第2章 化学键 化学反应规律 检测题 (含解析)2023-2024学年高一下学期化学鲁科版(2019)必修第二册

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名称 第2章 化学键 化学反应规律 检测题 (含解析)2023-2024学年高一下学期化学鲁科版(2019)必修第二册
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版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-04-02 00:11:03

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第2章《化学键 化学反应规律》检测题
一、单选题(共20题)
1.下列属于吸热反应的是
A.灼热的碳与二氧化碳反应 B.铁与稀硫酸反应
C.氢氧化钠与盐酸反应 D.木炭在氧气中燃烧
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-离子数目为0.1NA
B.一定条件下,2molSO2和1molO2发生反应,转移的电子数为4NA
C.1L0.1mol/L葡萄糖溶液中分子总数为0.1NA
D.60g石英晶体中含有的Si-O键数目为4NA
3.下列物质溶于水,溶液温度会升高的是
A. B.浓硫酸 C. D.
4.LED产品具有耗电量低、寿命长的特点。下图是氢氧燃料电池驱动LED屏发光的装置,下列有关叙述错误的是( )
A.a处通入的气体是氢气,电极反应式为H2+2OH -2e =2H2O
B.装置中电子的流向为a极→N型半导体→P型半导体→b极
C.装置中的能量转化至少涉及三种形式的能量
D.图中表示来自氢氧燃料电池中的K+的移动方向
5.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.夏天,打开冰冻啤酒瓶时会在瓶口逸出气体
B.升温可加快SO2转化为SO3的速率
C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.将FeCl3溶液蒸干得到Fe(OH)3固体
6.在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系3v(A)=2v(B),2v(A)=3v(C),则此反应可以表示为
A.2A+3B=2C B.A+3B=2C C.6A+9B=4C D.3A+B=2C
7.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表,下列说法错误的是
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X+3Y2Z,平衡常数为1600
C.其他条件不变时,增大压强可使平衡常数增大
D.改变温度可以改变该反应的平衡常数
8.下列说法中正确的是
A.CH4和BCl3分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构
B.Na2O2、NaOH中所含化学键类型不完全相同
C.Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2
D.氯气与NaOH反应的过程中,同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成
9.氢气可通过下列反应制得:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0,为了提高氢气在平衡体系中所占的比例,可采取的措施是
A.减小压强 B.降低温度
C.更换催化剂 D.减小CO的浓度
10.下列过程中一定吸收能量的是
A.复分解反应 B.分解反应
C.气态分子拆成气态原子 D.铁丝在氯气中燃烧
11.下列电子式书写正确的是
A. B.
C. D.
12.将2molX和2molY充入2L密闭容器中进行反应:,2min末该反应达到平衡时生成0.8molZ,测得Q的浓度为,下列叙述错误的是
A.a的值为2
B.平衡时X的浓度为0.8
C.平衡时Y的物质的量为0.8mol
D.0~2min内Y的反应速率为0.6
13.W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的五种短周期元素。W+的半径在所有离子中最小,X、Y、Z同周期且相邻,Z、Q位于同一主族且Z的核电荷数是Q的一半。下列说法正确的是
A.X、Q的最高价氧化物对应水化物的酸性:QB.W、X、Y、Z四种元素不能形成离子化合物
C.Z、Q元素的最高正价相同
D.X、Y、Z分别与W形成的最简单化合物的沸点:Z>Y>X
14.下列说法正确的是
A.若某化学反应在常温就能发生,说明该反应是放热反应
B.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol,则可知H2的燃烧热为571.6kJ/mol
C.同温同压下,等量的H2与足量的Cl2在光照或点燃两种不同条件下充分反应,产生热量相同
D.已知中和热为57.3kJ/mol,则稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的热化学方程式为2H+(aq)+(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
15.锌一空气电池(如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源,该电池放电时Zn转化为ZnO。则该电池工作时,下列说法正确的是
A.Zn电极是该电池的正极
B.氧气在石墨电极上发生还原反应
C.OH-向石墨电极移动
D.Zn电极的电极反应式为Zn-2e-+H2O=ZnO+2H+
16.一定条件下的密闭容器中,起始时投入一定量的和,发生反应:。tmin达到平衡。下列说法不正确的是
A.若投入2与1,则生成2
B.若用进行反应,一段时间后在反应物和生成物中均存在
C.tmin前,该反应的正反应速率大于逆反应速率
D.平衡时反应物与生成物浓度均不再变化
17.锌—空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源,该电池放电时转化为。该电池工作时下列说法不正确的是
A.多孔板的目的是增大与空气的接触面积
B.该电池的负极反应为
C.该电池放电时向石墨电极移动
D.外电路电子由电极流向石墨电极
18.下列产品、设备在工作时由化学能转变成电能的是( )
A.长征5号火箭使用的液氧发动机 B.北斗导航卫星的太阳能板电池 C.位于江苏的海上风力发电机 D.世界上首部可折叠柔屏手机
A.A B.B C.C D.D
19.下列化学用语正确的是
A.醛基的结构式:-CHO B.二氧化碳分子的电子式:
C.葡萄糖分子的实验式: D.硫酸钠的分子式:
20.下列实验操作、现象和得出的结论正确的是
实验操作 现象 结论
A 取少量Fe(NO3)2溶液于试管中,滴入硫酸酸化的H2O2溶液 溶液由浅绿色变为黄色 氧化性:H2O2>Fe3+
B 取2mL0.1mol/LKI溶液于试管中,加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液,充分反应后滴入5滴10%KSCN溶液 溶液变血红色 KI与FeCl3的反应有一定限度
C 向Na2SiO3溶液中通入CO2气体 有白色沉淀生成 非金属性:C>Si
D 两只试管中均加入2mL0.1mol/L酸性KMnO4溶液,分别加入2mL0.1mol/L和0.2mol/LH2C2O4溶液,比较溶液褪色的时间 加入0.2mol/LH2C2O4溶液的褪色时间更短 其它条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越大
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题(共5题)
21.某化学兴趣小组开展模拟工业合成氨的制备实验,在2 L密闭容器内,t℃时发生反应:N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g),在体系中,n(N2)随时间的变化如下表:
时间(min) 0 1 2 3 4 5
N2的物质的量(mol) 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06
(1) 上述反应在第5min时,N2的转化率为 ;
(2) 用H2表示从0~2 min内该反应的平均速率v(H2)= ;
(3) t℃时,在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果,判断该反应进行快慢的顺序为 (用字母填空,下同);
a.v(NH3)=0.05 mol L-1- min-1 b.v(H2)=0.03 mol L-1- min-1
c.v(N2)=0.02mol L-1- min-1      d.v(H2)=0.001 mol L-1- s -1
(4) 下列表述能作为上述实验中可逆反应N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g) 达到化学平衡状态的标志是 ;
a. 反应速率v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2
b. 各组分的物质的量浓度不再改变
c. 混合气体的平均相对分子质量不再改变
d. 混合气体的密度不变
e. 单位时间内生成n mol N2的同时,生成3n mol H2。
f. v(N2)消耗=2 v(NH3)消耗
g. 单位时间内3mol H﹣H键断裂的同时2mol N﹣H键也断裂
(5) 下列措施不能使上述化学反应速率加快的是 。
a.及时分离出NH3气体 b.适当升高温度
c.增大N2的浓度 d.选择高效催化剂
22.碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类生活中。已知25℃、100 kPa时:
Ⅰ.1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成和,放出2804 kJ热量。
Ⅱ. kJ mol。
(1)25℃时,与经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和的热化学方程式为 。
(2)25℃、100 kPa时,已知、(CO中的化学键)的键能分别为495 kJ mol、799 kJ mol,分子中碳氧键的键能为 kJ mol。
(3)如图是1 mol 和1 mol 反应生成1 mol和1 mol 过程中的能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式 。
②若在该反应体系中加入催化剂,对反应热 (填“有”或“没有”)影响。
23.学习化学反应速率和限度能够指导促进工业生产。
Ⅰ.汽车发动机工作时会引发和反应,生成等污染大气,其中生成NO的能量变化如图所示,
(1)则图中三种分子最稳定的是 。若反应生成2molNO气体应 (填“释放”或“吸收”) kJ能量。
Ⅱ.某研究小组用CO和H2模拟工业合成甲醇,发生反应:在1L的恒容密闭容器内充入1molCO和2mol,加入合适催化剂后保持某温度不变发生上述反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min0 0 5 10 15 20 30
压强/MPa 25.2 21.6 18.9 17.4 16.8 16.8
(2)①下列说法正确的是 (填标号)。
a.容器内气体的密度不变,则反应达到平衡
b.容器内气体的平均相对分子质量不变,则反应达到平衡
c.若向平衡体系中充入Ar后,甲醇的生成速率降低
d.容器内CO和物质的量之比不变,则反应达到平衡
e.CO的转化率不再变化,则反应达到平衡
②从反应开始到20min时,的平均反应速率为 。
③该条件下,反应达到平衡时CO的转化率为 。
(3)在如图所示的恒温、恒压密闭容器中加入2molX和2molY,发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知):。起始时容器的体积为VL,达到平衡时X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2,且容器的体积仍然为VL。请回答下列问题:
①a= 。
②X的状态为 (填“气态”或“非气态”)。
(4)NaClO溶液在不同温度下可对烟气中的硫、硝脱除,一定时间内,其脱除率如图所示:
①脱除率高于NO,可能的原因是 。
②烟气中和NO体积比为4:1,烟气与50℃时的吸收液转化生成的= 。
24.二氧化碳减排和再利用技术是促进工业可持续发展和社会环保的重要措施。
(1)将工业废气中的二氧化碳转化为甲醇,其原理是:CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol。308K时,向2L密闭容器中通入0.04 mol CO2和0.08 mol H2,测得其压强(p)随时间(t)变化如图1中曲线I所示。
①反应开始至达平衡时,υ(H2)= ;该温度下反应的平衡常数为 。
②若其他条件相同时,只改变某一条件,曲线变化为II,则改变的条件是 。
(2)还可以通过以下途径实现CO2向CH3OH的转化:
反应I:CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) △H<0
反应Ⅱ:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H<0
反应I和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图2所示。
①根据图中数据分析可知,T1 T2(填“>”、“<”或“=”);T2时,CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g)的平衡常数K= 。
②某科研小组采用反应Ⅱ来合成甲醇,在450℃时,研究了n(H2):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图3),则图中表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线为 (填“曲线a"或“曲线b”)。
(3)某同学将H2、CO2的混合气体充入一个密闭容器中,控制其他条件不变,改变起始物中H2、CO2的物质的量之比(用n表示)进行反应2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=Q kJ/mol,实验结果如图4所示(图中T表示温度):
①若图象中T1>T2,则Q 0
②比较a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物CO2的转化率最高的是 ,n=
25.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=-190kJ/mol
(1)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
A.υ (O2)正=2υ (SO3)逆
B.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(2)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18mol,则υ (O2) = mol.L-1.min-1;若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2,则平衡 移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向” 或“不”),再次达到平衡后, mol参考答案:
1.A
A.灼热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳会吸收大量的热,所以属于吸热反应,故A正确;
B.铁与稀硫酸反应生成氢气放出大量的热,故B错误;
C.氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,是中和反应,放出大量的热,属于放热反应,故C错误;
D.木炭在氧气中燃烧放出大量的热生成二氧化碳,故D错误;
故选A。
2.D
A.pH=13的Ba(OH)2溶液体积未知,无法计算溶液中含有OH-的物质的量,其数目无法确定,故A错误;
B.SO2和O2发生反应为可逆反应,反应物不能完全消耗,因此,2molSO2和ImolO2发生反应不能全部消耗,转移的电子数小于4NA,故B错误;
C.1L0.1mol/L葡萄糖溶液中葡萄糖分子总数为0.1 NA,没有考虑溶液中还有水分子,即该溶液中分子的总数大于0.1 NA,故C错误;
D.二氧化硅中1个硅原子形成4个Si-O键,60 g石英晶体的物质的量为1mol,含有1mol硅原子,则含有的Si-O键数目应该是4NA,故D正确;
答案选D。
3.B
A.NaCl溶于水发生电离,温度变化不大,A错误;
B.浓硫酸溶于水释放大量的热量,温度明显升高,B正确;
C.NH4NO3溶于水吸热,温度明显降低,C错误;
D.K2SO4溶于水发生电离,温度变化不大,D错误;
答案为B。
4.D
装置图中,外电路电子的流向是由负极流向正极,则a为负极,b为正极;
A.a为负极,发生氧化反应,则a处通入的气体是氢气,电极反应式为H2+2OH -2e =2H2O,故A正确;
B.外电路电子的流向是由负极流向正极,则装置中电子的流向为a极→N型半导体→P型半导体→b极,故B正确;
C.该装置的能量转换有化学能、电能和光能,故C正确;
D.原电池工作时,电池内部阳离子向正极移动,即K+向b电极移动,则图中表示外电路电流方向,故D错误;
故答案为D。
5.B
A.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.升温能够使活化分子数增加,物质含有的能量增加,有效碰撞次数增加,可加快SO2转化为SO3的速率,与化学平衡移动无关,B符合题意;
C.氯气与水反应存在化学平衡,饱和食盐水中Cl-的存在使氯气的反应平衡逆向移动,减少了氯气的溶解,可以使用平衡移动原理分析,C不符合题意;
D.FeCl3是强酸弱碱盐,在溶液中Fe3+水解产生Fe(OH)3和HCl,溶液蒸干,HCl挥发掉,得到Fe(OH)3固体,可以用平衡移动原理分析,D不符合题意;
故合理选项是B。
6.C
由3v(A)=2v(B),2v(A)=3v(C)可得出,v(A):v(B):v(C)=6:9:4,反应的化学方程式为6A+9B=4C,故选C。
7.C
A、达到平衡消耗X的物质的量浓度为(0.1-0.05)mol·L-1=0.05mol·L-1,因此转化率为×100%=50%,A正确;
B、根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,因此三种组分的系数之比为 (0.1-0.05):(0.2-0.05):0.1=1:3:2,因此反应方程式为:X+3Y2Z;根据化学平衡常数的表达式,K==1600,B正确;
C、化学平衡常数只受温度的影响,与浓度、压强无关,故增大压强,平衡常数不变,C错误;
D、化学平衡常数只受温度的影响,改变温度,可以改变平衡常数,D正确;
故选C。
8.B
A.CH4中的氢原子不满足8e-的稳定结构,BCl3中B元素化合价为+3价,B原子最外层电子数是3,3+3=6,则B原子不满足8电子结构,Cl元素化合价绝对值为1,其最外层电子数是7,1+7=8,则Cl原子满足8电子结构,故A错误;
B.过氧化钠是离子化合物,由钠离子与过氧根离子构成,含离子键和O-O非极性共价键,NaOH是离子化合物,由Na+离子和OH-离子构成,含离子键和O-H极性共价键,所以Na2O2、NaOH中所含化学键类型不完全相同,故B正确;
C.Li在氧气中燃烧主要生成Li2O,故C错误;
D.2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O反应物中有离子键和非极性键的断裂,生成物有离子键,极性键生成,没有极性键的断裂,没有非极性键的形成,故D错误。
答案选B。
9.B
A、根据勒夏特列原理,减小压强,平衡向体积增大方向移动,但此反应方程式中气体系数之和相等,平衡不移动,故错误;
B、根据勒夏特列原理,降低温度,平衡向放热反应进行,此反应正反应方向为放热反应,故正确;
C、催化剂对化学平衡无影响,故错误;
D、减小CO的浓度,平衡向逆反应方向移动,故错误;
答案选B。
10.C
A.中和反应属于复分解反应,放出热量,故A不符合题意;
B.分解反应不一定要吸收能量,碘化氢分解是放热反应,故B不符合题意;
C.分子拆成原子需要断开化学键,一定要吸收能量,故C符合题意;
D.铁丝在氯气中燃烧是放热反应,故D不符合题意;
故选C。
11.D
A.两个氮原子之间有3对共用电子对,正确的是,故A错误;
B.铵离子的电子式需要使用中括号,正确的是,故B错误;
C.水是共价分子,原子之间形成共价键,正确的是,故C错误;
D.NaCl为离子化合物,电子式为,故D正确;
故选D。
【点睛】书写电子式首先需要区分共价分子和离子化合物,前者原子间形成共价键,后者阴阳离子之间形成离子键。简单说来,含有金属离子、铵离子的化合物一般是离子化合物。
12.D
由题意可建立如下三段式:
A.由平衡时Q的浓度为0.4mol/L可得:=0.4mol/L,解得a=2,故A正确;
B.由三段式数据可知,平衡时X的浓度为=0.8mol/L,故B正确;
C.由三段式数据可知,平衡时Y的物质的量为0.8mol,故C正确;
D.由三段式数据可知,0~2min内Y的反应速率为=0.3 mol/(L·min),故D错误;
故选D。
13.D
W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的五种短周期元素。W+的半径在所有离子中最小,W是H;X、Y、Z同周期且相邻,Z、Q位于同一主族且Z的核电荷数是Q的一半,Z是O,Q是S,所以X是C,Y是N,据此解答。
A.碳的非金属性弱于硫的,则最高价氧化物对应水化物的酸性:CB.H、C、N、O四种元素能形成离子化合物,例如硝酸铵等,B错误;
C.氧元素没有最高价,O、S元素的最高正价不相同,C错误;
D.水分子间形成氢键,氨气分子间也存在氢键,常温下水是液体,则C、N、O分别与H形成的最简单化合物的沸点:O>Z>C,D正确;
答案选D。
14.C
A.某化学反应在常温就能发生,不一定能说明该反应是放热反应,如氯化铵和八水合氢氧化钡的反应是吸热反应,在常温下也能进行,A项错误;
B.H2的燃烧热是指1mol H2完全燃烧生成液态水所放出的热量,所以H2的燃烧热应为285.8kJ/mol,B项错误;
C.由于反应热只与反应物、生成物的状态和物质的量的多少有关,与反应途径无关,因此同温同压下,等量的H2与足量的Cl2在光照或点燃两种不同条件下充分反应,产生热量相同,C项正确;
D.中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1mol液态水所释放的热量。该反应生成了2mol水,并且反应生成了硫酸钡沉淀,硫酸根和钡离子结合生成沉淀会放出热量,所以该反应△H>-2×57.3 kJ/mol,D项错误;
答案选C。
15.B
A.Zn的活动性比石墨强,所以Zn电极是该原电池的负极,石墨电极为正极,A错误;
B.氧气在石墨电极上得到电子发生还原反应,B正确;
C.根据同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引的原则,OH-向正电荷较多的负极—锌电极移动,C错误;
D.电解质溶液为碱性,不能大量存在H+,D错误;
故合理选项是B。
16.A
A.是可逆反应,因此若投入2与1,则生成物质的量小于2,故A错误;
B.若用进行反应,由于该反应是可逆反应,因此一段时间后在反应物和生成物中均存在,故B正确;
C.t min前,该反应正在正向建立平衡,因此反应的正反应速率大于逆反应速率,故C正确;
D.平衡时各物质的量浓度不再改变,即反应物与生成物浓度均不再变化,故D正确。
综上所述,答案为A。
17.B
A.石墨电极作为正极,多孔板可以增大与空气的接触面积,故A正确;
B.Zn电极为负极,该电池的负极反应为,故B错误;
C.原电池阳离子移向正极,该电池放电时向石墨电极移动,故C正确;
D.外电路电子由负极流向正极,所以电子由电极流向石墨电极,故D正确;
故答案为B。
18.D
A.长征火箭的发动机工作时,将化学能转化为热能、动能等,故A错误;
B.太阳能电池工作时,将光能转化为电能,故B错误;
C.风力发电机工作时,将风能转化为电能,故C错误;
D. 手机电池将化学能转变为电能,实现了能量之间的转化,故D正确;
故选D。
19.C
A.醛基中含有C=O双键和C-H键,故醛基的结构简式为-CHO,醛基的结构式为,选项A错误;
B.二氧化碳分子中碳原子与两个氧原子分别形成两对共用电子对,其电子式为,选项B错误;
C.葡萄糖的分子式为:C6H12O6,葡萄糖的实验式为:CH2O,选项C正确;
D.硫酸钠是硫酸根与钠离子化合生成的盐,不是分子构成的,其化学式为,选项D错误;
答案选C。
20.C
A.HNO3、H2O2都能将Fe2+氧化为Fe3+,所以少量Fe(NO3)2溶液与硫酸酸化的H2O2溶液反应,依据溶液由浅绿色变为黄色,不能证明氧化性:H2O2> Fe3+,A不正确;
B.向2mL0.1mol/LKI溶液中加入5mL0. 1mol/LFeCl3溶液,充分反应后,FeCl3过量, 则由滴入KSCN后溶液变为血红色,不能证明KI与FeCl3的反应有一定限度,B不正确;
C.向Na2SiO3溶液中通入CO2气体,有白色沉淀生成,则表明酸性H2CO3 > H2SiO3,从而得出非金属性:C>Si,C正确;
D.2Mn+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,根据离子反应方程式可得,高锰酸钾和草酸恰好完全反应的物质的量之比为2:5,所以D选项实验中高锰酸钾过量,溶液并不能完全褪色,故D不正确;
故选C。
21. 70% 0.09mol/(L.min) a>c=d>b bc a
(1)N2的初始物质的量0.20mol,第5min时,N2的物质的量为0.06mol,根据转化率公式,转化率=×100%计算;
(2)根据平均速率v(N2)=△C÷△t,v(H2)=3v(N2)计算;
(3)同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比;先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,从而确定选项,注意单位是否相同;
(4)根据化学平衡状态的特征解答,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,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。
N2的初始物质的量0.20mol,第5min时,N2的物质的量为0.06mol,已经转化的氮气的物质的量为:0.20mol 0.06mol=0.14mol,反应在第5min时,N2的转化率=×100%=0.14mol÷0.2mol×100%=70%,
故答案为:70%;
N2的初始物质的量0.20mol,第2min时,N2的物质的量为0.08mol,从0 2min内已经转化的氮气的物质的量为:0.20mol 0.08mol=0.12mol,平均速率v(N2)=△C÷△t=0.12mol÷2L÷2min=0.03mol/(L min),v(H2)=3v(N2)=0.09mol/(L min),
故答案为:0.09mol/(L min);
反应为N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3,以氢气的反应速率为标准进行判断;
a.V(NH3)=0.05mol/(L min),反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.075mol/(L min);
b.ν(H2)=0.03mol/(L min);
c.ν(N2)=0.02mol/(L min),反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.06mol/(L min);
d.ν(H2)=0.001mol/(L min)。
所以该反应进行快慢的顺序为a>c>b>d,
故答案为:a>c>b>d;
a.反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态都存在反应速率v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2,不能用于判断是否破坏,故a错误;
b.各组分的物质的量浓度不再改变,可说明正逆反应速率相等,达到破坏状态,故b正确;
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的总物质的量不变,可说明达到破坏状态,故c正确;
d.因气体的质量不变,容器的体积不变,则无论是否达到破坏,混合气体的密度都不变,故d错误;
e.单位时间内生成nmolN2的同时,生成3nmol H2,都为逆反应,不能说明正逆反应速率相等,故e错误;
f. 2v(N2)消耗=v(NH3)消耗,说明正逆反应速率相等,v(N2)消耗=2v(NH3)消耗,不能说明正逆反应速率相等,故f错误;
g.单位时间内3molH H键断裂的同时2molN H键也断裂,正逆反应速率不等,没有达到破坏状态,故g错误;
故答案为:bc。
(5) a.及时分离出NH3气体,氨气的浓度降低,化学反应速率变慢,故a错误;
b.升高温度,化学反应速率加快,故b正确;
c.增大N2的浓度,提高化学反应速率,故c正确;
d.选择高效催化剂,可以加快化学反应速率。故d正确;
故答案为:c。
22.(1) kJ mol
(2)664.75
(3) kJ mol 没有
(1)由题意可知,反应①为1mol葡萄糖在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出2804kJ的热量,反应的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH= 2804kJ/mol,二氧化碳和液态水经光合作用生成葡萄糖和氧气的反应为葡萄糖燃烧的逆反应;
(2)由反应热的焓变为反应物的键焓之和与生成物的键焓之和的差值可得:反应②的焓变△H=E(C≡O)+ 2E(C=O)= 283kJ/mol;
(3)催化剂能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,即不能改变反应热;焓变ΔH=正反应的活化能 逆反应的活化能,结合物质的凝聚状态书写热化学方程式。
(1)由题意可知,反应①为1mol葡萄糖在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出2804kJ的热量,反应的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH= 2804kJ/mol,二氧化碳和液态水经光合作用生成葡萄糖和氧气的反应为葡萄糖燃烧的逆反应,则生成1mol葡萄糖会吸收2804kJ的热量,反应的热化学方程式为ΔH=+2804kJ/mol;故答案为:ΔH=+2804kJ/mol;
(2)由反应热的焓变为反应物的键焓之和与生成物的键焓之和的差值可得:反应②的焓变△H=E(C≡O)+ 2E(C=O)= 283kJ/mol;解得;所以,故答案为664.75;
(3)①图中E1、E2分别表示正反应的活化能、逆反应的活化能,反应生成CO2(g)和NO(g)的反应为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g),其焓变ΔH=正反应的活化能 逆反应的活化能=(+134kJ/mol) (+368kJ/mol)= 234kJ/mol,即热化学方程式为 kJ mol;故答案为 kJ mol;
②催化剂能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,即不能改变反应热;故答案为没有。
23.(1) 吸收 180
(2) be 0.05 50%
(3) 1 非气态
(4) 在水中的溶解度大于NO(或在溶液中的还原性强于NO;或NaClO溶液与的反应速率大于NO) 2:13
(1)键能越大越稳定,则分子中N2最稳定;N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=(946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1)-2×632kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1>0,反应为吸热反应,生成2molNO吸收180 kJ能量;
故答案为:N2;吸收;180。
(2)①a.恒容密闭容器内气体的质量和体积都不变,则密度始终不变,反应不一定达平衡状态,a不正确;
b.容器内气体的质量不变,物质的量不断发生改变,当平均相对分子质量不变时,混合气的物质的量不变,则反应达到平衡状态,b正确;
c.若向平衡体系中充入Ar后,反应物和生成物的浓度都不变,平衡不发生移动,甲醇的生成速率不变,c不正确;
d.容器内CO和的起始投入量之比等于化学计量数之比,则CO和的物质的量之比始终不变,反应不一定达到平衡状态,d不正确;
e.CO的转化率不再变化时,各物质的浓度保持不变,则反应达到平衡状态,e正确;
综上所述be符合;
②从反应开始到20min时,混合气的压强由25.2MPa变为16.8MPa,反应前混合气的物质的量为3mol,则反应后混合气的物质的量为,由反应方程式可以看出,当有2mol参加反应时,混合气的物质的量减少2mol,现混合气物质的量减少3mol-2mol=1mol,则参加反应的物质的量为1mol,的平均反应速率为;
③该条件下,反应达到平衡时,参加反应的物质的量为1mol,则参加反应CO的物质的量为0.5mol,CO的转化率为;
故答案为:be;0.05;50%;
(3)①在恒温、恒压密闭容器中加入2molX和2molY,发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知):,设参加反应Y的物质的量为,则可建立如下三段式:
则,;,;
②因为前后气体的物质的量不变,所以反应前气体的化学计量数之和也应为1,即X的状态为非气态,Y呈气态;
故答案为:1;非气态。
(4)①脱除率高于NO,说明消耗的比NO多,可能的原因是:在水中的溶解度大于NO(或在溶液中的还原性强于NO;或NaClO溶液与的反应速率大于NO);
②烟气中,、,和NO体积比为4:1,设二者的物质的量分别为、,依据方程式可得:=5.2a,=0.8a,烟气与50℃时的吸收液转化生成的;
答案为:在水中的溶解度大于NO(或在溶液中的还原性强于NO;或NaClO溶液与的反应速率大于NO);2:13。
24. 0.006mol/(L﹒min) 104 催化剂 < 8 曲线a < c 3
(1)①利用平衡时的压强和起始时的压强计算CO2的转化量,进一步计算氢气的反应速率;
②由图可追改变条件只缩短了反应到达平衡状态的时间,压强不发生变化;
(2)①反应I和反应Ⅱ均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小;根据反应I和反应Ⅱ的平衡常数推导出反应CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g)的平衡常数;
②增加反应物的量,平衡正向移动,CO的转化率增大;
(3)①升高温度乙醇的百分含量降低,平衡逆向移动;
②由图可知曲线上各点均处于平衡状态,n表示H2、CO2的物质的量之比,达到平衡后,增大氢气的用量,平衡正向移动,CO2的转化率增大;根据b点乙醇的百分含量最大进行分析。
(1)①设CO2转化了x mol/L
CO2(g) + 3H2(g)   H2O(g) + CH3OH(g)
始(mol/L) 0.02 0.04 0 0
转(mol/L) x 3x x x
平(mol/L) 0.02-x 0.04-3x x x
==,解得x=0.01mol/L,υ(H2)===0.006mol/(L﹒min);
K===10000=104;
②由图可知改变条件只缩短了反应到达平衡状态的时间,压强不发生变化,催化剂只改变反应速率,平衡不移动,因此改变的条件是加入催化剂;
(2)①反应I和反应Ⅱ均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,因此有T1②n(H2):n(CO)=3:1相当于增加反应物的量,使平衡正向移动,CO的转化率增大,因此表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线为曲线a;
(3)①升高温度乙醇的百分数降低,平衡逆向移动,说明正向为放热反应,△H<0,即Q<0;
②由图可知曲线上个点均处于平衡状态,n表示H2、CO2的物质的量之比,达到平衡后,增大氢气的用量,平衡正向移动,CO2的转化率增大,因此a、b、c三点中,转化率最高的是c点;B点时乙醇的含量最高,此时===3。
25. BD 0.036 向正反应方向 0.36 0.40
(1)A.用不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比能说明反应处于平衡状态,2υ (O2)正=υ(SO3)逆能说明反应达到平衡状态,υ (O2)正=2υ(SO3)逆说明反应没有达到平衡状态,A不选;
B.建立平衡的过程中气体的总质量始终不变,气体物质的量变化,容器内气体的平均分子量变化,容器中气体的平均分子量不随时间而变化说明反应达到平衡状态,B选;
C.建立平衡的过程中气体的总质量始终不变,在恒容密闭容器中,气体的密度始终不变,容器中气体的密度不随时间而变化不能说明反应达到平衡状态,C不选;
D.该反应是气体分子数发生变化的反应,容器中气体的分子总数不随时间而变化时能说明反应处于平衡状态,D选;
答案选BD。
(2)根据三段式
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始物质的量(mol) 0.20 0.10 0
变化物质的量(mol) 0.18 0.09 0.18
平衡物质的量(mol) 0.02 0.01 0.18
则υ(O2)= 0.09mol÷(5L×0.5min)=0.036 mol·L-1·min-1;
若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动;若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2(相当于起始物质的量为原起始物质的量的两倍,相当于增大压强),若平衡不移动,则SO3的物质的量为0.36mol,而增大压强,平衡向正反应方向移动,故0.36mol