海南省嘉积高级中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试题(B卷)
一、选择题(共14题,每题3分,共42分。下列每题只有一个选项符合题意)
1. 氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1mol氢气中化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是
A. Q1+Q2<2Q3 B. Q1+Q2>Q3 C. Q1+Q22Q3
2. 下列说法中正确的是
A. 焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B. 反应放热时,ΔH>0;反应吸热时,ΔH<0
C. 在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
D. 在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于生成物的总焓
3. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是
A. 1mol N2(g)和1mol O2(g)完全反应放出的能量为180kJ
B. 通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C. 1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量
D. NO2是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
4. 已知在25 ℃、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水放出48.40 kJ热量,表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=-48.40 kJ·mol-1
B. C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
C. C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=+5 518 kJ·mol-1
D. C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=+48.40 kJ·mol-1
5. 根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中,正确的等式是( )
A. ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B. ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C. ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D. ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
6. 反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经2minB的浓度减小0.6mol/L。对此反应速率的正确表示是
A. 用A表示的反应速率是0.8mol/(L s)
B. 分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3:2:1
C. 在2min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3mol/(L min)
D. 在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
7. 某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的浓度分别为:c(X2)=0.4 mol·L-1,c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1 。则该反应的反应式可表示为:
A. X2+2Y22XY2 B. 2 X2+Y2 X2Y
C. 3 X2+Y2 2X3Y D. X2+3 Y22XY3
8. 化学反应达到化学平衡的标志是
A. 逆反应停止进行 B. 反应物与生成物的浓度相等
C. 正反应与逆反应停止进行 D. 正反应速率和逆反应速率相等
9. 在一定温度下,将等物质的量的CO和水蒸气通入恒容密闭容器中,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),一段时间后反应达到平衡。对该平衡状态描述正确的是( )
A. 正反应速率等于零 B. 正反应速率大于逆反应速率
C. 正反应速率等于逆反应速率 D. 正反应速率小于逆反应速率
10. 在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是
A. A(g)+B(g)C(g)
B. A(g)+2B(g)3C(g)
C. A(g)+B(g)C(g)+D(g)
D. 以上都达到平衡
11. 在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g) 2c(g);△H1<0
x(g)+3y(g) 2z(g);△H2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是
A. 等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B. 等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C. 等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D. 等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
12. 相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应, 下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图中正确的是
A. B.
C. D.
13. 溶度积常数表达式符合Ksp=[c(Ax+)]2·c(By-)的是( )
A. AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B. Na2S = 2Na++S2-
C. Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)
D. PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
14. 某温度下,(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是
A.
B. 加适量固体可使溶液由点变到点
C. 两点代表的溶液中与乘积相等
D. 、分别在、两点代表的溶液中达到饱和
二、非选择题(共58分)
15. 在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
物质 时间 X Y Z Q
起始/mol 07 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,=0.5
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=___________,n(Q)=___________;
(2)方程式中m=___________,n=___________,p=___________,q=___________;
(3)用Z表示2 min内的反应速率___________。
16. 在2L密闭容器内,800℃时反应体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)如图中表示的变化的曲线是_______。用表示从0~2s内该反应的平均速率v=_______。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
a. b.容器内压强保持不变
c.容器内密度保持不变 d.
17. 氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+ H2O(g) = CO(g)+3H2(g) ΔH =-206.2kJ·mol-1
CH4(g)+ CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g) ΔH =-247.4kJ·kJmol-1
2H2S(g) = 2H2(g)+S2(g) ΔH =+169.8kJ·kJmol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是___________;燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式: ___________。
(3)H2O热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是___________。
18. 在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验:
在一个小烧杯里,加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片(或三合板)上,然后再加入约10 g NH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。
试回答下列问题:
(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么?________
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是什么?(回答出三个以上的原因)________
(3)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?(回答出两种方案)________
(4)①实验中即使不“结冰”,将烧杯提起的时候,发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”,原因是什么?________
②试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因“结冰”而黏在一起的。________
19. 试利用平衡移动原理解释下列事实:
(1)FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中_____;
(2)CaCO3难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中______;
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010 mol·L-1硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量______。
20. 某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少玻璃用品是___________、___________;
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?___________(填“能”或“否”),其原因是___________;
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品 溶液温度 中和热
t1 t2 ΔH
① 50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液 50 mL0.5 mol·L-1HCl溶液 20 ℃ 23.3 ℃
② 50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液 50 mL0.5 mol·L-1HCl溶液 20 ℃ 23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
①计算完成上表_______。
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:___________;
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果___________(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果___________(填“有”或“无”)影响。海南省嘉积高级中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试题(B卷)
一、选择题(共14题,每题3分,共42分。下列每题只有一个选项符合题意)
1. 氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是
A. Q1+Q2<2Q3 B. Q1+Q2>Q3 C. Q1+Q22Q3
【答案】A
【解析】
【详解】氢气在氯气中燃烧的反应为放热反应,由反应热=反应物键能之和与生成物键能之和的差值相等可得:ΔH=Q1kJ/mol+Q2kJ/mol—2Q3kJ/mol<0,则Q1+Q2<2Q3;
故选A。
2. 下列说法中正确的是
A. 焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B. 反应放热时,ΔH>0;反应吸热时,ΔH<0
C. 在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
D. 在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于生成物的总焓
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A、在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变,参加反应的物质的物质的量不一定是1mol,故A错误;
B、放热时体系能量降低,△H<0,吸热时体系能量升高,△H>0,故B错误;
C、任何化学反应过程,不是吸收能量就是放出能量,当反应物的总焓大于生成物总焓时,反应放出热量,反之吸收热量,因此在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同,故C正确;
D、在一个确定的化学反应关系中,当反应物的总焓大于生成物总焓时,反应放出热量,反之吸收热量,故D错误;
故选C。
3. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是
A. 1mol N2(g)和1mol O2(g)完全反应放出的能量为180kJ
B. 通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C. 1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量
D. NO2是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
【答案】C
【解析】
【详解】A.1mol N2(g)和1mol O2(g)完全反应生成2molNO,断键吸收了946kJ+498kJ=1444kJ,成键释放了632kJ×2=1264kJ,则吸收的能量为1444kJ 1264kJ =180kJ,故A错误;
B.氮气含有氮氮三键,键能大,N2(g)和O2(g)在高温或则放电条件下反应生成NO,故B错误;
C.根据A选项分析,该反应是吸热反应,则1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量,故C正确;
D.NO2能与NaOH溶液反应生成盐和水,但不是一种酸性氧化物,故D错误。
综上所述,答案为C。
4. 已知在25 ℃、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水放出48.40 kJ热量,表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A. C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=-48.40 kJ·mol-1
B. C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
C. C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=+5 518 kJ·mol-1
D. C8H18(l) + O2(g)8CO2(g) + 9H2O(l) ΔH=+48.40 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】由25℃,101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量,则1molC8H18燃烧生成二氧化碳和液态水时放出热量为48.40kJ×114=5518kJ,该反应为放热反应,则热化学反应方程式为C8H18(l)+22.5 O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ/mol,故选B。
5. 根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中,正确的等式是( )
A. ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B. ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C. ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D. ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
【答案】D
【解析】
【详解】根据能量守恒定律可知,反应热与反应途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,答案选D。
6. 反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经2minB的浓度减小0.6mol/L。对此反应速率的正确表示是
A. 用A表示的反应速率是0.8mol/(L s)
B. 分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3:2:1
C. 在2min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3mol/(L min)
D. 在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应物A是固体,浓度为常数,不用其表示反应的速率,选项A不正确;
B.化学反应速率之比等于计量数之比,故分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3:2:1,选项B正确;
C.v(B)= =0.3mol/(L min)是2min内的平均反应速率,而不是2min末时的反应速率,选项C不正确;
D.反应中B和C的化学计量数不同,B和C表示的反应速率的值不同,选项D不正确;
答案选B。
7. 某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的浓度分别为:c(X2)=0.4 mol·L-1,c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1 。则该反应的反应式可表示为:
A. X2+2Y22XY2 B. 2 X2+Y2 X2Y
C. 3 X2+Y2 2X3Y D. X2+3 Y22XY3
【答案】C
【解析】
【分析】X2和Y2浓度都是1 mol·L-1,达到平衡时:c(X2)=0.4 mol·L-1,c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1,则X2、Y2、Z的反应速率之比等于浓度的变化量之比=(1-0.4):(1-0.8):(0.4-0)=3:1:2,故反应为,根据原子守恒可知,Z为,故反应可以表示为;
【详解】由以上分析可知,选C。
8. 化学反应达到化学平衡的标志是
A. 逆反应停止进行 B. 反应物与生成物的浓度相等
C. 正反应与逆反应停止进行 D. 正反应速率和逆反应速率相等
【答案】D
【解析】
【详解】对可逆反应来说,当反应进行到一定程度时,v(正)=v(逆)≠0,反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变,该可逆反应达到了化学平衡状态,答案选D。
9. 在一定温度下,将等物质的量的CO和水蒸气通入恒容密闭容器中,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),一段时间后反应达到平衡。对该平衡状态描述正确的是( )
A. 正反应速率等于零 B. 正反应速率大于逆反应速率
C. 正反应速率等于逆反应速率 D. 正反应速率小于逆反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,因此当反应达到平衡状态时,v(正)=v(逆)≠0,故选C。
10. 在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是
A A(g)+B(g)C(g)
B. A(g)+2B(g)3C(g)
C. A(g)+B(g)C(g)+D(g)
D. 以上都达到平衡
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应两边气体的计量数之和不相等,恒温恒容下,反应容器的压强都不变,可以判断反应达到平衡,故A选;
B.反应两边气体的计量数之和相等,恒温恒容下,每时每刻反应容器的压强都不变,无法判断是否达到平衡,故B不选;
C.反应两边气体的计量数之和相等,恒温恒容下,每时每刻反应容器的压强都不变,无法判断是否达到平衡,故C不选;
D.B和C不能,故D不选;
故选A。
11. 在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g) 2c(g);△H1<0
x(g)+3y(g) 2z(g);△H2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是
A. 等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B. 等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C. 等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D. 等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
【答案】A
【解析】
【详解】A、等压时,通入惰性气体,体积增大,平衡x(g)+3y(g) 2z(g)(△H2>0)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g) 2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,故A错误;
B、等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g) 2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,容器内温度升高,虽然导致第一个反应向逆反应移动,但移动结果不会恢复到原温度,故平衡时温度升高,故B正确;
C、等容时,通入惰性气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,各组分的浓度没有发生变化,所以各反应速率不发生变化,故C正确;
D、等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡x(g)+3y(g) 2z(g)(△H2>0)逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,故D正确;
故选A。
【点睛】本题考查外界条件对化学平衡的影响,难度中等,本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”,注意压强对第一个反应没有影响,根据第二个反应的移动热效应,判断第一个反应的移动。
12. 相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应, 下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图中正确的是
A. B.
C D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】因为强酸完全电离,一元中强酸部分电离,因此相同的pH值,即C(H+)相同时,一元中强酸的浓度比强酸浓度大,由于体积相等,因此一元中强酸的物质的量大于强酸,因此产生的H2也比强酸多。反应过程由于H+不断被消耗掉,促使一元中强酸继续电离出H+,由于其他条件都相同,反应速率取决于H+浓度,由于开始时H+浓度相等,因此反应速率也相等(在图中反应速率就是斜率),后面强酸的反应速率下降得快,斜率也就更小,曲线更平坦。最终生成H2的体积也比一元中强酸少,因此曲线在一元中强酸下面,故C符合;
答案选C。
13. 溶度积常数表达式符合Ksp=[c(Ax+)]2·c(By-)的是( )
A. AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B. Na2S = 2Na++S2-
C. Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)
D. PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
【答案】C
【解析】
【详解】由于Ksp=[c(Ax+)]2·c(By-),即阳离子前的计量数为2,A、D不符合题意;Na2S为可溶性盐不存在溶度积常数,B不符合题意;
故C正确。
14. 某温度下,(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是
A.
B. 加适量固体可使溶液由点变到点
C. 两点代表的溶液中与乘积相等
D. 、分别在、两点代表的溶液中达到饱和
【答案】B
【解析】
【详解】A.由b、c两点对应数据可比较出KSP[Fe(OH)3]与KSP[Cu(OH)2]的大小,KSP[Fe(OH)3]=c(Fe3+) (OH-)3=c(Fe3+) (10-12.7)3,KSP[Cu(OH)2]=c(Cu2+) (OH-)2=c(Cu2+) (10-9.6)2,因c(Fe3+)=c(Cu2+),故KSP[Fe(OH)3]<KSP[Cu(OH)2],选项A正确;
B.向溶液中加入NH4Cl固体,不会导致溶液中的c(OH-)增大,故不能使溶液由a点变到b点,选项B错误;
C.只要温度不发生改变,溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积(即Kw)就不变,该题中温度条件不变,故c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积相等,选项C正确;
D.b、c两点分别处在两条的沉淀溶解平衡曲线上,故两点均代表溶液达到饱和,选项D正确;
答案选B。
二、非选择题(共58分)
15. 在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
物质 时间 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 27
3 min末/mol 0.8
已知2 min内v(Q)=0075 mol·L-1·min-1,=0.5
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=___________,n(Q)=___________;
(2)方程式中m=___________,n=___________,p=___________,q=___________;
(3)用Z表示2 min内的反应速率___________。
【答案】(1) ①. 2.3 mol ②. 3 mol
(2) ①. 1 ②. 4 ③. 2 ④. 3
(3)0.05 mol·L-1·min-1
【解析】
【小问1详解】
由表中数据可知,2min末与3min末Z的物质的量不变,2min末达到平衡状态,且X的物质的量增加、Z的物质的量减小,2 min内v(Q)=0.075 mol L-1 min-1,转化的Q为 n(Q)= v t=0.075 mol L-1 min-1×2min×2L=0.3mol,起始时n(Q)=2.7mol+0.3mol=3mol ,=0.5,可知n:p=2:1,则 n(Y)=0.4mol,起始时n(Y)=2.7mol-0.4mol=2.3mol,故答案为:2.3 mol;3 mol;
【小问2详解】
转化量分别为 n(X)=0.1mol、 n(Y)=0.4mol、 n(Z)=0.2mol、 n(Q)=0.3mol,转化量之比等于化学计量数之比,则m:n:p:q=1:4:2:3,即化学计量数分别为1、4、2、3;
【小问3详解】
用Z表示2min内的反应速率为。
16. 在2L密闭容器内,800℃时反应体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)如图中表示的变化的曲线是_______。用表示从0~2s内该反应的平均速率v=_______。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
a. b.容器内压强保持不变
c.容器内密度保持不变 d.
【答案】(1) ①. b ②.
(2)bd
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据,反应达到平衡,消耗NO的物质的量是(0.02-0.007)=0.013mol,所以反应达到平衡状态生成NO2的物质的量是0.013mol,NO2的平衡浓度是,表示的变化的曲线是b;0~2s内消耗NO的物质的量是(0.02-0.008)=0.012mol,则消耗的物质的量是0.006mol,用表示从0~2s内该反应的平均速率v=;
【小问2详解】
A.都表示正反应速率,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选a;
B.反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器内压强保持不变,反应一定达到平衡状态,故选b;
C.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,容器内密度保持不变,反应不一定平衡,故不选c;
D.,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故选d;
选bd。
17. 氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+ H2O(g) = CO(g)+3H2(g) ΔH =-206.2kJ·mol-1
CH4(g)+ CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g) ΔH =-247.4kJ·kJmol-1
2H2S(g) = 2H2(g)+S2(g) ΔH =+169.8kJ·kJmol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是___________;燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式: ___________。
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是___________。
【答案】(1)CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=-165.0 kJ mol-1
(2) ①. 为H2S热分解反应提供热量 ②. 2H2S+SO2═2H2O+3S
(3)氢原子、氧原子
【解析】
【小问1详解】
已知:①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=-206.2kJ mol-1
②CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=-247.4kJ mol-1
由盖斯定律,①×2-②得CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=-165.0 kJ mol-1;
【小问2详解】
使部分H2S燃烧,放出热量,为H2S热分解反应提供热量,
SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,二者反应生成S与H2O,反应方程式为2H2S+SO2═2H2O+3S;
【小问3详解】
由图可知,水的分解化学键断裂先生成H原子与O原子,氢原子结合生成氢气,氧原子结合生成氧气,由水的分子式可知氢原子物质的量是氧原子2倍,故A为氢原子、B为氧原子。
18. 在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验:
在一个小烧杯里,加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片(或三合板)上,然后再加入约10 g NH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。
试回答下列问题:
(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么?________
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是什么?(回答出三个以上的原因)________
(3)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?(回答出两种方案)________
(4)①实验中即使不“结冰”,将烧杯提起的时候,发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”,原因是什么?________
②试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因“结冰”而黏在一起的。________
【答案】(1)使反应物混合而迅速充分地反应,并使温度迅速下降
(2)①药品用量太少;②Ba(OH)2·8H2O未研成粉末,反应太慢;③没有立即迅速搅拌;④环境温度太高;⑤玻璃片上滴加的水太多
(3)①用皮肤感觉很凉;②用温度计来检测,发现温度下降
(4) ①. 由于水排开了烧杯底部和玻璃片之间的空气,在大气压的作用下,烧杯与玻璃片“黏在一起了” ②. 将“黏在一起”的烧杯和玻璃片提起,从侧面轻推玻璃片,若烧杯和玻璃片能发生相对滑动,则说明烧杯和玻璃片是“被水黏在一起的”,若不能发生相对滑动则是被冰所黏
【解析】
【小问1详解】
Ba(OH)2 8H2O晶体和氯化铵晶体之间的反应是固体之间的反应,搅拌使反应物迅速混合,充分地反应,并使温度迅速下降;
【小问2详解】
氯化铵和Ba(OH)2 8H2O晶体的反应是吸热反应,温度降低能让水结冰,如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是反应物未进行快速搅拌、玻璃片上滴加的水太多、氢氧化钡晶体已部分失水、环境温度太高、试剂用量太少、氢氧化钡晶体未研磨成粉末等;
【小问3详解】
如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取的措施为:第一种方案:在烧杯中的反应物中插入温度计,通过测量,发现反应后温度计的示数下降,说明反应是吸热反应;第二种方案:用皮肤感受,感受烧杯外壁很凉,说明此反应为吸热反应;
【小问4详解】
水排开了烧杯底部和玻璃片之间的空气,在大气压的作用下,烧杯与玻璃片黏在一起了,所以实验中即使不“结冰”,提起烧杯的时候,发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”;看能否从侧面相对滑动,若不能,则是由于“结冰”而黏在一起。
19. 试利用平衡移动原理解释下列事实:
(1)FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中_____;
(2)CaCO3难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中______;
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010 mol·L-1硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量______。
【答案】 ①. FeS(s) Fe2+(aq)+S2-(aq),加入稀盐酸后,S2-+2H+=H2S↑,破坏了FeS的溶解平衡,使上述平衡向FeS溶解的方向移动,故FeS溶解 ②. CaCO3(s) CO(aq)+Ca2+(aq),在稀硫酸中生成的CaSO4微溶,附着在CaCO3的表面,很难破坏CaCO3的溶解平衡,故难溶于稀硫酸;而在醋酸中,C O+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑,破坏了CaCO3的溶解平衡,故CaCO3能溶于醋酸 ③. BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO(aq),用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向BaSO4溶解的方向移动,造成BaSO4损失;而用硫酸洗涤,H2SO4=2H++SO,S的存在抑制了BaSO4的溶解,故BaSO4损失量少
【解析】
【分析】
【详解】(1)FeS(s) Fe2+(aq)+S2-(aq),加入稀盐酸后,S2-+2H+H2S↑,破坏了FeS的溶解平衡,使上述平衡向FeS溶解的方向移动,故FeS溶解。
(2)CaCO3(s) C(aq)+Ca2+(aq),在稀硫酸中生成的CaSO4微溶,附着在CaCO3的表面,很难破坏CaCO3的溶解平衡,故难溶于稀硫酸;而在醋酸中,C+2CH3COOH2CH3COO-+H2O+CO2↑,破坏了CaCO3的溶解平衡,故CaCO3能溶于醋酸。
(3)BaSO4(s) Ba2+(aq)+S(aq),用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向BaSO4溶解的方向移动,造成BaSO4损失;而用硫酸洗涤,H2SO42H++S,S的存在抑制了BaSO4的溶解,故BaSO4损失量少。
20. 某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是___________、___________;
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?___________(填“能”或“否”),其原因是___________;
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品 溶液温度 中和热
t1 t2 ΔH
① 50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液 50 mL0.5 mol·L-1HCl溶液 20 ℃ 23.3 ℃
② 50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液 50 mL0.5 mol·L-1HCl溶液 20 ℃ 23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
①计算完成上表_______
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:___________;
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果___________(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果___________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1) ①. 量筒 ②. 温度计
(2) ①. 否 ②. 金属易导热,热量散失多,导致误差偏大
(3) ①. -56.8 kJ·mol-1 ②. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ·mol-1
(4) ①. 无 ②. 有
【解析】
【小问1详解】
中和热实验需要用到的玻璃仪器还有量筒和温度计,故答案为:量筒;温度计。
【小问2详解】
环形铜丝玻璃棒导热效果较好,会导致热量散失,导致误差偏大,故答案为:否;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大。
【小问3详解】
根据表中数据可知两组实验的平均温差为(3.3℃+3.5℃)/2=3.4℃,根据Q=cm(t2-t1)= 4.18 kJ·℃-1·kg-1×0.1kg×3.4℃=1.4212 kJ,反应中生成水是0.025mol,则中和热=。根据实验结果,NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ·mol-1,故答案为:-56.8 kJ·mol-1 ;NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ·mol-1。
【小问4详解】
KOH与NaOH均为强电解质,替换没有影响;醋酸是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热,则若用醋酸代替HCl做实验,测得的中和热的数值偏小,故答案为:无;有。