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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年人教版選擇性必修1化學(xué)下冊月考試卷453考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是A.pH=1的溶液中:Fe2+、Na+、B.水電離出的c(H+)=10-12mol/L的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、C.能使甲基橙變紅的溶液中:NH4+、Al3+、Cl-D.c(Fe3+)=0.1mol/L的溶液中:K+、ClO-、SCN-2、溫度為T時,向2L的密閉容器中充入一定量的A和B,發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g)C(s)+xD(g)△H>0;容器中A;B、D的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示,下列說法正確的是。
A.反應(yīng)在前10min的平均反應(yīng)速率v(D)=0.15mol?L-1?min-1B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=C.若平衡時保持溫度不變,壓縮容器體積平衡向逆反應(yīng)方向移動D.反應(yīng)至15min時,改變的條件是降低溫度3、某溫度下,在一恒容密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):CaC2O4(s)CaO(s)+CO2(g)+CO(g);下列情況一定能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是。
①容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間而變化。
②單位時間內(nèi),消耗1molCO2同時生成1molCO
③氣體的密度不隨時間而變化。
④混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不隨時間而變化。
⑤該反應(yīng)的焓變不隨時間而變化A.①④⑤B.①②③C.②③⑤D.①②④4、某溫度下;在2L恒容密閉容器中,X;Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量變化曲線如圖所示,下列有關(guān)說法中錯誤的是。
A.若在3min后,升高溫度,平衡一定移動B.反應(yīng)開始至2min,平均反應(yīng)速率:C.該反應(yīng)的化學(xué)方程式:D.與表示該化學(xué)反應(yīng)速率相等5、在容積為500mL的恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g);反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示:
下列說法正確的是A.0~2min用H2O表示的平均反應(yīng)速率為0.70mol·L-1·min-1B.當(dāng)CO2與H2的反應(yīng)速率v(CO2):v(H2)=1:4時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)C.容器內(nèi)氣體的密度不再變化時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.相同條件下起始投料改為1molCH4和2molH2O,達(dá)到平衡狀態(tài)所需時間少于4min評卷人得分二、填空題(共7題,共14分)6、(1)如圖表示某反應(yīng)的能量變化關(guān)系,則此反應(yīng)為____(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其中ΔH=____(用含有a、b的關(guān)系式表示)。
(2)曾用CuCl2作催化劑,在450℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。使用催化劑對反應(yīng)焓變有無影響_____。
(3)NaBH4(s)與反應(yīng)生成和在25℃,101kPa下,已知每消耗放熱該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_____。
(4)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、和)在催化劑作用下合成甲醇;發(fā)生的主要反應(yīng)如下:
①
②
③
已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下(已知CO的化學(xué)鍵為):?;瘜W(xué)鍵H-HC-OH-OC-H4363431076465413
計算_______已知則_______7、某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接;C;D、E、F、X、Y都是石墨電極。當(dāng)將電源接通后,向乙中滴入酚酞試液,發(fā)現(xiàn)在F極附近溶液顯紅色。按要求回答下列問題:
(1)電極F的名稱是______,電源B極的名稱是______。
(2)甲裝置中D電極的電極反應(yīng)式是________________。
(3)乙裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式_______________________。
(4)欲使丙裝置發(fā)生:2Ag+2HCl=2AgCl+H2↑反應(yīng),則G電極的材料應(yīng)是____(填化學(xué)式)
(5)丁裝置中裝有Fe(OH)3膠體,一段時間后膠體顏色變深的電極是:__________(填字母)8、被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染;無噪音、高效率的特點。如圖1為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖;電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電極材料為疏松多孔的石墨棒。當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時,便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流。
回答下列問題:
圖1中通過負(fù)載的電子流動方向為________填“向左”或“向右”
寫出氫氧燃料電池工作時的電極反應(yīng)式:正極:________,負(fù)極:________。
以該燃料電池為電源進(jìn)行實驗;如圖2所示,B為電解槽,c;d為鐵電極,B中裝有一定濃度的NaOH溶液,閉合K,c電極周圍逐漸析出白色沉淀。
極是電池的________填“正極”或“負(fù)極”c電極的電極反應(yīng)式為________。
若c、d為石墨電極,B中裝有和的混合溶液,其中的物質(zhì)的量濃度為的物質(zhì)的量濃度為閉合K,c電極收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的一種氣體甲。在收集氣體甲的過程中電解明顯分為兩個階段,請寫出相應(yīng)的電解總化學(xué)方程式:第一階段:________;第二階段:________;d電板理論上收集到的氣體體積是________標(biāo)準(zhǔn)狀況下9、如圖所示,某同學(xué)設(shè)計一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和電解CuSO4溶液;其中乙裝置中X為陽離子交換膜。
根據(jù)要求回答相關(guān)問題:
(1)通入氧氣的電極為___(填“正極”或“負(fù)極”),負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。
(2)鐵電極為___(填“陽極”或“陰極”),石墨電極(C)的電極反應(yīng)式為___。
(3)乙裝置中電解的總反應(yīng)的離子方程式為___。
(4)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有1.12L氧氣參加反應(yīng),丙裝置中陰極增重的質(zhì)量為___。10、某研究小組同學(xué)用活性炭還原處理氮氧化物,向恒容密閉容器中加入足量C與發(fā)生反應(yīng),在不同實驗條件下,平衡時與溫度T的關(guān)系如圖所示:
(1)結(jié)合圖中數(shù)據(jù),判斷該反應(yīng)的___________0(填“>”或“<”),理由是___________。
(2)K、L、M、N四點對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為判斷其大小關(guān)系_____。
使用氫能源可以減少汽車尾氣中氮氧化合物的排放。利用甲醇與水蒸氣反應(yīng)可以制備氫氣:該反應(yīng)過程中的能量變化如圖:
(3)___________0(填“>”“=”或“<”),途徑(I)的活化能___________。
(4)途徑(I)變?yōu)橥緩?II):改變的條件是___________,反應(yīng)熱___________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(5)下列有關(guān)活化分子的說法正確的是___________。A.增大反應(yīng)物濃度可以提高活化分子百分?jǐn)?shù)B.增大體系的壓強(qiáng)一定能提高活化分子百分?jǐn)?shù)C.使用合適的催化劑可以增大活化分子的能量D.升高溫度能提高活化分子百分?jǐn)?shù)11、恒溫恒容下,將2molA氣體和1molB氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)=xC(g)+2D(s),2min達(dá)平衡,測得平衡時A的物質(zhì)的量為1.2mol,C的濃度為0.6mol·L-1。
(1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài),生成B的平均反應(yīng)速率為________。
(2)x=________。
(3)A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為________。
(4)下列各項可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是________。
A.D的質(zhì)量不再變化。
B.壓強(qiáng)不再變化。
C.氣體密度不再變化。
D.氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化。
E.A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1
(5)請結(jié)合(4)總結(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)有哪些:_____________(至少寫出2條)。12、在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g),在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):A(g)2B(g)+C(g)+D(s)△H=+85.1kJ·mol-1。容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(P)與起始壓強(qiáng)P0的比值隨反應(yīng)時間(t)數(shù)據(jù)見下表:。時間t/h01248162025P/P01.001.501.802.202.302.382.402.40
回答下列問題:
(1)該平衡常數(shù)的表達(dá)式為_____________。
(2)下列能提高A的轉(zhuǎn)化率的是________。
A.升高溫度B.體系中通入A氣體C.將D的濃度減小
D.通入稀有氣體He;使體系壓強(qiáng)增大到原來的5倍。
E.若體系中的C為HCl;其它物質(zhì)均難溶于水,滴入少許水。
(3)前2小時C的反應(yīng)速率是___________mol.L-1
(4)平衡時A的轉(zhuǎn)化率___________C的體積分?jǐn)?shù)_________(均保留兩位有效數(shù)字).h評卷人得分三、判斷題(共7題,共14分)13、任何水溶液中均存在H+和OH-,且水電離出的c(H+)和c(OH-)相等。(______________)A.正確B.錯誤14、生活中用電解食鹽水的方法制取消毒液,運用了鹽類的水解原理。(_______)A.正確B.錯誤15、用濕潤的試紙測定鹽酸和醋酸溶液的醋酸溶液的誤差更大。(____)A.正確B.錯誤16、Na2CO3溶液加水稀釋,促進(jìn)水的電離,溶液的堿性增強(qiáng)。(_______)A.正確B.錯誤17、酸式鹽溶液可能呈酸性,也可能呈堿性。(_______)A.正確B.錯誤18、100℃時Kw=1.0×10-12mol2·L-2,0.01mol·L-1鹽酸的pH=2,0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=10。(______________)A.正確B.錯誤19、某溫度下,純水中的c(H+)=2×10-7mol·L-1,則c(OH-)=()A.正確B.錯誤評卷人得分四、有機(jī)推斷題(共4題,共28分)20、碘番酸是一種口服造影劑;用于膽部X-射線檢查。其合成路線如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可發(fā)生銀鏡反應(yīng);A分子含有的官能團(tuán)是___________。
(2)B無支鏈;B的名稱為___________。B的一種同分異構(gòu)體,其核磁共振氫譜只有一組峰,結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(3)E為芳香族化合物;E→F的化學(xué)方程式是___________。
(4)G中含有乙基;G的結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯環(huán)上不相鄰的碳原子上。碘番酸的相對分了質(zhì)量為571;J的相對分了質(zhì)量為193。碘番酸的結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(6)口服造影劑中碘番酸含量可用滴定分析法測定;步驟如下。
第一步2稱取amg口服造影劑,加入Zn粉、NaOH溶液,加熱回流,將碘番酸中的碘完全轉(zhuǎn)化為I-;冷卻;洗滌、過濾,收集濾液。
第二步:調(diào)節(jié)濾液pH,用bmol·L-1AgNO3溶液滴定至終點,消耗AgNO3溶液的體積為cmL。已知口服造影劑中不含其它含碘物質(zhì)。計算口服造影劑中碘番酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___________。:21、X;Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素;X與Y位于不同周期,X與W位于同一主族;原子最外層電子數(shù)之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序數(shù)等于Y、W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和。請回答下列問題:
(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的電子式為_____________。
(2)一種名為“PowerTrekk”的新型充電器是以化合物W2Q和X2Z為原料設(shè)計的,這兩種化合物相遇會反應(yīng)生成W2QZ3和氣體X2,利用氣體X2組成原電池提供能量。
①寫出W2Q和X2Z反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,向兩極分別通入氣體X2和Z2可形成原電池,其中通入氣體X2的一極是_______(填“正極”或“負(fù)極”)。
③若外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移,則理論上需要W2Q的質(zhì)量為_________。22、已知A;B、C、E的焰色反應(yīng)均為黃色;其中B常作食品的膨化劑,A與C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶質(zhì)也只含有一種,并有無色、無味的氣體D放出。X為一種黑色固體單質(zhì),X也有多種同素異形體,其氧化物之一參與大氣循環(huán),為溫室氣體,G為冶煉鐵的原料,G溶于鹽酸中得到兩種鹽。A~H之間有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分物質(zhì)未寫出):
(1)寫出物質(zhì)的化學(xué)式:A______________;F______________。
(2)物質(zhì)C的電子式為______________。
(3)寫出G與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:____________________________。
(4)已知D→G轉(zhuǎn)化過程中,轉(zhuǎn)移4mol電子時釋放出akJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(5)科學(xué)家用物質(zhì)X的一種同素異形體為電極,在酸性介質(zhì)中用N2、H2為原料,采用電解原理制得NH3,寫出電解池陰極的電極反應(yīng)方程式:____________________。23、甲;乙、丙是都含有同一種元素的不同物質(zhì);轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖:
(1)若甲是CO2。
①常用于泡沫滅火器的是_______(填“乙”或“丙”;下同)。
②濃度均為0.01mol·L-1的乙溶液和丙溶液中,水的電離程度較大的是_________。
(2)若甲是Al。
①Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________。
②當(dāng)n(Al)︰n(NaOH)︰n(H2SO4)=1︰1︰2時,丙的化學(xué)式是_________。
(3)若甲是Cl2。
①甲轉(zhuǎn)化為乙的離子方程式是____________。
②已知:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
寫出TiO2和Cl2反應(yīng)生成TiCl4和O2的熱化學(xué)方程式:_________。
③常溫下,將amol·L-1乙溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液等體積混合生成丙,溶液呈中性,則丙的電離平衡常數(shù)Ka=___________(用含a的代數(shù)式表示)。評卷人得分五、原理綜合題(共4題,共24分)24、1913年德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法;從而大大滿足了當(dāng)時日益增長的人口對糧食的需求。圖1是哈伯法的流程圖,圖2是反應(yīng)歷程。
(1)寫出合成的熱化學(xué)方程式_______。已知該反應(yīng)的J?mol?K計算常溫下:_______kJ?mol但實際上該反應(yīng)常溫下很難發(fā)生,請從分子結(jié)構(gòu)角度解釋原因_______。
(2)步驟③采用的催化劑是_______,使用催化劑后_______(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),_______。
(3)圖1中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施是_______(選填編號)。A.①②③B.②④⑤C.①③⑤D.②③④(4)500℃、20MPa時,將和置于一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)過程中和物質(zhì)的量變化如圖所示;回答下列問題:
①反應(yīng)開始到第10min,的平均反應(yīng)速率為_______mol-1?L-1?min-1。
②反應(yīng)進(jìn)行到10min至20min時改變的條件可能是_______。
a.縮小容器體積b.升溫c.使用了催化劑d.加入了
③在25min改變條件后,平衡_______(填“正”或“逆”)向移動,達(dá)到新平衡后的體積分?jǐn)?shù)比原平衡_______(填“大”或“小”)。25、CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的化工原料?;卮鹣铝袉栴}。
(1)CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化如圖所示:
①關(guān)于上述過程Ⅱ的說法不正確的是________(填序號)。
a.實現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離。
b.可表示為CO2+H2===H2O(g)+CO
c.CO未參與反應(yīng)。
d.Fe3O4;CaO為催化劑;降低了反應(yīng)的ΔH
②其他條件不變,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)進(jìn)行相同時間后,CH4的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示。a點所代表的狀態(tài)________(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài);b點CH4的轉(zhuǎn)化率高于c點,原因是____________________________________________________________。
(2)在一剛性密閉容器中,CH4和CO2的分壓分別為20kPa、25kPa,加入Ni/α-Al2O3催化劑并加熱至1123K使其發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)mol·g-1·s-1,某時刻測得p(CO)=20kPa,則p(CO2)=________kPa,v(CO)=________mol·g-1·s-1。
②達(dá)到平衡后測得體系壓強(qiáng)是起始時的1.8倍,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的計算式為Kp=________(kPa)2。(用各物質(zhì)的分壓代替物質(zhì)的量濃度計算)26、人類生活;工業(yè)生產(chǎn)往往產(chǎn)生大量含碳、氮、硫的廢棄氣體;合理再利用或轉(zhuǎn)化上述氣體,變廢為寶成為人們共同關(guān)注的課題。
已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:
①2NO(g)N2O2(g)(快)v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2)?H1<0
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆·c2(NO2)?H2<0
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的?H=________________(用含?H1和?H2的式子表示)。一定溫度下,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài),寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常數(shù)的表達(dá)式K=_____________________。
(2)決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應(yīng)速率是反應(yīng)②,反應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能E2的大小關(guān)系為E1________E2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)有如下關(guān)系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2),其中k1、k2是與溫度有關(guān)的常數(shù)。一定溫度下,相應(yīng)的速率與壓強(qiáng)關(guān)系如圖1所示。在圖中標(biāo)出的點中,能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的兩個點是________________。
(4)若將NO2與O2通入圖2所示裝置的甲燒杯中,D電極上有紅色物質(zhì)析出,則A電極處通入的氣體為________(填化學(xué)式),A電極的電極反應(yīng)式為____________________________;一段時間后,若乙中需加0.2molCu(OH)2使溶液復(fù)原,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________。
(5)已知25℃時由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,則該混合溶液中各離子濃度的大小順序為________________________________(已知25℃時,H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)。27、丙烯(C3H6)是重要的有機(jī)化工原料。丙烷脫氫制丙烯發(fā)生的主要反應(yīng)及能量變化如下圖。
(1)丙烷脫氫制丙烯為強(qiáng)吸熱過程。
①為提供反應(yīng)所需熱量,恒壓時若向原料氣中摻入水蒸氣,則K(主反應(yīng))____(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),轉(zhuǎn)化率α(C3H8)_____。
②溫度升高,副反應(yīng)更容易發(fā)生的主要原因是__________________________________。
(2)下圖為丙烷直接脫氫法中丙烷和丙烯的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度;壓強(qiáng)的關(guān)系(圖中的壓強(qiáng)分。
別為104Pa和105Pa)。
①104Pa時,圖中表示丙烯的曲線是____(填“ⅰ”;“ⅱ”、“?!被颉阿ぁ?。
②104Pa、500℃時,主反應(yīng)用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=_____(已知:氣體分壓=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù))。
(3)利用CO2的弱氧化性;開發(fā)了丙烷氧化脫氫制丙烯的新工藝。
該工藝可采用鉻的氧化物為催化劑;其反應(yīng)機(jī)理如圖。
已知:CO和H2的燃燒熱分別為△H=-283.0kJ·mol-1、△H=-285.8kJ·mol-1。
①圖中催化劑為______。
②298K時,該工藝總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________________________________。
③該工藝可以有效消除催化劑表面的積炭,維持催化劑活性,原因是__________。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、C【分析】【分析】
【詳解】
A.pH=1的溶液中,氫離子、Fe2+和NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存;不符合題意,A錯誤;
B.水電離出的c(H+)=10-12mol/L的溶液,說明水的電離受到了抑制,溶液可能顯酸性,也可能顯堿性,HCO既能與氫離子反應(yīng)又能與氫氧根反應(yīng);故不能大量共存,不符合題意,B錯誤;
C.能使甲基橙變紅,溶液呈酸性,NHAl3+、NOCl-互不反應(yīng)而能大量共存;符合題意,C正確;
D.c(Fe3+)=0.1mol/L的溶液中,鐵離子和SCN-反應(yīng)而不能大量共存;不符合題意,D錯誤;
答案選C。2、D【分析】【分析】
從圖中可采集以下信息:反應(yīng)進(jìn)行10min時,A、B、D的濃度變化量分別為1.5mol/L、1.5mol/L、3.0mol/L,依據(jù)濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,可得出反應(yīng)的方程式為A(g)+B(g)C(s)+2D(g)△H>0。
【詳解】
A.反應(yīng)在前10min的平均反應(yīng)速率v(D)==0.3mol?L-1?min-1;A不正確;
B.因為C呈固態(tài),所以C物質(zhì)不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=B不正確;
C.若平衡時保持溫度不變;壓縮容器體積,由于反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)相等,所以平衡不發(fā)生移動,C不正確;
D.反應(yīng)至15min時;在條件改變的瞬間,各物質(zhì)的濃度都不改變,則表明不是改變物質(zhì)的濃度或壓強(qiáng),也不是加入催化劑,只能是改變溫度,因為正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以改變的條件是降低溫度,D正確;
故選D。3、B【分析】【分析】
該反應(yīng)為分子數(shù)增大的反應(yīng);恒溫恒容下,反應(yīng)的過程中體系內(nèi)壓強(qiáng)增大。平衡的標(biāo)志有:體系內(nèi)各物質(zhì)的量保持不變;平衡移動時能使某個物理量改變的物理量不變時,如密度、平均摩爾質(zhì)量等。
①該反應(yīng)為分子數(shù)增大的反應(yīng);恒容時,體系壓強(qiáng)為一個變化量,若壓強(qiáng)不變時,反應(yīng)達(dá)平衡,①正確;
②CO2和CO均為生成物,當(dāng)兩者的量此消彼長時,也可作為平衡的標(biāo)志,消耗CO2代表逆反應(yīng)速率,生成CO代表正反應(yīng)速率,兩者系數(shù)相同,故單位時間內(nèi)消耗1molCO2同時生成1molCO;反應(yīng)達(dá)平衡,②正確;
③根據(jù)質(zhì)量守恒定理,反應(yīng)前后氣體質(zhì)量增加,體積不變,由可知密度為一個變化量;當(dāng)密度不變時,反應(yīng)達(dá)平衡,③正確;
④根據(jù)m和n均為變量,不確定反應(yīng)前后M是否再變,故④錯誤;
⑤反應(yīng)熱與是否達(dá)到平衡無關(guān);故⑤錯誤。
【詳解】
A.④⑤不能說明反應(yīng)達(dá)平衡;故A錯誤;
B.①②③均能說明反應(yīng)達(dá)平衡;故B正確;
C.⑤不能說明反應(yīng)達(dá)平衡;故C錯誤;
D.④不能說明反應(yīng)達(dá)平衡;故D錯誤;
故選B。4、B【分析】【分析】
根據(jù)圖示分析,2min后,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物;平衡后X變化量為1-0.7=0.3mol,Y變化量為1-0.9=0.1mol,Z變化量為0.2mol,方程式中物質(zhì)的系數(shù)比和變化量成正比,因此,方程式為:據(jù)此進(jìn)行分析。
【詳解】
A.化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后;要么吸熱,要么放熱,因此改變溫度,平衡一定發(fā)生移動,升高溫度平衡向吸熱方向移動;該可逆反應(yīng)在3min后已達(dá)平衡狀態(tài),若升高溫度,平衡一定移動,故A正確;
B.反應(yīng)開始至2min,平均反應(yīng)速率:故B錯誤;
C.結(jié)合以上分析可知,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:故C正確;
D.根據(jù)速率之比和物質(zhì)的系數(shù)成正比分析,方程式為:所以v(X):v(Y)=3:1,因此與表示該化學(xué)反應(yīng)速率相等;故D正確;
故選B。5、D【分析】【詳解】
A.0~2min,H2O表示的平均反應(yīng)速率為A錯誤;
B.沒有指明正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率,實際上同一個方向的CO2與H2的反應(yīng)速率之比是恒定的:v(CO2):v(H2)=1:4時;故不能判斷是否已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),B錯誤;
C.氣體質(zhì)量始終守恒不變,容積體積的不變,故氣體密度不變不能說明已平衡,C錯誤;
D.相同條件下起始投料改為1molCH4和2molH2O,則CH4和H2O的起始濃度2mol/L;4mol/L;起始濃度增加,反應(yīng)速率增加,達(dá)到平衡狀態(tài)所需時間縮短,故少于4min,D正確;
答案選D。二、填空題(共7題,共14分)6、略
【分析】【詳解】
(1)反應(yīng)物的能量高于生成物,因此是放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱為反應(yīng)物斷鍵吸收的能量與生成物成鍵放出的能量之差,即H=(a-b)kJmol-1,故答案為:放熱;(a-b)kJ·mol-1;
(2)用CuCl2作催化劑,在450℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣,生成氯氣和水,配平書寫化學(xué)方程式為O2+4HCl2Cl2+2H2O。催化劑改變反應(yīng)的途徑,不改變始終態(tài),則催化劑降低反應(yīng)所需的活化能,但對反應(yīng)熱無影響。故答案為:O2+4HCl2Cl2+2H2O;無;
(3)3.8gNaBH4的物質(zhì)的量為0.1mol,在25℃,101kPa下,每消耗3.8gNaBH4(s)放熱21.6kJ,則消耗1molNaBH4(s)放熱216kJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是答案為:
(4)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,故H1=1076kJmol-1+2436kJmol-1-(3413+343+465)kJmol-1=-99kJmol-1;
反應(yīng)②-反應(yīng)①得反應(yīng)③,根據(jù)蓋斯定律H3=H2-H1=-58kJmol-1-(-99kJmol-1)=+41kJmol-1,故答案為:-99;+41?!窘馕觥糠艧?a-b)kJ·mol-1O2+4HCl2Cl2+2H2O無-99+417、略
【分析】【分析】
向乙中滴入酚酞試液;在F極附近顯紅色,說明F極上是氫離子放電,則F極是陰極,E極是陽極,所以D電極是陰極,C電極是陽極,G電極是陽極,H電極是陰極,X電極是陽極,Y是陰極,故A是正極,B是負(fù)極。
【詳解】
(1)向乙中滴入酚酞試液;在F極附近顯紅色,說明F極上是氫離子放電,則F極是陰極,E極是陽極,所以D電極是陰極,C電極是陽極,G電極是陽極,H電極是陰極,X電極是陽極,Y是陰極,故A是正極,B是負(fù)極,故答案為為:陰極,負(fù)極;
(2)甲裝置中是電解硫酸銅溶液,陽極C是氫氧根離子放電,陰極D是銅離子放電,所以D電極的電極反應(yīng)式為:Cu2++2e-=Cu2+,故答案為Cu2++2e-=Cu2+;
(3)乙裝置中是電解飽和食鹽水,電解反應(yīng)方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
故答案為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(4)丙裝置發(fā)生反應(yīng):2Ag+2HCl=2AgCl+H2↑;G電極是陽極,則G應(yīng)該是銀,故答案為Ag;
(5)氫氧化鐵膠體中的膠粒帶正電荷;會向陰極即Y極移動,所以裝置丁中的現(xiàn)象是Y極附近紅褐色變深,故答案為Y。
【點睛】
與電源的正極相連的電極稱為陽極,物質(zhì)在陽極上失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);與電源的負(fù)極相連的電極成為陰極,物質(zhì)在陰極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。陽極:活潑金屬—電極失電子(Au,Pt除外),惰性電極—溶液中陰離子失電子。失電子能力:活潑金屬(Mg~Ag)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-;陰極:溶液中陽離子得電子,得電子能力:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(即金屬活動性順序表的逆向)。【解析】陰極負(fù)極Cu2++2e-=Cu2+2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑AgY8、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)原電池的工作原理;氫氧燃料電池中,電解質(zhì)溶液為堿性,則正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子;(2)根據(jù)電極方程式中電子與氧氣的關(guān)系求算。
【詳解】
圖1左側(cè)為負(fù)極;右側(cè)為正極,在原電池中電子由負(fù)極流向正極,因此電子是向右流動;
故答案為:向右;
堿性條件下氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式是:負(fù)極反應(yīng)式是:故答案為:
用鐵做電極,并且在c電極周圍析出白色沉淀,所以c電極是陽極,電極反應(yīng)式是:陽極與電源的正極相連,所以a是正極;故答案為:正極;
第一階段電解的是CuCl2溶液,第二個階段電解的是NaCl溶液,c電極是陽極收集到的是Cl2,收集標(biāo)準(zhǔn)狀況下氯氣448mL,轉(zhuǎn)移0.04mol的電子,d電極為陰極,電極上0.01molCu2+先放電,然后H+放電,所以生成H20.01mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為224mL;故答案為:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;224mL?!窘馕觥肯蛴?;正極2NaCl224mL9、略
【分析】【分析】
(1)燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置;屬于原電池,通入燃料的電極是負(fù)極,負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),據(jù)此分析解答;
(2)電解飽和氯化鈉溶液時;連接原電池負(fù)極的電極是陰極,連接原電池正極的電極是陽極,陽極上氯離子放電,陰極上氫離子放電,注意如果活潑電極作陽極,則陽極上電極材料放電而不是溶液中陰離子放電;
(3)乙裝置陽極為惰性電極電解飽和氯化鈉溶液;據(jù)此寫出電解總反應(yīng);
(4)丙裝置中陰極增重的質(zhì)量為析出銅的質(zhì)量;串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計算丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量。
【詳解】
(1)燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,屬于原電池,通入燃料的電極是負(fù)極,通入空氣或氧氣的電極是正極,所以通入氧氣的電極是正極,負(fù)極上氫氣失電子結(jié)合溶液中的氫氧根離子生成水,電極反應(yīng)式為:H2-2e-+2OH-=2H2O,故答案為:正極,H2-2e-+2OH-=2H2O;
(2)燃料電池相當(dāng)于電源,乙裝置有外接電源屬于電解池,鐵電極連接原電池的負(fù)極,所以是陰極,則石墨電極是陽極,陽極上氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-═Cl2↑,故答案為:陰極;2Cl--2e-═Cl2↑;
(3)乙裝置是陽極為惰性電極的電解飽和氯化鈉溶液電解池,陽極氯離子放電生成氯氣,陰極水電離出的氫離子放電生成氫氣,則電解總反應(yīng)離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑,故答案為:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑;
(4)丙裝置中陰極增重的質(zhì)量為析出銅的質(zhì)量,根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等得氧氣和銅的關(guān)系式為:O2~2H2~2Cu,設(shè)生成銅的質(zhì)量是y,O2~~~2Cu
22.4L128g
1.12Ly
=解得:y=6.4g,故答案為:6.4g。
【點睛】
本題的易錯點為(1),要注意燃料電池中電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性,燃料相同,如果電解質(zhì)溶液不同,電極反應(yīng)式則不同?!窘馕觥空龢OH2-2e-+2OH-=2H2O陰極2Cl--2e-=Cl2↑2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-6.4g10、略
【分析】【詳解】
(1)由圖可知,隨著溫度的升高,c(NO)增大,說明反應(yīng)平衡逆向移動,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),<0。
(2)由(1)知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,K值減小,K、L、M、N四點對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為大小關(guān)系為:<=<
(3)由圖可知,生成物的能量高于反應(yīng)物的能量,說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),>0,途徑(I)的活化能E4-E1。
(4)途徑(I)變?yōu)橥緩?II)活化能減??;改變的條件是加入催化劑,反應(yīng)熱不變。
(5)A.由于增大反應(yīng)物濃度;可增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù),從而使有效碰撞次數(shù)增多,但是活化分子百分?jǐn)?shù)不變,故A錯誤;
B.增大壓強(qiáng)的方式有很多;若通過加入惰性氣體增大壓強(qiáng),反應(yīng)物生成物濃度不改變,故B錯誤;
C.催化劑降低了反應(yīng)所需能量;可以減小活化分子的能量,故C錯誤;
D.由于升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的主要原因是反應(yīng)體系中分子能量增大;活化分子數(shù)增加,增加了活化分子百分?jǐn)?shù),故D正確;
故選D。【解析】(1)<隨著溫度的升高;c(NO)增大,說明平衡逆向移動,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
(2)<=<
(3)>E4-E1
(4)加入催化劑不變。
(5)D11、略
【分析】【分析】
反應(yīng)前,A的濃度==1mol/L,B的濃度==0.5mol/L,平衡時,A的濃度==0.6mol/L,說明A的濃度減小了0.4mol/L,C的濃度為0.6mol/L,說明C的濃度增大了0.6mol/L,所以:據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)v(B)==0.1mol·L-1·min-1,故答案為:0.1mol·L-1·min-1;
(2)同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比=化學(xué)計量數(shù)之比;故0.4:0.6=2:x,解得:x=3,故答案為:3;
(3)A的轉(zhuǎn)化率==40%,B的轉(zhuǎn)化率==40%;所以,A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為1:1,故答案為:1:1;
(4)2A(g)+B(g)=3C(g)+2D(s)
A.若反應(yīng)還未平衡;體系中反應(yīng)物的質(zhì)量將減小,生成物的質(zhì)量將增大,D的質(zhì)量不變,說明已達(dá)到平衡時,A正確;
B.該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)不變的反應(yīng);壓強(qiáng)不變,不能說明已達(dá)平衡,B錯誤;
C.該反應(yīng)是氣體質(zhì)量減小的反應(yīng);容器的體積不變,密度不再變化,說明氣體的質(zhì)量不再變化,說明已達(dá)到平衡,C正確;
D.該反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量不變;氣體的質(zhì)量減小的反應(yīng);氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化,說明氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化,那么氣體的質(zhì)量不再變化,已達(dá)平衡,D正確;
E.A與B都是反應(yīng)物;描述的都是正反應(yīng)速率,不能說明是否平衡,E錯誤;
故答案為:ACD;
(5)達(dá)到平衡時,正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,體系中各種物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量均不變,所以,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)有:正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,體系中各種物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量不變,故答案為:正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,體系中各種物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量不變?!窘馕觥竣?0.1mol·L-1·min-1②.3③.1∶1④.ACD⑤.正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,體系中各種物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量不變12、略
【分析】【詳解】
(1)反應(yīng)A(g)2B(g)+C(g)+D(s)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=(2)A.升高溫度;平衡正向移動,所以A的轉(zhuǎn)化率增大,選項A正確;B.體系中通入A氣體,A的轉(zhuǎn)化率減小,選項B錯誤;C.將D(固體)的濃度減小,不會引起平衡的移動,A的轉(zhuǎn)化率不變,選項C錯誤;D.通入稀有氣體He,使體系壓強(qiáng)增大到原來的5倍,但是各組分濃度不變,不會引起平衡的移動,A的轉(zhuǎn)化率不變,選項D錯誤;E.若體系中的C為HCl,其它物質(zhì)均難溶于水,滴入少許水,則壓強(qiáng)減小,平衡正向移動,所以A的轉(zhuǎn)化率增大,選項E正確;答案選AE;
(3)在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g);設(shè)A的變化量是x,則。
A(g)?2B(g)+C(g)+D(s)
初始量:0.100
變化量:x2xx
末態(tài)量:0.1-x2xx
則=解得x=0.04mol,所以前2小時A的反應(yīng)速率是v===0.02mol.L-1.h-1,物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比,所以C表示的反應(yīng)速率為:0.02mol.L-1.h-1;
(4)設(shè):平衡時A的變化量是y;
A(g)?2B(g)+C(g)+D(s)
初始量:0.100
變化量:y2yy
平衡量:0.1-y2yy
化學(xué)反應(yīng)在20h時建立平衡,所以=2.4,解得y=0.07mol,所以平衡時A的轉(zhuǎn)化率=×100%=70%,C的體積分?jǐn)?shù)=×100%=×100%=×100%=29%?!窘馕觥縆=AE0.02mol.L-1.h-170%29%三、判斷題(共7題,共14分)13、A【分析】【分析】
【詳解】
在任何水溶液中都存在水的電離平衡,水電離產(chǎn)生H+和OH-,根據(jù)水電離方程式:H2OH++OH-可知:水電離出的H+和OH-數(shù)目相等,由于離子處于同一溶液,溶液的體積相等,因此溶液中c(H+)和c(OH-)相等,所以任何水溶液中水電離出的c(H+)和c(OH-)相等這句話是正確的。14、B【分析】【分析】
【詳解】
飽和食鹽水在電解條件下生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉,氯氣和氫氧化鈉之間反應(yīng)可以得到消毒液,與水解無關(guān),故錯誤。15、B【分析】【詳解】
濕潤的試紙測定鹽酸和醋酸溶液的兩者均為稀釋,醋酸為弱酸電離程度變大,故醋酸溶液的誤差更小。
故錯誤。16、B【分析】【詳解】
稀釋使鹽水解程度增大,但溶液總體積增加得更多。鹽的濃度降低、水解產(chǎn)生的氫氧根濃度也降低,堿性減弱。所以答案是:錯誤。17、A【分析】【詳解】
酸式鹽可能因溶質(zhì)直接電離成酸性,如硫酸氫鈉溶液;酸式鹽可能因水解程度小于電離程度而呈酸性,如亞硫酸氫鈉溶液;酸式鹽可能因水解程度大于電離程度而呈堿性,如碳酸氫鈉溶液。所以答案是:正確。18、A【分析】【分析】
【詳解】
在0.01mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.01mol/L,由于100℃時Kw=1.0×10-12mol2·L-2,所以在該溫度下NaOH溶液中c(H+)=所以該溶液的pH=10,故在100℃時0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=10的說法是正確的。19、B【分析】【分析】
【詳解】
純水溶液中c(H+)=c(OH-)=2×10-7mol·L-1,某溫度下,Kw=c(H+)×c(OH-)=2×10-7×2×10-7=4×10-14,因此該溫度下,c(OH-)=故此判據(jù)錯誤。四、有機(jī)推斷題(共4題,共28分)20、略
【解析】(1)醛基。
(2)正丁酸,
(3)+HNO3+H2O
(4)
(5)
(6)21、略
【分析】【分析】
原子最外層電子數(shù)之比N(Y):N(Q)=3:4;因為都為主族元素,最外層電子數(shù)小于8,所以Y的最外層為3個電子,Q的最外層為4個電子,則Y為硼元素,Q為硅元素,則X為氫元素,W與氫同主族,為鈉元素,Z的原子序數(shù)等于Y;W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和,為氧元素。即元素分別為氫、硼、氧、鈉、硅。
【詳解】
(1)根據(jù)分析,Y為硼元素,位置為第二周期第ⅢA族;QX4為四氫化硅,電子式為
(2)①根據(jù)元素分析,該反應(yīng)方程式為
②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液;向兩極分別通入氣體氫氣和氧氣可形成原電池,其中通入氣體氫氣的一極是負(fù)極,失去電子;
③外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移時,需要消耗1.5mol氫氣,則根據(jù)方程式分析,需要0.5mol硅化鈉,質(zhì)量為37g?!窘馕觥康诙芷诘冖驛族負(fù)極37g22、略
【分析】【詳解】
(1)A、B、C、E中均有鈉元素,根據(jù)B的用途可猜想出B為NaHCO3,X為C(碳),能與CO2反應(yīng)生成NaHCO3的物質(zhì)可能是Na2CO3或NaOH,但A、B之間能按物質(zhì)的量之比為1∶1反應(yīng),則A是NaOH,E為Na2CO3,能與NaHCO3反應(yīng)放出無色無味的氣體,且這種物質(zhì)中含有鈉元素,則C只能為Na2O2,D為O2,結(jié)合題設(shè)條件可知F為Fe,G為Fe3O4。
(2)Na2O2中Na+與以離子鍵結(jié)合,中O原子與O原子以共價鍵結(jié)合,其電子式為
(3)Fe3O4中含有Fe2+和Fe3+,F(xiàn)e2+被稀HNO3氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為:3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)D→G反應(yīng)為3Fe+2O2Fe3O4,轉(zhuǎn)移4mol電子時釋放出akJ熱量,則轉(zhuǎn)移8mol電子放出2akJ熱量,則其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=?2akJ/mol。
(5)N2在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3:N2+6H++6e?2NH3。【解析】①.NaOH②.Fe③.④.3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O⑤.3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=?2akJ/mol⑥.N2+6H++6e?2NH323、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉(碳酸氫鈉),再與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉,①常用作泡沫滅火器的是NaHCO3,故為乙;②濃度相同的碳酸氫鈉溶液和硫酸鈉溶液中,HCO3-水解;故乙溶液中水的電離程度大;
(2)金屬鋁是13號元素,核外電子排布為2、8、3②n(Al)=n(NaOH)時,生成偏鋁酸鈉,根據(jù)方程式:2NaAlO2+4H2SO4=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O可知,NaAlO2與H2SO4的物質(zhì)的量之比為1:2,符合題意,故丙的化學(xué)式是Al2(SO4)3;
(3)若甲是氯氣,與氫氧化鈉生成氯化鈉和次氯酸鈉,離子方程式為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;用方程式①-②,得TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=-81-(-221)=+140kJ·mol-1;③根據(jù)電荷守恒可得到:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)+2c(SO42-);其中,溶液顯中性即c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(ClO-)+2c(SO42-);又根據(jù)物料守恒可得到:c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),即c(ClO-)=c(Na+)-2c(SO42-)、c(HClO)=c(Na+)-c(ClO-)=c(Na+)-[c(Na+)-2c(SO42-)]=2c(SO42-);Ka=
=()×10-5;【解析】乙乙Al2(SO4)3Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OTiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ·mol-1()×10-5五、原理綜合題(共4題,共24分)24、略
【分析】【詳解】
(1)由圖可知,1mol氨氣和3mol氫氣生成2mol氨氣,放出熱量92kJ,則合成的熱化學(xué)方程式已知該反應(yīng)的J?mol?K但實際上該反應(yīng)常溫下很難發(fā)生;原因是氮分子中存在氮氮叁鍵,鍵能較大,導(dǎo)致反應(yīng)過程中的活化能較大,使得反應(yīng)常溫下很難發(fā)生;
(2)步驟③采用的催化劑是鐵觸媒催化劑,使用催化劑可以改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,故減小,反應(yīng)的焓變不變,則也減??;
(3)①為凈化原料氣;不是提高原料轉(zhuǎn)化率;②加壓可以促使反應(yīng)正向進(jìn)行,利于提高原料轉(zhuǎn)化率;③催化劑可以加快反應(yīng)速率,但是不改變平衡移動,不是提高原料轉(zhuǎn)化率;④分離與產(chǎn)品氨氣,利于平衡正向移動,利于提高原料轉(zhuǎn)化率;⑤氮氣;氫氣循環(huán)利用,利于提高原料轉(zhuǎn)化率;
故選B;
(4)①反應(yīng)開始到第10min,的平均反應(yīng)速率為mol-1?L-1?min-1。
②由圖可知;反應(yīng)進(jìn)行到10min至20min時,各物質(zhì)的量在原有基礎(chǔ)上改變,反應(yīng)速率加快,故改變的條件可能是使用了催化劑,故選c;
③在25min時氨氣量突然減小,故在25min改變條件為移走生成物氨氣,導(dǎo)致平衡正向移動,達(dá)到新平衡后的體積分?jǐn)?shù)比原平衡小?!窘馕觥?1)氮分子中存在氮氮叁鍵;鍵能較大,導(dǎo)致反應(yīng)過程中的活化能較大,使得反應(yīng)常溫下很難發(fā)生。
(2)鐵觸媒減小減小。
(3)B
(4)0.0025c正小25、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)圖示的反應(yīng)歷程分析反應(yīng)中各物質(zhì)的作用及總反應(yīng)方程式;根據(jù)催化劑;溫度對平衡移動的影響分析解答;(2)運用“三段式”法;結(jié)合題給信息中速率與壓強(qiáng)間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)計算;(3)根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式,用平衡時反應(yīng)物的壓強(qiáng)計算平衡常數(shù)。
【詳解】
(1)①a.上述分析可知;兩步反應(yīng)實現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離,故a正確;
b.反應(yīng)過程中有催化劑和中間產(chǎn)物,總反應(yīng)可表示為CO2+H2=H2O(g)+CO,故b正確;
c.CO最后剩余是一氧化碳參與反應(yīng)過程最后又生成;故c錯誤;
d.Fe3O4;CaO為催化劑;改變反應(yīng)速率不能改變反應(yīng)的△H,故d錯誤;故答案為:cd;
②因為催化劑只改變反應(yīng)速率不改變平衡移動,所以最終不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下達(dá)平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率相同,故a點所代表的狀態(tài)不是平衡狀態(tài),此時反應(yīng)一直向正反應(yīng)方向移動,b和c都沒平衡,c點溫度高,反應(yīng)速率快,相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高,所以c點CH4的轉(zhuǎn)化率高于b點,故答案為:不是;b和c都沒平衡;c點溫度高,反應(yīng)速率快,相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高;
(2)①在一剛性密閉容器中,CH4和CO2的分壓分別為20kPa、25kPa,加入Ni/α-A12O3催化劑并加熱至1123K使其發(fā)生反應(yīng):某時刻測得p(CO)=20kPa;
則p(CO2)=15kPa,v(CO)=1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)mol·g-1·s-1=1.3×10-2×10×15=1.95mol?g-1?s-1;故答案為:15;1.95;
②CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g);達(dá)到平衡后測得體系壓強(qiáng)是起始時的1.8倍,設(shè)達(dá)到平衡狀態(tài)消耗甲烷分壓x:
則20-x+25-x+2x+2x=(20+25)×1.8,x=18,反應(yīng)的平衡常數(shù)的計算式為故答案為:
【點睛】
此題易錯點在于最后一項,題目要求寫出平衡常數(shù)的計算式,所以要保留計算式,不能只算出最后的結(jié)果?!窘馕觥縞、d不是b、c均未達(dá)到平衡,b點溫度高,反應(yīng)速率快,消耗CH4量多,故轉(zhuǎn)化率高151.9526、略
【分析】【詳解】
(1)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)可由①+②得到,則該反應(yīng)的焓變?yōu)椤鱄=△H1+△H2,一定溫度下,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡時v(正)=v(逆),根據(jù)多重平衡規(guī)則,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K=K1?K2,根據(jù)速率方程式,K1=K2=則K=故答案為:?H1+?H2;
(2)決定2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)速率的是反應(yīng)②,則反應(yīng)②就是速控步驟,整個反應(yīng)化學(xué)速率取決于速控步驟的反應(yīng),活化能越高,反應(yīng)速率越慢,速控步驟是慢反應(yīng),因此化學(xué)反應(yīng)速率①>
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