第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共13题)
1.金属可活化放出,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法错误的是
A.中间体1→中间体2的过程是放热过程
B.加入催化剂可降低该反应的反应热,加快反应速率
C.和的总键能小于和的总键能
D.中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤
2.科学研究表明,以In系催化合成气(CO、 H2、CO2 )制取甲醇的反应机理如图所示(注:a处表示催化剂的活性位置一氧空穴)。 下列说法正确的是
A.该反应的催化剂图示为
B.整个过程中In只与O形成共价键
C.CO的加入有利于形成氧空穴,提高合成CH3OH的效率
D.总反应中CO被氧化
3.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
B.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
C.一定温度和压强下,加催化剂利于N2和H2合成NH3
D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置后溶液颜色变浅或褪去
4.在一定条件下,对于密闭容器中进行的反应 2SO2(g) + O2(g)2SO3(g),下列说法中能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A.SO2、O2、SO3 同时存在
B.SO2、O2、SO3 的物质的量浓度不再改变
C.SO2、O2、SO3 的物质的量之比为 2︰1︰2
D.消耗 SO2 的速率与生成 SO3 的速率相等
5.一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中通入2molH2和1molCO合成甲醇,反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-107kJ·mol-1,达到平衡时,CO的平衡转化率为60%。下列说法正确的是
A.当2v正(H2)=v逆(CH3OH)时,反应达到平衡状态
B.使用高效催化剂,既能提高CH3OH的平衡产率又能加快反应速率
C.若将容器改为绝热恒容容器,该反应的化学平衡常数会变小
D.该条件下,合成甲醇反应的平衡常数为4.5L2·mol-2
6.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2和O2,进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如表所示。下列判断正确的是
容器编号 甲 乙 丙 丁
容器体积/L 2 2 2 1
起始物质的量 n(SO2)/mol 0.40 0.80 0.80 0.40
n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 0.24
SO2的平衡转化率/% 80 α1 α2 α3
A.起始反应速率:丙>乙>甲=丁
B.SO2的平衡转化率:α1>α2=α3
C.容器中SO3的物质的量浓度:丙=丁>甲
D.若改为绝热恒容密闭容器,达平衡时,甲中SO2的平衡转化率大于80%
7.—定温度下,在三个等体积的恒容密闭容器中,反应2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)达平衡,下列说法不正确的是( )
容器 温度/K 物质的起始浓度(mol·L-1) 物质的平衡浓度(mol·L-1)
CO2(g) H2(g) C2H5OH(g) H2O(g) C2H5OH(g)
甲 500 0.20 0.60 0 0 0.08
乙 500 0.20 0.40 0 0
丙 600 0 0 0.10 0.30 0.04
A.该反应正反应为放热反应
B.达平衡时,甲、乙容器内C2H5OH的浓度:甲>乙
C.达平衡,甲、乙容器中反应所需的时间:甲<乙
D.达平衡时,甲、丙容器中转化率:(CO2,甲)=(C2H5OH,丙)
8.下列关于实验原理的叙述中正确的是
A.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,先在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥
B.用纸层析法分离Fe3+和Cu2+,将滤纸上的试样点完全浸入展开剂可提高分离效果
C.将CoCl2溶液和浓盐酸混合,再加水稀释,溶液颜色由蓝色逐渐转变为粉红色
D.溶液的酸碱性对H2O2的稳定性影响较大,在酸性溶液中,H2O2分解较快
9.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为: ,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K增大 ,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
10.密闭容器中加入,一定条件下发生反应:,随反应时间的变化如曲线①所示,分别改变一个条件,得到曲线②和③,下列说法错误的是
A.该反应正反应为吸热反应
B.曲线①,0~50min用表示的平均反应速率为
C.曲线②,可能使用了催化剂或压缩容器体积
D.曲线③,达到平衡后,容器内各物质的浓度分别增加,平衡正向移动
11.对化学反应3X(g)+Y(g)2Z(g)+2Q(s)达到平衡后,增大压强,下列关于对该化学反应产生的影响的说法正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
D.正、逆反应速率都没有变化,平衡不发生移动
12.下列关于焓判据和熵判据的说法中,不正确的是
A.放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B. 在常温常压下能自发进行
C.碳酸钙分解为吸热反应,该反应室温下不能自发进行,但在较高温度(1200K)下则能自发进行
D.AB型强电解质在水中的溶解其焓变可能大于零或小于零,熵变一定大于零
13.如图所示,向A、B中均充入1mol X、1mol Y,起始时A、B的体积都等于a L。在相同温度、外界压强和催化剂存在的条件下,关闭活塞K,使两容器中都发生反应:。达到平衡时,A的体积为1.2a L。下列说法正确的是
A.反应速率:
B.A容器中X的转化率为80%
C.该反应是一个熵减的反应
D.平衡时Y的体积分数:A二、填空题(共10题)
14.将转化为等有机物是资源化利用的途径之一、
已知:i.主反应为;
ii.副反应为。
(1)催化加氢也可得到气态甲醇,写出该反应的热化学方程式: 。
(2)在恒温恒压条件下,向密闭容器中通入、、的平衡转化率及的平衡产率随温度的变化如图所示。
①一定温度下,的平衡产率小于的平衡转化率的原因是 ,由此知a 0(填“>”或“<”)。
②前后,的平衡转化率先降低后升高,原因是 (填字母)。
A.前反应设有达到平衡,后反应达到平衡
B.前以反应ⅰ为主,后以反应ⅱ为主
C.反应ⅰ、ⅱ在前生成,在后消耗
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应ⅰ。反应经达到平衡状态,测得平衡时容器内的浓度为,则内用浓度变化表示的平均反应速率 ,反应ⅰ的平衡常数K= (结果保留两位小数)。
15.硫酸在工业生产中有着重要的意义,是工业制硫酸的重要原料。
(1)T℃时,向2.0L的恒容密闭容器中充入和,发生如下反应:
①20s后反应达到平衡,和相等, ,平衡后向容器中再充入和,此时,v(正) v(逆)。(填“>”、“=”或“<”)
②相同温度下,起始投料变为和,的平衡转化率 。(填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)密闭容器中,加入足量的焦炭(沸点4827℃)和反应,生成和硫蒸气()。
①反应在某温度达到平衡时,和的体积分数都等于40%,中x= 。
②按相同投料方式发生上述反应,相同时间内测得与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其它条件相同时,在不同催化剂作用下,转化率与温度关系如图2所示。
700℃时,催化剂 (填“甲”或“乙”)活性更高,A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是 (填字母)。
16.(1)如图所示,甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动,甲中充入和,乙中充入和,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:;反应达到平衡后,再恢复至原温度。
回答下列问题:
①可根据 现象来判断甲、乙中反应都已达到平衡。
②达到平衡时,隔板K最终停留在0刻度左侧a处,则a的取值范围是 。
(2)若一开始就将K、F固定,其它条件均同(1),则达到平衡时:
①甲、乙中C的物质的量的关系是甲 乙(填“>”、“<”或“=” )。
②如果测得甲中A的转化率为b,则乙中C的转化率为 。
17.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率v(Z)= 。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的 倍;
②上述反应在t1~t6内反应速率与时间图象如图所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是 。
A.在t1时增大了压强 B.在t3时加入催化剂
C.在t4时降低了温度 D.t2~t3时X的转化率最高
18.氮、硫及其化合物
Ⅰ.氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用,但对环境也有一定的危害。
(1)导致酸雨形成的气体主要是___________
A. B. C. D.
(2)下列关于氮及其化合物的表述完全正确的是___________
A.氮原子的核外电子轨道表示式:
B.氨分子的球棍模型:
C.的电离方程式:
D.氮气的结构式:
(3)将一定量锌与浓硫酸充分反应后,锌完全溶解同时产生气体,将反应后的溶液稀释至,测得溶液,则下列叙述中错误的是___________
A.反应中生成的气体有和
B.反应中共消耗锌
C.气体中和物质的量之比为
D.反应共转移电子
Ⅱ.工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:
(4)书写该反应的平衡常数表达式
(5)该反应达到平衡后,为再提高反应速率同时提高的转化率,可采取的措施有___________。
A.改用高效催化剂 B.升高温度
C.缩小容器的体积 D.增加的浓度
(6)在体积一定的容器中进行上述反应并达到平衡,保持其它条件不变,通入一定量的,下列说法正确的是___________。
A.正反应速率先增大后减小 B.混合气体的平均密度增大
C.化学平衡常数增大 D.达到新平衡时增大
19.氮化铝(AlN)是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料,可在温度高于1500℃时,通过碳热还原法制得。实验研究认为,该碳热还原反应分两步进行:①Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X(X中Al与O的质量比为6.75:2);②在碳存在下,X与N2反应生成AlN。请回答:
(1)X的化学式为
(2)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为:Al2O3(s)+3C(s)+N2(g) 2AlN(g)+3CO(g)
①写出合成AlN的平衡常数表达式 ,若该反应在高温下自发进行,则随着温度升高,反应物N2的平衡转化率将 (填“增大”、“不变”或“减小”),
②在温度、容积恒定的反应体系中,CO浓度随时间的变化关系如下图曲线甲所示。下列说法正确的是 。
A.从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率
B.c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:v(N2) =3v(CO)
D.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反应,曲线甲将转变为曲线乙
(3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液,加热,吸收产生的氨气,进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
20.铁及其化合物与生产、生活关系密切。已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
(1)t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)= 。
(2)若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x= 。
21.随着钴酸锂电池的普及使用,从废旧的钴酸锂电池中提取锂、钴等金属材料意义重大。下图是废旧钴酸锂电池材料(主要成分为LiCoO2,含少量铁、铝、铜等元素的化合物)回收工艺流程:
“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图甲)、沉淀反应的温度(图乙)与钴的沉淀率关系如图所示:
根据图分析:沉钴时应控制n(C2O)∶n(Co2+)为 ,温度控制在 ℃左右
22.将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合后,充入一容积为V的密闭容器,此时容器内压强为p。然后在一定条件下发生如下反应:aA(?)+bB(?) cC(g)+dD(?)。当反应进行一段时间后,测得A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了n mol,D增加了1.5n mol,此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式中,各物质的化学计量数分别为a= ;b= ;c= ;d= 。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,则在上述平衡混合物中再加入B物质,上述平衡___________。
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动
C.不移动 D.条件不够,无法判断
23.过氧化氢的水溶液俗称双氧水,它的用途很广,常用于消毒、杀菌、漂白等。试回答下列问题:
(1)过氧化氢属于 (极性/非极性)分子。
(2)Na2O2,K2O2以及BaO2都可与酸作用生成过氧化氢,目前实验室制取过氧化氢溶液可取上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用,然后经 操作即可制得,则上述最适合的过氧化物是 。
(3)几乎所有古代艺术家的油画都是以铅白2PbCO3·Pb(OH)2为底色,但若空气中含H2S气体,铅白就会变黑,可以用H2O2将黑色物氧化成颜色相近的PbSO4而修复,写出铅白在空气中变黑的化学方程式 。
(4)甲酸钙[Ca(HCOO)2]广泛用于食品工业生产上,实验室制取甲酸钙的方法之一是将氢氧化钙和甲醛溶液依次加入到质量分数为30%-70%的过氧化氢溶液中,
①则该反应的化学方程式为 ,
②过氧化氢比理论用量稍多,其目的是 。
③反应温度最好控制在30 -70℃,温度不易过高,其主要原因是 。
(5)下图是硼氢化钠(NaBH4)一过氧化氢燃料电池示意图,该电池负极的电极反应方程式为 。
(6)过氧化氢与碳酸钠的加合物 Na2CO3·xH2O2比较稳定,方便储存,可用于消毒、漂白,现称取100 g Na2CO3·xH2O2晶体加热,实验结果如图所示,则该晶体的组成为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.中间体1的相对能量为-56.21,中间体2的相对能量为-154.82,中间体1→中间体2的过程是放热过程,故A正确;
B.催化剂不能改变反应物和生成物的能量,加入催化剂,该反应的反应热不变,故B错误;
C.和的相对总能量为0,和的相对总能量为-6.57,正反应放热,和总键能小于和的总键能,故C正确;
D.慢反应决定总反应速率,中间体2→中间体3的过程正反应活化能最大,反应速率最慢,所以中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤,故D正确;
选B。
2.C
【分析】由图可知,开始存在,最终又生成,为催化剂,反应物为CO、 H2、CO2,产物为甲醇。
【详解】A.由分析可知,该历程的催化剂为,A错误;
B.由反应历程中可知,In还与C形成共价键,B错误;
C.由图示可知,由于CO的加入,,形成氧空穴,有利于提高CH3OH的合成效率,C正确;
D.CO中碳元素的化合价降低,被还原,D错误;
故选C。
3.C
【分析】勒夏特列原理内容是:如果改变影响平衡的条件之一,化学平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用。
【详解】A.啤酒溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后气体压强减小,二氧化碳溶解度降低,CO2气体逸出,瓶中马上泛起大量泡沫,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.在密闭容器中存在平衡2NO2(g)N2O4(g),增大压强,物质单位体积内分子数增大,混合气体颜色变深;加压后化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,导致NO2的分子数又有所减少,混合气体颜色有变浅,故加压后混合气体的颜色先变深后变浅,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.N2、H2合成氨气的反应是可逆反应,加催化剂后能够加快反应速率,利于N2和H2合成NH3,但由于催化剂对正、逆反应速率影响相同,因此不能使化学平衡发生移动,故不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.溶液中存在化学平衡Fe(SCN)3Fe3++3SCN-,当向其中加入铁粉后发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,导致溶液c(Fe3+)减小,使化学平衡正向移动,最终达到平衡后,Fe(SCN)3的浓度降低,因此混合溶液颜色变浅;若加入的Fe粉足量,上述平衡完全被破坏,溶液颜色就会褪去,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故合理选项是C。
4.B
【详解】A.该反应是可逆反应无论是否达到平衡状态,SO2、O2、SO3同时存在,所以无法判断是否达到平衡状态,A错误;
B.SO2、O2、SO3的物质的量浓度不再改变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,B正确;
C.各组分的物质的量之比无法判断各组分的物质的量是否变化,正逆反应速率是否相等,所以无法判断是否达到平衡状态,C错误;
D.消耗SO2的速率与生成SO3的速率相等,表示的是都是正反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,D错误;
故选B。
5.C
【详解】A.2v正(H2)=v逆(CH3OH)即v正(H2)/v逆(CH3OH))=1:2,不能体现出正逆反应速率相等,无法表明反应达到平衡状态,A项错误;
B.使用催化剂只能加快反应速率,但不能影响化学平衡,不能提高产物的平衡产率,B项错误;
C.若将容器改为绝热恒容容器,该反应是放热反应,随着反应的进行,体系温度上升,平衡逆向移动,化学平衡常数会变小,C项正确;
D.列三段式:,求得K=9.375,D项错误;
答案选C。
6.C
【详解】A.温度相同、体积相同的甲、乙、丙三个容器,反应物浓度越大,反应速率越快,起始反应速率:丙>乙>甲,丙和丁容器温度相同、反应物起始浓度相同,则起始时反应速率相同,丁=丙>乙>甲,选项A错误;
B.由乙、丙可知,二氧化硫的浓度相同,丙中氧气的浓度增大,会促进二氧化硫的转化,二氧化硫转化率,丙和丁达到的是等效的平衡状态,所以二氧化硫转化率,选项B错误;
C.体积相同,丙中的起始浓度为甲的2倍,相当于增大压强,平衡正向移动,则丙中转化率增大,即丙中大于甲中的2倍,丙和丁达到的平衡等效,三氧化硫浓度相同,丙=丁>甲,选项C正确;
D.绝热恒容时,由于该反应正向放热,相当于在恒温恒容时升高温度,平衡逆向移动,转化率降低,选项D错误;
答案选C。
7.D
【分析】从表中数据看,乙容器相当于甲容器内反应达平衡后,再移出0.20molH2;若丙容器的温度也为500K,则与甲容器内的反应体系为等效平衡体系,所以丙容器相当于甲容器达平衡后,再将温度升高至600K。
【详解】A.由甲、丙中反应物与生成物的起始浓度看,若丙的温度为500K,则为等效平衡,平衡时C2H5OH(g)的浓度也为0.08mol/L,现升高温度,C2H5OH(g)的浓度变为0.04mol/L,则平衡逆向移动,所以该反应的正反应为放热反应,A正确;
B.甲、乙容器相比,乙相当于甲移出0.2molH2,平衡逆向移动,C2H5OH的浓度减小,所以达平衡时,甲、乙容器内C2H5OH的浓度:甲>乙,B正确;
C.由于乙容器中H2的浓度比甲中小,反应速率乙容器比甲容器慢,所需时间长,所以达平衡时,甲、乙容器中反应所需的时间:甲<乙,C正确;
D.达平衡时,(CO2,甲)==80%,(C2H5OH,丙)==60%,所以甲、丙容器中转化率:(CO2,甲)>(C2H5OH,丙),D不正确;
故选D。
8.C
【详解】A.氯化钠溶解度受温度影响较小,提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,使用蒸发结晶的方式,A错误;
B.将滤纸上的试样点完全浸入展开剂,导致试样溶解再展开剂中无法分离,B错误;
C.CoCl2溶液存在[Co(H2O)6]2+(粉红色)+4Cl-[CoCl4]2-(蓝色)+6H2O;将CoCl2溶液和浓盐酸混合,氯离子浓度较大,平衡正向移动,再加水稀释,氯离子浓度减小平衡逆向移动,故溶液颜色由蓝色逐渐转变为粉红色,C正确;
D.溶液的酸碱性对H2O2的稳定性影响较大,在碱性溶液中,H2O2分解较快,D错误;
故选C。
9.A
【分析】根据平衡常数得到反应方程式为:2Z(g) + 2W(g) X(g) + 2Y(g)。
【详解】A选项,升高温度,平衡向吸热反应移动,平衡常数K增大,说明正向移动,即正反应为吸热反应,故A正确;
B选项,增大压强,向体积减小方向移动即正向移动,W质量分数减小,故B错误;
C选项,增大X浓度,平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D选项,升高温度,平衡向吸热反应移动,若混合气体的平均相对分子质量变大,气体质量不变,说明向气体物质的量减小方向移动即正向移动,因此正反应是吸热反应,故D错误;
综上所述,答案为A。
10.C
【分析】分别改变一个条件,得到曲线②、③,从曲线①得到曲线②,既加快速率平衡又不移动,只能使用催化剂,从曲线①得到曲线③,意味着反应速率加快但平衡右移了,则改变的另一个条件只能是升温。
【详解】A.由上述分析可知,升温平衡正向移动,则该反应为吸热反应,故A正确;
B.曲线①,0~ 50 min用HBr表示的平均反应速率为=0.02mol﹒L-1﹒min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,用H2表示的平均反应速率为0.02mol﹒L-1﹒min-1÷2=0.01 mol﹒L-1﹒min-1,故B正确;
C.曲线②,可能使用了催化剂,反应速率加快,平衡不移动,各物质浓度不变;如果缩小体积,气体浓度都增大了,而实际上HBr浓度减小了,与图像变化不符合,故C错误;
D.曲线③达到平衡时有:
,,往容器中加入浓度均为0.2 mol﹒L-1的三种物质,得,则Qc<K,平衡将向正反应方向移动,故D正确;
故选C。
11.C
【分析】
【详解】根据方程式可知正反应体积减小,增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,C正确,A、B和D均错误,答案选C。
12.D
【分析】对于自发反应,必须满足的条件:△H-TΔS<0。
【详解】A.放热的自发过程,若是熵增大的过程,在任何条件下都能自发进行,若是熵减小的过程,则低温条件下自发;吸热的自发过程,一定为熵增加的过程,且在高温下自发,A正确;
B. ,常温下T=298K,则-444.3kJ mol-1-298K×(-0.2801kJ mol-1 K-1)=-360.8302kJ/mol<0,即ΔH-TΔS<0,所以该反应在常温常压能自发进行,B正确;
C.碳酸钙分解为吸热反应,△H>0,ΔS>0,要使△H-TΔS<0,在较高温度(1200K)下能自发进行,而在室温下不能自发进行,C正确;
D.AB型强电解质溶于水时可能放热也可能吸热,如CuSO4溶于水放热,铵盐溶于水吸热,所以其焓变可能大于零或小于零;AB(s)强电解质溶于水,固体转化为离子,混乱度增大,但生成的离子会与水分子结合为水合离子,这些水合离子会形成非常规整的结构,则溶剂的混乱度降低,整个溶解过程的熵值取决于固体转化为离子时的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小,所以AB型强电解质溶于水熵变可能大于0、也可能小于0,D不正确;
故选D。
13.D
【详解】A.A、B两容器反应物的起始量相同,达到平衡时,A的体积为1.2a L,B的体积仍然为a L,B中反应相当于加压,所以反应速率:,A项错误;
B.向A中充入1 mol X、1mol Y,起始时A的体积等于a L,达到平衡时,A的体积为1.2a L,恒温恒压条件下,气体体积之比等于物质的量之比,所以达到平衡时,A容器内气体的物质的量为2.4 mol,反应中消耗X 1mol,总物质的量增加1mol,现在总物质的量增加0.4 mol,则消耗X 0.4 mol,所以A容器中X的转化率为40%,B项错误;
C.对于该可逆反应,随着反应的进行,气体的物质的量增加,可知该反应是一个熵增的反应,C项错误;
D.与A相比,B相当于加压,平衡逆向移动,Y的物质的量增大,所以平衡时Y的体积分数:A答案选D。
14.(1)
(2) 有一部分CO2转化为CO > B
(3) 0.09 2.08
【分析】应用盖斯定律简单运算可以写出热化学反应方程式,主反应是放热反应,副反应是吸热反应,升温,副反应会正向移动,物质的速率和平衡常数需要列三段式才能解题
【详解】(1)①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) △H1=—49KJ/mol
② CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g) △H2= a KJ/mol
由盖斯定律 ①—②得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=(—49—a) KJ/mol
(2)①随温度升高,副反应(反应ii)反应程度逐渐增大,有一部分CO2转化为CO,即CO产率增大,反应程度减小,故a>0;
②A.图像上的点均为平衡点,故A错误;
B.T1K前以i为主,升温CO2转化率减小,T1K后以ii为主,升温,平衡右移,CO2转化率增大,故B正确;
C.T1K前也有CO2消耗,只是消耗量小于生成量,T1K后为消耗量大于生成量,故C错误;
故该题选B;
(3),则v(H2)=;那么平衡常数K=;
15.(1) 0.02 > 减小
(2) 2 乙 B
【详解】(1)①根据三段式可知
20s后反应达到平衡,和相等,则0.5-2x=0.3-x,解得x=0.2,所以0.4mol/L÷20s=0.02,平衡常数为。平衡后向容器中再充入和,此时浓度熵为,平衡正向进行,则v(正)>v(逆)。
②相同温度下,起始投料变为和,相当于是减小压强,平衡逆向进行,则的平衡转化率减小。
(2)①根据三段式可知
反应在某温度达到平衡时,和的体积分数都等于40%,即1-y=y,解得y=0.5,,解得x=2。
②700℃时,催化剂乙对应的转化率高,因此催化剂乙的活性更高,由于催化剂不能改变平衡转化率,所以C点不是平衡点,又因为A点二者的速率相等,不满足速率之比是化学计量数之比,而B点二氧化硫和硫蒸汽的速率之比是2:1,满足速率之比是化学计量数之比,所以A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是B。
16. K、F不再移动 =
【分析】(1)①当物质的量不发生变化时达到平衡状态,此时隔板K和活塞F不再移动;
②根据可逆反应的特征进行分析;
(2)①体积固定,恒温、恒压容器中,两边达到的平衡状态相同,乙中的He对平衡无影响;
②根据转化率的概念进行计算。
【详解】(1)①当物质的量不发生变化时达到平衡状态,此时隔板K和活塞F不再移动,因此当隔板K和活塞F不再移动时,可判断甲、乙中反应都已达到平衡;
②甲中气体若不转化,则气体的物质的量最大为,即停留在“0”刻度处,若甲中的A、B气体全部转化为C,则气体物质的量变为,则隔板K应停留在“2”的位置,所以;
(2)①假设甲中投入和,乙中投入达平衡时两容器内是等效的,即平衡时C的物质的量相等,然后再向乙容器中投入,由于是恒容容器,且不参与反应,故乙平衡不移动,则甲、乙两容器中的C的物质的量仍相等;
②若甲中A的转化率为b,则平衡时生成C的物质的量为2b,由于甲、乙完全等效,则乙容器中C的物质的量也为,即C的转化率。
17.(1)3X+Y 2Z
(2)0.05mol/(L·min)
(3) 0.9 B
【详解】(1)从图分析,反应到2分钟时,X减少了1.0-0.7=0.3mol,Y减少了1.0-0.9=0.1mol,Z增加了0.2-0=0.2mol,则该反应的方程式为3X+Y 2Z;
(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率v(Z)== 0.05mol/(L·min);
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①根据压强比等于物质的量比分析,压强是开始时的=0.9倍;
②A.在t1时逆反应速率增大,正反应速率不变,所以增大生成物的浓度,不是增大压强;B.在t3时正逆反应速率同等程度增大,故加入催化剂;C.在t4时正逆反应速率都减小,平衡逆向移动,可能是减压,若该反应为放热反应,可能是降低了温度;D.t1以后平衡不移动或逆向移动,X的转化率都减小,所以t0~t1X的转化率最高。故选B。
18.(1)A
(2)B
(3)C
(4)
(5)D
(6)AD
【详解】(1)SO2能形成硫酸型酸雨,、是造成温室效应的气体,故答案为:A;
(2)A.2p轨道的电子排布应该优先占据1个轨道,其自旋方向相同,原子的能量最低,故A错误;
B.氨气分子为三角锥型结构,根据球棍模型的表示方法判断,故B正确;
C.NH3 H2O的电离方程式:NH3 H2O +OH-,故C错误;
D.两个氮原子都要达到8电子稳定结构,电子要标出来,故D错误;
故答案为:B;
(3)Zn和浓H2SO4反应开始生成SO2,随着反应的进行,浓H2SO4的浓度降低变成稀H2SO4,此时生成H2。S元素守恒可表示为n(H2SO4)=n(SO2)+n(ZnSO4)+n剩余(H2SO4),根据得失电子守恒得:Zn失去2e-变成Zn2+,得到2e-变成SO2,H+得到2e-变成H2。此时生成1.5mol气体,则转移电子为3mol,反应掉的Zn为1.5 mol。m(Zn)=65g/molX1.5 mol=97.5 g,n(SO2)=1.85 mol-0.05 mol-1.5 mol=0.3 mol,n(H2)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,所以气体中SO2和H2物质的量之比为1:4,故C错误,故答案为:C;
(4)由平衡常数的表达式可知,该反应的平衡常数表达式;
(5)A.改用高效催化剂增大反应速率不改变化学平衡,转化率不变,故A错误;
B.反应为放热反应,升高温度平衡逆向进行,反应速率增大,转化率减小,故B错误;
C.缩小容器的体积,增大压强反应速率增大,平衡逆向进行,反应物转化率减小,故C错误;
D.增加CH4的浓度,反应速率增大,提高NO2的转化率,故D正确;
故答案为:D;
(6)A.甲烷浓度增大,瞬间反应速率加快,而后随反应进行甲烷浓度又减小,反应速率又减小,故A正确;
B.反应物和生物都是气体,质量不变,体积固定,混合气体的平均密度不变,故B错误;
C.化学平衡常数只受温度影响,与物质的浓度无关,温度不变,平衡常数不变,故C错误;
D.增大甲烷物质的量,混合气体中甲烷的含量增大,平衡时增大,故D正确;
故答案为:AD。
19.(1)Al2O
(2) 增大 AB
(3)AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
【详解】(1)Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X(X中Al与O的质量比为6.75:2),设这个氧化物的化学式为AlxOy,根据X中Al与O的质量比为6.75:2可得,27x:16y=6.75:2,x:y=2:1,X的化学式为Al2O,答案为:Al2O。
(2)①平衡常数等于生成物浓度的幂之积比上反应浓度的幂之积,其中固体和液体的浓度为常数,不计入表达式,所以合成AlN的平衡常数表达式为:,反应Al2O3(s)+3C(s)+N2(g) 2AlN(g)+3CO(g)的△S>0,反应在高温下自发进行说明△H>0,所以随着温度升高,反应物N2的平衡转化率将增大,,答案为:,增大;
②A.从a、b两点坐标可以读出反应时间和这段时间内CO浓度的变化量,可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率,A正确;
B.c点切线的斜率为,表示该化学反应在t时刻的瞬时速率,B正确;
C.只有达到平衡后才存在关系:v(N2) =3v(CO),C错误;
D.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量反应逆向移动,CO平衡时的浓度减小,曲线甲和曲线乙CO浓度相同,D错误;
答案为:AB。
(3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液,产生氨气和偏铝酸钠,反应的方程式为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑,答案为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑。
20.(1)4:1
(2)0.05
【详解】(1)平衡常数K=,所以,故答案为:4:1;
(2)反应开始到平衡时,FeO(s)变化的物质的量=0.02mol×50%=0.01mol,列三段式:,平衡常数K===0.25,解得x=0.05,故答案为0.05。
21. 1.15 46
【分析】由题给流程图可知,废旧的钴酸锂电池放电拆解后,通过灼烧除去碳和有机物,用硫酸浸泡,CoO与硫酸反应转化为Co3+离子,铁和铝元素的化合物溶于硫酸生成硫酸亚铁和硫酸铝,铜元素的化合物不溶于硫酸进入滤渣中;过滤后,向滤液1中先加入Na2SO3,将Co3+还原为Co2+,再加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,最后加入氨水调节溶液pH,使Fe3+和Al3+转换为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀;过滤后,向滤液2中加入草酸铵,使Co2+转化为CoC2O4·2H2O沉淀;过滤后,向滤液3中加入饱和碳酸钠溶液,使Li+转化为Li2CO3沉淀。
【详解】由图甲可知,n(C2O)∶n(Co2+)为1.15时,钴的沉淀率最大,效果最好;由图乙可知,沉淀反应温度为46 ℃左右时,钴的沉淀率最大,效果最好。
22.(1) 2 1 2 3
(2)C
【详解】(1)根据化学反应中化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比可知,,则a、b、c、d分别为2、1、2、3。
(2)只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,说明该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应,由于C为气体,则此反应的聚集状态为A是气态、B是固态或液态、D是固态或液态;由于固态、液态纯净物的浓度是常数,故改变B的量,平衡不发生移动,故选C。
23. 极性 过滤 BaO2 2PbCO3·Pb(OH)2 +3H2S =3PbS+2CO2+4H2O Ca(OH)2+2HCHO+2H2O2=Ca(HCOO)2+4H2O 使甲醛充分氧化,提高甲醛的利用率和产品纯度 防止H2O2分解和甲醛挥发 BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O Na2CO3·1.5H2O2
【详解】(1)过氧化氢分子结构电荷不对称,属于极性分子。
(2)因为过氧化钠或过氧化钾和硫酸反应生成硫酸钠或硫酸钾,和过氧化氢不容易分离,而过氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀,可以经过过滤分离,所以选择BaO2。
(3)硫化氢和铅白反应生成硫化铅,方程式为:2PbCO3·Pb(OH)2 +3H2S =3PbS+2CO2+4H2O。
(4)氢氧化钙和甲醛在过氧化氢存在下反应生成甲酸钙和水,方程式为:Ca(OH)2+2HCHO+2H2O2=Ca(HCOO)2+4H2O。过氧化氢做氧化剂,用量稍多,是为了使甲醛充分氧化,提高甲醛的利用率和产品纯度;反应控制温度,是为了防止H2O2分解和甲醛挥发。
(5)过氧化氢做氧化剂,在正极反应,而硼氢化钠(NaBH4),做负极,失去电子,电极反应为:BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O。
(6)根据图象分析,100克样品加热后剩余37.6克为碳酸钠质量,所以计算106/67.6=34x/(100-67.6),解x=1.5,所以化学式为Na2CO3·1.5H2O2。
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