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文档简介
★祝考试顺利★
可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16S32Fe56Cu64Na23
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个正确选项。)
1.“能源”是人们生活中不可或缺的一部分。下列属于将化学能转化为热能的是
C.自热火锅发热
A.钻木取火B.电炉取暖D.手机充电
包
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.钻木取火的过程是先将机械能转化为热能,使温度达到木材的着火点,再通过木材燃烧将化学
能转化为热能,A错误;
B.电炉取暖是电流通过电阻丝发热,将电能转化为热能,属于物理变化中的能量转化,B错误;
C.自热火锅发热包中的物质(如生石灰)与水发生化学反应释放热量,将化学能转化为热能,C正确;
D.手机充电是将电能转化为电池内的化学能储存,并非化学能转化为热能,D错误;
故选C。
2.关于热化学方程式,下列说法正确的是
A.SsO2gSO2gΔH1,SgO2gSO2gΔH2,则ΔH1ΔH2
B.H的单位中“mol1”是指“每摩尔反应”
C.已知HCNgHNCgΔH0,则HNCg更稳定
D.H2的燃烧热ΔH285.8kJ/mol,则H2燃烧的热化学方程式为2H2gO2g2H2Og
ΔH571.6kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.固态硫转化为气态硫,需要吸热,因此SgO2gSO2g燃烧放出的热量更多,ΔH1和
>
ΔH2均为负值,故ΔH1ΔH2,A错误;
B.H的单位中“mol1”是指“每摩尔反应”,B正确;
C.HCNgHNCgΔH0说明该反应是吸热反应,即HCNg的总能量低于HNCg的总能
量,能量越低越稳定,因此HCNg更稳定,C错误;
D.燃烧热是在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,不是生成气体水,而应
该生成液体水,D错误;
故选B。
3.六氟化硫在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,其相关反应的物
质能量关系如图。下列说法错误的是
A.ΔH1ΔH4ΔH2ΔH3
B.ΔH2ΔH5ΔH4ΔH3
C.根据ΔH3,可计算出SF6分子中SF键的键能
D.已知键能FFClCl,则Sg3Cl2gSg6ClgΔHΔH2
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,从S(g)+3F2(g)到SF6(g)有两条路径:
①S(g)+3F2(g)=S(s)+3F2(g)ΔH1,S(s)+3F2(g)=SF6(g)ΔH4,总焓变为ΔH1+ΔH4
②S(g)+3F2(g)=S(g)+6F(g)ΔH2,S(g)+6F(g)=SF6(g)ΔH3,总焓变为ΔH2+ΔH3
两路径焓变相等,故ΔH1+ΔH4=ΔH2+ΔH3,A正确;
B.ΔH5为S(s)+3F2(g)=S(g)+6F(g)的焓变,等于S(s)=S(g)(-ΔH1,ΔH1为负,-ΔH1为正)与3F2(g)=6F(g)
(ΔH2)的焓变之和,即ΔH5=ΔH2+(-ΔH1),因-ΔH1>0,故ΔH5>ΔH2;
ΔH4为S(s)+3F2(g)=SF6(g)的焓变,ΔH3为S(g)+6F(g)=SF6(g)的焓变(负值),ΔH4=ΔH3+ΔH2+(-ΔH1)(ΔH2、
-ΔH1均为正),则ΔH4=ΔH3+正数,即ΔH4>ΔH3,B错误;
C.ΔH3为S(g)+6F(g)=SF6(g)的焓变,等于-6×E(S-F)(E为键能),故由ΔH6可计算S-F键键能,C正确;
D.ΔH2=3×E(F-F),D中反应焓变=3×E(Cl-Cl),因E(F-F)<E(Cl-Cl),则3×E(Cl-Cl)>3×E(F-F),即该
反应ΔH>ΔH2,D正确;
故选B。
4.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:HaqOHaqH2OlH57.3kJ/mol,
向1L1molL1的下列溶液中分别加入1L1molL1的NaOH溶液:①稀醋酸;②稀硫酸;③稀盐酸,完全
反应的热效应H1、H2、ΔH3的关系正确的是
A.H1H3H2B.H1H3H2
C.H1H2H3D.H1H2H3
【答案】D
【解析】
【详解】HaqOHaqH2OlH57.3kJ/mol表示强酸的稀溶液和强碱的稀溶液恰好完全
反应生成1molH2O(l)时,放出的热量为57.3kJ,则H2H357.3kJ/mol;稀醋酸是弱电解质,
>
电离要吸热,放出的热量减小,H1带负号,则H157.3kJ/mol,综上所述,H1H2H3;
故选D。
5.密闭容器中:xAgyBgzCgH0,达到平衡后A气体浓度为0.6mol/L;恒温下将密
闭容器的容积扩大到原来的两倍并再达平衡,测得A浓度为0.4mol/L。下列叙述正确的是
A.平衡向右移动B.A的转化率提高C.xyzD.C的体积分数增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.恒温下将密闭容器的容积扩大到原来的两倍,各物质的浓度均降低为原来的一半,而平衡时A
浓度为0.4mol/L(比0.3mol/L大),说明平衡逆向(向左)移动,A错误;
B.平衡时A浓度为0.4mol/L(比0.3mol/L大),说明平衡逆向(向左)移动,A的转化率降低,B错误;
C.体积增大后(压强减小)平衡逆向移动,结合压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,说明逆反应
气体体积增大,即xyz,C正确;
D.平衡逆向移动导致C减少,C的体积分数降低,D错误;
故选C。
6.某温度下,在密闭容器中充入一定量的Xg,发生下列反应:XgYgΔH10、
YgZgΔH20,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的
是
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
【分析】X生成Y,Y生成Z的两个反应均为吸热反应,且Y为中间产物,Y浓度先增后减,Z为最终产物,
Z浓度一直增大至平衡,且由图得在反应开始时的较短时间内X与Y的浓度变化量大,在之后较长的时间,
Y逐渐生成Z直至达到平衡浓度不变,说明X生成Y的反应速率远高于Y生成Z的反应速率。
【详解】A.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越
小则活化能越小,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢;结合分析,则X生成Y的活化能小于Y生
成Z的活化能,A错误;
B.两个反应均为吸热反应,Y的能量高于X,Z的能量高于Y,B错误;
C.结合分析,X生成Y的活化能小于Y生成Z的活化能,Y的能量高于X,Z的能量高于Y,C错误;
D.X生成Y的活化能小于Y生成Z的活化能,Y的能量高于X,Z的能量高于Y,D正确;
故选D。
7.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,能证明反应
As2BgCgDg已达到平衡状态的是
①混合气体的压强②混合气体的密度③混合气体的平均相对分子质量④混合气体的总物质的量
⑤A的质量⑥B的体积分数⑦v正Cv逆D
A.①③④⑤B.②③⑤⑥⑦C.②③⑥⑦D.②③④⑤⑥⑦
【答案】B
【解析】
【详解】①该反应为反应前后气体分子数不变的反应,在恒温恒容容器中,混合气体的压强始终不变,混
合气体的压强不再变化不能作为判断达到平衡的标志;
②该反应的反应物有固体,生成物都是气体,混合气体总质量为变量,容器容积不变,则密度为变量,当
混合气体的密度不再发生变化时,说明达到平衡状态;
③该反应的反应物有固体,生成物都是气体,混合气体总质量为变量,该反应为反应前后气体分子数不变
的反应,混合气体的总物质的量始终不变,则混合气体的平均相对分子质量为变量,当混合气体的平均相
对分子质量不再发生变化时,说明达到平衡状态;
④该反应为反应前后气体分子数不变的反应,混合气体的总物质的量始终不变,混合气体的总物质的量不
再发生变化不能作为判断达平衡标志;
⑤A的质量为变量,当A的质量不再发生变化时,说明达到平衡状态;
⑥B的体积分数不变时,说明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态;
⑦v正Cv逆D说明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态;
综上所述②③⑤⑥⑦符合题意,故选B。
8.课外小组在研究反应自发性时得出某反应的自由能变化如图所示,若该反应自发,则下列说法正确的是
A.H0,S0B.H0,S0
C.H0,S0D.H0,S0
【答案】A
【解析】
【详解】ΔG=ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行,由图可知,该温度在温度较高时ΔG<0,即该反应在低温时
不自发,在高温时自发,则该反应的H0,S0,故选A。
9.下图为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A.步骤①的目的是防止混入杂质使催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C.步骤③选择500℃的重要原因是催化剂活性最高
D.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率
【答案】D
【解析】
【分析】加压既能提高反应速率,又能促进平衡正向移动,合成氨的反应为放热反应,低温有利于平衡正
向移动,但是低温下,催化剂活性低,反应速率也低,因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂
进行催化反应,及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率,剩余的N2和H2再循环利用。
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒,故A正确;
B.合成氨的反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,加压也可以提高
反应速率,故B正确;
C.由图可知工业生产中,催化合成氨的反应温度为500℃,说明500℃是催化剂催化活性的最佳温度,故C
正确;
D.催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,合成氨反应为放热反应,高温不利于平衡正向移动,
而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动,所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转
化率,步骤③不利于提高原料的平衡转化率,故D错误;
答案选D。
10.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的个数有
的
①在含有FeSCN3红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
②Na(g)KCl(l)NaCl(l)K(g)工业上将钾蒸气从反应混合体系中分离出来,以制备金属钾
③将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
④恒温恒压容器中有2NO2N2O4,若通入Ar,气体的颜色先变浅后逐渐加深
⑤加入催化剂有利于合成氨的反应
⑥由H2g、I2g和HIg组成的平衡体系加压后颜色变深
A.2个B.3个C.4个D.5个
【答案】A
【解析】
【详解】①的红色溶液中存在平衡3+-,加铁粉3+2+,Fe3+
FeSCN3Fe(SCN)3Fe+3SCN2Fe+Fe=3Fe
浓度减小,平衡正向移动,溶液颜色变浅或褪去,①能用勒夏特列原理解释;
②Na(g)KCl(l)NaCl(l)K(g),工业上将钾蒸气从反应混合体系中分离出来,平衡正向移动,生成
更多的金属钾,②能用勒夏特列原理解释;
③将混合气体中的氨液化,可以减小氨气的浓度,平衡正向移动,有利于合成氨反应,③能用勒夏特列原
理解释;
④恒温恒压的容器中有2NO2gN2O4g,若通入Ar,体积增大,浓度减小,气体的颜色先变浅,
体系中有关其他的压强减小,平衡逆向移动,气体的颜色逐渐加深,④能用勒夏特列原理解释;
⑤加入催化剂有利于合成氨的反应,催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡移动,⑤不能用勒夏特列
原理解释;
⑥由H2g、I2g和HIg组成的平衡体系中存在反应H2(g)+I2(g)2HI(g),加压后I2g浓度增
大,颜色变深,但平衡不移动,⑥不能用勒夏特列原理;
不能用勒夏特列原理解释的有⑤⑥,个数为2个;
故选A。
11.下列实验设计能达到预期目的的是
A.恒压漏斗可减小测定H2体积的实验误差B.酶的催化效率大于硫酸
D.关闭止水夹a,打开活塞b,水能持
C.其他条件一定,浓度越大,反应速率越快
续顺利流下,则表示装置气密性不好
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】
【详解】wA.恒压漏斗通过支管平衡漏斗与反应容器内气压,使液体顺利滴下且不改变反应体系压强,避免
因加入液体导致气体体积测量误差(如挤压空气),可减小测定H2体积的实验误差,A正确;
B.酶(如唾液淀粉酶)的催化需适宜温度(约37℃),实验中酶组置于沸水,酶会变性失活,无法催化淀
粉水解,且未控制温度变量,不能比较酶与硫酸的催化效率,B错误;
C.实验中KMnO4和H2C2O4浓度均为变量,未遵循控制变量法,无法得出“浓度越大,反应速率越快”的结论,
C错误;
D.装置中分液漏斗通过橡胶管与烧瓶连通(形成连通器),无论气密性好坏,打开活塞b水均会持续流下,
无法据此判断气密性,D错误;
故选A。
12.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变,固体试样体积忽略不计),
在T℃时将足量的H2NCOONH4固体置于恒温恒容容器中使其分解:
,经tmin达到平衡状态,平衡时体系的总浓度为1。
H2NCOONH4s2NH3gCO2gc0molL
下列叙述正确的是
A.当CO2的体积百分数不变时,说明此反应达到了平衡状态
B.可以用tmin内H2NCOONH4s的质量变化来衡量反应快慢
C.tmin内,用表示的反应速率为11
NH3gc0/3tmolLmin
D.向平衡体系中充入适量的H2NCOONH4或CO2均使反应速率增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应中反应物为固体,产物为气体,随着反应的进行,产物中二氧化碳的体积百分数始终不
变,不能用来判断反应是否达到了平衡状态,A错误;
B.虽然固体浓度无法表示反应速率,但其质量变化可间接衡量反应快慢,故可以用tmin内
H2NCOONH4s的质量变化来衡量反应快慢,B正确;
2
C.平衡时体系的总浓度为cmolL1,则NHg的浓度为cmolL1,tmin内,用NHg表示的反
03303
2c
应速率为0molL1min1,C错误;
3t
的
D.改变固体量对化学反应速率无影响,充入适量的H2NCOONH4s反应速率不变,D错误;
故选B。
13.已知:Ag2Bg3CgΔH0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和2molB发
生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变
化如图所示。下列说法正确的是
A.t2时改变的条件:向容器中加入A
B.t2之后时平衡向正反应方向移动
C.平衡时A的体积分数:III
D.平衡时B(g)的物质的量浓度:cⅠcⅡ
【答案】C
【解析】
【分析】根据图示可知:反应从正反应方向开始,至t1时刻反应达到平衡状态,在t2时刻正反应速率不变,
然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,据此分析;
【详解】A.t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物
C,A错误;
B.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C,生成物浓度突然增大,v逆突然增大,v
逆大于v正,则t2~t3时反应向逆方向移动,直至建立新的化学平衡状态,B错误;
C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1:2,当向体系中加入C时,平衡逆向移动,最终A和B
各自物质的量增加的比例为1:2,因此平衡时A的体积分数φ(Ⅱ)=φ(Ⅰ),C正确;
D.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C,平衡逆向移动,B的物质的量增大,浓
度c(II)>c(I),D错误;
故选C。
14.向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O,发生反应
nCH
。的平衡转化率按不同投料比4随温度的变
CH4gH2OgCOg3H2gCH4xx
nH2O
化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.x1x2
B.点a、b、c对应的平衡常数:KaKbKc
C.反应速率:Vb正Vc逆
D.H2Og的体积分数:bc
【答案】C
【解析】
nCH4
【详解】A.投料比x,由于n(CH4)恒定,x越大,n(H2O)越小,CH4的转化率越低。图中
nH2O
相同温度下,曲线x1对应的CH4转化率高于曲线x2,故x1x2,故A正确;
B.升高温度,甲烷转化率增大,平衡常数增大,Ka<Kb;平衡常数K仅与温度有关,b、c点温度相同Kb=Kc,
所以Ka<Kb=Kc,故B正确;
C.b点CH4转化率更高,导致产物浓度更大,故逆反应速率Vb逆Vc逆。又因b、c点均为平衡点,正逆反
应速率相等,所以Vb正Vb逆Vc逆,故C错误;
D.b点H2O初始量多,根据勒夏特列原理,平衡移动减弱改变而不能消除改变,所以H2Og的体积分数:
bc,故D正确;
选C。
15.向某恒容密闭容器中充入等物质的量的PCl3(g)和Cl2(g),发生如下反应:
,测得不同温度下(g)的转化率与时间的关系如图所示。其速率方
PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)PCl3α
程为:v正=k正cPCl3cCl2,v逆=k逆cPCl5(k是速率常数,只与温度有关),下列说法错误的是
A.该反应的H0
kcPCl
B.M点:正>5
k逆cPCl3cCl2
C.升高温度,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数
1k正
DT1时,若平衡体系中cCl20.25molL,则=18
.k逆
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,T2先达到平衡,说明反应速率快,说明T2>T1,T2平衡时PCl3的转化率低,说明升
高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,故ΔH0,A正确;
B.M点未达到平衡,则正反应速率大于逆反应速率,即k正c(PCl3)c(Cl2)>k逆c(PCl5),故
kcPCl
正>5,B正确;
k逆cPCl3cCl2
C.正反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,K值减小,说明k正增大的倍数小于k逆增大的倍数,C
正确;
D.T1时,PCl5转化率为80%,c(Cl2)=0.25mol/L,设初始物质的量浓度为xmol/L,列出三段式:
PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)
起始
(mol/L)xx0k正cPCl50.8x
,则==16,D错误;
转化(mol/L)0.8x0.8x0.8xk逆cPCl3cCl20.2x0.25
平衡(mol/L)0.2x0.250.8x
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.化学反应中的能量变化通常表现为热量变化,研究热量变化具有重要的意义。
(1)下列变化过程属于吸热反应的是___________。
①二氧化碳通过炽热的炭②食物因氧化而腐败发生的反应③NH4Cl固体溶于水④H2在Cl2中燃烧⑤碳酸
氢钠与盐酸混合⑥液态水变成水蒸气
(2)利用简单碰撞理论和活化能概念可解释反应过程中的能量变化。下列关于简单碰撞理论的说法正确的
是___________。
A.发生有效碰撞的分子一定是活化分子
B.活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
C.某些反应的点燃或加热条件是为了使普通分子获得能量转变为活化分子
D.反应活化能越大,则反应过程中单位体积内的有效碰撞次数越多
1
(3)T℃时合成氨反应N2g3H2g2NH3gΔH92.4kJmol;已知在T℃时键能数据
表示为:HHakJmol1、NHbkJmol1。
①试计算:断开1molNN所需要最低能量为___________。
②T℃时,向一密闭容器中充入0.5molN2和1.5molH2进行合成氨反应,达平衡时放出20kJ能量;若同条
件下向容器中充入1molNH3,则达平衡时吸收___________kJ的能量。
(4)50mL0.25molL1硫酸与50mL0.55molL1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过
测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热。测得实验数据如下表:
实验次数起始温度/℃终止温度/℃
温度差平均值T2T1/C
H2SO4NaOH平均值
124.424.624.528.1
224.524.724.629.2___________
324.524.924.728.1
①已知硫酸、NaOH溶液密度均近似为1.00g/cm3,中和后混合液c4.18J/g℃,试计算所得中和
热ΔH___________kJmol1。
②若上述实验中量取H2SO4溶液的体积时仰视读数,所测得的中和热H___________(填“偏大”“不变”
或“偏小”,下同);若同条件下改用60mL0.25molL1硫酸和50mL0.55molL1NaOH溶液进行上
述实验,所求中和热数值___________。
【答案】(1)①⑤(2)AC
(3)①.6b3a92.4kJ②.26.2
(4)①.58.52②.偏小③.不变
【解析】
【小问1详解】
①二氧化碳通过炽热的炭时,发生反应生成一氧化碳,需要不断提供热量,则该反应为吸热反应;②食物
因氧化而腐败时,能够放出热量,则发生的反应为放热反应;③NH4Cl固体溶于水是吸热过程,物理变化;
④H2在Cl2中燃烧,是放热反应;⑤碳酸氢钠与盐酸混合,是吸热反应;⑥液态水变成水蒸气,是吸热过
程,物理变化;
故属于吸热反应的是①⑤;
【小问2详解】
A.发生有效碰撞的分子一定是活化分子,因为只有活化分子才具有足够的能量和合适的取向发生有效碰撞,
A正确;
B.活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞,还需要合适的取向,B错误;
C.某些反应的加热是为了使普通分子获得能量转变为活化分子,这样才能发生反应,C正确;
D.反应活化能越大,活化分子百分数越小,单位体积内的有效碰撞次数越少,D错误;
故选AC。
【小问3详解】
①ΔH=反应物的总键能-生成物总键能=E(NN)+3E(H-H)-6E(N-H)=E(NN)+3a-6b=-92.4kJmol-1,即
E(NN)6b3a92.4kJmol1;
1
②合成氨反应N2g3H2g2NH3gΔH92.4kJmol表示1molN2和3molH2完全反应
生成成2molNH3时放出92.4kJ热量,则0.5molN2和1.5molH2完全反应生成成1molNH3时放出46.2kJ
热量;T℃时,向一密闭容器中充入0.5molN2和1.5molH2进行合成氨反应,若同条件下向容器中充入
1molNH3,二者互为等效平衡,二者热量之和为46.2kJ,则同条件下向容器中充入1molNH3,达平衡时
吸收的热量为:46.2kJ20kJ26.2kJ;
【小问4详解】
①分析表中数据可知,第1次实验时,温度升高3.6℃,第2次实验时,温度升高4.6℃,第3次实验时,
温度升高3.4℃,第2次实验结果与其它两次实验结果误差过大,应舍去,则本次实验温度差平均值为
3.63.411
℃3.5℃;50mL0.25molL硫酸与50mL0.55molLNaOH溶液反应生成H2O的物质的量
2
为n(H2O)=0.050.252mol=0.025mol,则反应的
QcmΔT4.181003.5103
ΔH=-=-kJmol158.52kJmol1;
nn0.025
②若上述实验中量取H2SO4溶液的体积时仰视读数,造成实际取用液体偏多,生成热量偏大,所测中和热
数值偏大,则中和热H减小;中和热是指生成1molH2O(l)时放出的热量,与酸和碱的用量无关。若同条
件下改用60mL0.25molL1硫酸和50mL0.55molL1NaOH溶液进行上述实验,生成水的物质的量不变,
所求中和热数值不变。
17.某校化学小组探究酸性KMnO4溶液与H2O2或H2C2O4溶液反应速率的影响因素。
已知资料显示:cH2O20.02mol/L,H2O2溶液中存在反应:2H2O2H4O4
(1)甲同学进行了实验I:常温下,向4mL不同浓度的H2O2溶液中滴入一滴0.04mL0.05mol/LKMnO4
溶液cH5.0mol/L,记录如下:
cH2O2/mol/L0.00100.00150.01250.03120.0440.0620
完全褪色时间/s2515122360370
无色气泡一样多
①请写出反应的离子方程式___________。
②甲同学发现cH2O2增大到一定浓度后速率减小,你认为减小的原因可能___________。
(2)乙同学继续进行实验Ⅱ,并记录如下:
操作现象
第1-9滴溶液滴下,完全褪色所需时间
实验
很长;第10滴溶液滴下迅速褪色。整
Ⅱ
个过程中几乎无温度变化。
①对于第10滴溶液与H2O2溶液反应速率突然加快的原因,乙猜测可能是___________。
②为证明乙的猜想,设计实验Ⅲ:与实验Ⅱ对比,只需在实验Ⅱ试管中加少量一种物质,其余相同,该物
质是___________,最终证明了乙猜想成立。
(3)丙同学配制了以下3组溶液探究浓度对化学反应速率的影响。
实验123
水/mL10X5
0.5mol/LH2C2O4
5105
溶液
0.2mol/LKMnO45510
溶液
时间/s4020-
X___________。丙同学通过对比实验1、3溶液褪色时间探究浓度对反应速率影响是否成立?
___________(填“是”或“否”),原因是___________。
【答案】(1)①.2②.当为
2MnO45H2O26H2Mn5O28H2OcH2O2
0.0312mol/L时,H2O2转化为H4O4,溶液中H2O2浓度减小,导致反应速率忽然减小
2
(2)①.酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应生成的Mn可以催化该反应②.MnSO4(或硫酸
锰)
(3)①.5②.否③.实验3中KMnO4溶液过量
【解析】
【小问1详解】
①高锰酸钾被双氧水还原为锰离子,双氧水被氧化为氧气,反应的离子方程式为
-+2+;
2MnO4+5H2O2+6H=2Mn+5O2+8H2O
②由信息可知,当过氧化氢浓度大于0.02mol/L时,过氧化氢溶液中会存在如下平衡2H2O2H4O4,
当cH2O2为0.0312mol/L时,H2O2转化为H4O4,溶液中H2O2浓度减小,导致反应速率忽然减小;
【小问2详解】
2
①由于第10滴溶液与H2O2溶液反应速率剧烈变化,分析可能是高锰酸钾与双氧水反应后生成的Mn对
双氧水分解起到了催化作用;
②因为推测Mn2对双氧水分解起到了催化作用,为证明乙的猜想,设计实验Ⅲ:与实验Ⅱ对比,只需在实
2
验Ⅱ试管中加少量一种物质,其余相同,该物质是MnSO4(或硫酸锰)固体,以提供Mn,观察双氧水分
解速率情况,验证猜想;
【小问3详解】
实验探究的是浓度对反应速率的影响,所以要保证每组实验中溶液的总体积相等。观察实验1和实验3的
溶液的总体积均为20mL,则X5;酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应的离子方程式为:
2,对比表格中数据,可知实验3中溶液
2MnO45H2C2O46H2Mn10CO28H2OKMnO4
过量,反应结束该溶液不会褪色,因此不能通过对比实验1、3溶液褪色时间探究浓度对反应速率影响。
18.N2O和CO是常见的环境污染性气体。
(1)①对于反应“”可作为此反应的催化剂。
N2OgCOgCO2gN2gΔH0Pt2O
其总反应分两步进行,第一步为,则第二步反应为___________;已知第二步
Pt2ON2OPt2O2N2
反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知,第一步反应的活化能___________(填“大于”“小
于”或“等于”)第二步反应的活化能。
②在一定体积的密闭容器中按一定比例充入N2O和CO气体,下列条件既能加快上述反应的反应速率又能
提高N2O转化率的是___________。
A.适当升高温度B.保持压强不变,充入He
C.保持体积不变,充入HeD.向容器中再充入一定量的CO
(2)在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体,发生反应:2N2OgO2g2N2g,
容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图乙所示。
①若容器I的体积为0.2L,反应在370℃下进行,20s后达到平衡,则020s内容器I中用N2表示的
反应速率为___________。B点对应的平衡常数K___________(保留两位有效数字)。
②若容器Ⅳ的体积为1L,反应在370℃下进行,则起始时反应___________(填“向正反应方向”“向逆反
应方向”或“不”)进行。
③图中I、Ⅱ、Ⅲ三容器容积由大到小的顺序是___________。
【答案】(1)①.②.大于③.D
Pt2O2COPt2OCO2
(2)①.0.01molL1s1②.0.044③.向正反应方向④.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
【解析】
【小问1详解】
①在反应中,在反应中做催化剂,是中间产物,第
N2OgCOgCO2gN2gPt2OPt2O2
二步反应方程式为:;活化能越大,反应速率越慢,反应速率慢的反应决定
Pt2O2COPt2OCO2
反应的总速率,因为第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,故第一步反应决定了反应达平衡
所需的时间,第一步反应速率最慢,活化能大于第一步;
②A.适当升高温度能加快反应速率,但是不能提高N2O转化率,故A不选;
B.保持压强不变,充入He,体积增大,反应速率降低,平衡不移动,故B不选;
C.保持体积不变,充入He,反应速率不变,故C不选;
D.向容器中再充入一定量的CO,其浓度增大,反应速率加快,能提高N2O转化率,故D选;
答案选D;
【小问2详解】
①由题干数据,列三段式如下:
2N2OgO2g+2N2g
起始(mol)0.100
变化(mol)0.040.020.04
平衡(mol)0.060.020.04
0.04mol
则内容器I中用表示的反应速率为=11;A、B点温度相同,对应的平
020sN20.2L0.01molLs
20s
c2(N)c(O)2
衡常数相等,B点对应的平衡常数=A的平衡常数:K=22=0.20.1=0.044;
22
c(N2O)0.3
2
②容器Ⅳ体积为1L,370℃时,Qc=0.060.04<K,故反应向正反应方向进行;
0.062
③左图中I、Ⅱ、Ⅲ三容器投料都是0.1molN2O;右图中在温度相等时,N2O的平衡转化率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,该反
应是气体体积增大的反应,温度相同时,压强小,N2O的平衡转化率越大,故容积由大到小的顺序是Ⅰ>Ⅱ
>Ⅲ。
19.由丙烷制备丙烯C3H6是近年来研究的热点,主要涉及如下反应:
反应i:1
2C3H8gO2g2C3H6g2H2OgΔH1234kJmol
反应ii:1
2C3H8g7O2g6COg8H2OgΔH22742kJmol
(1)反应C3H6g3O2g3COg3H2OgΔH___________,该反应在___________条件
下能自发进行。(填“高温”或“低温”或“任意温度”)
(2)某温度下,按起始投料nC3H8:nO22:1通入恒容容器中同时发生反应i和反应ii,下列情况
能说明反应ii达到平衡状态的是___________。
A.C3H8和O2的物质的量之比不再改变
B.混合气体密度不再变化
C.混合气体压强不再变化
D.形成3mol碳氧键的同时断裂8mol氧氢键
(3)某温度下,将6molC3H8和4molO2通入压强恒定为120kPa的密闭容器中同时发生反应i和反应ii,
5
测得平衡时CH的转化率为40%,CH的选择性为,则反应i的压强平衡常数Kp___________。(用
38366
平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)[已知丙烯C3H6的选择性
转化为丙烯消耗的丙烷量
]
丙烷的总转化量
(4)在100kPa条件下,按起始投料nC3H8:nO22:1匀速通入丙烷
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