黑龙江省三年(2023-2021)高考化学模拟汇编-09化学反应速率与化学平衡(含解析)

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黑龙江省三年(2023-2021)高考化学模拟汇编-09化学反应速率与化学平衡(含解析)

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黑龙江省三年(2023-2021)高考化学模拟汇编-09化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模)海洋碳循环在整个地球气候系统中具有重要地位,下列叙述错误的是
A.海洋酸化会导致海水吸收CO2的能力减弱
B.温室效应导致的海表温度上升,会增加海洋对CO2的吸收
C.该循环中涉及反应CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2,CO2排放量的增加将影响珊瑚生存
D.虽然塑料颗粒中含有的碳很难降解进入海洋碳循环,但仍会造成污染
2.(2022·黑龙江佳木斯·佳木斯一中校考三模)下列实验操作、现象及得出的结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向两支盛有KI3溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液 前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀生成 KI3溶液中存在平衡:II2+I-
B 向两支盛有5mL6%H2O2溶液的试管中分别加入1mL0.1mol/LFeCl3溶液和1mL0.1mol/LCuSO4溶液 滴加FeCl3溶液比滴加CuSO4溶液的试管中相同时间内产生气泡多 Fe3+催化效果好
C 向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入1mol/L的硫酸 试管口出现红棕色气体 溶液中的NO被Fe2+还原为NO2
D 常温下,用pH计分别测定等体积1mol/LCH3COONH4溶液和0.1mol/L CH3COONH4溶液的pH pH均为7 两种CH3COONH4溶液中水的电离程度相同
A.A B.B C.C D.D
3.(2021·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测)下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向2mL0.1mol L-1FeCl3溶液中加入3mL0.1mol L-1KI溶液充分反应后再滴加KSCN溶液 溶液呈红色 FeCl3溶液和KI溶液的反应为可逆反应
B 向蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,加热,再加入新制氢氧化铜溶液并水浴加热 未产生砖红色沉淀 蔗糖未水解
C 向Ag2CrO4饱和溶液中加入NaCl浓溶液 产生白色沉淀 Ksp(AgCl)D 用pH试纸测定饱和Na2CO3溶液和饱和NaHCO3溶液的碱性 饱和溶液碱性强于饱和溶液 水解程度大于
A.A B.B C.C D.D
二、原理综合题
4.(2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考模拟预测)工业合成氨是人工固氮研究的重要领域,回答下列问题:
(1)诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合成氨反应机理。673K时,各步反应的能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。

图中决速步骤的反应方程式为 ,该步反应的活化能Ea= kJ·mol-1。
(2)相同质量的同种催化剂,在载体上的分散度越高,催化作用越强,原因是 。
NH3在少量某催化剂下分解的实验数据如下表:
反应时间/min 0 10 20 30 40 50
c( NH3)/mol·L-1 c0 0.9 c0 0.8 c0 0.7 c0 0.6 c0 0. 5 c0
分析表中数据可知,随着反应进行,c( NH3 )减小,平均反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”),对该分析结果的合理解释是 。
(3)在一定条件下,向某反应容器中投入4 mol N2和10 mol H2在不同温度下反应,平衡体系中氨的物质的量分数随压强变化曲线如图所示:

①T1、T2、T3中温度最高的是 ,M点N2的转化率为 。
②1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在衡时净速率方程式为:v(NH3) =k1p(N2),k1、k2的分别为正反应和逆反应的速率常数;p(N2)、p(H2)、p(NH3)代表各组分的分压;α为常数。工业上以铁为催化剂,α=0.5,由M点数据计算= (MPa) -2。
5.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测)N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,N2O的综合治理是当前重要的研究课题。
I.CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)。在Zn+作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。

(1)总反应:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g) ΔH= kJ·mol-1;该总反应的决速步是反应 (填“①”或“②”)。
(2)在总压为100 kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1K时N2O的平衡转化率随的变化关系,及在=1时N2O的平衡转化率随的变化关系如图3所示:

①表示N2O的转化率随的变化为曲线 (填“I”或“H”);说明理由 。
②该反应在T4时,该反应的分压平衡常数Kp= (计算结果保留两位有效数字)。
③其他条件不变,缩小体积,若总压变为200kPa, N2O的平衡转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.研究N2O的分解反应2N2O=2N2+O2对环境保护有重要意义。
(3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)2I(g) 快速平衡,平衡常数为K
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) υ=k1·c(N2O)·c(I)慢反应
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g) 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,实验表明,含碘时N2O分解速率方程υ=k·c(N2O)· [c (I2)]0.5 (k为速率常数)。
①k= (用含K和k1的代数式表示)。
②下列表述正确的是 。
a.IO为反应的中间产物
b.碘蒸气的浓度大小不会影响N2O的分解速率
c.第二步对总反应速率起决定作用
d.碰撞理论认为,催化剂不会改变活化分子百分数
6.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义,如在合成尿素、氮氧化物处理等方面应用广泛。已知合成尿素的反应为。
(1)可用电化学法制备合成尿素所需要的原料氨气,纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融或为电解液,在发生电极反应时生成中间体。惰性电极I的电极反应式为 ,生成氨气的反应为:。
(2)如图所示是合成尿素反应的机理及能量变化(单位:),表示过渡态。

该反应历程中,决速步骤的转化表达式是 ,若,则 。
(3)有人利用反应,对进行处理。、;、;、三种条件下,加入足量的活性炭和一定量的气体,测得的转化率随时间t变化关系如图1所示。

①、条件对应的曲线为 (填字母)。
②b、c两条曲线最终重合的原因是 。
(4)在汽车尾气的净化装置中和发生反应:。实验测得,,,(、均为速率常数,只与温度有关)。
①如图2(表示速率常数的负对数;T表示温度)所示ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ四条斜线中,能表示随变化关系的是斜线 。
②图中A、B、C、D点的纵坐标分别为,则温度时化学平衡常数 。
7.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模)全球大气CO2浓度升高对人类生产生活产生了影响,研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义,碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题:
(1)已知25℃时,大气中的CO2溶于水存在以下过程:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+ (aq) K
溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比,比例系数为ymol L-1 kPa-1。当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+的浓度为 mol L-1(忽略和水的电离)。
(2)已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ mol-1
反应I:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ mol-1 K1
反应II:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ mol-1 K2
反应III:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3=-41.0kJ mol-1 K3
①写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式: 。
②研究表明,反应III的速率方程为v=k[x(CO)x(H2O)-],x表示相应气体的物质的量分数,Kp为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),k为反应的速率常数。在气体物质的量分数和催化剂一定的情况下,反应速率随温度的变化如图所示,根据速率方程分析T>Tm时,v逐渐下降的原因是 。
(3)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H。
温度/K 400 500
平衡常数K 9 5.3
①通过表格中的数值可以推断:该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②CO2的平衡转化率与氢碳比m[m=]及压强、温度的关系分别如图a和图b所示。
图a中氢碳比m从大到小的顺序为 。
图b中压强从大到小的顺序为 ,判断依据为 。
8.(2022·黑龙江佳木斯·佳木斯一中校考三模)Ⅰ.中国提出力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,因此CO2的捕集和利用成了研究的重点。
(1)以金属钌作催化剂,可以从空气中捕获CO2直接转化为甲醇,这是实现碳中和的一种技术,其转化原理如图所示。
该过程的总反应为 。第1步生成高分子产物链节的分子式 。
(2)CH4—CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义,某温度下在体积为2 L 的容器中加入3 mol CH4、3 mol CO2以及催化剂,同时进行反应:
①CH4+CO22CO+2H2
②CO+3H2CH4+H2O(g),
达到平衡时测得出现水蒸气的质量为9 g,容器内CO物质的量为1.5 mol,则CO2的转化率是 ;(保留2位有效数字),反应①平衡常数为 。(保留2位有效数字)。
(3)利用固体氧化物电解池可将CO2和H2O转化为合成气并生产高纯度O2,原理如图所示。写出b极CO2和H2O(体积比1:1)的电极反应式 , 当有2 mol 电子流出a极时,产生标准状况下O2 L。
Ⅱ.氮硫氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。已知NO2与SO2能发生反应 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g),在一恒容密闭容器中,改变原料气配比n0 (NO2):n0(SO2)进行多组实验(每次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率部分实验结果如图所示。
(4)当容器内_______ (填字母)不再随时间的变化而改变时,可以判断反应达到了化学平衡状态。
A.气体的压强 B.气体的平均摩尔质量
C.气体的密度 D.NO2的体积分数
(5)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH1= -113.0 kJ/moL
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH2= -196.6 kJ/moL
若要使图中 B 点的平衡状态变为 A 点的平衡状态,则应采取的措施是_________ 。
A.适当增加NO2的量,同时降温
B.适当增加SO2的量,同时升温
C.适当减小NO2的量,同时降温
D.适当减小SO2的量,同时升温
9.(2022·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中三模)Xe和F2反应可得三种氟化物,视反应条件而定。下图表述的是将一定浓度的Xe和F2投入到密闭容器中得到的生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。
氟氙化合物生成反应的热力学数据如下表所示:
标准平衡常数化学反应 523K 673K
①Xe(g)+F2(g)→XeF2(g) 8.80 × 104 3.60×102
②Xe(g)+2F2(g) →XeF4(g) 1.07 × 108 1.98×103
③Xe(g)+3F2(g) →XeF6(g) 1.01×108 36
(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应dD(g)+eE(g) gG(g)+hH(g), ,其中=100kPa,PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压)。
(1)Xe和F2生成XeF6和XeF4, 哪个反应放热更多?生成 的反应放热更多(填“XeF6”或“XeF4”),理由是 。
(2)为有效的制备XeF2应 投料中F2/Xe的比值。(填“提高”或“降低”)
(3)523K时,反应XeF4(g)+ F2(g) XeF6(g)的标准压强平衡常数= (保留两位有效数字)。平衡时,F2的分压在 kPa (取整数)以上时,可使XeF6与XeF4的比值大于10。
(4)523K 时,是否容易发生歧化反应2XeF4(g)→XeF6(g) +XeF2(g)?说明理由。
(5)氟离子电池是新型电池中的一匹黑马,其结构如图所示:
放电时负极电极反应式为 。采用固态电解质的氟离子电池大多需要在高达170°C的温度下工作,采用“高温”工作的原因是 。
10.(2022·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考模拟预测)燃煤烟气中是大气污染物的主要来源之一,脱硝技术是烟气治理技术的研究热点。
(1)利用氢气选择性催化还原 是目前消除NO的理想方法。
法的主反应:
副反应:
①已知, 则 H1= kJ/mol。
② 在催化剂表面发生反应 每生成1mol 转移的电子的物质的量为 mol。
③对于主反应,达平衡后,下列措施一定能提高NO去除率的是 (填标号)。
A.加入适量氦气 B.使用高效催化剂 C.增大 的物质的量 D.降低温度
(2)脱硝技术也是一种新型的除去烟气中氮氧化物的方法,一般采用氨气或尿素作还原剂,其基本流程如图:
①SNCR-SCR脱硝技术中用尿素作还原剂还原的化学方程式为 。
②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率,如图所示.
SNCR技术脱硝的最佳温度为 ,SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是 ;当体系温度高于950℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其可能的原因是 。
(3)我国科学家设计了一种电解法处理污染气体中 的高效去除装置,如图所示,其中电极分别为催化剂石墨烯(石墨烯包裹催化剂)和石墨烯。
①催化剂石墨烯为 极(填“阴”或“阳”)
②若电解质溶液显酸性,则催化剂石墨烯电极的电极反应式为 。
11.(2021·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:
(1)工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知:
写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式 。
(2)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅:三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和一种单质,写出该反应的化学方程式 。
(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①323K时,反应的平衡转化率α= 。平衡常数K323K= (保留2位有效数字)。
②下列说法正确的是
A.平均分子量不变时,该反应一定达到平衡状态
B.a、b处反应速率:v(a)>v(b)
C.改进催化剂可以缩短达到平衡的时间
D.温度体积一定,加入SiHCl3可以提高SiHCl3的转化率
③已知SiHCl3分解反应速率v=v正-v逆=k正﹒x2(SiHCl3)-k逆﹒x(SiH2Cl2)﹒x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数,计算b处v正/v逆= 。(保留2位小数)
12.(2021·黑龙江哈尔滨·黑龙江实验中学校考模拟预测)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题,研究NOx之间的转化也具有重要意义。
用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
(1)2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq)ΔH=-116.1kJ·mol-1
3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=+75.9kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)已知反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数)。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m=的关系如图所示。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②下列说法正确的是 。
A.投料比:m1B.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
C.当投料比m=2时,NO转化率比CO转化率小
D.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态
(3)已知:N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0将一定量N2O4气体充入刚性密闭容器中,控制反应温度为T1。t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp= (对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(如图所示)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
在50~250℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升的主要原因是 ;后来上升缓慢的主要原因是 ;当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是 。
13.(2021·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第六中学校校考模拟预测)某空间站中宇航员的呼吸保障系统原理如下图所示。
Sabatier系统中发生反应为:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
(1)常温常压下,已知:
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.5kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
则△H1= kJ·mol-1。
(2)按=4的混合气体充入Sabatier系统,当气体总压强为0.1MPa,平衡时各物质的物质的量分数如图1所示;不同压强时,CO2的平衡转化率如图2所示:
①Sabatier系统中应选择适宜的温度是 。
②200~550℃时,CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是 。
③当温度一定时,随压强升高,CO2的平衡转化率增大,其原因是 。
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应[CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)]代替Sabatier系统。
①分析Bosch反应的熵值变化为:△S 0(选填“>”或“<”)。
②温度一定时,在2L密闭容器中按=2投料进行Bosch反应,达到平衡时体系的压强为原来压强P0的0.7倍,该温度下反应平衡常数Kp为 (用含P0的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③下列措施能提高Bosch反应中CO2平衡转化率的是 (填标号)。
A.加快反应器中气体的流速 B.提高原料气中CO2所占比例
C.增大催化剂的表面积 D.反应器前段加热,后段冷却
14.(2021·黑龙江大庆·大庆中学校考模拟预测)近几年经济发展迅速,汽车数量越来越多,在方便我们的工作和生活的同时,也带来了严重的环境问题,为了消除汽车尾气对大气环境和人体健康造成的影响,科学家们想了很多处理尾气的方法。
(1)活性炭可用于处理汽车尾气中的NO,有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
①判断该反应达到平衡的标志为 。(填标号)
A.容器内气体的物质的量恒定 B.NO、N2、CO2的物质的量之比为2:1:1
C.v正(NO)=2v逆(CO2) D.容器内气体密度恒定
②某温度时,向4L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g);其中CO2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题:
a.图中A点v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
b.0~20min内的N2平均反应速率v= ;在此过程中,气体的平均相对分子质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
c.第20min时,外界改变的条件可能是 。
(2)CO可以与NO2反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g),如图为该反应中CO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的图像,根据图像分析:△H 0(填“>”或“<”,下同);p1 p2。
(3)在汽车排气管上安装催化转化器可以有效降低汽车尾气中的NO和CO,反应方程式为:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),若在密闭的容积不变的容器中进行该反应,起始加入的CO和NO的物质的量之比为3:2,起始压强为p,达到平衡时总压强为起始压强的85%,则该反应的化学平衡常数Kp= 。(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×某物质的物质的量分数)
三、实验题
15.(2022·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模)实验室用新制的氨水制备氨的配合物并测定其成分。
(1)氨水的制备如图, A中发生反应的化学方程式为 ,单向阀的作用是 。C中溶液为 。
(2)银氨溶液的制备及成分研究
25°C,磁力搅拌下向25.00 mL 0.12mol/L的AgNO3溶液中逐滴加入稀释后的氨水(浓度为1.205mol/L),实验测得烧杯内溶液的pH随氨水加入体积的变化曲线如图所示。经计算可知B点AgNO3是否已反应完全 (填 “是”或“否”);若要避免制备银氨溶液的过程生成AgOH沉淀,有人提出可在AgNO3溶液中加入一定浓度的NH4NO3,用平衡移动原理解释原因 。
(3)已知D点刚好变澄清溶液,若该溶液中的溶质为强碱性的Ag(NH3)2OH,则pH应为 , 由此可判断D点溶质不是Ag(NH3)2OH。据此写出A~D总反应的化学方程式 。
(4)欲得到Ag(NH3)2OH的溶液,可将沉淀量达到最大值时的浊液 、 ,再继续滴加氨水。但 Ag(NH3)2OH溶液若碱性太强,则久置易分解生成爆炸性物质Ag3N,该分解反应的方程式为 。
参考答案:
1.B
【详解】A.海洋酸化导致溶液酸性增加,会抑制海水吸收CO2的能力,故A正确;
B.温度升高,气体的溶解度减小,故海表温度上升,会减小海洋对CO2的吸收,故B错误;
C.该循环中涉及反应CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2,CO2排放量的增加导致碳酸钙转化为可溶性碳酸氢钙,会将影响珊瑚生存,故C正确;
D.虽然塑料颗粒中含有的碳很难降解进入海洋碳循环,但仍会造成白色污染,故D正确;
故选B。
2.A
【详解】A.前者溶液变蓝说明存在碘单质,后者有黄色沉淀生成说明存在碘离子,A正确;
B.实验中有金属离子、酸根离子不同的两个变量,不能说明Fe3+催化效果好,B错误;
C.试管口出现红棕色气体可能为生成的一氧化氮气体和空气中氧气生成红棕色二氧化氮气体,C错误;
D.pH均为7说明溶液中氢离子、氢氧根离子浓度相等,但不能说明两种溶液中水的电离程度相同,D错误。
故选A。
3.A
【详解】A.根据电子守恒可知反应中Fe3+和I-的系数比为1:1,所以加入的KI溶液过量,而滴加KSCN溶液显红色,说明存在Fe3+,即Fe3+和I-不能完全反应,该反应为可逆反应,A正确;
B.加入新制氢氧化铜悬浊液之前应先加入NaOH中和稀硫酸,B错误;
C.AgCl和Ag2CrO4为不同类型沉淀,不能简单的根据溶解度判断二者溶度积大小关系,C错误;
D.饱和Na2CO3溶液和饱和NaHCO3溶液的浓度不相同,应测定相同浓度溶液的pH,D错误;
综上所述答案为A。
4.(1) +=N*+ 3H* 62
(2) 分散度越高,总表面积越大,吸附的反应物越多 不变 反应中氨气浓度减小但吸附量不变,平均反应速率不变
(3) T3 50% 1/8或0.125
【详解】(1)决速步骤是速率最慢的,活化能最高的,因此反应的方程式为+=N*+ 3H*;该步反应的活化能=17+45=62KJ/mol;
(2)相同质量的同种催化剂,在载体上的分散度越高,总表面积越大,吸附的反应物越多,接触面积越大,反应速率越快;由表中数据得知,每间隔10分钟,氨气浓度减少0.1c0,因此反应速率不变,原因是尽管反应物中氨气浓度减少,但是吸附量不变,平均反应速率不变;
(3)合成氨反应是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,平衡时氨气的物质的量分数越小,T3温度最高;
,x=2,M点N2的转化率为,由衡时净速率方程v(NH3) =k1p(N2),衡时v(NH3)=0,则有k1p(N2)=0,k1p(N2) =由α=0.5得出=Kp,由上述三段式得出MPa,=2MPa,=4MPa,。
5.(1) 361.22 ①
(2) Ⅰ 该反应为放热反应,越大,温度越低,平衡正向移动,N2O平衡转化率越高 3.4 不变
(3) k1 ac
【详解】(1)根据图2的信息得到总反应:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g) ΔH= 361.22kJ·mol-1;该总反应的决速步是活化能最大的那一步即反应①[81.9 kJ mol 1 –( 67.7 kJ mol 1 )=148 kJ mol 1;故答案为: 361.22;①。
(2)①该反应是放热反应,逐渐增大即温度逐渐减小,平衡正向移动,转化率增大,因此表示N2O的转化率随的变化为曲线I;说明理由该反应为放热反应,越大,温度越低,平衡正向移动,N2O平衡转化率越高;故答案为:Ⅰ;该反应为放热反应,越大,温度越低,平衡正向移动,N2O平衡转化率越高。
②该反应在T4时,,该反应的分压平衡常数Kp=;故答案为:3.4。
③其他条件不变,缩小体积,若总压变为200kPa, 由于反应是等体积反应,平衡不移动,因此N2O的平衡转化率将不变;故答案为:不变。
(3)①根据题意得到第二步反应速率等于整个分解速率即k1·c(N2O)·c(I)= k·c(N2O)· [c (I2)]0.5,,则,则k= k1;故答案为:k1。
②a.根据反应过程分析得到IO为反应的中间产物,故a正确;b.根据υ=k·c(N2O)· [c (I2)]0.5,则碘蒸气的浓度大小会影响N2O的分解速率,故b错误;c.第二步是慢反应,对总反应速率起决定作用,故c正确;d.碰撞理论认为,催化剂降低活化能,活化分子数目增多,活化分子百分数增多,故d错误;综上所述,答案为:ac。
6.(1)
(2) 241.0
(3) a 该反应为反应前后气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动
(4) ⅱ
【详解】(1)纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用,熔融或为电解液,在发生电极反应时生成中间体,得电子生成Fe,惰性电极I的电极反应式为,生成氨气的反应为:, 答案:;
(2)在反应历程中,能垒最大的即为决速步骤,根据图所示,第二步为决速步骤,, 根据图示,反应焓变是-87kJ/mol,即图中最终阶段相对初始阶段的能量是-87kJ/mol,那么由TS3到最终阶段,就有E=E1-E2=(-87kJ/mol)-87.5kJ/mol=,=241.0,答案:241.0;
(3)①温度越高、压强越大,化学反应速率越快反应,达到平衡时间越短,在这三种条件下,、条件对应的曲线的温度和压强都较大,所以反应达到平衡时间最短,根据图知,曲线a表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线,答案:a;
②由分析可知,b表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线、c表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线,该反应为气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动,所以温度相同时,b、c两条曲线最终重合,
故答案:该反应为气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动;
(4)①越大,反应温度T越低,该反应为放热反应,降低温度,正逆反应速率均减小,则-lgk正、-lgk逆均增大,平衡向正反应方向移动,则-lgk正小于-lgk逆,则斜线ⅱ能表示-lgk正随变化关系,故答案为: ⅱ;
②当反应达到平衡时,正逆反应速率相等,则,反应的平衡常数,由图可知,温度为T1时,-lgk正、-lgk逆分别为a+10、a+20,则,故答案:。
7.(1)
(2) CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ mol-1 升高温度,k增大使v提高,Kp减小使v时,T>Tm时,Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高
(3) 低温 m1>m2>m3 p1>p2>p3 其他条件不变时,增大压强,平衡正向移动,平衡转化率增大,因此p1>p2>p3
【详解】(1)大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中二氧化碳的浓度为,根据反应②,其平衡常数 ,因,故;
(2)①已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ mol-1,可得到反应ⅣC(s)+2H2(g) CH4(g) △H4=-71.7kJ mol-1;
反应II:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ mol-1
根据盖斯定律,由Ⅳ-II得CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式为:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ mol-1,答案为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ mol-1;
②k随着温度的升高而增大,Kp随温度的升高而减小。T< Tm时,升高温度,k增大使v提高,Kp减小使v降低。T>Tm时,Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高;
(3)①温度升高平衡常数K减小,则为放热反应,△H<0,该反应是气体体积缩小的反应,则△S<0,△H-T△S<0,反应才能自发进行,则△H<0,其正反应在低温下能自发进行;
②图a可以理解为CO2物质的量不变,H2量不断增加,平衡正向移动,CO2转化率不断增大,因此氢碳比从大到小的顺序为m1>m2>m3;
③该反应是气体体积减小的反应,由图b可知,同一温度条件下,从下往上看,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,答案为:其他条件不变时,增大压强,平衡正向移动,平衡转化率增大,因此p1>p2>p3。
8.(1) CO2+3H2CH3OH+H2O (C5H9O2N2)n
(2) 33% 0.028
(3) CO2+H2O+4e-=CO+H2+2O2- 11.2
(4)D
(5)BC
【详解】(1)根据图示可知加入的反应物为CO2、H2,最终生成物为CH3OH、H2O,所以总反应方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O;
根据图示可知:第一步反应产生的高分子化合物为,结合有机物键线式表示及C原子价电子数目是4个,可知该物质分子式是(C5H9O2N2)n;
(2)反应产生9 g H2O蒸气,其物质的量n(H2O)=,反应反应②可知产生0.5 mol H2O同时会消耗0.5 mol CO,此时容器中还存在1.5 mol CO,故反应①产生CO的物质的量为1.5 mol+0.5 mol=2.0 mol,根据①方程式可知:每反应产生2 mol CO,反应消耗1 mol CO2,CO2的平衡转化率为;
反应②产生0.5 mol H2O,会同时产生0.5 mol CH4,反应消耗0.5 mol CO、1.5 mol H2, 此时容器中还存在1.5 mol CO,则反应①生成CO物质的量为1.5 mol+0.5 mol=2.0 mol,同时产生2.0 mol H2,消耗1 mol CH4、1 mol CO2,则此时容器中各种气体的物质的量n(CH4)=3 mol-1.0 mol+0.5 mol=2.5 mol,n(CO2)=3.0 mol-1 mol=2.0 mol,n(H2)=2.0 mol-1.5 mol=0.5 mol,n(CO)=1.5 mol,n(H2O)=0.5 mol,由于容器的容积是2 L,故反应①的化学平衡常数K=0.028;
(3)根据图示可知:在b电极上CO2得到电子被还原为CO,H2O得到电子被还原为H2,若b极CO2和H2O(体积比1:1),其电极反应式为:CO2+H2O+4e-=CO+H2+2O2-;在a电极上O2-失去电子被氧化产生O2,电极反应式为2O2--4e-=O2。可见:每反应转移4 mol电子时,反应产生1 mol O2,若有2 mol电子流出a 电极,反应产生0.5 mol O2,其在标准状况下的体积V(O2)=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L;
(4)A.在恒容密闭容器中进行反应,气体的体积不变;反应前后气体的物质的量不变,因此无论反应是否达到平衡状态气体的压强始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,A错误;
B.反应前后气体的物质的量不变;反应混合物都是气体,气体的质量也不变,则气体的平均摩尔质量始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,B错误;
C.在恒容密闭容器中进行反应,气体的体积不变;反应混合物都是气体,气体的质量也不变,则气体的密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误;
D.若反应未达到平衡状态,则反应混合物中每一组分的物质的量就会发生变化,其体积分数也会发生变化,因此当NO2 的体积分数不变时,说明反应达到平衡状态,D正确;
故合理选项是D;
(5)已知:①2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH1= -113.0 kJ/moL
②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH2= -196.6 kJ/moL
根据盖斯定律,将×(②-①),整理可得NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH2= -41.8 kJ/moL。该反应的正反应是气体体积不变的放热反应。根据图示可知:要使图中 B 点的平衡状态变为 A 点的平衡状态,则n0 (NO2):n0(SO2)就由1变为0.5,同时平衡时NO2的平衡转化率不变,可以通过适当增加SO2,同时升高温度平衡逆向移动或减小NO2的量,同时降低温度使化学平衡正向移动实现,故合理选项是BC。
9.(1) XeF6 升高相同温度,产生XeF6的反应平衡常数减小的最多
(2)提高
(3) 0.94 11
(4)不能,因为XeF4很难向XeF2转化
(5) 固态电解质高温下才能导电
【解析】(1)
对比产生XeF6和XeF4的反应平衡常数从523K到673K的变化,可以发现生成XeF6的反应的平衡常数下降的大小远远大于XeF4,而根据放热反应在温度升高的情况下平衡会逆向移动的原理,则知道生成XeF6的反应热放热更多;
(2)
因为在523K的温度下生成XeF2的反应的平衡常数远远小于生成XeF6和XeF4的反应平衡常数,故为了生成有效数量的XeF2,根据,只能增加F2的浓度,即提高投料中F2/Xe的比值;
(3)
此反应的平衡常数:,,而将,代入平衡常数计算式,得到,故;
(4)
XeF4转化为XeF2的方程式为:XeF4→XeF2+F2,则此反应的平衡常数为:,远远小于产生XeF6的平衡常数0.94,故难以发生歧化反应;
(5)
该装置放电时镁为负极,电极反应为:;该电池在高温下才能工作的原因是:固态电解质高温下才能导电。
10.(1) -663.5 4 CD
(2) 4CO(NH2)2]+6NO2=4CO2+7N2+8H2O 925℃ 温度过高,催化剂活性降低 当体系温度低于925℃时,SNCR脱硝效率随温度升高而增大,反应速率较慢,当体系温度高于925℃时,SNCR脱硝效率明显降低,不利于脱硝反应正向进行
(3) 阴 2NOx+4xH++4xe-=N2+2xH2O
【详解】(1)①根据盖斯定律,反应①═③×2-④,则ΔH1=ΔH3×2-ΔH4=(-241.5kJ/mol)×2-(+180.5kJ/mol)=-663.5kJ/mol,故答案为:-663.5;
②根据题意可知,NO转化为N2,N元素由+2价降低到0价,反应中每生成1molN2,转移的电子的物质的量为4mol,故答案为:4;
③A.若反应容器体积恒定,加入适量氦气,各物质浓度不变,平衡不移动,NO去除率不变,A不选;
B.使用高效催化剂只能影响反应速率,不改变平衡移动,NO去除率不变,B不选;
C.增大的物质的量即增大反应物浓度,平衡正向移动,NO浓度减小,则NO去除率增大,C选;
D.主反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,NO浓度减小,则NO去除率增大,D选;
故选:CD;
(2)①用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为4CO(NH2)2]+6NO2=4CO2+7N2+8H2O,故答案为:4CO(NH2)2]+6NO2=4CO2+7N2+8H2O;
②由图可知SNCR技术的脱硝的最佳温度为:925℃左右,SNCR与SCR技术相比,ScR技术的反应温度不能太高,其原因是:温度过高,催化剂活性降低,当体系温度低于925℃时,SNCR脱硝效率随温度升高而增大,反应速率较慢,当体系温度高于925℃时,SNCR脱硝效率明显降低,不利于脱硝反应正向进行
故答案为:925℃左右;温度过高,催化剂活性降低;当体系温度低于925℃时,SNCR脱硝效率随温度升高而增大,反应速率较慢,当体系温度高于925℃时,SNCR脱硝效率明显降低,不利于脱硝反应正向进行;
(3)①由图可知NOx在催化剂石墨烯的表面得电子被还原为氮气,同时生成水,该电极发生还原反应为阴极,故答案为:阴;
②电解质溶液显酸性,在催化剂石墨烯电极表面NOx被还原为氮气,得电子,根据原子守恒和电荷守恒,可得电极反应式为:2NOx+4xH++4xe-=N2+2xH2O,故答案为:2NOx+4xH++4xe-=N2+2xH2O。
11. SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) ΔH=+638.4kJ/mol SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑ 21% 0.018 BC 1.15
【详解】(1)由图1可得热化学方程式:①Si(s)+O2(g)=SiO2(s)ΔH=-859.4 kJ/mol,
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221.0 kJ/mol,根据盖斯定律,②-①可得目标热化学方程式为:SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)ΔH=+638.4 kJ/mol;
(2)据图可知SiHCl3在高温条件下被氢气还原得到高纯硅,根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl;根据元素守恒可知SiHCl3水解的化学方程式为SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑;
(3)①温度越高反应速率越快,达到平衡所需时间越短,所以a代表343K,b代表323K,则323K时,反应的平衡转化率α=21%;设初始投料为1mol SiHCl3(g),平衡时转化率α=21%,即Δn(SiHCl3)=0.21mol,根据方程式为可知Δn(SiCl4)=Δn(SiH2Cl2)=0.105mol,则平衡时体系内n(SiHCl3)=0.79mol、n(SiCl4)=n(SiH2Cl2)=0.105mol,该反应前后气体系数之和相等,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,所以K==0.018;
②A.该反应前后气体系数之和相等,则气体总物质的量不变,根据质量守恒可知气体总质量也不变,所以平均分子量为定值,不变时不能说明反应平衡,A错误;
B.a、b两点SiHCl3的转化率相同,则气体浓度相同,但a点温度高于b点,所以反应速率v(a)>v(b),B正确;
C.改进催化剂可以加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,C正确;
D.该反应前后气体系数之和相等,温度体积一定,加入SiHCl3达到的是等效平衡,SiHCl3的转化率不变,D错误;
综上所述答案为BC;
③平衡时k正﹒x2(SiHCl3)=k逆﹒x(SiH2Cl2)﹒x(SiCl4),所以=K=0.018,b处SiHCl3的转化率为20%,根据①的假设和分析可知此时容器内n(SiHCl3)=0.80mol、n(SiCl4)=n(SiH2Cl2)=0.10mol,则x(SiHCl3)=0.80、x(SiCl4)=x(SiH2Cl2)=0.10,=×=0.018×=1.15。
12. -136.2 < CD p 迅速上升段:催化剂活性随温度升高而增大,同时温度升高,共同使NOx去除反应速率迅速增大 上升缓慢:温度升高,但催化剂活性下降 NH3与O2反应生成了NO
【详解】(1)已知:①2NO2(g)+H2O(l)═HNO3(aq)+HNO2(aq)△H=-116.1kJ mol-1,
②3HNO2(aq)═HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)△H=+75.9kJ mol-1,
根据盖斯定律:①×1.5+②×1/2即可得:3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)△H=(-116.1×1.5+75.9×0.5)kJ mol-1=-136.2kJ mol-1,
(2)①据图1所示,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则k正增大的倍数<k逆增大的倍数;
②A、由图象可知,温度一定时,增大NO浓度,CO转化率增大,即起始投料比m越大时,CO转化率越大,所以投料比:m1>m2>m3,故A错误;
B、催化剂不能改变反应进程,只改变反应速率,所以NO的平衡转化率不变,故B错误;
C、由反应计量关系可知,反应中NO、CO的变化量相同,平衡转化率α=变化量/起始量×100%,所以平衡转化率与起始量成反比,即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍,故C正确;
D、由反应计量关系可知,反应中NO、CO的变化量相同,所以当起始投料比m一定时,体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变,即体系中CO2、CO物质的量浓度不变,反应达到平衡状态,故D正确;
故答案为:CD;
(3)t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,,所以平衡时p(N2O4)=p×0.25/(0.25+1.5)=1/7p,则p(NO2)=6/7p,所以;
(4)②在一定温度范围内催化剂活性较大,超过其温度范围,催化剂活性降低,根据图知,迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大,与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大;上升阶段缓慢主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大但是催化剂活性下降;在温度、催化剂条件下,氨气能被催化氧化生成NO,当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是氨气在该条件下与氧气反应生成NO。
13. -164.0 200℃ △H1<0、△H2>0,温度升高时反应I向左移动CO2增加的量比反应II向右移动CO2减少的量多 反应II增压平衡不动,反应I增压向右移动,故CO2的平衡转化率增大 < D
【分析】(1)已知:H2和CH4的燃烧热(△H)分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1;H2O(l)=H2O(g)△H3=+44.0kJ·mol-1,根据盖斯定律计算解答;
(2)①产物的物质的量分数越大,反应物的转化率越高,该条件下温度最适宜;
②反应I△H1<0、反应Ⅱ△H2>0,恒压条件下,结合升高温度对反应Ⅱ、反应I的影响分析解答;
③相同温度下,反应II正向是前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应I正向为气体分子数缩小的反应,增大压强,反应I的平衡向正反应方向移动,CO转化率增大;
(3)①由Bosch反应为CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g),为气体分子数目减少的体系,即平衡体系混乱度减小;
②已知温度一定时,在2L密闭容器中按=2,设氢气与二氧化碳初始投料分别为2mol和1mol,根据物质的量之比等于压强之比,列三段式计算解答;
③改变条件能使平衡正向移动但不能是通过增大二氧化碳浓度实现的都能提高二氧化碳转化率。
【详解】(1)已知:H2和CH4的燃烧热分别为 285.5kJ mol 1和 890.0kJ mol 1,可知热化学方程式:
a.H2(g)+O2(g)=H2O(1)△H= 285.5kJ mol 1,
b.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H= 890.0kJ mol 1,
c.H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ mol 1,根据盖斯定律,4a+2c b得,CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1= 164.0kJ mol 1;
(2)①产物的物质的量分数越大,反应物的转化率越高,Sabatier系统中CO2和H2为反应物,H2O、CH4、CO为产物,由图所示,200℃时CO2转化率最高,H2O、CH4的物质的量分数最大,Sabatier系统中应选择适宜的温度200℃;
②反应I△H1<0、反应Ⅱ△H2>0,恒压条件下,升高温度时反应I的平衡向逆向移动使CO2的量增加,反应II的平衡正向移动使CO2的量减少,但反应Ⅰ向左移动增加的CO2的量大于反应Ⅱ向右移动减少的CO2的量,所以CO2的物质的量分数随温度升高而增大;
③相同温度下,反应II正向是前后气体分子数不变,反应I正向为气体分子数缩小的反应,压强改变不影响其平衡移动,反应I正向为气体分子数缩小的反应,增大压强,反应I的平衡向正反应方向移动、反应II的平衡,所以相同温度时,压强越大,CO2的平衡转化率越大;
(3)①Bosch反应为CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g),由反应可知正反应为气体分子数目减少的体系,平衡体系混乱度减小,则△S<0;
②温度一定时,在2L密闭容器中按=2投料进行Bosch反应,设设氢气与二氧化碳初始投料分别为2mol和1mol,二氧化碳的转化物质的量为xmol,列三段式:
达到平衡时体系的压强为原来压强p0的0.7倍,即,解得x=0.9,则平衡时体系中CO2、H2、2H2O(g)的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、1.8mol,混合气体的总物质的量=0.1+0.2+1.8=2.1mol,p(CO2)==,p(H2)==,p(H2O)==0.6p0,该温度下反应平衡常数Kp==;
③A.加快反应器中气体的流速,相当于减小浓度,平衡逆向移动,二氧化碳转化率减小,选项A不符合题意;
B.提高原料气中CO2所占比例,平衡正向移动,但二氧化碳转化率减小,选项B不符合题意;
C.增大催化剂的表面积,反应速率加快,但平衡不移动,二氧化碳转化率不变,选项C不符合题意;
D.反应器前段加热,后段冷却,平衡正向移动,二氧化碳转化率增大,选项D符合题意;
答案为D。
【点睛】本题的难度不大,在进行平衡常数Kp的计算时,需要注意,平衡时的压强为初始压强的0.7倍,即计算分压时,平衡时的体系总压强为0.7p0进行计算。
14. CD > 0.01mol·L-1·min-1 减小 加催化剂或升温 < <
【详解】(1) ①A.该反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)前后气体计量数和不变,故容器内气体的物质的量永远恒定,与是否平衡状态无关,A不选;
B.NO、N2、CO2的物质的量之比为2:1:1,未体现出三者的物质的量保持不变,与是否平衡状态无关,B不选;
C.v正(NO)=2v逆(CO2)时,不同物质的正、逆速率比等于系数比,为平衡状态,C选;
D.反应正方向为气体质量增大的方向,则当密度恒定时为平衡状态,D选。
答案为:CD。
②a.图中A点未达到平衡状态,反应正向进行,v正>v逆,故答案为:>;
b. v(N2)= v(CO2)== 0.01mol·L-1·min-1;气体的平均相对分子质量在数值上等于气体平均摩尔质量,与气体质量成正比,与气体物质的量成反比,因该反应N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)正反应气体质量减小,气体物质的量不变,故在此过程中,气体的平均相对分子质量减小,故答案为:0.01mol·L-1·min-1;减小;
c.第20min时,速率加快,物质的量为渐变,故外界改变的条件可能是加催化剂或升温,故答案为:加催化剂或升温;
(2) 由图可知,恒压升高温度CO平衡转化率增大,故平衡右移,即正反应放热,△H<0;恒温从p1到p2,CO平衡转化率减小,平衡右移,正反应气体系数减小,故为增压,即p1<p2,答案为:<;<;
(3) 设起始时CO、NO物质的量为3amol、2amol,转化了CO2xmol,列三段式得:,在密闭的容积不变的容器中进行该反应,其他条件不变时,气体压强与气体物质的量成正比,故5a-x=0.85×5a,解得a=x,化学平衡常数Kp= ,故答案为:。
15.(1) Ca(OH)2 + 2NH4ClCaCl2+ 2NH3↑+2H2O(O) 防倒吸 硫酸(或盐酸等)
(2) 否 NH3·H2O + OH-增大c( )使平衡逆移,c(OH-)减小
(3) 13 AgNO3 + 2NH3·H2O= Ag(NH3)2NO3+ 2H2O
(4) 过滤 洗涤 3Ag(NH3)2OH = Ag3N+ 5NH3 +3H2O
【解析】(1)实验室制氨气,用氯化铵与熟石灰加热制备,化学方程式是“Ca(OH)2 + 2NH4ClCaCl2+ 2NH3↑+2H2O”;单向阀使得气体只能向一个方向流动,防止液体倒吸;氨气可以与酸反应,故残余气体用“稀硫酸”除去;
(2)硝酸银物质的量为0.12mol/L×25×10-3L=3×10-3mol,加氨水至图中B点状态时,n(NH3 H2O)=1.205mol/L×1×10-3L=1.205×10-3mol,n(AgNO3)> n(NH3 H2O),所以本问第一空填“否”;,向溶液中加入NH4NO3,提高浓度,促使反应逆移,降低OH-浓度,所以本问第二空应填“NH3·H2O + OH-增大c( )使平衡逆移,c(OH-)减小”;
(3)Ag(NH3)2OH是强碱性,所以n(OH-)=0.5n(NH3)=0.5×5×10-3×1.205mol≈3×10-3mol,,;生成Ag(NH3)2OH的总反应化学方程式是“AgNO3 + 2NH3·H2O= Ag(NH3)2NO3+ 2H2O”;
(4)对于存在固体难溶物的溶液分离,需采用“过滤”、“洗涤”等方法除尽杂质;Ag(NH3)2OH分解的化学方程式为“3Ag(NH3)2OH = Ag3N+ 5NH3 +3H2O”。
试卷第1页,共3页
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