1、甘肃省高台县第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试化学试题1.能用能量判据判断下列过程的方向的是A. 水总是自发地由高处往低处流B. 放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列D. 多次洗牌后,扑克牌无序排列的几率增大【答案】A【解析】【分析】A、高出到低处,势能变化;B、反应自发进行判断依据是G=H-TS0;C、变化过程中无焓变能量变化,是熵变;D、变化过程中是熵变。【详解】A水总是自发地由高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向,选项A正确;B吸热反应也可以自发进行,例如,在25和1.01105 Pa时,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(
2、g)H=+56.7 kJ/mol,(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJ/mol,不难看出,上述两个反应都是吸热反应,又都是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的,选项B错误;C有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于最大混乱度的倾向,属于熵判据,不属于能量变化,选项C错误;D扑克牌的无序排列也属于熵判据,不属于能量变化,选项D错误。答案选A。【点睛】本题考查了变化过程中的能量变化判断,区别焓变,熵变的含义,自发反应的判断依据是解题关键,题目较简单。2.水的电离过程为H2OHOH,在25 时水的离子积为KW1.01014,在35 时水
3、的离子积为KW2.11014,则下列叙述正确的是( )A. c(H)随着温度的升高而降低 B. 35 时c(H)c(OH)C. 35 时的水比25 时的水电离程度小 D. 水的电离是个吸热过程【答案】D【解析】试题分析: 35 时水的离子积大于25 时水的离子积,说明35 时水中c(H+)、c(OH-)大于25 时水中c(H+)、c(OH-),但c(H+)仍等于c(OH-);亦说明升高温度,水的电离程度增大,即水的电离是吸热过程。考点:水的电离溶液的酸碱性3. 广义的水解观点认为:无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果是反应中各物质和水分别离解成两部分,然后两两重新组合成新的物质。根据上述观
4、点,说法不正确的是( )A. BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2B. PCl3的水解产物是HClO和H3PO4C. Al4C3的水解产物是Al(OH)3和CH4D. CH3COCl的水解产物是两种酸【答案】B【解析】根据给出的四个选项中的各物质组成,依据化合价将每种物质分解成带正、负电荷的两种粒子(相当于阳、阴离子)。BaO2、PCl3、Al4C3和CH3COCl组成微粒分别为Ba2与O22、P3与Cl、Al3与C4、CH3CO与Cl。然后分别与水电离出来的氢氧根离子和氢离子进行组合确定生成物,所以A的产物是Ba(OH)2和H2O2,B的产物为H3PO3和HCl,C的产物是Al(OH
5、)3和CH4;D的产物是CH3COOH和HCl,因此错误的为B选项。4.反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g),经2 min后,B的浓度减少了0.6 molL1。对此反应速率的正确表示是( )A. 用A表示的反应速率是0.8 molL1s1B. 分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是321C. 在2 min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3 molL1min1D. 在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的【答案】B【解析】试题分析:A、A为固体浓度视为常数,故错误;B、根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(B):v(C):v(D)=3:2:1,故正确;C、化学反应
6、速率表示平均反应速率,不表示瞬时速率,故错误;D、根据化学反应速率的定义,v(B)=0.6/2mol/(Lmin)=0.3 mol/(Lmin), v(C)=20.6/3 mol/(Lmin)=0.4mol/(Lmin),两者不同,故错误。考点:考查化学反应速率等知识。5.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是A. 3v正(N2)=v正(H2) B. v正(H
7、Cl)=4v正(SiCl4)C. 混合气体密度保持不变 D. c(N2)c(H2)c(HCl)=136【答案】C【解析】【详解】A3v正(N2)= v正(H2) ,都是正反应速率,不能作为平衡的标志,选项A错误;B、v正(HCl)=4v正(SiCl4) ,都是正反应速率,不能作为平衡的标志,选项B错误;C、该反应中有固体参与,所以气体的质量一直变化,则气体的密度在变化,达平衡时混合气体密度保持不变,选项C正确;D、 c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6 时不能说明正逆反应速率相等,不能判断达到平衡状态,选项D错误。答案选C。6.下列溶液一定呈中性的是( )A. pH=7的溶液 B.
8、 c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L的溶液C. 使酚酞试液呈无色的溶液 D. 酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液【答案】B【解析】A. pH=7的溶液,不一定是常温下,水的离子积不一定是Kw=110-14,溶液中c(H+)、c(OH-)不一定相等,故A错误;B. 溶液呈酸碱性的本质,取决与溶液中H+浓度与OH-浓度的相对大小,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液一定显中性,故B正确;C. 酚酞的变色范围是8-10,酚酞显示无色,溶液有可能显示碱性,故C错误;D. 酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液,若为强酸弱碱盐,则溶液显酸性,若为强碱弱酸盐,则溶液显碱性,若为强酸强碱盐,则溶液显中
9、性,故D错误;故答案选B。7.对已达化学平衡的下列反应: 2X(g) +Y(g)2Z(g) ,减小压强时,对反应产生的影响A. 逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动B. 逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动C. 正、逆反应速率减小,平衡向逆反应方向移动D. 正、逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动【答案】C【解析】【分析】对于有气体参加的化学反应,减小压强,正逆反应速率都减小;减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。【详解】反应2X(g) +Y(g)2Z(g)有气体参加和生成,且该反应为气体体积缩小的反应,则减小压强时,A、正逆反应速率都减小,选项A错误;B
10、、正逆反应速率都减小,平衡逆向移动,选项B错误;C、正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动,选项C正确;D、正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动,选项D错误;答案选C。【点睛】本题考查压强对反应速率及化学平衡的影响,明确化学反应为气体体积缩小的反应是解答本题的关键,难度不大。8.下列有关叙述正确的是A. 在中和滴定中,既可用标准溶液滴定待测溶液,也可用待测溶液滴定标准溶液B. 进行中和滴定操作时,眼睛要始终注视滴定管内溶液液面的变化C. 测定中和热时,两烧杯间填满碎纸的作用是固定小烧杯D. 若用50 mL 055 molL1的氢氧化钠溶液,分别与50 mL 050 molL1的盐酸和
11、50 mL 0.50 molL1硫酸充分反应,两反应的中和热不相等【答案】A【解析】A项,在中和滴定中,既可用标准溶液滴定待测溶液,也可用待测溶液滴定标准溶液,正确;B项,进行中和滴定操作时,眼睛要始终注视锥形瓶中溶液颜色的变化,错误;C项,测定中和热时,两烧杯间填满碎纸的作用是保温,减少热量的散失,错误;D项,中和热指酸碱发生中和反应生成1molH2O时释放的热量,题中盐酸和硫酸都属于稀强酸,反应放出的热量不相等,但两反应的中和热相等,错误;答案选A。9.已知:CH3CH2CH2CH3(g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H=2 878 kJmol1(CH3)2CHCH3(
12、g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H=2 869 kJmol1下列说法正确的是A. 正丁烷分子储存的能量小于异丁烷B. 正丁烷的稳定性大于异丁烷C. 异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程D. 异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程【答案】D【解析】【分析】A、根据能量守恒分析;B、根据物质能量的大小与物质稳定性的关系分析; C、根据热反应方程式与能量变化的关系分析;D、根据热反应方程式与能量变化的关系分析。【详解】A、根据能量守恒结合题意知,正丁烷的能量大于异丁烷的能量,选项A错误;B、根据题意知,正丁烷的能量大于异丁烷的能量,能量越大,物质越不稳定,所以正丁烷的稳定性小
13、于异丁烷的稳定性,选项B错误;C、根据题意知,正丁烷的能量大于异丁烷的能量,再根据能量守恒得,异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程,选项C错误;D、根据题意知,正丁烷的能量大于异丁烷的能量,再根据能量守恒得,异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程,选项D正确;答案选D。【点睛】本题考查了能量转化的原因、分子的结构等知识点,难度不大,明确物质储存的能量与物质的稳定性的关系。10.下列各组离子因发生水解反应而不能大量共存的是A. Ba2+、Cl-、Na+、SO42- B. Al3+、K+、HCO3-、Cl-C. H+、Fe2+、NO3-、SO42- D. H+、Na+、Cl-、CO32-【答案】
14、B【解析】【分析】弱酸根离子与弱碱离子在溶液中能相互促进水解反应,而不能大量共存,以此来解答。【详解】A因Ba2+、SO42-发生复分解反应,而不能共存,选项A不选;B因Al3+、HCO3-相互促进水解,而不能大量共存,选项B选;C因H+、Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,而不能共存,选项C不选;D因H+、CO32-发生复分解反应,而不能大量共存,选项D不选;答案选B。【点睛】本题考查离子的共存,明确习题中的信息是解答本题的关键,注意不能共存发生的反应类型,选项B为解答的难点,题目难度不大。11.下列有关热化学方程式的叙述正确的是A. 已知2H2(g)O2(g) 2H2O(l);H5716k
15、J/mol,则氢气的燃烧热为2858kJ/molB. 已知C(石墨,s) C(金刚石,s);H0,则金刚石比石墨稳定C. 含200g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出287kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)CH3COOH(aq)CH3COONa(aq)H2O(l) H574kJ/molD. 已知2C(s)2O2(g)2CO2(g) H1; 2C(s)O2(g)2CO(g) H2,则H1H2【答案】A【解析】【分析】氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量;能量越低越稳定;醋酸是弱电解质,醋酸电离吸热;同物质的量碳完全燃烧生成二氧化碳放
16、出的热量大于生成CO放出的热量。【详解】氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量,2H2(g)O2(g) 2H2O(l);H5716kJ/mol,所以氢气的燃烧热为2858kJ/mol,故A正确;C(石墨,s) C(金刚石,s) H0,则金刚石的能量大于石墨,所以石墨比金刚石稳定,故B错误;醋酸电离吸热,所以1mol醋酸与1mol氢氧化钠反应放出的热量小于574kJ,故C错误;同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成CO放出的热量,所以2C(s)2O2(g)2CO2(g) H1; 2C(s)O2(g)2CO(g) H2,H1cadC. b点:c()c(Cl)c(H)c
17、(OH)D. 25 时NH4Cl水解常数为(n1)107 molL1【答案】D【解析】【详解】A水的离子积与温度有关,a点时溶液温度小于25,则水的离子积Kw1.010-14 mol2L-2,选项A错误;Bb点溶液温度最高,说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵,铵根离子水解促进了水的电离,则a、d两点都抑制了水的电离,则b点水的电离程度最大;由于d点混合液的pH不知,则无法判断a、d两点水的电离程度大小,选项B错误;Cb点时溶液的pH7,则c(H+)c(OH-),根据电荷守恒可知:c(Cl-)c(NH4+),溶液中正确的离子浓度大小为:c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-),选项C错误;
18、D根据图象可知,25时溶液的pH=7,则:c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,c(NH4+)=c(Cl-)=0.5mol/L,根据物料守恒可知:c(NH3H2O)=(0.5n-0.5)mol/L,则25时NH4Cl水解常数为:K=(n-1)10-7,选项D正确;答案选D。【点睛】本题考查了酸碱混合的定性判断及离子浓度大小比较,涉及水的电离及其影响、酸碱混合的定性判断及溶液pH的计算、离子浓度大小比较、水解平衡常数的计算等知识,D为难点,注意掌握水解平衡常数的表达式及计算方法。15.已知反应:2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,
19、分别在0 和20 下,测得其转化率随时间变化的关系曲线(Yt)如下图所示。下列说法正确的是A. b代表0 下CH3COCH3的Yt曲线B. 反应进行到20 min末,CH3COCH3的v(0)/v(20)1C. 升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D. 从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的n(0)/n(20)=1【答案】D【解析】【分析】分析图象题时注意曲线的变化,温度越高,化学反应速率越大,达到平衡时的时间就越少,曲线的斜率就越大;根据图象可以看出温度越高CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,CH3COCH3的转化率反而降低,分析
20、图象,当反应进行到66min时a、b曲线对应的转化分数均相同,都是0.113,这说明此时生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多。【详解】A、温度越高反应速率就越快,到达平衡的时间就越短,由图象可看出曲线b首先到达平衡,所以曲线b表示的是20时的Yt曲线,选项A错;B、当反应进行到20min时,从图象中可以看出b曲线对应的转化分数高于a曲线对应的转化分数,这说明b曲线在20时对应的反应速率快,所以1,选项B错;C、根据图象温度越高CH3COCH3转化的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,即正方应是放热反应,选项C错;D、根据图象可以看出当反应进行到66min时a、b曲线对应的转化分数
21、均相同,都是0.113,这说明此时生成的CH3COCH2COH(CH3)2一样多,所以从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的,选项D正确。答案选D。【点睛】本题考查转化率随温度变化的图象题,做题时注意观察曲线的变化趋势,以及温度对化学反应速率的影响,本题的关键是根据图象正确判断反应是吸热还是放热。16. 下列说法正确的是()A. 常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4B. 为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH。若pH7,则H2A是弱酸;若pH=【答案】C【解析】试题分析:A醋酸是弱电解质,加水稀释醋酸会促进醋酸电离,导致氢离
22、子浓度大于原来的1/10,所以溶液的4pH3,故A错误;BNaHA溶液的pH7说明H2A的二级电离不完全,即HA-为弱酸,所以可以说明H2A是弱酸,NaHA溶液的pH7,H2A是强酸或弱酸都有可能,如硫酸、亚硫酸,故B错误;CNaOH滴定HCl与CH3COOH,醋酸是弱电解质,若碱与酸恰好反应,溶液中溶质为氯化钠、醋酸钠,醋酸根水解溶液呈碱性,反应呈中性,溶液中的酸有剩余,故C正确;D氯化银难溶于水,在水中的溶解度很小,一定温度下,溶液中Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)为定值,蒸馏水中没有氯离子、0.1mol/L盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L,0.1 mol/L氯化镁溶液c(
23、Cl-)=0.2mol/L、0.1mol/L硝酸银溶液中c(Ag+)=0.1mol/L,溶液中c(Ag+)为,故D错误;故选C。考点:考查强弱电解质、弱电解质的电离、盐类水解、溶度积及相关计算等。17.某温度时,在2 L容器中,某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如下图所示,由图中数据分析得:(1)在4 min末时,A、B的物质的量浓度c(A) _c(B);从04 min内A、B的物质的量浓度变化量c(A) _c(B)(以上填“”“ (3). 0.05 molL -1 min -1 (4). 2A B【解析】试题分析: (1)由图可以看出,在4 min末n(A)=n(B)=04 mol,
24、又因体积相等,所以c(A)=c(B);从0到4 min内c(A)=02 molL-1,c(B)=01 molL-1。(2)v(A)=005 molL-1min-1。(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)n(B)=04 mol02 mol=21。考点:化学反应速率18.氧化还原滴定实验的原理与中和滴定相同(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001 molL-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色Na2SO3溶液,有关反应的离子方程式是2MnO4-+5SO32-+6H+2Mn2+5SO42-+3H2O。请回答下列问题:(1)该滴定实验所需仪器有_(填序号)。A酸
25、式滴定管(50 mL)B碱式滴定管(50 mL)C量筒(10 mL)D锥形瓶E铁架台F滴定管夹G烧杯H白纸I胶头滴管J漏斗(2)不用_(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放酸性KMnO4溶液的原因是_。(3)_(填“需要”或“不需要”)选用指示剂,其理由是_。(4)滴定前平视酸性KMnO4溶液液面,刻度为 a mL,滴定后俯视液面,刻度为b mL,则(b-a) mL 比实际消耗酸性KMnO4溶液的体积_(填“大”或“小”,下同);根据(b-a) mL计算得到的待测液浓度比实际浓度_。【答案】 (1). ABDEFGH (2). 碱 (3). 酸性 KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管 (4).
26、不需要 (5). MnO4- 被还原为 Mn2+ 时溶液紫色褪去 (6). 小 (7). 小【解析】【详解】(1)因酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能氧化橡胶,因此盛放酸性KMnO4溶液应用酸式滴定管,Na2SO3溶液呈碱性,应用碱式滴定管量取,除此之外还需铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯、白纸,答案选ABDEFGH;(2)高锰酸钾具有强氧化性能腐蚀碱式滴定管中的橡胶管,所以不用用碱式滴定管盛放高锰酸钾溶液,应该用酸式滴定管;(3)因MnO4- 被还原为 Mn2+ 时溶液紫色褪去,故不需指示剂;(4)(3)滴定前平视KMnO4液面,刻度为a mL,滴定后俯视液面刻度为b mL,读数偏小,则(b-
27、a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积少; 根据(b-a)mL计算得到的待测浓度,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=,c(待测)偏小。19.下表是不同温度下水的离子积数据:温度/25t1t2水的离子积常数1101411012试回答以下问题:(1)若25t1t2,则_(填“”“”或“=”)11014,作出此判断的理由是_。(2)25 下,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5104molL1,取该溶液1 mL,加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na)c(OH)=_。(3)t2 下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得
28、混合溶液的pH=2,则V1V2=_。此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是_。【答案】 (1). (2). 升高温度,水的电离程度增大,离子积增大 (3). 10001 (4). 911 (5). c(Na)c(SO42-)c(H)c(OH)【解析】【详解】(1)水是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热,所以温度升高,水的电离程度增大,离子积增大,故答案为:;温度升高,水的电离程度增大,离子积增大;(2)25时,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=510-4 mol/L,则溶液中钠离子浓度是110-3 mol/L如果稀释10倍,则钠离子浓度是110-4 mol/L,但硫酸钠溶液是显中性的,所
29、以c(Na+):c(OH-)=10-4:10-7=1000:1;(3)t2 下,水的离子积常数为11012,pH=11的苛性钠溶液中氢氧根离子浓度为:c(OH-)=mol/L=0.1mol/L,pH=1的稀硫酸中氢离子浓度为:c(H+)=0.1mol/L,混合液的pH=2,则混合液中氢离子浓度为0.01mol/L,则混合液中:c(H+)=0.01mol/L=,解得:V1:V2=9:11;设氢氧化钠、硫酸溶液体积为9V、11V,由于混合液显示酸性,则c(H+)c(OH-),c(Na+)=0.45mol/L,c(SO42-)=0.0275mol/L,c(H+)=0.01mol/L,则溶液中各离子浓
30、度大小为:c(Na)c(SO42-)c(H)c(OH)。20.金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度S/(molL1)如图所示:难溶金属氢氧化物的SpH图(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3,应该控制溶液的pH_。A1 B4左右 C6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质,_(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是_。(4)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水生成Cu(NH3)42,写出反应的离子方程式:_
31、。(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310353.410286.410331.61024为除去某工业废水中含有的Cu2、Pb2、Hg2杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的_(填选项)。ANaOH BFeS CNa2S【答案】 (1). Cu2+ (2). B (3). 不能 (4). Co和Ni沉淀时的pH范围相差太小 (5). Cu(OH)2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+2OH-+4H2O (6). B【解析】【分析】(1)在pH=3时,溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀;(2)除去Fe3+的同时必须保
32、证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右;(3)Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小;(4)根据反应物和生成物可写出反应的方程式;(5)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不引入其它离子。【详解】(1)由图可知,在pH=3时,溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀,主要以Cu2+存在;(2)除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右Fe3+沉淀完全,答案选B;(3)从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,无法通过控制溶液的pH来分离二者;(4)氢氧化铜沉淀溶于氨水生成Cu(NH3)42+,反应的
33、离子方程式为Cu(OH)2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+2OH-+4H2O;(5)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不引入其它离子;答案选B。【点睛】本题考查了沉淀溶解平衡的应用以及溶度积的应用,题目难度中等,解答本题的关键是认真审题,能从图象曲线的变化特点把握物质的溶解性。21.碳、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。(1)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图甲所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为_。(2)合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点
34、。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(H0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如图乙所示。250300 时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_。250 和400 时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为_。(3)T 时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2 L的密闭容器中发生反应2NO2CO2CO2N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图丙所示。平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,平衡将_(填“向左”“向右”或“不”)移动。图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同
35、质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是_(填“a”或“b”)。15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_(任答一条即可)。【答案】 (1). 2NH3(l)+CO2(g)=H2O(l)+H2NCONH2 (l)H=-134.0kJmol-1 (2). 250 时,催化剂的催化效率最好,之后催化剂的催化效率急剧降低 (3). 250 (4). 向右 (5). b (6). 增加 CO 的物质的量浓度、增大压强、减少生成物浓度【解析】【详解】(1)已知2NH3(l)+CO2(g)H2NCOON
36、H4(氨基甲酸铵)(l)H1=-272.0kJmol-1H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)H2=+138.0kJmol-1,根据盖斯定律,+可得:2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2 (l),H=-272.0kJmol-1+138.0kJmol-1=-134.0kJmol-1,故答案为:2NH3(l)+CO2(g)=H2O(l)+H2NCONH2 (l)H=-134.0kJmol-1;(2)由图象得,250300时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是250,催化剂的催化效率最好,之后催化剂的催化效率急剧降低;250和400时乙酸的生成速率几乎相
37、等,由于温度低,能耗低,节约经济成本,故实际生产中应选择的温度为250;(3)起始时,NO为0.4mol,平衡时NO为0.2mol, 2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2起始物质的量:0.4mol 0.4mol 0 0转化的物质量:0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol平衡物质的量:0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol则平衡时的浓度:c(NO)=0.1mol/L,c(CO)=0.1mol/L,c(CO2)=0.1mol/L,c(N2)=0.05mol/L,该稳定性该反应的平衡常数K=5;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,则c(CO)=0.5mol/L,c(N2)=0.45mol/L,此时的浓度商Qc=1.8k,则平衡将向右移动;催化剂表面积较大,反应速率快,达到平衡所用时间短,由图可知,b曲线代表的条件下反应速率快,所以b的催化剂的表面积大;故答案为b;由图象可知,NO的浓度减小,平衡向正方向移动,所以改变的条件为增加CO的物质的量浓度或增大压强;故答案为:增大CO的物质的量浓度(或增大压强)。