2014-2015学年广东省深圳市宝安中学高二(上)期中化学试卷
一.选择题:(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共计48分)
1.下列措施不符合节能减排的是( )
A.大力发展火力发电,解决广东电力紧张问题
B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏
D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气
2.把铝条放入到盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气的产生速率的因素是( )
A.盐酸的浓度
B.铝条的表面积
C.溶液的温度
D.加入少量的硫酸钠
3.对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )
A.加入一种反应物
B.升高温度
C.对平衡体系增加压强
D.使用催化剂
4.0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445kJ的热量,则下列热化学方程式中正确的是( )
A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+4H2O(g)△H=﹣890 kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=+890 kJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890 kJ/mol
D.CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=﹣890 kJ/mol
5.已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H=﹣221kJ/mol,
②稀溶液中,H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O;△H=﹣57.3kJ/mol下列结论正确的是( )
A.碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol
B.①的反应热为221 kJ/mol
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6 kJ/mol
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3 kJ热量
6.反应3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)在不同条件下,反应速率分别为:
①v(A)=0.6mol L﹣1 min﹣1
②v(B)=0.45mol L﹣1 min﹣1
③v(C)=0.15mol L﹣1 min﹣1
④v(D)=0.45mol L﹣1 min﹣1
则此反应在不同条件下进行得最快的是( )
A.②
B.④
C.③
D.①
7.在一密闭容器中,反应3A(g)+B(s) 2C(g)+2D(g)△H>0达到平衡后,改变以下条件,下列说法正确的是( )
A.增大压强,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正方向移动
C.增加A的浓度,平衡向正方向移动,平衡常数增大
D.增加B的用量,正、逆反应速率不变,平衡不移动
8.把 X气体和Y气体混合于2L容器中使 ( http: / / www.21cnjy.com )它们发生如下反应,3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g),5min末已生成0.2mol W,若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol L﹣1 min﹣1,则上述反应中Z气体的反应方程式系数n的值是( )
A.1
B.2
C.3
D.4
9.图中的曲线是表示其他条件一定时,2NO ( http: / / www.21cnjy.com )+O2 2NO2△H<0反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v正>v逆的点是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.a点
B.b点21世纪教育网
C.c点
D.d点
10.在如图所示的三个容积相同的容器①②③ ( http: / / www.21cnjy.com )中进行如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)△H<0,若起始温度相同,分别向三个容器中通入3mol A和1mol B,则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.③②①
B.③①②
C.①②③
D.②①③
11.已知:4NH3(g) ( http: / / www.21cnjy.com )+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g),△H=﹣1025kJ/mol,该反应是一个可逆反应,若反应物起始的物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com )
B. ( http: / / www.21cnjy.com )
C. ( http: / / www.21cnjy.com )
D. ( http: / / www.21cnjy.com )
12.工业上制备纯硅反应的热化学方程式 ( http: / / www.21cnjy.com )如下:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g);△H=+QkJ mol﹣1(Q>0).某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应,下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则在平衡时,吸收热量为QkJ
C.将反应的温度由T1升高至T2,则反应的平衡常数K1>K2
D.当反应吸收热量为0.25QkJ时,生成的HCl恰好与1 molNaOH反应
13.硼酸(H3BO3)在食品、医药领域应用广泛.在其他条件相同时,反应H3BO3+3CH3OH B(OCH3)3+3H2O中,
H3BO3的转化率(α)在不同温度下随反应时间(t)的变化如右图,由此图可以得出:该反应的△H( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.△H<0
B.△H>0
C.△H=0
D.无法判断
14.在一定温度下的定容密闭容器中,以下说法能表明反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是( )
A.混合气体的压强不变21世纪教育网
B.混合气体的密度不变
C.每消耗2molB,同时消耗1molC
D.C和D的浓度比不变
15.如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是( ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A.等质量的白磷与红磷充分燃烧,红磷放出的热量
B.红磷比白磷稳定
C.白磷转化为红磷是放热反应
D.红磷比白磷更容易与氧气反应生成P4O10
16.在一定温度下,向容积固定不变 ( http: / / www.21cnjy.com )的密闭容器里充入a mol N2O4发生如下反应:N2O4 (气) 2NO2 (气),达到平衡后,再向该容器内充入a mol N2O4,达平衡后与原平衡比较正确的是( )
A.平均相对分子质量增大21世纪教育网
B.N2O4的转化率提高
C.压强为原来的2倍
D.颜色变深
二.选择题:(每小题有二个选项符合题意,每小题4分,共计8分)
17.下列装置或操作能达到目的是( )
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A.装置①依据两容器内气体颜色变化,判断反应2NO2(g) N2O4(g)平衡移动的方向
B.装置②依据U管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应
C.装置③测定中和热
D.装置④依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
18.T℃时,在1L的密闭容器中充 ( http: / / www.21cnjy.com )入2mol CO2和6mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ mol﹣1.测得H2和CH3OH的浓度随时间的变化情况如下表所示.
下列说法不正确的是( )
A.t0~t1时间内,v(H2)= mol L﹣1 min﹣1
B.T℃时,该反应的平衡常数K=,CO2与H2的转化率不相等
C.t0时,v正>v逆
D.t1时,若升高温度或再充入CO2气体,都可以提高H2的转化率
三.本题包括4小题:
19.20世纪30年代,Eyring和Pel ( http: / / www.21cnjy.com )zer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态.
(1)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
__________
(2)在反应体系中加入催化 ( http: / / www.21cnjy.com )剂,E1和E2的变化是:E1__________,E2__________(填“增大”、“减小”或“不变”),对反应热是否有影响?__________,原因是__________
.
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20.中和热是指酸跟碱发 ( http: / / www.21cnjy.com )生中和反应生成l mol H2O所放出的热量.某学生想通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热.将50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.请回答下列问题:
①从实验装置看,烧杯间填满碎塑料泡沫的作用是__________.
②大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值__________(填“偏大”、“偏小’、“无影响”)
③实验中改用60mL 0.50mol/ ( http: / / www.21cnjy.com )L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值__________(填“相等”或“不相等”).21世纪教育网
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21.(14分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究.
(1)实验一:取等物质的量浓度等体积H2O2溶液分别进行下列实验,实验报告如下:
试回答:
①实验1、2研究的是__________对H2O2分解速率的影响.
②实验2、3的目的是__________对H2O2分解速率的影响.
(2)实验二:经研究知Cu2+对H2O ( http: / / www.21cnjy.com )2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验.回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察__________,定性比较得出结论.
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是__________.
②定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略.实验中需要测量的数据是__________.
(3)实验三:已知2KMnO4+5 ( http: / / www.21cnjy.com )H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显但不久突然褪色,反应速率明显加快.
①针对上述实验现象,某同学认为KMnO4 ( http: / / www.21cnjy.com )与H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快.从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是__________的影响.
②若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择最合理的试剂是__________.
A.硫酸钾B.硫酸锰C.水D.氯化锰.
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22.CO是对环境影响较大的气体,对它的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径.
(1)工业上用CO和H2做原料可以合成甲醇,作为液体燃料.已知:
①2H2(g)+CO(g)+O2(g)═2H2O(g)+CO2(g),△H1=﹣594.1kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)═4H2O(g)+2CO2(g),△H2=﹣1452kJ/mol
请写出用CO(g)和H2(g)合成1mol液态甲醇的热化学反应方程式:__________.
(2)一定温度下,在容积为2L的恒容容器中加入3mol H2和2mol CO,当反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡时,测得容器内的压强是反应前压强的,据此计算该温度下反应的平衡常数(写出计算过程).
(3)在恒温恒容的条件下,向(2)达 ( http: / / www.21cnjy.com )到平衡的容器中再通入CO(g)和CH3OH(g),使得CO(g)和CH3OH(g)浓度均为原平衡的2倍,则平衡__________.
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动
C.不移动 D.无法判断是否移动.
23.汽车尾气里含有的NO气体是由于内 ( http: / / www.21cnjy.com )燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H>0,已知该反应在2 404℃,平衡常数K=64×10﹣4.请回答:
(1)某温度下,向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol.5分钟后O2的物质的量为0,5mol,则N2的反应速率为__________.
(2)为了减少汽车尾气中有害气体的排放,在现实生活中你认为可以采取的措施有__________.
A.采用耐高温的陶瓷发动机,以提高内燃机的工作温度
B.为了避免上述反应,不使用空气,改用纯氧气
C.在排气管中安装高效催化剂,将有害气体转化为无害气体
D.将燃油车改换成电动车
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,如图变化趋势正确的是__________(填字母序号).
(4)将一定量的N2、O2混合 ( http: / / www.21cnjy.com )气体充入恒温密闭容器中,分别在不同的压强P1、P2(P1>P2)下达到平衡,请在答题卷图中画出N2的转化率在不同压强下随时间变化的曲线图(要有相应的标识).
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2014-2015学年广东省深圳市宝安中学高二(上)期中化学试卷
一.选择题:(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共计48分)
1.下列措施不符合节能减排的是( )
A.大力发展火力发电,解决广东电力紧张问题
B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏
D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气
考点:化学在解决能源危机中的重要作用;常见的生活环境的污染及治理.
专题:热点问题.
分析:A、根据火力发电的特点和实际来分析;
B、根据太阳能热水器是将太阳能转化为热能的装置来分析;
C、根据煤脱硫的原理和作用来回答;
D、根据沼气的主要成分是甲烷以及甲烷燃烧的特点来回答.
解答: 解:A、火力发电不能减少有害物质的排放,不符合节能减排,故A错误;
B、太阳能热水器是将太阳能转化为热能,不会产生环境污染,故B正确;
C、用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,可以将有害气体二氧化硫转化为硫酸钙,减少环境污染,故C正确;
D、沼气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧后产生水和二氧化碳,对空气无污染,故D正确.
故选A.
点评:本题是一道化学和生活知识的题目,减少或控制有害气体的排放可以达到节能减排的目的.
2.把铝条放入到盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气的产生速率的因素是( )
A.盐酸的浓度
B.铝条的表面积
C.溶液的温度
D.加入少量的硫酸钠
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:该反应中影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂以及固体的表面积等因素,以此解答该题.
解答: 解:A.盐酸的浓度不同,单位体积的活化分子的数目不同,则反应速率不同,故A不选;
B.固体的表面积大小不同,接触面积不同,反应速率不同,故B不选;
C.温度不同,活化分子的百分数不同,反应速率不同,故C不选;
D.硫酸钠不参加反应,且不影响浓度,则不影响反应速率,故D选.
故选D.
点评:本题考查化学反应速率,为高频考点,注意把握影响反应速率的因素以及影响原因,注意相关基础知识的积累,难度不大.
3.对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )
A.加入一种反应物
B.升高温度
C.对平衡体系增加压强
D.使用催化剂
考点:化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:A、在反应中,固体量的增减不会引起化学平衡的移动;
B、升高温度,化学平衡向着吸热方向进行,任何化学反应一定伴随能量的变化;
C、对于有气体参加的反应前后气体体积变化的反应,压强会引起平衡的移动;
D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动.21世纪教育网
解答: 解:A、在反应中,加入一种故体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,故A错误;
B、任何化学反应一定伴随能量的变化,升高温度,化学平衡一定是向着吸热方向进行,故B正确;
C、对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡的移动,故C错误;
D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,故D错误.
故选B.
点评:本题考查学生影响化学平衡移动的因素,注意每个因素的使用情况是解答的关键.
4.0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445kJ的热量,则下列热化学方程式中正确的是( )
A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+4H2O(g)△H=﹣890 kJ/mol21世纪教育网
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=+890 kJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890 kJ/mol
D.CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=﹣890 kJ/mol
考点:热化学方程式.
分析:A、水的状态为液态,应标注“l”;
B、该反应放热,焓变的符号应为“﹣”;
C、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890 kJ/mol;
D、焓变的数值与化学计量数不对应.
解答: 解:A、水的状态为液态,应标注“l”,故A错误;
B、该反应放热,焓变的符号应为“﹣”,故B错误;
C、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890 kJ/mol,故C正确;
D、焓变的数值与化学计量数不对应,故D错误.
故选:C.
点评:本题考查热化学方程式的正误判断. ( http: / / www.21cnjy.com )解此类题目注意“五查”;一查各物质的聚集状态标注是否正确,固态﹣﹣s,液态﹣﹣l,气态﹣﹣g,水溶液﹣﹣aq;二查焓变的符号,吸热反应用“+”,放热反应用“﹣”;三查焓变的单位是否正确;四查焓变的数值与化学计量数是否对应;五查是否符合相关的概念,如燃烧热、中和热等.
5.已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H=﹣221kJ/mol,
②稀溶液中,H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O;△H=﹣57.3kJ/mol下列结论正确的是( )
A.碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol
B.①的反应热为221 kJ/mol
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6 kJ/mol
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3 kJ热量
考点:燃烧热;中和热.
分析:A、燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;
B、反应热分吸收热量,放出热量两种情况;
C、中和热是指稀的强酸和强碱反应生成1mol水放出的热量;
D、醋酸为弱电解质,电离过程为吸热过程.
解答: 解:A、由反应①可知,1mol碳燃 ( http: / / www.21cnjy.com )烧生成CO放出的热量为110.5 kJ,CO燃烧生成二氧化碳继续放出热量,故1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ,碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol,故A正确;
B、反应热包含符号,①的反应热为﹣221 kJ/mol,故B错误;
C、稀的强酸、强碱的中和热为△H=﹣57.3kJ/mol,稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为△H=﹣57.3kJ/mol,故C错误;
D、醋酸是弱电解质,电离需吸收热量,稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3 kJ,故D错误.
点评:本题考查燃烧热、中和热概念的理解及有关计算,注意知识的归纳和整理是关键,难度不大.
6.反应3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)在不同条件下,反应速率分别为:
①v(A)=0.6mol L﹣1 min﹣1
②v(B)=0.45mol L﹣1 min﹣1
③v(C)=0.15mol L﹣1 min﹣1
④v(D)=0.45mol L﹣1 min﹣1
则此反应在不同条件下进行得最快的是( )
A.②
B.④
C.③
D.①
考点:化学反应速率和化学计量数的关系.
专题:化学反应速率专题.
分析:反应3A(g)+B(g ( http: / / www.21cnjy.com )) 2C(g)+2D(g)中,用不同物质表示的同一反应,化学反应速率与化学方程式中的计量数成正比,所以在比较化学反应速率大小时,必须先将各反应速率转化成用同一种物质表示的反应速率,然后再比较反应进行快慢情况.
解答: 解:根据化学计量数将各反应速率都转化成用A表示的反应速率,
①v(A)=0.6mol L﹣1 min﹣1;
②v(B)=0.45mol L﹣1 m ( http: / / www.21cnjy.com )in﹣1,则v(A)=3v(B)=3×0.45mol L﹣1 min﹣1=1.35mol L﹣1 min﹣1;
③v(C)=0.15mol L﹣1 min﹣1,则v(A)=v(C)=1.5×0.15mol L﹣1 min﹣1=0.25mol L﹣1 min﹣1;
④v(D)=0.45mol L﹣1 min﹣1,则v(A)=v(D)=1.5×0.45mol L﹣1 min﹣1=0.675mol L﹣1 min﹣1;
则此反应在不同条件下进行得最快的是②,
故选B.
点评:本题考查了化学反应速率与化学计量 ( http: / / www.21cnjy.com )数的关系,题目难度中等,解题关键是明确化学反应速率与化学计量数成正比,注意比较反应速率快慢时,必须将反应速率转化成用同种物质表示的反应速率再进行比较,试题有利于培养学生灵活应用所学知识的能力.
7.在一密闭容器中,反应3A(g)+B(s) 2C(g)+2D(g)△H>0达到平衡后,改变以下条件,下列说法正确的是( )
A.增大压强,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正方向移动
C.增加A的浓度,平衡向正方向移动,平衡常数增大
D.增加B的用量,正、逆反应速率不变,平衡不移动
考点:化学平衡的影响因素.
专题:化学平衡专题.
分析:A、增大压强,正、逆反应速率增大,平衡向着气体系数和减小的方向移动;
B、升高温度,反应速率增大,平衡向吸热方向移动;
C、增加反应物的浓度,平衡向正方向移动,平衡常数只受T的影响;
D、固体量的增减不会引起速率的变化、不会引起化学平衡的移动.
解答: 解:A、增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡逆向移动,逆反应速率增大的程度大,故A错误;
B、高温度,正反应速率增大,逆反应速率增大,;
D、平衡向正方向移动,故B错误;
C、加A的浓度,平衡向正方向移动,平衡常数不变,故C错误;
D、增加固体B的用量,正、逆反应速率不变,平衡不移动,故D正确.
故选D.
点评:本题考查学生生化学平衡移动原理以及 ( http: / / www.21cnjy.com )影响化学反应速率的因素:温度、压强,浓度,注意固体量的增减不会引起速率的变化、不会引起化学平衡的移动.
8.把 X气体和Y气体混合于2L容器中使它们 ( http: / / www.21cnjy.com )发生如下反应,3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g),5min末已生成0.2mol W,若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol L﹣1 min﹣1,则上述反应中Z气体的反应方程式系数n的值是( )
A.1
B.2
C.3
D.4
考点:化学反应速率和化学计量数的关系.
分析:根据公式v=计算5min内W的平均化学反应速率v(W),利用各物质的反应速率之比等于化学计量数之比计算n的值..
解答: 解:5min内W的平均化学反应速率v(W)==0.02 mol L﹣1 min﹣1,利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比,Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol L﹣1 min﹣1,则:v(Z):v(W)=0.01 mol L﹣1 min﹣1:0.02 mol L﹣1 min﹣1=n:2,所以n=1,故选A.
点评:本题考查化学反应速率的定量表示方法,明确同一化学反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比是解题的关键,难度不大.
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9.图中的曲线是表示其他条件一定时, ( http: / / www.21cnjy.com )2NO+O2 2NO2△H<0反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v正>v逆的点是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
考点:转化率随温度、压强的变化曲线.
专题:化学平衡专题.
分析:在曲线上,当温度一定时,NO的转化率也一定,故曲线上任意一点都表示达到平衡状态,而曲线外的任意一点都表示未达平衡状态.在曲线下方的任意一点,要想达到同温度下的平衡状态,即向上引垂直线到曲线上的一点,这样NO的转化率要增大,平衡向右移动,在曲线上方的任意一点,要想达到同温度下的平衡状态,即向下引垂直线到曲线上的一点,这样NO的转化率要减小,平衡向左移动,据此解答
解答: 解:A、a点在曲线上,处于平衡状态,v(正)=v(逆),故A错误;
B、b点在曲线上,处于平衡状态,v(正)=v(逆),故B错误;
C、c点在曲线下方,未达到平衡状态,要 ( http: / / www.21cnjy.com )想达到同温度下的平衡状态,即由c点向上引垂直线到曲线上的一点,这样NO的转化率要增大,平衡向右移动,故v(正)>v(逆),故C正确;
D、d点在曲线上方,未达到平衡状态,要想 ( http: / / www.21cnjy.com )达到同温度下的平衡状态,即由d点向下引垂直线到曲线上的一点,这样NO的转化率要减小,平衡向左移动,故v(正)<v(逆),故D错误;
故选:C.
点评:本题考查化学平衡图象,涉及平衡状态的判断、平衡移动等,难度中等,判断曲线上的任意一点都表示达到平衡状态是关键.
10.在如图所示的三个容积相同的容 ( http: / / www.21cnjy.com )器①②③中进行如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)△H<0,若起始温度相同,分别向三个容器中通入3mol A和1mol B,则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.③②①
B.③①②
C.①②③
D.②①③
考点:化学平衡建立的过程.
专题:化学平衡专题.
分析:①容器是绝热恒容容器,反应进行过程中是放热反应,温度升高;
②是恒温恒容容器,反应进行过程中反应放热,热量散发,压强减小;
③是恒温恒压容器,反应进行过程中为保持恒压,压强增大.
解答: 解:①容器是绝热恒容容器,反应进行过程中是放热反应,温度升高;
②是恒温恒容容器,反应进行过程中反应放热,热量散发,压强减小;
③是恒温恒压容器,反应进行过程中为保持恒压,压强增大;
①与②相比,由于②能把反应产生的热量 ( http: / / www.21cnjy.com )散到空中,相比①来说相当于降低温度,故平衡右移,故平衡时C的体积分数②大于①;②与③相比,由于反应向右移进行时分子数减少,故③中活塞下移,相对②来说,相当于给体系加压,平衡右移,故B、C的体积分数③大于②,达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为③②①;
故选A.
点评:本题考查了本题容器的特征分析判断,化学平衡移动原理,改变平衡移动方向的分析是解题关键,题目难度中等.
11.已知:4NH3(g)+5O2(g ( http: / / www.21cnjy.com ))═4NO(g)+6H2O(g),△H=﹣1025kJ/mol,该反应是一个可逆反应,若反应物起始的物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com )
B. ( http: / / www.21cnjy.com )
C. ( http: / / www.21cnjy.com )
D. ( http: / / www.21cnjy.com )
考点:体积百分含量随温度、压强变化曲线.
专题:压轴题;化学平衡专题.
分析:由4NH3(g)+5O ( http: / / www.21cnjy.com )2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣1025kJ/mol知,该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,升高温度,化学平衡向吸热方向移动,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡.
解答: 解:A、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故A正确.
B、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故B正确.
C、该反应是一个反应前后气体体积增大的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致一氧化氮的含量减少,故C错误.
D、催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡,正催化剂能加快反应速率缩短反应到达平衡的时间,故D正确.
故选:C.
点评:本题以图象为载体考查了外界条件对化学平衡的影响,难度不大,明确催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡.
12.工业上制备纯硅反应的 ( http: / / www.21cnjy.com )热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g);△H=+QkJ mol﹣1(Q>0).某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应,下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则在平衡时,吸收热量为QkJ
C.将反应的温度由T1升高至T2,则反应的平衡常数K1>K2
D.当反应吸收热量为0.25QkJ时,生成的HCl恰好与1 molNaOH反应
考点:化学平衡的影响因素.
分析:A.增大压强,平衡逆向移动;
B.根据可逆反应的特点判断;
C.升高温度平衡正向移动,平衡常数增大;
D.根据方程式判断.
解答: 解:A.该反应正向为气体物质体积减小的反应,若增大压强,平衡逆向移动,SiCl4的转化率减小,故A错误;
B.可逆反应的特点是不能进行到底,若反应开始时SiCl4为1 mol,则在平衡时,吸收热量小于QkJ,故B错误;
C.该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,将反应的温度由T1升高至T2,则反应的平衡常数K1<K2,故C错误;
D.根据题给热化学方程式知,当反应吸收热量为0.25QkJ时,生成的HCl为1mol,恰好与1 molNaOH反应,故D正确.
故选D.
点评:本题考查化学平衡的移动因素,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握平衡移动的影响因素,难度不大.
13.硼酸(H3BO3)在食品、医药领域应用广泛.在其他条件相同时,反应H3BO3+3CH3OH B(OCH3)3+3H2O中,
H3BO3的转化率(α)在不同温度下随反应时间(t)的变化如右图,由此图可以得出:该反应的△H( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.△H<021世纪教育网
B.△H>0
C.△H=0
D.无法判断
考点:反应热和焓变;化学平衡的影响因素.
分析:温度升高,化学反应速率加快,由图象可以看出,温度升高,H3BO3的转化率增大,平衡向正反应方向移动,正反应应为吸热反应.
解答: 解:由图象可知,温度升高,H3BO3的转化率增大,故升高温度是平衡正向移动,正反应是吸热反应,△H>O,故选:B.
点评:本题考查平衡移动的图象题,做题时注意曲线的变化趋势,此为做题的关键.
14.在一定温度下的定容密闭容器中,以下说法能表明反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是( )
A.混合气体的压强不变
B.混合气体的密度不变
C.每消耗2molB,同时消耗1molC
D.C和D的浓度比不变
考点:化学平衡状态的判断.
分析:根据化学平衡状态的特征解答,当反应达 ( http: / / www.21cnjy.com )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.
解答: 解:A、该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,容器内混合气体的压强不随反应的进行而变化,不能作为平衡标志,故A错误;
B、A为固态,反应正向进行时,气体质量增大,混合气体的密度随反应的进行而变化,当密度不变时已达平衡,故B正确;
C、每消耗2molB,同时消耗1molC,符合v正=v逆,说明正逆反应速率相等,可作平衡标志,故C正确;
D、若开始只加入A和B,C和D的浓度比始终不变,使用C和D的浓度比不变不能作为平衡标志,故D错误;
故选BC.
点评:本题考查化学平衡状态的判断,依据为①v正=v逆,规律为“双向同时,符合比例”;②根据相关量判断,规律为:“变量不变,已达平衡”.
15.如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是( ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A.等质量的白磷与红磷充分燃烧,红磷放出的热量
B.红磷比白磷稳定
C.白磷转化为红磷是放热反应
D.红磷比白磷更容易与氧气反应生成P4O10
考点:吸热反应和放热反应;化学反应的能量变化规律.
分析:A.白磷的能量高;
B.能量越低越稳定;
C.白磷能量高于红磷;
D.物质具有的能量越低越稳定,白磷比红磷活泼.
解答: 解:A.等质量的白磷与红磷充分燃烧,白磷放出的热量多,故A错误;
B.白磷能量高于红磷,物质具有的能量越低越稳定,红磷比白磷稳定,故B正确;
C.白磷能量高于红磷,白磷转化为红磷是放热反应,故C正确;
D.白磷能量高于红磷,物质具有的能量越低越稳定,白磷比红磷活泼,白磷比红磷更容易与氧气反应生成P4O10,故D错误.
故选BC.
点评:本题考查反应焓变与物质能量关系的图象分析,难度不大,图象分析判断是解题关键.
16.在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器 ( http: / / www.21cnjy.com )里充入a mol N2O4发生如下反应:N2O4 (气) 2NO2 (气),达到平衡后,再向该容器内充入a mol N2O4,达平衡后与原平衡比较正确的是( )
A.平均相对分子质量增大
B.N2O4的转化率提高
C.压强为原来的2倍
D.颜色变深
考点:等效平衡.
分析:根据题意知,相同条件下,在体积为V的容 ( http: / / www.21cnjy.com )器中充入a mol N2O4和在体积为2V的容器中充入2a mol N2O4建立的平衡状态相同;向容积固定不变的密闭容器(设其体积为V)里充入a mol N2O4达平衡后再向容器中充入amol N2O4,等效为在体积为V的容器中充入2a mol N2O4;再次达到平衡后,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡逆向移动.
解答: 解:根据题意知,相同条件下,在体积为V的容器中充入a mol N2O4和在体积为2V的容器中充入2a mol N2O4建立的平衡状态相同;向容积固定不变的密闭容器(设其体积为V)里充入a mol N2O4达平衡后再向容器中充入amol N2O4,等效为在体积为V的容器中充入2a mol N2O4;再次达到平衡后,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡逆向移动,
A、平衡逆向移动,混合气体的物质的量减小,总的质量不变,混合气体的相对平均分子质量增大,故A正确;
B、平衡逆向移动,N2O4的转化率降低,故B错误错误;
C、平衡逆向移动,混合气体的物质的量减小,压强比原来的2倍小,故C错误;
D、达平衡后再向容器中充入a ( http: / / www.21cnjy.com )mol N2O4,再次达到平衡后,等效为在原平衡的基础上增大压强,二氧化氮的浓度增大,平衡混合气的颜色变深,故D正确.
故选:AD.
点评:本题考查化学平衡的影响因素,难度中等,构建平衡建立的途径是解题的关键,注意对等效平衡的理解.
二.选择题:(每小题有二个选项符合题意,每小题4分,共计8分)
17.下列装置或操作能达到目的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.装置①依据两容器内气体颜色变化,判断反应2NO2(g) N2O4(g)平衡移动的方向
B.装置②依据U管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应
C.装置③测定中和热
D.装置④依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
考点:化学实验方案的评价.
分析:A.N2O4是红棕色气体,放入热水中,平衡逆向移动;
B.钠与反应放热,大试管内气体受热膨胀;
C.缺少搅拌器;
D.浓度不同其它条件相同时,根据溶液褪色快慢确定浓度对化学反应速率的影响.
解答: 解:A.反应2NO2(g ( http: / / www.21cnjy.com )) N2O4(g)为放热反应,放入热水中,平衡逆向移动,二氧化氮的浓度增大,颜色加深;放入冷水中,平衡正向移动,二氧化氮浓度减小,颜色变浅,故A正确;
B.钠与反应放热,大试管内气体受热膨胀,U管左侧液面下降,右侧液面上升,故B正确;
C.装置③测定中和热,缺少搅拌器,故C错误;
D.两种溶液中高锰酸钾溶液浓度不同,其它条件相同,所以可以根据溶液褪色时间判断浓度对反应速率的影响,故D正确.
故选ABD.
点评:本题考查化学实验方案的评价,为高频考 ( http: / / www.21cnjy.com )点,涉及化学平衡、中和热测定、化学反应速率等,侧重实验基本操作和实验原理的考查,注意装置的作用及实验的操作性、评价性分析,题目难度不大.
18.T℃时,在1L的密闭容器中充入2 ( http: / / www.21cnjy.com )mol CO2和6mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ mol﹣1.测得H2和CH3OH的浓度随时间的变化情况如下表所示.
下列说法不正确的是( )
A.t0~t1时间内,v(H2)= mol L﹣1 min﹣1
B.T℃时,该反应的平衡常数K=,CO2与H2的转化率不相等
C.t0时,v正>v逆
D.t1时,若升高温度或再充入CO2气体,都可以提高H2的转化率
考点:化学平衡的影响因素.
分析:A、根据v=计算氢气的反应速率.
B、根据化学平衡常数计算反应的二氧化碳或氢气的量,从而计算其转化率.
C、平衡向哪个方向移动,哪个方向的反应速率就大于另一方向的反应速率.
D、升高温度平衡向吸热方向移动,从而确定氢气转化率的变化.
解答: 解:A、t0~t1时间内υ(H2)=mol/(L min)=mol (L min)﹣1,故A正确;
B、t1时,平衡常数K=,氢气反应了(6﹣3)mol/L×1L=3mol,二氧化碳反应了1mol,所以CO2与H2的转化率都为50%相等,故B错误;
C、t0时,平衡向正方向移动,故v(正)>v(逆),故C正确;
D、该反应是一个正反应是放热的反应,所以处于平衡状态,升高温度平衡要向逆方向移动,H2的转化率要减小,故D错误.
故选BD.
点评:本题考查了化学平衡的计算,难度不大,注意改变条件的一瞬间,平衡向哪个方向移动,哪个方向的反应速率就大于另一反应方向的速率.
三.本题包括4小题:
19.20世纪30年代,Eyrin ( http: / / www.21cnjy.com )g和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态.
(1)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=﹣234kJ/mol
(2)在反应体系中加入催化剂,E ( http: / / www.21cnjy.com )1和E2的变化是:E1减小,E2减小(填“增大”、“减小”或“不变”),对反应热是否有影响?无影响,原因是催化剂只降低反应的活化能,不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变
.
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:热化学方程式.
专题:化学反应中的能量变化.
分析:(1)由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量234kJ,根据热化学方程式书写原则进行书写;
(2)加入催化剂能降低反应所需的活化能,但是不改变反应物的总能量和生成物的总能量.
解答: 解:(1)由图可知,1mol ( http: / / www.21cnjy.com )NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量234kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=﹣234 kJ mol﹣1,
故答案为:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=﹣234 kJ mol﹣1;
(2)加入催化剂能降低反应所需的活 ( http: / / www.21cnjy.com )化能,则E1和E2都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,
故答案为:减小;减小;无影响;催化剂只降低反应的活化能,不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变.
点评:本题考查了热化学方程式的书写,催化剂对反应的影响,难度适中.
20.中和热是指酸跟碱发生中和反应生 ( http: / / www.21cnjy.com )成l mol H2O所放出的热量.某学生想通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热.将50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.请回答下列问题:
①从实验装置看,烧杯间填满碎塑料泡沫的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失.
②大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值偏小(填“偏大”、“偏小’、“无影响”)
③实验中改用60mL 0.50mol/ ( http: / / www.21cnjy.com )L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值相等(填“相等”或“不相等”).
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:中和热的测定.
分析:(1)根据中和热测定实验成败的关键是保温工作;
(2)不盖硬纸板,会有一部分热量散失;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并根据中和热的概念和实质来回答.
解答: 解:(1)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
故答案为:保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,故答案为:偏小;
(3)反应放出的热量和所 ( http: / / www.21cnjy.com )用酸以及碱的量的多少有关,用60mL 0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量增加,放出的热量偏高,但中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用60mL 0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进上述实验,测得中和热数值相等;
故答案为:不相等;相等.
点评:本题考查学生有关中和热的测定原理与操作,误差分析,注意中和热与酸、碱的物质的量无关,难度不大.
21.(14分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究.
(1)实验一:取等物质的量浓度等体积H2O2溶液分别进行下列实验,实验报告如下:
试回答:
①实验1、2研究的是温度对H2O2分解速率的影响.
②实验2、3的目的是比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对双氧水分解反应速率影响的差异对H2O2分解速率的影响.
(2)实验二:经研究知Cu2+对H ( http: / / www.21cnjy.com )2O2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验.回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论.
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是排除阴离子的干扰.
②定量分析:如图乙所示, ( http: / / www.21cnjy.com )实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略.实验中需要测量的数据是测定一定时间内产生的气体(或测定产生一定体积的气体所需的时间).
(3)实验三:已知2KMnO4+5 ( http: / / www.21cnjy.com )H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显但不久突然褪色,反应速率明显加快.
①针对上述实验现象,某同学认为K ( http: / / www.21cnjy.com )MnO4与H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快.从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是催化剂(或硫酸锰或Mn2+的催化作用)的影响.
②若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择最合理的试剂是B.
A.硫酸钾B.硫酸锰C.水D.氯化锰.
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:探究影响化学反应速率的因素.
分析:实验一:①影响化学反应速率的因素很多,实验1、2使用相同的催化剂,就可以探究温度对H2O2分解速率的影响;
②实验2、3的温度相同,催化剂不同,则实验目的是探究不同催化剂对反应速率的影响;
实验二:①该反应中有气泡产生,可通 ( http: / / www.21cnjy.com )过观察气泡判断反应速率;在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果是,必须保持其他的条件相同,所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理;可以避免由于阴离子不同造成的干扰;
②根据图示装置及选取的试剂 ( http: / / www.21cnjy.com )可知,实验目的是通过测定反应生成氢气快慢进行判断浓度对反应速率的影响,可以通过测定单位时间内生成气体体积偏大浓度对反应速率影响;21世纪教育网
实验三:①影响反应速率的因素除了浓度、温度外,催化剂也影响反应速率;
②根据反应方程式可知,反应产物 ( http: / / www.21cnjy.com )中锰离子随着反应的进行,浓度变化较大,反应前加入硫酸锰,根据反应速率大小判断锰离子是否在该反应中起到催化作用.
解答: 解:实验一:(1)①实验1、2使用相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的催化剂,但温度不同,所以反应速率不同是由温度不同导致的,所以可以探究温度对H2O2分解速率的影响,
故答案为:温度;
②根据实验2、3的数据可知,实验2、 ( http: / / www.21cnjy.com )3的温度相同,使用的催化剂不同,则实验目的是比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对双氧水分解反应速率影响的差异,
故答案为:比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对双氧水分解反应速率影响的差异;
实验二:(2)①定性比较 ( http: / / www.21cnjy.com )Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,可以通过观察产生气泡的快慢来比较,产生气泡快的,催化效果好;在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果是,必须保持其他的条件相同,所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,可以避免由于阴离子不同造成的干扰,
故答案为:反应产生气泡的快慢;排除阴离子的干扰;
②为了更精确地研究浓度对 ( http: / / www.21cnjy.com )反应速率的影响,由图可知,可以通过测定一定时间内产生的气体或测定产生一定体积的气体所需的时间来比较,一定时间内产生的气体越多或产生一定体积的气体所需的时间越短,说明反应速率越快,
故答案为:测定一定时间内产生的气体(或测定产生一定体积的气体所需的时间);
实验三:①对化学反应速率影响最快的是催化剂,故猜想还可能是催化剂的影响,
故答案为:催化剂(或硫酸锰或Mn2+的催化作用);
②反应方程式2KMnO4+5H2C2 ( http: / / www.21cnjy.com )O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑中,浓度变化较大的为锰离子,所以选择的可以做催化剂的试剂应该含有锰离子,故只有B正确,
故答案为:B.
点评:本题考查化学反应速率的影响因素, ( http: / / www.21cnjy.com )题目难度中等,影响化学反应速率的外界条件除温度、浓度、压强、催化剂外,还有很多因素可以改变反应速率,如光辐射、超声波、电弧、激光、强磁场、反应物颗粒大小等,外界条件只是影响反应速率,决定化学反应速率的是物质本身的性质.
22.CO是对环境影响较大的气体,对它的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径.
(1)工业上用CO和H2做原料可以合成甲醇,作为液体燃料.已知:
①2H2(g)+CO(g)+O2(g)═2H2O(g)+CO2(g),△H1=﹣594.1kJ/mol
②2CH3OH(l)+3O2(g)═4H2O(g)+2CO2(g),△H2=﹣1452kJ/mol
请写出用CO(g)和H2(g)合成1mol液态甲醇的热化学反应方程式:2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)△H =+131.9 kJ/mol.
(2)一定温度下,在容积为2L的恒容容器中加入3mol H2和2mol CO,当反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡时,测得容器内的压强是反应前压强的,据此计算该温度下反应的平衡常数(写出计算过程).
(3)在恒温恒容的条件下,向(2)达到平 ( http: / / www.21cnjy.com )衡的容器中再通入CO(g)和CH3OH(g),使得CO(g)和CH3OH(g)浓度均为原平衡的2倍,则平衡C.
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动
C.不移动 D.无法判断是否移动.
考点:热化学方程式;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.
分析:(1)根据盖斯定律结合热化学方程式计算所需热化学方程式;
(2)利用化学平衡三行式解答,设平衡时CO转化x mol L﹣1;
2H2(g)+CO(g) CH3OH(l)
起始时各物质浓度(mol L﹣1 ) 1.5 1 0
变化浓度(mol/L) 2x x x
平衡时各物质浓度(mol L﹣1 ) 1.5﹣2x 1﹣xx
依题意有达到平衡时,测得容器内的压强是反应前压强的,
1.5﹣2x+1﹣x+x=\frac{3}{5}×2.5
x=0.5,平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积;
(3)利用Q与K的关系判断,Q=K,达到平衡,Q>K向逆向进行,Q<K向正向进行.
解答: 解:(1)根据盖斯定律:①﹣②×得CO(g)和H2(g)合成1mol液态甲醇的热化学反应方程式:2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)△H =+131.9 kJ/mol;
故答案为:2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)△H =+131.9 kJ/mol;
(2)设平衡时CO转化x mol L﹣1;
2H2(g)+CO(g) CH3OH(l)
起始时各物质浓度(mol L﹣1 ) 1.5 1 0
变化浓度(mol/L) 2x x x
平衡时各物质浓度(mol L﹣1 ) 1.5﹣2x 1﹣xx
依题意有达到平衡时,测得容器内的压强是反应前压强的,
1.5﹣2x+1﹣x+x=\frac{3}{5}×2.5
x=0.5
平衡常数K===4
答:该温度下反应的平衡常数为4;
(3)该反应的平衡常数表达式为:K=,在恒温恒容的条件下,向(2)达到平衡的容器中再通入CO(g)和CH3OH(g),使得CO(g)和CH3OH(g)浓度均为原平衡的2倍,则Q==K,平衡不移动,选C.
故答案为:C.
点评:本题考查了化学平衡计算应用,主要是平衡常数、转化率的计算,平衡移动原理和平衡影响因素分析是解题关键,题目难度中等.
23.汽车尾气里含有的NO气体是由于内 ( http: / / www.21cnjy.com )燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H>0,已知该反应在2 404℃,平衡常数K=64×10﹣4.请回答:
(1)某温度下,向2L的密闭容器中充入N2和 ( http: / / www.21cnjy.com )O2各1mol.5分钟后O2的物质的量为0,5mol,则N2的反应速率为0.05mol/(L min).
(2)为了减少汽车尾气中有害气体的排放,在现实生活中你认为可以采取的措施有CD.
A.采用耐高温的陶瓷发动机,以提高内燃机的工作温度
B.为了避免上述反应,不使用空气,改用纯氧气
C.在排气管中安装高效催化剂,将有害气体转化为无害气体
D.将燃油车改换成电动车
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,如图变化趋势正确的是AC(填字母序号).
(4)将一定量的N2、O2混合 ( http: / / www.21cnjy.com )气体充入恒温密闭容器中,分别在不同的压强P1、P2(P1>P2)下达到平衡,请在答题卷图中画出N2的转化率在不同压强下随时间变化的曲线图(要有相应的标识).
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考点:化学平衡的影响因素;反应速率的定量表示方法;物质的量或浓度随时间的变化曲线.
分析:(1)5分钟内,△n(O2)=1mol﹣0.5mol=0.5mol,由N2(g)+O2(g) 2NO(g)可知△n(N2)=0.5mol,带入v=计算;
(2)A、高温能加快化学反应速率,不能改变反应历程;
B、增大氧气的浓度,N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡正向移动;
C、在排气管中安装高效催化剂,将NO转化为N2,减少了空气污染;21世纪教育网
D、电动车清洁环保,不会产生尾气;
(3)根据温度、催化剂对反应速率和平衡移动的影响判断;
(4)N2(g)+O2(g) 2NO(g)为等体积的反应,压强对化学平衡无影响,增大压强可以加快化学反应速率.
解答: 解:(1)5分钟内,△n(O2)=1mol﹣0.5mol=0.5mol,由N2(g)+O2(g) 2NO(g)可知△n(N2)=0.5mol,v(N2)===0.05mol/(L min),
故答案为:0.05mol/(L min);
(2)A、高温能加快化学反应速率,不能改变反应历程,因此不能减少汽车尾气中有害气体的排放,故A错误;
B、改用纯氧气,增大氧气的浓度,N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡正向移动,产生更多的NO,故B错误;
C、在排气管中安装高效催化剂,将NO转化为N2,减少了空气污染,故C正确;
D、电动车清洁环保,不会产生尾气,故D正确;
故答案为:CD;
(3)A、该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,故A正确;
B、加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误;
C、升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,故C正确;
故答案为:AC;
(4)N2(g)+O2(g) 2NO(g)为等体积的反应,压强对化学平衡无影响,因此平衡时氮气的转化率相等,增大压强可以加快化学反应速率,缩短达到平衡所用的时间,N2的转化率在不同压强下随时间变化的曲线图为: ( http: / / www.21cnjy.com ),故答案为: ( http: / / www.21cnjy.com ).
点评:本题考查了化学反应速率的计算、化学平衡的影响因素等知识,题目综合性较强,为高考常见题型,注意化学反应原理的理解和应用.