以下是2016-2017学年重庆市万州二中高二(上)化学试卷及答案和解析,同学们可以对照答案和解析看看自己的试卷完成情况。
一、选择题(共25小题,每小题2分,满分50分)
1.下列说法正确的是( )
A.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,则表示反应热是在标准状况下测得的数据
B.升高温度或加入催化剂,可以改变化学反应的反应热
C.据能量守恒定律,反应物的总能量一定等于生成物的总能量
D.物质发生化学变化一定伴随着能量变化
2.C、H2、CH4都是优质的能源物质,目前对这三种物质的研究是燃料研究的,下列关于这三种物质的研究方向中可行的是( )
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料
3.2010年诺贝尔化学奖授予理查德•海克等三位科学家,以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究.下面关于催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂只改变反应的正反应速率
B.催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率
C.催化剂能够改变反应的反应热
D.催化剂不能改变反应物的转化率
4.已知汽车尾气无害化处理反应为:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H<0.下列说法不正确的是( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效正反应速率
C.反应达到平衡后,v(NO)≠v(N2)
D.升高温度正逆反应速率均增大
5.在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如图.下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为:N2+3H2⇌2NH3△H=﹣92kJ/moL
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应的放热增多
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
6.下列各组反应(表中物质均为反应物)中.反应刚开始时,放出氢气的速率比较大的是 ( )
编号 金属(块状) 酸的浓度及体积 反应温度/℃
A 0.4 molMg 6 mol•L﹣1 硝酸 10 mL 60
B 0.3 molMg 3 mol•L﹣1盐酸 40 mL 60
C 0.4 molFe 3 mol•L﹣1盐酸 50 mL 60
D 0.1 molMg 3 mol•L﹣1 硫酸 10 mL 60
A.A B.B C.C D.D
7.为了探究温度、不活泼金属杂质对锌与稀硫酸反应速率的影响,设计如下方案:
编号 纯锌粉 0.2 mol/L硫酸溶液 温度 硫酸铜固体
Ⅰ 2.0 g 10.0 mL 25℃ 0
Ⅱ 2.0 g 10.0 mL t℃ 0
Ⅲ 2.0 g 10.0 mL 35℃ 0.2 g
Ⅳ 2.0 g 10.0 mL 35℃ 4.0 g
下列推断合理的是( )
A.选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,必须控制t=25
B.待测物理量是收集等体积气体所需要的时间,时间越长,反应速率越大
C.根据该方案,可以探究浓度、温度、固体接触面积对反应速率的影响
D.根据该实验方案得出反应速率大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ
8.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ•mol﹣1.醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1mol•L﹣1NaOH溶液恰好完全反应放出的热量与消耗NaOH溶液的体积的关系如图所示.则下列描述正确的是( )
A.A表示稀硝酸与NaOH溶液的反应
B.B表示醋酸与NaOH溶液反应
C.b=5.73
D.C表示浓硫酸与NaOH溶液反应
9.下列可逆反应达到平衡后,增大压强同时升高温度,平衡一定向右移动的是( )
A.2AB(g)⇌A2(g)+B2(g)△H>0 B.A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g)△H<0
C.A(s)+B(g)⇌C(g)+D(g)△H>0 D.2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)△H<0
10.将1mol SO2和1mol O2通入一容积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).反应达到平衡时SO3为0.3mol.若此时移走0.5mol O2和0.5mol SO2,则重新达到平衡后,SO3的物质的量( )
A.等于0.3 mol B.等于0.15 mol
C.小于0.15 mol D.大于0.15 mol,小于0.3 mol
11.下列关于平衡常数K的说法中,正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C.平衡常数K只与温度有关,与反应浓度、压强无关
D.从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
12.可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)△H,同时符合下列两图中各曲线的规律是( )
A.a+b>c+d T1>T2 △H>0 B.a+b>c+d T1<T2 △H<0
C.a+b<c+d T1>T2 △H>0 D.a+b<c+d T1<T2 △H<0
13.对于化学反应方向的确定,下列说法正确的是( )
A.温度、压力一定时,焓变和熵变共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压力一定时,放热的熵增加反应不一定能自发进行
C.反应焓变是决定反应能否自发进行的因素
D.固体的溶解过程仅与焓变有关
14.在恒温恒压、不做功时,反应A+B═C+D在下列哪种情况下,一定能自发进行( )
A.△H<0,△S<0 B.△H>0,△S<0 C.△H<0,△S>0 D.△H>0,△S>0
15.下列关于化学平衡状态的说法中正确的是( )
A.改变外界条件不能改变化学平衡状态
B.当某反应在一定条件下反应物转化率保持不变时即达到了化学平衡状态
C.当某反应体系中气体的压强不再改变时,该反应一定达到平衡状态
D.当某反应达到平衡状态时,反应物和生成物的浓度一定相等
16.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应.下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1,c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=
17.在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2A(g)⇌2B(g)+C(g)中,生成物C在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是( )
A. B. C. D.
18.一定条件下,在某密闭容器中进行如下反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),若增大压强或升高温度,重新达到平衡,反应速率随时间的变化过程如图所示,则对该反应的叙述正确的是( )
A.正反应是吸热反应 B.逆反应是放热反应
C.m+n<p+q D.m+n>p+q
19.某温度下,反应SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)的平衡常数K1=50,在同一温度下,反应2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2的值为( )
A.2500 B.100 C.4×10﹣4 D.2×10﹣2
20.在密闭容器中的一定量的混合气体发生反应:平衡xA(g)+yB(g)⇌zC(g)平衡时测得C的浓度为1mol•L﹣1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的1倍,再达到平衡时,测得C的浓度为0.6mol•L﹣1,下列有关判断正确的是( )
A.x+y>z B.平衡向逆反应方向移动
C.B的转化率降低 D.A的体积分数减小
21.已知H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)↓+2H2O(l)△H=﹣1 584.2kJ•mol﹣1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的中和热△H=﹣55.6kJ•mol﹣1.则生成SO42﹣(aq)+Ba2+(aq)=BaSO4(s)的反应热等于( )
A.﹣1 528.6 kJ•mol﹣1 B.﹣1 473 kJ•mol﹣1
C.+1 473 kJ•mol﹣1 D.+1 528.6 kJ•mol﹣1
22.X、Y、Z三种气体,取X和Y按2:1的物质的量之比混合,放入固定体积的密闭容器中发生如下反应:X+2Y⇌2Z,达到平衡后,X的转化率不可能为( )
A.10% B.15% C.20% D.25%
23.在密闭容器中,给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g).在500℃时,平衡常数K=9.若反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02mol/L,则在此条件下CO的转化率为( )
A.25% B.50% C.75% D.80%
24.对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,下列各项对示意图的解释与图象相符的是( )
A.①压强对反应的影响(p2>p1)
B.②温度对反应的影响
C.③平衡体系增加N2对反应的影响
D.④催化剂对反应的影响
25.在容积不变的密闭容器中进行反应:2SO2( g )+O2( g)⇌2SO3(g );△H<O.如图表示当其它条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅱ表示t0时刻通入氦气对反应速率的影响
D.图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
二、解答题(共4小题,满分50分)
26.将1mol I2(g) 和2mol H2置于2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:
I2(g)+H2(g)⇌2HI(g);△H<0,并达平衡.HI的体积分数w(HI)随时间变化如图曲线(Ⅱ)所示:
(1)达平衡时,H2 (g)的物质的量浓度为 .
(2)若改变反应条件,在甲条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅰ) 所示,在乙条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅲ) 所示.则甲条件可能是 ,则乙条件可能是 .
(填入下列条件的序号)
①恒容条件下,升高温度;
②恒容条件下,降低温度;
③恒温条件下,缩小反应容器体积;
④恒温条件下,扩大反应容器体积;
⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂.
⑥向容器中再充入1mol I2(g) 和2mol H2
(3)若保持温度不变,在另一个相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)和c mol HI(a、b、c均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.6,则a、b、c的关系是 .
27.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= .
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热).
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 .
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.υ正(H2)=υ逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),试判断此时的温度为 ℃.
(5)8300C时,若起始时加入CO2、H2均为0.05mol,该温度下达到平衡时CO2转化率是 ,若再加入0.02mol H2和 0.01mol H2O则平衡的移动方向 .
28.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验
编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L稀硫酸
1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2
3 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0
请回答:
(1)已知KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应有CO2生成,用化学方程式表示该实验的实验原理: .
(2)根据表中的实验数据,可以得到的结论是 .
(3)利用实验3中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)= .
(4)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示.但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示.
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究.
①该小组同学提出的假设是 .
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白.
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L稀硫酸
4 3.0 2.0 3.0 2.0 t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是 .
29.能源是人类生存和发展的重要支柱,研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义,已知下列热化学方程式
①H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=﹣242kJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣572kJ/mol;
③C(s)+O2(g)=CO(g)△H=﹣110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ/moL;
⑤CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+2O2(g)△H=+802kJ/moL
化学键 O=O C﹣C H﹣H O﹣O C﹣O O﹣H C﹣H
键能kJ/mol 497 348 436 142 351 463 414
回答下列问题
(1)写出能表示H2燃烧热的热化学方程式:
(2)计算C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)△H= kJ/moL;
(3)估算出C=O键能为 kJ/moL.
(4)CH4的燃烧热△H=﹣ kJ/moL.
(5)25℃、101kPa下,某燃具中CH4的燃烧效率是90%(注:相当于10%的CH4未燃烧),水壶的热量利用率是70%,则用此燃具和水壶,烧开1L水所需要的CH4的物质的量为 mol[保留到小数点后2位;已知:c (H2O)=4.2J/(g•℃)].
2016-2017学年重庆市万州二中高二(上)化学试卷(9月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(共25小题,每小题2分,满分50分)
1.下列说法正确的是( )
A.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,则表示反应热是在标准状况下测得的数据
B.升高温度或加入催化剂,可以改变化学反应的反应热
C.据能量守恒定律,反应物的总能量一定等于生成物的总能量
D.物质发生化学变化一定伴随着能量变化
【】B8:化学能与热能的相互转化.
【分析】A、没有注明温度和压强,则表示反应热是在通常状况下测得的数据;
B、催化剂改变反应速率,不能改变化学平衡;
C、反应前后能量守恒,拆化学键吸收能量和形成化学键放出的能量不同,反应一定伴随能量变化;
D、拆化学键吸收能量和形成化学键放出的能量不同,反应一定伴随能量变化;
【解答】解:A、没有注明温度和压强,则表示反应热是在通常状况下测得的数据,故A错误;
B、升高温度,可以改变化学反应的反应热,加入催化剂改变反应速率,不能改变化学平衡,故B错误;
C、据能量守恒定律,反应前后能量守恒,反应一定伴随能量变化,反应物的总能量一定不等于生成物的总能量,故C错误;
D、拆化学键吸收能量和形成化学键放出的能量不同,反应一定伴随能量变化,故D正确;
故选D.
2.C、H2、CH4都是优质的能源物质,目前对这三种物质的研究是燃料研究的,下列关于这三种物质的研究方向中可行的是( )
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料
【】BB:反应热和焓变.
【分析】A.CO2与H2O反应生成CH4和O2,为吸热反应;
B.CO2分解应吸收能量;
C.大气中的CO2和海底开采的CH4合成合成气(CO、H2),具有可行性;
D.将固态碳合成C60,以C60作燃料,产物相同.
【解答】解:A.甲烷与氧气的反应为放热反应,可知CO2与H2O反应生成CH4和O2为吸热反应,故A错误;
B.CO2分解应吸收能量,常温常压下不反应,故B错误;
C.大气中的CO2和海底开采的CH4合成合成气(CO、H2),具有可行性,利用优质催化剂、太阳能实现转化,故C正确;
D.将固态碳合成C60,以C60作燃料,产物相同,研究方向不可行,故D错误;
故选C.
3.2010年诺贝尔化学奖授予理查德•海克等三位科学家,以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究.下面关于催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂只改变反应的正反应速率
B.催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率
C.催化剂能够改变反应的反应热
D.催化剂不能改变反应物的转化率
【】C4:催化剂的作用.
【分析】催化剂在化学反应中可降低反应的活化能以反应速率,但不能改变反应热,不能改变平衡移动,只与反应速率有关.
【解答】解:A.催化剂能同等程度地改变正逆反应速率,故A错误;
B.催化剂在化学反应中降低反应的活化能,故B错误;
C.反应热只与反应的始末状态有关,与催化剂不能改变反应热,故C错误;
D.催化剂不能改变反应的平衡状态,则不能改变反应物的转化率,故D错误.
故选D.
4.已知汽车尾气无害化处理反应为:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H<0.下列说法不正确的是( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效正反应速率
C.反应达到平衡后,v(NO)≠v(N2)
D.升高温度正逆反应速率均增大
【】CA:化学反应速率的影响因素.
【分析】A、升高温度,正逆反应速率都加快;
B、催化剂加快化学反应的速率;
C、速率之比等于对应物质的化学计量数之比;
D、升高温度,正逆反应速率都加快,但加快的程度不等;
【解答】解:A、升高温度,正逆反应速率都加快,而不是使该反应的逆反应速率降低,故A错误;
B、催化剂加快化学反应的速率,所以使用催化剂能同等程度加快正逆反应速率,故B正确;
C、速率之比等于对应物质的化学计量数之比,而NO、N2的计量数不等,所以速率不等,故C正确;
D、升高温度,正逆反应速率都加快,但加快的程度不等,所以升高温度正逆反应速率均增大,故D正确;
故选A.
5.在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如图.下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为:N2+3H2⇌2NH3△H=﹣92kJ/moL
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应的放热增多
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
【】BE:热化学方程式;C4:催化剂的作用.
【分析】A、依据热化学方程式的书写原则判断,△H=放出的能量﹣吸收的能量;
B、根据催化剂与能耗的关系分析;
C、根据催化剂只能降低反应的活化能,不改变化学平衡分析;
D、依据催化剂的概念和影响速率的实质分析判断;
【解答】解:A、该反应放出的能量大于吸收的能量,所以放热,书写热化学方程式必须标注物质的聚集状态,该热化学方程式未标注物质的状态,故A错误;
B、催化剂能改变反应的路径,使发生反应所需的活化能降低,即可降低生产能耗,故B正确;
C、加入催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,反应的热效应不变,故C错误;
D、加入催化剂是同等程度的增大或减小正逆反应速率,故D错误;
故选B.
6.下列各组反应(表中物质均为反应物)中.反应刚开始时,放出氢气的速率比较大的是 ( )
编号 金属(块状) 酸的浓度及体积 反应温度/℃
A 0.4 molMg 6 mol•L﹣1 硝酸 10 mL 60
B 0.3 molMg 3 mol•L﹣1盐酸 40 mL 60
C 0.4 molFe 3 mol•L﹣1盐酸 50 mL 60
D 0.1 molMg 3 mol•L﹣1 硫酸 10 mL 60
A.A B.B C.C D.D
【】CA:化学反应速率的影响因素.
【分析】影响化学反应速率的主要因素是物质的本身性质,对于同一个化学反应,反应物浓度越大,温度越高,反应速率越大,注意硝酸与金属反应不生成氢气.
【解答】解:活泼性Mg>Fe,则Mg反应较快,硝酸与金属反应不生成氢气,D中氢离子浓度比较大,则反应速率比较大.
故选D.
7.为了探究温度、不活泼金属杂质对锌与稀硫酸反应速率的影响,设计如下方案:
编号 纯锌粉 0.2 mol/L硫酸溶液 温度 硫酸铜固体
Ⅰ 2.0 g 10.0 mL 25℃ 0
Ⅱ 2.0 g 10.0 mL t℃ 0
Ⅲ 2.0 g 10.0 mL 35℃ 0.2 g
Ⅳ 2.0 g 10.0 mL 35℃ 4.0 g
下列推断合理的是( )
A.选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,必须控制t=25
B.待测物理量是收集等体积气体所需要的时间,时间越长,反应速率越大
C.根据该方案,可以探究浓度、温度、固体接触面积对反应速率的影响
D.根据该实验方案得出反应速率大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ
【】CA:化学反应速率的影响因素.
【分析】A.要选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,只有硫酸铜不同,其余条件都相同;
B.待测物理量是收集等体积(相同条件)气体所需要的时间,时间越长,反应越慢;
C.硫酸浓度不同会导致其反应速率不同;
D.温度越高反应速率越快,原电池加快反应速率.
【解答】解:A.要选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,只有硫酸铜不同,其余条件都相同,所以必须控制t=35,故A错误;
B.待测物理量是收集等体积(相同条件)气体所需要的时间,时间越长,反应越慢,故B错误;
C.硫酸浓度、温度以及固体表面积不同,会导致其反应速率不同,所以根据该方案,可以探究浓度、温度、固体接触面积对反应速率的影响,故C正确;
D.温度越高反应速率越快,原电池加快反应速率,III、IV温度相同且都能形成原电池,且IV形成的原电池中金属面积大于III导致反应速率IV>III,故D错误;
故选C.
8.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ•mol﹣1.醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1mol•L﹣1NaOH溶液恰好完全反应放出的热量与消耗NaOH溶液的体积的关系如图所示.则下列描述正确的是( )
A.A表示稀硝酸与NaOH溶液的反应
B.B表示醋酸与NaOH溶液反应
C.b=5.73
D.C表示浓硫酸与NaOH溶液反应
【】D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡;B8:化学能与热能的相互转化.
【分析】稀的强酸与强碱生成1molH2O放出的热量为中和热,注意弱电解质的电离吸热,浓硫酸溶于水放热来解答.
【解答】解:强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)十OH﹣(aq)=H2O;△H=一57.3kJ/mol,
分别向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入:①稀醋酸;②浓H2SO4;③稀硝酸,
醋酸的电离吸热,浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时的放出的热量为②>③>①,所以A表示浓硫酸与氢氧化钠溶液的反应,B表示稀硝酸和氢氧化钠溶液的反应,C表示稀醋酸和氢氧化钠溶液的反应,稀硝酸溶于水不放热,电离时不吸热,所以稀硝酸反应时放出的热量是中和热,为5.73kJ,即b=5.73,所以C正确,
故选C.
9.下列可逆反应达到平衡后,增大压强同时升高温度,平衡一定向右移动的是( )
A.2AB(g)⇌A2(g)+B2(g)△H>0 B.A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g)△H<0
C.A(s)+B(g)⇌C(g)+D(g)△H>0 D.2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)△H<0
【】CB:化学平衡的影响因素.
【分析】增大压强同时升高温度,平衡一定向右移动,说明正反应是吸热反应,正反应是气体积减小的方向,由此分析解答.
【解答】解:A、反应2AB(g)⇌A2(g)+B2(g)△H>0,升高温度,平衡正向移动,增大压强平衡不移动,所以增大压强同时升高温度,平衡一定向右移动,符合题意,故A正确;
B、反应A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g)△H<0,升高温度,平衡逆向移动,增大压强平衡正向移动,所以平衡不一定向右移动,故B错误;
C、反应A(s)+B(g)⇌C(g)+D(g)△H>0,升高温度,平衡正向移动,增大压强平衡逆向移动,所以平衡不一定向右移动,故C错误;
D、反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)△H<0,升高温度,平衡逆向移动,增大压强平衡不移动,所以平衡一定向左移动,故D错误;
故选A.
10.将1mol SO2和1mol O2通入一容积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).反应达到平衡时SO3为0.3mol.若此时移走0.5mol O2和0.5mol SO2,则重新达到平衡后,SO3的物质的量( )
A.等于0.3 mol B.等于0.15 mol
C.小于0.15 mol D.大于0.15 mol,小于0.3 mol
【】CB:化学平衡的影响因素;CP:化学平衡的计算.
【分析】反应达到平衡时移走 0.5mol O2和0.5mol SO2,达到新的平衡状态,该状态可以等效为开始加入时0.5mol O2和0.5mol SO2所到达的平衡状态,与原平衡相比,压强降低,平衡向逆反应移动,反应的转化率降低.
【解答】解:将1mol SO2和1mol O2通入体积不变的密闭容器中,反应达到平衡时移走 0.5mol O2和0.5mol SO2,达到新的平衡状态,该状态可以等效为开始加入时0.5mol O2和0.5mol SO2,所到达的平衡状态,与原平衡相比,压强降低,平衡向逆反应移动,反应的转化率降低,若转化率不变时,生成的SO3为0.15mol,由于转化率降低,故生成的SO3小于0.15mol,故选C.
11.下列关于平衡常数K的说法中,正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C.平衡常数K只与温度有关,与反应浓度、压强无关
D.从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
【】C8:化学平衡常数的含义.
【分析】化学平衡常数只受温度影响,与浓度、压强无关,平衡常数越大,反应进行的程度越大,可逆程度越小.
【解答】解:A、化学平衡常数受温度影响,温度变化,化学平衡常数发生变化,故A错误;
B、浓度不影响化学平衡常数,故B错误;
C、平衡常数K只与温度有关,反应浓度、压强不影响化学平衡常数,故C正确;
D、平衡常数越大,反应进行的程度越大,可逆程度越小,平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度,故D错误;
故选C.
12.可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)△H,同时符合下列两图中各曲线的规律是( )
A.a+b>c+d T1>T2 △H>0 B.a+b>c+d T1<T2 △H<0
C.a+b<c+d T1>T2 △H>0 D.a+b<c+d T1<T2 △H<0
【】C7:化学平衡建立的过程.
【分析】由左图可知T1<T2 ,升高温度生成物浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动;由右图可知增大压强,正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,以此解答该题.
【解答】解:由左图可知T1<T2 ,升高温度生成物浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应放热,△H<0;
由右图可知增大压强,正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,则a+b>c+d,
故选B.
13.对于化学反应方向的确定,下列说法正确的是( )
A.温度、压力一定时,焓变和熵变共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压力一定时,放热的熵增加反应不一定能自发进行
C.反应焓变是决定反应能否自发进行的因素
D.固体的溶解过程仅与焓变有关
【】BB:反应热和焓变.
【分析】在一定的条件下,一个化学反应能否自发进行,既可能与反应的焓变有关,又可能与反应的熵变有关.在温度、压力一定的条件下,化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果.温度、压强一定时,反应方向的判据是△G=△H﹣T△S,△G>0反应不能自发进行,△G<0反应能自发进行,△G=0达到平衡.
【解答】解:A.在温度、压强一定的条件下,化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果,故A正确;
B.放热反应△H<0,熵增加的反应,△S>0,△H﹣T△S一定小于0,反应一定能自发进行,故B错误;
C.化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果,故C错误;
D.固体的溶解过程是熵值增加的过程,故D错误;
故选:A.
14.在恒温恒压、不做功时,反应A+B═C+D在下列哪种情况下,一定能自发进行( )
A.△H<0,△S<0 B.△H>0,△S<0 C.△H<0,△S>0 D.△H>0,△S>0
【】C5:焓变和熵变.
【分析】反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0,依据判断依据分析选项.
【解答】解:A、在恒温恒压、不做功时△H<0、△S<0,△H﹣T△S不一定小于0,故A不符合;
B、在恒温恒压、不做功时△H>0、△S<0,△H﹣T△S>0,反应一定不能自发进行,故B不符合;
C、在恒温恒压、不做功时△H<0、△S>0,△H﹣T△S<0,反应一定能自发进行,故C符合;
D、在恒温恒压、不做功时△H>0、△S>0,△H﹣T△S不一定小于0,故D不符合;
故选C.
15.下列关于化学平衡状态的说法中正确的是( )
A.改变外界条件不能改变化学平衡状态
B.当某反应在一定条件下反应物转化率保持不变时即达到了化学平衡状态
C.当某反应体系中气体的压强不再改变时,该反应一定达到平衡状态
D.当某反应达到平衡状态时,反应物和生成物的浓度一定相等
【】CG:化学平衡状态的判断.
【分析】反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,可由此进行判断.
【解答】解:A、气相可逆反应中气体化学反应前后化学计量数相等,压强改变不改变平衡状态,但温度改变平衡状态发生改变,所以说改变外界条件不一定改变化学平衡状态,故A不选;
B、当某反应在一定条件下反应物转化率保持不变,即某物质的变化量不再改变时,即达到了化学平衡状态,故选B;
C、反应是两边气体计量数相等的,气体的压强不再改变时,该反应不一定达到平衡状态,故C不选;
D、当某反应达到平衡状态时,反应物和生成物的浓度不变,而不是相等,故D不选;
故选B.
16.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应.下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1,c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=
【】CA:化学反应速率的影响因素.
【分析】A.根据催化剂可以同等程度的增大正逆反应的反应速率;
B.增加压强不一定能增加反应速率,必须是反应物浓度(例如压缩体积),像充入惰性气体这样的方式,虽然增加了压强,但是反应速度依然不变;
C.降低温度,反应速率减小;
D.根据v=计算判断.
【解答】解:A.催化剂可同等程度的改变正、逆反应的反应速率,故A错误;
B.若在恒容条件下,向容器通入惰性气体,反应体系的压强变大,但反应各物质的浓度不变,因此反应速率也不变,故B错误;
C.降低温度,反应速率减小,达到平衡的时间增多,故C错误;
D.根据计算平均速率的定义公式,浓度变化量c2﹣c1,时间为t2﹣t1,SO3(g)生成的平均速率为v=,故D正确.
故选D.
17.在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2A(g)⇌2B(g)+C(g)中,生成物C在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是( )
A. B. C. D.
【】CB:化学平衡的影响因素.
【分析】一定温度下,增大压强,反应速率增大,到达平衡的时间缩短,该反应正反应是体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应移动,平衡时C的物质的量减小,据此结合选项解答.
【解答】解:A、图象中压强p1到达平衡时间短,故图象中p1>p2,与题意不符,故A错误;
B、图象中压强p2到达平衡时间短,图象中p1<p2,增大压强,平衡时生成物C的物质的量减小,与实际相符,故B正确;
C、图象中压强p1到达平衡时间短,故图象中p1>p2,与题意不符,故C错误;
D、图象中压强p2到达平衡时间短,图象中p1<p2,增大压强,平衡时生成物C的物质的量增大,与实际不相符,故D错误;
故选B.
18.一定条件下,在某密闭容器中进行如下反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),若增大压强或升高温度,重新达到平衡,反应速率随时间的变化过程如图所示,则对该反应的叙述正确的是( )
A.正反应是吸热反应 B.逆反应是放热反应
C.m+n<p+q D.m+n>p+q
【】CO:化学反应速率与化学平衡图象的综合应用.
【分析】依据图象分析判断,改变条件逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,根据化学平衡移动原理分析,升温向吸热反应方向进行;增大压强平衡向气体体积减小的方向进行;
【解答】解:A、升高温度,平衡逆向进行,说明反应正向是放热反应,故A错误;
B、升高温度,平衡逆向进行,说明逆向是吸热反应,反应正向是放热反应,故B错误;
C、增大压强平衡向逆向进行,说明逆向是气体体积减小的反应,m+n<p+q,故C正确;
D、增大压强平衡向逆向进行,说明逆向是气体体积减小的反应,m+n<p+q,故D错误;
故选C.
19.某温度下,反应SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)的平衡常数K1=50,在同一温度下,反应2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2的值为( )
A.2500 B.100 C.4×10﹣4 D.2×10﹣2
【】CP:化学平衡的计算;C8:化学平衡常数的含义.
【分析】平衡常数指可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积相比所得的比值.由此可知:相同温度下,①对同一可逆反应逆反应平衡常数与正反应平衡常数的关系是互为倒数.②化学计量数变为原来的n倍,平衡常数变为原来的n次方.
【解答】解:某温度下,SO2(g)+O2(g)SO3 (g) 的平衡常数K1=50,
所以相同温度下2SO2(g)+O2(g)2SO3 (g) 的平衡常数k=(K1)2=502=2500,
在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2===4×10﹣4.
故选:C
20.在密闭容器中的一定量的混合气体发生反应:平衡xA(g)+yB(g)⇌zC(g)平衡时测得C的浓度为1mol•L﹣1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的1倍,再达到平衡时,测得C的浓度为0.6mol•L﹣1,下列有关判断正确的是( )
A.x+y>z B.平衡向逆反应方向移动
C.B的转化率降低 D.A的体积分数减小
【】CB:化学平衡的影响因素.
【分析】平衡时测得C的浓度为1mol•L﹣1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的1倍,若平衡不移动时C的浓度为0.5mol/L,而再达到平衡时,测得C的浓度为0.6mol•L﹣1,可知体积增大,压强减小,平衡正向移动,以此来解答.
【解答】解:A.由上述分析可知,减小压强时平衡正向移动,则x+y<z,故A错误;
B.由上述分析可知,平衡正向移动,故B错误;
C.平衡正向移动,B的转化率增大,故C错误;
D.平衡正向移动,A的转化率增大,则A的体积分数减小,故D正确;
故选D.
21.已知H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)↓+2H2O(l)△H=﹣1 584.2kJ•mol﹣1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的中和热△H=﹣55.6kJ•mol﹣1.则生成SO42﹣(aq)+Ba2+(aq)=BaSO4(s)的反应热等于( )
A.﹣1 528.6 kJ•mol﹣1 B.﹣1 473 kJ•mol﹣1
C.+1 473 kJ•mol﹣1 D.+1 528.6 kJ•mol﹣1
【】BB:反应热和焓变.
【分析】由信息可知,①SO42﹣(aq)+Ba2+(aq)+2OH﹣(aq)+2H+(aq)=BaSO4(s)↓+2H2O(l)△H=﹣1 584.2kJ•mol﹣1;
②OH﹣(aq)+H+(aq)=H2O(l)△H=﹣55.6kJ•mol﹣1,
由盖斯定律可知,①﹣②×2得到SO42﹣(aq)+Ba2+(aq)=BaSO4(s),以此来解答.
【解答】解:由信息可知,①SO42﹣(aq)+Ba2+(aq)+2OH﹣(aq)+2H+(aq)=BaSO4(s)↓+2H2O(l)△H=﹣1 584.2kJ•mol﹣1;
②OH﹣(aq)+H+(aq)=H2O(l)△H=﹣55.6kJ•mol﹣1,
由盖斯定律可知,①﹣②×2得到SO42﹣(aq)+Ba2+(aq)=BaSO4(s),其反应热为(﹣1 584.2kJ•mol﹣1)﹣(﹣55.6kJ•mol﹣1)×2=﹣1 473 kJ•mol﹣1,
故选B.
22.X、Y、Z三种气体,取X和Y按2:1的物质的量之比混合,放入固定体积的密闭容器中发生如下反应:X+2Y⇌2Z,达到平衡后,X的转化率不可能为( )
A.10% B.15% C.20% D.25%
【】CP:化学平衡的计算.
【分析】X+2Y⇌2Z,达到平衡后,Y不可能完全反应,以Y完全反应时的物质的量计算X的比较大转化率,但X的转化率应小于该计算值.
【解答】解:取X和Y按2:1的物质的量之比混合,
X+2Y⇌2Z,
开始2 1
转化0.5 1
则X的转化率为×100%=25%,
则X的转化率不可能为25%,
故选D.
23.在密闭容器中,给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g).在500℃时,平衡常数K=9.若反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02mol/L,则在此条件下CO的转化率为( )
A.25% B.50% C.75% D.80%
【】CP:化学平衡的计算.
【分析】依据化学平衡的三段式列式计算,平衡状态下的物质浓度,运用平衡常数的概念列式得到;
【解答】解:依据化学平衡,设一氧化碳的消耗浓度为X,分析三段式列式计算:
CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)
起始量(mol/L) 0.02 0.02 0 0
变化量(mol/L) X X X X
平衡量(mol/L) 0.02﹣X 0.02﹣X X X
平衡常数K===9
解得:X=0.015mol/L;
一氧化碳转化率=×100%=75%
故选C.
24.对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,下列各项对示意图的解释与图象相符的是( )
A.①压强对反应的影响(p2>p1)
B.②温度对反应的影响
C.③平衡体系增加N2对反应的影响
D.④催化剂对反应的影响
【】C7:化学平衡建立的过程;CB:化学平衡的影响因素.
【分析】A、合成氨反应是气体体积缩小的反应,则利用压强对化学平衡及化学反应速率的影响,然后结合图象来分析;
B、合成氨的反应是放热反应,利用温度对化学平衡的影响及图象来分析;
C、利用增大反应物的浓度对化学平衡移动的影响并结合图象来分析;
D、利用催化剂对化学反应速率及化学平衡的影响,结合图象来分析.
【解答】解:A、该反应中增大压强平衡向正反应方向移动,则氨气的体积分数增大,并且压强越大,化学反应速率越大,达到化学平衡的时间越少,与图象不符,故A错误;
B、因该反应是放热反应,升高温度化学平衡向逆反应反应移动,则氮气的转化率降低,与图象中转化率增大不符,故B错误;
C、反应平衡后,增大氮气的量,则这一瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,然后正反应速率在不断减小,逆反应速率不断增大,直到新的平衡,与图象符合,故C正确;
D、因催化剂对化学平衡无影响,但催化剂加快化学反应速率,则有催化剂时达到化学平衡的时间少,与图象不符,故D错误;
故选:C.
25.在容积不变的密闭容器中进行反应:2SO2( g )+O2( g)⇌2SO3(g );△H<O.如图表示当其它条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅱ表示t0时刻通入氦气对反应速率的影响
D.图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
【】C7:化学平衡建立的过程;CK:物质的量或浓度随时间的变化曲线.
【分析】A.正反应放热,升高温度,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,平衡时二氧化硫的含量减小;
B.加入催化剂,正逆反应速率都增大,但速率相等,平衡不移动;
C.平衡体系中 通入惰气,总压增大,分压不变,平衡不变;
D.增大反应物的浓度瞬间,正反速率增大,逆反应速率不变,之后逐渐增大;
【解答】解:A.图Ⅰ中乙到达平衡时间较短,乙的温度较高,正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO3的转化率减小,乙的温度较高,故A错误;
B.图Ⅱ在t0时刻正逆反应速率都增大,但仍相等,平衡不发生移动,应是加入催化剂的原因,故B正确;
C.平衡体系中 通入惰气,总压增大,分压不变,平衡不变,图Ⅱ表示的是平衡移动的过程,故C错误;
D.增大反应物的浓度瞬间,正反速率增大,逆反应速率不变,之后逐渐增大,图Ⅲ改变条件瞬间,正、逆速率都增大,正反应速率增大较大,平衡向正反应移动,应是增大压强的原因,故D错误;
故选B.
二、解答题(共4小题,满分50分)
26.将1mol I2(g) 和2mol H2置于2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:
I2(g)+H2(g)⇌2HI(g);△H<0,并达平衡.HI的体积分数w(HI)随时间变化如图曲线(Ⅱ)所示:
(1)达平衡时,H2 (g)的物质的量浓度为 0.55mol/L .
(2)若改变反应条件,在甲条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅰ) 所示,在乙条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅲ) 所示.则甲条件可能是 ③⑤ ,则乙条件可能是 ④ .
(填入下列条件的序号)
①恒容条件下,升高温度;
②恒容条件下,降低温度;
③恒温条件下,缩小反应容器体积;
④恒温条件下,扩大反应容器体积;
⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂.
⑥向容器中再充入1mol I2(g) 和2mol H2
(3)若保持温度不变,在另一个相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)和c mol HI(a、b、c均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.6,则a、b、c的关系是 4a+c=2b .
【】CP:化学平衡的计算;CB:化学平衡的影响因素;CL:产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线.
【分析】(1)根据碘化氢的体积分数计算平衡时碘化氢的物质的量,再根据碘化氢和氢气之间的关系式计算剩余的氢气;
(2)反应时间发生变化,但碘化氢的含量不变,说明该条件只改变反应速率不影响平衡,压强和催化剂对该反应平衡无影响;
(3)运用等效平衡判断,恒温恒容,前后气体体积不变化,按化学计量数转化到左边,满足与原来加入的反应物物质的量比例相等即可.
【解答】解:(1)该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,所以反应后混合气体的物质的量是3mol,同一容器中各种气体的体积分数等其物质的量分数,所以平衡时碘化氢的物质的量=3mol×0.6=1.8mol,则参加反应的n(H2)=0.5n(HI)=0.5×1.8=0.9mol,剩余的n(H2)=2﹣0.9=1.1mol,所以平衡时c(H2)==0.55mol/L,
故答案为:0.55mol/L;
(2)在甲条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅰ) 所示,反应时间缩短,碘化氢的含量不变,说明该条件只增大了反应速率不影响平衡,增大压强(缩小反应容器体积)和加入催化剂对该反应平衡无影响,但都增大反应速率,缩短反应时间;
在乙条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅲ) 所示,反应时间变长,碘化氢的含量不变,说明反应速率减小,平衡不移动,所以是减小压强(扩大容器体积),
故答案为:③⑤;④;
(3)若保持温度不变,在另一个相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)和c mol HI(a、b、c均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.6,与原来的平衡是等效平衡,恒温恒容,前后气体体积不变化,按化学计量数转化到左边,满足与原来加入的反应物物质的量比例相等即可;
I2(g)+H2(g)⇌2HI(g);
开始(mol):a b c
变化(mol):0.5c 0.5c c
平衡(mol):a+0.5c b+0.5c 0
则(a+0.5c ):( b+0.5c)=1:2,
所以4a+c=2b,
故答案为:4a+c=2b.
27.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= .
(2)该反应为 吸热 反应(选填吸热、放热).
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 bc .
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.υ正(H2)=υ逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),试判断此时的温度为 830 ℃.
(5)8300C时,若起始时加入CO2、H2均为0.05mol,该温度下达到平衡时CO2转化率是 50% ,若再加入0.02mol H2和 0.01mol H2O则平衡的移动方向 向正反应方向移动 .
【】C8:化学平衡常数的含义;CB:化学平衡的影响因素;CP:化学平衡的计算.
【分析】(1)依据化学方程式和平衡常数概念书写平衡常数;
(2)平衡常数随温度升温增大,说明平衡正向进行,结合平衡移动原理分析判断;
(3)平衡状态是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变;
(4)依据平衡常数计算式和图表数据分析判断;
(5)依据化学平衡三段式列式计算消耗二氧化碳的物质的量,结合转化率=×100%计算和判断.
【解答】解:(1)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),反应的平衡常数K=,故答案为:;
(2)图表中平衡常数随温度升高增大,说明升温平衡正向进行,正反应是吸热反应,故答案为:吸热;
(3)a.反应前后气体体积不变,反应过程中和平衡状态压强不变,容器中压强不变不能说明费用达到平衡状态,故错误;
b.混合气体中 c(CO)不变是平衡标志,故b正确;
c.反应速率之比等于化学方程式系数之比,是正反应速率之比,υ正(H2)=υ逆(H2O) 表面水的正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故c正确;
d.c(CO2)=c(CO)和起始量和消耗量有关,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
故答案为:bc;
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),K=1,依据图表数据可知,平衡常数随温度变化,温度不变,平衡常数不变,判断此时的温度为830℃;
故答案为:830;
(3)830℃,在固定容器的密闭容器中放入0.05molCO2和0.05molH2,设消耗二氧化碳物质的量为x;
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始量(mol) 0.05 0.05 0 0
变化量(mol) x x x x
平衡量(mol) 0.05﹣x 0.05﹣x x x
K==1
x=0.025mol
平衡后二氧化碳的转化率=×100%=50%,
再加入0.02mol H2和 0.01mol H2O则有Qc==<1,所以反应向正反应方向进行,
故答案为:50%;,向正反应方向移动.
28.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验
编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L稀硫酸
1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2
3 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0
请回答:
(1)已知KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应有CO2生成,用化学方程式表示该实验的实验原理: 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O .
(2)根据表中的实验数据,可以得到的结论是 其他条件相同时,增大KMnO4浓度,反应速率增大 .
(3)利用实验3中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)= 1.5×10﹣2mol/(L•min) .
(4)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示.但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示.
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究.
①该小组同学提出的假设是 生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用) .
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白.
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L稀硫酸
4 3.0 2.0 3.0 2.0 t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是 与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min) .
【】RJ:探究影响化学反应速率的因素.
【分析】(1)在稀硫酸中,KMnO4能将H2C2O4氧化为CO2,本身被还原生成硫酸锰,Mn元素由+7价降低为+2价;
(2)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度,根据高锰酸钾溶液溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答;
(3)先根据草酸和高锰酸钾的物质的量判断过量,然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率;
(4)①由图乙可知反应开始后锰离子浓度增大,反应速率增加的比较快,所以探究的是硫酸镁在反应中的作用;
②作对比实验时,除了加入MnSO4不同外,其它量完全相同,据此进行解答;
③若反应加快,说明Mn2+是催化剂,反应过程中溶液褪色时间减少.
【解答】解:(1)在稀硫酸中,KMnO4能将H2C2O4氧化为CO2,本身被还原生成硫酸锰,该反应为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O,
故答案为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O;
(2)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度;其他条件相同时,增大KMnO4浓度,反应速率增大,
故答案为:其他条件相同时,增大KMnO4浓度反应速率增大;
(3)草酸的物质的量为:0.6mol•L﹣1×0.003L=0.0018mol,高锰酸钾的物质的量为:0.2mol•L﹣1×0.003L=0.0006mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为:0.0018mol:0.0006mol=3:1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为: =0.06mol/L,
这段时间内平均反应速率v(KMnO4)==1.5×10﹣2 mol/(L•min),
故答案为:1.5×10﹣2 mol/(L•min);
(4)①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快,说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂,
故答案为:生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用);
②与实验1作对比实验,则加入的硫酸锰的量不同,其它条件必须相同,所以加入的少量固体为MnSO4,
故答案为:MnSO4;
③若该小组同学提出的假设成立,则反应速率加快,溶液褪色的时间小于4min,从而说明Mn2+是催化剂,
故答案为:与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min).
29.能源是人类生存和发展的重要支柱,研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义,已知下列热化学方程式
①H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=﹣242kJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣572kJ/mol;
③C(s)+O2(g)=CO(g)△H=﹣110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ/moL;
⑤CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+2O2(g)△H=+802kJ/moL
化学键 O=O C﹣C H﹣H O﹣O C﹣O O﹣H C﹣H
键能kJ/mol 497 348 436 142 351 463 414
回答下列问题
(1)写出能表示H2燃烧热的热化学方程式: H2(g)+0.5 O2(g)=H2O(l)△H=﹣286kJ/mol
(2)计算C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)△H= +131.5 kJ/moL;
(3)估算出C=O键能为 800 kJ/moL.
(4)CH4的燃烧热△H=﹣ 890 kJ/moL.
(5)25℃、101kPa下,某燃具中CH4的燃烧效率是90%(注:相当于10%的CH4未燃烧),水壶的热量利用率是70%,则用此燃具和水壶,烧开1L水所需要的CH4的物质的量为 0.56 mol[保留到小数点后2位;已知:c (H2O)=4.2J/(g•℃)].
【】5D:有关反应热的计算;BE:热化学方程式.
【分析】(1)因燃烧热在某一温度和压强下lmol某物质B完全燃烧生成稳定化合物时所释放出的热量,由②可得H2的燃烧热为286kJ•mol﹣1;
(2)根据方程式①、③运用盖斯定律求得反应热;
(3)依据反应⑤的反应焓变,结合焓变=反应物键能总和﹣生成物键能总和;
(4)燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的过程中放出的热量,结合①②⑤热化学方程式和盖斯定律计算;
(5)根据题意求出的甲烷燃烧热计算CH4的燃烧效率是90%(注:相当于10%的CH4未燃烧),水壶的热量利用率是70%时放出的热量,再根据水烧开需要的热量计算需要甲烷的物质的量.
【解答】解:(1)因燃烧热在某一温度和压强下lmol某物质B完全燃烧生成稳定化合物时所释放出的热量,由②可得H2的燃烧热为286kJ•mol﹣1;所以热化学方程式为:H2(g)+0.5 O2(g)=H2O(l)△H=﹣286kJ/mol,故答案为:H2(g)+0.5 O2(g)=H2O(l)△H=﹣286kJ/mol;
(2)因③﹣①可得:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO (g)△H=+131.5kJ•mol﹣1,故答案为:+131.5;
(3)CO2(g)+2H2O(g)═CH4(g)+2O2(g)△H═+802kJ/moL,设C=O键能为x,
反应焓变△H=反应物键能总和﹣生成物键能总和=2x+2×2×463KJ/mol﹣(4×414KJ/mol+2×497KJ/mol)=802KJ/mol
x=800KJ/mol;
故答案为:800;
(4)①H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H═﹣242kJ/mol;
②H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣286kJ/mol;
⑤CO2(g)+2H2O(g)═CH4(g)+2O2(g)△H═+802kJ/moL
[①×2﹣②]﹣⑤,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H═890KJ/mol;
故答案为:890;
(5)25℃、101kPa下,某燃具中CH4的燃烧效率是90%(注:相当于10%的CH4未燃烧),水壶的热量利用率是70%,则用此燃具和水壶,烧开1L水所需要的CH4的物质的量设为x,依据甲烷的燃烧热CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H═890KJ/mol,计算得到:
90%×890KJ/mol×70%=1000g×4.2×10﹣3KJ/g•℃×℃×x
x=0.56
故答案为:0.56.
编辑:J.F