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2019-2020年高三化學寒假作業(yè)5 新人教版選修4《化學反應原理》 一、選擇題（本題共7道小題） 1.如圖所示是298 K時，N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖，下列敘述正確的是(　　) A．該反應的熱化學方程式為： N2＋3H22NH3　ΔH＝－92 kJ/mol B．a(chǎn)曲線是加入催化劑時的能量變化曲線 C．加入催化劑，該化學反應的反應熱改變 D．在溫度、體積一定的條件下，若通入2 mol N2 和6 molH2 反應后放出的熱量為Q kJ，則184＞Q 2.已知下列熱化學方程式： ①H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H1=a kJ?mol﹣1②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H2=b kJ?mol﹣1 ③H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H3=c kJ?mol﹣1④2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H4=d kJ?mol﹣1 下列關(guān)系式中正確的是（） A．a(chǎn)＜c＜0 B．b＞d＞0 C．2a=b＜0 D．2c=d＞0 3.已知：　2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　　　ΔH＝－566 kJmol-1 Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH＝－266 kJmol-1 根據(jù)以上熱化學方程式判斷，下列說法正確的是(　　) A．CO的燃燒熱為283 kJ B．此圖可表示由CO生成CO2的反應過程和能量關(guān)系 C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH>－532kJmol－1 D．CO2(g)與Na2O2(s)反應放出549 kJ熱量時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.021023 4.下列實驗裝置能達到實驗目的是（　?。? A． B． 海水蒸餾 鉀在空氣中的燃燒 C． D． 測定中和熱 犧牲陽極的陰極保護法 5.一定量的稀硫酸跟過量鐵粉反應，為了減緩反應速率，又不影響生產(chǎn)氫氣的總量，可向稀硫酸中加入適量的（　?。? A．CH3COONa（固體） B．NH4Cl（固體） C．CuSO4（溶液） D．Ba（OH）2（固體） 6.反應A（g）+3B（g）?2C（g）+2D（g），在不同情況下測得反應速率如下，其中反應速率最快的是（　?。? A．υ（D）=0.4 mol/（L?s） B．υ（C）=0.5 mol/（L?s） C．υ（B）=0.6 mol/（L?s） D．υ（A）=0.15 mol/（L?s） 7. 有關(guān)下列圖象的分析錯誤的是（　　） A．圖可表示對平衡N2+3H22NH3加壓、同時移除部分NH3時的速率變化 B．圖中a、b曲線只可表示反應H2（g）十I2（g）2HI（g）在有催化劑和無催化劑存在下建立平衡的過程 C．圖表示室溫下將各1 ml pH=2的HA、HB兩種酸溶液加水稀釋的情況．若2＜a＜5，則兩酸都為弱酸 D．圖中的y可表示將0.1 mol/L稀醋酸加水稀釋時溶液導電能力的變化情況 二、填空題（本題共3道小題） 8.甲醇是一種很好的燃料，工業(yè)上用CH4和H2O（g）為原料，通過反應Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇．請回答下列問題： （1）將1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反應室（容積為100L）中，在一定條件下發(fā)生反應： CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）（Ⅰ） CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示． ①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H2表示的平均反應速率為　 ?。? ②圖中的p1　 　p2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃時的平衡常數(shù)為　 ?。? ③該反應的△H　 　0，△S　 　0（填“＜”、“＞”或“=”）． （2）在壓強為0.1MPa條件下，a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇： CO（g）+2H2（g）△H＜0 （Ⅱ） ①若容器的容積不變，下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是　 　（填序號）． A．升高溫度 B．將CH3OH（g）從體系中分離出來 C．恒容下充入He，使體系的總壓強增大 D．再充入a mol CO和3a mol H2 ②為了尋找合成甲醇的適宜溫度和壓強，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在了下面的實驗設計表中． 實驗編號 T（℃） n（CO）/n（H2） ρ（MPa） 1 150 0.1 2 n 5 3 350 m 5 a．表中剩余的實驗數(shù)據(jù)：n=　 ，m=　?。? b．根據(jù)反應Ⅱ的特點，如圖是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線，請指明圖2中的壓強px=　 　MPa． 圖1 圖2 9.為倡導“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”，目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料乙醇。一定條件下發(fā)生反應：2CO2（g）+6H2（g） CH3CH2OH（g）+3H2O（g） △H﹤0。 （1）在一定條件下，在20L密閉容器中按物質(zhì)的量比為1:3充入CO2和H2，溫度在450 K,n（H2）隨時間變化如下表所示： 在450℃、0～1 min，υ（CH3CH2OH）= _____；此溫度下該反應的化學平衡常數(shù)為 （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 （2）在5MPa下測得平衡體系中各物質(zhì)的體積分數(shù)隨溫度的變化曲線如圖所示：曲線乙表示的是 （填物質(zhì)的化學式）的體積分數(shù)，圖像中A點對應的體積分數(shù)b = %（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 （3）下列措施中能使化學平衡向正反應方向移動的是_______ A．升高溫度 B．將CH3CH2OH（g）及時液化抽出 C．選擇高效催化劑 D．再充入l molCO2和3 molH2 （4）25℃，1．01105Pa時，9．2g液態(tài)乙醇完全燃燒，當恢復到原狀態(tài)時，放出273．4 kJ的熱量，寫出表示乙醇燃燒的熱化學方程式： 。 （5）以石墨為電極，氫氧化鈉、乙醇、水、氧氣為原料，可以制成乙醇的燃料電池，寫出發(fā)生還原反應的電極反應式： 。 10.如圖所示是在實驗室進行氨氣快速制備與性質(zhì)實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。 （1）在組裝好裝置后，若要檢驗A—E裝置的氣密性，其操作是先 和 ，然后微熱A，察到E中有氣泡冒出，移開酒精燈，E中導管有水柱形成說明裝置氣密性良好。 （2）請用平衡移動的原理解釋A中制取氨氣的原理 。 （3）裝置B中盛放試劑是 。 （4）關(guān)閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，從分液漏斗放出濃氨水至浸沒燒瓶中固體后關(guān)閉分液漏斗活塞，點燃C處酒精燈，裝置C中黑色固體逐漸變紅，裝置E中 （答現(xiàn)象）；從E中逸出液面的氣體可以直接排入空氣，請寫出在C中發(fā)生反應的化學方程式 。 （5）當C中固體全部變紅色后，關(guān)閉彈簧夾1，慢慢移開酒精燈，待冷卻后，稱量C中固體質(zhì)量。若反應前固體質(zhì)量為16g，反應后稱重固體質(zhì)量減少2.4g。通過計算確定該固體產(chǎn)物的成分是 。 （6）在關(guān)閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，殘余氣體進入F中，很快發(fā)現(xiàn)裝置F中產(chǎn)生白煙，同時發(fā)現(xiàn)G中溶液迅速倒吸流入F中。寫出產(chǎn)生白煙的化學方程式 。迅速產(chǎn)生倒吸的原因是 。 試卷答案 1.D A、該反應放出的能量大于吸收的能量，所以放熱，書寫熱化學方程式必須標注物質(zhì)的聚集狀態(tài)，該熱化學方程式未標注物質(zhì)的狀態(tài)，A錯誤；B. 催化劑能改變反應的路徑，使發(fā)生反應所需的活化能降低，,b曲線是加入催化劑時的能量變化曲線，錯誤；C.催化劑能改變反應的活化能，但不能改變反應熱，C錯誤；D、反應是可逆反應，在溫度、體積一定的條件下，通入2molN2和6molH2充分反應后放出的熱量小于184kJ，大于2Q1，D正確；選D。 2.C 考點：反應熱的大小比較． 專題：化學反應中的能量變化． 分析：比較△H的大小必須帶著正負號比較；根據(jù)在放熱反應中，△H＜0，當反應物相同時，產(chǎn)物的能量越高，放出的熱量越小，則△H越大，反之成立；反應熱的大小與計量數(shù)成比例； 解答：解：A、反應①和③相比較，反應物相同，①的產(chǎn)物的能量高比③高，則放出的熱量比③少，a比c大，故A錯誤； B、氫氣的燃燒是放熱反應，即b和d均為負值，故B錯誤； C、反應②是①的二倍，故b=2a，而且燃燒放熱，即b=2a＜0，故C正確； D、氫氣的燃燒是放熱反應，即c和d均為負值，故D錯誤； 故選C． 點評：本題考查了反應熱的大小比較，應注意的是比較△H的大小必須帶著正負號比較． 3.C 4.B 解：A．圖中蒸餾裝置，冷水應從下口進入，冷卻效果好，而圖中下口流出熱水，則操作不合理，故A錯誤； B．在坩堝中可完成K的燃燒反應，圖中實驗操作合理，故B正確； C．缺少環(huán)形玻璃攪拌棒，不能測定反應的最高溫度，則不能測定中和熱，故C錯誤； D．由外加電源可知，Zn為陽極，F(xiàn)e為陰極，F(xiàn)e被保護，則該方法為外加電源的陰極保護法，故D錯誤； 故選B． 5.A 考點：化學反應速率的影響因素．. 專題：化學反應速率專題． 分析：Fe過量，為了減緩反應速率，且不影響生成氫氣的總量，可減小氫離子的濃度，但不能改變氫離子的物質(zhì)的量，以此來解答． 解答：解：A．加CH3COONa（s），與硫酸反應生成醋酸，氫離子濃度減小，物質(zhì)的量不變，則減緩反應速率，且不影響生成氫氣的總量，故A正確； B．加NH4Cl（s），在溶液中水解生成氫離子，則生成氫氣增多，故B錯誤； C．加入硫酸銅，鐵置換出銅，形成原電池反應，反應速率增大，故C錯誤； D．加入Ba（OH）2固體，與硫酸反應，氫氣總量減少，故D錯誤． 故選A． 點評：本題考查影響反應速率的因素，為高考?？伎键c，注意Fe過量，生成氫氣由硫酸決定，把握濃度對反應速率的影響即可解答，題目難度不大． 6.B 考點：化學反應速率和化學計量數(shù)的關(guān)系．. 專題：化學反應速率專題． 分析：反應速率的單位相同，用各物質(zhì)表示的反應速率除以對應各物質(zhì)的化學計量數(shù)，數(shù)值大的反應速率快． 解答：解：反應速率的單位相同，用各物質(zhì)表示的反應速率除以對應各物質(zhì)的化學計量數(shù)，數(shù)值大的反應速率快 A、υ（D）/2=0.2 mol/（L?s） B、v（C）/2=0.25mol/（L?s）， C、v（B）/3=0.2mol/（L?s）， D、v（A）/1=0.15mol/（L?s）， 所以反應速率v（C）＞v（B）v（D）＞v（A）． 故選：B． 點評：比較反應速率常用的兩種方法：（1）歸一法：將同一反應中的不同物質(zhì)的反應速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的反應速率，再較小比較．（2）比值法：用各物質(zhì)的量表示的反應速率除以對應各物質(zhì)的化學計量數(shù)，數(shù)值大的反應速率快． 比較反應速率時注意（1）反應速率的單位要相同（2）單位時間內(nèi)反應物或生成物的物質(zhì)的量變化大，反應速率不一定快，反應速率是用單位時間內(nèi)濃度的變化量來表示的． 7.B 考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡；催化劑的作用；化學反應速率與化學平衡圖象的綜合應用 分析：A、對平衡N2+3H22NH3加壓、同時移除部分NH3時，v正先增大后減小，v逆先減小后增大； B、反應H2（g）十I2（g）2HI（g）反應前后氣體體積不變，減小容器體積與加入催化劑效果相同； C、強酸溶液的體積每增大10n倍，酸溶液pH增大n； D、O.1 mol/l稀醋酸加水稀釋時溶液中離子濃度減?。? 解答：解：A、對平衡N2+3H22NH3加壓、同時移除部分NH3時，平衡正向移動，v正先增大后減小，v逆先減小后增大，與圖象符合，故A正確； B、圖中a、b曲線除可表示反應H2（g）十I2（g）2HI（g）在有催化劑和無催化劑存在下建立平衡的過程，還可以表示壓強不同時建立平衡的過程，故B錯誤； C、HA、HB兩種酸溶液加水稀釋103倍，其pH變化小于3，說明兩酸都為弱酸，故C正確； D、稀醋酸加水稀釋時溶液中離子濃度減小，溶液導電能力減弱，故D正確． 故選B． 點評：本題考查了化學反應速率圖象、外界條件對平衡建立過程的影響圖象、加水稀釋溶液時pH和離子濃度的變化，題目難度不大． 　 8. （1）①0.0030mol?L﹣1?min﹣1； ②＜；2.2510﹣4； ③＞，＞； （2）①BD ②n=150，； ③0.1． 考點：化學平衡建立的過程；化學平衡的影響因素；化學平衡的調(diào)控作用． 專題：化學平衡專題． 分析：（1）①根據(jù)v=計算氫氣的平均反應速率； ②該反應是反應前后氣體體積增大的反應，相同溫度下，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，根據(jù)甲烷的轉(zhuǎn)化率確定壓強大??；平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積之比； ③一定壓強下，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，根據(jù)轉(zhuǎn)化率判斷反應熱；反應前后，氣體的物質(zhì)的量越大，其熵變越大； （2）①容器容積不變，增加甲醇產(chǎn)率，平衡向正反應移動，根據(jù)外界條件對平衡的影響分析． ②采取控制變量法，探究合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，據(jù)此判斷n、m的值． ③根據(jù)定一議二原則，定溫度同，再比較壓強，即作垂直x軸的輔助線，比較平衡時CO的轉(zhuǎn)化率，由此判斷． 解答：解：（1）①根據(jù)v（H2）=3v（CH4）=3=0.0030mol?L﹣1?min﹣1，故答案為：0.0030mol?L﹣1?min﹣1； ②根據(jù)化學方程式可以得出，增大壓強，化學平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小，可以去200℃來分析，發(fā)現(xiàn)甲烷的轉(zhuǎn)化率是p1時大于p2時的，所以P1＜P2， CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g） 初始濃度：0.01 0.02 0 0 變化濃度：0.005 0.005 0.005 0.015 平衡濃度：0.005 0.015 0.005 0.015 100℃時平衡常數(shù)=（mol/L）2=2.2510﹣4 （mol/L）2， 故答案為：＜；2.2510﹣4； ③一定壓強下，升高溫度平衡向正反應方向移動，則正反應是吸熱反應，所以△H＞0；正反應是氣體物質(zhì)的量增大的反應，氣體的物質(zhì)的量越多，其熵越大，所以△S＞0，故答案為：＞，＞； （2）①A、該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向吸熱方向移動，即向逆反應方向移動，甲醇的產(chǎn)率降低，故A錯誤； B、將CH3OH（g）從體系中分離，產(chǎn)物的濃度降低，平衡向正反應移動，甲醇的產(chǎn)率增加，故B正確； C、充入He，使體系總壓強增大，容器容積不變，反應混合物各組分濃度不變，平衡不移動，甲醇的產(chǎn)率不變，故C錯誤； D、再充入amol CO和3amol H2，可等效為壓強增大，平衡向體積減小的方向移動，即向正反應方向移動，甲醇的產(chǎn)率增加，故D正確． 故選：BD ②A、采取控制變量法，探究合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，所以溫度、壓強是變化的，應保持不變，所以m=，比較使用1、2，壓強不同，所以溫度應相同，故n=150，故答案為：n=150，； ③溫度相同時，作垂直x軸的輔助線，發(fā)現(xiàn)壓強為Py的CO的轉(zhuǎn)化率高，反應為前后體積減小的反應，壓強增大平衡向體積減小的方向移動，即向正反應移動，所以Px＜Py，所以壓強Px=0.1MPa． 故答案為：0.1． 點評：本題考查化學反應速率、平衡常數(shù)、化學平衡計算、化學平衡的影響因素及讀圖能力等，綜合性較大，難度中等，知識面廣，應加強平時知識的積累．注意控制變量法與定一議二原則應用． 9.答案： （1）0．0167mol/（Lmin） 6．22 （2）CO2 18．8 （3）BD （4）CH3CH2OH（l）+ 3O2（g） ＝CO2（g）+2H2O（l） △H＝-1367kJmol-1 （5）O2＋2H2O＋4e-＝4OH? 試題解析： （1）由表中數(shù)據(jù)可知，0～1min內(nèi)，△n（H2）=8mol6mol=2mol，則v（H2）=△c（H2）/△t=△n（H2）/V△t＝0．1mol/（Lmin），由速率之比等于計量系數(shù)之比可知v（H2）：υ（CH3CH2OH）=6：1，則υ（CH3CH2OH）=v（H2）mol/（Lmin）=0．0167mol/（Lmin）；由表中數(shù)據(jù)可知，H2起始投入量為8mol，在20L密閉容器中，CO2和H2的投料比為1:3，則CO2起始投入量為8/3mol，3min后反應達平衡，建立三段式過程分析： 2CO2（g） + 6H2（g） CH3CH2OH（g）+3H2O（g） 起始量（mol/L）0．13 0．400 轉(zhuǎn)化量（mol/L）0．05 0．15 0．025 0．075 平衡量（mol/L）0．08 0．25 0．025 0．075 則平衡常數(shù)K= =≈6．22； （2）該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡時CO2與H2的含量增大，CH3CH2OH與H2O的含量降低，可知甲、乙為反應物，平衡逆向移動過程中H2和CO2按比例（3：1）增加，甲的含量高于乙，可知曲線乙表示的是CO2；丙、丁為生成物，反應開始時H2與CO2按3:1的量進行投料，故生成乙醇與水的物質(zhì)的量比為1:3，即水的含量是乙醇含量的3倍，可知曲線丙、丁分別表示的是H2O，CH3CH2OH；A點為曲線乙和丙的交點，說明平衡時CO2、H2O的體積分數(shù)相同，可知兩者體積也相同，設CO2、H2O的體積都是V，根據(jù)投料比有：V（H2）=3V（CO2）=3V，且V（CH3CH2OH）=1/3V（H2O）=1/3V，故V總=V+V+3V+1/3V=16V/3，所以A點對應的體積分數(shù)為：V/（16V/3）100%≈18．8%。 （3）A項，放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，錯誤； B項，移去CH3CH2OH，生成物濃度減小，平衡正向移動，正確； C項，催化劑只能改變反應的速率，對平衡移動無影響，錯誤； D項，恒容容器中再充入lmolCO2和3molH2，相當于增大壓強，平衡正向移動，正確； （4）25℃，1．01105Pa時，9．2g液態(tài)乙醇物質(zhì)的量為0．2mol，完全燃燒，當恢復到原狀態(tài)時，放出273．4kJ的熱量則1mol乙醇完全燃燒恢復到原狀態(tài)時放出的熱量為：273．4kJ5=1367kJ，故該反應的熱化學方程式為：CH3CH2OH（l）+ 3O2（g） ＝CO2（g）+2H2O（l） △H＝-1367kJmol-1； （5）乙醇的燃料電池中，燃料乙醇為負極，發(fā)生失電子的氧化反應，氧氣是正極，發(fā)生得電子的還原反應，在堿性環(huán)境下，電極反應式為：O2＋2H2O＋4e-＝4OH?； 10. （1）關(guān)閉彈簧夾2和分液漏斗活塞，打開彈簧夾1 (1分) 向E中加水至浸沒長導管末端（1分） （2）固體生石灰溶于濃氨水后，吸水，放出大量的熱促使NH3揮發(fā)，溶液中OH－濃度增加，都促使NH3+H2ONH3H2ONH4++OH－向生成NH3移動，加快氨氣逸出。 （3）堿石灰（1分） （4）有氣泡冒出并產(chǎn)生白色沉淀；2NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2O （5）Cu2O、Cu （6）3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；盛滿氯氣的集氣瓶中因氨氣消耗氯氣生成部分固體，導致內(nèi)壓減小，引起溶液倒吸 【知識點】實驗探究 實驗基本操作 解析：（1）用微熱法檢查裝置的氣密性必須形成封閉的體系，所以要先關(guān)閉彈簧夾2和分液漏斗活塞，打開彈簧夾1； （2）固體生石灰溶于濃氨水后，吸水，放出大量的熱促使NH3揮發(fā)，溶液中OH－濃度增加，都促使NH3+H2ONH3H2ONH4++OH－向生成NH3移動，加快氨氣逸出。 （3）B是干燥NH3的裝置，干燥NH3需使用堿性干燥劑，可以使用堿石灰； （4）裝置E中盛有溶有足量二氧化硫的氯化鋇溶液，是處理尾氣NH3的裝置，未反應的氨氣與二氧化硫生成亞硫酸銨，再與氯化鋇發(fā)生復分解反應生成亞硫酸鋇，出現(xiàn)白色沉淀； C中CuO與NH3發(fā)生氧化還原反應生成紅色的Cu、N2和H2O ，反應的方程式為：2NH3＋3CuO3Cu＋N2↑＋3H2O； （5）假設16g氧化銅全部還原為銅 2NH3＋3CuO3Cu＋N2↑＋3H2O； 減少 240g 192g 48g 16g m 解得m=(16g48g)/240g=3.2g＞2.4g，因C中固體全部變紅色，所以固體產(chǎn)物的成分是Cu2O和Cu； （6）關(guān)閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，Cl2可將NH3氧化為N2，同時生成的HCl會和NH3反應生成NH4Cl，產(chǎn)生白煙現(xiàn)象，3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl ；盛滿氯氣的集氣瓶中因氨氣消耗氯氣生成部分固體，導致內(nèi)壓減小，引起溶液倒吸。 【思路點撥】本題考查了實驗探究，涉及基本操作、氧化還原反應原理、化學計算等，綜合性強。