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1、2023 届高考化学备考一轮训练化学反应原理综合题 1(2022内蒙古赤峰高三期末)铁及其化合物在生产和生活中具有广泛的用途。请回答下列问题。(1)铁制品暴露在潮湿空气中容易发生腐蚀,通过图甲所示装置可验证铁钉是否发生电化学腐蚀,正极反应式是_。(2)利用图乙装置可模拟工业生产高铁酸盐,阳极反应为_,阴极区的溶液pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。利用高铁酸盐可制作新型可充电电池,该电池的总反应为放电24223充电3Zn+2KFeO+8HO3Zn(OH)+2Fe(OH)+4KOH,充电时阳极反应为_,放电时每转移0.6mol电子,正极有_24g K FeO被还原。2(2022内蒙古赤峰高三
2、期末)填写下列空白(1)25时,将-1a mol L的氨水与-10.01mol L的盐酸等体积混合所得溶液中+4c NH=c(Cl),则溶液显_(填“酸”“碱”或“中”)性。(2)3FeCl净水的原理是(用离子方程式表示)_。(3)常温下,某水溶液 M 中存在的离子有:+2-+-NaAHAHOH、,存在的分子有22H OH A、。根据题意回答下列问题:2Na A的水溶液呈_性主要原因是(用离子方程式表示):_,往2Na A溶液中加入上_可抑制其水解(填字母标号)ANaOH固体 B氯化铁固体 C水 D碳酸钠固体 已知-10Ksp(BaA)=1.8 10,往-1220mL 1mol L Na A溶
3、液中加入-1210mL 1 mol L BaCl溶液,混合后溶液中的2+Ba浓度为_-1mol L。(忽略2-A的水解)3(2022安徽蚌埠高三期末)合成氨工业为解决世界的粮食问题做出了重要贡献。工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)催化剂高温高压2NH3(g)H=-92kJmol-1 试卷第 2 页,共 19 页(1)合成氨的反应过程与能量变化如图所示,未使用催化剂时,合成氨反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的正向反应的活化能为 508kJmol-1,则该反应的逆向反应的活化能为_kJmol-1。加入催化剂后,合成氨反应的速率由_决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”)。(
4、2)在一定温度下的恒容密闭容器中进行可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),该反应达到平衡的标志_。(填标号)Av(H2)正=3v(N2)逆 B容器内的气体总质量不再随时间而变化 C气体的平均相对分子质量不再变化 D混合气体的密度不再随时间变化 E.1molNN 键断裂的同时,有 6molN-H 键生成(3)向不同温度下的恒容容器中,均加入 1molN2和 3molH2组成的混合气体,经过相同时间测得 NH3的体积分数(NH3)与温度关系如图所示。随着温度升高,NH3的体积分数(NH3)先增大后减小的原因是_。T0时,初始气体总压强为 40MPa,10min 时反应达到平衡状态,气体
5、压强减小了 2MPa,则从反应开始到 10min 时,以 N2表示的平均反应速率=_(MPamin-1),H2的转化率为_,T0时平衡常数Kp=_MPa-2(列出计算式即可)(Kp为以分压表示的平衡常数)。4(2022湖北襄阳高三期末)丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径,其热化学方程式为:38362C H(g)C H(g)H(g)1=akJ molH。请回答下列相关问题。(1)相关物质的相对能量如下表所示:物质 丙烷 氢气 相对能量(kJ/mol)b 0 则丙烯的相对能量为_ kJmol1。(2)一定温度下,向 2L 的密闭容器中充入 2mol 38C H发生脱氢反应,经过 10min 达到平衡
6、状态,测得平衡时气体压强是开始的 1.6 倍。010min 内氢气的生成速率2(H)=_,38C H的平衡转化率为_。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_(填字母)。A混合气体的密度保持不变 B38C H的消耗速率与36C H的消耗速率相等 C混合气体的平均分子量保持不变 D36C H与2H的物质的量之比保持不变(3)脱氢反应分别在压强为1p和2p时发生,丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示。同时提高反应速率和反应物的平衡转化率,可采取的措施是_,理由是_。压强:1p_2p(填“”或“”)。若2=0.2MPap,起始时充入丙烷发生反应,则 Q 点对应温度下,反应的平衡常数p=K_(
7、用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始 n(氩气)/n(丙烷)越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是_。5(2022湖南高三期末)2022 年 6 月 17 日,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号 F 摇十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射。该运载火箭推进物分为偏二甲基肼(282C H N),四氧化二氮和液氢、液氧两种。(1)氨热分解法制氢气,相关化学键的键能数据如下表所示:化学键 NN H-H N-H 试卷第 4 页,共 19 页 键能-1E kJ mol 946.0 436.0 390.8 由以上数据可求得3222NH(g
8、)N(g)+3H(g)H=_。(2)在298.15K、100kPa条件下,22N(g)H(g)、和3NH(g)的摩尔热容分别为 29.1,28.9 和-1-135.6J molK(已知:摩尔热容是指单位物质的量的某种物质升高单位温度所需的热量)。22N(g)H(g)、合成3NH(g)的能量随温度 T 的变化示意图合理的是_。A B C D(3)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一、反应器中存在如下反应:4221CH(g)+H O(g)=CO(g)+3H(g)H 2222CO(g)+H O(g)CO(g)+H(g)H 2223C(s)+2H O(g)=CO(g)+2H(g)H 424CH(g)
9、=C(s)+2H(g)H 为积炭反应,利用12 H H、和3 H,可计算4 H=_。(4)3.0g液态偏二甲基肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成22N(g)H O(g)、和2CO(g),放出112.5kJ的热量,写出上述反应的热化学方程式_。(5)对282C H N和24N O反应的说法正确的是_(填字母)。A偏二甲肼是比液氢更环保的燃料 B2N即是氧化产物,又是还原产物 C偏二甲基肼的燃烧热为2250kJ/mol D偏二甲肼在四氧化二氮中的燃烧是放热反应(6)如图为甲烷燃料电池 下列有关说法正确的是_(填字母)。A燃料电池将电能转变为化学能 B负极的电极反应式为-2-432CH+10OH-8
10、e=CO+7H O C正极的电极反应式为+-22O+4H+4e=2HO D通入甲烷的电极发生还原反应 当消耗甲烷33.6L(标准状况下)时,假设电池的能量转化效率为 80%,则导线中转移的电子的物质的量为_mol。6(2022陕西渭南高三期末)天然气既是高效洁净的能源,又是重要的化工原料,在生产、生活中应用广泛。(1)天然气燃烧发生反应:4222CHg2OgCOg2H O g点燃,断裂 1mol 化学键吸收的能量如表所示,1mol 4CHg完全燃烧释放的热量是_kJ。化学键 O=O C=O H-O C-H E/(kJ/mol)498 745 460 414 (2)甲烷可用于消除氮氧化物污染:4
11、2222CHg2NOgNgCOg2H O g。常温下,在 2L 恒容密闭容器中加入 3mol 4CHg和 4mol 2NOg,反应中4n CH随时间的变化如图所示。试卷第 6 页,共 19 页 反应进行到_(填“5”或“10”)s 时,达到平衡状态。05s 内,用 2NOg的浓度变化表示该反应的平均速率为_11mol Ls,10s 时,容器中 2COg的浓度是_1mol L。下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是_(填字母)。a.容器内混合气体的密度不再变化 b.22c NO=2c N c.容器内混合气体的总压强不再变化 d.容器内混合气体的总质量不再变化 7(2022江西横峰中学高三期末)我
12、国制定了 2030 年“碳达峰”和 2060 年“碳中和”的目标,该目标任务非常艰巨,因此研究碳和碳氧化物(CO、CO2)的转化有着重要意义。I.工业上 CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物:2232COg3HgCH OH gH O g 1149.5kJ molH 222COgHgCO gH O g 1240.9kJ molH 223COg2HgCH OH g 3 H 回答下列问题:(1)反应的3 H为_。(2)在绝热恒容的密闭容器中,将 CO2和2H按物质的量之比 1:3 投料发生反应,下列不能说明反应已达到平衡的是_(填字母,下同)。A体系的温度保持不变 BCO2和2H的转化率相等 C单
13、位时间体系内减少 3 mol 2H的同时有 1 mol 2H O增加 D合成3CH OH的反应限度达到最大 II.已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如表所示:化学反应 平衡常数 温度/500 800 23CO g2HgCH OH g 1K 2.5 0.15 222COgHgCO gH O g 2K 1.0 2.50 2232COg3HgCH OH gH O g 3K (3)在恒容密闭容器中发生反应,达到平衡后升高温度,下列说法正确的是_。a.平衡正向移动 b.混合气体的平均相对分子质量增大 c.CO2的转化率增大(4)500时测得反应在某时刻下 2Hg、2COg、3CH
14、OH g、2H O g的浓度(1mol L)分别为 0.2、0.1、0.01、0.2,则此时v正_(填“”“”“”或“”、“”、“=”或“”,同)v逆;正反应速率:Bv_ Dv。(4)若 C 点为平衡点且容器总压强为 0.4 MPa,则该条件下,反应的平衡常数pK _MPa(以分压表示的平衡常数为pK,分压=总压物质的量分数)。试卷第 18 页,共 19 页(5)向 A 点对应的反应体系中再充入一定量的正丁烷,达到平衡时,正丁烷的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(6)12:V V _。18(2022江西景德镇一中高三期末)水煤气变换反应是重要的化工过程,我国学者结合实验与计算机模拟
15、结果研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程(如图所示),其中吸附在金催化剂表面的物种用标注。(1)由图可知,水煤气变换的 H_0,该历程中最大能垒 E正=_eV。减弱温室效应的方法之一是将 CO2回收利用,科学家研究利用回收的 CO2制取甲醛,反应的热化学方程式为 CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g)H。请回答下列问题:已知:HCHO(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)H1=-480kJmol-1 相关化学键的键能数据如表所示:化学键 O=O HH OH 键能/(kJmol-1)498 436 464 (2)则 CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g
16、)H=_kJmol-1。(3)一定条件下,将 n(CO2)n(H2)=12 的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应 CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g)。下列说明反应已经达到平衡状态的是_(填选项字母)。a容器内气体密度保持不变 bH2O 的体积分数保持不变 c该反应的平衡常数保持不变 d混合气体的平均相对分子质量不变 下列措施既能提高 H2的转化率又能加快反应速率的是_(填选项字母)。a升高温度 b使用高效催化剂 c缩小容器体积 d扩大容器体积(4)实验室在 2L 密闭容器中进行模拟上述合成 HCHO 的实验。T1时,将体积比为 12 的 CO2和 H2混合气体充入容
17、器中,每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示:时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强/kPa 1.08 0.96 0.88 0.82 0.80 0.80 0.80 已知:v(B)=P(B)t,则反应开始 10min 内,用 H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为_kPamin-1。T1时,反应的平衡常数的代数式 Kp=_(Kp 为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数)。(5)T2时,向体积为 2L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2的混合气体,容器内气体压强为 1.2kPa,反应达到平衡时,HCHO 的分压与起始的22n(H)n(CO)关系如图所示:当2
18、2n(H)n(CO)=2 时,反应达到平衡后,若再向容器中加入 CO2(g)和 H2O(g),使二者分压均增大 0.05kPa,则达到新平衡时,H2的转化率将_(填“增大”“减小”或“不变”)。当22n(H)n(CO)=2.5 时,达到平衡状态后,HCHO 的分压可能是图象中的点_(填“D”“E”或“F”),原因为_。参考答案:1(1)-222H O+O+4e=4OH(2)-2-42Fe-6e+8OH=FeO+4H O 增大 -2-3422Fe(OH)+10OH-6e=2FeO+8H O 39.6g 【分析】当水膜呈中性时,金属铁发生吸氧腐蚀,氧气在正极上得电子的还原反应;铁为阳极发生氧化反应
19、,可以制备新型净水剂高铁酸盐,而阴极是水中的氢离子放电,生成氢气,同时产生氢氧根离子;据电池的总反应可知,充电时,阳极上的氢氧化铁转化成高铁酸钠,根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系,以此来解析;(1)铁钉用氯化钠溶液浸泡,水溶液环境呈中性,钢铁发生吸氧腐蚀,氧气在正极上得电子生成氢氧根,故电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-;(2)根据图中信息可知,铁为阳极发生氧化反应,可以制备新型净水剂高铁酸盐(FeO2-4),电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO2-4+4H2O,而阴极是水中的氢离子放电,生成氢气,同时产生氢氧根离子,所以阴极区溶液的 pH 增大;充电
20、时阳极发生 Fe(OH)3失电子的氧化反应,即反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO2-4+4H2O,放电时正极反应为:FeO2-4+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-,根据反应可知 FeO2-43e-,可得放电时,每转移 0.6mol 电子,正极有被还原 K2FeO4的质量为 0.6mol198g/mol3mol=39.6g;2(1)中(2)3+23Fe+3HOFe(OH)(胶体)+3H(3)碱 2-2A+H OHA+OH AD -105.4 10 【分析】等体积混合生成 Na2A,水解显碱性,离子水解以第一步为主;由 A2-+H2OOH-+HA-根据影响平衡移动的因素,可
21、判断抑制 A2-的水解;由反应式 Ba2+A2-=BaA,沉淀后 A2-过量 0.01mol,根据 BaA 的 Ksp=c(Ba2+)c(A2-),可得 c(Ba2+)=2-Kspc(A)进行计算;(1)所得混合溶液中 c(NH+4)=c(Cl-),根据电荷守恒得 c(OH-)=c(H+),溶液呈中性;(2)FeCl3净水的原理是:Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+;(3)A2-水解,使溶液呈碱性,水解时也遵循逐级水解,所以水解方程式为:A2-+H2OHA-+OH-,HA-+H2OH2A+OH-,A2-水解:A2-+H2OOH-+HA-,A加入 KOH固体,氢氧根离子浓度增大,抑制
22、了 A2-的水解,A 正确;B加入氯化铁固体,铁离子水解溶液呈酸性,促进了 A2-的水解,B 错误;C加入水后 A2-离子浓度减小,A2-的水解程度增大,C 错误;D碳酸钠固体水解显碱性,抑制 A2-的水解,D 正确;故选 AD。由反应 式 Ba2+A2-=BaA,可得:沉淀后 A2-过量 0.01mol,溶液中 c(A2-)=-3300.01Lm10ol=13 mol/L,根据 BaA 的 Ksp=c(Ba2+)c(A2-)可得 c(Ba2+)=2-Kspc(A)=-101.8 1013=5.410-10mol/L;3(1)600 第一步反应(2)AC(3)温度低于 T0时反应未达平衡,温度
23、升高,反应速率加快,NH3的体积分数增大;高于T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应。温度升高平衡常数减小,NH3的体积分数减小 0.1(或110)10%2329 27或230.23.80.92.73.83.8(38)(38)(38)【详解】(1)H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-92kJmol-1,已知正反应的活化能=508kJmol-1,所以逆反应活化能=600 kJmol-1;化学反应的决速步骤为活化能大的一步,根据图象可知,第一步活化能大,决定合成氨反应的速率;(2)A氢气表示正反应速率,氮气表示逆反应速率,且速率之比等于化学计量数之比,所以可判断平衡状态,A 正确;B反应前后均为
24、气体,根据质量守恒定律,体系内物质的总质量一直不变,不能作为判断平衡的标志,B 错误;CmM=n()总,总质量不变,但该反应为气体系数和减小的反应,总物质的量是变量,当总物质的量不变时,平均摩尔质量不再改变,可判断平衡状态,C 正确;Dm=V,质量和体积均不变,所以密度为恒量,一直不变,不能判断平衡状态,D 错误;E1molNN 键断裂表示正反应速率,6molN-H 键生成也为正反应速率,无法判断平衡状态,E 错误;故选 AC。(3)图象为相同时间内,不同的温度对应的氨气的体积分数,已知温度越高化学反应速率越快,单位时间内生成的氨气越多。T0之前,温度较低,反应未达到平衡,温度温度升高,反应速
25、率加快,NH3的体积分数增大;高于 T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应,温度升高平衡常数减小,NH3的体积分数减小;故答案为:温度低于 T0时反应未达平衡,温度升高,反应速率加快,NH3的体积分数增大;高于 T0时反应达平衡,由于该反应是放热反应。温度升高平衡常数减小,NH3的体积分数减小;对于恒温恒容体系,压强之比等于物质的量之比,已知初始压强为 40MPa,氢气与氮气的物质的量之比为 3:1,所以 P(H2)=30MPa,P(N2)=10MPa,设 N2变化量为 xMPa,根据压强 可列出三段式:223N(g)+3H(g)2NH(g)(MPa)100(MPa)32(MPa)10-x30
26、-3023xxxxx起始转化平衡 则有 10-x+30-3x+2x=40-2=38 解得 x=1MPa,2 P1(N)=t10 MPamin-1;20 P3(H)=100%10%P30;Kp=2233322P(NH)(2)P(H)P(N)303)(10)xxx(2329 27。4(1)a+b(2)0.0611mol Lmin 60%BC(3)升高温度 正反应是吸热反应,升高温度提高反应速率且平衡正向移动,平衡转化率增大 0.025MPa 该反应是气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氩气的比例,相当于减压,平衡正向移动,丙烷平衡转化率增大 【解析】(1)根据热化学方程式为:38362C H(g)
27、C H(g)H(g)1=akJ molH,设丙烯的相对能量为 x kJmol1,111=akJ molxkJ molbkJ molH,解得 x=(ab)kJmol1,则丙烯的相对能量为(ab)kJmol1;故答案为:(ab)。(2)一定温度下,向 2L 的密闭容器中充入 2mol 38C H发生脱氢反应,经过 10min 达到平衡状态,383622mol00 xmolxmolxmol(2x)moC H(g)C H(g)lxmolxmo(glH)开始转化平衡,测得平衡时气体压强是开始的 1.6 倍,(2+x)mol=1.62mol,解得 x=1.2mol,则 010min 内氢气的生成速率112
28、1.2mol(H)=0.06mol Lmin2L 10minnVt,38C H的平衡转化率为1.2mol100%60%2mol;故答案为:0.0611mol Lmin;60%。A气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,当混合气体的密度保持不变,则不能作为判断平衡的标志,故 A 不符合题意;B38C H的消耗速率与36C H的消耗速率相等,一个正向反应,一个逆向反应,两个不同方向且速率之比等于计量系数之比,故 B 符合题意;C平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量,气体质量不变,气体物质的量增大,平均摩尔质量减小,当混合气体的平均分子量保持不变,则作为判断平
29、衡标志,故 C 符合题意;D36C H与 2H的物质的量之比始终是 1:1,当36C H与2H的物质的量之比保持不变,但不能作为判断平衡的标志,故 D 不符合题意;综上所述,答案为 BC。(3)通过图分析,升高温度,丙烷的物质的量分数不断减小,要同时提高反应速率和反应物的平衡转化率,可采取的措施是升高温度,理由是正反应是吸热反应,升高温度提高反应速率且平衡正向移动,平衡转化率增大;故答案为:升高温度;正反应是吸热反应,升高温度提高反应速率且平衡正向移动,平衡转化率增大。根据图中信息,恒温时,1p下丙烷的平衡物质的量分数大于2p下丙烷的平衡物质的量分数,加压平衡逆向移动,则压强:1p2p。若2=
30、0.2MPap,起始时充入丙烷发生反应,383622mol00ymolymolymol(2y)moC H(g)C H(g)lymolymo(glH)开始转化平衡,则 Q点对应温度下,(2y)mol100%=50%(2+y)mol,解得2y=mol3,反应的平衡常数p22330.20.28833=0.025430.283molmolMPaMPamolmolKMPamolMPamol;故答案为:;0.025MPa。在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始 n(氩气)/n(丙烷)越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是该反应是气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氩气的比例,相当于减压,平
31、衡正向移动,丙烷平衡转化率增大;故答案为:该反应是气体分子数增加的反应,恒压条件下增大氩气的比例,相当于减压,平衡正向移动,丙烷平衡转化率增大。5(1)-1+90.8kJ mol(2)C(3)123 H+H-H(4)-128224222C H N(1)+2N O(l)=2CO(g)+4H O(g)+3N(g)H=-2250kJ mol(5)BD(6)B 9.6 【解析】(1)反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等,则氨气发生分解反应生成氮气和氢气的焓变为H=(390.8kJ/mol32)(946.0 kJ/mol+436.0 kJ/mol3)=+90.8 kJ/mol,故答案为:
32、+90.8 kJ/mol;(2)合成氨反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,由题给摩尔热容可知,升高温度,反应物的摩尔热容变化量大于生成物的变化量,则图 C 能正确表示合成氨反应的能量随温度 T 的变化,故选 C;(3)由盖斯定律可知,反应+得到反应,则 H4=H1+H2H3,故答案为:H1+H2H3;(4)由 3.0g 液态偏二甲基肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成氮气、水蒸气和二氧化碳放出112.5kJ 的热量可知,反应 H=3.0g6112.5kJ0g/mol=2250kJ/mol,反应的热化学方程式为-128224222C H N(1)+2N O(l)=2CO(g)+4H O(
33、g)+3N(g)H=-2250kJ mol,故答案为:-128224222C H N(1)+2N O(l)=2CO(g)+4H O(g)+3N(g)H=-2250kJ mol;(5)A液态偏二甲基肼与液态四氧化二氮完全反应生成氮气、水蒸气和二氧化碳,氢气在氧气中燃烧生成水,所得产物唯一且无污染,所以液氢是比偏二甲肼更环保的燃料,故 A 错误;B由方程式可知,反应中偏二甲基肼中氮元素的化合价升高被氧化,四氧化二氮中氮元素的化合价降低被还原,则氮气即是反应的氧化产物,又是反应的还原产物,故 B 正确;C偏二甲基肼的燃烧热为 1mol 偏二甲基肼在氧气中燃烧生成稳定化合物所放出的热量,由液态偏二甲基
34、肼与液态四氧化二氮的反应放出的热量无法计算偏二甲基肼的燃烧热,故 C错误;D由(4)可知,液态偏二甲基肼与液态四氧化二氮的反应为放热反应,故 D 正确;故选 BD;(6)A燃料电池是将化学能转变为电能的装置,故 A 错误;B由图可知,通入甲烷的电极为负极,碱性条件下,甲烷做负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为 CH4+10OH8e=CO2-3+7H2O,故 B 正确;C由图可知,通入氧气的电极为正极,在水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为 O2+4e+2H2O=4OH,故 C 错误;D由图可知,通入甲烷的电极为负极,碱性条件下,甲烷做负极失
35、去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,故 D 错误;故选 B;由标准状况下,消耗 33.6L 甲烷时,电池的能量转化效率为 80%可知,导线中转移的电子的物质的量为33.6L22.4L/mol880%=9.6,故答案为:9.6。6(1)678(2)10 0.3 0.9 c 【详解】(1)断键吸收的热量为(1mol4414kJmol12mol498kJmol1)=2652kJ,形成化学键释放的热量为(1mol2745kJmol12mol2460kJmol1)=3330kJ,因此 1mol 甲烷完全燃烧释放的热量为(33302652)kJ=678kJ;故答案为 678;(2)达到平衡,反应速率不再
36、改变,组分的浓度不再变化,根据图象可知,该反应在 10s时达到平衡,故答案为 10;05s 内,甲烷物质的量变化(31.5)mol=1.5mol,则这段时间内,消耗 NO2的物质的量为21.5mol=3mol,根据化学反应速率数学表达式,v(NO2)=3mol2L5s=0.3mol/(Ls);根据图象可知,前 10s 内,消耗甲烷物质的量为 1.8mol,则生成 CO2物质的量为 1.8mol,即 c(CO2)=1.8mol2L=0.9mol/L;故答案为 0.3;0.9;a组分都是气体,则混合气体总质量保持不变,容器为恒容,混合气体体积不变,根据密度的定义,混合气体的密度始终保持不变,因此混
37、合气体密度不变,不能说明反应达到平衡,故不符合题意;b根据图象,达到平衡时,c(NO2)=0.2molL1,c(N2)=0.9molL1,c(NO2)2 c(N2),因此c(NO2)=2 c(N2),反应没有达到平衡,故 b 不符合题意;c该反应为气体物质的量增大的反应,相同条件下,压强之比等于气体物质的量之比,因此当压强不再改变,说明反应达到平衡,故 c 符合题意;d组分都是气体,因此混合气体总质量始终保持不变,即混合气体总质量不变,不能说明反应达到平衡,故 d 不符合题意;答案为 c。7(1)190.4kJ mol(2)BC(3)ac(4)=(5)4:1 【解析】(1)根据盖斯定律,将-得
38、3 H为190.4kJ mol(2)A反应为放热反应,放出的热量使反应温度升高,体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达平衡,A 说法正确;B由于二氧化碳和氢气的起始物质的量之比与化学计量数之比相等,无论反应是否达到平衡,二者的转化率均相等,则二氧化碳与氢气的转化率相等不能说明反应达到平衡,B 说法错误;C单位时间内体系中 3 mol 氢气减少和 1 mol 水蒸气增加均代表正反应速率,不能表示正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,C 说法错误;D化学平衡状态是化学反应的最大限度,反应限度达到最大说明正逆反应速率相等,反应已达平衡,D 说法正确;故选 BC。(3)由表中知2K随温
39、度升高而增大,反应正反应吸热,平衡正向移动,2CO化率增大,但气体的总质量和总物质的量都不变,混合气体的平均相对分子质量不变,故选 ac。(4)500时反应 2232COg3HgCH OH gH O g平衡常数3122.5KK K,测得反应在某时刻下 2Hg、2COg、3CH OH g、2H O g的浓度(1mol L)分别为 0.2、0.1、0.01、0.2,计算此时浓度商为30.2 0.012.50.1 0.2=平衡常数3K,故vv正逆。(5)根据电子转移情况:CO 2e、HCOOH 2e、24C H 12e,由于阴极生成 CO、HCOOH、24C H,且各产物生成速率相同,则每产生 1
40、mol 24C H电路中通过电子总物质的量为 16 mol,故 Pt 电极与 Cu 电极上产生2O与24C H的体积比为 16/4=4:1。8(1)C2H2(g)+52O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)H=-1299.5 kJ/mol D(2)B(3)(4)在其它条件不变时,随着混合气体反应物中 CH4的体积分数的增加,反应体系总压强增大,化学平衡逆向移动,导致甲烷的平衡转化率反而降低 7.56 【解析】(1)燃烧热是 1 mol 可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量。根据表格数据可知乙炔的燃烧热为-1299.5 kJ/mol,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为:C2H2(g)+52
41、O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)H=-1299.5 kJ/mol;根据物质的燃烧热,可得热化学方程式:(i)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJ/mol;(ii)C2H2(g)+52O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)H=-1299.5 kJ/mol;(iii)H2(g)+12O2(g)=H2O(l)H=-285.8 kJ/mol;根据盖斯定律,(i)2-(ii)-(iii)3 可得 42222CHgC Hg+3Hg H=376.3 kJ/mol;H1-TS0,反应可以自发,则对于反应 1 需要 376.3 kJ/mol-T120.2202
42、kJmolK b 点前,反应未达平衡,随温度升高,反应速率加快,CO2转化率增大;b 点后,反应已达平衡,随温度升高,平衡左移,CO2转化率减小 243p(3)v逆;b 点之后随着温度升高,CO2的转化率降低,故该反应为放热反应,随温度的升高,CO2的转化率先增大后减小,理由是:b 点前,反应未达平衡,随温度升高,反应速率加快,CO2转化率增大;b 点后,反应已达平衡,随温度升高,平衡左移,CO2转化率减小;由图可知,T5温度下 CO2的转化率为 50%,可列出三段式:22321300COg+3HgCH OH g+H O gmolmo0.51.50.50lmo.50.51.50.50.5l起始
43、转化平衡,气体的总物质的量为:3mol,平衡时各物质分压为:2320.51CO CH OHH Opp36(、):,21.51Hpp32:,在 T5温度下该反应的平衡常数 Kp为:2231(p)46Kp=113p(p)(p)62;(3)从图中看出,随着温度的升高,CO2的平衡转化率减小,该反应为放热反应,e 点反应温度高,故 e 点平衡常数小,故 KeKf;催化剂不影响平衡转化率,不用催化剂,其他条件不变,则 250时 CO2的平衡转化率位于 e 点。14(1)温度、压强、浓度(合理即可)存在 该反应为可逆反应,反应只能达到平衡状态不可能进行到底 发生副反应(2)2nCH=CH-CN催化剂 加聚
44、反应(3)323CHCHCH COOHCHCHOOCCH 催化剂、2CHCHHCNCHCHCN 催化剂 【解析】(1)影响平衡产率,应是影响化学平衡移动,影响条件可以是温度、浓度、压强等;该反应为可逆反应,460时丙烯腈的产率最大,说明反应达到平衡,反应不能进行到底,反应物和生成物共存,因此该温度下,存在丙烯和氨气;460以后,产率降低,可能是该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,则丙烯腈的产率降低,产率降低,还可能是升高温度,发生副反应;故答案为温度、浓度、压强等;存在;该反应为可逆反应,反应只能达到平衡状态不可能进行到底;发生副反应;(2)丙烯腈的结构简式为 CH2=CHCN,含有碳碳
45、双键,通过加聚反应,得到高分子化合物,反应方程式为 nCH2=CHCN 催化剂;故答案为 nCH2=CHCN 催化剂;加聚反应;(3)的单体为 CH2=CHCN 和 CH2=CHOOCCH3,CHCH 与 HCN发生加成反应:CHCH+HCN 催化剂CH2=CHCN,CHCH 与 CH3COOH 发生加成反应CHCH+CH3COOH 催化剂 CH2=CHOOCCH3;故答案为 CHCH+HCN 催化剂CH2=CHCN、CHCH+CH3COOH 催化剂 CH2=CHOOCCH3。15(1)Y(2)0.4 mol/(Lmin)(3)AB(4)减小 减小(5)氧化 正极 【分析】由方程式 N2O4(
46、g)2NO2(g)可知,反应中 NO2的物质的量变化较大,结合 v=c t=nV t和影响化学反应速率的因素分析解答;化学平衡的标志是正逆反应速率相等,各组分含量保持不变及其衍生的定量关系;由图可知,NiO 电极上 NO 转化为 NO2,发生氧化反应,结合原电池原理分析来解析;(1)由方程式 N2O4(g)2NO2(g)可知,反应中 NO2的物质的量变化较大,则 X 表示 NO2的物质的量随时间的变化曲线,Y 表示 N2O4的物质的量随时间的变化曲线;(2)X 为 NO2的变化曲线,在 03min 内变化 0.6mol,则 v=0.6mol0.5L3min=0.4 mol/(Lmin);(3)
47、A体积固定为 2.0L,该反应为物质的量减小的反应,容器内压强不再发生变化,可说明达到平衡状态,A 符合题意;BNO2的颜色不变,NO2的浓度不再发生变化,可说明达到平衡状态,B 符合题意;C无论是否达到平衡状态,容器内原子总数都不发生变化,C 不符合题意;D无论是否达到平衡状态,相同时间内消耗 nmolN2O4的同时生成 2nmol NO2,不能说明达到平衡状态,D 不符合题意;故选 AB。(4)反应达到平衡后,若降低温度,混合气体的颜色变浅,说明平衡正向移动,降低温度,反应速率减慢,相对于降温前 v(正)、v(逆)均减小;(5)根据图示,NiO 电极上 NO 转化为 NO2,发生氧化反应,
48、为负极,Pt 电极为正极;16(1)0.25 升高温度、加催化剂、增加2CO或2H浓度、加压等(2)0.6 (3)0.9 3:5(或 0.6)(4)AC 【详解】(1)在前3min内,以2CO的浓度变化表示的化学反应速率是31.523minmolmolL=0.25mol/L min;能加快此反应速率的措施有升高温度、加催化剂、增加2CO或2H浓度、加压等(任一个措施)。故答案为:0.25;升高温度、加催化剂、增加2CO或2H浓度、加压等;(2)该反应在 10min 时达到平衡状态,各组分浓度不再改变,a=0.6;A 点之后 CO2(g)和 CH3OH(g)的物质的量浓度前者减少后者增大,说明反
49、应正向进行,A 点的正反应速率(填“”、“”或“=”)逆反应速率。故答案为:0.6;(3)由2232392.47.22.42.40.61.82CO g+3H gCH OH g+H O g.42.4开始/mol变化/mol平()()()(l)衡/mo,平衡时,2H的浓度为1.82molL=0.9mol/L;体系的压强与始反应的压强之比为 10min 时体系的压强与开始反应时的压强之比为(0.6mol+1.8mol+2.4mol+2.4mol):(3mol+9mol)=3:5(或 0.6)。故答案为:0.9;3:5(或 0.6);(4)A.电池放电时,通入空气的电极发生还原反应,为正极,故 A 正
50、确;B.电池放电时,26.72LO不一定是标准状况,故 B 错误;C.电池放电时,23322CH OH+4OH2CO6H O,反应消耗氢氧根,电解质溶液的碱性逐渐减弱,故 C 正确;D.负极的电极反应式为-2332CH OH6e8OHCO6H O,故 D 错误;故答案为:AC。17(1)14HH(或25HH)(4)0.225(5)减小(6)8:15 【详解】(1)根据盖斯定律,6H14HH(或25HH);因为12HH,说明 1-丁烯的能量高于 2-丁烯,能量越高越不稳定,所以 1-丁烯的稳定性小于 2-丁烯;(2)A根据质量守恒,反应反应前后质量不变,容器恒容即体积不变,则混合气体的密度是不变