鹤岗市名校2023-2024学年高二上学期开学考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:Fe 56 O 16
一、单选题
1. 化学与生产、生活等息息相关,下列说法中错误的是
A. “华为P30 pro”手机中麒麟芯片的主要成分是单质硅
B. 港珠澳大桥采用的超高分子量聚乙烯纤维吊绳,是有机高分子化合物
C. “地沟油”是一种质量极差、极不卫生的非食用油,可制肥皂、生物柴油等
D. 人体中没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体中没有任何作用
2. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B. 工业制硝酸过程中的物质转化:
C. 汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D. 实验室制备少量的原理:
3. 利用下列实验方法或试剂不能达到实验目的的是
A. 鉴别SO2和CO2气体:用酸性KMnO4溶液
B. 证明溶液中含有NH4+:用浓氢氧化钠溶液和蓝色石蕊试纸
C. 鉴别Br-和I-:用过氧化氢溶液和淀粉溶液
D. 鉴别NO2和溴蒸气:用蒸馏水
4. 在光照条件下,CH4与Cl2能发生取代反应。使1molCH4与Cl2反应,待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=3∶2∶1∶4,则消耗的Cl2的物质的量为
A. 1.0mol B. 1.8mol C. 2.2mol D. 2.6mol
5. 下列说法正确的是
A. 因为HF与SiO2反应,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
B. 下列转化在一定条件下能够实现:SiO2SiCl4 Si
C. SiO2既能和NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
D. Si和SiO2都用于制造光导纤维
6. C5H12有3种不同结构:甲[CH3(CH2)3CH3]、乙[CH3CH(CH3)CH2CH3]和丙[C(CH3)4],下列相关叙述正确的是
A. 甲、乙、丙属于同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B. 甲、乙、内都属于烷烃
C. C6H12表示一种纯净物
D. 乙有3种不同沸点的一氯代物
7. 已知:2NO(g)N2(g)+O2(g) △H=-181.5 kJ/mol。某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用 、 、 和 分别表示N2、NO、O2和固体催化剂,在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是
A. ① B. ② C. ③ D. 无法确定
8. 在一定条件下,将3molA和1molB投入容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol/L和0.4mol/L。下列叙述正确的是 ( )
A. x=2
B. 2min时,B的浓度为0.4mol/L
C. 0~2min内B的反应速率为0.2mol·L- ·min-
D. 此时A的转化率为40%
9. 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性
B 将两支分别蘸有浓氨水和浓硫酸玻璃棒靠近 冒白烟 挥发出的NH3与H2SO4生成(NH4)2SO4固体,
C 向淀粉溶液加入少量稀硫酸,水浴加热一段时间后,再加入银氨溶液 不产生银镜 淀粉未发生水解
D 向两支均盛有鸡蛋清溶液的试管中,分别加入饱和(NH4)2SO4溶液和CuSO4溶液 鸡蛋清聚沉 鸡蛋清是蛋白质,加入盐溶液时发生了变性
A. A B. B C. C D. D
10. 铝热反应的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是
A. X物质为KClO3
B. 镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C. 若转移0.3 mol电子,被还原的Fe2O3为16 g
D. 可利用铝热反应冶炼铁
11. 煤、石油、天然气是重要的化工原料,下列说法正确的是
A. 煤的气化、液化和石油的分馏都是化学变化
B. 如图装置可模拟煤的干馏过程,产生的可燃性气体不能使溴水褪色
C. 天然气是一种清洁能源,使用天然气做燃料可大量减少CO2气体的排放
D. 以煤、石油、天然气为原料,通过化学反应可获得许多性能优异的合成高分子材料
12. “生态文明建设的总基调是推动绿色发展,促进入与自然和谐共生。”下列说法或做法正确的是
①开发和利用潮汐能、波浪能等新能源
②以来自生物质的纤维素、淀粉等为原料的化工生产路线,替代以煤、石油、天然气为原料的路线
③石油工业中,炼油厂将产生的乙烯、丙烯直接烧掉
④为提高农作物的产量,大量使用化肥和农药
⑤绿色化学的核心思想是先污染后治理
⑥合理使用食品添加剂,对人体健康不会产生不良影响
A. ①②⑥ B. ①②⑤ C. ①④⑤ D. ③④⑥
13. 海水中蕴藏着丰富的资源,下面是海水提溴的工艺流程,下列说法正确的是
A. 只有步骤Ⅱ是富集过程
B. 步骤Ⅱ用热空气吹出,原理是利用物质挥发性不同
C. 保持其它步骤不变,步骤Ⅱ可改用二氧化硫吸收
D. 步骤Ⅲ发生的反应的离子方程式为:
14. 溴是一种重要的基础化工原料,在阻燃剂、感光材料、油田开采等领域中应用广泛。从海水中提溴的一种方法如图所示,下列说法正确的是
A. Br的非金属性强于Cl
B. 反应I中,Cl2发生了氧化反应
C. 蒸馏是利用各物质溶解度不同进行分离的过程
D. 反应Ⅱ的化学方程式为
15. 法国格勒诺布尔()约瑟夫﹒傅立叶大学的研究小组发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池,其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶(蛋白质)的作用下发生反应:(酸性环境)。下列有关该电池的说法不正确的是
A. 该生物燃料电池不能在高温下工作
B. 该电池负极的电极反应式为
C. 消耗1mol氧气时转移4mol电子,向负极移动
D. 提高葡萄糖生物燃料电池的效率,可能使其在将来可以为任何可植入医疗设备提供电能
16. 将充有a mL NO和b mL NO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入a mL O2。气体体积均在同温同压下测定,且b>a,则充分反应后,试管中气体在同温同压下的体积为( )
A. mL B. mL
C. mL D. mL
17. 某温度下,向10mL0.40mol L-1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算标况)如表所示。
t/min 0 2 4 6
V(O2)/mL 0 9.9 17.2 22.4
资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+
②H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+
反应过程中能量变化如图所示:
下列说法不正确的是
A. Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
B. 0~6min的平均反应速率;v(H2O2)=3.33×10-2mol L-1 min-1
C. 反应2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)的△H=E1-E2<0
D. 反应①是吸热反应、反应②是放热反应
18. N2(g)与H2(g)在催化剂表面经历如下过程生成NH3(g):
下列说法正确的是( )
A. I中破坏的均是极性键
B. Ⅳ过程是N2与H2反应生成NH3的过程
C. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均放热过程
D. 合成氨的反应是吸热反应
19. 向某容积为2 L的恒容密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生如下反应:3A(g)B(g)+2C(g),各物质的浓度随时间变化如图所示[O~t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法中正确的是
A. 若t1=15 s,则用A的浓度变化表示O~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B. t1时该反应达到平衡,A的转化率为60%
C. B的起始的物质的量为0.02 mol
D. O~t1阶段的反应过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=-50a kJ·mol-1
20. 下列表述正确的是
①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以通过先加稀硝酸,再加氯化钡溶液的方法
③锌与稀硝酸反应可以得到氢气
④足量的铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+
⑤将浓硫酸滴到纸上,纸变黑,说明浓硫酸具有脱水性
⑥二氧化硫和二氧化氮都能形成酸雨,酸雨的pH=5.6
⑦SO2和Cl2都能漂白某些有色溶液,若将等物质的量的两种气体同时通入有色溶液中,漂白效果更好
⑧S与非金属单质反应时,S均作还原剂
⑨浓硫酸具有强氧化性,不可作H2S气体的干燥剂
A. ①②⑥ B. ②⑧⑨ C. ①⑤⑨ D. ③④⑦
21. 环境监察局常用“定电位NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. “对电极”是负极
B. “工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+=NO+H2O
C. 传感器工作时H+移向“对电极”
D. “对电极”的材料可能为活泼金属锌
22. 乙醇是生活中常见的有机物。下列有关乙醇的实验操作或现象错误的是( )
A. ①中酸性溶液会褪色,乙醇转化为乙醛
B. ②中钠会先沉在试管底部,表面有气泡产生,上方的火焰呈淡蓝色
C. ③中灼热的铜丝插入乙醇中,铜丝由黑色变为红色
D. 要制得无水乙醇应加入生石灰蒸馏
23. 如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述不正确的是
A. 试管b中导气管下端管口不浸入液面的原因是防止实验过程中产生倒吸现象
B. 向试管a中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加入冰醋酸
C. 乙酸与乙醇充分反应后得到乙酸乙酯小于
D. 试管b中饱和溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度
24. 阿司匹林是一种重要的合成药物,化学名称为乙酰水杨酸,它的合成过程如下:
下列有关说法正确的是
A. 乙酰水杨酸的分子式为
B. 水杨酸和乙酰水杨酸与完全反应需要的的物质的量之比为
C. 合成乙酰水杨酸的反应类型为取代反应
D. 向上述合成过程中加入NaOH溶液消耗掉乙酸,可以促进反应正向进行
25. 将一定质量铜与100 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解时产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。待产生的气体全部释放后,向溶液加入140mL 5 mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+ 全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的物质的量浓度是
A. 5 mol/L B. 7 mol/L C. 10mol/L D. 12 mol/L
二、填空题
26. 某兴趣小组用如图所示装置进行实验,探究铁和浓硫酸反应的产物及性质,(夹持及加热装置已略,气密性已经查) 实验开始前,先打开止水夹K通一段时间N2。关闭止水夹K后,向A中滴加一定量的浓硫酸,加热观察到A中铁粉上有气泡产生。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________。实验开始前,先通一段时间的目的是___________ 。
(2)加热一段时间后发现B装置中溶液褪色,说明有___________(填化学式)生成。再取出A中反应后的溶液少许,加入KSCN溶液未出现红色,浓硫酸与铁反应的化学方程式是___________ 。
(3)E装置的作用是___________(用离子方程式表示)。
27. 某实验小组用如图装置进行乙醇催化氧化的实验
(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应反应的化学方程式:___________,在不断鼓入空气的情况下熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该反应是___________ 反应
(2)反应进行一段时间后,集气瓶中收集到的气体的主要成分是___________
(3)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,要除去该物质,可先在混合液中加入___________(填字母序号)。
a.碳酸氢钠溶液 b.苯 c.氯化钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过___________(填实验操作名称)即可除去。
28. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图示。1mol和1mol完全反应生成NO会___________(填“吸收”或“放出”)kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:(提示:可在此固体电解质中自由移动)
①外电路中,电子是从电极流出___________(填“NiO”或“Pt”)。
②Pt电极上的电极反应式为___________。
(3)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号 t(℃) NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(/g)
Ⅰ 280 82
Ⅱ 280 b 124
Ⅲ 350 a 82
①请将表中数据补充完整:a___________。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验___________(填实验序号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。
(4)在容积固定的绝热容器中发生反应,不能说明已达到平衡状态的是___________(不定项选择);
A. 容器内混合气体温度不再变化 B. 容器内的气体压强保持不变
C. D. 容器内混合气体密度保持不变
29. 氨气可作为脱硝剂。
(1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:。
①能说明该反应已达到平衡状态的标志是___________
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内
e.12mol N―H键断裂的同时生成5mol N≡N键
f.混合气体总质量不随时间的变化而变化
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示,图中b点对应的速率关系是___________(填>、<或=)
(2)298K时,若已知生成标准状况下2.24L时放出热量为4.62kJ。写出合成氨反应的热化学方程式___________。在该温度下,取1mol和3mol放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4kJ,其原因是___________。
(3)一定条件下,在2L密闭容器内,反应 ,随时间变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
①用表示0~2s内该反应的平均速率为___________。在第5s时,的转化率为___________。(转化率是指某一反应物转化的百分率。)
②根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是___________。
鹤岗市名校2023-2024学年高二上学期开学考试
化学试题 答案解析
可能用到的相对原子质量:Fe 56 O 16
一、单选题
1. 化学与生产、生活等息息相关,下列说法中错误的是
A. “华为P30 pro”手机中麒麟芯片的主要成分是单质硅
B. 港珠澳大桥采用的超高分子量聚乙烯纤维吊绳,是有机高分子化合物
C. “地沟油”是一种质量极差、极不卫生的非食用油,可制肥皂、生物柴油等
D. 人体中没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体中没有任何作用
【答案】D
【解析】
【详解】A. “华为P30 pro”手机中麒麟芯片的主要成分是单质硅,A正确;
B.港珠澳大桥采用的超高分子量聚乙烯纤维吊绳,是有机高分子化合物,B正确;
C. “地沟油”是一种质量极差、极不卫生的非食用油,可制肥皂、生物柴油等,C正确;
D.虽然人体中没有水解纤维素酶,但纤维素在人体中可增强大肠蠕动并有通便功能,D错误;
答案D。
2. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B. 工业制硝酸过程中的物质转化:
C. 汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D. 实验室制备少量的原理:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应生成NO2,A正确;
B.氮气与氧气在高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;
C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应方程式为,C正确;
D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量,化学方程式为,D正确。
故选B。
3. 利用下列实验方法或试剂不能达到实验目的的是
A. 鉴别SO2和CO2气体:用酸性KMnO4溶液
B. 证明溶液中含有NH4+:用浓氢氧化钠溶液和蓝色石蕊试纸
C. 鉴别Br-和I-:用过氧化氢溶液和淀粉溶液
D. 鉴别NO2和溴蒸气:用蒸馏水
【答案】B
【解析】
【详解】A.鉴别SO2和CO2气体可以利用SO2的还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2,故A正确;
B.证明溶液中含有NH4+,应该使用浓氢氧化钠溶液和红色石蕊试纸,故B错误;
C.鉴别Br-和I-可以利用淀粉遇I2变蓝的特性,可以使用过氧化氢溶液和淀粉溶液,故C正确;
D.NO2和溴蒸气都是红棕色气体,可以利用二者在水中溶解时发生的现象不同来鉴别,故D正确;
故答案为B。
4. 在光照条件下,CH4与Cl2能发生取代反应。使1molCH4与Cl2反应,待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=3∶2∶1∶4,则消耗的Cl2的物质的量为
A. 1.0mol B. 1.8mol C. 2.2mol D. 2.6mol
【答案】D
【解析】
【详解】在光照条件下,1molCH4与Cl2能发生取代反应,得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=3∶2∶1∶4,由碳原子守恒可知:n(CH3Cl)+n(CH2Cl2)+n(CHCl3)+n(CCl4)=1mol,所以n(CH3Cl)=0.3mol,n(CH2Cl2)=0.2mol,n(CHCl3)=0.1mol,n(CCl4)=0.4mol,该四种取代物中取代的n(H)=n(Cl)=0.3mol×1+0.2mol×2+0.1mol×3+0.4mol×4=2.6mol,根据取代反应的特点可知,取代1molH原子,消耗1molCl2,则消耗的n(Cl2)=n(H)=2.6mol,D正确;
答案选D。
5. 下列说法正确的是
A. 因为HF与SiO2反应,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
B. 下列转化在一定条件下能够实现:SiO2SiCl4 Si
C. SiO2既能和NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
D. Si和SiO2都用于制造光导纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A.HF与SiO2反应,SiO2+HF=SiF4+H2O,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记,故A正确;
B.SiO2只溶于HF,不溶于盐酸,SiO2SiCl4的转化过程不能实现,故B错误;
C.HF与SiO2反应体现的是HF的特性,SiO2与其他的酸不反应,不是两性氧化物,故C错误;
D.Si单质是良好的半导体材料,用于制造晶体管,SiO2用于制造光导纤维,故D错误;
答案选A。
6. C5H12有3种不同结构:甲[CH3(CH2)3CH3]、乙[CH3CH(CH3)CH2CH3]和丙[C(CH3)4],下列相关叙述正确的是
A. 甲、乙、丙属于同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B. 甲、乙、内都属于烷烃
C. C6H12表示一种纯净物
D. 乙有3种不同沸点的一氯代物
【答案】B
【解析】
【详解】A. 甲、乙、丙的分子式相同而结构不同,互为同分异构体,A错误;
B. 甲、乙、丙满足通式CnH2n+2,都属于烷烃,B正确;
C. C6H12有多种同分异构体,不能表示一种纯净物,C错误;
D. 乙有4种不同沸点的一氯代物,D错误;
答案选B。
【点睛】准确判断分子中氢原子的种类是判断一氯代物种类的关键和常用方法。判断等效氢原子的三条原则是:同一碳原子上的氢原子是等效的;同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的;处于对称位置上的氢原子是等效的,如(CH3)3C-C(CH3)3上的18个氢原子等同的。
7. 已知:2NO(g)N2(g)+O2(g) △H=-181.5 kJ/mol。某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用 、 、 和 分别表示N2、NO、O2和固体催化剂,在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是
A. ① B. ② C. ③ D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】从机理图可以看出,首先状态①中,NO被吸附到催化剂表面,状态②为NO变成N原子和O原子,这个过程需要吸收能量,③状态为N原子和N原子结合变成N2,O原子和O原子结合变成O2,这个过程为成键过程,需要放出能量,则从整个反应过程来看,反应是2NON2+O2,此反应是放热反应,反应焓变△H<0,可见生成物状态时,体系能量最低,能量状态最低的是③;答案选C。
8. 在一定条件下,将3molA和1molB投入容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol/L和0.4mol/L。下列叙述正确的是 ( )
A. x=2
B. 2min时,B的浓度为0.4mol/L
C. 0~2min内B的反应速率为0.2mol·L- ·min-
D. 此时A的转化率为40%
【答案】D
【解析】
【详解】A.2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol/L和0.4mol/L,根据浓度的变化量之比是相应的化学计量数之比可知x=1,A错误;
B.根据方程式可知消耗B应该是0.2mol/L,则2min时,B的浓度为1mol/2L-0.2mol/L=0.3mol/L,B错误;
C.消耗B应该是0.2mol/L,则0~2min内B的反应速率为0.2mol/L÷2min=0.1mol·L- ·min- ,C错误;
D.根据方程式可知消耗B应该是0.6mol/L,物质的量是1.2mol,则此时A的转化率为1.2mol/3mol×100%=40%,D正确;
答案选D。
9. 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性
B 将两支分别蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近 冒白烟 挥发出的NH3与H2SO4生成(NH4)2SO4固体,
C 向淀粉溶液加入少量稀硫酸,水浴加热一段时间后,再加入银氨溶液 不产生银镜 淀粉未发生水解
D 向两支均盛有鸡蛋清溶液的试管中,分别加入饱和(NH4)2SO4溶液和CuSO4溶液 鸡蛋清聚沉 鸡蛋清是蛋白质,加入盐溶液时发生了变性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性溶液能使石蕊变红色,试纸先变红后褪色,说明浓HNO3具有酸性和强氧化性,A正确;
B.浓硫酸没有挥发性,不接触不能生成白烟,B错误;
C.银镜反应需要在碱性环境中进行,故需加入碱除去过量的稀硫酸,C错误;
D.饱和(NH4)2SO4溶液不是重金属盐溶液,其使得蛋白质发生盐析而不是变性,D错误;
故选A。
10. 铝热反应的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是
A. X物质为KClO3
B. 镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C. 若转移0.3 mol电子,被还原的Fe2O3为16 g
D. 可利用铝热反应冶炼铁
【答案】C
【解析】
【详解】A.KClO3受热分解产生氧气,助燃,图示装置中X物质为助燃剂KClO3,A正确;
B.镁条燃烧放出大量热,可为铝热反应提供引发反应所需的热量,B正确;
C.反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe中,Fe元素化合价从+3变为0价,还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子,则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为:=0.05 mol,其质量为:160 g·mol-1×0.05 mol=8 g,C错误;
D.Fe的活泼性小于Al,可利用铝热反应冶炼铁,D正确;
故选:C。
11. 煤、石油、天然气是重要的化工原料,下列说法正确的是
A. 煤的气化、液化和石油的分馏都是化学变化
B. 如图装置可模拟煤的干馏过程,产生的可燃性气体不能使溴水褪色
C. 天然气是一种清洁能源,使用天然气做燃料可大量减少CO2气体的排放
D. 以煤、石油、天然气为原料,通过化学反应可获得许多性能优异的合成高分子材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤的气化、液化过程有新物质产生属于化学变化,石油的分馏是利用物质沸点不同进行物质分离,属于物理变化,故A错误;
B.焦炉气是煤干馏的气体产物,主要含有甲烷、氢气、乙烯和一氧化碳,其中乙烯可使溴水褪色,故B错误;
C.天然气中含有碳元素,燃烧后仍有CO2气体产生,不能减少CO2气体排放,故C错误;
D.以煤、石油为原料可以获得许多不饱和的小分子化合物,再通过化学反应可以获得许多性能优异的合成高分子材料,故D正确;
答案选D。
12. “生态文明建设的总基调是推动绿色发展,促进入与自然和谐共生。”下列说法或做法正确的是
①开发和利用潮汐能、波浪能等新能源
②以来自生物质的纤维素、淀粉等为原料的化工生产路线,替代以煤、石油、天然气为原料的路线
③石油工业中,炼油厂将产生的乙烯、丙烯直接烧掉
④为提高农作物的产量,大量使用化肥和农药
⑤绿色化学的核心思想是先污染后治理
⑥合理使用食品添加剂,对人体健康不会产生不良影响
A. ①②⑥ B. ①②⑤ C. ①④⑤ D. ③④⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①开发和利用潮汐能、波浪能等新能源,不含污染环境,故①正确;
②以来自生物质的纤维素、淀粉等为原料的化工生产路线,替代以煤、石油、天然气为原料的路线,可以节约能源,减少污染,故②正确;
③石油工业中,炼油厂将产生的乙烯、丙烯直接烧掉,会产生大量的二氧化碳气体和烟尘,会污染环境,故③错误;
④为提高农作物的产量,大量使用化肥和农药,会造成土壤的污染,故④错误;
⑤绿色化学是从源头上杜绝污染,不是先污染后治理,故⑤错误;
⑥食品添加剂可以适当添加,但不能过量,故⑥正确,
故选:A。
13. 海水中蕴藏着丰富的资源,下面是海水提溴的工艺流程,下列说法正确的是
A. 只有步骤Ⅱ是富集过程
B. 步骤Ⅱ用热空气吹出,原理是利用物质挥发性不同
C. 保持其它步骤不变,步骤Ⅱ可改用二氧化硫吸收
D. 步骤Ⅲ发生的反应的离子方程式为:
【答案】B
【解析】
【分析】海水通过晒盐分为NaCl和卤水,电解NaCl溶液制取Cl2,卤水中含有溴离子,通入Cl2,氯气将溴离子氧化成溴单质,通入热空气吹出溴,用纯碱溶液吸收溴单质,生成NaBr和NaBrO3,最后加入硫酸酸化,酸性条件下Br-、、H+反应生成溴单质。
【详解】A.步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都是富集溴的过程,A错误;
B.步骤Ⅱ用热空气吹出溴,利用了溴易挥发而其他物质不易挥发的特性,B正确;
C.若其他步骤不变,步骤Ⅱ改为用SO2吸收溴,则两者反应生成硫酸根离子和溴离子,此时加入硫酸酸化蒸馏,无法得到单质溴,C错误;
D.步骤Ⅲ中Br-、、H+反应生成溴单质,离子方程式为+5Br-+6H+=3Br2+3H2O,D错误;
故答案选B。
14. 溴是一种重要基础化工原料,在阻燃剂、感光材料、油田开采等领域中应用广泛。从海水中提溴的一种方法如图所示,下列说法正确的是
A. Br的非金属性强于Cl
B. 反应I中,Cl2发生了氧化反应
C. 蒸馏是利用各物质的溶解度不同进行分离的过程
D. 反应Ⅱ的化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据元素周期表,同主族从上到下非金属性逐渐减弱,因此Br的非金属性弱于Cl,故A错误;
B.反应I中,Cl2置换出溴单质,则氯气发生了还原反应,故B错误;
C.蒸馏是利用各物质的沸点不同进行分离的过程,不是利用溶解度不同,故C错误;
D.反应Ⅱ是溴单质和二氧化硫反应生成硫酸和氢溴酸,其反应的化学方程式为,故D正确。
综上所述,答案为D。
15. 法国格勒诺布尔()约瑟夫﹒傅立叶大学的研究小组发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池,其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶(蛋白质)的作用下发生反应:(酸性环境)。下列有关该电池的说法不正确的是
A. 该生物燃料电池不能在高温下工作
B. 该电池负极的电极反应式为
C. 消耗1mol氧气时转移4mol电子,向负极移动
D. 提高葡萄糖生物燃料电池的效率,可能使其在将来可以为任何可植入医疗设备提供电能
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.酶(蛋白质)在高温下会失去生理活性,所以该生物燃料电池不可以在高温下工作,A正确;
B.;葡萄糖生物燃料电池中葡萄糖在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳,其电极反应式为,B正确;
C.氧气在正极得电子,其电极反应式为,消耗氧气转移电子,在溶液中阳离子向正极移动,所以会向正极移动,C错误;
D.提高葡萄糖生物燃料电池的效率,能提高葡萄糖的能量利用率,向外提供更多的电量,D正确;
答案选C。
16. 将充有a mL NO和b mL NO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入a mL O2。气体体积均在同温同压下测定,且b>a,则充分反应后,试管中气体在同温同压下的体积为( )
A. mL B. mL
C. mL D. mL
【答案】A
【解析】
【分析】先根据反应3NO2+2H2O=2HNO3+NO,求出所有的NO,再根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3求出剩余气体的成分和体积。3NO2+2H2O=2HNO3+NO,
【详解】b mL NO2气体和水反应:3NO2+2H2O=2HNO3+NO,生成mLNO,所以NO共有(a+)mL,和amL氧气反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3;若氧气过量,(a+)mL的NO消耗氧气(a+)mL=mL,剩余的氧气为a-=mL;若NO过量,则amL氧气消耗的NO为amL,剩余的NO为(a+)-a=mL。答案选A。
【点睛】本题主要考查了NO2和H2O,NO、O2和H2O三者之间的反应,在计算时要进行过量判断。
17. 某温度下,向10mL0.40mol L-1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算标况)如表所示。
t/min 0 2 4 6
V(O2)/mL 0 9.9 17.2 22.4
资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+
②H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+
反应过程中能量变化如图所示:
下列说法不正确是
A. Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
B. 0~6min的平均反应速率;v(H2O2)=3.33×10-2mol L-1 min-1
C. 反应2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)的△H=E1-E2<0
D. 反应①是吸热反应、反应②是放热反应
【答案】C
【解析】
【分析】通过两步反应可知总反应:。
【详解】A.根据分析,铁离子为催化剂,作用是增大过氧化氢的分解速率,A正确;
B.0~6min的平均反应速率;,B正确;
C.由图可知,反应2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)的,C错误;
D.由题可知,反应①是吸热反应、反应②是放热反应,D正确;
故选C。
18. N2(g)与H2(g)在催化剂表面经历如下过程生成NH3(g):
下列说法正确的是( )
A. I中破坏的均是极性键
B. Ⅳ过程是N2与H2反应生成NH3的过程
C. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为放热过程
D. 合成氨的反应是吸热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ⅰ中破坏的是N2、H2中的非极性键,故A错误;
B.Ⅳ过程是和H反应生成的过程,故B错误;
C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个过程中能量均降低,所以都是放热过程,故C正确;
D.由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量,所以合成氨的反应是放热反应,故D错误;
故答案为C。
19. 向某容积为2 L的恒容密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生如下反应:3A(g)B(g)+2C(g),各物质的浓度随时间变化如图所示[O~t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法中正确的是
A. 若t1=15 s,则用A的浓度变化表示O~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B. t1时该反应达到平衡,A的转化率为60%
C. B的起始的物质的量为0.02 mol
D. O~t1阶段的反应过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=-50a kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.O t1阶段△c(A)=0.09mol/L,则v===0.006mol/(L s),A项错误;
B.起始时A的浓度为0.15mol/L,t1时△c(A)=0.09mol/L,则转化率=×100%=60%,B项正确;
C.方程式为3A(g) B(g)+2C(g),反应前后气体分子数不变,物质的量不变,则平衡时总物质的量为2L×(0.05+0.06+0.11)mol/L=0.44mol,0.44mol 0.3mol 0.1mol=0.04mol,C项错误;
D.O~t1阶段,△c(A)=0.09mol·L-1,△n(A)=0.09mol/L×2L=0.18mol,此时放热akJ,如果有3molA完全反应,放热为kJ,即热化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g)△H=-kJ·mol-1,D项错误;
答案选B。
20. 下列表述正确的是
①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以通过先加稀硝酸,再加氯化钡溶液的方法
③锌与稀硝酸反应可以得到氢气
④足量的铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+
⑤将浓硫酸滴到纸上,纸变黑,说明浓硫酸具有脱水性
⑥二氧化硫和二氧化氮都能形成酸雨,酸雨的pH=5.6
⑦SO2和Cl2都能漂白某些有色溶液,若将等物质的量的两种气体同时通入有色溶液中,漂白效果更好
⑧S与非金属单质反应时,S均作还原剂
⑨浓硫酸具有强氧化性,不可作H2S气体的干燥剂
A. ①②⑥ B. ②⑧⑨ C. ①⑤⑨ D. ③④⑦
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】①浓硝酸是具有挥发性的不稳定性酸,遇光遇热均会发生分解反应,所以浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,故正确;
②稀硝酸具有强氧化性,能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠,加入氯化钡溶液后会有硫酸钡白色沉淀生成,则检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质不能通过先加稀硝酸,再加氯化钡溶液的方法检验,故错误;
③稀硝酸具有强氧化性,锌与稀硝酸反应可以得到一氧化氮气体,不能得到氢气,故错误;
④铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,过量的铁与硝酸铁反应生成硝酸亚铁,则足量的铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,不能说明稀硝酸不能氧化亚铁离子,故错误;
⑤浓硫酸具有脱水性,将浓硫酸滴到纸上,纸中含有的纤维素会脱水碳化而变黑,故正确;
⑥二氧化硫和二氧化氮都能形成酸雨,酸雨的pH小于5.6,故错误;
⑦二氧化硫和氯气都能漂白某些有色溶液,若将等物质的量的两种气体同时通入有色溶液中,氯气与二氧化硫在水溶液中反应生成的硫酸和盐酸都没有漂白性,漂白效果会降低,故错误;
⑧硫与非金属单质氢气反应时,硫元素的化合价降低被还原,硫做反应的氧化剂,故错误;
⑨浓硫酸具有吸水性和强氧化性,能将具有强还原性的硫化氢,不能做硫化氢气体的干燥剂,故正确;
①⑤⑨正确,故选C。
21. 环境监察局常用“定电位NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. “对电极”是负极
B. “工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+=NO+H2O
C. 传感器工作时H+移向“对电极”
D. “对电极”的材料可能为活泼金属锌
【答案】C
【解析】
【详解】A.“工作电极”通入NO2生成NO,说明NO2被还原,为原电池正极,则“对电极”是负极,故A正确;
B.“工作电极”通入NO2生成NO,为原电池正极,电极反应式为NO2+2e-+2H+=NO+H2O,故B正确;
C.阳离子向正极移动,所以传感器工作时H+移向“工作电极”,故C错误;
D.根据以上分析可知,“对电极”是负极,则“对电极”的材料可能为活泼金属锌,故D正确;
故答案为C。
22. 乙醇是生活中常见的有机物。下列有关乙醇的实验操作或现象错误的是( )
A. ①中酸性溶液会褪色,乙醇转化为乙醛
B. ②中钠会先沉在试管底部,表面有气泡产生,上方的火焰呈淡蓝色
C. ③中灼热的铜丝插入乙醇中,铜丝由黑色变为红色
D. 要制得无水乙醇应加入生石灰蒸馏
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性KMnO4溶液中滴加乙醇,乙醇被氧化为乙酸,则酸性KMnO4溶液会褪色,A选项错误;
B.乙醇的密度比钠小,金属钠沉在乙醇底部,乙醇中含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,产生的氢气燃烧产生淡蓝色火焰,B选项正确;
C.灼烧至红热的铜丝表面生成CuO,趁热插入乙醇中后又被乙醇还原为金属铜,即铜丝由黑色变红,C选项正确;
D.乙醇中含有少量水,加入生石灰和水反应生成氢氧化钙,增大与乙醇的沸点差异,然后蒸馏可除杂,D选项正确;
答案选A。
23. 如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述不正确的是
A. 试管b中导气管下端管口不浸入液面的原因是防止实验过程中产生倒吸现象
B. 向试管a中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加入冰醋酸
C. 乙酸与乙醇充分反应后得到的乙酸乙酯小于
D. 试管b中饱和溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.乙酸、乙醇易溶于水,易发生倒吸,则试管b中导气管下端管口不能浸入液面,防止倒吸,故A正确;
B.混合过程中用到浓硫酸,相当于浓硫酸的稀释,需要在试管中先加乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,最后再加冰醋酸,试剂加入顺序不合理,故B错误;
C.酯化反应为可逆反应,则1mol乙酸与1mol乙醇充分反应达限度时,得到的乙酸乙酯小于1mol,故C正确;
D.乙醇、乙酸易挥发,则饱和碳酸钠溶液的作用为吸收乙醇、除去乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,分液可分离出乙酸乙酯,故D正确;
故选B。
24. 阿司匹林是一种重要的合成药物,化学名称为乙酰水杨酸,它的合成过程如下:
下列有关说法正确的是
A. 乙酰水杨酸的分子式为
B. 水杨酸和乙酰水杨酸与完全反应需要的的物质的量之比为
C. 合成乙酰水杨酸的反应类型为取代反应
D. 向上述合成过程中加入NaOH溶液消耗掉乙酸,可以促进反应正向进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酰水杨酸的分子式为,故A错误;
B.水杨酸和乙酰水杨酸均只有苯环与反应,故需要的的物质的量之比为,故B错误;
C.该反应中水杨酸的酚羟基的氢被取代,为取代反应,故C正确;
D.水杨酸、乙酸酐、乙酰水杨酸、乙酸均可以和氢氧化钠溶液反应,加入NaOH溶液不能促进反应正向进行,故D错误;
故选C。
25. 将一定质量铜与100 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解时产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。待产生的气体全部释放后,向溶液加入140mL 5 mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+ 全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的物质的量浓度是
A. 5 mol/L B. 7 mol/L C. 10mol/L D. 12 mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】向反应后溶液中加入NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,由钠离子守恒n(NaNO3)=n(NaOH)=0.14L×5mol/L=0.7 mol,生成混合气体物质的量为n(NO2+NO)==0.5mol,根据氮原子守恒可知n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO2+NO)=0.7 mol+0.5mol=1.2mol,故原有硝酸的物质的量浓度为=12mol/L,故答案选D。
二、填空题
26. 某兴趣小组用如图所示装置进行实验,探究铁和浓硫酸反应的产物及性质,(夹持及加热装置已略,气密性已经查) 实验开始前,先打开止水夹K通一段时间N2。关闭止水夹K后,向A中滴加一定量的浓硫酸,加热观察到A中铁粉上有气泡产生。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________。实验开始前,先通一段时间的目的是___________ 。
(2)加热一段时间后发现B装置中溶液褪色,说明有___________(填化学式)生成。再取出A中反应后的溶液少许,加入KSCN溶液未出现红色,浓硫酸与铁反应的化学方程式是___________ 。
(3)E装置的作用是___________(用离子方程式表示)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 排尽装置中的空气,防止干扰实验
(2) ①. SO2 ②. Fe+2H2SO4(浓)FeSO4+SO2↑+2H2O
(3)
【解析】
【分析】实验开始前,先打开弹簧夹通以段时间N2,先排出装置中的空气,A中滴加一定量的浓硫酸,加热,取出A中的溶液少许,加入KSCN溶液未出现血红色,A中发生Fe+2H2SO4(浓)FeSO4+SO2↑+2H2O,B中品红可检验SO2的生成,C中SO2与BaCl2不反应,D中SO2与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应使溶液褪色,E为尾气处理吸收过量的SO2,以此来解答。
【小问1详解】
根据图示可知仪器a为分液漏斗;实验开始前,先通一段时间N2的目的是除去装置内的空气,防止二氧化硫被氧化;
【小问2详解】
SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,故B中品红褪色说明有SO2生成;取出A中反应后的溶液少许,加入KSCN溶液未出现血红色,说明不含铁离子,铁和浓硫酸反应完全转化为Fe2+,浓硫酸与铁反应,产生FeSO4、SO2、H2O,该反应的化学方程式是:Fe+2H2SO4(浓)FeSO4+SO2↑+2H2O;
【小问3详解】
SO2是大气污染物,可根据其是酸性氧化物,能够与碱反应产生盐的性质,用NaOH溶液进行吸收,故装置E的作用是尾气处理,防止污染空气,该装置中反应的离子方程式为。
27. 某实验小组用如图装置进行乙醇催化氧化的实验
(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应反应的化学方程式:___________,在不断鼓入空气的情况下熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该反应是___________ 反应
(2)反应进行一段时间后,集气瓶中收集到的气体的主要成分是___________
(3)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,要除去该物质,可先在混合液中加入___________(填字母序号)。
a.碳酸氢钠溶液 b.苯 c.氯化钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过___________(填实验操作名称)即可除去。
【答案】(1) ①. ②. 放热
(2)氮气 (3) ①. a ②. 蒸馏
【解析】
【小问1详解】
铜网在空气中加热,Cu被氧化为CuO,方程式为,红色固体变黑,乙醇与灼热的CuO反应,,黑色固体变红;熄灭酒精灯,反应可持续进行,说明反应放热;
【小问2详解】
在该反应中,O2被消耗,乙醛、乙醇被冷凝在乙装置中,因此集气瓶中收集到的主要是空气中未参与反应的氮气;
【小问3详解】
试管a中收集到酸性物质,可能是醇部分氧化生成了乙酸,除去乙醛中混有的乙酸,可以加入碳酸氢钠后充分反应,再蒸馏得到乙醛。
28. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图示。1mol和1mol完全反应生成NO会___________(填“吸收”或“放出”)kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:(提示:可在此固体电解质中自由移动)
①外电路中,电子是从电极流出___________(填“NiO”或“Pt”)。
②Pt电极上的电极反应式为___________。
(3)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号 t(℃) NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(/g)
Ⅰ 280 82
Ⅱ 280 b 124
Ⅲ 350 a 82
①请将表中数据补充完整:a___________。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验___________(填实验序号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。
(4)在容积固定的绝热容器中发生反应,不能说明已达到平衡状态的是___________(不定项选择);
A. 容器内混合气体温度不再变化 B. 容器内气体压强保持不变
C. D. 容器内混合气体密度保持不变
【答案】(1)吸收 180
(2) ①. NiO ②.
(3) ①. ②. Ⅰ和Ⅲ ③. 乙 (4)CD
【解析】
【分析】(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g),根据能量变化图计算反应热,反应热=反应物断键吸收的能量-生成物形成释放出的能量;(2)根据图知有外接电源,这是一个电解装置,用O2-的运动方向判断出NiO电极是阳极,阳极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮,发生氧化反应,铂电极是阴极,氧气得到电子,发生还原反应,据此解答;(3)(4)
【小问1详解】
反应物总键能-生成物总键能=(946+498)kJ/mol-(2×632)kJ/mol=+180kJ/mol;故答案为:吸收180;
【小问2详解】
根据图知有外接电源,这是一个电解装置,用O2-为阴离子移动向阳极,失去电子发生氧化反应,NiO电极是阳极;铂电极是阴极,氧气得到电子,发生还原反应生成O2-;故答案为:NiO;O2+4e =2O2 ;
【小问3详解】
①验证温度对化学反应速率的影响,温度要不同,其他条件相同;故答案为:1.2×10 3 ;
②验证温度对化学反应速率的影响,只有实验Ⅰ和Ⅲ的温度不同,其他条件要相同;故答案为:Ⅰ和Ⅲ;
③催化积的比表面积大,反应速率快,达平衡的时间短;故答案为:乙;
【小问4详解】
A.任何化学反应都伴有能量变化,则当温度不变,则反应达到平衡,A不符合题意;
B.反应前后气体系数和不等,则当压强保持不变,则说明反应达到平衡,B不符合题意;
C.当v正(NO)=2v逆(N2),说明反应达到平衡,C符合题意;
D.,反应前后均为气体,则质量恒定,容积恒定,则密度始终恒定,密度不能作为判断平衡的条件,D符合题意;
故答案为:CD。
29. 氨气可作为脱硝剂。
(1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:。
①能说明该反应已达到平衡状态的标志是___________
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内
e.12mol N―H键断裂的同时生成5mol N≡N键
f.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示,图中b点对应的速率关系是___________(填>、<或=)
(2)298K时,若已知生成标准状况下2.24L时放出热量为4.62kJ。写出合成氨反应的热化学方程式___________。在该温度下,取1mol和3mol放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4kJ,其原因是___________。
(3)一定条件下,在2L密闭容器内,反应 ,随时间变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
①用表示0~2s内该反应的平均速率为___________。在第5s时,的转化率为___________。(转化率是指某一反应物转化的百分率。)
②根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是___________。
【答案】(1) ①. bc ②. >
(2) ①. ②. 该反应是可逆反应,1mol和3mol不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ
(3) ①. ②. 87.5% ③. 随着反应的进行,二氧化氮的物质的量浓度减小,反应速率减小
【解析】
【小问1详解】
①
a.化学平衡的特征之一是正、逆反应速率相等,题干NH3和N2的反应速率并未告知正反应还是逆反应,且NH3和N2的化学计量数不相等,故反应速率,不能说明反应达到化学平衡,a不合题意;
b.已知该反应正反应是一个气体体积增大的方向,即达到化学平衡的过程中体系的压强一直在改变,故当容器内压强不再随时间而发生变化说明反应达到化学平衡,b符合题意;
c.化学平衡的特征之一是反应体系各组分的浓度、质量分数、物质的量分数保持不变,故容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化,说明反应达到化学平衡,c符合题意;
d.化学平衡的特征之一是反应体系各组分的浓度、质量分数、物质的量分数保持不变,而不是相等或成比例,故容器内不能说明化学反应达到化学平衡,d不合题意;
e.化学平衡的特征之一是正、逆反应速率相等,而断裂N-H键和生成N≡N键均表示正反应速率,故12mol N―H键断裂的同时生成5mol N≡N键不能说明反应达到化学平衡,e不合题意;
f.已知反应过程中混合气体的质量始终保持不变,故混合气体的总质量不随时间的变化而变化不能说明反应达到化学平衡,f不合题意;
故答案为:bc;
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示,图中b点之后,N2的物质的量继续增加,NO的物质的量继续减小,即化学反应还在正向进行,故b点对应的速率关系是>,故答案为:>;
【小问2详解】
298K时,若已知生成标准状况下2.24L即=0.1molNH3时放出热量为4.62kJ,合成氨反应的热化学方程式为: ,由于该反应是可逆反应,1mol和3mol不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ,
故在该温度下,取1mol和3mol放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4kJ,故答案为: ;该反应是可逆反应,1mol和3mol不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ;
【小问3详解】
①由表中数据可知,(NO2)===0.0075mol/(L·s),根据化学反应速率之比等于化学计量系数比可知,用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率为=0.0075mol/(L·s)= 0.00375mol/(L·s),在第5s时,NO2的转化率为=87.5%,故答案为:0.00375mol/(L·s);87.5%。
②根据上表可以看出,随着反应进行,二氧化氮的物质的量浓度减小,导致反应速率逐渐,故答案为:随着反应的进行,二氧化氮的物质的量浓度减小,反应速率减小。