【文档说明】山东省枣庄市第八中学东校区2020-2021学年高二上学期第二次质量检测化学试题【精准解析】.doc,共(19)页,678.500 KB,由小赞的店铺上传
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高二年级第二次质量检测化学试题一、选择题1.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A.化学反应的历程一般为:⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→获得能量释
放能量有效碰撞普通反应物分子活化分子产物分子B.CH4+CO2→CH3COOH过程中,只有C-H键发生断裂C.①→②放出能量并形成了C-C键D.催化剂能增大活化分子百分数从而加快了该反应的速率【答案】B【解析】【详解】A.化学反应的历程一般为:普通反应
分子获得能量后成为活化分子,活化分子间发生有效碰撞,形成新的化学键释放能量,生成产物分子,故A正确;B.据图可知CH4+CO2→CH3COOH过程中CO2分子中的C=O键也会发生断裂形成-COOH结构,故B错误;C.据图可知①→②的焓值降低,过程为放热过程,
有C-C键形成,故C正确;D.催化剂降低反应活化能,从而增大活化分子百分数加快反应速率,故D正确;综上所述答案为B。2.在其他条件不变的情况下,能使合成氨反应进行程度增大的方法是A.升高温度B.减小压强C.使用催化剂D.及时分离出氨气【答案】D【解析】
【详解】合成氨的反应是放热反应,而且该反应气体分子数减小;A.升高温度,会加快反应速率,但会使平衡向吸热的逆向移动,使合成氨反应进行程度减小,A不选;B.减小压强,平衡会向气体分子数增加的逆向移动,使合成氨反应进行程度减小
,B不选;C.使用催化剂,平衡不移动,合成氨反应进行程度不变,C不选;D.及时分离出氨气,减小生成物浓度,平衡正向移动,能使合成氨反应进行程度增大,D选;故答案选D。3.在一定条件下NO2与SO2气体发生反应:NO2(g)
+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ·mol-1。将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明该反应达到平衡状态的是A.体系压强保持不变B.混合气体颜色保持不变C.SO3和NO的体积比保持不变D.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2【答案】
B【解析】【详解】A、反应前后气体的体积没有变化,压强始终不变,所以压强不能作为判断平衡状态的依据,故A错误;B、混合气体的颜色不变,说明NO2的浓度不再变化,反应达到了平衡状态,故B正确;C、SO3和NO是生成物,体积比一直是1:1,所以SO3和NO的体积比保持不变不
能说明反应达到了平衡状态,故C错误;D、每消耗1molSO3同时一定生成1molNO2,表示的都是逆反应,不能证明反应达到了平衡状态,故D错误;故选B。4.将5.6g铁粉投入盛有100mL2mol·L-1稀硫酸的烧杯中,2m
in时铁粉刚好溶解完全。如果反应前后溶液的体积不变,则该反应的平均速率可表示为()A.v(Fe)=0.5mol·L-1·min-1B.v(H2SO4)=1mol·L-1·min-1C.v(H2)=1m
ol·L-1·min-1D.v(FeSO4)=0.5mol·L-1·min-1【答案】D【解析】【详解】A.铁为固体,不能用来表示反应速率,A不正确;B.5.6g铁是0.1mol,消耗硫酸也是0.1mol,所以用硫酸表示的反应速率是v(H2SO4)=-1-10.1mol=0.5mol
Lmin0.1L2min,B不正确;C.氢气逸出,不知道氢气的体积,无法计算,C不正确;D.由于反应速率之比是相应的化学计量数之比,所以v(FeSO4)=v(H2SO4)=0.5mol·L-1·min-1,D正确。答案选D。5.已知A、B、C、
D四种物质都是气体,现在5L的密闭容器中进行反应:4A+5B4C+6D,30s后C的物质的量增加了0.30mol。则下列有关叙述正确的是()A.反应开始至30s,v(A)=0.010mol·L-1·s
-1B.30s时容器中D的物质的量至少为0.45molC.30s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6D.反应开始至30s,容器中A的物质的量增加了0.30mol【答案】B【解析】【详解】A.30s后C的物质的量增加了0.30mol,则A的物质的量减少0.
30mol,反应开始至30s,v(A)=0.3mol=0.0025L30smol·L-1·s-1,故A错误;B.根据反应方程式,30s后C的物质的量增加了0.30mol,生成0.45molD,则容器中D的物质的量至少为0.45mol,故B正确;C.起始物质的量不确定,所以30s时容
器中A、B、C、D的物质的量之比不确定,故C错误;D.30s后C的物质的量增加了0.30mol,根据方程式,反应开始至30s,容器中A的物质的量减少0.30mol,故D错误。6.电石(主要成分为2CaC)是重要的基本化工原料。已知2000℃时,电石生
产原理如下:()()()()11CaOs+Cs=Cag+COgΔHakJmol−=①平衡常数1K()()()2Cag2CsCaCs+=②12ΔHbkJmol−=平衡常数2K以下说法不正确的是()A.反应()()1KcCacCO
=①B.反应()()()211CagCsCaCs22+=平衡常数2KK=C2000℃时增大压强,1K减小、2K增大D.反应()()()()()122CaOsCaCs3Cag2COgΔH2abkJmol−+=+=−【答案】C【解析】【详解】A.已知()()()()11CaOsCsCagCOgΔ
HakJmol−+=+=①,则反应()()1KcCacCO=①,故A正确;B.已知()()()2Cag2CsCaCs+=②,12ΔHbkJmol−=平衡常数2K,则反应()()()211CagCsC
aCs22+=平衡常数2KK=,故B正确;C.平衡常数只随温度改变而改变,则2000℃时增大压强,平衡常数不变,故C错误;D.已知()()()()11CaOs+Cs=Cag+COgΔH=akJmol−①,()()()2Cag+2Cs=CaCs②12ΔHbkJm
ol−=,根据盖斯定律x2−①②的热化学方程式()()()()()122CaOs+CaCs=3Cag+2COgΔH2abkJmol−=−,故D正确;答案选C。7.下列能用勒夏特列原理解释的是()A.高温及加入催
化剂都能使合成氨的反应速率加快B.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅C.SO2催化氧化成SO3的反应,往往需要使用催化剂D.H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深【答案】B【解析】【详解】A、根据勒夏特列原理,升温平衡向吸热方向移动,合成氨放热反应,所以升高温度不利于合成氨气,
错误;B、根据勒夏特列原理,增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动,加压后平衡向生成N2O4的方向移动,加压后颜色先变深后变浅,正确;C、使用催化剂平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,错误;D、H2、I2、HI平衡混和气加压,平衡不移动,后颜色变深不能用勒夏特列原理解释,错误;答案选
B。8.一定条件下,在体积为10L的密闭容器中充入1molX和1molY进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3mol。下列说法正确的是A.X的平衡转化率为40%B.若将容器体积变为20L,则Z的平衡浓度小于原来的12C.若增大压强,
则Y的平衡转化率减小D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>0【答案】B【解析】【详解】A.60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3mol,根据方程式2X(g)+Y(g)Z(g),反应的X为0.6mo
l,则X的平衡转化率为0.6mol1mol×100%=60%,故A错误;B.将容器容积变为20L时,气体的压强减小,平衡向体积增大的方向移动,即平衡逆向移动,Z的物质的量减小,即小于0.3mol,Z的新平衡浓度将小于原平衡浓度的12,故B正确;C.增大压强后,平衡向着正反应方向移动,则Y的转
化率增大,故C错误;D.若升高温度,X的体积分数增大,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0,故D错误;故选B。9.向相同容积的甲乙两容器中都分别充入1molSO2和0.5molO2,若甲容器保持温度容积不变,乙容器保持温度压强不变,分别达
到平衡,下列说法正确的是A.平衡时,容器内的压强:甲>乙B.反应达到平衡时所需时间:甲<乙C.平衡时,氧气的浓度:甲<乙D.平衡时,容器内SO3的体积百分数:甲>乙【答案】C【解析】容器中发生的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO
3(g)。若甲、乙都保持温度和容积不变,则达到平衡时甲、乙为完全等同的平衡状态,甲、乙中各物理量分别对应相等;乙容器保持温度压强不变,随着平衡的建立,气体分子物质的量减少,乙容器的体积减小直至平衡时保持不变;乙容器相当于在甲容器达到平衡后增大压强,平衡向正反应方向移动。A项,平衡时,容器内压强
:甲乙,错误;B项,乙容器中压强大于甲容器中压强,反应速率:乙甲,反应达到平衡时所需时间:甲乙,错误;C项,乙容器平衡时体积小于甲容器平衡时体积,平衡时O2的浓度:甲乙,正确;D项,乙容器相当于在甲容器平衡后增大压强,平衡正向移动,平衡后SO3的体积分数:乙甲,错误;答案选C。1
0.下列说法正确的是()A.强酸的水溶液中不存在OH-B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液C.25℃时溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-11mol·L-1,该溶液显碱性D.温度不变时,加水稀释氢氧化钠溶液,溶液中离子浓度不能都减小【答案】D【解析】
【详解】A.水本身为弱电解质,无论任何水溶液中,都一定存在氢离子和氢氧根离子,故A错误;B.pH=0的溶液中氢离子浓度为1mol/L,酸溶液中氢离子浓度可以远远大于此值,所以其溶液不是酸性最强的溶液,故B错误;C.
25℃时溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-11mol·L-1,只能说明水的电离受到抑制,而酸或碱都可以抑制水的电离,故C错误;D.温度不变时,加水稀释氢氧化钠溶液,溶液的碱性减弱,说明氢离子浓度增大,故D正确;综上所述答案为D。二、选择题11
.将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中,发生反应NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lgK)值随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是()A.该反应的ΔH<
0B.C点对应状态的平衡常数K(C)=10-3.638mol3·L-3C.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态D.30℃时,B点对应状态的v正<v逆【答案】AC【解析】【详解】A.-lgK越大,则平衡常数K越小,由图可知,随温
度升高,平衡常数增大,则升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,故该反应的△H>0,故A错误;B.C点-lgK=3.638,则平衡常数K=10-3.638mol3·L-3,故B正确;C.反应物NH2COONH4为固体,而且初始投料只有NH2COONH4,反应得到NH3、CO2的物质的量之比为2
:1,所以反应开始后氨气体积分数始终不变,NH3的体积分数不变不能说明该反应达到平衡状态,故C错误;D.B点-lgQ<-lgK,则B点浓度商大于平衡常数,反应向逆反应进行,则B点对应状态的v正<v逆,故D正确;综上所述答案为AC。12.
在一密闭容器中加入等物质的量的A、B,发生如下反应:2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g),平衡常数随温度和压强的变化如表所示:下列判断正确的是()A.g>fB.ΔH<0C.2.0MPa、800℃时,A的
转化率最小D.1.5MPa、300℃时,B的转化率为50%【答案】D【解析】【详解】A.一个指定反应的平衡常数只受温度的影响,所以图表中g=f=160,故A错误;B.300℃时该反应的平衡常数是16,5
16℃时,该反应的平衡常数为64,说明升温时平衡向右移动,该反应属于吸热反应,ΔH>0,故B错误;C.800℃时,上述实验条件的平衡常数最大,且该反应前后气体分子总数不变,压强改变对平衡无影响,所以,2.0M
Pa、800℃时,A的转化率最大。故C错误;D.300℃时该反应的平衡常数是16,设开始时A、B的浓度均为1mol/L,达到平衡是A减少了xmol/L2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g)起始浓度(mol/L)1100变化浓度(mol/L)xx2x平衡浓度(
mol/L)1-x1-x2x,x=0.5,所以B的转化率为50%,故D正确;故选D。13.已知反应N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0,平衡体系中总质量(m总)与总物质的量(n总)之比M(M=)在不同温度下随压强的变化曲线如
图所示。下列说法正确的是:A.温度:T1<T2B.平衡常数:K(a)=K(b)<K(c)C.反应速率:vb<vaD.当M=69g·mol-1时,n(NO2)∶n(N2O4)=1∶1【答案】D【解析】N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0,相同压强下,升
高温度平衡正向移动,气体物质的量增大,M减小,所以T1>T2,故A错误;升高温度平衡正向移动,K增大,K(b)>K(c),a、c温度相同,平衡常数相同,K(a)=K(c),所以K(b)>K(a)=K(c),故B错误;温度T1>T2,所以温度b>a,压强b点大于a点,所以速率v
b>va,故C错误;当n(NO2)∶n(N2O4)=1∶1时,M=469269/2gggmolmol+=,故D正确。14.在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同):A2(g)+3B2(g)2AB3(g)ΔH<
0,相关数据如下表所示:容器甲乙丙相关条件恒温恒容绝热恒容恒温恒压反应物投料1molA2、3molB22molAB32molAB3反应物的转化率α甲α乙α丙反应的平衡常数KK甲K乙K丙平衡时AB3的浓度/mol·L-1c甲c乙c丙平衡时AB3的反应
速率/mol·L-1·min-1υ甲υ乙υ丙下列说法正确的是A.υ甲=υ丙B.c乙<c丙C.α甲+α乙<1D.K乙≤K丙【答案】C【解析】【详解】A、甲中起始充入1molA2、3molB2等效于相同条件下充入2molAB3,甲
与丙起始温度和起始体积相同,恒温条件下反应,丙在恒压条件下分解2molAB3,平衡时体积比反应前大,即平衡时丙体积大于甲,则平衡时气体的压强丙小于甲,则υ甲>υ丙,故A错误;B.乙绝热容器,丙恒温,所以乙反应后比丙温度低,降低温度平衡向放热方向移动,平衡时乙中AB3浓度比丙高
,即c乙>c丙,故B错误;C.若甲和乙均为恒温恒容容器,则α甲+α乙=1,乙为绝热容器,所以乙反应后比甲温度低,降低温度平衡向放热方向移动,所以乙中AB3的转化率减小,因此α甲+α乙<1,故C正确;D、乙绝热容器,丙恒温,所以乙反应后比丙温度低,降低温度平衡向放热方向移动,K乙>K丙,故D错误;
故选C。15.25℃时,有甲、乙两瓶溶液,其pH分别为m、n,且m=2n(m、n均为小于14的正整数),则下列叙述正确的是()A.若甲溶液呈碱性,则乙溶液可能呈碱性,且c(OH-)甲>c(OH-)乙B.c(H+)甲=c2(H+)乙C.若乙溶液呈酸性,则甲溶
液必定呈酸性,且c(H+)甲>c(H+)乙D.若甲溶液呈酸性,则乙溶液必定呈酸性,且c(OH-)甲<c(OH-)乙【答案】B【解析】【详解】A.若甲溶液呈碱性,则7<m<14,结合m=2n可知,3.5<n<7,所以乙只能为
酸性,故A错误;B.甲溶液pH=m,则c(H+)甲=10-mmol/L,乙溶液pH=n,则c(H+)乙=10-nmol/L,而m=2n,所以c(H+)甲=c2(H+)乙,故B正确;C.若乙溶液呈酸性,则0<n<7,结合m=2n可知
,0<m<14,则甲溶液可能为呈碱性,不一定为酸性,故C错误;D.若甲溶液呈酸性,则m<7,结合m=2n可知:n<3.5,说明乙溶液呈酸性,甲的酸性比乙弱,所以c(OH-)甲>c(OH-)乙,故D错误;综上所述答案为B。三、非选择题16.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物
质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示。根据图中数据,填写下列空白。(1)该反应的化学方程式为________________________________________。(2)反应开始至2min,气体Z的
平均反应速率v(Z)=________。(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:①压强是开始时的________倍。②若此时将容器的体积缩小为原来的12,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为
________(填“放热”或“吸热”)反应。(4)上述反应在t1~t6内反应速率与时间图像如图2所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是________(填字母)。A.在t1时增大了压
强B.在t3时加入催化剂C.在t4时降低了温度D.t2~t3时X的转化率最高【答案】(1).3X+Y2Z(2).0.05mol·L-1·min-1(3).0.9(4).放热(5).B【解析】【详解】(1)在反应中,X、Y的物质的量逐渐减小,Z的物质的
量逐渐增大,则X、Y为反应物,Z为生成物,相同时间内,化学反应中各物质的物质的量变化之比等于化学剂量数之比(0.3:0.1:0.2),则化学方程式为3X+Y2Z;(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为v(Z)=0.2mol2L2min=0.05mol·L-1
·min-1;(3)①X、Y、Z均为气体时,反应前n(总)=2.0mol,平衡时n(总)=0.7mol+0.9mol+0.2mol=1.8mol,所以p(平)∶p(始)=1.8mol∶2.0mol=0.9;②将容器体积缩小,相当于增压,平衡正向移动,达平衡时,温度升高,说明正反应为放热反应
;(4)A.在t1时如果增大压强,则正、逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率,A错误;B.在t3时应该是加入了催化剂,正、逆反应速率都增大,并且增大的倍数相同,平衡不移动,B正确;C.在t4时如果是降低了温度,则正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率,C错
误;D.由图可以看出,从t1~t2,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,从t2~t4,平衡不移动,A的转化率不变,从t4~t5,平衡继续向逆反应方向移动,A的转化率又降低,因此,t0~t1时A的转化率最高,D错误;综
上所述答案为B。17.合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1。合成氨工业中原料气N2可以从空气中分离得到
,H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。(1)在一定容积的密闭容器中充入N2和H2两种气体,发生上述反应。在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c平(H2)=9.00mol·L-1,c平(N2)=3.00mol·L-1,c平(NH3)=4.00mol
·L-1,此温度下该反应的平衡常数K=________。(2)在三个相同容器中各充入1molN2和3molH2,在不同条件下反应达到平衡,氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是________(填字母)。A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1B.图Ⅱ可能是
不同压强对反应的影响,且p1>p2C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2D.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2(3)将水蒸气通过红热的C即产生水煤气,化学方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+13
3.7J·mol-1·K-1。该反应在常温(298K)下________(填“能”或“不能”)自发进行。【答案】(1).7.32×10-3mol-2·L2(2).D(3).不能【解析】【分析】根据平衡常数的表达式计算某温度下N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
的平衡常数;根据平衡移动原理,由题中所给图像判断正确选项;根据△G=△H-T△S的值,判断反应能否自发进行;据此解答。【详解】(1)由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1可知,在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c平(H2)=9.00mol·L-1,c
平(N2)=3.00mol·L-1,c平(NH3)=4.00mol·L-1,则K=()()()23322ccNcHNH=23(4.00mol/L)(3.00mol/L)(9.00mol/L)=7.32×10
-3mol-2·L2;答案为7.32×10-3mol-2·L2。(2)A.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1可知,增大压强平衡右移,氨气的含量应增大,故A错误;B.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1
可知,压强不同,平衡状态不同,不可能NH3的体积分数相同,故B错误;C.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1可知,升高温度平衡逆向移动,氨气的含量减小,故C错误;D.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1可知,催化剂不影响平
衡移动,由图象可知催化剂性能,1>2,故D正确;答案为D。(3)由△G=△H-T△S=+131.3kJ·mol-1-298K×133.7×10-3kJ·mol-1·K-1=131.3kJ·mol-1-39.8kJ·mol-1=91.5kJ·mol-1>0,则不
能自发进行;答案为不能。18.某温度(T℃)下的溶液中,c(H+)=10-xmol·L-1,c(OH-)=10-ymol·L-1,x与y的关系如图所示,请回答下列问题:(1)此温度下,水的离子积Kw为________,则该温度T______25(填“>”、“<”
或“=”)。(2)在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示。实验序号Ba(OH)2溶液的体积/mL盐酸的体积/mL溶液的pH①22.000.008②22.0018.007③22.0022.006假设溶液混合前后的体积变化忽
略不计,则a=________,实验②中由水电离产生的c(OH-)=______mol·L-1。(3)在此温度下,将0.1mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:甲乙丙丁0.1mo
l·L-1Ba(OH)2溶液体积/mL101010100.1mol·L-1NaHSO4溶液体积/mL5101520①按丁方式混合后,所得溶液显________(填“酸”、“碱”或“中”)性。②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式:____
____________________。③按甲方式混合后,所得溶液的pH为__________。【答案】(1).1×10-12(2).>(3).4(4).10-7(5).中(6).Ba2++OH-+H++SO42-===BaSO
4↓+H2O(7).11【解析】试题分析:(1)x+y等于12,水的离子积Kw为10-12,温度大于25度。(2)此条件下,pH=6时,溶液呈中性.根据表中实验①的数据可得c(OH-)=10-4mol/L,根据表中实验③的数据有22.00×10-3L×10-4mol/L=22.00×10-3L
×10-amol/L,可得a=4,即pH=4;实验②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的c(OH-)等于由水电离产生的c(H+),即由水电离产生的c(OH-)=10-7mol/L,(3)①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H
+相等,混合后溶液呈中性,②按乙方式混合时,反应前:n(Ba2+)=10-3mol,n(OH-)=2×10-3mol,n(H+)=n(SO42-)=10-3mol,实际反应的Ba2+、OH-、H+、SO42-均为10-3mol,故反应的离子方程式为B
a2++OH-+H++SO42-═BaSO4↓+H2O,③按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c(OH-)==0.1mol/L,c(H+)=10-11mol/L,溶液的pH=11,考点:考查酸碱混合的定性判断及溶液pH的简单计算等相关知识。19.一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充
入0.4molSO2和0.2molO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)H=-196kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________(填序号)。a.SO2、O
2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2b.容器内气体的压强不变c.容器内混合气体的密度保持不变d.SO3的物质的量不再变化e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等(2)①SO2的转化率为____________
______;②达到平衡时反应放出的热量为____________;③此温度下该反应的平衡常数K=____________。(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线,则:①温度关系:T1________T2(填“>”“<”或“=”,下同);②平衡常数关系:KA____
____KB,KA________KD。【答案】(1).bde(2).90%(3).35.28kJ(4).20250(5).>(6).=(7).<【解析】【详解】a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2:1:2的状态也可能不符合Qc=K的结论,也可能符合,这不是平衡的标志
,故a错误;b.反应是一个前后气体系数变化的反应,容器内气体的压强不变,证明达到了平衡,故b正确;c.容器内混合气体的密度始终保持不变,所以密度不变不一定平衡,故c错误;d.SO3的物质的量不再变化即浓度不再变化是平衡的特征,故d正确;e.SO2的
生成速率和SO3的生成速率相等,说明正逆反应速率相等,达到了平衡,故e正确;故答案为:bde;(2)①设SO2的变化浓度是x,则()()()223mol0.40.20mol0.5mol0.40.20252.xxxxxxSOgOgSOg+−−起始量()转化量()平衡量()当反应达到平衡时
,容器内压强变为起始时的0.7倍,则0.4x0.20.5xx0.20.4−+−++=0.7,解得x=0.36mol,所以二氧化硫的转化率=0.360.4molmol×100%=90%;②2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g
)H=-196kJ·mol-1,反应过程中消耗二氧化硫物质的量2mol放热196kJ,上述计算二氧化硫消耗物质的量为0.36mol,放出热量=0.362molmol×196kJ=35.28kJ;③平衡时c(SO2)=0.045molL=0.008mol/L,c(O2)=0.004mol
/L,c(SO3)=0.072mol/L,所以平衡常数k=23222()()()cSOcSOcO=220.0720.0080.004=20250;(3)①该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二氧化硫的体积分数增大,根据图象可知,压强
相同时,T2温度下SO2的体积分数较大,则温度关系为:T1<T2;②化学平衡常数和温度有关,温度不变,化学平衡不变,A、B的温度相同,则KA=KB;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,由于温度T1<T2,则平衡常数:
KA>KD。20.甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下:反应I:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)△H1=+85.2kJ·mol-1反应II:CH3OH(g)+1/2O2(1)HCHO(g)+H2O(g)
△H2反应III:H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)△H3=-241.8kJ·mol-1副反应:反应IV:CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)△H4=-393.0kJ·mol-1(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=_____________________
_______________________。(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,则平衡时的总压强P平=___________(用含P0和α的式子表示);当P0=101kP
a,测得α=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:历程i:CH3OH→H+·CH2OH历程ⅱ
:·CH2OH→·H+HCHO历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO历程iv:·H+·H→H2下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响,回答下列问题:①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因______
_____;②反应历程i的活化能___________(填“>、“<”或“=”)CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)活化能。③650℃~750℃,反应历程ii的速率___________(填“>”、“<”或“=”)反应历程ⅲ的速率。(4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺
,吹脱速率可用方程v=0.0423c(mg·L-1·h-1)表示(其中c为甲醛浓度),下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。浓度(mg/L)100008000400020001000吹脱时间(h)0723
3955则当甲醛浓度为2000mg/L时,其吹脱速率v=___________mg·L-1·h-1,分析上表数据,起始浓度为10000mg/L,当甲醛浓度降为5000mg/L,吹脱时间为__________
_h。【答案】(1).-156.6kJ/mol(2).P0(1+α)(3).50.5(4).甲醇脱氢反应为吸热反应,升高温度,有利于脱氢反应向正反应方向进行(5).<(6).<(7).84.6(8).16【解析】【分析
】(1)根据盖斯定律计算;(2)列出三段式计算。(3)①从甲醇脱氢反应为吸热反应的角度分析;②该反应的活化能小于总反应的活化能;③由图可知650℃~750℃,甲醇的转化率变大,但甲醛的选择性变小,由此比较。(4)代入v=0.0
423c(mg·L-1·h-1)计算;画出甲醛浓度减少量和时间关系图解答。【详解】(1)反应I:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)△H1=+85.2kJ·mol-1反应II:CH3OH(g)+1
/2O2(1)HCHO(g)+H2O(g)△H2反应III:H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)△H3=-2418kJ·mol-1根据盖斯定律计算:计算反应Ⅱ的反应热△H2=-△H1+△H3=-241.8kJ·mol-1+85.2kJ·mol-1=-156.6kJ/mol;(2)若起始压强
为P0,达到平衡转化率为α,CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)起始量(mol):100变化量(mol):aaa平衡时(mol):1-aaa压强之比等于物质的量之比,则p0:P平=1:(1+a),P平=p0(1+a);当P0=101kPa,测得α=50.0%,计算反应平衡常数Kp=2200
0.5()()101110.5110.5110.5apkPaaapa++=−−++=50.5kPa;(3)①从平衡角度可知,550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因是:甲醇脱氢反应为吸热反应,升高温度,有利于脱氢反应向正反
应方向进行;②由盖斯定律,历程i+历程ⅱ+历程iv得CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),前两者吸收能量,历程iv放出能量,总反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)是吸热反应,故历程i的活化能小于总反应的活化能
。③由图可知650℃~750℃,甲醇的转化率变大,但甲醛的选择性变小,反应历程ii的速率小于反应历程ⅲ的速率。(4)当甲醛浓度为2000mg/L时,,吹脱速率v=0.0423c(mg·L-1·h-1)=0.0423×2000(mg·L-1·h-1)=84.6mg·L-1·h-1;根据
甲醛浓度减少量和时间之间关系作图:从图中读出当甲醛浓度减少量为5000mg·L-1时,所耗时间约为16h。