2024届高三新高考化学二轮复习题--化学反应原理综合题(含解析)

2024届高三新高考化学二轮复习题--化学反应原理综合题
1.(2023上·云南昆明·高三云南师大附中校考阶段练习)低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料,在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用。研究其合成方法受到科学家的青睐。回答下列问题:
(1)乙烷直接脱氢制乙烯法
298K时,乙烷的裂解反应历程如图所示:
①图中基元反应b (填“是”或“不是”)该反应的决速步骤。
已知:乙烷的燃烧热kJ mol,的燃烧热kJ mol,计算乙烯的燃烧热 。
②对于该反应,一定温度下,当总压恒定为100kPa,往甲密闭容器中通入amol,往乙密闭容器中通入amol和的混合气体(不参与反应),达到平衡时,的转化率:甲 乙(填“>”“=”或“<”)。
③在乙烷裂解制乙烯的过程中,可能发生多个反应,反应的平衡常数对数值()与温度的倒数()的关系如图所示。工业上一般选择温度在1000K左右的可能原因是 。
(2)一定条件下,碘甲烷()热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应ⅰ: 
反应ⅱ: 
反应ⅲ: 
①结合题给信息,请推测有利于提高乙烯产率的措施有 (至少答两点)。
②其他条件不变,起始压强为0.1aMPa,向容积为1L的恒容密闭容器中投入1mol,只发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占气体组分物质的量分数的影响如图26所示。当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时, (填“能”或“不能”)说明该体系达到平衡状态。715K条件下,平衡时反应ⅰ的压强平衡常数 MPa.
2.(2023上·湖北·高三荆州中学校联考期中)CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。回答下列问题。
I.利用CO2合成淀粉涉及的关键反应如下:



(1)反应③中ΔH3= ,该反应的自发条件是 (填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)。
(2)在催化剂作用下,按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生①②两个反应。维持压强为,测得不同温度下,反应经过相同时间时,CO2的转化率、甲醇的选择性如图1所示:
已知:甲醇的选择性=。
①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的,判断的依据是 。
②在实际工业生产中压强不能过高也不能过低的原因是 。
③T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为,则H2的分压= MPa,反应②的
Kp= (Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=A的物质的量分数,最终结果用分数表示)。
Ⅱ.Al-CO2电池电容量大,能有效捕获利用CO2,其工作原理如图2所示。其中,离子液体是具有导电性的优良溶剂,O2是电极反应的催化剂,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
(3)该电池的正极反应式为 。
3.(2023上·广东汕头·高三金山中学校考阶段练习)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
(1)NO在空气中存在如下反应: ;该反应分两步完成,如图所示:

回答下列问题:
①写出反应I的热化学方程式 。
②反应I和反应II中,一个是快反应,会快速建立平衡状态,而另一个是慢反应。决定反应速率的是 (填“反应I”或“反应II”)。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,T℃时,各物质起始浓度及10min和20min各物质平衡浓度如表所示:
时间/min c(NO)/mol L 1 c(N2)/mol L 1 c(CO2)/mol L 1
0 0.100 0 0
10 0.040 0.030 0.030
20 0.032 0.034 0.017
①T℃时,该反应的平衡常数为 (保留两位有效数字)。
②在10min时,若只改变某一条件使平衡发生移动,20min时重新达到平衡,则改变的条件是 。
(3)存在如下平衡: ,在一定条件下与的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:,,相应的速率与其分压关系如图所示。
①在图中标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点是 。
②一定温度下,用平衡分压代替平衡浓度计算得到的平衡常数叫压强平衡常数,请写出、与平衡常数间的关系是 。
4.(2023上·江苏南京·高三南京师大附中校考期中)空气中含量的控制和资源化利用具有重要意义。
(1)的捕获和转化可减少排放,原理如图所示。反应②的化学方程式为 。
(2)催化加氢是资源化利用的途径之一、
①与在金属催化剂M上的反应机理如图所示。补全方框中相应的中间产物 。
②甲烷水蒸气催化重整是制取高纯氢的方法之一、反应器中主要存在如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
反应物实际投料比采用,其实际投料比远大于理论值的原因是 。
③一定条件下,由和制备甲醇的过程中含有下列反应:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
恒压下,按照投料,测得各物质以碳元素计的物质的量分数x与时间t的关系如图所示,请解释时间段内CO对应的曲线先增大且在时刻出现最高点的原因: 。
(3)催化电解转化可实现资源化利用。电解制有机物的原理如图所示。
①阴极主要还原产物为和。写出阴极区还原为的电极反应式: 。
②电解一段时间后,阳极区放出的气体成分为 (填化学式)。
5.(2023上·江苏南京·高三南京师大附中校考期中)砷及其化合物有着广泛的用途,但也会严重危害环境安全和人体健康。
(1)雌黄()和雄黄()都是提取砷的主要矿物原料。砷元素有、、等常见价态。
①如图为分子的空间结构模型。已知分子中没有π键,其结构式可表示为 。
②将含砷废渣(主要成分是)制成浆料再通入氧化,转化为和单质硫,是工业提取砷元素的途径之一、写出转化为的化学方程式 ;该反应需要在加压下进行,原因是 。
(2)可转化为用于治疗白血病的亚砷酸()。在水溶液中存在多种微粒形态,各种微粒的物质的量分数与溶液pH关系如图所示。
①的电离常数分别为、、,则a点 。
②工业含废水具有剧毒,常用铁盐处理后排放。其原理是:铁盐混凝剂在溶液中产生胶粒,其表面带有正电荷,可吸附含砷化合物。不同pH条件下铁盐对水中的去除率如图所示。在溶液中,pH越大,铁盐混凝剂去除水中的速率越快,原因是 。
(3)水体中的毒性远高于且更易除去,常用的处理方法是先将废水中的氧化为,再通过一定方法除去。
①可被进一步氧化为。的酸性 的酸性(填“>”或“<”)。
②在的水溶液中,以为沉淀剂,可将转化为沉淀除去,其离子方程式为 。[已知:,]
6.(2023上·广东汕头·高三金山中学校考期中)二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放。涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1) ,该反应一般认为通过反应Ⅱ和反应Ⅲ两步来实现,若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号)。
A. B.
C. D.
(2)不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知的平衡转化率
的平衡产率
其中纵坐标表示平衡转化率的是图 (填“甲”或“乙”),压强由大到小的顺序为 ,图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点是因为该温度下以反应 为主(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(3)一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生上述反应,经10分钟达到平衡,此时的转化率为,且体系中。反应Ⅱ的平衡常数 。
7.(2023上·浙江台州·高三路桥中学校考期中)请回答下列问题:
(1)醋酸是常见的弱酸,在水溶液中存在电离平衡。
①下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是 (填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.加入少量醋酸钠晶体 d.升高温度
②两个密闭装置中各装入0.05g镁条,分别加入2mL盐酸和醋酸。压强随时间变化如图所示。
刚开始时镁条与盐酸的反应速率大于镁条与醋酸的反应速率,原因是 。反应结束后两个容器中压强相等,说明 。
(2)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
化学式 HCN HClO
电离常数
①上述酸中酸性最强的是 。
②25℃时,某HCN的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中 。
③下列反应不能发生的是 (填字母)。
A.
B.
C.
D.
(3)25℃,向1.0L某盐溶液中加入浓氢氧化钠溶液,先出现沉淀,随着氢氧化钠的加入沉淀逐渐溶解得到澄清溶液,假设体积不变;―lgc与pH的关系如图所示,c为或物质的量浓度的值。回答以下问题:
①a曲线表示 (填“”或“”)的―lgc与pH的关系。
②pH=10时,溶液中M元素的存在形式为 。(填化学式)
③的溶度积常数 。
8.(2023上·湖南永州·高三校考阶段练习)400℃时,某密闭容器中有X、Y、Z三种气体,从反应开始到达到平衡时各物质浓度的变化如图甲所示(假定反应向正反应方向进行)。图乙为相应时刻仅改变反应体系中某一条件后正、逆反应速率随时间变化的情况。
(1)反应从开始至平衡时 ;A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为 。
(2)若时改变的条件是降低压强,则Z物质的起始浓度是 ;400℃时该反应的平衡常数为 (用分数表示)。
(3)时改变的条件是 ,若该反应具有自发性,则此时平衡向 (填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
(4)如图所示为气相直接水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中]。
计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数为 。(保留3位小数且带单位);(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
9.(2023上·四川遂宁·高三射洪中学校考期中)I.时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式 HClO
电离平衡常数 Ka1=4×10-7,Ka2=5×10-11
回答下列问题:
(1)一般情况下,当温度升高时, (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)下列能使醋酸溶液中的电离程度增大,而电离平衡常数不变的是___________。
A.升高温度 B.加水稀释
C.加少量的固体 D.加少量氢氧化钠浓溶液
(3)依上表数据写出向NaClO溶液中通少量的离子方程式: 。
(4)pH相同的NaClO和溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是 NaClO(填“”“”或“”,下同),两溶液中:c(Na+) c(ClO-) c(K+) c(CH3COO-)。
II.常温下,用0.2000mol L-1盐酸滴定25mL0.2000mol L-1Na2CO3溶液(溶液均为新配制),其滴定曲线如图所示(忽略溶液混合时体积和温度的变化)。回答下列问题:
(5)往0.2000mol L-1Na2CO3溶液中滴入2~3滴无色酚酞,溶液颜色会由无色变为 ,判断的依据 (用离子方程式表示)。
(6)b点混合溶液中主要的溶质有Na2CO3、NaCl和 (填化学式),此时= 。
(7)c点混合溶液中,c(Na+)、c(CO)、(HCO)、c(OH-)、c(H+)由大到小的顺序为 。
(8)d点混合溶液中,的数值是 。
10.(2023上·江苏连云港·高三连云港高中校考期中)甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变。
(1)甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。在一定的温度和压力条件下,将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知:


则反应的 , 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示。
①高于320℃后,以Ni-为催化剂,转化率略有下降,而以Ni为催化剂,转化率却仍在上升,其原因是 。
②对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是 ,使用的合适温度为 。
(3)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现甲烷化,其工作原理如图所示。
①微生物电解池实现甲烷化的阴极电极反应式为 。
②如果处理有机物[]产生标准状况下56L的甲烷,则理论上导线中通过的电子的物质的量为 。
11.(2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈师大附中校考期中)I.合成氨工业和硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)在合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ △H<0。吸收CO后的铜氨液经过适当处理可再生,恢复其吸收CO的能力,可循环使用。铜氨液再生适宜的生产条件是___________。(填选项)
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
(2)将等物质的量的H2和N2通入绝热恒容密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是___________(填标号,下同)。
A.容器内的压强不再变化
B.相同时间内,断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等
C.容器内气体的浓度c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
D.N2的体积分数不再发生变化
II.接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化,二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。SO2的催化氧化热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=akJ·mol-1。其催化机理分为三步:
第1步:SO2(g)+V2O5(s) SO3(g)+V2O4(s) △H=bkJ·mol-1
第2步:V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g) 2VOSO4(s) △H=ckJ·mol-1
第3步:___________。
(3)第3步热化学方程式 (△H的值用a、b、c的代数式表示)。
(4)T℃时,将3molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生反应。3min时反应达到平衡,此时测得O2还剩余0.1mol。则达平衡时SO2的转化率为 ;从反应开始至达到平衡,用SO3表示反应速率为 。
(5)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为α,用含p和α的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(6)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是___________。
A.温度越高,反应速率越大
B.可根据不同α下的最大速率,选择最佳生产温度
C.α=0.88的曲线代表平衡转化率
D.α越大,反应速率最大值对应温度越低
(7)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如图所示,催化性能最佳的是 (填标号)。
12.(2022上·上海·高三复旦附中校考期末)氯碱工业的产物可用于制取“84”消毒液的主要成份次氯酸钠。
I.常温下,将缓慢通入一定量的水中至饱和,然后向所得饱和氧水中逐滴加入的氢氧化钠溶液,整个过程中变化如图所示,回答下列问题:
(1)在新制氯水中,下列关系正确的是___________(选填编号)。
A. B.
C. D.
(2)③点所示溶液中: (填“”“”或“”,下同);
(3)比较水的电离程度:曲线③点处 曲线②点处。
II.探究发现溶液的消毒效率与温度有关(如图所示),因此浓漂白液稀释时,应保持温度在40℃以下。
(4)试从水解平衡角度和物质变化的相关知识解释40℃前后变化趋势不同的可能原因 。
III.氯碱工厂的烧碱产品常含有碳酸钠、氯化钠,可用“中和滴定氯化钡法”测定其中的含量。
其实验步骤为:称取工业烧碱,配成溶液,取出,先加入溶液(过量),然后滴入酚酞指示剂,再用的盐酸滴定至终点,平均消耗盐酸。(已知:溶解时的)
(5)上述实验步骤中需要用到的全部定量仪器有: 。
(6)计算该样品中的质量分数为 。(用小数表示,保留至小数点后第3位)
(7)某次检测发现,实验值明显高于理论值,原因可能是___________。(选填编号)
A.工业烧碱已发生潮解 B.滴定时往锥形瓶中加水
C.配制的待测液敞口放置时间过长 D.滴定管水洗后未用标准盐酸润洗
13.(2023上·山东青岛·高三山东省莱西市第一中学校联考期中)碳、氮氧化物的再利用一直是当前研究的重要课题。
I.氮的氧化物之间存在三个转化,它们的转化反应以及平衡常数K和温度T的关系如下:



(1)反应②的活化能Ea(正) Ea(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”) 的数值范围为 (填标号)。
A.≤ B. C. D.
II.的再利用:氧化异丁烷()脱氢制备2-甲基丙烯(),其反应为
(2)在催化剂作用下,该反应的反应机理如下:
写出该反应表示的两个基元反应: 、
(3)常压下,异丁烷和在催化剂作用下反应,控制投料比n(异丁烷):分别为8:1、4:1和1:1,异丁烷的平衡转化率随反应温度的变化关系如图。
代表投料比为1:1的曲线为 (填标号)。异丁烷平衡转化率相同时,投料比越高对应的反应温度越 (填“高”或“低”)。
(4)已知某温度时,反应。该温度下,向恒容密闭容器中加入过量和一定量异丁烷,初始和平衡时容器内压强分别为和,氧化异丁烷脱氢反应的平衡常数为 (用含有的代数式表示,初始压强不含的分压)。
14.(2023上·湖北武汉·高三华中师大一附中校考期中)环氧乙烷(,简称EO)是在有机合成中常用的试剂。EO常温下易燃易爆,其爆炸极限为3~100%。近年来,常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备EO。部分涉及反应为:
主反应:
副反应:
(1)已知 ,则EO的燃烧热为 。
(2)在温度为T,压强为的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,需 体系中氮气分压(填“增大”或“减小”)。但在实际生产中并非如此,其可能原因是 。
(3)向温度为T,体积为V的容器中加入投料比为2:3:2.8的乙烯、氧气、氮气。已知平衡后:,(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。忽略其他反应,乙烯的平衡转化率为 ,副反应的平衡常数为 。
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应Ⅰ: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①定能够提高主反应反应速率的措施有 (填标号)。
A.降低温度 B.通入惰性气体
C.增大浓度 D.增大浓度
②加入1,2-二氯乙烷会发生。一定条件下,反应经过一定时间后,EO产率及选择性与1,2-二氯乙烷浓度关系如图。1,2-二氯乙烷能使EO产量先增加后降低的原因是 。
15.(2023上·安徽滁州·高三安徽省滁州中学校考期中)研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)俗称“笑气”,曾用作麻醉剂。一定温度下在某催化剂(cat)表面分解生成和,与催化剂面积、时间的关系如图所示:
①根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是,其他条件相同时, 。
②在Ⅱ条件下,50min内平均分解速率为 。
③若起始浓度为0.400mol L-1,比较不同起始浓度时的平均分解速率:v(mol L-1) v(mol L-1)。(填“>”“=”或“<”)
(2)在(Ⅲ)铁原子簇表面,反应 的反应机理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
① O(填“>”或“<”)。
②该机理中,速率控制步骤为 ,理由是 。
(3)利用的还原性可以消除氮氧化物的污染,反应原理之一为 kJ mol-1,当该反应转移3mol电子时,应放出热量 kJ;已知该反应的kJ mol-1 K-1,试通过计算说明该反应常温下(298K)能否自发? 。
16.(2022上·北京东城·高三北京市第十一中学校考期中)合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。已知:在一定条件下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1
(1)将N2和H2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,5min后达到化学平衡,测得NH3的浓度为0.2mol/L,这段时间内用N2的浓度变化表示的化学反应速率为 mol/(L·min)。
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示H2物质的量)。
①图象中T2和T1的关系是:T2 T1(填“>,<或=”)。
②其他条件不变时,温度升高氨的平衡含量改变的原因是 (填字母序号)。
a.温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
b.温度升高,浓度商(Q)变大,Q>K,平衡逆向移动
c.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
d.温度升高,K变小,平衡逆向移动
③a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 (填字母)
(3)下图是某压强下,密闭容器中,N2和H2按物质的量浓度分别1mol/L和3mol/L投料进行反应,反应混合物中NH3的物质的量分数随温度的变化曲线。Ⅰ是平衡时的曲线,Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线。
①图中a点,容器内n(N2)∶n(NH3)= 。
②此条件下该反应的化学平衡常数K= 。(用分数表示)
③图中b点,υ正 υ逆(填“>”、“<”或“=”)。
17.(2023上·安徽宣城·高三安徽省郎溪中学校考期中)氯气及其化合物在生产和生活中有广泛应用。化学上,在一定温度和压强下,由最稳定的单质生成纯物质的热效应称为生成热。
信息1:几种碱金属氯化物的生成热如表所示。
碱金属氯化物
生成热 -409 -411 -437 -443
(1)写出表示生成热的热化学力程式: 。
(2)预测的生成热范围为 。
信息2:M和几种含氯阴离子的生成热与氯元素化合价的关系如图所示(生成热可以视为物质的相对能量)。
(3)在含氯阴离子中,最稳定的阴离子是 (填离子符号,下同),最不稳定的阴离子是 。
(4)常温下,b的钠盐溶液的pH (填“>”“<”或“=”),其原因是 (用离子方程式表示)。
(5)氯气与溶液在不同条件下的反应不同。



18.(2023上·湖北武汉·高三华中师大一附中校考期中)根据已有知识,回答下列问题。
(1)浓度均为1mol/L的HCl和()混合溶液中, 。
(2)可向氯水中加入 (填序号)增强漂白性。已知各酸电离平衡常数如表
①NaHS ②NaOH ③石灰乳 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
酸 HClO
(3)将足量固体置于真空恒容容器中,发生反应。反应达平衡时体系总压为40kPa。保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量,再加入足量,欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于2kPa,的初始压强应大于 kPa。
(4)将常温下HCl溶液加热(不考虑HCl挥发),pH (填“升高”“降低”或“不变”),若改成加热NaOH溶液,pH (填“升高”“降低”或“不变”)。
(5)95℃下,,若100体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液,则a+b (填“>”“<”或“=”)14。
(6)常温下,将的溶液与的溶液等体积混合,二者恰好完全反应,则醋酸的电离常数为 (用含a、b式子表示)。常温下,溶液和溶液混合,恰好完全沉淀,溶液,则 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) 不是 -1411kJ·mol < 反应温度太低,反应速率太慢,乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小;反应温度太高,副反应增多,容易产生积碳。
(2) 较高的温度、较低的压强和使用对反应ⅰ选择性更高的催化剂(任答2点) 能 0.08a
【详解】(1)①活化能越大,反应速率越小,由图可知,基元反应a活化能最大,反应速率最慢,是反应的决速步骤,即基元反应b不是决速步骤。由图知,乙烷裂解制乙烯的热化学方程式为。根据盖斯定律,,。
②恒温恒压下,通入amol和的混合气体,相对于通入amol,相当于减小了的分压,平衡向着气体体积增大的方向移动,即平衡右移,的转化率增大。达到平衡时,的转化率:甲<乙。
③越大,平衡常数越大,反应进行得越完全,越大,温度越低。由图中曲线知,反应温度太低,反应速率太慢,乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小,乙烷转化率太低;反应温度太高,副反应增多,容易产生积碳。
(2)①控制反应i正向移动,反应ii、iii逆向移动,可有效提高乙烯的产率,可使用的措施有:反应i是吸热反应,反应ii、iii是放热反应,因此较高的温度可提高乙烯产率;反应i反应后气体体积增大,而反应ii、iii反应后气体体积减小,因此较低的压强可提高乙烯的产率;使用对反应ⅰ选择性更高的催化剂也能提高乙烯的产率。
②混合气体总质量不变,反应过程中n(总)在变化,根据,当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化,反应达平衡状态。由图可知,715K、平衡时,设平衡时,则,,则由碘原子守恒可知,,由碳原子守恒得 ①,混合气体总物质的量为,的物质的量分数为4%,得 ②,由①②得mol,mol。故平衡时,混合气体总物质的量为1.25mol,总压强为MPa,反应ⅰ的压强平衡常数为:

2.(1) -90.17kJ/mol 低温自发
(2) 温度高于T1时,甲醇的选择性随温度的升高而减小,则说明温度T1时反应达到平衡,升高温度甲醇选择性降低,说明反应①逆向移动,正反应放热 实际工业生产中压强过高,成本太高,但反应①为气体体积减小的反应,所以压强不能过低,否则影响甲醇的选择性 1.7
(3)2CO2+2e-=C2O
【详解】(1)由盖斯定律可得,ΔH3=ΔH2-ΔH1= -90.17kJ/mol;反应③焓变ΔH<0、,所以低温自发;
(2)由于该反应是放热反应,所以正反应活化能小于逆反应活化能;
①温度低于T1时,甲醇选择性随温度升高而增大,高于T1时,甲醇的选择性随温度的升高而减小,则说明温度T1时反应达到平衡,升高温度甲醇选择性降低,说明反应①逆向移动,正反应放热;
②由于生成甲醇的反应是气体体积减小的反应,所以压强过低不利于生成甲醇且反应速率慢,虽压强过高有利于生成甲醇,但对设备抗压能力要求高,即在实际工业生产中压强过高,成本太高,但反应①为气体体积减小的反应,所以压强不能过低,否则影响甲醇的选择性;
③设起始加入二氧化碳和氢气的物质的量分别为1mol和3mol,又a点达到平衡且二氧化碳转化率为50%、甲醇的选择性80%,所以消耗的二氧化碳物质的量为0.5mol,即生成的甲醇和一氧化碳的物质的量之和为0.5mol,结合甲醇的选择性计算公式可算出生成的甲醇物质的量为0.50.8mol=0.4mol,则生成一氧化碳物质的量为0.1mol,即平衡时甲醇物质的量为0.4mol,水的物质的量为0.5 mol,一氧化碳物质的量为0.1 mol,氢气物质的量为1.7 mol,二氧化碳物质的量为0.5 mol,所以氢气分压为,一氧化碳分压为,水的分压为,二氧化碳分压为,所以反应②的平衡常数为;
(3)由题干电池装置图可知,Al为负极,电极反应为:Al-3e-=Al3+,多孔碳电极为正极,O2为催化剂,电极反应为:2CO2+2e-=。
3.(1) 2NO(g)=N2O2(g) △H=-(E3-E4) kJ/mol Ⅱ
(2) 0.56 分离出二氧化碳物质(减小CO2的浓度)
(3) B、D 2k2·Kp
【详解】(1)①根据能量关系图,反应Ⅰ为放热反应,热化学方程式为:;
②反应活化能越大,反应速率越慢,化学反应速率由最慢的一步决定,所以决定反应速率的是反应Ⅱ。
(2)①T℃时,反应10min达到化学平衡,该反应的平衡常数为;
②根据20min时的数据计算平衡常数,说明温度没有发生变化,根据表中数值可知,NO、的浓度减小,的浓度增大,说明改变条件是分离出二氧化碳物质(减小的浓度)。
(3)①满足平衡条件即为平衡点,根据图像,B、D所对应的速率满足,所以B、D为平衡点;
②由题意可得,,反应达到平衡时,即,所以,则。
4.(1)
(2) 或 提高的转化率;促进CO转化为,提高产率;减少积碳的生成 开始时大,Ⅲ中CO生成速率较快(大于Ⅱ中CO消耗速率),CO的量增多
(3) 、
【详解】(1)反应②的反应物是和,在催化剂的作用下生成、和,故反应方程式为;
(2)①根据图可知,和发生加成反应,然后得到的物质能够分解生成和,故空格处的物质为或;
②实际投料比远大于理论值的原因为:增大水的物质的量,平衡正向移动,提高的转化率,和反应生成和,促进CO转化为,提高产率,生成C的几率减小,减少积碳的生成;
③开始时大,Ⅲ中CO生成速率较快(大于Ⅱ中CO消耗速率),CO的量增多,随着反应的进行,减小,增大,Ⅲ中CO生成速率减小,Ⅱ中CO消耗速率增大,两者速率相等;
(3)①阴极区得电子和反应生成、和,电极反应式为;
②电解时,阳极上的失去电子生成和,和反应生成和,所以电解一段时间后,阳极区放出的气体成分为和。
5.(1) 增大反应物的浓度,加快的转化速率
(2) 10.65 增大,更多的转变为(或中的物质的量分数增大),带负电荷的更易被带正电荷的胶粒吸附除去;增大,胶粒的量增多,吸附效果增强
(3) <
【详解】(1)①分子中As形成3个共价键、S形成2个共价键,已知分子中没有π键,则其结构式可表示为;
②将含砷废渣(主要成分是)制成浆料再通入氧化,转化为和单质硫,反应在氧气为氧化剂,氧元素化合价由0变为-2,As化合价由+3变为+5、硫化合价由-2变为0,结合电子守恒可知,转化为的化学方程式;该反应需要在加压下进行,原因是增大反应物的浓度,加快的转化速率;
(2)①
由图可知,a点,则,,10.65;
②由图可知,溶液之间时,pH越大,增大,更多的转变为(或中的物质的量分数增大),带负电荷的更易被带正电荷的胶粒吸附除去,吸附效果增强,使得铁盐混凝剂去除水中的速率越快;
(3)①含氧酸中非羟基氧的数目越多,则酸性越强,故的酸性小于的酸性;
②在的水溶液中,可将转化为沉淀除去,促使电离出氢离子,可知同时生成氢离子,其离子方程式为。
6.(1) B
(2) 乙 Ⅱ
(3)0.8
【详解】(1)根据盖斯定律分析可知:=;由于总反应是放热反应,符合条件的为B和C,反应Ⅱ为慢反应,活化能高,则选B。理由是:B中反应Ⅱ活化能高,且总反应为放热反应。
(2)开始的时候主要进行反应I,随着温度的升高,平衡逆向移动,CO2的平衡转化率降低,但到了后期主要进行反应III,随着温度的升高,平衡正向移,CO2的平衡转化率升高,故乙图表示CO2平衡转化率;对反应I,压强增大,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大,即P1>P2>P3;当图乙中温度到了T1时,主要进行反应II,此时反应前后系数和不变,压强的变化不会引起平衡的移动,故三条曲线几乎交于一点。
(3)一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生上述反应,经10分钟达到平衡,此时的转化率为,可先对反应Ⅱ列三段式分析:;由于体系中,故对反应Ⅲ:,因此平衡时。
7.(1) bd 盐酸完全电离而醋酸部分电离,前者的大 盐酸与醋酸中最终电离出的的物质的量相等,产生的氢气的物质的量相等
(2) CD
(3)
【详解】(1)①a滴加少量浓盐酸,氢离子浓度增大,抑制电离,其电离程度减小,a不选;
b.加水稀释,根据越稀越电离,电离程度增大,b选;
c.加入少量醋酸钠晶体增大醋酸根离子的浓度,抑制电离,其电离程度减小,c不选;
d.醋酸的电离是吸热过程,升高温度促进其电离,电离程度增大,d 选;
故选:b、d;
②刚开始时镁条与盐酸的反应速率大于镁条与醋酸的反应速率,原因是盐酸完全电离而醋酸部分电离,前者的大,反应结束后两个容器中压强相等,说明盐酸与醋酸中最终电离出的的物质的量相等,产生的氢气的物质的量相等;
(2)①电离平衡常数越大说明酸的酸性越强,因此上述酸性最强的是;
②根据 x=,故;
③A.由电离平衡常数可知酸性>,能发生;
B.酸性 > HCN,能发生;
C.酸性> HCN,不能发生;
D.酸性 > >HClO 反应应为,故不能发生的
选CD;
(3)①由题知,先后发生反应: ,随着pH增大, 增大,则减小, 增大,即 -lg增大,-lg减小,因此曲线a代表-lg与pH的关系,曲线b代表-lg与 pH的关系;
②根据图像pH=10.0时、均极小,则体系中元素 M主要以(s)存在;
③pH=7.0时-lg=3.0,则的。
8.(1) C、B、A
(2) 0.2mol/L
(3) 升高温度 逆反应方向
(4)
【详解】(1)由图可知,X的浓度变化为0.9mol/L,故反应速率为:;Y的物质的量浓度一直在增加,Y为产物,C点浓度最大,其次是B,A点浓度最小,故A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为:C、B、A;
(2)降低压强后,正逆反应速率均减小且相等,故反应前后气体分子数不变,达平衡时X的浓度减少0.9mol/L,Y的浓度增加0.6mol/L,故Z的浓度增加0.3mol/L,故Z为产物,由图可知,起始浓度为0.2mol/L;该反应的化学方程式为:,400℃时反应的平衡常数为:;
(3)t4s时正逆反应速率均增大且不相等,改变条件是升高温度或增大压强,但反应前后气体分子数不变,改变压强平衡不移动,故改变条件为升高温度;反应前后气体分子数不变,即熵变为0,若此时反应具有自发性,则,升高温度,反应向逆反应方向移动;
(4)由图可知,乙烯的平衡转化率为20%,设乙烯与水蒸气的起始物质的量均为amol,则可列出三段式:,平衡时各物质的分压为:,,。
9.(1)增大
(2)BD
(3)ClO-+CO2+H2O= HClO+
(4) =
(5) 红色 + H2O+ OH-
(6) NaHCO3 2
(7)c(Na+)>()>c()>c(OH-)>c(H+)
(8)0.025
【详解】(1)一般情况下,弱电解质电离是吸热反应,当温度升高时,平衡正向移动,Ka增大;
(2)A.醋酸溶液中存在电离平衡,CH3COOH H++CH3COO-,升高温度,平衡右移,电离程度增大,但电离平衡常数改变,故A错误;
B.加水稀释、加入氢氧化钠都会使平衡右移,电离程度增大,温度不变则电离平衡常数不变,故B正确;
C.加入CH3COONa固体,则会使平衡左移,电离程度减小,故C错误;
D.温度不变则电离平衡常数不变,故D正确;
故答案为:BD;
(3)因为碳酸的第一步电离平衡常数大于次氯酸的,则酸性:H2CO3>HClO>,所以向NaClO溶液中通少量CO2的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+;
(4)酸的电离平衡常数越大,其对应的酸根离子水解程度越小,则pH相同的钠盐或钾盐,弱离子水解程度越大其盐溶液浓度越小,电离平衡常数:CH3COOH>HClO,水解程度:NaClO>CH3COOK,所以溶液浓度:c(CH3COOK)>c(NaClO);[c(Na+)-c(ClO-)]=c(OH-)-c(H+)、[c(K+)-c(CH3COO-)]=c(OH-)-c(H+),两种溶液的pH相等,则两种溶液中c(H+)、c(OH-)分别相等,则[c(Na+)-c(ClO-)]=[c(K+)-c(CH3COO-)]=c(OH-)-c(H+),故答案为:>;=;
(5)Na2CO3是强碱弱酸盐,其中的能发生水解,+H2O +OH-水解使溶液呈碱性,滴入酚酞溶液显红色,故答案为:红色;+H2O +OH-;
(6)Na2CO3和盐酸等浓度反应,b点时按照Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,Na2CO3消耗一半,则溶液中溶质有Na2CO3、NaCl和NaHCO3,三种溶质物质的量相等,依据物料守恒,c(Na+)=2[c()+c()+c(H2CO3)]=4c(Cl-),则,故答案为:NaHCO3;2;
(7)c点表示25mL0.2000mol L-1Na2CO3溶液中加入20mL等浓度的盐酸,碳酸钠有剩余,Na2CO3、NaCl和NaHCO3物质的量之比为1:4:4,则溶液中各离子浓度由大到小的关系为c(Na+)>c(Cl-)>c()>()>c(OH-)>c(H+),去掉氯离子,为c(Na+)>c()>()>c(OH-)>c(H+),故答案为:c(Na+)>()>c()>c(OH-)>c(H+);
(8)d点溶液刚好消耗25mL的盐酸,溶液中溶质是NaCl和NaHCO3等物质的量混合,此时pH等于8,c(H+)=10-8mol L-1,,故答案为:0.025。
10.(1) -165 <
(2) 320℃时,以Ni-为催化剂时,反应已经达到平衡,升高温度平衡左移;以Ni为催化剂时,甲烷化反应速率较慢,升高温度反应速率加快,反应相同时转化率增大 Ni- 320℃
(3) 20mol
【详解】(1)已知① ΔH=206kJ mol-1;②ΔH=-41kJ mol-1,由盖斯定律-(①+②)可得 ΔH=-(206kJ mol-1-41kJ mol-1)=-165kJ/mol,反应正向气体分子数减小,ΔS<0;
(2)①由左图可知,低温时Ni-CeO2的催化效率高,但该反应是放热反应,320℃后升高温度,平衡逆向移动,CO2转化率下降;而低温时Ni的催化效率低,催化活性弱,催化效率低,升高温度时Ni的活性增强,反应速率加快,即320℃时,以Ni-CeO2为催化剂,CO2甲烷化反应已达平衡,升高温度平衡左移;以Ni为催化剂,CO2甲烷化反应速率较慢,升高温度反应速率加快,反应相同时间时CO2转化率增加;
②由图可知,低温时Ni-CeO2的催化效率高,并且Ni-CeO2作催化剂时甲烷选择性高,故工业上应选择的催化剂是Ni-CeO2,320℃时,Ni-CeO2的催化效率最高,则合适的温度是320℃;
(3)①甲烷通入极为阴极,得电子转化为CH4,电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O;
②标准状况下56m3的甲烷的物质的量为=2.5mol,CO2在阴极发生得电子的还原反应生成CH4,电极反应式为CO2+8H++8e-═CH4+2H2O,电路中转移电子的物质的量为2.5mol×8=20mol。
11.(1)B
(2)A
(3)4VOSO4(s) +O2(g) 2V2O5(s) +4SO3(g) △H=(3a-2b-2c)kJ·mol-1
(4) 60% 0.3mol·L-1·min-1
(5)
(6)BD
(7)d
【详解】(1)根据题给可逆反应可知,利用铜氨液吸收CO适宜的生产条件是高温、低压,平衡正向移动,故答案为:B;
(2)A.随反应进行气体的物质的量减少,压强降低,容器内压强不再发生变化,说明到达平衡,故A符合;
B.相同时间内,断开H H键的数目和生成N H键的数目相等,表示的都是正反应,且不满足计量数关系,无法判断是否达到平衡状态,故B不符合;
C.容器内气体的浓度c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2,无法判断各组分的浓度是否不再变化,则无法判断平衡状态,故C不符合;
D.氮气的体积分数始终是,则N2的体积分数不再发生变化,不能说明该反应达到平衡状态,故D不符合;
故答案为:A;
(3)SO2的催化氧化热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=akJ·mol-1,其催化机理分为三步:第1步:SO2(g)+V2O5(s) SO3(g)+V2O4(s) △H=bkJ·mol-1,第2步:V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g) 2VOSO4(s) △H=ckJ·mol-1
,总反应×3-第1步×3-第2步×2得到第3步反应的热化学方程式:4VOSO4(s) +O2(g) 2V2O5(s) +4SO3(g) △H=(3a-2b-2c)kJ·mol-1;
(4)T℃时,将3molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生反应,3min时反应达到平衡,此时测得O2还剩余0.1mol,三段式列式:
则达平衡时SO2的转化率==60%,从反应开始至达到平衡,用SO3表示反应速率==0.3mol/(L min);
(5)利用分压代替浓度计算平衡常数,反应的平衡常数Kp===,设SO2初始量为m mol,则平衡时n(SO3)=m α,n(SO2)=m-m α=m(1-α),Kp==;
(6)A.根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,故A错误;
B.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,故可以根据不同α下的最大速率,选择最佳生产温度,故B正确;
C.从图中所给出的速率曲线可以看出,相同温度下,转化率越低反应速率越快,但在转化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出,无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率,故C错误;
D.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗,故D正确;
故答案为:BD;
(7)为了提高催化剂的综合性能,科学家对催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好,产率最佳。
12.(1)BC
(2)=
(3)大于
(4)NaClO溶液中存在水解平衡:ClO-+H2O HClO+OH-,水解吸热,升高温度会促进平衡向右移动,次氯酸的浓度增大,消毒效率升高;若继续升高温度,生成的HClO会分解:2HClO2HCl+O2↑,HClO的浓度减小,消毒效率降低
(5)电子天平、250mL容量瓶、碱式滴定管、酸式滴定管
(6)0.844
(7)D
【详解】(1)新制氯水中存在H+、Cl-、HClO、OH-、Cl2,
A.溶液中存在电荷守恒:,故A错误;
B.溶液中存在电荷守恒:,故B正确;
C.由方程式Cl2+H2OH++Cl-+HClO,2HClO2H++2Cl-+O2,可知,故C正确;
D.新制氯水呈酸性,则溶液中,故D错误;
故选BC。
(2)③处溶液呈中性,,根据电荷守恒得:,,根据物料守恒得,则。
(3)若氯水与氢氧化钠溶液恰好完全反应,溶液呈碱性,此时水的电离程度最大,而③处溶液呈中性,说明氢氧化钠不足,次氯酸和盐酸会抑制水的电离,②处氢离子浓度更大,对水电离的抑制程度大于③,比较水的电离程度:则曲线③点处大于线②点处。
(4)NaClO溶液中存在水解平衡:ClO-+H2O HClO+OH-,水解吸热,升高温度会促进平衡向右移动,次氯酸的浓度增大,消毒效率升高;若继续升高温度,生成的HClO会分解:2HClO2HCl+O2↑,HClO的浓度减小,消毒效率降低。
(5)实验中需要用到的全部定量仪器有:电子天平、250mL容量瓶、碱式滴定管、酸式滴定管。
(6)该样品中NaOH的质量分数为=0.844。
(7)A.工业烧碱已发生潮解,则样品中含有水,实验值低于理论值,故A不选;
B.滴定时往锥形瓶中加水对实验结果没有影响,故B不选;
C.配制的待测液敞口放置时间过长,NaOH的量偏小,实验值低于理论值,故C不选;
D.滴定管水洗后未用标准盐酸润洗,则盐酸的浓度偏小,消耗盐酸的体积偏大,故测定结果偏高,故D选;
故选D。
13.(1) 小于 D
(2) C4H10+3Fe2O3=2Fe3O4+C4H8+H2O 2Fe3O4+CO2=3Fe2O3+CO
(3) a 高
(4)
【详解】(1),随温度升高,K2减小,正反应放热,反应②的活化能Ea(正)小于Ea(逆);
,随温度升高,K1减小,所以反应①正反应放热,△H1<0;,随温度升高,K3减小,所以反应③正反应放热,△H3<0;
根据盖斯定律,2×②-③得反应①,即2△H2-△H3=△H1<0,2△H2-△H3<0,由于△H3<0,所以
,故选D。
(2)根据图示,基元反应Ⅰ为,C4H10+3Fe2O3=2Fe3O4+C4H8+H2O;基元反应Ⅱ为2Fe3O4+CO2=3Fe2O3+CO;
(3)其它条件相同, 减小异丁烷的投料,异丁烷转化率增大,所以代表投料比为1:1的曲线为a。异丁烷平衡转化率相同时,投料比越高对应的反应温度越高。
(4)该温度下,向恒容密闭容器中加入过量和一定量异丁烷,初始和平衡时容器内压强分别为和,则平衡时C4H8、H2O、CO的分压都是 ,CO2得分压为,C4H10的分压为 ,氧化异丁烷脱氢反应的平衡常数为。
14.(1)1222kJ/mol
(2) 减小 防止环氧乙烷浓度高而爆炸
(3) 60%
(4) D 浓度低时抑制副反应增加主反应选择性,浓度较高时则会使催化剂失活降低催化效果
【详解】(1)EO的燃烧反应方程为,根据盖斯定律该反应的反应热为,EO的燃烧为;
(2)在恒压体系中,减小氮气分压,相当于给反应体系增压,乙烯转化的正反应气体分子数减小,故增压平衡正向进行,乙烯平衡转化率增大,故应减小体系中氮气分压;但在实际生产中并非如此,其可能原因是,已知EO常温下易燃易爆,其爆炸极限为3~100%,需加入氮气稀释气体,防止环氧乙烷浓度高而爆炸;
(3)设起始时,乙烯、氧气、氮气分别为2mol、3mol、2.8mol,氮气不参与反应,设乙烯在主反应中的的平衡转化量为,在副反应中的平衡转化量为,列出三段式,,,根据题目, ,则,,则,,,则平衡时的物质的量,氧气的物质的量,二氧化碳的物质的量,水的物质的量为0.8mol,乙烯的平衡转化率,副反应的平衡常数为;
(4)A.降低温度,活化分子百分数增加,反应速率减慢,A不符合题意;B.通入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,不影响反应速率,B不符合题意;C.反应Ⅱ、Ⅲ是快反应,不能决定该反应的总速率,故增大浓度,反应速率不会明显增大,C不符合题意;D.反应Ⅰ是慢反应,决定反应速率,增大浓度,加快主反应速率,D符合题意;故选CD;加入少量1,2-二氯乙烷会消耗,减少与乙烯的副反应,即减少反应Ⅲ发生,但1,2-二氯乙烷过量,会使催化剂转化为氯化银,使不能再生,催化循环受阻,降低EO产量,故1,2-二氯乙烷能使EO产量先增加后降低的原因是,1,2-二氯乙烷浓度低时抑制副反应增加主反应选择性,1,2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂失活降低催化效果。
15.(1) 催化剂表面积越大,反应速率越快 mol L-1 min-1 =
(2) > ⅱ 氮氮三键键能大,使其断裂需要的能量最大
(3) 453 常温下反应(-1812kJ/mol)-298K×(-0.5kJ mol-1·K-1),反应能自发进行
【详解】(1)①由图可知,I催化剂(cat)表面小于II,I的反应速率小于II,根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是,其他条件相同时,催化剂表面积越大,反应速率越快;
②在Ⅱ条件下,50min内平均分解速率为=mol L-1 min-1;
③若起始浓度为0.400mol L-1和0.200mol L-1时,完全反应的时间前者是后者的两倍,则的平均分解速率:v(mol L-1)= v(mol L-1)。
(2)①为化学键断裂过程,断键吸热,>0;
②步骤ⅱ涉及氮氮三键断裂,该步反应的活化能最大,反应速率最慢,所以速率控制步骤为ⅱ。
(3) kJ mol-1,转移12mol电子,释放1812kJ的热量,故转移3mol电子,释放453kJ的热量。该反应的,故该反应在常温下能白发进行。
16.(1)0.02
(2) ①< d c
(3) 1:4 >
【详解】(1)将N2和H2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,5min后达到化学平衡,测得NH3的浓度为0.2mol/L,这段时间内用N2的浓度变化表示的化学反应速率为;
(2)该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡时氨气百分数降低,由图可知,起始氢气的物质的量相同时,平衡时氨气的百分数较低,故;其他条件不变时,温度升高氨的平衡含量改变的原因:
a.温度升高,正、逆反应速率均增大,a错误;
b.温度升高,浓度商(Q)不变,但K变小,Q>K,平衡逆向移动,b错误;
c.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快,但没有解释氨的平衡含量减小的原因,c错误;
d.温度升高,K变小,平衡逆向移动,d正确;
故选d;
该反应为放热反应,可以通过降低温度使平衡正向移动,提高氮气转化率,且,所以,时氮气的转化率较高,增大起始物氢气的物质的量,也可以使平衡正向移动,提高氮气转化率,故a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是c;
(3)设容器体积为1L,该反应氮气转化量为xmol,列出三段式,,a点氨气的物质的量为50%,,,容器内n(N2)∶n(NH3)=;平衡时,,,此条件下该反应的化学平衡常数;图中b点,氨气的物质的量分数为25%,未达到平衡时的50%,反应正向进行,。
17.(1)
(2)-443kJ/mol~-437 kJ/mol
(3)
(4) >
(5)-117
【详解】(1)由表格数据可知NaCl(s)的生成热为-411kJ/mol,所以NaCl(s)生成热的热化学力程式为 。
(2)根据表格递变规律可知,氯化铷的生成热介于氯化钾、氯化铯之间,即-443kJ/mol~-437 kJ/mol。
(3)生成热可以视为物质的相对能量,相对能量越低,越稳定,由图可知,阴离子中的生成热最低,的生成热最高,所以最稳定的阴离子是,最不稳定的阴离子是。
(4)b的钠盐是次氯酸钠,次氯酸钠是弱酸强碱盐,次氯酸根水解呈碱性,pH>7,水解的离子方程式为:。
(5)根据盖斯定律,②-①×3得:,,由于生成热可以视为物质的相对能量,结合图中生成热的信息,可知反应的焓变。
18.(1)1.8×10-5mol/L
(2)⑥⑧
(3)98
(4) 不变 降低
(5)<
(6) 1014-a-2b 1:4
【详解】(1)HCI抑制CH3COOH的电离,则浓度均为1mol/L的HCl和CH3COOH混合溶液中c(CH3COOH)≈c(H+)=1mol/L,此时电离平衡常数;
故答案为:1.8×10-5mol/L;
(2)①NaHS具有强还原性,加入NaHS时HS-与HClO或Cl2反应,c(HClO)减小,漂白性减弱,故①错误;
②NaOH能与HCI、HCIO、Cl2反应,加入NaOH时c(HClO)减小,漂白性减弱,故②错误;
③石灰乳能与HCl、HClO、Cl2反应,加入石灰乳时c(HClO)减小,漂白性减弱,故③错误;
④Na2CO3能与HCl、HClO、Cl2反应,加入Na2CO3时c(HClO)减小,漂白性减弱,故④错误;
⑤Na2S具有强还原性,加入Na2S时S2-与HClO或Cl2反应,c(HClO)减小,漂白性减弱,故⑤错误;
⑥CH3COONa能与HCl反应,不能与HClO、Cl2反应,加入CH3COONa时c(HClO)增大,漂白性增强,故⑥正确;
⑦Na2SO3具有强还原性,加入Na2SO3时与HClO或Cl2反应,c(HClO)减小,漂白性减弱,故⑦错误;
⑧NaHCO3能与HCl反应,不能与HClO、Cl2反应,加入NaHCO3时c(HClO)增大,漂白性增强,故⑧正确;
⑨NaHSO3具有强还原性,加入NaHSO3时与HClO或Cl2反应,c(HClO)减小,漂白性减弱,故⑨错误;
故答案为:⑥⑧;
(3)反应的平衡常数,,设体系中CO2的初始压强为xkPa,则,,,x=98,若使平衡时体系中水蒸气的分压小于2kPa,CO2的初始压强大于98kPa;
故答案为:98;
(4)HCl是强电解质,将常温下HCl溶液加热时溶液中c(H+)不变,pH不变;NaOH是强电解质,加热NaOH溶液时c(OH-)不变,但促进水的电离,Kw增大,,pH降低;
故答案为:不变;降低;
(5)pH1=a的某强酸溶液中c(H+)=10-amol/L,pH2=b的某强碱溶液c(OH-)=10b-12mol/L,混合后溶液pH=6,即混合溶液中c(H+)=10-6mol/L,则100×10-a-10b-12=101×10-6,解得a + b< 14
故答案为:<;
(6)将pH=a的Ba(OH)2溶液与pH=b的CH3COOH溶液等体积混合,二者恰好完全反应,则起始c(CH3COOH)=c(OH-)=10a-14mol/L,溶液中c(CHCOO-)≈c(H+)=10-bmol/L,c(CH3COOH)=10a-14mol/L-10-bmol/L≈10a-14mol/L,醋酸电离平衡常数,常温下pH=12Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.01mol/L、c(Ba2+)=0.005mol/L,cmol/LNaHSO4溶液中,二者混合时Ba2+恰好完全沉淀,溶液pH=11,则n(Ba2+)=,即,,解得
故答案为:1014-a-2b;1:4。
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