础上向正反应方向移动,则Cl2的转化率小于80%,错误;
答案选C。
8.工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氨,下列叙述正确的是( )
A. 合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂,其中催化剂不改变该反应的逆反应速率
B. 恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,反应速率一定增大
C. 该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D. 在t1、t2时刻,NH3 (g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,NH3 (g)生成的平均速率为v=(c2-c1)/(t2-t1)
【答案】D
【解析】
【详解】A.合成氨的适宜条件是高温高压催化剂,是由于氮气、氢气的键能大,断裂消耗较高的能量。其中催化剂可以同样改变该反应的正、逆反应速率,错误;
B.恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,由于反应体系的各种物质的浓度不变,所以反应速率不变,错误;
C.降低温度,反应速率减慢,将延长反应达到平衡的时间,错误;
D.在t1、t2时刻,NH3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,由于化学反应速率是单位时间内的浓度改变值,所以NH3(g)生成的平均速率为v=,正确。
答案选D。
9.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态标志的是( )
①C生成的速率与C分解的速率相等;②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B;③A、B、C的浓度不再变化;④A、B、C的压强不再变化;⑤混合气体的总压强不再变化;⑥混合气体的物质的量不再变化;⑦单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol B;⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
A. ②⑧ B. ①⑥ C. ②④ D. ③⑧
【答案】A
【解析】
【详解】①C生成的速率与C分解的速率相等,反应达平衡状态;
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB,反应方向相同,不一定达平衡状态;
③A、B、C的浓度不再变化,反应达平衡状态;
④A、B、C的压强不再变化,则浓度不变,反应达平衡状态;
⑤因为反应前后气体分子数不等,所以混合气体的总压强不再变化,反应达平衡状态;
⑥混合气体的物质的量不再变化,反应达平衡状态;
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB,反应方向相反,反应达平衡状态;
⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2,反应不一定达平衡状态;
综合以上分析,不一定达平衡状态的是②⑧;故选A。
10.对已达到化学平衡的反应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、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】该反应的反应物和生成物均为气体,减小压强,正、逆反应速率都将减小,这一点只有C项符合;该反应是一个正向气体分子总数减小的反应,减小压强,平衡向逆反应方向移动,所以答案选择C项。
11.工业生产硫酸中二氧化硫的催化氧化原理为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 在A、B、C三点时,V(正)=v(逆),在D点时V(正)>v(逆)
B. A、B、C三点的平衡常数一定不相同
C. 升高温度可以加快化学反应速率,有利于平衡向正反应方向移动
D. 一定温度下,保持容器体积不变,向平衡体系中通入稀有气体,压强增大,平衡不移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.曲线上的点为平衡点,则A、B、C三点时v(正)=v(逆),D点SO3的百分含量小于平衡时含量,向正反应方向移动,D点时v(正)>v(逆),故A正确;
B.A、B、C三点的温度不同,则平衡常数一定不相同,故B正确;
C.由图可知,温度越高,生成物的含量越低,该反应为放热反应,升高温度可以加快化学反应速率,但平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.容器体积不变,向平衡体系中通入稀有气体,反应体系中各物质的浓度不变,则平衡不移动,故D正确;
故选C。
12.在以下各种情形下,下列电离方程式的书写正确的是( )
A. 熔融状态下的NaHSO4电离:NaHSO4=Na++H++SO42-
B. 水溶液中CH3COONH4的电离:CH3COONH4CH3COO-+NH4+
C. Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D. H2CO3的电离:H2CO32H++CO32-
【答案】C
【解析】
【详解】A.熔融状态下硫酸氢钠电离生成钠离子和硫酸氢根离子,电离方程式为NaHSO4═Na++HSO4-,故A错误;
B.醋酸铵属于强电解质,在溶液中完全电离,其电离方程式为:CH3COONH4=CH3COO-+NH4+,故B错误;
C.氢氧化铁是弱电解质,部分电离,电离方程式为Fe(OH)3⇌Fe3++3OH-,故C正确;
D.碳酸是二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主,电离方程式为H2CO3⇌H++HCO3-,故D错误;
故选C。
13.25℃时,1mol/L的醋酸加水稀释至浓度为0.01mol/L,关于稀释前后下列变化正确的是( )
A. 溶液中c(OH-)减小
B. 溶液中的值增大
C. pH的变化值等于2
D. Kw的值减小
【答案】B
【解析】
【详解】A、对醋酸加水稀释,溶液中的氢离子浓度减小,温度不变,Kw不变,故c(OH-)增大,故A错误;
B、加水稀释,溶液中的c(CH3COO-)减小,但醋酸的电离平衡常数Ka=不变,故溶液中的值增大,故B正确;
C、加水稀释,醋酸的电离被促进,电离出的氢离子的物质的量增多,故pH的变化小于2,故C错误;
D、Kw只受温度的影响,温度不变,Kw的值不变,故加水稀释对Kw的值无影响,故D错误;
故选B。
14.pH=5盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液以体积比11:9混合,则混合液的pH为( )
A. 7 B. 8 C. 6 D. 无法计算
【答案】C
【解析】
【详解】pH=5的盐酸,
pH=9的氢氧化钠溶液,
物质的量浓度相等,体积比11:9混合,则酸过量,
则混合液的pH: ,故C正确;
综上所述,答案为C。
15.对于可逆反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g) ΔH<0,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】对于可逆反应A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g)△H<0,正反应放热,升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动;增大压强,平衡向正反应方向移动,结合图象分析解答。
【详解】A.升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,交叉点后,逆反应速率应该大于正反应速率,故A错误;
B.该反应是气体体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,所以生成物的含量增大,不是减小,故B错误;
C.该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则生成物的含量减小,一定温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,则生成物的含量增大,故C正确;
D.温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,故D错误;
故选C。
16.在一真空密闭容器中盛有1molPCl5,加热到200 ℃,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡时,PCl5在混合气体中的体积分数为m%,若在相同的温度和相同的容器中,起始时加入2molPCl5,反应达到平衡时,PCl5在混合气体中的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是( )
A. 2m=n B. m=n C. m>n D. m
【解析】
【详解】PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)是气体体积增大的反应,若在相同的温度和相同的容器中,起始时加入2molPCl5,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向逆反应方向移动,导致反应达到平衡时PCl5的转化率减小,PCl5的体积分数增大,故m<n,故选D。
第II卷 非选择题
二、填空题(共52分)
17.请回答下列问题:
(1)已知2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ的热量,反应方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)。
①该反应的生成物能量总和__(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量___(填“大于”、“小于”或“等于”)572 kJ。
(2)2.3g有机物C2H6O和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成CO2和液态水,并放出68.35kJ热量,则该反应的热化学方程式是___。
(3)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)的热化学方程式是___。
(4)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点___(填“升高”还是“降低”),△H___(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、___、量筒。量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,还需加入的试剂是___(填序号)。
A.50 mL0.50mol·L-1NaOH溶液
B.50 mL0.55mol·L-1NaOH溶液
C.1.0gNaOH固体
【答案】(1). 小于 (2). 小于 (3). C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH= -1367kJ·mol-1 (4). SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH= -130kJ·mol-1 (5). 降低 (6). 不变 (7). 环形玻璃搅拌棒 (8). B
【解析】
【分析】(1)①根据放热反应中生成物总能量和反应物总能量的关系判断;②根据液态水变成水蒸气需要吸热来判断;
(2)求出2.3g有机物C2H6O的物质的量,然后根据其在热化学方程式中,反应物的计量数和反应热成正比来书写热化学方程式;
(3)根据盖斯定律分析解答;
(4)E为活化能,催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低,据此分析判断;
(5)根据中和热的测定实验用到的仪器分析判断;为了保证酸或碱中的一方完全反应,往往保证一方过量,据此分析判断。
【详解】(1)①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJ/mol是放热反应,放热反应中生成物的总能量<反应物的总能量,故答案为:小于;
②根据热化学方程式2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJ/mol,2mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量572kJ,因液态水变成水蒸气需要吸热,所以2mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出的热量小于572kJ,故答案为:小于;
(2)2.3gC2H6O的物质的量为=0.05mol,恰好完全燃烧,生成CO2和液态水,放出68.35kJ热量,故1mol此物质燃烧放热68.35kJ×=1367kJ,热化学方程式为:C2H6O(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1367kJ/mol,故答案为:C2H6O(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1367kJ/mol;
(3)①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H1=一197kJ/mol,②H2O (g)=H2O(1)△H2=-44kJ/mol,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=一545kJ/mol,根据盖斯定律:(③-①-2×②)×得:SO3 (g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=-130kJ/mol,故答案为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=-130kJ/mol;
(4)E为活化能,催化剂能够降低反应的活化能,加V2O5会使图中B点降低,但不影响反应物和生成物的能量高低,因此△H不变,故答案为:降低;不变;
(5)中和热的测定实验用到的玻璃仪器有:烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒;为了保证酸或碱中的一方完全反应,往往保证一方过量,量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,可以选择50mL 0.55mol•L-1 NaOH溶液,故答案为:环形玻璃搅拌棒;B。
18.氢气是一种清洁能源。可由CO和水蒸气反应制备,其能量变化如图所示。
(1)该反应为可逆反应。在800℃时,若CO的起始浓度为2.0mol·L-1,水蒸气的起始浓度为3.0mol·L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2mol·L-1,则此反应的平衡常数为___,随着温度升高该反应的化学平衡常数的变化趋势是___。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)某温度下,该反应的平衡常数为K=。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是( )
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2O)/mol·L-1
0.010
0.020
0.020
c(CO)/mol·L-1
0.010
0.010
0020
A.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B.平衡时,甲中和丙中H2O的转化率均是25%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.015mol·L-1
D.平衡时,乙中H2O的转化率大于25%
(3)一定条件下,可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,达到平衡后:
①加催化剂,v(正)、v(逆)都发生变化,且变化的倍数___(填“相等”或“不相等”)。
② 缩小体积使体系压强增大,则v(正)__,v(逆)__(填“增大”、“减小”或“不变”),v(正)变化的倍数___v(逆)变化的倍数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③恒温恒压,再通入一定量的He,达到新平衡时,N2的转化率__,c(H2)将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1). 1 (2). 变小 (3). CD (4). 相等 (5). 增大 (6). 增大 (7). 大于 (8). 减小 (9). 减小
【解析】
【分析】(1)根据三段式计算化学平衡常数K,该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动;
(2)A.反应开始时,反应物浓度越大,反应速率越大;B.该反应前后气体计量数之和不变,增大压强,平衡不移动,根据三段式,结合化学平衡常数K=计算判断;C.该反应前后气体计量数之和不变,增大压强,平衡不移动;D.乙与甲相比较,相当于在甲的基础上通入H2O;据此分析判断;
(3)①催化剂能同等程度的改变正逆反应速率;②缩小体积使体系压强增大,v(正)、v(逆)都增大,平衡正向移动;③恒温恒压,再通入一定量的He,容器体积增大,相当于压强减小,据此分析解答。
【详解】(1) CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
开始(mol/L) 2.0 3.0 0 0
反应(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2
化学平衡常数K===1,该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小,故答案为:1;变小;
(2)A.反应开始时,反应物浓度越大,其反应速率越大,丙中反应物浓度最大、甲中反应物浓度最小,则化学反应速率丙中最快、甲中最慢,故A正确;
B.该反应前后气体计量数之和不变,增大压强平衡不移动,设甲中参加反应的c(H2O)=xmol/L,
CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
开始(mol/L) 0.010 0.010 0 0
反应(mol/L) x x x x
平衡(mol/L) 0.010-x 0.010-x x x
化学平衡常数K==,x=0.0025,水的转化率=×100%=25%,丙与甲相比,相当于甲缩小体积变为原来体积的一半,增大压强,平衡不移动,则甲丙中水的转化率相等,均为25%,故B正确;
C.丙与甲相比,相当于甲缩小体积变为原来体积的一半,增大压强,平衡不移动,平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,为0.0025mol/L×2=0.005mol/L,故C错误;
D.乙与甲相比较,相当于在甲的基础上通入H2O,则水的转化率下降,平衡时,乙中的水的转化率小于25%,故D错误;
故答案为:CD;
(3)①催化剂能同等程度的改变正、逆反应速率,加催化剂,则v(正)、v(逆)都发生变化,且变化的倍数相等,故答案为:相等;
②缩小体积使体系压强增大,单位体积内活化分子个数增大,v(正)、v(逆) 都增大,但平衡正向移动,v(正)变化的倍数大于v(逆)变化的倍数,故答案为:增大;增大;大于;
③恒温恒压,再通入一定量的He,容器的体积增大,相当于反应体系的压强减小,平衡逆向移动,达到新平衡时,N2的转化率减小,c(H2)将减小,故答案为:减小;减小。
19.某学生用0.1000mol/LKOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分为如下几步:
(A)移取20.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2-3滴酚酞
(B)用标准溶液润洗滴定管2-3次
(C)把盛有KOH标准溶液的碱式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
(D)取标准溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm
(E)调节液面至0或0刻度以下,记下读数
(F)把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度
完成以下填空:
(1)正确操作的顺序是(用序号字母填写)B→__→__→__→__→F。
(2)上述(B)操作的目的是___。
(3)判断滴定到达终点的现象是___。
(4)若滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为__mL,终点读数为___mL;所测盐酸溶液的浓度为___mol/L。
(5)若滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作均正确,则对滴定结果产生的影响是__。若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸,则对滴定结果产生的影响是___。(填“偏高”、“偏低”、或“无影响”)。
【答案】(1). D (2). C (3). E (4). A (5). 防止稀释标准液 (6). 锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30秒内不褪 (7). 0.00 (8). 25.90 (9). 0.1295 (10). 偏低 (11). 偏低
【解析】
【分析】(1)根据中和滴定有检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等操作排序;
(2)滴定管在装液时,为了防止溶液被稀释,需用待装液润洗;
(3)如溶液颜色变化且半分钟内不变色,可说明达到滴定终点;
(4)根据滴定管的结构和精确度以及测量的原理,依据c(待测)=计算待测液浓度;
(5)根据c(待测)=,分析不当操作对V(标准)的影响,以此判断误差。
【详解】(1)中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等顺序操作,则正确的顺序为BDCEAF,故答案为:D;C;E;A;
(2)用标准溶液润洗滴定管2-3次的目的是防止将标准液稀释,影响测定结果,故答案为:防止稀释标准液;
(3)用0.1000mol/LKOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,当溶液颜色由无色变为浅红色,且半分钟不恢复,可说明达到滴定终点,故答案为:锥形瓶中溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟不褪色;
(4)滴定管小数在上,大数在下,根据图示,起始读数为0.00mL,终点读数为25.90mL,盐酸溶液的体积为25.90mL,则待测液浓度为:c==0.1295mol/L,故答案为:0.00;25.90;0. 1295mol/L;
(5)若滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作均正确,会导致消耗标准液的体积偏小,依据c(待测)=可知,溶液浓度偏低;若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸,导致消耗标准液体积小,依据c(待测)=可知,溶液浓度偏低,故答案为:偏低;偏低。
20.与化学平衡类似,电离平衡的平衡常数叫作电离平衡常数(用K表示)。下表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数:
酸
电离方程式
电离平衡常数
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
K=1.96×10-5
HClO
HClOClO-+H+
K=3.0×10-8
H2CO3
H2CO3H++HCO3-
HCO3-H++CO32-
K1=4.4×10-7
K2=5.6×10-11
H3PO4
H3PO4H++H2PO4-
H2PO4-H++HPO42-
HPO42-H++PO43-
K1=7.1×10-3
K2=6.3×10-8
K3=4.2×10-13
回答下列问题:
(1)若把CH3COOH、HClO、H2CO3、HCO3-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看作是酸,则它们酸性最强的是___(填化学式,下同),最弱的是___。
(2)向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳,发生反应的离子方程式为___。
(3)求出该温度下,0.10mol·L-1的CH3COOH溶液中的c(H+)=____mol·L-1。
【答案】(1). H3PO4 (2). HPO42- (3). CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3- (4). 1.4×10-3
【解析】
【分析】(1)同一温度下,酸的电离常数越大其酸性越强,根据酸的电离常数确定酸性强弱;
(2)碳酸的酸性强于次氯酸,次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子的酸性,据此书写化学反应方程式;
(3)CH3COOH⇌CH3COO-+H+,结合电离平衡常数计算氢离子浓度。
【详解】(1)同一温度下,酸的电离常数越大其酸性越强,根据酸的电离常数知,则它们酸性强弱顺序是:H3PO4>CH3COOH>H2CO3>H2PO4->HClO>HCO3->HPO42-,所以酸性最强的是H3PO4,最弱的是HPO42-,故答案为:H3PO4; HPO42-;
(2)因为酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,碳酸的酸性强于次氯酸,所以反应的离子方程式为:CO2+ClO-+H2O═HClO+HCO3-,故答案为:CO2+ClO-+H2O═HClO+HCO3-;
(3)该温度下,0.10mol•L-1的CH3COOH溶液中存在电离平衡,CH3COOH⇌CH3COO-+H+,平衡常数K==1.96×10-5,根据电离方程式,c(CH3COO−)=c(H+),则c2(H+)=0.10×1.96×10-5 ,解得:c(H+)≈1.4×10-3 mol/L,故答案为:1.4×10-3。
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