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- 2024-03-25 发布
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一、选择题(每小题只有一个正确选项,每题3分,共48分)
1.将V1ml1.0mol·L-1HCl溶液和V2ml未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50ml)。下列叙述正确的是
A.做该实验时环境温度为22℃ B.该实验表明热能可转化为化学能
C.NaOH溶液的浓度约为1.5mol·L-1 D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】C
【解析】
考点:考查酸碱混合的定性判断和计算。
2.下列有关反应热的叙述中正确的是
①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为△H=-241.8kJ·mol-1
②由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定
③X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) △H>0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的△H增大
④已知:
共价键
C—C
C=C
C—H【来.源:全,品…中&高*考*网】
H—H
键能/(kJ·mol-1)
348
610
413
436
上表数据可以计算出的焓变
⑤根据盖斯定律,推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1molCO2固体时,放出的热量相等
⑥25℃,101kPa,1mol碳完全燃烧生成CO2所放出的热量为碳的燃烧热
A.①②③④ B.③④⑤ C.④⑤ D.⑥
【答案】D
【解析】
【考点定位】考查燃烧热、反应热有关计算、热化学方程式等。
【名师点晴】考查热化学方程式的书写,注意书写燃烧热的热化学方程式时可燃物一定是1 mol,即可燃物的计量系数一定是1。物质的燃烧热,通常在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,书写燃烧热的热化学方程式时可燃物一定是1 mol,即可燃物的计量系数一定是1,其他物质的计量系数可以用分数,反应中C→CO2,H→H2O(液),S→SO2(气)。1
3.把温度为20℃,浓度为1.0mol·L-1的H2SO4和2.2mol·L-1的碱溶液各50ml混合(溶液密度均为1g·ml-1,比热容为4.184kJ·K-1·kg-1),轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下:
反应物
起始温度t1℃
终止温度t2℃
H2SO4+NaOH
20
33.6
H2SO4+NH3·H2O
20
32.6
则反应NH3·H2O=NH4++OH-的焓变约为(单位:kJ·mol-1)
A.2.1 B.4.2 C.52.7 D.缺少数据无法计算
【答案】B
【解析】
考点:考查焓变的计算以及盖斯定律计算反应焓变的方法。
4.为探究NaHCO3、Na2CO3与1mol·L-1盐酸反应(设两反应分别是反应I、反应II)过程中的热效应,进行实验并测得如下数据。下列有关说法正确的是
序号
35ml试剂
固体
混合前温度/℃
混合后温度/℃
①
水
2.5gNaHCO3
20.0
18.5
②
水
3.2gNa2CO3
20.0
24.3
③
盐酸
2.5gNaHCO3
20.0
16.2
④
盐酸
3.2gNa2CO3
20.0
25.1
由此得出的结论正确的是
A.仅通过实验③即可判断反应I是吸热反应
B.仅通过实验④即可判断反应II是放热反应
C.通过实验可判断出反应I、II分别是吸热反应、放热反应
D.通过实验可判断出反应I、II分别是放热反应、吸热反应
【答案】C
【解析】
试题分析:A.根据表中数据可知,碳酸氢钠溶于水为吸热反应,不能仅根据实验③
混合后溶液温度降低而判断碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应,需要结合实验①综合判断,故A错误;B.根据实验②可知,碳酸钠溶于水的过程为吸热过程,所以不能仅根据实验④碳酸钠与盐酸反应后混合液温度升高判断反应Ⅱ是放热反应,故B错误;C.根据实验①可知,碳酸氢钠溶于水后混合液温度从20℃降低到18.5℃,而实验③中碳酸氢钠与盐酸反应后混合液温度从20℃降低16.2℃<18.5℃,通过反应Ⅰ后混合液温度更低,证明反应Ⅰ为吸热反应;同理根据实验②碳酸钠溶于水,混合液温度从20℃升高到24.3℃,实验④中碳酸钠与盐酸反应,温度从20℃升高到25.1℃>24.3℃,碳酸钠与盐酸反应后混合液的温度比碳酸钠溶于水后升高的温度更高,证明碳酸钠与盐酸的反应为放热反应,故C正确;D.根据选项C的分析可知,反应Ⅰ为吸热反应、反应Ⅱ为放热反应,故D错误;故选C。1
考点:考查探究吸热反应、放热反应的方法。
5.在298K、1.01×105Pa下,将22gCO2通入750ml1mol/LNaOH溶液中充分反应,测得放出xkJ的热量。已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol/L NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是
A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x)kJ/mol
B.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y)kJ/mol
C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y)kJ/mol
D.2CO2(g)+2NaOH(l)=2NaHCO3(l) ΔH=-(8x-2y)kJ/mol
【答案】C
【解析】
【考点定位】考查热化学方程式的书写和计算
【名师点晴】
判断热化学方程式正误的观察点:“一观察”:化学原理是否正确,如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念;“二观察”:状态是否标明;“三观察”:反应热ΔH的符号和单位是否正确;“四观察”:反应热的数值与物质的系数是否对应。
6.已知下列两个气态物质之间的反应:C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ①
2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ②
已知在降低温度时①式平衡向右移动,②式平衡向左移动,则下列三个反应:(Q1、Q2、Q3均为正值)
C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-Q1 I【来.源:全,品…中&高*考*网】
2C(s)+H2(g)=C2H2(g) ΔH=-Q2 II
2C(s)+2H2(g)=C2H4(g) ΔH=-Q3 III
Q值大小比较正确的是
A.Q1>Q3>Q2 B.Q1>Q2>Q3 C.Q2>Q1>Q3 D.Q3>Q1>Q2
【答案】A
【解析】
(3)C(s)+H2(g)⇌1/2C2H4(g),△H=-Q3…Ⅲ,
利用盖斯定律,2×1(3)-(2)],得到C2H2(g)+H2(g)⇌C2H4(g),△H=2(Q2-Q3),
与题干中的①中的方程式一样,而①中的反应为放热反应,则Q2-Q3<0,所以Q2<Q3;
同理:2×1(3)-(1)],得到2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),△H=2(Q1-Q3),与题干中的②中的方程式一样,而②中的反应为吸热反应,则2(Q1-Q3)>0,所以Q1>Q3;
综上所述Q1>Q3>Q2.故选A。
考点:考查盖斯定律的运用
7.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H=+64.39kJ·mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=-196.46kJ·mol-1
H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.84kJ·mol-1
在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热△H等于
A.-417.91kJ·mol-1 B.-319.68kJ·mol-1 C.+546.69kJ·mol-1 D.-448.46kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【考点定位】考查对盖斯定律、热化学方程式书写的方法应用和实质理解。
【名师点晴】盖斯定律是指化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的;即化学反应热只与其反应的始态和终态有关,而与具体反应进行的途径无关;盖斯定律的基本使用方法:①写出目标方程式;②确定“过渡物质”(要消去的物质);③用消元法逐一消去“过渡物质”,平时要多练习,才能熟能生巧。
8.一定条件下A、B、C有如图所示的转化关系,且△H=△H1+△H2。符合上述转化关系的A、C可能是
①Fe、FeCl3 ②C、CO2 ③AlCl3、NaAlO2 ④NaOH、NaHCO3 ⑤S、SO3 ⑥Na2CO3、CO2
A.只有②③④⑥ B.除①外 C.除⑤外 D.全部
【答案】A
【解析】
试题分析:①Fe在氯气中燃烧生成FeCl3,不存在上述转化,故不选;②为C在少量氧气中燃烧生成CO,CO继续在氧气中燃烧生成CO2,C可在足量氧气中燃烧生成CO2,符合,故选;③为AlCl3与少量NaOH溶液反应生成Al(OH)3 ,继续滴加过量NaOH溶液则生成NaAlO2的转化,AlCl3与过量NaOH溶液作用可直接生成NaAlO2,符合,故选;④为NaOH与CO2反应生成Na2CO3,继续通入CO2则生成NaHCO3,NaOH溶液里通足量CO2可直接生成NaHCO3,故选;⑤S与氧气不能反应生成SO3,不符合A、X的转化,故不选;⑥为Na2CO3溶液中滴加少量HCl可生成NaHCO3 ,继续滴加过量HCl,可生成CO2的转化,Na2CO3与过量稀盐酸作用生成CO2,符合转化关系,故选;故选A。1
考点:考查常见元素及其化合物的有关转化。
9.将Y1L的H2和Y2L的N2在一定条件下发生反应,达到平衡后,混合气体总体积为Y3L(气体体积均在相同条件下测定),则生成NH3的体积是
A.(Y1+Y2-Y3)L B.(Y1+Y2+Y3)L C.(Y1+ Y2-2Y3)L D.1Y3-(Y1+Y2)]L
【答案】A
【解析】
考点:考查三行式在化学反应中的有关计算。
10.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,测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示:下列说法中正确的是
A.4min时反应第一次达到平衡
B.15min时降低压强,20min时升高温度
C.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D.15~20min该反应使用了催化剂
【答案】B
【解析】
试题分析:A.0~10min内,反应物B的浓度逐渐减小,生成物C的浓度逐渐增加,说明该时间段反应向着正向移动,正反应速率大于逆反应速率,所以4min时没有达到平衡状态,故A错误;B.由图象可知,15min时只有反应速率降低了,反应物与生成物的浓度瞬时降低,反应仍处于平衡状态,故不能是温度变化,而是降低了压强,20min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆向进行,应是升高温度,故B正确;C.由开始到达到平衡,A、B的浓度减少的量相同,由此可知x=1,反应前后气体体积不变,则增大压强平衡不移动,20min时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,应是升高温度,则正反应为放热反应,故C错误;D.根据左图知,15~20 min间改变条件,正逆反应速率都减小且相等,平衡不移动,但反应物、生成物物质的量浓度都减小,且C的物质的量浓度减少量是A、B的二倍,所以应该是增大体积、减小压强,平衡不移动,说明反应前后气体体积计量数之和不变,所以x=1,所以15~20 min间改变的体积是减小压强,故D错误;故选B。
考点:考查化学平衡图象,注意图象中反应速率的变化及平衡移动。
11.把3molP和2.5molQ置于密闭容器中,发生如下反应:3P(g)+Q(g)xM(g)+2N(g),5min后达到平衡生成1molN,经测定M的平均速率是0.1mol/(L·min),下列叙述不正确的是
A.P的平均反应速率为0.15mol/(L·min)
B.Q的平衡浓度为1mol/L
C.Q的转化率为25%
D.x等于2
【答案】C
【解析】
考点:考查化学平衡的有关计算。
12.可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是
①一个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂;
②一个N≡N键断裂的同时,有2个N—H键断裂;
③N2、H2、NH3浓度比为1:3:2
④保持其它条件不变时,体系压强不再改变;
⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变
⑥恒温恒容时,混合气体的密度保持不变;
⑦正反应速率v(H2)=0.6mol/(L·min),逆反应速率v(NH3)=0.4mol/(L·min)
A.②⑤⑥ B.①④⑤ C.④⑤⑦ D.③⑥⑦
【答案】C
【解析】
【考点定位】考查化学平衡状态的判断。
【名师点晴】本题考查了化学平衡状态的判断。注意反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,必须是同一物质的正逆反应速率相等;反应达到平衡状态时,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,此类试题中容易发生错误的情况往往有:平衡时浓度不变,不是表示浓度之间有特定的大小关系;正逆反应速率相等,不表示是数值大小相等;对于密度、相对分子质量等是否不变,要具体情况具体分析等。1
13.在一密闭容器中有如下反应:aX(g)+bY(g)nW(g) △H,某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据,作出了如下曲线图:
其中,ω(W)表示W在反应混合物中的体积分数,t表示反应时间。当其它条件不变时,下列分析正确的是
A.图I可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1,a+b>n
B.图II可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2,n<a+b
C.图II可能是在同温同压下催化剂对反应的影响,且1使用的催化剂效果好
D.图III可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2,△H<0
【答案】C
【解析】
【考点定位】考查化学平衡图象问题。
【名师点晴】化学平衡图像题的解题技巧:①紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。④三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
14.为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。下列说法正确的是
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol/LH2SO4溶液
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/ml
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/ml
V7
V8
V9
V10
10
0
A. V1=30,V6=10
B.反应一段时间后,实验A,E中的金属呈暗红色
C.加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用
D.硫酸铜的量越多,产生氢气的速率肯定越快
【答案】A
【解析】
考点:考查影响化学反应速率的实验探究。
15.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图。下列说法正确的是
A.t1时升高了温度 B.t2时使用了催化剂
C.t3时增大了压强 D.t4时降低了温度
【答案】B
【解析】
【考点定位】考查影响化学反应速率的因素。
【名师点晴】结合影响速率和化学平衡的因素是分析图像的关键,化学平衡图形问题的解题步骤:
(1)看懂图象:
①看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义);
②看线(即弄清线的走向和变化的趋势);
③看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义);
④看是否要作辅助线(如等温线、等压线);
⑤看定量图象中有关量的多少.
(2)联想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律.
(3)作出判断:根据图象中表现的关系与所学规律相对比,作出符合要求的判断。1
16.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol/LNaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反【来.源:全,品…中&高*考*网】
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂
【答案】B
【解析】
【考点定位】考查化学反应速率的影响因素及计算。
【名师点晴】要明确反应速率的计算公式及影响速率的因素是解题关键。化学反应速率常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,数学表达式为:v=△c/t,单位:mol/(L•s)或mol/(L•min),需要注意的是不能用固体和纯液体物质表示浓度;而影响反应速率的主要因素是反应物本身的性质及温度、浓度等。
二、填空题(共52分)
17.(10分)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:
①用量筒量取50ml0.25mol/L硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸溶液温度
②用另一量筒量取50ml0.55mol/LNaOH溶液,并测出其温度【来.源:全,品…中&高*考*网】
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度
回答下列问题:
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是 。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
(3)实验数据如下表:
温度
溶液
试验次数
起始温度t1℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
25.9
25.9
25.9
29.2
3
26.4
26.2
26.3
29.8
①近似认为0.55mol/LNaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后混合溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。利用上表数据计算该中和反应的反应热△H= (保留一位小数);写出上述中和热的热化学方程式 。
②利用上表数据计算出的中和热与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
c.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
d.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
【答案】(共10分,每空2分)
(1)c (2)D (3)-56.8kJ/mol
NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-56.8kJ/mol abcd
【解析】
试题分析:(1)倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果;1
(3)3次温度差分别为:3.4℃,3.3℃,3.5℃,均有效,温度差平均值=3.4℃;50mL0.25mol/L硫酸与50mL0.55mol/L NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol,溶液的质量为:100ml×1g/ml=100g,温度变化的值为△T=3.4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=100g×4.18J/(g•℃)×3.4℃=1421.2J,即1.4212KJ,所以实验测得的中和热△H=-1.4212KJ/0.025mol=-56.8kJ/mol;中和热为56.8kJ/mol,则中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-56.8kJ/mol;
【考点定位】考查热化学方程式以及反应热的计算
【名师点晴】考查中和热概念的理解应用,方程式书写方法,注意概念的条件和实质分析。中和热是指强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量;产生误差可能的原因是:(1)量取溶液的体积有误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算,若实际量取时,多于50
mL或小于50mL都会造成误差);(2)温度计的读数有误;(3)实验过程中有液体洒在外面;(4)混合酸、碱溶液时,动作缓慢,导致实验误差;(5)隔热操作不到位,致使实验过程中热量损失而导致误差;(6)测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度,致使热量损失而引起误差等。
18.(11分)
I.已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1275.6kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
II.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H>0
(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反映前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为 。
(2)判断(1)中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号) 。
①v正(CH3OH)=3v逆(H2) ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(3)右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为 ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
【答案】(共11分,第一空3分,其余每空2分)
I.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol
II.(1)0.01mol/(L·s) (2)③④ (3)75% 1.75a
【解析】
x=0.4mol
v(CH3OH)==0.01mol/(L•s);1
(2)可逆反应达到平衡状态的依据是正逆反应速率相同,①v正(CH3OH)=v正(CO2)是反应速率之比等于化学方程式计量数之比,不能说你反应达到平衡,故①不符合;②反应前后气体质量不变,容器体积不变,反应过程中密度不变,混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡,故②不符合;③反应前后气体物质的量增大,质量守恒,混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,故③符合;④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化是平衡标志,故④符合;
考点:考查化学平衡三段式计算、平衡标志的分析判断。
19.(10分)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=aKJ ·mol-1
(1)已知:
①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H1=+489.0kJ·mol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJ·mol-1
则a= kJ·mol-1。
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K= ,温度升高后,K值 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
①甲容器中CO的平衡转化率为 。
②下列说法正确的是 (填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2:3
c.增加Fe2O3可以提高CO2的转化率
【答案】(共10分,每空2分)
(1)-28.5 (2)C3(CO2)/C3 (CO) 减小 (3)①60% ②ab (漏选得1分,错选不得分)
【解析】
试题分析:(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1;①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g),根据盖斯定律得到反应的焓变=+489.0kJ•mol-1-3×(+172.5kJ•mol-1)=-28.5kJ•mol-1。
(2)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数K=,该反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小;
的含量相等,由于CO的含量=,则平衡时甲、乙中CO的平衡浓度之比为2mo/L:3mol/L=2:3,故b正确;d.Fe2O3为固体量,增加其用量,不影响化学平衡移动,不能提高CO的转化率,故c错误,故选ab。1
【考点定位】考查化学平衡计算、平衡常数、反应热计算等。
【名师点晴】化学平衡图表题,首先要搞变量间的关系,搞清楚变化趋势,确定平衡状态,再结合化学反应速率和影响平衡的因素进行分析,化学平衡常数的计算一定要紧扣公式,搞清平衡时的浓度的变化及化学计量数;分析平衡的移动时要将反应原理与改变的条件相结合,可先确定移动的方向,再反应推测影响因素;至于平衡的计算可利用三段式进行计算,可能繁点但相对要容易得多,也不易出错。
20.(10分)
(1)利用N2和H2可以实现NH3的工业和成,而氨又可以进一步制备硝酸。已知:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为 。
(2)研究在其他条件不变时,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示物质的量):
①图像中T2和T1的关系是:T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中,N2转化率最高的是 (填字母)。
③若容器容积为1L,T2℃在起始体系中加入1molN2,n(H2)=3mol,经过5min反应达到平衡时H2的转化率为60%,则v(NH3)= 。
【答案】(共10分)
(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.0kJ/mol(3分)
(2)①低于 ②c ③0.24mol/(L·min)(3分)
【解析】
②b点代表平衡状态,c点又加入了氢气,故平衡向右移动,氮气的转化率增大,故答案为c;
③化学平衡三行计算列式计算,
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
起始量(mol)1 3 0
变化量(mol)0.6 3×60% 1.2
平衡量(mol) 0.4 1.2 1.2
反应速率v==0.24mol/(L.min)。
【考点定位】考查盖斯定律的应用、化学反应速率的影响因素及化学平衡的计算等。
【名师点晴】理解盖斯定律是解题的关键。根据盖斯定律,由已知热化学反应方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的系数进行相应的加减。盖斯定律的使用方法:①写出目标方程式;②确定“过渡物质”(要消去的物质);③用消元法逐一消去“过渡物质”。
21.(11分)黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000g样品在空气中充分燃烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00ml。已知:
SO2+Fe3++2H2O=SO42-+Fe2++4H+ Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
(1)样品中FeS2的质量分数(假设杂质不参加反应)。
(2)若燃烧6gFeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4放出13.03kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式 。
(3)煅烧10t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为 L,制得98%的硫酸的质量为 t,SO2全部转化为SO3时放出的热量是 kJ。
【答案】(共11分,第二空3分,其余每空2分)
(1)90% (2)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=-130.3kJ/mol
(3)3.36×106 15 3.43×107
【解析】
(2)灼烧6g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83kJ热量,依据硫元素守恒
n(S)=2n(FeS2)=6g÷120g/mol×2=0.1mol,产生的0.1molSO3与水全部化合生成H2SO4,放出13.03kJ热量,1molSO3与水全部化合生成H2SO4,放出130.3kJ,SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式为:SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(l);△H═-130.3 kJ/mol;1
【考点定位】考查热化学方程式的计算应用、书写方法,化学方程式的计算等。
【名师点晴】有关工业流程的计算解题为灵活运用原子守恒,至于热化学方程式的书写及计算,需要注意:①必须注明△H的“+”与“-”。“+”表示吸收热量,“-”表示放出热量;②要注明反应物和生成物的聚集状态,g表示气体,l表示液体,s表示固体,热化学方程式中不用气体符号或沉淀符号;③热化学方程式的数值与化学计量数有关,对于相同的物质反应,当化学计量数不同,其△H也不同。当化学计量数加倍时,△H也加倍,当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
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