第二章 化学反应与能量 单元测试题
第I卷(选择题)
一、单选题
1.下列变化过程,属于放热过程的是
A.液态水变成水蒸气 B.酸碱中和反应
C.弱酸电离 D.NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌
2.下列反应不可能作为原电池工作时发生的反应的是
A.Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag B.2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
C.NaOH+HCl=NaCl+H2O D.2H2+O2=2H2O
3.表面镀有保护金属层的铁片,当镀层有破损时比普通铁片更难腐蚀的是
A.白铁(镀锌铁) B.马口铁(镀锡铁)
C.镀铅铁 D.镀铜铁
4.一种新型酸性乙醇电池用磺酸类质子作溶剂,比甲醇电池效率高出32倍,电池反应式为C2H5OH + 3O2 = 2 CO2 + 3H2O,电池构造如下图。下列关于该电池的说法不正确的是
A.放电过程中,电源内部的H+从正极区向负极区迁移
B.通入乙醇的电极是负极
C.该电池的正极反应为:4H+ + O2 + 4e-= 2H2O
D.用该电池做为电源,用惰性电极电解饱和NaCl的水溶液时,每消耗0.2 mol C2H5OH,阳极产生标准状况下气体的体积为26.88 L
5.氯碱工业的原理示意图如图。下列说法正确的是
A.M为负极
B.通电使氯化钠发生电离
C.出口c收集到的物质是氯气
D.通电一段时间后,阴极区pH降低
6.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如下图所示的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),根据如图可得出的判断结论正确的是( )
A.反应速率a>b>c
B.达到平衡时,AB3的物质的量大小为:b > c > a
C.若T2>T1,则正反应一定是吸热反应
D.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
7.下列生产或实验事实引出的相应结论不正确的是( )
选项
事实
结论
A
工业制硫酸中,在矿石处理阶段,将矿石粉碎再煅烧
增大反应物的接触面积,加快化学反应速率
B
A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2,在B试管中加入MnO2,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
C
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间变短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
D
一定条件下:H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到反应平衡,缩小体积颜色加深
c(I2)增大,I2物质的量增多
A.A B.B C.C D.D
8.下列热化学方程式中,ΔH的数值能表示可燃物标准燃烧热的是( )
A.CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1
9.在一固定容积的密闭容器中,充入2 mol A和1 mol B发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器体积和温度不变,以0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C为起始物质,达到平衡后,C的体积分数也为w%,则x的值为
A.5 B.4 C.3 D.1
10.在一定条件下,向某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是( )
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定
11.已建立平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是
①生成物的百分含量一定增加; ②生成物的产量一定增加;
③反应物的转化率一定增加; ④反应物物质的量浓度一定减小;
⑤正反应速率一定大于逆反应速率; ⑥使用了催化剂
A.①② B.②⑤ C.③⑤ D.③④⑥
12.最近我国科学家发明“可充电钠-二氧化碳电池”(如下图),放电时电池总反应为:4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法正确的是( )
A.充电时,钠箔与外接电源的正极相连
B.电池工作温度可能在200℃以上
C.充电时,Na+向正极移动
D.放电时,正极的电极反应为:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C
13.已知硫磺在空气中燃烧的化学方程式为:S(s)+O2(g)=SO2(g),生成1molSO2(g)可放出297.2kJ热量,试分析下列说法,其中不正确的是( )
A.1molS(g)在空气中完全燃烧放出的热量应大于297.2kJ
B.1 molSO2(g)所具有的能量低于1molS(s)与1molO2(g)所具有的能量之和
C.16g固体硫在空气中充分燃烧,可放出148.6kJ的热量
D.在该反应中,若O2过量,S(s)可转化成SO3
14.镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁原电池放电时电压高而平稳,使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为:xMg+Mo3S4MgxMo3S4,下列说法正确的是
A.电池放电时,正极反应为:Mo3S4+2xe-+xMg2+== MgxMo3S4
B.电池放电时,Mg2+向负极迁移
C.电池充电时,阳极反应为:xMg2++2xe-==xMg
D.电池充电时,阴极发生还原反应生成Mo3S4
15.实验室中制取氢气,最好的方法是
A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
16.下列有关反应热的叙述正确的是(??? )
A.X(g)+Y(g)?Z(g)+W(s)??△H>0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的△H增大
B.C(s,石墨)=C(s,金刚石)?? △H=+1.9kJ/mol,说明金刚石比石墨稳定
C.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)? △H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
D.已知C(s)+O2(g)=CO2(g)?? △H1,C(s)+1/2O2(g)=CO(g)?? △H2,则△H1<△H2
第II卷(非选择题)
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二、填空题
17.Ⅰ.向甲乙两个容积均为1 L 的恒容容器中,分别充入2 mol A、2 mol B 和1 molA、1 mol B。相同条件下(温度T ℃), 发生下列反应:A(g)+B(g) xC(g) ΔH<0。测得两容器中 c(A)随时间t 的变化如图所示:
回答下列问题:
(1)乙容器中,平衡后物质 B 的转化率为______________。
(2)x=___________。
(3)T ℃时该反应的平衡常数为___________。
(4)下列说法正确的是______________。
A.向平衡后的乙容器中充入氦气可使 c(A)增大
B.将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内相同
C.若向甲容器中再充入 2 mol A、 2 mol B,则平衡时甲容器中 0.78 mol·L-1Ⅱ.科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料,其热化学反应方程式为:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1,在一定压强下,测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。
(1)上述反应的a___________0(填“大于”或“小于”)。
(2)恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则反应产生的热量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)增大的值,则生成乙醇的物质的量___________(填“增大”、 “减小”、 “不变”或“不能确定”)。
三、解答题
18.(1)对于反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线(如图)。
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________(填“增大”或“减小”)。
(2)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),已知随温度升高,此混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
①反应的ΔH_________________________(填“大于”或“小于”)0;100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为____________mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为____________________。
②100 ℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。列式计算温度T时反应的平衡常数K2=_________________。
③温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向________________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是__________________________。
四、推断题
19.短周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如下图所示,其中A为地壳中含量最高的金属元素。
请用化学用语回答下列问题:
(1)D元素在周期表中的位置:
(2)A、D 、E元素简单离子半径由大到小的顺序为____>_____ >_____ (填微粒符号 )
(3)F与D同主族且相邻,其气态氢化物稳定性的大小 > (填微粒符号)
(4)用高能射线照射含有10电子的D元素氢化物分子时,一个分子能释放一个电子,同时产生一种具有较高氧化性的阳离子,试写出该阳离子的电子式 ,该阳离子中存在的化学键有 。
(5)C元素的简单氢化物与E元素的最高价氧化物的水化物反应,生成化合物K,则K的水溶液显____性(填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式表示其原因 .
(6)化合物AC导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料。其中制备AC的一种方法为:用A元素的氧化物、焦炭和C的单质在1600 ~ 1750℃生成AC,每生成1 mol AC,消耗18 g碳,吸收b kJ的热量。(热量数据为25℃、101.3 kPa条件下)写出该反应的热化学方程式 。
(7)在Fe和Cu的混合物中加入一定量C的最高价氧化物的水化物稀溶液,充分反应后,剩余金属m1g;再向其中加入稀硫酸,充分反应后,金属剩余 m2g 。下列说法正确的是 。
a.加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中肯定都有Cu2+
b.加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中肯定都有Fe2+
c.m1一定大于m2
d.剩余固体m1 g 中一定有单质铜,剩余固体m2 g 中一定没有单质铜
五、实验题
20.I.实验测得0.01mol/L的KMnO4的硫酸溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液等体积混合后,反应速率υ[mol/(L · s)]与反应时间t(s)的关系如图所示。回答如下问题:
(1)该反应的化学方程式:___________________________,
(2)0→t2时间段内反应速率增大的原因是:______________,
(3)t2→t时间段内反应速率减小的原因是:____________________________________,
(4)图中阴影部分“面积”表示t1→t3时间里___________________。
A.Mn2+物质的量浓度的增大 B.Mn2+物质的量的增加
C.SO42-物质的量浓度 D.MnO4-物质的量浓度的减小
II.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如下图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如上图甲可观察__________________,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:如上图乙所示,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。图中仪器A的名称为___________,实验中需要测量的数据是______________________________。
(3)加入0.01mol MnO2粉末于60mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体体积和时间的关系如图所示。设放出气体的总体积为V mL。
①放出V/3 mL气体时所需时间为___________min。
②该H2O2溶液的浓度为____________________。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为______>_____>_____>_____。
参考答案
1.B
【解析】
【详解】
A.液态水变成水蒸气,是物理变化中的汽化,是吸热过程,故A错误;
B.酸碱发生中和反应时放出热量,是放热过程,故B正确;
C.弱酸电离时吸收热量,是吸热过程,故C错误;
D.NH4Cl晶体与Ba(OH)2?8H2O混合搅拌发生反应吸收热量,是吸热过程,故D错误;
答案选B。
2.C
【解析】
试题分析:A、反应为放热的氧化还原反应,可作为原电池的反应,故错误;B、反应为放热的氧化还原反应,能做原电池反应,故错误;C、反应为中和反应,不是氧化还原反应,不能做原电池反应,故正确;D、反应放热,是氧化还原反应,能做原电池反应,故错误。
考点:原电池工作的原理
3.A
【解析】
试题分析:A、镀锌铁中,金属铁作正极,是被保护的电极,比普通铁片更耐腐蚀,A正确;B、镀锡铁中,金属铁作负极,是被腐蚀的电极,比普通铁片更易腐蚀,B错误;C、镀铅铁中,金属铁作负极,是被腐蚀的电极,比普通铁片更易腐蚀,C错误;D、镀铜铁中,金属铁作负极,是被腐蚀的电极,比普通铁片更易腐蚀,D错误;选A。
考点:考查金属的腐蚀与防护。
4.A
【解析】
试题分析:放电时负极流出的电子通过外电路流入正极,电子带负电,则内电路中的阴离子从正极移向负极、阳离子从负极移向正极,故A错误;乙醇发生氧化反应,失去电子,所含碳元素的化合价升高,故B正确;酸性条件下氧气发生还原反应,得到电子,根据电子、电荷和原子守恒原理,故C正确;C2H5OH+3O2 =2CO2 +3H2O~12e-,则n(e-)转移=12×0.2 mol,阳极反应式为2Cl-—2e-=Cl2↑,根据电子守恒原理,则n(Cl2)= n(e-)转移/2=12×0.2 mol/2=1.2mol,V(Cl2)= 1.2mol×22.4L/mol=26.88L,故D正确。
考点:考查燃料电池的工作原理和电解饱和食盐水的原理,主要涉及内电路中质子移动的方向、负极和正极、电极反应式的判断,以及电子守恒法的应用。
5.C
【解析】
【分析】
饱和食盐水从a口进入,在出口变为稀食盐水,则可以推出Cl-在左侧电极放电,则该电极为阳极,所以M为电源的正极;同理,稀氢氧化钠溶液从b口进入,在出口变为浓氢氧化钠溶液,说明OH-在右侧电极生成,则该电极为阴极,所以N为电源的负极。
【详解】
A. 饱和食盐水从a口进入,在出口变为稀食盐水,则可以推出Cl-在左侧电极放电,则该电极为阳极,所以M为电源的正极,A错误;
B. 氯化钠在水中,本身在水的作用下发生电离,不需要通电,B错误;
C. Cl-在左侧放电,所以出口c收集的物质是Cl2,C正确;
D. 右侧电极为阴极,该处产生OH-,则通电一段时间后,OH-浓度增大,所以pH增大,D错误;
故合理选项为C。
【点睛】
在不知道阴极、阳极的情况下,需要将题目中的装置图仔细分析,从而判断出阴极和阳极。
6.C
【解析】
【详解】
A.图像中横坐标是B2的起始量,B2浓度越大,反应速率越快,所以反应速率aB.增大B2的起始量,平衡右移,AB3物质的量越大,所以达到平衡时,AB3物质的量大小关系为c>b>a,B错误;
C.若T2>T1,由图像可知T2时AB3体积分数大于T1时AB3体积分数,说明正反应是吸热反应,C正确。
D. B2的起始浓度越大,达平衡时A2转化率越大,所以达到平衡时A2的转化率大小为:c>b>a,D错误;
故选C。
【点睛】
增大一种反应物的量,另一反应物转化率提高,它本身的转化率降低。
7.D
【解析】
【详解】
A. 工业制硫酸中,在矿石处理阶段,将矿石粉碎再煅烧,可以增大反应物的接触面积,加快化学反应速率,故A正确;
B. 当其他条件不变时,加入催化剂可以降低反应的活化能,加快化学反应速率,故B正确;
C. 当其他条件不变时,升高温度可以增大活化分子数目和百分数,加快化学反应速率,故C正确;
D. H2(g)+I2(g) 2HI(g)为反应前后等体积的可逆反应,缩小容器体积,压强增大,c(I2)增大,但平衡不移动,所以I2的物质的量不变,故D错误,答案选D。
8.A
【解析】分析:标准燃烧热定义:在101kpa下,1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧产物有严格规定,如:C—CO2(g),H—H2O(l),N—N2(g),S—SO2(g),Cl—HCl(aq)。
详解:A、符合标准燃烧热定义定义,因此A正确。??
B、水的状态是气态,因此B错误;
C、氢气的物质的量是2mol,因此C错误;
D、水的状态是气态,因此D错误;故本题选A。
9.C
【解析】
【详解】
在恒温恒容下,充入2molA和1molB与充入0.6molA、0.3molB和1.4molC达到平衡后,C的体积分数为W%,说明两个平衡为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边,应该满足:n(A)=2mol、n(B)=1mol,则:0.6mol+×2=2mol,解得:x=2,另外,对于反应前后气体的计量数之和相等的反应,物质的投料呈相同比例时也是等效平衡,所以x=3也是正确的,所以x可能为2或3,故选C。
【点晴】
本题考查化学平衡计算、等效平衡等,题目难度中等,理解等效平衡规律为解答本题的关键,如:1、恒温恒容条件下,若反应前后气体体积不等,按化学计量数转化一边,对应物质满足等量;若反应前后气体体积相等,按化学计量数转化一边,对应物质满足等比;2、恒温恒压条件下,按化学计量数转化一边,对应物质满足等比即可;选项C为易错点,注意反应前后气体体积相等时的等效平衡的情况。
10.B
【解析】试题分析:A.由于发生是从正反应方向开始的,所以开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零,正确;B.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,因此正反应速率逐渐减小,逆反应的速率逐渐增大,最后当正反应与逆反应的速率相等时反应达到了平衡,但是不可能减小为零。错误。C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,当增大到与正反应速率相等时,反应就达到了平衡状态而最后保持恒定,正确。D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,当达到平衡时,正反应速率与逆反应速率相等且都保持恒定,正确。
考点:考查可逆反应的正反应速率与逆反应的速率的关系的知识。
11.B
【解析】
试题分析:由于不能确定改变的条件,所以当平衡正向移动时生成物的百分含量不一定增加,但产量一定是增加的。同样反应物的转化率也不一定增大,反应物浓度也不一定减小。平衡向正反应方向移动,说明正反应速率一定大于逆反应速率,而催化剂不能改变平衡状态,所以正确的答案选B。
考点:影响化学平衡的因素
点评:改变影响平衡移动的一个因素,平衡总是向减弱这种改变的方向移动。
12.D
【解析】A. 充电时,将钠离子转化为单质钠,发生还原反应,是电解池的阴极,所以应与外接电源的负极相连,故A错误;B. 二甲醚易挥发,所以温度不能过高,故B错误;C. 充电时,该装置为电解池,电解池中阳离子向阴极移动,所以钠离子向阴极移动,故C错误;D. 放电时正极发生还原反应,二氧化碳中的碳原子得电子生成单质碳,电极反应式为:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C,故D正确;答案选D。
13.D
【解析】
【分析】
反应热ΔH=生成物总能量-反应物总能量,而反应物或生成物的总能量与物质的状态有关,反应吸收或放出的热量多少与反应物的量有关。
【详解】
A项:1molS(s)完全燃烧放热297.2kJ,因固体汽化吸热,则1molS(g)完全燃烧放出的热量大于297.2kJ,A项正确;
B项:硫燃烧反应是放热反应,则生成物[1 molSO2(g)]所具有的能量低于反应物[1molS(s)+1molO2(g)]所具有的总能量,B项正确;
C项:1molS(s)完全燃烧放热297.2kJ,则0.5molS(s)(16g)燃烧放热148.6kJ,C项正确;
D项:不论O2是否过量,S(s)燃烧只生成SO2,D项错误。
本题选D。
14.A
【解析】
试题分析:A.电池放电时,正极发生还原反应,由总方程式可知,Mo3S4为正极,被还原,电极反应为Mo3S4+2xe-+xMg2+═MgxMo3S4,故A正确;B.原电池工作时,阳离子向正极移动,故B错误;C.充电时,Mg为阴极,被还原,电极反应为:xMg2++2xe-═xMg,故C错误;D.电池充电时,阳极反应为MgxMo3S4-2xe-═Mo3S4+xMg2+,故D错误;故选A。
考点:考查了原电池和电解池的工作原理的相关知识。
15.D
【解析】
【详解】
A.纯锌的反应速率不如粗锌,因为随着反应的进行,纯锌表面会有覆盖Zn2+,与H+离子相斥,会阻止H+继续与Zn反应,故A错误;
B.浓硫酸和纯锌反应生成二氧化硫,不能用浓硫酸,故B错误;
C.稀硫酸和稀盐酸相比较,盐酸易挥发,生成的氢气不纯,应用稀硫酸较好,故C错误;
D.而粗锌中由于有杂质,杂质会与Zn形成原电池,能让Zn表面的Zn2+迅速转移,使锌能迅速继续与H+反应,故D正确。
故选D。
16.D
【解析】
【详解】
A.反应的△H与热化学反应方程式中各物质的计量数成正比,与平衡的移动无关,故A错误;
B. 由反应:C(s,石墨)=C(s,金刚石)?? △H=+1.9kJ/mol可知石墨所具有的总能量较金刚石更低,说明石墨更稳定,故B错误;
C.因生成物中水的状态为气态,则氢气的燃烧热不等于241.8kJ/mol,故C错误;
D. 在热化学反应中:C(s)+O2(g)=CO2(g)?? △H1,C(s)+1/2O2(g)=CO(g)?? △H2,前者为碳完全燃烧,后者为不完全燃烧,前者放出的热量多,后者放出的热量少,则有△H1<△H2<0,故D正确;
答案选D。
【点睛】
焓是一种状态函数,只与始末状态有关,而与过程无关。因此可逆反应也好,非可逆反应也好,反应的焓变只由反应前后的物质组成和体积决定,在相同条件下,只要反应物和生成物的物质的量和状态相同,则反应的焓变就是一个定值,而与可逆反应的限度无关。
17.Ⅰ.(1)50%(2)1(3)2(4)C
Ⅱ.(2)①小于 ②不变 ③不能确定
【解析】
试题分析:Ⅰ.(1)乙容器中,A参加反应的物质的量=(1-0.5)mol/L×1L=0.5mol,根据A和B的关系式知,参加反应的B的物质的量也是0.5mol,则B的转化率=×100%=50%。
(2)甲容器反应达到平衡后,c(A)=0.78 mol?L-1,A的转化率=×100%=61%,乙容器中,A参加反应的物质的量=(1-0.5)mol/L×1L=0.5mol,A的转化率=×100%=50%,即压强越大,A的转化率越高,所以正反应为气体体积减小的反应,则x=1。
(3)反应达到平衡时,乙容器中c(A)=c(B)=c(C)=0.5 mol?L-1,T℃时,该反应的平衡常数K==2。
(4)A.向平衡后的乙容器中充入惰性气体氦气,气体的浓度不变,平衡不发生移动,所以c(A)不变,A错误;B.将乙容器单独升温,平衡逆向移动,A的体积分数增大,更大于甲容器中A的体积分数,B错误;C.若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,则达到平衡时A的转化率比不加前增大,所以平衡时甲容器中0.78 mol?L-1<c(A)<1.56 mol?L-1,C正确。答案选C。
Ⅱ.(2)①由图表分析判断,随温度升高,二氧化碳转化率减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向是放热反应,a小于0故;
②催化剂对化学平衡没有影响,所以加入催化剂,平衡不移动,反应反应热不变;
③氢气和二氧化碳物质的量比值增大,可以是增加氢气,也可能为减小二氧化碳,所以二氧化碳转化率增大,但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小。
考点:考查化学平衡的计算;化学平衡的影响因素等
18. (1)① p2>p1 ② 减小 (2)① 大于 0.001 0 0.36 ②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.160 mol·L-1,c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1,K2==1.28 ③逆反应 将反应容器的体积减小一半,即增大压强,当其他条件不变时,增大压强,平衡向气体物质化学计量数减小的方向移动,即向逆反应方向移动
【解析】(1)①已知2NO(g)+O2(g)?2NO2(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p2>p1;故答案为:p2>p1;
②由图象可知,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;
(2)①随温度的升高,混合气体的颜色变深,化学平衡向正反应方向移动,即△H>0;0~60s时段,N2O4浓度变化为:0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L,v(N2O4)= =0.0010mol?L-1?s-1,K===0.36,故答案为:>;0.0010mol?L-1?s-1;0.36;
②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.160 mol·L-1,c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1,K2==1.28,故答案为:=1.28;
③反应容器的容积减少一半,压强增大,正反应方向气体体积增大,增大压强向着气体体积减小的方向移动,故答案为:逆反应;将反应容器的体积减小一半,即增大压强,当其他条件不变时,增大压强,平衡向气体物质化学计量数减小的方向移动,即向逆反应方向移动。
19.(1)第二周期第ⅥA族(1分)
(2)Cl-> O2-> Al3+(2分)
(3)H2O > H2S(1分)
(4)(1分) 极性共价键(1分)
(5)酸性(1分) NH4++ H2ONH3·H2O + H+(2分)
(6)3C(s) + Al2O3(s) + N2(g) =" 2AlN(s)" + 3CO(g) △H=" +2b" kJ/mol(3分)
(7)b、c(2分)
【解析】
试题分析:(1)A是地壳中含量最高的金属元素,则A是Al元素,所以B、C、D、E分别是C、N、O、Cl,则D元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族;
(2)A、D、E的离子分别是Al3+、O2-、Cl-,其中Al3+、O2-的电子层结构相同,核电荷数大的离子半径小,则铝离子的半径小于氧离子,二者都比Cl-少一层电子,所以氯离子的半径最大,则三种离子的半径的大小顺序是Cl-> O2-> Al3+;
(3)与O元素同主族且相邻的元素是S元素,因为O元素的非金属性大于S,所以水的稳定性大于硫化氢,H2O>H2S;
(4)含10个电子的O的氢化物是H2O,该分子释放1个电子,则带1个单位的正电荷,形成阳离子,所以该阳离子电子式为;该离子中存在H与O之间形成的极性共价键;
(5)N的氢化物是氨气,E的最高价氧化物的水化物为高氯酸,是强酸,氨气与高氯酸反应生成高氯酸铵,因为铵根离子水解,使溶液呈酸性,所以铵根离子水解的离子方程式是NH4++ H2ONH3·H2O + H+;
(6)根据题意,每生成1molAlN,消耗18g碳,说明AlN与C的系数之比为1:18/12=2:3,所以C与氧化铝、氮气在高温下反应生成AlN和CO,所以该反应的热化学方程式是3C(s) + Al2O3(s) + N2(g) =" 2AlN(s)" + 3CO(g) △H=" +2b" kJ/mol;
(7)N的最高价氧化物的水化物是硝酸,Fe、Cu与硝酸均反应,Fe的还原性比Cu强,所以Fe先反应,则剩余固体中一定有Cu,可能含有Fe;再向其中加入稀硫酸,则溶液中相当于存在硝酸,所以固体继续溶解,质量减小,则m1>m2;最后还有固体剩余,说明酸不足,则Fe被氧化为亚铁离子,所以加入稀硫酸前后一定都有亚铁离子,而反应前后不一定含有铜离子,剩余固体中一定都有单质Cu,所以答案选bc。
考点:考查元素推断,元素化合物性质的判断
20.I.(1)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4= K2SO4+ 2MnSO4+ 10CO2↑+ 8H2O。
(2)反应放热,溶液温度升高,化学反应速率加快。
(3)反应物浓度下降,导致反应速率降低。
(4)AD。
II.(1)消除阴离子不同对实验的干扰。
(2)分液漏斗。测量的数据是产生40mL气体所需的时间。
(3)①1min。
②0.09mol/L。
③D>C>B>A。
【解析】
【详解】
I.(1)KMnO4具有强氧化性,将H2C2O4氧化成CO2,自身被还原成Mn2+,根据得失电子守恒、原子守恒,反应的化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4= K2SO4+ 2MnSO4+ 10CO2↑+ 8H2O。
(2)0→t2时间段内反应速率增大的原因是:反应放热,溶液温度升高,化学反应速率加快。
(3)t2→t时间段内反应速率减小的原因是:反应物浓度下降,导致反应速率降低。
(4)图中阴影部分“面积”表示t1→t3时间里反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增大,答案选AD。
II.(1)H2O2分解生成O2,所以图甲定性观察产生气泡的快慢得出结论。图甲的两支试管中加入的催化剂是FeCl3和CuSO4,两种催化剂的阴、阳离子都不同,不能确定是阴离子不同引起的还是阳离子不同引起的,将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理的理由是:消除阴离子不同对实验的干扰。
(2)图中仪器A的名称为分液漏斗。实验时均以生成40mL气体为准,实验中需要测量的数据是产生40mL气体所需的时间。
(3)①根据图像放出气体的总体积为60mL,放出20mL气体时所需时间为1min。
②H2O2完全分解放出标准状况下60mL的O2,根据2H2O22H2O+O2↑,n(H2O2)=2n(O2)=2×=0.00536mol,c(H2O2)=0.00536mol÷0.06L=0.09mol/L。
③图像的斜率越大反应速率越快,则A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为:D>C>B>A。