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文档简介
…………○…………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2025年浙教版选修4化学上册月考试卷656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总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、对于达到平衡的反应:2A(g)+B(g)⇌nC(g);符合图所示的结论是:()
A.p1>p2,n>3B.p1>p2,n<3C.p1<p2,n>3D.p1<p2,n<32、在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)R(g)+2L(?)此反应符合下面图像。下列叙述正确的是。
A.正反应吸热,L是气体B.正反应吸热,L是固体C.正反应放热,L是液体D.正反应放热,L是气体3、下列说法中正确的是()。A.25℃时,等体积等物质的量浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7B.NaHS溶液的水解方程式:C.Na2CO3溶液显碱性的原因:D.已知酸性:HF>CH3COOH,所以等浓度的CH3COONa溶液的碱性强于NaF溶液4、下列实验对应的现象以及结论均正确的是。
。选项。
实验。
现象。
结论。
A
向装有溴水的分液漏斗中加入裂化汽油;充分振荡,静置。
上层为橙色。
裂化汽油可萃取溴。
B
分别向相同浓度的ZnSO4溶液和CuSO4溶液中通入H2S
前者无现象;后者有黑色沉淀生成。
Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
C
向Ba(ClO)2溶液中通入SO2
有白色沉淀生成。
酸性:H2SO3>HClO
D
向鸡蛋清溶液中滴加饱和Na2SO4溶液。
有白色不溶物析出。
Na2SO4能使蛋白质变性。
A.AB.BC.CD.D5、某研究机构使用Li-SO2Cl2电池电解制备Ni(H2PO2)2,其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑;下列说法不正确的是。
A.该制备过程还能得到副产物浓NaOH溶液B.e接口连接h,f接口连接gC.膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜D.Li电极的电极反应式为Li-e-=Li+;LiAlCl4介质也可用LiCl水溶液替代评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)6、氮及氮的化合物在生产生活中有着重要的用途,NH3、HNQ3等是重要化工产品。
(1)合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭;水和空气为原料来制取的。其主要反应是:
①2C+O2→2CO
②C+H2O(g)→CO+H2
③CO+H2O(g)→CO2+H2
某次生产中将焦炭、H2O(g)和空气(设空气中N2和O2的体积比为4:1,下同)混合反应,所得气体产物经分析,组成如下表:表中x=_______m3,实际消耗了_____kg焦炭。气体CON2CO2H2O2体积(m3)(标准状况)x2012601.0
(2)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(1)ΔH<0。若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应在不同条件下进行上述反应;反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①与实验a相比,c组改变的实验条件可能是____________。
②用P0表示开始时总压强,P表示平衡时总压强,.用α表示SO2的平衡转化率,则α表达式为________。
(3)已知N2O42NO2,N2O4与NO2共存的温度是264-413K,低于溶点264K时,全部为无色的N2O4晶体,达到264K时N2O4开始分解,沸点294K时成为红棕色的混合气体,温度高与413K时,气体又变为无色。(2NO22NO+O2)。在1L的密闭容器中发生反应N2O42NO2达到平衡状态。
①若此时为标准状态下(273K101KPa),再向其中加入4.6g纯的NO2,则达到平衡时混合物的颜色____(和原平衡状态比;填选项字母,下同)
A.增大(加深)B.减小(变浅)C.不变D.不能确定。
②若此时为25℃,101KPa下,再向其中加入4.6g纯的NO2,则达到平衡时混合物的颜色______,混合物中NO2的体积分数___________。
(4)查阅资料可知:常温下,Ksp[Ag(NH3)2+]=1.00×107。Ksp[AgC1]=2.50×10-10.
①银氨溶液中存在平衡:Ag+(aq)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq),该反应平衡常数的表达式为K稳=__________;
②计算得到可逆反应AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=______,1L1mol/L氨水中最多可以溶解AgCl_______mol(保留2位有效数字)7、2018年,美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略,而中国却加大了环保力度,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究;实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH1=+41.1kJ•mol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ•mol-1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:_______。
(2)为提高CH3OH产率,理论上应采用的条件是_______(填字母)。
a.高温高压b.低温低压c.高温低压d.低温高压。
(3)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。
①反应物X是_______(填“CO2”或“H2”)。
②判断依据是_______。
(4)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得c(CH3OH)=0.75mol·L-1。
①前10min的平均反应速率v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②化学平衡常数K=_______。
③催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:。实验编号温度(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)A543Cu/ZnO纳米棒12.342.3B543Cu/ZnO纳米片11.972.7C553Cu/ZnO纳米棒15.339.1D553Cu/ZnO纳米片12.070.6
根据上表所给数据,用CO2生产甲醇的最优选项为_______(填字母)。8、将一定量纯净的氨基甲酸胺(H2NCOONH4)固体,置于特制密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使反应:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达到分解平衡,实验测得不同温度及反应时间(t123)的有关表格:
氨基甲酸铵分解时温度、气体总浓度及反应时间的关系。温度/℃气体总浓度(mol/L)
时间/min1525350000t10.9×10-32.7×10-38.1×10-3t22.4×10-34.8×10-39.4×10-3t32.4×10-34.8×10-39.4×10-3
(1)在25℃,0-t1时间内产生氨气的平均速率为___。
(2)根据表中数据换算出,15℃时合成反应2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)平衡常数K约为___。
(3)以捕捉到的CO2与H2为原料可合成甲醇(CH3OH),其反应的化学方程为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2(g)ΔH<0在恒温恒容的密闭容器中,加入1molCO2和3molH2,充分反应达平衡时放出热量akJ,若在原容器中加入2molCO2和6molH2,在相同温度下反应达平衡时放热bkJ,则a和b满足的关系___。9、近年来将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
(1)迪肯发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为密闭容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1;4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
①据图像可知反应平衡常数K(300℃)______K(400℃),(填“>”或“<”)。判断理由是:________________________________________________;
②若进料浓度比c(HCl)∶c(O2)等于1∶1,400℃时,O2的转化率是______。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g)ΔH1=-20kJ·mol-1,CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH2=-121kJ·mol-1,4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH3
若是利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用__________反应的ΔH。
(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上;科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:
阴极区发生的反应有Fe3++e-=Fe2+和___________________(写反应方程式)。
电路中转移1mol电子,可生成氯气__________L(标准状况)。10、常温下,将0.1molCH3COONa和0.05molHCl溶于水配成1L溶液(pH<7)。
(1)用离子方程式表示该溶液中存在的三个平衡体系___、___、__。
(2)溶液中各离子的物质的量浓度由大到小顺序为___。
(3)溶液中粒子中浓度为0.1mol/L的是___,浓度为0.05mol/L的是__。
(4)物质的量之和为0.lmol的两种粒子是___与___。11、体积均为100mL、pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数__________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。
12、(1)向10mL0.1mol/L的氨水中逐滴加入20mL0.1mol/L的醋酸,溶液导电性的变化是____写出二者反应的离子方程式:___________。
(2)常温下,甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L,则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比___10(填>、<或=)
(3)常温下,0.1mol/L的氨水与0.1mol/L的盐酸等体积混合,所得溶液呈_______(填酸性、中性或碱性,下同);pH之和为14的醋酸与氢氧化钠等体积混合,所得溶液呈___________。评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)13、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、原理综合题(共3题,共24分)14、(1)①CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH=+177.7kJ·mol-1
②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=-131.3kJ·mol-1
③1/2H2SO4(l)+NaOH(l)=1/2Na2SO4(l)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1
⑤CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1
(a)上述热化学方程式中表示不正确的有__(填序号)。
(b)根据上述信息;写出C转化为CO的热化学方程式__________。
(2)已知热化学方程式:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为__kJ·mol-1。
(3)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=﹣574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=﹣1160kJ·mol-1
若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2,反应中转移的电子总数为__(用阿伏加德罗常数NA表示);放出的热量为__kJ。
(4)下列有关中和热的说法正确的是(________)。A.表示中和热的热化学方程式:H+(l)+OH-(l)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1B.准确测量中和热的实验过程中,至少需记录温度4次C.中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,测量出的中和热数值偏小D.已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1,则该反应的中和热为57.3kJ·mol-115、煤和天然气都是重要的化石资源;在工业生产中用途广泛。
(1)燃煤时往往在煤中添加石灰石,目的是_____,达到该目的时发生反应的化学方程式为_____。
(2)煤的综合利用包括____(将煤隔绝空气加强热)、煤的气化和液化。煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程,主要发生的反应的化学方程式为____。
(3)CO是煤气的主要成分,可与水蒸气反应生成氢气:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H。查阅资料得出相关数据如下:。温度/°C400500平衡常数K95.3
①该反应升高到一定温度时,反应将不能正向进行,由此判断该反应的△S_____(填“>”或“<”")0。
②在容积为10L的密闭容器中通入0.1molCO(g)和0.1molH2O(g)发生反应,在400℃时反应达到平衡,此时CO(g)的转化率为__。
(4)将2molCH4和4molH2O(g)通入容积为10L的恒容密闭容器中,发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率与温度;压强的变化关系如图所示。
①200°C时,该反应的平衡常数K=______。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是________。
③压强:p1_____(填“>”“<”或“=”)p2。16、固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法;该方法的化学方程式是:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol
某科学实验将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变),测得H2的物质的量随时间变化如右图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标):
回答下列问题:
(1)该反应在_____条件下能自发进行(填编号)。
A.高温B.低温C.任何温度。
(2)该反应在0~8min内CO2的平均反应速率是_________mol/(L•min)。
(3)该反应的平衡常数K=_______。
(4)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,曲线Ⅰ改变的条件可能是__________,曲线Ⅱ改变的条件可能是_______________。
若实线对应条件下平衡常数为K,曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1,曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2,则K、K1和K2的大小关系是______________。
(5)根据化学反应速率与化学平衡理论;联系化工生产实际,你认为下列说法不正确的是。
________。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品。
B.有效碰撞理论可指导怎样提高原料的转化率。
C.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品。
D.催化剂的使用是提高产率的有效方法。
E.正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益评卷人得分五、计算题(共3题,共6分)17、已知下列热化学方程式:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣570kJ/mol,②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+483.6kJ/mol,③2CO(g)=2C(s)+O2(g)△H=+220.8kJ/mol,④2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H=﹣787kJ/mol;回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是_____(填写序号)。
(2)H2的燃烧热为_____。
(3)燃烧10gH2生成液态水;放出的热量为______。
(4)H2O(g)=H2O(l)△H=________。
(5)C(s)的燃烧热的热化学方程式为_______。18、红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。根据图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是___。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是___。
(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3。P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4___ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。19、一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生可逆反应。
(1)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:K=C(CO)·C(H2)/C(H2O);写出该反应的化学方程式:_____________________。
(2)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0在427℃时将CO和H2O(g)各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应,5分钟时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则CO的转化率是______________(写出计算过程)参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、C【分析】【详解】
根据图像,结合先拐先平数值大的原则可知,p2首先达到平衡状态,所以p2>p1;压强大反应速率快,到达平衡的时间短,但平衡时C的含量低。这说明增大压强平衡向逆反应方向移动,所以正反应是体积增大的可逆反应,因此n>3,答案选C。2、D【分析】【详解】
由图象可知,温度均为T2时,压强为P2时反应先达到平衡,则P2>P1,压强越大,R的含量越低,说明向逆反应方向移动,正反应为气体体积增大的反应,L应是气体;压强均为P2时,温度为T1时反应先达到平衡,则T1>T2;温度越高,R的含量越低,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,则该反应是一个气体体积增大的放热反应,故选D。
【点睛】
解答时注意根据图象判断温度、压强的大小,根据温度、压强对平衡移动的影响分析解答是关键。3、D【分析】【详解】
A.25℃时,等体积等物质的量浓度的硝酸与氨水混合,溶质为水解显酸性,pH<7;A错误;
B.是的电离方程式;B错误;
C.水解分步进行,C错误;
D.越弱越水解,酸性:水解程度大于NaF,等浓度的溶液的碱性强于NaF溶液;D正确;
答案选D。
【点睛】
C项为易错点,注意多元弱酸的酸根离子水解分步进行。4、B【分析】【详解】
A.裂化汽油中含有不饱和碳碳键;易与溴水发生加成反应,不能作萃取剂,故A说法错误;
B.Ksp小的先生成沉淀;前者无现象,后者有黑色沉淀生成,说明硫化锌的溶度积大于硫化铜,故B正确;
C.ClO-具有氧化性,能将SO2氧化为硫酸根离子;白色沉淀为硫酸钡,不能说明亚硫酸的酸性强于次氯酸,故C错误;
D.向鸡蛋清溶液中滴加饱和Na2SO4溶液会有白色沉淀;原理为蛋白质的盐析,故D错误;
答案:B。5、D【分析】【分析】
根据电池反应为2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知,放电时Li元素化合价由0价变为+1价,失去电子,所以Li电极是负极,反应式为2Li-2e-═2Li+,则碳棒是正极,正极是SO2Cl2中+6价的硫得电子、发生还原反应,电极反应式为SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑,电解池中,Ni电极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室II室,所以g电极为阳极、与锂-磺酰氯(Li-SO2Cl2)电池的正极C棒相接,H2PO2-由原料室III室通过膜b进入产品室II室,与Ni2+生成Ni(H2PO2)2,h电极为阴极,与原电池的e电极相接,H2O或H+发生得电子的还原反应,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑,Na+通过膜c进入IV室,形成闭合回路,所以膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜;据此分析解答。
【详解】
A.根据上述分析;IV室中NaOH溶液浓度增大,所以该制备过程还能得到副产物浓NaOH溶液,故A正确;
B.原电池中Li电极为负极,C电极为正极,电解池中,Ni电极失去电子生成Ni2+;即g电极为阳极,则h电极为阴极,与原电池的负极Li电极e相接,故B正确;
C.电解池中,Ni电极失去电子生成Ni2+,通过膜a进入产品室II室,在产品室II室中与Ni2+生成Ni(H2PO2)2,Na+通过膜c进入IV室,形成闭合回路,所以膜a、c都是阳离子交换膜,H2PO2-由原料室III室通过膜b进入产品室II室,膜b是阴离子交换膜;故C正确;
D.Li电极的电极反应式为Li-e-=Li+;Li可以与水反应;不能用LiCl水溶液替代,故D错误;
故选D。二、填空题(共7题,共14分)6、略
【分析】【详解】
(1)氮气不参与反应,且空气中氮气和氧气的体积比为4:1,则空气中氧气的体积为根据表中知氧气剩余1.0m3,则参与反应的氧气体积为(5-1)m3=4m3,设水蒸气的体积为mm3,根据氧元素守恒可知,x+12×2=4×2+m,由氢元素守恒可知水蒸气的体积为60m3,即m=60,则x=44。和的物质的量为n=根据碳元素守恒可知实际消耗焦炭的质量为m=nM==3.0×104g=30Kg。答案:44;30。
(2)①a、c开始均通入2molCO和1molSO2;容器的容积相同,而起始时c的压强大于a,物质的量与体积一定,压强与温度呈正比关系,故c组改变的实验条件可能是:升高温度,故答案为:升高温度。
②用p0表示开始的时候的总压强,p表示平衡时的总压强,a表示CO的平衡转化率,则:
压强之比等于物质的量之比,则p0:p=3:(2-2a+1-a+2a),整理可得a=×100%,故答案为a=×100%;
(3)①根据N2O42NO2,N2O4与NO2共存的温度是264-413K,低于溶点264K时,全部为无色的N2O4晶体,达到264K时N2O4开始分解,沸点294K时成为红棕色的混合气体,温度高与413K时,气体又变为无色。标准状态下(273K101KPa),加入4.6g纯的NO2,知n(NO2)=0.1mol,部分发生反应,生成N2O4;所以颜色变深;答案:A。
②温度升至25℃,平衡正向移动,向其中加入4.6g纯的NO2;平衡虽然逆向移动,但二氧化氮浓度增大,混合气体颜色变深,因此,本题正确答案是:A.
(4)①化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则化学平衡常数=因此,本题正确答案是:
②可逆反应AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K==K∙Ksp[AgC1]=1.00×107×2.50×10-10=2.50×10-3;
设溶解的AgCl物质的量为x,反应前后系数相同,可以用物质的量代替平衡浓度计算平衡常数,AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)根据平衡常数=2.50×10-3,X=0.045mol,因此,本题正确答案是:2.5×10-3;0.045mol。【解析】4430升高温度×100%AAB2.5×10-30.045mol7、略
【分析】【分析】
本题主要考查化学平衡的移动;
(1)考查盖斯定律;将两个热化学方程相加即可;
(2)考查化学平衡移动;
(3)考查反应物的平衡转化率;及影响因素;
(4)考查化学反应速率;化学平衡常数、产物的选择性。
【详解】
(1)根据盖斯定律,将两个热化学方程式相加可得:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/mol;
(2)根据热化学方程式可知,生成CH3OH的方向是放热反应方向,也是气体体积减小的方向,故要想提高CH3OH的产率;需要降温高压,故合理选项为d;
(3)观察图中的横坐标,其物理量为若假设n(CO2)为定值,则X的转化率随n(H2)的增大而增大,则X为CO2;
(4)①在同一容器中,CH3OH的浓度变化量为0.75mol·L-1,则有(单位:mol·L-1):。3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)3111起始3100转化2.250.750.750.75平衡0.750.250.750.75
H2的浓度变化量为2.25mol·L-1,则前10min的平均反应速率v(H2)=0.225mol·L-1;
②K==
③选择性是指产物的专一性,在一个化学反应中若有多个产物,其中某一产物是目标产物,若这个物质的产率越高,说明该反应的选择性越好。观察四组数据,相比之下,BD的选择性很高,且B的CO2转化率比D稍低些,但是B的CH3OH的选择性高出了不少,故最佳选项为B。【解析】3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/moldCO2恒容密闭容器中,其他条件相同时,增大n(H2)/n(CO2),相当于c(CO2)不变时,增大c(H2),平衡正向移动,使CO2的转化率增大,而H2转化率降低0.2255.33(或16/3)B8、略
【分析】【分析】
(1)反应物呈固态,所以生成物中c(NH3):c(CO2)=2:1,由25℃,0-t1时间内混合气的总浓度,可求得c(NH3);从而求出产生氨气的平均速率。
(2)根据表中数据,求出15℃时2.4×10-3mol/L混合气中所含NH3、CO2的浓度,代入公式K=可求出平衡常数。
(3)将原容器中加入2molCO2和6molH2后平衡移动过程分解为两个过程:一个过程为加压但平衡不移动,另一过程为平衡移动过程,然后分别进行分析,确定热量变化,然后与原平衡进行比较,确定a和b满足的关系。
【详解】
(1)25℃,0-t1时间内混合气的总浓度为2.7×10-3mol/L,生成物中c(NH3):c(CO2)=2:1,因为反应物呈固态,所以c(NH3)=×2.7×10-3mol/L=1.8×10-3mol/L,氨气的平均速率==×10-3mol/(L·min)。答案为:×10-3mol/(L·min);
(2)15℃时,c(总)=2.4×10-3mol/L,c(NH3)=1.6×10-3mol/L,c(CO2)=8×10-4mol/L,K==4.9×108。答案为:4.9×108;
(3)在恒温恒容的密闭容器中,1molCO2和3molH2充分反应,达平衡时放出热量akJ。将原容器中加入2molCO2和6molH2,相当于压强增大为原来的二倍,若加压但平衡不移动,则放热2akJ;加压后平衡正向移动,反应继续放出热量,所以与原平衡进行比较,放出的热量比原来的二倍还要大,故a和b满足的关系为b>2a。答案为:b>2a。
【点睛】
在进行反应后浓度或热效应的分析时,为便于与原平衡进行比较,可将平衡移动过程分解为几个简单的阶段,对最终结果不产生影响。【解析】×10-3mol/(L·min)4.9×108b>2a9、略
【分析】【分析】
(1)①根据图知,进料浓度比c(HCl):c(O2)一定时;升高温度,HCl的转化率降低,说明平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热方向移动,则正反应为放热反应,温度越高,化学平衡常数越小。
②温度一定时,进料浓度比c(HCl):c(O2)越大,HCl的转化率越小,400℃进料浓度比c(HCl):c(O2)=1:1时,HCl的转化率为a曲线,HCl转化率为84%,根据三段式:4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)
开始(mol/L)c0c000
反应(mol/L)0.84c00.21c00.42c00.42c0
平衡(mol/L)0.16c00.79c00.42c00.42c0
计算氧气的转化率。
(2)①CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g)ΔH1=-20kJ·mol-1;
②CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH2=-121kJ·mol-1;
③4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH3
若是利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,由盖斯定律,③-②-①得:需要利用CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)或CuCl(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)的ΔH。
(3)由图可知,H+向左侧移动,则左侧为电解池的阴极,阴极上发生还原反应,根据图示信息可知,其阴极电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,右侧为阳极,阳极电极反应式为:2HCl-2e-=Cl2↑+2H+。
【详解】
(1)①根据图知,进料浓度比c(HCl):c(O2)一定时,升高温度,HCl的转化率降低,说明平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热方向移动,则正反应为放热反应,温度越高,化学平衡常数越小,所以K(300℃)>K(400℃),故答案为:>;图像表明;进料浓度比相同时温度升高HCl的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,生成物浓度降低,反应物浓度升高,K值越小。
②温度一定时,进料浓度比c(HCl):c(O2)越大,HCl的转化率越小,400℃进料浓度比c(HCl):c(O2)=1:1时,HCl的转化率为a曲线,HCl转化率为84%,根据三段式:4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)
开始(mol/L)c0c000
反应(mol/L)0.84c00.21c00.42c00.42c0
平衡(mol/L)0.16c00.79c00.42c00.42c0
则氧气的转化率为:故答案为:
(2)①CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g)ΔH1=-20kJ·mol-1;
②CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH2=-121kJ·mol-1;
③4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH3
若是利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,由盖斯定律,③-②-①得:需要利用CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)或CuCl(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)的ΔH,故答案为:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)或CuCl(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)。
(3)由图可知,H+向左侧移动,则左侧为电解池的阴极,阴极上发生还原反应,根据图示信息可知,其阴极电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,右侧为阳极,阳极电极反应式为:2HCl-2e-=Cl2↑+2H+,电路中转移1mol电子,生成0.5molCl2,其标准状况下的体积为故答案为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
【点睛】
进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1,温度一定,进料浓度比c(HCl):c(O2)越大,HCl的转化率越小,所以图像中,a曲线代表c(HCl)∶c(O2)=1∶1,b曲线代表c(HCl)∶c(O2)=4∶1,c曲线代表c(HCl)∶c(O2)=7∶1。【解析】>图像表明,进料浓度比相同时温度升高HCl的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,生成物浓度降低,反应物浓度升高,K值越小。21%CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)或CuCl(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O11.210、略
【分析】【分析】
0.1molCH3COONa和0.05molHCl充分反应得到物质的量均为0.05mol的NaCl、CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,溶液的体积为1L,NaCl、CH3COOH和CH3COONa的物质的量浓度均为0.05mol/L;据此分析解答问题。
【详解】
(1)该溶液中存在:CH3COOH的电离平衡,电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+;CH3COONa的水解平衡,CH3COO-水解的离子方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;水的电离平衡:H2OH++OH-;故答案为:CH3COOHCH3COO-+H+;CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;H2OH++OH-;
(2)由于溶液的pH<7,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则溶液中离子物质的量浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-),故答案为:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-);
(3)溶液中粒子浓度为0.1mol/L的是Na+,浓度为0.05mol/L的是Cl-。故答案为:Na+;Cl-;
(4)根据物料守恒,物质的量之和为0.1mol的是CH3COOH和CH3COO-,故答案为:CH3COOH;CH3COO-。【解析】①.CH3COOHCH3COO-+H+②.CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-③.H2OH++OH-④.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)⑤.Na+⑥.Cl-⑦.CH3COOH⑧.CH3COO-11、略
【分析】【详解】
pH相等的酸中;加水稀释促进弱酸的电离,稀释相同的倍数,pH变化大的酸的酸性强,由图可知,HX的pH变化程度更大,所以HX的酸性大于醋酸,则HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数,故答案为:大于。
【点睛】
对于强酸溶液,稀释10倍,pH增大1个单位,对于弱酸溶液,稀释10倍,pH增大不足1个单位,但无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7;对于强碱溶液,稀释10倍,pH减小1个单位,对于弱酸溶液,稀释10倍,pH减小不足1个单位,但无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7;弱酸弱碱的稀释过程中有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH的范围。【解析】大于12、略
【分析】【分析】
(1)离子浓度越大;导电性越强,氨水为弱电解质,醋酸铵为强电解质;
(2)一水合氨为弱电解质;浓度越大,电离程度越小;
(3)室温下,等物质的量浓度、等体积的盐酸和氨水混合,恰好完全反应生成NH4Cl;为强酸弱碱盐;pH之和为14的醋酸与氢氧化钠,氨水浓度大于盐酸,二者等体积混合时氨水过量。
【详解】
(1)氨水为弱电解质,开始导电性不强,滴入醋酸,反应生成醋酸铵,为强电解质,离子浓度增大,导电性增强,反应为NH3•H2O+CH3COOH═NH4++CH3COO-+H2O,反应完全后,继续滴入醋酸,溶液体积变大,离子浓度减小,导电性又逐渐减弱,故答案为:导电性先变大后变小;NH3•H2O+CH3COOH═NH4++CH3COO-+H2O;
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L,则甲瓶氨水的浓度是乙瓶氨水的浓度的10倍,又弱电解质的浓度越小,电离程度越大,故甲瓶氨水的电离度比乙瓶氨水的电离度小,所以甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比小于10;故答案为:<;
(3)室温下,0.1mol/L的氨水与0.1mol/L的盐酸等体积混合,恰好完全反应生成NH4Cl;为强酸弱碱盐,溶液中铵根离子水解,溶液呈酸性;室温下,pH之和为14的醋酸与氢氧化钠,醋酸是弱电解质,所以醋酸浓度大于氢氧化钠,二者等体积混合时醋酸有剩余,醋酸的电离程度大于醋酸根离子水解程度,所以溶液呈酸性;故答案为:酸性;酸性。
【点睛】
本题考查弱电解质的电离平衡的影响因素以及电离平衡的应用知识,注意把握弱电解质的电离特点。【解析】导电性先变大后变小CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-+NH4++H2O<酸性酸性三、判断题(共1题,共2分)13、×【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、原理综合题(共3题,共24分)14、略
【分析】【详解】
(1)(a)根据热化学方程式的书写方法;②③都是错误的,错误之处分别是:
②该反应为吸热反应,ΔH>0,应为ΔH=+131.3kJ·mol-1;
③H2SO4、NaOH、Na2SO4均为溶液;不是纯液体,应用aq表示状态;
故答案为:②③;
(b)已知热化学方程式④C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1;⑤CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1;根据盖斯定律知:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)可由④-⑤得到,ΔH=-393.5kJ·mol-1-(-283kJ·mol-1)=-110.5kJ·mol-1;则C转化为CO的热化学方程式为:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1;
(2)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据图象能量关系可知,逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变的绝对值;H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2kJ∙mol−1,则其逆反应的活化能=167.2kJ·mol-1+241.8kJ·mol-1=409.0kJ·mol-1;
(3)已知①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1;
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1;
根据盖斯定律(①+②)/2可得:③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H==-867kJ⋅mol−1,标况下,4.48L甲烷的物质的量为:甲烷中碳元素的化合价为-4价,反应产物二氧化碳中C元素化合价为+4价,化合价变化为8,即完全反应1mol甲烷转移了8mol(8NA)电子,则反应0.2mol甲烷转移的电子总数为:0.2mol×8NA=1.6NA;根据热化学方程式③可知,完全反应0.2mol甲烷放热的热量为:867kJ⋅mol−1×0.2mol=173.4kJ;
(4)A.H+、OH-不是纯液体,应用aq表示状态,应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol;A项错误;
B.准确测量中和热的实验过程;每一组完整的实验数据需记录三次温度,分别是第一次测盐酸起始温度,第二次测氢氧化钠起始温度,第三次测混合液的最高温度;而且需重复实验2到4次,则至少需记录温度6次,B项错误;
C.中和热测定实验成败的关键是保温工作;金属铜的导热效果好于环形玻璃搅拌棒,所以测量出的中和热数值偏小,C项正确;
D.中和热指的是稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量,根据已知热化学方程式可知,生成1mol水放出57.3kJ的热量,则该反应的中和热为57.3kJ·mol-1;D项正确;
故答案为:CD。【解析】②③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1409.01.6NA173.4CD15、略
【分析】【分析】
(1)从煤含硫元素;二氧化硫和酸雨相关内容回答;
(2)从煤的综合利用相关知识回答;
(3)从表中温度变化、平衡常数的变化关系,判断反应的热效应,①应用自发反应时△H-T△S<0的知识判断△S是不是大于0;②从表中找出:在400℃时K=9;结合已知条件;用三段式,计算CO(g)的转化率;
(4)①由图找出200°C时,CH4的平衡转化率=50%,用三段式计算CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)的平衡常数;②由图中找出温度变化时平衡移动的方向,判断A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系;③由图中找出压强变化时平衡移动的方向;判断压强的大小关系,据此回答;
【详解】
(1)煤中含硫元素,燃烧时转变为二氧化硫会引起酸雨,故发生燃煤时往往在煤中添加石灰石,目的是减少SO2的排放;达到该目的时发生反应的化学方程式为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2;
(2)除了煤的气化和煤的液化外,煤的综合利用还包括煤的干馏或煤的焦化;煤的气化主要发生的反应的化学方程式为C+H2O(g)CO+H2;
(3)从表中数据知:温度升高,反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数变小,则温度升高,该平衡向左移动,则正反应是放热反应,故△H<0,①该反应升高到一定温度时,反应将不能正向进行,则较低温度时,△H-T△S<0、则较高温度时,△H-T△S>0,由于△H<0,则△S<0;②在容积为10L的密闭容器中通入0.1molCO(g)和0.1molH2O(g)发生反应,据表知,在400℃时K=9;则。
反应达到平衡,x=0.0075mol/L,此时CO(g)的转化率为=75%;
(4)将2molCH4和4molH2O(g)通入容积为10L的恒容密闭容器中,发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),①由图知,200°C时,CH4的平衡转化率=50%;则。
该反应的平衡常数②由图知,升温,CH4的平衡转化率增大平衡右移,则升温平衡常数增大,TC>TB>TA,故A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是KC>KB>KA;③若减压,则CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)平衡右移,由图知,温度不变压强由p2改变为p1时,CH4的平衡转化率增大平衡右移,则压强:p1<p2。
【点睛】
本题考查化学反应的方向、化学平衡移动、转化率及平衡常数的计算等,能从图中有效提取信息、掌握并灵活运用温度、压强对该反应平衡影响知识是解本题关键。【解析】减少SO2的排放2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2煤的干馏或煤的焦化C+H2O(g)CO+H2<75%0.09mol2/L2KC>KB>KA<16、略
【分析】【分析】
(1)根据反应的自由能△G=△H-T△S<0分析;
(2)先计算0~8min内H2的平均反应速率;然后利用速率关系计算;
(3)根据化学平衡常数的定义书写计算。
(4)虚线I达到平衡时间比实线短,且平衡时n(H2)物质的量多;根据外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响因素分析。
根据化学平衡常数只与温度有关;结合该反应的正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小分析。
(5)根据外界条件对化学反应速率;化学平衡的影响及定义分析判断。
【详解】
(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol若要自发进行,△G=△H-T△S<0,由于△H<0,△S<0,要使△H-T△S<0,则反应的温度T<0,故合理选项是B。(2)根据图示可知在0~8min内H2的平均反应速率v(H2)=mol/(L·min),根据方程式可知v(CO2):v(H2)=1:3,所以v(CO2)=v(H2)=×mol/(L·min)=0.125mol/(L·min);
(3)在反应开始时,n(H2)=8mol,n(CO2)=6mol,达到平衡时n(H2)=2mol,反应消耗了6mol,所以根据反应方程式中物质转化关系可知:CO2反应消耗2mol,平衡时n(CO2)=4mol,n(CH3OH)=2mol,n(H2O)=2mol,容器的容积为2L,则各物质的平衡浓度:c(H2)==1mol/L,c(CO2)=2m
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