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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2025年湘教新版拓展型课程化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围: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6题,共12分)1、下列溶液中各微粒浓度关系正确的是A.室温下,pH=4的0.1mol/L的NaHC2O4溶液中:c()>c(H+)>c(H2C2O4)>c()B.0.1mol/L的CH3COONH4溶液中:c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c()C.同温下,两种盐溶液的浓度相同且pH(NaX)>pH(NaY),则c(X−)+c(OH−)>c(Y−)+c(OH−)D.向含有BaSO4、BaCO3的饱和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值减小(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=2.58×10-9)2、下列说法中正确的是()A.气体单质中,一定有键,可能有键B.PCl3分子是非极性分子C.氢键键长一般定义为的长度D.的模型与离子的空间立体构型一致3、工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)。在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO;测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是。
A.加入甲醇蒸气,甲醇转化率增大B.b点反应速率υ正=υ逆C.平衡常数K(75℃)<K(85℃)D.反应速率υb逆<υd逆4、下列有关实验设计或操作;观察或记录、结论或解释都正确的是。
。选项。
实验设计或操作。
观察或记录。
结论或解释。
A.
将少量浓硝酸分多次加入Cu和稀硫酸的混合液中。
产生红棕色气体。
硝酸的还原产物是NO2
B.
某粉末用酒精润湿后;用铂丝蘸取做焰色反应。
火焰呈黄色。
该粉末一定不含钾盐。
C.
将Na2O2裹入棉花中,放入充满CO2的集气瓶中。
棉花燃烧。
Na2O2与CO2的反应为放热反应。
D.
将过量的CO2通入CaCl2溶液中。
无白色沉淀出现。
生成的Ca(HCO3)2可溶于水。
A.AB.BC.CD.DA.B.BC.C5、下列实验装置与操作正确的是。
A.用图1所示装置分离四氯化碳和水B.用图2所示装置干燥氨气C.用图3所示装置做制取氯气的发生装置D.用图4所示装置验证物质的酸性:HCl>H2CO3>H2SiO36、下列气体不能用排水法收集的是A.O2B.H2C.NH3D.NO评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)7、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水8、晶体硼熔点为1873K;其结构单元为正二十面体,结构如图所示。氮化硼(BN)有多种相结构,例如六方相氮化硼与立方相氮化硼,结构如图所示,六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列问题:
(1)基态硼原子有___种不同能量的电子,第二周期中,第一电离能介于硼元素与氮元素之间的元素有___种。
(2)晶体硼为___(填晶体类型),结构单元由___个硼原子构成,共含有___个B-B键。
(3)关于氮化硼两种晶体的说法,正确的是___。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键。
b.六方相氮化硼层间作用力小;所以质地软。
c.两种晶体均为分子晶体。
d.两种晶体中的B-N键均为共价键。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位键。9、某有机物的结构简式如图所示:
(1)1mol该有机物和过量的金属钠反应最多可以生成________H2。
(2)该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为________。10、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是白色砂状或淡黄色粉末状固体,易溶于水、不溶于醇,该物质具有强还原性,在空气中易被氧化为NaHSO4,75℃以上会分解产生SO2。是重要的有机合成原料和漂白剂。
制取Na2S2O4常用甲酸钠法:控制温度60~70℃,在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边滴加Na2CO3甲醇溶液,同时通入SO2,即可生成Na2S2O4。反应原理如下:2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2
(1)如图,要制备并收集干燥纯净的SO2气体,接口连接的顺序为:a接__,__接__,__接__。制备SO2的化学方程式为___。
(2)实验室用图装置制备Na2S2O4。
①Na2S2O4中硫元素的化合价为___。
②仪器A的名称是___。
③水浴加热前要通一段时间N2,目的是___。
④为得到较纯的连二亚硫酸钠,需要对在过滤时得到的连二亚硫酸钠进行洗涤,洗涤的方法是___。
⑤若实验中所用Na2SO3的质量为6.3g,充分反应后,最终得到mg纯净的连二亚硫酸钠,则连二亚硫酸钠的产率为___(用含m的代数式表示)。11、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。12、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水评卷人得分三、原理综合题(共8题,共16分)13、醋酸乙烯(CH3COOCH=CH2)是一种重要的有机化工原料,以二甲醚(CH3OCH3)与合成气(CO、H2)为原料,醋酸锂;碘甲烷等为催化剂;在高压反应釜中一步合成醋酸乙烯及醋酸。回答下列问题:
(1)常温下,将浓度均为amol/L的醋酸锂溶液和醋酸溶液等体积混合,测得混合液的pH=b,则混合液中c(CH3COO-)=______mol/L(列出计算式即可)。
(2)合成二甲醚:Ⅰ.2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH1=-91.8kJ/mol;
Ⅱ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ/mol;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol.
已知:H-H的键能为436kJ/mol,C=O的键能为803kJ/mol,H-O的键能为464kJ/mol,则C≡O的键能为_____kJ/mol.
(3)二甲醚(DME)与合成气一步法合成醋酸乙烯(VAC)的反应方程式为2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g),T℃时,向2L恒容密闭反应釜中加入0.2molCH3OCH3、0.4molCO、0.1molH2发生上述反应,10min达到化学平衡;测得VAC的物质的量分数为10%。
①0~10min内,用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=______;该温度下,该反应的平衡常数K=__________。
②下列能说明该反应达到平衡状态的是______(填选项字母)。
A、V正(DME)=v逆(H2)≠0B;混合气体的密度不再变化。
C、混合气体的平均相对分子质量不再变化D;c(CO):c(VAC)=4:1
③如图是反应温度对二甲醚(DME)的转化率和醋酸乙烯(VAC)选择性(醋酸乙烯的选择性Svac=)的影响,该反应的ΔH______0(填“>”“<”或“=”);控制的最佳温度是___________.
④保持温度不变,向反应釜中通入氩气增大压强,则化学平衡______(填“向正反应方向”“向逆反应方向"或“不”)移动。
14、十九大报告提出“要像对待生命一样对待生态环境”;对硫;氮等元素形成的有毒有害气体进行处理成为科学研究热点。请回答下列问题:
Ⅰ.SO2主要来源于含硫燃料的燃烧,燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=-681.8kJ/mol对煤进行脱硫处理以减少SO2的排放。T℃时,将煤燃烧产生的气体收集于一密闭容器中,发生上述反应,测得各物质的浓度与反应时间的关系如下:。时间(min)
浓度(mol•L-1)01020304050O21.000.790.600.600.640.64CO200.420.800.800.880.88
(1)10~20min内,平均反应速率v(SO2)=__;升高温度,该反应的平衡常数K__(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是___(填字母)。
A.通入一定量的O2
B.加入一定量的碳酸钙粉末。
C.适当缩小容器的体积。
D.加入合适的催化剂。
Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气,NOx的脱除方法基本一致;即设法将其转化为氮气。
(3)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
则2O3(g)=3O2(g)是___反应(填“放热”或“吸热”),O3氧化脱除氮氧化物的总反应是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=___kJ/mol,最后将NO2与恰当的还原剂反应转化为N2而脱除。
(4)常见的汽车尾气处理原理是使尾气(含适当比例的NO;CO)通过装有高效催化剂的处理装置;发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。请根据以下相关数据,分析采用此法能否有效消除NO、CO尾气污染___(填“能”或“否”),理由是__(通过必要的计算加以说明)。反应25℃时的平衡常数反应I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030反应II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
(5)用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染,其反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。一定温度下,在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,达到平衡状态后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的体积分数为请计算此时的平衡常数Kp=__(用只含P的代数式表示,且化至最简式。已知:对于有气体参加的反应,可用某组分的平衡分压代替物质的量浓度计算平衡常数,记作KP。某组分的平衡分压=P×该组分的物质的量分数)。15、目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应。平衡常数(K1、K2、K3)如表所示:。化学反应焓变平衡常数温度/℃500700800500700800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H1K12.50.340.15②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2K21.01.702.52③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3K3
请回答下列问题:
(1)反应②是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K3、K1与K2之间的关系,则K3=____(用K1、K2表示);根据反应③判断△S______0(填“>”、“=”或“<”),在___(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有___(填字母序号)。
A.缩小反应容器的容积。
B.扩大反应容器的容积。
C.升高温度。
D.使用合适的催化剂。
E.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正___v逆(填“>”;“=”或“<”)。
(5)根据上述表格测得焓变,下列能量关系图合理的是___。
16、近年来;全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。
相关反应有:
Ⅰ.C3H8在无氧条件下直接脱氢:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)∆H1=+124kJ·mol−1
Ⅱ.逆水煤气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2
Ⅲ.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)∆H3
已知:CO和H2的燃烧热分别为−283.0kJ·mol−1、−285.8kJ·mol−1;
H2O(g)=H2O(l)∆H=−44kJ·mol−1
请回答:
(1)反应Ⅱ的∆H2=___________kJ·mol−1。
(2)下列说法正确的是___________
A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大。
B.选择合适的催化剂可以提高丙烷平衡转化率和丙烯选择性。
C.反应Ⅱ能自发,则∆S<0
D.恒温恒压下通入水蒸气有利于提高丙烷转化率。
(3)在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应Ⅰ中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示,请计算556℃反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp;如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(4)反应Ⅰ须在高温下进行,但温度过高时易发生副反应,导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯。请说明原因:________。
(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图所示。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳,维持催化剂活性,原因是_____。
17、2019年10月27日;国际清洁能源会议(ICCE2019)在北京开幕,碳化学成为这次会议的重要议程。甲醇;甲醛(HCHO)等碳化合物在化工、医药、能源等方面都有广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态);反应生成1molHCHO过程中能量变化如图1。
已知:
则反应_______
(2)氧化剂可处理甲醛污染,结合图2分析春季(水温约为15℃)应急处理被甲醛污染的水源应选择的试剂_______(填化学式)。
(3)纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)∆H=akJ∙mol-1。
①按投料比将H2与CO充入VL恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图3所示。则a=_______(填“>”或“<”)0;压强由小到大的关系是_______。
②在温度为T1℃,向某恒容密闭容器中充入H2和CO发生上述反应,起始时达到平衡时,CO的转化率为图3中的M点对应的转化率,则在该温度下,对应的N点的平衡常数为_______(保留3位有效数字)。
(4)工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)∆H=+203kJ∙mol-1.该反应的逆反应速率表达式为为速率常数,在某温度下测得实验数据如下表所示:。CO浓度()H2浓度()逆反应速率()0.1c18.0c2c116.0c20.156.75
由上述数据可得该温度下,c2=_______,该反应的逆反应速率常数K=_______
(5)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图所示,电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体,可在高温下传导O2-。
①C极的Pt为_______极(选填“阳”或“阴”)。
②该电池工作时负极反应方程式为_______。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL,则电解后所得溶液在25℃时pH=_______(假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。18、研究氮和碳的化合物对工业生产和防治污染有重要意义;回答下列问题:
I.(1)化学键键能数据如下:。化学键H-HN=NN-HE/(kJ·mol-1)436946391
合成氨反应的活化能Ea1=254kJ·mol-1,由此计算氨分解反应的活化能Ea2=___________kJ·mol-1。
(2)利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染;其中除去NO的主要反应如下:
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)ΔH<0某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入密闭容器中,在Ag2O催化剂表面发生上述反应;NO的转化率随温度变化的情况如图所示:
①温度从420K升高到580K用时4min,则此时段内NO的平均反应速率v(NO)=___________。
②在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是___________。
II.目前有一种新的循环利用方案处理航天员呼吸产生的CO2,是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g)ΔH<0,再电解水实现O2的循环利用。
(3)若要此反应自发进行___________(填“高温”或“低温”)更有利。
(4)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:。时间/min0102030405060压强6.00P05.60P05.30P05.15P05.06P05.00P05.60P0
①350℃时Bosch反应的Kp=___________(Kp为用气体的分压表示的平衡常数;分压=气体的体积分数x体系总压)
②Bosch反应的速率方程:V正=K正·c(CO2)·c2(H2),V逆=K逆·c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。20min时,=____(填“>”“<”或“=”)
(5)利用铜基配合物催化剂电催化还原CO2制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一;其装置原理如图所示。
①电池工作过程中,阴极的电极反应式为___________。
②每转移2mol电子,阳极室溶液质量减轻___________g。19、某校课外活动小组为了探讨铜与硝酸的反应设计了如下实验。
(1)甲同学欲探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO;设计装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是含有一半空气的注射器。
请回答有关问题:
①装置A中进行反应时打开止水夹K,当装置C中_________时,关闭止水夹K,试分析这样操作的目的是________,A中反应的离子方程式为______________。
②在完成①中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是__________________,B中反应的离子方程式为____________________。
③为进一步证明产物是NO,将注射器F中的空气推入E中,看到的现象是_________________。
④装置G的作用是_____________________。
(2)同学们发现铜与稀;浓硝酸反应所得溶液的颜色不同;并记录如下:
。将1g细铜丝放入盛有10mL的1mol·L-1HNO3溶液的试管中加热。
铜丝表面有无色气体逸出;溶液变为天蓝色。
将1g细铜丝放入盛有10mL的14mol·L-1HNO3溶液的试管中。
产生大量红棕色气体;溶液变为绿色,绿色由深到浅,未见到蓝色。
有同学认为是铜与浓硝酸反应的溶液中溶解了生成的气体,也有同学认为是溶液中剩余硝酸浓度较大所致,同学们分别设计了以下4个实验来判断该看法是否正确,以下方案中可行的是(选填序号字母)____________。
a.向上述绿色溶液中通入氮气;观察颜色变化。
b.加水稀释上述绿色溶液;观察颜色变化。
c.向饱和的硝酸铜溶液中不断滴加14mol·L-1HNO3溶液。
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化20、研究二氧化硫;氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义;请回答下列问题:
I.为减少SO2的排放;将煤转化为清洁气体燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_________________________。
(2)洗涤含SO2的烟气,含以下物质的溶液可作洗涤剂的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(3)汽车尾气中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH>0
①T℃时,2L密闭气缸中充入4molN2和1molO2发生反应,5min后达平衡,测得NO为1mol。计算该温度下,N2的平均反应速率v(N2)=_______________,反应的平衡常数K=____________。
②如图曲线a表示该反应在温度T℃下N2的物质的量随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的物质的量随时间的变化,则改变的条件可能是____________(写出一条即可)III.汽车燃油不完全燃烧时会产生CO。
(4)有人设想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应除去CO,但事实上该反应在任何温度下都不能实现,由此判断该反应的ΔH_______0。(填写“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽车尾气系统中安装催化转化器可降低尾气中污染物的排放,其反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知该反应在570K时的平衡常数的数值为1×1059,但反应速率极慢。为了提高尾气的净化效率在实际操作中最可行的措施是_____。
A.升高温度B.增大压强C.使用高效催化剂评卷人得分四、工业流程题(共2题,共10分)21、某化学实验小组从市场购买海带并设计提碘的流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)操作2包括以下步骤:a.振荡萃取b.分液c.静置分层d.加碘溶液和CCl4e.检漏。
①上述步骤的正确先后顺序是______(填编号)。
②完成步骤a时要及时放气,放气时分液漏斗下端应_____(填“向上倾斜”或“向下倾斜”),放气的目的是______。
③步骤b的具体操作是______,再将分液漏斗下面的活塞拧开,使下层液体沿烧杯内壁流下,当下层液体刚好放完时关闭活塞,______。
(2)浓NaOH溶液与I2反应的化学方程式是_____。
(3)加入45%硫酸溶液的作用是______(用离子方程式表示)。
(4)利用如图所示装置进行粗碘提纯。简述纯化I2的原理:_____。棉花的作用是______。
22、我国青海查尔汗盐湖蕴藏丰富的盐业资源。经分析知道,该湖水中含有高浓度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等。利用盐湖水可得到某些物质。其主要工业流程如下:
请根据上述流程;回答下列问题:
(1)利用湖水得到晶体(A)的方法是_________结晶法(填“降温”或“蒸发”)。
(2)操作Ⅰ的名称为___________,此操作适用于分离__________________。
(3)本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体,所依据的物理量是__________。
a.摩尔质量b.溶解度c.溶解性d.熔沸点。
(4)检验钾肥中是否含有Na+的实验方法是___________,若含有Na+,能观察到的现象是___________。若需得到高纯度的钾肥,可以采用的提纯方法为_________。
(5)水氯镁石的化学式可表示为MgCl2·xH2O;若通过实验确定x,其实验步骤设计为:
①先称坩埚质量、再称_________________质量;
②高温充分灼烧;
③____________;
④再称量;
⑤____________操作。根据实验数据计算χ时;所需的化学方程式为:
MgCl2·xH2O________+________+_________。评卷人得分五、有机推断题(共1题,共3分)23、G是一种治疗心血管疾病的药物;合成该药物的一种路线如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)写出①的反应类型_______。
(2)反应②所需的试剂和条件_______。
(3)B中含氧官能团的检验方法_______。
(4)写出E的结构简式_______。
(5)写出F→G的化学方程式_______。
(6)写出满足下列条件,C的同分异构体的结构简式_______。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应;③含苯环;④含有5个化学环境不同的H原子。
(7)设计一条以乙烯和乙醛为原料(其它无机试剂任选)制备聚2-丁烯()的合成路线_______。(合成路线常用的表达方式为:AB目标产物)参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、B【分析】【详解】
A.室温下,0.1mol/L的NaHC2O4溶液pH=4,说明的电离作用大于其水解作用,所以c()>c(H2C2O4);A错误;
B.根据物料守恒可得c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c();B正确;
C.两种盐溶液中都存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),两种溶液的pH(NaX)>pH(NaY),说明溶液中c(H+):前者小于后者,由于两种溶液中离子浓度都是阳离子浓度的二倍,两种盐溶液浓度相同,c(Na+)相同,c(H+)越小,则离子总浓度就越小,故c(X−)+c(OH−)<c(Y−)+c(OH−);C错误;
D.=由于其中含有BaSO4、BaCO3,所以向其中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值不变;仍等于两种盐的溶度积常数的比,D错误;
故合理选项是B。2、C【分析】【详解】
A.若气体为惰性气体;则分子为单原子分子,就不存在化学键,A错误;
B.PCl3分子中正负电荷重心不重合,因此PCl3分子是极性分子;B错误;
C.氢键的键长就是指X与Y原子之间的距离,一般定义为的长度;C正确;
D.的价层电子对数是3+=4,且中心O原子上含有1对孤对电子对,所以模型是四面体形;而粒子的立体构型为三角锥形,二者不一致,D错误;
故合理选项是C。3、D【分析】【详解】
A.加入甲醇蒸气;平衡正向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,平衡移动消耗量远小于投入量,因此甲醇转化率会减小,A错误;
B.b点时反应未达到平衡,反应正向进行,因此反应速率υ正>υ逆;B错误;
C.根据图象可知:在反应温度高于85℃后,升高温度,CO转化率降低,说明升高温度化学平衡逆向移动,该反应正反应为放热反应。温度越高,化学平衡逆向移动,平衡常数减小,故平衡常数:K(75℃)>K(85℃);C错误;
D.温度升高,化学反应速率增大,反应的物质的浓度越大,反应速率越大。根据图象可知:b点CO的转化率比d点小,且反应温度:b<d,故反应速率:υb逆<υd逆;D正确;
故合理选项是D。4、C【分析】A.稀硝酸的还原产物是一氧化氮,一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮,选项A错误;B.火焰呈黄色,说明是含钠元素的物质,不能确定是否含有钾元素,选项B错误;C、将Na2O2裹入棉花中,放入充满CO2的集气瓶中,Na2O2与CO2的反应为放热反应,温度升高,达到棉花的着火点,且有大量氧气,棉花燃烧,选项C正确;D、弱酸不能制强酸,所以CO2不与强酸盐反应,所以无沉淀,选项D错误。答案选C。5、C【分析】【详解】
A.图1所示装置为过滤装置;不能分离四氯化碳和水,A项错误;
B.氨气会与硫酸反应;不用用浓硫酸干燥氨气,B项错误;
C.二氧化锰和浓盐酸在加热下可以制备氯气;图3所示装置可以完成,C项正确;
D.用图4所示装置中盐酸具有挥发性;最后硅酸的形成,无法判断是二氧化碳还是盐酸与硅酸钠反应制得,D项错误;
答案选C。6、C【分析】【分析】
【详解】
A.O2微溶于水;密度比空气大;可以排水法或向上排空气法收集,故不选A;
B.H2难溶于水;密度比空气小;可以排水法或向下排空气法收集,故不选B;
C.NH3极易溶于水;不能用排水法收集;故选C;
D.NO难溶于水;用排水法收集,故不选D。
答案选C。二、填空题(共6题,共12分)7、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-108、略
【分析】【分析】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体;
d.非金属元素之间易形成共价键;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键。
【详解】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上,则有3种不同能量的电子;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,则介于硼元素与氮元素之间的有Be、C、O三种元素,故答案为:3;3;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为20个等边三角形拥有的顶点为×20=12;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为20个等边三角形拥有的B-B键为×20=30;故答案为:12;30;
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键,则立方相氮化硼中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小,导致其质地软,故正确;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体,故错误;
d.非金属元素之间易形成共价键;所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
bd正确,故答案为:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键,故答案为:2。【解析】①.3②.3③.原子晶体④.12⑤.30⑥.bd⑦.29、略
【分析】【分析】
由结构简式可知;分子中含-OH;-COOH、碳碳双键,结合醇、羧酸、烯烃的性质来解答。
【详解】
(1)该有机物中的-OH、-COOH均与Na反应,金属钠过量,则有机物完全反应,1mol该有机物含有2mol羟基和1mol羧基,由2-OH~H2↑、2-COOH~H2↑可知,和过量的金属钠反应最多可以生成1.5molH2;
故答案为:1.5mol;
(2)-OH、-COOH均与Na反应,-COOH与NaOH、NaHCO3反应,则1mol该物质消耗1.5molNa、1molNaOH、1molNaHCO3,则n(Na):n(NaOH):n(NaHCO3)=1.5mol:1mol:1mol=3:2:2;
故答案为:3∶2∶2。【解析】①.1.5mol②.3∶2∶210、略
【分析】【详解】
(1)亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫,反应的方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O,生成的二氧化硫含有水蒸气,可用浓硫酸干燥,用向上排空气法收集,且用碱石灰吸收尾气,避免污染环境,则连接顺序为a接b;c接f,g接d;
(2)①Na2S2O4中硫元素的化合价为+3;
②由装置可知;仪器A的名称为恒压滴液漏斗;
③实验时应避免Na2S2O4和HCOONa被氧化,可应先通入二氧化硫,排净系统中的空气,防止加热时Na2S2O4和HCOONa被氧化,也可通一段时间N2;排净系统中的空气;
④洗涤连二亚硫酸钠时应与空气隔离;洗涤剂可用甲醇或乙醇,洗涤过程为:在无氧环境中,向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次;
⑤设连二亚硫酸钠理论产率为x;根据硫原子守恒:
2Na2SO3~Na2S2O4
252174
6.3gx
则解得x=4.35g,产率为:【解析】bcfgdNa2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O+3恒压滴液漏斗排净系统中的空气向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次11、略
【分析】【分析】
(1)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误12、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、原理综合题(共8题,共16分)13、略
【分析】【详解】
(1)常温下,将浓度均为amol/L的酷酸锂溶液和酷酸溶液等体积混合,根据电荷守恒可得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Li+),则c(CH3COO-)+10b-14mol/L=0.5amol/L+10-bmol/L,整理可得c(CH3COO-)=
(2)根据CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol可知;△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和,则C≡O的键能=(-41.3kJ/mol)+(2×803kJ/mol)+(436kJ/mol)-(2×464kJ/mol)=1072.7kJ/mol;
(3)①2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g)
起始量(mol)0.20.40.100
反应量(mol)2x4xxx2x
平衡量(mol)0.2-2x0.4-4x0.1-xx2x
则
解得x=0.05
0~10min内用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=
该温度下,该反应的平衡常数K=
②A.V正(DME)=v逆(H2);不满足计量数关系,表明正逆反应速率不相等,该反应没有达到平衡状态,故A错误;
B.该反应中气体总质量和体积始终不变;则混合气体的密度为定值,不能根据密度判断平衡状态,故B错误;
C.该反应中气体总质量不变;而气体的物质的量为变量,当混合气体的平均相对分子质量不再变化时,表明该反应已经达到平衡状态,故C正确;
D.c(CO):c(VAC)=4:1;无法判断各组分的浓度是否继续变化,则无法判断平衡状态,故D错误;
答案为:C;
③结合图象可知;升高温度,二甲醚的转化率减小,说明平衡向着逆向移动,则该反应为放热反应,该反应的△H<0;180℃时,醋酸乙烯选择性最高,所以最佳的反应温度为180℃;
④保持温度不变,向反应釜中通入氩气增大压强,由于各组分的浓度不变,则化学平衡不移动。【解析】a/2+10-b-10b-141072.70.01mol·L-1·min-110000C<180℃不14、略
【分析】【详解】
(1)在10~20min内,O2的浓度由0.79mol/L变为0.60mol/L,减小了0.19mol/L,则根据物质反应转化关系可知:反应消耗SO2的浓度△c(SO2)=2×0.19mol/L=0.38mol/L,则平均反应速率v(SO2)==0.038mol•L-1•min-1;
该反应的正反应是放热反应,当升高温度时,化学平衡逆向移动,化学平衡常数K将减小;
根据表格数据可知:反应在20min时已经达到平衡,在30min后,O2浓度增大,CO2浓度增大了0.08mol/L,方程式物质的化学计量数O2、CO2是1:2,说明改变的条件可能是通入一定量的O2;也可能是适当缩小容器的体积,使化学平衡正向移动,最终达到平衡状态,故合理选项是AC;
(3)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
②6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
③4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
根据盖斯定律,②×2-③×3,整理可得④:2O3(g)=3O2(g)ΔH=-283kJ/mol<0;说明该反应是放热反应;
将整理可得NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=-198kJ/mol;
(4)已知:反应I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030
反应II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
将反应I-II,整理可得2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),该反应的化学平衡常数K===2.5×10121;K的数值很大,说明该反应向正方向进行的程度很大,因此该法能有效消除NO;CO尾气污染;
(5)对于反应NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g),在一定温度下,在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,达到平衡状态后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的体积分数为根据方程式可知:每反应产生2个N2,就会同时产生3个H2O(g),可由平衡产生n(N2)=2bmol,得到n(H2O)=3bmol,此时气体的总物质的量n(气)总=amol+2amol+2amol+2bmol+3bmol=5(a+b)mol,由于N2(g)的体积分数为则解得b=5amol,故平衡时气体总物质的量为n(气)总=5(a+b)mol=5(a+5a)=30amol,所以平衡时各种气体的体积分数为x(NO)=x(NO2)=x(NH3)=x(N2)=x(H2O)=因此此时的平衡常数Kp=【解析】0.038mol•L-1•min-1减小AC放热-198能由反应I和II的平衡常数,可知2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的K==2.5×10121数值很大,该反应向正方向进行的程度很大15、略
【分析】【详解】
(1)反应②的平衡常数随温度升高增大;说明升高温度化学平衡正向进行,则正反应是吸热反应;
(2)根据盖斯定律,将反应①+②可得反应③,则平衡常数K3=K1×K2;反应③是气体体积减小的反应△S<0;
500°C时,K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5,800°C时,K3=K1×K2=2.52×0.15=0.375,结合温度变化分析,随温度升高,平衡常数减小,说明升高温度,化学平衡逆向进行,则可判断出该反应的正反应是放热反应,焓变△H<0;所以反应在较低温度下能自发进行;
(3)根据(2)分析可知:反应③的正反应是气体体积减小的放热反应。
A.缩小反应容器的容积;会使体系的压强增大,增大压强,化学平衡正向移动,与题目要求的平衡逆向移动不符合,A不符合题意;
B.扩大反应容器的容积;会使体系的压强减小,减小压强,化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,B符合题意;
C.升高温度;化学平衡向吸热的逆反应方向移动,C符合题意;
D.使用合适的催化剂;化学平衡不发生移动,D不符合题意;
E.从平衡体系中及时分离出CH3OH;化学平衡正向移动,E不符合题意;
故合理选项是BC;
(4)根据(2)分析可知在500°C时,K3=2.5。500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,此时的浓度商Qc==0.8789<2.5,说明反应未达到平衡状态,反应正向进行,所以v正>v逆;
(5)A.反应②的平衡常数随温度的升高而增大;说明该反应的正反应为吸热反应,反应物能量低于生成物,与图象符合,A正确;
B.反应②是吸热反应;催化剂改变反应速率不改变化学平衡,平衡状态不变,图象不符合事实,B错误;
C.①反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的化学平衡常数随温度升高减小;说明正反应为放热反应,反应物能量高于生成物,图象不符合,故C错误;
D.反应③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是放热反应;则反应物能量高于生成物,图象符合,D正确;
故合理选项是AD。【解析】①.吸热②.K3=K1•K2③.<④.较低⑤.B、C⑥.>⑦.A、D16、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)已知:CO和H2的燃烧热分别为−283.0kJ·mol−1、−285.8kJ·mol−1,可得①CO(g)+O2(g)=CO2(g)∆H=−283.0kJ·mol−1
②H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=−285.8kJ·mol−1
③H2O(g)=H2O(l)∆H=−44kJ·mol−1
根据盖斯定律,将②-①-③,整理可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2=+41.2kJ/mol;答案:+41.2;
(2)A.反应I的正反应是吸热反应;升高温度,反应Ⅰ的化学平衡正向移动,使其化学平衡常数增大,A正确;
B.选择合适的催化剂只能改变反应速率;但不能使化学平衡发生移动,因此不能提高丙烷平衡转化率,B错误;
C.根据(1)计算可知反应Ⅱ热化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2=+41.2kJ/mol;该反应的正反应是吸热反应,反应不能自发,C错误;
D.该反应的正反应是气体体积增大的反应;在恒温恒压下通入水蒸气,体系的体积增大,化学平衡正向移动,因此有利于提高丙烷转化率,D正确;
故合理选项是AD;
(3)对于反应Ⅰ:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)∆H1=+124kJ·mol−1,该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,在温度不变时,增大压强,化学平衡逆向移动,C3H8的转化率降低,C3H6含量降低,所以最上边斜线表示的是压强为0.1MPa的C3H8的转化,下边斜线表示的是0.01MPa的C3H8的转化。若压强。
在压强为0.1MPa,温度为556℃时,假设丙烷的物质的量是1mol,反应消耗物质的量是x,根据图象可知丙烷在A点的物质的量分数50%,则平衡时各种气体的物质的量分别是n(C3H8)=(1-x)mol,n(C3H6)=n(H2)=xmol,由于C3H8的含量是50%,则解得x=气体总物质的量n(气)=1+=所以此时的平衡常数Kp==0.0125MPa;
(4)反应Ⅰ须在高温下进行,但温度过高时易发生副反应,会导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯,这是由于CO2能与H2发生反应Ⅱ;使反应Ⅰ平衡正向移动,从而可提高丙烯产率;
(5)(i)反应为3C3H8+2CrO3=3C3H6+3H2O+Cr2O3;(ii)反应为Cr2O3+3CO2=2CrO3+3CO,总反应方程式为:C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳,维持催化剂活性,这是由于C能够与CO2反应会产生CO,使C脱离催化剂表面,从而可以消除催化剂表面的积炭。【解析】+41.2AD0.0125MPaCO2能与H2发生反应Ⅱ使反应Ⅰ平衡正移,提高丙烯产率CO2+C=2CO,可以消除催化剂表面的积炭17、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)由图1知①结合②所以
(2)根据图2知,当温度为15℃时,次氯酸钙对甲醛的去除率更高,所以选择Ca(ClO)2;
(3)①根据图3,当压强为p1时,CO的平衡转化率随温度的升高而降低,即温度升高,平衡逆向移动,又温度升高,平衡向吸热方向移动,所以逆反应方向是吸热反应,则a<0;当温度为T1时,由p3到p1,CO的平衡转化率升高,即平衡向气体系数之和减小的方向移动,此时压强增大,故压强由小到大为p321;
②由图3可以看出;M点与N点的温度相同,则M点与N点的平衡常数相同,列出三段式:
则
(4)根据表中数据列出方程组:①②③三式联立解得c2=0.2,k=104;
(5)①图中左侧装置是原电池;右侧装置是电解质,左侧原电池中,下端电极是O2参与反应,该电极是正极,与之相连的C电极是阳极;
②左侧原电池中,上端电极是负极,导电介质为O2-离子,电极反应式为
③电解饱和食盐水的反应式为气体总体积为112mL,即0.005mol,则生成的氢气和氯气分别为0.0025mol,所以生成的NaOH是0.005mol,其浓度为溶液中所以pH=12【解析】+34.5<4.170.2阳1218、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)的又所以
(2)①420K时NO的转化率为2%,此时消耗的580K时NO的转化率为59%,此时消耗的此时间段内NO的变化量为1.77mol-0.06mol=1.71mol,容积的体积为2L,反应速率为
根据图像可知,在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低,由于该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向进行,导致NO转化率降低,也可能是温度升高发生了副反应4NH3+7O2=4NO2+6H2O或催化剂活性降低;都有可能导致NO转化率降低;
(3)该反应的根据知;该反应在低温条件下进行;
(4)①结合三段式计算平衡状态气体的物质的量;设达到平衡状态消耗二氧化碳的物质的量为x;
气体压强之比等于物质的量之比,解得x=2mol,则平衡时n(CO2)=2mol,n(H2)=4mol,P=5.00P0,CO2%=20%,H2%=40%,H2O%=40%,
②30min时,图表数据表明反应正向进行,则有所以
(5)电池工作中,阴极上CO2得到电子被还原,结合氢离子转化为HCOOH,电极反应是为Pt电极上H2O转化为O2,发生氧化反应为阳极,电极反应为阳极室质量减轻是因为释放出氧气,O2-4e-,所以转移2mol电子,生成的O2为0.5mol,即为8g【解析】300平衡逆向进行低温>8g19、略
【分析】(1)由实验装置及流程可知,A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳,因烧瓶中有空气,则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮,利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰;B中发生Cu与硝酸的反应生成NO、硝酸铜,E中收集到无色气体NO,利用F充入空气,可检验NO的生成;C装置可检验二氧化碳充满B、E装置;D装置为尾气处理装置,吸收氮的氧化物,防止污染空气。①装置A中进行反应时打开止水夹K,当装置C中产生白色沉淀时,关闭止水夹K,这样操作的目的是利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2,对气体产物的观察产生干扰,A中反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。②在完成①中的“
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