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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁(yè),總=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè),總=sectionpages11頁(yè)2025年滬教版選修4化學(xué)下冊(cè)階段測(cè)試試卷264考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬Ti的主要反應(yīng)之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+O2(g)?H=+140.5kJ/mol
2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g)?H=+221.0kJ/mol
則反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(1)+2CO(g)的?H為A.-30.0kJ/molB.+30.0kJ/molC.-80.5kJ/molD.+80.5kJ/mol2、CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣CO和H2;還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1K1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2K2;C(s)+O2(g)=CO(g)△H3K3;CH4-CO2催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△HK(其中△H為焓變,K為平衡常數(shù))下列說法正確的是A.△H=2△H3-2△H2-△H1B.K=2K3-K2-K1C.若平衡時(shí)c(CH4):c(CO2):c(CO):c(H2)=1:1:1:1,則K一定等于1(mol/L)2D.減小壓強(qiáng)可增大CH4(g)和CO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率3、在恒容密閉容器中將CO2與含少量CO的H2混合生成甲醇,反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),下圖表示按分別為①1:4和②1:6兩種投料比時(shí),CO2的平衡經(jīng)隨溫度變化的曲線。
設(shè)①②兩種投料比時(shí)CO2投料的物質(zhì)的量濃度相等。下列有關(guān)說法正確的是A.按投料比①時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線對(duì)應(yīng)的是圖中的曲線lB.圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率為30%C.圖中b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K的值大于c點(diǎn)D.的數(shù)值,a點(diǎn)比c點(diǎn)小4、下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述,能夠用勒·夏特列原理來(lái)解釋的是A.加入催化劑可以提高單位時(shí)間氨的產(chǎn)量B.高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)C.500℃高溫比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)D.N2和H2按物質(zhì)的量之比1:2.8混合,更有利于氨的合成5、常溫下,VLpH=2的鹽酸與0.2LpH=12的氨水混合,若所得溶液顯酸性,下列有關(guān)判斷正確的是A.V一定等于0.2B.V大于或等于0.2,也有可能小于0.2C.混合溶液中離子濃度一定滿足:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)D.混合溶液中離子濃度可能滿足:c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)評(píng)卷人得分二、多選題(共6題,共12分)6、25℃時(shí)加水稀釋10mLpH=11的氨水,下列判斷正確的是A.原氨水的濃度=10-3mol/LB.溶液中c(NH4+)/c(NH3?H2O)增大C.氨水的電離程度增大,溶液中所有離子的濃度均減小D.再加入10mLpH=3的鹽酸充分反應(yīng)后混合液的pH值肯定大于77、下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是A.在0.1mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)B.在0.1mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3-)C.向0.2mol·L-1NaHCO3溶液中加入等體積0.1mol·L-1NaOH溶液:c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)D.常溫下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1mol·L-1]:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)8、室溫下,Ka(HCOOH)=1.77×10?4,Ka(CH3COOH)=1.75×10?5。若溶液混合引起的體積變化可忽略,室溫時(shí)下列指定溶液中微粒物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是()A.濃度均為0.1mol·L-1的CH3COONa溶液與HCOOK溶液:c(K+)-c(HCOO-)>c(Na+)-c(CH3COO-)B.向0.1mol·L-1的HCOONa溶液中通入HCl氣體至pH=7:c(Na+)>c(Cl-)=c(HCOOH)C.0.1mol·L-1的HCOOH溶液和0.05mol·L-1的NaOH溶液等體積混合:c(Na+)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)D.c(NH4+)相等的HCOONH4溶液、CH3COONH4溶液:c(HCOONH4)>c(CH3COONH4)9、已知草酸(H2C2O4)為二元弱酸,25℃時(shí),Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5。用NaOH溶液滴定草酸氫鉀(KHC2O4)溶液;混合溶液的相對(duì)導(dǎo)電能力隨加入NaOH體積的變化如圖所示(忽略混合時(shí)溶液溫度的變化),其中N點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)。下列有關(guān)描述中正確的是。
A.M點(diǎn)粒子濃度:c(K+)>c()>c()>c(H2C2O4)B.N點(diǎn)時(shí)存在:c(Na+)+c(K+)<2c()+2c()C.從N點(diǎn)到P點(diǎn)的過程中溶液中一定存在:c(Na+)+c(H2C2O4)>c()D.水的電離程度大小順序:P>N>M10、常溫下,有①氨水、②NH4Cl溶液、③Na2CO3溶液、④NaHCO3溶液各25mL,物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L,下列說法正確的是A.四種溶液pH的大小順序:①>④>③>②B.溶液①、②等體積混合后pH>7,則c(NH4+)<c(NH3·H2O)C.向溶液①、②中分別加入25mL0.1mol/L鹽酸后,溶液中c(NH4+):①<②D.向溶液③、④中分別加入12.5mL0.1mol/LNaOH溶液后,兩溶液中的離子種類相同11、常溫時(shí),向20mL0.1000mol/LH2C2O4溶液中滴加0.1000mol·L-1NaOH溶液;混合溶液pH隨加入NaOH溶液體積的變化如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()
A.點(diǎn)①、③、④所示溶液中,點(diǎn)③所示溶液H2O的電離程度最小B.點(diǎn)②所示溶液中:2c(H+)+c(HC2O4-)+3c(H2C2O4)=2c(OH-)+c(C2O42-)C.點(diǎn)③所示溶液中:c(HC2O4-)+2c(C2O42-)=c(Na+)D.滴定過程中可能出現(xiàn):c(Na+)>c(HC2O4-)=c(C2O42-)>c(OH-)>c(H+)評(píng)卷人得分三、填空題(共5題,共10分)12、比較下列各組熱化學(xué)方程式中ΔH的大小關(guān)系(填“>”或“<”)。
①S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g)ΔH2則ΔH1________ΔH2
②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH2則ΔH1_____ΔH213、化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。
(1)0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為_____。
(2)家用液化氣中主要成分之一是丁烷。當(dāng)1g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時(shí),放出熱量50kJ。試寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式:____。14、順-1;2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:
該反應(yīng)的速率方程可表示為:v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定溫度時(shí)為常數(shù);分別稱作正,逆反應(yīng)速率常數(shù)?;卮鹣铝袉栴}:
(1)已知:t1溫度下,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1=_____;該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),則________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)t2溫度下,圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是_______(填曲線編號(hào)),平衡常數(shù)值K2=_____;溫度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判斷理由是______。
15、在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);
其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______________。
(2)該反應(yīng)為_______________反應(yīng)(填“吸熱”;“放熱”)。
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______________。
a.容器中壓強(qiáng)不變b.混合氣體中c(CO)不變。
c.v正(H2)=v逆(H2O)d.c(CO2)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),試判斷此時(shí)的溫度為_______________℃。
(5)1200℃時(shí),在某時(shí)刻體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2mol·L-1、2mol·L-1、4mol·L-1、4mol·L-1,則此時(shí)上述反應(yīng)的平衡向__________移動(dòng)(填“正向”、“逆向”或“不”)。16、碳的化合物的轉(zhuǎn)換在生產(chǎn)、生活中具有重要的應(yīng)用,如航天員呼吸產(chǎn)生的CO2用Sabatier反應(yīng)處理,實(shí)現(xiàn)空間站中O2的循環(huán)利用。
Sabatier反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水電解反應(yīng):2H2O(1)2H2(g)+O2(g)。
(1)將原料氣按n(CO2):n(H2)=1:4置于密閉容器中發(fā)生Sabatier反應(yīng),測(cè)得H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示(虛線表示平衡曲線)。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度降低而________(填“增大”或“減小”)。
②在密閉恒溫(高于100℃)恒容裝置中進(jìn)行該反應(yīng);下列能說明達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____。
A.混合氣體密度不再改變B.混合氣體壓強(qiáng)不再改變。
C.混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變D.n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃達(dá)到平衡時(shí)體系的總壓強(qiáng)為p;該反應(yīng)平衡常數(shù)Kp的計(jì)算表達(dá)式為_______。(不必化簡(jiǎn),用平衡分,壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
(2)Sabatier反應(yīng)在空間站運(yùn)行時(shí),下列措施能提高CO2轉(zhuǎn)化率的是____(填標(biāo)號(hào))。
A.適當(dāng)減壓B.合理控制反應(yīng)器中氣體的流速。
C.反應(yīng)器前段加熱,后段冷卻D.提高原料氣中CO2所占比例。
(3)一種新的循環(huán)利用方案是用Bosch反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反應(yīng)。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分別為-394kJ/mol;-242kJ/mol;Bosch反應(yīng)的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定條件下由對(duì)應(yīng)單質(zhì)生成lmol化合物時(shí)的反應(yīng)熱)
②一定條件下Bosch反應(yīng)必須在高溫下才能啟動(dòng);原因是______________。若使用催化劑,則在較低溫度下就能啟動(dòng)。
③Bosch反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是_______________。評(píng)卷人得分四、判斷題(共1題,共9分)17、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評(píng)卷人得分五、原理綜合題(共4題,共24分)18、建設(shè)“美麗中國(guó)”首先要做好環(huán)境保護(hù)與治理。氮氧化物(NOx)是嚴(yán)重的大氣污染物;其主要來(lái)源有汽車尾氣和硝酸工廠等。氮氧化物(NOX)能引起霧霾;光化學(xué)煙霧、酸雨等環(huán)境問題。某科研機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了如下轉(zhuǎn)化氮氧化物的幾種方案。請(qǐng)回答下列問題:
(1)方案Ⅰ:利用甲烷在催化劑條件下還原NOx;相關(guān)反應(yīng)如下:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g)?H1=+180.5kJ/mol
②CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)?H2=-574kJ/mol
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)?H3=-1160kJ/mol
則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)反應(yīng)方程式是________。
(2)方案Ⅱ:利用CO在催化劑條件下還原NOx:2NOx(g)+2xCO(g)?N2(g)+2xCO2(g)?H。向容積均為2L的甲(溫度為T1)、乙(溫度為T2)兩個(gè)恒容密閉容器中分別充入2molNO2(g)和3molCO(g)。反應(yīng)過程中兩容器內(nèi)CO2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示:
①甲容器中,平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為____;
②T1___T2(填“>”或“<”);△H___0(填“>”或“<”);判定的依據(jù)是____;
③T2溫度時(shí);該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____;
④乙容器達(dá)到平衡后,再充入3molNO2和2molCO2,此時(shí)v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”)。19、已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=Q,其平衡常數(shù)隨溫度變化如下表所示:。溫度/℃400500850平衡常數(shù)9.9491
請(qǐng)回答下列問題:
(1)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為___,該反應(yīng)的Q__0(填“>”或“<”)。
(2)850℃時(shí)在體積為10L反應(yīng)器中,通入一定量的CO和H2O(g),發(fā)生上述反應(yīng),CO和H2O(g)濃度變化如圖所示,則0~4min時(shí)平均反應(yīng)速率v(CO)=__。
(3)400℃時(shí),壓強(qiáng)恒定的密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)。該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是__(填字母)。
A.v逆(H2)=v正(CO)
B.容器的總體積不再隨時(shí)間而變化。
C.混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化。
D.CO、H2O、CO2、H2的分子數(shù)之比為1∶1∶1∶1
(4)若在500℃時(shí)進(jìn)行,且CO、H2O(g)的起始濃度均為0.020mol?L-1,該條件下,CO的最大轉(zhuǎn)化率為__。
(5)若在850℃時(shí)進(jìn)行,某時(shí)刻時(shí)測(cè)得CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物質(zhì)的量分別為1mol、0.5mol、0.6mol、0.6mol,此時(shí)V正__V逆。(填“>”或“<”或“=”)
(6)若在850℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O(g)共為1mol,其中水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為x,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為y,試推導(dǎo)y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為__。20、氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質(zhì)。研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理對(duì)于消除環(huán)境污染有重要意義。
(1)催化氧化法去除NO是在一定條件下,用NH3消除NO污染,其反應(yīng)原理為4NH3+6NO5N2+6H2O。不同溫度條件下,n(NH3):n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4:1;3:1、1:3時(shí);得到NO脫除率曲線如圖1所示。
①n(NH3):n(NO)的物質(zhì)的量之比為1:3時(shí),對(duì)應(yīng)的是曲線_________(填“a”“b”或“c”)。
②由圖1可知,無(wú)論以何種比例反應(yīng),在溫度超過900℃時(shí)NO脫除率都會(huì)驟然下降的原因可能是_________。
(2)NO氧化反應(yīng):2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)分兩步進(jìn)行;其反應(yīng)過程能量變化示意圖如圖2。
Ⅰ.2NO(g)→N2O2(g);ΔH1Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)→2NO2(g);ΔH2
①化學(xué)反應(yīng)速率有速率較慢的反應(yīng)步驟決定。以上反應(yīng)決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體,保持其他條件不變,控制反應(yīng)溫度分別為T3和T4(T4>T3),測(cè)得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線如圖3。轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的時(shí)間較長(zhǎng),試結(jié)合反應(yīng)過程能量圖(圖2)分析其原因:______。
(3)新型綠色硝化劑N2O5可以通過N2O4為原料用電解法制備,實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示。則電極B接直流電源的_________極,電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為_________。21、研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理,對(duì)于消除對(duì)環(huán)境的污染有重要意義。升高溫度,絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率卻隨著溫度的升高而減少。某化學(xué)小組為研究該特殊現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)原因,查閱資料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:
①2NO(g)N2O2(g)(快)△H1<01正=k1正c2(NO)1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)△H2<02正=k2正c(N2O2)c(O2)2逆=k2逆c2(NO2)
請(qǐng)回答下列問題:
(1)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=________kJ·mol-1(用含△H1和△H2的式子表示)。一定溫度下,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài),請(qǐng)寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_________,升高溫度,K值__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)根據(jù)速率方程分析,升高溫度該反應(yīng)速率減小的原因是_____________。
A.k2正增大,c(N2O2)增大B.k2正增大,c(N2O2)減小
C.k2正減小,c(N2O2)增大。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到v2正~c(O2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)x點(diǎn)升高到某一溫度時(shí),反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為_________(填字母)。
(3)工業(yè)上可用氨水作為NO2的吸收劑,NO2通入氨水發(fā)生的反應(yīng):2NO2+2NH3·H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O。若反應(yīng)后的溶液滴入甲基橙呈紅色,則反應(yīng)后溶液中c()_______c()+c()(填“>”“<”或“=”)。工業(yè)上也可用電解法處理氮氧化物的污染。電解池如圖所示,陰陽(yáng)電極間是新型固體氧化物陶瓷,在一定條件下可傳導(dǎo)O2-。該電解池陰極的電極反應(yīng)式是________。
評(píng)卷人得分六、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共27分)22、隨著我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確定,含碳化合物的綜合利用備受關(guān)注。CO2和H2合成甲醇是CO2資源化利用的重要方法。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
反應(yīng)Ⅲ:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的=_______已知由實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)Ⅰ的(為速率常數(shù),與溫度、催化劑有關(guān))。若平衡后升高溫度,則_______(填“增大”“不變”或“減小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高的是_______(填字母)。
A.增大壓強(qiáng)B.升高溫度C.增大H2與CO2的投料比D.改用更高效的催化劑。
②恒溫(200℃)恒壓條件下,將1molCO2和1molH2充入某密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為a,CH3OH的物質(zhì)的量為bmol,則此溫度下反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx=_______[寫出含有a、b的計(jì)算式;對(duì)于反應(yīng)為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。已知CH3OH的沸點(diǎn)為64.7℃]。其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時(shí)平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)反應(yīng)Ⅲ可能的反應(yīng)歷程如圖所示。
注:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目;微粒的相對(duì)總能量(括號(hào)里的數(shù)字或字母;單位:eV)。其中,TS表示過渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。
①反應(yīng)歷程中,生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式為_______。
②相對(duì)總能量_______eV(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))。(已知:)23、常溫下,有下列四種溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化學(xué)用語(yǔ)解釋其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,開始時(shí)反應(yīng)速率的大小關(guān)系為①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等體積、等pH的溶液①和④分別與足量的②反應(yīng),消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系為①_______④(填“>”、“<”或“=”)。24、常溫下,用酚酞作指示劑,用0.10mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲線如圖。
(已知:CH3COOH、HCN的電離平衡常數(shù)分別為1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)圖__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH變化的曲線;判斷的理由是__。
(2)點(diǎn)③所示溶液中所含離子濃度的從大到小的順序:__。
(3)點(diǎn)①和點(diǎn)②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)點(diǎn)②③④所示的溶液中水的電離程度由大到小的順序是:__。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、C【分析】【分析】
【詳解】
已知i:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+O2(g)?H=+140.5kJ/mol
ii:2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g)?H=+221.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律可知i-ii可得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(1)+2CO(g)?H=+140.5kJ/mol-221.0kJ/mol=-80.5kJ/mol,故答案為C。2、D【分析】【詳解】
A.①C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2③C(s)+O2(g)=CO(g)△H3將方程式2×③-①-②可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=2△H3-△H1-△H2;A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義可得K1=K2=K3=K=B錯(cuò)誤;
C.若平衡時(shí)c(CH4):c(CO2):c(CO):c(H2)=1:1:1:1,假設(shè)每種物質(zhì)的濃度都是x,則K==若x=1,則K=1,若x=2,則K=4,所以K不一定為1(mol/L)2;C錯(cuò)誤;
D.由于反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),所以根據(jù)平衡移動(dòng)原理,減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡正向移動(dòng),從而可增大CH4(g)和CO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率;D正確;
故合理選項(xiàng)是D。3、D【分析】【詳解】
A.①②兩種投料比時(shí)CO2投料的物質(zhì)的量濃度相等,則投料比越小,即c(H+)+c(CO)越大,氫氣的濃度增大,平衡正向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率增大;所以曲線I為投料比②時(shí)的曲線,曲線II為投料比①時(shí)的曲線,故A錯(cuò)誤;
B.題目只給了的比值;混合氣體中氫氣的占比未知,所以無(wú)法計(jì)算氫氣的轉(zhuǎn)化率,故B錯(cuò)誤;
C.據(jù)圖可知相同投料比的情況下,溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動(dòng),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高平衡常數(shù)越小,b點(diǎn)溫度高于c點(diǎn),所以b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K的值小于c點(diǎn);故C錯(cuò)誤;
D.曲線I為投料比②時(shí)的曲線,曲線II為投料比①時(shí)的曲線,容器恒容,CO不參與反應(yīng),雖然H2和CO混合氣體中各組分的占比未知,但各組分占比不變,所以設(shè)初始ca(CO2)=1mol/L,a點(diǎn)轉(zhuǎn)化率為60%,結(jié)合化學(xué)方程式可知平衡時(shí)ca(CO2)=0.4mol/L,ca(CH3OH)=0.6mol/L,則c點(diǎn)轉(zhuǎn)化率約為45%,同理可得則=<1,所以的數(shù)值;a點(diǎn)比c點(diǎn)小,故D正確;
故答案為D。4、B【分析】【詳解】
A.催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng);只能改變化學(xué)反應(yīng)速率和縮短達(dá)到平衡得時(shí)間,故加入催化劑可以提高單位時(shí)間氨的產(chǎn)量不能用勒夏特列原理解釋,A不符合題意;
B.工業(yè)上合成氨的反應(yīng)為:正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的方向,故高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)能用勒夏特列原理解釋,B符合題意;
C.合成氨反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng);故應(yīng)該室溫比500℃高溫更有利于合成氨的反應(yīng),而工業(yè)上采用500℃高溫是由于催化劑活性和反應(yīng)速率原因,C不符合題意;
D.N2和H2按物質(zhì)的量之比1:2.8混合,減小H2的物質(zhì)的量,平衡向逆向移動(dòng),不利于氨的合成,不能用勒夏特列原理解釋,減小H2的物質(zhì)的量主要是采用增大廉價(jià)原料N2的用量來(lái)提高難得的原料H2的利用率;D不符合題意;
故答案為:B。5、D【分析】【詳解】
試題分析:A、鹽酸屬于強(qiáng)酸、NH3·H2O屬于弱堿,V=0.2L,反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為NH4Cl、NH3·H2O,溶液顯堿性,不符合題目,故錯(cuò)誤;B、根據(jù)選項(xiàng)A的分析,不能等于0.2L,故錯(cuò)誤;C、因?yàn)槿芤猴@酸性,有可能c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-);故錯(cuò)誤;D;根據(jù)選項(xiàng)C分析,故正確。
考點(diǎn):考查離子濃度大小比較、弱電解質(zhì)等知識(shí)。二、多選題(共6題,共12分)6、BD【分析】【詳解】
A.一水合氨是弱電解質(zhì),氨水中存在電離平衡,pH=11的氨水中c(OH-)=10-3mol·L-1,氫氧根離子濃度小于氨水濃度,所以氨水濃度大于10-3mol·L-1;故A錯(cuò)誤;
B.氨水稀釋過程中,促進(jìn)一水合氨電離,但氫氧根離子減小,所以溶液中=的增大;故B正確;
C.稀釋氨水過程中;促進(jìn)一水合氨電離,氫氧根離子;銨根離子、一水合氨濃度都減小,溫度不變,水的離子積常數(shù)不變,氫離子濃度增大,故C錯(cuò)誤;
D.常溫下;pH=11的氨水和pH=3的鹽酸,鹽酸的物質(zhì)的量濃度小于氨水,等體積混合時(shí)氨水的物質(zhì)的量大于鹽酸的物質(zhì)的量,所以混合溶液呈堿性,故D正確;
故選BD。
【點(diǎn)睛】
本題考查弱電解質(zhì)的電離,明確弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡、離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)是解本題關(guān)鍵,B選項(xiàng)將轉(zhuǎn)化在再分析。7、BD【分析】【詳解】
A、碳酸氫鈉溶液呈堿性,說明碳酸氫根離子水解程度大于電離程度,c(H2CO3)>c(CO32-),則c(Na+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-);但碳酸氫根離子水解或電離都較微弱,所以碳酸氫根離子濃度比碳酸的濃度大,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)電荷守恒得c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),根據(jù)物料守恒得c(Na+)=2c(HCO3-)+2c(CO32-)+2c(H2CO3),兩式將鈉離子約去,所以得c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3);故B正確;
C、二者混合后,溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3,碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子水解程度,所以c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);故C錯(cuò)誤;
D、混合溶液呈中性,說明c(H+)=c(OH-),再結(jié)合電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),得c(Na+)=c(CH3COO-),醋酸是弱電解質(zhì),電離程度較小,所以c(CH3COOH)>c(H+),溶液中醋酸根離子濃度大于醋酸濃度,所以離子濃度大小順序是c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-);故D正確;
答案選BD。
【點(diǎn)睛】
向0.2mol·L-1NaHCO3溶液中加入等體積0.1mol·L-1NaOH溶液后的溶液是等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3,碳酸鈉的堿性更強(qiáng),說明碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子水解程度,然后判斷溶液中各離子的濃度。8、BC【分析】【分析】
A.兩個(gè)溶液中的電荷守恒分別為:c(K+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-);
B.電荷守恒式子為:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCOO-)+c(OH-),物料守恒式子為:c(Na+)=c(HCOO-)+c(HCOOH);
C.HCOOH+NaOH=HCOONa+H2O;
D.越弱越水解,水解程度:c(HCOO-)﹤c(CH3COO-)。
【詳解】
A.根據(jù)電荷守恒有:HCOOK溶液中,c(K+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),c(OH-)-c(H+)=c(K+)-c(HCOO-),CH3COONa溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(OH-)-c(H+)=c(Na+)-c(CH3COO-),因?yàn)镵a(HCOOH)=1.77×10?4,Ka(CH3COOH)=1.75×10?5,所以CH3COO-水解程度更大,堿性更強(qiáng),c(OH-)-c(H+)更大,那么c(K+)-c(HCOO-)+)-c(CH3COO-);A錯(cuò)誤;
B.電荷守恒式子為:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCOO-)+c(OH-),pH=7時(shí),c(H+)=c(OH-),c(Na+)=c(Cl-)+c(HCOO-),那么c(Na+)>c(Cl-),又因?yàn)槲锪鲜睾闶阶訛椋篶(Na+)=c(HCOO-)+c(HCOOH),所以c(Cl-)+c(HCOO-)=c(HCOO-)+c(HCOOH),那么c(Cl-)=c(HCOOH),綜上所述:c(Na+)>c(Cl-)=c(HCOOH);B正確;
C.0.1mol·L-1的HCOOH溶液和0.05mol·L-1的NaOH溶液等體積混合,NaOH反應(yīng)完,HCOOH反應(yīng)了一半,混合后的溶質(zhì)為:等物質(zhì)的量的HCOONa和HCOOH,電荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),物料守恒有:2c(Na+)=c(HCOO-)+c(HCOOH),物料守恒-電荷守恒可得:c(Na+)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+);C正確;
D.NH4+水解呈酸性,HCOO-、CH3COO-水解呈堿性,HCOO-、CH3COO-水解對(duì)NH4+水解起促進(jìn)作用,因?yàn)樗獬潭菻COO-﹤CH3COO-,所以CH3COONH4溶液中NH4+水解程度更大,現(xiàn)在c(NH4+)相等,那么一定有c(HCOONH4)﹤c(CH3COONH4);D錯(cuò)誤。
答案選BC。
【點(diǎn)睛】
溶液中離子濃度大小的比較,一是準(zhǔn)確分析溶質(zhì)的成分,二是三大守恒熟練運(yùn)用。9、AC【分析】【分析】
M點(diǎn)時(shí)還未加入氫氧化鈉溶液,體系中為KHC2O4溶液,根據(jù)電離平衡常數(shù)判斷水解和電離程度的大?。籒點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn):2NaOH+2KHC2O4=2H2O+K2C2O4+Na2C2O4,P中存在K2C2O4、Na2C2O4和過量的NaOH;可水解的鹽促進(jìn)水的電離;酸和堿抑制水的電離,由此進(jìn)行解題。
【詳解】
A.M點(diǎn)時(shí)還未加入氫氧化鈉溶液,體系中為KHC2O4溶液,HC2O4-會(huì)水解:+H2O?H2C2O4+OH-,Kh()====1.7×10-13,HC2O4-也會(huì)電離:?+H+,由于Kh()<Ka2,草酸氫根在溶液中的電離程度大于其水解程度,顯酸性,故粒子濃度:c(K+)>c()>c()>c(H2C2O4);A正確;
B.N點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn):2NaOH+2KHC2O4=2H2O+K2C2O4+Na2C2O4,根據(jù)物料守恒可推出:c(Na+)+c(K+)=2c()+2c()+2c(H2C2O4),所以N點(diǎn)時(shí)存在:c(Na+)+c(K+)>2c()+2c();B錯(cuò)誤;
C.從N點(diǎn)到P點(diǎn)的過程中,溶液中存在K2C2O4、Na2C2O4和NaOH(K2C2O4:Na2C2O4=1:1),水解生成H2C2O4,故c(Na+)>c(),故溶液中一定存在:c(Na+)+c(H2C2O4)>c();C正確;
D.根據(jù)A項(xiàng)分析,M點(diǎn)的微弱電離抑制水的電離,N點(diǎn)由于的水解促進(jìn)水的電離;P中存在過量的NaOH抑制水的電離,則水的電離程度大小順序?yàn)椋篘>M>P,D錯(cuò)誤;
答案選AC。10、CD【分析】【詳解】
A.物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的①氨水、②NH4Cl溶液、③Na2CO3溶液、④NaHCO3溶液各25mL;一水合氨電離生成氫氧根離子顯堿性,氯化銨溶液中銨根離子水解顯酸性;碳酸根離子水解顯堿性,碳酸氫根離子水解顯堿性;同濃度碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子水解程度,溶液堿性強(qiáng);所以溶液PH大小為::①>③>④>②,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.溶液①氨水是弱堿存在電離平衡,②NH4Cl溶液水解顯酸性,①、②等濃度等體積混合后pH>7,說明溶液中一水合氨電離程度大于銨根離子水解程度,溶液顯堿性,所以c(NH4+)>c(NH3?H2O);B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.鹽酸和一水合氨恰好反應(yīng)生成氯化銨溶液,氯化銨的濃度為0.05mol/L,氯化銨溶液中加入鹽酸抑制銨根離子的水解,溶液中c(NH4+):①<②;C項(xiàng)正確;
D.向溶液③;④中分別加入25mL0.1mol/LNaOH溶液后;碳酸氫鈉和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉溶液,兩溶液中的離子種類相同,D項(xiàng)正確;
答案選CD。11、BC【分析】【分析】
常溫時(shí),向20mL0.1000mol/LH2C2O4溶液中滴加0.1000mol·L-1NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng)H2C2O4+OH-=HC2O4-+H2O,HC2O4-+OH-=C2O42-+H2O,消耗20mlNaOH溶液時(shí)為第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn),恰好生成NaHC2O4,消耗40mlNaOH溶液時(shí)為第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn),恰好生成Na2C2O4;由此分析。
【詳解】
A.酸或堿存在抑制水的電離,鹽類水解促進(jìn)水的電離,隨著滴定反應(yīng)的進(jìn)行,液中H2C2O4的量越來(lái)越少。鹽類含量越來(lái)越高,則水的電離程度逐漸增大,點(diǎn)①、③、④所示溶液中,點(diǎn)①所示溶液H2O的電離程度最??;故A錯(cuò)誤;
B.點(diǎn)②時(shí)氫氧化鈉與草酸的物質(zhì)的量之比是3:2,根據(jù)電荷守恒和物料守恒可知溶液中2c(H+)+c(HC2O4-)+3c(H2C2O4)=2c(OH-)+c(C2O42-);故B正確;
C.點(diǎn)③溶液顯中性,根據(jù)電荷守恒可知c(HC2O4-)+2c(C2O42-)=c(Na+);故C正確;
D.根據(jù)圖像可知當(dāng)溶液顯堿性,水解程度大于電離程度,c(HC2O4-)和c(C2O42-)不可能相等;故D錯(cuò)誤;
答案選BC。三、填空題(共5題,共10分)12、略
【分析】【分析】
【詳解】
①固體S燃燒時(shí)要先變成氣態(tài),過程吸熱,氣體與氣體反應(yīng)生成氣體比固體和氣體反應(yīng)生成氣體產(chǎn)生熱量多,但反應(yīng)熱為負(fù)值,故ΔH1>ΔH2;
②水由氣態(tài)變成液態(tài)放出熱量,所以生成液態(tài)水,放出的熱量多,但反應(yīng)熱為負(fù)值,故ΔH1<ΔH2?!窘馕觥?gt;<13、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,則1mol完全燃燒,放出熱量為2165kJ,其熱化學(xué)方程式為B2H6(g)+O2(g)=B2O3(s)+H2O(l)△H=-2165kJ/mol;
(2)當(dāng)1g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時(shí),放出熱量50kJ,則1mol丁烷完全燃燒放出2900kJ能量,則丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式為C4H10(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=-2900kJ/mol。
【點(diǎn)睛】
熱化學(xué)方程式要注意有物質(zhì)聚集狀態(tài),且方程式后有焓變值,當(dāng)△H>0,反應(yīng)吸熱,當(dāng)△H<0時(shí),反應(yīng)為放熱反應(yīng)。并且焓變值與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比?!窘馕觥緽2H6(g)+O2(g)=B2O3(s)+H2O(l)△H=-2165kJ/mol;C4H10(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=-2900kJ/mol。14、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)v(正)=k(正)c(順)、則v(正)=0.006c(順),v(逆)=k(逆)c(反),v(逆)=k(逆)c(反)=0.002c(反),化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等,則0.006c(順)=0.002c(反),K1=c(反)/c(順)=0.006÷0.002=3;該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量,即該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則小于零。
(2)隨著時(shí)間的推移,順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少,則符合條件的曲線是B,設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x,該可逆反應(yīng)左右物質(zhì)系數(shù)相等,均為1,則平衡時(shí),順式異構(gòu)體為0.3x,反式異構(gòu)體為0.7x,所以平衡常數(shù)值K2==7/3,因?yàn)镵1>K2,放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以溫度t2大于t1。【解析】①.3②.小于③.B④.⑤.大于⑥.放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)15、略
【分析】【詳解】
(1)因平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=故答案為
(2)由表可知:升高溫度;化學(xué)平衡常數(shù)增大,說明升高溫度,化學(xué)平衡正向移動(dòng),因此正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故答案為吸熱;
(3)a、反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng),壓強(qiáng)的改變不會(huì)要引起平衡移動(dòng),故a錯(cuò)誤;b、化學(xué)平衡時(shí),各組分的濃度不隨時(shí)間的改變而改變,因此混合氣體中c(CO)不變,說明達(dá)到了平衡狀態(tài),故b正確;c、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是v正=v逆,所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c正確;d、c(CO2)=c(CO)時(shí),不能表明正逆反應(yīng)速率相等,不一定達(dá)到了平衡狀態(tài),故d錯(cuò)誤;故選bc;
(4)某溫度下,各物質(zhì)的平衡濃度符合下式:3c(CO2)?c(H2)=5c(CO)?c(H2O),則平衡常數(shù)K==0.6;所處溫度為700℃,故答案為700;
(5)1200℃時(shí),某時(shí)刻濃度商Qc==4>K=2.6,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,故答案為逆向?!窘馕觥课鼰醔c700逆向16、略
【分析】①根據(jù)圖中平衡時(shí)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)曲線隨溫度的降低而增大;可知該正反應(yīng)為放熱反應(yīng),K隨溫度的升高而減小,K隨溫度降低而增大。答案:增大。
②根據(jù)在密閉恒溫(高于100℃)恒容裝置中進(jìn)行的反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);可知A.混合氣體密度不會(huì)改變,所以不能作為平衡的依據(jù),故A錯(cuò);B.由反應(yīng)可知此反應(yīng)兩邊計(jì)量數(shù)不等,所以混合氣體壓強(qiáng)不再改變標(biāo)志達(dá)到平衡,故B正確。C.混合氣體平均摩爾質(zhì)量M=m/n,M不變說明n不在改變,說明達(dá)到平衡了。故C正確;D.n(CO2):n(H2)=1:2不符合化學(xué)平衡的定義;不能作為判斷平衡的依據(jù),故D錯(cuò)。本題答案:BC。
③在密閉容器里全部由氣體參與的反應(yīng)中,平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)之比=氣體物質(zhì)的量之比=氣體物質(zhì)的量濃度之比。根據(jù)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),可知平衡時(shí)所占的壓強(qiáng)為根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知所占?jí)簭?qiáng)為因此和所占的壓強(qiáng)為根據(jù)初始投料比以及和的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),兩者的物質(zhì)的量之比也為故平衡時(shí)所占的壓強(qiáng)為所占的壓強(qiáng)為故可寫出的表達(dá)式為
(2)A項(xiàng),該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理可知減壓后反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,會(huì)降低的轉(zhuǎn)化效率,故A項(xiàng)錯(cuò);B根據(jù)CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g),合理控制反應(yīng)器中氣體的流速,可以增大反應(yīng)物接觸面積,可以使反應(yīng)物充分反應(yīng),提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故B正確;C項(xiàng),反應(yīng)器前段加熱可以加快反應(yīng)速率,后段冷卻可以加大反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,因此該措施能提高的轉(zhuǎn)化效率,故選C項(xiàng);D項(xiàng),提高原料氣中的比例會(huì)增大的轉(zhuǎn)化率,但會(huì)減小的轉(zhuǎn)化效率;故D項(xiàng)錯(cuò)。綜上所述,本題正確答案為BC。
(3)①根據(jù)題目給出條件可知a.b.由即可得Bosch反應(yīng),其反應(yīng)熱為
②在化學(xué)反應(yīng)中;只有活化分子才能發(fā)生有效碰撞而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。升高溫度可以提高反應(yīng)物的活化能,從而發(fā)生反應(yīng),而Bosch反應(yīng)的反應(yīng)活化能高,所以必須在高溫下才能啟動(dòng)。
③在Bosch反應(yīng)中,氫原子全部轉(zhuǎn)化到水分子中,水電解后氫原子又重新全部形成因此該方案的優(yōu)點(diǎn)為氫原子利用率為【解析】增大BCBC-90反應(yīng)的活化能高氫原子利用率為100%四、判斷題(共1題,共9分)17、×【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(cuò);【解析】錯(cuò)五、原理綜合題(共4題,共24分)18、略
【分析】【分析】
在書寫物質(zhì)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí);要注意可燃物的化學(xué)計(jì)量系數(shù)為1,方程式表示的必須是可燃物的完全燃燒,若有水生成,務(wù)必要為液態(tài)。由于溫度越高,反應(yīng)速率一般越大;所以對(duì)于不同溫度下,物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的圖像,濃度變化的越快,說明相應(yīng)的溫度越高;判斷出溫度的大小后,再根據(jù)不同溫度平衡濃度的大小關(guān)系結(jié)合勒夏特列原理就可以分析出反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。平衡常數(shù),高中階段認(rèn)為只和溫度有關(guān);所以利用溫度不變平衡常數(shù)不變,通過判斷濃度商和平衡常數(shù)的大小關(guān)系,就可以確定條件改變對(duì)平衡的影響。
【詳解】
(1)甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:根據(jù)蓋斯定律,代入數(shù)據(jù)得
(2)①根據(jù)CO還原NO2的方程式:甲容器中平衡時(shí)CO2的濃度增加了0.6mol/L,那么NO2的濃度減小了0.3mol/L,即物質(zhì)的量減少了0.6mol,因此轉(zhuǎn)化率為:
②由于T1條件下,CO2濃度變化更快,所以該溫度下反應(yīng)速率更大,因此溫度更高;溫度從T1降到T2,CO2的平衡濃度上升;平衡正向移動(dòng),因此,該反應(yīng)是放熱反應(yīng);
③溫度為T2時(shí),CO2平衡濃度為1mol/L,根據(jù)反應(yīng)的方程式:N2的平衡濃度即0.25mol/L,NO2的平衡濃度為0.5mol/L,CO的平衡濃度為0.5mol/L,所以該溫度下平衡常數(shù)為:
④乙容器達(dá)到平衡后,若再充入3molNO2和2molCO2,則此時(shí)NO2的濃度為2mol/L,CO2的濃度為2mol/L;此時(shí),濃度商為:由于溫度未變化,所以此時(shí)的K仍為16,Q=K;所以,反應(yīng)仍維持平衡狀態(tài),正逆反應(yīng)速率相等;
【點(diǎn)睛】
可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等;若已知平衡常數(shù),那么溫度不變的情況下,可以利用平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷條件改變對(duì)平衡的影響?!窘馕觥緾H4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=?799kJ/mol><溫度升高,c(CO2)低,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng)16=19、略
【分析】【分析】
(1)首先根據(jù)給出的平衡常數(shù)可以看出;隨著溫度的升高平衡常數(shù)在減小,說明該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng);
(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的公式來(lái)列方程即可;注意單位;
(3)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度(或者物質(zhì)的量)不再發(fā)生改變;據(jù)此來(lái)分析選項(xiàng)即可,萬(wàn)變不離其宗;
(4)轉(zhuǎn)化率即據(jù)此來(lái)列方程即可,此處的量可以代入濃度;物質(zhì)的量、質(zhì)量等等;
(5)850℃下的平衡常數(shù)已知;算出濃度商再和平衡常數(shù)進(jìn)行比較即可;
(6)列出平衡常數(shù)的表達(dá)式再進(jìn)行分析。
【詳解】
(1)列出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:隨著溫度升高平衡常數(shù)逐漸減小,說明正反應(yīng)放熱,即
(2)在0~4分鐘內(nèi),的濃度變化了0.12mol/L,因此
(3)A.該項(xiàng)表明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等;即達(dá)到平衡狀態(tài),A項(xiàng)正確;
B.反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變;因此就算是恒壓容器,體積也是保持不變的,故不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變;因此氣體密度保持不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.分子數(shù)為1:1:1:1不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);只有各物質(zhì)的濃度保持不變時(shí)才能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選A;
(4)設(shè)反應(yīng)中生成了xmol/L的根據(jù)計(jì)量比不難看出生成的也為xmol/L,則平衡常數(shù)可以表達(dá)為解得轉(zhuǎn)化率則轉(zhuǎn)化率最大為75%;
(5)假設(shè)容器的濃度為1L,求出此時(shí)的濃度商:而850℃下的平衡常數(shù)K為1,此時(shí)尚未達(dá)到平衡,反應(yīng)還將正向進(jìn)行,因此正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率;
(6)因800℃時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù)為1,起始時(shí)水蒸氣的物質(zhì)的量為xmol,CO的物質(zhì)的量為反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的的物質(zhì)的量為根據(jù)化學(xué)計(jì)量比不難發(fā)現(xiàn)消耗的水蒸氣、生成的生成的均為代入平衡常數(shù)表達(dá)式:化簡(jiǎn)得出【解析】K=<0.03mol?L-1?min-1A75%>y=x20、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)①在溫度不變時(shí),n(NH3):n(NO)越大,則NO的去除率越高。根據(jù)圖象可知NO的去除率大小關(guān)系是:a>b>c,所以n(NH3):n(NO)=1:3時(shí),NO去除率應(yīng)該最低,故n(NH3):n(NO)的物質(zhì)的量之比為1:3時(shí);對(duì)應(yīng)的是曲線是c;
②由圖1可知;無(wú)論以何種比例反應(yīng),在溫度超過900℃時(shí)NO脫除率都會(huì)驟然下降,這是因?yàn)榉磻?yīng)在催化劑存在的條件下進(jìn)行,當(dāng)溫度高于900℃時(shí),可能催化劑失去活性,反應(yīng)速率降低;
(2)①化學(xué)反應(yīng)速率有速率較慢的反應(yīng)步驟決定。由圖象可知:反應(yīng)I的活化能較??;反應(yīng)比較容易進(jìn)行,反應(yīng)速率較快;反應(yīng)II的活化能較高,反應(yīng)較難發(fā)生,反應(yīng)速率較慢,故以上反應(yīng)決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是II;
②根據(jù)圖象可知:T4沒有T3陡度大,則轉(zhuǎn)化相同量的NO,T4溫度下耗時(shí)更長(zhǎng);根據(jù)能量圖分析,△H1<0,溫度升高,反應(yīng)I的化學(xué)平衡逆向移動(dòng),使c(N2O2)減??;濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)II速率的影響,故該溫度下的反應(yīng)速率慢,達(dá)到平衡所需時(shí)間長(zhǎng);
(3)從電解原理看,N2O4制備N2O5為氧化反應(yīng),則N2O5應(yīng)該在陽(yáng)極反應(yīng)生成,所以電極A連接電源正極,A為陽(yáng)極,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+;B為陰極,與電源負(fù)極連接?!窘馕觥縞催化劑失去活性ⅡT4ΔH1<0,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ平衡逆移,c(N2O2)減小,濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響負(fù)極N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+21、略
【分析】【分析】
(1)2NO(g)N2O2(g);②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g),而目標(biāo)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=①+②,平衡常數(shù)K=由反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),所以1正=1逆、2正=2逆,所以1正×2正=1逆×2逆;而正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡常數(shù)減??;
(2)因?yàn)闆Q定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反應(yīng)②,所以反應(yīng)①的活化能E1遠(yuǎn)小于反應(yīng)②的活化能E2;決定反應(yīng)速率的是反應(yīng)②,而溫度越高k2正增大,反應(yīng)速率加快,二氧化二氮的濃度減少,導(dǎo)致兩者的積減小;2正升高到某一溫度時(shí)2正減?。黄胶饽嫦蛞苿?dòng),氧氣的濃度增大;
(3)根據(jù)電荷守恒c()+c(H+)=c()+c()+c(OH-),而甲基橙呈紅色,說明溶液呈酸性c(H+)>c(OH-),所以c()<c()+c(),O2-在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng);而氮的氧化物在陰極發(fā)生還原反應(yīng),由此分析解答。
【詳解】
(1)①2NO(g)N2O2(g);②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g),而目標(biāo)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)可以由反應(yīng)①+②而得,根據(jù)蓋斯定律可知,該反應(yīng)的△H=△H1+△H2,由反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),所以1正=1逆、2正=2逆,所以1正×2正=1逆×2逆,即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)c(O2)=k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2),則是K==已知△H1<0,△H2<0,故△H1+△H2<0,即正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡常數(shù)減小,故答案為:△H1+△H2;減小;
(2)因?yàn)闆Q定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反應(yīng)②,溫度越高k2正增大,反應(yīng)速率加快,二氧化二氮的濃度減少,導(dǎo)致兩者的積減小,從而導(dǎo)致該反應(yīng)速率減小;2正升高到某一溫度時(shí)2正減小;平衡逆向移動(dòng),氧氣的濃度增大,所以反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為a,故答案為:B;a;
(3)根據(jù)電荷守恒c()+c(H+)=c()+c()+c(OH-),而甲基橙呈紅色,說明溶液呈酸性c(H+)>c(OH-),所以c()<c()+c(),所以氣體NO2在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氮?dú)?,陰極的電極反應(yīng)式:2NO2+8e-=N2+4O2-,故答案為:<;2NO2+8e-=N2+4O2-。【解析】減小Ba<2NO2+8e-=N2+4O2-六、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共27分)22、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反應(yīng)Ⅰ屬于吸熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時(shí)升溫,平衡正向移動(dòng),K增大,則減小;
(2)①A.Ⅲ為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),加壓能使平衡正向移動(dòng),從而提高的平衡轉(zhuǎn)化率;A正確;
B.反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),反應(yīng)Ⅲ為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),的平衡轉(zhuǎn)化率不一定升高;B錯(cuò)誤;
C.增大與的投料比有利于提高的平衡轉(zhuǎn)化率;C正確;
D.催劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率;D錯(cuò)誤;
故選AC;
②200℃時(shí)是氣態(tài),1mol和1molH2充入密閉容器中,平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為
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