
相對原子質(zhì)量:H—1 C—12 O—16 N—14
一.選擇題:(本題共21小題,每題2分,共42分,每小題只有一個選項符合題意)
1.未來新能源的特點是資源豐富,在使用時對環(huán)境無污染或污染很小,且可以再生。下列屬于未來新能源標(biāo)準(zhǔn)的是
①天然氣 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太陽能 ⑥生物質(zhì)能 ⑦風(fēng)能
A. ①②③④ B. ④⑤⑥⑦
C. ③⑤⑥⑦ D. ③④⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】
【詳解】新能源一般是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開發(fā)利用的可再生能源。煤、石油、天然氣是化石能源,是不可再生能源,燃燒時生成的污染物較多,不是新能源;常見新能源有:太陽能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、核能等,它們都是可再生、無污染的新能源。故正確序號是③⑤⑥⑦。
綜上所述,本題應(yīng)選C。
2. 某化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=E2-E1
B. a、b分別對應(yīng)有催化劑和無催化劑的能量變化
C. 催化劑能降低反應(yīng)的活化能
D. 催化劑能改變反應(yīng)的焓變
【答案】C
【解析】
試題分析:A、焓變△H=產(chǎn)物的總焓-反應(yīng)物的總焓=△H=E2-E1,故A錯誤;B、催化劑會降低反應(yīng)的活化能,a、b分別對應(yīng)無催化劑和有催化劑的能量變化,故B錯誤;C、催化劑能降低反應(yīng)的活化能,從而加快化學(xué)反應(yīng)速率,故C正確;D、加入催化劑不會改變化學(xué)反應(yīng)的焓變,故D錯誤,故選C。
考點:考查反應(yīng)能量變化的分析判斷
3.下列各組熱化學(xué)方程式中,△H1>△H2的是
①C(s)+O2(g)===CO2(g) △H1 C(s)+1/2O2(g)===CO(g) △H2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) △H1 S(g)+O2(g)===SO2(g) △H2
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) △H1 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) △H2
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) △H1 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) △H2
A. ① B. ④ C. ②③④ D. ①②③
【答案】C
【解析】
【詳解】①碳不完全燃燒放熱少,放熱的熱量越大,焓變數(shù)值越小,所以△H1<△H2,故①不選;②固體硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫需要吸收熱量,第二個反應(yīng)中,硫單質(zhì)為氣態(tài),反應(yīng)物能量較高,放出的熱量較大,其焓變較小,則△H1>△H2,故②選;③化學(xué)方程式系數(shù)加倍,焓變數(shù)值也加倍,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),焓變?yōu)樨?fù)值,所以△H1>△H2,故③選;
④碳酸鈣分解吸熱焓變?yōu)檎?氧化鈣和水反應(yīng)是化合反應(yīng)放熱,焓變是負(fù)值,所以△H1>△H2,故④選;
綜上所述,本題應(yīng)選C。
【點睛】本題要注意放熱反應(yīng)焓變?yōu)樨?fù)值,即△H<0,吸熱反應(yīng)焓變?yōu)檎担础鱄>0。
4.下列說法中正確的是
A. 非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能實現(xiàn)
B. 自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大,非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小
C. 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的
D. 熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)
【答案】D
【解析】
【詳解】A、非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下能實現(xiàn)自發(fā)進(jìn)行,如△H>0,△S>0的反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,低溫下反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行,故A錯誤;
B、自發(fā)反應(yīng)不一定是熵增大,如△H<0,△S<0低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,非自發(fā)反應(yīng)不一定是熵減小,也可以增大,如△H>0,△S>0低溫下是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),故B錯誤;
C、凡是放熱反應(yīng)不一定是自發(fā)的,如△H<0,△S<0高溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)不一定是非自發(fā)的,如△H>0,△S>0的反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,故C錯誤;
D、熵增加且放熱的反應(yīng),即△H<0,△S>0,可得△H-T△S<0,反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng),故D正確;
綜上所述,本題應(yīng)選D。
【點睛】根據(jù)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)判據(jù)△H-T△S<0分析判斷,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行取決于焓變、熵變和溫度因素的影響。熵增加且放熱的反應(yīng),即△H<0,△S>0,反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng);熵減小且吸熱的反應(yīng),即△H>0,△S<0,反應(yīng)一定是非自發(fā)反應(yīng);熵增加且吸熱的反應(yīng),△H>0,△S>0的反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,低溫下反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行;熵減小且放熱的反應(yīng),△H<0,△S<0低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,高溫下非自發(fā)進(jìn)行。
5.下列化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是( )
A. 碘的升華 B. 生石灰溶于水 C. 鎂和稀硫酸反應(yīng) D. 木炭和二氧化碳反應(yīng)
【答案】D
【解析】
A、碘的升華是吸熱過程,是物理變化,不是吸熱反應(yīng),選項A錯誤; B、生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱,屬于放熱反應(yīng),選項B錯誤;C、鎂與稀鹽酸反應(yīng),是常見的放熱反應(yīng),選項C錯誤;D、木炭和二氧化碳在高溫下反應(yīng)是吸熱反應(yīng),在反應(yīng)中吸收熱量,選項D正確。答案選D。
6.對可逆反應(yīng)4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g),下列敘述正確的是
A. 達(dá)到化學(xué)平衡時,4v正(O2) = 5v逆(NO)
B. 若單位時間內(nèi)生成x mol NO的同時,消耗x mol NH3,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C. 達(dá)到化學(xué)平衡時,若增加容器體積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大
D. 化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是:2v正(NH3) = 3v正(H2O)
【答案】B
【解析】
試題分析:A、根據(jù)反應(yīng)方程式可知,當(dāng)4v正(O2)=5v逆(NO)時,表示V(正)=V(逆),反應(yīng)處于平衡狀態(tài),A項錯誤,B、生成n mol NO、表示正反應(yīng)速率,生成nmol NH3表示逆反應(yīng)速率,且V (正)="V" (逆),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B項正確;C、由于反應(yīng)物、生成物均為氣體,所以增加容器體積,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小,C項錯誤;D、化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,3v正(NH3)=2v正(H2O),D項錯誤;答案選B。
考點:考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
7. 合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),△H<0,在673 K,30 MPa下,n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如圖所示,敘述正確的是( )
A. 點a的正反應(yīng)速率比點b的大
B. 點c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C. 點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣
D. 其他條件不變,773 K下反應(yīng)至t1時刻,n(H2)比上圖中d點的值小
【答案】A
【解析】
試題分析:a點的反應(yīng)物濃度比b的大,所以點a的正反應(yīng)速率比點b的大,A正確;c點氨氣和氫氣的物質(zhì)的量還是變化的,沒有到達(dá)平衡狀態(tài),B不正確;點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處都是相同條件下的平衡狀態(tài),所以n(N2)是一樣的,C不正確;反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,氫氣的物質(zhì)的量增加,D不正確,答案選A。
考點:考查反應(yīng)速率的判斷、外界條件對平衡狀態(tài)的影響等
點評:該題容易錯選B。平衡是各種物質(zhì)的量的濃度不再發(fā)生變化,但并不是各種物質(zhì)的濃度相等,所以在判斷平衡狀態(tài)時需要特別注意。
8.下列事實中,不能用勒夏特列原理加以解釋的是
A. 夏天,打開啤酒瓶時會在瓶口逸出氣體
B. 濃氨水中加入氫氧化鈉固體時產(chǎn)生較多的刺激性氣味的氣體
C. 壓縮氫氣與碘蒸氣反應(yīng)的平衡混合氣體,顏色變深
D. 將盛有二氧化氮和四氧化二氮混合氣的密閉容器置于冷水中,混合氣體顏色變淺
【答案】C
【解析】
【詳解】A、啤酒瓶內(nèi)存在平衡:CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq) ,當(dāng)開啟瓶蓋時,體系壓強(qiáng)降低,為了減弱這種改變,平衡逆向移動,產(chǎn)生大量氣泡,可用勒夏特列原理解釋,故A不符合題意;
B、濃氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3.H2ONH4++OH-,加入氫氧化鈉固體時,OH-的濃度增大,平衡會向逆向移動,會產(chǎn)生較多的刺激性氣味的氣體,能用勒夏特列原理解釋,故B不符合題意;
C、氫氣與碘蒸氣反應(yīng)的平衡為H2(g)+I2(g)2HI(g),反應(yīng)前后氣體系數(shù)和相等,壓強(qiáng)對平衡無影響,壓縮氣體,碘單質(zhì)的濃度增大,使得顏色加深,不能用勒夏特列原理解釋,故C符合題意;
D、二氧化氮和四氧化二氮混合氣體的密閉容器內(nèi)存在平衡:2NO2(g)N2O4(g),該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),將密閉容器置于冷水中,溫度降低,化學(xué)平衡正向移動,NO2的濃度減小,顏色變淺,能用勒夏特列原理解釋,故D不符合題意;
綜上所述,本題應(yīng)選C。
【點睛】勒夏特列原理:如果改變影響化學(xué)平衡的一個因素(如濃度、壓強(qiáng)、溫度等),化學(xué)平衡被破壞,平衡向能夠減弱這種改變的方向移動。該原理適用于其他動態(tài)平衡體系,如溶解平衡、電離平衡、水解平衡等。
9.對于反應(yīng),N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A. ab B. bc C. ac D. ad
【答案】D
【解析】
【分析】
化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,且不等于0,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化,以此進(jìn)行判斷。
【詳解】a.N2O4(g)2NO2(g)的正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中,密度=,總質(zhì)量一定,體積逐漸變大,所以密度逐漸減小,密度保持不變時,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),與圖象相符,故a符合題意;
b.在反應(yīng)過程中,△H不會變化,即反應(yīng)熱不是變量,無法利用焓變判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),故b不符合題意;
c. 將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,且兩種物質(zhì)表示的都是正反應(yīng)速率,無法判斷正逆反應(yīng)速率是否相等,故c不符合題意;
d. 將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,N2O4的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,N2O4的轉(zhuǎn)化率保持不變時,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),與圖象相符,故d符合題意,答案選D。
【點睛】本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)和平衡圖象,明確圖象曲線變化的含義及化學(xué)平衡狀態(tài)的特征是解題的關(guān)鍵,注意只有反應(yīng)前后發(fā)生改變的物理量才能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù),為易錯點。
10.對于可逆反應(yīng)A(g)+2B(g) ? 2C(g)(正反應(yīng)吸熱),下列圖象中正確的是
【答案】D
【解析】
增大壓強(qiáng),平衡正向移動,則交叉點后應(yīng)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,A錯誤;增大壓強(qiáng),平衡正向移動,則瞬間變化應(yīng)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,B錯誤;溫度高的反應(yīng)速率快,轉(zhuǎn)化率大,與圖象不符,C錯誤;溫度高的反應(yīng)速率快,且升高溫度平衡正向移動,A%減小,與圖象一致,D正確;正確選項D。
點睛:對于有三個變量的圖像,處理的方法是“定一義二”,即先讓一個量保持不變,討論另外兩個變量之間的關(guān)系;“先拐先平,條件高”,即圖像中先出現(xiàn)拐點的曲線對應(yīng)的溫度高、壓強(qiáng)大。
11.某溫度下,在固定容積的密閉容器中,可逆反應(yīng) A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是 n(A)∶n(B) ∶n(C)=1∶3∶2。保持溫度不變,以 1∶3∶2 的物質(zhì)的量之比再充入 A,B,C,則
A. 平衡向正方向移動 B. 平衡不移動
C. C 的體積分?jǐn)?shù)減小 D. 化學(xué)反應(yīng)速率減小
【答案】A
【解析】
【分析】
在固定容積的密閉容器中,繼續(xù)以 1∶3∶2 的物質(zhì)的量之比再充入 A,B,C,相當(dāng)于增加體系壓強(qiáng),據(jù)此解題。
【詳解】A、因為反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和減小,則增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動,故A正確;
B、因為反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不等,則增大壓強(qiáng)平衡發(fā)生移動,故B錯誤;
C、因為反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和減小,則增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動,導(dǎo)致再次達(dá)到平衡時,C的體積分?jǐn)?shù)增大,故C錯誤;
D、增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均增大,故D錯誤;
綜上所述,本題應(yīng)選A。
【點睛】本題應(yīng)注意壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響和壓強(qiáng)對正逆反應(yīng)速率的影響。對于有氣體參加,反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和減小的反應(yīng)來說,增加壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均增加,但增加程度不同,正反應(yīng)速率增加的大,逆反應(yīng)速率增加的小,最終導(dǎo)致平衡正向移動。
12.已知:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
Na2O2(s)+CO2(g)===Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-266 kJ·mol-1
根據(jù)以上熱化學(xué)方程式判斷,下列說法正確的是
A. CO的燃燒熱為283 kJ
B. 下圖可表示由CO生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系
C. 2Na2O2(s)+2CO2(s)===2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-532 kJ·mol-1
D. CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出549 kJ熱量時,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.02×1023
【答案】C
【解析】
A.燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出熱量;已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol,一氧化碳的燃燒熱為283kJ/mol,故A錯誤;B.由熱化學(xué)方程式,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol,可知圖象中一氧化碳和氧氣物質(zhì)的量為1、物質(zhì)的量不符合反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量,故B錯誤;C.固體二氧化碳變化為氣體二氧化碳需要吸熱,焓變放熱是負(fù)值,由2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H=-226kJ/mol,所以反應(yīng)2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H>-532 kJ/mol,故C正確;D.已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol;②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)△H=-226kJ/mol;依據(jù)蓋斯定律②×2+①得到:2Na2O2(s)+2CO(g)=2Na2CO3(s)△H=-1018kJ/mol;即Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s)△H=-509kJ/mol;CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出×509 kJ=254.5kJ熱量時,反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量為0.5mol,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.02×1023,故D錯誤;故選C。
13.在一密閉容器中,反應(yīng) aA(g) bB(g) 達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡后,B 的濃度是原平衡的 60%,則
A. 平衡向正反應(yīng)方向移動了 B. 物質(zhì) A 的轉(zhuǎn)化率減少了
C. 物質(zhì) B 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小了 D. a > b
【答案】A
【解析】
試題分析:若平衡不移動,當(dāng)容器體積增加一倍,B的濃度應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?0%,而實際上當(dāng)達(dá)到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,說明平衡向正反應(yīng)方向移動了,而減小壓強(qiáng),平衡向氣體系數(shù)增大的方向移動,所以b>a,物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增大,物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,故A正確;B、C、D錯誤;答案選A。
考點:考查影響化學(xué)平衡的因素。
14.高溫下,某反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K=c(CO).c(H2O)/[c(CO2).c(H2)]。恒容時,溫度升高,H2濃度減小。下列說法正確的是
A. 該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?br />
B. 恒溫下,增大壓強(qiáng),H2濃度一定減小
C. 升高溫度,逆反應(yīng)速率減小
D. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+H2OCO2+H2
【答案】A
【解析】
試題分析:A.恒容時,溫度升高,氫氣濃度減小,說明平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以△H>0,A正確;B.恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),若通入氫氣,則氫氣濃度增大,B錯誤;C.升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,C錯誤;D.化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,因此根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+H2CO+H2O,D錯誤;答案選A。
考點:考查響化學(xué)平衡的因素
15.已知熱化學(xué)方程式:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH1=-57.3 mol·L-1;1/2H2SO4(濃)+NaOH(aq)===1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH2=m,下列說法正確的是
A. 上述熱化學(xué)方程式中的計量數(shù)表示分子數(shù) B. ΔH1>ΔH2
C. ΔH2=-57.3 kJ·mol-1 D. |ΔH1|>|ΔH2|
【答案】B
【解析】
正確答案:B
A.不正確,上述熱化學(xué)方程式中的計量數(shù)表示只表示物質(zhì)的量,不表示分子個數(shù);B.正確,濃硫酸稀釋時放熱,△H1>△H2;C.不正確,濃硫酸稀釋時放熱,△H2< - 57.3 kJ·mol-1; D.不正確, |△H1|0
【答案】A
【解析】
【詳解】A、1mol X和1mol Y進(jìn)行如下反應(yīng):2X(g)+Y(g)?Z(g),經(jīng)60s達(dá)到平衡,生成0.3mol Z,消耗X物質(zhì)的量為0.6mol,X表示的反應(yīng)速率為0.6mol÷(10L×60s)=0.001mol/(L?s),故A正確;?
B、反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生改變,將容器容積變?yōu)?0L,壓強(qiáng)減小,平衡逆向進(jìn)行,Z的平衡濃度小于原來的1/2,故B錯誤;?
C、壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響是正逆反應(yīng)都增大,但增大程度不同,故C錯誤;?
D、若升高溫度,X的體積分?jǐn)?shù)增大,反應(yīng)逆向進(jìn)行,逆向是吸熱反應(yīng),所以正向反應(yīng)是放熱反應(yīng),則該反應(yīng)的△H<0,故D錯誤;?
綜上所述,本題應(yīng)選A。
19.K、Ka、KW分別表示化學(xué)平衡常數(shù)、電離常數(shù)和水的離子積常數(shù),下列判斷正確的是( )
A. 在500℃、20 MPa條件下,在5 L密閉容器中進(jìn)行合成氨的反應(yīng),使用催化劑后K增大
B. 室溫下Ka(HCN) < Ka(CH3COOH),說明CH3COOH電離產(chǎn)生的c(H+)一定比HCN電離產(chǎn)生的c(H+)大
C. 25℃時,pH均為4的鹽酸和NH4I溶液中KW不相等
D. 2SO2+O22SO3達(dá)平衡后,改變某一條件時K不變,SO2的轉(zhuǎn)化率可能增大、減小或不變
【答案】D
【解析】
A.化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變,使用催化劑加快反應(yīng)速率,平衡不移動,化學(xué)平衡常數(shù)不變,故A錯誤;B.相同溫度下CH3COOH、HCN的電離度與起始濃度、同離子效應(yīng)等有關(guān),故B錯誤;C.水的離子積適用于酸、堿、鹽溶液,一定溫度下,水的離子積是常數(shù),25℃時,鹽酸和NH4I(aq)中KW相等,故C錯誤;D.改變壓強(qiáng)平衡發(fā)生移動,SO2的轉(zhuǎn)化率可能增大、減小,使用催化劑平衡不移動,故D正確;故選D。
20.在由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10–14mol/L的溶液中,一定可以大量共存的離子組是
A. K+、Ba2+、Cl–、NO3– B. Na+、Ca2+、I–、NO3–
C. NH4+、Al3+、Br–、SO42– D. K+、Na+、HCO3–、SO42–
【答案】A
【解析】
由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10–14mol/L,此溶液為酸或堿,A、在酸或堿中能大量共存,故A正確;B、NO3-在酸性溶液具有強(qiáng)氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,在酸中不能大量共存,在堿中Ca2+和Fe2+與OH-不能大量共存,故B錯誤;C、NH4+和Al3+在堿中不能大量共存,生成NH3·H2O和Al(OH)3,因此不能大量共存,故C錯誤;D、HCO3-既不能存在酸中,也不能存在于堿中,因此不能大量共存,故D錯誤。
21.用pH均為2的鹽酸和醋酸溶液,分別中和等體積、等物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液,當(dāng)氫氧化鈉恰好被完全中和時,消耗鹽酸和醋酸溶液的體積分別為V1和V2,則V1和V2的關(guān)系正確的是
A. V1>V2 B. V1<V2 C. V1=V2 D. V1≤V2
【答案】A
【解析】
試題分析:醋酸為弱酸,pH均為2的鹽酸和醋酸溶液,兩種溶液中H+離子濃度相等,則醋酸濃度大與鹽酸,設(shè)鹽酸的濃度為C1,醋酸的濃度為C2,則C1<C2,分別中和等體積、等物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液,當(dāng)氫氧化鈉恰好被完全中和時,消耗的兩種酸的物質(zhì)的量相等,則有:n=C1V1=C2V2,因C1<C2,所以:V1>V2,故選A。
考點:考查了酸堿混合的定性判斷的相關(guān)知識。
二.填空題(共 58 分)
22.(1)某溫度時,在 2 L 容器中 X、Y、Z 三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________
(2)甲烷作為能源燃燒放出大量的熱,已知①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)ΔH1=-1214kJ/mol,②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566 kJ/mol則表示甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為__________________
【答案】 (1). 3X+Y 2Z (2). CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ/mol
【解析】
【分析】
(1)本題可根據(jù)圖像提供的數(shù)據(jù)及曲線變化的趨勢知,X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物,再根據(jù)圖像計算用三種物質(zhì)分別表示的反應(yīng)速率,根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比寫出化學(xué)方程式;
(2)物質(zhì)的燃燒熱是指25℃,101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定產(chǎn)物所放出的熱量。1mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水和氣態(tài)二氧化碳所放出的熱量為甲烷的燃燒熱,根據(jù)題給方程式,利用蓋斯定律計算甲烷的燃燒熱。
【詳解】(1)由圖像提供的數(shù)據(jù)及曲線變化的趨勢知,X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物,且前2min的平均速率分別為:υ(X)=(1-0.7)mol/(2L×2min)=0.075mol.L-1.min-1;υ(Y)=(1-0.9)mol/(2L×2min)=0.025 mol.L-1.min-1;υ(Z)=0.2mol/(2L×2min)=0.05 mol.L-1.min-1;所以,反應(yīng)中X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為3∶1∶2,此即化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比,因而反應(yīng)式為 3X+Y 2Z;
(2)①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)ΔH1=-1214kJ/mol,②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566 kJ/mol,由蓋斯定律得①+②得,2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=ΔH1+△H2=-1780kJ/mol,所以甲烷的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ/mol。
【點睛】本題應(yīng)注意燃燒熱的概念,在25℃、101 kPa時,1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。定義要點:①規(guī)定在101 kPa壓強(qiáng),常溫25℃下測出熱量,因為壓強(qiáng)和溫度不定,反應(yīng)熱數(shù)值不相同;②規(guī)定可燃物物質(zhì)的量為1 mol;③規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物(水應(yīng)為液態(tài)水)所放出的熱量為標(biāo)準(zhǔn)。
23.當(dāng)溫度高于 500 K 時,科學(xué)家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇,這在節(jié)能減排、降低碳排放方面具有重大意義。
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________;其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________。
(2)在恒容密閉容器中,判斷上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。
a.體系壓強(qiáng)不再改變 b.H2的濃度不再改變 c.氣體的密度不隨時間改變 d.單位時間內(nèi)消耗 H2和 CO2的物質(zhì)的量之比為 3∶1
(3)已知:1 g 氫氣完全燃燒生成液態(tài)水,放出 143 kJ 熱量;23 g 乙醇完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳,放出 650 kJ 熱量,則氫氣和乙醇的燃燒熱的比值為________。(要求計算出數(shù)值)
(4)在一定壓強(qiáng)下,測得由 CO2制取 CH3CH2OH 的實驗數(shù)據(jù)中,起始投料比、溫度與 CO2的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析:
①降低溫度,平衡向________方向移動。
②在 700 K、起始投料比 n(H2)/n(CO2)=1.5 時,H2的轉(zhuǎn)化率為________。
③在 500 K、起始投料比n(H2)/n(CO2)=2 時, 達(dá)到平衡后 H2的濃度為a mol·L-1,則達(dá)到平衡時 CH3CH2OH 的濃度為________。
【答案】 (1). 2CO2 +6H2C2H5OH+3H2O (2). c(C2H5OH)·c3(H2O)/[c6(H2)·c2(CO2)] (3). ab (4). 0.22 (5). 正反應(yīng) (6). 40% (7). 1.5a mol/L
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)二氧化碳和氫氣在高于500K時合成了乙醇及原子守恒書寫化學(xué)方程式,化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積與各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積的比值解題;
(2)在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不變,由此衍生的一些物理量也不變,所有物質(zhì)均為氣體,故在恒容狀態(tài)下氣體的密度恒為定值,根據(jù)化學(xué)方程式可知,任何單位時間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比均為3:1,以此分析;
(3)根據(jù)在25℃,101kPa時,lmol某物質(zhì)完全燃燒時生成穩(wěn)定產(chǎn)物的反應(yīng)熱,稱為該物質(zhì)的燃燒熱,分別寫出氫氣和乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式,并進(jìn)行計算;
(4)①由圖可知,橫坐標(biāo)為投料比,縱坐標(biāo)為CO2的轉(zhuǎn)化率,曲線為等溫線,則相同投料比時溫度低對應(yīng)的CO2的轉(zhuǎn)化率大,以此分析①;②由圖可知,在700K,起始投料比n(H2)/n(CO2)=1.5時,二氧化碳轉(zhuǎn)化率為20%,令CO2、H2的起始物質(zhì)的量分別為1mol、1.5mol,轉(zhuǎn)化的二氧化碳為0.2mol,根據(jù)化學(xué)方程式可知轉(zhuǎn)化的氫氣為0.6mol,進(jìn)而計算H2的轉(zhuǎn)化率;③設(shè)起始時c(CO2)=xmol·L-1,則起始時c(H2)=2xmol·L-1,利用三段式分析解答。
【詳解】(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g);該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(C2H5OH)·c3(H2O)/[c6(H2)·c2(CO2)];
(2)a、該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的化學(xué)反應(yīng),當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再改變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a符合題意;
b、H2的濃度不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b符合題意;
c、由于在500K時,所有物質(zhì)均為氣體,故在恒容狀態(tài)下氣體的密度恒為定值,密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c不符合題意;
d、根據(jù)化學(xué)方程式可知,任何單位時間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比均為3:1,故d不符合題意;
綜上所述,本題應(yīng)選ab;
(3)由題給信息可分別寫出氫氣和乙醇燃燒熱表示的熱化學(xué)方程式:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol、CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1300kJ/mol,從而可求得氫氣和乙醇的燃燒熱的比值為286kJ/mol:1300kJ/mol=0.22;
(4)①由圖可知,橫坐標(biāo)為投料比,縱坐標(biāo)為CO2的轉(zhuǎn)化率,曲線為等溫線,則相同投料比時溫度低對應(yīng)的CO2的轉(zhuǎn)化率大,即降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動;
②由圖可知,在700K,起始投料比n(H2)/n(CO2)=1.5時,二氧化碳轉(zhuǎn)化率為20%,令CO2、H2的起始物質(zhì)的量分別為1mol、1.5mol,轉(zhuǎn)化的二氧化碳為1mol×20%=0.2mol,根據(jù)化學(xué)方程式可知轉(zhuǎn)化的氫氣為0.2mol×3=0.6mol,H2的轉(zhuǎn)化率為0.6mol÷1.5mol×100%=40%;
③設(shè)起始時c(CO2)=xmol·L-1,則起始時c(H2)=2xmol·L-1,有
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
起始(mol/L) x 2x 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x
平衡(mol/L) 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x
0.2x=a,得x=5a,平衡時c(CH3CH2OH)=0.3xmol·L-1=1.5amol·L-1。
24.現(xiàn)有反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g),達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時,B 的轉(zhuǎn)化率變大;當(dāng)減小壓強(qiáng)時,混合體系中 C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小,則:
(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為_________熱反應(yīng),且m+n_________p(填“>”“=”“<”)。
(2)減壓時,A 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________。(填“增大”“減小”或“不變”,下同)
(3)若加入 B(體積不變),則 B 的轉(zhuǎn)化率_________。
(4)若 B 是有色物質(zhì),A、C 均無色,則加入 C(體積不變)時混合物顏色_______
【答案】 (1). 放 (2). > (3). 增大 (4). 減小 (5). 變深
【解析】
【分析】
達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時,B的轉(zhuǎn)化率變大,說明溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)吸熱,當(dāng)減小壓強(qiáng)時,混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小,說明壓強(qiáng)減小平衡向逆反應(yīng)方向移動,則方程式中反應(yīng)物的氣體的化學(xué)計量數(shù)之和大于生成物氣體的化學(xué)計量數(shù)之和,根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響解答該題。
【詳解】(1)升高溫度時,B的轉(zhuǎn)化率變大,則升高溫度平衡正向移動,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),逆反應(yīng)為放熱反應(yīng);減小壓強(qiáng)時,混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小,則減小壓強(qiáng)平衡逆向移動,則m+n>p;
(2)減壓時,平衡逆向移動,則反應(yīng)物A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大;
(3)在反應(yīng)容器中加入一定量的B,反應(yīng)物B的濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,但B加入的多,而轉(zhuǎn)化的少,則B的轉(zhuǎn)化率反而減??;
(4)B是有色物質(zhì),A、C均無色,則加入C(體積不變)時,平衡逆向移動,B的濃度增大,則混合物顏色變深。
25.在 25mL 的氫氧化鈉溶液中逐滴加入 0.2 mol/ L 醋酸溶液,滴定曲線如圖所示。
(1)寫出氫氧化鈉溶液與醋酸溶液反應(yīng)的離子方程式___________________
(2)該氫氧化鈉溶液濃度為______________
(3)在B點,a____12.5mL(填“>”“<”或“=”)。若由體積相等的氫氧化鈉溶液和醋酸溶液混合恰好中性,則混合前c(NaOH)____c(CH3COOH),混合前酸中c(H+)和堿中c(OH-)的關(guān)系:c(H+)____c(OH-)(填“>”“<”或“=”)。
【答案】 (1). CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O (2). 0.1 (3). > (4). <
(5). <
【解析】
【分析】
(1)離子方程式書寫時應(yīng)注意醋酸和水均為弱電解質(zhì),寫成分子式的形式;
(2)觀察圖像可知,滴定之前氫氧化鈉溶液的pH,進(jìn)而可以計算氫氧化鈉的濃度;
(3)CH3COONa是強(qiáng)堿弱酸鹽,醋酸根離子會水解,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,據(jù)此解題。
【詳解】(1)氫氧化鈉與醋酸鈉為可溶性強(qiáng)電解質(zhì),可拆成離子形式,醋酸與水為弱電解質(zhì),應(yīng)寫成化學(xué)式形式,所以氫氧化鈉溶液與醋酸溶液反應(yīng)的離子方程式為:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O;
(2)滴定開始之前,溶液pH=13,c(OH-)=c(NaOH)=0.1mol/L;
(3)在B點,pH=7,因為生成的CH3COONa是強(qiáng)堿弱酸鹽,所以此時醋酸過量,即a>12.5mL;由體積相等的NaOH和CH3COOH溶液混合,若濃度相同,則溶液顯堿性,現(xiàn)混合溶液呈中性,則酸的濃度大,即c(NaOH)<c(CH3COOH);混合前堿完全電離,而酸不能完全電離,則混合前酸中c(H+)和堿中c(OH-)的關(guān)系為c(H+)<c(OH-)。
26.研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要。
(1)NO2可用水來吸收,相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:______________________
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-196.6kJ/mol;2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH=-113.0kJ/mol,則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)的ΔH=______kJ/mol。
【答案】 (1). 3NO2+H2O=2HNO3+NO (2). -41.8
【解析】
【分析】
本題可利用蓋斯定律進(jìn)行解題,蓋斯定律:蓋斯定律若一反應(yīng)為二個反應(yīng)式的代數(shù)和時,其反應(yīng)熱為此二反應(yīng)熱的代數(shù)和。也可表達(dá)為在條件不變的情況下,化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與起始和終了狀態(tài)有關(guān),與反應(yīng)的途徑無關(guān)。
【詳解】(1)二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和NO氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)已知①2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-196.6kJ/mol;②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH=-113.0kJ/mol,利用蓋斯定律將①×1/2-①×1/2得NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)的ΔH=1/2×(-196.6kJ/mol)-1/2×(-113.0kJ/mol)= -41.8kJ/mol。
27.草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生如下反應(yīng):MnO4—+H2C2O4+H+→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。用4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液與2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液,研究不同條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。改變的條件如下:
(1)寫出該反應(yīng)的離子方程式______________________,該反應(yīng)中每生成1molCO2 轉(zhuǎn)移電子數(shù)為________ 。
(2)如果研究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,使用實驗_______和________(用I~IV表示,下同);如果研究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,使用實驗________和_________。
(3)對比實驗I和IV,可以研究________對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實驗IV中加入1 mL蒸餾水的目的是______________________。
【答案】 (1). 2MnO4—+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O (2). NA (3). Ⅰ (4). Ⅱ (5). Ⅰ (6). Ⅲ (7). 硫酸的濃度或氫離子濃度 (8). 確保溶液總體積不變
【解析】
【分析】
(1)氧化還原反應(yīng)可根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行配平;
(2)探究反應(yīng)物濃度、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響,需在其它條件相同的條件下設(shè)置對比實驗;
(3)對比實驗I和IV,根據(jù)兩個實驗中硫酸的量不同分析實驗?zāi)康?;對比實驗中,必須確保溶液總體積相同。
【詳解】(1)反應(yīng)中MnO4—中Mn由+7價降為+2價,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),H2C2O4中C由+3價升為+4價,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知,MnO4—與H2C2O4化學(xué)計量數(shù)之比為2:5,再根據(jù)原子守恒和電荷守恒配平方程式,2MnO4—+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,因此該反應(yīng)中每生成1molCO2 轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1mol電子,即NA個電子。
(2)由實驗?zāi)康目梢灾溃骄糠磻?yīng)物濃度、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響,需在相同的條件下對比實驗;同濃度溶液,在相同溫度下進(jìn)行反應(yīng),Ⅰ無催化劑,,Ⅱ有催化劑,Ⅰ、Ⅱ是研究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;如果研究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則除了溫度不同外,其它條件必須完全相同,所以Ⅰ和Ⅲ是探究溫度對反應(yīng)速率的影響;
(3)對比實驗I和IV,10%硫酸的體積不同,說明兩組實驗中的反應(yīng)物的濃度不同,所以探究的是反應(yīng)物硫酸(或氫離子)的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;
對比實驗I和IV,IV中只加入1mL10%硫酸,與I中加入的溶液總體積不相等,實驗IV中需要加入1mL蒸餾水,確保反應(yīng)溶液的總體積相同。
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