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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年鲁人新版选修4化学上册月考试卷371考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、已知H-H键键能为436kJ/mol,H-N键键能为391kJ/mol,根据化学方程式:N2+3H22NH3,反应1molN2时放出92.4kJ的热量,则N≡N键键能是()A.431kJ/molB.945.6kJ/molC.649kJ/molD.869kJ/mol2、已知H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g);该反应分①;②两步进行,其能量曲线如图所示,已知:ICl中氯为-1价,碘为+1价。下列有关说法正确的是。
A.反应①为吸热反应B.反应①和②均是同种元素间发生的氧化还原反应C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能有关D.HI(g)+ICl(g)I2(g)+HCl(g)△H=-218kJ/mol3、对于可逆反应:A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g)△H<0。下列图像中正确的是A.B.C.D.4、臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)。向甲、乙两个体积都为1.0L的恒容密闭容器中均充入2.0molNO2和1.0molO3,分别在T1、T2温度下,经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(O2)随时间(t)变化情况见下表。下列说法不正确的是。
A.T1<T2B.该反应△H<0C.甲容器在温度为T1时的平衡常数为20mol·L-1D.乙容器中,0~3s内的平均反应速率v(NO2)=0.2mol·L-1·s-15、可逆反应N2+3H22NH3△H<0。有甲、乙两个完全相同的容器,向甲容器中加入1molN2和3molH2,在一定条件下,达平衡时放出的热量为Q1;在相同条件下,向乙容器加入2molNH3,达平衡时,吸收的热量为Q2。已知Q2=3Q1,则甲容器中,H2的转化率为A.10%B.20%C.25%D.40%6、可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g);反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图。下列叙述不正确的是。
A.达平衡后,若升温,平衡左移B.达平衡后,加入催化剂,则C的百分含量不变C.化学方程式中a+b>c+dD.达平衡后,减小A的量有利于平衡向左移动7、将1molA(g)和1molB(g)投入一容积可变的密闭容器中,发生如下可逆反应:A(g)+B(g)xC(g);经测定C在反应混合物中的物质的量分数(C%)与时间(t)符合图Ⅰ所示关系,由此推断下列说法中正确的是。
A.在上述可逆反应中x=3B.其他条件不变,若将起始投入量改为2molA(g)和2molB(g),达到平衡时,C的物质的量分数增大C.在图Ⅱ中若P3>P4,则Y轴可表示混合气体的平均摩尔质量D.在图Ⅱ中,若Y轴可表示A的转化率,则若P348、稀氨水中存在电离平衡NH3·H2ONH4++OH-,下列叙述正确的是A.加水稀释后,溶液中c(H+)减小B.通入少量HCl(g)后,溶液中c(NH4+)减小C.加入少量浓氨水,电离平衡逆向移动D.加入少量NH4Cl固体,溶液的pH减小9、常温下,向20.00mL0.1mol·L-1氨水中滴入0.1mol·L-1盐酸,溶液中由水电离出的c(H+)的负对数[-1gc水(H+)]与所加盐酸体积的关系如图所示,下列说法不正确的是()
A.常温下,Kb(NH3·H2O)约为1×10-5B.b=20.00C.R、Q两点对应溶液均呈中性D.R到N、N到Q所加盐酸体积不相等评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)10、氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题;它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题:
(一)已知①H2O(g)=H2O(1)△H=-44kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g)△H=+1025kJ•mol-1
写出NH3(g)和O2(g)在一定条件下转化为N2(g)与液态水的热化学方程式_________
(二)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1。合成时反应温度控制在500℃,压强是2×l07~5×l07Pa;铁触媒做催化剂。
(1)下列反应条件的控制不能用勒夏特列原理解释的是_________。
A.及时分离出NH3
B.使用铁触媒做催化剂。
C.反应温度控制在500℃左右。
D.反应时压强控制在2×l07~5×l07Pa
(2)一定温度下,将1molN2和3molH2置于一恒定容积的密闭容器中反应,一段时间后反应达到平衡状态。下列说法中正确的是________。
A.单位时间内,有3molH-H生成的同时又6mdN-H断裂;说明反应达到平衡状态。
B.N2和H2的物质的量之比保持不变时;说明反应达到平衡状态。
C.达到平衡状态时;混合气体的平均相对分子质量变大。
D.达到平衡状态后,再充入2molNH3,重新达到平衡后,N2的体积分数变小。
(三)如图表示H2的转化率与起始投料比(n(N2)∶n(H2))、压强的变化关系,则与曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的压强P1、P2、P3从高到低的顺序是_________________;测得B(X,60)点时N2的转化率为50%,则X=________。
(四)一定温度下,将lmolN2和3molH2置于一密闭容器中反应,测得平衡时容器的总压为P,NH3的物质的量分数为20%,列式计算出此时的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度进行计算;分压=总压×体积分数,可不化简)。
(五)以NO原料,通过电解的方法可以制备NH4NO3,其总反应是8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3,写出以惰性材料作电极的阳极反应式:_______________。11、(1)已知在250C、1.013×105Pa下;1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,生成物能量总和________(填“>”;“<”或“=”)反应物能量总和.若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量________570kJ(填“>”、“<”或“=”).
(2)已知在250C、1.013×105Pa下,16gCH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3kJ热量,写出甲烷燃烧热的热化学方程式__________________________.12、在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通如图所示。容器中发生以下反应:N2+3H22NH3(正反应为放热反应)。若反应达平衡后;测得混合气体的体积为7体积,据此回答下列问题:
(1)保持上述反应温度不变,设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积;如果反应达到平衡后混合气体中各物质的体积仍与上述平衡时完全相同,那么:
①若a=1,c=2,则b=____。在此情况下,反应起始时将向______(填“正”或“逆”)反应方向进行。
②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则c的范围是______。
(2)在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为6.5体积,则可采取的措施是______,原因是_____。13、含氮;磷污水过量排放引起的水体富营养化是当前备受关注的环境问题。
(1)氮肥、磷肥都可以促进作物生长。氮、磷元素在周期表中处于同一主族,从原子结构角度分析它们性质相似的原因是_______,性质有差异的原因是_______。
(2)氮的化合物在水中被细菌分解,当氧气不充足时,在反硝化细菌的作用下,细菌利用有机物(又称碳源,如甲醇)作为电子供体,将硝态氮的化合物(含NO3-)连续还原最终生成N2;发生反硝化作用,完成下述反应的方程式:
____+5CH3OH____↑+CO32-+4HCO3-+____________________________
(3)某小组研究温度对反硝化作用的影响。在反应器内添加等量的相同浓度的甲醇溶液,从中取污泥水混合液分置于4个烧杯中,使4个烧杯内的温度不同,将实验数据作图如图。由图像分析产生差异的原因是:_______。
(4)某小组研究浓度对反硝化作用的影响。
①保持其他条件相同,在反应器内添加不等量的甲醇溶液,使4个烧杯碳源浓度依次为183mg•L-1、236mg•L-1、279mg•L-1和313mg•L-1。该小组预测反硝化速率变化的趋势是增大,预测依据是_______。
②碳源为183mg•L-1的污水经过2h的反硝化试验,可使NO3-由15.0mg•L-1降至8.8mg•L-1。已知M(NO3-)=62g•mol-1,NO3-的转化速率是________mol(L•h)-1。14、已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表:。化学式HFHClOH2CO3电离常数6.8×10−44.7×10−8K1=4.3×10−7K2=5.6×10−11
常温下,物质的量浓度相同的三种溶液①NaF溶液②NaClO溶液③Na2CO3溶液,其pH由大到小的顺序是___(填序号)。15、已知常温下H2C2O4的电离平衡常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,反应NH3·H2O+HC2O4-=NH4++C2O42-+H2O的平衡常数K=9.45×104,则NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________。16、甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___________________。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g);甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆)________(正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是____________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由________________________。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t(min)变化如下表:。序号温度01020304050①T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480②T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480③T20.100.0940.0900.0900.0900.090
可以判断:实验①的前20min的平均反应速率ν(H2)=______________;实验温度T1________T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验①______________实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,除去甲醇的离子方程式为___________________________。
17、电化学是研究化学能与电能转换的装置;过程和效率的科学;应用极其广泛。回答下列问题:
(1)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______________(填序号)。
I.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2ΔH<0
II.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH>0
III.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH<0
VI.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH<0
(2)下图容器中均盛有稀硫酸。
①装置A中的能量转化方式是_____________________________;装置C电池总反应为____________________________________________________________。
②装置D中铜电极上观察到的现象_____________________________,溶液中的H+移向_____________(填“Cu”或“Fe”)极附近。
③四个装置中的铁被腐蚀时由快到慢的顺序是______________(填字母)。18、1g氢气完全燃烧生成液态水放出143kJ热量;1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。
(1)写出氢气燃烧的热化学方程式__________
(2)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出热量为__890kJ(填“>”、“<”、“=”)评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)19、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、计算题(共2题,共12分)20、(写出计算步骤)已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g);△H>0请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为多少______?平衡常数?__
(2)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2mol·L-1,a=?;________
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=bmol•L-1,达到平衡后,M的转化率为多少?________21、由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:
“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。为避免0.9mol·L-1FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于______。评卷人得分五、有机推断题(共1题,共4分)22、某温度时,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)A点表示Ag2SO4是_____(填“过饱和”“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)该温度下Ag2SO4的溶度积常数Ksp=_____。(列式带入数据并计算出结果)
(3)现将足量的Ag2SO4固体分别加入:
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。
b.10mL蒸馏水。
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。
则Ag2SO4的溶解程度由大到小的顺序为_____(填字母)。
(4)向Ag2SO4悬浊液中加入足量Na2CrO4固体,可观察到有砖红色沉淀生成(Ag2CrO4为砖红色),写出沉淀转化的离子方程式:_____。评卷人得分六、元素或物质推断题(共1题,共9分)23、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五种短周期元素;其原子序数依次增大。
①W的氢化物与W最高价氧化物对应水化物反应生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高价氧化物对应水化物之间两两反应均可生成盐和水。
③常温下,Q的最高价气态氧化物与化合物X2O2发生反应生成盐乙。
请回答下列各题:
(1)甲的水溶液呈酸性,用离子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M为金属元素,方程式未配平)由上述信息可推测Z在周期表中位置为________________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。写出此反应的离子方秳式_____________________________。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、B【分析】【详解】
设N≡N键键能为x,则故答案为:B。
【点睛】
焓变的计算:①总能量:生成物的总能量-反应物的总能量;②总键能:反应物的总键能-生成物的总键能;③盖斯定律。2、C【分析】【分析】
【详解】
A.根据图示可知反应①的生成物总能量低于反应物总能量;因此反应①为放热反应,故A错误;
B.反应①为H2(g)+2ICl(g)=HI(g)+2HCl(g),氢元素化合价升高失电子,碘元素化合价降低得电子;反应②HI(g)+ICl(g)I2(g)+HCl(g)只涉及碘元素化合价升降得失电子;故B错误;
C.反应①比反应②的速率慢;说明反应①中正反应的活化能较大,反应②中正反应的活化能较小,故C正确;
D.反应①、反应②总的能量变化为218kJ,因此H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)△H=-218kJ/mol;故D错误;
答案选C。3、A【分析】【详解】
A.升高温度;正逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,交叉点后,逆反应速率应该大于正反应速率,A正确;
B.相同温度,增大压强,平衡正向移动,AB3的百分含量增多,相同压强升高温度,平衡逆向移动,AB3的百分含量减小;B错误;
C.该反应是气体体积减小的可逆反应;增大压强,平衡向正反应方向移动,所以B的含量是减小,压强一定升高温度,平衡向逆反应方向移动,B的含量增大,C错误;
D.该反应是放热反应;先拐先平,温度高,D错误;
故选A。4、A【分析】【详解】
A.图表数据可知,甲容器中达到平衡时间短,反应的温度高T1>T2;A错误;
B.图表数据可知;甲容器中达到平衡时间短,反应的温度高,升温平衡向吸热反应方向进行,甲中平衡时氧气的物质的量小于乙容器,则该反应△H<0,B正确;
C.对于甲容器,发生反应2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),反应达到平衡时n(O2)=0.8mol,n(N2O5)=n(O2)=0.8mol,反应消耗n(O3)=0.8mol,消耗n(NO2)=2×0.8mol=1.6mol,所以平衡时n(NO2)=2.0mol-1.6mol=0.4mol,n(O3)=1.0mol-0.8mol=0.2mol,反应容器的容积是1L,所以各种物质的平衡时的物质的量为物质的平衡浓度,则该反应的化学平衡常数K==20;C正确;
D.乙容器中,0~3s内的平均反应速率v(NO2)=2v(O2)=2×=0.20mol/(L·s);D正确;
答案选A。5、C【分析】【详解】
根据题意甲、乙两个容器中的平衡状态是等效的,设甲中氢气的转化率是x,则生成氨气的物质的量是2x,所以在乙容器中分解的氨气是2-2x,则根据Q2=3Q1可知(1-x)×△H=3x×△H,解得x=0.25,答案选C。6、C【分析】【分析】
A.先拐先平衡,数值大,因此在C的百分含量与温度(T)图象中可知T2>T1;升高温度,C的百分含量降低,说明当温度升高时,平衡逆向移动,由此可知该反应为放热反应;
B.加入催化剂;反应速率加快,但平衡不移动;
C.先拐先平衡,数值大,因此在C的百分含量与压强(p)的关系图中可知p1>p2;增大压强,C的百分含量降低,说明增大压强,平衡逆向移动,由此可知该反应为气体体积增大的反应;
D.达到平衡后减小A的量;平衡逆向移动。
【详解】
A.由分析可知;该反应为放热反应,达平衡后,若升高温度,平衡逆向移动,A项正确,不符合题目要求;
B.加入催化剂;反应速率加快,但平衡不移动,因此C的百分含量不变,B项正确,不符合题目要求;
C.由分析可知,该反应为气体体积增大的反应,因此化学方程式中a+b
D.达到平衡后减小A的量;平衡逆向移动,D项正确,不符合题目要求;
答案选C。
【点睛】
表示不同条件下,反应达到平衡的时间快慢、反应速率的快慢以及平衡混合物中某物质的百分含量的关系。解题方法是“先拐先平,数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡,反应速率快,以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。7、C【分析】【详解】
由图1可知,T1时,P2到达平衡的时间短,则速率快,所以P2>P1,压强越大,C%越大,即正方向为体积减小的方向,所以x=1;P2时,T1到达平衡的时间短,则速率快,所以T1>T2,温度越高,C%越小,故正反应为放热反应;即该反应为:A(g)+B(g)C(g)△H<0。A、由以上分析可知x=1,故A错误;B、其他条件不变,由于容积可变,则压强不变,若将起始投入量改为2molA(g)和2molB(g),达到平衡时与原平衡等效,平衡不移动,C的物质的量分数不变,故B错误;C、在图II中Y随温度的升高而降低,已知升高温度平衡逆移,所以气体的物质的量增加,平均摩尔质量减小,故Y轴可以表示混合气体的平均摩尔质量,增大压强平衡正移,平均摩尔质量增大,所以P3>P4,故C正确;D、在图II中Y随温度的升高而降低,已知升高温度平衡逆移,所以A的转化率减小;若增大压强平衡正移,A的转化率增大,所以P3>P4;故D错误;故选C。
【点睛】
本题考查化学平衡图像的分析。理解勒夏特列原理只适用于“单因素”(浓度或温度或压强)改变,分析时应固定一个物理量,分析另一物理量对纵坐标的影响是解题的关键。本题的易错点为B,要注意该容器的容积可变。8、D【分析】【详解】
A、加水促进电离,氢氧根离子的物质的量增大,但溶液体积增大的更多,故氢氧根离子的浓度减小,温度不变,水的离子积常数不变,c(H+)增大;故A错误;
B、通入适量HCl,H+和OH-反应生成水促进NH3•H2O电离,所以溶液中c(OH-)减小、c(NH4+)增大;故B错误;
C;加入少量浓氨水;氨水的浓度增大,电离平衡正向移动,故C错误;
D、加入少量氯化铵晶体,c(NH4+)增大,NH3•H2O电离平衡逆向移动,则c(OH-)减小;pH减小,故D正确;
故选D。9、C【分析】【分析】
还没滴HCl时,溶质为:NH3·H2O,抑制水的电离,c水(H+)﹤10-7,-1gc水(H+)>7;NH3·H2O和HCl反应生成NH4Cl和H2O,二者恰好完全反应时溶质为:NH4Cl,促进水的电离,水的电离程度最大,对应N点;所以R点溶质为:NH4Cl和NH3·H2O,Q点溶质为:NH4Cl和HCl;据此分析解答。
【详解】
A.V(HCl)=0时,溶质为NH3·H2O,此时溶液中的H+全都是由水电离的,所以-1gc(H+)=-1gc水(H+)=11,即c(H+)=10-11,c(OH-)==10-3mol/L,所以Kb(NH3·H2O)==A正确;
B.b=20mL时,HCl的物质的量=NH3·H2O的物质的量,NH3·H2O和HCl恰好完全反应,溶质为NH4Cl,促进水的电离,水的电离程度最大,-1gc水(H+)最小;B正确;
C.R点溶质为:NH4Cl和NH3·H2O,水的电离程度不促进也不抑制,说明该点NH4Cl的水解程度和NH3·H2O的电离程度相等,显中性,Q点溶质为:NH4Cl和HCl;一定显酸性,C错误;
D.R到N,一方面滴加HCl消耗了NH3·H2O的抑制作用,另一方面生成的NH4Cl还直接起到促进水的电离的作用;N到Q,仅仅HCl起到抑制作用,但是R点和Q点水的电离程度是相等的,那么必然有R到N的HCl的体积小于N到Q所加盐酸体积,D正确。
答案选C。
【点睛】
解题时要注意纵坐标的含义:c水(H+)越大,水的电离程度越大,则-1gc水(H+)越小。二、填空题(共9题,共18分)10、略
【分析】【详解】
(一)已知①H2O(g)=H2O(1)△H=-44kJ•mol-1,②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1,③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g)△H=+l025kJ•mol-1,根据盖斯定律,将①×6-②×2-③得:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=(-44kJ•mol-1)×6-(+180.5kJ•mol-1)×2-(+l025kJ•mol-1)=-1650kJ/mol,故答案为4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=-1650kJ/mol;
(二)(1)A.及时分离出NH3;减小了氨气的浓度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,不选;B.使用铁触媒做催化剂,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,选;C.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于氨的合成,反应温度控制在500℃左右是提高反应速率和催化剂的活性,不能用勒夏特列原理解释,选;D.该反应属于气体体积减小的反应,增大压强有利于平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,不选;故选BC;
(2)A.单位时间内,有3molH-H生成的同时必定6mdN-H断裂,不能说明反应达到平衡状态,错误;B.根据方程式,起始是N2和H2的物质的量之比等于化学计量数之比,反应过程中N2和H2的物质的量之比始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态C.反应后,气体的物质的量减小,质量不变,因此达到平衡状态时,混合气体的平均相对分子质量变大,正确;D.达到平衡状态后,再充入2molNH3,相当于增大压强,平衡正向移动,重新达到平衡后,N2的体积分数变小;正确;故选CD;
(三)分析图象变化可知:在投料比一定时,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的氢气的转化率依次降低,因此压强依次减小,故P1>P2>P3;设起始量氢气为x,氮气物质的量为y;根据题意和图像,N2的转化率为50%,H2的转化率为60%;
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)yx0.5y0.6x则0.5y:0.6x=1:3,解得=即X=故答案为P1>P2>P3;
(四)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始(mol)130
反应x3x2x
平衡1-x3-3x2x
则×100%=20%,解得x=mol,NH3的物质的量分数为÷=20%,N2的物质的量分数为20%,H2的物质的量分数为60%,平衡常数Kp=故答案为
(五)根据总反应:8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3,阳极发生氧化反应,一氧化氮失去电子生成硝酸根离子,电极反应式为NO+2H2O-3e-=4H++NO3-,故答案为NO+2H2O-3e-=4H++NO3-。【解析】4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=-1650kJ/molBCCDP1>P2>P32∶5NO+2H2O-3e-=4H++NO3-11、略
【分析】【详解】
(1)1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,说明生成物的总能量小于反应物的总能量;2mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为285×2=570kJ,由液态水变气态水需要吸热,所以2mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出的热量小于570kJ;(2)16gCH4(g)的物质的量为1mol,所以热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ•mol﹣1。
【点睛】
放热反应中生成物的总能量小于反应物总能量,反应放出的热量多少与物质的状态密切相关。由液体变为气体需要吸收热量。【解析】<<CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ•mol﹣112、略
【分析】【详解】
(1)①反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同,恒温恒压条件下,采用极限分析,按化学计量数转化到左边,应满足2体积N2、6体积H2,2体积的氨气完全转化得到1体积氮气、3体积氢气,故1+a=1+1=2,3+b=6,则b=3,所以只要a:b=1:3,由于a=1,则b=3;因反应前混合气体为8体积,反应后混合气体为7体积,体积差为1体积,则平衡时氨气应该为1体积,而在起始时,氨气的体积c=2体积,比平衡状态时大,为达到同一平衡状态,氨的体积必须减小,所以平衡逆向移动,故答案为:3;逆;
②若让反应逆向进行;由上述①所求出的平衡时氨气为1体积,氨气的体积必须大于1体积,最大值则为2体积氮气和6体积氢气完全反应时产生的氨气的体积,即为4体积,则1<c≤4,故答案为:1<c≤4;
(2)平衡后混合气体为6.5体积<7体积,恒压条件下,应是改变温度影响平衡移动,由于正反应为放热反应,且是气体总分子数减小的反应,只能为降低温度,,故答案为:降低温度;6.5<7,上述平衡需向气体体积缩小方向移动,故可采取降温措施。【解析】①.3②.逆③.1<c≤4④.降温⑤.6.5<7,上述平衡需向气体体积缩小方向移动,故可采取降温措施13、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)N和P最外层电子数相同;且都是5个,N和P位于VA族;P原子比N原子多一个电子层,P的原子半径大于N的原子半径,即P和N的性质有差异;
(2)根据信息,NO3-与甲醇反应,生成N2、CO32-、HCO3-和H2O,即NO3-+CH3OH→CO32-+HCO3-+N2↑+H2O,根据化合价升降法进行配平,即6NO3-+5CH3OH3N2↑+CO32-+4HCO3-+8H2O;
(3)NO3-和碳源在反硝化细菌的作用下发生反应,温度对反硝化细菌有影响,因此根据图像分析产生差异的原因是其他条件不变时,温度升高,反硝化菌活性随之增强,对NO3-的降解(或反硝化作用)速率也加快;
(4)①根据问题(2);甲醇是反应物,其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快;
②令溶液的体积为1L,消耗n(NO3-)=(1L×15×10-3mg·L-1-1L×8.8mg·L-1×10-3)/62g·mol-1=1×10-4mol,NO3-的转化速率=1×10-4mol/(1L×2h)=5×10-5mol/(L·h)。
【点睛】
本题难点是氧化还原反应方程式的书写,首先找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,本题氧化还原反应:NO3-+CH3OH→N2↑+CO32-+HCO3-,判断化合价的变化,找出最小公倍数,N2中N的化合价整体降低10价,CH3OH中C显-2价;C的化合价升高6价;
最小公倍数为30,即N2的系数为3,CH3OH系数为5,最后根据原子守恒以及所带电荷数相等配平其他即可。【解析】最外层电子数相同,都是5个P原子比N原子多一个电子层,P的原子半径比N的大6____+5CH3OH3____↑+CO32-+4HCO3-+8____其他条件不变时,温度升高,反硝化菌活性随之增强,对NO3-的降解(或反硝化作用)速率也加快①甲醇是反硝化反应的反应物(还原剂),其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快5×10-514、略
【分析】【分析】
根据盐类水解形成的酸越弱;对应的盐越水解分析。
【详解】
图表中数据分析可知酸性HF>H2CO3>HClO>HCO3-,对应盐的水解程度F-<HCO3-<ClO-<CO32-,常温下,物质的量浓度相同的NaF溶液、NaClO溶液、Na2CO3溶液均水解显碱性,水解程度越大,碱性越强,因水解程度为NaF溶液<NaClO溶液<Na2CO3溶液,则其pH由大到小的顺序是③②①,故答案为:③②①。【解析】③②①15、略
【分析】【分析】
平衡常数只与温度有关,由题意将平衡常数表达式写出,再观察找到K之间的联系。
【详解】
由题意,NH3·H2O+HC2O4-=NH4++C2O42-+H2O的平衡常数K=变形为=带入数据可得9.45×104=解得Kb=1.75×10-5。【解析】1.75×10-516、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:(1)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
根据盖斯定律,①-②+4×③,得甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=﹣442.8kJ∕mol;
(2)①由图可知,600K时,Y点甲醇的转化率大于平衡时的转化率,说明反应逆向进行,则甲醇的υ(逆)____(正),②由图可知,升温,甲醇的平衡转化率增大,说明正向是吸热反应,从Y点到X点应该让反应逆向进行,所以可采取降温的措施,又因为正向是体积增大的反应,还可采取增大压强的措施;③当甲醇的起始浓度不一样时,转化率就不一定等于90%,所以在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1是不正确的;
(3)由表中数据可知,实验①的前20minCH3OH的浓度变化了0.0014mol/L,则生成氢气浓度是0.0014mol/L,ν(H2)=0.0014/20=7.0×10-5mol·L-1min-1;实验②③相比,实验③甲醇的起始浓度是实验②的2倍,而达平衡时的浓度却小于2倍,说明T1到T2平衡向正向移动,而反应为吸热反应,所以T2大于T1;实验①;②值起始浓度相等;但到达平衡的时间实验②小于①,所以催化剂的催化效率:实验①<实验②;
(4)Co3+将甲醇氧化成CO2和H+,自身被还原为Co2+,所以离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O==6Co2++CO2↑+6H+
考点:盖斯定律、外界条件对平衡状态的影响、反应速率以及电化学原理【解析】CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=﹣442.8kJ∕mol>降低温度和增大压强不正确;因为当CH3OH的起始浓度不同时,其转化率就不等于90%7.0×10-5mol·L-1min-1<<6Co3++CH3OH+H2O==6Co2++CO2↑+6H+17、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)在理论上只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池;据此解题。
I.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2ΔH<0;非氧化还原反应,I不合题意;
II.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH>0;非自发进行的氧化还原反应,II不合题意;
III.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH<0;非氧化还原反应,III不合题意;
VI.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH<0;自发进行的氧化还原反应,VI符合题意;
故答案为:VI;
(2)①装置A中发生反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,反应放热,故能量转化方式是化学能转化为热能,装置C是电解池,Zn作阴极,Fe作阳极,故电池总反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,故答案为:化学能转化为热能;Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;
②装置D中铜电极作正极发生还原反应,2H++2e-=H2↑,故可观察到的现象为铜片表面产生气泡,在原电池中溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,故H+移向正极Cu;故答案为:铜片表面产生气泡;Cu;
③A装置只是发生化学腐蚀,B装置是电解池,Fe在阴极被保护,C装置为电解池,Fe在阳极,加快腐蚀,D装置是原电池,Fe作负极,加快腐蚀,故四个装置中的铁被腐蚀时由快到慢的顺序是C>D>A>B,故答案为:C>D>A>B。【解析】VI化学能转化为热能Fe+H2SO4FeSO4+H2↑铜片表面产生气泡CuC>D>A>B18、略
【分析】【分析】
相同物质的量条件下;水蒸气含有的热量比液态水多,反应热=生成物的能量-反应物的能量。
【详解】
(1)根据题目,1g氢气完全燃烧生成液态水放出143kJ热量,即0.5mol氢气完全燃烧释放143kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-143kJ×4=-572kJ/mol;
(2)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,生成物的能量增大,反应热增大,反应热为负值,放出热量为<890kJ。【解析】2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ/mol<三、判断题(共1题,共2分)19、×【分析】【详解】
向溶液中加入少量水,减小,碱性减弱即减小,则增大,则溶液中增大,故错;【解析】错四、计算题(共2题,共12分)20、略
【分析】【分析】
由题意建立三段式求解可得。
【详解】
(1)由题意建立如下三段式:
则N的转化率为×100%=25%,化学平衡常数K==0.5;故答案为:25%;0.5;
(2)由题意建立如下三段式:
温度不变,化学平衡常数不变,则=0.5,解得a=6mol·L-1;故答案为:6;
(3)设M的转化率为x;由题意建立如下三段式:
温度不变,化学平衡常数不变,则=0.5,解得x=0.41b;则M的转化率为41%,故答案为:41%。
【解析】①.25%;②.0.5③.6④.41%21、略
【分析】【分析】
根据流程:含碘废水中加入二氧化硫和硫酸铜发生发应:2SO2+I2+2Cu2++4H2O═2CuI↓+SO42-+8H+制备CuI(s),过滤,滤液1含硫酸,向滤渣中加入铁粉、水,发生反应:2CuI+Fe=2Cu+FeI2,制得FeI2(aq),过滤得到的滤渣1为Fe和Cu,滤液中加入碳酸钾发生反应:K2CO3+FeI2=FeCO3↓+2KI,滤渣2为FeCO3,酸性条件下,KI、过氧化氢发生氧化还原反应:2I-+2H++H2O2=H2O+I2生成碘单质,滤液2含有硫酸钾,碘单质、氯气、KOH发生反应5Cl2+I2+12OH-═2IO3-+10Cl-+6H2O,得到含有KIO3的溶液,经过蒸发浓缩,降温结晶得到KIO3晶体;根据Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)∙c2(OH-)=9.0×10-15,Kw=c(H+)∙c(OH-)=1.0×10-13;计算溶液的氢离子浓度,进而得到pH值。
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