本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,滿分100分,考試時(shí)間90分鐘。所有答案必須填涂或作答在答題卡上,否則不得分。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 O 16 C 12 N 14 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Zn 65
第Ⅰ卷 (選擇題共42分)
本卷共21小題,每小題2分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中,選出最符合題目答案的一項(xiàng)。
1. 下列物質(zhì)中,屬于弱電解質(zhì)的是
A. H2OB. Na2CO3C. HClD. NaCl
2. 下列操作可以使水的離子積常數(shù)Kw增大的是
A. 通入少量氨氣B. 通入少量氯化氫氣體
C. 加熱D. 加入少量氯化鈉固體
3. 一定條件下,在2 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(g)+3B(g) = 2C(g) + 4D(g),測得5 min內(nèi),A的物質(zhì)的量減小了10 ml,則5 min內(nèi)該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是
A. υ(D) = 4 ml/(L·min)B. υ(C) = 10 ml/(L·min)
C. υ(A) = 2 ml/(L·min)D. υ(B) = 2 ml/(L·min)
4. 汽車尾氣處理存在反應(yīng):,該反應(yīng)過程及能量變化如圖所示:
下列說法正確的是
A. 升高溫度,平衡正向移動
B. 該反應(yīng)生成了具有非極性共價(jià)鍵的
C. 使用催化劑可以改變反應(yīng)的焓變
D. 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為活化絡(luò)合物需要吸收能量
5. 硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是
A. AB. BC. CD. D
6. 水凝結(jié)成冰的過程中,其焓變和熵變正確的是
A. ΔH > 0,ΔS < 0B. ΔH < 0,ΔS < 0C. ΔH > 0,ΔS > 0D. ΔH < 0,ΔS > 0
7. 下列說法正確的是
A. 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是以熱量的形式體現(xiàn)
B. 改變溫度不一定能使平衡移動
C. 化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化
D. 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH< 0,則56g CO和32g O2所具有的總能量小于88g CO2所具有的總能量
8. 下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是
A. C2H5OH(l) +3O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH = -1367.0 kJ/ml(燃燒熱)
B. S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH = -269.8kJ/ml(燃燒熱)
C. NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) +H2O(l) ΔH = +57.3kJ/ml
D. (aq) + H+(aq) = CO2(g) + H2O(l) ΔH = - a kJ/ml(a為正值)
9. 下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)不能證明醋酸是弱電解質(zhì)的是
A. 相同pH的醋酸溶液和鹽酸分別與同樣顆粒大小的鋅反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生H2的起始速率相等
B. 常溫下,測得0.1 ml·L-1醋酸溶液的pH=4
C. 常溫下,將pH=1的醋酸溶液稀釋1 000倍,測得pH0),該溫度下K = 0.263,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是
A. 若生成1 ml Fe,則吸收的熱量小于a kJ
B. 在1200℃時(shí),K小于0.263
C. 1100℃達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),若c(CO)=0.100 ml/L,則c(CO2)=0.0263 ml/L
D. 若容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化,則可判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
18. 已知反應(yīng)2NO + 2H2 === N2 + 2H2O的速率方程為υ= kc2(NO)· c(H2)(k為速率常數(shù)),其反應(yīng)歷程如下:
① 2NO + H2 → N2+H2O2 慢
② H2O2 + H2 → 2H2O 快
下列說法不正確的是
A. 增大c (NO) 或c(H2),均可提高總反應(yīng)的反應(yīng)速率
B. c (NO)、c(H2)增大相同的倍數(shù),對總反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度相同
C. 該反應(yīng)的快慢主要取決于反應(yīng)①
D. 升高溫度,可提高反應(yīng)①、②的速率
19. 小組同學(xué)探究和物質(zhì)A的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)如下。
下列分析不正確的是
A. ②中銅粉溶解的原因:
B. ①中產(chǎn)生的原因:時(shí)直接將還原為
C. 若向③中加入固體,推測銅粉會溶解
D. ①②③現(xiàn)象的差異不僅與物質(zhì)氧化性(或還原性)強(qiáng)弱有關(guān),也與反應(yīng)速率有關(guān)
20. 某多孔材料孔徑大小和形狀恰好將“固定”,能高選擇性吸附。廢氣中的被吸附后,經(jīng)處理能全部轉(zhuǎn)化為。原理示意圖如下。
已知:
下列說法不正確的是
A. 溫度升高時(shí)不利于吸附
B. 多孔材料“固定”,促進(jìn)平衡正向移動
C. 轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)是
D. 每獲得時(shí),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為
21. 一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):。進(jìn)料濃度比分別為、、時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖。下列說法不正確的是。
A. 鍵斷裂的同時(shí)有鍵斷裂,則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)
B. 該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
C. a、b、c三點(diǎn)中a點(diǎn)對應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率最高
D. 若的初始濃度為,時(shí),K(400℃)
第Ⅱ卷 (非選擇題共58分)
22. 電解質(zhì)的水溶液跟日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)。
(1)電解質(zhì)在水中會發(fā)生電離,酸、堿在溶液中能發(fā)生中和反應(yīng)。
①常溫下,0.01 ml?L-1的氫氧化鈉溶液其pH = ___________,該溶液中由水電離出的OH—的濃度為___________ml?L-1。
②常溫下,0.01 ml?L-1的醋酸溶液其pH ___________2(填“>”“ 0,ΔS < 0B. ΔH < 0,ΔS < 0C. ΔH > 0,ΔS > 0D. ΔH < 0,ΔS > 0
【答案】B
【解析】
【詳解】水的能量大于冰,混亂度大于冰,則水凝結(jié)成冰的過程為熵減的吸熱過程,則焓變和熵變均小于0,故選B。
7. 下列說法正確的是
A. 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是以熱量的形式體現(xiàn)
B. 改變溫度不一定能使平衡移動
C. 化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化
D. 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH< 0,則56g CO和32g O2所具有的總能量小于88g CO2所具有的總能量
【答案】C
【解析】
【詳解】A.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,舊鍵斷裂吸收能量,新鍵形成要放出能量,所以任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,但能量變化可以是熱能、電能、光能等,故A錯(cuò)誤;
B.任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,改變溫度一定能使平衡移動,故B錯(cuò)誤;
C.化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外,一定還伴隨著能量的變化,故C正確;
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH<0,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,則56g CO和32g O2所具有的總能量大于88g CO2所具有的總能量,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
8. 下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是
A. C2H5OH(l) +3O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH = -1367.0 kJ/ml(燃燒熱)
B. S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH = -269.8kJ/ml(燃燒熱)
C. NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) +H2O(l) ΔH = +57.3kJ/ml
D. (aq) + H+(aq) = CO2(g) + H2O(l) ΔH = - a kJ/ml(a為正值)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.在反應(yīng)C2H5OH(l) +3O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g)中,H2O呈氣態(tài),不符合燃燒熱的定義,所以 ΔH = -1367.0 kJ/ml不是燃燒熱,A不正確;
B.在反應(yīng)S(s) + O2(g) = SO2(g)中,S(s)完全燃燒,生成穩(wěn)定的氧化物SO2(g),則ΔH = -269.8kJ/ml為硫的燃燒熱,B正確;
C.NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) +H2O(l)表示NaOH與HCl在溶液中發(fā)生的中和反應(yīng),反應(yīng)為放熱反應(yīng),則ΔH = -57.3kJ/ml,C不正確;
D.NaHCO3與HCl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則(aq) + H+(aq) = CO2(g) + H2O(l) ΔH =+ a kJ/ml(a為正值),D不正確;
故選B。
9. 下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)不能證明醋酸是弱電解質(zhì)的是
A. 相同pH的醋酸溶液和鹽酸分別與同樣顆粒大小的鋅反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生H2的起始速率相等
B. 常溫下,測得0.1 ml·L-1醋酸溶液的pH=4
C. 常溫下,將pH=1的醋酸溶液稀釋1 000倍,測得pH0),該溫度下K = 0.263,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是
A. 若生成1 ml Fe,則吸收的熱量小于a kJ
B. 在1200℃時(shí),K小于0.263
C. 1100℃達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),若c(CO)=0.100 ml/L,則c(CO2)=0.0263 ml/L
D. 若容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化,則可判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.由熱化學(xué)方程式可知,生成1 ml Fe,吸收a kJ的熱量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.在1100℃下,K = 0.263,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正向移動,則在1200℃時(shí),K大于0.263,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.1100℃達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),K= =0.263,若c(CO)=0.100 ml/L,則c(CO2)==0.0263 ml/L,C項(xiàng)正確;
D.該反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),隨著反應(yīng)進(jìn)行,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終不變,則不能通過容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選C。
18. 已知反應(yīng)2NO + 2H2 === N2 + 2H2O的速率方程為υ= kc2(NO)· c(H2)(k為速率常數(shù)),其反應(yīng)歷程如下:
① 2NO + H2 → N2+H2O2 慢
② H2O2 + H2 → 2H2O 快
下列說法不正確的是
A. 增大c (NO) 或c(H2),均可提高總反應(yīng)的反應(yīng)速率
B. c (NO)、c(H2)增大相同的倍數(shù),對總反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度相同
C. 該反應(yīng)的快慢主要取決于反應(yīng)①
D. 升高溫度,可提高反應(yīng)①、②的速率
【答案】B
【解析】
【詳解】A.根據(jù)速率方程為υ= kc2(NO)· c(H2),增大c (NO) 或c(H2),均可提高總反應(yīng)的反應(yīng)速率,故A正確;
B.根據(jù)速率方程為υ= kc2(NO)· c(H2),c (NO)、c(H2)增大相同的倍數(shù),對總反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度不同,如c (NO) 增大2倍,υ增大4倍、c(H2)增大2倍,υ增大2倍,故B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)速率由最慢的一步?jīng)Q定,該反應(yīng)的快慢主要取決于反應(yīng)①,故C正確;
D.升高溫度,可以增大活化分子百分?jǐn)?shù),反應(yīng)速率加快,可以提高反應(yīng)①、②的速率,故D正確;
答案選B。
19. 小組同學(xué)探究和物質(zhì)A的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)如下。
下列分析不正確的是
A. ②中銅粉溶解的原因:
B. ①中產(chǎn)生的原因:時(shí)直接將還原為
C. 若向③中加入固體,推測銅粉會溶解
D. ①②③現(xiàn)象的差異不僅與物質(zhì)氧化性(或還原性)強(qiáng)弱有關(guān),也與反應(yīng)速率有關(guān)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.實(shí)驗(yàn)②中,銅與鐵離子反應(yīng)生成藍(lán)色銅離子和綠色亞鐵離子,A正確;
B.經(jīng)檢驗(yàn)含,說明加入銅粉后銅與鐵離子反應(yīng)生成藍(lán)色銅離子和綠色亞鐵離子,酸性條件下亞鐵離子與硝酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生NO,選項(xiàng)B不正確;
C.若向③中加入固體,因酸性條件下亞鐵離子與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子,產(chǎn)生了硝酸鐵,根據(jù)實(shí)驗(yàn)①的條件,推測銅粉會溶解,選項(xiàng)C正確;
D.①②③現(xiàn)象的差異不僅與物質(zhì)氧化性(或還原性)強(qiáng)弱有關(guān),如鐵離子、硝酸根離子等氧化性強(qiáng)弱,亞鐵離子還原性等;也與反應(yīng)速率有關(guān),也氯離子、硝酸根離子,氫離子濃度等對反應(yīng)速率的影響有關(guān),選項(xiàng)D正確;
答案選B。
20. 某多孔材料孔徑大小和形狀恰好將“固定”,能高選擇性吸附。廢氣中的被吸附后,經(jīng)處理能全部轉(zhuǎn)化為。原理示意圖如下。
已知:
下列說法不正確的是
A. 溫度升高時(shí)不利于吸附
B. 多孔材料“固定”,促進(jìn)平衡正向移動
C. 轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)是
D. 每獲得時(shí),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為
【答案】D
【解析】
【分析】廢氣經(jīng)過MOFs材料之后,NO2轉(zhuǎn)化成N2O4被吸附,進(jìn)而與氧氣和水反應(yīng)生成硝酸,從該過程中我們知道,NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的程度,決定了整個(gè)廢氣處理的效率。
【詳解】A.從可以看出,這個(gè)是一個(gè)放熱反應(yīng),升高溫度之后,平衡逆向移動,導(dǎo)致生成的N2O4減少,不利于NO2的吸附,A正確;
B.多孔材料“固定”,從而促進(jìn)平衡正向移動,B正確;
C.N2O4和氧氣、水反應(yīng)生成硝酸,其方程式為,C正確;
D.在方程式中,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4e-,則每獲得,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4ml,即個(gè)數(shù)為,D錯(cuò)誤;
故選D。
21. 一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):。進(jìn)料濃度比分別為、、時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖。下列說法不正確的是。
A. 鍵斷裂的同時(shí)有鍵斷裂,則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)
B. 該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
C. a、b、c三點(diǎn)中a點(diǎn)對應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率最高
D. 若的初始濃度為,時(shí),K(400℃)
【答案】D
【解析】
【詳解】A.H-Cl鍵斷裂表示正反應(yīng)速率,而H-O鍵斷裂表示逆反應(yīng)速率,根據(jù)方程式可知當(dāng)鍵斷裂的同時(shí)有鍵斷裂時(shí)即為正、逆反應(yīng)速率相等,則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),A正確;
B.由題干圖像可知,其他條件相同時(shí)升高溫度,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率減小,即升高溫度平衡逆向移動,說明正反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),即該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,B正確;
C.當(dāng)溫度相同時(shí),增大的比值即增大HCl的濃度,則O2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,而HCl的平衡轉(zhuǎn)化率卻減小,由圖像信息可知,a、b、c三點(diǎn)中a點(diǎn)對應(yīng)的O2平衡轉(zhuǎn)化率最高,C正確;
D.由題干圖像可知,若的初始濃度為,時(shí),400℃時(shí)HCl的平衡轉(zhuǎn)化率為84%,由三段式分析:,則K(400℃)=,D錯(cuò)誤;
故答案為:D。
第Ⅱ卷 (非選擇題共58分)
22. 電解質(zhì)的水溶液跟日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)。
(1)電解質(zhì)在水中會發(fā)生電離,酸、堿在溶液中能發(fā)生中和反應(yīng)。
①常溫下,0.01 ml?L-1的氫氧化鈉溶液其pH = ___________,該溶液中由水電離出的OH—的濃度為___________ml?L-1。
②常溫下,0.01 ml?L-1的醋酸溶液其pH ___________2(填“>”“ ④. CH3COOH + OH—= CH3COO—+ H2O ⑤. 3
(2) ①. 2V2 ②. V3 ③. v2>v1>v3
(3) ①. 4×10-4 ②. 增大 ③. 減小 ④. 減小
【解析】
【小問1詳解】
①氫氧化鈉是強(qiáng)堿,在溶液中完全電離,則常溫下,0.01ml/L氫氧化鈉溶液中氫氧根離子濃度為0.01ml/L,溶液pH為12,由水電離出的氫離子濃度總是等于水電離出的氫氧根離子濃度可知,溶液中水電離出的氫氧根離子濃度為10—12ml/L,故答案為:12;10—12;
②醋酸是一元弱酸,在溶液中部分電離,則0.01ml/L醋酸溶液中氫離子濃度小于0.01ml/L,溶液pH大于2,醋酸溶液與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成醋酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為CH3COOH + OH—= CH3COO—+ H2O,故答案為:>;CH3COOH + OH—= CH3COO—+ H2O;
③鹽酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成氯化鋇和水,則101mL 0.1ml/L的鹽酸和99mL 0.05ml/L的氫氧化鋇溶液混合后,鹽酸過量,溶液中氫離子濃度為=1×10—3ml/L,則溶液pH為3,故答案為:3;
【小問2詳解】
①硫酸是二元強(qiáng)酸、鹽酸是一元強(qiáng)酸、醋酸是一元強(qiáng)酸,則等濃度的三種酸溶液與與濃度相同的氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)時(shí),鹽酸和醋酸溶液消耗氫氧化鈉溶液的體積相等,硫酸溶液消耗氫氧化鈉的體積是鹽酸和醋酸溶液消耗氫氧化鈉溶液的體積的2倍,所以氫氧化鈉溶液的消耗體積為V1=2V2=V3,故答案為:2V2;V3;
②硫酸是二元強(qiáng)酸、鹽酸是一元強(qiáng)酸、醋酸是一元強(qiáng)酸,則等濃度的三種酸溶液氫離子濃度的大小順序?yàn)榱蛩帷Ⅺ}酸、醋酸,溶液中氫離子濃度越大,反應(yīng)速率越快,則與鋅反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生氫氣的速率由大到小關(guān)系為v2>v1>v3,故答案為:v2>v1>v3;
【小問3詳解】
①由電離常數(shù)可知,達(dá)平衡時(shí),溶液中氫離子濃度為=4×10-4ml/L,故答案為:4×10-4;
②當(dāng)向該溶液中加入一定量的鹽酸時(shí),溶液中氫離子濃度增大,醋酸的電離平衡左移,醋酸根離子濃度減小,溫度不變,水的電離常數(shù)不變,則溶液中的氫氧根離子濃度減小,故答案為:增大;減??;減小。
23. (一)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究鋅與酸的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
分析上述數(shù)據(jù),回答下列問題
(1)實(shí)驗(yàn)1和2表明,___________對反應(yīng)速率有影響。
(2)實(shí)驗(yàn)1和3研究的是反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響,則a=___________g,實(shí)驗(yàn)3金屬消失所用的時(shí)間比實(shí)驗(yàn)1要短,請用有效碰撞理論加以解釋___________。
(3)該同學(xué)研究發(fā)現(xiàn):相同的鋅粒分別與H2SO4、鹽酸反應(yīng)(操作如下圖),現(xiàn)象差異明顯(稀鹽酸中鋅表面產(chǎn)生氣泡的速率要比稀硫酸快)。該同學(xué)對產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因,提出兩種假設(shè):
a.氯離子對反應(yīng)起促進(jìn)作用,加快了反應(yīng)的進(jìn)行;
b.___________,減緩了反應(yīng)的進(jìn)行。
為進(jìn)一步證實(shí)猜想b,該同學(xué)在室溫下,分別取5mL 0.2 ml·L-1鹽酸溶液于兩支試管中,一份加入一定量的固體___________ (填“所加試劑化學(xué)式”),另一份作對比實(shí)驗(yàn),再分別同時(shí)加入完全相同的鋅粒,比較反應(yīng)速率的大小。
(4)鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),往往加入少量CuSO4粉末,可加快產(chǎn)生H2的速率,其原因是___________ (結(jié)合化學(xué)方程式作出合理解釋)。
(二)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下:
請回答下列問題:
(5)該反應(yīng)為___________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(6)800℃,固定容積的密閉容器中,放入混合物,起始濃度為c(CO)=0.01 ml/L,c(H2O)=0.03 ml/L,c(CO2)=0.01ml/L,c(H2)=0.05ml/L,則反應(yīng)開始時(shí),H2O的消耗速率比生成速率___________ (填“大”、“小”或“不能確定”)。
【答案】(1)固體的接觸面積(表面積)
(2) ①. 0.10 ②. 在其他條件相同時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率增大
(3) ①. 硫酸根離子對反應(yīng)起抑制作用 ②. Na2SO4或K2SO4或(NH4)2SO4
(4)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成原電池,加快反應(yīng)速率
(5)吸熱 (6)小
【解析】
【小問1詳解】
實(shí)驗(yàn)1和2中,H2SO4溶液的濃度和體積都相同,鋅的質(zhì)量相同,只是顆粒大小不同,反應(yīng)所用的時(shí)間不同,由此表明,固體的接觸面積(表面積)對反應(yīng)速率有影響。
【小問2詳解】
實(shí)驗(yàn)1和3研究的是反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響,則鋅的質(zhì)量、顆粒大小都應(yīng)相同,a=0.10g;實(shí)驗(yàn)3金屬消失所用的時(shí)間比實(shí)驗(yàn)1要短,則表明有效碰撞的次數(shù)多,其解釋為:在其他條件相同時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率增大。
【小問3詳解】
a.氯離子對反應(yīng)起促進(jìn)作用,加快了反應(yīng)的進(jìn)行;
b.硫酸根離子對反應(yīng)起抑制作用,減緩了反應(yīng)的進(jìn)行。
為進(jìn)一步證實(shí)猜想b,該同學(xué)在室溫下,分別取5mL 0.2 ml·L-1鹽酸溶液于兩支試管中,一份加入一定量的含硫酸根離子的固體,可以是Na2SO4或K2SO4或(NH4)2SO4,另一份作對比實(shí)驗(yàn),再分別同時(shí)加入完全相同的鋅粒,比較反應(yīng)速率的大小。
【小問4詳解】
鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),往往加入少量CuSO4粉末,發(fā)生反應(yīng)生成的Cu與Zn、稀硫酸構(gòu)成原電池,發(fā)生原電池反應(yīng),可加快產(chǎn)生H2的速率,其原因是:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成原電池,加快反應(yīng)速率。
【小問5詳解】
從表中數(shù)據(jù)可以看出,升高溫度,K值增大,則平衡正向移動,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
【小問6詳解】
800℃,固定容積的密閉容器中,放入混合物,起始濃度為c(CO)=0.01 ml/L,c(H2O)=0.03 ml/L,c(CO2)=0.01ml/L,c(H2)=0.05ml/L,Qc==0.6<0.9,則反應(yīng)開始時(shí),平衡正向移動,H2O的消耗速率比生成速率小。
【點(diǎn)睛】原電池反應(yīng),能加速負(fù)極金屬與電解質(zhì)的反應(yīng)。
24. 氮是地球上含量豐富的一種元素,氮元素的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用。
(1)根據(jù)能量變化示意圖,寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________。
(2)用NH3催化還原NOx還可以消除氮氧化物的污染。例如:
4NH3(g) + 3O2 (g) = 2N2 (g)+ 6H2O(g) ΔH1= -akJ/ml ①
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ΔH2= -bkJ/ml ②
若1ml NH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱 ΔH3 = ___________ kJ/ml (用含 a、b 的式子表示)。
(3)在固定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=___________
②一定溫度下,在2L密閉容器中充入1ml N2和3ml H2并發(fā)生反應(yīng)。若容器容積恒定,10min達(dá)到平衡時(shí),氣體的總物質(zhì)的量為原來的,則N2的轉(zhuǎn)化率α(N2) =___________,以NH3表示該過程的反應(yīng)速率v(NH3)= ___________。
③下列選項(xiàng)不能證明合成氨反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___________。
A. N2、H2和NH3的濃度不再變化
B.單位時(shí)間內(nèi)消耗n ml N2同時(shí)消耗3nml H2
C. 1 ml氮氮三鍵斷裂同時(shí)6mlN-H鍵斷裂
D.恒容時(shí)容器內(nèi)總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化
E.恒容時(shí)混合氣體的密度保持不變
F.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
(4)對反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,在溫度分別為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示,下列說法正確的是___________。
a.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
b.A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):A>C
c.A、C兩點(diǎn)N2O4的轉(zhuǎn)化率:A>C
d.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用降溫的方法
【答案】(1)N2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/ml
(2)
(3) ①. ②. 25% ③. 0.025ml/(L·min) ④. BE
(4)c
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)能量變化示意圖,NO2和CO反應(yīng),ΔH=134 kJ/ml-368 kJ/ml =-234 kJ/ml,熱化學(xué)方程式為N2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/ml。
【小問2詳解】
4NH3(g) + 3O2 (g) = 2N2 (g)+ 6H2O(g) ΔH1= -akJ/ml ①
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ΔH2= -bkJ/ml ②
利用蓋斯定律,將反應(yīng)[①-②×3]÷4得,1ml NH3還原NO至N2反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱 ΔH3=kJ/ml。
【小問3詳解】
在固定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=。
②一定溫度下,在2L密閉容器中充入1ml N2和3ml H2并發(fā)生反應(yīng)。若容器容積恒定,10min達(dá)到平衡時(shí),設(shè)參加反應(yīng)N2的物質(zhì)的量為x,則可建立如下三段式:
=,x=0.25ml,則N2的轉(zhuǎn)化率α(N2) ==25%,以NH3表示該過程的反應(yīng)速率v(NH3)== 0.025ml/(L·min)。
③A.N2、H2和NH3的濃度不再變化時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);
B.單位時(shí)間內(nèi)消耗n ml N2同時(shí)消耗3nml H2,反應(yīng)進(jìn)行的方向相同,不一定達(dá)平衡狀態(tài);
C.1 ml氮氮三鍵斷裂同時(shí)6mlN-H鍵斷裂,反應(yīng)進(jìn)行的方向相反,且變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);
D.反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等,恒容時(shí)容器內(nèi)總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);
E.混合氣體的質(zhì)量、體積始終不變,則恒容時(shí)混合氣體的密度保持不變時(shí),反應(yīng)不一定達(dá)平衡狀態(tài);
F.反應(yīng)達(dá)平衡前,混合氣體的質(zhì)量不變、物質(zhì)的量不斷發(fā)生改變,則當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不再改變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);
綜合以上分析,BE符合題意。
【小問4詳解】
對反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,升高溫度,平衡正向移動,NO2的體積分?jǐn)?shù)增大,則T1<T2。
a.A點(diǎn)壓強(qiáng)小于C點(diǎn),則反應(yīng)速率:A<C,a不正確;
b.A、C兩點(diǎn)的溫度相同,化學(xué)平衡常數(shù):A=C,b不正確;
c.A點(diǎn)壓強(qiáng)小于C點(diǎn),加壓平衡逆向移動,N2O4的轉(zhuǎn)化率減小,則A、C兩點(diǎn)N2O4的轉(zhuǎn)化率:A>C,c正確;
d.T1<T2,由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用升溫的方法,d不正確;
故選c。
【點(diǎn)睛】當(dāng)提供體系中的某個(gè)總量時(shí),若該總量為變量,則該總量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。
25. 化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,請根據(jù)有關(guān)知識回答下列問題:
(1)下列反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是___________(填“序號”)。
①物質(zhì)燃燒②炸藥爆炸③酸堿中和反應(yīng)④二氧化碳通過熾熱的碳⑤食物因氧化而腐?、轇a(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)⑦鐵粉與稀鹽酸反應(yīng)
(2)如圖所示裝置可以說明有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________,正極的電極反應(yīng)為___________。
(3)已知:2ml氫氣與足量氧氣充分燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出572kJ熱量。
①表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:___________
②若H-H鍵、O=O鍵和H-O鍵的鍵能分別為E1、E2和E3,反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH ,則ΔH = ___________(用含E1、E2、E3的式子表示),且ΔH ___________ (填“大于”“小于”或“等于”)-572kJ/ml。
(4)FeS2焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。
已知25°C、101kPa時(shí),2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197kJ/ml
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ/ml;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545kJ/ml;
則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)生成H2SO4(l)的熱化學(xué)方程式是___________。
(5)完全燃燒一定質(zhì)量的無水乙醇,放出的熱量為a,已知為了完全吸收生成的二氧化碳,消耗50mL 8ml/L的氫氧化鈉溶液,則1ml無水乙醇燃燒放出的熱量Q可能是________
___________ a≤ Q≤ ___________ a
【答案】(1)④⑥ (2) ①. Zn片溶解、Cu片上有氣泡生成、燈泡變亮 ②. 2H+ + 2e- = H2↑
(3) ①. H2 (g)+O2(g)=H2 O(l) ΔH=-286 kJ/ml ②. 2E1+E2-4E3 ③. 大于
(4)SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l) ΔH=-130 kJ/ml
(5)5a ≤Q ≤10a
【解析】
【小問1詳解】
①物質(zhì)燃燒、②炸藥爆炸、③酸堿中和反應(yīng)、⑤食物因氧化而腐敗、⑦鐵粉與稀鹽酸反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),屬于吸熱反應(yīng)的是④二氧化碳通過熾熱的碳、⑥Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng),故選④⑥;
【小問2詳解】
如圖所示裝置可以構(gòu)成原電池,原電池工作時(shí),Zn作負(fù)極,Cu作正極,Zn失電子生成Zn2+,溶液中的H+在Cu電極得電子生成H2,線路中有電子從Zn極移向Cu極,燈泡發(fā)光,則說明有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:Zn片溶解、Cu片上有氣泡生成、燈泡變亮,正極的電極反應(yīng)為2H+ + 2e- = H2 ↑;
【小問3詳解】
①2ml氫氣與足量氧氣充分燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出572kJ熱量,則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:H2 (g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-286 kJ/ml;
②若H-H鍵、O=O鍵和H-O鍵的鍵能分別為E1、E2和E3,反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH,則ΔH=E總(反應(yīng)物)-E總(生成物)=2E1+E2-4E3,H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)時(shí),會放出熱量,則ΔH大于-572kJ/ml;
【小問4詳解】
已知25°C、101kPa時(shí):
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197kJ/ml①
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ/ml ②
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545kJ/ml ③
利用蓋斯定律,將反應(yīng)[③-①-②×2]÷2得,SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)生成H2SO4(l)的熱化學(xué)方程式是SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH==-130kJ/ml。
【小問5詳解】
完全燃燒一定質(zhì)量的無水乙醇,放出的熱量為a,完全吸收生成的二氧化碳,消耗50mL 8ml/L的氫氧化鈉溶液,若發(fā)生反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,則生成CO2的物質(zhì)的量為0.2ml,若發(fā)生反應(yīng)CO2+NaOH=NaHCO3,則生成CO2的物質(zhì)的量為0.4ml,則1ml無水乙醇燃燒放出的熱量Q可能是5a ≤Q ≤10a。
【點(diǎn)睛】利用蓋斯定律時(shí),可依據(jù)待求反應(yīng)中的反應(yīng)物、生成物、化學(xué)計(jì)量數(shù),確定已知熱化學(xué)反應(yīng)方程式應(yīng)如何調(diào)整。
26. 合理的利用吸收工業(yè)產(chǎn)生的廢氣CO2可以減少污染,變廢為寶。
Ⅰ.用CO2可以生產(chǎn)燃料甲醇。
(1)請寫出甲醇的官能團(tuán)名稱___________。甲醇分子中C、H、O原子的原子半徑由大到小的順序?yàn)開__________。
Ⅱ.已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=﹣49.0kJ?ml-1;一定條件下,向體積固定為1 L的密閉容器中充入1ml CO2和3ml H2 ,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化曲線如下圖所示。
(2)①反應(yīng)開始至第3分鐘時(shí),反應(yīng)速率v(H2)=___________ml/(L·min)。
②該條件下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率是___________;
Ⅲ.用CO2合成二甲醚(CH3OCH3)。
(3)① CO2 催化加氫合成二甲醚的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)I:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ?H =+41.2 kJ?ml-1
反應(yīng)II: 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+ 3H2O(g) ?H=-122.5 kJ?ml-1
其中,反應(yīng)II 分以下a、b 兩步完成,請寫出反應(yīng)a的熱化學(xué)方程式。
a.___________
b.2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ?H= -23.5 kJ?ml-1
②L(L1、L2)、X分別代表壓強(qiáng)或溫度,下圖表示L一定時(shí),反應(yīng)II中二甲醚的平衡產(chǎn)率隨X變化的關(guān)系,其中X代表的物理量是___________。判斷L1、L2的大小,并簡述理由:___________。
③恒壓時(shí),在CO2和H2起始量一定的條件下,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性(CH3OCH3的選擇性=)隨溫度變化如下圖所示。
(i) t ℃時(shí),起始投入a mlCO2,b ml H2,達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)Ⅱ消耗的H2的物質(zhì)的量為___________ml。(列出計(jì)算式即可)
(ii) 溫度高于300℃,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因___________。
【答案】(1) ①. 羥基 ②. C>O>H
(2) ①. 0.5 ②. 75%
(3) ①. CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ?H=-49.5 kJ?ml-1 ②. 溫度 ③. L1>L2 理由反應(yīng)II是氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)減小的反應(yīng),當(dāng)溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動,二甲醚的平衡產(chǎn)率增大,與題圖變化趨勢相符 ④. 76%×40%×3a ⑤. 反應(yīng)I 的?H>0,反應(yīng)II的?H

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