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- 2021-08-24 发布
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期中检测题(二)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括15个小题,每小题3分,共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入催化剂,减小了反应的热效应
B.加入催化剂,可提高H2O2的平衡转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2===H2O+O2 ΔH<0
D.反应物的总能量高于生成物的总能量
答案:D
2.下列有关化学反应与能量变化的叙述正确的是( )
A.铝与氧化铁反应既是氧化还原反应,又是吸热反应
B.化学反应中的能量变化只体现为热量的形式
C.CaO+H2O===Ca(OH)2反应过程中,旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能量
D.外界条件相同时,放热反应的速率一定大于吸热反应的速率
答案:C
3.对处于化学平衡的体系,关于化学平衡与化学反应速率的关系正确的是( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.只有在催化剂存在下,才会发生反应速率变化而平衡不移动的情况
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
答案:D
4.下列叙述中,不能用平衡移动原理解释的是( )
A.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
B.高压比常压有利于合成SO3的反应
C.加入催化剂有利于氨的合成
D.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使K成蒸气从反应混合物中分离出来
答案:C
5.有一处于平衡状态的反应:X(s)+3Y(g)2Z(g)
ΔH<0。为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是( )
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加正催化剂 ⑥分离出Z
A.①③⑤ B.②③⑥
C.②③⑤ D.②④⑥
答案:B
6.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1 452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.1/2H2SO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)===1/2BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9 kJ·mol-1
答案:B
7.有可逆反应A(g) + 3B(g)2C(g) ΔH<0 。该反应的速率与时间的关系如下图所示:
可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是( )
A.降低温度、增大压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
B.使用了催化剂、增大压强、增大反应物浓度、升高温度
C.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
答案:D
8.NH3(g)燃烧的产物是NO2(g)和H2O(g)。已知反应有:
(1)H2(g)+O2(g)===H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1
(2)N2(g)+O2(g)===NO2(g)
ΔH=+33.9 kJ·mol-1
(3)NH3(g)===N2(g)+H2(g)
ΔH=+46.0 kJ·mol-1
下列关于NH3(g)燃烧的热化学方程式的书写正确的是( )
A.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g)
ΔH=-282.8 kJ·mol-1
B.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g)
ΔH=-161.9 kJ·mol-1
C.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g)
ΔH=-161.9 kJ·mol-1
D.NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(g)
ΔH=-282.8 kJ·mol-1
答案:A
9.容积固定为3 L的某密闭容器中加入1 mol A、2 mol B,一定温度下发生如下反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g),经反应5 min后,测得C的浓度为0.3 mol·L-1。则下列说法中正确的是( )
A.5 min内D的平均反应速率为0.02 mol·L-1·min-1
B.5 min内A的平均反应速率为0.06 mol·L-1·min-1
C.经5 min后,向容器内再加入C,正反应速率变小
D.平衡状态时,生成0.5 mol D时同时生成0.5 mol A
答案:D
10.已知氟化氢气体中有平衡关系:①2H3F3(g)===3H2F2
(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②H2F2(g)===2HF(g) ΔH2=b kJ·mol-1
已知a、b均大于0,则可推测反应:H3F3(g)===3HF(g)的ΔH3等于( )
A.(a+b) kJ·mol-1
B.(a-b) kJ·mol-1
C.(a+3b) kJ·mol-1
D.(0.5a+1.5b) kJ·mol-1
答案:D
11.两个体积相同带活塞的容器,分别盛装一定量的NO2和Br2(g),都为一样的红棕色,迅速将两容器同时压缩到原来的一半(如图),假设气体不液化,则下列说法正确的是( )
A.a→a′过程中,颜色突然加深,然后逐渐变浅,最终颜色比原来的浅
B.a′、b′的颜色一样深
C.a′的压强比a的压强的2倍要小,b′的压强为b的压强的2倍
D.a′中的c(NO2)一定比b′中的c(Br2)小
答案:C
12.N4的分子结构类似白磷分子,它的结构如图所示,已知断裂1 mol N—N键需要吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键需放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,下列说法中正确的是( )
A.1 mol N4气体转变为N2将放出775 kJ热量
B.1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量
C.1 mol N4气体转变为N2将吸收775 kJ热量
D.1 mol N4气体转变为N2将吸收882 kJ热量
答案:B
13.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),有关下列图象的说法正确的是( )
A.依据图a可判断正反应为吸热反应
B.在图b中,虚线可表示压强增大
C.若正反应的ΔH<0,图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D.由图d中气体平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的ΔH>0
答案:C
14.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1
3H2(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)+3/2O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)+3/2O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
答案:B
15.等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行反应:X(g)+2Y(g)3Z(g)+Q(s) ΔH >0,下列叙述正确的是 ( )
A.当容器中X与Y的物质的量之比满足1∶2时反应达到平衡
B.达到平衡时X的转化率为25%,则平衡常数K值为9/4
C.达到平衡后,反应速率2v正(Y)=3v逆(Z)
D.达到平衡后,加入Q,平衡逆向移动
答案:B
二、非选择题(本题包括5个小题,共55分)
16.(10分)丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1 (a、b、c、d均为正值)
请回答下列问题:
(1)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应中,反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物,因此其反应条件是________________。
(2)按途径Ⅱ反应,1 mol C3H8完全燃烧时放出的热量为________ kJ(用含b、c、d的代数式表示),等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时,途径Ⅰ放出的热量________ (填“大于”“小于”或“等于”)途径Ⅱ放出的热量。
(3)a与b、c、d的数学关系式是_____________________________。
解析:(1)放热反应,生成物总能量小于反应物总能量,吸热反应则相反,对于C3H8(g)―→C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1判断该反应吸热,故反应物总能量小于生成物总能量。
(2)将途径Ⅱ中的三个反应经叠加处理,得到的ΔH=+b++=-kJ·mol-1,则放出的热量为 kJ。 (3)a=。
答案:(1)小于 吸收 加热 (2) 等于
(3)a=
17.(10分)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1) 肼(H2NNH2)是一种高能燃料,与氧气反应的能量变化如下图所示:
已知断裂1 mol化学键所需的能量:N≡N为942 kJ、O===O为500 kJ、N—N为154 kJ,则断裂1 mol N—H键所需的能量是________。根据上图,肼与氧气反应的热化学方程式为____________。
(2)氮的氧化物是大气的主要污染物,综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-1 160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为________(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为________kJ。
解析:(1)利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2 752 kJ-534 kJ=2 218 kJ。肼和氧气断键变为原子时要断裂1个N—N,4个N—H,1个O===O键,所以1×154+4×(N—H键能)+1×500=2 218,解得为391。
答案:(1)391 kJ N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH= -534 kJ·mol-1 (2)1.60NA(或1.6NA) 173.4
18.(11分)汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0 ,该反应在2 404 ℃时,平衡常数K=6.4×10-3。
(1)该反应的平衡常数表达式为________。
(2)该温度下,向 2 L 密闭容器中充入N2和O2各 1 mol,
平衡时,N2 的转化率是________%(保留整数)。
(3)该温度下,某时刻测得容器内 N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol·L-1、4.0×10-2mol·L-1和3.0×10-3mol·L-1,此时反应________(填“处于化学平衡状态”“向正方向进行”或“向逆方向进行”),理由是____________________________
______________________________________________________。
(4)将N2、O2 的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,如图变化趋势正确的是________。
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的 N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析:(1)
(2)K=x2/[(1-x)/2]2=6.4×10-3,x≈0.04 mol,转化率是4%
(3)Qc=(3.0×10-3)2÷[(2.5×10-1)×(4.0×10-2)]=9.0×10-4<64×10-4,所以反应向正反应方向进行。
(4)由于该反应的正反应是吸热反应,所以升高温度,化学平衡正向移动,化学平衡常数增大,A项正确。加入催化剂,
化学反应速率加快,达到平衡所需要的时间缩短,但催化剂不能使平衡发生移动,即NO的平衡浓度不变, B项错误。由于升高温度,平衡正向移动,氮气的转化率提高,化学反应速率加快,达到平衡所需要的时间缩短,C正确。(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,则建立的平衡与原平衡等效,此时平衡混合气中NO的体积分数不变。
答案:(1)K= (2)4 (3)向正方向进行 <K (4)AC (5)不变
19.(12分)某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应:A(g)+xB(g)2C(g)达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。
请回答下列问题:
(1)0~20 min,A的平均反应速率为________;8 min时,v(正)________v(逆)(填“>”“=” 或“<”)。
(2)反应方程式中的x=________,30 min时改变的反应条件是________。
(3)20~30 min时反应的平衡常数________30~40 min时反应的平衡常数(填“>”“=” 或“<”)。
(4)该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(5)反应过程中B的转化率最大的时间段是________min。
解析:(1)0~20 min A从2.0 mol·L-1减小到1.0 mol·L-1,故其反应速率为1.0 mol·L-1/20 min=0.05 mol/(L·min)。8 min时未达到平衡,反应向正反应方向进行,v(正)>v(逆)。(2)30 min时条件改变的瞬间,浓度同等倍数的减小,正、逆反应速率减小且相等,平衡不移动,则改变的条件是扩大体积,减小压强,该反应前后气体的体积不变,故x=1。(3)20~30 min和30~40 min两时间段内温度没变,平衡常数不变。(4)40 min是改变条件后,C的浓度减小,A的浓度增大,说明平衡向逆反应方向进行。由图可知,
条件改变后正、逆反应速率都增大,增大生成物的浓度,增大压强,加催化剂都不符合题意,则改变的条件只有升高温度。升高温度,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应。(5)20~30 min,30~40 min两阶段虽然条件不同,但平衡并未发生移动,40~54 min阶段平衡向逆反应方向移动,B的转化率减小,故20~30 min,30~40 min两阶段B的转化率最大。
答案:(1)0.05 mol·L-1·min-1 > (2)1 扩大容器体积(或减小压强) (3)= (4)放热 (5)20~40
20.(12分)人类研究氢能源从未间断过,而热化学循环分解水制 H2是在水反应体系中加入一种中间物,经历不同的反应阶段,最终将水分解为H2 和 O2,这是一种节约能源、节省反应物料的技术,如图是热化学循环制氢气的流程:
(1)实验测得,1 g H2燃烧生成液态水放出142.9 kJ 的热量,则表示氢气燃烧的热化学方程式为______________________________
______________________________________________。
(2)整个流程参与循环的物质是________和________(填化学式),最难进行的反应是________(填序号)。
(3)汞虽然有毒,但用途广泛。用汞和溴化钙作催化剂,可以在较低温度下经过下列反应使水分解制氢气和氧气:
①CaBr2+2H2O===Ca(OH)2+2HBr↑; ②…;
③HgBr2+Ca(OH)2===CaBr2+HgO+H2O;
④2HgO===2Hg+O2↑。
反应②的化学方程式为__________________________________。
(4)合成氨用的H2可用甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________________________________________________。
解析:(1)1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,则2 g氢气即1 mol氢气燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量,则表示氢气燃烧的热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
(2)反应①为:二氧化硫和碘单质和水反应:SO2+I2
+2H2O===H2SO4+2HI,反应②为:硫酸分解生成二氧化硫、水、氧气:2H2SO4===2SO2↑+O2↑+2H2O,反应③为:碘化氢分解2HIH2+I2,整个流程参与循环的物质是SO2、I2,最难进行的反应是②。
(3)根据反应③知反应②有HgBr2生成,根据HgBr2知反应①的产物HBr参与反应②,所以反应②为:Hg+2HBr===HgBr2+H2↑。
(4)由三个图可写出相应的热化学方程式:
CO(g)+1/2O2 (g)===CO2(g) ΔH=-282 kJ·mol-1 ①
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 ②
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-846.3 kJ·mol-1 ③
由盖斯定律:用“③-(①+②×3)”得所求反应的ΔH=+161.1 kJ·mol-1,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1。
答案:(1)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 (2)SO2 I2 ② (3)Hg+2HBr===HgBr2+H2↑; (4)CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1
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