1、第六章过关检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括25个小题,每小题2分,共50分。每小题只有1个选项符合题意)1.可再生能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是()。A.下图是太阳能光伏发电原理图,图中A极为正极B.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源C.推广可再生能源有利于经济可持续发展D.光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能答案:A解析:在原电池的外电路中,电流由正极流向负极,由图中的电流方向可判断A极为负极,A错误;风能、太阳能
2、、生物质能在短时间内能形成,属于可再生能源,B正确;推广可再生能源有利于经济可持续发展,C正确;光伏电池发电是将太阳能直接转化为电能,D正确。2.如图所示,E1=393.5 kJ,E2=395.4 kJ,下列说法正确的是()。A.1 mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9 kJ热量B.石墨和金刚石之间的转化是物理变化C.金刚石的稳定性强于石墨D.1 mol金刚石具有的总能量高于1 mol CO2的总能量答案:A解析:石墨转化为金刚石的过程中有旧化学键的断裂也有新化学键的生成,属于化学变化,B项错误;根据图示可知,1 mol石墨和1 mol O2(g)具有的总能量低于1 mol金刚石和1 mol
3、 O2(g)具有的总能量,可见1 mol石墨的能量低于1 mol金刚石的能量,故石墨比金刚石稳定,C项错误;石墨转化为金刚石需吸收的热量=E2-E1=395.4 kJ-393.5 kJ=1.9 kJ,A项正确;由图可知,1 mol金刚石和1 mol O2(g)的总能量高于1 mol CO2(g)的总能量,D项错误。3.下列反应条件的控制中不恰当的是()。A.为防止铁生锈,在其表面涂一层防锈油漆B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火C.为增大KClO3的分解速率,加入MnO2D.为增大H2O2的分解速率,把反应容器放到冷水中冷却答案:D解析:冷水温度低,会减小反应速率。4.已知密闭容器
4、中进行的合成氨反应为N2+3H22NH3,该反应为放热反应。下列判断正确的是()。A.1 mol N2和3 mol H2的能量之和与2 mol NH3具有的能量相等B.反应过程中同时有1.5 mol HH、3 mol NH断裂时,N2的浓度维持不变C.降低NH3的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小D.当反应速率满足v(N2)v(H2)=13时,反应达到最大限度答案:B解析:合成氨反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,A项错误;反应过程中有1.5 mol HH、3 mol NH同时断裂时,反应达到平衡,N2的浓度不变,B项正确;降低NH3的浓度,正反应速率不会增大,C项错误;任何时刻都
5、满足v(N2)v(H2)=13,D项错误。5.二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转化如图所示(吸附在催化剂表面的用“”表示),下列说法错误的是()。A.使用催化剂NiPc需要的条件更高B.COOH经过还原反应得到COC.反应过程中存在极性键的断裂和生成D.相同粒子吸附在不同的催化剂时能量相同答案:D解析:由图可知,使用催化剂NiPc的相对能量更高,需要的条件更高,A项正确;整个过程中,C的化合价下降,故COOH是经过还原反应得到CO,B项正确;CO2转变为COOH存在极性键的生成,COOH转变为CO存在极性键的断裂,C项正确;由图可知,COOH、CO吸附在不同的催化剂时,能量不
6、相同,D项错误。6.已知某反应xA(g)+yB(g)zC(g)的各物质的浓度数据如下,据此可推算出xyz是()。物质ABC起始浓度/(molL-1)3.01.002 s末浓度/(molL-1)1.80.60.8A.934B.312C.213D.321答案:B解析:c(A)=1.2 molL-1,c(B)=0.4 molL-1,c(C)=0.8 molL-1,则c(A)c(B)c(C)=312=xyz,参加反应的物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比,故xyz=312,故选B。7.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,电池总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。
7、下列说法不正确的是()。A.正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极,可增大其与氧气的接触面积D.该电池通常只需要更换铝板就可继续使用答案:B解析:根据电池总反应可知,铝板作负极,电极反应式为Al+3OH-3e-Al(OH)3,铂网作正极,氧气在正极上发生反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-,故A项正确;原电池工作时,电流由正极铂电极沿导线流向负极铝电极,故B项错误;网状的铂可以增大其与氧气的接触面积,增大反应速率,C项正确;Al作负极,工作时失电子而损耗,故该电池只需更换铝板便可继续使用,D项正确。8.如图是氢氧燃料
8、电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是()。A.氢氧燃料电池中OH-向b极移动B.该装置中只涉及两种形式的能量转化C.电池正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-D.P型半导体连接的是电池负极答案:C解析:由图中电子移动方向可判断a为负极,b为正极,在燃料电池中,阴离子移向负极,故OH-向a极移动,A项错误;该装置中涉及化学能电能光能等形式的能量转化,B项错误;P型半导体连接的是电池正极,D项错误。9.为了探究影响化学反应速率的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个实验,其中叙述不正确的是()。A.将质量相同、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应,两者反应速率相等B.
9、在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度的盐酸反应,大理石粉反应更快C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下,发现光照可以加快浓硝酸的分解D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热两支试管,产生氧气的速率不同答案:A解析:影响化学反应速率的因素有很多,外界因素中除浓度、压强、温度、催化剂等因素外,光、固体颗粒大小、超声波等因素也能影响化学反应速率。A项中由于镁的活动性比铝强,故镁与盐酸反应比铝与盐酸反应要快得多。10.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是()。A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持
10、不变B.2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变C.CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s)恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变D.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持31答案:D解析:A项,该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变,即Br2的百分含量保持不变,反应处于平衡状态;B项,该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变,说明NO2和N2O4的物质的量保持不变,反应处于平衡状态;C项,该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变,说明CO2的质量保持不变,反应处于平衡状态;D项,对于化学反应3H2(g)+N2(g)2N
11、H3(g),如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)n(N2)=31的混合气体,或加入的是纯NH3,在反应从开始到化学平衡状态,始终是n(H2)n(N2)=31,因此,n(H2)n(N2)=31的状态不一定是平衡状态。11.Mg-H2O2以NaCl溶液为电解质溶液可以形成高效的原电池,下列说法错误的是()。A.该电池中Na+向负极移动B.该反应正极反应式为H2O2+2e-2OH-C.随着反应的进行,溶液中可以看到白色浑浊D.当电路中转移4 mol的e-时,负极消耗Mg的质量为48 g答案:A解析:在原电池中阳离子移向正极,则Na+应向正极移动,故A错误;中性环境中,正极H2O2得电子发生
12、还原反应,正极反应式为H2O2+2e-2OH-,故B正确;Mg在负极失去电子生成Mg2+,正极H2O2得电子生成OH-,Mg2+结合OH-生成Mg(OH)2白色沉淀,所以随着反应的进行,溶液中可以看到白色浑浊,故C正确;镁作负极失去电子生成Mg2+,负极反应式为Mg-2e-Mg2+,所以当电路中转移4 mol的e-时,负极消耗Mg的质量为2 mol24 gmol-1=48 g,故D正确。12.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.2 molL-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有
13、可能是()。A.c(Z)=0.5 molL-1B.c(Y2)=0.5 molL-1C.c(X2)=0.2 molL-1D.c(Y2)=0.6 molL-1答案:B解析:若反应向正反应方向进行,0.1 molL-1 X2与0.3 molL-1 Y2完全转化可生成0.2 molL-1 Z,这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 molL-1;若反应向逆反应方向进行,0.2 molL-1 Z全部分解转化生成0.1 molL-1 X2和0.3 molL-1 Y2,这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 molL-1,Y2的浓度应小于0.6 molL-1。13.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含
14、少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:H2O2+I-H2O+IO-慢H2O2+IO-H2O+O2+I-快下列有关该反应的说法正确的是()。A.反应速率与I-浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.1 mol H2O2中化学键断裂吸收的热量大于98 kJD.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案:A解析:H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的,I-浓度越大,反应速率越大,A项正确;根据分解机理可确定该反应的催化剂为I-,而IO-为中间产物,B项错误;根据所给信息无法确定1 mol H2O2中化学键断裂吸收的能量,C项错误;反应速率关系为v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D项
15、错误。14.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,氢氧燃料电池的电极反应如下:X极:O2+2H2O+4e-4OH-Y极:2H2+4OH-4e-4H2O下列判断正确的是()。A.X是正极,X极上发生氧化反应B.该电池可用稀硫酸作为电解质溶液C.供电时Y极附近的酸性减弱D.使用时若生成1 mol H2O则转移2 mol电子答案:D解析:X极上发生还原反应,A不正确;由Y极电极反应式可知,电池应用碱液作电解质溶液,OH-被消耗,酸性增强,B、C都不正确;X、Y两极反应式加和为2H2+O22H2O,每生成1 mol H2O转移2 mol电子,D正确。15.根据反应
16、:2Ag+CuCu2+2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是()。A.X可以是银或石墨B.Y是硫酸铜溶液C.电子从铜电极经外电路流向X电极D.X极上的电极反应式为Ag+e-Ag答案:B解析:由题给反应可知Cu为负极,比Cu活动性差的金属或导电的非金属作正极;含Ag+的盐(AgNO3)溶液为电解质溶液。16.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是()。两烧杯中铜片表面均无气泡产生甲中铜片是正极,乙中铜片是负极两烧杯中溶液的c(H+)均减小产生气泡的速率甲比乙小甲中SO42-向Zn片移动,H+向Cu片移动乙中电流从Cu片流向Zn片甲、乙两烧杯中Cu片的质量均
17、不变A.B.C.D.答案:B解析:装置甲构成锌铜原电池,装置乙未形成闭合回路,不能构成原电池,只发生Zn与稀硫酸的反应,不能产生电流。甲中Zn为负极,Cu为正极,H+向正极移动,在Cu片表面得电子被还原为H2逸出,SO42-向负极移动。甲、乙两烧杯中都发生反应:Zn+2H+Zn2+H2,故c(H+)减小,铜片均不发生反应,故质量不变。17.在密闭容器中进行可逆反应,气体A与气体B反应生成气体C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,且v(A)、v(B)、v(C)(单位均为molL-1s-1)之间有以下关系:v(B)=3v(A),3v(C)=2v(B)。则此反应可表示为()。A.2A
18、+3B2CB.A+3B2CC.3A+B2CD.A+BC答案:B18.下列关于原电池的叙述中,正确的是()。A.原电池中,正极是活泼金属,负极是不活泼金属或非金属B.形成原电池时,在负极上发生氧化反应C.原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动D.电子在溶液中从负极流向正极答案:B解析:原电池中,活泼金属失去电子,发生氧化反应,充当负极,A错误,B正确;原电池工作时,溶液中的阳离子向正极移动,在正极上得电子,C错误;电子在外电路中从负极流向正极,D错误。19.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1;CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-282.9 kJm
19、ol-1。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为()。A.21B.12C.11D.23答案:C解析:由已知条件可知:1 mol H2燃烧的H=-571.6 kJmol-112=-285.8 kJmol-1,生成的n(H2O)=3.6 g18 gmol-1=0.2 mol,参加反应的氢气为0.2 mol,故H2燃烧放出的热量为285.8 kJmol-10.2 mol=57.16 kJ。CO燃烧放出的热量为113.74 kJ-57.16 kJ=56.58 kJ,1 mol CO燃烧的H=-282.9 kJmol
20、-1,故n(CO)=56.58 kJ282.9 kJmol-1=0.2 mol。则n(H2)n(CO)=0.20.2=11。20.一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 molL-1降到0.07 molL-1时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 molL-1降到0.05 molL-1时,所需时间为()。A.等于15 sB.大于10 sC.小于10 sD.等于10 s答案:B解析:化学反应速率与物质的浓度有关,浓度越大,反应速率越大。题干中随反应的进行,HI(g)的浓度逐渐减小,当由0.1 molL-1降至0.07 molL
21、-1时,需15 s,则由0.07 molL-1降至0.05 molL-1时,所需时间肯定大于10 s。21.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是()。A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B物质的相对分子质量D.气体的总物质的量答案:B解析:题述反应前后气体分子数相等,反应过程中气体的总物质的量、压强始终不变;B的相对分子质量是一定值,与平衡无关,故A、C、D项均不能说明反应达到平衡状态。反应达到平衡的过程中,气体质量是一变量,由=mV可判断,混合气体的密度也是一变量,因此混合气体的密度不再改变,表明反应已达平衡。
22、22.现有一组金属A、B、C,把它们相互构成原电池时的现象列表如下,则下列关于三种金属的活动性判断正确的是()。编号正极负极电解质溶液现象AB稀硫酸B质量减少AC稀盐酸C质量减少BC稀NaOH溶液B极有气泡A.金属活动性的比较:ABCB.金属活动性的比较:ACBC.金属活动性的比较:CBAD.金属活动性的比较:BAC答案:C解析:从题给信息可以分析出,酸性电解质溶液中是按照金属活动性顺序来判断的,所以中的活动性BA,中的为CA,因此A、B、D错。中电解质溶液是NaOH溶液,而能与NaOH溶液反应的金属应是Al(Zn不在中学的研究范围),故C为Al;正极的金属材料B可以是活泼金属如Mg,也可以是
23、不如Al活泼的金属如Fe、Cu等,所以B、C的活动性比较有两种:CB或BC。结合上述的判断,则选项C正确。23.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池,某种锂电池的总反应为Li+MnO2LiMnO2,下列说法正确的是()。A.Li是正极,电极反应为Li-e-Li+B.Li是负极,电极反应为Li-e-Li+C.Li是负极,电极反应为MnO2+e-MnO2-D.Li是负极,电极反应为Li-2e-Li2+答案:B解析:分析电池的总反应Li+MnO2LiMnO2,可以知道Li失去电子,发生氧化反应Li-e-Li+,所以 Li是负极;MnO2是正极,发生还
24、原反应MnO2+e-MnO2-,所以正确选项是B。24.已知可逆反应X(g)+2Y(g)Z(g)放热,一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中加入4 mol Y和一定量的X后,X的浓度随时间的变化情况如图所示,则下列表述正确的是()。A.达到平衡时,X、Y、Z物质的量之比为121B.A点正反应速率大于逆反应速率C.正反应方向生成物的总能量比反应物的总能量高D.该条件下,反应达平衡时,X的转化率为25%答案:B解析:A项,分析图像和题给信息可知,起始加入X的物质的量为1 molL-12 L=2 mol,起始加入2 mol X、4 mol Y,达到平衡时X的浓度为0.25 molL-1,物质的量为0
25、.25 molL-12 L=0.5 mol,消耗X的物质的量为2 mol-0.5 mol=1.5 mol,结合化学方程式计算得到消耗Y物质的量为3 mol,生成Z物质的量为1.5 mol,则达到平衡时,X、Y、Z物质的量之比=0.5(4 mol-3 mol)1.5 mol=123,故A错误;B项,由图像可知,A点尚未达到平衡状态,此时正反应速率大于逆反应速率,故B正确;C项,该反应的正反应方向为放热反应,反应物的总能量比生成物的总能量高,故C错误;D项,利用三段式计算: X(g)+2Y(g)Z(g)起始浓度/molL-112 0转化浓度/molL-10.751.5 0.75平衡浓度/molL-
26、10.250.5 0.75X的转化率为75%,故D错误。25.镁-过氧化氢燃料电池具有能量高、安全方便等优点,其总反应为Mg+H2O2+H2SO4MgSO4+2H2O,结构示意图如图所示。下列关于该电池的叙述正确的是()。A.电池内部可以使用MnO2作填料B.电池工作时,H+向Mg电极移动C.电池工作时,正极的电极反应式为Mg-2e-Mg2+D.电池工作时,电解质溶液的pH将不断变大答案:D解析:MnO2可催化H2O2分解,A项错误;电解质溶液中的阳离子向正极移动,镁作负极,B项错误;此反应式为负极反应,C项错误;硫酸参与正极反应,则电解质溶液的酸性减弱,pH增大,D项正确。二、非选择题(本题
27、包括5个小题,共50分)26.(10分)氢气是一种理想的新能源,发展氢能汽车的关键是氢气的制备及储存技术。制备氢气通常有下列方法:电解水制氢2H2O2H2+O2;高温使水分解制氢2H2O2H2+O2;太阳能催化分解水制氢2H2O2H2+O2;天然气制氢CH4+H2OCO+3H2。(1)你认为最为节能的方法是(填序号)。(2)破坏1 mol氢气中的化学键需要吸收436 kJ能量,破坏12 mol氧气中的化学键需要吸收249 kJ的能量,形成水分子(气态)中1 mol HO能够释放463 kJ能量,则由氢气与氧气生成27 g水蒸气放出的热量为 kJ。(3)利用CH4制H2产生的CO可设计燃料电池,
28、其电解质溶液为KOH溶液,电池总反应的离子方程式为2CO+O2+4OH-2CO32-+2H2O,电池负极的电极反应式为,电池工作时,电池正极附近溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。答案:(1)(2)361.5(3)CO-2e-+4OH-CO32-+2H2O增大解析:(1)电解、高温获取H2都需要很高能量,而在催化剂作用下利用取之不尽的太阳能来分解H2O获取H2是最为节能的方法。(2)2 mol H2(g)、1 mol O2(g)生成H、O原子吸收的总能量=2436 kJ+2249 kJ=1 370 kJ,H、O原子生成2 mol H2O(g)释放的能量=4463 kJ=1 852 kJ
29、,故2 mol H2与1 mol O2完全反应生成2 mol H2O(g)所释放的能量=1 852 kJ-1 370 kJ=482 kJ,而生成27 g(1.5 mol)水蒸气释放的能量=1.5mol2mol482 kJ=361.5 kJ。(3)根据电池反应可知,CO在电池负极失去电子生成CO2,生成的CO2被OH-吸收生成CO32-,故负极的电极反应式为CO+4OH-2e-CO32-+2H2O,O2在正极获得电子生成OH-,电极反应式为12O2+H2O+2e-2OH-,正极产生OH-,所以正极附近溶液的pH增大。27.(10分)下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。请回答
30、下列问题:(1)该装置将能转化为能,电流方向为(填“ba”或“ab”)。(2)在催化剂b表面的O2发生反应,其附近酸性(填“增强”“不变”或“减弱”)。(3)催化剂a表面的电极反应式:。(4)若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为。答案:(1)化学电ba(2)还原减弱(3)SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+(4)815解析:(1)该装置没有外加电源,是一个原电池,将化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反,所以电流方向为ba。(2)由图示可看出,电子由a表面转移到b表面,因此a表面发生氧化反应,由题意SO2转化为H2SO4发生氧化反应,因此催化剂a
31、表面SO2发生氧化反应,催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O,消耗H+,其附近酸性减弱。(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸,电极反应式为SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+。(4)催化剂a表面的反应为SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+,催化剂b表面的反应为12O2+2H+2e-H2O,总方程式为SO2+H2O+12O2H2SO4,设加入的SO2为x g,H2O为y g,则生成硫酸的质量为xg98 gmol-164 gmol-1,反应后水的质量为y-xg18 gmol-164 gmol-1,根据硫酸的浓度仍为49%,可以求得xy=815。28.(10分)经研究知Cu2+对
32、H2O2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题。(1)定性分析:如图甲可通过观察,定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是,写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式:。(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为,实验中需要测量的数据是。答案:(1)反应产生气泡的快慢控制阴离子相同,排除阴离子的干扰2H2O22H2O+O2(2)分液漏斗收集40 mL气体所需要的时间29.(8分)(1)
33、锂空气电池比传统的锂离子电池拥有更强的蓄电能力,是传统锂离子电池容量的10倍,其工作原理如下图所示。放电时,b电极为电源的极,电极反应式为。(2)汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可发生反应4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g),一定温度下,向容积固定的2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。010 min内该反应的平均速率v(CO)=。恒温恒容条件下,不能说明该反应已经达到平衡状态的是(填字母)。A.容器内混合气体颜色不再变化B.容器内的压强保持不变C.容器内混合气体密度保持不变答案:(1)正O2+2H2O+4e-4OH-(2)
34、0.03 molL-1min-1C解析:(1)电池放电时属于原电池,电极a为Li电极,为负极,发生氧化反应,b为正极,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。(2)v(CO)=42v(NO2)=20.6mol-0.3mol2 L10min=0.03 molL-1min-1。容器内混合气体颜色不再变化,说明二氧化氮的浓度不变,即反应达到平衡状态,A项正确;因反应前后的气体分子数不一样,所以容器内的压强保持不变,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B项正确;容器内混合气体密度始终保持不变,C项错误。30.(12分)工业合成氨的反应:N2+3H22NH3是一个放热的可逆反应,
35、反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol HH、1 mol NH、1 mol 放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则:(1)工业上合成2 mol NH3共放出能量 kJ。(2)如果将1 mol N2和3 mol H2混合,使之充分反应,反应放出的热量总小于上述数值,为什么?。(3)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2 L的密闭容器内,开始投入N2 20 mol、H2 30 mol,反应经过10 min后,生成10 mol NH3,则用N2表示的化学反应速率是 molL-1min-1;H2的转化率为。(4)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说
36、法正确的是。A.正反应速率和逆反应速率相等B.正反应速率最大,逆反应速率为0C.N2和H2的浓度相等D.反应达到最大限度(5)根据题目所给条件,判断影响该反应速率的因素有、。答案:(1)92(2)合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化(3)0.2550%(4)AD(5)温度压强催化剂解析:(1)1 mol N2和3 mol H2断键吸收的能量为946 kJ+3436 kJ=2 254 kJ,2 mol NH3成键释放的能量为6391 kJ=2 346 kJ,反应共放出的热量为2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。(2)将1 mol N2和3 mol H2混合,使之充分反应,反应放
37、出的热量总小于上述数值,因为合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化。(3)反应经过10 min后,生成10 mol NH3,由反应可知,参加反应的氮气为5 mol,氢气为15 mol,用N2表示的化学反应速率是5mol2 L10min=0.25 molL-1min-1,H2的转化率为15mol30mol100%=50%。(4)正反应速率和逆反应速率相等,为平衡状态的特征,故A正确;平衡时正反应速率达到最小,逆反应速率达到最大,均不为0,故B错误;N2和H2的浓度不一定相等,与起始量、转化率有关,故C错误;化学平衡为该条件下反应达到的限度,故D正确。(5)反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂,可知影响该反应速率的因素有温度、压强、催化剂。