
注意事項(xiàng):
1.答卷前考生務(wù)必把自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時用2B鉛筆將答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑;回答非選擇題時,用0.5毫米黑色墨跡簽字筆將答案寫在答題卡上,寫在本試卷上無效。
3.試卷滿分100分,考試時間75分鐘,考試結(jié)束后將本試卷和答題卡一并交回。
一、單選題(共42分)
1. 原電池中的能量轉(zhuǎn)化形式是
A. 光能→化學(xué)能B. 化學(xué)能→光能C. 熱能→電能D. 化學(xué)能→電能
【答案】D
【解析】
【詳解】原電池中負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng),發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,故選D。
2. 四種X溶液分別加入四個盛有10 mL 2 ml/L鹽酸的燒杯中,均加水稀釋到50 mL,假設(shè)混合和稀釋是瞬間完成的,則開始的瞬間反應(yīng)速率最大的是
A. 20 mL 2 ml/L 的X溶液B. 10 mL 4 ml/L 的X溶液
C. 20 mL 3 ml/L 的X溶液D. 10 mL 2 ml/L 的X溶液
【答案】C
【解析】
【詳解】先計(jì)算出稀釋后X溶液的中X的物質(zhì)的量,最后溶液的體積都為50mL,則物質(zhì)的量越大,濃度越大,則反應(yīng)速率越大。
A、20mL2ml/L的X溶液,X的物質(zhì)的量為0.02L×2ml/L=0.04ml;
B、10mL4ml/L的X溶液,X的物質(zhì)的量為0.01L×4ml/L=0.04ml;
C、20mL3ml/L的X溶液,X的物質(zhì)的量為0.02L×3ml/L=0.06ml;
D、10mL2ml/L的X溶液,X的物質(zhì)的量為0.01L×2ml/L=0.02ml,所以四種情況下C中X的濃度最大,反應(yīng)速率最大;
答案選C。
3. 已知的反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)過程中能量變化圖如下,下列說法錯誤的是
反應(yīng)I:
反應(yīng)Ⅱ:
A. B. 是該反應(yīng)的催化劑
C. 總反應(yīng)速率由反應(yīng)Ⅱ決定D. 催化劑能降低該反應(yīng)的活化能
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由蓋斯定律知,==,故A正確;
B.由反應(yīng)原理可知,是該反應(yīng)的催化劑,只是中間產(chǎn)物,故B錯誤;
C.反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,從圖上可以看出反應(yīng)Ⅱ的活化能大于反應(yīng)I的活化能,故反應(yīng)速率由反應(yīng)Ⅱ決定,故C正確;
D.催化劑可降低反應(yīng)的活化能,提高反應(yīng)速率,故D正確;
故選B。
4. 黑火藥是中國古代四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·ml-1。
已知:碳的摩爾燃燒焓ΔH1=a kJ·ml-1;
S(s)+2K(s)=K2S(s) ΔH2=b kJ·ml-1;
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) ΔH3=c kJ·ml-1,則x為
A. 3a+b-cB. c-3a-bC. a+b-cD. c-a-b
【答案】A
【解析】
【詳解】碳的摩爾燃燒焓△H1=a kJ?ml-1,其熱化學(xué)方程式為C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=a kJ?ml-1①
S(s)+2K(s)═K2S(s) △H2=b kJ?ml-1②
2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)△H3=c kJ?ml-1③
將方程式3①+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)═K2S(s)+N2(g)+3CO2(g),則△H=x kJ?ml-1=(3a+b-c)kJ?ml-1,所以x=3a+b-c,故答案為A。
5. 當(dāng)下列反應(yīng)達(dá)到平衡時,保持溫度不變,無論等容或等壓時向容器中充入氬氣,平衡一定不移動的是
A. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)B. 2HI(g)H2(g)+I2(g)
C. PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)D. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng),若恒壓下通入氬氣,容器體積變大,相等于減小壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動,選項(xiàng)A不選;
B.該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng),壓強(qiáng)對平衡移動無影響,選項(xiàng)B選;
C.該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積增大的可逆反應(yīng),若恒壓下通入氬氣,容器體積變大,相等于減小壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,選項(xiàng)C不選;
D.該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng),若恒壓下通入氬氣,容器體積變大,相等于減小壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動,選項(xiàng)D不選;
故答案為B。
6. 氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫,同時產(chǎn)生蒼白色火焰。下列說法正確的是
A. 該反應(yīng)的
B. 參加反應(yīng)的氫氣和氯氣的總能量小于生成的氯化氫的總能量
C. 斷裂鍵放出能量
D. 形成鍵放出能量
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】A.該反應(yīng)是燃燒反應(yīng),放出能量,其中一部分以光的形式(蒼白色火焰)體現(xiàn)出來,則,A項(xiàng)不符合題意;
B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以氫氣和氯氣的總能量高于氯化氫的總能量,B項(xiàng)不符合題意;
C.?dāng)嗔鸦瘜W(xué)鍵需要吸收能量,C項(xiàng)不符合題意;
D.形成化學(xué)鍵需要釋放能量,D項(xiàng)符合題意;
故正確選項(xiàng)為D
7. 下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是
A. 2SO2+O22SO3 ΔH=-196.6 kJ·ml-1
B. H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1
C. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+ 571.6 kJ·ml-1
D. C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=393.5 kJ
【答案】B
【解析】
【詳解】A.方程式中沒有注明物質(zhì)的狀態(tài),物質(zhì)的狀態(tài)不同,所具有的能量也不同,故A錯誤;
B.符合熱化學(xué)方程式的書寫要求,故B正確;
C.氫氣和氧氣化合生成水的反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)的△H應(yīng)小于0,故C錯誤;
D.反應(yīng)熱的單位應(yīng)為kJ/ml,不是kJ,故D錯誤;
答案選B。
【點(diǎn)睛】與普通化學(xué)方程式相比,書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1.熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)以“ml”為單位,數(shù)值可以是小數(shù)或分?jǐn)?shù)。
2.反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱△H也不同。因此,必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài),g( 氣態(tài))、l(液態(tài))、S(固態(tài))、aq(溶液),由于已經(jīng)注明物質(zhì)的聚集狀態(tài),所以熱化學(xué)方程式中不用↓和↑。
3.反應(yīng)熱△H與測定條件如溫度、壓強(qiáng)等有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注明△H的測定條件。若不注明,則表示在298K、101325Pa下測定的。
4.在所寫的化學(xué)方程式的右邊寫下△H的“+”與“-”、數(shù)值和單位,方程式與△H應(yīng)用空格隔開。若為放熱反應(yīng),△H為“-”,若為吸熱反應(yīng),△H為“+”,由于△H與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān),所以化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與△H相對應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時,其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反?!鱄的單位為kJ/ml。
8. 反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一溫度下達(dá)到平衡,下列各種情況中,能使化學(xué)平衡正向移動的是
A. 加入NH4HS固體B. 壓強(qiáng)、溫度不變,充入少量氬氣
C. 容積、溫度一定,充入氦氣D. 溫度、容積一定,充入H2S氣體
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由于硫氫化銨是固體,不影響化學(xué)平衡,故A錯誤;
B.壓強(qiáng)溫度一定,充入少量氬氣,體積增大,壓強(qiáng)減小,平衡正向進(jìn)行,故B正確;
C.容積、溫度一定,充入氦氣,各組分的濃度沒有發(fā)生變化,化學(xué)平衡不移動,故C錯誤;
D.溫度、容積一定,充入H2S氣體,增大生成物濃度,化學(xué)平衡向著逆方向移動,故D錯誤;
故選B。
9. 下列離子方程式正確的是
A. 將一定量KAl(SO4)2溶液和一定量Ba(OH)2溶液混合,沉淀的質(zhì)量恰好最大時:Al3++2+3OH-+2Ba2+=2BaSO4↓+Al(OH)3↓
B. KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2:2+16HCl=2Mn2++6Cl-+5Cl2↑+8H2O
C. 0.1mlCl2和100mL1ml/LFeBr2反應(yīng):3Cl2+2Fe2++4Br-=6Cl-+2Fe3++2Br2
D. 用Al(OH)3中和過多的胃酸:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
【答案】D
【解析】
【詳解】A.當(dāng)沉淀的質(zhì)量恰好最大時,KAl(SO4)2溶液和Ba(OH)2溶液按物質(zhì)的量之比為1:2反應(yīng),Al3+完全轉(zhuǎn)化為[Al(OH)4]-,這時離子方程式是Al3++2+4OH-+2Ba2+=2BaSO4↓+[Al(OH)4]-,A錯誤;
B.濃鹽酸應(yīng)寫成離子形式,離子方程式是2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,B錯誤;
C.Fe2+的還原性強(qiáng)于Br-,由于Cl2的量不足,只能有一半的Br-被氧化,反應(yīng)的離子方程式是:2Cl2+2Fe2++2Br-=4Cl-+2Fe3++Br2,C錯誤;
D.用Al(OH)3中和過多的胃酸:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,D正確;
答案選D。
10. 下列說法不正確的是
A. 對于有氣體參加的反應(yīng),增大壓強(qiáng)能提高單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目
B. 弱電解質(zhì)的電離平衡右移,電離平衡常數(shù)可能增大
C. 鉛蓄電池放電時,正極與負(fù)極質(zhì)量均增加
D. 升高溫度能增大吸熱反應(yīng)反應(yīng)速率,降低放熱反應(yīng)反應(yīng)速率
【答案】D
【解析】
【詳解】A.增大壓強(qiáng),容器的體積減小,使得單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增加,從而加快了反應(yīng)速率,故A正確;
B.當(dāng)溫度升高時,電離平衡右移,電離產(chǎn)生的離子濃度增大,電離平衡常數(shù)增大,故B正確;
C.鉛蓄電池的負(fù)極反應(yīng)為:,反應(yīng)前后負(fù)極質(zhì)量增加;正極反應(yīng)為:,反應(yīng)前后正極質(zhì)量也增加,故C正確;
D.升高溫度能增大反應(yīng)速率,無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)速率均增大,故D錯誤;
故選:D。
11. 下列各組離子能大量共存,且溶液為無色透明的是
A K+、S2-、、H+B. 、H+、K+、Cl-
C. Ba2+、Na+、、OH-D. K+、、S2-、Na+
【答案】D
【解析】
【詳解】A.S2-具有還原性,在酸性環(huán)境下具有強(qiáng)氧化性,因此會發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存,故A項(xiàng)錯誤;
B.有顏色,且在酸性環(huán)境下存在平衡,因此不能大量共存,故B項(xiàng)錯誤;
C.、OH- 反應(yīng)生成,與Ba2+反應(yīng)生成BaCO3沉淀,不能大量共存,故C項(xiàng)錯誤;
D.各離子間不反應(yīng),故可大量共存于溶液中,且溶液為無色,故D項(xiàng)正確;
答案選D。
12. 在相同溫度下等體積、等物質(zhì)的量濃度的4種稀溶液:①Na2SO4 ②H2SO3 ③NaHSO3 ④Na2S,所含帶電微粒的數(shù)目由多到少的順序是
A. ①=④>③=②B. ①=④>③>②C. ①>④>③>②D. ④>①>③>②
【答案】D
【解析】
【詳解】等體積等物質(zhì)的量濃度的4種稀溶液,根據(jù)物質(zhì)的量=濃度與體積的乘積,各溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等。硫酸鈉,亞硫酸氫鈉和硫化鈉是強(qiáng)電解質(zhì),在水中完全電離,硫酸鈉和硫化鈉中陽離子和陰離子個數(shù)比為2:1,亞硫酸氫鈉中陽離子和陰離子個數(shù)比為1:1,所以硫酸鈉和硫化鈉的溶液中陰陽離子數(shù)大于亞硫酸氫鈉溶液中的陰陽離子數(shù),硫酸鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,在水中不水解,硫化鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,在水中水解導(dǎo)致溶液中帶電荷的微粒數(shù)增多,所以硫化鈉溶液中的帶電微粒數(shù)達(dá)于硫酸鈉溶液中的帶電微粒數(shù),亞硫酸是弱電解質(zhì),只有部分電離,所以亞硫酸溶液中帶電微粒數(shù)最少,所以順序?yàn)棰埽劲伲劲郏劲?,選D。
13. 25℃時,下列溶液中有關(guān)微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系錯誤是
A. pH=4 的 0.1ml/L 的 NaHA 溶液:c(HA-)>c(H+)>c(A2-) >c(OH-) >c(H2A)
B. 10 mL0.1ml/LCH3COOH 溶液與 20mL0.1ml/lNaOH 混合后, 溶液中離子濃度關(guān)系:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
C. 兩種醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c1 和c2,PH分別為a和a+1,則 c1Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2CO3)
B. pH=13時,溶液中不存在的水解平衡
C. pH由8~11時, 不變
D pH=3時,有c()+c(NH3·H2O)=c()+c()+c(H2CO3)
【答案】C
【解析】
【分析】A、1.0ml/L NH4HCO3溶液pH=8.0,說明銨根水解程度小于碳酸氫根離子,根據(jù)鹽類越弱越水解的原理分析;
B、據(jù)圖象分析,pH=13時仍有HCO3-;
C、為HCO3-的電離平衡常數(shù)表達(dá)式,其大小只受溫度影響;
D、pH=3時,NH4HCO3會與氫離子反應(yīng)生成二氧化碳。
【詳解】A、根據(jù)越弱越水解原理,1.0ml/L NH4HCO3溶液pH=8.0,說明銨根水解程度小于碳酸氫根離子,應(yīng)有Kb(NH3?H2O)>Ka(H2CO3)>Ka2(H2CO3),選項(xiàng)A錯誤;
B、只要存在碳酸氫根離子就存在HC03-的水解平衡,選項(xiàng)B錯誤;
C、溫度不變,碳酸氫根離子的電離平衡常數(shù)不變,選項(xiàng)C正確;
D、pH=3時,NH4HCO3會與氫離子反應(yīng)生成二氧化碳,所以c(NH4+)+c(NH3?H2O)>c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3),選項(xiàng)D錯誤;
答案選C。
【點(diǎn)睛】本題考查了鹽類水解、根據(jù)圖象分析溶液組成、電離平衡常數(shù)影響因素等,題目難度不大,易錯題為D,注意pH=3時,NH4HCO3會與氫離子反應(yīng)生成二氧化碳。
二、解答題(共58分)
15. 2020年11月24日,長征五號運(yùn)載火箭搭載嫦娥五號成功發(fā)射,開啟中國探月新篇章?;鸺S玫耐七M(jìn)劑燃料有偏二甲肼()、肼()煤油等。
(1)用偏二甲肼()作燃料,四氧化二氮作氧化劑,生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w。
①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________。
②反應(yīng)物的總能量___________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的總能量。
(2)肼在堿性環(huán)境下可以形成肼一空氣燃料電池,肼被氧化為,該電池負(fù)極的反應(yīng)式為___________,每生成要轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___________。
(3)肼類推進(jìn)劑在使用過程中要注意進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測以免造成環(huán)境污染。臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為,向甲、乙兩個體積均為的恒容密閉容器中均充入和,分別在、溫度下,經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中隨時間變化情況見下表:
①根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)溫度T1____T2。(填“”、“”或“”,下同)
②甲容器中,內(nèi)的平均反應(yīng)速率___________。
③乙容器中平衡轉(zhuǎn)化率為___________。
④下列敘述能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___________。
a.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變b.
c. 與的轉(zhuǎn)化率之比不變d. 混合氣體密度不變
e. 容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)保持不變
(4)航天煤油是石油經(jīng)過___________煉制的。
【答案】 ①. ②. 大于 ③. ④. ⑤. ⑥. ⑦. ⑧. a e ⑨. 分餾
【解析】
【分析】
【詳解】(1) ①偏二甲肼()與四氧化二氮發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w。該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。
②該反應(yīng)能提供飛船飛行所需能量,故此反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量。
(2) 原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)肼?空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,肼轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀c水可知肼在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),該電池負(fù)極的反應(yīng)式為,由電極方程式知,每生成1ml即28gN2轉(zhuǎn)移4ml電子,則每生成要轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。
(3)①由表中數(shù)據(jù)可知,12s時甲容器已處于平衡、而乙還沒有平衡,說明甲容器中溫度高,即該反應(yīng)溫度T1T2。
②甲容器中,△n(O2)=0.36ml,根據(jù)方程式,△n(NO2)=0.72ml,則內(nèi)的平均反應(yīng)速率。
③從開始到平衡,乙容器中,△n(O2)=0.85ml,根據(jù)化學(xué)方程式,△n(O3)=0.85ml,平衡轉(zhuǎn)化率為。
④a.反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不等,混合氣體的總質(zhì)量不變,若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變,說明混合氣體的總物質(zhì)的量不變,即反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故a選;
b.均指正反應(yīng)速率,任何時候都正確,不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故b不選;
c.恒容密閉容器中充入和,等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則與的轉(zhuǎn)化率之比始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故c不選;
d.混合氣體的總質(zhì)量不變,恒容密閉容器則氣體體積不變,所以密度始終不變,混合氣體的密度不再改變無法判斷反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故d不選,
e.反應(yīng)中,氣體的物質(zhì)的量、壓強(qiáng)會隨著反應(yīng)而變化,故容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間的變化,說明氣體的物質(zhì)的量不隨時間變化,則說明反應(yīng)已達(dá)平衡,故e選;
則答案為a e。
(4) 石油分餾得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品,航天煤油是石油經(jīng)過分餾煉制的。
16. 如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中放出的熱量可計(jì)算中和熱?;卮鹣铝袉栴}:
(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中缺少的一種玻璃儀器是____;
(2)做一次完整的中和熱測定實(shí)驗(yàn),溫度計(jì)需要使用______次;
(3)實(shí)驗(yàn)中用50mL 0.5ml·L-1鹽酸與50mL 0.5ml·L-1NaOH反應(yīng),各溶液密度均為1g·cm-3,水及溶液的比熱均視為4.18J·g-1·℃-1,實(shí)驗(yàn)起始溫度為T1℃,最終溫度為T2℃。試寫出中和熱的計(jì)算式ΔH=____;
(4)實(shí)驗(yàn)中改用60 mL 0.50ml·L-1 HCl跟50 mL 0.55ml·L-1 NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量____(填“相等”或“不相等”),所求中和熱___(填“相等”或“不相等”)。
(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測得的中和熱數(shù)值會____(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
【答案】 ①. 環(huán)形玻璃攪拌棒 ②. 3 ③. 16.72(T2-T1) kJ/ml ④. 不相等 ⑤. 相等 ⑥. 偏小
【解析】
【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)使用環(huán)形玻璃攪拌棒,以使反應(yīng)充分進(jìn)行,故缺少的玻璃儀器為環(huán)形玻璃攪拌棒;
(2)中和熱測定實(shí)驗(yàn)中需要溫度計(jì)測量酸、堿和反應(yīng)后的最高溫度3次,故共需要使用3次;
(3)將兩溶液混合后,溶液質(zhì)量為100g,反應(yīng)所放出的熱量Q=cmΔt=4.18J·g-1·℃-1×100g×(T2-T1)℃=418(T2-T1) J,此時反應(yīng)生成的水的物質(zhì)的量為0.025ml,當(dāng)反應(yīng)生成1ml水時的中和熱ΔH==16720(T2-T1) J,故酸堿中和反應(yīng)的ΔH=16720(T2-T1) J/ml=16.72(T2-T1) kJ/ml;
(4)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的用量有關(guān),用60 mL 0.50ml·L-1 HCl跟50 mL 0.55ml·L-1 NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,生成水的量增多,所放出的熱量偏高,但是中和熱均是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1ml水放出的熱量,與酸堿用量無關(guān),所以60 mL 0.50ml·L-1 HCl跟50 mL 0.55ml·L-1 NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測得的中和熱的數(shù)值相等,故答案為:不相等、相等;
(5)NH3為弱堿,電離過程為吸熱過程,所以用氨水代替稀NaOH溶液反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量小于中和熱的數(shù)值,故答案為:偏小。
17. 某工廠使用石油熱裂解副產(chǎn)物CH4來制取H2,其生產(chǎn)流程如圖所示:
(1)第II步反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g) ΔH”、“0)mlC2H4和2mlCH4,在T1K、p1kPa下進(jìn)行上述反應(yīng)。為了使該反應(yīng)逆向進(jìn)行,a的范圍為_____________________。
(3)該實(shí)驗(yàn)小組在研究過程中得出固體表面催化裂解甲烷時,幾種氣體平衡時分壓(Pa)與溫度(°C)的關(guān)系如圖2所示。
副反應(yīng)為2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g) ΔH=+376.4kJ·ml-1。溫度高于1145℃時,C2H2(g)的平衡分壓高于C2H4(g);溫度低于1145℃時,C2H4(g)的平衡分壓高于C2H2(g),其原因是______________。
【答案】(1)+114.8
(2) ①. 50% ②. > ③. KM>KN=KQ ④. ⑤. a>1
(3)不同溫度下催化劑的選擇性不同,溫度高于1145℃以C2H2為主,溫度低于1145℃以C2H4為主
【解析】
【小問1詳解】
已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·ml-1;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-1323.8kJ·ml-1;③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6kJ·ml-1;根據(jù)蓋斯定律,由①×2-②-③可得熱化學(xué)方程式2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g) ΔH=ΔH1×2-ΔH2-ΔH3=+。
【小問2詳解】
①在某密閉容器中投入1mlCH4(g),在不同條件下發(fā)生反應(yīng):2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),M點(diǎn)n(C2H4)=0.25ml,則CH4的轉(zhuǎn)化率為=50%,由(1)可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動,CH4的轉(zhuǎn)化率增大,則溫度:T1>T2;
②由(1)可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,由M、N、Q三點(diǎn)溫度的大小關(guān)系可知,三點(diǎn)的平衡常數(shù)由大到小的順序?yàn)镵M>KN=KQ;
③根據(jù)已知條件列出“三段式”:
設(shè)反應(yīng)起始總壓為p1,則反應(yīng)平時總壓為p1×=1.25p1,壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=;
④若在某密閉容器中充入2mlH2、a(a>0)mlC2H4和2mlCH4,Qp=,為了使該反應(yīng)逆向進(jìn)行,Qp>Kp,則,a>1。
【小問3詳解】
由圖可知,不同溫度下催化劑的選擇性不同,溫度高于1145℃以C2H2為主,溫度低于1145℃以C2H4為主。
19. 完成下列問題
(1)向某體積固定的密閉容器中加入0.3mlA、0.1mlC和一定量(未知)的B三種氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示。
已知在反應(yīng)過程中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量沒有變化。請回答:
①若,則內(nèi)反應(yīng)速率_______。
②寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:________。
(2)已知部分化學(xué)鍵的鍵能如表:
①已知生成1ml放出46kJ熱量,則____。
②已知工業(yè)合成氨反應(yīng),在恒溫(200℃)、恒容條件下,下列描述能作為判斷t時刻合成氨反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)有____ (填序號)。
A.t時刻N(yùn)2、H2、NH3的濃度不再改變
B.t時刻及其前后容器內(nèi)氣體的密度不再改變
C.t時刻及其前后容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量相等
D.t時刻斷裂的H?H鍵數(shù)目和生成的N?H鍵數(shù)目相等
③不同催化劑下合成氨反應(yīng)的歷程如下圖所示,吸附在催化劑表面的物質(zhì)用“*”表示。催化劑的催化效果更好的是____(填“A”或“B”)。
【答案】(1) ①. 0.006ml/(L?s ) ②. 3A(g)B(g)+2C(g)
(2) ①. 391 ②. AC ③. B
【解析】
【小問1詳解】
①從圖中看出,C的濃度變化量為0.11ml/L -0.05ml/L =0.06ml/L,反應(yīng)速率為:=0.006 ml/(L?s );
②在反應(yīng)過程中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量沒有變化,說明反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,從圖中看出A的濃度減少,A為反應(yīng)物,C的濃度增加,C為生成物,相同時間(t0-t1)A的濃度與C的濃度變化之比為0.09:0.06=3:2,由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,故反應(yīng)方程式為:3A(g)B(g)+2C(g);
【小問2詳解】
①反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物鍵能和減去生成物的鍵能和,已知生成1mlNH3放出46kJ熱量,即熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),則(946+3×436) kJ/ml -6a=-92kJ/ml,則a=391;
②A.t時刻N(yùn)2、H2、NH3的濃度不再改變,說明正逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,A符合題意;
B.已知反應(yīng)體系中均為氣體,容器體積不變,則反應(yīng)過程中反應(yīng)體系的氣體密度一直保持不變,故t時刻及其前后容器內(nèi)氣體的密度,不能說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B不合題意;
C.已知合成氨反應(yīng)正反應(yīng)是一個氣體體積減小的方向,即反應(yīng)過程中恒容容器中氣體質(zhì)量不變,物質(zhì)的量改變,即平均相對分子質(zhì)量改變,故t時刻及其前后容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,C符合題意;
D.?dāng)嗔袶-H表示正反應(yīng),生成N-H表示正反應(yīng),故t時刻斷裂的H―H鍵數(shù)目和生成的N―H鍵數(shù)目相等,不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,D不合題意;
故答案為:AC;
③活化能越低催化效果越好,有圖可知B催化劑活化能低,則B的催化效果更好。0
3
6
12
24
36
甲容器()
0
0.36
0.60
0.80
0.80
0.80
乙容器()
0
0.30
0.50
0.70
0.85
0.85
溫度T/℃
400
500
830
1000
平衡常數(shù)K
10
9
1
0.6
化學(xué)鍵
N≡N
H?H
N?H
鍵能/()
946
436
a
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