江苏省泰州市姜堰区2014-2015学年上学期期中考试
高二化学试卷(选修)
一、单项选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个选项符合题意.)
1.(2分)美国亚利桑那州大学(ASU)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶,原理为:2H2O(g)2H2(g)+O2(g).有关该反应的说法正确的是( )
A.
△H<0
B.
△S<0
C.
化学能转变为电能
D.
氢能是理想的绿色能源
考点:
反应热和焓变..
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
氢气和氧气燃烧生成水时放热,上述反应是太阳能转化为化学能,△H>0,且2mol气体生成3mol,熵值增加,△S>0,据此解答.
解答:
解:氢气和氧气燃烧生成水时放热,△H<0,上述反应是氢气燃烧的逆反应,△H>0,且2mol气体生成3mol,熵值增加,△S>0,太阳能转化为化学能,氢气燃烧无污染,是绿色能源,故选:D.
点评:
本题考查了,反应热、熵变、能量转化的形式等等,题目难度不大,注意平时学习的知识积累.
2.(2分)通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量.下列各图所示的措施中,是为了加快化学反应速率的是( )
A.
铁门表面喷漆
B.
橡胶里加炭黑
C.
扇子扇煤炉火
D.
木头电线杆
考点:
化学反应速率的调控作用;化学反应速率的影响因素..
专题:
化学反应速率专题.
分析:
日常生活与工业生产中,为减少浪费、节约能源,应减少物质损耗的速率,为提高生产效益,往往要加快反应速率.
解答:
解:铁门表面喷漆时防止金属的腐蚀;橡胶里加炭黑,能增加橡胶的耐磨性,减小橡胶损耗的速率;土壤稍稍烤焦,可防止木头电线杆腐蚀,
而扇子扇煤炉火,可增大进气量,使煤充分燃耗,目的是增大反应速率.
故选:C.
点评:
本题考查化学反应速率的调控作用,侧重于化学与生活、生产的联系以及化学的指导意义,难度不大,注意相关基础知识的积累.
3.(2分)已知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣184.6kJ?mol﹣1,则反应HCl(g)=2H2(g)+Cl2(g)的△H为( )
A.
+184.6kJ?mol﹣1
B.
+92.3kJ?mol﹣1
C.
﹣184.6kJ?mol﹣1
D.
﹣92.3kJ?mol﹣1
考点:
有关反应热的计算..
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
在热化学方程式中明确写出反应的计量方程式,各物质化学式前的化学计量系数可以是整数,也可以是分数;反应热与反应方程式相互对应.若反应式的书写形式不同,则相应的化学计量系数不同,故反应热亦不同;反应方向改变,焓变数值符号改变.
解答:
解:依据热化学方程式的书写原则和方法,已知热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣184.6kJ?mol﹣1,
改变方向,焓变变为正值,系数除以2,焓变也除以2,得到热化学方程式为HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H=+92.3kJ?mol﹣1,
故选B.
点评:
本题考查了热化学方程式的书写方法和注意问题,熟练掌握书写原则是解题关键,题目较简单.
4.(2分)下列反应中属于放热反应的是( )
A.
电解Al2O3得到Al和O2
B.
石灰石高温分解为生石灰和二氧化碳
C.
铝粉与氧化铁高温反应
D.
Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl晶体混合反应
考点:
吸热反应和放热反应..
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
根据常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应,所有中和反应;绝大多数化合反应和铝热反应;
常见的吸热反应有:绝大数分解反应,个别的化合反应(如C和CO2),少数分解置换以及某些复分解(如铵盐和强碱),C或氢气做还原剂时的反应.
解答:
解:A.电解Al2O3得到Al和O2是吸热反应,故A错误;
B.石灰石高温分解是吸热反应,故B错误;
C.铝粉与氧化铁高温反应是放热反应,故C正确;
D.Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl晶体混合反应是吸热反应,故D错误.
故选C.
点评:
本题考查放热反应,难度不大,抓住中学化学中常见的吸热或放热的反应是解题的关键,对于特殊过程中的热量变化的要熟练记忆来解答此类习题.
5.(2分)改变外界条件可以影响化学反应速率,对反应H2(g)+I2(g)?2HI(g),其中能使活化分子百分数增加的是:①升高体系的温度 ②增加反应物浓度 ③增大气体的压强 ④使用催化剂( )
A.
①③
B.
①④
C.
②③
D.
③④
考点:
化学平衡的影响因素..
专题:
化学平衡专题.
分析:
升高温度或加入催化剂可提高反应物中的活化分子百分数,增大浓度、增大压强时活化分子数目增大,据此进行判断.
解答:
解:①升高温度,升高了分子能量,增大了活化分子百分数,故①正确;
②增大反应物浓度,增大了单位体积的活化分子数,没有改变活化分子百分数,故②错误;
③增大压强,相当于增大了浓度,活化分子数目增大,没有改变活化分子百分数,故③错误;
④加入催化剂,降低了反应能量,增加了活化分子百分数,故④正确;
故选B.
点评:
本题考查影响活化分子百分数的因素,题目难度不大,注意相关知识的积累.
6.(2分)在恒温时,一固定容积的容器内发生反应:PCl5(g)?PCl3 (g)+Cl2(g).达到平衡时,再向容器内通入一定量PCl5 (g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,Cl2的浓度( )
A.
增大
B.
减小
C.
不变
D.
无法判断
考点:
化学平衡的影响因素..
专题:
化学平衡专题.
分析:
在一固定容积的容器达中,到平衡时,再向容器内通入一定量PCl5 (g),重新达到平衡后,相当于压缩容器的体积,各组分浓度都变大,由此分析解答.
解答:
解:在一固定容积的容器达中,到平衡时,再向容器内通入一定量PCl5 (g),重新达到平衡后,相当于压缩容器的体积,平衡逆向移动,但各组分浓度都变大,故选:A.
点评:
本题考查化学平衡的移动、化学平衡的建立等,难度中等,关键是设计等效平衡建立的途径.
7.(2分)对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )
A.
加入一种反应物
B.
升高温度
C.
对平衡体系增加压强
D.
使用催化剂
考点:
化学平衡的影响因素..
专题:
化学平衡专题.
分析:
A、在反应中,固体量的增减不会引起化学平衡的移动;
B、升高温度,化学平衡向着吸热方向进行,任何化学反应一定伴随能量的变化;
C、对于有气体参加的反应前后气体体积变化的反应,压强会引起平衡的移动;
D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动.
解答:
解:A、在反应中,加入一种故体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,故A错误;
B、任何化学反应一定伴随能量的变化,升高温度,化学平衡一定是向着吸热方向进行,故B正确;
C、对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡的移动,故C错误;
D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查学生影响化学平衡移动的因素,注意每个因素的使用情况是解答的关键.
8.(2分)对于平衡CO2(g)?CO2(aq)△H=﹣19.75kJ?mol﹣1,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是( )
A.
升温增压
B.
降温减压
C.
升温减压
D.
降温增压
考点:
化学平衡的影响因素..
专题:
化学平衡专题.
分析:
为了减小温室效应的产生,增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应使平衡向正反应方向移动,注意温度和压强对平衡移动的影响.
解答:
解:对平衡体系CO2 (g)?CO2(aq)△H=﹣19.75kJ?mol﹣1,该反应放热,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应降低温度,增大压强,可使平衡向正反应方向移动,所以为了减小温室效应的产生,增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应降温增压,
故选D.
点评:
本题考查外界条件对平衡移动的影响,题目难度不大,注意把握影响平衡的移动的因素.
9.(2分)在一定温度下,容积不变的密闭容器中发生反应:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),下列叙述不能认定该可逆反应已经达到平衡状态的是( )
A.
混合气体压强不再发生变化
B.
混合气体质量不再发生变化
C.
反应中CO与H2的物质的量之比为1:1
D.
生成nmolCO的同时生成nmolH2O
考点:
化学平衡状态的判断..
专题:
化学平衡专题.
分析:
化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断,得出正确结论.
解答:
解:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),
A.反应前后气体的体积不等,故混合气体压强不再发生变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故A不选;
B.反应前后气体的质量不等,故混合气体质量不再发生变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故B不选;
C.CO与H2的物质的量之比等于化学计量数之比=1:1,故反应中CO与H2的物质的量之比为1:1不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故C可选;
D.生成nmolCO是正反应,同时生成nmolH2O是逆反应,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,达到平衡状态,故D不选,
故选C.
点评:
本题考查化学平衡状态的判断,题目难度不大.要注意把握平衡状态的特征.
10.(2分)下列相关实验示意图不能达到实验目的是( )
A.
探究不同催化剂对H2O2分解速率影响
B.
探究温度对2NO2?N2O4平衡影响
C.
验证Cr2O72﹣+H2O?2CrO42﹣+2H+平衡状态变化
D.
验证钠和水反应的热效应
考点:
化学平衡的影响因素;反应热和焓变..
专题:
基本概念与基本理论.
分析:
A、研究催化剂对反应速率的影响,过氧化氢的质量分数要相同;
B、已知2NO2?N2O4△H<0,根据颜色的变化判断;
C、通过溶液颜色的变化,来判断;
D、钠与水反应U型右边的液面上升.
解答:
解:A、研究催化剂对反应速率的影响,过氧化氢的质量分数要相同,故A错误;
B、已知2NO2?N2O4△H<0,根据颜色的变化可知平衡移动的方向,以此可确定温度对平衡移动的影响,故B正确;
C、通过溶液颜色的变化,来判断,如果溶液的颜色不变,说明达平衡状态,故C正确;
D、钠与水反应U型右边的液面上升,如果液面上升,说明发生反应,故D正确;
故选A.
点评:
本题考查较为综合,涉及化学反应速率的影响因素、化学平衡移动等知识,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,为高考常见题型,注意相关知识的学习与积累,难度不大.
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分.每小题有一个或两个选项符合题意,只要选错一个,该小题就得0分.若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分.)
11.(4分)条件一定时,反应2A(g)+B(g)?2C(g),B的转化率α与温度T变化关系曲线图如图所示,图中4个点中,表示未达到平衡状态,且V正<V逆的点是( )
A.
a
B.
b
C.
c
D.
d
考点:
化学平衡建立的过程..
专题:
化学平衡专题.
分析:
在曲线上,当温度一定时,B的转化率也一定,故曲线上任意一点都表示达到平衡状态,而曲线外的任意一点都表示未达平衡状态.在曲线下方的任意一点,要想达到同温度下的平衡状态,即向上引垂直线到曲线上的一点,这样B的转化率要增大,平衡向右移动,在曲线上方的任意一点,要想达到同温度下的平衡状态,即向下引垂直线到曲线上的一点,这样B的转化率要减小,平衡向左移动,据此解答.
解答:
解:A、a点在曲线上,处于平衡状态,v(正)=v(逆),故A错误;
B、b点在曲线上,处于平衡状态,v(正)=v(逆),故B错误;
C、c点在曲线下方,未达到平衡状态,要想达到同温度下的平衡状态,即由c点向上引垂直线到曲线上的一点,这样B的转化率要增大,平衡向右移动,故v(正)>v(逆),故C正确;
D、d点在曲线上方,未达到平衡状态,要想达到同温度下的平衡状态,即由d点向下引垂直线到曲线上的一点,这样B的转化率要减小,平衡向左移动,故v(正)<v(逆),故D错误;
故选C.
点评:
本题考查化学平衡图象,涉及平衡状态的判断、平衡移动等,难度中等,判断曲线上的任意一点都表示达到平衡状态是关键.
12.(4分)反应A(g)+2B(g)═C(g)的反应过程中能量变化如图所示.下列相关说法正确的是( )
A.
正反应活化能大于逆反应活化能
B.
曲线b表示使用催化剂后的能量变化
C.
由图可知该反应的焓变△H=+91 kJ?mol﹣1
D.
反应中将气体A换为固体反应,其他条件不变,反应放出热量小于91kJ
考点:
反应热和焓变..
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
A、据图分析,正反应活化能低于逆反应的活化能;
B、催化剂能够降低反应的活化能;
C、△H=正反应活化能﹣逆反应活化能;
D、固态A所含能量比气态A低.
解答:
解:A、据图分析,正反应活化能低于逆反应的活化能,故A错误;
B、催化剂能够降低反应的活化能,所以曲线b表示使用了催化剂的能量变化,故B正确;
C、△H=正反应活化能﹣逆反应活化能=419KJ/mol﹣510KJ/mol=﹣91KJ/mol,故C错误;
D、固态A所含能量比气态A低,反应中将气体A换为固体反应,其他条件不变,反应放出热量小于91kJ,故D正确;
故选BD.
点评:
本题考查了焓变与活化能、催化剂的催化剂的催化机理、焓变的计算,题目难度中等.
13.(4分)下列推论正确的是( )
A.
H2(g)的燃烧热是285.8 kJ?mol﹣1,则H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.8 kJ?mol﹣1
B.
对于反应2H2O2═2H2O+O2↑,升高温度能加快O2的生成速率
C.
已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H1;2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2,则△H1>△H2
D.
在CuCl2水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝)+4Cl﹣?[CuCl4]2﹣(绿)+4H2O,若向溶液中滴加足量AgNO3溶液,可使溶液呈现绿色
考点:
反应热和焓变..
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
A、燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成稳定化合物时放出的热量,H生成液态水;
B、升温能够加快反应速率;
C、燃烧都是放热反应,焓变小于0;
D、AgNO3能够反应掉氯离子使溶液变蓝色.
解答:
解:A、H2(g)的燃烧热是285.8 kJ?mol﹣1,则H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.8 kJ?mol﹣1,故A错误;
B、升温能够加快反应速率,故B正确;
C、燃烧都是放热反应,焓变小于0,C完全燃烧放热多,所以△H1<△H2,故C错误;
D、AgNO3能够反应掉氯离子使溶液变蓝色,故D错误;
故选B.
点评:
本题考查了燃烧热、温度对化学反应速率的影响、平衡移动,题目难度中等.
14.(4分)在密闭容器中的一定量的混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)?zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L.下列有关判断正确的是( )
A.
x+y<z
B.
平衡向正反应方向移动
C.
B的转化率降低
D.
C的体积分数增大
考点:
化学平衡常数的含义..
专题:
化学平衡专题.
分析:
xA(g)+yB(g)?zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,A的浓度为0.25mol/L,而再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L,则说明体积增大(压强减小)化学平衡逆向移动,以此来解答.
解答:
解:由信息可知,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时测得A的浓度为0.30mol/L,体积增大,相当于压强减小,化学平衡逆向移动,则
A.减小压强,向气体体积增大的方向移动,则x+y>z,故A错误;
B.由上述分析可知,平衡逆向移动,故B错误;
C.平衡逆向移动,B的转化率降低,故C正确;
D.平衡逆向移动,C的体积分数减小,故D错误;
故选:C.
点评:
本题考查化学平衡的移动,注意A的浓度变化及体积变化导致的平衡移动是解答本题的关键,熟悉压强对化学平衡的影响即可解答,题目难度不大.
15.(4分)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,下列说法正确的是( )
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10﹣5
A.
上述生成Ni(CO)4的反应为吸热反应
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)=0.3mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol?L﹣1
D.
80℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol?L﹣1,则此时υ(正)>υ(逆)
考点:
化学平衡的影响因素;化学平衡的计算..
专题:
化学平衡专题.
分析:
A、依据平衡常数随温度变化分析判断平衡移动方向,结合平衡移动原理判断;
B、25℃时反应Ni(CO)4(g)?Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为Ni(s)+4CO(g)?Ni(CO)4(g),平衡常数的倒数;
C、依据平衡常数计算;
D、依据浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向.
解答:
解: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错误;
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BC.
点评:
本题考查了化学平衡移动原理的分析判断,平衡常数计算应用,掌握平衡常数随温度变化和浓度商与平衡常数比较判断平衡移动方向是解题关键,题目难度中等.
三、非选择题(共80分)
16.(16分)化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义.
(1)机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源.
①气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H>0.汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点原因 温度升高,反应速率加快 、 温度升高,有利于平衡反应正向进行 .
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)△H>0,该设想能否实现? 不能 (选填“能”或“不能”),依据是 该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行 .
(2)氯气在298K、100kPa时,在1L水中可溶解0.09mol,实验测得溶于水的Cl2约有与水反应.该反应的离子方程式为 Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO ,在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,溶液中Cl﹣浓度 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)一定条件下,Fe3+和I﹣在水溶液中的反应是2I﹣+2Fe3+═I2+2Fe2+,当反应达到平衡后,加入CCl4充分振荡,且温度不变,上述平衡向 正反应 (选填“正反应”或“逆反应”)方向移动.请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案 加入少许铁粉或加入少许碘 .
考点:
化学平衡的调控作用;化学平衡的影响因素..
专题:
化学平衡专题.
分析:
(1)①依据影响化学反应速率和化学平衡的因素分析判断;
②依据反应自发进行的条件是△H﹣T△S<0分析判断;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸是弱电解质;
加入氢氧化钠,溶液中的氢氧根离子,和氢离子反应,平衡正向进行;
(3)加入CCl4萃取了I2,减小了生成物浓度,反应速率降低,从而使得v(正)>v(逆),导致平衡向正反应方向移动;
增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡逆向移动.
解答:
解:(1)①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H>0,反应时气体体积不变的吸热反应,温度升高,反应速率加快,平衡右移,单位时间内NO排放量越大;
故答案为:温度升高,反应速率加快;温度升高,有利于平衡反应正向进行;
②2CO(g)=2C(s)+O2(g)△H>0,反应是焓变增大,熵变减小的反应,△H>0,△S<0,则△H﹣T△S>0,反应任何温度下都不能自发进行;
故答案为:不能;该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为:Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO;在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,会和平衡状态下的氢离子反应,平衡正向进行,溶液中Cl﹣浓度增大;
故答案为:Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO;增大;
(3)加入CCl4萃取了I2,减小了生成物浓度,反应速率降低,从而使得v(正)>v(逆),导致平衡向正反应方向移动;
增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡逆向移动,加入少许铁粉可以与三价铁离子反应,减小反应物浓度,加入少许碘,增大生成物的浓度,平衡均逆向移动.
故答案为:正反应;加入少许铁粉或加入少许碘.
点评:
本题考查较为综合,题目难度较大,本题易错点为(3),注意加入CCl4萃取了I2,减小了生成物浓度.
17.(14分)针对化学反应中的能量变化解决下列问题.
(1)测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热(中和热为57.3kJ?mol﹣1)的实验装置如图所示.某兴趣小组的实验数值结果小于57.3kJ?mol﹣1,原因可能是 acd (填字母).
a.实验装置保温、隔热效果差
b.读取混合液的最高温度记为终点温度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,直接测定
H2SO4溶液的温度
(2)利用氢气可以制取工业原料乙酸.已知:
a. CH3COOH(l)+2O2(g)═2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣870.3kJ/mo1
b. C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mo1
c. H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8kJ/mo1
①相同质量的CH3COOH、C、H2完全燃烧时,放出热量最多的是 H2 .
②利用上述信息计算下述反应:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H= ﹣488.3 kJ/mol.(3)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl.利用反应A,可实现氯的循环利用.
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
已知:ⅰ.此条件下反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量.
ⅱ.
①写出此条件下,反应A的热化学方程式 4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6 KJ/mol; .
②断开1mol H﹣O键与断开1mol H﹣Cl键所需能量相差约为 32 kJ.
考点:
中和热的测定..
专题:
实验题.
分析:
(1)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小;
b.反应后最高温度记为终点温度;
c.若分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,测得的热量偏小,所以应该一次性倒入氢氧化钠溶液;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高.
(2)①根据热化学方程式分别计算出1gCH3COOH、C、H2完全燃烧时放出的热量即可;
②利用盖斯定律,将②×2+③×2﹣①可得2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH(l),以此计算反应热,可得热化学方程式;
(3)①反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,依据热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式;
②依据反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,焓变=反应物断键吸收热量﹣生成物形成化学键放出热量计算.
解答:
解:(1)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a正确;
b.反应后最高温度记为终点温度,故b错误;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,否则会引起热量散失,中和热的数值偏小,故c正确;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,由于温度计上会有氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸反应放热,导致硫酸的起始温度偏高,中和热的数值偏小,故d正确.
故答案为:acd;
(2)①1gCH3COOH、C、H2完全燃烧时放出的热量分别为:、、,所以相同质量的CH3COOH、C、H2完全燃烧时,放出热量最多的是H2;
故答案为:H2;
②利用盖斯定律,将②×2+③×2﹣①可得2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH(l),
则△H4=2×(﹣393.5kJ/mol)+2×(﹣285.8kJ/mol)﹣(﹣870.3kJ/mol)=﹣488.3kJ/mol,
故答案为:﹣488.3;
(3)①依据反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应的热化学方程式为:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6 KJ/mol;
故答案为:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6 KJ/mol;
②焓变=反应物断键吸收热量﹣生成物形成化学键放出热量,4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=﹣115.6 KJ/mol,
4×E(H﹣Cl)+498﹣[243×2+4×E(H﹣O)]=﹣115.6,得到4×E(H﹣O)﹣4×E(H﹣Cl)=498﹣486+115.6=127.6,E(H﹣O)﹣E(H﹣Cl)=31.9≈32,
故答案为:32.
点评:
本题考查了中热热的测定、热化学方程式书写,化学键键能和焓变关系计算,图象分析判断,题目难度中等.
18.(12分)臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等.
(1)O3可将KI氧化,生成的两种单质化学式为 O2 、 I2 .
(2)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示:
PH
t/min
T/℃
3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
18
15
50
31
26
15
7
根据表中数据分析,pH升高,O3分解速率 加快 ;温度升高,O3分解速率 加快 (选填“加快”或“减慢”).
(3)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)+O2(g).若反应在恒容密闭容器中进行,下列相关图象正确的是 AB (填字母).
A
B
C
D
升高温度,平衡常数减小
0~3s内,反应速率为v(NO2)=0.2mol?L﹣1?s﹣1
t1时仅加入催化剂,平衡正向移动
达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
考点:
臭氧;化学平衡的影响因素..
专题:
化学平衡专题;元素及其化合物.
分析:
(1)臭氧能将碘离子氧化为碘单质;
(2)由表格中的数据可知,相同温度下,pH越大,O3分解速率越大;
(3)A.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动;
B.由图可知,0﹣3s内,二氧化氮的浓度变化量=1mol/L﹣0.4mol/L=0.6mol/L,根据v=计算v(NO2),注意选项中单位;
C.使用催化剂,反应速率加快,但平衡不移动;
D.达平衡时,仅增大c(O2),平衡向逆反应方向移动,二氧化氮转化率降低.
解答:
解:(1)臭氧能将碘离子氧化为碘单质,本身反应生成氧气,故答案为:O2;I2;
(2)由表格中的数据可知,相同温度下,pH越大,O3分解速率越大,温度升高,O3分解速率加快,故答案为:加快;加快;
(3)A.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故A正确;
B.由图可知,0﹣3s内,二氧化氮的浓度变化量=1mol/L﹣0.4mol/L=0.6mol/L,故v(NO2)==0.2mol/(L.s),故B正确;
C.t1时刻,改变条件,反应速率加快,平衡不移动,该反应前后气体的物质的量减小,不能是增大压强,只能是使用催化剂,但催化剂不影响平衡的移动,故C错误;
D.达平衡时,仅增大c(O2),平衡向逆反应方向移动,二氧化氮转化率降低,由图可知,二氧化氮的转化率随x增大而增大,x可以代表O3浓度、压强,故D错误,
故选AB.
点评:
本题考查化学反应中能量变化、化学反应速率计算、化学平衡图象及影响因素等,难度中等,(3)B选项为易错点,注意容易忽略单位问题.
19.(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破.
(1)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3.(如图1)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g)═2NO2(g).在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线如图2).
①随温度升高,该反应平衡向 逆反应 (选填“正反应”或“逆反应”)方向移动.
②比较P1、P2的大小关系: P2>P1 .
(2)一种工业合成氨的简易流程图如图3:步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
a.CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.4kJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2kJ/mol
①对于反应a而言,增大 CH4的浓度,达新平衡时H2的体积分数 不一定 增大(选填“一定”或“不一定”).
②利用反应b,将CO进一步转化,可提高H2产量.若在500℃时,把等浓度的CO和H2O(g)充入反应容器,达到平衡时c(CO)=0.005mol?L﹣1、c(H2)=0.015mol?L﹣1,则CO的平衡转化率为 75% .
③上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号) Ⅳ ,④简述一种本流程中可以提高合成氨原料总转化率的方法 对原料气加压,分离液氨,未反应的氮气和氢气循环使用. .
考点:
转化率随温度、压强的变化曲线;热化学方程式;化学平衡的计算..
专题:
化学平衡专题.
分析:
(1)①根据图象知,相同压强下,升高温度,NO转化率减小,说明正反应是放热反应,据此判断化学平衡移动方向;
②相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,则NO的转化率增大;
(2)①若恒温恒压,平衡右移,达新平衡时H2的体积分数增大;若恒温恒容,平衡左移,达新平衡时H2的体积分数减小;
②根据平衡常数计算反应的CO的物质的量浓度,再结合转化率公式计算一氧化碳的转化率;
③依据反应是气体体积减小的放热反应,结合平衡移动原理分析判断.
解答:
解:(1)①根据图象知,相同压强下,升高温度,NO转化率减小,说明正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,故答案为:逆反应;
②相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,则NO的转化率增大,根据图象知,相同温度下,p2的转化率大于p1,所以p2>p1,故答案为:p2>p1;
(2)①若恒温恒压,平衡右移,达新平衡时H2的体积分数增大;若恒温恒容,平衡左移,达新平衡时H2的体积分数减小;故答案为:不一定;
根据反应方程式中各物质的关系式知,平衡时,c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mo/L,参加反应的c(CO)=c(H2)=0.015mo/L,一氧化碳的转化率=×100%=75%,
故答案为:75%;
③分析流程合成氨放热通过Ⅳ热交换器加热反应混合气体,使反应达到所需温度,提高合成氨原料总转化率,依据平衡移动原理分析,分离出氨气促进平衡正向进行,把平衡混合气体中氮气和氢气重新循环使用,提高原理利用率,
故答案为:Ⅳ;对原料气加压,分离液氨,未反应的氮气和氢气循环使用.
点评:
本题考查了化学平衡影响因素分析,平衡计算应用,注意反应特征的计算应用,掌握基础是关键,题目难度较大.
20.(12分)T℃时,容积固定为1L的密闭容器甲中充入2molSO2、1molO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0,维持温度为T℃,4min后达到平衡,测得平衡时n(SO3)=1.2mol.
(1)T℃时,该反应的平衡常数K的数值为 5.6 .
(2)另有容器乙和丙均分别充入2molSO2、1molO2,起始容器容积与甲相同,起始温度均为T℃.在反应过程中乙容器保持温度和压强不变,丙容器保持容器体积不变并与外界绝热,分别建立平衡后:
①三个容器中反应的平衡常数K:K(甲) = K(乙) > K(丙)(选填“>”、“<”或“=”).
②达到平衡时,甲、乙、丙三容器中,SO2的转化率α最小的是 丙 容器,混合气体密度ρ最大的是 乙 容器.
(3)若向上述容器甲的平衡体系中继续充入2mol SO2和1mol O2,在相同温度下再次达到平衡后,SO3的物质的量 b (填字母).
a.2.4mol b.大于1.2mol,小于2.4mol c.大于2.4mol.
考点:
化学平衡的计算;化学平衡的影响因素..
专题:
化学平衡专题.
分析:
(1)根据化学平衡常数K=生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积来计算;
(2)①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0,正反应放热,升温,平衡逆向移动,化学平衡常数只与温度有关;
②达到平衡时,由于甲乙的平衡常数相同,SO2的转化率α相等,丙相对甲乙平衡逆向移动,SO2的转化率α最小;
混合气体密度ρ=,混合气体的质量不变,丙平衡逆向移动,气体体积变大,ρ变小,平衡正向移动,气体体积变小;
(3)恒温恒容条件下,反应达到平衡时继续充入2mol SO2和1mol O2,达到新的平衡状态,该状态可以等效为开始加入时4molO2和2molSO2,所到达的平衡状态,与原平衡相比,增大了压强,平衡向正反应移动,SO3的物质的量增加.
解答:
解:(1)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
起始(mol/L) 2 1 0
变化(mol/L) 1.2 0.6 1.2
平衡(mol/L) 0.8 0.4 1.2
平衡常数K===5.6
故答案为:5.6;
(2)①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0,正反应放热,升温,平衡逆向移动.乙的压强、温度不变,平衡常数与甲的相等,丙与外界绝热,因为反应放热,温度升高,平衡逆向移动,导致平衡常数K=变小,存在K(甲)=K(乙)>K(丙)关系;
故答案为:=;>;
②达到平衡时,由于甲乙的平衡常数相同,SO2的转化率α相等,丙相对甲乙平衡逆向移动,SO2的转化率α最小;
混合气体密度ρ=,混合气体的质量不变,反应2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)是一个气体体积减小的反应,丙平衡逆向移动,气体体积变大,ρ变小,乙相对甲压强变大,平衡正向移动,气体体积变小,ρ变大,故丙的密度最大;
故答案为:丙;乙;
(3)恒温恒容条件下,反应达到平衡时继续充入2mol SO2和1mol O2,达到新的平衡状态,该状态可以等效为开始加入时4molO2和2molSO2,所到达的平衡状态,与原平衡相比,增大了压强,平衡向正反应移动,SO3的物质的量增加,但转化率不会增大到原来的2倍,即SO3的物质的量大于1.2mol,小于2.4mol.
故答案为:b.
点评:
本题考查了化学平衡常数、化学反应速率的计算及化学平衡的影响因素等知识,题目难度中等,试题涉及的知识面广,应加强平时知识的积累,试题有利于培养学生灵活应用所学知识的能力.
21.(12分)已知反应2HI(g)═H2(g)+I2(g)在T℃下的平衡常数为0.01.T℃时,在容积为2L的密闭容器中加入HI,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
HI
H2
I2
浓度/(mol?L﹣1)
0.40
0.60
0.60
请计算回答下列问题(写出计算过程,否则不得分):
(1)起始加入HI的物质的量 3.2 mol.
(2)达到平衡后HI的物质的量浓度 1.33 mol?L﹣1(请保留三位有效数字).
(3)T℃时,在另一个体积一定的密闭容器中,将I2(g)与H2(g) 置于其中发生上述反应,若达到平衡时H2(g)与I2(g)的体积比为1:4,计算平衡时HI的体积分数为 80% ,以及开始时H2(g)与I2(g)的体积比为 11:14 .
考点:
化学平衡的计算..
专题:
化学平衡专题.
分析:
(1)物质的变化量与化学计量数成正比,某时刻,HI的浓度变化量为﹣0.4,H2的浓度变化量为0.60;
(2)根据三段式计算出平衡浓度,根据化学平衡常数计算公式计算;
(3)根据化学平衡三段式计算,平衡时平衡时HI的体积分数=×100%.
解答:
解:(1)假设起始加入的HI的物质的量为x,浓度为,某时刻,HI的浓度为0.40,所以HI的浓度变化量为﹣0.4,H2的浓度变化量为0.60,根据2HI(g)═H2(g)+I2(g),(﹣0.4):0.60=2:1,解得x=3.2;
故答案为:3.2;
(2)假设达到平衡后HI的物质的量浓度为y,HI的起始浓度为=1.6mol/L,
2HI(g)?H2(g)+I2(g)
起始(mol?L﹣1) 1.6 0 0
变化(mol?L﹣1) 1.6﹣y (1.6﹣y)(1.6﹣y)
平衡(mol?L﹣1) y (1.6﹣y) (1.6﹣y)
平衡常数K===0.01,解得y=1.33,
故答案为:1.33;
(3)2HI(g)?H2(g)+I2(g)的平衡常数为0.01,所以H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常数K=100,假设开始时H2(g)与I2(g)的物质的量分别为2a、2b,平衡时生成HI物质的量为4c,
H2(g)+I2(g)?2HI(g)
起始(mol?L﹣1) a b 0
变化(mol?L﹣1) c c 2c
平衡(mol?L﹣1) a﹣c b﹣c 2c
化学平衡常数K===100 ①,
根据n=,知道物质的量之比等于体积之比,2(a﹣c):2(b﹣c)=1:4 ②,
由①②联立解得2a:2b=11:14
平衡时平衡时HI的体积分数=×100%=×100%=80%.
故答案为:80%;11:14.
点评:
本题考查化学平衡的计算,题目难度中等,把握平衡常数的含义与运用是解答该题的关键之处,答题时注意领悟该题.