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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年魯人新版選修4化學(xué)上冊月考試卷371考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共9題,共18分)1、已知H-H鍵鍵能為436kJ/mol,H-N鍵鍵能為391kJ/mol,根據(jù)化學(xué)方程式:N2+3H22NH3,反應(yīng)1molN2時放出92.4kJ的熱量,則N≡N鍵鍵能是()A.431kJ/molB.945.6kJ/molC.649kJ/molD.869kJ/mol2、已知H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g);該反應(yīng)分①;②兩步進行,其能量曲線如圖所示,已知:ICl中氯為-1價,碘為+1價。下列有關(guān)說法正確的是。
A.反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)B.反應(yīng)①和②均是同種元素間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)C.反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率慢,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能有關(guān)D.HI(g)+ICl(g)I2(g)+HCl(g)△H=-218kJ/mol3、對于可逆反應(yīng):A2(g)+3B2(g)?2AB3(g)△H<0。下列圖像中正確的是A.B.C.D.4、臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)。向甲、乙兩個體積都為1.0L的恒容密閉容器中均充入2.0molNO2和1.0molO3,分別在T1、T2溫度下,經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中n(O2)隨時間(t)變化情況見下表。下列說法不正確的是。
A.T1<T2B.該反應(yīng)△H<0C.甲容器在溫度為T1時的平衡常數(shù)為20mol·L-1D.乙容器中,0~3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(NO2)=0.2mol·L-1·s-15、可逆反應(yīng)N2+3H22NH3△H<0。有甲、乙兩個完全相同的容器,向甲容器中加入1molN2和3molH2,在一定條件下,達平衡時放出的熱量為Q1;在相同條件下,向乙容器加入2molNH3,達平衡時,吸收的熱量為Q2。已知Q2=3Q1,則甲容器中,H2的轉(zhuǎn)化率為A.10%B.20%C.25%D.40%6、可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g);反應(yīng)過程中,當(dāng)其他條件不變時,C的百分含量與溫度(T)和壓強(p)的關(guān)系如圖。下列敘述不正確的是。
A.達平衡后,若升溫,平衡左移B.達平衡后,加入催化劑,則C的百分含量不變C.化學(xué)方程式中a+b>c+dD.達平衡后,減小A的量有利于平衡向左移動7、將1molA(g)和1molB(g)投入一容積可變的密閉容器中,發(fā)生如下可逆反應(yīng):A(g)+B(g)xC(g);經(jīng)測定C在反應(yīng)混合物中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(C%)與時間(t)符合圖Ⅰ所示關(guān)系,由此推斷下列說法中正確的是。
A.在上述可逆反應(yīng)中x=3B.其他條件不變,若將起始投入量改為2molA(g)和2molB(g),達到平衡時,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大C.在圖Ⅱ中若P3>P4,則Y軸可表示混合氣體的平均摩爾質(zhì)量D.在圖Ⅱ中,若Y軸可表示A的轉(zhuǎn)化率,則若P348、稀氨水中存在電離平衡NH3·H2ONH4++OH-,下列敘述正確的是A.加水稀釋后,溶液中c(H+)減小B.通入少量HCl(g)后,溶液中c(NH4+)減小C.加入少量濃氨水,電離平衡逆向移動D.加入少量NH4Cl固體,溶液的pH減小9、常溫下,向20.00mL0.1mol·L-1氨水中滴入0.1mol·L-1鹽酸,溶液中由水電離出的c(H+)的負對數(shù)[-1gc水(H+)]與所加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示,下列說法不正確的是()
A.常溫下,Kb(NH3·H2O)約為1×10-5B.b=20.00C.R、Q兩點對應(yīng)溶液均呈中性D.R到N、N到Q所加鹽酸體積不相等評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)10、氮及其化合物是科學(xué)家們一直在探究的問題;它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動中起著重要的作用?;卮鹣铝袉栴}:
(一)已知①H2O(g)=H2O(1)△H=-44kJ?mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1
③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g)△H=+1025kJ?mol-1
寫出NH3(g)和O2(g)在一定條件下轉(zhuǎn)化為N2(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式_________
(二)工業(yè)合成氨的原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1。合成時反應(yīng)溫度控制在500℃,壓強是2×l07~5×l07Pa;鐵觸媒做催化劑。
(1)下列反應(yīng)條件的控制不能用勒夏特列原理解釋的是_________。
A.及時分離出NH3
B.使用鐵觸媒做催化劑。
C.反應(yīng)溫度控制在500℃左右。
D.反應(yīng)時壓強控制在2×l07~5×l07Pa
(2)一定溫度下,將1molN2和3molH2置于一恒定容積的密閉容器中反應(yīng),一段時間后反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。下列說法中正確的是________。
A.單位時間內(nèi),有3molH-H生成的同時又6mdN-H斷裂;說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
B.N2和H2的物質(zhì)的量之比保持不變時;說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
C.達到平衡狀態(tài)時;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大。
D.達到平衡狀態(tài)后,再充入2molNH3,重新達到平衡后,N2的體積分?jǐn)?shù)變小。
(三)如圖表示H2的轉(zhuǎn)化率與起始投料比(n(N2)∶n(H2))、壓強的變化關(guān)系,則與曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應(yīng)的壓強P1、P2、P3從高到低的順序是_________________;測得B(X,60)點時N2的轉(zhuǎn)化率為50%,則X=________。
(四)一定溫度下,將lmolN2和3molH2置于一密閉容器中反應(yīng),測得平衡時容器的總壓為P,NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%,列式計算出此時的平衡常數(shù)Kp=________(用平衡分壓代替平衡濃度進行計算;分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù),可不化簡)。
(五)以NO原料,通過電解的方法可以制備NH4NO3,其總反應(yīng)是8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3,寫出以惰性材料作電極的陽極反應(yīng)式:_______________。11、(1)已知在250C、1.013×105Pa下;1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量,生成物能量總和________(填“>”;“<”或“=”)反應(yīng)物能量總和.若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣,則放出的熱量________570kJ(填“>”、“<”或“=”).
(2)已知在250C、1.013×105Pa下,16gCH4(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3kJ熱量,寫出甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式__________________________.12、在一定溫度下,把2體積N2和6體積H2通入一個帶活塞的體積可變的容器中,活塞的一端與大氣相通如圖所示。容器中發(fā)生以下反應(yīng):N2+3H22NH3(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。若反應(yīng)達平衡后;測得混合氣體的體積為7體積,據(jù)此回答下列問題:
(1)保持上述反應(yīng)溫度不變,設(shè)a、b、c分別代表初始加入的N2、H2和NH3的體積;如果反應(yīng)達到平衡后混合氣體中各物質(zhì)的體積仍與上述平衡時完全相同,那么:
①若a=1,c=2,則b=____。在此情況下,反應(yīng)起始時將向______(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向進行。
②若需規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,則c的范圍是______。
(2)在上述裝置中,若需控制平衡后混合氣體為6.5體積,則可采取的措施是______,原因是_____。13、含氮;磷污水過量排放引起的水體富營養(yǎng)化是當(dāng)前備受關(guān)注的環(huán)境問題。
(1)氮肥、磷肥都可以促進作物生長。氮、磷元素在周期表中處于同一主族,從原子結(jié)構(gòu)角度分析它們性質(zhì)相似的原因是_______,性質(zhì)有差異的原因是_______。
(2)氮的化合物在水中被細菌分解,當(dāng)氧氣不充足時,在反硝化細菌的作用下,細菌利用有機物(又稱碳源,如甲醇)作為電子供體,將硝態(tài)氮的化合物(含NO3-)連續(xù)還原最終生成N2;發(fā)生反硝化作用,完成下述反應(yīng)的方程式:
____+5CH3OH____↑+CO32-+4HCO3-+____________________________
(3)某小組研究溫度對反硝化作用的影響。在反應(yīng)器內(nèi)添加等量的相同濃度的甲醇溶液,從中取污泥水混合液分置于4個燒杯中,使4個燒杯內(nèi)的溫度不同,將實驗數(shù)據(jù)作圖如圖。由圖像分析產(chǎn)生差異的原因是:_______。
(4)某小組研究濃度對反硝化作用的影響。
①保持其他條件相同,在反應(yīng)器內(nèi)添加不等量的甲醇溶液,使4個燒杯碳源濃度依次為183mg?L-1、236mg?L-1、279mg?L-1和313mg?L-1。該小組預(yù)測反硝化速率變化的趨勢是增大,預(yù)測依據(jù)是_______。
②碳源為183mg?L-1的污水經(jīng)過2h的反硝化試驗,可使NO3-由15.0mg?L-1降至8.8mg?L-1。已知M(NO3-)=62g?mol-1,NO3-的轉(zhuǎn)化速率是________mol(L?h)-1。14、已知常溫下部分弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下表:?;瘜W(xué)式HFHClOH2CO3電離常數(shù)6.8×10?44.7×10?8K1=4.3×10?7K2=5.6×10?11
常溫下,物質(zhì)的量濃度相同的三種溶液①NaF溶液②NaClO溶液③Na2CO3溶液,其pH由大到小的順序是___(填序號)。15、已知常溫下H2C2O4的電離平衡常數(shù)Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,反應(yīng)NH3·H2O+HC2O4-=NH4++C2O42-+H2O的平衡常數(shù)K=9.45×104,則NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=______________。16、甲醇可作為燃料電池的原料。工業(yè)上利用CO2和H2在一定條件下反應(yīng)合成甲醇。
(1)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:___________________。
(2)甲醇脫氫可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g);甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如下圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
①600K時,Y點甲醇的υ(逆)________(正)(填“>”或“<”)
②從Y點到X點可采取的措施是____________________________。
③有同學(xué)計算得到在t-1K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為8.1mol·L-1。你認(rèn)為正確嗎?請說明理由________________________。
(3)納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。在相同的密閉容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分別進行催化CH3OH的脫氫實驗:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的濃度(mol·L-1)隨時間t(min)變化如下表:。序號溫度01020304050①T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480②T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480③T20.100.0940.0900.0900.0900.090
可以判斷:實驗①的前20min的平均反應(yīng)速率ν(H2)=______________;實驗溫度T1________T2(填“>”、“<”);催化劑的催化效率:實驗①______________實驗②(填“>”、“<”)。
(4)電解法可消除甲醇對水質(zhì)造成的污染,原理是:通電將Co2+氧化成Co3+,然后Co3+將甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。現(xiàn)用如下圖所示裝置模擬上述過程,除去甲醇的離子方程式為___________________________。
17、電化學(xué)是研究化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)換的裝置;過程和效率的科學(xué);應(yīng)用極其廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(1)下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是______________(填序號)。
I.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2ΔH<0
II.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH>0
III.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH<0
VI.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH<0
(2)下圖容器中均盛有稀硫酸。
①裝置A中的能量轉(zhuǎn)化方式是_____________________________;裝置C電池總反應(yīng)為____________________________________________________________。
②裝置D中銅電極上觀察到的現(xiàn)象_____________________________,溶液中的H+移向_____________(填“Cu”或“Fe”)極附近。
③四個裝置中的鐵被腐蝕時由快到慢的順序是______________(填字母)。18、1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出143kJ熱量;1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。
(1)寫出氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式__________
(2)若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出熱量為__890kJ(填“>”、“<”、“=”)評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)19、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、計算題(共2題,共12分)20、(寫出計算步驟)已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g)P(g)+Q(g);△H>0請回答下列問題:
(1)在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1,達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為多少______?平衡常數(shù)?__
(2)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;達到平衡后,c(P)=2mol·L-1,a=?;________
(3)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度為:c(M)=c(N)=bmol?L-1,達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為多少?________21、由含碘廢水制取碘酸鉀的一種工藝如下:
“制KI(aq)”時,該溫度下水的離子積為Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。為避免0.9mol·L-1FeI2溶液中Fe2+水解生成膠狀物吸附I-,起始加入K2CO3必須保持溶液的pH不大于______。評卷人得分五、有機推斷題(共1題,共4分)22、某溫度時,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。請回答下列問題:
(1)A點表示Ag2SO4是_____(填“過飽和”“飽和”或“不飽和”)溶液。
(2)該溫度下Ag2SO4的溶度積常數(shù)Ksp=_____。(列式帶入數(shù)據(jù)并計算出結(jié)果)
(3)現(xiàn)將足量的Ag2SO4固體分別加入:
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。
b.10mL蒸餾水。
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。
則Ag2SO4的溶解程度由大到小的順序為_____(填字母)。
(4)向Ag2SO4懸濁液中加入足量Na2CrO4固體,可觀察到有磚紅色沉淀生成(Ag2CrO4為磚紅色),寫出沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式:_____。評卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共1題,共9分)23、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五種短周期元素;其原子序數(shù)依次增大。
①W的氫化物與W最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高價氧化物對應(yīng)水化物之間兩兩反應(yīng)均可生成鹽和水。
③常溫下,Q的最高價氣態(tài)氧化物與化合物X2O2發(fā)生反應(yīng)生成鹽乙。
請回答下列各題:
(1)甲的水溶液呈酸性,用離子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M為金屬元素,方程式未配平)由上述信息可推測Z在周期表中位置為________________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的難溶半導(dǎo)體材料CuYO2可溶于稀硝酸,同時生成NO。寫出此反應(yīng)的離子方秳式_____________________________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【詳解】
設(shè)N≡N鍵鍵能為x,則故答案為:B。
【點睛】
焓變的計算:①總能量:生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量;②總鍵能:反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能;③蓋斯定律。2、C【分析】【分析】
【詳解】
A.根據(jù)圖示可知反應(yīng)①的生成物總能量低于反應(yīng)物總能量;因此反應(yīng)①為放熱反應(yīng),故A錯誤;
B.反應(yīng)①為H2(g)+2ICl(g)=HI(g)+2HCl(g),氫元素化合價升高失電子,碘元素化合價降低得電子;反應(yīng)②HI(g)+ICl(g)I2(g)+HCl(g)只涉及碘元素化合價升降得失電子;故B錯誤;
C.反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率慢;說明反應(yīng)①中正反應(yīng)的活化能較大,反應(yīng)②中正反應(yīng)的活化能較小,故C正確;
D.反應(yīng)①、反應(yīng)②總的能量變化為218kJ,因此H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)△H=-218kJ/mol;故D錯誤;
答案選C。3、A【分析】【詳解】
A.升高溫度;正逆反應(yīng)速率都增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動,交叉點后,逆反應(yīng)速率應(yīng)該大于正反應(yīng)速率,A正確;
B.相同溫度,增大壓強,平衡正向移動,AB3的百分含量增多,相同壓強升高溫度,平衡逆向移動,AB3的百分含量減小;B錯誤;
C.該反應(yīng)是氣體體積減小的可逆反應(yīng);增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,所以B的含量是減小,壓強一定升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,B的含量增大,C錯誤;
D.該反應(yīng)是放熱反應(yīng);先拐先平,溫度高,D錯誤;
故選A。4、A【分析】【詳解】
A.圖表數(shù)據(jù)可知,甲容器中達到平衡時間短,反應(yīng)的溫度高T1>T2;A錯誤;
B.圖表數(shù)據(jù)可知;甲容器中達到平衡時間短,反應(yīng)的溫度高,升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進行,甲中平衡時氧氣的物質(zhì)的量小于乙容器,則該反應(yīng)△H<0,B正確;
C.對于甲容器,發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),反應(yīng)達到平衡時n(O2)=0.8mol,n(N2O5)=n(O2)=0.8mol,反應(yīng)消耗n(O3)=0.8mol,消耗n(NO2)=2×0.8mol=1.6mol,所以平衡時n(NO2)=2.0mol-1.6mol=0.4mol,n(O3)=1.0mol-0.8mol=0.2mol,反應(yīng)容器的容積是1L,所以各種物質(zhì)的平衡時的物質(zhì)的量為物質(zhì)的平衡濃度,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==20;C正確;
D.乙容器中,0~3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(NO2)=2v(O2)=2×=0.20mol/(L·s);D正確;
答案選A。5、C【分析】【詳解】
根據(jù)題意甲、乙兩個容器中的平衡狀態(tài)是等效的,設(shè)甲中氫氣的轉(zhuǎn)化率是x,則生成氨氣的物質(zhì)的量是2x,所以在乙容器中分解的氨氣是2-2x,則根據(jù)Q2=3Q1可知(1-x)×△H=3x×△H,解得x=0.25,答案選C。6、C【分析】【分析】
A.先拐先平衡,數(shù)值大,因此在C的百分含量與溫度(T)圖象中可知T2>T1;升高溫度,C的百分含量降低,說明當(dāng)溫度升高時,平衡逆向移動,由此可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng);
B.加入催化劑;反應(yīng)速率加快,但平衡不移動;
C.先拐先平衡,數(shù)值大,因此在C的百分含量與壓強(p)的關(guān)系圖中可知p1>p2;增大壓強,C的百分含量降低,說明增大壓強,平衡逆向移動,由此可知該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng);
D.達到平衡后減小A的量;平衡逆向移動。
【詳解】
A.由分析可知;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),達平衡后,若升高溫度,平衡逆向移動,A項正確,不符合題目要求;
B.加入催化劑;反應(yīng)速率加快,但平衡不移動,因此C的百分含量不變,B項正確,不符合題目要求;
C.由分析可知,該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),因此化學(xué)方程式中a+b
D.達到平衡后減小A的量;平衡逆向移動,D項正確,不符合題目要求;
答案選C。
【點睛】
表示不同條件下,反應(yīng)達到平衡的時間快慢、反應(yīng)速率的快慢以及平衡混合物中某物質(zhì)的百分含量的關(guān)系。解題方法是“先拐先平,數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點的首先達到平衡,反應(yīng)速率快,以此判斷溫度或壓強的高低。再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)及反應(yīng)前后氣體體積的變化。7、C【分析】【詳解】
由圖1可知,T1時,P2到達平衡的時間短,則速率快,所以P2>P1,壓強越大,C%越大,即正方向為體積減小的方向,所以x=1;P2時,T1到達平衡的時間短,則速率快,所以T1>T2,溫度越高,C%越小,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng);即該反應(yīng)為:A(g)+B(g)C(g)△H<0。A、由以上分析可知x=1,故A錯誤;B、其他條件不變,由于容積可變,則壓強不變,若將起始投入量改為2molA(g)和2molB(g),達到平衡時與原平衡等效,平衡不移動,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變,故B錯誤;C、在圖II中Y隨溫度的升高而降低,已知升高溫度平衡逆移,所以氣體的物質(zhì)的量增加,平均摩爾質(zhì)量減小,故Y軸可以表示混合氣體的平均摩爾質(zhì)量,增大壓強平衡正移,平均摩爾質(zhì)量增大,所以P3>P4,故C正確;D、在圖II中Y隨溫度的升高而降低,已知升高溫度平衡逆移,所以A的轉(zhuǎn)化率減??;若增大壓強平衡正移,A的轉(zhuǎn)化率增大,所以P3>P4;故D錯誤;故選C。
【點睛】
本題考查化學(xué)平衡圖像的分析。理解勒夏特列原理只適用于“單因素”(濃度或溫度或壓強)改變,分析時應(yīng)固定一個物理量,分析另一物理量對縱坐標(biāo)的影響是解題的關(guān)鍵。本題的易錯點為B,要注意該容器的容積可變。8、D【分析】【詳解】
A、加水促進電離,氫氧根離子的物質(zhì)的量增大,但溶液體積增大的更多,故氫氧根離子的濃度減小,溫度不變,水的離子積常數(shù)不變,c(H+)增大;故A錯誤;
B、通入適量HCl,H+和OH-反應(yīng)生成水促進NH3?H2O電離,所以溶液中c(OH-)減小、c(NH4+)增大;故B錯誤;
C;加入少量濃氨水;氨水的濃度增大,電離平衡正向移動,故C錯誤;
D、加入少量氯化銨晶體,c(NH4+)增大,NH3?H2O電離平衡逆向移動,則c(OH-)減?。籶H減小,故D正確;
故選D。9、C【分析】【分析】
還沒滴HCl時,溶質(zhì)為:NH3·H2O,抑制水的電離,c水(H+)﹤10-7,-1gc水(H+)>7;NH3·H2O和HCl反應(yīng)生成NH4Cl和H2O,二者恰好完全反應(yīng)時溶質(zhì)為:NH4Cl,促進水的電離,水的電離程度最大,對應(yīng)N點;所以R點溶質(zhì)為:NH4Cl和NH3·H2O,Q點溶質(zhì)為:NH4Cl和HCl;據(jù)此分析解答。
【詳解】
A.V(HCl)=0時,溶質(zhì)為NH3·H2O,此時溶液中的H+全都是由水電離的,所以-1gc(H+)=-1gc水(H+)=11,即c(H+)=10-11,c(OH-)==10-3mol/L,所以Kb(NH3·H2O)==A正確;
B.b=20mL時,HCl的物質(zhì)的量=NH3·H2O的物質(zhì)的量,NH3·H2O和HCl恰好完全反應(yīng),溶質(zhì)為NH4Cl,促進水的電離,水的電離程度最大,-1gc水(H+)最?。籅正確;
C.R點溶質(zhì)為:NH4Cl和NH3·H2O,水的電離程度不促進也不抑制,說明該點NH4Cl的水解程度和NH3·H2O的電離程度相等,顯中性,Q點溶質(zhì)為:NH4Cl和HCl;一定顯酸性,C錯誤;
D.R到N,一方面滴加HCl消耗了NH3·H2O的抑制作用,另一方面生成的NH4Cl還直接起到促進水的電離的作用;N到Q,僅僅HCl起到抑制作用,但是R點和Q點水的電離程度是相等的,那么必然有R到N的HCl的體積小于N到Q所加鹽酸體積,D正確。
答案選C。
【點睛】
解題時要注意縱坐標(biāo)的含義:c水(H+)越大,水的電離程度越大,則-1gc水(H+)越小。二、填空題(共9題,共18分)10、略
【分析】【詳解】
(一)已知①H2O(g)=H2O(1)△H=-44kJ?mol-1,②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1,③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g)△H=+l025kJ?mol-1,根據(jù)蓋斯定律,將①×6-②×2-③得:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=(-44kJ?mol-1)×6-(+180.5kJ?mol-1)×2-(+l025kJ?mol-1)=-1650kJ/mol,故答案為4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=-1650kJ/mol;
(二)(1)A.及時分離出NH3;減小了氨氣的濃度,平衡正向移動,能用勒夏特列原理解釋,不選;B.使用鐵觸媒做催化劑,平衡不移動,不能用勒夏特列原理解釋,選;C.正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,不利于氨的合成,反應(yīng)溫度控制在500℃左右是提高反應(yīng)速率和催化劑的活性,不能用勒夏特列原理解釋,選;D.該反應(yīng)屬于氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強有利于平衡正向移動,能用勒夏特列原理解釋,不選;故選BC;
(2)A.單位時間內(nèi),有3molH-H生成的同時必定6mdN-H斷裂,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),錯誤;B.根據(jù)方程式,起始是N2和H2的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,反應(yīng)過程中N2和H2的物質(zhì)的量之比始終保持不變,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)C.反應(yīng)后,氣體的物質(zhì)的量減小,質(zhì)量不變,因此達到平衡狀態(tài)時,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大,正確;D.達到平衡狀態(tài)后,再充入2molNH3,相當(dāng)于增大壓強,平衡正向移動,重新達到平衡后,N2的體積分?jǐn)?shù)變?。徽_;故選CD;
(三)分析圖象變化可知:在投料比一定時,曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應(yīng)的氫氣的轉(zhuǎn)化率依次降低,因此壓強依次減小,故P1>P2>P3;設(shè)起始量氫氣為x,氮氣物質(zhì)的量為y;根據(jù)題意和圖像,N2的轉(zhuǎn)化率為50%,H2的轉(zhuǎn)化率為60%;
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)yx0.5y0.6x則0.5y:0.6x=1:3,解得=即X=故答案為P1>P2>P3;
(四)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始(mol)130
反應(yīng)x3x2x
平衡1-x3-3x2x
則×100%=20%,解得x=mol,NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為÷=20%,N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%,H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為60%,平衡常數(shù)Kp=故答案為
(五)根據(jù)總反應(yīng):8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),一氧化氮失去電子生成硝酸根離子,電極反應(yīng)式為NO+2H2O-3e-=4H++NO3-,故答案為NO+2H2O-3e-=4H++NO3-。【解析】4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=-1650kJ/molBCCDP1>P2>P32∶5NO+2H2O-3e-=4H++NO3-11、略
【分析】【詳解】
(1)1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量,說明生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量;2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為285×2=570kJ,由液態(tài)水變氣態(tài)水需要吸熱,所以2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣放出的熱量小于570kJ;(2)16gCH4(g)的物質(zhì)的量為1mol,所以熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ?mol﹣1。
【點睛】
放熱反應(yīng)中生成物的總能量小于反應(yīng)物總能量,反應(yīng)放出的熱量多少與物質(zhì)的狀態(tài)密切相關(guān)。由液體變?yōu)闅怏w需要吸收熱量?!窘馕觥浚迹糃H4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ?mol﹣112、略
【分析】【詳解】
(1)①反應(yīng)達到平衡后混合氣體中各物質(zhì)的量仍與上述平衡時完全相同,恒溫恒壓條件下,采用極限分析,按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊,應(yīng)滿足2體積N2、6體積H2,2體積的氨氣完全轉(zhuǎn)化得到1體積氮氣、3體積氫氣,故1+a=1+1=2,3+b=6,則b=3,所以只要a:b=1:3,由于a=1,則b=3;因反應(yīng)前混合氣體為8體積,反應(yīng)后混合氣體為7體積,體積差為1體積,則平衡時氨氣應(yīng)該為1體積,而在起始時,氨氣的體積c=2體積,比平衡狀態(tài)時大,為達到同一平衡狀態(tài),氨的體積必須減小,所以平衡逆向移動,故答案為:3;逆;
②若讓反應(yīng)逆向進行;由上述①所求出的平衡時氨氣為1體積,氨氣的體積必須大于1體積,最大值則為2體積氮氣和6體積氫氣完全反應(yīng)時產(chǎn)生的氨氣的體積,即為4體積,則1<c≤4,故答案為:1<c≤4;
(2)平衡后混合氣體為6.5體積<7體積,恒壓條件下,應(yīng)是改變溫度影響平衡移動,由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng),且是氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng),只能為降低溫度,,故答案為:降低溫度;6.5<7,上述平衡需向氣體體積縮小方向移動,故可采取降溫措施?!窘馕觥竣?3②.逆③.1<c≤4④.降溫⑤.6.5<7,上述平衡需向氣體體積縮小方向移動,故可采取降溫措施13、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)N和P最外層電子數(shù)相同;且都是5個,N和P位于VA族;P原子比N原子多一個電子層,P的原子半徑大于N的原子半徑,即P和N的性質(zhì)有差異;
(2)根據(jù)信息,NO3-與甲醇反應(yīng),生成N2、CO32-、HCO3-和H2O,即NO3-+CH3OH→CO32-+HCO3-+N2↑+H2O,根據(jù)化合價升降法進行配平,即6NO3-+5CH3OH3N2↑+CO32-+4HCO3-+8H2O;
(3)NO3-和碳源在反硝化細菌的作用下發(fā)生反應(yīng),溫度對反硝化細菌有影響,因此根據(jù)圖像分析產(chǎn)生差異的原因是其他條件不變時,溫度升高,反硝化菌活性隨之增強,對NO3-的降解(或反硝化作用)速率也加快;
(4)①根據(jù)問題(2);甲醇是反應(yīng)物,其他條件不變時,增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率加快;
②令溶液的體積為1L,消耗n(NO3-)=(1L×15×10-3mg·L-1-1L×8.8mg·L-1×10-3)/62g·mol-1=1×10-4mol,NO3-的轉(zhuǎn)化速率=1×10-4mol/(1L×2h)=5×10-5mol/(L·h)。
【點睛】
本題難點是氧化還原反應(yīng)方程式的書寫,首先找準(zhǔn)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物,本題氧化還原反應(yīng):NO3-+CH3OH→N2↑+CO32-+HCO3-,判斷化合價的變化,找出最小公倍數(shù),N2中N的化合價整體降低10價,CH3OH中C顯-2價;C的化合價升高6價;
最小公倍數(shù)為30,即N2的系數(shù)為3,CH3OH系數(shù)為5,最后根據(jù)原子守恒以及所帶電荷數(shù)相等配平其他即可?!窘馕觥孔钔鈱与娮訑?shù)相同,都是5個P原子比N原子多一個電子層,P的原子半徑比N的大6____+5CH3OH3____↑+CO32-+4HCO3-+8____其他條件不變時,溫度升高,反硝化菌活性隨之增強,對NO3-的降解(或反硝化作用)速率也加快①甲醇是反硝化反應(yīng)的反應(yīng)物(還原劑),其他條件不變時,增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率加快5×10-514、略
【分析】【分析】
根據(jù)鹽類水解形成的酸越弱;對應(yīng)的鹽越水解分析。
【詳解】
圖表中數(shù)據(jù)分析可知酸性HF>H2CO3>HClO>HCO3-,對應(yīng)鹽的水解程度F-<HCO3-<ClO-<CO32-,常溫下,物質(zhì)的量濃度相同的NaF溶液、NaClO溶液、Na2CO3溶液均水解顯堿性,水解程度越大,堿性越強,因水解程度為NaF溶液<NaClO溶液<Na2CO3溶液,則其pH由大到小的順序是③②①,故答案為:③②①。【解析】③②①15、略
【分析】【分析】
平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),由題意將平衡常數(shù)表達式寫出,再觀察找到K之間的聯(lián)系。
【詳解】
由題意,NH3·H2O+HC2O4-=NH4++C2O42-+H2O的平衡常數(shù)K=變形為=帶入數(shù)據(jù)可得9.45×104=解得Kb=1.75×10-5?!窘馕觥?.75×10-516、略
【分析】【分析】
【詳解】
試題分析:(1)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,①-②+4×③,得甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=﹣442.8kJ∕mol;
(2)①由圖可知,600K時,Y點甲醇的轉(zhuǎn)化率大于平衡時的轉(zhuǎn)化率,說明反應(yīng)逆向進行,則甲醇的υ(逆)____(正),②由圖可知,升溫,甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明正向是吸熱反應(yīng),從Y點到X點應(yīng)該讓反應(yīng)逆向進行,所以可采取降溫的措施,又因為正向是體積增大的反應(yīng),還可采取增大壓強的措施;③當(dāng)甲醇的起始濃度不一樣時,轉(zhuǎn)化率就不一定等于90%,所以在t-1K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為8.1mol·L-1是不正確的;
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,實驗①的前20minCH3OH的濃度變化了0.0014mol/L,則生成氫氣濃度是0.0014mol/L,ν(H2)=0.0014/20=7.0×10-5mol·L-1min-1;實驗②③相比,實驗③甲醇的起始濃度是實驗②的2倍,而達平衡時的濃度卻小于2倍,說明T1到T2平衡向正向移動,而反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以T2大于T1;實驗①;②值起始濃度相等;但到達平衡的時間實驗②小于①,所以催化劑的催化效率:實驗①<實驗②;
(4)Co3+將甲醇氧化成CO2和H+,自身被還原為Co2+,所以離子方程式為6Co3++CH3OH+H2O==6Co2++CO2↑+6H+
考點:蓋斯定律、外界條件對平衡狀態(tài)的影響、反應(yīng)速率以及電化學(xué)原理【解析】CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=﹣442.8kJ∕mol>降低溫度和增大壓強不正確;因為當(dāng)CH3OH的起始濃度不同時,其轉(zhuǎn)化率就不等于90%7.0×10-5mol·L-1min-1<<6Co3++CH3OH+H2O==6Co2++CO2↑+6H+17、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)在理論上只有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)才可以設(shè)計成原電池;據(jù)此解題。
I.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2ΔH<0;非氧化還原反應(yīng),I不合題意;
II.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH>0;非自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),II不合題意;
III.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH<0;非氧化還原反應(yīng),III不合題意;
VI.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH<0;自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),VI符合題意;
故答案為:VI;
(2)①裝置A中發(fā)生反應(yīng):Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,反應(yīng)放熱,故能量轉(zhuǎn)化方式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,裝置C是電解池,Zn作陰極,F(xiàn)e作陽極,故電池總反應(yīng)為Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,故答案為:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能;Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;
②裝置D中銅電極作正極發(fā)生還原反應(yīng),2H++2e-=H2↑,故可觀察到的現(xiàn)象為銅片表面產(chǎn)生氣泡,在原電池中溶液中的陽離子移向正極,陰離子移向負極,故H+移向正極Cu;故答案為:銅片表面產(chǎn)生氣泡;Cu;
③A裝置只是發(fā)生化學(xué)腐蝕,B裝置是電解池,F(xiàn)e在陰極被保護,C裝置為電解池,F(xiàn)e在陽極,加快腐蝕,D裝置是原電池,F(xiàn)e作負極,加快腐蝕,故四個裝置中的鐵被腐蝕時由快到慢的順序是C>D>A>B,故答案為:C>D>A>B?!窘馕觥縑I化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能Fe+H2SO4FeSO4+H2↑銅片表面產(chǎn)生氣泡CuC>D>A>B18、略
【分析】【分析】
相同物質(zhì)的量條件下;水蒸氣含有的熱量比液態(tài)水多,反應(yīng)熱=生成物的能量-反應(yīng)物的能量。
【詳解】
(1)根據(jù)題目,1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出143kJ熱量,即0.5mol氫氣完全燃燒釋放143kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-143kJ×4=-572kJ/mol;
(2)若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,生成物的能量增大,反應(yīng)熱增大,反應(yīng)熱為負值,放出熱量為<890kJ?!窘馕觥?H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ/mol<三、判斷題(共1題,共2分)19、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯;【解析】錯四、計算題(共2題,共12分)20、略
【分析】【分析】
由題意建立三段式求解可得。
【詳解】
(1)由題意建立如下三段式:
則N的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%,化學(xué)平衡常數(shù)K==0.5;故答案為:25%;0.5;
(2)由題意建立如下三段式:
溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,則=0.5,解得a=6mol·L-1;故答案為:6;
(3)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x;由題意建立如下三段式:
溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,則=0.5,解得x=0.41b;則M的轉(zhuǎn)化率為41%,故答案為:41%。
【解析】①.25%;②.0.5③.6④.41%21、略
【分析】【分析】
根據(jù)流程:含碘廢水中加入二氧化硫和硫酸銅發(fā)生發(fā)應(yīng):2SO2+I2+2Cu2++4H2O═2CuI↓+SO42-+8H+制備CuI(s),過濾,濾液1含硫酸,向濾渣中加入鐵粉、水,發(fā)生反應(yīng):2CuI+Fe=2Cu+FeI2,制得FeI2(aq),過濾得到的濾渣1為Fe和Cu,濾液中加入碳酸鉀發(fā)生反應(yīng):K2CO3+FeI2=FeCO3↓+2KI,濾渣2為FeCO3,酸性條件下,KI、過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng):2I-+2H++H2O2=H2O+I2生成碘單質(zhì),濾液2含有硫酸鉀,碘單質(zhì)、氯氣、KOH發(fā)生反應(yīng)5Cl2+I2+12OH-═2IO3-+10Cl-+6H2O,得到含有KIO3的溶液,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮,降溫結(jié)晶得到KIO3晶體;根據(jù)Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)?c2(OH-)=9.0×10-15,Kw=c(H+)?c(OH-)=1.0×10-13;計算溶液的氫離子濃度,進而得到pH值。
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