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- 2021-08-06 发布
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2016-2017学年陕西省咸阳市兴平市秦岭中学高二(上)期中化学试卷
一、选择题(每小题3分,每小题只有1个选项符合题意,共48分)
1.下列各图所表示的反应是吸热反应的是( )
A. B. C. D.
2.已知:①能量越低的物质就越稳定;②白磷转化成红磷是放热反应.据此,下列判断或说法中正确的是( )
A.在相同条件下,红磷比白磷稳定
B.在相同的条件下,白磷比红磷稳定
C.红磷和白磷的结构相同
D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
3.对于A2+3B2⇌2AB3反应来说,以下反应速率表示反应最快的是( )
A.v(AB3)=0.5 mol/(L•min) B.v(B2)=0.6 mol/(L•min)
C.v(A2)=0.4 mol/(L•min) D.无法判断
4.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明下述反应:A(g)+2B(g)⇌C(g)+2D(g)已达到平衡状态( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.各气体的物质的量 D.气体的总物质的量
5.下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能实现
6.某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)⇌2Z(g);△H<0.如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量.下列说法中正确的是( )
A.t5时增大了压强
B.t3时降低了温度
C.t2时加入了催化剂
D.t4~t5时间内转化率一定最低
7.下列热化学方程式中△H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=﹣184.6kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=﹣802.3kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=﹣571.6kJ/mol
D.CO(g)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣283kJ/mol
8.已知:298K时,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g);△H=﹣Q1 KJ/mol,在相同温度下,向密闭容器中通入2molSO2和1molO2,达到平衡时放出热量Q2KJ,则下列关系式正确的是( )
A.无法比较 B.Q1<Q2 C.Q1=Q2 D.Q1>Q2
9.可逆反应2NO2(红棕色)⇌2NO(无色)+O2在恒容密闭容器中反应,可以作为达到平衡状态的标志是( )
①单位时问内生成n mo1O2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成n molO2的同时生成2nmolNO
③混合气体的颜色不再改变
④混合气体的密度不再改变的状态
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A.①③④ B.①③⑤ C.②④⑤ D.①②③④⑤
10.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:下列说法错误的是( )
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol•L﹣1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol•L﹣1
0.05
0.05
0.1
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.改变温度可以改变此反应的平衡常数
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.反应可表示为X+3Y⇌2Z,其平衡常数为1600
11.下列关于平衡常数K的说法中,正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C.平衡常数K只与温度有关,与反应浓度、压强无关
D.从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
12.反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H>0.下列反应条件有利于生成C的是( )
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、高压 D.高温、低压
13.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
14.反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A.适当增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,升高温度
D.压强不变充入N2使容器体积增大
15.一定量的锌粉和6mol•L﹣1的过量的盐酸反应,当向其中加入少量的下列物质时,既能加快反应速率,又不影响生成氢气总量的是( )
①CuO ②铜粉 ③铁粉 ④浓盐酸.
A.①② B.③④ C.②④ D.①②④
16.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:下列描述正确的是( )
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L•s)
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)⇌Z(g)
D.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
二、非选择题(3小题,共32分)
17.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化.这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热.由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等.
(1)下列△H表示物质燃烧热的是 ;表示物质中和热的是 (填序号).
A.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1
B.C(s)+O2(g)═CO(g)△H2
C.CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H3
D.C(s)+O2(g)═CO2(g)△H4
E.C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H6
G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)═Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H7
H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)═CH3COONa(aq)+H2O(l)△H8
(2)已知下列反应的焓变
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=﹣870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=﹣393.5kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=﹣285.8kJ/mol
试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的焓变△H= kJ/mol.
(3)实验测得1mol氢气在氧气中充分燃烧生成液态水时释放出285.8kJ的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式 .
18.化学反应过程中一定伴随着能量变化,某同学通过如下实验进行探究.
Ⅰ.探究化学反应中的能量变化.通过如图1实验测出,烧杯中的温度降低.
(1)Ba(OH)2•8H2O跟NH4Cl反应的化学方程式: .
(2)从反应热的角度分析,该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应;从氧化还原角度分析,该反应属于 (填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应;从基本反应类型上分析,该反应属于 反应.
Ⅱ.测定稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热(实验装置如图2所示).
(1)图中尚缺少的一种仪器是 .
(2)实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是 .
a.上下运动 b.左右运动
c.顺时针运动 d.逆时针运动
(3)写出反应的热化学方程式为 (中和热为57.3kJ•mol﹣1).
(4)该同学每次分别取0.50mol•L﹣1 50mL NaOH溶液和0.50mol•L﹣130mL硫酸进行实验,通过多次实验测定中和热△H=﹣53.5kJ•mol﹣1,与57.3kJ•mol﹣1有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母).
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度.
19.由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引用了各界的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),该反应的能量变化如图所示:
(1)上述反应平衡常数K的表达式为 ,温度降低,平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”).
(2)在体积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如表所示.从反应开始到5min末,用CO2浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)= .
t/min
0
2
5
10
15
n(CO2)/mol
1
0.75
0.5
0.25
0.25
(3)下列条件能使上述反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 (填写序号字母)
A.及时分离出CH3OH气体 B.适当升高温度
C.保持容器的容积不变,再充入1mol CO2和3mol H2D.选择高效催化剂.
三.计算题(2小题,共20分)
20.汽车尾气无害化处理的反应为:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g).已知298K、101kPa下,该反应△H=﹣113.0kJ/mol,△S=﹣143.5J/mol•K,通过计算判断该反应的能否自发发生?
21.在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.0080mol/L.
(1)求该反应的平衡常数.
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol,试求达到平衡状态时,各物质的浓度.
2016-2017学年陕西省咸阳市兴平市秦岭中学高二(上)期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,每小题只有1个选项符合题意,共48分)
1.下列各图所表示的反应是吸热反应的是( )
A. B. C. D.
【考点】吸热反应和放热反应;化学反应中能量转化的原因.
【分析】根据反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小来判断.
【解答】解:若反应物的总能量>生成物的总能量,则反应为放热反应,若反应物的总能量<生成物的总能量,则反应为吸热热反应.故选:A.
2.已知:①能量越低的物质就越稳定;②白磷转化成红磷是放热反应.据此,下列判断或说法中正确的是( )
A.在相同条件下,红磷比白磷稳定
B.在相同的条件下,白磷比红磷稳定
C.红磷和白磷的结构相同
D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
【考点】化学反应中能量转化的原因;吸热反应和放热反应.
【分析】根据能量越低的物质就越稳定,白磷转化成红磷是放热反应,故红磷的能量低,红磷稳定.
【解答】解:A.白磷转化成红磷是放热反应,故红磷的能量低,红磷稳定,故A正确;
B.红磷的能量低,红磷稳定,故B错误;
C.红磷和白磷的结构不同,故C错误;
D.红磷不容易发生自燃而白磷容易自燃,故D错误.
故选A.
3.对于A2+3B2⇌2AB3反应来说,以下反应速率表示反应最快的是( )
A.v(AB3)=0.5 mol/(L•min) B.v(B2)=0.6 mol/(L•min)
C.v(A2)=0.4 mol/(L•min) D.无法判断
【考点】反应速率的定量表示方法.
【分析】先把单位统一成相同单位,再利用化学反应速率之比等于化学计量数之比,转化为用同种物质表示的反应速率进行比较.
【解答】解:根据反应A2+3B2⇌2AB3,可以选B2为参照,
A、v(AB3)=0.5mol/(L•min),化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(B2)=V(A2)=×0.5mol/(L•min)=0.75mol/(L•min);
B、V(B2)=0.6mol/(L•min);
C、v(A2)=0.4mol/(L•min),化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(B2)=3V(A2)═3×0.4mol/(L•s)=1.2mol/(L•min);
所以最快的是C,
故选C.
4.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明下述反应:A(g)+2B(g)⇌C(g)+2D(g)已达到平衡状态( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.各气体的物质的量 D.气体的总物质的量
【考点】化学平衡状态的判断.
【分析】反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断.
【解答】解:A.该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,无论反应是否达到平衡状态,容器中气体的压强始终不变,所以不能证明达到了平衡状态,故A错误;
B.根据质量守恒定律知,反应前后混合物的质量始终不变,容器的体积不变,所以容器内气体的密度始终不变,所以不能证明达到平衡状态,故B错误;
C.反应到达平衡状态时,平衡时各物质的浓度不变,则各气体的物质的量不变,所以能证明达到平衡状态,故C正确;
D.反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,无论反应是否达到平衡状态,气体的总物质的量始终不变,所以不能证明达到平衡状态,故D错误;
故选C.
5.下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能实现
【考点】焓变和熵变.
【分析】A、反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0;
B、反应是否自发进行有反应的焓变熵变温度共同决定;
C、△H﹣T△S<0判断;
D、非自发反应在特定条件下也能实现.
【解答】解:解:A、反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0;放热反应不一定是自发的,吸热反应也不一定是非自发的,故A错误;
B、反应是否自发进行有反应的焓变熵变温度共同决定,自发反应不一定是熵增大,非自发反应不一定是熵减小或不变,故B错误;
C、熵增加且放热的反应,即△H<0,△S>0,△H﹣T△S<0,任何温度下都能自发进行,故C正确;
D、反应是否自发进行有反应的焓变、熵变、温度共同决定;非自发过程,改变温度可能变为自发过程,如焓变大于0,熵变大于0的反应低温可以是非自发进行的反应,高温下可以自发进行,所以非自发反应在特定条件下也能实现,故D错误;
故选:C.
6.某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)⇌2Z(g);△H<0.如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量.下列说法中正确的是( )
A.t5时增大了压强
B.t3时降低了温度
C.t2时加入了催化剂
D.t4~t5时间内转化率一定最低
【考点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素.
【分析】由图可知,t2时刻,改变条件,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动.该反应正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,不可能是改变压强,故改变条件为使用催化剂;
t3时刻,改变体积,正、逆反应速率降低,且正反应速率降低更多,平衡向逆反应移动.该反应正反应是放热反应,温度降低,平衡向正反应移动,故不可能为降低温度,该反应正反应是气体体积减小的反应,减小压强平衡向逆反应移动,故改变条件为减小压强;
t5时刻,改变条件,正、逆反应速率都增大,且逆反应速率增大更多,平衡向逆反应移动.该反应正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,不可能是改变压强,该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,故改变条件为升高温度.
【解答】解:由图可知,t2时刻,改变条件,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动.该反应正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,不可能是改变压强,故改变条件为使用催化剂;
t3时刻,改变体积,正、逆反应速率降低,且正反应速率降低更多,平衡向逆反应移动.该反应正反应是放热反应,温度降低,平衡向正反应移动,故不可能为降低温度,该反应正反应是气体体积减小的反应,减小压强平衡向逆反应移动,故改变条件为减小压强;
t5时刻,改变条件,正、逆反应速率都增大,且逆反应速率增大更多,平衡向逆反应移动.该反应正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,不可能是改变压强,该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,故改变条件为升高温度.
A.由上述分析可知,t5时刻,改变条件是升高温度,故A错误;
B.由上述分析可知,t3时刻,改变条件是降低压强,故B错误;
C.由上述分析可知,t2时刻,使用催化剂,故C正确;
D.t4~t5时间内为平衡状态,转化率不变,故D错误.
故选C.
7.下列热化学方程式中△H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=﹣184.6kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=﹣802.3kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=﹣571.6kJ/mol
D.CO(g)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣283kJ/mol
【考点】燃烧热.
【分析】从燃烧热的定义分析,燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量.
【解答】解:A、氢气与氯气反应不是与氧气反应,燃烧热是指与氧气反应,热化学方程式中△H不等于燃烧热,故A错误;
B、燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,故B错误;
C、热化学方程式中H2的物质的量不为1mol,热化学方程式中△H不等于燃烧热,故C错误;
D、符合燃烧热的定义,热化学方程式中△H代表燃烧热,故D正确.
故选D.
8.已知:298K时,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g);△H=﹣Q1 KJ/mol,在相同温度下,向密闭容器中通入2molSO2和1molO2,达到平衡时放出热量Q2KJ,则下列关系式正确的是( )
A.无法比较 B.Q1<Q2 C.Q1=Q2 D.Q1>Q2
【考点】反应热和焓变.
【分析】2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 在上述条件下2mol SO2和1molO2完全反应生成2molSO3气体放出热量为Q1kJ,再结合可逆反应中反应物不能完全反应,据此解答.
【解答】解:一定温度时:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g);在上述条件下2mol SO2和1molO2,完全反应生成2molSO3气体放出热量为Q1kJ,可逆反应中反应物不能完全反应,故向密闭容器中通入2molSO2和1molO2,参加反应是二氧化硫的物质的量小于2mol,故平衡时放出的热量小于Q1kJ,
所以Q<197 kJ
故选B.
9.可逆反应2NO2(红棕色)⇌2NO(无色)+O2在恒容密闭容器中反应,可以作为达到平衡状态的标志是( )
①单位时问内生成n mo1O2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成n molO2的同时生成2nmolNO
③混合气体的颜色不再改变
④混合气体的密度不再改变的状态
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A.①③④ B.①③⑤ C.②④⑤ D.①②③④⑤
【考点】化学平衡状态的判断.
【分析】①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n molNO2,因此v正=v逆;
②在任何时候,反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达到平衡状态;
③混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变;
④在任何时候,混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以混合气体的密度不变,不能说明达到平衡状态;
⑤反应前后气体的物质的量不同,混合气体质量不变.
【解答】解:①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n molNO2,说明反应v正=v逆,达到平衡状态,故①正确;
②无论反应是否达到平衡状态,反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达到平衡状态,故②错误;
③混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变,达到平衡状态,故③正确;
④无论反应是否达到平衡状态,混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以混合气体的密度不变,不能说明达到平衡状态,故④错误;
⑤混合气体的平均相对分子质量=,混合气体质量不变,反应前后气体的物质的量不同,所以平均相对分子质量不变,说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故⑤正确;
故选B.
10.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:下列说法错误的是( )
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol•L﹣1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol•L﹣1
0.05
0.05
0.1
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.改变温度可以改变此反应的平衡常数
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.反应可表示为X+3Y⇌2Z,其平衡常数为1600
【考点】化学平衡的计算.
【分析】A.X的转化率=×100%;
B.平衡常数只受温度影响,温度变化,平衡常数也发生变化;
C.平衡常数只受温度影响;
D.X、Y浓度减小,为反应物,Z的浓度增大,为生成物,且最终X、Y浓度不为0,说明为可逆反应,X、Y、Z化学计量数之比为(0.1﹣0.05)mol/L:(0.2﹣0.05)mol/L:0.1mol/L=1:3:2,反应可表示为X+3Y⇌2Z,平衡常数K=.
【解答】解:A.反应达到平衡时,X的转化率为=50%,故A正确;
B.平衡常数只受温度的影响,温度改变时,化学平衡常数一定变化,故B正确;
C.平衡常数只受温度的影响,压强改变平衡常数不变,故C错误;
D.X、Y浓度减小,为反应物,Z的浓度增大,为生成物,且最终X、Y浓度不为0,说明为可逆反应,X、Y、Z化学计量数之比为(0.1﹣0.05)mol/L:(0.2﹣0.05)mol/L:0.1mol/L=1:3:2,则反应的方程式为X+3Y⇌2Z,平衡常数K===1600,故D正确;
故选C.
11.下列关于平衡常数K的说法中,正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C.平衡常数K只与温度有关,与反应浓度、压强无关
D.从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
【考点】化学平衡常数的含义.
【分析】化学平衡常数只受温度影响,与浓度、压强无关,平衡常数越大,反应进行的程度越大,可逆程度越小.
【解答】解:A、化学平衡常数受温度影响,温度变化,化学平衡常数发生变化,故A错误;
B、浓度不影响化学平衡常数,故B错误;
C、平衡常数K只与温度有关,反应浓度、压强不影响化学平衡常数,故C正确;
D、平衡常数越大,反应进行的程度越大,可逆程度越小,平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度,故D错误;
故选C.
12.反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H>0.下列反应条件有利于生成C的是( )
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、高压 D.高温、低压
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】该反应是气体体积减小、吸热的可逆反应,要使该反应向正反应方向移动,可采取加压、升高温度、减小C的浓度、增加反应物的浓度的方法.
【解答】解:该反应是气体体积减小、吸热的可逆反应,要使该反应向正反应方向移动,可采取加压、升高温度、减小C的浓度、增加反应物的浓度的方法.
故选C.
13.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,勒沙特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用勒沙特列原理解释.
【解答】解:A、汽水瓶中存在平衡H2CO3⇌H2O+CO2,打开汽水瓶时,压强降低,平衡向生成二氧化碳方向移动,可以用勒夏特列原理解释,故A正确;
B、钢铁在潮湿的空气中容易生锈,主要发生电化学腐蚀,不能用勒夏特列原理解释,故B错误;
C、氯化钠在溶液中完全电离,所以饱和食盐水中含有大量的氯离子,氯气溶于水的反应是一个可逆反应,Cl2+H2O⇌HClO+H++Cl﹣,由于饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,可以勒夏特列原理解释,故C正确;
D、工业上生产硫酸存在平衡2SO2+O2⇌2SO3,使用过量的空气,增大氧气的浓度,平衡向正反应移动,可以提高二氧化硫的利用率,能用勒夏特列原理解释,故D正确;
故选B.
14.反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A.适当增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,升高温度
D.压强不变充入N2使容器体积增大
【考点】化学反应速率的影响因素.
【分析】对应反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),有气体参加和生成,则温度、压强都能对化学反应速率产生影响,以此来解答.
【解答】解:A、碳为纯固体,改变其用量,对化学反应速率无影响,故A选;
B、将容器的体积缩小一半,相当于压强增大,则反应速率加快,故B不选;
C、保持体积不变,升高温度,则反应速率加快,故C不选;
D、压强不变充入N2使容器体积增大,则相当于反应体系的压强减小,反应速率减小,故D不选;
故选A.
15.一定量的锌粉和6mol•L﹣1的过量的盐酸反应,当向其中加入少量的下列物质时,既能加快反应速率,又不影响生成氢气总量的是( )
①CuO ②铜粉 ③铁粉 ④浓盐酸.
A.①② B.③④ C.②④ D.①②④
【考点】化学反应速率的影响因素.
【分析】盐酸过量、锌完全反应,锌的量决定氢气的体积,能够加快反应速率,又不影响产生H2的总量,采取措施有:形成原电池,注意形成原电池是不能消耗Zn,升高温度,改变锌粉的颗粒大小,增大氢离子的浓度等,以此解答该题.
【解答】解:①加入CuO,与盐酸反应生成氯化铜,氯化铜与锌反应生成铜,形成原电池,加快反应,但与盐酸反应的锌的量减少,生成氢气的总量减少,故错误;
②加入铜粉,构成原电池,反应速率加快,不影响锌粉的量,不影响产生H2的总量,故正确;
③加入铁粉,构成原电池,反应速率加快,锌反应完毕,铁可以与盐酸反应生成氢气,产生H2的总量增大,故错误;
④加入浓盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,不影响锌粉的量,不影响产生H2的总量,故正确.
故选C.
16.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:下列描述正确的是( )
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L•s)
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)⇌Z(g)
D.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
【考点】化学平衡的计算.
【分析】根据图象知,随着反应的进行,X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增加,说明X、Y是反应物,Z是生成物,达到平衡时△n(X)=(1.20﹣0.41)mol=0.79mol,△n(Y)=(1.00﹣0.21)mol=0.79mol,△n(Z)=(1.58﹣0)mol=1.58mol,同一反应中同一时间段内各物质的物质的量变化之比等于其计量数之比,所以
X、Y、Z的计量数之比=1:1:1,则该反应方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率==;
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了;
C.同一反应方程式中同一时间段内各物质的物质的量变化之比等于其计量数之比;
D.反应开始到10s时,Y转化了(1.00﹣0.21)mol.
【解答】解:根据图象知,随着反应的进行,X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增加,说明X、Y是反应物,Z是生成物,达到平衡时△n(X)=(1.20﹣0.41)mol=0.79mol,△n(Y)=(1.00﹣0.21)mol=0.79mol,△n(Z)=(1.58﹣0)mol=1.58mol,同一反应中同一时间段内各物质的物质的量变化之比等于其计量数之比,所以
X、Y、Z的计量数之比=1:1:1,则该反应方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率====0.079mol/(L•s),故A错误;
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了 =0.395mol/L,故B错误;
C.通过以上分析知,该反应方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),故C错误;
D.反应开始到10s时,Y转化了(1.00﹣0.21)mol=0.79mol,故D正确;
故选D.
二、非选择题(3小题,共32分)
17.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化.这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热.由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等.
(1)下列△H表示物质燃烧热的是 DE ;表示物质中和热的是 FH (填序号).
A.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1
B.C(s)+O2(g)═CO(g)△H2
C.CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H3
D.C(s)+O2(g)═CO2(g)△H4
E.C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H6
G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)═Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H7
H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)═CH3COONa(aq)+H2O(l)△H8
(2)已知下列反应的焓变
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=﹣870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=﹣393.5kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=﹣285.8kJ/mol
试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的焓变△H= ﹣202.5KJ/mol kJ/mol.
(3)实验测得1mol氢气在氧气中充分燃烧生成液态水时释放出285.8kJ的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式 H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8KJ/mol .
【考点】反应热和焓变.
【分析】(1)燃烧热指1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物的反应热,一般H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g),中和热指稀溶液中酸与碱反应生成1molH2O的反应热热量;
(2)利用盖斯定律计算,将(2)×2+(3)﹣(1),可得 2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH(l),反应热随之相加减,可求得反应热;
(3)根据燃烧热的定义判断.
【解答】解:(1)A.氢气的物质的量为2mol,反应热△H1不能表示燃烧热,
B.碳燃烧的生成物为CO,表示温度的氧化物CO2,反应热△H2不能表示燃烧热,
C.1mol甲烷完全燃烧,生成的水是气态,不是稳定的状态,应为液态水,故反应热△H3不能表示燃烧热,
D.C(s)+O2(g)═CO2(g)△H4中1molC完全燃烧生成二氧化碳,符合燃烧热概念,反应热△H4能表示燃烧热,
E.C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H5中1molC6H12O6完全燃烧生成二氧化碳与液态水,符合燃烧热概念,反应热△H5能表示燃烧热,
F.NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H6中实质是1mol氢离子与1mol氢氧根离子反应生成1molH2O,符合中和热概念,反应热△H6能表示中和热,
G.反应生成的水为2mol,反应热△H7不能表示中和热,
H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)═CH3COONa(aq)+H2O(l)△H8是酸与碱反应生成1molH2O,符合中和热概念,反应热△H8能表示中和热,
故答案为:D E; FH;
(2)已知:①CH3COOH(l)+2O2(g)═2CO2(g)+2H2O(l)△H1=﹣870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H2=﹣393.5kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H3=﹣285.8kJ/mol
利用盖斯定律,将②×2+③﹣①,可得 2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH(l),
则:△H=2×(﹣393.5kJ/mol)+(﹣285.8kJ/mol)﹣(﹣870.3kJ/mol)=﹣202.5 KJ/mol,
故答案为:﹣202.5 KJ/mol;
(3)1mol氢气在氧气中充分燃烧生成液态水时释放出285.8kJ的热量,生成物为稳定状态,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8KJ/mol,
故答案为:H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8KJ/mol.
18.化学反应过程中一定伴随着能量变化,某同学通过如下实验进行探究.
Ⅰ.探究化学反应中的能量变化.通过如图1实验测出,烧杯中的温度降低.
(1)Ba(OH)2•8H2O跟NH4Cl反应的化学方程式: Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+8H2O+2NH3•H2O .
(2)从反应热的角度分析,该反应属于 吸热 (填“吸热”或“放热”)反应;从氧化还原角度分析,该反应属于 非氧化还原 (填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应;从基本反应类型上分析,该反应属于 复分解 反应.
Ⅱ.测定稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热(实验装置如图2所示).
(1)图中尚缺少的一种仪器是 温度计 .
(2)实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是 a .
a.上下运动 b.左右运动
c.顺时针运动 d.逆时针运动
(3)写出反应的热化学方程式为 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3KJ/mol (中和热为57.3kJ•mol﹣1).
(4)该同学每次分别取0.50mol•L﹣1 50mL NaOH溶液和0.50mol•L﹣130mL硫酸进行实验,通过多次实验测定中和热△H=﹣53.5kJ•mol﹣1,与57.3kJ•mol﹣1有偏差,产生偏差的原因可能是 acd (填字母).
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度.
【考点】中和热的测定.
【分析】I.(1)发生复分解反应生成氯化钡、一水合氨、水;
(2)该反应吸收热量,无元素的化合价变化,为化合物与化合物反应生成新的化合物;
Ⅱ.(1)图2中缺少温度计测定温度;
(2)环形玻璃搅拌棒上下运动搅拌;
(3)稀的酸碱反应生成1mol水的热量为中和热;
(4)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较多;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高.
【解答】解:Ⅰ.(1)Ba(OH)2•8H2O跟NH4Cl反应的化学方程式为Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+8H2O+2NH3•H2O,
故答案为:Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+8H2O+2NH3•H2O;
(2)该反应吸收热量,为吸热反应;无元素的化合价变化,属于非氧化还原反应;为化合物与化合物反应生成新的化合物,属于复分解反应,
故答案为:吸热;非氧化还原;复分解反应;
Ⅱ.(1)图中尚缺少的一种仪器是温度计,故答案为:温度计;
(2)环形玻璃搅拌棒上下运动搅拌,故答案为:a;
(3)反应的热化学方程式为为HCl (aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3KJ/mol,
故答案为:HCl (aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3KJ/mol;
(4)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a正确;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b错误;
c.分多次把NaOH 溶液倒人盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小,故c正确;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故d正确.
故答案为:acd.
19.由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引用了各界的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),该反应的能量变化如图所示:
(1)上述反应平衡常数K的表达式为 ,温度降低,平衡常数K 增大 (填“增大”、“不变”或“减小”).
(2)在体积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如表所示.从反应开始到5min末,用CO2浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)= 0.05mol/(L•min) .
t/min
0
2
5
10
15
n(CO2)/mol
1
0.75
0.5
0.25
0.25
(3)下列条件能使上述反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 C (填写序号字母)
A.及时分离出CH3OH气体 B.适当升高温度
C.保持容器的容积不变,再充入1mol CO2和3mol H2D.选择高效催化剂.
【考点】化学平衡的计算.
【分析】(1)依据化学平衡和平衡常数概念书写表达式,图象分析反应是放热反应,温度降低,平衡正向进行;
(2)依据化学反应速率△V=计算二氧化碳表示的反应速率,结合反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算氢气反应速率;
(3)依据影响化学反应速率因素,平衡影响因素的理解,移动原理的分析判断.
【解答】解:(1)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)平衡常数表达式=,图象分析反应是放热反应,温度降低,平衡正向进行,平衡常数增大;
故答案为:;增大;
(2)图表数据分析计算二氧化碳化学反应速率△V===0.05mol/(L•min),故答案为:0.05mol/(L•min);
(3)依据影响化学反应速率因素,平衡影响因素的理解,移动原理的分析判断;下列条件能使上述反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的;
A.及时分离出CH3OH气体,生成物浓度减小,反应速率减小,平衡正向进行,故A错误;
B.反应是放热反应,适当升高温度,反应速率增大,平衡逆向进行,故B错误;
C.保持容器的容积不变,再充入1mol CO2和3mol H2,相当与增大压强,反应速率增大,平衡正向进行,故C正确;
D.选择高效的催化剂,反应速率增大,平衡不动,故D错误;
故答案为:C.
三.计算题(2小题,共20分)
20.汽车尾气无害化处理的反应为:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g).已知298K、101kPa下,该反应△H=﹣113.0kJ/mol,△S=﹣143.5J/mol•K,通过计算判断该反应的能否自发发生?
【考点】反应热和焓变.
【分析】如能自发进行,应满足△H﹣T•△S<0,以此解答该题.
【解答】解:△G=△H﹣T△S=﹣113kJ/mol﹣[298K×(﹣143.5J/mol•K)]×10﹣3=﹣70.237kJ/mol<0,所以能自发发生.
答:能自发进行.
21.在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.0080mol/L.
(1)求该反应的平衡常数.
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol,试求达到平衡状态时,各物质的浓度.
【考点】化学平衡的计算.
【分析】依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度,结合平衡常数概念计算得到平衡常数的数值;
达到平衡时,测得c(H2)=0.0080mol/L,则
H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
起始时各物质的浓度(mol•L﹣1) 0.010 0.010 0
各物质的浓度变化量(mol•L﹣1) 0.0020 0.0020 0.0040
平衡时各物质的浓度(mol•L﹣1) 0.0080 0.0080 0.0040
(1)利用平衡的浓度计算K,K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
(2)设转化的氢气为x,利用三段法得出各物质的平衡浓度,平衡常数与(1)相同,以此来计算.
【解答】解:达到平衡时,测得c(H2)=0.0080mol/L,则
H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
起始时各物质的浓度(mol•L﹣1) 0.010 0.010 0
各物质的浓度变化量(mol•L﹣1) 0.0020 0.0020 0.0040
平衡时各物质的浓度(mol•L﹣1) 0.0080 0.0080 0.0040
(1)平衡时c(H2)=c(I2)=0.0080mol/L,c(HI)=0.0040mol/L,
则K==0.25,
答:该反应的平衡常数为0.25;
(2)此温度下,起始量分别是c(H2)=0.02mol/L、c(I2)=0.02mol/L,
则 H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
起始时各物质的浓度(mol•L﹣1) 0.02 0.02 0
各物质的浓度变化量(mol•L﹣1) x x 2x
平衡时各物质的浓度(mol•L﹣1) 0.02﹣x 0.02﹣x 2x
K==0.25,
解得:x=0.004 mol/L,
所以平衡时c(HI)=0.008mol•L﹣1,c(H2)=0.016mol/L;C(I2)=0.016mol/L;
答:化学平衡时HI(g)的平衡浓度为0.008mol/L.I2,H2平衡浓度都为0.016mol/L;