江西万载株潭中学2017届高三化学选修四第二章化学反应速率与化学平衡能力提升检测试题
第I卷 选择题
一、选择题(每小题4分,共48分)。
1.在右图所示的三个容积相同的容器①②③中均发生如下反应:
3A(g)+B(g) 2C(g) ;△H<0
下列说法正确的是
A.若起始温度相同,分别向三个容器中充入3 mol A和1 mol B,则达到平衡时各容器中C物质的百分含量由大到小的顺序为③>②>①
B.若维持温度不变,起始时②中投入3 mol A、1 mol B;③中投入3 mol A,1 mol B和2molC,则达到平衡时,两容器中B的转化率②=③
C.若起始温度相同,分别向三个容器中充入1 mol A和1 mol B,则达到平衡时各容器中C物质的百分含量一定相同
D.若起始温度相同,分别向三个容器中充入3a mol A和a mol B,则达到平衡时各容器中A物质的转化率一定相同
2.下列变化过程中,△S<0的是 ( )
A.氯化钠溶于水中
B.NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)
C.干冰升华
D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
3.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2 浓度减小。下列说法正确的是
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小 24
D.该反应化学方程式为CO + H2O CO2 + H2 M
4.体积相同的甲、乙两个容器,相同温度下甲充入1gSO2 (g) 和1g O2(g),乙充入2g SO2(g)和2g O2(g),反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达平衡后,甲中SO2的转化率为m,乙中SO2的转化率为n,则 m和n的关系为T
A、m = n B、m > n C、m < n D、 无法确定8
5.在一定温度条件下,甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器中均发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+D(s),向甲中通入6molA和2molB,向乙中通入1.5molA、0.5molB和3molC和2molD,反应一段时间后都达到平衡,此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都为0.2,下列叙述中正确的是 7
A、若平衡时,甲、乙两容器中A的物质的量相等,则x=4 M
B、平衡时,甲、乙两容器中A、B的物质的量之比不相等y
C、平衡时甲中A的体积分数为40% I
D、若平衡时两容器中的压强不相等,则两容器中压强之比为8∶5/
6.下列叙述及解释正确的是 ( )N
A.2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅I
B.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),平衡后,保持压强不变,充入Ar,平衡左移3
C.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl,在平衡后,加少量KCl固体,因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅i
D.H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变h
7.CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。其中一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。此反应达平衡时平衡常数为:且温度升高,K值变小。下列说法正确的是B
A. 该反应的化学方程式为i
B. 在恒温、恒容的密闭容器中,若混合气体的密度不再改变时,该反应一定达到平衡状态V
C. 平衡时,其他条件不变,使用催化剂有利用于CO2的转化V
D. 在恒温、恒容的密闭容器中,增大H2的浓度时,CO2的转化率增大b
8.一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2 molA和2 molB,达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数小于a%的是q
A.1 molB和1 molC 4
B.2 molA、1 molB和1 molHe(不参加反应)i
C.2molC A
D.2 molA、2 molB和3 molC=
9.如下图所示,一定条件下将1mol A2气体和3molB2气体充入一容积可变的密闭容器中,可滑动的活塞的位置如图1所示。在恒温恒压下发生如下反应:A2(g)+3B2(g)2AB3(g)。当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示,则平衡时A的转化率是 =
A.20% B.40% C.60% D.无法确定
10.一定温度时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ?H=?196kJ·moL?1,一段时间后达平衡,反应过程中测定的部分数据见下表:
反应时间/min
n(SO2)/mol
n(O2)/mol
0
2
1
5
1.2
10
0.4
15
0.8
[
下列说法不正确的是( )
A.反应在前5min的平均速率为v (SO2)=0.08mol·L?1 min?1
B.保持温度不变,向平衡后的容器中再充入1molSO2和0.5molO2时,v (正)>v (逆)
C.保持其他条件不变,若起始时向容器中充入2molSO3,达平衡时吸收78.4kJ的热量
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.5mol SO3,达平衡时SO3的转化率小于40%
11.根据相应的图像(图像编号与答案一一对应),判断下列相关说法正确的是
A.密闭容器中反应达到平衡,T0时改变某一条件有如图变化所示,则改变的条件一定是加入催化剂
B.反应达到平衡时,外界条件对平衡影响关系如图所示,则正反应为放热反应,且a>b
C.物质的百分含量和温度关系如图所示,则该反应的正反应为放热反应
D.反应速率和反应条件变化关系如图所示,则该反应的正反应为放热反应,A、B、C是气体、D为固体或液体
12.COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)。将一定量COCl2(g)和Cl2(g)放入一密闭容器中,2min时达到平衡后,各物质的物质的量在不同条件下的变化情况如下图所示。
下列相关说法中不正确的是
A.1min时以CO表示的逆反应速率小于3min时以CO表示的正反应速率
B.若在6min时改变的条件为升高温度,则反应的平衡常数K增大
C.12min时改变的条件可为减小CO的浓度,16min时改变的条件可为增大反应容器的体积
D.以CO表示在4~5min、10~11min和12~13min时平均反应速率为v(4~5)<v(10~11)<v(12~13)
13.将一定量A、B装入容积为1 L的恒温密闭容器中,发生反应:2A(g)+mB(g) nC(g),1 min时达到平衡,C的浓度为x mol·L-1。若保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的1/2,达到新的平衡时C的浓度为1.8 x mol·L-1,下列说法正确的是
A.化学计量数的关系为2+m>n
B.容器的容积缩小,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.原容器中用B表示的该反应在1 min内的平均速率为mol·(L·min)-1
D.若保持温度和容器容积不变,充入氦气(不参与反应),平衡不发生移动
14.一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应:2X(g)+Y(g) Z(g),经60 s达到平衡,生成0.3 mol Z,下列说法正确的是
A.达到平衡时X浓度为0.04 mol/L
B.将容器体积变为20 L,Z的平衡浓度变为0.015mol/L
C.若增大压强,平衡向正方向移动,平衡常数变大
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的DH>0
15.可逆反应从正方向开始,并达到了平衡,此时和的物质的量之比为2:1,若采取某种措施,导致和又消耗了一些,并再次达到平衡,下列说法正确的是
A. 新平衡体系中,和物质的量之比仍为2:1
B. 平衡向正反应方向移动,原因是正反应速率增大,逆反应速率减小
C. 新平衡体系与旧平衡体系比较,的浓度肯定增大
D. 若所采取的措施是缩小容器的容积,则新旧平衡中和的转化率之比都是1:1
16.对于可逆反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,下列研究目的和示意图相符的是
A
B
C
D
研究目的
压强对反应的影响(p2>p1)
温度对反应的影响
平衡体系增加O2的浓度对反应的影响
体积恒定的密闭容器中催化剂对反应的影响
示
意
图
第II卷 非选择题
二、非选择题(共52分)
17.下图所示是可逆反应A+2B2C+3D的化学反应速率和化学平衡随外界条件改变而变化的情况:
由图可判断:
(1)正反应是_____________(吸热、放热)反应。
(2)若A、B是气体,则C的状态是__________,D的状态是______________。
18.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验
序号
金属质量
/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol·L-1
V(H2SO4)
/mL
溶液温度/℃
金属消失
的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
2
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
3
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
4
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验1和3表明, 对反应速率有影响,能表明这种影响因素的实验还有 。(填实验序号)
(2)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是 ,
则反应速率越快(填怎样影响)。
(3)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因:
19.(10分)下表是稀硫酸与金属镁反应的实验数据:
实验
序号
金属质量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol/L
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失
的时间/s
反应前
反应后
1
0.24
丝
0.5
100
20
34
500
2
0.24
粉末
0.5
100
20
35
50
3
0.24
丝
0.7
100
20
36
250
4
0.24
丝
0.8
100
20
35
200
5
0.24
粉末
0.8
100
20
36
25
6
0.24
丝
1.0
100
20
35
125
7
0.24
丝
1.0
100
35
50
50
8
0.24
丝
1.1
100
20
34
100
9
0.24
丝
1.1
100
30
44
40
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验4和5表明, 对反应速率有影响, 反应速率越快,能表明同一规律的实验还有 (填实验序号);
(2)其中仅表明反应物浓度对反应速率产生影响是实验2和实验 (填实验序号);
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ____ ,能表明这一规律的分别是实验6和实验 或实验8和实验 ;(填实验序号);
(4)实验中的所有反应,反应速率最快是实验 (填实验序号),该实验中硫酸平均反应速率为 ;
20.(14分)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H< 0。查阅资料知SO3熔点16.83℃,沸点44.8℃。
(1)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2,O2,SO3物质的量变化如图。
①该反应的化学平衡常数表达式 K=
②该反应能自发进行的原因是 。
③据图判断,该反应处于平衡状态的时间是 。
④据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达)。
(2)某化学研究学习小组用下图的装置组装设计了一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率,仪器的连接顺序是a→h→i→b→c→f→g→d→e。
①为提高SO2的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是 。
②在Ⅰ处用大火加热烧瓶时SO2的转化率会 。(填“填大”“不变”或“减小”)
③用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重 m g,则本实验中SO2的转化率为 。
21.已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A是原子半径最小的元素;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,A、B两种元素组成的原子个数之比为1 : 1的化合物N是常见的有机溶剂。
请回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示):
(1)A2D2分子的电子式为______,E的基态原子的外围电子排布式为______。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为______。
(3)单质B与C的最高价氧化物的水化物的浓溶液微热反应,其化学方程式为______
(4)下列叙述正确的是______(填序号)。
a. M是极性分子,N是非极性分子 b. M和BD2分子中的中心原子均采用sp2杂化
c. N分子中含有6个σ键和1个π键 d. BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(5) 已知:①E的一种氧化物Q,其晶胞结构如图所示
①Q(s)+2Cl2(g)=ECl4(l)+D2(g) △H=+140kJ/mol
②2B(s)+D2(g)=2BD(g) △H=-221kJ/mol
写出物质Q和焦炭、氯气反应生成液态ECI4和BD气体的热化学方程式:__________________________
(6)在0.5 L的密闭容器中,一定量的C2和A2进行如下化学反应:C2(g) +3 A2(g)=2CA3(g) △H <0,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表。请回答下列问题。
①试比较K1,K2的大小,K1________K2(填写“ >”、“=”或“<”)。
②在400℃时,当测得CA3和C2、A2的物质的量分别为3mol和1 mol、2 mol时,则该反应的 V(C2)正_________(C2)逆(填写“>”、“=”或“<”)。
参考答案
1.A
2.B
试题分析:对于同一种物质在气态时熵值最大、液态其次、固态最小。所以选项B中熵值是减小的,其余选项都是熵值增大的,答案选B。
3.A
试题分析:A、根据平衡常数分析,反应为CO2+H2CO+H2O,升温氢气浓度减小,说明平衡正向移动,正反应为吸热,焓变为正值,选A;B、增大压强,由于反应前后气体的体积相等,平衡不移动,氢气浓度不减小,不选B;C、升温,速率增大,不选C;D、反应方程式中反应物和生成物颠倒,不选D。
4.C
5.D
试题分析:A、由于反应是在恒温、恒容的密闭容器内进行的反应,当达到平衡时若平衡时,甲、乙两容器中两容器中C的体积分数都为0.2,,说明是等效平衡。可以认为C、D是反应产生的,将C、D转化为A、B。1.5+3/x=6,解得x=2,在平衡时,甲、乙两容器中A的物质的量相等,错误;B、由于是在恒温恒容进行的反应,达到平衡时各组分的含量相等,因此是等效平衡,所以平衡时,甲、乙两容器中A、B的物质的量之比相等,错误;C、在反应达到平衡时假设B改变的物质的量是a,则平衡时各组分的物质的量分别是:A是(6-3a)mol;B:(2-x)mol;C:2xmol,2x÷[ (6-3a)+ (2-x)+2x)=0.2,解得a=2/3,所以平衡时甲中A的体积分数为(6-3a) ÷[ (6-3a)+ (2-x)+2x)=3/5=60%,错误;D、两个平衡为等效平衡,则满足x=4,反应前后气体的物质的量不变,则两容器中压强之比等于气体的物质的量的比,(6+2):(1.5+0.5+3)=8∶5,正确
6.B
试题分析:A.2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,但是平衡移动使物质浓度减小的趋势是微弱的,总的来说物质的浓度比增大压强前增大,因此体系颜色变深,错误;B.对于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),平衡后,保持压强不变,充入Ar,则容器的容积就增大,各种反应物的浓度就减小,所以平衡左移,正确;C.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl,的实质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,所以在平衡后,加少量KCl固体,因为没有影响反应体系的各种物质的浓度,所以平衡不发生移动,故体系颜色不变,错误;D.H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积减小压强的措施,,由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以平衡不移动,都是物质的浓度减小,所以体系的颜色变浅。错误。
7.D
8.A
试题分析:A. 1 molB和1 molC相当于投入 molA和 molB,A∶B=1∶2,即在2:2的基础上减少1molA,平衡后A的体积分数小于a%,A项正确;B.2 molA、1 molB和1 molHe(不参加反应),平衡不移动,平衡后A的体积分数等于a%,B项错误;C.2molC相当于加入mol A和mol B, 即在2:2的基础上减少1molB,平衡后A的体积分数大于a% ,C项错误;D.2 molA、2 molB和3 molC相当于在2 molA、2 molB建立平衡后,再加入3 molC,该反应气体分子数不发生变化,加入C相当于增大压强,平衡不移动,平衡后A的体积分数等于a%,D项错误;选A。
9.B
同温同压下,起始与平衡时体系的体积比等于气体的物质的量比,即5:4
则:4:(4-2x)=5:4,得x=0.4mol,故A的转化率为40%
10.【答案】D
试题分析:A、根据已知数据,用二氧化硫表示的化学反应速率v=△c÷△t==0.08mol/(L?min),A正确;B、温度不变,向平衡后的容器中再充入1molSO2和0.5molO2时,相当于增大压强,化学平衡正向移动,v(正)>v(逆),B正确;C、通过计算,当反应进行到10min时,二氧化硫的物质的量是0.8mol,所以10min就达到化学平衡状态,此时反应放出的热量是0.4×196kJ=78.4kJ,起始时向容器中充入2molSO3,达到的平衡和充入2molSO2以及1molO2建立的平衡是等效的,互为逆反应的过程是吸热的,所以达平衡时吸收78.4kJ的热量,C正确;D、
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
初始量(mol) 2 1 0
变化量(mol) 1.2 0.6 1.2
平衡量(mol) 0.8 0.4 1.2
化学平衡常数K==11.25
起始时向容器中充入2.5mol SO3,如果转化率是40%,则
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
初始量(mol) 0 0 2.5
变化量(mol) 1 0.5 1
平衡量(mol) 1 0.5 1.5
此时K==90>11.25
所以平衡时三氧化硫的转化率大于40%,D错误,答案选D。
11.CD
试题分析:A、根据图像可知,改变条件,正逆反应速率均加快,但平衡不移动,因为该反应的化学计量数的关系未知,所以改变的条件可能是使用催化剂,对于反应前后气体的物质的量不变的可逆反应还可能是加压,错误;B、温度升高,G的体积分数减小,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,P1与P2的相对大小未知,所以a与b无法判断大小,错误;C、T2时未平衡状态,再升高温度,A的含量增大,C的减小,说明升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,正确;D、根据图像可知,降温,平衡正向移动,则正反应为放热反应;加压,平衡也正向移动,说明正向为气体物质的量减小的方向,根据各物质的化学计量数,四种物质不可能都是气体,其中若D为气体,A、B为气体,C为非气体时,改变压强平衡不移动,所以A、B、C均为气体,D为非气体,正确,答案选CD。
12.D
试题分析:A.1min时反应尚未达平衡且此时反应正向进行为主,CO的速率呈增大趋势,故以CO表示的逆反应速率小于3min时以CO表示的正反应速率,故A正确;B.在6min时改变的条件为升高温度,由图像可知平衡正向进行,则反应的平衡常数K增大,故B正确;C.12min时由图像可知,CO的速率瞬间减小,平衡正向移动,可推知改变的条件可为减小CO的浓度;可逆反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)如果增大反应容器的体积,平衡正向移动,则由图像可知16min时改变的条件可为增大反应容器的体积,故C正确;D.平衡状态从4~5min到10~11min时是升高温度,反应速率加快,平衡后减少CO的浓度,此时速率应该降低,则CO表示在10~11min时和12~13min时平均反应速率为v(10~11)>v(12~13),故D错误;答案为D。
13.D
试题分析:反应2A(g) + mB(g) nC(g),若保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的1/2,若平衡不移动,C的浓度应为2xmol/L,但实际达到新的平衡时C的浓度为1.8x mol/L,说明体积改变压强增大,化学平衡逆向移动,则C的浓度小于1.8xmol/L;A.增大压强,平衡逆向进行,则化学平衡向气体体积缩小的方向移动,所以2+m<n,故A错误;B.容器的容积减小后,反应物的浓度增大,压强增大,所以该反应的正逆反应速率都增大,故B错误;C.1min时达到平衡,C的浓度为x mol·L-1,v(C)=x mol·(L·min)-1,由反应速率之比等于化学计量数之比可知,v(B)=mol·(L·min)-1,故C错误;D.若保持温度和容器的容积不变,充入氦气(不参与反应),反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,故D正确;故选D。
14.A
生成0.3 mol Z,则消耗X是0.6mol,所以剩余X是0.4mol,浓度是0.04mol/L,A正确。将容器体积变为20 L,则压强降低,平衡向逆反应方向移动,因此Z的平衡浓度小于0.015mol/L,B不正确。平衡常数只与温度有关系,所以选项C不正确。升高温度,X的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,D不正确,答案选A。
15.D
A.若通过增大反应物的浓度导致和又消耗了一些,则新平衡体系中和物质的量之比就不是2:1。B. 平衡向正反应方向移动,是因为正反应速率大于逆反应速率。C.如果通过减小的浓度导致和又消耗了一些,则新平衡时的浓度比原平衡小
16.C
试题分析:A.根据“先拐先平,温高压大”,P1>P2,推断与图像不符,A项错误;B.升高温度,平衡逆向移动,氧气的转化率降低,B项错误;C.增大反应物的浓度,平衡正向移动,V (正)瞬间增大,V (逆)由不变逐渐增大,C项正确;D.催化剂能加快化学反应速率,缩短到达平衡的时间,有催化剂的先出现拐点,D项错误;选C。
17.(1)吸热 (2)气体 固体(或液体)
降温时,v(正)、v(逆)都减小且v(正)>v(逆),说明正反应方向为放热反应。加压时,v(正)、v(逆)都增大且v(正)>v(逆),说明反应物、产物中都有气体且反应物气体总体积大于生成物气体总体积,说明D一定不是气体,而C一定是气体。
18.(1)硫酸的浓度,实验2、4
(2)固体反应物的表面积;实验2、3 ;表面积越大
(3)可能是硫酸过量,金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近。
试题分析:(1)实验1和3中的硫酸的浓度不同,所以实验1和3表明硫酸的浓度对反应速率有影响,能表明这种影响因素的实验还有实验2、4;(2)上表还探究了金属的状态对反应速率的影响,即本实验中影响反应速率的其他因素还有固体反应物的表面积,其实验序号是实验2、3,(其他组合不可以,因为虽然金属状态不同,但是浓度也不同),由金属消失的时间可以看出,表面积越大则反应速率越快;(3)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,其原因可能是是硫酸过量,金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近。
19.(10分)(1)固体反应物的表面积(1分) 表面积越大(1分) 1, 2(1分)
(2)5 (1分) (3)反应温度(1分) 7或9(1分)
(4)5(1分) 0.004mol/(L?s) (2分)
考查反应速率的概念、计算及外界条件对反应速率的影响。
(1)根据实验中数据可知,实验4、5中不同的是固体的表面积,所以是探究固体表面积对反应速率影响的。根据实验数据可知,固体表面积越大反应速率越快,能表明同一规律的实验还实验1 和实验2。
(2)要探究反应物浓度对反应速率的影响,则其它条件应该是相同的,所以应该是是实验2和实验5。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有温度。根据实验数据可知,应该是实验6和实验7或实验8和实验9。
(4)用时最少的实验5,所以反应速率最快。0.24g镁是0.01mol,所以消耗硫酸是0.01mol,起浓度是0.01mol÷0.1L=0.1mol/L,因此起反应速率是0.1mol/L÷25s=0.004mol/(L?s)。
20.(1)① ②该反应是放热反应
③15—20 25—30 ④增大氧气的浓度(或物质的量)
(2)①先加热Ⅱ处催化剂 ②减小 ③×100%
(1)①平衡常数是指可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,因此该反应的平衡常数表达式为。
②由于反应是放热反应,所以是可以自发进行。
③平衡时正逆反应速率是相等,因此物质的浓度是不变的,所以根据图像可判断,处于平衡状态的是15—20min和25—30min。
④由图像可以看出,在20min时,氧气的浓度突然变大,而SO2和三氧化硫的物质的量不变。随后三氧化硫的物质的量逐渐增大,氧气和二氧化硫的物质的量逐渐减小。这说明是通过增大氧气的浓度,使平衡向正反应方向移动的。
(2)①Ⅰ是制备二氧化硫的,Ⅱ是氧化二氧化硫的,所以为了提高二氧化硫的转化率,应该是先加热Ⅱ处催化剂,然后再滴入浓硫酸。
②在Ⅰ处用大火加热,则二氧化硫的生成速率过快,氧化二氧化硫的效率就底,转化率就降低。
③Ⅲ是用来吸收没有反应的二氧化硫,n mol Na2SO3可生成n mol二氧化硫,设转化率是x,则(n-nx)×64=m,解得x=。
21.(16分)(1)(2分) 3d24s2(2分) (2)C<O<N(2分)
(3)C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O(2分) (4)ad(2分)
(5)TiO2(s) +2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) △H=-81kJ/mol(2分)
(6)①>(2分) ②>(2分)
试题分析:A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A是原子半径最小的元素,则A为氢元素;B元素的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同,因此B的电子排布为1s22s22p2,即B为碳元素;D的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,则D的电子排布为1s22s22p4,即D为氧元素;B、C、D的原子序数依次递增,因此C为N元素。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,因此M是甲醛。A、B两种元素组成的原子个数之比为1 : 1的化合物N是常见的有机溶剂,则N是苯。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同,则E的原子序数为18+4=22,即E为钛元素。
(1)A2D2分子是双氧水,含有极性键和非极性键的共价化合物,其电子式为;Ti的原子序数为22,根据构造原理可知,其电子基态电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,电子最后填充3d电子,则外围电子排布为3d24s2。
(2)B、C、D三种元素分别为C、N、O,同周期第一电离能自左而右具有增大趋势,所以第一电离能O>C。由于氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C<O<N。
(3)氮元素的最高价氧化物是硝酸,具有强氧化性,在加热的条件下浓硝酸能氧化单质碳,反应的化学方程式是C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(4)a、甲醛是平面型结构。但由于甲醛分子中共价键的极性不能抵消,所以甲醛是极性分子,而苯是平面正六边形结构,属于非极性分子,a正确;b、化合物M为甲醛,碳原子的孤电子对数为0,碳原子的σ键数为3,则碳原子采取sp2杂化。CO2是直线型结构,碳原子是sp杂化,b不正确;c、苯分子中的碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种独特的键,所以苯分子中含有12个σ键和1个大π键,c不正确;d、CO2形成晶体类型是分子晶体,而二氧化硅是原子晶体,所以CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低,d正确,答案选ad。
(5)根据晶胞的结构可知,晶胞中含有Ti原子的个数=1+8×=2,氧原子个数=2+4×=4,所以Q的化学式是TiO2。根据盖斯定律可知,①+②即得到反应TiO2(s) +2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ,所以该反应的反应热△H=+140kJ/mol-221kJ/mol=-81kJ/mol。
(6)①合成氨反应是放热反应,所以升高温度平衡向逆反应方向移动,因此平衡常数减小,即K1>K2。
②当测得CA3和C2、A2的物质的量分别为3mol和1 mol、2 mol时,它们的浓度分别是6mol/L、2mol/L、4mol/L,则根据平衡常数表达式可知,此时==<0.5,所以反应向正反应方向移动,即氮气正反应速率大于氮气逆反应速率。
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