D.相同温度下,若起始时向容器中充入1.0molPCl3、1.0molCl2,则反应达到平衡
时PCl3的转化率为80%
第II卷(非选择题,共80分)
16.(16分)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。
现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比实验:
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)
实验编号
实验目的
T/K
pH
c/10-3mol·L-1
H2O2
Fe2+
①
为以下实验作参照
298
3
6.0
0.30
②
探究温度对降解反应速率的影响
▲
3
▲
▲
③
▲
298
10
6.0
0.30
实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如上图
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应50~150s内的反应速率:
v(p-CP)=__▲__mol·L-1·s-1;
(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。
但后续研究表明:
温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:
_____▲________;
(4)实验③得出的结论是:
pH等于10时,反应▲(填“能”或“不能”)进行;
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。
根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:
▲。
17.(10分)将2molSO2和1molO2混合置于体积可变,压强恒定的密闭容器中,在一定温度下发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);△H﹤0,当反应进行到时间t1点时达到平衡状态,测得混合气体总物质的量为2.1mol。
试回答下列问题:
⑴反应进行到t1时,SO2的体积分数为▲;
⑵若在t1时充入一定量的氩气(Ar),SO2的物质的量将▲(填“增大”、“减小”或“不变”);
⑶若在t1时升温,重新达到平衡状态,新平衡混合物中气体的总物质的量▲2.1mol(填“<”、“>”或“=”),简单说明原因▲;
⑷若其它条件不变,在t1时再加入0.2molSO2、0.1molO2和1.8molSO3,在图中作出从t0→t1→t2点这段时间内SO2的物质的量变化曲线。
18.(10分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
(1)I2O5可使H2S、CO、HCl等氧化,常用于定量测定CO的含量。
已知:
2I2(s)+5O2(g)
2I2O5(s)ΔH=-75.56kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)ΔH=-566.0kJ·mol-1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式:
。
(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)ΔH<0
①该反应的化学平衡常数表达式为K=。
②一定条件下,将体积比为1∶2的NO、CO气体置于恒容密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母)。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.N2和CO2的体积比保持不变
d.每生成1molN2的同时生成2molNO
③若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如下图所示。
若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如右图所示的变化,则改变的条件可能是(填字母)。
a.加入催化剂b.降低温度c.增加CO2的量
19.(16分)中学化学实验,淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。
在25℃,若溶液的pH=7,试纸不变色;若pH<7,试纸变红色;若pH>7,试纸变蓝色。
而要精确测定溶液的pH,需用pH计。
pH计主要通过测定溶液中H+浓度来测定溶液的pH。
(1)已知水中存在如下平衡H2O
H++OH- ΔH>0。
现欲使平衡向右移动,且所得溶液呈中性,选择的方法是 (填字母)。
A.向水中加入NaHSO4溶液
B.向水中加入Cu(OH)2固体
C.加热水至100℃
D.在水中加入H2SO4溶液
(2)现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显 色,若用pH计测定,则pH 7(填“>”“<”或“=”),溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”)。
(3)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。
因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl-
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为 ,试样的pH= 。
(4)①已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH>0,汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是▲。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有
人设计下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)
+O2(g),已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据▲。
20.(
18分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。
工业上以天然气为原料合成氨。
其生产工艺如下:
造气阶段→转化阶段→分离净化→合成阶段
⑴造气阶段的反应为:
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.1kJ/mol
①在一密闭容器中进行上述反应,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如下图1所示。
反应中处于平衡状态的时间为▲、▲;10min时,改变的外界
条件可能是▲。
②如图2所示,在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O。
在相同温度下发生反应,并维持反应过程中温度不变。
则达到平衡时,两容器中CH4的转化率大小关系为:
α甲(CH4)▲α乙(CH4);
⑵转化阶段发生的可逆反应为:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
一定温度下,反应的平衡常数为K=1。
某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质
的物质的量见下表:
CO
H2O
CO2
H2
0.5mol
8.5mol
2.0mol
2.0mol
此时反应中正、逆反应速率的关系式是▲(填序号)。
a.v(正)>v(逆)b.v(正)<v(逆)c.v(正)=v(逆)d.无法判断
⑶合成氨反应为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)∆H=-92.4kJ
•mol‾1
①依据温度对合成氨反应的影响,在下图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
②根据勒夏特列原理,简述提高合成氨原料转化率
的一种方法▲。
(4)工业合成氨的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),ΔH=-92.4kJ·mol-1。
在某压强恒定的密闭容器中加入2molN2和4molH2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10L。
求:
①该条件下的平衡常数为__▲___;
②若向该容器中加入amolN2、bmolH2、cmolNH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。
反应放出的热量__▲__(填“>”“<”或“=”)92.4kJ。
21.(10分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
⑴I中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是▲。
⑵II中,2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)。
起始时容器充入1molNO、0.5molO2,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如下图)。
①比较p1、p2的大小关系▲。
②在温度为500℃、压强为p2条件下,平衡混合气中NO2的体积分数▲。
⑶III中,将NO2(g)转化成N2O4(l),再制备浓硝酸。
①已知:
2NO2(g)
N2O4(g)ΔH12NO2(g)
N2O4(l)ΔH2
ABC
反应过程中能量变化正确的是▲(填序号)。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式▲。
高二化学期中考试参考答案及评分标准
第I卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题包括10小题,每题2分,共20分。
每小题只有一个选项符合题意)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
B
D
A
C
C
B
D
A
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。
每小题只有一个或两个选项符合题意。
若正确答案只包括一个选项,多选时,该题为0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就为0分。
)
题号
11
12
13
14
15
答案
C
AD
AB
BC
D
第II卷(非选择题,共80分)
16.(16分,每空2分)
(1)
实验编号
实验目的
T/K
pH
c/10-3mol·L-1
H2O2
Fe2+
①
探究温度对降解反应速率的影响
313
6.0
0.30
③
探究溶液的pH对降解反应速率的影响
(2)8.0×10-6(3)H2O2在温度过高时迅速分解(4)不能
(5)在溶液中加入碱溶液,使溶液的pH大于或等于10(其他合理答案均可)
17.(10分,每空2分)
(1)9.5%;
(2)增大;
(3)>;升
高温度反应向吸热反应方向进行,即化学平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大。
(4)(图略)。
注意:
t0到t1时只要起点在坐标(0,2)、平衡点在坐标(t1,0.2)处的示意图均算对;t1到t2是平行于时间轴的直线,起点必须在(t1,0.4)。
18.(10分,每空2分)
(1)5CO(g)+I2O5(s)
5CO2(g)+I2(s) ΔH=-1377.22kJ·mol-1
(2)①c(N2)c(CO2)2/②ad③不b
19.(16分,每空2分)
(1)C
(2)淡黄 < 中(3)酸性 4
(4)①吸热反应,温度升高,平衡正向移动,NO含量增大
②△H>0,△S<0,在任何温度下均不自发。
20.(18分,每空2分)
⑴①⑴5~10分钟、12分钟后升高温度②<
⑵a
⑶①
②增大压强或降低温度或分离液氨
(4)①400 ②<
21.(10分,每空2分)
⑴4NH3+5O2
4NO+6H2O
⑵①p2>p1②50%
⑶①A②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3