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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年華東師大版選修4化學(xué)上冊月考試卷450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:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共6題,共12分)1、下列說法正確的是
A.則B.燃燒熱為則C.已知則1mol強酸的稀溶液與足量的強堿反應(yīng)放出熱量均為D.如圖,可知b為加入催化劑后的能量變化,正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能低2、用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0
按照相同的物質(zhì)的量投料;測的CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是。
A.平衡常數(shù):K(a)>K(c)K(b)=K(d)B.正反應(yīng)速率:v(a)>v(c)v(b)>v(d)C.平均摩爾質(zhì)量:M(a)<M(c)M(b)>M(d)D.平衡時a點一定有n(CO):n(H2)=1:23、已知可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中NO2、N2O4的消耗速率與其濃度存在如下關(guān)系:v(NO2)=k1c2(NO2),v(N2O4)=k2c(N2O4)(其中k1、k2是只與溫度有關(guān)的常數(shù));一定溫度下根據(jù)上述關(guān)系式建立如圖關(guān)系。下列說法正確的是。
A.圖中A點表示該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)B.若某溫度時k1=k2,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.5C.在1L密閉容器中充入1molNO2,平衡時:c(NO2)+c(N2O4)=1mol?L-1D.在1L密閉容器中充入1molNO2,當(dāng)c(NO2)=c(N2O4)時,NO2的轉(zhuǎn)化率是33.3%4、25°C時,向NaHCO3溶液中滴入鹽酸;混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是。
A.圖中a=2.6B.25℃時,HCO3-+H2OH2CO3+OH-的Kh=1.0×10-6.4C.M點溶液中:D.若要表示題目條件下pH與lg的變化關(guān)系.則曲線應(yīng)該在平行于曲線的下方5、下列各選項中所述的兩個量,前者一定大于后者的是A.1L0.3mol/LCH3COOH溶液和3L0.1mol/LCH3COOH溶液中的H+數(shù)B.pH=1的CH3COOH溶液和鹽酸的物質(zhì)的量濃度C.pH=12的氨水和NaOH溶液的導(dǎo)電能力D.pH相同的等體積的鹽酸和醋酸溶液分別與足量鋅粒反應(yīng)產(chǎn)生的氣體體積6、某溫度下,向一定體積0.1mol/L氨水中逐滴加入相同濃度的鹽酸,溶液中pH與pOH的變化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()
A.此溫度下,水的離子積常數(shù)為1.0×10-2aB.N點溶液加水稀釋,增大C.M、Q、N三點所示的溶液中均存在:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)D.Q點消耗的鹽酸的體積等于氨水的體積評卷人得分二、填空題(共6題,共12分)7、氮是地球上含量豐富的一種元素;氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn);生活中有著重要作用。
(1)上圖是和反應(yīng)生成過程中能量的變化示意圖,下列有關(guān)說法正確的是_______。
a.反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高。
b.反應(yīng)物的活化能比生成物的活化能高。
c.反應(yīng)物的總鍵能比生成物的總鍵能高。
d.該反應(yīng)為熵增反應(yīng)。
(2)請寫出和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______,決定該反應(yīng)進行方向的主要判據(jù)為________。
(3)試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計算的鍵能______________kJ/mol;?;瘜W(xué)鍵鍵能/kJ/mol390943
(4)用催化還原還可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g);△H1=-akJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H2=-bkJ/mol
若1molNH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱△H3=_____________kJ/mol(用含a、b的式子表示)。8、試運用所學(xué)知識;研究CO等氣體的性質(zhì),請回答:
(1)生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應(yīng):
①C(s)+CO2(g)2CO(g)H1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H3;
反應(yīng)③的平衡常數(shù)表達式為K=___________;上述反應(yīng)中△H1、△H2、△H3之間的關(guān)系為______。
(2)不同溫度下反應(yīng)②的平衡常數(shù)如下表所示。則△H2___________0(填“<”“>”);。溫度/℃400500800平衡常數(shù)K9.9491
在500℃時,把等物質(zhì)的量濃度的CO和H2O(g)充入反應(yīng)容器,達到平衡時c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mo/L,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為___________。
(3)對于反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)△H<0,當(dāng)溫度為T1、T2時,平衡體系N2O4的體積分?jǐn)?shù)隨壓強變化曲線如圖所示。則T1___________T2(填“>”或“<”);增大壓強,平衡向___________反應(yīng)方向移動;兩點的平衡常數(shù)B___________C(填“>”或“<”)。
9、(1)將等體積等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后,溶液呈______(填“酸性”,“中性”或“堿性”,下同),溶液中c(Na+)______c(CH3COO-)(填“>”或“=”或“<”)。
(2)pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后溶液呈______,溶液中c(Na+)______c(CH3COO-)(填“>”或“=”或“<”)
(3)物質(zhì)的量濃度相同的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后,溶液中醋酸根離子和鈉離子濃度相等,則混合后溶液呈______,醋酸體積______氫氧化鈉溶液體積。(填“>”或“=”或“<”)10、(1)物質(zhì)的量濃度相同的①氨水②氯化銨③碳酸氫銨④硫酸氫銨⑤硫酸銨五種溶液中c(NH4+)大小的順序是______________________。(用序號回答)
(2)常溫下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL與pH=3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液體積變化忽略不計)。若所得混合溶液呈中性,則a∶b=_______________。
(3)0.1mol/L的NaHSO3溶液中,c(Na+)+c(H+)=_______________,c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)=_______________(填具體數(shù)值大?。?。
(4)泡沫滅火器內(nèi)裝有NaHCO3飽和溶液和Al2(SO4)3溶液,當(dāng)意外失火時,使泡沫滅火器倒過來搖動即可使藥液混合,噴出大量的白色泡沫,阻止火勢蔓延,其相關(guān)的離子方程式為:_______________。11、(1)一定溫度下,Ksp[Mg3(PO4)2]=6.0×10-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26。向濃度均為0.20mol/L的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3P04,先生成___________沉淀(填化學(xué)式);當(dāng)測得溶液其中一種金屬陽離子沉淀完全(濃度小于10-5mol/L)時;溶液中的另一種金屬陽離子的物質(zhì)的量濃度c=____________mol/L。
(2)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實驗室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下:
①毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨;目的是_____________________。
②加入NH3·H2O調(diào)節(jié)PH=8可除去_____________(填離子符號),濾渣II中含____________(填化學(xué)式)。加入H2C2O4時應(yīng)避免過量,原因是_________________。
Ca2+
Mg2+
Fe3+
開始沉淀時的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀時的pH
13.9
11.1
3.7
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
(3)已知25℃時,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01mol/LNa2SO4溶液;下列敘述正確的是。
A.溶液中析出CaSO4固體沉淀,最終溶液中c(SO42-)比原來的大。
B.溶液中無沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(SO42-)都變小。
C.溶液中析出CaSO4固體沉淀.溶液中c(Ca2+)、c(SO42-)都變小。
D.溶液中無沉淀析出,但最終溶液中c(SO42-)比原來的大12、以廢治廢;變廢為寶可以實現(xiàn)資源的綜合利用。用廢鐵塊、廢鹽酸可以生產(chǎn)凈水劑聚合氯化鐵和高鐵酸鈉;轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:
(1)A溶液中一定含有的溶質(zhì)是_______。
(2)若使③中水解程度變大,可采取的措施是_______(填字母序號)。
a.加熱b.加入NaHCO3c.加入NH4Cl
(3)寫出③中水解生成Fe2(OH)mCl6-m反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。
(4)將廢鐵塊進行預(yù)處理制成電極,通過電解制備高鐵酸鈉,該裝置原理示意圖如圖所示。鐵塊做_______(填“陽極”或“陰極”),對應(yīng)的電極反應(yīng)式為_______。
(5)高鐵酸鈉在水中緩慢產(chǎn)生紅褐色沉淀和一種氣體,該反應(yīng)的離子方程式:_______。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)13、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、原理綜合題(共4題,共24分)14、霧霾嚴(yán)重危害人類健康和生態(tài)環(huán)境,開發(fā)穩(wěn)定高效的脫硫脫硝工藝技術(shù)是國內(nèi)外研究的熱點。研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(guān);其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。
(1)NH3的電子式是_________。
(2)NH4NO3溶液中的離子濃度由大到小順序是_________。
(3)①已知:SO2生成SO3總反應(yīng)方程式是。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ/mol
此反應(yīng)可通過如下兩步完成:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH2=_________。
②一定溫度下,向2L恒容密閉容器中充入NO2和SO2各1mol,5min達到平衡,此時容器中NO2和NO的濃度之比為1∶3,則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率是_________。
(4)利用NaClO2/H2O2酸性復(fù)合吸收劑可同時有效脫硫;脫硝。
①制備少量NaClO2;其裝置如下圖所示:
裝置I控制溫度在35~55℃,通入SO2將NaClO3還原為ClO2(沸點:11℃),反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________;
裝置Ⅱ中反應(yīng)生成NaClO2,此反應(yīng)中作為氧化劑的是_______________,反應(yīng)后溶液中陰離子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外還可能含有的一種陰離子是_______________。
②用制得的NaClO2/H2O2酸性復(fù)合吸收劑同時對NO、SO2進行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在溫度一定時,n(H2O2)/n(NaClO2);溶液pH對脫硫脫硝的影響如下圖所示:
從上圖中可知脫硫脫硝最佳條件是_________。圖中SO2的去除率隨pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5時反而減小,請解釋NO去除率減小的可能原因是______________________________。15、“低碳經(jīng)濟”備受關(guān)注,CO2的捕捉、排集、利用成為科學(xué)家研究的重要課題。太空艙產(chǎn)生的CO2用下列反應(yīng)捕捉,以實現(xiàn)O2的循環(huán)利用。
Sabatier反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)
水電解反應(yīng):2H2O(l)2H2(g)+O2(g)
(1)將原料氣按n(CO2)∶n(H2)=1∶4置于密閉容器中發(fā)生Sabatier反應(yīng),測得H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示(虛線表示平衡曲線)。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而________(填“增大”或“減小”)。
②溫度過高或過低均不利于該反應(yīng)的進行;原因是________。
③下列措施能提高CO2轉(zhuǎn)化效率的是________(填標(biāo)號)。A.適當(dāng)減壓B.增大催化劑的比表面積C.反應(yīng)器前段加熱,后段冷卻D.提高原料氣中CO2所占比例E.合理控制反應(yīng)器中氣體的流速(2)將一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH=+248kJ·mol-1。
為了探究該反應(yīng)的反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系,起始時向恒容密閉容器中通入CO2與CH4,使其物質(zhì)的量濃度均為1.0mol·L-1,平衡時,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出兩條反應(yīng)速率與濃度關(guān)系曲線如圖,v正~c(CH4)和v逆~c(CO)。則與v正~c(CH4)相對應(yīng)曲線是圖中________(填“甲”或“乙”);該反應(yīng)達到平衡后;某一時刻降低溫度反應(yīng)重新達到平衡,則此時曲線甲對應(yīng)的平衡點可能為________(填“D”“E”或“F”)。
(3)用稀氨水噴霧捕集CO2最終可得產(chǎn)品NH4HCO3。在捕集時,氣相中有中間體NH2COONH4(氨基甲酸銨)生成?,F(xiàn)將一定量純凈的氨基甲酸銨置于恒容密閉容器中,分別在不同溫度下進行反應(yīng):NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)。實驗測得的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表(t1<t2<t3)
氨基甲酸銨分解反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。15℃時此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________。
(4)一種新的循環(huán)利用方案是用Bosch反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)?C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反應(yīng)。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分別為–394kJ?mol-1、–242kJ?mol-1,Bosch反應(yīng)的ΔH=________kJ?mol-1(生成焓指一定條件下由對應(yīng)單質(zhì)生成1mol化合物時的反應(yīng)熱)。
②一定條件下Bosch反應(yīng)必須在高溫下才能啟動;原因是________。
③該新方案的優(yōu)點是________。16、氨氣及其相關(guān)產(chǎn)品是基本化工原料;在化工領(lǐng)域中具有重要的作用。
(1)以鐵為催化劑;0.6mol氮氣和1.8mol氫氣在恒溫;容積恒定為1L的密閉容器中反應(yīng)生成氨氣,20min后達到平衡,氮氣的物質(zhì)的量為0.3mol。
①在第25min時,保持溫度不變,將容器體積迅速增大至2L并保持恒容,體系達到平衡時N2的總轉(zhuǎn)化率為38.2%,請畫出從第25min起H2的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線_____。
②該反應(yīng)體系未達到平衡時,催化劑對逆反應(yīng)速率的影響是_____(填增大;減少或不變)。
(2)①N2H4是一種高能燃料,有強還原性,可通過NH3和NaClO反應(yīng)制得,寫出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。
②N2H4的水溶液呈弱堿性,室溫下其電離常數(shù)K1=1.0×10-6,則0.01mol·L-1N2H4水溶液的pH等于__________(忽略N2H4的二級電離和H2O的電離)。
③已知298K和101KPa條件下:
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3
4NH3(g)+O2(g)=2N2H4(l)+2H2O(I)ΔH4
則N2H4(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH=_______。
(3)科學(xué)家改進了NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的工藝(如虛框所示),在較高的操作壓力下,提高N2O4/H2O的質(zhì)量比和O2的用量;能制備出高濃度的硝酸。
實際操作中,應(yīng)控制N2O4/H2O質(zhì)量比高于5.11,對此請給出合理解釋______________。17、現(xiàn)有室溫下濃度均為的幾種溶液①鹽酸;②硫酸、③醋酸、④氯化銨、⑤氨水、⑥NaOH溶液;回答下列問題:
(1)將③、⑥混合后,若溶液呈中性,則消耗兩溶液的體積為③______⑥(填>、=、<),溶液中的離子濃度由大到小的順序為________________。
(2)將等體積的①、⑤混合,則溶液的pH______7(填>、=、<),用離子方程式說明其原因____________________。
(3)向相同體積的①、②、③溶液中分別加入相同的且足量的鋅粒,反應(yīng)的初始速率由快到慢的順序為_____________,最終產(chǎn)生總量的關(guān)系為__________。
(4)向相同體積的①、③溶液中分別加入相同濃度、相同體積的溶液,充分混合后,混合液的pH大小關(guān)系為①______③(填>、=、<)。
(5)若將等體積的⑤、⑥溶液加熱至相同溫度后,溶液的pH⑤_______⑥(填>、=、<)。
(6)將等體積的②、⑤混合,則溶液中濃度最大的離子是______________。評卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共24分)18、隨著我國碳達峰、碳中和目標(biāo)的確定,含碳化合物的綜合利用備受關(guān)注。CO2和H2合成甲醇是CO2資源化利用的重要方法。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
反應(yīng)Ⅲ:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的=_______已知由實驗測得反應(yīng)Ⅰ的(為速率常數(shù),與溫度、催化劑有關(guān))。若平衡后升高溫度,則_______(填“增大”“不變”或“減小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高的是_______(填字母)。
A.增大壓強B.升高溫度C.增大H2與CO2的投料比D.改用更高效的催化劑。
②恒溫(200℃)恒壓條件下,將1molCO2和1molH2充入某密閉容器中,反應(yīng)達到平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為a,CH3OH的物質(zhì)的量為bmol,則此溫度下反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx=_______[寫出含有a、b的計算式;對于反應(yīng)為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。已知CH3OH的沸點為64.7℃]。其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達平衡時平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)反應(yīng)Ⅲ可能的反應(yīng)歷程如圖所示。
注:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目;微粒的相對總能量(括號里的數(shù)字或字母;單位:eV)。其中,TS表示過渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。
①反應(yīng)歷程中,生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式為_______。
②相對總能量_______eV(計算結(jié)果保留2位小數(shù))。(已知:)19、常溫下,有下列四種溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化學(xué)用語解釋其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,開始時反應(yīng)速率的大小關(guān)系為①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等體積、等pH的溶液①和④分別與足量的②反應(yīng),消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系為①_______④(填“>”、“<”或“=”)。20、常溫下,用酚酞作指示劑,用0.10mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲線如圖。
(已知:CH3COOH、HCN的電離平衡常數(shù)分別為1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)圖__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH變化的曲線;判斷的理由是__。
(2)點③所示溶液中所含離子濃度的從大到小的順序:__。
(3)點①和點②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)點②③④所示的溶液中水的電離程度由大到小的順序是:__。評卷人得分六、計算題(共1題,共6分)21、如圖表示800℃時;X;Y、Z三種氣體物質(zhì)的濃度隨時間變化的情況.試回答:(保留一位小數(shù))
(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物為______;
(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______;
(3)0~2minY物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率為______;
(4)Z物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率為______;
(5)800℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______.參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、D【分析】【詳解】
A.燃燒反應(yīng)的焓變?yōu)樨?fù),且完全燃燒放出熱量多,即生成二氧化碳時焓變小,則故A錯誤;
B.燃燒熱中生成液態(tài)水,由燃燒熱為則故B錯誤;
C.1mol強酸的稀溶液與足量的強堿反應(yīng)若生成難溶鹽時放出熱量,生成1mol水時放出熱量為則1mol強酸的稀溶液與足量的強堿反應(yīng)放出熱量不一定為故C錯誤;
D.催化劑可降低反應(yīng)的活化能,圖中則b為加入催化劑后的能量變化,正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能低故D正確;
故選:D。2、A【分析】【詳解】
A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是個氣體體積減小的放熱反應(yīng)。化學(xué)平衡向吸熱方向移動。即化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。這時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低。由圖可看出:T3>T2>T1。所以Ka>Kb>Kc化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),而與壓強等無關(guān)。所以K(b)=K(d);故A正確;
B.升高溫度,不論是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率都加快。故正反應(yīng)速率:v(c)>v(a);在相同溫度下,增大壓強反應(yīng)混合物的濃度增大,反應(yīng)速率加快,由于壓強b>d,v(b)>v(d);故B錯誤;
C.在相同壓強下,溫度升高,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。,由于反應(yīng)前后質(zhì)量不變,但氣體的物質(zhì)的量增多故。平均摩爾質(zhì)量:M(c)<M(a)在相同溫度下,增大壓強,化學(xué)平衡向氣體體積減下的方向,即正反應(yīng)方向移動,M(b)>M(d);故C錯誤;
D.反應(yīng)時CO、H2是按照1:2反應(yīng)的,所以平衡時a點可能有n(CO):n(H2)=1:2;也可能不是,故D錯誤;
答案選A。3、B【分析】【分析】
由圖中可知,交點A表示消耗的速率v(N2O4)=v(NO2),與該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時的速率關(guān)系作比較,即可判斷反應(yīng)是否達到平衡;由題給v(NO2)=k1c2(NO2),v(N2O4)=k2c(N2O4)結(jié)合k1=k2,求該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù);根據(jù)氮守恒c(NO2)+2c(N2O4)=1mol·L-1;用三段式可求NO2轉(zhuǎn)化率。
【詳解】
A.圖中,交點A表示的消耗速率v(N2O4)=v(NO2),而達到平衡時NO2的消耗速率應(yīng)該是N2O4消耗速率的2倍,v(NO2)=2v(N2O4),因此此時v逆<v正;所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,故A錯誤;
B.由v(NO2)=k1c2(NO2),v(N2O4)=k2c(N2O4)結(jié)合k1=k2,可知=所以=0.5=K;故B正確;
C.根據(jù)氮守恒,平衡時c(NO2)+2c(N2O4)=1mol?L-1;故C錯誤;
D.
所以1-2a=a,則a=NO2的轉(zhuǎn)化率是×100%=66.6%;故D錯誤;
答案選B。4、A【分析】【分析】
【詳解】
A.根據(jù)N(7.4,1)點,lg=1,則=10,碳酸的一級電離常數(shù)Ka1==10×10-7.4=10-6.4,將M點c(H+)帶入一級電離常數(shù)公式,解得=102.6;a=2.6,A正確;
B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh=根據(jù)M點,=10-2.6,c(H+)=10-9,c(OH-)=10-5,帶入數(shù)值,此反應(yīng)的平衡常數(shù)為10-7.6;B錯誤;
C.M點溶液中,依據(jù)電荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-),此時溶液為NaHCO3和NaCl的混合溶液,c(Na+)>c(HCO3-)+c(H2CO3),所以c(H+)+c(H2CO3)-)+2c(CO32-)+c(OH-);C錯誤;
D.溶液中存在大量的碳酸氫根,碳酸氫根可以發(fā)生電離,產(chǎn)生少量的碳酸根,這時碳酸根與碳酸氫根的比值小于1大于0,則lg的值為負(fù),通過圖像可知y軸向下數(shù)值增大,故lg的關(guān)系變化圖像在曲線x的上方;D錯誤;
故選A。5、B【分析】【詳解】
A.相同溫度下,相同弱電解質(zhì)的溶液中,溶液越稀,其電離程度越大,所以1L0.3mol/LCH3COOH溶液小于3L0.1mol/LCH3COOH溶液中的H+數(shù),故A錯誤;
B.pH=1的醋酸溶液中c(CH3COOH)大于0.1mol/L,pH=1的鹽酸溶液中C(HCl)等于0.1mol/L,所以醋酸的濃度大于鹽酸的濃度,故B正確;
C.pH=12的氨水和NaOH溶液中,離子濃度相等,所以其導(dǎo)電能力相同,故C錯誤;
D.pH相同的鹽酸和醋酸溶液,醋酸的濃度大于鹽酸,則pH相同的等體積的鹽酸和醋酸溶液中,醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸,所以醋酸產(chǎn)生的氫氣體積大,故D錯誤;
故選B。6、D【分析】【詳解】
A.Q點溶液中pOH=pH,c(H+)=c(OH-)=10-amol/L,溶液呈中性,此時氫離子濃度和氫氧根濃度乘積即為該溫度下的離子積常數(shù),為1.0×10-2a;故A正確;
B.一水合氨的電離平衡常數(shù)Kb=所以=N點溶液pOHc(H+)<c(OH-),溶液顯堿性,加水稀釋溶液堿性減弱,所以c(OH-)減小,電離平衡常數(shù)不變,則增大;故B正確;
C.M、Q、N三點所示的溶液中均存在電荷守恒,即c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-);故C正確;
D.氨水和鹽酸濃度相同;若等體積混合,溶質(zhì)為氯化銨,溶液顯酸性,而Q點溶液呈中性,所以氨水的體積要稍大于鹽酸的體積,故D錯誤;
故答案為D。二、填空題(共6題,共12分)7、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)圖像,該反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高,結(jié)合N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)分析判斷;
(2)先求出此反應(yīng)的焓變;根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則再寫出熱化學(xué)方程式;該反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少,結(jié)合復(fù)合判據(jù)分析解答;
(3)根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能計算;
(4)利用蓋斯定律分析計算。
【詳解】
(1)根據(jù)圖像,反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能;反應(yīng)物的活化能為254kJ/mol,生成物的活化能為300kJ/mol,反應(yīng)物的活化能比生成物的活化能低,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);正反應(yīng)是一個熵減小的反應(yīng),正確的只有a,故答案為a;
(2)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,應(yīng)為放熱反應(yīng),生成1mol氨氣放出46kJ熱量,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol,該反應(yīng)是一個熵減小的反應(yīng),決定該反應(yīng)進行方向的主要判據(jù)為焓判據(jù),故答案為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol;焓判據(jù);
(3)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能;設(shè)H-H的鍵能為x,則943kJ/mol+3x-6×390kJ/mol=-92kJ/mol,x=435kJ/mol,故答案為435;
(4)①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g);△H1=-akJ/mol,②N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H2=-bkJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將可得:NH3(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g)△H3=kJ/mol,故答案為【解析】a(合理即可)焓判據(jù)或ΔH<04358、略
【分析】【詳解】
(1)①C(s)+CO2(g)2CO(g)H1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H3;
化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,固體不計入平衡常數(shù)表達式,反應(yīng)③的平衡常數(shù)表達式為K=根據(jù)蓋斯定律①+②得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H3=△H1+△H2;
(2)根據(jù)不同溫度下反應(yīng)②的平衡常數(shù)可知,升高溫度,平衡常數(shù)減小,則△H2<0;
在500℃時,把等物質(zhì)的量濃度的CO和H2O(g)充入反應(yīng)容器,達到平衡時c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mol/L,則CO濃度降低0.015mol/L,CO的初始濃度是0.02mol/L,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
(3)2NO2(g)N2O4(g)△H<0,升高溫度,平衡逆向移動,N2O4的體積分?jǐn)?shù)減小,則T12;增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動;正反應(yīng)放熱,B點的溫度小于C點,所以平衡常數(shù)B>C?!窘馕觥縆=△H1+△H2=△H3或△H2=△H3-△H1,或△H1=△H3-△H2<75%<正反應(yīng)方向>9、略
【分析】【詳解】
(1)等體積等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合恰好反應(yīng),生成強堿弱酸鹽,溶液呈堿性,醋酸根離子因水解略有減少,所以溶液中c(Na+)>c(CH3COO-);
(2)醋酸是弱酸,pH=3的醋酸中c(H+)和pH=11的氫氧化鈉溶液中c(OH-)相等,但醋酸的濃度大于氫氧化鈉的濃度,等體積混合后溶液呈酸性,電離大于水解,溶液中c(Na+)<c(CH3COO-);
(3)根據(jù)電荷守恒,物質(zhì)的量濃度相同的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后,溶液中醋酸根離子和鈉離子濃度相等,則混合后溶液呈中性,醋酸體積大于氫氧化鈉溶液體積。【解析】①.堿性②.>③.酸性④.<⑤.中性⑥.>10、略
【分析】【詳解】
(1)①氨水是弱堿,電離程度小,電離出的銨根離子濃度??;②氯化銨是強電解質(zhì),全部電離,銨根水解,水解程度??;③碳酸氫銨是強電解質(zhì),全部電離,但銨根和碳酸氫根相互促進的雙水解,水解程度比單一水解程度大;④硫酸氫銨是強電解質(zhì),電離出銨根離子和氫離子,氫離子抑制銨根水解;⑤硫酸銨是強電解質(zhì),1mol硫酸銨電離出2mol銨根離子,雖然水解但仍然比電離出1mol銨根離子濃度的大,五種溶液中c(NH4+)大小的順序是⑤>④>②>③>①。
(2)常溫下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL,氫氧根濃度c(OH-)=0.1mol/L,pH=3的H2SO4溶液bL,氫離子濃度c(H+)=0.001mol/L。若所得混合溶液呈中性,0.1mol/L×aL=0.001mol/L×bL,則a∶b=1:100。
(3)0.1mol/L的NaHSO3溶液中,根據(jù)電荷守恒得到c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-),根據(jù)物料守恒得到c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)=c(Na+)=0.1mol/L。
(4)當(dāng)意外失火時,使泡沫滅火器倒過來搖動即可使藥液混合,噴出大量的白色泡沫,阻止火勢蔓延,主要是鋁離子和碳酸氫根發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳氣體,其離子方程式為3HCO3-+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑。【解析】①.⑤>④>②>③>①②.1∶100③.c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)④.0.1mol/L⑤.3HCO3-+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑11、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)難溶物溶度積常數(shù)小的先沉淀,根據(jù)溶度積常數(shù)相對大小知,Mg3(PO4)2先生成沉淀,當(dāng)溶液中C(Mg2+)=10-5mol/L時,認(rèn)為鎂離子完全沉淀,則溶液中的磷酸根濃度為C2(PO43-)===6.0×10-14,所以c(Ca2+)==10-4.故答案為Mg3(PO4)2;10-4;
(2)①化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物的接觸面積有關(guān);毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,可以增大反應(yīng)物的接觸面積,增大反應(yīng)速率,故答案為增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快;
②根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)可知:Fe3+完全沉淀時的pH為3.2,加入氨水,調(diào)pH為8,F(xiàn)e3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,F(xiàn)e3+完全沉淀,濾渣1為Fe(OH)3,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH=12.5,Ca2+完全沉淀時的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時的pH為11.1,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2,溶液中主要含Ca2+、Ba2+,Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,易形成CaC2O4沉淀,加入H2C2O4時應(yīng)避免過量,防止CaC2O4沉淀完全后,過量的H2C2O4會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品的產(chǎn)量減少,故答案為Fe3+;Mg(OH)2、Ca(OH)2;H2C2O4過量會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀;產(chǎn)品的產(chǎn)量減少;
(3)由圖示可知,在該條件下,CaSO4飽和溶液中,c(Ca2+)=c(SO42-)=3.0×10-3mol/L,Ksp(CaSO4)=9.0×10-6.當(dāng)向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01mol/L的Na2SO4溶液后;
混合液中c(Ca2+)==6.0×10-4mol/L;
c(SO42-)==8.6×10-3mol/L;
溶液中c(Ca2+)?c(SO42-)=5.16×10-6<Ksp(CaSO4)=9.0×10-6;所以混合液中無沉淀析出,最終溶液中硫酸根離子濃度增大;故選D。
【考點定位】考查難溶物的溶解平衡;物質(zhì)的分離和提純。
【名師點晴】本題考查了實驗室利用毒重石制備BaCl2?2H2O的設(shè)計方法,側(cè)重考查影響反應(yīng)速率的因素、實驗基本操作、沉淀溶解平衡的應(yīng)用等知識,實驗步驟結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析是解答的關(guān)鍵。制備BaCl2?2H2O的流程:毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),加鹽酸溶解,碳酸鋇和鹽酸反應(yīng):BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,加入氨水,調(diào)pH為8,F(xiàn)e3+完全沉淀時的pH為3.2,只有Fe3+完全沉淀,濾渣1為Fe(OH)3,溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH=12.5,Ca2+完全沉淀時的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時的pH為11.1,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;溶液中主要含Ca2+、Ba2+,加入H2C2O4,得到CaC2O4↓,除去Ca2+,蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到BaCl2?2H2O?!窘馕觥浚?)Mg3(PO4)2,c=10-4mol/L
(2)①可以增大反應(yīng)物的接觸面積,增大反應(yīng)速率;②Fe3+;Mg(OH)2,Ca(OH)2;會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品產(chǎn)量會減少;(3)D。12、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)廢鐵快與鹽酸反應(yīng):Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,即A溶液中一定含有的溶質(zhì)為FeCl2;
(2)a、A溶液被氧化,即FeCl2被氧化成FeCl3,F(xiàn)eCl3發(fā)生水解,水解是吸熱反應(yīng),即加熱促進Fe3+水解;故a正確;
b、加入NaHCO3,F(xiàn)e3+與HCO3-發(fā)生雙水解反應(yīng),促進Fe3+水解,故b正確;
c、加入NH4Cl,NH4+水解生成H+;
抑制Fe3+水解;水解程度降低,故c錯誤;
(3)根據(jù)聚合氯化鐵的化學(xué)式,生成聚合氯化鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式為2FeCl3+mH2OFe2(OH)mCl6-m+mHCl;
(4)根據(jù)實驗?zāi)康?,制備高鐵酸鈉,F(xiàn)e應(yīng)失去電子轉(zhuǎn)化成FeO42-,F(xiàn)e的化合價升高,根據(jù)電解原理,鐵作陽極,環(huán)境為堿性,陽極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O;
(5)紅褐色沉淀為Fe(OH)3,F(xiàn)e元素化合價降低,氧元素的化合價升高,即氣體為O2,該反應(yīng)的離子方程式為4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-。
【點睛】
難點是電極反應(yīng)式的書寫,一般先寫出還原劑、氧化產(chǎn)物,或氧化劑、還原產(chǎn)物,本題制備高鐵酸鈉,應(yīng)是鐵失去電子轉(zhuǎn)化成FeO42-,即Fe→FeO42-,標(biāo)出得失電子物質(zhì)的量,化合價變化3價,即Fe-3e-→FeO42-,應(yīng)注意電解質(zhì)的酸堿性,因此電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O?!窘馕觥縁eCl2ab2FeCl3+mH2OFe2(OH)mCl6-m+mHCl陽極Fe-6e-+8OH-===FeO42-+4H2O4FeO42-+10H2O===4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-(Fe2O3或水合物,合理正確)三、判斷題(共1題,共2分)13、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯;【解析】錯四、原理綜合題(共4題,共24分)14、略
【分析】【分析】
本題為綜合題。
(1)氮原子與氫原子是通過共用電子對相結(jié)合形成氨氣,其中含有3個共價鍵,電子式為
(2)此小題考查的是鹽類的水解,NH4NO3溶為強酸弱堿鹽;在水中發(fā)生水解,溶液顯酸性,則硝酸根離子的濃度大于銨根離子的濃度,氫離子的濃度大于氫氧根離子的濃度;
(3)①此小題考查的是蓋斯定律的運用,2個NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)等于總反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)減去其中的一個反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g);
②本小題考查的是三段式解題的運用;
(4)①此小題考查的是氧化還原反應(yīng)方程式的書寫,先根據(jù)價態(tài)升降找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物,再根據(jù)得失電子守恒配平離子方程式SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-;此外還考查了氧化劑的判斷;氧化劑是元素化合價降低得電子發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì);
②根據(jù)左圖NO2的脫除率在n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1時效果最好,大于6:1以后變化不大,根據(jù)右圖NO2的脫除率在pH為5.5~6.0時效果最好,大于6.0以后反而減小,則硫脫硝最佳條件是pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1;SO2的去除率隨pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5時反而減小是因為pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱;不能將NO氧化為硝酸。
【詳解】
(1)氮原子最外層有5個電子,達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需得3個電子,氫原子最外層1個電子,達到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需得一個電子,則氮原子和3個氫原子可形成3對共用電子對,電子式為本小題答案為:
(2)NH4NO3溶為強酸弱堿鹽,在水中發(fā)生水解,溶液顯酸性,則離子濃度由大到小順序是c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)。本小題答案為:c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)。
(3)①根據(jù)蓋斯定律2個NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)等于總反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)減去其中的一個反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),則2(-ΔH2)=ΔH-ΔH1=-196.6kJ/mol-(-113kJ/mol)=-83.6kJ/mol,則ΔH2=-41.8kJ/mol。本小題答案為:-41.8kJ/mol。
②NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始濃度(mol/L)0.50.500
變化濃度(mol/L)xxxx
平衡濃度(mol/L)0.5-x0.5-xxx
根據(jù)題意(0.5-x)/x=1:3x=0.375NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為(0.375/0.5)×100%=75%。本小題答案為:75%。
(4)①裝置I控制溫度在35~55℃,通入SO2將NaClO3還原為ClO2(沸點:11℃),SO2中的硫元素的化合價由+4價升高到+6價被氧化為SO42-,NaClO3中氯元素的化合價由+5價降低到+4價被還原為ClO2,離子方程式為SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-;裝置I中產(chǎn)生的ClO2經(jīng)導(dǎo)管進入裝置Ⅱ生成NaClO2,ClO2中氯元素的化合價由+4價降低到+3價,發(fā)生還原反應(yīng),ClO2為氧化劑;裝置I中通入SO2的不完全反應(yīng),在裝置Ⅱ中被氧化生成硫酸,溶液中可能存在SO42-;本小題答案為:O2+2ClO3—=2ClO2+SO42-;ClO2;SO42-。
②根據(jù)左圖NO2的脫除率在n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1時效果最好,大于6:1以后變化不大,根據(jù)右圖NO2的脫除率在pH為5.5~6.0時效果最好,大于6.0以后反而減小,則硫脫硝最佳條件是pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1;SO2的去除率隨pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5時反而減小是因為pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱,不能將NO氧化為硝酸。本小題答案為:pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1;pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱,不能將NO氧化為硝酸?!窘馕觥縞(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)—41.8kJ/mol75%SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-ClO2SO42-pH在5.5~6.0n(H2O2)/n(NaClO2)=6:1原因:pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱,不能將NO氧化為硝酸15、略
【分析】【分析】
(1)①根據(jù)圖知;當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后,升高溫度,水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,說明平衡逆向移動;②溫度過低,化學(xué)反應(yīng)速率慢;溫度過高,平衡逆向移動;③改變條件能使平衡正向移動,縮短轉(zhuǎn)化時間都能提高二氧化碳轉(zhuǎn)化效率,據(jù)此分析解答;
(2)根據(jù)圖象,甲的濃度是從0升高到0.4mol/L,表示生成物,乙的濃度從1.0降低到0.8mol/L,表示反應(yīng)物,該反應(yīng)的ΔH>0;是吸熱反應(yīng),結(jié)合溫度對平衡的影響分析判斷;
(3)①根據(jù)表中溫度對生成氣體的總濃度的影響分析;根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)平衡時的氣體濃度,在根據(jù)平衡常數(shù)K=c2(NH3)×c(CO2)計算;
(4)①Bosch反應(yīng)的△H等于水的生成焓的二倍減去二氧化碳的生成焓;②從活化能角度分析解答;③對比Bosch反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)?C(s)+2H2O(g)和Sabatier反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)分析解答。
【詳解】
(1)①根據(jù)圖知,當(dāng)CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)達到平衡狀態(tài)后;升高溫度,水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,說明平衡逆向移動,所以化學(xué)平衡常數(shù)減小,故答案為:減??;
②溫度過低;化學(xué)反應(yīng)速率太慢;溫度過高,平衡逆向移動,反應(yīng)向右進行的程度減小,所以溫度過高或過低均不利于該反應(yīng)的進行,故答案為:溫度過低,反應(yīng)速率?。欢鴾囟冗^高,反應(yīng)向右進行的程度小;
③A.適當(dāng)減壓,CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)平衡逆向移動,二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小,所以其轉(zhuǎn)化效率減小,故A錯誤;B.增大催化劑的比表面積,盡管平衡不移動,但增大了化學(xué)反應(yīng)速率,縮短化學(xué)反應(yīng)達到平衡的時間,能提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化效率,故B正確;C.升高溫度,水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,說明平衡逆向移動,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)器前段加熱,能夠加快反應(yīng)速率,后段冷卻,能夠使平衡正向移動,能提高CO2轉(zhuǎn)化效率,故C正確;D.提高原料氣中CO2所占比例,盡管平衡正向移動,但二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小,CO2轉(zhuǎn)化效率降低,故D錯誤;E.合理控制反應(yīng)器中氣體的流速,能夠使反應(yīng)成分進行,能夠提高CO2轉(zhuǎn)化效率;故E正確;故答案為:BCE;
(2)從圖象可知,甲的濃度是從0升高到0.4mol/L,表示生成物CO的圖象,乙是濃度從1.0降低到0.8mol/L,表示反應(yīng)物CH4的圖象,該反應(yīng)的ΔH>0;是吸熱反應(yīng),降低溫度平衡向放熱方向移動,即向逆反應(yīng)方向移動,生成物濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小,E點符合,故答案為:乙;E;
(3)從表中數(shù)據(jù)可以看出,隨著溫度升高,氣體總濃度增大,平衡正向移動,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng);根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系可知,c(NH3)=2c(CO2),15℃時平衡體系的氣體總濃度為3×10-2mol/L,即c(NH3)+c(CO2)=3×10-2mol/L,得到c(NH3)=2×10-2mol/L,c(CO2)=10-2mol/L,則15℃時此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=c2(NH3)×c(CO2)=(2×10-2)2×10-2=4×10-6,故答案為:吸熱;4×10-6;
(4)①生成焓是指由單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)所產(chǎn)生的反應(yīng)熱,Bosch反應(yīng)的△H等于水的生成焓的二倍減去二氧化碳的生成焓,則Bosch反應(yīng)的△H=2×(-242kJ?mol-1)-(-394kJ?mol-1)=-90kJ/mol;故答案為:-90;
②斷裂二氧化碳和氫氣所需的能量較高;使得該反應(yīng)所需的活化能較高,因此一定條件下Bosch反應(yīng)必須在高溫下才能啟動,故答案為:反應(yīng)的活化能高;
③對比Bosch反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)?C(s)+2H2O(g)和Sabatier反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g);Bosch反應(yīng)的優(yōu)點是氫原子利用率為100%,故答案為:氫原子利用率為100%。
【點睛】
本題的易錯點為(1)③,要注意區(qū)分二氧化碳的轉(zhuǎn)化率和轉(zhuǎn)化效率,二者不是一個概念,轉(zhuǎn)化效率除與轉(zhuǎn)化率有關(guān),還與轉(zhuǎn)化需要的時間有關(guān)。【解析】減小溫度過低,反應(yīng)速率減?。粶囟冗^高,反應(yīng)向右進行的程度小BCE乙E吸熱4×10-6-90反應(yīng)的活化能高氫原子利用率為100%(或其它合理答案)16、略
【分析】【詳解】
(1)①0.6mo1氮氣和1.8mo1氫氣在恒溫;容積恒定為1L的密閉容器中反應(yīng)生成氨氣;2min后達到平衡,氮氣的物質(zhì)的量為0.3mo1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
起始(mol):0.61.80
轉(zhuǎn)化(mol):0.30.90.6
平衡(mol):0.30.90.6
在第25min時,保持溫度不變,將容器體積迅速增大至2L并保持恒容,則此時c(H2)==0.45mol/L;體系達到平衡時N2的總轉(zhuǎn)化率為38.2%;則轉(zhuǎn)化的氮氣為0.6mol×38.2%=0.2292mol;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
起始(mol):0.61.80
轉(zhuǎn)化(mol):0.230.690.46
平衡(mol):0.371.110.46
所以第二次平衡時c(H2)==0.555mol/L,則第25min起H2的物質(zhì)的量濃度為0.45mol/L,平衡時為0.555mol/L,所以圖象為故答案為
②催化劑能增大反應(yīng)速率;所以該反應(yīng)體系未達到平衡時,催化劑對逆反應(yīng)速率的影響是增大,故答案為增大;
(2)①該反應(yīng)中,次氯酸鈉被氨氣含有生成氯化鈉,氨氣被氧化生成肼,同時還有水生成,所以該反應(yīng)方程式為:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O;故答案為NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O;
②電離方程式為N2H4+H2O?N2H5++OH-,室溫下其電離常數(shù)K1≈1.0×10-6,則0.01mol?L-1N2H4水溶液中c(N2H5+)≈c(OH-),K===1.0×10-6,所以c(OH-)=10-4mol/L,則c(H+)=10-10mol/L;則溶液的pH=10,故答案為10;
③已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3,4NH3(g)+O2(g)=2N2H4(l)+2H2O(l)△H4,由蓋斯定律可知,N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=△H2-△H1-△H4,故答案為△H2-△H1-△H4;
(3)由NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的工藝圖可知,N2O4與水、氧氣反應(yīng)生成硝酸,2N2O4+2H2O+O2=4HNO3,反應(yīng)中N2O4/H2O的質(zhì)量比等于5.11,當(dāng)高于5.11,則提高了N2O4的濃度,有利于平衡向正方向移動,得到高濃度的硝酸,故答案為2N2O4+2H2O+O2=4HNO3,中N2O4/H2O的質(zhì)量比等于5.11,高于5.11是為了提高了N2O4的濃度;有利于平衡向正方向移動,得到高濃度的硝酸。
點睛:解答本題需要學(xué)生熟練掌握化學(xué)平衡的計算方法——三段式。本題的易錯點和難點是(1)中圖像的繪制,需要通過計算求出平衡時物質(zhì)的濃度。【解析】增大NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O10△H2-△H1-△H42N2O4+2H2O+O2=4HNO3,中N2O4/H2O的質(zhì)量比等于5.11,高于5.11是為了提高了N2O4的濃度,有利于平衡向正方向移動,得到高濃度的硝酸。17、略
【分析】【詳解】
(1)③醋酸;⑥NaOH溶液混合;溶液呈中性,依據(jù)醋酸是弱酸分析,同體積溶液混合溶液呈堿性,若溶液呈中性需要酸稍過量③>⑥;
溶液中存在電荷守恒,中性溶液中所以溶液中離子濃度大小關(guān)系為:(2)將等體積的①鹽酸、⑤氨水混合,溶液濃度相同,恰好反應(yīng)生成氯化銨溶液,銨根離子水解顯酸性;溶液PH<7;原因是氯化銨溶液中銨根離子水解生成一水合氨和氫離子,溶液呈酸性;離子方程式為:(3)向相同體積的:①鹽酸、②硫酸、③醋酸溶液中分別加入相同的且足量的鋅粒,濃度均為1×10-3mol/L溶質(zhì)物質(zhì)的量相同,鹽酸和硫酸是強酸,醋酸是弱酸,溶液中氫離子濃度②>①>③;產(chǎn)生氫氣②>①═③或②=2①=2③;(4)向相同體積的①鹽酸、③醋酸溶液中分別加入相同濃度、相同體積的CH3COONa溶液,①中和鹽酸恰好完全反應(yīng)生成醋酸和氯化鈉,③中醋酸根離子對醋酸電離起到抑制作用,氫離子濃度減?。换旌弦旱膒H大小關(guān)系①<③;(5)若將等體積、等濃度的⑤氨水、⑥NaOH溶液,氨水中的溶質(zhì)是弱堿存在電離平衡,溶液pH⑤<⑥;(6)將等體積的②硫酸、⑤氨水混合,溶液濃度相同,恰好反應(yīng)生成硫酸氫銨溶液,電離產(chǎn)生的氫離子及銨根離子水解產(chǎn)生氫離子,則濃度最大?!窘馕觥?gt;<②①③②>①=③(②=2①=2③)<<五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共24分)18、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反應(yīng)Ⅰ屬于吸熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ達平衡時升溫,平衡正向移動,K增大,則減??;
(2)①A.Ⅲ為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),加壓能使平衡正向移動,從而提高的平衡轉(zhuǎn)化率;A正確;
B.反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,反應(yīng)Ⅲ為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,的平衡轉(zhuǎn)化率不一定升高;B錯誤;
C.增大與的投料比有利于提高的平衡轉(zhuǎn)化率;C正確;
D.催劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率;D錯誤;
故選AC;
②200℃時是氣態(tài),1mol和1molH2充入密閉容器中,平衡時的轉(zhuǎn)化率為a,則消耗剩余的物質(zhì)的量為根據(jù)碳原子守恒,生成CO的物質(zhì)的量為消耗剩余生成此時平衡體系中含有和則反應(yīng)Ⅲ的其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達平衡時則平衡時
的物質(zhì)的量分別為0.5mol、1.9mol、0.5mol、0.2mol、0.3mol,平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1.9/3.4=0.56;
(3)①決速步驟指反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最慢的反應(yīng)。反應(yīng)速率快慢由反應(yīng)的活化能決定,活化能越大,反應(yīng)速率越慢。仔細觀察并估算表中數(shù)據(jù),找到活化能(過渡態(tài)與起始態(tài)能量差)最大的反應(yīng)步驟為
②反應(yīng)Ⅲ的指的是和的總能量與和的總能量之差為49kJ,而反應(yīng)歷程圖中的E表示的是1個分子和1個分子的相對總能量與1個分子和3個分子的相對總能量之差(單位為eV),且將起點的相對總能量設(shè)定為0,所以作如下?lián)Q算即可方便求得相對總能量【解析】(1)+41.0減小。
(
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