鲁科版必修2高考题单元试卷:第2章 化学键 化学反应与能量(01)
一、选择题(共23小题)
1.下列关于化学键的叙述,正确的一项是( )
A.离子化合物中一定含有离子键
B.单质分子中均不存在化学键
C.含有极性键的分子一定是极性分子
D.含有共价键的化合物一定是共价化合
2.反应2SO2+O2 2SO3,经一段 ( http: / / www.21cnjy.com )时间后SO3的浓度增加了0.4mol L﹣1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4mol L﹣1 s﹣1,则这段时间为( )
A.0.1s
B.2.5s
C.0.5s
D.10s
3.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
4.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图,下列有关该物质的说法正确的是( )
A.分子式为C3H2O3
B.分子中含6个σ键
C.分子中只有极性键
D.8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2
5.下列说法不正确的是( )
A.液晶态介于晶体状态和液态之间,液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性
B.常压下,0℃时冰的密度比水的密度小,水在4℃时密度最大,这些都与分子间的氢键有关
C.石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化
D.燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
6.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒 ( http: / / www.21cnjy.com )压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数,下列说法正确的是( )
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A.550℃时,若充入惰性气体,v正,v退均减小,平衡不移动
B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0P总
7.汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g) ( http: / / www.21cnjy.com )+O2(g) 2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化.下列叙述正确的是( )
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A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的△H<0
8.已知反应A+3B 2C ( http: / / www.21cnjy.com )+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为1mol L﹣1 min﹣1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为( )
A.0.5mol L﹣1 min﹣1
B.1mol L﹣1 min﹣1
C.2mol L﹣1 min﹣1
D.3mol L﹣1 min﹣1
9.下列有机化合物中沸点最高的是( )
A.乙烷
B.乙烯
C.乙醇
D.乙酸
10.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强
B.降低温度
C.增大CO的浓度
D.更换催化剂
11.下列化合物的俗称与化学式不对应的是( )
A.绿矾﹣FeSO4 7H2O
B.芒硝﹣Na2SO4 10H2O
C.明矾﹣Al2(SO4)3 12H2O
D.胆矾﹣CuSO4 5H2O
12.下列化合物中,含有非极性共价键的离子化合物是( )
A.CaC2
B.N2H4
C.Na2S2
D.NH4NO3
13.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
A.NaOH(固体)
B.H2O
C.NH4Cl(固体)
D.CH3COONa(固体)
14.下列说法正确的是( )
A.可逆反应的特征是正反应速度总是和逆反应速度相等
B.在其它条件不变时,使用催化剂只能改变反应速度,而不能改变化学平衡状态
C.在其它条件不变时,升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动
D.在其它条件不变时,增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态
15.某温度下,在一容积可变的容器中, ( http: / / www.21cnjy.com )反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol.保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是( )
A.均减半
B.均加倍
C.均增加1mol
D.均减少1mol
16.在某温度下反应ClF(气)+F2(气) ClF3(气)+268千焦在密闭容器中达到平衡.下列说法正确的是( )
A.温度不变,缩小体积,ClF的转化率增大
B.温度不变,增大体积,ClF3的产率提高
C.升高温度,增大体积,有利于平衡向正反应方向移动
D.降低温度,体积不变,F2的转化率降低
17.一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:
MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.A
B.B
C.C
D.D
18.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2 CO2+H2O.下列有关说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.CO2分子中的化学键为非极性键
C.HCHO分子中含δ键,又含π键
D.每生成1.8gH2O消耗2.24L O2
19.反应X(g)+Y(g) 2Z(g);△H<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动
B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大
D.降低温度,Y的转化率增大
20.已知磷酸分子中的三个氢原子都 ( http: / / www.21cnjy.com )可以跟重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换.又知次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换.由此可推断出H3PO2的分子结构是( )
A.
B.
C.
D.
21.在相同温度和压强下,对反应C ( http: / / www.21cnjy.com )O2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是( )
A.乙=丁>丙=甲
B.乙>丁>甲>丙
C.丁>乙>丙=甲
D.丁>丙>乙>甲
22.一定温度下,10mL 0.40mol/L H2O2溶液发生催化分解.不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表.
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10﹣2mol/(L min)
B.6~10min的平均反应速率:v(H202)<3.3×10﹣2mol/(L min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
23.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量 ( http: / / www.21cnjy.com )KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率.将浓度均为0.020mol L﹣1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图.据图分析,下列判断不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10﹣5mol L﹣1 s﹣1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂
二、解答题(共7小题)
24.在1.0L密闭容器中 ( http: / / www.21cnjy.com )放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应:A(g) B(g)+C(g )△H=+85.1kJ mol﹣1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为__________.
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为__________,
平衡时A的转化率为__________,列式并计算反应的平衡常数K__________.
(3)①由总压强p和起始 ( http: / / www.21cnjy.com )压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总=__________mol,n(A)=__________mol.
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:α=__________.
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是__________,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为__________mol L﹣1.
25.反应aA(g)+bB(g)cC(g)(△H<0)在等容条件下进行.改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图1所示:回答问题:
(1)反应的化学方程式中,a:b:c为__________;
(2)A的平均反应速率VⅠ(A)、VⅡ(A)、VⅢ(A)从大到小排列次序为__________;
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是__________,其值是__________;
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是__________,采取的措施是__________;
(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第 ( http: / / www.21cnjy.com )Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低:T2__________T3(填“>”“<”“=”),判断的理由是__________;
(6)达到第三次平衡后,将容器的体积扩 ( http: / / www.21cnjy.com )大一倍,假定10min后达到新的平衡,请在下图2中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势如图2(曲线上必须标出A、B、C).
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26.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g),K1 △H1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g),K2 △H2<0 (Ⅱ)
(1)4NO2(g)+2NaCl( ( http: / / www.21cnjy.com )s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=__________(用K1、K2表示).
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响, ( http: / / www.21cnjy.com )在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡,测得10min内v(ClNO)=7.5×10﹣3mol L﹣1 min﹣1,则平衡后n(Cl2)=__________mol,NO的转化率α1=__________.其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2__________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2__________(填“增大”“减小”“不变”).若要使K2减小,可采取的措施是__________.
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO ( http: / / www.21cnjy.com )2,反应为2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O,含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol L﹣1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的顺序为__________.(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4mol L﹣1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5mol L﹣1)可使溶液A和溶液B的pH值相等的方法是__________:
a、向溶液A中加适量水
b、向溶液A中加适量NaOH
c、向溶液B中加适量水
d、向溶液B中加适量NaOH.
27.NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如图1所示.
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(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是__________.
(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) ( http: / / www.21cnjy.com )2N02(g).在其它条件相同时,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比较p1,p2的大小关系:__________
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是__________.
(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸.
①已知:2NO2(g) N2O4(g)△H1
2NO2(g) N2O4(l)△H2
图3中能量变化示意图中,正确的是(选填字母)__________.
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②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是__________.
(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4 ( http: / / www.21cnjy.com )NO3,其工作原理如图4所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是__________,说明理由:__________.
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28.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g),△H>0 (Ⅰ),
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=__________,若K=1,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为__________;
(2)如图所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进 ( http: / / www.21cnjy.com )行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1__________T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是__________;
(3)利用I2的氧化性可测定 ( http: / / www.21cnjy.com )钢铁中硫的含量.做法是将钢样中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为__________,滴定反应的离子方程式为__________;
(4)25℃时,H2SO3 HSO3﹣+H+的电离常数Ka=1×10﹣2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=__________mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将__________(填“增大”“减小”或“不变”).
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29.用CaSO4代替O2与燃料CO反 ( http: / / www.21cnjy.com )应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应.
①CaSO4(s)+CO(g) CaS(s)+CO2(g)△H1=﹣47.3kJ mol﹣1
②CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H2=+210.5kJ mol﹣1
③CO(g) C(s)+CO2(g)△H3=﹣86.2kJ mol﹣1
(1)反应2CaSO4(s)+7CO( ( http: / / www.21cnjy.com )g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的△H=__________(用△H1、△H2和△H3表示)
(2)反应①﹣③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图,结合各反应的△H,归纳lgK﹣T曲线变化规律:
(a)__________;(b)__________.
(3)向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器 ( http: / / www.21cnjy.com )中充入CO,反应①于900℃达到平衡,c平衡(CO)=8.0×10﹣5 mol L﹣1,计算CO的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字).
(4)为减少副产物,获得更纯净的CO2,可在初始燃料中适量加入__________.
(5)以反应①中生成的CaS为原料,在一定条 ( http: / / www.21cnjy.com )件下经原子利用率100%的高温反应,可再生CaSO4,该反应的化学方程式为__________;在一定条件下,CO2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,产物的结构简式为__________.
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30.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4 kJ mol﹣1
一种工业合成氨的简易流程图如图1
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸 ( http: / / www.21cnjy.com )收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:__________
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ mol﹣1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2 kJ mol﹣1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是__________
a.升高温度;b.增大水蒸气浓度;c.加入催化剂;d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H ( http: / / www.21cnjy.com )2产量,若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________
(3)图2表示500℃、60.0MPa条 ( http: / / www.21cnjy.com )件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:__________
( http: / / www.21cnjy.com )
(4)依据温度对合成氨反应的影响, ( http: / / www.21cnjy.com )在图3坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图.
(5)上述流程图中,使合成氨放出的能 ( http: / / www.21cnjy.com )量得到充分利用的步骤是(填序号)__________,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:__________.
鲁科版必修2高考题单元试卷:第2章 化学键 化学反应与能量(01)
一、选择题(共23小题)
1.下列关于化学键的叙述,正确的一项是( )
A.离子化合物中一定含有离子键
B.单质分子中均不存在化学键
C.含有极性键的分子一定是极性分子
D.含有共价键的化合物一定是共价化合
考点:化学键.
专题:化学键与晶体结构.
分析:A、含有离子键的化合物是离子化合物;
B、单质分子有的存在化学键,有的不含化学键;
C、含有极性键的分子不一定是极性分子;
D、含有共价键的化合物不一定是共价键化合物.
解答: 解:A、离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键,如KOH中含有离子键和共价键,故A正确;
B、单质分子中有的含有化学键,如H2,有的不含化学键,如稀有气体分子,故B错误;
C、含有极性键的分子不一定是极性分子,如果分子正负电荷重心重合,则就是非极性分子,如CCl4,故C错误;
D、含有共价键的化合物不一定是共价键化合物,可能是离子化合物,如NH4Cl,故D错误;
故选A.
点评:本题考查了化学键和物质的关系,注意不是所有的物质都含有化学键,如稀有气体分子中不含化学键.
2.反应2SO2+O2 2SO3,经一 ( http: / / www.21cnjy.com )段时间后SO3的浓度增加了0.4mol L﹣1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4mol L﹣1 s﹣1,则这段时间为( )
A.0.1s
B.2.5s
C.0.5s
D.10s
考点:化学反应速率的概念.
专题:计算题;关系式法;化学反应速率专题.
分析:根据化学反应速率的计算公式进行计算解答.
解答: 解:一段时间后SO3的浓度增加了0.4mol L﹣1,那么氧气的浓度必然减少0.2mol L﹣1,根据v(O2)===0.4mol L﹣1 s﹣1 故t=0.5s.
故选C.
点评:本题主要考查了学生对化学反应速率公式的理解和运用.
3.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.过氧化钠的电子式:
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:
C.硫离子的结构示意图:
D.间二甲苯的结构简式:
考点:电子式、化学式或化学符号及名称的综合.
专题:化学用语专题.
分析:A.过氧化钠是离子化合物,其电子式符合离子化合物特点;
B.元素符号左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数;
C.硫离子核外有18个电子、最外层有8个电子;
D.该结构简式为对二甲苯.
解答: 解:A.过氧化钠是离子化合物,其电子式为,故A错误;
B.元素符号左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数,质子数为35、中子数为45的溴原子的质量数=35+45=80,所以该原子为:,故B正确;
C.硫离子核外有18个电子、最外层有8个电子,其离子结构示意图为,故C错误;
D.该结构简式为对二甲苯,间二甲苯的结构简式为,故D错误;
故选B.
点评:本题考查了化学用语,涉 ( http: / / www.21cnjy.com )及结构简式、离子结构示意图、电子式等知识点,根据这些化学用语特点来分析解答,注意过氧化钠电子式的书写,为易错点.
4.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图,下列有关该物质的说法正确的是( )
A.分子式为C3H2O3
B.分子中含6个σ键
C.分子中只有极性键
D.8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2
考点:化学键;真题集萃.
分析:A、为有机物的结构简式,其中顶点省略的是C原子,每个C原子均形成4对共价键,每个O原子形成2对共价键,C原子价键不饱和的用H原子补充,据此判断分子式;
B、单键即为σ键,依据此结构简式判断σ键的个数;
C、相同原子之间形成非极性共价键,不同原子之间形成极性共价键,据此解答;
D、依据C的完全燃烧产物为二氧化碳,依据此有机物物质的量判断标准状况下生成二氧化碳的体积.
解答: 解:A、,此有机物中含有3个C、3个O和2个H,故分子式为:C3H2O3,故A正确;
B、此分子中存在4个C﹣O键、1个C=O双键,还存在2个C﹣H键,1个C=C双键,总共8个σ键,故B错误;
C、此有机物中存在C=C键,属于非极性共价键,故C错误;
D、8.6g该有机物的物质的量为:=0.1mol,由于未指明标准状况,故生成的二氧化碳的体积不一定是6.72L,故D错误,
故选A.
点评:本题主要考查的是有机物结构简式的判断,涉及分子式书写、化学键类型判断、有机物的燃烧等,综合性较强,但是难度不大.
5.下列说法不正确的是( )
A.液晶态介于晶体状态和液态之间,液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性
B.常压下,0℃时冰的密度比水的密度小,水在4℃时密度最大,这些都与分子间的氢键有关
C.石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化
D.燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
考点:氢键的存在对物质性质的影响;物理变化与化学变化的区别与联系;常见的生活环境的污染及治理.
分析:A、通常我们把物质的 ( http: / / www.21cnjy.com )状态分为固态、液态和气态,但是某些有机化合物具有一种特殊的状态,在这种状态中,他们一方面像液体,具有流动性,一方面又像晶体,分子在某个方向上排列比较整齐,因而具有各向异性,这种物质叫液晶,据此解答即可;
B、冰中存在氢键,具有方向性和饱和性,其体积变大;
C、纳米粒子是指粒度在1﹣100nm之间的粒子,与胶体相同,胶体的聚沉属于物理变化;
D、根据二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要物质;为减少酸雨的产生,只要减少二氧化硫、氮氧化物就可以防止酸雨的产生.
解答: 解:A、液晶态是指介于晶体和液体之间的物质状态,像液体具有流动性,像固体具有晶体的有序性,故A正确;
B、冰中存在氢键,具有方向性和饱和性,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故B正确;
C、石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的 ( http: / / www.21cnjy.com )变性均有新物质生成,属于化学变化,但是纳米银粒子的聚集属于小颗粒的胶体离子变成大颗粒聚成下来,没有新物质生成,属于物理变化,故C错误;
D、采用燃料脱硫技术可以减少二氧化硫的产生,从而防止出现酸雨,NOx的催化转化生成无污染的氮气也是减少酸雨的有效措施,故D正确,
故选C.
点评:本题主要考查的是液晶的概念以及其性质、胶体的性质、物理变化与化学变化的本质区别、空气污染与防治等,综合性较强,有一定难度.
6.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压 ( http: / / www.21cnjy.com )密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数,下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.550℃时,若充入惰性气体,v正,v退均减小,平衡不移动
B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0P总
考点:化学平衡建立的过程;化学平衡的影响因素.
分析:A、可变的恒压密闭容器中反应,550℃ ( http: / / www.21cnjy.com )时若充入惰性气体,相当于减小压强,则v正,v退均减小,又改反应是气体体积增大的反应,则平衡正向移动;
B、由图可知,650℃时,反应达平衡后CO的体积分数为40%,设开始加入的二氧化碳为1mol,根据三段式进行计算;
C、由图可知,T℃时,反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%即为平衡状态;
D、925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=,据此计算;
解答: 解:A、可变的恒压密 ( http: / / www.21cnjy.com )闭容器中反应,550℃时若充入惰性气体,相当于减小压强,则v正,v退均减小,又改反应是气体体积增大的反应,则平衡正向移动,故A错误;
B、由图可知,650℃时,反应达平衡后CO的体积分数为40%,设开始加入的二氧化碳为1mol,转化了xmol,
则有C(s)+CO2(g) 2CO(g)
开始 1 0
转化 x 2x
平衡; 1﹣x 2x
所以×100%=40%,解得x=0.25mol,则CO2的转化率为×100%=25%,故B正确;
C、由图可知,T℃时,反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%即为平衡状态,所以平衡不移动,故C错误;
D、925℃时,CO的体积分数为96%,则CO2的体积分数都为4%,所以用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp===23.0P,故D错误;
故选:B.
点评:本题考查了化学平衡图象、阅读题目获取信息的能力等,难度中等,需要学生具备运用信息与基础知识分析问题、解决问题的能力.
7.汽车尾气中NO产生的反应为: ( http: / / www.21cnjy.com )N2(g)+O2(g) 2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化.下列叙述正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的△H<0
考点:化学平衡建立的过程;真题集萃.
分析:A、依据氮气的浓度变化,找出三段式,计算平衡常数即可;
B、此容器为恒容密闭容器,ρ=,据此判断即可;
C、催化剂只能改变化学反应色速率,不能改变物质的转化律;
D、由图可知,b曲线化学反应速率快,若是升高温度,氮气的平衡浓度减小,则正反应为吸热反应.
解答: 解:A、N2(g)+O2(g) 2NO(g),
起(mol/L) c0c0 0
转(mol/L) x x 2x
平(mol/L) c1 c1 2x
解2x=2(c0 ﹣c1 ),故K=,故A正确;
B、反应物和生成物均是气体,故气体的质量m不变,容器为恒容容器,故V不变,那么密度ρ=不变,故B错误;
C、由图可知,b曲线氮气的平衡浓度减小,故应是平衡发生移动,催化剂只能改变速率,不能改变平衡,故b曲线不可能是由于催化剂影响的,故C错误;
D、由图可知,b曲线化学反应速率快(变化幅 ( http: / / www.21cnjy.com )度大),氮气的平衡浓度减小,升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即△H>0,故D错误,故选A.
点评:本题主要考查的是化学平衡建立的过程,涉及平衡常数的计算、平衡移动原理的应用、催化剂对平衡的影响等,综合性较强,有一定难度.
8.已知反应A+3B 2C+D在某段时 ( http: / / www.21cnjy.com )间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为1mol L﹣1 min﹣1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为( )
A.0.5mol L﹣1 min﹣1
B.1mol L﹣1 min﹣1
C.2mol L﹣1 min﹣1
D.3mol L﹣1 min﹣1
考点:反应速率的定量表示方法.
专题:化学反应速率专题.
分析:在同一化学反应、同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,据此分析.
解答: 解:在同一化学反应、同一时 ( http: / / www.21cnjy.com )间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(C):v(A)=v(C):1mol L﹣1 min﹣1
=2:1,所以v(C)=2mol L﹣1 min﹣1
故选C.
点评:本题考查了化学反应速率与计量数之间的关系,难度不大,注意在同一化学反应、同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比.
9.下列有机化合物中沸点最高的是( )
A.乙烷
B.乙烯
C.乙醇
D.乙酸
考点:分子间作用力对物质的状态等方面的影响.
专题:有机化学基础.
分析:对应烃类物质,烃的相对分子质量越大,沸点越高,对应烃的含氧衍生物,所含氢键越多,并且相对分子质量越大,沸点越高.
解答: 解:乙醇、乙酸与乙烷、乙烯相比较,含有氢键,且相对分子质量较大,则乙醇、乙酸沸点较高;
乙醇和乙酸相比较,二者都含有氢键,但乙酸的相对分子质量较大,乙酸沸点较高.
故选D.
点评:本题考查有机物沸点的比较,题目难度不大,本题注意把握影响沸点高低的因素以及氢键的性质.
10.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强
B.降低温度
C.增大CO的浓度
D.更换催化剂
考点:化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:提高CO的转化率可以使平衡正向进行,根据化学平衡移动原理来回答判断.
解答: 解:提高CO的转化率可以让平衡正向进行即可.
A、增加压强,该平衡会不会发生移动,故A错误;
B、降低温度,化学平衡向着放热方向即正向进行,故B正确;
C、增大CO的浓度,化学平衡向着正方向进行,但是一氧化碳的转化率降低,故C错误;
D、催化剂不会引起化学平衡的移动,故D错误.
故选B.
点评:本题考查学生化学平衡移动原理的应用方面的知识,属于基本知识的考查,注意知识的积累是解题的关键,难度不大.
11.下列化合物的俗称与化学式不对应的是( )
A.绿矾﹣FeSO4 7H2O
B.芒硝﹣Na2SO4 10H2O
C.明矾﹣Al2(SO4)3 12H2O
D.胆矾﹣CuSO4 5H2O
考点:电子式、化学式或化学符号及名称的综合.
专题:化学用语专题.
分析:A.绿矾是含有7个结晶水的硫酸亚铁,化学式为FeSO4 7H2O;
B.芒硝为十水合硫酸钠,化学式为Na2SO4 10H2O;
C.明矾为十二水和硫酸铝钾,化学式为KAl(SO4)2 12H2O;
D.含有5个结晶水的硫酸铜晶体为胆矾,又名蓝矾.
解答: 解:A.七水合硫酸亚铁又名绿矾,绿矾的化学式为FeSO4 7H2O,故A正确;
B.Na2SO4 10H2O又名芒硝,是含有10个结晶水的硫酸钠晶体,故B正确;
C.明矾的化学式不是Al2(SO4)3 12H2O,明矾中含有钾离子,明矾正确的化学式为:KAl(SO4)2 12H2O,故C错误;
D.五水硫酸铜又名胆矾、蓝矾,所以胆矾的化学式为CuSO4 5H2O,故D正确;
故选C.
点评:本题考查物质的俗称及化学式 ( http: / / www.21cnjy.com ),题目难度不大,试题侧重基础知识的考查,注意掌握常见物质的名称与化学式,选项C为易错点,注意明矾的化学式为KAl(SO4)2 12H2O.
12.下列化合物中,含有非极性共价键的离子化合物是( )
A.CaC2
B.N2H4
C.Na2S2
D.NH4NO3
考点:共价键的形成及共价键的主要类型;离子化合物的结构特征与性质.
专题:化学键与晶体结构.
分析:活泼金属和活泼金属元素之间易形成离子键;
不同非金属元素之间易形成极性共价键,同种非金属元素之间易形成非极性共价键;
含有离子键的化合物为离子化合物,离子化合物中可能含有共价键;
只含共价键的化合物是共价化合物.
解答: 解:A.CaC2中钙离子和C22﹣离子之间存在离子键,属于离子化合物,C22﹣离子内两个碳原子之间存在非极性共价键,故A正确;
B.N2H4中只含共价键,属于共价化合物,故B错误;
C.Na2S2中钠离子和S22﹣离子之间存在离子键,属于离子化合物,S22﹣离子内两个硫原子之间存在非极性共价键,故C正确;
D.NH4NO3中铵根离子与硝酸根离子之间存在离子键,铵根离子内存在N﹣H极性共价键,硝酸根离子内存在N﹣O极性共价键,故D错误;
故选:AC.
点评:本题考查了化合物和化学键类型的判断,明确概念是解题的关键,注意离子化合物中可以含有共价键,共价化合物中只含共价键.
13.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
A.NaOH(固体)
B.H2O
C.NH4Cl(固体)
D.CH3COONa(固体)
考点:化学反应速率的影响因素.
专题:化学反应速率专题.
分析:减缓反应速度,应降低溶液中H+离子的浓度,不影响生成氢气的总量,则所加入物质对溶液中H+离子的总物质的量没有影响,
题目中NaOH与酸中和、NH4Cl水解呈酸性,都引起H+离子的物质的量的变化;
加水H+离子浓度降低,加入CH3COONa生成弱酸,H+离子浓度降低,但不影响生成氢气的总量.
解答: 解:A、NaOH与酸中和,引起H+离子的物质的量的变化,影响生成氢气的总量,故A错误;
B、加水稀释溶液,H+离子浓度降低,但不影响生成氢气的总量,故B正确;
C、NH4Cl水解呈酸性,引起H+离子的物质的量增大,影响生成氢气的总量,故C错误;
D、加入CH3COONa生成弱酸,H+离子浓度降低,但H+离子的物质的量的不变,则不影响生成氢气的总量,故D正确;
故选BD.
点评:本题考查外界条件对反应速率的影响,做题时注意本题中的两个要求,从物质的性质角度考虑,本题难度不大.
14.下列说法正确的是( )
A.可逆反应的特征是正反应速度总是和逆反应速度相等
B.在其它条件不变时,使用催化剂只能改变反应速度,而不能改变化学平衡状态
C.在其它条件不变时,升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动
D.在其它条件不变时,增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态
考点:化学平衡的影响因素;化学反应的可逆性.
专题:化学平衡专题.
分析:A、根据可逆反应的特征来分析;
B、根据催化剂对化学反应速率和化学平衡的影响来分析;
C、根据温度对化学平衡的影响来分析;
D、根据压强对化学平衡移动的影响来分析.
解答: 解:A、因可逆反应的特征是可逆性、不完全转化性,与正逆反应速率的大小无关,故A错误;
B、在其它条件不变时,因催化剂同等程度的改变化学反应速率,则不影响化学平衡的移动,故B正确;
C、根据勒夏特列原理可知,在其它条件不变时,升高温度能使化学平衡向吸热的方向移动,故C正确;
D、在其它条件不变时,对于反应前后气体体积相等的反应,增大压强同等程度增大反应物和生成物的反应速率,化学平衡不移动,故D错误;
故选BC.
点评:本题考查化学平衡移动的影响因素,明确温度、压强、催化剂对化学反应速率及化学平衡的影响即可解答,并注意二者不可混淆.
15.某温度下,在一容积可变的容器中, ( http: / / www.21cnjy.com )反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol.保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是( )
A.均减半
B.均加倍
C.均增加1mol
D.均减少1mol
考点:化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:在容积可变的情况下,从对平衡 ( http: / / www.21cnjy.com )混合物中三者的物质的量对各物质的量的浓度影响角度思考.在“均减半”或“均加培”时,相当于A、B、C三物质的浓度都没有改变,“均增加1mol”时相当于A、C物质的浓度减小,B物质的浓度增大,“均减小1mol”时相当于A、C物质的浓度增大,B物质的浓度减小.
解答: 解:A、由于是在容积可变的容器中,则在“均减半”相当于A、B、C三物质的浓度都没有改变,平衡不会移动,故A、错误;
B、由于是在容积可变的容器中,则在“均加培”相当于A、B、C三物质的浓度都没有改变,平衡不会移动,故B错误;
C、同样由于容积可变,“均增加1mol”时相当于A、C物质的浓度减小,B物质的浓度增大,平衡向右移动,故C正确;
D、如A、C均减少1mol,B减少0 ( http: / / www.21cnjy.com ).5mol,平衡不移动,B减少1mol,相当于在原平衡的基础上减少0.5molB,则平衡逆向移动,故D错误;
故选:C.
点评:本题考查化学平衡移动,要注意的是 ( http: / / www.21cnjy.com )基本概念、基础理论是高考中不变的一个重点.这道题的设问别具一格,解答时既要定性判断、又要定量分析,多次灵活转换,都值得大家研究,思维转化是解答该题的关键.
16.在某温度下反应ClF(气)+F2(气) ClF3(气)+268千焦在密闭容器中达到平衡.下列说法正确的是( )
A.温度不变,缩小体积,ClF的转化率增大
B.温度不变,增大体积,ClF3的产率提高
C.升高温度,增大体积,有利于平衡向正反应方向移动
D.降低温度,体积不变,F2的转化率降低
考点:化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:根据外界条件对化学平衡的影响.
解答: 解:A、缩小体积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动即正反应方向,ClF的转化率增大,故A正确;
B、增大体积,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动即逆反应方向,ClF3的产率降低,故B错误;
C、升高温度,平衡向吸热 ( http: / / www.21cnjy.com )的方向移动即逆反应方向;增大体积,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动即逆反应方向,所以升高温度,增大体积,有利于平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D、降低温度,平衡向放热的方向移动即正反应方向,F2的转化率增大,故D错误;
故选:A.
点评:本题主要考查了外界条件对化学平衡的影响,掌握外界条件对化学平衡的影响是解题的关键.
17.一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:
MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.A
B.B
C.C
D.D
考点:化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:A、升温平衡正向进行,气体质量增大,根据密度等于质量除以体积分析;
B、加入一氧化碳达到平衡状态,正向是压强增大的反应,一氧化碳量增大;
C、平衡常数随温度变化;
D、固体不影响气体达到的平衡;
解答: 解:该反应为正方向体积增加且吸热.
A、升高温度,平衡正向移动,气体的质量增加,密度增大,故A正确;
B、增加CO的量,平衡正向移动,但压强增大,转化的量,没有上一平衡多,故比值减小,故B错误;
C、平衡常数只与温度有关,浓度变化平衡常数不变,故C错误;
D、因MgSO4为固体,增加其量,对CO的转化率无影响,故D错误;
故选A.
点评:本题考查了化学平衡的影响因素分析判断,平衡移动原理的应用,平衡常数随温度变化,固体不改变平衡是解题关键,题目难度中等
18.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2 CO2+H2O.下列有关说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.CO2分子中的化学键为非极性键
C.HCHO分子中含δ键,又含π键
D.每生成1.8gH2O消耗2.24L O2
考点:极性键和非极性键;共价键的形成及共价键的主要类型;吸热反应和放热反应.
专题:化学反应中的能量变化;化学键与晶体结构.
分析:A、根据大多数放热反应在常温下能进行;
B.根据不同种元素形成的共价键为极性键;
C.根据根据一个单键就是一个δ键,一个双键就是一个δ键,一个π键;
D.根据气体的体积与温度、压强有关.
解答: 解:A、该反应在室温下可以进行,故该反应为放热反应,故A错误;
B、二氧化碳结构为O=C=O,为极性键,故B错误;
C、甲醛中,含有碳氧双键以及两个碳氢单键,故其中3个δ键,1个π键,故C正确;
D、每生成1.8gH2O消耗氧气的物质的量为0.1,没有标明状况,故不一定为2.24L,故D错误;
故选C.
点评:本题以除甲醛气体为新的情境,考查了化学反应基本理论和基本概念,涉及化学反应中能量变化,分子结构、化学键以及气体的体积等相关知识.
19.反应X(g)+Y(g) 2Z(g);△H<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动
B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大
D.降低温度,Y的转化率增大
考点:化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:A、反应前后气体体积不变,减小容器体积压强增大,平衡不变;
B、催化剂改变反应速率,不改变化学平衡;
C、两种反应物,增加一种物质的量增大另一种物质转化率,本身转化率减小;
D、反应是放热反应,降温平衡正向进行;
解答: 解:A、反应前后气体体积不变,减小容器体积压强增大,平衡不变,故A错误;
B、催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,Z的产率不变,故B错误;
C、两种反应物,增加一种物质的量增大另一种物质转化率,本身转化率减小,增大c(X),X的转化率减小,故C错误;
D、反应是放热反应,降温平衡正向进行,Y的转化率增大,故D正确;
故选D.
点评:本题考查了化学平衡的影响因素分析判断和化学平衡移动的理解应用,题目难度中等.
20.已知磷酸分子中的三个氢原子都 ( http: / / www.21cnjy.com )可以跟重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换.又知次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换.由此可推断出H3PO2的分子结构是( )
A.
B.
C.
D.
考点:共价键的形成及共价键的主要类型;物质的结构与性质之间的关系.
专题:信息给予题;化学键与晶体结构.
分析:根据磷酸分子中的三 ( http: / / www.21cnjy.com )个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换及次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换,说明羟基上的氢能与D2O进行氢交换,
但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换,说明次磷酸钠中没有羟基氢,则H3PO2中只有一个羟基氢.
解答: 解:由题意可知,次磷酸(H ( http: / / www.21cnjy.com )3PO2)也可跟D2O进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换,则H3PO2中只有一个羟基氢,
A、有2个羟基氢,则不符合题意,故A错误;
B、有1个羟基氢,则符合题意,故B正确;
C、有2个羟基氢,则不符合题意,故C错误;
D、不含有羟基氢,则不符合题意,故D错误;
故选B.
点评:本题属于信息习题,学生应能抓住关键信息来解答,本题中判断羟基氢原子跟D2O进行氢交换是解答本题的关键.
21.在相同温度和压强下,对反应 ( http: / / www.21cnjy.com )CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是( )
A.乙=丁>丙=甲
B.乙>丁>甲>丙
C.丁>乙>丙=甲
D.丁>丙>乙>甲
考点:化学平衡建立的过程.
专题:化学平衡专题.
分析:在相同温度和压强下的可逆反应,反应后气体体积不变,按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质进行分析.
解答: 解:假设丙、丁中的CO、H2O(g)全部转化为CO2、H2,再与甲、乙比较:
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
丙开始时 0mol 0mol anol anol
丙假设全转化 anol anol 0mol 0mol
丁开始时 amol 0mol amol amol
丁假设全转化 2amol amol 0mol 0mol
通过比较,甲、丙的数值一样,乙、丁的数值一样,且乙、丁的数值大于甲、丙的数值.
故选A.
点评:本题考查了化学平衡的分析应用 ( http: / / www.21cnjy.com ),采用极端假设法是解决本题的关键,本题还涉及等效平衡,等效平衡是一种解决问题的模型,对复杂的对比问题若设置出等效平衡模型,然后改变条件平衡移动,问题就迎刃而解,题目难度中等.
22.一定温度下,10mL 0.40mol/L H2O2溶液发生催化分解.不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表.
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10﹣2mol/(L min)
B.6~10min的平均反应速率:v(H202)<3.3×10﹣2mol/(L min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
考点:反应速率的定量表示方法.
专题:化学反应速率专题.
分析:根据化学反应速率之比等化学计量数之比进行计算,根据化学反应的定义进行计算,得出正确结论.
解答: 解:2H2022H2O+O2↑,
A.0~6min产生的氧气的物质的量n(O2)=×10﹣3=0.001mol,n(H202)=2n(O2)=0.002mol,v(H202)=≈3.3×10﹣2mol/(L min),故A正确;
B.=3.73,=1.88,3.73>1.88,故单位时间内产生的氧气,0~6min大于6~10min,故6~10min的平均反应速率:v(H202)<3.3×10﹣2mol/(L min),故B正确;
C.6min时,c(H2O2)=0.40﹣=0.20mol/L,故C错误;
D.6min时,H2O2分解的分解率为:=50%,故D正确,
故选C.
点评:本题考查化学反应速率的相关计算,把握化学反应速率之比等化学计量数之比为解答的关键,难度不大.
23.NaHSO3溶液在不 ( http: / / www.21cnjy.com )同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率.将浓度均为0.020mol L﹣1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图.据图分析,下列判断不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10﹣5mol L﹣1 s﹣1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂
考点:化学反应速率的影响因素.
专题:压轴题;化学反应速率专题.
分析:A.由图可知,40℃之前,温度高反应速率加快,40℃之后温度高,变色时间越长;
B.b、c点对应的温度不同;
C.a点时间为80s,浓度变化量为=0.004mol/L;
D.结合55℃时,没有出现蓝色分析.
解答: 解:A.从图象中可以看 ( http: / / www.21cnjy.com )出,40℃以前,温度越高,反应速度越快,40℃后温度越高,变色时间越长,反应越慢,而55℃,未变蓝,淀粉发生了水解,故A正确;
B.由图中b、c反应时间相同、温度不同可知,温度高反应速率快,故反应速率不同,故B错误;
C.a点时间为80s,浓度变化量为=0.004mol/L,a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10﹣5mol L﹣1 s﹣1,故C正确;
D.55℃时,没有出现蓝色,淀粉发生水解反应,故淀粉已不能作为该反应的指示剂,故D正确;
故选B.
点评:本题考查化学反应速率的影响因素,侧重图 ( http: / / www.21cnjy.com )象分析及温度对反应的影响,注意不同温度下均可被过量KIO3氧化,注重分析能力和解决问题能力的考查,题目难度较大.
二、解答题(共7小题)
24.在1.0L密闭容器中放入0.1 ( http: / / www.21cnjy.com )0molA(g),在一定温度进行如下反应:A(g) B(g)+C(g )△H=+85.1kJ mol﹣1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为升高温度、降低压强.
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为×100%,
平衡时A的转化率为94.1,列式并计算反应的平衡常数K1.5mol/L.
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总=0.10×mol,n(A)=0.10×(2﹣)mol.
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:α=0.051.
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是达到平衡前每间隔4h,c(A)减少约一半,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为0.013mol L﹣1.
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:(1)反应是吸热反应,反应前后气体体积增大,结合平衡移动原理分析判断转化率;
(2)相同条件下压强之比 ( http: / / www.21cnjy.com )等于物质的量之比,反应前后物质的量的增大是反应的A的物质的量,结合转化率概念计算得到;依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度达到平衡常数;
(3)①依据相同条件下压强之比等于物质的量之比,结合平衡计算得到;
②依据平衡A的浓度计算,依据图表数据分析判断存在的规律;
解答: 解:(1)在一定温度进行如下反应:A(g) B(g)+C(g )△H=+85.1kJ mol﹣1
反应是吸热反应,反应前后气体体积增大,根据平衡移动原理分析可知,欲提高A的平衡转化率,平衡正向进行,可以升温或减压条件下使平衡正向进行;
故答案:升高温度、降低压强;
(2)反应前后气体物质的量增大为反应的A的量,所以由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式=×100%=()×100%;
平衡时A的转化率=×100%=94.1%
依据化学平衡三段式 列式得到;
A(g) B(g)+C(g )
起始量(mol/L) 0.10 0 0
变化量(mol/L) 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%
平衡量(mol/L)0.10(1﹣94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K===1.5mol/L
故答案为:()×100%;94.1%; 1.5mol/L
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),依据压强之比等于物质的量之比,n总:n起始=P:P0 ,n总=;
A(g) B(g)+C(g )
起始量(mol) 0.10 0 0
变化量(mol) x x x
平衡量(mol) 0.10﹣x x x
(0.10+x):0.10=P:P0
x=
n(A)=0.10﹣=0.10×(2﹣)mol;
故答案为:;0.10×(2﹣);
②n(A)=0.10×(2﹣)=0.10×(2﹣)=0.051mol所以浓度a=0.051mol/L;分析数据特征可知,每隔4h,A的浓度减小一半,故答案为:0.051;达到平衡前每间隔4h,c(A)减少约一半;由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)==0.013mol/L;
故答案为:0.051,每隔4h,A的浓度减小一半;0.013;
点评:本题考查压强关系和物质的量的计算应用,化学平衡计算方法,图表数据处理方法的分析判断,题目难度中等.
25.反应aA(g)+bB(g)cC(g)(△H<0)在等容条件下进行.改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图1所示:回答问题:
(1)反应的化学方程式中,a:b:c为1:3:2;
(2)A的平均反应速率VⅠ(A)、VⅡ(A)、VⅢ(A)从大到小排列次序为vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A);
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是αⅢ(B),其值是19.4%;
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是向正反应方向,采取的措施是从反应体系中移出产物C;
(5)比较第Ⅱ阶段反应温 ( http: / / www.21cnjy.com )度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低:T2>T3(填“>”“<”“=”),判断的理由是此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,平衡的移动只能减弱改变,不能抵消改变;
(6)达到第三次平衡后,将容器的体积 ( http: / / www.21cnjy.com )扩大一倍,假定10min后达到新的平衡,请在下图2中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势如图2(曲线上必须标出A、B、C).
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:化学平衡的影响因素;物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学反应速率与化学平衡图象的综合应用.
专题:化学平衡专题.
分析:(1)由图可知第Ⅰ阶段,平衡时△ ( http: / / www.21cnjy.com )c(A)=2mol/L﹣1mol/L=1mol/L,△c(B)=6mol/L﹣3mol/L=3mol/L,△c(C)=2mol/L,根据浓度变化量之比等于化学计量数之比计算;
(2)根据化学反应速率为单位时间浓度的变化值,可计算三个阶段用A表示的化学反应速率,据此判断;
(3)转化率是物质的减少量与初始量的比值,计算三个阶段B的转化率,据此解答;
(4)第Ⅱ阶段C是从0开始的,瞬间A、B浓度不变,因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C,即减少生成物浓度,平衡正向移动;
(5)第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物 ( http: / / www.21cnjy.com )质的量均相等,根据A、B的量减少,C的量增加可判断平衡是正向移动的,根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的,另外题目所给条件容器的体积不变,则改变压强也不可能,因此一定为温度的影响,此反应正向为放热反应,可以推测为降低温度,另外结合A的速率在三个阶段的情况,确定改变的条件一定为降低温度,根据勒夏特列原理,平衡的移动只能减弱改变,不能抵消改变,因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低;
(6)达到第三次平衡后,将容器的体积扩 ( http: / / www.21cnjy.com )大一倍,改变条件的瞬间,各组分的浓度变为原来的二分之一,容器体积增大,压强降低平衡向体积增大的方向移动,但增大的物质的量浓度小于第三次平衡时浓度,同时注意各组分物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比,据此作图.
解答: 解:(1)由图可知第Ⅰ阶段,平衡时△ ( http: / / www.21cnjy.com )c(A)=2mol/L﹣1mol/L=1mol/L,△c(B)=6mol/L﹣3mol/L=3mol/L,△c(C)=2mol/L,浓度变化量之比等于化学计量数之比,故a:b:c=1mol/L:3mol/L:2mol/L=1:3:2,故答案为:1:3:2;
(2)vⅠ(A)==0.05mol/(L min),vⅡ(A)==0.0253mol/(L min),
vⅢ(A)==0.012mol/(L min),
故A的平均反应速率vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A),故答案为:vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A);
(3)B的平衡转化率αⅠ(B)=×100%=50%,αⅡ(B)=×100%=38%,
αⅢ(B)=×100%=19.4%,
故答案为:αⅢ(B);19.4%;
(4)第Ⅱ阶段C是从0开始的,瞬间A、B浓度不变,因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C,即减少生成物浓度,平衡正向移动,
故答案为:向正反应方向,从反应体系中移出产物C;
(5)第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段 ( http: / / www.21cnjy.com )的平衡各物质的量均相等,根据A、B的量减少,C的量增加可判断平衡是正向移动的,根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的,另外题目所给条件容器的体积不变,则改变压强也不可能,因此一定为温度的影响,此反应正向为放热反应,可以推测为降低温度,另外结合A的速率在三个阶段的情况,确定改变的条件一定为降低温度,根据勒夏特列原理,平衡的移动只能减弱改变,不能抵消改变,因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低,
故答案为:>;此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,平衡的移动只能减弱改变,不能抵消改变;
(6)达到第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,改变条件的瞬间,各组分的浓度变为原来的二分之一,容器体积增大,压强降低平衡向逆反应方向移动,但增大的物质的量浓度小于第三次平衡时浓度,同时注意各组分物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比,A、B、C的浓度随时间变化的趋势如图: ( http: / / www.21cnjy.com ),
故答案为: ( http: / / www.21cnjy.com ).
点评:本题考查化学反应速率与化学平 ( http: / / www.21cnjy.com )衡图象、化学平衡有关计算、化学反应速率、化学平衡影响因素等,难度中等,(6)中作图为易错点,学生容易只考虑改变瞬间各物质的浓度,不注意平衡时各物质浓度的变化量.
26.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g),K1 △H1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g),K2 △H2<0 (Ⅱ)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=(用K1、K2表示).
(2)为研究不同条件对反应( ( http: / / www.21cnjy.com )Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡,测得10min内v(ClNO)=7.5×10﹣3mol L﹣1 min﹣1,则平衡后n(Cl2)=0.025mol,NO的转化率α1=75%.其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2>α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2不变(填“增大”“减小”“不变”).若要使K2减小,可采取的措施是升高温度.
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应 ( http: / / www.21cnjy.com )为2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O,含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol L﹣1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的顺序为c(NO3﹣)>c(NO2﹣)>c(CH3COO﹣).(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4mol L﹣1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5mol L﹣1)可使溶液A和溶液B的pH值相等的方法是bc:
a、向溶液A中加适量水
b、向溶液A中加适量NaOH
c、向溶液B中加适量水
d、向溶液B中加适量NaOH.
考点:化学平衡常数的含义;化学平衡的计算.
专题:化学平衡专题.
分析:(1)依据化学平衡常数概念,结合反应化学方程式书写平衡常数,依据特征计算得到平衡常数关系;
(2)依据平衡三段式列式计算,依据速率概念、转化率概念的计算,平衡常数随温度变化;
(3)0.2mol NaOH的水溶液与0. ( http: / / www.21cnjy.com )2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,反应为2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O,得到溶液中NaNO3物质的量浓度为0.mol/L,NaNO2物质的量为0.1mol/L,溶液B为0.1mol L﹣1的CH3COONa溶液,已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4mol L﹣1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5mol L﹣1,说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性,对应阴离子水解程度大,据此分析判断.
解答: 解:(1)①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g),△H1<0 (Ⅰ),平衡常数K1=,
②2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g),△H2<0 (Ⅱ),平衡常数K2 =,
(1)③4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=,计算得到K=,
第二种方法:反应③=①×2﹣②,则K=,
故答案为:;
(2)在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入 ( http: / / www.21cnjy.com )0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡,测得10min内v(ClNO)=7.5×10﹣3mol L﹣1 min﹣1,物质的量为7.5×10﹣3mol L﹣1 min﹣1×10min×2L=0.15mol,依据平衡三段式列式计算;
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g),
起始量(mol) 0.2 0.1 0
变化量(mol) 0.15 0.075 0.15
平衡量(mol) 0.05 0.025 0.15
则平衡后n(Cl2)=0.025mol,
NO的转化率α1=×100%=75%;
其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在 ( http: / / www.21cnjy.com )恒压条件下进行,随反应进行,气体体积减小,为保持恒压所以容器体积减小,压强增大,平衡正向进行,平衡时NO的转化率α2 增大;平衡常数随温度变化,不随浓度、压强变化,若要使K2减小,平衡逆向进行,反应是放热反应,依据平衡移动原理应升高温度,平衡逆向进行;
故答案为:0.025;75%;>;不变;升高温度;
(3)0.2mol NaOH的水溶液与0.2 ( http: / / www.21cnjy.com )mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,反应为2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O,得到溶液A中NaNO3物质的量浓度为0.mol/L,NaNO2物质的量为0.1mol/L,溶液B为0.1mol L﹣1的CH3COONa溶液,已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4mol L﹣1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5mol L﹣1,说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性,对应阴离子水解程度大,醋酸根离子和亚硝酸根离子水解,两溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的顺序为:c(NO3﹣)>c(NO2﹣)>c(CH3COO﹣);
使溶液A和溶液B的pH值相 ( http: / / www.21cnjy.com )等的方法,依据溶液组成和性质分析,溶液A中NaNO3物质的量浓度为0.mol/L,NaNO2物质的量为0.1mol/L,溶液B为0.1mol L﹣1的CH3COONa溶液,溶液B碱性大于A溶液;
a、上述分析可知,溶液B碱性大于A溶液,向溶液A中加适量水,稀释溶液,减小减小,不能调节溶液PH相同,故a不符合;
b、向溶液A中加适量NaOH,增大碱性,可以调节溶液pH相同,故b符合;
c、向溶液B中加适量水,稀释溶液碱性减弱,可以调节溶液pH,故c符合;
d、溶液B碱性大于A溶液,向溶液B中加适量NaOH,溶液PH更大,不能调节溶液PH相同,故d不符合;
故答案为:bc.
点评:本题考查了化学平衡常 ( http: / / www.21cnjy.com )数的计算,影响化学平衡的因素分析应用,电解质溶液中盐类水解,离子浓度大小比较,调节溶液PH的方法分析判断,掌握基础是关键,题目难度中等.
27.NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如图1所示.
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(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是4NH3+5O24NO+6H2O.
(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) ( http: / / www.21cnjy.com ) 2N02(g).在其它条件相同时,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比较p1,p2的大小关系:p1<p2
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是减小.
(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸.
①已知:2NO2(g) N2O4(g)△H1
2NO2(g) N2O4(l)△H2
图3中能量变化示意图中,正确的是(选填字母)A.
( http: / / www.21cnjy.com )
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是2N2O4+O2+2H2O=4HNO3.
(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图4所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是NH3,说明理由:根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解生成的HNO3多.
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:化学平衡常数的含义;反应热和焓变;化学平衡的影响因素;电解原理.
专题:化学反应中的能量变化;化学平衡专题;电化学专题.
分析:(1)氨气与氧气在催化剂加热的条件下生成NO与水;
(2)①已知2NO(g)+O2(g) 2N02(g)是正方向体积减小的反应,根据压强对平衡的影响分析;
②根据图象2判断该反应正方向是放热还是吸热,再判断K随温度的变化;
(3)①降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l)说明反应2NO2(g) N2O4(l)为放热反应,同种物质液态时能量比气态时能量低;
②N2O4与O2、H2O化合生成硝酸,根据得失电子守恒和原子守恒写出反应的方程式;
(4)根据电解NO制备NH4NO3的反应方程式分析判断.
解答: 解:(1)氨气与氧气在催化剂加热的条件下生成NO与水,反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;
故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;
(2)①已知2NO(g)+O2(g) 2 ( http: / / www.21cnjy.com )N02(g)是正方向体积减小的反应,增大压强平衡正移,则NO的转化率会增大,由图可知P2时NO的转化率大,则P2时压强大,
即P1<P2;
故答案为:P1<P2;
②由图象2可知,随着温度的升高,NO的转化率减小,说明升高温度平衡逆移,则该反应正方向是放热反应,所以升高温度平衡常数K减小;
故答案为:减小;
(3)①降低温度,将NO2(g)转 ( http: / / www.21cnjy.com )化为N2O4(l)说明反应2NO2(g) N2O4(l)为放热反应,所以在图象中该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高,同种物质气态变液态会放出热量,即液态时能量比气态时能量低,则N2O4(l)具有的能量比N2O4(g)具有的能量低,图象A符合,故A正确;
故答案为:A;
②N2O4与O2、H2O化合生成硝酸,其反应的化学方程式为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3;
故答案为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3;
(4)电解NO制备NH4NO3,阳极反应为NO﹣3e﹣+2H2O=NO3﹣+4H+,阴极反应为:NO+5e﹣+6H+=NH4++H2O,从两极反应可看出,要使得失电子守恒,阳极产生的NO3﹣的物质的量大于阴极产生的NH4+的物质的量,总反应方程式为:8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,因此若要使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充NH3;
故答案为:NH3;根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解生成的HNO3多.
点评:本题考查了化学方程式书写、影 ( http: / / www.21cnjy.com )响平衡及平衡常数的因素、能量变化图的分析等,题目涉及的知识点较多,侧重于考查学生的综合运用能力,难度中等,注意基础知识的积累掌握.
28.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g),△H>0 (Ⅰ),
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=,若K=1,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为66.7%;
(2)如图所示,反应(Ⅰ)在 ( http: / / www.21cnjy.com )石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1<T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是I2;
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁 ( http: / / www.21cnjy.com )中硫的含量.做法是将钢样中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为淀粉溶液,滴定反应的离子方程式为H2SO3+I2+H2O=4H++SO42﹣+2I﹣;
(4)25℃时,H2SO3 HSO3﹣+H+的电离常数Ka=1×10﹣2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=1.0×10﹣12mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将增大(填“增大”“减小”或“不变”).
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:化学平衡常数的含义;化学平衡建立的过程;化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:(1)通过题意求出平衡浓度,带入K值可以得出转化率为66.7%;
(2)通过题意温度T2端利于反应正向进行,为高温,温度T1端利于反应向左进行,为低温,所以T1<T2;
(3)因为I2遇到淀粉会变蓝色,所以可以用淀粉溶液作指示剂;
(4)根据Ka=,h=,代入数据进行计算.
解答: 解:(1)根据题意反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=或;
若K=1,设 I2的平衡转化率为x,则参加反应的为xmol,平衡时生成TaI4和S2各0.5xmol,剩余I2为(1﹣x)mol,
根据K===1,
解之得:x=66.7%,
故答案为:或;66.7%;
(2)由所给方程式可知该反应为吸热反 ( http: / / www.21cnjy.com )应,通过题意温度T2端利于反应正向进行,为高温,温度T1端利于反应向左进行,为低温,所以T1<T2,I2是可以循环使用的物质;
故答案为:<;I2
(3)因为I2遇到淀粉会变蓝色,所以可以用淀粉溶液作指示剂.离子反应:H2SO3+I2+H2O=4H++SO42﹣+2I﹣,
故答案为:淀粉溶液;H2SO3+I2+H2O=4H++SO42﹣+2I﹣;
(4)Ka=,HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣,Kh==1.0×102×1.0×10﹣14=1.0×10﹣12,当加入少量I2时,碘把弱酸(亚硫酸)氧化成强酸(硫酸、氢碘酸),溶液酸性增强,[H+]增大,但是温度不变,Kh不变,则增大,
故答案为1.0×10﹣12;增大.
点评:本题考查化学平衡常数的表达式及其计算,平衡转化率等知识,难度较大.
29.用CaSO4代替O2与燃料CO ( http: / / www.21cnjy.com )反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应.
①CaSO4(s)+CO(g) CaS(s)+CO2(g)△H1=﹣47.3kJ mol﹣1
②CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H2=+210.5kJ mol﹣1
③CO(g) C(s)+CO2(g)△H3=﹣86.2kJ mol﹣1
(1)反应2CaSO4(s)+7C ( http: / / www.21cnjy.com )O(g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的△H=4△H1+△H2+2△H3(用△H1、△H2和△H3表示)
(2)反应①﹣③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图,结合各反应的△H,归纳lgK﹣T曲线变化规律:
(a)当△H>0时,lgK随温度升高 ( http: / / www.21cnjy.com )而增大①,当△H<0时,lgK随温度升高而减小;(b)当温度同等变化时,△H的数值越大lgK的变化越大.
(3)向盛有CaSO4的真空恒容密 ( http: / / www.21cnjy.com )闭容器中充入CO,反应①于900℃达到平衡,c平衡(CO)=8.0×10﹣5 mol L﹣1,计算CO的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字).
(4)为减少副产物,获得更纯净的CO2,可在初始燃料中适量加入O2.
(5)以反应①中生成的CaS为原料,在一定条件下经原子利用率100%的高温反应,可再生CaSO4,该反应的化学方程式为CaS+2O2CaSO4;在一定条件下,CO2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,产物的结构简式为.
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考点:化学平衡常数的含义;热化学方程式;化学平衡的影响因素.
专题:化学反应中的能量变化;化学平衡专题.
分析:(1)根据盖斯定律 ( http: / / www.21cnjy.com )及题干中热化学方程式计算出反应2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的△H;
(2)根据反应①﹣③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线进行判断变化规律;
(3)根据图象判断900℃时反应①的lgK=2,则平衡常数为102,设出反应前CO浓度为c,根据平衡常数表达式列式计算即可;
(4)根据氧气能够消耗副产物中生成的二氧化硫、碳进行分析;
(5)根据“CaS为原料, ( http: / / www.21cnjy.com )在一定条件下经原子利用率100%的高温反应,可再生CaSO4”可知另一种反应物为氧气,据此写出反应的化学方程式;在对二甲苯的苯环上添上应该羧基即可得到该有机物.
解答: 解:(1)根据盖斯定律, ( http: / / www.21cnjy.com )①×4+②+③×2可得:2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的△H=4△H1+△H2+2△H3,
故答案为:4△H1+△H2+2△H3;
(2)根据图象曲线变化可知,反应① ( http: / / www.21cnjy.com )、③为放热反应,随着温度的升高,平衡常数K逐渐减小,则lgK逐渐减小,而反应②为吸热反应,升高温度,平衡常数K逐渐增大,则lgK逐渐增大,所以Ⅰ表示的为反应③、Ⅱ曲线表示的为反应②,变化规律为:当△H>0时,lgK随温度升高而增大,当△H<0时,lgK随温度升高而减小;根据反应①和曲线Ⅰ(反应③反应)的反应热可知,当温度同等变化时,△H的数值越大lgK的变化越大,
故答案为:(a)当△H>0时,lgK ( http: / / www.21cnjy.com )随温度升高而增大,当△H<0时,lgK随温度升高而减小;(b)当温度同等变化时,△H的数值越大lgK的变化越大;
(3)向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO,反应方程式为:CaSO4(s)+CO(g) CaS(s)+CO2(g)△H1=﹣47.3kJ mol﹣1,根据图象曲线可知,反应①于900℃时lgK=2,平衡常数为102=100,c平衡(CO)=8.0×10﹣5 mol L﹣1,设一氧化碳反应前浓度为c,则反应消耗的CO浓度=反应生成二氧化碳浓度=(c﹣8.0×10﹣5)mol/L,平衡常数K===100,解得c=8.08×10﹣3mol/L,一氧化碳的转化率为:×100%≈99%,
答:CO的转化率为99%;
(4)氧气能够与二氧化硫、C发生反应,所以在初始原料中加入适量的氧气,可以抑制副反应②③的进行,有利于获得更纯净的CO2,
故答案为:O2;
(5)以反应①中生成的CaS为原料,在一定条件下经原子利用率100%的高温反应,可再生CaSO4,则另一种反应为为氧气,该反应的化学方程式为 CaS+2O2CaSO4;在一定条件下,CO2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,相当于用羧基取代苯环上的氢原子,对二甲苯中苯环上4个H原子位置等价,则该产物的结构简式为:,
故答案为:CaS+2O2CaSO4;.
点评:本题考查了化学平衡常数的计算 ( http: / / www.21cnjy.com )、有机物结构与性质、热化学方程式的书写等知识,题目难度中等,试题题量较大,注意掌握化学平衡常数的概念及计算方法,明确热化学方程式的书写方法及盖斯定律的含义及应用.
30.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4 kJ mol﹣1
一种工业合成氨的简易流程图如图1
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(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:2NH4HS+O22NH3 H2O+2S↓
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ mol﹣1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2 kJ mol﹣1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是a
a.升高温度;b.增大水蒸气浓度;c.加入催化剂;d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H ( http: / / www.21cnjy.com )2产量,若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为90%
(3)图2表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:14.5%
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(4)依据温度对合成氨反应的影响 ( http: / / www.21cnjy.com ),在图3坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图.
(5)上述流程图中,使合 ( http: / / www.21cnjy.com )成氨放出的能量得到充分利用的步骤是(填序号)Ⅳ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:分离液氨,未反应的氮气和氢气循环使用.
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:(1)H2S杂质常用氨水吸收,产物 ( http: / / www.21cnjy.com )为NH4HS,一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,反应过程中生成一水合氨,依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式;
(2)反应①是气体体积增大的吸热反应,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,说明平衡正向进行,又能加快反应速率,说明影响反应速率的条件可以是升温、加压、增大浓度等,分析反应特征可知反应正向进行且反应速率增大的只有升温平衡向吸热反应进行,平衡正向进行反应速率增大,依据平衡移动原理和影响反应速率因素分析判断;依据化学平衡三段式列式计算,转化率=×100%计算;
(3)依据反应特征N2+3H2= ( http: / / www.21cnjy.com )2NH3,反应前后气体体积减小为生成氨气的体积,相同条件下,气体体积比等于气体物质的量之比,图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%,设平衡混合气体体积为 100,氨气为体积42,计算反应的氮气,依据气体体积比计算原混合气体中氮气体积,得到平衡状态下氮气体积分数;
(4)合成氨的反应是放热反应,开始反应,氨气物质的量增大,达到平衡状态,继续升温,平衡逆向进行,氨气物质的量减小,据此画出变化图象;
(5)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)H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS,一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,反应过程中生成一水合氨,依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为:2NH4HS+O22NH3 H2O+2S;
故答案为:2NH4HS+O22NH3 H2O+2S↓;
(2)反应①CH4(g)+H2O ( http: / / www.21cnjy.com )(g) CO2(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ mol﹣1,是气体体积增大的吸热反应,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,说明平衡正向进行,又能加快反应速率,说明影响反应速率的条件可以是升温、加压、增大浓度等,分析反应特征可知反应正向进行且反应速率增大的只有升温平衡向吸热反应进行,平衡正向进行反应速率增大;
a.反应是吸热反应,升高温度,反应速率增大,平衡正向进行,平衡体系中H2百分含量增大,故a符合;
b.增大水蒸气浓度,平衡正向进行,反应速率增大,但平衡体系中H2百分含量不一定增大,故b不符合;
c.加入催化剂,改变反应速率不改变化学平衡,反应速率增大,氢气百分含量不变,故c不符合;
d.降低压强,反应速率减小,平衡正向进行,氢气百分含量增大,故d不符合;
故选a;
利用反应②,将CO进一步 ( http: / / www.21cnjy.com )转化,可提高H2产量,若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)中 CO为0.2mol,H2的物质的量为0.8mol,与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,依据反应前后气体体积不变,增加的部分应该是起始的水蒸气的物质的量为0.18mol,设转化的一氧化碳的物质的量为x,依据化学平衡三段式列式计算
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2 kJ mol﹣1
起始量(mol) 0.2 0.18+x 0 0.8
变化量(mol) x x x x
平衡量(mol)0.2﹣x 0.18 x x+0.8
则0.2﹣x+x+x+0.8=1.18
x=0.18
则CO转化率为×100%=90%
故答案为:a;90%;
(3)依据反应特征N2+3H2=2NH3 △V
1 3 2 2
平衡体积 V V
即反应前后气体体积减小为生成氨气的体积,相同条件下,气体体积比等于气体物质的量之比,图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%,设平衡混合气体体积为100,氨气为体积42,则反应前气体体积100+42=142,氮气和氢气按照1:3混合,氮气体积=142×=35.5,依据化学方程式计算反应的氮气体积为21,平衡状态氮气为35.5﹣21=14.5,则氮气体积分数为14.5%;
故答案为:14.5%;
(4)合成氨的反应是放热反应,开始反应,氨气物质的量增大,达到平衡状态,继续升温,平衡逆向进行,氨气物质的量减小,画出的图象为:
( http: / / www.21cnjy.com );
故答案为: ( http: / / www.21cnjy.com );
(5)分析流程合成氨放热通过Ⅳ ( http: / / www.21cnjy.com )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,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,图象绘制,掌握基础是关键,题目难度较大;