2017-2018学年陕西省黄陵中学高新部高二上学期第三学月考试化学试题(含部分解析)
2017-2018学年陕西省黄陵中学高新部高二上学期第三学月考试化学试题
一、单项选择(60分)
1、在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g) △H < 0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:下列说法正确的是( )
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A. 反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10-3mol·L-1·min-1
B. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正)
C. 该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D. 其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
2、在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L。当反应达到平衡时可能存在的数据是( )
A. SO2为0.4 mol/L,O2为0.2 mol/L
B. SO3为0.25 mol/L
C. SO3、SO2均为0.15 mol/L
D. SO3为0.4 mol/L
3、NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A. V(NH3)=0.250moL·L-1·min-1
B. V(H2O)=0.375moL·L-1·min-1
C. V(N2)=0.125moL·L-1·min-1
D. V(O2)=0.225moL·L-1·min-1
4、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);③2NH3(g)N2(g)+3H2 (g)。
达到平衡时,c(H2) = 2 mol/L,c(N2)=0.5mol/L ,c(HI)=4mol/L,则平衡时 NH3的浓度为( )
A 0.5 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.4 mol·L-1 D.5 mol·L-1
5、向一容积为5L的恒容密闭容器中充入5molA与8molB,在一定条件下反应:2A(g)+3B(g)xC(g)+yD(g) (x、y为正整数),反应进行2min后达到平衡,这2min内平均反应速率v(C)=0.3mol/(L·min),D的平衡浓度为0.3mol/L,又知v(B):v(C)=3:2,则下列说法中正确的是( )
A.x:y=3:1
B.v(A):v(C)=2:1
C.A的平衡浓度为0.4mol/L
D.A与B的平衡浓度之比为3:2
6、已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在体积恒定的密闭容器中加入一定量的CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/mol·L-1
0.44
0.6
0.6
下列叙述中正确的是( )
A.该反应的平衡常数表达式为K=/c(CH3OH)
B.此时正、逆反应速率的大小:v正<v逆
C.若经10 min后反应达到平衡,此时c(CH3OH)=0.04 mol·L-1
D.0~10min内平均反应速率v(CH3OH)=1.6 mol·(L·min)-1
7、丁列三个化学反应的平衡常数 (K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示
下列说法正确的是( )
A.△H1<0,△H2>0
B.反应①②③的反应热满足关系:△H2-△H1=△H3
C.反应①②③的平衡常数满足关系;K1·K2=K3
D.要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取升温措施
8、在恒温条件下,向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2,发生如下两个反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1<0 平衡常数K1
②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2<0 平衡常数K2
10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10﹣3mol/(L·min).下列说法不正确的是( )
A.反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数为K12/K2
B.平衡后c(Cl2)=2.5×10﹣2mol/L
C.其它条件保持不变,反应在恒压条件下进行,则平衡常数K2增大
D.平衡时NO2的转化率为50%
9、下列叙述正确的选项是( )
A.对于一定条件下的某一可逆反应,用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数,其数值不同,但意义相同,都随温度的升高而增大
B.结构式为和的物质互为同分异构体
C.根据反应:NaA+CO2(少量)+H2O═HA+NaHCO3; 2NaB+CO2+H2O═2HB+Na2CO3,可以得出酸的强弱的顺序为:H2CO3>HA>HCO3﹣>HB
D.过硼酸钠晶体(NaBO3·4H2O)是一种优良的漂白剂,在70℃以上加热该晶体30.80克,反应后称量固体质量为27.20克,则该固体物质的化学式为NaBO3·H2O
10、一定温度下,在一个容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),发生反应H2(g) + I2(g) 2 HI(g),经充分反应达到平衡后,HI(g)的气体体积分数为50%,在该温度下,在另一个容积为2L的密闭容器中充入1 mol HI(g),发生反应HI(g) H2(g) + I2(g),则下列判断正确的是( )
A.第二个反应的平衡常数为1
B.第二个反应的平衡常数为0.05
C.第二个反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25 mol/L
D.第二个反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为0.25 mol/L
11、在一个容积为2 L的密闭容器中,加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体,一定条件下发生如下反应:A2(g)+B2(g)2AB(g) ΔH <0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中a点的值为0.15
B.该反应的平衡常数K=0.03
C.温度升高,平衡常数K值减小
D.平衡时A2的转化率为62.5%
12、将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g).忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示,已知Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,下列说法正确的是( )
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1000
e
f
83.0
A.b>f
B.平衡常数K<K
C.915℃,2.0MPa该反应的平衡常数为Kp=4.5MPa
D.1000℃,3.0MPa时E的转化率为83%
13、一定条件下,可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L﹣1、0.3mol·L﹣1、0.08mol·L﹣1,则下列判断不正确的是( )
A.c1:c2的值不能确定
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为3:2
C.0.28mol·L﹣1<c1+c2+c3<0.56mol·L﹣1
D.c1的取值范围为0<c1<0.14mol·L﹣1
14、—定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3 (均不为零),平衡时 X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 mol / L、0.3 mol /L、0.08mol/L, 则下列判断正确的( )
A.c1:c2=3:1
B.平衡时.Y和Z的生成速率之比为2 : 3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1 的取值范围为 0 mol/L
”“<”或“=”)。
(2)从反应开始至4 min时,A的平均反应速率为____________________________。
(3)该反应的化学方程式为_____________________________________。
(4)反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g),在一可变的容积的密闭容器中进行,
①增加Fe的量, 其正反应速率的变化是_______(填增大、不变、减小,以下相同)。
②保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率_______。
③保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,逆反应速率_______。
24、(8分)(1)已知:在298K、101kPa时,
①C(s,石墨)+O2(g) = CO2(g) △H1 = -400 kJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) △H2 = -570 kJ·mol-1;
③2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3 = -2600 kJ·mol-1;
写出298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式 。以硫酸为电解质溶液,依据反应③设计一个燃料电池,写出其电极反应式 。
(2)工业合成氨的反应原理为 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
某温度下,把10 mol N2与25mol H2置于容积为10 L的密闭容器内,10 min时反应达到平衡状态,测得氮气的平衡转化率为50%,则10 min内该反应的平均速率v(H2)= mol·L-1·min-1,则该温度下该反应的平衡常数K= 。
参考答案
一、单项选择
1、【答案】C
【解析】解:本题考查化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的影响因素等.
X(g)+Y(g)2Z(g)
起始量(mol)0.16 0.16 0
变化量(mol)0.06 0.06 0.12
平衡量(mol)0.1 0.1 0.12
由于反应气前后的化学计量数相等,用物质的量代替浓度进行计算,故化学平衡常数k==1.44,C不正确;再通入0.2 mol Z,等效为在原平衡基础上增大压强,反应前后气体的体积不变,平衡不移动,X的体积分数不变,D正确,答案选D。
2、【答案】B
【解析】解:A.SO2和O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,因可逆反应,实际变化应小于该值,所以SO2小于 0.4mol/L,O2小于0.2mol/L,故A错误;B.SO2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2的浓度浓度变化为0.2mol/L,该题中实际变化为0.05mol/L,小于0.2mol/L,故B正确;C.反应物、生成物的浓度不可能同时减小,一个减小,另一个一定增大,故C错误;D.SO3的浓度增大,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故D错误;故选B。
3、【答案】D
【解析】解: 本题考查化学反应速率、化学平衡的计算。
设反应消耗的NH3为4xmol/L,根据方程式可知,
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
起始浓度(mol/L) 2 1.5 0 0
反应浓度(mol/L) 4x 3x 2x 6x
平衡浓度(mol/L) 2-4x 1.5-3x 2x 6x
4min后,测得生成的水蒸气占混合气体体积的40%,则6x/(3.5+x)×100%=40%,解得:
x=0.25,则:
A、用氨气表示的反应速率为:v(NH3)=1mol/L÷4min=0.250mol·L-1·min-1,A正确;B、反应速率之比是相应的化学计量数之比,则V(H2O)=0.375moL·L-1·min-1,B正确;C、V(N2)=0.125moL·L-1·min-1,C正确;D、V(O2)= 0.250mol·L-1·min-1×3/4=0.1875mol·L-1·min-1,D错误;答案选D。
4、【答案】C
【解析】解:本题考查可逆反应。平衡时c(HI)=4mol/L,HI分解生成氢气的浓度为c(H2) = 2 mol/L,则NH4I分解生成c(HI)=4mol/L+ 2 mol/L×2=8 mol/L;NH4I分解生成NH3的浓度为8 mol/L,c(N2)=0.5mol/L,说明分解NH3的浓度1mol/L,分解NH3生成的氢气1.5 mol/L,c(H2) = 2 mol/L,则分解HI生成氢气的浓度为c(H2) = 2 mol/L-1.5 mol/L=0.5 mol/L,则NH4I分解生成c(HI)=4mol/L+ ,0.5 mol/L×2=5 mol/L;则平衡时氨气的浓度5 mol/L-1mol/L=4mol/L,故C正确。
5、【答案】C
【解析】解:本题考查化学平衡的计算.
A、△c(C)=0.3mol/(L·min)×2min=0.6mol/L,D的平衡浓度为0.3mol/L,浓度变化量之比等于化学计量数之比,故x:y=0.6mol/L:0.3mol/L=2:1,故A错误;
B、速率之比等于化学计量数之比,由v(B):v(C)=3:2,故x=2,所以v(A):v(C)=2:2=1:1,故B错误;
C、由A、B分析可知y=1,D的平衡浓度为0.3mol/L,故△c(A)=2×0.3mol/L=0.6mol/L,A的平衡浓度为﹣0.6mol/L=0.4mol/L.故C正确;
D、y=1,D的平衡浓度为0.3mol/L,故△c(A)=2×0.3mol/L=0.6mol/L,A的平衡浓度为﹣0.6mol/L=0.4mol/L,△c(B)=3×0.3mol/L=0.9mol/L,B的平衡浓度为﹣0.9mol/L=0.7mol/L,故A与B的平衡浓度之比为0.4mol/L:0.7mol/L=4:7,故D错误;
故选C.
6、【答案】C
7、【答案】B
8、【答案】C
【解析】解:本题考查化学平衡的计算.
A.①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g),平衡常数K1=;
②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),平衡常数K2 =
4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=,
则[]2÷=,即K=,故A正确;
B.10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,则平衡时混合气体总物质的量为(0.2+0.2+0.1)mol×(1﹣20%)=0.4mol,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10﹣3mol·L·min﹣1,则平衡时n(ClNO)=7.5×10﹣3mol·L·min﹣1×10min×2L=0.15mol,设①中反应的NO2为xmol,②中反应的Cl2为ymol,则:
2NO2(g)+NaCl(s)═NaNO3(s)+ClNO(g)
xmol 0.5xmol
2NO(g)+Cl2(g)═2ClNO(g)
2ymol ymol 2ymol
则0.5x+2y=0.15,(0.2﹣x+0.2﹣2y+0.1﹣y)+0.5x+2y=0.4,联立方程,解得x=0.1、y=0.05,
故平衡后c(Cl2)==2.5×10﹣2mol·L﹣1,故B正确;
C.平衡常数只受温度影响,其他条件保持不变,反应在恒压条件下进行,则平衡常数K2不变,故C错误;
D.平衡时NO2的转化率为×100%=50%,故D正确,
故选C.
9、【答案】C
【解析】解:A.对于一定条件下的某一可逆反应,用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数,其数值不同,但意义相同,但是温度升高后平衡常数不一定增大,如放热反应中,升高温度后平衡向着逆向移动,平衡常数减小,故A错误;
B.和中氯原子连接在同一碳原子上,为四面体构型,不存在同分异构体,为同一物质,故B错误;
C.根据反应NaA+CO2(少量)+H2O═HA+NaHCO3可知酸性H2CO3>HA,根据反应2NaB+CO2+H2O═2HB+Na2CO3可知酸性HCO3﹣>HB,则酸的强弱的顺序为:H2CO3>HA>HCO3﹣>HB,故C正确;
D.过硼酸钠晶体(NaBO3·4H2O)的物质的量==0.2mol,70℃以上质量变化为27.20g,质量变化30.8g﹣27.20g=3.6g,减少水的质量==0.2mol,则1molNaBO3·4H2O失去水1mol,则T2℃时所得晶体的化学式为NaBO3·3H2O,故D错误;
故选C.
10、【答案】D
【解析】解:本题考查的是有关化学平衡的计算。
先求第一个反应的平衡常数:
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
起始量(mol/L) 1 1 0
变化量(mol/L) x x 2x
平衡量(mol/L)1-x 1-x 2x
因为HI(g)的气体体积分数为50%,所以(1-x)+(1-x)=2x,解之得x=0.5,
K1==4,反应物的转化率为50%.
所以,在相同温度下,HI(g) H2(g) + I2(g)的平衡常数K2==0.5,在该温度下,在另一个容积为2L的密闭容器中充入1 mol HI(g) ,
HI(g) H2(g) + I2(g)
起始量(mol/L) 0.5 0 0
变化量(mol/L) y y/2 y/2
平衡量(mol/L)0.5-y y/2 y/2
K2==0.5
解之得,y=0.25,
综上所述,D正确。
11、【答案】B
【解析】解:本题考查化学反应速率、化学平衡的有关计算、平衡图象的分析的相关知识。A、当AB的浓度改变0.5 mol·L-1,由方程式A2(g)+B2(g)2AB(g)知,A2的浓度改变为0.25mol·L-1,所以a=(0.4-0.25)mol·L-1=0.15mol·L-1,即图中a点的值为0.15,故A正确;B、当AB的浓度改变0.5 mol·L-1,由方程式知,B2的浓度改变为0.25mol·L-1,所以平衡时B2的浓度为=(0.3-0.25)mol·L-1=0.05mol·L-1,K===,故B错误;C、已知A2(g)+B2(g)?2AB(g)释放出热量即△H<0,所以温度升高,平衡逆移,平衡常数K值减小,故C正确;D、当AB的浓度改变0.5 mol·L-1,由方程式知,A2的浓度改变为0.25mol·L-1,已知A2的初始量为0.4mol·L-1,所以平衡时A2的转化率为×100%=62.5%,故D正确;故选B。
12、【答案】C
【解析】解:本题考查化学平衡的计算.
A.该反应为体积增大的反应,故加压时,平衡逆向移动,G的体积分数减小,从表中第一行数据可得:54.0>a>b,结合表中第3列数据,可确定75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则f>75.0>a,故b<f,故A错误;
B.第3列数据中75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,则平衡常数K>K,故B错误;
C.p(G)=2.0MPa×75%=1.5MPa,p(E)=2.0MPa×25%=0.5MPa,而Kp===4.5MPa,故C正确;
D.设起始时E为a mol,平衡时转化x mol,由于F为固体,对平衡无影响,则平衡时E为(a﹣x)mol,G为2x mol,则×100%=83%,解得x≈0.709a,所以E的转化率为×100%≈70.9%,故D错误,
故选:C.
13、【答案】A
【解析】解:本题考查化学平衡的计算.
A、X、Y的化学计量数为1:3,所以X、Y的浓度变化之比为1:3,平衡时浓度为1:3,起始浓度=变化浓度+平衡浓度,则起始X、Y的起始浓度为(1+1):(3+
3)=1:3,故A错误;
B、不同物质表示的正逆反应速率等于化学计量数之比,可逆反应到达平衡状态,Y的生成速率表示逆反应速率,Z的生成速率表示正反应速率,所以平衡是Y和Z的生成速率之比为3:2,故B正确;
C、该反应正反应是体积减小的反应,若反应向正反应进行建立平衡,起始浓度之和最大,平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L﹣1、0.3mol·L﹣1、0.08mol·L﹣1,将Z极限法转化为左边,结合X(g)+3Y(g)2Z(g)可知,X的浓度变化为0.04mol/L、Y的浓度变化为×0.08mol/L=0.12mol/L,所以c1+c2+c3<0.1mol/L+0.3mol/L+0.04mol/L+0.12mol/L=0.56mol/L;若反应向逆反应进行建立平衡,起始浓度之和最小,平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L﹣1、0.3mol·L﹣1、0.08mol·L﹣1,将X、Y极限法转化为右边,结合X(g)+3Y(g)2Z(g)可知,Z的浓度变化为0.2mol/L,X、Y无剩余,所以c1+c2+c3>0.2mol/L+0.08mol/L=0.28mol/L,故0.28mol/L<c1+c2+c3<0.56mol/L,故C正确;
D、应向正反应进行建立平衡,X起始浓度之和最大,反应向逆反应进行建立平衡,X起始浓度之和最小,由C选项中计算可知,X的起始浓度c1的取值范围为0<c1<0.1mol/L+0.04mol/L=0.14mol·L,故D正确;
故选A.
14、【答案】D
【解析】解:本题考查了化学平衡的建立以及有关计算。
若反应逆正反应进行到达平衡,X、Y的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
根据方程式 X(气)+3Y(气)2Z(气),
起始浓度(mol/L) c1 c2 c3
转化浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.2
平衡浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.08
c1=0 c2=0 c3=0.28
由于为可逆反应,物质不能完全转化所以起始时浓度范围为0<c(X)<0.14,0<c(Y)<0.42,0<c(Z)<0.28,A、X 和Y平衡浓度为1:3,变化的量为1;3,所以起始量为1:3,c1:c2
=1:3,A错误;B、平衡时,Y和Z的生成速率之比为化学方程式系数之比为3:2,B错误;C、X、Y的变化量之比和起始量之比相同,所以转化率相同,C错误;D、依据上述计算,c1的取值范围为0<c1<0.14mol·L-1,D正确;答案选D。
15、【答案】C
【解析】解:本题考查物质的量或浓度随时间的变化曲线.
A.反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)中,铁和氧化亚铁为固体,浓度为常数,不列入表达式,所以该反应的平衡常数表达式为K=,故A正确;
B.该反应正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应进行,c(CO)增大c(CO2)减小,所以增大,故B正确;
C.3分钟时,CO和CO2的浓度相等,但反应仍正向进行,未达到平衡状态,故C错误;
D.根据图乙可知,8分钟内一氧化碳的浓度变化为0.5mol/L,所以CO的平均反应速率v(CO)==0.0625mol/(L·min),故D正确;
故选C.
16、【答案】B
【解析】解:本题考查化学平衡的计算.
根据题意,B物质起始的浓度为1.5mol/L,经3s后测得C的物质的量浓度为0.6mol·L﹣1,则:
A(s)+3B(g)2C(g)
开始(mol/L) 1.5 0
转化(mol/L) 0.9 0.6
3s时(mol/L) 0.6 0.6
A.根据速率计算公式,计算物质A表示反应的速率==0.1 mol·L﹣1·s﹣1,故A正确;
B.根据上面的分析,B转化的浓度为0.9mol/L,所以用B表示的反应速率为=0.3mol·L﹣1·s﹣1,故B错误;
C.3s时生成C的物质的量为0.6mol·L﹣1×2L=1.2mol,故C正确;
D.根据上面的分析可知,3s时B的浓度为0.6mol·L﹣1,故D正确,
故选B.
17、【答案】B
【解析】解:本题考查化学平衡的计算.
A.反应①的平衡常数K1=,故A错误;
B.由盖斯定律可知,①﹣②得到③,则反应③的平衡常数K=,故B正确;
C.升高温度,H2的浓度减小,可知升高温度平衡逆向移动,可知正反应为放热反应,△H<0,故C错误;
D.恒温恒容时,若加入CuO,平衡不移动,H2的浓度不变,故D错误;
故选B.
18、【答案】B
【解析】解:本题考查化学平衡的计算.
加热N2O5时,发生以下两个分解反应:N2O5?N2O3+O2,N2O3?N2O+O2,
则 N2O5N2O3+ O2,
开始4 0 0
转化x x x
平衡4﹣x
N2O3N2O + O2,
转化y y y
平衡x﹣y y x+y
化学平衡时c(O2)为4.50mol/L,c(N2O3)为1.62mol/L,
则,解得x=3.06,y=1.44,
c(N2O5)=4﹣3.06=0.94mol/L,c(N2O)=1.44mol/L,
故选B.
19、【答案】C
【解析】解:本题考查化学平衡的影响因素.根据平衡常数表达式可知反应方程式为2Z(g)+2W(g)X(g)+2y(g),则:
A.由于反应的吸放热未知,则温度变化,平衡常数的变化不能判断,故A错误;
B.增大压强,平衡向正反应方向移动,W(g)体积分数减小,故B错误;
C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,说明气体的物质的量增多,平衡向逆反应方向移动,则说明正反应为放热反应,故C正确;
D.增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动,故D错误.
故选C.
20、【答案】D
【解析】解:本题考查化学平衡常数的含义;反应热和焓变.
由(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=﹣197kJ·mol﹣1 K1=a
(2)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=﹣144kJ·mol﹣1 K2=b
(3)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),
结合盖斯定律可知,(1)﹣(2)=(3)×2,
则﹣2m=﹣197﹣(﹣144),=c2,
即m=26.5 c2=,
故选D.
二、实验题
21、【答案】(1) ①图中要标明2、4、6min时刻时的速率及要画出速率走向弧线;
②镁和盐酸反应是放热反应,随着反应体系温度升高,反应速率增大;4min后由于溶液中H+浓度降低,所以导致反应速率减小;
⑵①原因Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;原因Ⅴ:Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或SO42-影响更大);(Ⅲ、Ⅴ可互换)
②反应速率加快;反应速率不变。
【解析】解:本题考查化学反应速率的计算、实验方案设计的评价等知识。
(1)①2min内反应速率为10/2mL·min-1=5ml·min-1,4min时,反应速率最大,即反应速率是30/4ml·min-1=7.5ml·min-1,6min内反应速率36/6ml·min-1=6ml·min-1
,图像是:;
②镁和盐酸反应是放热反应,4min内,虽然反应物浓度降低,但温度起主导作用,因此反应速率加快,4min后,随着反应的进行H+浓度降低,浓度起主导作用;
(2)①原因Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;原因Ⅴ:Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或SO42-影响更大);
②根据原因I,实验a是反应速率加快;实验b反应速率不变。
三、填空题
22、【答案】(1) 放热
(2) 否
(3) 减小
(4) H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
(5) H2-2e-+2OH-=2H2O
(6) ①不变 ; ② 不变 ; ③ 减小
【解析】解:(1)由图象可以看出反应物总能量大于生成物的总能量,则该反应的正反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)催化剂能加快反应速率但不改变平衡的移动,所以反应热不变,故答案为:否;
(3)加入催化剂能降低反应物质的活化能,则E1和E2都减小,故答案为:减小;
(4)氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,该反应的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol,故答案为:H2(g)+O2(g)═H2O(g) △H=-241.8kJ/mol;
(5)氢氧燃料电池中氢气在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得到电子发生还原反应,负极上氢气失电子在碱溶液中生成水,负极上发生的电极反应为:H2-2e-+2OH-=2H2O,故答案为:H2-2e-+2OH-=2H2O;
(6)因铁是固体,增加铁的量,没有增加铁的浓度,所以不能改变反应速率,体积不变,充入N2使体系压强增大,但各物质的浓度不变,所以反应速率不变,压强不变,充入N2
使容器的体积增大,但各物质的浓度都减小,浓度越小,反应速率越小,故答案为:不变;不变;减小。
23、【答案】(1) = ; >
(2) 0.05 mol·L-1·min-1
(3) 2AB
(4) ① 不变 ; ②不变 ; ③减小
【解析】解: 本题考查外界因素对反应速率的影响。
(1)根据图象可知,在4min末时,A、B的物质的量浓度均为0.2mol/L,从0~4min内A、B的物质的量浓度变化量△c(A)=0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L,△c(B)=0.2mol/L-0.1mol/L=0.2mol/L,故△c(A)>△c(B),故答案为:=;>;
(2)反应开始至4min时,A的平均反应速率为:v==═0.05mol/(L·min),故答案为:0.05mol/(L·min);
(3)由图象可知,A的物质的量逐渐减小,应为反应物,B的物质的量逐渐增加,应为生成物,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则n(A):n(B)=(0.8mol-0.4mol):(0.4mol-0.2mol)=2:1,所以反应的化学方程式为:2AB,故答案为:2AB;
(4)①因铁是固体,增加铁的量,没有增加铁的浓度,所以不能改变反应速率,故答案为:不变;
②体积不变,充入N2使体系压强增大,但各物质的浓度不变,所以反应速率不变,故答案为:不变;
③压强不变,充入N2使容器的体积增大,但各物质的浓度都减小,浓度越小,反应速率越小,故答案为:减小。
24、【答案】(1)C(s,石墨)+H2(g) = C2H2(g) △H = +215 kJ·mol-1
正极:5O2 + 20 H+ +20e-=10H2O ; 负极:2C2H2+8H2O-20e-= 4CO2+ 20 H+
(2)0.15 ,2 mol-2·L2
【解析】解:本题考查化学反应中的能量变化、化学平衡常数。
(1)根据盖斯定律,①×2+②÷2-③÷2得C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式C(s,石墨)+H2(g) = C2H2(g) △H = +215 kJ·mol-1;乙炔发生氧化反应,通入乙炔的一极为负极,2C2H2+8H2O-20e-= 4CO2+ 20 H+;通入氧气的一极为正极,5O2 + 20
H+ +20e-=10H2O;
(2)氮气的平衡转化率为50%,消耗氮气5 mol N2,消耗氢气15mol,0.15 mol·L-1·min-1;
则该温度下该反应的平衡常数K= mol-2·L2。