江西省部分学校2024-2025高二上学期10月教学质量检测化学试题
江西省部分学校2024-2025学年高二上学期10月教学质量检测化学试题
1.(2024高二上·江西月考)下列应用涉及的反应属于吸热反应的是
A.煤油与液氧作为火箭推进剂 B.Al和Fe2O3反应焊接钢轨
C.灼热的炭与CO2反应制CO D.乙炔与氧气反应用于切割金属
【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.煤油属于烃类混合物,与液氧反应生成二氧化碳和水,属于放热反应,A不符合;
B.Al和Fe2O3反应是铝热反应,过程中放出大量热,用于焊接钢轨,属于放热反应,B不符合;
C.灼热的碳与CO2反应属于吸热反应,C符合;
D.乙炔属于烃类物质,与氧气反应产生高温可用于切割金属,属于放热反应,D不符合;
故答案为:C
【分析】A、燃烧反应属于放热反应。
B、铝热反应属于放热反应。
C、C与CO2的反应属于吸热反应。
D、燃烧反应属于放热反应。
2.(2024高二上·江西月考)速率控制在生产生活中较为常见。下列操作或措施与速率控制无关的是
A.煅烧硫铁矿时将其粉碎 B.合成氨时采用高温条件
C.食品抽真空包装 D.净水时加入明矾
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.煅烧硫铁矿时,将矿石粉碎可增大接触面积,加快反应速率,与速率控制有关,A项错误;
B.合成氨时采用高温条件可以提高反应速率,同时确保催化剂的活性。与速率控制有关,B项错误;
C.食品抽真空包装,降低氧气浓度,使得食物氧化速率减慢,与速率控制有关,C项错误;
D. 明矾溶于水后形成的胶体能够吸附悬浮在水中的小颗粒杂质,使其聚集变大,从而便于通过沉淀去除 ,故净水时加入明矾的主要作用是吸附杂质,使杂质沉降。与速率控制无关,D项正确;
故答案为:D
【分析】A、粉碎可增大接触面积,加快反应速率。
B、高温条件可增大催化剂活性,同时加快反应速率。
C、食品包装抽真空,可降低氧气浓度,减慢氧化速率。
D、明矾净水利用胶体的吸附作用。
3.(2024高二上·江西月考)工业制氢原理:。改变下列条件能提高产生氢气的速率且提高活化分子百分率的是
A.将炭块改为炭粉 B.加入高效催化剂
C.降低反应温度 D.增大水蒸气浓度
【答案】B
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.将炭块改为炭粉,可以增大C与H2O(g)的接触面积,加快反应速率,但不能提高活化分子百分率,故A不符合题意;
B.加入高效催化剂,可以降低反应所需的活化能,使更多的普通分子转化为活化分子。因此既能提高产生氢气的速率,也能增大活化分子百分率,故B符合题意;
C.降低反应温度,反应速率减慢,故C不符合题意;
D.增大水蒸气浓度,反应速率加快,但不能提高活化分子百分率,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响分析。加入催化剂,或升高温度,都能增大活化分子百分率。
4.(2024高二上·江西月考)下列说法中正确的是
A.反应 在任何温度下都不能自发进行
B.知道了某过程有自发性之后,就能确定该过程一定会发生
C.一定温度下,反应的ΔH>0 ΔS>0
D.在低温条件下能自发进行的反应在高温条件下也一定能自发进行
【答案】C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A.反应 、,反应自发进行,则△G=△H-T△S<0,因此该反应在低温下能自发进行,故A错误;
B.某过程有自发性是在一定条件下,如低温自发、高温自发,但不可确定该过程是否一定会发生,故B错误;
C.反应是电解熔融NaCl,属于吸热反应,ΔH>0;而反应后气体分子数增多,是熵增加的过程,ΔS>0,故C正确;
D.根据吉布斯自由能判据△G=△H-T△S<0可知,某反应在低温条件下能自发进行,则该反应在高温条件下不一定能自发进行,故D错误;
故答案为:C
【分析】此题是对反应自发进行判断的考查,若反应可自发进行,则△G=△H-T△S<0。据此结合选项分析。
5.(2024高二上·江西月考)N2O5在一定温度下可发生反应: ΔH>0。T1温度时,向密闭容器中通入N2O5气体,部分实验数据见下表:
时间/s 0 500 1000 1500
c(N2O5)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法错误的是
A.500s内NO2的平均生成速率为5.92×10-3mol·L-1·s-1
B.T1温度下发生该反应,N2O5的平衡转化率为50%
C.T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,若T1>T2,则K1>K2
D.平衡后,其他条件不变,将容器体积变为原来2倍,则c(N2O5)=1.25mol·L-1
【答案】D
【知识点】化学平衡常数;等效平衡;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A.500s内N2O5(g)消耗的浓度为5.00mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L。因此NO2的浓度增大2.96mol/L,用NO2表示的生成速率为=5.92×10-3mol·L-1·s-1,A项正确;
B.T1温度下,处于平衡状态时N2O5的浓度降低了2.5mol/L,因此N2O5的平衡转化率为=50%,B项正确;
C.该反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,平衡常数增大。T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,若T1>T2,则K1>K2,C项正确;
D.平衡后,其他条件不变,将容器体积变为原来的2倍,压强变为原来的一半,平衡正向移动,因此c(N2O5)<1.25mol·L-1,D项错误;
故答案为:D
【分析】A、根据N2O5浓度的变化,计算500s内NO2的浓度变化,结合公式计算用NO2表示的反应速率。
B、根据平衡时c(N2O5),计算参与反应的c(N2O5),结合公式计算N2O5达到平衡转化率。
C、结合温度对平衡移动的影响分析。
D、容器体积变为原来的2倍,则压强减小,结合平衡移动分析。
6.(2024高二上·江西月考)已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示:
下列关于三个反应进程的说法错误的是
A.生成Z的速率:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
B.平衡时W的转化率:Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
C.ΔH(Ⅰ)=ΔH(Ⅱ)=ΔH(Ⅲ)
D.X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应
【答案】A
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,因此生成Z的速率:Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ,A项错误;
B.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,所以平衡时W的转化率:Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ,B项正确;
C.据反应进程图可知,X与Y均为W→Z反应的催化剂,同一个反应的△H与反应历程无关,因此△H(Ⅰ)=△H(Ⅱ)=△H(Ⅲ),C项正确;
D.X和Y分别在反应进程Ⅱ、Ⅲ中参与反应,起催化作用,D项正确;
故答案为:A
【分析】A、根据反应的活化能判断反应速率的大小,反应所需的活化能越大,反应速率越小。
B、三个反应进程中加入催化剂,不影响平衡移动。
C、反应热只与反应物和生成物的状态有关,与反应过程无关。
D、X、Y为反应的催化剂,参与了反应。
7.(2024高二上·江西月考)用Na2CO3与醋酸(CH3COOH)反应可制取CO2。下列有关说法错误的是
A.电离方程式:H2CO32H++CO
B.该反应的离子方程式:CO+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑
C.常温下,电离常数:K(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)
D.向醋酸溶液中加水,醋酸电离程度增大
【答案】A
【知识点】电离方程式的书写;电离平衡常数
【解析】【解答】A.H2CO3是二元弱酸,分步电离,一次不能电离出两个H+,A项错误;
B.Na2CO3与CH3COOH反应生成CH3COONa、H2O和CO2,CH3COOH是弱酸,在离子方程式中保留化学式,Na2CO3和CH3COONa属于可溶性盐类,均可拆分,根据反应方程式及拆分原则,可知离子方程式书写正确,符合原子守恒、电荷守恒等原则,B项正确;
C.Na2CO3与CH3COOH反应生成CH3COONa、H2O和CO2,根据强酸制弱酸原理可知酸性:CH3COOH>H2CO3,弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,可知,C项正确;
D.向醋酸溶液中加水,醋酸的浓度降低,电离程度增大,D项正确;
故答案为:A
【分析】A、H2CO3是二元弱酸,在水中分步电离。
B、CH3COOH是弱酸,在离子方程式中保留化学式。
C、根据强酸制弱酸原理确定酸性强弱,酸性越强,则电离常数越大。
D、加水稀释,促进弱电解质的电离,使其电离程度加大。
8.(2024高二上·江西月考)已知:① ΔH1=-2878kJ·mol-1;
② ΔH2=-2869kJ·mol-1。
下列说法错误的是
A.CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
B.稳定性:CH3CH2CH2CH3>CH(CH3)3
C.CH3CH2CH2CH3(g)= CH(CH3)3(g) ΔH=-9kJ·mol-1
D.反应①、②可分别表示CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3的燃烧热的热化学方程式
【答案】B
【知识点】燃烧热;盖斯定律及其应用;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3二者的分子式相同,但结构不同,因此二者互为同分异构体,A正确;
B.由反应① ΔH1=-2878kJ·mol-1;和② ΔH2=-2869kJ·mol-1,根据盖斯定律①-②可得:CH3CH2CH2CH3(g)= CH(CH3)3(g) ΔH=-9kJ·mol-1。因此该反应属于放热反应,等物质的量的CH3CH2CH2CH3(g)的能量 大于CH(CH3)3(g)的能量,能量越低结构越稳定,稳定性CH3CH2CH2CH3
D.燃烧热定义为1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。反应①、②可燃物系数为1,完全燃烧后生成二氧化碳和液态水,因此①、②可分别表示CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3的燃烧热的热化学方程式,D正确;
故答案为:B
【分析】A、同分异构体是指分子式相同,结构不同的有机物。
B、物质所具有的能量越高,结构越不稳定。
C、根据盖斯定律分析。
D、燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧,生成指定产物时放出的热量。
9.(2024高二上·江西月考)如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关说法错误的是
A.步骤①中“净化”是为了防止催化剂中毒
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中“500℃”是催化剂催化活性的最佳温度
D.步骤④、⑤不利于提高NH3的平衡产率
【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.步骤①中“净化”是为了除去杂质,防止反应过程中催化剂中毒,A正确;
B.合成氨反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,原料转化率增大,同时压强增大,反应速率加快,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℃,该温度下,催化剂的活性最高,反应速率最快,C正确;
D.步骤④液化分离出NH3,平衡正向移动,原料的平衡转化率增大;步骤⑤的循环再利用N2、H2,原料的平衡转化率增大。因此步骤④、⑤有利于提高原料的的转化率,D错误;
故答案为:D
【分析】A、净化除杂,可防止催化剂中毒。
B、结合压强对反应速率和平衡移动的影响分析。
C、催化剂存在最佳的反应温度,该温度下催化剂的活性最高,反应速率最快。
D、结合浓度对平衡移动的影响分析。
10.(2024高二上·江西月考)常温常压下,下列热化学方程式(ΔH的绝对值均正确)或有关结论正确的是
选项 已知条件 热化学方程式或结论
A 同温同压下,分别在光照和点燃条件下发生反应 反应的ΔH不同
B ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0) 增大压强平衡正向移动,放出的热量增大,Q增大
C N2(g)与H2(g)反应生成2molNH3(g)时,放出热量92.4kJ ΔH=-92.4kJ·mol-1
D ΔH=-57.3kJ·mol-1 ΔH=-57.3kJ·mol-1
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A.同温同压下,同一反应的反应热△H相同,反应热与温度压强和物质的状态有关,与反应条件无关,故A错误;
B.该反应为气体体积减小的反应,压强增大,平衡正向移动,放出的热量增大,但是反应热不变,即Q不变,故B错误;
C.根据已知条件:1 mol N2(g)与3mol H2(g)反应生成2 mol NH3(g)时,会放出92.4 kJ的热量,可知热化学方程式为 ΔH=-92.4kJ·mol-1,故C正确;
D.CH3COOH、NH3·H2O为弱电解质,在水溶液中存在电离平衡,电离过程吸热。所以反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量小于57.3 kJ,故D错误;
故答案为:C
【分析】A、反应热只与反应条件和物质的状态有关,与反应条件无关。
B、结合压强对平衡移动的影响分析。
C、根据生成molNH3(g)放出的热量确定反应热,从而得出其热化学方程式。
D、弱电解质电离过程吸热,使得反应放出的热量减小。
11.(2024高二上·江西月考)下列实验操作、对应的现象能得出相应实验结论的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 常温下,向0.1mol·L-1Na2S溶液中滴加足量磷酸 产生臭鸡蛋气味的气体 磷酸为强酸
B 将蓝色石蕊试纸浸入HClO溶液中 试纸变白色 次氯酸为弱电解质,不能使指示剂变色
C 加热盛有CuCl2溶液的试管 溶液变为黄绿色,冷却后变为蓝色 [Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2- (黄色)+4H2O为放热反应
D 向甲、乙两支试管中各加入2mL10%的H2O2溶液,向乙试管中加入2滴1mol·L-1FeCl3溶液 乙试管中产生气泡快 当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.由题可知,Na2S和磷酸发生反应:Na2S+2H3PO4=2NaH2PO4+H2S↑,根据强酸制弱酸原理可得酸性:H3PO4>H2S,但不能说明H3PO4是强酸,A项错误;
B.试纸不能浸入溶液中,且试纸变白色,说明次氯酸具有漂白性,与次氯酸是弱电解质无关,B项错误;
C.溶液中存在可逆反应[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2- (黄色)+4H2O,升高温度,溶液变为黄绿色,说明平衡向生成[CuCl4]2-的方向移动,即平衡正向移动,该反应为吸热反应,C项错误;
D.实验中变量为催化剂,可以证明当其他条件不变时,加入催化剂可以改变化学反应速率,D项正确;
故答案为:D
【分析】A、H3PO4是中强酸,不属于强酸。
B、HClO具有强氧化性,可使变色后的试纸褪色。
C、根据温度对平衡移动的影响分析。
D、产生气泡快,说明反应速率快。
12.(2024高二上·江西月考)常温下,加水稀释溶液,下列物理量保持不变的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离平衡常数
【解析】【解答】A.加水稀释草酸溶液,促进草酸电离,但溶液中氢离子浓度减小,电离常数不变,所以减小,A错误;
B.加水稀释草酸溶液,促进草酸电离,溶液中氢离子的物质的量增加,草酸分子的物质的量减小,溶液的体积相同,因此溶液中增大,B错误;
C.加水稀释草酸溶液,促进草酸电离,但溶液中、的浓度减小,所以减小,C错误;
D.温度不变,电离常数不变,所以不变,D正确;
故答案为:D
【分析】加水稀释H2C2O4溶液,促进H2C2O4的电离,溶液中n(H2C2O4)减小,n(HC2O4-)、n(C2O42-)、n(H+)增大。但由于加水稀释,溶液中c(H2C2O4)、c(HC2O4-)、c(C2O42-)、c(H+)都减小。电离常数只与温度有关,温度不变,电离常数不变。据此结合选项分析。
13.(2024高二上·江西月考)亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,常温下电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=2.6×10-7。下列说法正确的是
A.H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na3PO3
B.对亚磷酸溶液升温,溶液中c(H+)减小
C.向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,增大
D.0.01mol·L-1的H3PO3溶液中c2(H2PO)<c(H3PO3)·c(HPO)
【答案】C
【知识点】电离平衡常数
【解析】【解答】A.已知亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,因此与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3,不能生成Na3PO3,A项错误;
B.弱酸的电离是一个吸热过程,温度升高,电离程度增大,即平衡正向移动。因此对亚磷酸溶液升温,溶液中c(H+)增大,B项错误;
C.向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,溶液中c(H+)减小,电离平衡正向移动。根据亚磷酸的电离方程式H3PO3H2PO+H+可知,Ka1=,则,Ka1不变,c(H+)减小,所以增大,C项正确;
D.根据题给信息可知:H3PO3H2PO+H+ Ka1=,H2POHPO+H+ Ka2=,则>1,即c2(H2PO)>c(H3PO3)·c(HPO),D项错误;
故答案为:C
【分析】A、H3PO3是二元弱酸,其酸根离子为HPO32-。
B、结合温度对电离平衡移动的影响分析。
C、加入NaOH固体,溶液中c(H+)减小,促进H3PO3的电离。
D、根据H3PO3的电离平衡常数分析。
14.(2024高二上·江西月考)Ni/CeO2催化剂可实现CO2低温下甲烷化。发生的反应有:
反应Ⅰ. ΔH1=+41kJ·mol-1;
反应Ⅱ. ΔH2=-165kJ·mol-1;
反应Ⅲ. ΔH3。
将CO2与H2按照一定流速通过催化氧化管,测得CO2的平衡转化率与CH4的选择性[CH4选择性=×100%]随温度的变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.ΔH3=-206kJ·mol-1
B.在X点条件下,延长反应时间能提高CO2的转化率
C.其他条件不变,增大压强,CH4的选择性增大
D.350℃前,温度升高对反应Ⅰ影响程度大于Ⅱ
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用;化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】A.根据盖斯定律可知,反应Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ,因此ΔH3=ΔH2-ΔH1=-206kJ/mol,A正确;
B.由图可知,X点在CO2的平衡转化率曲线上,反应处于平衡状态,延长反应时间,二氧化碳的转化率不变,B错误;
C.其他条件不变,压强增大,反应Ⅰ平衡不移动,反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动,CH4的选择性增大,C正确;
D.其他条件不变,350℃前,升高温度,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO2转化率增大,说明温度升高对反应的影响程度:反应Ⅰ>Ⅱ,D正确;
故答案为:B
【分析】A、根据盖斯定律计算反应Ⅲ的反应热。
B、反应处于平衡状态时,延长反应时间,转化率不变。
C、结合压强对平衡移动的影响分析。
D、根据温度对反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡移动的影响分析。
15.(2024高二上·江西月考)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)下列反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量的为_______(填字母)。
A.Na2O2与水反应
B.碳酸钙高温分解
C.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
D.CO燃烧生成CO2
(2)用CO2催化加氢可以制取乙烯:。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH= (用含a、b的式子表示)。
(3)若适量H2(g)在1molO2(g)中充分燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量,则表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为 。
(4)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,也可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如下: ΔH=-206.0kJ·mol-1。
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
i.甲醇合成反应:_______。
ii.甲醇脱水反应: ΔH=-24.0kJ·mol-1。
①补全甲醇合成反应的热化学方程式: 。
②若起始时向容器中投入2molCO和4molH2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为 。
(5)实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器,该仪器名称为 ;若实验过程中分多次将NaOH溶液滴入盐酸中,则测定中和热数值会 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)B;C
(2)-(b-a)kJ/mol
(3)H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol
(4)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol;25%
(5)玻璃搅拌器;小于
【知识点】吸热反应和放热反应;燃烧热;热化学方程式;中和热的测定
【解析】【解答】(1)反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应,Na2O2与水反应放热,CO燃烧生成CO2放热,AD不符合题意;CaCO3的分解反应吸热,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸热,BC符合题意。
故答案为:BC
(2)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应放出热量,△H=-(b-a)kJ/mol。
故答案为:-(b-a)kJ/mol
(3)25℃ 和101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热,所以氢气的标准燃烧热△H=-286kJ/mol,表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol。
故答案为:H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol
(4)①总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应,故甲醇合成反应的热化学方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol。
故答案为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol
②由总反应可知,2molCO反应放出热量206kJ,则当放出热量为51.5kJ时,反应了=0.5molCO,故CO转化率为。
故答案为:25%
(5)酸碱混合反应需要搅拌,该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;醋酸是弱电解质,醋酸的电离过程吸热,所以0.1mol/L醋酸溶液与0.1mol/LNaOH溶液反应生成1mL水放出的热量小于57.3kJ。
故答案为: 玻璃搅拌器 ;小于
【分析】(1)反应物的总能量小于生成物的总能量,该反应为吸热反应,结合选项所给反应的热效应分析。
(2)该反应为放热反应,结合反应的活化能计算反应热。
(3)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。据此写出H2(g)燃烧热的热化学方程式。
(4)①根据盖斯定律计算反应热,从而得出热化学方程式。
②根据反应的热量计算参与反应的n(CO),从而计算CO的转化率。
(5)该装置还缺少的仪器为玻璃搅拌器。将NaOH溶液分多次加入,会导致热量散失,使得放出的热量减小。
(1)反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应,Na2O2与水反应放热,CO燃烧生成CO2放热,AD不符合题意;CaCO3的分解反应吸热,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸热,BC符合题意;
(2)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应放出热量,△H=-(b-a)kJ/mol;
(3)25℃ 和101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热,所以氢气的标准燃烧热△H=-286kJ/mol,表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol;
(4)①总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应,故甲醇合成反应的热化学方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol;
②由总反应可知,2molCO反应放出热量206kJ,则当放出热量为51.5kJ时,反应了=0.5molCO,故CO转化率为;
(5)酸碱混合反应需要搅拌,该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;醋酸是弱电解质,醋酸的电离过程吸热,所以0.1mol/L醋酸溶液与0.1mol/LNaOH溶液反应生成1mL水放出的热量小于57.3kJ。
16.(2024高二上·江西月考)常温下,几种酸或碱的电离常数如表所示。
酸或碱 HCN H2CO3 H3PO2(次磷酸) HF CH3NH2(甲胺)
Ka或Kb 6.2×10-10 4.5×10-7、4.7×10-11 5.9×10-2 6.3×10-4 4.2×10-4
回答下列问题:
(1)下列酸的酸性最强的是_____(填字母)。
A.HCN B.H2CO3 C.H3PO2 D.HF
(2)甲胺是一元弱碱,在水中电离方程式为,乙胺(H2NCH2CH2NH2)的第二步电离方程式为 。
(3)已知:
①对0.1mol/LHF溶液适当加热,HF的电离程度 (填“增大”“减小”或“不变”)。向HF溶液中滴加烧碱溶液,当c(HF)=10c(F-)时,c(H+)= mol/L。
②如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,测得ΔH会 (填字母)。
A.偏高 B.偏低 C.无影响
(4)在KCN溶液中通入少量CO2离子方程式为 。
(5)次磷酸是一元酸,30mL0.1mol/LNaOH溶液和 mL0.1mol·L-1溶液恰好完全反应。
(6)H2CO3的Ka1大于Ka2,其原因是 (从平衡移动角度分析)。
【答案】(1)C
(2)
(3)减小;6.3×10-3;B
(4)
(5)30
(6)第一步电离出的H+使溶液中c(H+)增大,使第二步电离向逆反应方向移动,抑制第二步电离
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离方程式的书写;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)从表中数据可知电离常数:,酸性:。
故答案为:C
(2)由甲胺是一元弱碱,在水中电离方程式为,可迁移到乙胺(H2NCH2CH2NH2)的的第一步电离方程式:,第二步电离方程式为。
故答案为:
(3)①已知:升高温度,反应逆向进行,HF电离程度减小。已知,当时。
故答案为:减小;;
②HF的电离放热,如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,会使反应放出的热量增加。因为,放出的热量越多,越小。如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,测得ΔH会偏低。
故答案为:B
(4)酸性:,利用强酸制取弱酸原理可知碳酸制取HCN,反应生成碳酸氢钾和氢氰酸,对应离子方程式为:。
故答案为:
(5)次磷酸是一元酸, NaOH和等物质的量时反应恰好完全生成和水。30mL0.1mol/LNaOH为0.003mol,所以需要为0.003mol,0.1mol·L-130mL。
故答案为:30
(6)碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+使得第二步电离H+浓度增大,平衡逆向移动,使抑制了第二步电离的发生,致使.
故答案为:碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+抑制了第二步电离的发生
【分析】(1)电离平衡常数越大, 电离程度越大, 酸性越强。
(2)根据甲胺的电离方程式,书写乙胺的电离方程式。
(3)①HF的电离为放热反应,升高温度,平衡逆向移动。根据HF的电离平衡常数计算。
②HF的电离放热,使得中和反应放出的热量增多,中和热ΔH偏低。
(4)根据强酸制弱酸原理分析。
(5)H2CO3第一步电离产生的H+,对其第二步电离起到抑制作用。
(1)从表中数据可知电离常数:,酸性:,故答案为:C;
(2)由甲胺是一元弱碱,在水中电离方程式为,可迁移到乙胺(H2NCH2CH2NH2)的的第一步电离方程式:,第二步电离方程式为,故答案为:;
(3)①已知:升高温度,反应逆向进行,HF电离程度减小。已知,当时。
②HF的电离放热,如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,会使反应放出的热量增加。因为,放出的热量越多,越小。如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,测得ΔH会偏低。
故答案为:减小;;B;
(4)酸性:,利用强酸制取弱酸原理可知碳酸制取HCN,反应生成碳酸氢钾和氢氰酸,对应离子方程式为:,故答案为:;
(5)次磷酸是一元酸, NaOH和等物质的量时反应恰好完全生成和水。30mL0.1mol/LNaOH为0.003mol,所以需要为0.003mol,0.1mol·L-130mL,故答案为:30;
(6)碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+使得第二步电离H+浓度增大,平衡逆向移动,使抑制了第二步电离的发生,致使,故答案为碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+抑制了第二步电离的发生。
17.(2024高二上·江西月考)草酸(H2C2O4)为无色晶体,是一种二元弱酸,在实验研究和化学工业上有着广泛的应用。某化学实验小组设计实验探究H2C2O4的制备及有关性质实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备H2C2O4
查阅资料,利用淀粉的水解液,在浓硫酸催化作用下用硝酸氧化可得H2C2O4(装置如图,加热及夹持仪器已省略)。
(1)实验时________(填“需要”或“不需要”)打开仪器乙的玻璃塞,仪器甲冷凝水须从下口通入,原因是________。
(2)反应温度控制不超过55℃,可采用的方法是________。
(3)下列可以证明H2C2O4是弱电解质的是_______(填字母)。
A. 向草酸溶液中滴加石蕊,溶液呈红色
B. 室温下,测得0.05mol·L-1的H2C2O4溶液中c(H+)≈10-3mol·L-1
C. 室温下,测得0.1mol·L-1的H2C2O4溶液导电能力比0.1mol·L-1的H2SO4溶液导电能力弱
D. 1molH2C2O4完全反应消耗2molNaOH
Ⅱ.有关性质实验
小组同学拟用Na2S2O8溶液与H2C2O4溶液的反应(用Mn2+,作指示剂)来探究“外界条件对化学反应速率的影响”,实验记录如下:
编号 T/℃ V(0.20mol·L-1的H2C2O4溶液)/mL V(0.10mol·L-1的Na2S2O8溶液)/mL V(蒸馏水)/mL 变色时间/s
① 25 2.0 8.0 0.0 l1
② 25 2.0 5.0 a l2
③ 25 2.0 b 2.0 l3
④ 30 2.0 8.0 0.0 l4
(4)Na2S2O8溶液与Mn2+反应,溶液立即呈紫红色,写出该反应的离子方程式:________。
(5)表格中a、b的数值分别为________、________,t1、t2、t3数值最大的是________。
(6)实验编号①④的目的是探究________对化学反应速率的影响。
【答案】(1) 不需要 确保冷凝管内充满水,提高冷凝效果
(2) 水浴加热
(3) B,C
(4) 2Mn2++5+8H2O=10+2+16H+
(5) 3.0 6.0 t2
(6) 温度
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;常用仪器及其使用;探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1)仪器乙带有恒压管,能保持滴液漏斗内外压力相等,则实验时不需要打开仪器乙的玻璃塞;仪器甲用于冷凝蒸汽,此时冷凝管内应充满水,所以冷凝水须从下口通入,原因是:确保冷凝管内充满水,提高冷凝效果。故答案为: 不需要 ; 确保冷凝管内充满水,提高冷凝效果
(2)当加热温度不超过100℃时,常采用水浴加热。此反应温度控制不超过55℃,可采用的方法是:水浴加热。
故答案为: 水浴加热
(3)A.向草酸溶液中滴加石蕊,溶液呈红色,证明草酸显酸性,但不能确定酸性的强弱,所以不能确定草酸为弱电解质,A不符合题意;
B.室温下,测得0.05mol·L-1的H2C2O4溶液中c(H+)≈10-3mol·L-1,说明草酸没有发生完全电离,则为弱酸,所以能证明草酸为弱电解质,B符合题意;
C.室温下,测得0.1mol·L-1的H2C2O4溶液导电能力比0.1mol·L-1的H2SO4溶液导电能力弱,说明草酸没有发生完全电离,则草酸为弱酸,所以能证明草酸为弱电解质,C符合题意;
D.1molH2C2O4完全反应消耗2molNaOH,表明草酸为二元酸,但不能确定其酸性的强弱,所以不能证明草酸为弱电解质,D不符合题意;
故答案为:BC
(4)Na2S2O8溶液与Mn2+反应,溶液立即呈紫红色,则Mn2+被氧化为,被还原为,该反应的离子方程式:2Mn2++5+8H2O=10+2+16H+。
故答案为: 2Mn2++5+8H2O=10+2+16H+
(5)由表中溶液的温度和体积可以判断出,实验①②③是探究浓度对化学反应速率的影响,实验①④是探究温度对化学反应速率的影响。
反应①②③中,混合溶液的体积都应为2.0mL+8.0mL=10.0mL,则表格中a、b的数值分别为3.0、6.0。实验①②③混合溶液中,H2C2O4的浓度相同,实验②中加入Na2S2O8溶液的体积最小,则Na2S2O8浓度最小,所以t1、t2、t3数值最大的是t2。
故答案为: 3.0;6.0 ;t2
(6)实验编号①④的两种反应物的浓度相同,温度不同,则目的是探究温度对化学反应速率的影响。
故答案为: 温度
【分析】(1)装置乙为恒压滴液漏斗,不需要打开玻璃塞。冷凝水从下口进,有利于提高冷凝效果。
(2)反应温度不超过55℃,采用水浴加热。
(3)证明H2C2O4是弱电解质,则需证明H2C2O4溶液中存在部分电离,或证明其盐溶液中存在水解。据此结合选项分析。
(4)溶液呈紫红色,说明反应后生成MnO4-,则S2O82-被还原为SO42-,据此结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式。
(5)混合溶液的总体积为10.0mL,据此确定a、b的值。反应速率最慢,则变色时间最大。
(6)实验编号①④的温度不同,其余条件相同,因此探究的是温度对反应速率的影响。
18.(2024高二上·江西月考)随着研究的深入,科学家们开拓了甲烷在制氢、消除H2S污染等方面的应用。回答下列问题:
(1)在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化,反应过程中能量与反应过程的关系如图1所示。该反应的热化学方程式为 。若在恒温恒容条件下,可作为该反应达到平衡状态的判断依据是 (填字母)。
A.混合气体密度不变 B.容器内压强不变
C.3v正(CH4)=v逆(H2) D.CH4与H2O(g)的反应速率之比保持不变
(2)CH4消除H2S污染的反应为CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g) ΔH<0(不考虑其它副反应)。在恒压条件下,以n(CH4):n(H2S)=1:2组成的混合气体发生反应,四种组分物质的量分数随时间的变化如图2所示。
①图2中表示CH4、CS2变化的曲线分别是 、 (填“a”“b”“c”或“d”)
②M点(对应纵坐标为0.25)H2S的转化率是 。
(3)甲烷部分催化氧化制备乙炔和氢气,反应原理为2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH=+754.8kJ·mol-1。
①该反应在 (填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。
②一定温度下,将1molCH4充入10L固定容积的容器中发生上述反应,实验测得反应前容器内压强为p0kPa,容器内各气体分压与时间的关系如图3所示。6~8min时,H2的浓度为 mol·L-1,反应的平衡常数Kc= ;若8min时改变的条件是缩小容器容积到5L,其中C2H2分压与时间的关系可用图中曲线 (填“L1”“L2”“L3”或“L4”)表示。
【答案】(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;BC
(2)d;b;20%
(3)较高;0.06;0.0012;L2
【知识点】热化学方程式;化学平衡状态的判断;化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)由图可知,1mol CH4、1mol H2O(g)生成1molCO和3mol H2吸收热量:2582 kJ -2378 kJ =204kJ,故热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;
A.气体密度等于气体质量除以体积,反应时气体质量不变,体积不变,密度始终不变,所以不能作为反应达到平衡状态的判断依据,A项错误;
B.该反应是气体分子数增大的反应,随着反应正向进行,气体的物质的量增大,容积不变,压强增大。则容器内气体压强不再改变,可作为反应达到平衡状态的判断依据,B项正确;
C.根据反应方程式中的化学计量数,可知v逆(CH4):v逆(H2)=1:3,即3 v逆(CH4)= v逆(H2),根据题意有v正(CH4)= v逆(CH4),说明此时反应达到平衡状态,故可以作为反应达到平衡状态的判断依据,C项正确;
D.各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,CH4与H2O(g)的反应速率之比为其化学计量数之比,始终保持不变,不能作为反应达到平衡状态的判断依据,D项错误;
答案选BC。
答案为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;BC
(2)①分析四种组分物质的量分数随时间的变化图,可知,c、d的物质的量分数随反应的进行而逐渐减小,a、b的物质的量分数逐渐增大,根据反应的化学计量数,生成物中CS2的物质的量比H2小,则a表示H2,b表示CS2,因起始时投入的CH4和H2S的物质的量比为1:2,可知,c表示的是H2S,d表示的是CH4。
故答案为:d;b
②M点对应纵坐标是0.25,即此时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,起始时n(CH4):n(H2S)=1:2,设起始时n(CH4)为1mol,n(H2S)为2mol,转化的CH4为xmol,则有:
根据M点时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,可知,关系式1-x=4x,解得x=0.2,则H2S的转化率=。
故答案为:d;b;20%
(3)①该反应的ΔH>0,ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,可知,该反应在较高温度下能自发进行。
故答案为:较高
②起始充入CH4的物质的量为1mol,压强为p0kPa,平衡时由压强比等于物质的量之比可知,CH4、C2H2、H2的物质的量分别为0.6mol、0.2mol、0.6mol,H2的浓度为,则反应的平衡常数Kc=;由图可知,容器的体积缩小到5L时,乙炔分压增大到原来的2倍,且该反应的正反应为气体分子数增大的反应,缩小容器容积平衡逆向移动,则曲线L2表示C2H2分压与时间的关系。
故答案为:0.06;0.0012;L2
【分析】(1)根据反应过程中能量变化计算反应热,从而写出反应的热化学方程式。
(2)图2在分析时注意a、b、c、d四条曲线的变化趋势,c、d线随时间变化由大变小,说明c、d是反应物,结合反应方程式,可知两条曲线具体表示的物质。a、b同理。M点为a、d交点,此时a、d所代表的物质的物质的量分数相等,均为0.25,计算时注意二者的关系。
(3)图3类比图2,根据分压的变化趋势,可知分压逐渐增大的是生成物,逐渐减小的是反应物,结合反应方程式,可知各物质的分压,根据分压比等于物质的量之比,可以计算出各物质的物质的量。
(1)由图可知,1mol CH4、1mol H2O(g)生成1molCO和3mol H2吸收热量:2582 kJ -2378 kJ =204kJ,故热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;
A.气体密度等于气体质量除以体积,反应时气体质量不变,体积不变,密度始终不变,所以不能作为反应达到平衡状态的判断依据,A项错误;
B.该反应是气体分子数增大的反应,随着反应正向进行,气体的物质的量增大,容积不变,压强增大。则容器内气体压强不再改变,可作为反应达到平衡状态的判断依据,B项正确;
C.根据反应方程式中的化学计量数,可知v逆(CH4):v逆(H2)=1:3,即3 v逆(CH4)= v逆(H2),根据题意有v正(CH4)= v逆(CH4),说明此时反应达到平衡状态,故可以作为反应达到平衡状态的判断依据,C项正确;
D.各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,CH4与H2O(g)的反应速率之比为其化学计量数之比,始终保持不变,不能作为反应达到平衡状态的判断依据,D项错误;
答案选BC。
答案为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;BC;
(2)①分析四种组分物质的量分数随时间的变化图,可知,c、d的物质的量分数随反应的进行而逐渐减小,a、b的物质的量分数逐渐增大,根据反应的化学计量数,生成物中CS2的物质的量比H2小,则a表示H2,b表示CS2,因起始时投入的CH4和H2S的物质的量比为1:2,可知,c表示的是H2S,d表示的是CH4,故答案为:d;b;
②M点对应纵坐标是0.25,即此时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,起始时n(CH4):n(H2S)=1:2,设起始时n(CH4)为1mol,n(H2S)为2mol,转化的CH4为xmol,则有:
根据M点时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,可知,关系式1-x=4x,解得x=0.2,则H2S的转化率=。
答案为:d;b;20%;
(3)①该反应的ΔH>0,ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,可知,该反应在较高温度下能自发进行。答案为:较高;
②起始充入CH4的物质的量为1mol,压强为p0kPa,平衡时由压强比等于物质的量之比可知,CH4、C2H2、H2的物质的量分别为0.6mol、0.2mol、0.6mol,H2的浓度为,则反应的平衡常数Kc=;由图可知,容器的体积缩小到5L时,乙炔分压增大到原来的2倍,且该反应的正反应为气体分子数增大的反应,缩小容器容积平衡逆向移动,则曲线L2表示C2H2分压与时间的关系,答案为:0.06;0.0012;L2。
江西省部分学校2024-2025学年高二上学期10月教学质量检测化学试题
1.(2024高二上·江西月考)下列应用涉及的反应属于吸热反应的是
A.煤油与液氧作为火箭推进剂 B.Al和Fe2O3反应焊接钢轨
C.灼热的炭与CO2反应制CO D.乙炔与氧气反应用于切割金属
2.(2024高二上·江西月考)速率控制在生产生活中较为常见。下列操作或措施与速率控制无关的是
A.煅烧硫铁矿时将其粉碎 B.合成氨时采用高温条件
C.食品抽真空包装 D.净水时加入明矾
3.(2024高二上·江西月考)工业制氢原理:。改变下列条件能提高产生氢气的速率且提高活化分子百分率的是
A.将炭块改为炭粉 B.加入高效催化剂
C.降低反应温度 D.增大水蒸气浓度
4.(2024高二上·江西月考)下列说法中正确的是
A.反应 在任何温度下都不能自发进行
B.知道了某过程有自发性之后,就能确定该过程一定会发生
C.一定温度下,反应的ΔH>0 ΔS>0
D.在低温条件下能自发进行的反应在高温条件下也一定能自发进行
5.(2024高二上·江西月考)N2O5在一定温度下可发生反应: ΔH>0。T1温度时,向密闭容器中通入N2O5气体,部分实验数据见下表:
时间/s 0 500 1000 1500
c(N2O5)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法错误的是
A.500s内NO2的平均生成速率为5.92×10-3mol·L-1·s-1
B.T1温度下发生该反应,N2O5的平衡转化率为50%
C.T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,若T1>T2,则K1>K2
D.平衡后,其他条件不变,将容器体积变为原来2倍,则c(N2O5)=1.25mol·L-1
6.(2024高二上·江西月考)已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示:
下列关于三个反应进程的说法错误的是
A.生成Z的速率:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
B.平衡时W的转化率:Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
C.ΔH(Ⅰ)=ΔH(Ⅱ)=ΔH(Ⅲ)
D.X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应
7.(2024高二上·江西月考)用Na2CO3与醋酸(CH3COOH)反应可制取CO2。下列有关说法错误的是
A.电离方程式:H2CO32H++CO
B.该反应的离子方程式:CO+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑
C.常温下,电离常数:K(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)
D.向醋酸溶液中加水,醋酸电离程度增大
8.(2024高二上·江西月考)已知:① ΔH1=-2878kJ·mol-1;
② ΔH2=-2869kJ·mol-1。
下列说法错误的是
A.CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
B.稳定性:CH3CH2CH2CH3>CH(CH3)3
C.CH3CH2CH2CH3(g)= CH(CH3)3(g) ΔH=-9kJ·mol-1
D.反应①、②可分别表示CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3的燃烧热的热化学方程式
9.(2024高二上·江西月考)如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关说法错误的是
A.步骤①中“净化”是为了防止催化剂中毒
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中“500℃”是催化剂催化活性的最佳温度
D.步骤④、⑤不利于提高NH3的平衡产率
10.(2024高二上·江西月考)常温常压下,下列热化学方程式(ΔH的绝对值均正确)或有关结论正确的是
选项 已知条件 热化学方程式或结论
A 同温同压下,分别在光照和点燃条件下发生反应 反应的ΔH不同
B ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0) 增大压强平衡正向移动,放出的热量增大,Q增大
C N2(g)与H2(g)反应生成2molNH3(g)时,放出热量92.4kJ ΔH=-92.4kJ·mol-1
D ΔH=-57.3kJ·mol-1 ΔH=-57.3kJ·mol-1
A.A B.B C.C D.D
11.(2024高二上·江西月考)下列实验操作、对应的现象能得出相应实验结论的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 常温下,向0.1mol·L-1Na2S溶液中滴加足量磷酸 产生臭鸡蛋气味的气体 磷酸为强酸
B 将蓝色石蕊试纸浸入HClO溶液中 试纸变白色 次氯酸为弱电解质,不能使指示剂变色
C 加热盛有CuCl2溶液的试管 溶液变为黄绿色,冷却后变为蓝色 [Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2- (黄色)+4H2O为放热反应
D 向甲、乙两支试管中各加入2mL10%的H2O2溶液,向乙试管中加入2滴1mol·L-1FeCl3溶液 乙试管中产生气泡快 当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A.A B.B C.C D.D
12.(2024高二上·江西月考)常温下,加水稀释溶液,下列物理量保持不变的是
A. B.
C. D.
13.(2024高二上·江西月考)亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,常温下电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=2.6×10-7。下列说法正确的是
A.H3PO3与足量的NaOH溶液反应生成Na3PO3
B.对亚磷酸溶液升温,溶液中c(H+)减小
C.向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,增大
D.0.01mol·L-1的H3PO3溶液中c2(H2PO)<c(H3PO3)·c(HPO)
14.(2024高二上·江西月考)Ni/CeO2催化剂可实现CO2低温下甲烷化。发生的反应有:
反应Ⅰ. ΔH1=+41kJ·mol-1;
反应Ⅱ. ΔH2=-165kJ·mol-1;
反应Ⅲ. ΔH3。
将CO2与H2按照一定流速通过催化氧化管,测得CO2的平衡转化率与CH4的选择性[CH4选择性=×100%]随温度的变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.ΔH3=-206kJ·mol-1
B.在X点条件下,延长反应时间能提高CO2的转化率
C.其他条件不变,增大压强,CH4的选择性增大
D.350℃前,温度升高对反应Ⅰ影响程度大于Ⅱ
15.(2024高二上·江西月考)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)下列反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量的为_______(填字母)。
A.Na2O2与水反应
B.碳酸钙高温分解
C.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
D.CO燃烧生成CO2
(2)用CO2催化加氢可以制取乙烯:。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH= (用含a、b的式子表示)。
(3)若适量H2(g)在1molO2(g)中充分燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量,则表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为 。
(4)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,也可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如下: ΔH=-206.0kJ·mol-1。
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
i.甲醇合成反应:_______。
ii.甲醇脱水反应: ΔH=-24.0kJ·mol-1。
①补全甲醇合成反应的热化学方程式: 。
②若起始时向容器中投入2molCO和4molH2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为 。
(5)实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器,该仪器名称为 ;若实验过程中分多次将NaOH溶液滴入盐酸中,则测定中和热数值会 (填“偏大”或“偏小”)。
16.(2024高二上·江西月考)常温下,几种酸或碱的电离常数如表所示。
酸或碱 HCN H2CO3 H3PO2(次磷酸) HF CH3NH2(甲胺)
Ka或Kb 6.2×10-10 4.5×10-7、4.7×10-11 5.9×10-2 6.3×10-4 4.2×10-4
回答下列问题:
(1)下列酸的酸性最强的是_____(填字母)。
A.HCN B.H2CO3 C.H3PO2 D.HF
(2)甲胺是一元弱碱,在水中电离方程式为,乙胺(H2NCH2CH2NH2)的第二步电离方程式为 。
(3)已知:
①对0.1mol/LHF溶液适当加热,HF的电离程度 (填“增大”“减小”或“不变”)。向HF溶液中滴加烧碱溶液,当c(HF)=10c(F-)时,c(H+)= mol/L。
②如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,测得ΔH会 (填字母)。
A.偏高 B.偏低 C.无影响
(4)在KCN溶液中通入少量CO2离子方程式为 。
(5)次磷酸是一元酸,30mL0.1mol/LNaOH溶液和 mL0.1mol·L-1溶液恰好完全反应。
(6)H2CO3的Ka1大于Ka2,其原因是 (从平衡移动角度分析)。
17.(2024高二上·江西月考)草酸(H2C2O4)为无色晶体,是一种二元弱酸,在实验研究和化学工业上有着广泛的应用。某化学实验小组设计实验探究H2C2O4的制备及有关性质实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备H2C2O4
查阅资料,利用淀粉的水解液,在浓硫酸催化作用下用硝酸氧化可得H2C2O4(装置如图,加热及夹持仪器已省略)。
(1)实验时________(填“需要”或“不需要”)打开仪器乙的玻璃塞,仪器甲冷凝水须从下口通入,原因是________。
(2)反应温度控制不超过55℃,可采用的方法是________。
(3)下列可以证明H2C2O4是弱电解质的是_______(填字母)。
A. 向草酸溶液中滴加石蕊,溶液呈红色
B. 室温下,测得0.05mol·L-1的H2C2O4溶液中c(H+)≈10-3mol·L-1
C. 室温下,测得0.1mol·L-1的H2C2O4溶液导电能力比0.1mol·L-1的H2SO4溶液导电能力弱
D. 1molH2C2O4完全反应消耗2molNaOH
Ⅱ.有关性质实验
小组同学拟用Na2S2O8溶液与H2C2O4溶液的反应(用Mn2+,作指示剂)来探究“外界条件对化学反应速率的影响”,实验记录如下:
编号 T/℃ V(0.20mol·L-1的H2C2O4溶液)/mL V(0.10mol·L-1的Na2S2O8溶液)/mL V(蒸馏水)/mL 变色时间/s
① 25 2.0 8.0 0.0 l1
② 25 2.0 5.0 a l2
③ 25 2.0 b 2.0 l3
④ 30 2.0 8.0 0.0 l4
(4)Na2S2O8溶液与Mn2+反应,溶液立即呈紫红色,写出该反应的离子方程式:________。
(5)表格中a、b的数值分别为________、________,t1、t2、t3数值最大的是________。
(6)实验编号①④的目的是探究________对化学反应速率的影响。
18.(2024高二上·江西月考)随着研究的深入,科学家们开拓了甲烷在制氢、消除H2S污染等方面的应用。回答下列问题:
(1)在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化,反应过程中能量与反应过程的关系如图1所示。该反应的热化学方程式为 。若在恒温恒容条件下,可作为该反应达到平衡状态的判断依据是 (填字母)。
A.混合气体密度不变 B.容器内压强不变
C.3v正(CH4)=v逆(H2) D.CH4与H2O(g)的反应速率之比保持不变
(2)CH4消除H2S污染的反应为CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g) ΔH<0(不考虑其它副反应)。在恒压条件下,以n(CH4):n(H2S)=1:2组成的混合气体发生反应,四种组分物质的量分数随时间的变化如图2所示。
①图2中表示CH4、CS2变化的曲线分别是 、 (填“a”“b”“c”或“d”)
②M点(对应纵坐标为0.25)H2S的转化率是 。
(3)甲烷部分催化氧化制备乙炔和氢气,反应原理为2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH=+754.8kJ·mol-1。
①该反应在 (填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。
②一定温度下,将1molCH4充入10L固定容积的容器中发生上述反应,实验测得反应前容器内压强为p0kPa,容器内各气体分压与时间的关系如图3所示。6~8min时,H2的浓度为 mol·L-1,反应的平衡常数Kc= ;若8min时改变的条件是缩小容器容积到5L,其中C2H2分压与时间的关系可用图中曲线 (填“L1”“L2”“L3”或“L4”)表示。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.煤油属于烃类混合物,与液氧反应生成二氧化碳和水,属于放热反应,A不符合;
B.Al和Fe2O3反应是铝热反应,过程中放出大量热,用于焊接钢轨,属于放热反应,B不符合;
C.灼热的碳与CO2反应属于吸热反应,C符合;
D.乙炔属于烃类物质,与氧气反应产生高温可用于切割金属,属于放热反应,D不符合;
故答案为:C
【分析】A、燃烧反应属于放热反应。
B、铝热反应属于放热反应。
C、C与CO2的反应属于吸热反应。
D、燃烧反应属于放热反应。
2.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.煅烧硫铁矿时,将矿石粉碎可增大接触面积,加快反应速率,与速率控制有关,A项错误;
B.合成氨时采用高温条件可以提高反应速率,同时确保催化剂的活性。与速率控制有关,B项错误;
C.食品抽真空包装,降低氧气浓度,使得食物氧化速率减慢,与速率控制有关,C项错误;
D. 明矾溶于水后形成的胶体能够吸附悬浮在水中的小颗粒杂质,使其聚集变大,从而便于通过沉淀去除 ,故净水时加入明矾的主要作用是吸附杂质,使杂质沉降。与速率控制无关,D项正确;
故答案为:D
【分析】A、粉碎可增大接触面积,加快反应速率。
B、高温条件可增大催化剂活性,同时加快反应速率。
C、食品包装抽真空,可降低氧气浓度,减慢氧化速率。
D、明矾净水利用胶体的吸附作用。
3.【答案】B
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.将炭块改为炭粉,可以增大C与H2O(g)的接触面积,加快反应速率,但不能提高活化分子百分率,故A不符合题意;
B.加入高效催化剂,可以降低反应所需的活化能,使更多的普通分子转化为活化分子。因此既能提高产生氢气的速率,也能增大活化分子百分率,故B符合题意;
C.降低反应温度,反应速率减慢,故C不符合题意;
D.增大水蒸气浓度,反应速率加快,但不能提高活化分子百分率,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响分析。加入催化剂,或升高温度,都能增大活化分子百分率。
4.【答案】C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A.反应 、,反应自发进行,则△G=△H-T△S<0,因此该反应在低温下能自发进行,故A错误;
B.某过程有自发性是在一定条件下,如低温自发、高温自发,但不可确定该过程是否一定会发生,故B错误;
C.反应是电解熔融NaCl,属于吸热反应,ΔH>0;而反应后气体分子数增多,是熵增加的过程,ΔS>0,故C正确;
D.根据吉布斯自由能判据△G=△H-T△S<0可知,某反应在低温条件下能自发进行,则该反应在高温条件下不一定能自发进行,故D错误;
故答案为:C
【分析】此题是对反应自发进行判断的考查,若反应可自发进行,则△G=△H-T△S<0。据此结合选项分析。
5.【答案】D
【知识点】化学平衡常数;等效平衡;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A.500s内N2O5(g)消耗的浓度为5.00mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L。因此NO2的浓度增大2.96mol/L,用NO2表示的生成速率为=5.92×10-3mol·L-1·s-1,A项正确;
B.T1温度下,处于平衡状态时N2O5的浓度降低了2.5mol/L,因此N2O5的平衡转化率为=50%,B项正确;
C.该反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,平衡常数增大。T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,若T1>T2,则K1>K2,C项正确;
D.平衡后,其他条件不变,将容器体积变为原来的2倍,压强变为原来的一半,平衡正向移动,因此c(N2O5)<1.25mol·L-1,D项错误;
故答案为:D
【分析】A、根据N2O5浓度的变化,计算500s内NO2的浓度变化,结合公式计算用NO2表示的反应速率。
B、根据平衡时c(N2O5),计算参与反应的c(N2O5),结合公式计算N2O5达到平衡转化率。
C、结合温度对平衡移动的影响分析。
D、容器体积变为原来的2倍,则压强减小,结合平衡移动分析。
6.【答案】A
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,因此生成Z的速率:Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ,A项错误;
B.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,所以平衡时W的转化率:Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ,B项正确;
C.据反应进程图可知,X与Y均为W→Z反应的催化剂,同一个反应的△H与反应历程无关,因此△H(Ⅰ)=△H(Ⅱ)=△H(Ⅲ),C项正确;
D.X和Y分别在反应进程Ⅱ、Ⅲ中参与反应,起催化作用,D项正确;
故答案为:A
【分析】A、根据反应的活化能判断反应速率的大小,反应所需的活化能越大,反应速率越小。
B、三个反应进程中加入催化剂,不影响平衡移动。
C、反应热只与反应物和生成物的状态有关,与反应过程无关。
D、X、Y为反应的催化剂,参与了反应。
7.【答案】A
【知识点】电离方程式的书写;电离平衡常数
【解析】【解答】A.H2CO3是二元弱酸,分步电离,一次不能电离出两个H+,A项错误;
B.Na2CO3与CH3COOH反应生成CH3COONa、H2O和CO2,CH3COOH是弱酸,在离子方程式中保留化学式,Na2CO3和CH3COONa属于可溶性盐类,均可拆分,根据反应方程式及拆分原则,可知离子方程式书写正确,符合原子守恒、电荷守恒等原则,B项正确;
C.Na2CO3与CH3COOH反应生成CH3COONa、H2O和CO2,根据强酸制弱酸原理可知酸性:CH3COOH>H2CO3,弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,可知,C项正确;
D.向醋酸溶液中加水,醋酸的浓度降低,电离程度增大,D项正确;
故答案为:A
【分析】A、H2CO3是二元弱酸,在水中分步电离。
B、CH3COOH是弱酸,在离子方程式中保留化学式。
C、根据强酸制弱酸原理确定酸性强弱,酸性越强,则电离常数越大。
D、加水稀释,促进弱电解质的电离,使其电离程度加大。
8.【答案】B
【知识点】燃烧热;盖斯定律及其应用;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3二者的分子式相同,但结构不同,因此二者互为同分异构体,A正确;
B.由反应① ΔH1=-2878kJ·mol-1;和② ΔH2=-2869kJ·mol-1,根据盖斯定律①-②可得:CH3CH2CH2CH3(g)= CH(CH3)3(g) ΔH=-9kJ·mol-1。因此该反应属于放热反应,等物质的量的CH3CH2CH2CH3(g)的能量 大于CH(CH3)3(g)的能量,能量越低结构越稳定,稳定性CH3CH2CH2CH3
D.燃烧热定义为1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。反应①、②可燃物系数为1,完全燃烧后生成二氧化碳和液态水,因此①、②可分别表示CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3的燃烧热的热化学方程式,D正确;
故答案为:B
【分析】A、同分异构体是指分子式相同,结构不同的有机物。
B、物质所具有的能量越高,结构越不稳定。
C、根据盖斯定律分析。
D、燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧,生成指定产物时放出的热量。
9.【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.步骤①中“净化”是为了除去杂质,防止反应过程中催化剂中毒,A正确;
B.合成氨反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,原料转化率增大,同时压强增大,反应速率加快,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℃,该温度下,催化剂的活性最高,反应速率最快,C正确;
D.步骤④液化分离出NH3,平衡正向移动,原料的平衡转化率增大;步骤⑤的循环再利用N2、H2,原料的平衡转化率增大。因此步骤④、⑤有利于提高原料的的转化率,D错误;
故答案为:D
【分析】A、净化除杂,可防止催化剂中毒。
B、结合压强对反应速率和平衡移动的影响分析。
C、催化剂存在最佳的反应温度,该温度下催化剂的活性最高,反应速率最快。
D、结合浓度对平衡移动的影响分析。
10.【答案】C
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A.同温同压下,同一反应的反应热△H相同,反应热与温度压强和物质的状态有关,与反应条件无关,故A错误;
B.该反应为气体体积减小的反应,压强增大,平衡正向移动,放出的热量增大,但是反应热不变,即Q不变,故B错误;
C.根据已知条件:1 mol N2(g)与3mol H2(g)反应生成2 mol NH3(g)时,会放出92.4 kJ的热量,可知热化学方程式为 ΔH=-92.4kJ·mol-1,故C正确;
D.CH3COOH、NH3·H2O为弱电解质,在水溶液中存在电离平衡,电离过程吸热。所以反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量小于57.3 kJ,故D错误;
故答案为:C
【分析】A、反应热只与反应条件和物质的状态有关,与反应条件无关。
B、结合压强对平衡移动的影响分析。
C、根据生成molNH3(g)放出的热量确定反应热,从而得出其热化学方程式。
D、弱电解质电离过程吸热,使得反应放出的热量减小。
11.【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.由题可知,Na2S和磷酸发生反应:Na2S+2H3PO4=2NaH2PO4+H2S↑,根据强酸制弱酸原理可得酸性:H3PO4>H2S,但不能说明H3PO4是强酸,A项错误;
B.试纸不能浸入溶液中,且试纸变白色,说明次氯酸具有漂白性,与次氯酸是弱电解质无关,B项错误;
C.溶液中存在可逆反应[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2- (黄色)+4H2O,升高温度,溶液变为黄绿色,说明平衡向生成[CuCl4]2-的方向移动,即平衡正向移动,该反应为吸热反应,C项错误;
D.实验中变量为催化剂,可以证明当其他条件不变时,加入催化剂可以改变化学反应速率,D项正确;
故答案为:D
【分析】A、H3PO4是中强酸,不属于强酸。
B、HClO具有强氧化性,可使变色后的试纸褪色。
C、根据温度对平衡移动的影响分析。
D、产生气泡快,说明反应速率快。
12.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离平衡常数
【解析】【解答】A.加水稀释草酸溶液,促进草酸电离,但溶液中氢离子浓度减小,电离常数不变,所以减小,A错误;
B.加水稀释草酸溶液,促进草酸电离,溶液中氢离子的物质的量增加,草酸分子的物质的量减小,溶液的体积相同,因此溶液中增大,B错误;
C.加水稀释草酸溶液,促进草酸电离,但溶液中、的浓度减小,所以减小,C错误;
D.温度不变,电离常数不变,所以不变,D正确;
故答案为:D
【分析】加水稀释H2C2O4溶液,促进H2C2O4的电离,溶液中n(H2C2O4)减小,n(HC2O4-)、n(C2O42-)、n(H+)增大。但由于加水稀释,溶液中c(H2C2O4)、c(HC2O4-)、c(C2O42-)、c(H+)都减小。电离常数只与温度有关,温度不变,电离常数不变。据此结合选项分析。
13.【答案】C
【知识点】电离平衡常数
【解析】【解答】A.已知亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,因此与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3,不能生成Na3PO3,A项错误;
B.弱酸的电离是一个吸热过程,温度升高,电离程度增大,即平衡正向移动。因此对亚磷酸溶液升温,溶液中c(H+)增大,B项错误;
C.向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,溶液中c(H+)减小,电离平衡正向移动。根据亚磷酸的电离方程式H3PO3H2PO+H+可知,Ka1=,则,Ka1不变,c(H+)减小,所以增大,C项正确;
D.根据题给信息可知:H3PO3H2PO+H+ Ka1=,H2POHPO+H+ Ka2=,则>1,即c2(H2PO)>c(H3PO3)·c(HPO),D项错误;
故答案为:C
【分析】A、H3PO3是二元弱酸,其酸根离子为HPO32-。
B、结合温度对电离平衡移动的影响分析。
C、加入NaOH固体,溶液中c(H+)减小,促进H3PO3的电离。
D、根据H3PO3的电离平衡常数分析。
14.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用;化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】A.根据盖斯定律可知,反应Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ,因此ΔH3=ΔH2-ΔH1=-206kJ/mol,A正确;
B.由图可知,X点在CO2的平衡转化率曲线上,反应处于平衡状态,延长反应时间,二氧化碳的转化率不变,B错误;
C.其他条件不变,压强增大,反应Ⅰ平衡不移动,反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动,CH4的选择性增大,C正确;
D.其他条件不变,350℃前,升高温度,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO2转化率增大,说明温度升高对反应的影响程度:反应Ⅰ>Ⅱ,D正确;
故答案为:B
【分析】A、根据盖斯定律计算反应Ⅲ的反应热。
B、反应处于平衡状态时,延长反应时间,转化率不变。
C、结合压强对平衡移动的影响分析。
D、根据温度对反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡移动的影响分析。
15.【答案】(1)B;C
(2)-(b-a)kJ/mol
(3)H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol
(4)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol;25%
(5)玻璃搅拌器;小于
【知识点】吸热反应和放热反应;燃烧热;热化学方程式;中和热的测定
【解析】【解答】(1)反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应,Na2O2与水反应放热,CO燃烧生成CO2放热,AD不符合题意;CaCO3的分解反应吸热,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸热,BC符合题意。
故答案为:BC
(2)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应放出热量,△H=-(b-a)kJ/mol。
故答案为:-(b-a)kJ/mol
(3)25℃ 和101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热,所以氢气的标准燃烧热△H=-286kJ/mol,表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol。
故答案为:H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol
(4)①总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应,故甲醇合成反应的热化学方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol。
故答案为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol
②由总反应可知,2molCO反应放出热量206kJ,则当放出热量为51.5kJ时,反应了=0.5molCO,故CO转化率为。
故答案为:25%
(5)酸碱混合反应需要搅拌,该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;醋酸是弱电解质,醋酸的电离过程吸热,所以0.1mol/L醋酸溶液与0.1mol/LNaOH溶液反应生成1mL水放出的热量小于57.3kJ。
故答案为: 玻璃搅拌器 ;小于
【分析】(1)反应物的总能量小于生成物的总能量,该反应为吸热反应,结合选项所给反应的热效应分析。
(2)该反应为放热反应,结合反应的活化能计算反应热。
(3)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。据此写出H2(g)燃烧热的热化学方程式。
(4)①根据盖斯定律计算反应热,从而得出热化学方程式。
②根据反应的热量计算参与反应的n(CO),从而计算CO的转化率。
(5)该装置还缺少的仪器为玻璃搅拌器。将NaOH溶液分多次加入,会导致热量散失,使得放出的热量减小。
(1)反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应,Na2O2与水反应放热,CO燃烧生成CO2放热,AD不符合题意;CaCO3的分解反应吸热,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸热,BC符合题意;
(2)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应放出热量,△H=-(b-a)kJ/mol;
(3)25℃ 和101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热,所以氢气的标准燃烧热△H=-286kJ/mol,表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)+2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol;
(4)①总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应,故甲醇合成反应的热化学方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-91kJ/mol;
②由总反应可知,2molCO反应放出热量206kJ,则当放出热量为51.5kJ时,反应了=0.5molCO,故CO转化率为;
(5)酸碱混合反应需要搅拌,该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;醋酸是弱电解质,醋酸的电离过程吸热,所以0.1mol/L醋酸溶液与0.1mol/LNaOH溶液反应生成1mL水放出的热量小于57.3kJ。
16.【答案】(1)C
(2)
(3)减小;6.3×10-3;B
(4)
(5)30
(6)第一步电离出的H+使溶液中c(H+)增大,使第二步电离向逆反应方向移动,抑制第二步电离
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离方程式的书写;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)从表中数据可知电离常数:,酸性:。
故答案为:C
(2)由甲胺是一元弱碱,在水中电离方程式为,可迁移到乙胺(H2NCH2CH2NH2)的的第一步电离方程式:,第二步电离方程式为。
故答案为:
(3)①已知:升高温度,反应逆向进行,HF电离程度减小。已知,当时。
故答案为:减小;;
②HF的电离放热,如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,会使反应放出的热量增加。因为,放出的热量越多,越小。如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,测得ΔH会偏低。
故答案为:B
(4)酸性:,利用强酸制取弱酸原理可知碳酸制取HCN,反应生成碳酸氢钾和氢氰酸,对应离子方程式为:。
故答案为:
(5)次磷酸是一元酸, NaOH和等物质的量时反应恰好完全生成和水。30mL0.1mol/LNaOH为0.003mol,所以需要为0.003mol,0.1mol·L-130mL。
故答案为:30
(6)碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+使得第二步电离H+浓度增大,平衡逆向移动,使抑制了第二步电离的发生,致使.
故答案为:碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+抑制了第二步电离的发生
【分析】(1)电离平衡常数越大, 电离程度越大, 酸性越强。
(2)根据甲胺的电离方程式,书写乙胺的电离方程式。
(3)①HF的电离为放热反应,升高温度,平衡逆向移动。根据HF的电离平衡常数计算。
②HF的电离放热,使得中和反应放出的热量增多,中和热ΔH偏低。
(4)根据强酸制弱酸原理分析。
(5)H2CO3第一步电离产生的H+,对其第二步电离起到抑制作用。
(1)从表中数据可知电离常数:,酸性:,故答案为:C;
(2)由甲胺是一元弱碱,在水中电离方程式为,可迁移到乙胺(H2NCH2CH2NH2)的的第一步电离方程式:,第二步电离方程式为,故答案为:;
(3)①已知:升高温度,反应逆向进行,HF电离程度减小。已知,当时。
②HF的电离放热,如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,会使反应放出的热量增加。因为,放出的热量越多,越小。如果用HF溶液替代盐酸测定中和反应热,测得ΔH会偏低。
故答案为:减小;;B;
(4)酸性:,利用强酸制取弱酸原理可知碳酸制取HCN,反应生成碳酸氢钾和氢氰酸,对应离子方程式为:,故答案为:;
(5)次磷酸是一元酸, NaOH和等物质的量时反应恰好完全生成和水。30mL0.1mol/LNaOH为0.003mol,所以需要为0.003mol,0.1mol·L-130mL,故答案为:30;
(6)碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+使得第二步电离H+浓度增大,平衡逆向移动,使抑制了第二步电离的发生,致使,故答案为碳酸发生两步电离:,,第一步电离的H+抑制了第二步电离的发生。
17.【答案】(1) 不需要 确保冷凝管内充满水,提高冷凝效果
(2) 水浴加热
(3) B,C
(4) 2Mn2++5+8H2O=10+2+16H+
(5) 3.0 6.0 t2
(6) 温度
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;常用仪器及其使用;探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1)仪器乙带有恒压管,能保持滴液漏斗内外压力相等,则实验时不需要打开仪器乙的玻璃塞;仪器甲用于冷凝蒸汽,此时冷凝管内应充满水,所以冷凝水须从下口通入,原因是:确保冷凝管内充满水,提高冷凝效果。故答案为: 不需要 ; 确保冷凝管内充满水,提高冷凝效果
(2)当加热温度不超过100℃时,常采用水浴加热。此反应温度控制不超过55℃,可采用的方法是:水浴加热。
故答案为: 水浴加热
(3)A.向草酸溶液中滴加石蕊,溶液呈红色,证明草酸显酸性,但不能确定酸性的强弱,所以不能确定草酸为弱电解质,A不符合题意;
B.室温下,测得0.05mol·L-1的H2C2O4溶液中c(H+)≈10-3mol·L-1,说明草酸没有发生完全电离,则为弱酸,所以能证明草酸为弱电解质,B符合题意;
C.室温下,测得0.1mol·L-1的H2C2O4溶液导电能力比0.1mol·L-1的H2SO4溶液导电能力弱,说明草酸没有发生完全电离,则草酸为弱酸,所以能证明草酸为弱电解质,C符合题意;
D.1molH2C2O4完全反应消耗2molNaOH,表明草酸为二元酸,但不能确定其酸性的强弱,所以不能证明草酸为弱电解质,D不符合题意;
故答案为:BC
(4)Na2S2O8溶液与Mn2+反应,溶液立即呈紫红色,则Mn2+被氧化为,被还原为,该反应的离子方程式:2Mn2++5+8H2O=10+2+16H+。
故答案为: 2Mn2++5+8H2O=10+2+16H+
(5)由表中溶液的温度和体积可以判断出,实验①②③是探究浓度对化学反应速率的影响,实验①④是探究温度对化学反应速率的影响。
反应①②③中,混合溶液的体积都应为2.0mL+8.0mL=10.0mL,则表格中a、b的数值分别为3.0、6.0。实验①②③混合溶液中,H2C2O4的浓度相同,实验②中加入Na2S2O8溶液的体积最小,则Na2S2O8浓度最小,所以t1、t2、t3数值最大的是t2。
故答案为: 3.0;6.0 ;t2
(6)实验编号①④的两种反应物的浓度相同,温度不同,则目的是探究温度对化学反应速率的影响。
故答案为: 温度
【分析】(1)装置乙为恒压滴液漏斗,不需要打开玻璃塞。冷凝水从下口进,有利于提高冷凝效果。
(2)反应温度不超过55℃,采用水浴加热。
(3)证明H2C2O4是弱电解质,则需证明H2C2O4溶液中存在部分电离,或证明其盐溶液中存在水解。据此结合选项分析。
(4)溶液呈紫红色,说明反应后生成MnO4-,则S2O82-被还原为SO42-,据此结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式。
(5)混合溶液的总体积为10.0mL,据此确定a、b的值。反应速率最慢,则变色时间最大。
(6)实验编号①④的温度不同,其余条件相同,因此探究的是温度对反应速率的影响。
18.【答案】(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;BC
(2)d;b;20%
(3)较高;0.06;0.0012;L2
【知识点】热化学方程式;化学平衡状态的判断;化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)由图可知,1mol CH4、1mol H2O(g)生成1molCO和3mol H2吸收热量:2582 kJ -2378 kJ =204kJ,故热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;
A.气体密度等于气体质量除以体积,反应时气体质量不变,体积不变,密度始终不变,所以不能作为反应达到平衡状态的判断依据,A项错误;
B.该反应是气体分子数增大的反应,随着反应正向进行,气体的物质的量增大,容积不变,压强增大。则容器内气体压强不再改变,可作为反应达到平衡状态的判断依据,B项正确;
C.根据反应方程式中的化学计量数,可知v逆(CH4):v逆(H2)=1:3,即3 v逆(CH4)= v逆(H2),根据题意有v正(CH4)= v逆(CH4),说明此时反应达到平衡状态,故可以作为反应达到平衡状态的判断依据,C项正确;
D.各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,CH4与H2O(g)的反应速率之比为其化学计量数之比,始终保持不变,不能作为反应达到平衡状态的判断依据,D项错误;
答案选BC。
答案为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;BC
(2)①分析四种组分物质的量分数随时间的变化图,可知,c、d的物质的量分数随反应的进行而逐渐减小,a、b的物质的量分数逐渐增大,根据反应的化学计量数,生成物中CS2的物质的量比H2小,则a表示H2,b表示CS2,因起始时投入的CH4和H2S的物质的量比为1:2,可知,c表示的是H2S,d表示的是CH4。
故答案为:d;b
②M点对应纵坐标是0.25,即此时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,起始时n(CH4):n(H2S)=1:2,设起始时n(CH4)为1mol,n(H2S)为2mol,转化的CH4为xmol,则有:
根据M点时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,可知,关系式1-x=4x,解得x=0.2,则H2S的转化率=。
故答案为:d;b;20%
(3)①该反应的ΔH>0,ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,可知,该反应在较高温度下能自发进行。
故答案为:较高
②起始充入CH4的物质的量为1mol,压强为p0kPa,平衡时由压强比等于物质的量之比可知,CH4、C2H2、H2的物质的量分别为0.6mol、0.2mol、0.6mol,H2的浓度为,则反应的平衡常数Kc=;由图可知,容器的体积缩小到5L时,乙炔分压增大到原来的2倍,且该反应的正反应为气体分子数增大的反应,缩小容器容积平衡逆向移动,则曲线L2表示C2H2分压与时间的关系。
故答案为:0.06;0.0012;L2
【分析】(1)根据反应过程中能量变化计算反应热,从而写出反应的热化学方程式。
(2)图2在分析时注意a、b、c、d四条曲线的变化趋势,c、d线随时间变化由大变小,说明c、d是反应物,结合反应方程式,可知两条曲线具体表示的物质。a、b同理。M点为a、d交点,此时a、d所代表的物质的物质的量分数相等,均为0.25,计算时注意二者的关系。
(3)图3类比图2,根据分压的变化趋势,可知分压逐渐增大的是生成物,逐渐减小的是反应物,结合反应方程式,可知各物质的分压,根据分压比等于物质的量之比,可以计算出各物质的物质的量。
(1)由图可知,1mol CH4、1mol H2O(g)生成1molCO和3mol H2吸收热量:2582 kJ -2378 kJ =204kJ,故热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;
A.气体密度等于气体质量除以体积,反应时气体质量不变,体积不变,密度始终不变,所以不能作为反应达到平衡状态的判断依据,A项错误;
B.该反应是气体分子数增大的反应,随着反应正向进行,气体的物质的量增大,容积不变,压强增大。则容器内气体压强不再改变,可作为反应达到平衡状态的判断依据,B项正确;
C.根据反应方程式中的化学计量数,可知v逆(CH4):v逆(H2)=1:3,即3 v逆(CH4)= v逆(H2),根据题意有v正(CH4)= v逆(CH4),说明此时反应达到平衡状态,故可以作为反应达到平衡状态的判断依据,C项正确;
D.各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,CH4与H2O(g)的反应速率之比为其化学计量数之比,始终保持不变,不能作为反应达到平衡状态的判断依据,D项错误;
答案选BC。
答案为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+204kJ·mol-1;BC;
(2)①分析四种组分物质的量分数随时间的变化图,可知,c、d的物质的量分数随反应的进行而逐渐减小,a、b的物质的量分数逐渐增大,根据反应的化学计量数,生成物中CS2的物质的量比H2小,则a表示H2,b表示CS2,因起始时投入的CH4和H2S的物质的量比为1:2,可知,c表示的是H2S,d表示的是CH4,故答案为:d;b;
②M点对应纵坐标是0.25,即此时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,起始时n(CH4):n(H2S)=1:2,设起始时n(CH4)为1mol,n(H2S)为2mol,转化的CH4为xmol,则有:
根据M点时H2和CH4的物质的量分数均为0.25,可知,关系式1-x=4x,解得x=0.2,则H2S的转化率=。
答案为:d;b;20%;
(3)①该反应的ΔH>0,ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,可知,该反应在较高温度下能自发进行。答案为:较高;
②起始充入CH4的物质的量为1mol,压强为p0kPa,平衡时由压强比等于物质的量之比可知,CH4、C2H2、H2的物质的量分别为0.6mol、0.2mol、0.6mol,H2的浓度为,则反应的平衡常数Kc=;由图可知,容器的体积缩小到5L时,乙炔分压增大到原来的2倍,且该反应的正反应为气体分子数增大的反应,缩小容器容积平衡逆向移动,则曲线L2表示C2H2分压与时间的关系,答案为:0.06;0.0012;L2。
0 条评论