【文档说明】重庆市育才中学2022-2023学年高二上学期11月期中考试 化学试题 Word版含解析.docx,共(16)页,444.150 KB,由小赞的店铺上传
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重庆市育才中学校高2024届2022-2023学年(上)期中考试化学试题本试卷为第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间75分钟。注意事项:1.答卷前,请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上;2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效;3
.考试结束后,将答题卡交回。第I卷一、选择题(本题共14小题,每小题3分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求)1.中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列蕴含的化学知识分析不正确的是A.“沧海月明珠有泪,蓝田日暖玉生烟”,句中的珠字对应的
化学物质是碳酸钙,属于强电解质B.“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”,大理石变为生石灰的过程是吸热反应C.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化主要是化学能转化为热能D.“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍“,所指高温时碳与水蒸气
反应为放热反应【答案】D【解析】【详解】A.句中的珠字指的是珍珠,对应的化学物质是碳酸钙,属于强电解质,A正确;B.大理石变为生石灰的过程是吸热反应,B正确;C.燃烧豆萁过程涉及的是化学能转化为热能,C正确;D.高温时碳与水蒸气反应为吸热反应,D错误。故选D。2.下
列说法正确的是A.25℃、101kPa时,lmolS和2molS的燃烧热相等B.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H=akJ/mol,2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=bkJ/mol,则a>bC.相同条件下
,等物质的量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,前者放出热量少D.1molH2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热【答案】A【解析】【详解】A.在25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位
为kJ/mol。所以25℃、101kPa时,lmolS和2molS的燃烧热相等,但燃烧所释放出的热量不相等,故A正确;B.bkJ/molykJ/mol2CCOCO⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→,C转化为CO释放出bkJ/mol热量;CO转为2CO释放出ykJ/mol热量,则a=b+y,由于b、y
均小于0,所以a<b,故B错误;C.硫粉转化成硫蒸气需要吸收热量,即相同条件下,等物质的量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,前者放出热量多,故C错误;D.在25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位为kJ/mol
。2H的稳定氧化物为()2HOl,故D错误;答案选A。3.下列说法正确的是A.铁器在潮湿的空气中生锈是自发进行的化学过程B.100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变C.在一定温度下固定容积的密闭容器中,发生SO2的催化氧化反应,增大容器内压强,反应速率一定
改变D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率【答案】A【解析】【详解】A.铁器在潮湿的空气中生锈是自发进行的化学过程,故A正确;B.100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量
的氯化钠溶液,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故B错误;C.在一定温度下固定容积的密闭容器中,发生SO2的催化氧化反应,若通入无关气体,增大容器内压强,反应速率不变,故C错误;D.铁在浓硫酸中钝化,用铁片和
稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸不能加快产生氢气的速率,故D错误;选A。4.在相同温度下,100mL0.01mol•L-1的氨水与10mL0.1mol•L-1的氨水相比较,下列数值前者大于后者的是A.NH3•H2O的物质的量B.OH-的物质的量浓度C.电离的程度D.中和时所需
HCl的量【答案】C【解析】【详解】A.根据n=CV计算,二者的物质的量相等,故A错误;B.前者是稀溶液,OH-浓度也小,前者小于后者,故B错误:C.弱电解质电离是越稀越电离,前者浓度稀,电离程度大于后者,故C正确;D.二者物质的量相等,中和
所需盐酸的量也相等,故D错误;答案选C。5.如图所示是298K时,A2与B2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是A.催化剂不参与化学反应,故反应前后的质量和性质不变B.该反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g)△H=+(a-b)kJ•mol-1C.每生成2mo
lAB吸收bkJ热量D.断裂1molA—A和1molB—B键,放出akJ能量【答案】B【解析】【分析】由图可知,该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g)△H=
+(a-b)kJ•mol-1。【详解】A.催化剂能改变反应途径、降低反应活化能,所以催化剂参与化学反应,故A错误;B.由分析可知,反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g)△H=+(a-b)kJ•mol-1,故B正确;C.由图可知,每生成2mol气态AB分子,反应吸收bkJ
热量,故C错误;D.破坏化学键时,需要吸收能量,则断裂1molA—A和1molB—B键,吸收akJ能量,故D错误;故选B。6.已知2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0。在500℃时,向恒容密闭体系中通入1molNO和1mol的CO进行反应时,下列描述能说明反
应达到平衡状态的是A.单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的N2B.体系中混合气体密度不变C.混合气体的平均相对分子质量不变D.体系中NO、CO的浓度相等【答案】C的的【解析】【详解】A.单位时间内消耗nmol的NO
同时消耗nmol的N2,正逆反应速率不相等,反应不平衡,故不选A;B.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,体系中混合气体密度不变,反应不一定平衡,故不选B;C.反应前后气体物质的量不同,气体总质量不变,平均相对分子质量是变量,混合气体的平均相对分子质量不变,反应一定达到平衡状态,故选
C;D.NO、CO的投料比等于系数比,体系中NO、CO的浓度始终相等,NO、CO的浓度相等,反应不一定平衡,故不选D;选C。7.对于合成氨反应,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0。达到平衡后,以下分析正确的是A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大B.增大压强,对正
反应的反应速率影响更大C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大【答案】B【解析】【详解】A.升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,可知升高温度对逆反应的反应速率影响更大,故
A错误;B.增大压强,平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率,可知对正反应的反应速率影响更大,故B正确;C.减小反应物浓度,正反应速率减小,平衡逆向移动,可知对正反应的反应速率影响更大,故C错误;D.加入催化剂,平衡不移动
,正反应速率等于逆反应速率,催化剂对正逆反应的反应速率有同等程度的影响,故D错误;选B。8.反应mX(g)nY(g)+pZ(g)ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是A.该反应的ΔH>0B.m<n+pC
.B、C两点化学平衡常数:KB>KCD.A、C两点的反应速率v(A)<v(C)【答案】C【解析】【详解】A.由图可知温度升高,Y的体积分数增大,说明平衡正向移动,则正向为吸热反应,故A正确;B.由图可知,增大压强,Y的体积分数减小,说明平衡
逆向移动,则m<n+p,故B正确;C.对吸热反应来说,温度升高,K增大,KB<KC,故C错误;D.A、C温度相同,C点压强大,则C点的速率大于A点,故D正确;故选C。9.在实验室进行中和热测定实验,下列有关叙述不正确的是A.大小烧杯之
间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失B.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌C.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒【答案】B【解析】【详解】A.大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量散
失,A正确;B.测定中和热时,为保证酸碱快速充分反应,应将NaOH溶液一次性快速倒入酸溶液中,并充分搅拌,测量溶液最高温度,以减小热量损失,B错误;C.两溶液混合后恰好反应时溶液的温度最高,准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,C正确
;D.塑料材质不易导热,传热缓慢,测定中和热时可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,D正确;故选B。10.25℃时,水的电离达到平衡:H2O⇌H++OH-△H>0,下列叙述正确的是A.向水中加入稀盐酸,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小B.向水中加入少量NaHS
O4固体,c(H+)增大,Kw增大C.向水中加入少量固体Na,水的电离平衡逆向移动,c(H+)降低D.将纯水加热,Kw增大,pH不变【答案】A【解析】【详解】A.向水中加入稀盐酸,c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,故A正确;B.向水中加入少量NaHSO4固体,c(H+
)增大,Kw不变,故B错误;C.向水中加入少量固体Na,钠消耗氢离子生成氢气,c(H+)降低,水的电离平衡正向移动,故C错误;D.将纯水加热,c(H+)、c(OH-)均增大,Kw增大,pH减小,故D错误;选A
。11.已知电离常数:10Ka(HCN)510−=,723a1HCO:K4.310−=,11a2K5.610−=。下列离子方程式书写正确的是A.饱和碳酸钠溶液中通入223223CO:COCOHO2HCO−−++=B.
氢氧化铁溶于氢碘酸(强酸):23222Fe(OH)6H2I2FeI6HO+−+++=++C.向KCN(aq)中通入少量的2CO气体:2223COHO2CN2HCNCO−−++=+D.同浓度同体积的44NHHSO溶液与NaOH溶
液混合:432NHOHNHHO+−+=【答案】B【解析】【详解】A.碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,饱和碳酸钠溶液中通入CO2会生成碳酸氢钠沉淀,即+232232Na+COCOHO2NaHCO−++=,A错误;B.氢氧化铁溶于氢碘酸,生成的Fe3+会氧化I-生成
I2和Fe2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:23222Fe(OH)6H2I2FeI6HO+−+++=++,B正确;C.电离常数越大,酸性越强,所以酸性:H2CO3>HCN>3HCO−,KCN(aq)中通入少量的2CO气体反应
生成HCN和3HCO−,离子方程式为:--232CO+HO+CN=HCN+HCO,C错误;D.同浓度同体积的44NHHSO溶液与NaOH溶液混合,氢氧根离子先与氢离子反应,离子方程式为:2HOHHO+−+=,D错误;故选B。12.某
温度下,测得0.01mol•L-1NaOH溶液的pH为11。在该温度下,将pH=4的HCl溶液与pH=11的Ba(OH)2溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液呈中性,则HCl与Ba(OH)2溶液的体积之比为A.1:10B.10:1C.100:1D.1:100【答案】C【解析】【详解】p
H=4的HCl溶液中c(H+)=10-4mol/L,pH=11的Ba(OH)2溶液中c(H+)=10-11mol/L,c(OH-)=10-2mol/L,欲使混合溶液呈中性,则10-4mol/L×V(HCl)=10-2mol/L×
V[Ba(OH)2],V(HCl):V[Ba(OH)2]=100:1。故选C。13.五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ/mol。某温度下,在2.0L密闭容器中充入1.0molPCl3
和0.5molCl2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示,下列说法不正确的是t/s050150250350n(PCl5)/mol00.210.360.400.40A.0~150s内,PCl3的反应速率为0.0012mol(L•s)B.反应至
250s,该反应放出的热量为37.2kJC.该温度下,此反应的化学平衡常数数值为40/3D.在此温度下,该密闭容器中若初始充入1.0molPCl3、1molCl2、2.0molPCl5,则此时反应向逆反应方向进行【答案】D【解析】【详解】A.0~150s内,消耗PC
l3的物质的量为0.36mol,反应速率为0.36mol0.00122L150s=0.0012mol(L•s),故A正确;B.反应至250s,生成0.4molPCl5,该反应放出的热量为93.0kJ/mol×0.4mol=3
7.2kJ,故B正确;C.该温度下,此反应达到平衡,生成0.4molPCl5,反应消耗0.4molPCl3、0.4molCl2,则平衡时PCl3的物质的量为0.6mol、Cl2的物质的量为0.1mol,化学平衡常数数值为0.4mol402L0.6mol0.1mol
32L2L=,故C正确;D.在此温度下,该密闭容器中若初始充入1.0molPCl3、1molCl2、2.0molPCl5,2mol2L41mol1mol2L2LQK==,则此时反应向正反应方向进行,故D错误;答
案选D。14.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g);②2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)。达到平衡时,c(H2)=1.0mol/L,c(HI)=5mol/L,则此温度下,反应①的平衡常数数值为A.15B.25C.35D.4
9【答案】C【解析】【详解】达到平衡时,c(H2)=1.0mol/L,c(HI)=5mol/L,可知反应①生成NH3的浓度为7mol/L,NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g)的平衡常数K=()()3NHHI7535
cc==,故选C。第II卷二、填空题(包括15~18四个小题,共58分)15.利用太阳能分解H2O获得H2,再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料,从而实现可再生能源和CO2的资源化利用。(1)已知2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H>0,下列说法正确的是;A.从宏观来看,2
molH2O(g)的总能量高于2molH2(g)+1molO2(g)的总能量B.从微观来看,2molH2O(g)中总键能高于2molH2(g)+1molO2(g)的总键能C.此反应正反应的活化能高于逆反应的活化能D.加入催化剂后改变反应途径,活化能降低,反应的△H减小(2)
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH+H2O(g)该反应的反应历程如图一所示:①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为________(填“放热”或“吸热“)反应。②上述反应历程中有
________(填“1“”、“2”或“3“)步基元反应,通常将其中的慢反应称为决速步,此步骤活化能较高,根据如图写出决速步的反应为________;(3)CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:主反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ•mol-1副反
应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ•mol-1写出CO、H2生成CH3OH(g)的热化学方程式________;(4)2021年9月,《科学》杂志发表论文,介绍人类首次以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接经过11步路径
人工合成淀粉。前两步是先将二氧化碳还原为甲醛(HCHO),过程如图二所示:请写出前两步总反应的化学方程式________;【答案】(1)BC(2)①.放热②.2③.CO2(g)+3H2(g)⇌CO(g)+H2
O(g)+2H2(g)或CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-90.2kJ•mol-1(4)CO2+3H2+H2O2=HCHO+3H2O【解析】【小问1详解】2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)为吸热反应,
从宏观来看,2molH2O(g)的总能量低于2molH2(g)+1molO2(g)的总能量;从微观来看,2molH2O(g)中总键能高于2molH2(g)+1molO2(g)的总键能;此反应正反应的活化能高于逆反应的活化能,加入催化剂后改变反应途径,活化能降低,反应的△H不变。故选BC。【小问2
详解】如图,CO2(g)+3H2(g)=CH3OH+H2O(g)中反应物能量高于生成物,为放热反应,分为两步基元反应,第一步反应活化能更高,为整步反应的决速步,该反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)+2H2(g)或CO2(g)+H2(g)⇌CO(g
)+H2O(g)。【小问3详解】CO、H2生成CH3OH(g)的化学方程式为CO+2H2=CH3OH,由盖斯定律可知其△H=-49kJ•mol-1-(+41.2kJ•mol-1)=-90.2kJ•mol-1。【
小问4详解】由图可知,前两步反应中CO2与H2、H2O2反应生成HCHO和H2O,故化学方程式为CO2+3H2+H2O2=HCHO+3H2O。16.磷能形成多种含氧酸,工业和生产生活中用途广泛。(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,向10mL
H3PO2溶液中加入20mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2PO2-、OH-两种阴离子。①写出H3PO2溶液与足量NaOH溶液反应后形成的正盐的化学式________;②常温下,K(H3PO2)=5.9×10-2,0.1mol/LH3PO2溶液在加水稀释过程中,下列
表达式的数据一定变小的是的________(填标号)。A.c(H+)B.()()32+cHPOcHC.()()()32+22POcHcHcOHP−D.c(OH-)(2)亚磷酸(H3PO3)是二元中强酸,25℃时亚磷
酸的电离常数为K1=5.0×10-2,K2=2.6×10-7。①试从电离平衡移动的角度解释K1、K2数据的差异________。②亚磷酸溶液中的H3PO3、H2PO3−、HPO23−的物质的量分数δ(x)随c(H
+)的变化如图所示[已知(X2-)=()()()()2--2-2cc+cHHX+cXXX图象中c点对应的c(H+)=________mol/L(只列出计算式)。(3)25℃时,HF电离常数为K=3.6×10-4;H3PO4的电离常数为K1=7.5×10-3,K2=6.2×
10-8,K=4.4×10-13。足量NaF溶液和H3PO4溶液反应的离子方程式为________。(4)①相同温度下,等物质的量浓度的上述三种磷(H3PO2、H3PO3、H3PO4)的含氧酸中,c(H+)由大到小的顺序为________(用酸的分子式表示)。②已知:OH-(aq)+H+(
aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ•mol-1,则0.1mol/LH3PO4溶液与足量0.Imol/LNaOH溶液反应生成1molH2O(1)放出的热量为________(填标号)。A.=57.3kJB.<57.3kJC.>57.3kJD.无法确定【答案】(
1)①.NaH2PO2②.AB(2)①.H3PO3第一步电离出的氢离子对第二步电离起到了抑制的作用②.81.310−(3)F-+H3PO4=HF+H2PO4−(4)①.H3PO2>H3PO3>H3PO4②.B【解析】【小问1详解】①向10
mLH3PO2溶液中加入20mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2PO2-、OH-两种的阴离子,说明H3PO2是一元酸,H3PO2溶液与足量NaOH溶液反应后形成的正盐的化学式NaH2PO2;②A.0.1mol/L的H3PO2溶液
呈酸性,在加水稀释过程中c(H+)减小,故选A;B.0.1mol/L的H3PO2溶液在加水稀释过程中,()22cHPO−减小、()()()32+22cHPOcHHPOc−不变,所以()()32+cHPOcH减小,故选B;C.0.1mol/L的H3PO
2溶液在加水稀释过程中,平衡常数()()()32+22POcHcHcOHP−不变,故不选C;D.0.1mol/L的H3PO2溶液呈酸性,在加水稀释过程中c(H+)减小,所以c(OH-)增大,故不选D;选AB。【小问2详解】①H3PO3第一步电离出的氢离子对第二步电离起到了抑制的作用,所以K1>K
2。②K1=()()()+23233cHHPO510cHPOc−−=、()()()+237223cHHPOK2.610cHPOc−−−==,()()()()()()()()()++22+223337281233332
3cHHPOcHHPOcHHPOKK2.6105101.310cHPOcHPOcHPOccc−−−−−−−====根据图示,图象中c点()()2333HPOcHPOc−=,所以()2+cH=81.310−,对应的c
(H+)=81.310−。【小问3详解】25℃时,HF电离常数为K=3.6×10-4;H3PO4的电离常数为K1=7.5×10-3,K2=6.2×10-8,K=4.4×10-13。根据强酸制弱酸,足量NaF溶液和H3PO4溶液反应生成NaH2PO4和HF,该反应的离子方程式为F-+H3P
O4=HF+H2PO4−。【小问4详解】①电离常数越大酸性越强,相同温度下,等物质的量浓度的H3PO2、H3PO3、H3PO4,c(H+)由大到小的顺序为H3PO2>H3PO3>H3PO4。②OH-(aq)+H+(a
q)=H2O(1)△H=-57.3kJ•mol-1,H3PO4是弱酸,电离吸热,则0.1mol/LH3PO4溶液与足量0.1mol/LNaOH溶液反应生成1molH2O(1)放出的热量<57.3kJ,故选B。17.室温下利用H2C2O4溶液和酸
性KMnO4溶液的反应探究外界条件对反应速率的影响,设计方案如下:实验编号所加试剂及用量/mL溶液颜色褪至无色所需时间/min的0.6mol•L-1H2C2O4溶液的体积(mL)H2O的体积(mL)0.01mol•L-1KMnO4溶液的体积(mL)3mol•L
-1稀H2SO4溶液的体积(mL)13.0V13.02.04.022.03.03.02.05.231.04.03.02.06.4分析实验设计方案和表格中的数据,完成下面的问题:(1)V1=__________mL,实验2中从开始到褪色完全,用
KMnO4表示的反应速率为__________mol•L-1•min-1(计算结果保留两位有效数字)。(2)上述反应中H2C2O4和KMnO4的物质的量之比为________。(3)实验的目的是探究反应物________对反
应速率的影响;分析实验1、2、3数据可得到的结论是________。(4)某次实验中n(Mn2+)随时间变化趋势如图一所示,①t2后,n(Mn2+)在溶液中“突变“,推测Mn2+对反应有________作用。②请于
图二画出t2后生成CO2的速率图象(从a点开始作图)________,并说明理由________。【答案】(1)①.2.0②.5.8×10-4(2)5:2(3)①.浓度②.反应物浓度越大,化学反应速率越快(4)
①.催化②.③.t2时,c(Mn2+)增大,催化剂成为主要影响因素,反应速率突然加快,随着反应的进行,反应物浓度减小成为主要影响因素,反应速率减慢【解析】【分析】H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4
+8H2O,KMnO4溶液呈紫色,该实验中用于判断反应速率的现象是溶液紫色褪去。【小问1详解】从表格中的数据可以看出,保持KMnO4溶液浓度不变,改变的是草酸的浓度,所以要保证溶液总体积相等,根据实验2可知,溶液总体积为10.0mL,所以V1=2.0。实验2中开始
时KMnO4溶液浓度为0.01mol/L,体积为3.0mL,加入草酸溶液和硫酸溶液后的总体积为10.0mL,所以KMnO4浓度变化为330.01mol/L3.010L010.010L−−−=0.003mol/L,褪色完全需时5.2
min,用KMnO4表示的反应速率为0.003mol/L5.2min=5.8×10-4mol•L-1•min-1。【小问2详解】根据氧化还原反应中的电子守恒可知,反应中H2C2O4和KMnO4的物质的量之比为5:2。【小问3详解】从表格中的数据可以看出,保持KMnO4溶液浓度不变,改变草酸的浓
度,溶液褪色时间不同,所以实验目的是探究反应物浓度对反应速率的影响;草酸浓度越大,褪色时间越短,说明反应物浓度越大,化学反应速率越快。【小问4详解】①t2后,n(Mn2+)在溶液中突然变大,推测Mn2+对反应有催化作用。②t2后
生成的Mn2+做反应的催化剂,催化剂成为主要影响因素,反应速率突然加快,随着反应的进行,反应物浓度减小成为主要影响因素,反应速率减慢,图像为。18.含氮污染物的有效去除和资源的充分利用是重要研究课题,回答下列问题:(1)利用工业尾气NO2与O3
反应制备新型硝化剂N2O5,过程涉及以下反应:Ⅰ.2O3(g)=3O2(g)△H1平衡常数为K1Ⅱ.4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)△H2平衡常数为K2Ⅲ.2NO2(g)+O3(g)=N2O5(g)+O2(g)△H3平衡常数为K3平衡常数K与温度T的函数关系为134159lnK=x+T
、215372lnK=y+T、224765lnK=z+T,其中x、y、z为常数。①K1=________(用含K2、K3的等式表示)。②反应△H2________0(填>或<),反应Ⅰ________(填“高温“、“低温”或“任意温度”)下能
自发进行。③平衡常数与温度的函数关系式和②中一致,则23ΔHΔH的取值范围是________。(填序号)A.<-2B.-2~0C.0~2D.>2(2)NH3与O2作用分别生成N2、NO和N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的
NH3可通过催化氧化为N2除去,将一定比例的NH3和N2的混合气体以一定的流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性2222n(N)[100%]2n(N)+n(NO)+2n(NO)与温度的关系如图所示
。①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,出口处氮氧化合物的含量____(填“增大”或“减小“)。②综合上述信息,需研发________(填“高温“或“低温“)下N2选择性和催化效果更高的催化剂
,能更有效除去尾气中的NH3。(3)在催化剂条件下发生反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)可消除NO和CO对环境的污染。为探究温度对该反应的影响,实验初始体系中气体分压p(CO)=p(NO)且p(CO2)=2p(N2),测得反应体系中C
O和N2的分压随时间变化情况如表所示。时间/min03060120180200℃CO的分压/kPa48.8132020N2的分压/kPa4845.643.54040300℃CO的分压/kPa10069.0484848N2的分压/kPa1025.5363636200℃时,该反应的化学平
衡常数Kp=_______(kPa)-1[Kp表示平衡常数计算表达式中用分压代替浓度计算所得的值],该反应的△H_________0(填“>“或“<“)。【答案】(1)①.232KK②.<③.任意温度④.C(2)①.增大②.低
温(3)①.1.6②.<【解析】【小问1详解】①根据盖斯定律,Ⅰ=2×Ⅲ-Ⅱ,则K1=232KK。②反应Ⅱ215372lnK=y+T,平衡常数K与温度T成反比,即温度升高,平衡常数减小,为放热反应,△H2<0;根据134159lnK=x+T,平衡常数K与温度T成一次函数,即温度
升高,平衡常数减小,则该反应为放热反应,△H2<0,该反应为熵增反应,△S2>0,根据△H2-T△S2<0反应自发进行,则该反应任意温度下能自发进行。③同理可知反应Ⅲ为放热反应,即3ΔH0,根据盖斯定律反应Ⅰ=反应Ⅲ×2-反应Ⅱ,则132
ΔH=2ΔHΔH0−,23ΔH02ΔH,故选C。【小问2详解】①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,NH3的转化率升高,N2的选择性下降,则出口处氮氧化物的量增大;②如图所示,低温下,N2的选择性较高,故研发低温下N2的选择性高的催化剂,能更有效除去尾气中的N
H3;【小问3详解】200℃的温度下,p始(NO)=p始(CO)=4kPa,p始(N2)=48kPa,p始(CO2)=2p始(N2)=96kPa,由于Δn(NO)=Δn(CO)=2Δn(N2)=Δn(CO
2),所以Δp(NO)=Δp(CO)=2Δp(N2)=Δp(CO2),即p平(NO)=p平(CO)=20kPa,p平(N2)=40kPa,p平(CO2)=80kPa,Kp(200℃)═()()()()()(
)()22222222pNpCO4080=pNOpCO2020••=1.6,同理:300℃的温度下,p始(NO)=p始(CO)=100kPa,p始(N2)=10kPa,p始(CO2)=2p始(N2)=20kPa,Δp(NO)=Δp(CO)=Δp(CO2)=
52kPa,p平(NO)=p平(CO)=48kPa,p平(N2)=36kPa,p平(CO2)=72kPa,Kp(300℃)═22236729=4848256,Kp(300℃)<Kp(200℃),即温度升高,Kp减小,则该反应为放热反应,ΔH<0。