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文档介绍
【化学】四川省成都外国语学校2019-2020学年高二上学期期中考试试题(解析版)
四川省成都外国语学校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:H:1 C:12 O:16 Ca:40 第Ⅰ卷(选择题共50分) 一、选择题(每小题有1个选项符合题意) 1.“五千年文化,三千年诗韵。我们的经典从未断流”,明代诗人于谦在《石灰吟》中写道:“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。”这首脍炙人口的诗篇不仅蕴含了深刻的人文精神,还蕴藏了有趣的化学知识,下列有关说法中,错误的是( ) A. 化学反应过程中同时存在着物质变化和能量变化,其中物质变化是基础 B. 这首诗说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化 C. 石灰石的分解是熵增反应,因此在任何条件下都能自发进行 D. “要留清白在人间”涉及反应中的化学物质有强电解质、弱电解质和非电解质` 【答案】C 【解析】 【详解】A、化学反应的本质是旧键断裂,新键生成,在化学反应过程中,发生物质变化的同时一定发生能量变化,其中物质变化是基础,选项A正确; B. “烈火焚烧若等闲”说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化,选项B正确; C. 石灰石的分解生成氧化钙和二氧化碳是熵增反应,该反应为吸热反应,△H>0,要使△H-T△S<0,反应必须在高温条件下才能自发进行,选项C错误; D. “要留清白在人间”涉及反应为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应中的化学物质有强电解质碳酸钙、氢氧化钙,弱电解质水和非电解质二氧化碳,选项D正确。 答案选C。 2.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生,下列属于未来新能源标准的是( ) ①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能 A. ⑤⑥⑦ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③⑤⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧ 【答案】B 【解析】 【详解】煤、石油、天然气是化石能源,能引起严重的空气污染,不是新能源;核能使用不当,会对环境造成严重污染;常见未来新能源有:太阳能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等,这些能源对环境污染小,属于环境友好型能源,故选B。 3.下列事实能用勒夏特列原理解释的是( ) A. 工业制硫酸采用二氧化硫催化氧化,高温可以提高单位时间SO3的产量 B. 合成氨工业中使用铁触媒做催化剂 C. 用饱和食盐水除去氯气中氯化氢杂质 D. 在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉 【答案】C 【解析】 【详解】A.二氧化硫生成三氧化硫的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,三氧化硫的产量减小,不能用勒夏特列原理解释,故A错误; B.加入催化剂,有利于加快合成氨的反应速率,但不会引起平衡的移动,不能用勒夏特列原理解释,故B错误; C.氯气和水的反应是可逆反应,Cl2 + H2OH++Cl- +HClO,饱和食盐水中氯离子浓度大,平衡逆向进行,减小了氯气的溶解度,能用勒沙特列原理解释,故C正确; D.配制FeSO4溶液时在溶液中加入铁粉是为了防止亚铁离子被氧化,不能用勒夏特列原理解释,故D错误; 故选C。 4.下列说法正确的是( ) A. 缩小体积增大压强,活化分子百分数增加,化学反应速率增大 B. 升高温度,单位体积内分子总数不变,但活化分子数增加了,化学反应速率增大 C. 使用催化剂,增加了分子的能量,活化分子百分数增加,化学反应速率增大 D. 增大反应物浓度,活化分子百分数增加,化学反应速率增大 【答案】B 【解析】 【分析】缩小体积增大压强,活化分子百分数不变;升高温度,活化分子百分数增加;使用催化剂,分子的能量不变;增大反应物浓度,活化分子百分数不变; 【详解】缩小体积增大压强,活化分子百分数不变,故A错误;升高温度,分子能量增加,活化分子数增多,活化分子百分数增加,所以化学反应速率增大,故B正确;使用催化剂,分子的能量不变,活化能降低,活化分子百分数增加,化学反应速率增大,故C错误;加入反应物,增加分子总数,而活化分子百分数不变,单位体积活化分子的总数增多,化学反应速率增大,故D错误; 5.重铬酸钾溶液中存在如下平衡:(1)Cr2O72-+H2O2H++2CrO42-,向2mL0.1mol·L-1酸化的K2Cr2O7溶液中滴入适量(NH4)2Fe(SO4)2溶液,发生反应:Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。下列分析正确的是( ) A 向K2Cr2O7溶液加入几滴浓NaOH溶液,溶液由黄色变成橙黄 B. 氧化性:Cr2O72->Fe3+ C. CrO42-和Fe2+在酸性溶液中能大量共存 D. 向K2Cr2O7溶液中加水稀释,反应(1)平衡向左移动 【答案】B 【解析】A、加入氢氧化钠溶液,平衡正向进行,溶液由橙色变为黄色,故A错误;B、反应中Cr2O72-+14H++6Fe2+═2Cr3+(绿色)+6Fe3++7H2O,氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以实验②能说明氧化性:Cr2O72->Fe3+,故B正确;C、CrO42-具有氧化性,在酸性溶液中能氧化亚铁离子,CrO42-和Fe2+在酸性溶液中不可以大量共存,故C错误;D、稀释K2Cr2O7溶液时,离子浓度减小,但平衡常数不变,因此平衡向正反应方向移动,故D错误;故选B。 电解:本题的易错点为D,稀释溶液,离子浓度减小,但温度不变,平衡常数不变,假如溶液体积稀释为原来的2倍,则Qc=K<K,平衡正向移动。 6.在一定温度下的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡状态时缩小容器容积,下列叙述不正确的是( ) A. 该反应的平衡常数不变 B. 平衡向正反应方向移动 C. SO2的浓度增大 D. 正反应速率增大,逆反应速率减小 【答案】D 【解析】 【详解】A.化学平衡常数只与温度有关,该反应体系的温度不变,化学平衡常数不变,故A正确; B.缩小容器容积,体系的压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,所以平衡向正反应方向移动,故B正确; C.缩小容器容积,所有气体的浓度均增大,故C正确; D.达到平衡状态时缩小容器容积,压强增大,正、逆反应速率均增大,只是增大幅度不一样,故D错误; 故选D。 7.100 mL 2 mol/L的盐酸与过量的锌片反应时,为减慢反应速率,又不影响生成的氢气的总量,可采用的方法是( ) A. 加入等体积等浓度的硝酸钾溶液 B. 加入适量的醋酸钠固体 C. 加入适量的NaOH固体 D. 加入几滴氯化铜溶液 【答案】B 【解析】 【分析】过量的锌片,盐酸完全反应,则减慢反应速率又不影响生成氢气的总量,可减小氢离子浓度或减小金属的接触面积等,但不能改变氢离子的物质的量,据此分析判断。 【详解】A.加入等体积等浓度的硝酸钾溶液,由于硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,反应生成NO气体,故A不选。 B.加入适量醋酸钠溶液,生成醋酸,因醋酸为弱酸,氢离子浓度减小,反应速率减小,但氢离子的物质的量不变,生成氢气的总量不变,故B选; C.加入适量的NaOH固体,与盐酸反应,溶液中氢离子的物质的量减少,生成氢气减少,故C不选; D.加入数滴氯化铜溶液,锌置换出铜,形成原电池反应,反应速率增大,故D不选; 故选B。 8.对于恒温、恒容下的反应 2A(g) + 2B(g)3C(g) + D(g),达到平衡状态的是( ) A. 单位时间内生成 2n mol A,同时生成 3n mol C B. 单位时间内生成 n mol B,同时消耗 0.5n mol D C. 容器内压强不随时间而变化 D. 容器内混合气体的密度不随时间而变化 【答案】A 【解析】 【分析】可逆反应达到平衡状态的标志的判断要抓两条线索:一是正反应速率=逆反应速率;二是“变量不变”,由此分析。 【详解】A.“单位时间内生成 2n mol A”是逆反应速率,用表示;“单位时间内生成3n mol C”是正反应速率,用,则:=2n:3n=2:3,等于A、C化学计量数之比,所以反应达到平衡状态,A项正确; B.“单位时间内生成 n mol B”是逆反应速率;“单位时间内消耗0.5nmolD”是也是逆反应速率,所以无法确定正反应速率与逆反应速率是否相等,B项错误; C.恒温恒容条件下,气体压强与气体分子数目成正比,根据反应2A(g) + 2B(g)3C(g) + D(g)可知,反应前后气体分子数目相同,即在反应过程中气体压强不发生变化,所以当容器中压强不变时反应不一定达到平衡状态,C项错误; D.因反应混合物各组分都是气体,根据化学反应质量守恒,容器中气体总质量不变;而题设条件是恒容,根据密度公式可知,反应过程中容器内混合气体的密度一直不变,所以混合气体的密度不随时间而变化,不能说明反应达到平衡状态,D项错误;答案选A。 9. (原创)下列说法不正确的是( ) A. 中和热测定实验中,应迅速将NaOH溶液和盐酸在测定装置中混合 B. 为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可 C. 探究催化剂对H2O2分解速率的影响:在相同条件下,向一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mL H2O,向另一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mL FeCl3溶液,观察并比较实验现象 D. 已知,为了利用该反应探究反应速率与温度的关系,所用试剂除1 mol·L-1KI溶液、0.1 mol·L-1稀硫酸外,还需要用到淀粉溶液 【答案】B 【解析】试题分析:A.中和热测定实验中,需迅速将NaOH溶液和盐酸在测定装置中混合,以减少热量的散失,故A正确;B.新制氯水有酸性和漂白性,液体滴在pH试纸上先变红后褪色,无法读出溶液的pH值,故B错误;C.在相同条件下,向一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mL H2O,向另一支试管中加入2mL 5%H2O2和1mL FeCl3溶液,通过观察实验现象,可以探究催化剂对H2O2分解速率的影响,故C正确;D.,可利用淀粉溶液判断反应中有无碘生成,故D正确,答案为B。 10.已知相同条件下,下列反应的焓变和平衡常数分别表示为 ①2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)ΔH1 K1=x ②Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)ΔH2 K2=y ③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)ΔH3 K3=z 则下列关系正确的是( ) A. ΔH3=ΔH1+2ΔH2 z=xy2 B. ΔH3=ΔH1+ΔH2 z=x+y C. ΔH3=ΔH1+2ΔH2 z=x﹣y2 D. ΔH3=ΔH1+ΔH2 z=x/y 【答案】A 【解析】 【分析】根据盖斯定律进行计算,由①+②×2=③,得出2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)的△H;根据平衡常数的表达式得出K与系数成幂次方关系,方程式相加即平衡常数相乘,方程式相减即平衡常数相除。 【详解】根据盖斯定律进行计算,由由①+②×2=③得到2NH3(g)+7/2O2(g)=2NO2(g)+3H2O(g),则△H=ΔH3=ΔH1+2ΔH;根据平衡常数的表达式得出K与系数成幂次方关系,方程式相加即平衡常数相乘,方程式相减即平衡常数相除,则K3= K1 K22= xy2,故选A。 11.在一定条件下,在容积为2L的容积不变的刚性密闭容器中,将2 mol 气体M和3 mol N气体混合,发生如下反应:2M(g)+3N(g)xQ(g)+3R(g),该反应达平衡时,生成2.4mol R,并测得Q的浓度为0.4 mol/L,下列有关叙述正确的是( ) A. x值为2 B. 反应前与平衡时容器的压强之比为21:25 C. N的转化率为80% D. 混合气体平均摩尔质量不变,不能说明该反应达平衡 【答案】C 【解析】 【分析】平衡时,生成2.4molR,并测得Q的浓度为0.4mol/L,Q物质的量=0.4mol/L×2L=0.8mol,物质的量之比等于化学计量数之比,0.8∶2.4=x∶3,计算得到x=1; 2M(g)+3N(g)⇌Q(g)+3R(g) 起始量(mol) 2 3 0 0 变化量(mol) 1.6 2.4 0.8 2.4 平衡量(mol) 0.4 0.6 0.8 2.4 据此分析解答。 【详解】A.该反应达平衡时,生成2.4mol R,并测得Q的浓度为0.4mol/L,即生成Q为0.4mol/L×2L=0.8mol,物质的量之比等于化学计量数之比,则0.8∶2.4=x∶3,计算得到x=1,故A错误; B.根据上述分析,反应前后的压强之比=气体物质的量之比=(2+3)∶(0.4+0.6+0.8+2.4)=25∶21,故B错误; C.根据上述分析,转化的N为2.4mol,则N的转化率为×100%=80%,故C正确; D.混合气体的质量不变,平衡正向移动时物质的量减小,则混合气体平均摩尔质量为变量,因此混合气体平均摩尔质量不变,能够说明该反应达到平衡状态,故D错误; 故选C。 12.下列有关化学反应速率和化学平衡影响的图象,其中图象和实验结论表达错误的是( ) A. a是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图象,正反应ΔH > 0 B. b是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象,Ⅰ是使用催化剂时的曲线 C. c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象,压强p1 > p2 D. d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl固体后化学反应速率随时间变化的图象 【答案】CD 【解析】 【分析】A.升高温度,平衡向吸热方向移动,根据反应方向判断反应热; B.催化剂能同等程度的改变正逆反应速率,平衡不移动; C. A的转化率随着B的增加而增大;D.氯化钾不影响平衡移动。 【详解】A.根据图象知,升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应的△H>0,故A正确; B.使用催化剂,反应速率加快,缩短反应时间,所以先达到平衡状态,所以a是使用催化剂时的曲线,故B正确; C.不断加入B,A的转化率增大,故C错误; D.该反应实质为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,钾离子和氯离子不参加反应,则KCl浓度增大化学平衡不移动,故D错误;选CD。 13.一定条件下,发生反应:①M(s)+N(g) ⇌R(g) ΔH= - Q1 kJ/mol ②2 R(g)+N(g) ⇌2T(g) ΔH= - Q2 kJ/mol(已知Q1、Q2、Q3均为正值) 下列说法正确的是( ) A. 1molR(g)的能量总和大于1molM(s)与1molN(g)的能量总和 B. 将2mol R(g)与1molN(g)充分混合,在一定条件下充分反应,放出热量Q2 kJ C. 当1molM(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失),放出热量(Q1+0.5Q2)kJ D. M(g)+N(g) ⇌R(g) ΔH= - Q3 kJ/mol,则Q3 < Q1 【答案】C 【解析】试题分析:A、反应①为放热反应,1 mol R(g)的能量总和小于1 mol M(s)与1 mol N(g) 的能量总和,错误; B、反应②为可逆反应,可逆反应不能进行到底,将2 mol R (g)与1 mol N(g)在该条件下充分反应,放出热量小于Q2kJ,错误;C、根据反应①、②,利用盖斯定律分析知,当1 mol M(s)完全转化为T (g)时(假定无热量损失),放出热量Q1+Q2/2kJ,正确;D、1 molM(g)具有的能量大于1 molM(s),结合反应①知,M(g)+N(g)R(g) △H=-Q3kJ·mol-1, 则Q3>Q1,错误。 14.环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产,环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是( ) A. T1>T2 B. a点的反应速率小于c点的反应速率 C. a点的正反应速率小于b点的逆反应速率 D. b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L−1 【答案】D 【解析】 【详解】A.温度越高,反应速率越快,根据图示可知,在温度T2(虚线)下的反应速率较大,则T1<T2,故A错误; B.根据图象可知,a点切线斜率的绝对值大于c点切线的绝对值,则a点速率大于c点,故B错误; C.根据a到b的过程为建立平衡的过程,a点反应物的浓度大于b点,且b点v(正)>v(逆),则a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,故C错误; D.b点时环戊二烯的浓度变化为:1.5mol/L-0.6mol/L=0.9mol/L,环戊二烯的二聚体的浓度为环戊二烯浓度变化的,则b点时二聚体的浓度为0.9mol/L×=0.45mol•L-1,故D正确; 故选D。 15.肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200℃时:反应Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=−32.9 kJ·mol−1;反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=−41.8kJ·mol−1 下列说法不正确的是( ) A. 图所示过程①是放热反应 B. 反应Ⅱ的能量过程示意图如图所示 C. 断开3 molN2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1molN2(g)和4molNH3(g)的化学键释放的能量 D. 200℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·mol−1 【答案】C 【解析】 【详解】A.过程①是N2H4分解生成N2和NH3,已知热化学方程式I中△H为负值,所以图示过程①为放热反应,故A正确; B.反应Ⅱ是放热反应,能量过程示意图正确,故B正确; C.放热反应中,反应物的化学键的键能之和小于生成物的化学键的键能之和,故C错误; D.根据盖斯定律:(I)-2×(II)得N2H4(g)═N2(g)+2H2(g)△H═-32.9kJ•mol-1-2×(-41.8kJ•mol-1)=+50.7kJ•mol-1,故D正确。 故选C。 16.下列实验无法达到实验目的的是( ) A B C D 检验铵离子 制取乙酸乙酯 研究浓度对反应速率的影响 检验碘离子 【答案】B 【解析】 【详解】A.NH4++OH-NH3↑+H2O,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可以检验铵离子,故不选A; B.收集方法错误,乙酸乙酯如果用氢氧化钠溶液吸收,会发生水解反应,应该改为饱和碳酸钠溶液收集,故选B; C.发生反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑+S↓,其他条件相同时,浓度越大化学反应速率越快,溶液变浑浊所需时间越短,故不选C; D.发生反应2KI+Cl2=2KCl+I2,CCl4可以萃取I2,使下层溶液变为紫色,故不选D; 答案:B 17.下列事实与对应的方程式不符合的是( ) A. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH>-57.4 kJ·mol-1 B. “NO2球”浸泡在冷水中,颜色变浅:2NO2(g)(红棕色)N2O4 (g)(无色) ΔH<0 C. 甲烷的燃烧热为-890.3 kJ·mol—1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.3 kJ·mol-1 D. 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合出现浑浊:S2O32-+2H+=S↓+SO2 ↑+H2O 【答案】C 【解析】 【详解】A.醋酸电离为吸热过程,稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)═CH3COONa(aq)+H2O(l),放出的热量小于57.4 kJ/mol,ΔH>-57.4 kJ·mol-1,故A正确; B.因2NO2(g)(红棕色)⇌N2O4(g)(无色) △H<0,该反应为放热反应,在冷水中该反应向正反应方向移动,气体的颜色变浅,故B正确; C.液态水更稳定,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ•mol-1,故C错误; D.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合反应生成硫、二氧化硫和水,离子方程式:S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O,故D正确; 故选C。 18.PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将2.0 mol PCl3(g)和1.0 mol Cl2(g)充入体积不变的1L密闭容器中,在一定条件下发生下述反应:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) △H<0,平衡时PCl5为0.4 mol,如果此时移走1.0 mol PCl3和0.5 molCl2,在相同条件下再达平衡时PCl5的物质的量是( ) A. 0.4mol B. 0.2mol C. 小于0.2mol D. 大于0.2mol,小于0.4mol 【答案】C 【解析】 【详解】平衡后移走1.0mol PCl3和0.5mol Cl2到达新的平衡,等效为容器的体积为0.5L,开始时加入PCl3为1mol、Cl20.5mol的状态,平衡时PCl5为0.2 mol;但反应过程为体积不变的容器,所以与原平衡相比,体积由0.5L增大到1L,压强降低,平衡向逆反应移动,反应物的转化率降低,故相同条件下再达平衡时,n(PCl5)<0.2 mol,故选C; 故答案选C。 19.向一容积为1L的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生化学反应aX(g)+2Y(s) bZ(g) △H<0。图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线。根据以上信息,下列说法正确的是( ) A. 根据上图可求得方程式中a∶b=1:3 B. 推测在第7min时曲线变化的原因可能是加压 C. 推测在第13min时曲线变化的原因可能是升温 D. 用X表示0~10min内该反应的平均速率为v(X)=0.045mol/(L·min) 【答案】C 【解析】 【详解】A.物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,方程式中a∶b=(0.45-0.2)∶(0.50-0)=1∶2,故A错误; B.第7min时,单位时间内X、Z的物质的量浓度变化量较大,反应速率均增大,但Z增大的幅度比X大,若是增大压强,由于Y为固体,逆反应速率增大幅度较大,即X的增大的幅度比Z大,与图像不符,故B错误; C.第13min时,Z的物质的量浓度减小,X的物质的量浓度增大,说明平衡向逆反应方向移动,此时曲线斜率较大,如果升高温度,平衡逆向移动,与图像吻合,故C正确; D.0~10min内v(X)==0.025mol/(L•min),故D错误; 故选C。 20. 在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是( ) A a=6.00 B. 同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变 C. b<318.2 D. 不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 【答案】D 【解析】A.根据表格的数据可知:温度不变时,蔗糖的浓度越大,水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知:在328.2T时,蔗糖的浓度每减小0.100mol/L,水解速率减小1.50mmol/(L∙min),所以在温度是328.2T、浓度是0.400mol/L时,水解的速率是a=7.50-1.50=6.00 mmol/(L∙min),正确。B.根据表格数据可知:升高温度,水解速率增大,增大浓度,水解速率也增大,若同时改变反应物的浓度和反应的温度,则二者对水解反应速率的影响因素可能相互抵消,使反应速率可能不发生改变,正确。C.在物质的浓度不变时,升高温度,水解速率增大,降低温度,水解速率减小。由于在物质的浓度是0.600mol/L时,温度是318.2T时水解速率是3.60mmol/(L∙min),现在该反应的速率是2.16 mmol/(L∙min)<3.60 mmol/(L∙min),说明反应温度低于318.2 T。即b<318.2,正确。D.不同温度时,蔗糖浓度减少,所以速率减慢,但是温度不同,在相同的浓度时的反应速率不相同,错误。 21.一定温度时,向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 SO2(g)和 O2(g),发生反应:2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H = - 196 kJ/mol。一段时间后反应达到平衡状态,反应过程中测定的部分数据如表所示。 反应时间/min n(SO2)/mol n(O2)/mol 0 2 1 5 1.2 10 0.4 15 0.8 下列说法不正确的是( ) A. 前 5 min 的平均反应速率为v(SO2) = 0.08 mol/(L·min) B. 保持温度不变,向平衡后的容器中再充入 0.2 mol SO2(g)和 0.2 mol SO3(g)时, v正 > v逆 C. 保持其他条件不变,若起始时向容器中充入 2 mol SO3(g),达到平衡状态时吸收 78.4 kJ的热量 D. 相同条件下,起始时向容器中充入 1.5 mol SO3(g),达到平衡状态时 SO3 的转化率为 40% 【答案】D 【解析】 【详解】A.反应在前5min的平均速率为v (SO2)==mol/(L•min) =0.08mol•L-1 min-1,故A正确; B. 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 初始量: 2 1 0 变化量:1.2 0.6 1.2 平衡量:0.8 0.4 1.2 化学平衡常数K==,温度不变,向平衡后的容器中再充入0.2molSO2和0.2mol SO3时,此时Qc==>,化学平衡正向移动,v(正)>v(逆),故B正确; C.通过计算,当反应进行到10min时,二氧化硫的物质的量是0.8mol,所以10min就达到化学平衡状态,此时反应放出的热量是0.6×196kJ=117.6kJ,起始时向容器中充入2molSO3,达到的平衡和充入2molSO2以及1molO2建立的平衡是等效的,互为逆反应的过程是吸热的,所以达平衡时吸收78.4kJ的热量,故C正确; D.起始时向容器中充入1.5mol SO3,如果平衡时转化率为40%,则 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 初始量: 0 0 0.75 变化量:0.3 0.15 0.3 平衡量:0.3 0.15 0.45 此时K=≠,说明不是平衡状态,故D错误; 故选D。 22.在恒温恒压密闭容器M(如图Ⅰ)和恒温恒容密闭容器N(如图Ⅱ)中,两容器中均加入a molA和a molB,起始时两容器体积均为VL,发生如下反应并达到化学平衡状态:2A(?)+ B(?)xC(g) ΔH<0,平衡时M中A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4。下列判断不正确的是( ) A. x=2 B. 若N中气体的密度如图Ⅲ所示,则A、B只有一种是气态 C. A为气体,B为非气体,则平衡时M、N中C的物质的量相等 D. 若A、B均为气体,平衡时M中A的转化率小于N中A的转化率 【答案】D 【解析】 【详解】A、设达平衡后B的物质的量减少nmol,则A的物质的量减少2nmol,C的物质的量增加xnmol,平衡时A、B、C的物质的量分别是(mol):a-2n、a-n、xn,所以(a-2n):(a-n)=1:3,解得n=0.4a,(a-2n):(xn)=1:4,x=2,正确; B、N是恒温恒容条件,由图III可知,气体的密度逐渐增大,说明气体的质量逐渐增加,若A、B都是气体,则混合气体的密度会一直不变,所以A、B中只有一种是气态,正确; C、A为气体,B为非气体,则该反应是反应前后气体物质的量不变的可逆反应,恒温恒压与恒温恒容达到的平衡是等效的,所以平衡时M、N中C的物质的量相等,正确; D、若A、B均为气体,M平衡后的容器的压强大于N容器,所以由M容器达到N容器的平衡状态,需要减小压强,平衡逆向移动,M中A的转化率减小后与N中A的转化率相同,所以原平衡时M中A的转化率大于N中A的转化率,错误; 答案选D。 23.在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是( ) A. 反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0 B. 体系的总压强p总:p总(状态Ⅱ)<2p总(状态Ⅰ) C. 体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ) D. 逆反应速率:v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅲ) 【答案】C 【解析】 【详解】A.由气体的化学计量数增大可知△S>0,由图中温度高,平衡时c(CO2)小,则升高温度,平衡正向移动,可知△H>0,故A错误; B.分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,曲线I为加入0.1molCO2,曲线II为加入0.2molCO2,若平衡不移动,体系的总压强为P总(状态Ⅱ)=2P总(状态Ⅰ),但加压CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)平衡逆向移动,为使c(CO2)相同,则加热使平衡正向移动,则体系的总压强为P总(状态Ⅱ)>2P总(状态Ⅰ),故B错误; C.状态II、状态Ⅲ的温度相同,状态II看作先加入0.1molCO2,与状态Ⅲ平衡时CO的浓度相同,再加入0.1molCO2,若平衡不移动,Ⅱ状态CO的浓度等于2倍Ⅲ,但再充入CO2,相当增大压强,平衡左移,消耗CO,则c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ),故C正确; D.状态I、状态Ⅲ的温度不同,温度高,反应速率快,则逆反应速率为V逆(状态Ⅰ)<V逆(状态Ⅲ),故D错误; 故选C。 24.氢卤酸的能量关系如图所示下列说法正确的是( ) A. 已知HF气体溶于水放热,则HF的△H1<0 B. 相同条件下,HCl的△H2比HBr的小 C. 相同条件下,HCl的△H3+△H4比HI的大 D. 一定条件下,气态原子生成1molH-X键放出akJ能量,则该条件下△H2=+akJ/mol 【答案】D 【解析】 【分析】A.根据△H1代表的是HX气体从溶液中逸出的过程分析判断; B.根据△H2代表的是HX的分解过程,结合HCl的HBr稳定性分析判断; C.根据△H3+△H4代表H(g)→H(aq)的焓变分析判断; D.一定条件下,气态原子生成1molH-X键放出akJ能量,则断开1molH-X键形成气态原子吸收akJ的能量,据此分析判断。 【详解】A.△H1代表的是HX气体从溶液中逸出的过程,因为HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的△H1>0,故A错误; B.由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的△H2比HBr的大,故B错误; C.△H3+△H4代表H(g)→H(aq)的焓变,与是HCl的还是HI的无关,故C错误; D.一定条件下,气态原子生成1molH-X键放出akJ能量,则断开1molH-X键形成气态原子吸收akJ的能量,即为△H2=+akJ/mol,故D正确; 答案选D。 25.在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同):A2(g)+3B2(g)2AB3(g) ΔH<0,相关数据如下表所示: 容器 甲 乙 丙 相关条件 恒温恒容 绝热恒容 恒温恒压 反应物投料 1mol A2、3molB2 2molAB3 2mol AB3 反应物的转化率 α甲 α乙 α丙 反应的平衡常数K K甲 K乙 K丙 平衡时AB3的浓度/mol·L-1 c甲 c乙 c丙 平衡时AB3的反应速率/mol·L-1·min-1 υ甲 υ乙 υ丙 下列说法正确是( ) A. υ甲=υ丙 B. c乙< c丙 C. α甲 +α乙<1 D. K乙≤K丙 【答案】C 【解析】 【详解】A、甲中起始充入1mol A2、3molB2等效于相同条件下充入2molAB3,甲与丙起始温度和起始体积相同,恒温条件下反应,丙在恒压条件下分解2molAB3,平衡时体积比反应前大,即平衡时丙体积大于甲,则平衡时气体的压强丙小于甲,则υ甲>υ丙,故A错误; B. 乙绝热容器,丙恒温,所以乙反应后比丙温度低,降低温度平衡向放热方向移动,平衡时乙中AB3浓度比丙高,即c乙>c丙,故B错误; C. 若甲和乙均为恒温恒容容器,则α甲 +α乙=1,乙为绝热容器,所以乙反应后比甲温度低,降低温度平衡向放热方向移动,所以乙中AB3的转化率减小,因此α甲 +α乙<1,故C正确; D、乙绝热容器,丙恒温,所以乙反应后比丙温度低,降低温度平衡向放热方向移动,K乙>K丙,故D错误; 故选C。 第II卷(非选择题 50分) 二.填空题 26.一定条件下,发生反应A(g)+B(g)C(g) ΔH<0,达到平衡后根据下列图象判断: (1)表示升高温度,达到新平衡的是________(填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”,下同),新平衡中C的质量分数________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。 (2)表示降低压强,达到新平衡的是________,A的转化率________。 (3)表示减少C的量,达到新平衡的是______________。 (4)表示增加A的量,达到新平衡的是___________,此时B的转化率__________,A的转化率___________。 (5)表示使用催化剂,达到新平衡的是________________,C的质量分数________________。 【答案】(1). B (2). 减小 (3). C (4). 减小 (5). E (6). A (7). 增大 (8). 减小 (9). D (10). 不变 【解析】 【详解】(1)升高温度,正、逆反应速率均瞬间增大,化学平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,逆反应速率大于正反应速率,新平衡中C的质量分数减小,对应图象为B。 (2)降低压强,化学平衡向气体分子数增大的方向移动,即向逆反应方向移动,正、逆反应速率均减小,A的转化率也减小,对应图象为C。 (3)减少C的量,即减小产物的浓度,正反应速率瞬时不变,逆反应速率瞬时减小,平衡正向移动,对应图象为E。 (4)增加A的量,正反应速率瞬时增大,逆反应速率瞬时不变,平衡正向移动,A的转化率减小,另一种反应物B的转化率增大,对应图象为A。 (5)使用催化剂,会同等程度地增大正、逆反应速率,故正、逆反应速率仍然相等,平衡不移动,C的质量分数不变,对应图象为D。 27.已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应,某小组同学对该反应进行实验探究。 (1)甲同学首先进行了实验1。 实验 1 实验步骤 实验现象 ⅰ. 取2 mL 1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴(1滴约为0.05 mL,下同)。 ⅰ. 溶液呈棕黄色。 ⅱ. 向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 ⅱ. 溶液不显红色。 ① 写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式_______________________。 ② 加入KSCN溶液的目的是_______________________________________。 ③ 甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低,改进实验方案,进行实验2。 实验2 实验步骤 实验现象 ⅰ. 取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 ⅰ. 溶液呈棕黄色。 ⅱ. 向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 ⅱ. 溶液显红色。 ⅲ. 继续加入2 mL CCl4,充分振荡、静置。 ⅲ. 液体分层,上层红色消失,变为棕黄色,下层呈紫红色。 本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是_________________________________________。 用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因________________。 (2)甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取,但乙同学查阅资料得到信息:I2、I3-在水中均呈棕黄色,两者有如下关系:I2+I-I3-。于是提出假设:萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3-。 ① 为验证假设,乙同学设计并完成了实验3。 实验3 实验步骤 实验现象 ⅰ. 取1 mL实验2中棕黄色的上层清液,再加入2 mL CCl4, 振荡、静置。 ⅰ. 液体分层,上层呈黄色,下层呈紫红色。 ⅱ. 取1 mL饱和碘水,加入2 mL CCl4 ⅱ , 振荡、静置。 . 液体分层,上层为无色,下层呈紫红色。 实验3的结论是_________________________________。 ② 甲同学依据乙同学的实验设计思路,选用实验2中的试剂,运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验,证明了平衡I2+I- I3-的存在。 请你补充完整他设计的实验步骤:将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份,分装于两支试管中,向试管1中加入1 mL水,振荡、静置;向试管2中_________________。两支试管中的现象分别为__________________________________。 【答案】 (1). 2Fe3++2I- 2Fe2++I2 (2). 检验溶液中是否大量存在Fe3+ (3). 提高平衡时溶液中的c(Fe3+) (4). 加入CCl4后,I2被CCl4萃取,平衡2Fe3++2I—2Fe2++I2正向移动,或c(Fe3+)降低,平衡Fe3++3SCN—Fe(SCN)3逆向移动,或c[Fe(SCN)3]降低,所以红色消失 (5). 萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3- (6). 加入1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,振荡、静置 (7). 试管1中液体分层,上层为无色,下层呈紫红色,试管2中液体分层,上层呈黄色,下层呈紫红色(或紫红色变浅) 【解析】试题分析:(1)①根据FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应,化学方程式为 2FeCl3+2KI2KCl+2FeCl2+I2,离子方程式是2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2;②检验Fe3+常用的试剂是KSCN溶液,向溶液中滴入KSCN溶液,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,溶液变为血红色。所以,此处加入KSCN溶液的目的是检验溶液中是否大量存在Fe3+;③FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应,c(I-)降低,平衡向左移动,c(Fe3+)增大,进而验证甲同学的想法;在溶液中存在两个平衡:平衡1:2Fe3++ 2I- 2Fe2++I2, 平衡2:Fe3++ 3SCN- Fe(SCN)3,加入CCl4后,I2被CCl4萃取,c(I2)减小,平衡1向右移动,c(Fe3+)减小,平衡2向左移动,c[Fe(SCN)3]降低,红色消失; (2)①由实验3可知,再向1 mL实验2中棕黄色的溶液中加2 mL CCl4,上层黄色溶质仍不能被萃取,同样的向1 mL饱和碘水中加入2 mL CCl4,却能够将碘水萃取为无色,证明萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3-,而不是I2;②要证明平衡I2+I-I3-的存在,需把试管1作为参照,向试管2提供与实验2完全相同的KI溶液,所以加入的是1 mL0.1 mol·L-1KI溶液,试管1中液体分层,上层为无色,下层呈紫红色,试管2中液体分层,上层呈黄色,即生成了I3-,下层呈紫红色(或紫红色变浅)。 28.能源是人类生存和发展的重要支柱。研究和有效地开发新能源有重要意义。已知 CH3CH2CH2CH3(g)与 CH3CH(CH3)CH3(g)的燃烧过程如图所示: 已知:H2O(g)=H2O(l) ΔH=-41kJ·mol-1。请根据以上信息,回答下列有关问题: (1)图形中 E 表示 CH3CH2CH2CH3(g)燃烧反应逆反应的_____。 (2)CH3CH2CH2CH3(g)与 CH3CH(CH3)CH3(g)的热稳定性_____更高。 (3)表示CH3CH(CH3)CH3(g)燃烧热的热化学方程式为_____。 (4)CH3CH2CH2CH3(g)转化为 CH3CH(CH3)CH3(g)的热化学反应方程式为_____ (5)如表所示是部分化学键的键能参数(已知CO的结构式为C≡O): 合成气(CO 和 H2 的混合气体)可以合成 CH3CH2CH2CH3(g),同时生成 H2O(g),则合成 1molCH3CH2CH2CH3(g)的 ΔH=__。 【答案】(1). 活化能 (2). CH3CH(CH3)CH3 (3). CH3CH(CH3)CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)ΔH =-2869kJ·mol-1 (4). CH3CH2CH2CH3(g)→CH3CH(CH3)CH3(g) ΔH =-9kJ·mol-1 (5). [(4a+9d)-(3e+10b+8f)]kJ·mol-1 【解析】 【分析】(1)E 表示 CH3CH2CH2CH3(g)燃烧反应逆反应的活化能; (2)物质的能量越低越稳定; (3)燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,结合盖斯定律分析书写; (4)根据图像有①CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(g)△H=-2673kJ•mol-1,②CH3CH(CH3)CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(g)△H=-2664kJ•mol-1,根据盖斯定律分析书写CH3CH2CH2CH3(g)转化为 CH3CH(CH3)CH3(g)的热化学反应方程式; (5)根据反应的焓变△H=反应物键能总和-生成物键能总和计算。 【详解】(1)图形中 E 表示 CH3CH2CH2CH3(g)燃烧反应逆反应的活化能,故答案为:活化能; (2)根据图象可知,CH3CH2CH2CH3(g)的能量比CH3CH(CH3)CH3(g)高,则CH3CH2CH2CH3(g)与 CH3CH(CH3)CH3(g)的热稳定性:CH3CH(CH3)CH3>CH3CH2CH2CH3,故答案为:CH3CH(CH3)CH3; (3)根据图像有①CH3CH(CH3)CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(g)△H=-2664kJ•mol-1,②H2O(g)=H2O(l)△H=-41kJ•mol-1,根据盖斯定律,将①+②×5得到表示 CH3CH(CH3)CH3(g)燃烧热的热化学方程式为:CH3CH(CH3)CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2869kJ•mol-1,故答案为:CH3CH(CH3)CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2869kJ•mol-1; (4)根据图像有①CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(g) △H=-2673kJ•mol-1,②CH3CH(CH3)CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(g) △H=-2664kJ•mol-1,根据盖斯定律,将①-②得到CH3CH2CH2CH3(g)转化为 CH3CH(CH3)CH3(g)的热化学反应方程式为:CH3CH2CH2CH3(g)→CH3CH(CH3)CH3(g) △H=-9kJ•mol-1,故答案为:CH3CH2CH2CH3(g)→CH3CH(CH3)CH3(g) △H=-9kJ•mol-1; (5)合成气(CO 和 H2的混合气体)可以合成 CH3CH2CH2CH3(g),同时生成 H2O(g),化学方程式为:4CO(g)+9H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)+4H2O(g),反应的焓变△H=反应物键能总和-生成物键能总和,则合成 1molCH3CH2CH2CH3(g)的△H=[(4a+9d)-(3e+10b+8f)]kJ•mol-1,故答案为:[(4a+9d)-(3e+10b+8f)]kJ•mol-1。 29.某地菱锰矿的主要成分为MnCO3,还含有少量的FeCO3、CaCO3、MgCO3、Al2O3等杂质,工业上以菱锰矿为原料制备高纯度碳酸锰的流程如图所示: 已知:MnCO3+2NH4Cl MnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O↑。 (1)焙烧时温度对锰浸取率的影响如图。焙烧时适宜温度为____________;800℃以上锰的浸取率偏低,可能原因是________________。 (2)净化包含三步: ①加入少量MnO2,反应的离子方程式为_____________________; ②加氨水调pH,生成沉淀主要是___________; ③加入NH4F,除去Ca2+、Mg2+。 (3)碳化结晶中生成MnCO3的离子方程式为___________________________。 【答案】(1). 500℃ (2). 温度过高,NH4Cl 分解导致与MnCO3的反应不彻底,使浸取率减小(或MnCO3分解发生其它副反应,使浸取率减小;)(或MnCl2 挥发导致Mn损失;)(或高温下锰被氧化成高价态造成浸取率低;)(或高温固体烧结,固体表面积减少等) (3). MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (4). Fe(OH)3、Al(OH)3 (5). Mn2++HCO3-+NH3==MnCO3↓+NH4+ 【解析】 【详解】(1)由图示可知,500℃ 时,锰的浸取率已经很大,所以选取500℃ 即可,温度太高,锰的浸取率几乎没什么变化,但耗能大;如果温度过高,NH4Cl分解导致与MnCO3的反应不彻底,使浸取率减小(或MnCO3分解发生其它副反应,使浸取率减小;)(或MnCl2挥发导致Mn损失;)(或高温下锰被氧化成高价态造成浸取率低;)(或高温固体烧结,固体表面积减少等);综上所述,本题答案是:500℃,温度过高,NH4Cl 分解导致与MnCO3的反应不彻底,使浸取率减小(或MnCO3分解发生其它副反应,使浸取率减小;)(或高温下锰被氧化成高价态造成浸取率低;)(或高温固体烧结,固体表面积减少等)。 (2)①加入少量MnO2,将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O ;综上所述,本题答案是:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。 ②物质中的杂质主要为铁、钙、镁、铝等元素,因为步骤③中除去钙离子、镁离子,所以步骤②加氨水调pH,除去铁和铝元素,所以生成沉淀主要是Fe(OH)3、Al(OH)3;综上所述,本题答案是:Fe(OH)3、Al(OH)3。 (3)碳化结晶是向氯化锰溶液中加入碳酸氢铵和氨水,得到碳酸锰固体,离子方程式为:Mn2++HCO3-+NH3==MnCO3↓+NH4+ ;综上所述,本题答案是:Mn2++HCO3-+NH3==MnCO3↓+NH4+。 30.碳和氮的化合物是广泛的化工原料,回答下列问题: I.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表: t℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式为K =_______________。 (2)该反应为_______________反应(填“吸热”、“放热”)。 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______________。 a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变 c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO) (4)某温度下,平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为______℃。 (5)1200℃时,在某时刻体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L-1、2mol·L-1、4mol·L-1、4mol·L-1,则此时上述反应的平衡向__________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。 II.NO2的二聚体N2O4是火箭中常用氧化剂。完成下列问题。 (1)在1000K下,在某恒容容器中发生下列反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),将一定量的NO2放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率α(NO2)随温度变化如图1所示。图中a点对应温度下,NO2的转化率是0.6。己知NO2的起始压强P0为120kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数Kp= __________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 图1 图2 (2)对于反应N2O4(g)2NO2(g),在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2 (NO2)。其中,k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率-压强关系如图2所示:一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=____________;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的两个点__________,理由是__________________________。 【答案】(1). (2). 吸热 (3). bc (4). 700 (5). 逆向 (6). 81kPa (7). k2•Kp (8). B、D (9). N2O4与NO2的消耗速率满足条件v(NO2)=2v(N2O4) 【解析】 【分析】I.(1)根据平衡常数=书写; (2)根据温度对化学平衡常数的影响分析判断; (3)根据化学平衡状态的标志和特征分析判断; (4)某温度下,平衡浓度符合下式:3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O),计算出K,再判断; (5)根据浓度商与化学平衡常数的关系判断反应进行的方向; II.(1)图中a点对应温度下,NO2的转化率是0.6,结合三段式判断气体的物质的量,再结合相同条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,计算反应后压强,并发表计算三种气体的分压,将平衡分压代入平衡常数表达式计算; (2)当达到化学平衡时满足v正=v逆,即消耗速率2v(N2O4)=v(NO2),结合v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2)分析解答。 【详解】I.(1)因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(g)反应的平衡常数K=,故答案为:; (2)化学平衡常数的大小只与温度有关,由表可知:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,故答案为:吸热; (3)a、该反应是一个反应前后体积不变的反应,气体的压强始终不变,则容器中压强不变,不能说明达到平衡状态,故a错误;b、化学平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,则混合气体中c(CO)不变,说明达到了平衡状态,故b正确;c、化学平衡状态的本质是v正 =v逆,所以v正(H2)=v逆(H2O),表明反应达到平衡状态,故c正确;d、c(CO2)=c(CO)时,不能表明正逆反应速率相等,不一定达到了平衡状态,故d错误;故选bc; (4)某温度下,平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),说明平衡常数K===0.6,故温度为700℃,故答案为:700; (5)1200℃时,在某时刻体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol•L-1、2mol•L-1、4mol•L-1、4mol•L-1,则浓度商Qc===4>K=2.6,所以化学平衡逆向移动,故答案为:逆向; II.(1)图中a点对应温度下,NO2的转化率是0.6,设原来NO2的物质的量为xmol,则转化的NO2物质的量为0.6xmol, 2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g) 开始(mol) x 0 0 转化(mol) 06x 0.6x 0.3x 平衡(mol) 0.4x 0.6x 0.3x 则混合气体的物质的量=0.4xmol+0.6xmol+0.3xmol=1.3xmol,相同条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,所以反应后压强=×1.3xmol=156kPa,NO2的分压=156kPa×=48kPa,NO的分压=156kPa×=72kPa,O2的分压=156kPa×=36kPa,所以分压平衡常数为Kp===81kPa,故答案为:81kPa; (2)当达到化学平衡时满足v正=v逆,即消耗速率2v(N2O4)=v(NO2),又有v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),则平衡时,2k1p(N2O4)= k2p2(NO2),因此k1=k2•=k2•Kp;满足平衡条件υ(NO2)=2υ(N2O4)即为平衡点,B、D点的压强之比等于其反应速率之比=1∶2,所以B、D为平衡点,故答案为:k2•Kp;B、D;N2O4与NO2 的消耗速率满足条件v(NO2)=2v(N2O4)。查看更多