贵州省铜仁市第一中学2018-2019学年高二上学期化学期中考试试卷
一、单选题
1.(2018高一下·黑龙江期末)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.反应热就是反应放出的热量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应热
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
【答案】C
【知识点】化学反应中能量的转化;常见能量的转化及运用
【解析】【解答】反应热还包括反应中吸收的热量,选项A不符合题意;选项B不符合题意,
C.反应速率大小与反应是放热反应还是吸热反应无关系;
D.反应热大小与反应条件无关系,选项D不符合题意,
故答案选:C。
【分析】D、的大小与反应条件无关,微观上等于反应物断键吸收的能量与生成物成键释放能量的相对大小。宏观上等于生成物总能量与反应物总能量的相对大小。
2.(2018高二上·成都期中)下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是( )
A.铝片与稀硫酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、铝片与稀硫酸的反应是氧化还原反应,又是放热反应,A不符合题意;
B、Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应是非氧化还原反应,B不符合题意;
C、灼热的碳与二氧化碳反应为氧化还原反应,也属于吸热反应,C符合题意;
D、甲烷在氧气中的燃烧,为氧化还原反应,也属于放热反应,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.金属与酸的反应为放热反应;
B.反应过程中没有元素化合价发生变化,不是氧化还原反应;
C.该反应为吸热反应;
D.燃烧反应为放热反应;
3.(2018高三上·武邑期中)已知反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法正确的是( )
A.低温下能自发进行
B.高温下能自发进行
C.低温下不能自发进行,高温下能自发进行
D.任何温度下都不能自发进行
【答案】D
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】根据公式ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时,反应自发进行;当ΔG>0时,反应不能自发进行;但是ΔH>0,ΔS<0,所以ΔH-TΔS必然大于0,即ΔG>0,反应是个非自发的反应。
故答案为:D
【分析】吉布斯自由能△G的的判断方法 △G=△H-T△S:△G<0,反应正向自发进行。 △G=0,反应处在平衡状态。 △G>0,反应逆向自发进行。
①一个放热的熵增加的反应,肯定是一个自发的反应,△H<0,△S>0,△G<0;
②一个吸热的熵减少的反应,肯定是一个不自发的反应,△H>0,△S<0,△G>0;
③一个放热的熵减少的反应,降低温度,有利于反应自发进行, △H<0,△S<0,要保证△G<0,T要降低;
③一个吸热的熵增加的过程,升高温度,有利于反应自发发生。 △H>0,△S>0,要保证△G<0,T要升高得足够高。
4.(2018高二上·铜仁期中)一定温度下,在一容积不变的密闭容器中发生的可逆反应2X(g) Y(g)+Z(s),下列选项不能作为反应达到平衡标志的是( )
A.反应容器中压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.Z的浓度不再改变
【答案】D
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、该反应是一个反应前后气体体积改变的化学反应,反应容器中气体的压强也不再发生变化,说明反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变,所以反应达到平衡状态,故A不符合题意;
B、该反应是一个反应前后气体的质量改变的化学反应,当反应达到平衡状态时,混合气体的质量不再发生变化,容器的体积不变,导致混合气体的密度不再变化,所以反应达到平衡状态,故B不符合题意;
C.该反应属于气体的质量和体积均发生变化的反应,混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明反应达到平衡状态,故C不符合题意;
D、该反应中Z是固体,浓度始终不变,不能判断是否为平衡状态,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据可逆反应达到平衡状态的特点进行分析是否达到平衡状态及可。
5.(2018高二上·承德月考)对已达平衡状态的反应:2X(g)+Y(g) 2Z(g),减小压强时,下列说法正确的是( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
【答案】C
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】减小压强,气体体积增大,反应物和生成物的浓度都减小,正、逆反应速率都减小,正反应是气体体积减小的反应,平衡应向气体体积增大的方向移动,C符合题意;
故答案为:C
【分析】根据压强对反应速率和平衡移动的影响分析。
6.(2018高二上·铜仁期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1的新制氯水,加入少量NaHSO3晶体,片刻后,溶液中HClO分子的浓度减小
B.室温下,将1 mL pH=3的醋酸溶液加水稀释至100 mL后,测得其pH<5
C.在硫化氢水溶液中加入碱有利于S2—的生成
D.增大压强更利于合成氨反应
【答案】A
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.NaHSO3能被HClO氧化,HClO浓度减小,不能用勒夏特列原理解释,选项A符合;
B.存在电离平衡,加水稀释有利于醋酸的电离平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,选项B不符合;
C.H2S H++HS-,HS- H++S2-,加入碱,能与氢离子反应,有利于平衡正向移动,有利于S2-的生成,能用勒夏特列原理解释,选项C不符合;
D.合成氨反应为气体体积缩小的反应,增大压强平衡正向移动,更有利于合成氨,能用勒夏特列原理解释,选项D不符合;
故答案为:A。
【分析】勒夏特列原理研究对象是可逆反应达到平衡状态后,改变影响平衡的条件平衡发生移动,而不存在平衡状态的反应不能用勒夏特列原理解释。
7.(2018高二上·铜仁期中)下图为某化学反应速率-时间图。在t1时刻升高温度或增大压强,都符合下图所示变化的反应是( )
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H<0
B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △H<0
C.H2(g)+I2(g) 2HI(g)△H>0
D.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)△H>0
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】根据图像可知升高温度或增大压强,平衡均向逆反应方向移动,这说明正反应是吸热反应和体积增大的反应,
故答案为:B。
【分析】由图可知, 升高温度或增大压强 平衡向逆反应方向移动,则反应方程式应为气体体积增大的放热反应,据此进行判断即可。
8.(2018高二上·铜仁期中)在N2+3H2 2NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6 mol/L,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol/(L·s),则此段时间是( )
A.1 s B.2 s C.44 s D.1.33 s
【答案】B
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】根据NH3的浓度增加了0.6mol·L-1,则H2的浓度变化了0.9mol·L-1,此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L-1·s-1,则t=0.9 mol·L-1÷0.45 mol·L-1·s-1=2s。
故答案为:B。
【分析】根据反应速率的定义进行计算时间即可。
9.(2018高二下·洛阳期末)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:
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
下列说法错误的是:( )
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
【答案】C
【知识点】化学平衡移动原理;化学平衡的计算
【解析】【解答】由表可知平衡时,X的浓度变化量是0.05mol/L,Z的变化量是0.15mol/L,Z的变化量是0.1mol/L,反应的化学计量系数之比等于浓度变化量之比,参与反应的n(X) : n(Y) : n(Z) = 1:3:2,所以反应可以表示为X+3Y 2Z。
A.平衡时X的转化率为0.05/0.1*100%=50%,故A项不符合题意;
B.平衡常数K=(0.12)/(0.053*0.05)=1600,故B项不符合题意;
C.该反应正反应方向是体积减小的反应,增大压强平衡右移,但是平衡常数不变,故C项符合题意;
D.平衡常数只与反应本身和温度有关,改变温度可以改变此反应的平衡常数,故D项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】此题可以根据表格已知进行列三段式 ,根据平衡影响因素判断移动,
10.(2018高二上·铜仁期中)参照反应Br+H2―→HBr+H的能量对反应历程的示意图(图甲)进行判断。下列叙述中错误的是( )
A.正反应吸热
B.加入催化剂,该化学反应的反应热不变
C.加入催化剂后,该反应的能量对反应历程的示意图可用图乙表示
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A、反应物能量大于生成物,为吸热反应,选项A不符合题意;
B、催化剂不能改变反应的反应热,选项B不符合题意;
C、催化剂通过降低反应的活化能改变反应历程,选项C不符合题意;
D、催化剂同时降低正、逆反应的活化能,同等程度加快正、逆反应速率,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.反应物的总能量低于生成物的总能量;
B.催化机制改变反应速率,而不能改变焓变;
C.催化剂可以降低活化能,而焓变不变;
D.催化剂使正逆反应速率都加快。
11.(2018高一下·黑龙江期末)已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH1=-701.0 kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH2=-181.6 kJ·mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )
A.+519.4 kJ·mol-1 B.+259.7 kJ·mol-1
C.-259.7 kJ·mol-1 D.-519.4 kJ·mol-1
【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0 kJ·mol-1
②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6 kJ·mol-1
根据盖斯定律,①-②得2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l),
ΔH=(-701.0 kJ·mol-1)-(-181.6 kJ·mol-1)=-519.4 kJ·mol-1,即Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l),ΔH=-259.7 kJ·mol-1,故C符合题意。
故答案为:C。
【分析】总反应中没有氧气,需要将上面两个热化学方程式相减消掉氧气,方程式相减时,也跟着相减。
12.(2019高二上·清远期末)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF—F 、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为( )
A.-1780kJ·mol-1 B.-1220 kJ·mol-1
C.-450 kJ·mol-1 D.+430 kJ·mol-1
【答案】B
【知识点】反应热和焓变
【解析】【解答】根据反应热=反应物的键能总和﹣生成物的键能总和分析,反应热=280+3×160﹣6×330=﹣1220 kJ/mol,
故答案为:B。
【分析】根据化学键键能与反应焓变的关系进行计算反应热即可。
13.(2018高二上·铜仁期中)反应N2O4(g) 2NO2(g)在温度为T1、T2(T1<T2)时达到平衡,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.A,C两点的反应速率:A>C
B.B,C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
C.A,C两点气体的颜色:A浅,C深
D.保持容器体积不变,再充入NO2气体,NO2的体积分数增大
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A、压强越大反应速率越快,所以反应速率:A<C,故A不符合题意;
B、B,C两点平衡体系中NO2的体积分数相等,气体的平均相对分子质量相等,即B=C,故B不符合题意;
C、温度不变,从A到C,压强增大,体积减小,NO2浓度增大,颜色C比A深,故C符合题意;
D、保持容器体积不变,再充入NO2气体,相当于增大压强,平衡逆向移动,NO2的体积分数减小,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.压强越大反应速率越快;
B.增大压强平衡向逆反应方向移动,升高温度平衡向逆反应方向移动;
C.平衡移动时颜色变化程度小于体积变化使颜色变化的程度;
D.相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动。
14.(2018高二上·铜仁期中)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。一定温度下,在2 L固定容积的密闭容器中发生反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法中,正确的是( )
A.0~20 s内平均反应速率v(N2O5)=0.1 mol·(L·s)-1
B.10 s时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.20 s时,正反应速率大于逆反应速率
D.曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化
【答案】D
【知识点】化学反应速率;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】由图像可得,反应过程中b减小,a增大,则b是N2O5的物质的量变化曲线,根据Δn与化学计量数的关系可知,a是NO2的物质的量变化曲线。
A.0~20 s内反应的N2O5的物质的量为:(5.0-3.0)mol=2.0mol,平均反应速率v(N2O5)=2.0mol÷2L÷20s=0.05mol·L-1·s-1,故A不符合题意;
B.10s时,反应物和生成物的物质的量相等,但只是这一时刻相等,反应并没有达到平衡,故B不符合题意;
C.20s开始,反应物和生成物的物质的量不再变化,反应达到了平衡,正反应速率等于逆反应速率,故C不符合题意;
D.由上述分析知,曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化,D符合题意。
【分析】A.根据反应速率的定义计算五氧化二氮的反应速率;
B.10s时没有达到平衡状态;
C.20s是达到平衡状态,正逆反应速率相等;
D.根据图中物质的量的数量关系确定a曲线的意义。
15.(2018高二上·铜仁期中)下列说法正确的是( )
A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ/mol能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A.ΔH<0、ΔS>0, ΔH-TΔS<0,任何温度都能自发进行;符合题意;
B,ΔH>0, ΔS>0,高温可以自发进行。符合题意。
C虽然焓变和熵变都与反应的自发性有关,但单独作为反应自发性的判据是不准确的。不符合题意;
D催化剂不可以改变化学反应进行的方向。
【分析】A.根据自由能判据进行分析;
B.结合自由能判据和熵变进行分析;
C.熵变和焓变对反应的自发性有影响,但不是唯一的影响,需要用自由能判据进行分析;
D.催化机制改变反应速率,不能影响反应的自发性。
16.(2018高二上·铜仁期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq) =H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
C.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol-1,则2H2O(g) =2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6 kJ·mol-1
D.葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1,则1/2C6H12O6(s)+3O2(g) =3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
【答案】D
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A、硫酸和氢氧化钡的反应中有硫酸钡白色沉淀生成,存在溶解平衡,溶解是吸热的,A不符合题意;
B、燃烧热是指在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,甲醇燃烧生成氢气,不是氧化物,B不符合题意;
C、氢气的燃烧热是生成液态水,C不符合题意;
D、符合燃烧热的定义,书写的热化学方程式符合题意,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】A.中和热不随反应的改变而改变;
B.根据热烧热的定义进行判断;
C.氢气的燃烧热中生成的水是液态;
D.注意焓变与反应物的物质的量的关系。
17.(2018高二上·铜仁期中)下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是( )
①C(s)+ O2(g)= CO2(g)△H1 C(s)+1/2 O2(g)= CO(g)△H2
②S(s)+ O2(g)= SO2(g)△H3 S(g)+ O2(g)= SO2(g)△H4
③H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l)△H5 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)△H6
④CaCO3(s))= CO2(g)+ CaO(s)△H7 CaO(s)+ H2O(l)= Ca(OH)2(s) △H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】碳完全燃烧放出的热量多,但放热越多,△H越小,①不符合题意。固态硫的能量低于气态硫的能量,所以固态硫燃烧放出的热量少,则△H大,②符合题意。消耗的氢气越多,放出的热量越多,③符合题意。④中前者是吸热反应,△H大于0,后者是放热反应,△H小于0,符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据反应物的物质的量、各种物质的状态、是否完全反应等方面判断含变的大小,注意焓变的正负值。
18.(2018高二上·铜仁期中)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-569.6kJ/mol,2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+482.1 kJ/mol。现有1g液态H2O,蒸发时吸收的热量是 ( )
A.2.43 kJ B.4.86 kJ C.43.8 kJ D.87.5 kJ
【答案】A
【知识点】反应热和焓变;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知:①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-569.6kJ mol-1,
②2H2O(g)═2H2(g)+O2(g);△H=+482.1kJ mol-1.
根据盖斯定律,②+①得2H2O(g)═2H2O(l);△H=-87.5kJ mol-1,
所以
2H2O(l)═2H2O(g); △H=+87.5kJ mol-1
36g 87.5kJ
1g Q
Q= ×87.5kJ=2.43kJ。即1g液态H2O,蒸发时吸收的热量是2.43kJ。
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律得出液态水变为气态水的热化学方程式,然后再根据方程式计算1g液态水蒸发吸收的热量即可。
19.(2018高二上·铜仁期中)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:下列说法中正确的是( )
A.30—40min间该反应使用了催化剂
B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30min时降低温度,40min时升高温度
D.8min前A的反应速率为0.08mol/L·min
【答案】D
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.30~40 min间该反应由于C的浓度不断减小,A、B的浓度增大,所以平衡正向移动,而使用催化剂平衡则不会发生移动,不符合题意;
B.根据图像变化可知A、B的系数相同,化学方程式中的x=1;由于体系的温度不变,所以不能确定该反应是放热反应还是吸热反应,不符合题意;
C.无论是放热反应还是吸热反应,改变温度,化学平衡必然发生移动,这时V正、V逆一定不再相等,由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以30 min时是减小压强,40 min时是增大压强,因此该选项是错误的;
D.在8 min前A的平均反应速率为V(A)=(2.0-1.36)mol/L÷8min=0.08 mol/( L·min),符合题意。
【分析】A.催化剂不能使平衡移动;
B.根据各物质的浓度变化计算x的值,没有温度的改变,不能确定吸热反应和放热反应;
C.降低温度平衡发生移动,正逆反应速率不相等。
20.(2018高二上·铜仁期中)某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,且反应的前后的压强之比为5:4(相同的温度下测量),则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=c4(C)c2(D)/c3(A)c2(B)
B.此时,B 的平衡转化率是35%
C.增加C的量,B的平衡转化率不变
D.增大该体系的压强,平衡向右移动化学平衡常数增大
【答案】C
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、平衡时生成1.6molC,则根据方程式可知平衡时A、B、C、D的物质的量分别是2.8mol、1.2mol、1.6mol和0.8mol,则根据反应的前后压强之比为5:4可知,D是气体,C不是气体,即该反应是体积减小的可逆反应,因此选项A不符合题意;
B、平衡时生成1.6molC时,则消耗的B的物质的量为0.8mol,则B的平衡转化率为 ×100%=40%,选项B不符合题意;
C、由于C不是气体,增加C的量对平衡没影响,B的平衡转化率不变,选项C符合题意;
D、正反应是体积减小的反应,则增大该体系的压强,平衡向右移动,但由于温度不变,化学平衡常数不变,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.根据方程式书写化学平衡常数表达式;
B.根据方程式计算B转化物质的量,然后计算转化率;
C.根据压强变化判断出C是非气体,改变非气体的量,平衡不移动;
D.平衡常数只是温度的函数。
二、综合题
21.(2018高二上·铜仁期中)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g) cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如下图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率):
分析图像,回答下列问题:
(1)在图像反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,此反应的ΔS 0(填“>”或“<”),由此判断,此反应自发进行,必须满足的条件是 。
(2)在图像反应Ⅱ中,T1 T2(填“>”“<”或“=”),该正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在图像反应Ⅲ中,若T1>T2,则该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
【答案】(1)放热;<;低温
(2)>;放热
(3)能
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1)反应Ⅰ中恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,△H<0;由p1>p2知恒定温度时压强越大,α(A)越大,即增大压强平衡向右移动,说明此反应为气体分子数减少的反应(a+b>c),即为熵减反应,△S<0.放热、熵减反应只能在低温下自发进行,如逆反应自发进行,应在高温下;
(2)反应Ⅱ中先拐先平温度高,T1温度下反应先达到平衡状态,说明T1>T2;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,△H<0;
(3)反应Ⅲ中在恒温下压强变化对α(A)没有影响,说明压强变化不能影响平衡,此反应为气体分子数不变的反应(a+b=c),反应过程中熵变很小,△S≈0,若T1<T2,恒压下温度越高α(A)越大,说明升高温度平衡向又移动,正反应为吸热反应,△H>0,则△H-T△S<0,反应不能自发进行。
【分析】(1)根据亚强和温度平衡移动的影响进行分析即可;
(2)根据温度越高反应速率越快,达到平衡状态需要的时间越短,判断温度的高低,结合温度和C的物质的量分析升高温度平衡移动的方向,得出焓变的正负即可;
(3)根据温度与转化率的关系判断出焓变的正负,结合自由能判据分析能否自发进行即可。
三、实验题
22.(2018高二上·铜仁期中)用50
mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL
0.55 mol/L的氢氧化钠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热。回答下列问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是
(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替? (填“能”或“不能”), 其原因是 。
(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 mol/L的原因是 。
实验中若改用60 mL
0.50 mol/L的盐酸与50 mL
0.55 mol/L的氢氧化钠溶液进行反应, 与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热 (填“相等”“不相等”)。
(4)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为: 。
【答案】(1)减少热量损失
(2)不能;铁会和盐酸反应,铁导热性好,热量损失较大
(3)为了确保盐酸完全被中和;不相等;相等
(4)NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
【知识点】中和热的测定;化学实验方案的评价
【解析】【解答】所示装置为:
考查中和热的测定,实验的关键是尽量减少热量的损失(1)在实验中要尽可能的少热量的损失,所以烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量损失的。(2)铁是金属,属于热的良导体,会使热量损失。另一方面铁能和盐酸反应,所以不能用环形铁质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。(3)氢氧化钠过量,能确保盐酸完全被中和,使实验更准确。如果改变酸碱的用量,则反应中放出的热量是不同的,但中和热是不变的。因为中和热是指在一定条件下的稀溶液中,酸和碱反应生成1mol水时所放出的热量。(4)根据题意可知,热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
【分析】(1)碎泡沫塑料的作用是减少热量的损失;
(2)玻璃的导热性差,而铁的导热性强;
(3)测定中和热的实验中一种反应物过量是为了使反应进行完全;测出的中和反应的热量不同,但中和热是定值;
(4)根据中和热的定义书写中和热的热化学方程式。
四、计算题
23.(2018高二上·铜仁期中)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得:5g甲醇在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量。试写出甲醇燃烧的热化学方程式: 。
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键又会释放能量。
化学键 H—H N—H N≡N
键能/kJ·mol-1 436 391 945
已知反应N2+3H2=2NH3 ΔH=a kJ·mol-1。试根据表中数据计算a的数值为 。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599 kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298
K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8kJ/mol
(2)-93
(3)2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=+226.7 kJ/mol
【知识点】燃烧热;热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)5gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出113.5kJ热量,64g即2molCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出1452.8kJ热量,则热化学方程式为:2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8kJ/mol;
(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=945kJ/mol+436kJ/mol×3-391kJ/mol×6=-93kJ/mol=a kJ/mol,因此a=-93;
(3)已知:①C (s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H2=-571.6kJ/mol;
③2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O (l)△H3=-2599kJ/mol;
2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反应可以根据①×2+②× -③× 得到,所以反应焓变△H=2×(-393.5kJ/mol)+(-571.6 kJ/mol)× -(-2599kJ/mol)× =+226.7 kJ/mol。
【分析】(1)根据5g甲醇燃烧放出的热量计算1mol甲醇完全燃烧的热量,然后书写热化学方程式;
(2)根据反应物的键能之和与生成物的键能之和的差等于焓变进行计算;
(3)根据盖斯定律计算焓变,然后书写热化学方程式。
24.(2018高二上·铜仁期中)在
2 L的密闭容器中, 充入 1 mol N2 和 3 mol H2, 在一定的条件下反应, 2 分钟后达到平衡状态, 相同温度下, 测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了 1/10, 求:
(1)平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为多少?
(2)N2
的转化率为多少?
(3)该温度下的平衡常数为多少?
【答案】(1)解:根据三段式解题法,表示出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量。
令参加反应的氮气的物质的量为nmol,则:
N2 + 3H2 2NH3
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) n 3n 2n
平衡(mol) 1-n 3-3n 2n
压强之比等于物质的量之比,所以(1-n+3-3n+2n)mol=(1+3)mol×(1- ),解得n=0.2,(1)平衡时n(N2)=(1-n)mol=(1-0.2)mol=0.8mol;平衡时n(H2)=(3-3n)mol=(3-3×0.2)mol=2.4mol;平衡时n(NH3)=2n=0.2mol×2=0.4mol;所以,平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量比为0.8mol:2.4mol:0.4mol=2:6:1
(2)解:N2 的转化率为 ×100%=20%
(3)解:该温度下达平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量浓度分别为0.4mol/L、1.2mol/L、0.2mol/L,平衡常数K= = (L/mol )2。
【知识点】化学平衡的计算
【解析】【分析】(1)根据化学平衡的蒜段式计算平衡市三种气体的物质的量之比;
(2)根据氮气的转化量计算但其的转化率;
(3)根据化学平衡常数的定义进行计算平衡常数。
贵州省铜仁市第一中学2018-2019学年高二上学期化学期中考试试卷
一、单选题
1.(2018高一下·黑龙江期末)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.反应热就是反应放出的热量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应热
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
2.(2018高二上·成都期中)下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是( )
A.铝片与稀硫酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
3.(2018高三上·武邑期中)已知反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法正确的是( )
A.低温下能自发进行
B.高温下能自发进行
C.低温下不能自发进行,高温下能自发进行
D.任何温度下都不能自发进行
4.(2018高二上·铜仁期中)一定温度下,在一容积不变的密闭容器中发生的可逆反应2X(g) Y(g)+Z(s),下列选项不能作为反应达到平衡标志的是( )
A.反应容器中压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.Z的浓度不再改变
5.(2018高二上·承德月考)对已达平衡状态的反应:2X(g)+Y(g) 2Z(g),减小压强时,下列说法正确的是( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
6.(2018高二上·铜仁期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1的新制氯水,加入少量NaHSO3晶体,片刻后,溶液中HClO分子的浓度减小
B.室温下,将1 mL pH=3的醋酸溶液加水稀释至100 mL后,测得其pH<5
C.在硫化氢水溶液中加入碱有利于S2—的生成
D.增大压强更利于合成氨反应
7.(2018高二上·铜仁期中)下图为某化学反应速率-时间图。在t1时刻升高温度或增大压强,都符合下图所示变化的反应是( )
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H<0
B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △H<0
C.H2(g)+I2(g) 2HI(g)△H>0
D.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)△H>0
8.(2018高二上·铜仁期中)在N2+3H2 2NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6 mol/L,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol/(L·s),则此段时间是( )
A.1 s B.2 s C.44 s D.1.33 s
9.(2018高二下·洛阳期末)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:
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
下列说法错误的是:( )
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
10.(2018高二上·铜仁期中)参照反应Br+H2―→HBr+H的能量对反应历程的示意图(图甲)进行判断。下列叙述中错误的是( )
A.正反应吸热
B.加入催化剂,该化学反应的反应热不变
C.加入催化剂后,该反应的能量对反应历程的示意图可用图乙表示
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
11.(2018高一下·黑龙江期末)已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH1=-701.0 kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH2=-181.6 kJ·mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )
A.+519.4 kJ·mol-1 B.+259.7 kJ·mol-1
C.-259.7 kJ·mol-1 D.-519.4 kJ·mol-1
12.(2019高二上·清远期末)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF—F 、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为( )
A.-1780kJ·mol-1 B.-1220 kJ·mol-1
C.-450 kJ·mol-1 D.+430 kJ·mol-1
13.(2018高二上·铜仁期中)反应N2O4(g) 2NO2(g)在温度为T1、T2(T1<T2)时达到平衡,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.A,C两点的反应速率:A>C
B.B,C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
C.A,C两点气体的颜色:A浅,C深
D.保持容器体积不变,再充入NO2气体,NO2的体积分数增大
14.(2018高二上·铜仁期中)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。一定温度下,在2 L固定容积的密闭容器中发生反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法中,正确的是( )
A.0~20 s内平均反应速率v(N2O5)=0.1 mol·(L·s)-1
B.10 s时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.20 s时,正反应速率大于逆反应速率
D.曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化
15.(2018高二上·铜仁期中)下列说法正确的是( )
A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ/mol能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
16.(2018高二上·铜仁期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq) =H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
C.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol-1,则2H2O(g) =2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6 kJ·mol-1
D.葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1,则1/2C6H12O6(s)+3O2(g) =3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
17.(2018高二上·铜仁期中)下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是( )
①C(s)+ O2(g)= CO2(g)△H1 C(s)+1/2 O2(g)= CO(g)△H2
②S(s)+ O2(g)= SO2(g)△H3 S(g)+ O2(g)= SO2(g)△H4
③H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l)△H5 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)△H6
④CaCO3(s))= CO2(g)+ CaO(s)△H7 CaO(s)+ H2O(l)= Ca(OH)2(s) △H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
18.(2018高二上·铜仁期中)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-569.6kJ/mol,2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+482.1 kJ/mol。现有1g液态H2O,蒸发时吸收的热量是 ( )
A.2.43 kJ B.4.86 kJ C.43.8 kJ D.87.5 kJ
19.(2018高二上·铜仁期中)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:下列说法中正确的是( )
A.30—40min间该反应使用了催化剂
B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30min时降低温度,40min时升高温度
D.8min前A的反应速率为0.08mol/L·min
20.(2018高二上·铜仁期中)某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,且反应的前后的压强之比为5:4(相同的温度下测量),则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=c4(C)c2(D)/c3(A)c2(B)
B.此时,B 的平衡转化率是35%
C.增加C的量,B的平衡转化率不变
D.增大该体系的压强,平衡向右移动化学平衡常数增大
二、综合题
21.(2018高二上·铜仁期中)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g) cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如下图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率):
分析图像,回答下列问题:
(1)在图像反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,此反应的ΔS 0(填“>”或“<”),由此判断,此反应自发进行,必须满足的条件是 。
(2)在图像反应Ⅱ中,T1 T2(填“>”“<”或“=”),该正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在图像反应Ⅲ中,若T1>T2,则该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
三、实验题
22.(2018高二上·铜仁期中)用50
mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL
0.55 mol/L的氢氧化钠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热。回答下列问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是
(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替? (填“能”或“不能”), 其原因是 。
(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 mol/L的原因是 。
实验中若改用60 mL
0.50 mol/L的盐酸与50 mL
0.55 mol/L的氢氧化钠溶液进行反应, 与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热 (填“相等”“不相等”)。
(4)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为: 。
四、计算题
23.(2018高二上·铜仁期中)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得:5g甲醇在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量。试写出甲醇燃烧的热化学方程式: 。
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键又会释放能量。
化学键 H—H N—H N≡N
键能/kJ·mol-1 436 391 945
已知反应N2+3H2=2NH3 ΔH=a kJ·mol-1。试根据表中数据计算a的数值为 。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599 kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298
K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式: 。
24.(2018高二上·铜仁期中)在
2 L的密闭容器中, 充入 1 mol N2 和 3 mol H2, 在一定的条件下反应, 2 分钟后达到平衡状态, 相同温度下, 测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了 1/10, 求:
(1)平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为多少?
(2)N2
的转化率为多少?
(3)该温度下的平衡常数为多少?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】化学反应中能量的转化;常见能量的转化及运用
【解析】【解答】反应热还包括反应中吸收的热量,选项A不符合题意;选项B不符合题意,
C.反应速率大小与反应是放热反应还是吸热反应无关系;
D.反应热大小与反应条件无关系,选项D不符合题意,
故答案选:C。
【分析】D、的大小与反应条件无关,微观上等于反应物断键吸收的能量与生成物成键释放能量的相对大小。宏观上等于生成物总能量与反应物总能量的相对大小。
2.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、铝片与稀硫酸的反应是氧化还原反应,又是放热反应,A不符合题意;
B、Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应是非氧化还原反应,B不符合题意;
C、灼热的碳与二氧化碳反应为氧化还原反应,也属于吸热反应,C符合题意;
D、甲烷在氧气中的燃烧,为氧化还原反应,也属于放热反应,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.金属与酸的反应为放热反应;
B.反应过程中没有元素化合价发生变化,不是氧化还原反应;
C.该反应为吸热反应;
D.燃烧反应为放热反应;
3.【答案】D
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】根据公式ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时,反应自发进行;当ΔG>0时,反应不能自发进行;但是ΔH>0,ΔS<0,所以ΔH-TΔS必然大于0,即ΔG>0,反应是个非自发的反应。
故答案为:D
【分析】吉布斯自由能△G的的判断方法 △G=△H-T△S:△G<0,反应正向自发进行。 △G=0,反应处在平衡状态。 △G>0,反应逆向自发进行。
①一个放热的熵增加的反应,肯定是一个自发的反应,△H<0,△S>0,△G<0;
②一个吸热的熵减少的反应,肯定是一个不自发的反应,△H>0,△S<0,△G>0;
③一个放热的熵减少的反应,降低温度,有利于反应自发进行, △H<0,△S<0,要保证△G<0,T要降低;
③一个吸热的熵增加的过程,升高温度,有利于反应自发发生。 △H>0,△S>0,要保证△G<0,T要升高得足够高。
4.【答案】D
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、该反应是一个反应前后气体体积改变的化学反应,反应容器中气体的压强也不再发生变化,说明反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变,所以反应达到平衡状态,故A不符合题意;
B、该反应是一个反应前后气体的质量改变的化学反应,当反应达到平衡状态时,混合气体的质量不再发生变化,容器的体积不变,导致混合气体的密度不再变化,所以反应达到平衡状态,故B不符合题意;
C.该反应属于气体的质量和体积均发生变化的反应,混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明反应达到平衡状态,故C不符合题意;
D、该反应中Z是固体,浓度始终不变,不能判断是否为平衡状态,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据可逆反应达到平衡状态的特点进行分析是否达到平衡状态及可。
5.【答案】C
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】减小压强,气体体积增大,反应物和生成物的浓度都减小,正、逆反应速率都减小,正反应是气体体积减小的反应,平衡应向气体体积增大的方向移动,C符合题意;
故答案为:C
【分析】根据压强对反应速率和平衡移动的影响分析。
6.【答案】A
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.NaHSO3能被HClO氧化,HClO浓度减小,不能用勒夏特列原理解释,选项A符合;
B.存在电离平衡,加水稀释有利于醋酸的电离平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,选项B不符合;
C.H2S H++HS-,HS- H++S2-,加入碱,能与氢离子反应,有利于平衡正向移动,有利于S2-的生成,能用勒夏特列原理解释,选项C不符合;
D.合成氨反应为气体体积缩小的反应,增大压强平衡正向移动,更有利于合成氨,能用勒夏特列原理解释,选项D不符合;
故答案为:A。
【分析】勒夏特列原理研究对象是可逆反应达到平衡状态后,改变影响平衡的条件平衡发生移动,而不存在平衡状态的反应不能用勒夏特列原理解释。
7.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】根据图像可知升高温度或增大压强,平衡均向逆反应方向移动,这说明正反应是吸热反应和体积增大的反应,
故答案为:B。
【分析】由图可知, 升高温度或增大压强 平衡向逆反应方向移动,则反应方程式应为气体体积增大的放热反应,据此进行判断即可。
8.【答案】B
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】根据NH3的浓度增加了0.6mol·L-1,则H2的浓度变化了0.9mol·L-1,此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L-1·s-1,则t=0.9 mol·L-1÷0.45 mol·L-1·s-1=2s。
故答案为:B。
【分析】根据反应速率的定义进行计算时间即可。
9.【答案】C
【知识点】化学平衡移动原理;化学平衡的计算
【解析】【解答】由表可知平衡时,X的浓度变化量是0.05mol/L,Z的变化量是0.15mol/L,Z的变化量是0.1mol/L,反应的化学计量系数之比等于浓度变化量之比,参与反应的n(X) : n(Y) : n(Z) = 1:3:2,所以反应可以表示为X+3Y 2Z。
A.平衡时X的转化率为0.05/0.1*100%=50%,故A项不符合题意;
B.平衡常数K=(0.12)/(0.053*0.05)=1600,故B项不符合题意;
C.该反应正反应方向是体积减小的反应,增大压强平衡右移,但是平衡常数不变,故C项符合题意;
D.平衡常数只与反应本身和温度有关,改变温度可以改变此反应的平衡常数,故D项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】此题可以根据表格已知进行列三段式 ,根据平衡影响因素判断移动,
10.【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A、反应物能量大于生成物,为吸热反应,选项A不符合题意;
B、催化剂不能改变反应的反应热,选项B不符合题意;
C、催化剂通过降低反应的活化能改变反应历程,选项C不符合题意;
D、催化剂同时降低正、逆反应的活化能,同等程度加快正、逆反应速率,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.反应物的总能量低于生成物的总能量;
B.催化机制改变反应速率,而不能改变焓变;
C.催化剂可以降低活化能,而焓变不变;
D.催化剂使正逆反应速率都加快。
11.【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0 kJ·mol-1
②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6 kJ·mol-1
根据盖斯定律,①-②得2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l),
ΔH=(-701.0 kJ·mol-1)-(-181.6 kJ·mol-1)=-519.4 kJ·mol-1,即Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l),ΔH=-259.7 kJ·mol-1,故C符合题意。
故答案为:C。
【分析】总反应中没有氧气,需要将上面两个热化学方程式相减消掉氧气,方程式相减时,也跟着相减。
12.【答案】B
【知识点】反应热和焓变
【解析】【解答】根据反应热=反应物的键能总和﹣生成物的键能总和分析,反应热=280+3×160﹣6×330=﹣1220 kJ/mol,
故答案为:B。
【分析】根据化学键键能与反应焓变的关系进行计算反应热即可。
13.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A、压强越大反应速率越快,所以反应速率:A<C,故A不符合题意;
B、B,C两点平衡体系中NO2的体积分数相等,气体的平均相对分子质量相等,即B=C,故B不符合题意;
C、温度不变,从A到C,压强增大,体积减小,NO2浓度增大,颜色C比A深,故C符合题意;
D、保持容器体积不变,再充入NO2气体,相当于增大压强,平衡逆向移动,NO2的体积分数减小,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.压强越大反应速率越快;
B.增大压强平衡向逆反应方向移动,升高温度平衡向逆反应方向移动;
C.平衡移动时颜色变化程度小于体积变化使颜色变化的程度;
D.相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动。
14.【答案】D
【知识点】化学反应速率;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】由图像可得,反应过程中b减小,a增大,则b是N2O5的物质的量变化曲线,根据Δn与化学计量数的关系可知,a是NO2的物质的量变化曲线。
A.0~20 s内反应的N2O5的物质的量为:(5.0-3.0)mol=2.0mol,平均反应速率v(N2O5)=2.0mol÷2L÷20s=0.05mol·L-1·s-1,故A不符合题意;
B.10s时,反应物和生成物的物质的量相等,但只是这一时刻相等,反应并没有达到平衡,故B不符合题意;
C.20s开始,反应物和生成物的物质的量不再变化,反应达到了平衡,正反应速率等于逆反应速率,故C不符合题意;
D.由上述分析知,曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化,D符合题意。
【分析】A.根据反应速率的定义计算五氧化二氮的反应速率;
B.10s时没有达到平衡状态;
C.20s是达到平衡状态,正逆反应速率相等;
D.根据图中物质的量的数量关系确定a曲线的意义。
15.【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A.ΔH<0、ΔS>0, ΔH-TΔS<0,任何温度都能自发进行;符合题意;
B,ΔH>0, ΔS>0,高温可以自发进行。符合题意。
C虽然焓变和熵变都与反应的自发性有关,但单独作为反应自发性的判据是不准确的。不符合题意;
D催化剂不可以改变化学反应进行的方向。
【分析】A.根据自由能判据进行分析;
B.结合自由能判据和熵变进行分析;
C.熵变和焓变对反应的自发性有影响,但不是唯一的影响,需要用自由能判据进行分析;
D.催化机制改变反应速率,不能影响反应的自发性。
16.【答案】D
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A、硫酸和氢氧化钡的反应中有硫酸钡白色沉淀生成,存在溶解平衡,溶解是吸热的,A不符合题意;
B、燃烧热是指在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,甲醇燃烧生成氢气,不是氧化物,B不符合题意;
C、氢气的燃烧热是生成液态水,C不符合题意;
D、符合燃烧热的定义,书写的热化学方程式符合题意,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】A.中和热不随反应的改变而改变;
B.根据热烧热的定义进行判断;
C.氢气的燃烧热中生成的水是液态;
D.注意焓变与反应物的物质的量的关系。
17.【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】碳完全燃烧放出的热量多,但放热越多,△H越小,①不符合题意。固态硫的能量低于气态硫的能量,所以固态硫燃烧放出的热量少,则△H大,②符合题意。消耗的氢气越多,放出的热量越多,③符合题意。④中前者是吸热反应,△H大于0,后者是放热反应,△H小于0,符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据反应物的物质的量、各种物质的状态、是否完全反应等方面判断含变的大小,注意焓变的正负值。
18.【答案】A
【知识点】反应热和焓变;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知:①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-569.6kJ mol-1,
②2H2O(g)═2H2(g)+O2(g);△H=+482.1kJ mol-1.
根据盖斯定律,②+①得2H2O(g)═2H2O(l);△H=-87.5kJ mol-1,
所以
2H2O(l)═2H2O(g); △H=+87.5kJ mol-1
36g 87.5kJ
1g Q
Q= ×87.5kJ=2.43kJ。即1g液态H2O,蒸发时吸收的热量是2.43kJ。
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律得出液态水变为气态水的热化学方程式,然后再根据方程式计算1g液态水蒸发吸收的热量即可。
19.【答案】D
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.30~40 min间该反应由于C的浓度不断减小,A、B的浓度增大,所以平衡正向移动,而使用催化剂平衡则不会发生移动,不符合题意;
B.根据图像变化可知A、B的系数相同,化学方程式中的x=1;由于体系的温度不变,所以不能确定该反应是放热反应还是吸热反应,不符合题意;
C.无论是放热反应还是吸热反应,改变温度,化学平衡必然发生移动,这时V正、V逆一定不再相等,由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以30 min时是减小压强,40 min时是增大压强,因此该选项是错误的;
D.在8 min前A的平均反应速率为V(A)=(2.0-1.36)mol/L÷8min=0.08 mol/( L·min),符合题意。
【分析】A.催化剂不能使平衡移动;
B.根据各物质的浓度变化计算x的值,没有温度的改变,不能确定吸热反应和放热反应;
C.降低温度平衡发生移动,正逆反应速率不相等。
20.【答案】C
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、平衡时生成1.6molC,则根据方程式可知平衡时A、B、C、D的物质的量分别是2.8mol、1.2mol、1.6mol和0.8mol,则根据反应的前后压强之比为5:4可知,D是气体,C不是气体,即该反应是体积减小的可逆反应,因此选项A不符合题意;
B、平衡时生成1.6molC时,则消耗的B的物质的量为0.8mol,则B的平衡转化率为 ×100%=40%,选项B不符合题意;
C、由于C不是气体,增加C的量对平衡没影响,B的平衡转化率不变,选项C符合题意;
D、正反应是体积减小的反应,则增大该体系的压强,平衡向右移动,但由于温度不变,化学平衡常数不变,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.根据方程式书写化学平衡常数表达式;
B.根据方程式计算B转化物质的量,然后计算转化率;
C.根据压强变化判断出C是非气体,改变非气体的量,平衡不移动;
D.平衡常数只是温度的函数。
21.【答案】(1)放热;<;低温
(2)>;放热
(3)能
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1)反应Ⅰ中恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,△H<0;由p1>p2知恒定温度时压强越大,α(A)越大,即增大压强平衡向右移动,说明此反应为气体分子数减少的反应(a+b>c),即为熵减反应,△S<0.放热、熵减反应只能在低温下自发进行,如逆反应自发进行,应在高温下;
(2)反应Ⅱ中先拐先平温度高,T1温度下反应先达到平衡状态,说明T1>T2;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,△H<0;
(3)反应Ⅲ中在恒温下压强变化对α(A)没有影响,说明压强变化不能影响平衡,此反应为气体分子数不变的反应(a+b=c),反应过程中熵变很小,△S≈0,若T1<T2,恒压下温度越高α(A)越大,说明升高温度平衡向又移动,正反应为吸热反应,△H>0,则△H-T△S<0,反应不能自发进行。
【分析】(1)根据亚强和温度平衡移动的影响进行分析即可;
(2)根据温度越高反应速率越快,达到平衡状态需要的时间越短,判断温度的高低,结合温度和C的物质的量分析升高温度平衡移动的方向,得出焓变的正负即可;
(3)根据温度与转化率的关系判断出焓变的正负,结合自由能判据分析能否自发进行即可。
22.【答案】(1)减少热量损失
(2)不能;铁会和盐酸反应,铁导热性好,热量损失较大
(3)为了确保盐酸完全被中和;不相等;相等
(4)NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
【知识点】中和热的测定;化学实验方案的评价
【解析】【解答】所示装置为:
考查中和热的测定,实验的关键是尽量减少热量的损失(1)在实验中要尽可能的少热量的损失,所以烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量损失的。(2)铁是金属,属于热的良导体,会使热量损失。另一方面铁能和盐酸反应,所以不能用环形铁质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。(3)氢氧化钠过量,能确保盐酸完全被中和,使实验更准确。如果改变酸碱的用量,则反应中放出的热量是不同的,但中和热是不变的。因为中和热是指在一定条件下的稀溶液中,酸和碱反应生成1mol水时所放出的热量。(4)根据题意可知,热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
【分析】(1)碎泡沫塑料的作用是减少热量的损失;
(2)玻璃的导热性差,而铁的导热性强;
(3)测定中和热的实验中一种反应物过量是为了使反应进行完全;测出的中和反应的热量不同,但中和热是定值;
(4)根据中和热的定义书写中和热的热化学方程式。
23.【答案】(1)2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8kJ/mol
(2)-93
(3)2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=+226.7 kJ/mol
【知识点】燃烧热;热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)5gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出113.5kJ热量,64g即2molCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出1452.8kJ热量,则热化学方程式为:2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8kJ/mol;
(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=945kJ/mol+436kJ/mol×3-391kJ/mol×6=-93kJ/mol=a kJ/mol,因此a=-93;
(3)已知:①C (s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H2=-571.6kJ/mol;
③2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O (l)△H3=-2599kJ/mol;
2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反应可以根据①×2+②× -③× 得到,所以反应焓变△H=2×(-393.5kJ/mol)+(-571.6 kJ/mol)× -(-2599kJ/mol)× =+226.7 kJ/mol。
【分析】(1)根据5g甲醇燃烧放出的热量计算1mol甲醇完全燃烧的热量,然后书写热化学方程式;
(2)根据反应物的键能之和与生成物的键能之和的差等于焓变进行计算;
(3)根据盖斯定律计算焓变,然后书写热化学方程式。
24.【答案】(1)解:根据三段式解题法,表示出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量。
令参加反应的氮气的物质的量为nmol,则:
N2 + 3H2 2NH3
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) n 3n 2n
平衡(mol) 1-n 3-3n 2n
压强之比等于物质的量之比,所以(1-n+3-3n+2n)mol=(1+3)mol×(1- ),解得n=0.2,(1)平衡时n(N2)=(1-n)mol=(1-0.2)mol=0.8mol;平衡时n(H2)=(3-3n)mol=(3-3×0.2)mol=2.4mol;平衡时n(NH3)=2n=0.2mol×2=0.4mol;所以,平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量比为0.8mol:2.4mol:0.4mol=2:6:1
(2)解:N2 的转化率为 ×100%=20%
(3)解:该温度下达平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量浓度分别为0.4mol/L、1.2mol/L、0.2mol/L,平衡常数K= = (L/mol )2。
【知识点】化学平衡的计算
【解析】【分析】(1)根据化学平衡的蒜段式计算平衡市三种气体的物质的量之比;
(2)根据氮气的转化量计算但其的转化率;
(3)根据化学平衡常数的定义进行计算平衡常数。