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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年西师新版拓展型课程化学上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:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、Haber提出的硝基苯转化为苯胺的两种反应途径如图所示。实验人员分别将、、与Na2S·9H2O在一定条件下反应5min,的产率分别为小于1%;大于99%,小于1%,下列说法正确的是。
A.硝基苯易溶水B.苯胺和苯酚类似,在水溶液中均显酸性C.该实验结果表明Na2S·9H2O参与反应时,优先选直接反应路径制备苯胺D.若该实验反应中的氧化产物为S,则由硝基苯生成1mmol苯胺,理论上消耗2molNa2S·9H2O2、实验室制备氯气的装置如下图。图中涉及气体发生;除杂、干燥、收集、尾气处理装置;其中错误的是。
A.①B.②C.③D.④3、如图是实验室常用的气体制备、净化和收集装置。若依据反应H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O制取CO;则合理的装置组合为()
A.①⑤⑧B.③⑤⑦C.②⑤⑥D.③④⑧4、现有5瓶标签脱落的无色液体,分别为NaOH、KI、KSCN、Na2CO3、Na2SO4。下列试剂中,可以鉴别以上5种溶液的是()A.氢氧化钡溶液B.氯化铁溶液C.石蕊试液D.盐酸5、用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是()A.制取并收集乙炔B.比较NaHCO3、Na2CO3的热稳定性C.吸收多余的NH3D.实验室中制取少量乙酸乙酯6、如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置,O2和H2O(g)的存在对该实验有较大影响。
下列说法不正确的是A.装稀硫酸仪器的名称是分液漏斗,II中洗气瓶内是碳酸氢钠溶液B.可以把装置I换成启普发生器C.实验开始时,必须先通一段时间X气体,再在III处加热D.当III处反应引发后,移走酒精灯,反应仍进行,说明该反应为放热反应7、用下列装置进行相应的实验,不能达到实验目的的是()A.用图甲装置验证NH3易溶于水B.用图乙装置提纯I2C.用图丙装置测定KMnO4溶液物质的量浓度(锥形瓶中Na2C2O4质量已知)D.用图丁装置检验该条件下铁发生了析氢腐蚀评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)8、向某密闭容器中充入等物质的量的气体M和N;一定条件下发生反应,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度;反应速率随时间的变化如图1、图2所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min时改变的条件是____,40min时改变的条件是____,请在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线_____。
(3)0~8min内,_______;50min后,M的转化率为_______(保留三位有效数字)。
(4)20min~30min内,反应平衡时的平衡常数K=_______。9、油气开采;石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢;需要回收处理并加以利用。
H2S热分解反应:2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,在1373K、100kPa反应条件下,对于n(H2S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
(1)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率___________,理由是___________
(2)n(H2S):n(Ar)=1:9对应图中曲线___________,计算其在0~0.1s之间,H2S分压的平均变化率为___________kPa·s-1。10、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂;同时也是对烟气进行脱硫;脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择_________。(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为_________。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是_________。(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气。
b.反应①后得到的母液中;溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量。
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫;脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/(mol/L)8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率_________(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是_________。(答出两条即可)11、如图所示的初中化学中的一些重要实验;请回答下列问题:
(1)图A称量NaCl的实际质量是___。
(2)图B反应的实验现象是__。
(3)图C反应的表达式为__。
(4)图D实验目的是__。12、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:___________________________________。13、已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色;现在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液呈黄色。
(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是:______(填粒子的化学式;下同);
乙同学认为这是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是_________。
(2)如果要验证乙同学判断的正确性;请根据下面所提供的可用试剂,用两种方法加以验证,请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。
实验可供选用试剂:。A.酸性高锰酸钾溶液B.氢氧化钠溶液C.四氯化碳D.硫氰化钾溶液E.硝酸银溶液F.碘化钾淀粉溶液。实验方案。
所选用试剂(填代号)
实验现象。
方案一。
方案二。
(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,则首先被氧化的离子是________,相应的离子方程式为_______________________________________________;评卷人得分三、原理综合题(共9题,共18分)14、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15、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。
16、煤和石油通常都含有硫的化合物;燃烧生成的二氧化硫成为大气主要污染物之一。二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。其催化氧化的过程如图1所示:
(1)已知:I.SO2(g)+V2O5(s)SO3(g)+V2O4(s)△H1=+24kJ•mol-1
Ⅱ.2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s)△H2=-244kJ•mol-1
①SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H3=___kJ•mol-1。
②活化分子比普通分子高出的能量称为活化能,则反应Ⅱ的正反应活化能为__(用字母E1~E6表示)kJ•mol-1。
③总反应速率一般由慢反应决定,从图1中分析决定V2O5催化氧化SO2的反应速率的是反应__(填“I”或“Ⅱ”)。
(2)某温度下,向2L的恒容密闭容器中充入等物质的量的SO2和O2,测得SO2的物质的量变化如图2所示:
①第5min时反应达到平衡,v(SO3)=____mol•L-1•min-1,O2的转化率为_____
②该温度下,反应的平衡常数K=______(精确到0.01)。17、利用空气氧化NO;成本低廉,很具有研究价值。回答下列问题:
(1)NO氧化反应机理可能涉及如下过程:
Ⅰ.(快反应)
Ⅱ.(慢反应)
Ⅲ.(快反应)
上述反应_______(填序号)决定NO的氧化反应速率;已知则反应的_______(用a、b、c的代数式表示,a、b;c均为正值)。
(2)已知反应Ⅰ:v正=k1·c2(NO),v逆=k2·c[(NO)2],k1、k2为速率常数,仅受温度影响。下列叙述错误的是_______(填字母)。
A.反应Ⅰ达到平衡状态,可推知
B.反应Ⅱ的活化能低于反应Ⅰ的活化能。
C.增大NO的浓度,增大;升高温度,增大。
(3)一定条件下,将和按物质的量之比2:1充入反应容器,发生反应:其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线如图所示。
①_______(填“>”“<”或“=”)
②400℃、条件下,O2的平衡转化率为_______%。
③700℃、p2条件下,该反应的平衡常数Kp=_______(以分压表示;分压=总压×物质的量分数)。
(4)恒容条件下,为提高NO转化为NO2的平衡转化率可采取的措施为_______(任写一种)。18、NO是大气中一种重要污染物;可以采用多种方法消除NO的污染。回答下列问题:
(1)CH4还原NO法。
已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
则CH4与NO反应生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式为_______。
(2)CO还原NO法。CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0。
①该反应中,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,可采取措施有_______(写出其中一条即可)。
②实验测得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,只升高温度,k正增大的倍数_______(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。若在1L恒容密闭容器中充入1molCO和1molNO发生上述反应,在一定温度下反应达到平衡时,CO的转化率为40%,则=_______(计算结果用分数表示)。
(3)NH3还原NO法。NH3还原NO的反应为4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)△H<0。T℃时,在恒容密闭容器中,测得在不同时间NO和NH3的物质的量如下表:。时间/min01234n(NO)/mol1.20.900.720.600.60n(NH3)/mol0.900.700.580.500.50
若反应开始时的压强为P0,则该反应的化学平衡常数Kp=_______(可用分数表示;用平衡分压代替平衡浓度计算;各气体的分压=气体总压×各气体的物质的量分数)。
(4)SCR脱硝技术的主反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密闭容器中起始投入一定量NH3、NO、O2进行反应;测得不同温度下,在相同时间内部分组分的含量如图所示。
①a、b、c三点,主反应速率由大到小的顺序为_______。
②解释N2的浓度变化曲线先上升后下降的原因:_______。19、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)。20、CH4既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料。以CO2、H2为原料合成CH4涉及的主要反应如下:
Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1
Ⅱ:△H2=+41.2kJ/mol
常温常压下,H2(g)和CH4(g)的摩尔燃烧焓分别为-285.8kJ/mol和-890.3kJ/mol;
(1)△H1_______kJ/mol。
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH4(g)为amol,H2O(g)为bmol,则反应Ⅱ的平衡常数为_______(用含a、b的代数式表示)。
(3)n(H2):n(CO2)=4:1的混合气体充入反应器中;当气体总压强为0.1MPa,平衡时各物质的物质的量分数如图所示:
200~550℃时,CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是_______。反应器中应选择适宜的温度是_______。
(4)为探究的反应速率与浓度的关系,起始时,向恒容密闭容器中通入浓度均为1.0mol/LCO2与H2。平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率—浓度关系曲线:和
则与曲线相对应的是上图中曲线_______(填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度,重新达到平衡,平衡常数_______(填“增大”或“减小”),则此时曲线甲对应的平衡点可能为_______(填字母,下同),曲线乙对应的平衡点可能为_______。21、研究金属与硝酸的反应;实验如下。
。实验(20℃)
现象。
Ⅰ.过量铜粉、2mL0.5mol/LHNO3
无色气体(遇空气变红棕色);溶液变为蓝色。
Ⅱ.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3
6mL无色气体(经检测为H2);溶液几乎无色。
(1)Ⅰ中产生的无色气体是________。
(2)研究Ⅱ中的氧化剂。
①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-,所以NO3-没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法不正确;其实验证据是________。
②乙同学通过分析,推测出NO3-也能被还原,依据是________,进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+;其实验操作是________。
③补全Ⅱ中NO3-被还原为NH4+的过程:NO3-+________e-+____=NH4++____H2O____
(3)研究影响产生H2的因素。
。实验。
现象。
Ⅲ.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3;40℃
3.4mL气体(经检测为H2);溶液略带黄色。
Ⅳ.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3;60℃
2.6mL气体(经检测为H2);黄色溶液。
Ⅴ.过量铁粉、2mL3mol/LHNO3;20℃
无色气体(遇空气变红棕色);深棕色溶液。
资料:[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
④对比Ⅱ;Ⅲ、Ⅳ;温度不同时收集到氢气的体积不同,原因是________。
⑤Ⅴ中无色气体是混合气体;则一定含有遇空气变红棕色的气体和________。
(4)根据实验,金属与硝酸反应时,影响硝酸的还原产物不同的因素有________。22、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1题,共9分)23、已知某工业废水中含有大量FeSO4,较多的Cu2+,极少量的Na+以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体及金属Cu。
(1)步骤1的主要操作是___,需用到的玻璃仪器除烧杯外还有___。
(2)固体混合物是____(填化学式)
(3)步骤3中发生反应的化学方程式为___。
(4)步骤4中涉及的操作是:蒸发浓缩、___;过滤、洗涤、干燥。
(5)火法制得的粗铜中常混有少量氧化亚铜(Cu2O),氧化亚铜溶于稀硫酸溶液变蓝。试写出该反应的离子方程式___。评卷人得分五、有机推断题(共1题,共6分)24、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)评卷人得分六、元素或物质推断题(共3题,共18分)25、W;X、Y、Z、N、M六种主族元素;它们在周期表中位置如图所示,请用对应的的化学用语回答下列问题:
(1)N元素在周期表中的位置___________,根据周期表,推测N原子序数为___________
(2)比较Y、Z、W三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序___________
(3)M最高价氧化物的水化物在水中的电离方程式:___________
(4)以下说法正确的是___________
A.单质的还原性:X>Y,可以用X与YM2溶液发生反应来证明。
B.Y与同周期的ⅢA元素的原子序数相差1
C.半导体器件的研制开始于硅;研发出太阳能光伏电池,将辐射转变为电能,如我校的路灯。
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质具有两性26、Ⅰ.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理;使之转化为沉淀B,按如图流程进行实验。
已知:B含三种元素;气体D标况下密度2.32g/L;混合气体l无色无味;气体F标况下密度为1.25g/L。请回答:
(1)组成B的三种元素是_______,气体D的分子式是______。
(2)写出固体C在足量氧气中灼烧的方程式_______。
(3)固体C在沸腾的稀盐酸中会生成一种弱酸和一种白色沉淀,该白色沉淀是共价化合物(测其分子量为199),则反应的化学方程式是________。
Ⅱ.某兴趣小组为验证卤素单质的氧化性强弱,打开弹簧夹,向盛有NaBr溶液的试管B和分液漏斗C中同时通入少量Cl2;将少量分液漏斗C中溶液滴入试管D中,取试管D振荡,静止后观察现象。实验装置如图:
(4)说明氧化性Br2>I2的实验现象是________。
(5)为了排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,需确认分液漏斗C中通入Cl2未过量。试设计简单实验方案检验_________。27、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【分析】
以不同路径下的有机反应为载体;考查有机反应路径;常见有机化合物性质、氧化还原反应等知识。
【详解】
A.硝基苯中无亲水基团;难溶于水,A错误;
B.苯胺可结合水电离出的H+;在水溶液中显碱性,B错误;
C.与Na2S·9H2O反应的产率高于与Na2S·9H2O反应的产率;选择直接反应路径,C正确;
D.由1mol转化为1mol,少了2molO原子,多了2molH原子,共得到了6mole-,理论上消耗3molNa2S·9H2O;D错误;
故选C。2、C【分析】【详解】
加热二氧化锰与浓盐酸生成氯气,故A正确;用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,故B正确;浓硫酸干燥氯气时,气体长进短出,故C错误;氢氧化钠可以吸收氯气,故D正确。3、D【分析】【分析】
根据实验原理,制取CO,应用固体+液体气体的装置,即③为制气装置,因为CO的密度与空气的密度相差不大,因此收集CO时,需要用排水法收集,CO2是酸性氧化物;应用碱液吸收,据此分析;
【详解】
依据反应H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O,草酸为固体,浓硫酸为液体,并且需要加热,因此需要用固体+液体气体的装置,即③为制气装置,CO的摩尔质量为28g·mol-1,空气的平均摩尔质量为29g·mol-1,即CO的密度与空气的密度相差不大,因此采用排水法收集CO,只要除去CO2就可以,即用洗气方法除去CO2;连接顺序是③④⑧,故选项D正确;
答案选D。
【点睛】
需要根据反应物的状态和反应条件,选择反应装置,根据实验目的和原理,设计好除杂装置,最后不能忽略尾气处理装置。4、B【分析】【详解】
A.Na2CO3、Na2SO4与氢氧化钡溶液反应均生成白色沉淀;A错误;
B.NaOH与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁的红褐色沉淀、KI与氯化铁溶液发生氧化还原反应生成氯化亚铁,溶液由黄色变为浅绿色、KSCN与氯化铁溶液反应,溶液变成血红色、Na2CO3与氯化铁溶液双水解生成氢氧化铁的红褐色沉淀和二氧化碳气体、Na2SO4与氯化铁溶液不反应;B正确;
C.NaOH、Na2CO3呈碱性;均能使石蕊变蓝,C错误;
D.NaOH与盐酸反应无明显现象,Na2CO3与盐酸反应生成气体,KI、KSCN、Na2SO4与盐酸不反应,D错误;故答案为:B。5、C【分析】【详解】
A.乙炔的相对分子质量是26;空气的平均相对分子质量是29,且乙炔和氧气在常温条件下不反应,所以乙炔应该用向下排空气法收集,A错误;
B.该装置中加热碳酸氢钠的温度高于碳酸钠;虽然澄清石灰水变浑浊,但不能证明碳酸钠的稳定性比碳酸氢钠强,B错误;
C.氨气极易溶于水和酸性溶液;不溶于四氯化碳,氨气通入四氯化碳中,因不溶解而逸出,被上层的稀硫酸吸收,达到了既能吸收氨气又不倒吸的实验目的,C正确;
D.导气管伸入NaOH溶液中;一方面会导致乙酸乙酯的水解,另一方面会产生倒吸,D错误。
故选C。6、A【分析】【分析】
【详解】
A.装稀硫酸仪器的名称是分液漏斗,Mg与SiO2反应的实验装置,O2和H2O(g)的存在对该实验有较大影响;因此II中洗气瓶内液体作用是干燥气体,应盛放浓硫酸,故A错误;
B.I是实验室制氢气;可以把装置I换成启普发生器,可以达到随开随用,随关随停,故B正确;
C.实验开始时,必须先通一段时间X气体,排除装置内的空气,以免镁和氧气反应,再在III处加热,Mg与SiO2反应;故C正确;
D.当III处反应引发后;移走酒精灯,反应仍进行,说明该反应为放热反应,故D正确。
综上所述,答案为A。7、D【分析】【分析】
【详解】
A.NH3易溶于水;能形成喷泉,故A达到目的;
B.I2常用升华法提纯;故B达到目的;
C.根据2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,已知C2O42-的量,可测定KMnO4溶液物质的量浓度;故C达到目的;
D.铁在中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀;故D不符;
故选D。二、填空题(共6题,共12分)8、略
【分析】【详解】
(1)依据图1中各物质的浓度变化量可得到0-20min,M、N浓度减少量为1.5mol/L,P浓度增加量为3mol/L,则反应的化学方程式为由图1可知,40min时平衡发生了移动,而P、M、N的浓度没有改变,且改变压强和使用催化剂平衡不移动,则改变的条件是温度,30min时P、M、N浓度均减小则改变的条件为扩大容器体积,压强减小,反应速率减小,由图2可知40min时速率增大,则40min时改变的条件是升高温度,而生成物P的浓度在减小,依据勒夏特列原理可判断该反应的
(2)由(1)分析可知,30min时改变的条件是扩大容器的体积;40min时改变的条件是升高温度;在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线为
(3)8min时,M、N、P的物质的量浓度相等,设
则解得x=2,故8min时,0~8min内;
50min后;M;N、P的物质的量浓度相等,故M的转化率为33.3%;
(4)由图1可知,20min~30min内,为平衡状态,M、N的平衡浓度为1.5mol/L,P的平衡浓度为3mol/L,则反应平衡时的平衡常数K=【解析】(1)<
(2)扩大容器的体积升高温度
(3)33.3%
(4)49、略
【分析】【分析】
2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,该反应正方向为体积增大的反应,降低压强,平衡会向正反应方向移动;则对于n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b;c、d、e。
【详解】
(1)由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;
(2)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24;假设在该条件下;硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知:
此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。【解析】(1)越高n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高。
(2)d24.910、略
【分析】【详解】
NaClO3和浓H2SO4在反应器①中发生还原反应生成ClO2和Na2SO4,所以试剂A可以用二氧化硫,ClO2在反应器②中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠,再得到其晶体。
(1)根据上面的分析可以知道试剂A为SO2,故选a,因此,本题正确答案是:a。
(2)反②中ClO2被双氧水还原成ClO2−,反应的离子方程式为2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O,因此,本题正确答案是:2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受热易分解,所以亚氯酸钠溶液中获得晶体,温度不能太高,所以反应②结束后采用“减压蒸发”操作,在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。因此,本题正确答案是:在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。
(4)根据信息纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10以下比较安全,所以要持续通过量的空气,NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反应②中碱要过量,因为试剂A为二氧化硫,NaClO3被还原成ClO2,所以反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是,Na2SO4。故选acd,因此;本题正确答案是:acd。
(5)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式因此,本题正确答案是:
②由实验结果可以知道,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,因此,本题正确答案是:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。【解析】a2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O减压可以使物质沸点降低,实验较低温度下进行蒸发,可避免NaClO2因温度高而发生分解acd4OH−+3ClO2−+4NO4NO3−+3Cl−+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此条件下SO2还原性更强;脱硝反应活化能更大11、略
【分析】【分析】
(1)托盘天平的平衡原理:称量物质量=砝码质量+游码质量;
(2)镁在空气中剧烈燃烧;放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体氧化镁;
(3)图C表示铜和氧气在加热条件下生成黑色氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小;
【详解】
(1)称量物质量=砝码质量+游码质量;15=NaCl质量+3,NaCl的实际质量是15g-3g=12g;
(2)镁在空气中燃烧的现象是:放出大量的热;发出耀眼的白光,生成白色固体;
(3)图C的表达式为:铜+氧气氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小,实验目的是验证分子之间的存在间隙;【解析】12g放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体铜+氧气氧化铜验证分子之间的存在间隙12、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13、略
【分析】【分析】
溴单质氧化性较强,能将亚铁离子氧化为三价铁,三价铁在水溶液中是黄色的;要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成血红色物质;Br2能将Fe2+氧化成Fe3+,说明还原性:Fe2+>Br-;依据氧化还原反应中“先强后弱”规律判断。
【详解】
(1)在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1-2滴液溴,若没有发生化学反应,使溶液呈黄色的微粒为Br2;若是发生化学反应,二价铁离子被溴单质氧化为三价铁在水溶液中是黄色的;因此答案是:Br2;Fe3+;
(2)要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成血红色物质;方案一可选用CCl4(C),向黄色溶液中加入四氯化碳,充分振荡、静置,溶液分层,若下层呈无色,表明黄色溶液中不含Br2,则乙同学的判断正确;方案二可选用KSCN溶液(D),向黄色溶液中加入KSCN溶液,振荡,若溶液变为血红色,则黄色溶液中含Fe3+;则乙同学的判断正确。
(3)根据上述推测说明发生反应Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,由此说明亚铁离子的还原性大于溴离子,Cl2具有氧化性,先氧化的离子是亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;因此答案是:Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。【解析】Br2;Fe3+答案如下:
。
选用试剂。
实验现象。
第一种方法。
C
有机层无色。
第二种方法。
D
溶液变红。
Fe2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-三、原理综合题(共9题,共18分)14、略
【分析】【详解】
I.(1)①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1;
根据盖斯定律,将②-①×整理可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1
(2)洗涤含SO2的烟气,使SO2与洗涤剂发生反应。
A.NaHSO3与SO2不能反应;不能作洗涤剂,A不符合题意;
B.由于亚硫酸的酸性比碳酸强,所以NaHCO3与SO2能反应,产生Na2SO3或NaHSO3及CO2;因此能作洗涤剂,B符合题意;
C.由于盐酸的酸性比亚硫酸的酸强,所以BaCl2与SO2不能反应;不能作洗涤剂,C不符合题意;
D.FeCl3与SO2、H2O发生氧化还原反应,产生FeCl2、HCl、H2SO4;因此可以作洗涤剂,D符合题意;
故合理选项是BD;
II.(3)根据方程式N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),每反应消耗1molN2、1molO2就会产生2molNO,则5min后达平衡,测得NO为1mol,则消耗N2为0.5mol,消耗O2为0.5mol,用N2的浓度变化表示的平均反应速率v(N2)==0.05mol/(L·min);此时各种气体的浓度分别是c(N2)=mol/L,c(O2)=mol/L,c(NO)=mol,则此时反应的平衡常数K=
②由曲线改变可知:改变外界条件后反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,且化学平衡正向移动,由于该反应的正反应是气体体积不变的吸热反应,则改变的条件可能是升温或增大O2的浓度;
(4)有人设想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应除去CO,该反应反应后气体混乱程度减小,△S<0,若使该反应在任何温度下都不能实现,则ΔG>0,ΔG=ΔH-T△S>0,由此判断该反应的ΔH>0;
(5)反应2CO(g)2CO2(g)+N2(g)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,就应该加快化学反应速率,由于该条件下化学平衡常数已经很大,在影响化学反应速率的因素中,采用升高温度或增大压强,就需消耗较高的能量和动力,对设备的材料承受的压力要求也高,投入大大增加,一般不采用;而催化剂能够成千上万倍的加快化学反应速率,缩短达到平衡所需要的时间,因此在实际操作中最可行的措施是使用高效催化剂,故合理选项是C。【解析】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1BD0.05mol/(L·min)或0.57升温或增大O2的浓度>C15、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16、略
【分析】【详解】
(1)①I+×II,整理可得SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H3=-98kJ/mol;
②活化分子比普通分子高出的能量称为活化能,反应Ⅱ是放热反应,根据图示可知该反应的正反应活化能为(E4-E3)kJ/mol;
③总反应速率一般由慢反应决定。反应的活化能越大,反应发生消耗的能量就越高,反应就越不容易发生,该反应的化学反应速率就越慢。从图1中分析可知反应I的活化能远大于反应II的活化能,则说明决定V2O5催化氧化SO2的反应速率的是反应I;
(2)①根据图示可知:从反应开始至5min达到平衡时△n(SO2)=0.4mol-0.2mol=0.2mol,根据方程式可知:每有2molSO2反应,就会同时消耗1molO2,反应产生2molSO3,若消耗0.2molSO2,则同时消耗0.1molO2,产生0.2molSO3,故v(SO3)==0.02mol/(L·min);由于反应开始时充入SO2、O2的物质的量相等,则O2的转化率为=25%;
②反应达到平衡时,各种气体的浓度c(SO2)==0.1mol/L,c(O2)==0.15mol/L;c(SO2)==0.1mol/L,则该温度下,反应的平衡常数K=【解析】①.-98②.E4-E3③.I④.0.02⑤.25⑥.6.6717、略
【分析】【详解】
(1)总化学反应速率由慢反应决定。根据已知信息可知:在上述三个反应中反应II是慢反应;故反应II决定NO的氧化反应速率;
已知反应:Ⅰ.(快反应)
Ⅲ.(快反应)
IV.
根据盖斯定律,将(IV)-(I)-(Ⅲ),整理可得:△H=(-a+b-c)kJ/mol;
(2)A.已知反应Ⅰ:v正=k1·c2(NO),v逆=k2·c[(NO)2],当反应Ⅰ达到平衡状态,v正=v逆,则k1·c2(NO)=k2·c[(NO)2],A正确;
B.反应的活化能越大;反应越难发生,反应速率越慢。由于反应I是快反应,反应II是慢反应,说明反应Ⅱ的活化能高于反应Ⅰ的活化能,B错误;
C.反应速率常数只与温度有关,温度不变,化学速率常数不变。所以增大NO的浓度,k1不变;C错误;
故合理选项是BC;
(3)①在温度不变时,增大压强,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,NO的平衡转化率增大。根据图像可知:在压强是p2时NO转化率比p1时大,说明压强:p1<p2;
②由于是将NO、O2按2:1的物质的量的比加入,二者反应的物质的量的比是2:1,所以平衡时二者的转化率相同。根据图像可知:在400℃、p1条件下,NO的平衡转化率为40%,所以O2的平衡转化率也是40%;
③假设反应开始时加入1mol的O2,则加入NO物质的量是2mol,根据图像可知在700℃、p2条件下,NO的平衡转化率是20%,平衡时n(NO)=2mol×(1-20%)=1.6mol,n(O2)=1mol×(1-20%)=0.8mol,n(NO2)=2mol×20%=0.4mol,平衡时气体总物质的量为n(总)=1.6mol+0.8mol+0.4mol=2.8mol,所以该反应的平衡常数Kp=
(4)根据图像可知:在其它条件不变时,升高温度,反应的NO平衡转化率降低,说明正反应是放热反应,同时该反应的正反应是气体体积减小的反应,所以在恒容条件下,为提高NO转化为NO2的平衡转化率,可采取的措施有增大O2的浓度或适当降低反应温度。【解析】II-a+b-cBC<40增大O2的浓度或适当降低温度18、略
【分析】【详解】
(1)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
根据盖斯定律,将①-②+③,整理可得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。
(2)①CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0;该反应的正反应是气体体积减小放热反应,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,则化学反应速率加快,且平衡正向移动,可采取措施可以是增大压强或增大CO的浓度;
②实验测得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,只升高温度,v正、v逆都增大,由于浓度不变,所以k正、k逆都增大。由于升高温度化学平衡会向吸热的逆反应方向移动,这说明k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;
若在1L恒容密闭容器中充入1molCO和1molNO发生上述反应,在一定温度下反应达到平衡时,CO的转化率为40%,则平衡时反应产生CO2的物质的量是0.4mol,反应产生N2是0.2mol,此时CO、NO的物质的量都是0.6mol,由于容器的容积是1L,则平衡时各种物质的浓度c(CO)=c(NO)=0.6mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,c(N2)=0.2mol/L,该温度下的化学平衡常数K==当反应达到平衡时,v正=v逆,则k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),==
(3)对于反应4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g),反应开始时n(NH3)=0.90mol,n(NO)=1.20mol,达到平衡时n(NH3)=0.50mol,n(NO)=0.60mol,根据物质反应转化关系,可知平衡时产生N2的物质的量n(N2)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.50mol,n(H2O)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.60mol,在温度和容器的容积不变时,气体的压强与物质的量呈正比,若反应开始时的压强为P0,则平衡压强=该反应的化学平衡常数Kp=
(4)SCR脱硝技术的主反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密闭容器中起始投入一定量NH3、NO、O2进行反应。
①在影响化学反应速率的条件中,增大浓度、增大压强、升高温度都会增大反应速率,其中温度升高对反应速率的影响大,由于温度:a<b<c,所以在这三点中,主反应速率由大到小的顺序为:c>b>a;
②分析图象中氮气的浓度变化可知,550K时达到最大,550K后随温度升高浓度减小,变化趋势说明在b点前反应未达到平衡状态,反应正向进行,温度升高,反应速率加快,单位时间内产生氮气的浓度增大。当反应达到平衡状态后氮气浓度随温度升高减小,说明该反应的正反应是放热反应,升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动,且随着温度的升高,有副产物的生成,也导致N2浓度降低。【解析】CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。增大压强或增大CO的浓度<c>b>a先上升:反应还未到达平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,单位时间内N2浓度增大;后下降:达到平衡状态后,随着温度升高,因为该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,且随着温度升高有副产物的生成,也导致N2浓度降低19、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)
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