- 2021-04-25 发布 |
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2017-2018学年天津市和平区高二上学期期中质量调查化学试题 解析版
天津市和平区2017-2018学年高二上学期期中质量调查 化学试题 1. 下列说法正确的是 A. 放热反应可以被人类利用,而吸热反应无利用价值 B. 当反应物总能量高于生成物总能量的时候,反应可能放热也可能吸热 C. 非自发进行的反应一定不能发生 D. 同种物质在气态时熵值最大,固体时最小 【答案】D 【解析】A. 吸热反应、放热反应均可被利用,如燃烧为放热反应,C还原金属氧化物冶炼金属为吸热反应,故A错误; B. 当反应物总能量高于生成物总能量的时候,释放能量,该反应为放热反应,故B错误; C. 非自发进行的反应,若让△H−T△S<0,反应也可进行,即改变条件(温度)也可发生,故C错误; D. 气体比固体的混乱度大,则同种物质在气态时熵值最大,固体时最小,故D正确; 故选D。 2. 下列对化学反应方向的说法,正确的是 A. 反应2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)在一定条件下能自发进行,说明该反应的△H>0 B. 常温下反应2Na2SO3(s)+02(g)=2Na2SO4(s)能自发进行,则△H<0 C. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0,△s>0,不论在何种条件下都不可能自发 D. 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或墒变均可以单独做为判断反应能否自发进行的判据 【答案】B 【解析】化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当△G=△H-T•△S<0时,反应可自发进行,以此解答该题。 A.反应的△S>0,在一定条件下能自发进行,若△H<0一定可以自发进行,若△H>0时,升高温度也可能自发进行,即无论△H是大于0还是小于0,均有可能自发进行,故A错误; B.反应的△S<0,由△G=△H-T•△S<0时,由反应能自发进行可知,△H应小于0,故B正确; C.反应的△H>0,△s>0,由△G=△H-T•△S<0时,反应能自发进行可知,若升高温度则反应有可能自发进行,故C错误; D.由△G=△H-T•△S<0时,反应能自发进行可知,反应能不能自发进行,需要综合焓变和熵变进行判断,不能单独使用焓变或熵变判断反应能否自发进行,故D错误. 故选B。 3. 在化学反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)中,各物质的平均反应速率间的关系式正确的是 A. v(A)=v(B) B. v(A)=2v(C) C. 2v(B)=3v(C) D. 3v(B)=v(D) 【答案】C 【解析】试题分析:化学方程式中任意两种物质表示的平均反应速率之比等于系数之比。A.,则3v(A)=v(B),A错误;B.,则2v(A)=v(C),B错误;C.,则2v(B)=3v(C),C正确; D.,则v(B)=3v(D),D错误;答案选C。 考点:考查化学方程式中各物质表示平均反应速率之间的关系。 4. 在C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是 ① 减小体积增大压强 ② 增加碳的量 ③ 通入CO2 ④ 恒压下充入N2 ⑤ 恒容下充入N2 ⑥ 通入CO A. ①③④ B. ②④⑥ C. ①③⑥ D. ③⑤⑥ 【答案】C 【解析】试题分析:①缩小容器的体积,可以使物质的浓度增大,化学反应速率加快,正确;②由于碳是固体,浓度不变,所以增加碳的量,化学反应速率不变,错误;③通入CO2,可以使物质的浓度增大,化学反应速率加快,正确;④恒压下充入N2容器的容积扩大,反应混合物的浓度降低,反应速率减小,错误;⑤恒容下充入N2,反应混合物的浓度不变,化学反应速率不变,错误;⑥通入CO,可以使物质的浓度增大,化学反应速率加快,正确。故可以使化学反应速率增大的措施是①③⑥,选项C符合题意。 考点:考查外界条件对化学反应速率的影响的知识。 5. 对于可逆反应3H2(g) + N2(g)=2NH3(g),下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是 A. 增大压强 B. 充入更多N2 C. 使用高效催化剂 D. 降低温度 【答案】D 【解析】试题分析:A、增大压强,活化分子百分数不变,故A错误;B、多充N2,活化分子百分数、平衡常数不变,故B错误.C、使用催化剂,平衡常数不变,故C错误;D、降低温度,反应物中活化分子百分数、化学反应速率都减小,且化学平衡常数发生变化,故D正确;故选D。 考点:考查了化学平衡的影响因素的相关知识。 6. 高温下,某反应达平衡,平衡常数K=[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)]恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是 A. 该反应的焓变为正值 B. 恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小 C. 升高温度,逆反应速率减小 D. 该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2 【答案】A 【解析】试题分析:化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应达到平衡时,各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,某反应达到平衡,平衡常数K=,可知该可逆反应为CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),恒容时,温度升高,H2的浓度减小,说明平衡向正反应移动,该反应正反应为吸热反应. A、恒容时,温度升高,H2的浓度减小,说明平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动; B、该反应前后气体的体积不发生变化,恒温恒容时,加入不反应的气体,增大压强,平衡不移动,H2的浓度不变;增大氢气的浓度,增大压强,平衡向正反应移动,平衡是氢气的浓度增大,与增大压强的方法有关; C、升高温度,反应物、生成物的活化分子增多,正、逆反应速率都增大; D、反应达到平衡,平衡常数K=,可知该可逆反应为CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g). 解:A、恒容时,温度升高,H2的浓度减小,说明平衡向正反应移动,该反应正反应为吸热反应,即反应的焓变为正值,故A正确; B、恒温恒容时,增大氢气的浓度,增大压强,平衡向正反应移动,平衡时氢气的浓度增大,故B错误; C、升高温度,反应物、生成物的活化分子增多,正、逆反应速率都增大,故C错误; D、平衡常数K=,可知该可逆反应为CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),故D错误. 故选A. 7. 下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是 A. 红棕色的NO2气体体系加压后颜色先变深后变浅 B. 向橙色K2Cr2O7溶液中加入一定浓度的NaOH溶液后,溶液变为黄色 C. 对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系增大压强使气体颜色变深 D. 溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr+HBrO,当加入A溶液后,溶液颜色变浅 【答案】C 【解析】试题分析:A、缩小容积以增大压强,可以使NO2浓度先明显增大,由于2NO2(g)N2O4(g)的正反应是气体体积减小的方向,增大压强能使平衡正向移动,导致NO2浓度逐渐减小至不变(比原平衡时增大),能用勒夏特列原理解释,A错误;B、碱能中和H+或减小H+浓度,使Cr2O72-(橙色) + H2O2CrO42-(黄色) + 2 H+的平衡正向移动,因此溶液由橙色变为黄色,能用勒夏特列原理解释,B错误;C、对2 HI(g)(无色)H2(g)(无色) + I2(g)(紫色)平衡体系增大压强,采取的措施一般为缩小容器的容积,因此反应物和生成物的浓度均增大,因此混合气体的颜色加深,但平衡不移动,因为正反应是气体体积不变的方向,不能用勒夏特列原理解释,C正确;D、硝酸银能沉淀氢溴酸或减小HBr或Br-的浓度,使Br2(橙红色)+ H2O(无色)HBr(无色) + HBrO(无色)的平衡正向移动,因此溶液的颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,D错误;答案选C。 考点:考查勒夏特列原理的内容及其使用范围。 8. 下列热化学方程式正确的是 A. 表示硫的燃烧热的热化学方程式:S(s)+3/2O2(g)=SO3(g);ΔH=-315KJ/mol B. 表示中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.3KJ/mol C. 表示H2燃烧热的热化学方程式H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8KJ/mol D. 表示CO燃烧热的热化学方程式:2CO 【答案】B 【解析】试题分析:A.违反燃烧热的含义,硫完全燃烧生成的稳定的氧化物不是三氧化硫(SO3能分解为SO2和O2),而是SO2,A错误;B.25℃、101kPa时,稀强碱溶液和稀强酸溶液中和生成1mol液态水和可溶性盐溶液时放出的57.3kJ热量,其焓变为-57.3 kJ/mol,B正确;C.违反燃烧热的含义,25℃、101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成的稳定的氧化物不是水蒸气(水蒸气的能量比液态水高),而是液态水,C错误;D.违反燃烧热的定义,各物质的化学计量系数和焓变均要减半,25℃、101kPa时,1molCO气体完全燃烧生成CO2气体时放出的热量为-288 kJ/mol,D错误;答案选B。 考点:考查燃烧热、中和热的含义及表示燃烧热和中和热的热化学方程式的书写。 9. 下列说法正确的是 A. 任何酸与碱发生中和反应生成1mo1H2O的过程中,能量变化均相同 B. 同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同 C. 己知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-amol/L ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2=-bmol/L 则a>b D. 已知:①C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5mol/L ②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-395.0mol/L,则金刚石比石墨稳定 【答案】B 【解析】A、强酸与强碱的稀溶液恰好反应生成1mol水放热相同,若为浓硫酸和碱反应则放热不同,弱酸弱碱反应放热也不同,故A错误; B、反应焓变=生成物总焓-反应物总焓,与反应条件无关,同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同,故B正确; C、气态水变为液态水时要放热,所以氢气燃烧生成液态水放出的热量更多,则a<b,故C错误; D、由C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5mol/L C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-395.0mol/L,可知,金刚石的能量大于石墨的能量,因物质的能量越高越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故D错误;此题答案选B。 10. 己知某可逆反应mA(g)+nB(g)=qC(g) ΔH,在密闭容器中进行。如图表示在不同时刻t、温度T和压强p下B物质在混合气倦中的体积分数ψ(B)的变化情况。下列推断中正确的是 A. p10 B. p1>p2,T1q,ΔH<0 C. p1 T2,m+n>q,ΔH>0 D. p1>p2,T1 p1,则有压强越大,φ(B)越大,平衡逆向移动,说明系数m+n T2,则有温度越大,φ(B)越小,平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,ΔH>0。故选A。 考点:化学平衡图像 【名师点晴】本题考查化学平衡图象问题,涉及体积百分含量随温度、压强变化曲线。化学平衡图像题的解题技巧:①紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。④三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。本题注意根据图象判断温度、压强的大小,根据温度、压强对平衡移动的影响分析。 11. 下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是 ① 己达平衡的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动 ② 己达平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高 ③ 有气体参加的反应平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④ 有气体参加的反应达平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动 A. ①④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②③④ 【答案】D 【解析】①.增大水蒸气的物质的量,平衡向正反应方向移动,但增大C的用量,因C为固体,所以平衡不移动,故①错误; ②.两种反应物,增大一种反应物的浓度平衡正向进行,另一种物质转化率增大,自身转化率减小,所以当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率减小,故②错误; ③.如气体反应物与生成物化学计量数之和相等,则增大压强平衡不移动,故③错误; ④.恒压反应器中充入稀有气体,容器的体积增大,混合气体各组分的浓度减小,若反应前后气体体积不变,平衡不移动,若反应前后气体的体积发生变化,则平衡向气体体积增大的方向移动,所以在恒压反应器中充入稀有气体,平衡不一定移动,故④错误; 故选D。 12. 对于反应:4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)△H=-1200KJ/mol,温度不同(T2>T1)其他条件相同时,下列图像正确的是 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】A.升高温度,化学平衡逆向移动,化学反应速率会迅速增大,会离开原来的速率点,即正逆反应速率都比原平衡的速率大,故A错误; B.升高温度,化学反应速率会迅速增大,所以T2时先达到化学平衡状态,并且化学平衡逆向移动,二氧化氮的转化率减小,故B正确; C.对于反应:4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g),T不变,增大压强,平衡正向移动,一氧化碳的体积分数会减小,故C错误; D.因该反应是放热反应,故升高温度,平衡逆向移动,根据化学平衡常数K等于生成物浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积可知,此时平衡常数将减小,故D错误; 所以答案选B。 【名师点睛】解答本类试题经常可以采取“定一议二”原则分析,根据等压线,由温度对反应物转化率影响,判断升高温度时平衡移动方向,确定反应吸热与放热;特别注意根据温度、压强对平衡移动的影响分析,温度越高、压强越大,则反应速率越大,达到平衡用的时间越少,曲线的斜率越大,先拐先平则温度、压强大。 13. 在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g) MHx+2y (s)ΔH<0达到化学平衡。以下说法正确的是 A. 容器内气体压强保持不变 B. 吸收y molH2只需1 mo1MHx C. 若升温温,该反应的平衡常数增大 D. 若向容器勺位入少量氢气,则t , (放氢)>代吸氢) 【答案】A 考点:考查平衡状态判断、外界条件对平衡状态的影响 14. 反应:①PC15(g)PC13(g)+Cl2(g) ② 2HI(g)H2(g)+I2(g) ③ 2NO2(g)N2O4(g)在一定条件下,达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%,若保持各反应的温度和容器的体积都不改变,分别再加入一定量的各自的反应物,则转化率 A. 均不变 B. ①增大,②不变,③减少 C. ①减少,②不变,③增大 D. 均增大 【答案】C 【解析】试题分析:对于反应①所达平衡而言,再加入一定量的PCl5(g),实质不是增大反应物浓度,而是相当于缩小容积增大压强,由于①的正反应是气体体积增大的方向,增大压强平衡向气体体积减小的方向或逆反应方向移动,则反应物的平衡转化率减小;对于反应②所达平衡而言,再加入一定量的HI(g),实质不是增大反应物浓度,而是相当于缩小容积增大压强,由于②的正反应是气体体积不变的方向,增大压强平衡不发生移动,则反应物的平衡转化率保持不变;对于反应③所达平衡而言,再加入一定量的NO2 (g),实质不是增大反应物浓度,而是相当于缩小容积增大压强,由于③的正反应是气体体积减小的方向,增大压强平衡向气体体积减小的方向或正反应方向移动,则反应物的平衡转化率增大;答案选C。 考点:考查压强对化学平衡的影响规律。 15. 对于平衡体系mA(g)+nB(g)=pC(g)+gD(g);△H<0。下列结论中错误的是 A. 若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+nv(正) C. 该温度下此反应的平衡常数K=l.44 D. 其他条件不变,再充入0.2mol Z,平衡时X的体积分数增大 【答案】C 【解析】A.2min内Y物质的量变化为0.16mol-0.12mol=0.04mol,故v(Y)=0.04mol÷10L÷2min=0.002mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,故v(Z)=2v(Y)=2×0.002mol/(L•min)=0.004mol/(L•min),错误;B.该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应移动,反应达到新平衡前v(逆)<v(正),错误; C.由表中数据可知7min时,反应到达平衡,平衡时Y的物质的量为0.10mol,则: X(g)+Y(g)⇌2Z(g) 开始(mol):0.16 0.16 0 变化(mol):0.06 0.06 0.12 平衡(mol):0.1 0.1 0.12 化学平衡常数k=0.122/0.1×0.1==1.44,故C正确; D.其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡不移动(恒温恒容,气体分子数前后相等),平衡时X的体积分数不变,D错误。 17. 已知同温同压下,下列反应的焙变和平衡常数分别表示为 (1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H1=-197KJ/mol K1=a (2)2NO(g)+O2(g)2NO2(g);△H2=-144KJ/mol K2=b (3) NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g);△H3=m KJ/mol K3=c 下列说法正确的是 A. m=-26.5 c2=a/b B. m=-53 c2=a/b C. m=-26.5 2c=a-b D. m=-53 2c=a-b 【答案】A 【解析】由(1) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H1=-197KJ/mol K1=a (2) 2NO(g)+O2(g)2NO2(g);△H2=-144KJ/mol K2=b (3) NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g);△H3=m KJ/mol K3=c 结合盖斯定律可知, − = (3),则△H3 = − ,即2m= −197−(−144),得m=26.5; 由平衡常数的表达式可知,K与化学计量数呈幂次方的关系,方程式相加即平衡常数相乘,方程式相减即平衡常数相除,故c= ,即c2= ,故此题答案选A。 【名师点睛】理解盖斯定律是解题的关键。根据盖斯定律,由已知热化学反应方程式乘以适当的系数进行加减,构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的系数进行相应的加减。盖斯定律的使用方法:①写出目标方程式;②确定“过渡物质”(要消去的物质);③用消元法逐一消去“过渡物质”。 18. 在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示,下列说法不正确的是 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10-5 A. 上述生成Ni(CO)4(g)的反映为放热反应 B. 25℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g) 的平衡常数为2×10-5 C. 80℃达到平衡时,测得n(CO)=3mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol/L D. 在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4 、CO浓度均为0.5mol/L,则此时v(正>v(逆) 【答案】D 【解析】A.图表数据分析,平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向是放热反应,故A正确;B.25℃时反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)的平衡常数与Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)互为倒数,平衡常数的倒数为=2×10-5,故B正确;C.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,c(CO)==1mol/L,依据平衡常数计算式,K==2,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol/L,故C正确;D.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol/L,Qc==8>2,说明平衡逆向进行,则此时v(正)<v(逆),故D错误;故选D。 19. 在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(x)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是 A. 该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量a-b B. T2下,在0-tl时间内,V(Y)=(a-b)/t1mol/(L·min ) C. M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆 D. M点时再加入一定量的X,平衡后X的转化率减小 【答案】C 【解析】由图可得,温度为T1时先达到平衡,所以T1>T2,温度越高,平衡时X的物质的量浓度越大,说明升高温度平衡逆向移动,因为升高温度平衡向吸热反应移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应;A项、X的初始浓度相同,该反应进行到M点时X的转化率比进行到W点时偏低,由于正反应为放热反应,所以反应进行到M点放出的热量少,故A错误;B、T2下,在0~t1时间内,X的浓度变化为:c(X)=(a-b)mol•L-1,则Y的浓度变化为c(Y)=c(X)=(a-b)mol•L-1,所以v(Y)=mol·L-1·min-1,故B错误;C、由上分析T1>T2,温度越高反应速率越大,则M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆,故C正确;D、M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡相比,压强增大,增大压强促进平衡正向移动,所以X的转化率增大,故D错误。 20. 一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中,充入一定量的H2和SO2发生下列反应:3H2(g)+SO2(g)2H2O(g)+H2S(g),下列说法正确的是 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol H2 SO2 H2 SO3 容器Ⅰ 300 03 0.1 0.02 容器Ⅱ 300 0.6 0.2 容器Ⅲ 200 0.3 0.1 0.01 A. 该反应正反应为吸热反应 B. 容器I达平衡时,氢气的转化率为90% C. 240℃ 时,该反应的平衡常数为1.08×104 D. 容器Ⅱ达到平衡时SO2的转化率比容器I小 【答案】C 【解析】A. 由容器Ⅰ和Ⅲ比较可知,起始量相同,平衡时Ⅰ中二氧化硫物质的量大于容器Ⅲ中二氧化硫物质的量,说明降低温度平衡正向进行,正反应为放热反应,则该反应正反应为放热反应,故A错误; C. 由表格中数据可知, 3H2(g)+SO2(g)2H2O(g)+H2S(g) 起始量(mol/L) 0.3 0.1 0 0 变化量(mol/L) 0.27 0.09 0.18 0.09 平衡量(mol/L) 0.03 0.01 0.18 0.09 K=(0.09×0.182)÷(0.033×0.01)=1.08×104L⋅mol−1,故C正确; D. 容器Ⅱ中加入反应物的起始量是Ⅰ中反应物起始量的2倍,相当于增大压强,平衡正向进行,达到平衡时SO2的转化率比容器I大,故D错误。 所以此题答案选C。 21. 合成氨工业的核心反应是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=QKJ/mol,能量变化如图所示,回答下列问题: (1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1(填“增大”,、“减小”、“不变”,下同);E2-E1_______。 (2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 molN2和l.5 mol H2,充分反应后,放出的热量____46.2KJ。(填“<”、“>”或“=”) (3)关于该反应的下列说法中,正确的是_____ A.△H>0,气体分子数目增多 B.△H>0,气体分子数目减少 C.△H<0,气体分子数目增多 D.△H<0 ,气体分子数目减少 (4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L 密闭容器中,在500℃ 、2×l07 Pa下达到平衡,测得N2为0.10 mol, H2为0.30 mol, NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2的转化率_____。若升高温度,K值变化_______(填“增大”、“减小”或“不变)。 (5)在上述(4)反应条件的密闭容器中欲提移合成氨中H2的转化率,下列措施可行的_____(填字母)。 A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入惰性气体 C.改变反应的催化剂 D.分离出氨气 【答案】 (1). 减小 (2). 不变 (3). < (4). D (5). 33.3% (6). AD 【解析】试题分析:(1)加入催化剂,降低反应的活化能,则E1和E2都减小,但是不会改变反应的焓变,所以E2-E1不变,故答案为:减小;不变; (2)当0.5mol N2和1.5mol H2完全反应时,才能放出46.2kJ的热量,但反应为可逆反应,不能完全进行,则密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2,充分反应后,放出的热量小于46.2kJ; (3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=QKJ•mol-1 ,图象分析可知反应是放热反应△H<0,反应前后是气体体积减小的反应,△S<0;故答案为D; (4)根据化学方程式和三段式列式计算: N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 初始浓度; 0.6 0.45 0 变化浓度:0.5 0.15 0.1 平衡浓度:0.1 0.3 0.1 该条件下H2的转化率=×100%≈33.3%,反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小; (5)根据化学平衡:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),反应是气体体积减小的放热反应,欲提高H2的转化率,平衡正向进行;A.向容器中按原比例再充入原料气,则压强增大,平衡向右移动,氢气的转化率增大,故A正确;B.向容器中再充入惰性气体,则各组分浓度不变,平衡不移动,氢气的转化率不变,故B错误;C.改变反应的催化剂,不影响平衡的移动,氢气的转化率不变,故C错误;D.液化生成物分离出氨,平衡向右移动,氢气的转化率增大,故D正确;故答案为AD。 【考点定位】考查平衡常数即影响因素、化学反应速率、影响化学平衡的元素与平衡状态的判断等。 【名师点晴】平衡状态判断选择判断的物理量,应随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;注意反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,必须是同一物质的正逆反应速率相等;反应达到平衡状态时,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,此类试题中容易发生错误的情况往往有:平衡时浓度不变,不是表示浓度之间有特定的大小关系;正逆反应速率相等,不表示是数值大小相等;对于密度、相对分子质量等是否不变,要具体情况具体分析等。 22. (1)若在常温常压下,l克乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热约为30KJ的热量。写出乙醉燃烧热的热化学方程式________ (2)化学反应中放出的热能(焓变,△H)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小关系。 已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185KJ/mol,断裂1 mo1H-H键吸收的能量为436KJ,断裂1 molCl-Cl键吸收的能量为247KJ,则形成1 molH-Cl键放出的能量为______KJ。 (3)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为: S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)△H=xKJ/mol 己知:碳的燃烧热△H1=akJ·mol-1 S(s)+ZK(s)=K2S(s)△H2=bkJ·mol-1 2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)△H3=ckJ·mol-1则x为__________KJ。 (4)根据以下三个热化学方程式: 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H20(1)△H=-Q1KJ/mol 2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H20(1)△H=-Q2KJ/mol 2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H20(g)△H=-Q3KJ/mol 判断Q1、Q2、Q3三者大小关系:__________. 【答案】 (1). 略 (2). 434 (3). 3a+b-c (4). Ql>Q2>Q3 【解析】(1)、1gC2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出30kJ热量,因1mol乙醇的质量是46g,则1mol乙醇燃烧放出的热量=30kJ×46 =1380kJ,所以其热化学反应方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=−1380kJ/mol,故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=−1380kJ/mol。 (2)、断裂1molH−H键吸收的能量为436kJ,断裂1molCl−Cl键吸收的能量为247kJ,设形成1 molH-Cl键放出的能量为xkJ,由反应化学方程式H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=−185kJ/mol,可知436kJ/mol+247kJ/mol−2x=−185kJ/mol,解得x=434KJ/mol,故答案为:434。 (3)、碳的燃烧热△H1=a kJ⋅mol−1,其热化学方程式为 C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=a kJ⋅mol−1 ① S(s)+2K(s)═K2S(s)△H2=b kJ⋅mol−1 ② 2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)△H3=c kJ⋅mol−1 ③ 根据盖斯定律,将方程式①×3+②−③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)═K2S(s)+N2(g)+3CO2(g),则△H=x kJ⋅mol−1=(3a+b−c)kJ⋅mol−1,即x=3a+b−c,故答案是:3a+b−c。 (4)、已知①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H20(1)△H=-Q1KJ/mol, ②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H20(1)△H=-Q2KJ/mol, ③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H20(g)△H=-Q3KJ/mol, 与②相比较,由于S→SO2放热,则Q1>Q2, ②与③相比较,由于H2O(l)→H2O(g)吸热,则Q2>Q3,故Q1>Q2>Q3。 23. 25℃时,2L的密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表: 物质 A B C 初始温度/mol·l-1 1.0 2.0 0 2min时,平衡浓度/ mol·l-1 0.4 0.2 1.2 请填写下列空白: (1)该反应方程式可表示为:____;反应达平衡时,A的转化率为_____。 (2)从反应开始到达化学平衡,生成C的平均反应速率为_____,25℃时,反应的化学平衡常数K值(数值)为_________。 (3)能判断该反应己达到化学平衡状态的依据是_______. a.容器内压强不变 b.混合气体的密度不变 c. 3v正(B)=2v逆(C) d.c(A)=c(C) e.混合气体的平均相对分子质量不变 (4)若已知该反应为放热反应,右图表示由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况: a点时改变的条件可能是_________;b点时改变的条件可能是____________。 (5)如果上述反应起始是按“1mo1A+3molB”充入,达平衡时C的浓度为amol/L;维持容器体积和温度不变,按下列方法改变起始物质的量,达到平衡时C的浓度仍为amol/L的是_______(填序号) ① 2 molA + 6 molB ② 2molC ③ 4molC ④ 0.5 molA + 1.5molB + 1 molC 【答案】 (1). A(g)+3B(g)2C(g) (2). 60% (3). 0.6 mol/( L·min ) (4). 4.5×102 (5). ae (6). 加入催化剂 (7). 增加A或B (8). ②④ 【解析】(1)、依据图表数据ABC的反应浓度分别为:A变化的浓度为1.0mol/L−0.4mol/L=0.6mol/L,B变化的浓度为2.0mol/L−0.2mol/L=1.8mol/L,C的变化浓度为1.2mol/L,因各物质反应的量之比等于化学方程式计量数之比,则c(A):c(B):c(C)=0.6:1.8:1.2=1:3:2,所以反应的化学方程式为A(g)+3B(g)2C(g); 根据表中数据可知,A变化的浓度为1.0mol/L−0.4mol/L=0.6mol/L,所以平衡后A的转化率=0.6mol/L÷1.0mol/L×100%=60%。 故答案为:A(g)+3B(g)2C(g);60%。 (2)、从反应开始到达化学平衡,生成C的平均反应速率=1.2mol/L÷2min=0.6mol/(L﹒min),根据反应方程式A(g)+3B(g)2C(g)和平衡常数的定义可知,K=1.22÷0.4×0.23=450,故答案为:0.6mol/(L﹒min);4.5×102; (3)、a.因A(g)+3B(g)2C(g)是气体体积变化的可逆反应,故压强不变,说明是平衡状态,故a正确; b.根据质量守恒定律,该反应中气体的总质量始终不变,又因为该容器的体积固定,所以混合气体的密度始终不变,不能说明是否为平衡状态,故b错误; c.根据反应方程式A(g)+3B(g)2C(g)可知,达到平衡状态时,2v正(B)=3v逆(C),故c错误; d.可逆反应达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,所以当A和C的浓度相等时不能说明A和C的浓度是否还在改变,不能说明是否达到平衡状态,故d错误; e.根据质量守恒定律,该反应中气体的总质量始终不变,但混合气体的总物质的量在改变,所以混合气体的平均相对分子质量也在改变,因此混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态,故e正确。 所以答案选:ae。 (4)、a点时正逆反应速率都增大,可能为增大压强或者升高温度或使用催化剂,但此时逆反应速率等于正反应速率,平衡不移动,若增大压强则平衡会正向移动,若升高温度,平衡会逆向移动,所以只有使用催化剂平衡不移动满足条件;b点时逆反应速率不变,正反应速率增大,逐渐达到平衡状态,故改变的条件为增加反应物A或B的浓度, 故答案为:加入催化剂;增加A或B。 (5)、如果上述反应起始是按“1molA+3molB”充入,达平衡时C的浓度为amol/L;维持容器体积和温度不变,按下列方法改变起始物质的量,达到平衡时C的浓度仍为amol/L,说明反应达到的平衡状态相同,因反应前后气体物质的量发生变化,所以此时为等效平衡中的“等量等效”,则: ①. A(g)+3B(g)2C(g) 1 3 0 2 6 0 加入2molA,6molB相当于增大压强平衡正向进行,平衡后C的浓度大于2amol/L,故①错误; ②. A(g)+3B(g)2C(g) 1 3 0 0 0 2 利用极值转化法,加入2molC相当于加入1molA,3molB,达到相同的平衡状态,平衡后C的浓度为amol/L,故②正确; ③. A(g)+3B(g)2C(g) 1 3 0 0 0 4 利用极值转化法,加入4molC相当于加入2molA,6molB,平衡后C的浓度大于2amol/L,故③错误; ④. A(g)+3B(g)2C(g) 1 3 0 0.5 1.5 1 利用极值转化法,此时相当于起始量加入1molA和3molB,平衡后C的浓度为amol/L,故④正确,故选②④。 【名师点睛】合理利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度,代入平衡常数表达式计算并进行判断是解题关键;另外,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的 一些量也不发生变化,据此解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。 24. 在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。 回答下列问题: (1)反应的△H_______0(填“大于”或“小于”) ;100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0-60s时段,反应速率v(N2O4)为______mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1 为________。 (2) 100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。 a: T______100℃ (填“大于”或“小于”) ,判断理是_______ b:计算温度T时反应的平衡常数K2(要求写出计算过程)__________。 (3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是__________ 【答案】 (1). 大于 (2). 0.001 (3). 0.36 (4). 大于 (5). 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高 (6). 平衡时c(NO2)=0.120mol·L-1+0.0020mol·L-1·s-1×10s×2=0.16mol·L-1,c(N2O4)=0.040mol·L-1-0.0020mol·L-1·s-1×10s=0.020mol·L-1,K2=(0.16mol/L)2/0.020mol/L=1.3mol/L (7). 逆反应 (8). 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动 【解析】试题分析:(1)随温度升高,混合气体的颜色变深,所以平衡正向移动,焓变大于0;v(N2O4)=(0.1-0.04)÷60="0.0010" mol·L-1·s-1;平衡常数K1为0.36 mol·L-1;(2)a:改变反应温度为T,c(N2O4)降低,平衡正向移动,所以改变条件为升温;T大于100℃;改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡,所以c(N2O4)=0.04-0.002×10="0.02" mol·L-1;c(NO2)=(0.1-0.02)×2="0.16" mol·L-1;K2=" (0.16" mol·L-1)2/(0.020 mol·L-1) ="1.3" mol·L-1;(3)对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,压强增大,所以平衡向逆反应方向移动。 考点:本题考查化学平衡。 25. 对氮及其化合物的研究具有重要意义。 (1)在1L密闭容器中,4mol氨气在一定条件下分解生成生成氮气和氢气。2min时反应吸收热量为46.1KJ,此时氨气的转化率为25%。该反应的热化学方程式为____________。 (2)某恒温恒压条件下,向容积为VL的密闭容器中,起始充入lmolN2、3molH2、16molNH3,发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。达到平衡后,N2、H2、NH3的物质的量分别amol、bmol、cmol,此时容器的容积为1.1VL,回答下列问题: ① 起始时反应速率V(正)______V(逆)(填“>”“<”或“=”) ② 平衡时a=________, b=________. ③ 若平衡后再充入3.6mol NH3,重新建立平衡时容器的容积为________. 【答案】 (1). 2NH3(g) N2(g)+ 3H2 (g)△H = + 92 .2KJ / mol (2). < (3). 2mol (4). 6mol (5). l.32V 【解析】(1)、4mol氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气,2min时反应吸收热量为46.1kJ,此时氨气的转化率为25%,则分解氨气的物质的量是4mol×25%=1mol,即1mol氨气分解时吸收热量是46.1kJ,则反应的热化学方程式为:2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)△H=+(46.1×2)kJ/mol=+92.2kJ/mol,故答案是:2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)△H=+92.2kJ/mol。 (2)、① .起始充入1molN2、3molH2、16molNH3,容器的容积为VL,达到平衡后,N2、H2、NH3的物质的量分别为amol、bmol、cmol,此时容器的容积为1.1VL,气体体积增大,说明反应逆向进行达到平衡状态,逆反应速率大于正反应速率; ② .根据①中分析可知,此时反应逆向进行,氮气和氢气的物质的量增加,则依据平衡三段式列式得: 根据方程式可知,当消耗2L氨气时,气体体积增大2L,则增大的体积和反应的氨气的体积相等,平衡后体积增大到1.1V,则有=,解之得a+b+c=22 ① 根据方程式可知氮气和氢气的变化量有:=,b=3a ② 再根据方程式可知氮气和氨气的变化量有:=,2a+c=18 ③ 联立①②③得到:a=2,b=6。 故此题答案是:<;2mol;6mol。 (3)、起始时充入lmolN2、3molH2、16molNH3,根据反应方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)再利用极值转化法,起始时相当于充入0molN2、0molH2、18molNH3,此时平衡体积为1.1V,在恒温恒压的条件下,再充入3.6mol NH3,则NH3为(18+3.6)=21.6mol, 设重新建立平衡时体积为x,则依据体积之比等于物质的量之比得=,解之得x=1.32V,故答案是:1.32V。 26. 丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN 等,回答下列问题: (1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯睛(C3H3N)和副产物丙烯醛(CH2=CHCHO)的热化学方程式如下: ① C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)△H=-515kJ/mol ② C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是______;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_____. (2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是_____;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)。 A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D. 反应活化能增大 (3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为 _________ ,理由是_______。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为____________。 【答案】 (1). 降低温度、降低压强 (2). 催化剂 (3). 不是 (4). 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 (5). AC (6). 1 (7). 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 (8). 1:7.5:1 【解析】试题分析:(1)因为两个反应均为放热量大的反应,所以热力学趋势大;该反应为气体体积增大的放热反应,所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率;由图b可知,提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。 (2)因为该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,反应刚开始进行,尚未达到平衡状态,460OC以前是建立平衡的过程,所以低于460OC时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率;高于460OC时,丙烯腈产率降低,A.催化剂在一定温度范围内活性较高,若温度过高,活性降低,正确;B.平衡常数的大小不影响产率,错误;C.根据题意,副产物有丙烯醛,副反应增多导致产率下降,正确;D.反应活化能的大小不影响平衡,错误;答案选AC。 (3)根据图像可知,当n(氨)/n(丙烯)约为1时,该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低;根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨气、氧气、丙烯按1:1.5:1的体积比加入反应达到最佳状态,而空气中氧气约占20%,所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1:7.5:1。 考点:考查热化学方程式,影响化学平衡的因素等知识。