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选修4化学反应原理期中测试(解析版)
第I卷(选择题)
一、单选题(共50分)
1.(本题2分)下列图示变化为吸热反应的是
A.
B.
C.
D.
2.(本题2分)充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为QkJ。完全吸收它生成的CO2气体生成正盐,需5mol·L-1的KOH溶液100mL,则丁烷的燃烧热为
A.16QkJ·mol-1
B.8QkJ·mol-1
C.4QkJ·mol-1
D.2QkJ·mol-1
3.(本题2分)工业制硫酸中的反应:2SO2+O22SO3,等量的反应物在两个容器中反应,并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若平衡时甲容器中SO2的百分含量p%,则平衡时乙容器中SO2的百分含量
A.等于p%
B.大于p%
C.小于p%
D.无法判断
4.(本题2分)在298K、100kPa时,已知:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)
△H1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
△H2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)
△H3
则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是:
A.△H3=△H1+2△H2
B.△H3=△H1+△H2
C.△H3=△H1-2△H2
D.△H3=△H1-△H2
5.(本题2分)中和热是在稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成1
mol液态水时放出的热量,中和热为57.3
kJ·mol
-1。下列热化学方程式中正确的是
( )
A.HNO3(aq)+KOH(aq)=
H2O(l)+KNO3(aq) ΔH>-57.3
kJ·mol-1
B.HNO3(aq)+NH3·H2O(aq)=H2O(l)+NH4NO3(aq) ΔH=-57.3
kJ·mol-1
C.CH3COOH(aq)+KOH(aq)=H2O(l)+CH3COOK(aq) ΔH<-57.3
kJ·mol-1
D.CH3COOH(aq)+NH3?H2O(aq)=H2O(l)+CH3COONH4(aq)
ΔH>-57.3kJ·mol-1
6.(本题2分)下列说法中正确的是(
)
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时,
反应为吸热反应
C.为了提高煤的利用率,常将煤气化或直接液化后燃烧。煤气化或直接液化属于物理变化
D.反应产物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,ΔH>0
7.(本题2分)下列说法正确的是
A.所有的放热反应都能在常温常压下自发进行
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属放热反应
C.天然气燃烧时,其化学能全部转化为热能
D.反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
8.(本题2分)已知:P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g)
ΔH=akJ·mol-1
P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g)
ΔH=
bkJ·mol-1
P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为ckJ·mol-1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2ckJ·mol-1
下列叙述正确的是(
)
A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔH
C.Cl-Cl键的键能kJ·mol-1
D.P-P键的键能为kJ·mol-1
9.(本题2分)有一化学平衡:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图表示A的转化率同压强、温度的关系,分析图象可以得出的正确结论是
A.正反应是放热反应,m+n>p+q
B.正反应是放热反应,m+n<p+q
C.正反应是吸热反应,m+n<p+q
D.正反应是吸热反应,m+n>p+q
10.(本题2分)肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1
mol化学键所需的能量(kJ):N≡N键为942、O=O键为500、N—N键为154,则断裂1
mol
N—H键所需的能量(kJ)是( )
A.194
B.391
C.516
D.658
11.(本题2分)对于可逆反应
2AB3(g)
A2(g)
+
3B2(g)
;
ΔH>0,下列图像正确的是
A.
B.
C.
D.
12.(本题2分)关于化学平衡常数的叙述正确的是
A.增大反应浓度,平衡常数随之增大
B.两种物质反应,化学方程式的书写方式不同,平衡常数不变
C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
D.浓度商Qc
<
K,υ正
<
υ逆
13.(本题2分)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,以C表示的平均速率v(C)=0.25mol?L-1?min-1,下列说法正确的是( )
A.反应速率?
B.该反应方程式中,
C.2min时,A的物质的量为
D.2min时,A的转化率为
14.(本题2分)已知反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)
ΔH>0设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法正确的是
A.低温下能自发进行
B.高温下能自发进行
C.低温下不能自发进行,高温下能自发进行
D.任何温度下都不能自发进行
15.(本题2分)根据v?t图分析外界条件改变对可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g)
ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示:
可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是
A.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度
B.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
C.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
16.(本题2分)X、Y、Z三种气体,取X和Y按1:1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z
,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则Y的转化率最接近于(
)
A.33%
B.40%
C.50%
D.65%
17.(本题2分)某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和
2molB进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则下列说法正确的是(
)
A.该反应的化学平衡常数表达式是
K=
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.增加
B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
18.(本题2分)反应:L(s)+aG(g)bR(g)达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如图所示:图中压强p1>p2,x轴表示温度,y轴表示平衡时混合气体中G的体积分数。据此可判断( )
①上述反应是放热反应
②上述反应是吸热反应
③a>b
④a<b
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
19.(本题2分)将4
mol
A气体和2
mol
B气体在2
L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A
(g)
+B
(g)=2C
(g)若经2
s后测得C的浓度为0.6
mol/L,现有下列几种说法,其中正确的是
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3
mol/
(L?s)
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
mol
(L?s)
③反应达到平衡时,A、B、C的反应速率一定相等
④反应达到平衡时,A、B、C的物质的量均不再变化
A.①③
B.②③
C.①④
D.③④
20.(本题2分)在一真空容器中充入2molSO2和1molO2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在一定条件下达到平衡时,SO2的转化率为85%。若在同一容器中,在相同温度下向容器中充入SO3,欲使达到平衡时,各成分的体积分数与上述平衡相同,则起始时SO3的物质的量和达到平衡时SO3的转化率为(
)
A.2mol85%
B.1mol42.5%
C.2mol15%
D.1mol30%
21.(本题2分)温度为T1时,向容积为2
L
的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应:CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
?H
=
-41
kJ/mol。数据如下,下列说法不正确的是
容器
甲
乙
反应物
CO
H2O
CO
H2O
起始时物质的量(mol)
1.2
0.6
2.4
1.2
平衡时物质的量(mol)
0.8
0.2
a
b
A.甲容器中,平衡时,反应放出的热量为16.4
kJ
B.T1时,反应的平衡常数K甲
=
1
C.平衡时,乙中CO的浓度是甲中的2倍
D.乙容器中,平衡时CO的转化率约为75%
22.(本题2分)一定条件下,在密闭恒容容器中,能表示反应X(g)+2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(
)
①X、Y、Z的物质的量之比是1:2:2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成nmolZ,同时生成2nmolY
A.①②
B.①④
C.②③
D.③④
23.(本题2分)爱动脑筋的重庆一中化学组张郭根老师幻想着,假如存在A-F六种物质在一定条件下能按如图所示能量循环图进行相互转换,则下列说法中错误的是(
)
A.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
B.ΔH7=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH5=ΔH7-ΔH4-ΔH6
D.│ΔH1+ΔH2+ΔH3│=│ΔH4+ΔH5+ΔH6│
24.(本题2分)等质量的铁与过量的盐酸在不同的试验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到图甲,则曲线a、b、c、d所对应的试验组别是(
)
组别
c(HCl)(mol·L-1)
温度(℃)
铁的状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
粉末状
4
2.5
30
粉末状
A.3-4-2-1
B.1-2-4-3
C.4-3-2-1
D.1-2-3-4
25.(本题2分)恒温下,物质的量之比为2∶1的SO2和O2的混合气体在容积为2
L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应为放热反应),n(SO2)随时间变化关系如下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
n(SO2)/mol
0.20
0.16
0.13
0.11
0.08
0.08
下列说法正确的是(
)
A.当容器中气体的密度不变时,该反应达到平衡状态
B.该反应进行到第3分钟时,逆反应速率小于正反应速率
C.从反应开始到达到平衡,用SO3表示的平均反应速率为0.01
mol/(L·min)
D.容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为5∶4
第II卷(非选择题)
二、计算题(共10分)
26.(本题10分)依据事实,写出下列反应的热化学方程式及填空。
(1)0.25molC2H5OH完全燃烧生成液态水时放出341.7kJ热量,则表示C2H5OH燃烧热的热化学方程_________。
(2)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94kJ热量_________。
(3)已知0.5
molCH4与0.5mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2,吸收了akJ热量_________。
(4)1.5
L1.0mol/LH2SO4溶液与3.0L1.0
mol/L
NaOH溶液完全反应,放出171.9kJ的热量,表示其中和热的热化学方程式_________。
(5)已知CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。写出CH3OH(l)不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式_________。
(6)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1___ΔH2(填“>”“<”或“=”,下同)。
(7)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1___ΔH2。
①P4(s,白磷)+5O2(g)=
2P2O5(s) ΔH1
②4P(s,红磷)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2
(8)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
已知:
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q1
kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH1=-Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH2=-Q3
kJ·mol-1
若使46
g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出热量为________kJ。
三、填空题(共24分)
27.(本题8分)在2
L密闭容器内,t℃时发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(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)=0.02
mol·L-1·min-1
d.v(H2)=0.00
l
mol·L-1·s-1
(4)下列表述能作为反应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=2v(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
28.(本题16分)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如下表:
700
℃
900
℃
K1
1.47
2.15
K2
2.38
1.67
反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH,平衡常数K,则ΔH=________(用ΔH1和ΔH2表示),K=________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图1所示:
①该条件下反应的平衡常数为________;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0
mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为________
mol·L-1。
②下列措施中能使平衡常数增大的是________(填序号)。
A.升高温度
B.增大压强
C.再充入一定量的CO2
D.再加入一定量铁粉
(3)对于可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图2。
①从图中看到,反应在t2时达平衡,在t1时改变了某种条件,改变的条件可能是________。
A.升温
B.增大CO2浓度
C.使用催化剂
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO,t4~t5时间段反应处于新平衡状态,请在图上画出t3~t5的v(逆)变化曲线_______。
四、综合题(共16分)
29.(本题16分)Ⅰ.能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
已知:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5
kJ·mol-1
H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH2=-241.8
kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283.0
kJ·mol-1
则煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH=____________________。
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198
kJ·mol-1。
(1)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母),其判断理由是____________。
(2)在一定温度下,向2.0
L固定容积的密闭容器中充入2
mol
H2和1
mol
CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
时间/min
0
20
40
80
100
n(H2)/mol
2.0
1.4
0.85
0.4
—
n(CO)/mol
1.0
—
0.425
0.2
0.2
n(CH3OCH3)/mol
0
0.15
—
—
0.4
n(H2O)/mol
0
0.15
0.2875
0.4
0.4
①0~20
min的平均反应速率v(CO)=__________________mol·L-1·min-1;
②达到平衡时,H2的转化率为__________________;
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=______________________;
④能表明该反应达到平衡状态的是________(填序号);
A
CO的转化率等于H2O的产率
B
混合气体的平均相对分子质量不变
C
v(CO)与v(H2)的比值不变
D
混合气体的密度不变
⑤在上述温度下,向平衡后的2
L容器中再充入0.4
mol
H2和0.4
mol
CH3OCH3(g),则化学平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。
参考答案
1.A
【解析】
A.图中反应物的总能量较低生成物的总能量较高,则该反应为吸热反应,故A正确;
B.图中反应物的总能量较高生成物的总能量较低,则该反应为放热反应,故B错误;
C.浓硫酸溶于水放热,但过程中没有发生化学变化,不符合题意,故C错误;
D.活泼金属与酸的反应是放热反应,不符合题意,故D错误;
答案选A。
2.A
【解析】
n(KOH)=0.1L×5mol/L=0.5mol,则由CO2+2KOH=K2CO3+H2O可知,n(CO2)=0.25mol,则n(C4H10)=×n(CO2)=×0.25mol=mol,放出的热量为QkJ,所以1mol丁烷完全燃烧放出的热量为16QkJ。
答案选A。
【点睛】
本题考查燃烧热的计算,根据生成的二氧化碳的物质的量计算丁烷的物质的量是解题的关键。本题中要注意生成的正盐为碳酸钠,碳酸氢钠为酸式盐。
3.C
【解析】
先假定甲、乙的体积都不变,达到平衡后再保持乙的压强不变。此反应是气体体积减小的反应,因此,待等体积达平衡后,欲保持乙的压强不变,就需要缩小体积,缩小体积时,甲相对于乙的压强减小,平衡逆向移动,所以,若平衡时甲容器中SO2的百分含量p%,则乙的SO2的转化率将小于甲的,即小于p%,故选C。
4.A
【解析】
①2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H1
②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H2
③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3
则由盖斯定律可知,反应③=①+2×②,△H3=△H1+2△H2,故选A。
5.D
【解析】
A.HNO3和KOH分别是强酸和强碱,当其反应生成1mol水时,放出的热量即为57.3kJ/mol,故反应热△H应等于?57.3?kJ/mol,故A错误;
B.NH3·H2O是弱碱,电离吸热,故当NH3·H2O与HNO3生成1mol水时,放出的热量小于57.3?kJ,则反应热△H应大于?57.3?kJ/mol,故B错误;
C.CH3COOH是弱酸,电离吸热,故当CH3COOH与KOH生成1mol水时,放出的热量小于57.3?kJ,则反应热△H应大于?57.3?kJ/mol,故C错误;
D.NH3·H2O是弱碱,CH3COOH是弱酸,电离吸热,故当CH3COOH与NH3·H2O生成1mol水时,放出的热量小于57.3?kJ,则反应热△H应大于?57.3?kJ/mol,故D正确;
答案选D。
6.D
【解析】
任何化学反应都伴随能量都变化,A不正确。B中应该是放热反应,B不正确。煤企划或液化都是化学变化,C不正确,所以正确的答案选D。
7.D
【解析】
A、判断一个反应能否自发进行,是根据△G判断,而不是看条件,如放热熵减小的反应,高温下不能自发进行,A错误;
B、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属吸热反应,B错误;
C、天然气燃烧时化学能并不全部转化为热能,还有光能等,C错误;
D、反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,D正确;
答案选D。
8.C
【解析】
A、不同物质中P-Cl的键能不同,无法与P-P的键能比较,故A错误;
B、PCl5的状态为固态,与已知反应状态不同,无法求算,故B错误;
C、②式减去①式,消去了P4,可得4Cl2(g)+4PCl3(g)=4PCl5(g)
?H=(b-a)kJ?mol?1,把键能带入?H的表达式可得:4(Cl-Cl)+4×3×1.2kJ?mol?1-4×5c
kJ?mol?1=(b-a)kJ?mol?1,得出E(Cl-Cl)=(b-a+5.6c)/4kJ?mol?1,故C正确;
D、①式×5减去②式×3,消去了Cl2,可得2P4(g)+12PCl5(g)=20PCl3(g)
?H=(5a-3b)kJ?mol?1,
把键能代入?H的表达式可得:2×6(P-P)+12×5c
kJ?mol?1-20×3×1.2c=(5a-3b)kJ?mol?1,得出E(P-P)=(5a-3b+12c)/12
kJ?mol?1,故D错误;
答案选C。
9.D
【解析】
由图可知,压强相同时,温度越高A的转化率越大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应;作垂直横轴的线,由图可知,温度相同,压强越大A的转化率越大,说明增大压强,平衡向正反应方向移动,故正反应为气体物质的量减小的反应,即m+n>p+q,答案选D。
10.B
【解析】
根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3=2752
kJ/mol-534
kJ/mol=2218
kJ/mol,化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,设断裂1
mol
N―H键所需的能量为X,旧键断裂吸收的能量:154+4X+500=2218,解得X=391,故选项B正确。
11.D
【解析】
A.
升高温度,正逆反应速率均增大,但该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,因此v(正)>v(逆),A项错误;
B.
升高温度,平衡正向移动,AB3(g)的含量减小,反应达到平衡状态的时间缩短,B项错误;
C.
增大压强,平衡逆向移动,AB3(g)的含量增大,升高温度,平衡正向移动,AB3(g)的含量减小,C项错误;
D.
增大压强,平衡逆向移动,AB3(g)的含量增大,温度升高,平衡正向移动,AB3(g)的含量减小,D项正确;
答案选D。
12.C
【解析】
A.平衡常数只与温度有关,所以增大反应浓度,平衡常数应该不变,A错误;
B.化学方程式的书写方式不同,例如方程式系数变化,反应的平衡常数一定改变,B错误;
C.正、逆反应的反应物和生成物正好相反,所以正、逆反应的平衡常数互为倒数,C正确;
D.浓度商Qc
<
K时,反应应该向正反应方向进行,所以υ正
>
υ逆,D错误;
答案选C。
13.C
【解析】
A、根据题意得v(D)=0.5mol/L÷2min=0.25
mol·L-1·min-1,则根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知v(B)=1/2v(D)=0.125
mol·L-1·min-1,A错误;
B、根据题意得v(D)=0.5mol/L÷2min=0.25
mol·L-1·min-1,以C表示的平均速率v(C)=0.25mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知x=2,B错误;
C、2min时,D的物质的量是0.5mol/L×2
L=1mol,所以消耗A、B的物质的量分别是1.5mol、0.5mol,设A、B起始物质的量均为y,则剩余A、B的物质的量分别是y-1.5mol、y-0.5mol,根据c(A):c(B)=3:5,解得(y-1.5mol)/(y-0.5mol)=3:5,解得y=3mol。所以2min时,A的物质的量为3mol-1.5mol=1.5mol,C正确;
D、A的转化率为1.5mol/3mol×100%=50%,D错误;
答案选C。
14.D
【解析】
已知反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)
ΔH>0,由物质的聚集状态可知△S<0,则△H-T△S>0,可见反应任何温度下都是不能自发进行,故合理选项是D。
15.D
【解析】
t2时正、逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,排除A、C项;t4时正、逆反应速率均减小,平衡逆向移动,可以是减小压强;t6时正反应速率大于逆反应速率,逆反应速率瞬时不变,平衡正向移动,所以是增大反应物浓度,D项符合。故选D。
16.D
【解析】
假设X和Y物质的量为1mol,达到平衡时消耗X物质的量为amol,则:
X+2Y2Z
起始量(mol)1
1
0
转化量(mol)a
2a
2a
平衡量(mol)1-a
1-2a
2a
根据题意有:(1-a+1-2a):2a
=3:2
,a=,Y的转化率=×100%=67%,最接近65%,
答案选D。
17.B
【解析】
A、可逆反应3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)的平衡常K=,选项A错误;
B、达到平衡,测得生成1.6mol
C,由方程式可知,参加反应的B的物质的量为1.6mol×=0.8mol,故B的转化率为40%,选项B正确;
C、该反应正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,即向右移动,化学平衡常数只受温度影响,增大压强平衡常数不变,选项C错误;
D、增加B的浓度增大,平衡向正反应移动,A的转化率增大,B的转化率降低,选项D错误;
答案选B。
18.D
【解析】
由图象曲线的变化特点可知,升高温度,G的体积分数减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,说明该反应的正方向为吸热反应;增大压强,G的体积分数增大,则平衡向生成G的方向移动,说明a<b,故选D。
19.C
【解析】
分析:①根据化学反应速率V=,及化学反应速率之比等化学计量数之比;②根据化学反应速率V=,及化学反应速率之比等化学计量数之比;③根据反应达到平衡状态时,同种物质正逆反应速率相等但不等于0;④根据反应达到平衡状态时,各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化。
详解:①用C表示的反应的平均速率为V===0.3mol/(L因化学反应速率之比等化学计量数之比,所以用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol/(L故①正确;
②用C表示的反应的平均速率为V===0.3mol/(L因化学反应速率之比等化学计量数之比,所以用物质B表示的反应的平均速率为0.15mol/(L故②错误;
③根据反应达到平衡状态时,同种物质正逆反应速率相等但不等于0,故③错误;
④根据反应达到平衡状态时,因平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,故④正确;
所以C选项是正确的。
20.C
【解析】
在相同的温度下,使平衡时各成分的百分含量相同,说明两平衡是等效平衡;按化学计量转化到一边,对应成分的物质的量相同,根据方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,2molSO2和1molO2完全转化,可得n(SO3)=n(SO2)=2mol,故从SO3开始进行反应,达相同的平衡状态,需要SO3的物质的量为2mol;;从SO2和O2起始达平衡时,SO2的转化率为85%,SO2转化的n(SO2)=2mol×85%=1.7mol,由硫元素守恒可知据平衡时n(SO3)=n(SO2)=1.7mol,所以从SO3开始进行反应,达相同的平衡状态,SO3的物质的量相同为1.7mol,转化的SO3的物质的量为2mol?1.7mol=0.3mol,SO3转化率为;
答案为C。
21.D
【解析】
A.
甲容器中平衡时,消耗的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol,根据反应CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
?H
=
-41
kJ/mol,可知平衡时放出热量为:41
kJ/mol×0.4mol=16.4
kJ,故A正确;
B.
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
起始(mol)
1.2
0.6
0
0
转化(mol)
0.4
0.4
0.4
0.4
平衡(mol)
0.8
0.2
0.4
0.4
在T1达到平衡状态时甲容器中,c(CO)=0.4mol/L,c(H2O)=0.1mol/L,c(CO2)=0.2mol/L,c(H2)=
0.2mol/L,则该温度下反应的平衡常数K甲
=
0.2×0.2/0.4×0.1=1,故B正确;
C.
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)为气体体积不变的反应,压强不影响化学平衡,则甲、乙互为等效平衡,达到平衡时反应物转化率相等,则0.8/1.2=a/2.4,解得a=1.6,故C正确;
D.根据C项可知a=1.6,乙容器中,平衡时CO的转化率为×100%≈33%,故D错误;
故选D。
22.C
【解析】
①X、Y、Z的物质的量之比是1:2:2,不能说明各物质的量不变,不能说明反应达到平衡状态,①错误;
②X、Y、Z的浓度不再发生变化,各组分的含量不变,能说明反应达到平衡状态,②正确;
③该反应前后气体的总体积发生变化,故当容器中的压强不再发生变化,能说明反应达到平衡状态,③正确;
④Z、Y的化学计量数相同,故单位时间内生成nmolZ,同时生成nmolY,能说明反应达到平衡状态,④错误;
答案选C。
23.B
【解析】
A.
根据上述分析得知,根据题中图像得知,,ΔH7=ΔH4+ΔH5+ΔH6,故ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,A正确;
B.
根据上述分析得知,根据题中图像得知,,B错误;
C.根据题中图像得知,ΔH7=ΔH4+ΔH5+ΔH6,则ΔH5=ΔH7-ΔH4-ΔH6,C正确;
D.
因此根据题中图像得知,,ΔH7=ΔH4+ΔH5+ΔH6,则
│ΔH1+ΔH2+ΔH3│=│ΔH4+ΔH5+ΔH6│,D正确;
答案选B。
24.A
【解析】
由表中数据可知,第3组反应温度最高,速率最快;2、4组相比,盐酸的浓度、反应温度相同,但4中铁呈粉末状,所以速率4>2;第1组温度低、浓度小,铁的固体颗粒大,所以反应速率最慢。在坐标图中,相同温度下,反应速率a>b>c>d。将图与表对照,可得出曲线a、b、c、d所对应的试验组别分别为3-4-2-1,故选A。
25.B
【解析】
A.容器内气体密度不再发生变化,容器容积不变,气体的总质量不变,所以气体的密度始终不变,因此密度不能作为判断平衡状态的依据,故A错误;
B.根据表中数据可知反应进行到第3分钟时没有达到平衡状态,反应向正反应方向进行,则逆反应速率小于正反应速率,故B正确;
C.由表格数据可知,4min时达到平衡,消耗二氧化硫为0.20mol-0.08mol=0.12mol,即生成SO3为0.12mol,浓度是0.06mol/L,则用SO3表示的平均反应速率为0.06mol/L÷4min=0.015
mol/(L?min),故C错误;
D.开始SO2和O2的物质的量分别为0.2mol、0.1mol,由表格数据可知平衡时SO2、O2、SO3的物质的量分别为0.08mol、0.04mol、0.12mol,由压强之比等于物质的量之比可知,达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为(0.08+0.04+0.12)/(0.2+0.1)=4:5,故D错误;
答案选B。
26.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1366.8
kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.28
kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH=+2a
kJ/mol
H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)
ΔH=-443.5
kJ/mol
=
<
Q3―3Q2―Q1
【解析】
(1)0.25molC2H5OH完全燃烧生成液态水时放出341.7kJ热量,则1molC2H5OH完全燃烧生成液态水时放出热量为341.7kJ×4=1366.8
kJ,因此表示C2H5OH燃烧热的热化学方程为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1366.8
kJ/mol。
(2)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94kJ热量,则12g碳即1mol碳与水蒸气反应生成CO和H2,需吸收的热量为10.94kJ×12=131.28
kJ,所以热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.28
kJ/mol。
(3)已知0.5
molCH4与0.5mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2,吸收了akJ热量,则1
molCH4与1
mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2,吸收的热量为2akJ,所以热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH=+2a
kJ/mol。
(4)1.5
L1.0mol/LH2SO4溶液与3.0L1.0
mol/L
NaOH溶液完全反应,放出171.9kJ的热量,其中生成水是3mol,则中和热为-=-57.3kJ/mol,因此表示其中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ/mol。
(5)已知CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,则①CO(g)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=-283.0
kJ/mol,②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-726.5
kJ/mol,根据盖斯定律可知②-①得到CH3OH(l)不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)
ΔH=-443.5
kJ/mol。
(6)反应热与反应条件没有关系,只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关系,因此同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,则ΔH1=ΔH2。
(7)已知:①P4(s,白磷)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1,②4P(s,红磷)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2,依据盖斯定律①-②即得到P4(s,白磷)=4P(s,红磷)ΔH=ΔH1-ΔH2,又因为常温时红磷比白磷稳定,这说明白磷的总能量高于红磷的,所以ΔH=ΔH1-ΔH2<0,则ΔH1<ΔH2。
(8)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
已知:①C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q1
kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) ΔH1=-Q2kJ·mol-1
③C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH2=-Q3
kJ·mol-1
依据盖斯定律①-③+②×3即得到C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(Q1+3Q2-Q3)
kJ·mol-1。若使46
g液态无水酒精(1mol)完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出热量为(Q3―3Q2―Q1)kJ。
27.70%
0.09mol/(L·min)
a>c=d>b
bc
【解析】
(1)上述反应在第5min时,消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.06mol=0.14mol,则N2的转化率为0.14mol/0.20mol×100%=70%;
(2)0~2
min内消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.08mol=0.12mol,根据方程式可知消耗氢气是0.36mol,浓度是0.18mol/L,则用H2表示从0~2
min内该反应的平均速率v(H2)=0.18mol/L÷2min=0.09mol/(L·min);
(3)如果都用氢气表示其反应速率,则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知a~d分别是(mol·L-1·min-1)0.075、0.03、0.06、0.06,所以该反应进行快慢的顺序为a>c=d>b;
(4)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,则
a.反应速率v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2不能说明反应达到平衡状态,a错误;
b.各组分的物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡状态,b正确;
c.混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明反应达到平衡状态,c正确;
d.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此混合气体的密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,d错误;
e.单位时间内生成n
mol
N2的同时,生成3n
mol
H2,均表示逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,e错误;
f.v(N2)消耗=2v(NH3)消耗,不满足正逆反应速率相等,没有达到平衡状态,f错误;
g.单位时间内3mol
H-H键断裂的同时2mol
N-H键也断裂,不满足正逆反应速率相等,没有达到平衡状态,g错误;
答案选bc。
28.ΔH1-ΔH2
吸热
2.0
A
AC
【解析】
(1)已知①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH1,②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g) ΔH2,据盖斯定律,①-②得CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),则ΔH=ΔH1-ΔH2,平衡常数K=;由图表可知,K1随温度的升高而增大,K2随温度升高而减小,则K随温度升高而增大,说明正反应吸热,故答案为ΔH1-ΔH2;;吸热;
(2)①据图分析可知,平衡时二氧化碳和CO的浓度分别为0.5
mol/L和1
mol/L,则平衡常数K===2.0;若CO2的起始浓度为2.0
mol·L-1,据方程式可知,反应的二氧化碳的浓度与生成CO浓度相等,设生成CO为x
mol/L,则平衡时二氧化碳浓度为(2.0-x)
mol/L,K===2.0,x=,平衡时二氧化碳浓度=2.0-=mol/L,故答案为2.0;;
②A、该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向进行,平衡常数增大,故A正确;
B、增大压强,平衡不移动,温度不变,平衡常数不变,故B错误;
C、充入一定量CO2,CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,但温度不变,平衡常数不变,故C错误;
D、再加入一定量铁粉,平衡不移动,温度不变,平衡常数不变,故D错误;
故答案为A;
(3)①A、升温,正、逆反应速率突然增大,随着反应的进行,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,最后不变,故A符合;
B、增大CO2的浓度,正反应速率突然增大,逆反应速率瞬间不变,故B不符合;
C、使用催化剂,正、逆反应速率突然增大,随着反应的进行,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,最后不变,故C符合;
故答案为AC;
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO,逆反应速率减小,正反应速率瞬间不变,平衡向着正向移动,随着反应的进行,生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,最后不变(比t2时要小),变化如下图所示:,故答案为。
29.+131.3
kJ·mol-1
a
正反应放热,温度升高平衡常数减小
0.0075
80%
2500
B
向右
【解析】
Ⅰ.①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5
kJ·mol-1
②H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH2=-241.8
kJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283.0
kJ·mol-1
根据盖斯定律,①―②―③得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH=+131.3
kJ·mol-1。
Ⅱ.
(1)4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198
kJ·mol-1,升高温度平衡逆向移动,K值减小,能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为a;
(2)①在0~20
min内Δn(CO)=Δn(H2)/2=0.5×(2.0
mol-1.4
mol)=0.3
mol,v(CO)=Δc(CO)/Δt=0.15mol/L÷20
min=0.0075
mol·L-1·min-1。
②平衡时,Δn(H2)=2.0
mol-0.4
mol=1.6
mol,则转化率α(H2)=1.6mol/2mol×100%=80%。
③根据化学反应:
4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始浓度(mol/L)
1.0
0.5
0
0
转化浓度(mol/L)
0.8
0.4
0.2
0.2
平衡浓度(mol/L)
0.2
0.1
0.2
0.2
K==2500。
④A、CO的转化率和H2O的产率表示的都是正反应方向,不能说明v正=v逆,A项错误;
B、混合气体的平均相对分子质量=m/n,在反应过程中气体的总质量不变、总物质的量是变量,则平均相对分子质量是变量,若平均相对分子质量不变说明反应已达到平衡,B项正确;
C、v(CO)与v(H2)的比值不变,不能说明v正=v逆,故不能表明该反应达到平衡状态,C项错误;
D、混合气体的密度ρ=m/V,因为混合气体总质量不变,容器容积V不变,故密度始终不变,D项错误。
⑤Qc==312.5<2500,化学平衡向右移动。
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