2024届高三化学高考备考一轮总复习训练——化学反应速率与化学平衡(含解析)
2024届高三化学高考备考一轮总复习——化学反应速率与化学平衡
一、选择题
1.下列事实不涉及勒夏特列原理的是( )
A.加热盛有2mL 0.5mol/L CuCl2溶液的试管,溶液颜色变为绿色
B.NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g),对该平衡体系加压后颜色加深
C.在Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液的红色变浅或褪去
D.黄绿色的氯水在光照后颜色变浅
2.下列现象或做法与化学反应速率无关的是( )
A.“冰墩墩”制作材料生产过程中添加抗老化助剂
B.水果箱中放置乙烯利
C.馒头制作过程中用酵头发酵
D.新冠病毒可能通过气溶胶加速传播
3.传统酿酒过程的部分操作如图所示。下列说法错误的是( )
蒸粮 拌曲 堆酵 馏酒
A.“蒸粮” 时适当鼓风可加快燃烧速率
B.“拌曲”时加入的酒曲起催化作用
C.“堆酵” 过程中淀粉会发生水解
D.“馏酒”得到的馏出物为纯净物
4.衡水老白干已有1900多年的酿造历史,是一种采用“小麦中温大曲、地缸发酵、续茬配料、混蒸混烧”等工艺生产的白酒。下列说法错误的是
A.小麦中含有的淀粉是基本营养物质之一
B.“曲”中含有“淀粉→乙醇”转化过程的催化剂
C.葡萄糖是酿酒发酵过程中的一种中间产物
D.可用分液的方法将酒中的水分离出去以提高酒精浓度
5.25 ℃ 时,相同的镁条与下列酸溶液反应,反应开始时放出 H2 最快的是( )
A.20 mL 1 mol·L-1硝酸 B.10mL 1 mol·L-1醋酸
C.10mL 1 mol·L-1硫酸 D.20 mL 1 mol·L-1盐酸
6.CrOx催化丙烷脱氢的反应路径如图所示,图中括号内的数值表示相对能量、箭头上的数值表示能垒,单位为eV。下列相关说法错误的是( )
A.催化剂活化丙烷分子中甲基上的C-H键
B.“M2→M3”过程仅形成极性共价键
C.该催化循环中Cr的成键数目发生变化
D.该催化循环中丙烷上氢原子转移是决速步
7.由下列实验操作及现象推出的相应结论正确的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和氯化钠溶液和饱和硫酸铜溶液 均有固体析出 蛋白质均发生变性
B 取1mL 20%的蔗糖溶液,加入3~5滴稀硫酸,水浴加热5min分钟后取少量溶液于一洁净的试管中,加入新制Cu(OH)2溶液,加热 无砖红色沉淀产生 蔗糖没有发生水解
C 用c(Fe3+)相同的Fe2(SO4)3和FeCl3溶液,分别清洗做完银镜反应的试管 用FeCl3溶液清洗较干净 Fe3++Ag Ag++Fe2+是可逆反应,且AgCl更难溶于水
D 对于二氧化氮和四氧化二氮的平衡体系,缩小容器体积 混合气体颜色逐渐加深 符合勒夏特列原理
A.A B.B C.C D.D
8.将电催化转化成燃料和化学品具有重要意义。甲酸可以作为氢载体直接用于甲酸燃料电池。某科学家在常温下用S-In催化剂电催化还原制甲酸的机理如图甲所示,反应历程如图乙所示,其中吸附在催化剂表面的原子用*标注。下列说法错误的是
A.使用S-In催化剂,可以降低反应的活化能
B.在催化剂表面的催化作用下转化为和
C.电催化还原制甲酸的总反应式为
D.电催化还原制备甲酸时,阳极电势比阴极低
9.CO2还原为甲醇是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应有:
反应I.CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1= - 49.4 kJ·mol-1
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+ H2O(g) △H2=+41.2 kJ ·mol-1
压强分别为p1、p2时,将 =1:3的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中CO2的平衡转化率和CH3OH、CO的选择性如图所示。CH3OH(或CO)的选择性=
下列说法正确的是( )
A.反应CO(g)+ 2H2(g)= CH3OH(g) △H= -8.2 kJ·mol-1
B.曲线③、④表示CO的选择性,且pl>p2
C.相同温度下,反应I、Ⅱ的平衡常数K(I)>K(Ⅱ)
D.保持反应温度不变,使CO2的平衡转化率达到X点,改变的条件可能是增大 或增大压强
10.中国古代“炼丹术”中蕴含了丰富的化学知识,为近代化学的建立和发展奠定了基础。下列关于“炼丹术”中涉及的史实解释不正确的是( )
选项 史 实 解 释
A “胡粉[(PbCO3 Pb(OH2) ]投火中,色坏还为铅(Pb)” 复分解反应原理
B “有硇水者,剪银塊(Ag) 投之,则旋而为水” 氧化还原反应原理
C. “曾青(硫酸铜)涂铁,铁赤色如铜……外变而内不化也” 置换反应原理
D “铁釜代替土釜,加热丹砂(HgS),可增采也” 平衡移动原理
A.A B.B C.C D.D
11.溶液中的离子平衡是以化学平衡理论为基础,以探讨离子反应原理的基础性理论。常温下,下列有关说法错误的是( )
A.10mL pH=3的醋酸溶液稀释至100 mL,稀释后溶液的pH<4。
B.HF溶液中滴加少量稀NaOH溶液, 的值不变
C.Na2C2O4溶液中存在的离子浓度关系c(OH -)=c( HC2O )+c(H2C2O4)+c(H+)
D.反应3Mg(OH)2(s)+ 2Fe3+=2Fe(OH)3 (s)+ 3Mg2+的平衡常数K=
12.已知:pCu=﹣1gc(Cu+),pX=﹣lgc(X﹣)。298K 时,Ksp(CuCl)=10﹣6,Ksp(CuBr)=10-9,Ksp(CuI)=10-12。在 CuCl、CuBr、CuI 的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.298K 时,在 CuCl 的饱和溶液中加入少量 NaCl,c(Cu+)和 c(Cl﹣)都减小
B.图中 x 代表 CuI 曲线,且 P 点 c(Cu+)=c(I﹣)
C.298K 时增大 M 点的阳离子浓度,则 Y 上的点向 N 点移动
D.298K 时 CuBr(s)+I﹣(aq) CuI(s)+Br﹣(aq)的平衡常数 K 的数量级为 10-3
二、非选择题
13.四氧化三铅(化学式可以写为2PbO·PbO2)被广泛用作防锈漆成分。测定某样品中四氧化三铅含量的步骤如下(样品中杂质均不参与反应):
Ⅰ.称取ag样品,加酸溶解,滤去不溶物,所有的铅元素进入溶液中并得到含有Pb2+的溶液。
Ⅱ.加入过量K2Cr2O7溶液,加热,生成黄色沉淀(PbCrO4),冷却,过滤。
Ⅲ.将沉淀全部转移至仪器A中,加入浓HCl,沉淀溶解,溶液转为橙色。
Ⅳ.加入过量KI溶液,置于暗处5~10分钟,溶液呈棕黄色。
Ⅴ.加入cmol·L 1Na2S2O3溶液进行滴定,当溶液转为浅黄色时,加入淀粉,滴定至终点。进行3次平行实验,消耗Na2S2O3溶液的体积平均值为vmL。
已知:ⅰ. (橙色)+H2O 2 (黄色)+2H+。
ⅱ.I2在水中溶解度小,易挥发。
ⅲ.I2(黄色)+I (无色) (棕黄色)。
ⅳ.I2+2 (无色)=2I + (无色)。
(1)PbO2中Pb的化合价是 。
(2)Ⅱ中生成沉淀的离子方程式为 。
(3)结合化学用语解释:Ⅲ中加入浓HCl后沉淀溶解的原因是 。
(4)将Ⅳ中反应的离子方程式补全:□I +_+_=□Cr3++_+_,
(5)Ⅴ中滴定终点的现象是 。
(6)样品中四氧化三铅的质量分数为 。(列出表达式即可,M(四氧化三铅)=685g·mol 1)
(7)步骤Ⅱ、Ⅲ在达成实验目的中起到的作用是 。
14.羰基硫(O=C=S)广泛存在于以煤为原料制备的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染等。羰基硫的氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法,其反应式分别为:
①氢解反应:
②水解反应:
请回答下列问题:
(1)根据上述信息,CO(g)+,H-2.O(g) ,H-2.(g)+,CO-2.(g) 。
(2)某温度时,在恒容密闭容器中用活性 作催化剂发生羰基硫(COS)的水解反应,COS(g)的平衡转化率随不同投料比 的转化关系如图1所示。其他条件相同时,改变反应温度,测得反应时间为ts时COS的水解转化率如图2所示。
①反应时间为 时,该水解反应的最佳反应条件为投料比 ,温度为 。
②当温度升高到一定值后,发现反应时间为ts时COS(g)的水解转化率降低,猜测可能的原因是 (写出两条即可)。
(3)羰基硫(COS)的氢解反应的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图3所示,其中表示逆反应的平衡常数( )变化曲线的是 (填“A”或“B”)。 时,向容积为10L的恒容密闭容器中充入 和 ,发生COS的氢解反应,则该温度下COS的平衡转化率为 。
(4)COS氢解反应产生的CO可合成二甲醚( ),二甲醚燃料电池的工作原理如图4所示。
①该电池的负极反应式为 。
②若利用该燃料电池电解硫酸钠溶液,消耗4.6g二甲醚后,在电解池两极共收集到13.44L(标准状况)气体,则该燃料电池装置的能量利用率为 (结果保留3位有效数字)。
15.可燃冰是一种高效清洁能源,中国已勘探的可燃冰储量居世界第一,持续安全开采量创下了世界纪录,有望2030年实现产业化开采。科学家也对进行了重点研究。
I.与重整的工艺过程中涉及如下反应:
反应①
反应②
反应③
(1)已知:反应④,则 。
(2)一定条件下,向体积为的密闭容器中通入各及少量,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
①图中a和c分别代表产生 和 。由图中信息判断后产生的主要反应并说明理由 。
②平衡时,与的转化率分别为95%和90%,体系内余,反应③的平衡常数 (写出计算式)。
③密闭恒容条件下,反应②达到平衡的标志是
A.每消耗的同时消耗
B.的分压不再发生变化
C.气体平均分子量不再发生变化
D.气体密度不再发生变化
E.比值不再发生变化
(3)Ⅱ.将与一种产生温室效应的气体利用电解装置进行耦合转化,原理示意如图。
电池工作时,向电极 移动。
(4)若消耗和产生温室效应气体的体积比为3∶2,则生成乙烷和乙烯的体积比为 。
16.CH3OCH3(二甲醚)常用作有机合成的原料,也用作溶剂和麻醉剂。CO2与H2合成CH3OCH3涉及的相关热化学方程式如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1kJ·mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2(g) ΔH3
Ⅳ.2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4
回答下列问题:
(1)ΔH4= kJ·mol-1。
(2)体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应能自发进行。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的自由能变与温度的关系如图a所示,在298~998K下均能自发进行的反应为 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(3)在三个完全相同的恒容密闭容器中,起始时均通入3molH2和1molCO2,分别只发生反应Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ时,CO2的平衡转化率与温度的关系如图b所示。
①ΔH3 0(填“>”或“<”)。
②反应Ⅳ,若A点总压强为pMPa,则A点时CO2的分压为p(CO2) pMPa(精确到0.01)。
③在B点对应温度下, K(Ⅰ) (填“大于”“小于”或“等于”)K(Ⅲ)。
(4)向一体积为1L的密闭容器中通入H2和CO2,只发生反应Ⅳ。CO2的平衡转化率与压强、温度及氢碳比m[m= ]的关系分别如图c和图d所示。
①图c中压强从大到小的顺序为 ,图d中氢碳比m从大到小的顺序为 。
②若在1L恒容密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2,CO2的平衡转化率为50%,则在此温度下该反应的平衡常数K= (保留整数)。
17.某兴趣小组对化合物A开展探究实验。
其中:A由三种元素组成;气体B(纯净物)是黄绿色气体;溶液C和F均为中性溶液且均只含一种溶质,焰色反应为黄色。
请回答:
(1)组成A的3种元素是 (填元素符号),A的化学式是 。
(2)固体A与盐酸反应的化学方程式是 。
(3)过量的气体B与氨气反应可得一种黄色液体X( ),X与 中相同元素的化合价也相同,该液体遇水会强烈水解,写出水解的化学方程式 。
(4)将气体B与 同时通入足量水中发生氧化还原反应,离子方程式为 。设计实验证明该反应为不可逆反应 。
18.检验淀粉水解,实验步骤如下:
步骤1:向试管中加入4mL淀粉溶液,再加入少量稀硫酸,加热4分钟,冷却后将溶液分装在两支试管中;
步骤2:向一支试管中滴加几滴碘水,观察现象;
步骤3:向另一支试管中先加入烧碱溶液中和,再加入银氨溶液,水浴加热煮沸,观察现象。
下列说法错误的是( )
A.步骤1中加入稀硫酸可以加快淀粉水解速率
B.步骤2中溶液变蓝色,说明淀粉没有完全水解
C.步骤3中水浴加热后观察到有光亮的银镜,说明淀粉已经水解
D.碘晶胞如图所示,则碘分子的配位数是8
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.Cu2+可以和Cl-形成[CuCl4]2-离子,该离子呈绿色,升高温度,使反应向着生成离子的方向移动,可以用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.反应前后气体的系数和不变,对该平衡体系加压后,平衡不移动,浓度增大而使得颜色加深,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3,加铁粉,铁与Fe3+反应,Fe3+浓度降低,则平衡向左移动进行,溶液颜色变浅或褪去,能用勒夏特利原理来解释,C不符合题意;
D.Cl2+ H2OHCl+ HClO,次氯酸见光分解,平衡正向移动,氯气浓度减小,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 勒夏特列原理 即为平衡移动原理,改变外界条件(温度、压强、浓度)是平衡发生向正向或者逆向移动。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.材料老化过程是化学反应过程,材料生产过程中添加抗老化助剂是为了减缓材料老化速率,故A不符合体题意;
B.水果成熟过程是化学反应过程,水果箱中放置乙烯利是为了加速水果成熟,故B不符合题意;
C.发酵是化学反应过程,馒头制作过程中用酵头发酵,是为了加速发酵速率,故D不符合题意;
D.新冠病毒通过气溶胶传播不是化学反应过程,与化学反应速率无关,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.抗老化剂就是减慢反应速率;
B.乙烯是水果催熟剂,加快反应速率;
C.酵头可以加快反应速率;
D.分子在不断的运动。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.鼓风可以增加氧气浓度,加快燃烧速率,故A不符合题意;
B.酒曲是一种催化剂,加入酒曲在酿酒时可以起催化作用,故B不符合题意;
C.“堆酵”过程中,酿酒原料所含淀粉在糖化酶的催化下水解生成葡萄糖,故C不符合题意;
D.“馏酒”主要是蒸馏过程,通过把酒精、水、高级醇、酸类等有效成分蒸发为蒸汽,再经冷却即可得到白酒;所以“馏酒”得到的馏出物不是纯净物,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、增加氧气浓度,可以加快反应速率;
B、催化剂可以加快反应速率;
C、淀粉水解为葡萄糖;
D、蒸馏的过程可以使杂质形成气体分离。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.小麦中含有的淀粉是天然高分子化合物,是基本营养物质之一,故A不符合题意;
B.“曲”中含有含有的酶是“淀粉→乙醇”转化过程的催化剂,故B不符合题意;
C.酿酒发酵过程为淀粉在酶的作用下发生水解反应生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成乙醇,所以葡萄糖是酿酒发酵过程中的一种中间产物,故C不符合题意;
D.乙醇溶于水,所以可用蒸馏的方法将酒中的水分离出去以提高酒精浓度,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.淀粉是六大营养物质之一;
B.酶能催化淀粉转化为乙醇;
C.淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖发酵生成乙醇。
5.【答案】C
【解析】【解答】决定反应速率的因素主要有浓度、温度、压强等,镁与酸反应氢离子浓度越大,则速率越大。四个选项中硫酸为二元酸,氢离子为2 mol·L-1,故C符合题意。
【分析】对于非氧化性酸,氢离子浓度越高,速率越快。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.据图可知反应过程中丙烷中甲基上C-H键断裂,与CrOx形成C-Cr键,说明催化剂活化丙烷分子中甲基上的C-H键,使其容易断裂,A不符合题意;
B.据图可知“M2→M3”过程中形成碳碳双键,有非极性键的生成,B符合题意;
C.开始时Cr与3个O原子成键,反应过程中形成Cr-C键,同时还与3个O原子成键(其中一个为配位键),成键数目发生变化,C不符合题意;
D.据图可知丙烷中甲基上的H原子转移的步骤能垒最大,反应速率慢,决定了整体反应速率,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据图示即可看出,催化剂是活化碳氢键
B.根据反应物和生成物判断含有双键形成是非极性键
C.根据图示即可找出Cr的成键数目是否变化
D.活化能越大速率越慢,找出活化能最大的即可
7.【答案】C
【解析】【解答】A.向蛋白质溶液中加入饱和NaCl溶液发生盐析,加人硫酸铜溶液发生变性,结论不对,A不符合题意;
B.蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,检验水解产物需要先加氢氧化钠溶液中和硫酸, B选项未先加氢氧化钠中和水解液中的硫酸,Cu(OH)2先与硫酸反应,加热后无砖红色沉淀生成,不能证明蔗糖未水解,B不符合题意;
C.氯化银的溶解度比硫酸银小,FeCl3溶液中Cl–与Ag+结合生成AgCl沉淀,使c(Ag+)更小,平衡Fe3++Ag Ag++Fe2+正向移动,Ag单质溶解,因此用FeCl3溶液清洗试管较干净,C符合题意;
D.二氧化氮和四氧化二氮的平衡体系,存在可逆反应2NO2(g) N2O4(g),缩小容器体积使体系压强增大,平衡向着气体分子数减小的方向移动,即逆向移动,故不能用勒夏特列原理解释该平衡体系缩小体积后颜色加深,此处颜色加深是由于体积缩小,c (NO2)浓度增大所致,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】轻金属盐及铵盐使蛋白质发生盐析,是可逆变化,强酸、强碱、重金属盐等使蛋白质发生变性,为不可逆变化;用新制银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验蔗糖、淀粉水解产物时,需要加碱调pH至碱性。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.催化剂的催化原理是降低反应的活化能,提高反应速率,故A不符合题意;
B.根据图甲可知,催化剂活性位点在催化过程中的作用是活化水分子,将转化为和,故B不符合题意;
C.结合图乙反应历程图的起始物质和最终物质,可以得出电催化二氧化碳转化为甲酸的总反应式为,故C不符合题意;
D.电解池中,阳极与电源正极相连,阴极与电源负极相连,电源正极电势高于负极,所以电解池的阳极电势高于阴极,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.催化剂能降低反应的活化能,从而加快反应速率;
B.水在催化剂表面电离为氢氧根离子和氢离子;
C.由图可知,该历程的反应物为二氧化碳和水、生成物为甲酸和氢氧根,总反应为。
9.【答案】B
【解析】【解答】A.将反应Ⅰ-反应Ⅱ得到CO(g)+ 2H2(g)= CH3OH(g),则△H=△H1-△H2= - 49.4 kJ·mol-1-41.2 kJ ·mol-1=-90.6kJ·mol-1,A项不符合题意;
B.反应I放热,反应Ⅱ吸热,温度升高,反应I逆向进行,反应Ⅱ正向进行,可知曲线③、④表示CO的选择性,压力越大,有利于反应Ⅰ进行,则同温下,CO的选择性更小,则压力pl>p2,B项符合题意;
C.温度较高下,以反应Ⅱ为主,当CO的选择性更大时,反应I、Ⅱ的平衡常数为K(I)<K(Ⅱ),C项不符合题意;
D.由分析可知,⑤为CO2的平衡转化率曲线,增大 的比值,可以促使氢气的转化,但CO2的平衡转化率减小,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据盖斯定律计算;
B.增大压强反应Ⅰ正向移动;
C.较高温度时以反应Ⅱ为主;
D.增大 的比值CO2的平衡转化率减小。
10.【答案】A
【解析】【解答】A. “胡粉[(PbCO3 Pb(OH2) ]投火中,色坏还为铅(Pb)”,利用受热分解反应原理,故A符合题意;
B. “有硇水者,剪银塊(Ag) 投之,则旋而为水”,硝酸溶解银单质,发生氧化还原反应,故B不符合题意;
C. “曾青(硫酸铜)涂铁,铁赤色如铜……外变而内不化也”,铁置换出铜单质,故C不符合题意;
D. “铁釜代替土釜,加热丹砂(HgS),生成汞和硫单质,汞变为汞蒸气,平衡正向移动,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.根据元素的化合价是否变化进行判断
B.根据元素的化合价是否变化进行判断
C.根据元素的化合价是否变化进行判断
D.加热促进反应的进行符合平衡移动原理
11.【答案】C
【解析】【解答】A.由于稀释过程中,醋酸能继续电离补充H+,故稀释后,溶液pH变化小于1个单位,即pH<4,A不符合题意;
B. ,由于Kw与Ka只与温度有关,温度不变,其值不变,B不符合题意;
C.由电荷守恒: ,结合物料守恒: ,两式联立消去c(Na+)得: ,C符合题意;
D.该反应平衡常数 ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.弱酸越稀释越电离,pH的变化趋势小于1
B.根据水解常数公式和水的离子积常数进行代换即可
C.根据质子守恒即可判断
D.根据公式进行变化即可
12.【答案】C
【解析】【解答】A.298K时,在CuCl的饱和溶液中加入少量NaCl,导致溶液中c(Cl﹣)增大,A说法不符合题意;
B.P点时,pCu等于3时,c(Cu+)=10-3,因为Ksp(CuCl)=10-6,Ksp(CuBr)=10-9,Ksp(CuI)=10-12计算得c(Cl﹣)=10-3,c(Br-)=10﹣6,c(I-)=10﹣9,所以 x代表CuCl曲线,y代表CuBr,z代表CuI,B说法不符合题意;
C.298K时增大M点的,阴离子浓度减小,Y上的点向N点移动,C说法符合题意;
D.平衡常数K= c(Br-)÷c(I -)= c(Cu+)·c(Br-)÷[c(Cu+)·c(I-)]= Ksp(CuBr)÷Ksp(CuI),平衡常数K的数量级为103,D说法不符合题意;
答案为C。
【分析】A. CuCl的饱和溶液中加入少量NaCl,C(Cl-)增大,溶解平衡逆向移动;
B. p点pCu=-lgc (Cu+) =3;
C.增大M点的阴离子浓度,由图可知,若向N移动,C (Cu+) 增大;
D.298K时 CuBr(s)+I﹣(aq) CuI(s)+Br-(aq) 的平衡常数K=。
13.【答案】(1)+4
(2)2Pb2++ +H2O=2PbCrO4↓+2H+
(3)沉淀中存在平衡:PbCrO4(s) Pb2+(aq)+ (aq)①,由于存在平衡 +H2O 2 +2H+②,加入浓盐酸后c(H+)增大,平衡②逆向进行,使c( )减小,因此使平衡①正向进行,沉淀逐渐溶解
(4)9I + +14H+=3I +2Cr3++7H2O或者6I + +14H+=3I2+2Cr3++7H2O
(5)溶液由蓝色变为无色,且半分钟无变化
(6)
(7)将Pb2+转化为PbCrO4沉淀,形成Pb元素与Cr元素的固定配比,从而可以通过滴定 的浓度求得Pb2+的浓度
【解析】【解答】(1)根据化合物中各元素化合价代数和为0可知,PbO2中O的化合价为-2价,则Pb的化合价是+4价;
(2)Ⅱ中含有Pb2+的溶液加入过量K2Cr2O7溶液,加热,生成黄色沉淀(PbCrO4),生成沉淀的离子方程式为2Pb2++ +H2O=2PbCrO4↓+2H+;
(3) 沉淀中存在平衡:PbCrO4(s) Pb2+(aq)+ (aq)①,由于存在平衡 +H2O 2 +2H+②,加入浓盐酸后c(H+)增大,平衡②逆向进行,使c( )减小,因此使平衡①正向进行,沉淀逐渐溶解,故Ⅲ中加入浓HCl后沉淀溶解;
(4)Ⅳ中加入过量KI溶液,置于暗处5~10分钟,溶液呈棕黄色,是酸性条件下 将I 氧化成I2,同时自身被还原为Cr3+,根据氧化还原反应的原理配平可得反应的离子方程式为:9I + +14H+=3I +2Cr3++7H2O或者6I + +14H+=3I2+2Cr3++7H2O;
(5)以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准液滴定生成的碘,故Ⅴ中滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟无变化;
(6)依据反应过程中的定量关系可知:Pb3O4的化学式可以写出2PbO PbO2,依据反应2PbCrO4+2H+=2Pb2++ +H2O,6I + +14H+=3I2+2Cr3++7H2O,I2+2 (无色)=2I + (无色);得到定量关系为:
Pb3O4~ 2PbO PbO2~2Pb2+~ ~6I-~3I2~6 ,样品中四氧化三铅的质量分数为 = ;
(7)步骤Ⅱ、Ⅲ在达成实验目的中起到的作用是将Pb2+转化为PbCrO4沉淀,形成Pb元素与Cr元素的固定配比,从而可以通过滴定 的浓度求得Pb2+的浓度。
【分析】(1)根据常见的元素化合价进行计算即可
(2)根据反应物和生成物即可写出离子方程式
(3)氢离子浓度增大促进了 (橙色)+H2O 2 (黄色)+2H+的逆反应进行导致浓度降低
(4)根据反应物和生成物结合氧化还原反应进行写出离子方程式
(5)淀粉做指示剂,主要是消耗碘单质,因此蓝色消失且半分钟内不褪色即可
(6)由方案可知,利用Na2S2O3标准溶液确定生成的I2,再根据方程式计算Pb2+的物质的量,进而计算Pb3O4的质量,确定Pb3O4的质量分数,
(7)主要是实现物质的转化便于后期实验的进行
14.【答案】(1)-42kJ·mol-1
(2)10;160℃;催化剂活性降低,反应速率变慢;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动
(3)B;33.3%
(4);66.7%
【解析】【解答】(1)将题给已知两个热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由②-①得到 ;
(2)①根据题图1可知,随着的增大,COS的平衡转化率逐渐增大,当 时,COS的平衡转化率增大不明显,故反应的最佳投料比 ;
根据题图2可知,反应时间为ts时,COS的水解转化率在160℃时最大,故反应的最佳温度为160℃;
②当温度升高到一定值后,发现反应时间为ts时COS的水解转化率降低,可能的原因是催化剂活性降低,反应速率变慢;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动;
(3)COS的氢解反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,所以正反应的平衡常数(K正)与温度(T)的关系对应曲线A,因此逆反应的平衡常数(K逆)与温度(T)的关系对应曲线 ;
根据题图3可知,T1℃时,K逆= K正,因K逆· K正=1,则此时K逆= K正=1,设T1℃下反应达到平衡时COS转化了x mol,列出三段式:
则 ,解得 ,则COS的平衡转化率 ;
(4)①二甲醚燃料电池中,通入二甲醚的一极为电池的负极,据图可知负极产生氢离子,所以负极的电极反应式为 ;
②电解硫酸钠溶液,实际为电解水,两极共产生标准状况下13.44L即0.6mol气体时,根据得失电子守恒可知,阳极产生0.2molO2,阴极产生0.4molH2,电路中通过的电子为0.8mol,结合上述二甲醚燃料电池负极的电极反应式,可得理论上发生反应的二甲醚为0.0667mol,则该燃料电池装置的能量利用率为 。
【分析】(1)根据盖斯定律计算反应热。
(2)①根据图中COS的平衡转化率时确定投料比和温度;
②结合温度对催化剂活性和平衡移动进行分析。
(3)COS的氢解反应为吸热反应,则其逆反应为放热反应,结合温度对平衡常数的影响分析;根据三段式进行计算。
(4)①该电池的负极为CH3OCH3发生失电子的氧化反应,生成CO2,结合溶液的酸碱性书写电极反应式;
②结合电极反应式进行计算。
15.【答案】(1)
(2);;由图知后随温度升高减小,说明升温平衡移动方向即吸热方向应该是减小方向,因此逆反应吸热的反应④为主要反应;;BE
(3)B
(4)2∶1
【解析】【解答】(1)反应为反应④,由盖斯定律反应②=①-③+④,故。
(2)①由反应①②③可知,反应产物有、和,生成的会在反应②中与反应生成,的产量高于,故a曲线表示产物,b曲线表示,c表示;反应②是吸热反应,升高温度,有利于反应正向进行,的含量增大,但反应④为放热反应,升高温度,不利于反应正向进行,的含量减小,由图知后的含量减小,说明此时以的含量减小的反应为主,故后,生成的主要反应为反应④。
②时,与的转化率分别为95%、90%,则计算得平衡时,根据碳元素守恒计算得平衡时,由图可知,,则反应③的平衡常数。
③A.消耗和消耗均表示的是正反应速率,不能作为平衡判断依据,A不正确;
B.产生的压强随着反应进行会增大,因此产生的压强不再发生变化能作为判断依据,B正确;
C.平均分子量=气体总质量÷气体总物质的量,二者反应前后均未发生变化,因此随着反应进行气体平均分子量也不会发生变化,故气体平均分子量不再发生变化不能作为判断依据,C不正确;
D.气体密度=气体总质量÷气体体积,二者反应前后均未发生变化,因此随着反应进行气体密度也不会发生变化,故气体密度不再发生变化不能作为判断依据,D不正确;
E.比值随着反应进行而减小,因此该比值不再发生变化能作为判断依据。E正确;
故答案为:BE。
(3)产生温室效应的气体为,且其在电极A上发生的反应为:,故电极A为电解池阴极,电极B为电解池阳极。电池工作时,产生于电极A消耗于电极B,故向电解池阳极即电极B移动。
(4)若消耗和的体积比为3∶2,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量之比,可令和物质的量分别为和,乙烷和乙烯物质的量分别为x、y,再根据得失电子守恒,电极A:、电极B:,可得方程组,求得。
【分析】(1)依据盖斯定律计算;
(2)①依据影响反应速率和化学平衡的因素分析;
②利用三段式法计算;
③利用“变者不变即平衡”;
(3)电解时,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;
(4)根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量之比。
16.【答案】(1)-122.54
(2)Ⅱ
(3)>;0.21;小于
(4)p1>p2>p3;m1>m2>m3;23
【解析】【解答】⑴将第Ⅰ个方程式的2倍加上第Ⅱ个方程式得到ΔH4=-122.54 kJ·mol 1;故答案为:-122.54。⑵体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应能自发进行,在298~998K下只有Ⅱ的ΔG<0,因此均能自发进行的反应为Ⅱ;故答案为:Ⅱ。⑶①升高温度,CO2的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正向是吸热反应,即ΔH3>0;故答案为:>。
② ,反应Ⅳ,若A点总压强为pMPa,则A点时CO2的分压为 ;故答案为:0.21。
③在B点对应温度下,根据Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2(g)的反应,CO2转化率相等,产物的量相等,但Ⅰ中氢气平衡时量较少,但是大于1的值,由于是浓度三次方,因此平衡常数小,平衡常数K(Ⅰ)小于K(Ⅲ);故答案为:小于。⑷①该反应是体积减小的反应,图c中定温度,从下到上看,转化率增大,说明平衡正向移动,向体积减小方向移动即加压,压强从大到小的顺序为p1>p2>p3,图d中可以理解为二氧化碳物质的量不变,氢气量不断增加,平衡正向移动,二氧化碳转化率不断增大,因此氢碳比m从大到小的顺序为m1>m2>m3;故答案为:m1>m2>m3。②若在1L恒容密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2,CO2的平衡转化率为50%, ,则在此温度下该反应的平衡常数 ;故答案为:23。
【分析】
(1)根据盖斯定律即可计算出焓变
(2)根据体系自由能焓变即可判断
(3)①根据二氧化碳的转化率和温度的关系即可判断
②根据A点的二氧化碳的转化率结合三行式即可计算出平衡时的物质的量计算出平衡分压
③根据数据利用方程式即可判断
(4)①根据方程式 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ,压强与二氧化碳转化率的关系即可判断,根据二氧化碳转化率与m数值的关系即可判断
②根据数据结合三行式即可计算出平衡时的浓度即可计算出平衡常数
17.【答案】(1)Na、O、Cl;
(2)
(3)
(4);向氯水中通入过量 ,充分反应后再加入淀粉碘化钾溶液,不变蓝色,说明该反应为不可逆反应
【解析】【解答】(1)由分析可知,组成A的3种元素是Na、O、Cl,A的化学式为 ;
(2)2.875g固体A和0.14mol HCl反应生成0.07molCl2、0.03molNaCl和H2O,由此得出化学方程式为 ;
(3)过量的Cl2和氨气反应可得一种黄色液体X( ),X与 中相同元素的化合价也相同,由此推测X为NCl3,NCl3水解生成 和HClO,水解方程式为: ;
(4)Cl2与 同时通入足量水中反应生成HCl和H2SO4,离子方程式为: ;若该反应为可逆反应,反应中会有Cl2的存在,因此只需检验是否含有Cl2,即可证明该反应是否为可逆反应,检验方法为:向氯水中通入过量 ,充分反应后再加入淀粉碘化钾溶液,不变蓝色,说明该反应为不可逆反应。
【分析】固体A和盐酸反应生成溶液C,溶液C为中性溶液且只含一种溶质,焰色反应为黄色,则含有Na元素,则C中溶质为NaCl,A中含有Na元素;气体B(纯净物)是黄绿色气体,气体B为Cl2, ,电解NaCl溶液生成NaOH、Cl2、H2,生成的溶液D和硫酸反应生成F溶液,溶液F为中性溶液且只含一种溶质,则溶液F为Na2SO4溶液,溶液D为NaOH溶液,硫酸中含有溶质0.015mol,则NaOH的物质的量为0.03mol,则A中Na元素的物质的量为0.03mol,根据Na元素守恒,则溶液C中NaCl的物质的量为0.03mol,盐酸中溶质的物质的量为0.14mol,根据Cl元素守恒,则A中Cl元素的物质的量为 ,A由三种元素组成,其中两种元素为Na元素、Cl元素,则另一种元素为O元素,A中含有Na、Cl的总质量为 ,则A中含有O元素的物质的量为 ,则A的化学式为 。
18.【答案】D
【解析】【解答】A.淀粉在稀硫酸作用下发生水解,硫酸是催化剂,加入稀硫酸可以加快淀粉水解的速率,A不符合题意;
B.根据分析,步骤2中溶液变蓝色,说明淀粉没有完全水解,B不符合题意;
C.根据分析,步骤3中水浴加热后观察到有光亮的银镜,说明淀粉已经水解,C不符合题意;
D.根据碘2晶胞,碘分子的配位数为12,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.稀硫酸是淀粉水解的催化剂;
B.淀粉遇碘单质变蓝;
C.葡萄糖含有醛基,能发生银镜反应;
D.以顶点上的碘分子为研究对象,距离最近的碘分子在面心上。
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