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- 2021-07-08 发布
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p+q C. 正反应放热:m+n>p+q D. 正反应放热:m+n
0,不改变其他条件的情况下,下列叙述正确的是( )
A. 加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变
B. 升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大
C. 增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低
D. 若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2的浓度将减小
【答案】B
【解析】
【分析】A. 加入催化剂,反应速率加快,反应的活化能降低;
B. 升高温度,反应速率加快,平衡向吸热的方向移动;
C. 增大压强,平衡向体积缩小的方向移动;
D. 增大生成物浓度,平衡移向移动。
【详解】A.加入催化剂,反应途径将发生改变,但根据盖斯定律反应的始态和终态不变,反应的ΔH不会改变,A项错误;
B.升高温度,正逆反应速率都增大,平衡向吸热反应方向移动,所以平衡正向移动,H2S分解率增大,B项正确;
C.该反应随反应进行气体分子数增多,增大压强,化学平衡逆向移动,由于正反应吸热,所以平衡逆向移动体系温度升高,C项错误;
D.恒容体系中充入H2平衡逆向移动,但平衡移动的趋势是很微弱的,只能减弱这种改变,不能抵消这种改变,因此再次平衡时H2的浓度比原来的大,D项错误;
答案选B。
15.对于可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),当反应过程中其他条件不变时,C的质量分数(c%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数将增大
B. 达到平衡后,增加A的量有利于化学平衡向正方向移动
C. 化学方程式中n>e+f
D. 达到平衡后,若升高温度,化学平衡向逆方向移动
【答案】D
【解析】
【分析】由左图可知,根据先拐先平衡,条件高,则温度升高C的百分含量降低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应为放热反应,同理由右图可以看出增大压强,C的百分含量降低,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,则应有n<e+f。
【详解】由左图可知,根据先拐先平衡,条件高,则温度升高C的百分含量降低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应为放热反应,同理由右图可以看出增大压强,C的百分含量降低,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,则应有n<e+f;
A.达到平衡后,加入催化剂不会影响化学平衡的移动,C的百分含量不变,故A错误;
B.达到平衡后,A是固体,不影响平衡移动,所以增加A的量平衡不移动,故B错误;
C.压强增大,C%含量降低,说明平衡逆向进行,正反应是气体体积增大的反应,n<e+f,故C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,达到平衡后,若升温,平衡向逆方向移动,故D正确;
故答案为D。
16.在密闭容器中的一定量A、B混合气体发生反应:aA(g)+bB(g) cC(g)。平衡时测得A的浓度为0.5mol/L;保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再次达到平衡时,测得A的浓度为0.28mol/L。下列有关判断正确的是( )
A. a+b=c B. 该变化使平衡正向移动
C. B的转化率降低 D. C的体积分数增大
【答案】C
【解析】
【分析】反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)平衡时测得A的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,B的浓度为0.25mol/L,而再达平衡时,测得A的浓度为0.28mol/L,则说明体积增大(压强减小)化学平衡逆向移动。
【详解】A.减小压强平衡向气体体积增大的方向移动,平衡逆向移动,所以a+b>c,故A错误;
B.平衡逆向移动,故B错误;
C.平衡逆向移动,B的转化率降低,故C正确;
D.平衡逆向移动,C的体积分数减小,故D错误;
故答案为C。
17.下列有关平衡常数的说法中,正确的是 ( )
A. 改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大
B. 反应2NO2(g)N2O4(g) △H <0,升高温度该反应平衡常数增大
C. 对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等
D. CO2+H2 CO+H2O的平衡常数表达式为K==
【答案】D
【解析】
【详解】A、改变压强平衡可以正向进行,反应物转化率增大,但平衡常数不变,平衡常数只随温度变化,选项A错误;B、反应是放热反应,升温平衡向吸热反应方向进行,所以平衡逆向进行,平衡常数减小,选项B错误;C、对于给定可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数,选项C错误;D、平衡常数是生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积,则CO2+H2CO+H2O的平衡常数表达式为K==,选项D正确;答案选D。
18.已知下列热化学方程式:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ/mol
(2)C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol
则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)= CH3COOH(l)的焓变为( ).
A. -488.3 kJ/mol B. -244.15 kJ/mol
C. 488.3 kJ/mol D. 244.15 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【详解】由盖斯定律可知,(2)×2+(3)×2-(1)可得热化学方程式2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH(l),则ΔH=2ΔH2+2ΔH3-ΔH1=2×(-393.5kJ/mol)+2×(-285.8kJ/mol)-(-870.3kJ/mol)=-488.3KJ/mol,故选A。
19.在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表:
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
下列说法不正确的是( )
A. 上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B. 在25 ℃时,反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
C. 在80 ℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v正>v逆
D. 在80 ℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1
【答案】C
【解析】
【详解】A、由表格数据可知,随着温度的升高,化学平衡常数降低,说明反应向逆反应反响进行,根据勒夏特列原理,正反应方向是放热反应,故说法正确;
B、此反应的化学平衡常数应是上述反应平衡常数的倒数,即1/5×104=2×10-5,故说法正确;
C、在80 ℃时,K=2,此时的浓度商为0.5/0.54=8>2,说明反应向逆反应方向进行,即v正 ①
B. 的平衡转化率:②>①
C. 平衡时,①中
D. ①中的平衡转化率为40%
【答案】D
【解析】
【分析】A.浓度增大,反应速率加快;
B. 增加H2,H2自身转化率会减小,转化率会增大;
C和D.根据三段式和平衡常数可以解答。
【详解】A. 反应开始时,②中起始浓度较大,所以反应速率:②>①,A项正确;
B. ②相当于在①基础上加0.1 H2,增加H2,转化率会增大,所以的平衡转化率:②>①,B项正确;
C.设平衡时,H2浓度变化量为X,
利用三段式:
起始浓度() 0.1 0.1 0 0
变化浓度() X X X X
平衡浓度() 0.1- X 0.1- X X X
K==,
则=,X=0.06。
则平衡时,①中,C项正确;
D. 由C项分析,①中的平衡转化率为 100%=60%,D项错误;
答案选D。
二、填空题(每空2分)
26.(1)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂,已知:16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l),放出310.6kJ的热量;2H2O2(l)=O2(g)+2H2O(l) ΔH=-196.4kJ·mol-1。反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)的ΔH=__kJ·mol-1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为__。
(2)已知拆开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量,拆开1mol氧气中的化学键需要消耗498kJ能量,根据下面的能量图,回答下列问题::
分别写出①、②的数值:①__kJ;②__kJ。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式__。
(4)实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。该装置有两处明显的错误,其中一处是缺少一种玻璃仪器,该仪器的名称为__;实验室提供了0.50mol·L-1和0.55mol·L-1两种浓度的NaOH溶液,应选择__mol·L-1的NaOH溶液进行实验。
【答案】(1). −621.2 (2). N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H=−817.6kJ⋅mol−1 (3). 1370 (4). 1852 (5). CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-549.8kJ·mol-1 (6). 环形玻璃搅拌棒 (7). 0.55
【解析】
【分析】先写出液态联氨燃烧的热化学方程式,然后根据盖斯定律来解答;根据断开化学键吸收能量,形成化学键释放能量分析解答;根据燃烧热的概念及盖斯定律计算书写热化学方程式;根据量热计的构造及原理分析解答。
【详解】(1)16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l),放出310.6kJ的热量,热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l),△H=−621.2kJ⋅mol−1 ①;2H2O2(l)=O2(g)+2H2O(l) ΔH=-196.4kJ·mol-1 ②;根据盖斯定律,①+②得:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H=−817.6kJ⋅mol−1,故答案为:−621.2;N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H=−817.6kJ⋅mol−1;
(2)如图所示,断开2mol氢气、1mol氧气中化学键需要吸收的能量为:436kJ×2+498kJ=1370kJ,形成2mol水释放的能量为:1370kJ+482kJ=1852kJ,故答案为:1370;1852;
(3)甲醇燃烧热是指1mol甲醇完全反应生成气态二氧化碳和液态水时放出的热量,根据盖斯定律①×1/2-②×2得:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=(-1275.6kJ·mol-1)×1/2-(+44.0kJ·mol-1)×2=-549.8kJ·mol-1,故答案为:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-549.8kJ·mol-1;
(4)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;实验室提供了0.50mol⋅L−1和0.55mol⋅L−1两种浓度的NaOH溶液,为了使反应充分,NaOH应过量,所以选择0.55mol⋅L−1的溶液进行实验,故答案为:环形玻璃搅拌棒;0.55。
27.化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义。
(1)机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H >0。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点可能的原因___________、_____________。
(2)由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及到的步骤为:
TiO2TiCl4Ti
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g); DH=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g); DH=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g); DH=+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的DH=________________。
(3)氯气在298K、100kPa时,在1L水中可溶解0.09mol,实验测得溶于水的Cl2约有1/3与水反应。该反应的化学方程式为______,在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,溶液中Cl—浓度_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)一定条件下,Fe3+和I—在水溶液中的反应是2I—+2Fe3+I2+2Fe2+,当反应达到平衡后,加入CCl4充分振荡,且温度不变,上述平衡向_______(选填“正反应”或“逆反应”)方向移动。请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案_____。
(5)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
已知:ⅰ.此条件下反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅰⅰ.
①写出此条件下,反应A的热化学方程式___________。
②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为__________kJ。
【答案】 (1). 温度升高,反应速率加快 (2). 温度升高,有利于平衡反应正向进行 (3). -80 kJ·mol-1 (4). Cl2+H2O HCl + HClO (5). 增大 (6). 正反应 (7). 加入少许铁粉或加入少许碘(其他合理设计也可) (8). 4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 (9). 31.9
【解析】
【分析】(1)可以从速率和平衡两个角度进行分析;
(2)利用盖斯定律解决问题;
(3)反应为可逆反应,利用勒夏特立原理分析离子浓度的变化;
(4)利用勒夏特列原理分析;
(5)利用ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能进行计算。
【详解】(1)两个方面考虑: ①温度越高,化学反应速率越快②由于正反应为吸热反应,温度越高越有利于平衡正向移动;
答案: 温度升高,反应速率加快 温度升高,有利于平衡反应正向进行
(2)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g); DH=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g); DH=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g); DH=+141 kJ·mol-1
根据盖斯定律①×2-②+③可得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的DH=-80 kJ·mol-1答案: -80 kJ·mol-1
(3)根据题意可知氯气与水的反应为可逆反应,离子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,H++OH-=H2O,生成物浓度减小,平衡正向移动,溶液中Cl—浓度增大;答案: Cl2+H2OHCl + HClO 增大
(4)Fe3+和I—在水溶液中的反应是2I—+2Fe3+I2+2Fe2+,当反应达到平衡后,加入CCl4充分振荡,CCl4可以萃取碘单质到有机层,溶液中生成物浓度减小,平衡向正反应方向移动;根据勒夏特立原理,可以采用增大生成物浓度(如加入少许碘)或者减小反应物浓度(如加入少许铁粉,铁可以把+3价的铁离子还原为+2价的亚铁离子),使平衡逆向移动;
答案:正反应 加入少许铁粉或加入少许碘
(5)①依据反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应的热化学方程式为:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol;
②依据ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能计算:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol
4×H-Cl+498-(243×2+4×H-O)=-115.6,得到4×H-O-4×H-Cl=498-486+115.6=127.6
(H-O)-(H-Cl)=31.9答案:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 31.9
28.Ⅰ.氢气用于工业合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g);ΔH = -92.2 kJ·mol-1。一定温度下,在容积恒定密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如下图所示,其中t5 ﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是
t5 ___________________。t7___________________。
Ⅱ.已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g), 其平衡常数为K1;
化学反应②:Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2。
在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度
K1
K2
973K
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
(1)1173K时,若c(CO2)=2mol/L,c(CO) =5mol/L,则此时反应①平衡向__________(填“正”或“逆”)反应方向移动。
(2)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),写出该反应的平衡常数K3的表达式:K3=_______________________(用K1 、 K2表示)。据此关系式及上表数据,能推断出反应③是______(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③
在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施是______(填写序号)。
A.缩小反应容器容积 B.扩大反应容器容积 C.降低温度
D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.设法减少CO的量
能判断反应③已达平衡状态的是_______________________________。
A.恒容容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.(H2)==(H2O) D.c(CO2)==c(CO)
(3)723K时,0.2molCO2和0.1molH2通入抽空的1L恒容密闭容器中,发生反应③,达到平衡后水的物质的量分数为0.1。则H2的转化率α(H2)=___________%。723K该反应的平衡常数为K=________________。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1). t5 减少NH3浓度 (2). t7 降低温度 (3). 逆 (4). K3= (5). 吸热 (6). DF (7). BC (8). 30% (9). 0.076
【解析】
【分析】I.根据图像中正逆反应速率的变化确定移动方向;
II.(1)根据Qc与K1的关系确定平衡移动方向;
(2)根据方程式确定K3=;计算K3,确定正反应为吸热反应;
(3)根据方程式列出关系进行计算。
【详解】I. t5时,正反应速率未变,逆反应速率减小,则改变外界条件为减小生成物的浓度;t7时,正逆反应速率均减小,且反应正向进行,若为减小压强,体积增大平衡逆向移动,与题意不符,若为降低温度,平衡向放热的方向移动,已知正反应为放热,则正向移动,符合题意;
II.(1)1173K时,Qc= c(CO)/c(CO2)=5/2=2.5> K1=2.15,则平衡逆反应方向移动;
(2)根据方程式,K3=,K1= ,K2=,则K3=;973K时,K3=1.47/2.38=0.62,1173K时,K3=2.15/1.67=1.29,升高温度,K值增大,平衡正向移动,则正反应为吸热反应;
A.可逆号两边气体计量数相同,缩小反应容器容积,平衡不移动,与题意不符,A错误;
B.可逆号两边气体计量数相同,扩大反应容器容积,平衡不移动,与题意不符,B错误;
C.反应为吸热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,平衡向放热的方向移动,即逆反应方向,与题意不符,C错误;
D.反应为吸热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向吸热的方向移动,即正反应方向,符合题意,D正确;
E.使用合适的催化剂,可提高反应速率,对化学平衡无影响,与题意不符,E错误;
F.设法减少CO的量,CO为生成物,则平衡正向移动,符合题意,F正确;
答案为DF;
A.可逆号两边气体计量数相等,反应自始至终,容器内的气体物质的量一直未变,容积为恒容,则恒容容器中压强一直不变,压强不能作为判断是否平衡的依据,A错误;
B.反应达到平衡状态时,体系中各气体的浓度不再改变,混合气体中c(CO)不变时,达到平衡状态,B正确;
C.(H2)、(H2O) 反应方向相反,物质的量之比等于计量数之比,则可判断达到平衡状态,C正确;
D.c(CO2)==c(CO)时,不能判断是否达到平衡状态,D错误;
答案为BC;
(3)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
初始:0.2 0.1
反应:x x x x
平衡:0.2-x 0.1-x x x
x/(0.2-x+0.1-x+x+x)=0.1,则x=0.03mol,α(H2)=×100%=30%;723K时,c(CO2)=0.17mol/L,c(H2)=0.07mol/L,c(CO)=0.03mol/L,c(H2O)=0.03mol/L,K==0.076。