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文档简介
武汉市部分重点中学2021~2022学年度下学期期中联考高一化学试卷试卷满分:100分可能用到的相对原子质量:O-16Si-28一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。1.下列说法正确的是A.SO2和SiO2都是酸性氧化物,均不能和任何酸反应B.硫、氮、硅三种元素在自然界中既存在游离态,又存在化合态C.利用硅的半导体性能制作芯片,因此高纯硅广泛应用于信息技术D.Fe2+和NO一定不能大量共存【1题答案】【答案】C【解析】【详解】A.SO2和SiO2都是酸性氧化物,SO2能与HNO3反应,SiO2能与HF反应,A项错误;B.硫、氮两种元素在自然界中既存在游离态、又存在化合态,Si元素在自然界中只以化合态存在,主要以硅酸盐和氧化物的形式存在,B项错误;C.Si单质的导电性介于导体与绝缘体之间,利用其半导体性能可制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片,因此高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域,C项正确;D.只有在酸性条件下表现氧化性,与Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存,D项错误;答案选C。2.“空气变面包,氨功不可没”。下列说法正确的是A.NH3易溶于水,故液氨可用作制冷剂B.氨气是碱性气体,故可用CaCl2干燥NH3C.氨遇到浓盐酸、浓硫酸都会发生反应,产生白烟D.合成氨是人工固氮重要途径【2题答案】【答案】D【解析】【详解】A.氨气易液化,且气化时吸收大量的热,因此可作制冷剂,A错误;B.氨气是碱性气体,但能与氯化钙反应生成配位化合物,不可用氯化钙干燥,B错误;C.氨气遇浓盐酸生成白烟(氯化铵),而浓硫酸难挥发,不能与氨产生白烟,C错误;D.合成氨是通过人工方法,使游离态的氮转化为化合态,合成氨是人工固氮重要途径,D正确;答案选D。3.用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)能实现的是选项气体abAH2S稀H2SO4FeSBSO2浓H2SO4Na2SO3CNO2浓HNO3铁片DNH3浓氨水CaOA.A B.B C.C D.D【3题答案】【答案】B【解析】【详解】A.H2S与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥,A错误;B.浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫不与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥,B正确;C.铁片和浓硝酸常温下发生钝化,故不能制取二氧化氮气体,C错误;D.氨气与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,D错误;答案选B。4.科学生产中蕴藏着丰富的化学知识。化学改善人类的生活,创造美好的世界。下列生产、生活情境中涉及的原理错误的是选项生产生活情境原理A太阳能电池板被广泛应用利用SiO2的光电性质B葡葡酒中通常添加少量SO2既可以杀菌,又可以防止营养成分被氧化C世博停车场安装催化光解设施,可处理汽车尾气中CO和NOxNOx和CO发生反应生成无毒气体D“明如镜、声如磬”的瓷器,可由黏土经高温烧结而成主要化学成分是硅酸盐A.A B.B C.C D.D【4题答案】【答案】A【解析】【详解】A.太阳能电池板被广泛应用,利用的是硅可以做半导体的特性,A错误;B.葡葡酒中添加少量SO2,二氧化硫有还原性,作抗氧化剂,既可以杀菌,又可以防止营养成分被氧化,B正确;C.安装催化光解设施,CO和NOx在催化作用下可反应生成无毒的二氧化碳和氮气,减少污染物的排放,C正确;D.瓷器由黏土经高温烧结而成,是传统硅酸盐产品,主要化学成分是硅酸盐,D正确;答案选A。5.下列有关实验操作或结论的叙述中,正确的是A.SO2尾气处理可用澄清石灰水替代NaOH溶液B.SO2通入含酚酞的NaOH溶液中红色褪去,是因为SO2具有漂白性C.SO2通入紫色石蕊试液,先变红后褪色D.向某溶液中先加足量稀盐酸无明显现象,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中一定含有SO【5题答案】【答案】D【解析】【详解】A.石灰水的浓度较小,且亚硫酸钙为难溶物,因此用澄清的石灰水吸收尾气,不如氢氧化钠吸收的彻底、完全,吸收效果较差,故A错误;B.二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,与漂白性无关,故B错误;C.二氧化硫为酸性氧化物,则SO2通入紫色石蕊试液,溶液变红,但二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,溶液不褪色,故C错误;D.先加足量稀盐酸无明显现象,可排除银离子等干扰,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀为硫酸钡,可知溶液中一定含有SO,故D正确;故选:D。6.下列实验描述正确的是A.浓硫酸能使纸张变黑,这是因为纸张中的纤维素是碳水化合物,浓硫酸吸收了其中的水分B.S在足量O2中燃烧可生成SO3C.分别装有浓H2SO4、浓硝酸的试管,在空气中久置,质量均增加D.标准状况下,用一充满氨气的干燥烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后(假设溶液不外溢),烧瓶内氨水的物质的量浓度为mol/L【6题答案】【答案】D【解析】【详解】A.浓硫酸滴到纸张上,纸张变黑,是因为浓硫酸可以使纸张(纤维素)中的氢、氧元素按氢、氧原子个数比2:1脱去,从而使纸张炭化,体现了浓硫酸的脱水性,A错误;B.S在足量O2中燃烧生成二氧化硫,B错误;C.浓硫酸有吸水性,在空气中久置,质量增加,浓硝酸具有挥发性,在空气中久置,质量减少,C错误;D.氨气极易溶于水,溶液体积等于氨气体积,设氨气体积为22.4L,则溶液的体积为22.4L,标准状况下22.4L氨气的物质的量为:=1mol,故所得溶液的物质的量浓度为:=mol/L,D正确;答案选D。7.已知反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),起始时向某恒容密闭容器中通入1molNO2和2molS18O2,下列有关说法正确是A.S18O2的物质的量不可能为0.8molB.SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,说明该反应达到平衡C.容器内气体的平均相对分子质量不变时,说明达到了平衡状态D.若将NO2的量改为2mol,反应速率增大是因为增加了活化分子百分数【7题答案】【答案】A【解析】【详解】A.若S18O2的物质的量为0.8mol,则其反应了1.2mol,根据反应的化学方程式可知,反应的NO2也应为1.2mol,但其总量只有1mol,则S18O2的物质的量不可能为0.8mol,故A正确;B.可逆反应中,正逆反应同时发生,则18O会进入NO2、SO2、SO3、NO中,当SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;C.该反应中,气体的总物质的量不变,气体的质量也不变,由可知,容器内气体的平均相对分子质量始终不变,因此容器内气体的平均相对分子质量不变时,不能说明达到了平衡状态,故C错误;D.增大NO2的量,反应物浓度增大,活化分子数增加,反应速率加快,但活化分子的百分数不变,故D错误;答案选A。8.下列装置或操作能达到目的的是A.只用装置①的仪器可以测定生成氢气的速率(mL/s)B.装置②可依据褪色快慢来比较浓度对反应速率的影响C.装置③进行中和反应反应热的测定实验时,测过盐酸的温度计要用水清洗后再测量碱溶液的温度D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响【8题答案】【答案】C【解析】【详解】A.装置①中长颈漏斗底端没有液封,生成的气体会从长颈漏斗口逸出,不能准确测定生成氢气的速率,A错误;B.装置②中高锰酸钾浓度不一样,颜色深浅不一样,单位时间内颜色变化对比不易观察,应保证高锰酸钾溶液浓度一样,草酸浓度不一样,B错误;C.装置③进行中和反应反应热的测定实验时,测过盐酸的温度计要用水清洗后再测量碱溶液的温度,若用沾有盐酸的温度计再测碱液的温度,会使酸、碱反应而造成测量的温度有误差,C正确;D.装置④中温度、浓度都不同,无法判断温度对反应速率的影响,D错误;答案选C。9.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是A.加热①时,上部汇集了NH4Cl固体,此现象与碘升华实验原理相似B.加热②时,溶液红色变浅,可证明氨气的溶解度随温度的升高而减小C.加热③时,溶液红色褪去,冷却后又变红色,体现SO2的漂白性D.三个“封管实验”中所涉及到的化学反应均为可逆反应【9题答案】【答案】B【解析】【详解】A.加热氯化铵分解,遇冷化合生成氯化铵,则加热①时,上部汇集了NH4Cl固体,此过程中发生了化学变化,而碘升华的过程属于物理变化,原理不相似,A错误;B.加热可降低氨气的溶解度,则加热②时,溶液红色变浅,可证明氨气的溶解度随温度的升高而减小,B正确;C.二氧化硫与品红化合生成无色物质,无色物质加热后又发生分解,所以加热③时,溶液变为红色,冷却后又褪色,体现SO2的漂白性,C错误;D.可逆反应的反应条件相同,氨气与水反应为可逆反应,题中实验分别在加热条件下和冷却后进行,不完全是可逆反应,D错误;答案选B。10.下列离子方程式或化学方程式正确的是A.足量SO2通入少量NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O=HSO+HClOB.存放氢氧化钠溶液不能用磨口玻璃塞:2OH-+SiO2=H2O+SiOC.铁与硫混合加热:2Fe+3SFe2S3D.铜与稀硝酸反应:Cu+4H++NO=Cu2++NO2↑+2H2O【10题答案】【答案】B【解析】【详解】A.足量SO2通入少量NaClO溶液中,发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:SO2+ClO-+H2O=SO+Cl-+2H+,A错误;B.存放氢氧化钠溶液不能用磨口玻璃塞,因为二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为:2OH-+SiO2=H2O+SiO,B正确;C.硫的氧化性弱,铁与硫混合加热生成硫化亚铁,C错误;D.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,D错误;答案选B。11.NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是A.标准状况下,22.4LNO和11.2LO2混合,生成物中含有NA个分子B.加热条件下,含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2的分子数等于0.1NAC.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol,NA个N2和4NA个H2充分反应放出92.4kJ的热量D.标准状况下,33.6LNO2溶于水,转移电子数为NA【11题答案】【答案】D【解析】【详解】A.标准状况下,22.4LNO的物质的量为1mol,11.2LO2的物质的量为0.5mol,根据可知,混合生成1molNO2,由于存在,生成物中含有的分子数小于NA,故A错误;B.铜与稀硫酸不反应,含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量铜反应,随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐降低,变为稀硫酸后不再反应,因此生成的SO2分子数小于0.1NA,故B错误;C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为可逆反应,不能彻底进行,放出的热量小于92.4kJ,故C错误;D.标准状况下,33.6LNO2的物质的量为1.5mol,NO2与水发生反应,根据反应的方程式可知,1.5molNO2转移1mol电子,数目为NA,故D正确;答案选D。12.下列有关热化学方程式的叙述中,正确的是A.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同B.S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1;S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH2。则ΔH1>ΔH2C.S(s,正交)=S(s,单斜)ΔH=+0.33kJ/mol,单斜硫比正交硫稳定D.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH,则ΔH代表甲烷的燃烧热【12题答案】【答案】B【解析】【详解】A.反应条件与反应热无关,则同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同,故A错误;B.S(g)→S(s)放热,即S(g)具有的能量高,所以S(g)+O2(g)=SO2(g)放出的热量更多,由于焓变是负值,则△H1>△H2,故B正确;C.焓变为正,为吸热反应,正交硫的能量低,则正交硫更稳定,故C错误;D.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,生成的水必须为液态,故甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH,则ΔH代表甲烷的燃烧热,故D错误;
故选:B。13.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是①反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在2L的密闭容器中进行,1min后,NH3减少了0.12mol,则1min末的化学反应速率为v(NO)=0.06mol·L-1·min-1②H2(g)+S(s)H2S(g)恒压下充入He,化学反应速率不变③增大压强,一定能加快化学反应速率④一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,为减缓反应速率,可向其中加入CH3COONa溶液⑤煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以加快反应速率⑥用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率⑦光是影响某些化学反应速率的外界条件之一A.①②⑦ B.①②⑤ C.④⑤⑦ D.③④⑥【13题答案】【答案】C【解析】【详解】①反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在2L的密闭容器中进行,1min后,NH3减少了0.12mol,则1min内的化学反应速率为v(NO)==0.06mol·L-1·min-1,应为平均速率,①错误;②H2(g)+S(s)H2S(g)恒压下充入He,容器体积增大,参与反应各气体浓度减小,化学反应速率减小,②错误;③增大压强,如没有气体参与反应,则不能加快化学反应速率,③错误;④一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,加入CH3COONa溶液,醋酸根离子与氢离子结合生成醋酸分子,氢离子浓度降低,化学反应速率减慢,④正确;⑤煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以增大反应物接触面积,加快反应速率,⑤正确;⑥用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,若改用98%的浓硫酸,铁与浓硫酸常温下发生钝化,⑥错误;⑦光是影响某些化学反应速率的外界条件之一,如氯气和氢气在光照条件下可发生反应,⑦正确;综上分析,正确的为④⑤⑦,答案选C。14.某温度下,在容积为2L的密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)ΔH=-QkJ/mol(Q>0),12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.4mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是A.前2s内,A的平均反应速率为0.15mol/(L·s)B.化学计量数之比a:c=3:1C.12s后,B的消耗速率等于C的消耗速率D.12s内,A和B反应放出的热量为0.2QkJ【14题答案】【答案】D【解析】【详解】A.前2s内,A反应了0.8mol/L-0.5mol/L=0.3mol/L,则,故A正确;B.12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.4mol,,,则a:c=0.6mol/L:0.2mol/L=3:1,故B正确;C.12s后,反应达到平衡,正、逆反应速率相等,则B的消耗速率等于C的消耗速率,故C正确;D.由图可知,a:b=(0.8mol/L-0.2mol/L):(0.5mol/L-0.3mol/L)=3:1,由B项的分析可知,a:c=3:1,该反应的方程式为:3A(g)+B(g)C(g),由反应可知3molA参加反应时放热QKJ,12s内反应A的物质的量为(0.8mol/L-0.2mol/L)×2L=1.2mol,根据反应的方程式可知,1.2molA反应放出热量0.4QkJ,故D错误;答案选D。15.铁与不同密度硝酸溶液反应时,还原产物百分比与硝酸密度的关系如图所示,下列说法错误的是A.其他条件相同,铁与足量密度为1.23g/mL的硝酸反应,还原产物主要为NOB.一定量的铁粉与足量密度为1.36g/mL的HNO3反应,得到气体2.24L(标准状况),则参加反应的硝酸的物质的量为0.3molC.足量铁与一定量密度为1.36g/mL的硝酸反应,反应的化学方程式始终为:2Fe+6HNO3=2Fe(NO3)2+NO↑+NO2↑+3H2OD.硝酸的密度越大,其还原产物中高价态的成分所占比例越多【15题答案】【答案】C【解析】【详解】A.由图示可知,其他条件相同时,铁与足量密度为1.23g/mL硝酸反应,还原产物主要为NO,约占80%,A正确;B.由图示可知,一定量的铁粉与足量密度为1.36g/mL的HNO3反应,还原产物为等物质的量的NO和NO2,反应的化学方程式为:4Fe+18HNO3=4Fe(NO3)3+3NO↑+3NO2↑+9H2O,2.24L(标准状况)气体的物质的量为0.1mol,则生成一氧化氮、二氧化氮各0.05mol,由方程式可知,生成0.05molNO消耗硝酸0.3mol,B正确;C.足量铁与一定量密度为1.36g/mL的硝酸反应,随着反应进行,硝酸密度减小,一氧化氮含量升高,二氧化氮含量降低,生成的一氧化氮和二氧化氮的物质的量不再相等,C错误;D.从图中可以看出,硝酸密度较低时,还原产物中铵根离子的物质的量分数大,铵根离子中氮元素化合价为-3价,在硝酸密度较高时还原产物中NO2的物质的量分数大,二氧化氮中氮元素化合价为+4价,硝酸密度越大,其还原产物中高价态的成分所占比例越多,D正确;答案选C。二、非选择题:本题共4小题,共55分。16.下图为工业制高纯硅的流程示意图。回答下列问题:(1)原料石英砂可用浓NH4Cl溶液浸泡除杂,实验室检验某溶液中存在NH4+的操作与现象为_______。(2)制粗硅的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。(3)流化床反应器中可能得到产物SiCl4。SiCl4遇水会发生水解反应生成两种酸,该反应的化学方程式为_______。(4)还原炉中的化学反应方程式为_______。(5)用1吨含二氧化硅80%的石英矿,整个制备提纯过程硅元素损失了4%,最终获得高纯硅的质量为_______吨(结果保留小数点后两位)。【16题答案】【答案】(1)取少量溶液于试管中,加入浓的氢氧化钠溶液,并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察到试纸变蓝,说明溶液中含铵根离子(2)1:2(3)SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl(4)SiHCl3+H2Si+3HCl(5)0.36【解析】【分析】电弧炉中石英砂和焦炭在1600~1800℃下发生氧化还原反应生成硅和一氧化碳,方程式为:SiO2+2CSi+2CO↑,流化床反应器中,生成的粗硅在250~300℃下与氯化氢发生氧化还原反应生成SiHCl3和H2,方程式为:Si+3HClSiHCl3+H2,向还原炉中继续通入氢气,SiHCl3与H2在1100~1200℃下反应生成硅和氯化氢,方程式为:SiHCl3+H2Si+3HCl,从而制得高纯硅。【小问1详解】铵根离子在浓碱液中会转化为氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,因此检验某溶液中存在铵根离子的操作及现象为:取少量溶液于试管中,加入浓的氢氧化钠溶液,并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察到试纸变蓝,说明溶液中含铵根离子。【小问2详解】由分析可知,制粗硅的反应为:SiO2+2CSi+2CO↑,二氧化硅中硅元素化合价降低为氧化剂,单质碳中碳元素化合价升高为还原剂,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为:1:2。【小问3详解】SiCl4遇水发生水解反应生成两种酸,分别为硅酸和盐酸,反应的化学方程式为:SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl。【小问4详解】由分析可知,还原炉中的化学反应方程式为:SiHCl3+H2Si+3HCl。小问5详解】依据硅原子守恒可知,最终获得高纯硅的质量为:1t80%(1-4%)≈0.36t。18.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常见的化学试剂。实验室制备Na2S2O3溶液的装置如下图(部分装置省略,C中Na2SO3过量):回答下列问题:(1)仪器a的名称是_______。(2)装置A制取SO2的反应中,利用了浓硫酸的_______性。(3)装置B的作用是_______。(4)装置C中的反应分两步,第一步通入SO2后溶液中SO浓度明显增大,则第一步反应的离子方程式为_______;第二步反应方程式为S+Na2SO3=Na2S2O3。当观察到装置C中出现_______的现象,说明反应已完全。(5)将放射性的同位素35S单质与非放射性的Na2SO3溶液一起加热煮沸,可得Na2S2O3。若将所得Na2S2O3酸化,又可得到放射性的35S沉淀和逸出无放射性的气体SO2。下列说法正确的是_______(填标号)。A.两种硫原子之间未发生交换作用B.在Na2S2O3内部2个硫原子不等价C.在Na2S2O3内部2个硫原子等价D.在合成Na2S2O3时,放射性硫作氧化剂(6)处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为_______(填标号)。【18题答案】【答案】(1)分液漏斗(2)强酸(3)安全瓶,防止倒吸(4)①.2S2-+3SO2=2SO+3S↓②.溶液由浑浊变澄清(5)ABD(6)d【解析】【分析】装置A中亚硫酸钠与浓硫酸反应制备二氧化硫,装置B用作安全瓶、防止倒吸,生成的二氧化硫在装置C中先与硫化钠反应生成硫单质,硫单质再与亚硫酸钠反应生成硫代硫酸钠。【小问1详解】仪器a的名称为分液漏斗。【小问2详解】装置A中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,利用了强酸制弱酸的原理,体现了70%浓硫酸的强酸性。【小问3详解】由装置图可知,装置B的作用是安全瓶,防止倒吸。【小问4详解】由第二步反应可知,第一步生成了单质硫,为二氧化硫与硫化钠反应生成亚硫酸钠和硫,反应的离子方程式为:2S2-+3SO2=2SO+3S↓;因为第一步反应生成了硫,硫不溶于水,表现为沉淀,因此判断装置C中反应已完全的方法是:溶液由浑浊变澄清。【小问5详解】35S单质与非放射性的Na2SO3反应得到Na2S2O3,酸化时,生成的放射性35S只在沉淀中,说明2个硫原子不等价,它们没有发生交换作用,依据Na2S2O3的结构和氧化还原反应规律分析,Na2S2O3中的35S为-2价,非放射性的S为+6价,故在合成Na2S2O3时,放射性的35S作氧化剂,答案选ABD。【小问6详解】处理尾气是吸收多余的二氧化硫,应用氢氧化钠溶液,同时还要防止倒吸,a中处于密封状态,二氧化硫不能顺利进入氨水中,b装置试剂错误、也不能防倒吸,c中浓硫酸和二氧化硫不反应,答案选d。20.合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,德国化学家F.Haber因合成氨而获得诺贝尔奖。合成氨反应热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol,则该反应逆反应的活化能为_______kJ/mol。(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ/molH2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol则NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(l)△H=_______kJ/mol。(3)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应,测得各组分浓度随时间变化如图所示。
①表示c(H2)变化的曲线是_______(填“曲线A”“曲线B”或“曲线C”)。②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=_______mol·L-1·min-1。③下列能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。A.容器中混合气体的密度不随时间变化B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键D.3v正(H2)=2v逆(NH3)(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态):
①该过程中含氮的中间产物有_______种(填数字)。②活化能最大的那一步基元反应方程式为_______。③下列说法正确的是_______(填标号)。A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。B.催化剂参与反应,但不改变合成氨反应的△HC.催化剂和升温都能降低反应的活化能,加快合成氨的反应速率D使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数,加快合成氨反应速率【20题答案】【答案】(1)418.4(2)-292.5(3)①.曲线B②.③.BC(4)①.2②.N2(ad)+3H2(ad)=N2H2(ad)+2H2(ad)③.AB【解析】【小问1详解】反应为放热反应,故逆反应活化能为326kJ/mol+92.4kJ/mol=418.4kJ/mol【小问2详解】根据题中条件,可用以下方程式计算:①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H1=-92.4kJ/mol②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ/mol③H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol可得方程式:NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(l)△H==-292.5kJ/mol【小问3详解】图中AB曲线表示反应物,在t0时,△c(A):△c(B)=0.2:0.6=1:3,根据方程式中化学计量数之比N2:H2=1:3,故表示c(H2)变化的曲线是曲线B;根据图中NH3变化可知,0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=mol·L-1·min-1;A.反应开始到平衡时,容器中气体总质量保持不变,容器体积不变,故混合气体的密度保持不变,混合气体密度不随时间变化不能说明该反应达到平衡状态,A项错误;B.由图可知开始时加入的N2、H2量相等,反应开始到平衡时,容器中的n(N2)与n(H2)的比值不断增大,故当容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化时,能说明该反应达到平衡状态,B项正确;C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键时,能说明该反应达到平衡状态,C项正确;D.2v正(H2)=3v逆(NH3)时能说明该反应达到平衡状态,D项错误;答案选BC。【小问4详解】该过程中含氮的中间产物有N2H2(ad)、N2H4(ad);由图可知活化能最大的那一步基元反应方程式为:N2(ad)+3H2(ad)=N2H2(ad)+2H2(ad);A.由图可知反应物总能小于生成物总能,故最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程,A项正确;B.催化剂参与反应,但对反应能量变化无影响,故不会改变合成氨反应的△H,B项正确;C.催化剂降低反应的活化能,加快合成氨的反应速率,升温可以加快合成氨的反应速率,但不会降低反应的活化能,C项错误;D.使用催化剂和能增大活化分子百分数,压缩容器体积加压会增大单位体积活化分子数,但活化分子百分数不变,D项错误;答案选AB。22.硫酸、硝酸均为重要的化工产品,它们的制备工艺流程示意图如下:回答下列问题。(1)若上述过程为工业制硫酸。①若原料A为黄铁矿(主要成分为FeS2)时,设备I中高温煅烧后会生成固体废渣,该废渣的一种用途是_______。②气体B制备气体C可在V2O5催化下进行,该反应的机理分为两步:第一步:V2O5+SO2=2VO2+SO3(快)第二步:_
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