内容正文:
马鞍山二中2023-2024学年高二年级阶段检测(10月)化学试题
第I卷选择题(共48分)
一、选择题:每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 对于可逆反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是
A. B.
C. D.
2. 恒温恒容条件,进行如下反应:,已知、、的起始浓度分别为、、,总压强为,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的物质的量浓度或分压有可能是
A. 的分压为 B. 的浓度为
C. 的分压为 D. Z的浓度为
3. 下列反应的能量变化与图示相符的是
A. 钠在氯气中燃烧 B. 氢氧化钡与氯化铵固体的反应
C. 铁与稀盐酸的反应 D. 氨水与稀硫酸的反应
4. 已知下列两个热化学方程式:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(1) ΔH= -571.6 kJ•mol-1,C3H8(g) + 5O2(g)= 3CO2(g) + 4H2O(l) ΔH= -2220 kJ•mol-1,下列说法正确的是
A. C3H8的热值比H2高
B. C3H8 完全燃烧生成1mol H2O(g)放出的热量为555 kJ
C. l mol H2和2 molC3H8 组成混合气体完全燃烧放出的热量为4725.8 kJ
D. 氢气作为新能源具有热值高,无污染、资源丰富等优点,但不可再生。
5. 某反应由两步反应构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是
A. 两步反应均为吸热反应
B. 三种化合物中C最稳定
C. A与C的能量差为
D. 反应,反应条件一定需要加热
6. 如图是金属镁和卤素单质反应的能量变化示意图。下列说法不正确的是
A. 由制取Mg是吸热过程
B. 热稳定性:
C. 常温下还原性:
D. 由图知此温度下 与 反应的热化学方程式为:
7. 下列关于热化学反应的描述错误的是
A. 由C(石墨)→C(金刚石) 可知,石墨能量更高,燃烧热更大
B. 已知 ,则在一定条件下将2mol和6mol置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ
C. 在稀溶液中: ,若将含1mol的醋酸溶液与含1mol的溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
D. 中和热测定实验中可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
8. 下列热化学方程式正确的是
A. 31g白磷比31g红磷能量多bkJ,P4(s)=4P(s) △H=-4bkJ•mol-1
B. 2molSO2、1molO2混合反应后,放出热量akJ,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-akJ•mol-1
C. H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•mol-1,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H=-114.6kJ•mol-1
D. H2的燃烧热为akJ•mol-1,则H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-akJ•mol-1
9. 已知反应:,生成的初始速率与、的初始浓度的关系可表示为,为速率常数,在800℃时测定相关数据如下表:
实验
初始浓度
生成的初始速率
序号
1
2
3
下列说法不正确的是
A. 式中,
B 800℃时,
C. 当其他条件不变时,升高温度,速率常数增大
D. 若起:始,则
10. 向恒温恒容的密闭容器中加入固体M(足量),发生反应:反应I为、反应II为。反应经过t min达到平衡,此时测得,。下列说法不正确的是
A. 反应I中,0~t min的平均反应速率
B. 反应的平衡常数
C. X(g)的体积分数为
D. tmin后再加入一定量的M(s)和R(g),反应I的逆反应速率增大,平衡逆向移动
11. 氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。已知某温度下,往一恒容密闭容器中加入发生反应。在时达到平衡。可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是
A. 氨基甲酸铵的浓度不再发生变化 B. 气体的体积分数不再改变
C. 气体的平均摩尔质量不再改变 D. 气体的密度不再改变
12. 一定条件下存在反应:。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V,容器乙、丁体积都是;向甲、丙内都充入2amolSO2和amolO2并保持恒温;向乙、丁内都充入amolSO2和0.5amolO2并保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度时开始反应。
下列说法正确的是
A. 图1达平衡时,:甲=乙
B. 图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙
C. 图2达平衡时,所需时间:丙<丁
D. 图2达平衡时,的体积分数:丙>丁
13. 加热N2O5,依次发生分解反应:①,②。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol,则t℃时反应①的平衡常数为
A. 4.25 B. 8.5 C. 17 D. 22.5
14. 科研人员利用Cu/ZnO作催化剂,在光照条件下实现了和合成,该反应历程示意图如下
下列说法错误的是
A. 过程Ⅰ中在Cu表面断裂成H原子,在ZnO表面上形成了
B. 过程Ⅱ中存在极性键的断裂与形成,且有生成
C. 过程Ⅳ中有C—H键形成,会吸收能量
D. 总反应的化学方程式是
15. 丙烯与HBr发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线a表示反应2的能量变化 B. 反应1和反应2都是放热反应
C. 反应1和反应2的决速步骤都是第1步 D. 相同条件下反应2的速率比反应1大
16. 标准状况下,与的反应历程如下图。已知:和的相对能量为0。
下列说法错误的是
A.
B. 历程II中,Cl作催化剂
C. Cl-Cl键能为
D. 历程I、历程II中速率最快的反应为:
第Ⅱ卷非选择题(共52分)
17. 在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成,这时的叫做中和热。
(1)已知:
①
②
③
上述正确的热化学方程式中,表示中和热的热化学方程式有_______(填序号)。
(2)常温下溶于不同量水中的热效度如下表:
2.0
1.0
0.67
0.50
0.33
溶解放热
15.8
278
35.9
41.6
48.9
95.3
下列说法正确的是_______。
A.当时,溶解放热
B.向的溶液中加入9g水,放出热量6.9kJ
C.用的溶液测定中和热会使结果偏大
(3)用下图所示的装置进行中和反应反应热的测定。
①下列说法正确的是_______
A.为了使反应充分进行,药品可以分多次加入
B.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用2次
C.测量NaOH与不同种类的酸(如HCl、等)中和反应的反应热,数值可能不同
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度
②取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
请填写表中的空白:
温度
实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
NaOH
平均值
_______
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和热_______kJ/mol(保留一位小数)。
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是_______(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制0.50mol/LNaOH溶液时俯视刻度线读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热()会_______(填“偏大”、“偏小”“无影响”)。
18. 回答下列问题
(1)时,在体积的密闭容器中发生反应,随时间的变化如下表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①如图中点处,(正)________(逆)(填“<”、“=”或“>”)。
②图中表示的变化的曲线是________。
③下列不能使该反应的反应速率增大的是________。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
(2)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
溶液(含硫酸)
溶液
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
T1
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
1
t
①通过实验,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,通过实验________(实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
②组实验中溶液褪色时间t________(填“<”、“=”或“>”)8s,C组实验的反应速率________。(用含有的式子表示)
③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示,其中时间内速率变快的主要原因可能是:①产物(或)是反应的催化剂:②________________。
19. 温室气体让地球“发烧”,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,通过化学、生物等方法将其转化为更具附加值的能源、化工原料和精细化学品成为目前研究热点。回答下列问题:
(1)通过使用不同的新型催化剂,实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则____________。
(2)一定条件下,的反应历程如图1所示。该反应的总反应速率由第____________步决定(填“1”或“2”)。
(3)向2L恒容密闭容器中充入amolCO2和3amolH2,在一定条件下,仅发生上述反应1;在甲、乙两种不同催化剂的作用下,反应时间均为tmin时,测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图2所示。
①相同温度下,催化剂效果更好的是_________(填“甲”或“乙”);T4℃下,甲醇的平均反应速率为___________。
②T2℃和T5℃,平衡常数:K2__________K5(填“>”、“<”或“=”)。
③T5C,反应开始时容器中的总压为P0MPa,平衡时的压强是__________MPa
(4)工业上,以C3H8为原料,通过不同反应生产更高价值的C3H6,C3H8直接分解生产C3H6:
反应①: 反应②:
恒温下,往恒容(10L)反应釜中通入4molC3H8(g)(仅考虑发生上述反应)。某时刻C3H8转化率为20%,C3H6选择性为40%,则该时刻反应①浓度商Qc=_____________。
20. 填空题
(1)下表是部分化学键的键能参数:
化学键
键能
已知白磷的燃烧热为,白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示,则表中________kJ·mol-1(用含的代数式表示)
(2)的反应机理和各基元反应的活化能为:
①
②
③
④
________。
(3)已知在和条件下,有如下反应:①
② ,若反应的活化能为,则反应的活化能为________。
(4)已知充分燃烧乙炔气体时,生成二氧化碳气体并生成液态水,放出热量表示乙炔燃烧热的热化学方程式为____________________。
(5)I.
IICO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
由实验测得该反应II的,,Arrhenius经验公式为,其中为活化能,为热力学温度,、、为速率常数,和为常数。则________(用含的代数式表示)。
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马鞍山二中2023-2024学年高二年级阶段检测(10月)化学试题
第I卷选择题(共48分)
一、选择题:每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 对于可逆反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则A项=5;B为固体,不能用浓度变化表示反应速率;C项=3;D项=6;显然D中比值最大,反应速率最快。答案选D。
2. 恒温恒容条件,进行如下反应:,已知、、的起始浓度分别为、、,总压强为,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的物质的量浓度或分压有可能是
A. 的分压为 B. 的浓度为
C. 的分压为 D. Z的浓度为
【答案】B
【解析】
【详解】、、的起始浓度分别为、、,由于反应物和生成物都加入,不能确定向哪个方向建立平衡,进行极端情况讨论:
①假设正向彻底进行,则、、的起始浓度分别为、、;
②假设逆向彻底进行,则、、的起始浓度分别为、、;
实际平衡时的数据在上述两种极端情况之间,但达不到极端值;
A.第①种极端值的分压为,不能达到,故A不选;
B.的浓度为,在上述两种极端情况之间,可能达到,故B选;
C.第②种极端值的分压为,不能达到,故C不选;
D.Z的浓度为为第①种极端值,不能达到,故D不选。
答案选B
3. 下列反应的能量变化与图示相符的是
A. 钠在氯气中燃烧 B. 氢氧化钡与氯化铵固体的反应
C. 铁与稀盐酸的反应 D. 氨水与稀硫酸的反应
【答案】B
【解析】
【分析】生成物总能量高于反应物总能量,为吸热反应,常见的吸热反应有:大多数的分解反应、氢气作还原剂的氧化还原反应、氯化铵与氢氧化钡的反应等。
【详解】A.钠在氯气中燃烧反应为放热反应,A错误;
B.氢氧化钡与氯化铵固体的反应为吸热反应,B正确;
C.铁与稀盐酸的反应是发生了氧化还原反应,为放热反应,C错误;
D.氨水与稀硫酸的反应是酸碱中和反应,为放热反应,D错误;
故选B。
4. 已知下列两个热化学方程式:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(1) ΔH= -571.6 kJ•mol-1,C3H8(g) + 5O2(g)= 3CO2(g) + 4H2O(l) ΔH= -2220 kJ•mol-1,下列说法正确的是
A. C3H8的热值比H2高
B. C3H8 完全燃烧生成1mol H2O(g)放出的热量为555 kJ
C. l mol H2和2 molC3H8 组成的混合气体完全燃烧放出的热量为4725.8 kJ
D. 氢气作为新能源具有热值高,无污染、资源丰富等优点,但不可再生。
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A. 1gH2和C3H8完全燃烧放出的热量分别为571.6kJ•mol-1×0.25mol=142.9kJ、2220kJ•mol-1× mol=50.5kJ,则1gH2完全燃烧放出的热量多,C3H8的热值比H2低,故A错误;
B. C3H8 完全燃烧生成1mol H2O(l)放出热量为555 kJ,注意水的状态,故B错误;
C. 由热化学方程式可知,1molH2完全燃烧放出热量为571.6kJ÷2=285.8kJ,2molC3H8完全燃烧放出热量为2220kJ•mol-1×2mol=4440kJ,所以1molH2和2molC3H8完全燃烧放出热量为4440kJ+285.8kJ=4725.8kJ,故C正确;
D. 氢气作为新能源具有热值高,无污染、资源丰富等优点,而且可再生,故D错误;
故选C
5. 某反应由两步反应构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是
A. 两步反应均为吸热反应
B. 三种化合物中C最稳定
C. A与C的能量差为
D. 反应,反应条件一定需要加热
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,故A错误;
B.物质的总能量越低,越稳定,三种化合物中的稳定性B<A<C,故B正确;
C.A与C的能量差为E4-E3-E1+E2,故C错误;
D.A→B反应为吸热反应,但吸热反应不一定要加热,故D错误;
答案为B。
6. 如图是金属镁和卤素单质反应的能量变化示意图。下列说法不正确的是
A. 由制取Mg是吸热过程
B. 热稳定性:
C. 常温下还原性:
D. 由图知此温度下 与 反应的热化学方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】依据图像分析判断,Mg与的能量高于,依据能量守恒判断,所以由制取Mg是吸热反应,故A正确;
B.物质的能量越低越稳定,根据图像数据分析,化合物的热稳定性顺序为:,故B错误;
C.第ⅤⅡA的卤素单质氧化性:,则还原性,故C正确;
D.依据图像,,将第一个方程式减去第二方程式得,故D正确;
答案选B。
7. 下列关于热化学反应的描述错误的是
A. 由C(石墨)→C(金刚石) 可知,石墨能量更高,燃烧热更大
B. 已知 ,则在一定条件下将2mol和6mol置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ
C. 在稀溶液中: ,若将含1mol的醋酸溶液与含1mol的溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
D. 中和热测定实验中可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
【答案】A
【解析】
【详解】A.吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,由C(石墨)→C(金刚石) 可知,石墨能量更低,燃烧热更小,故A错误;
B.已知 ,与反应为可逆反应,进行不完全,则在一定条件下将2mol和6mol置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于184.8kJ,故B正确;
C.在稀溶液中: ,弱电解质溶于水吸收热量,盐水解也为吸热反应,故将含1mol的醋酸溶液与含1mol的溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,故C正确;
D.塑料材质不易导热,传热缓慢,测定中和热时可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故D正确。
答案为:A。
8. 下列热化学方程式正确的是
A. 31g白磷比31g红磷能量多bkJ,P4(s)=4P(s) △H=-4bkJ•mol-1
B. 2molSO2、1molO2混合反应后,放出热量akJ,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-akJ•mol-1
C. H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•mol-1,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H=-114.6kJ•mol-1
D. H2的燃烧热为akJ•mol-1,则H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-akJ•mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】A.31g白磷比31g红磷能量多bkJ,则由白磷转化为红磷时会放出热量,且生成4mol红磷时放热4bkJ,故热化学方程式 ,A项正确;
B.1mol、0.5mol完全反应后,放出热量98.3kJ,则 表示有2molSO2参加反应,则放热应为98.3kJ×2,所以,B项错误;
C.反应中,不仅包含反应 ,还包含+Ba2+(aq)=BaSO4(s)的反应,所以 ,C项错误;
D.的燃烧热是指1molH2在O2中燃烧生成H2O(l)放出的热量,反应为 (g)+ O2(g)=H2O(l) 中,D项错误;
故选A。
9. 已知反应:,生成的初始速率与、的初始浓度的关系可表示为,为速率常数,在800℃时测定相关数据如下表:
实验
初始浓度
生成的初始速率
序号
1
2
3
下列说法不正确的是
A. 式中,
B. 800℃时,
C. 当其他条件不变时,升高温度,速率常数增大
D. 若起:始,则
【答案】D
【解析】
【详解】A .将 3 组实验数据代入 ,中有:k(2.00×10-3) x×(6.00×10-3)y=1.92×10-3,k (1.00×10-3)x ×(6.00×10-3)y=4.80×10-4,k (2.00×10-3)x×(3.00×10-3)y=9.60×10-4,解得: x=2 , y=1 ,故 A正确;
B.得 800 ℃时,由A可知,x=2,y=1,代入k(2.00×10-3)x×(6.00×10-3)y=1.92×10-3,解得,故 B正确;
C.当其他条件不变时,升高温度,反应速率增大,速率常数增大,故C正确;
D.结合 B ,始=c2(NO)c(H2),由于c(NO)和c(H2)的关系未知,无法计算c(NO)和c(H2),故D错误;
故选D。
10. 向恒温恒容的密闭容器中加入固体M(足量),发生反应:反应I为、反应II为。反应经过t min达到平衡,此时测得,。下列说法不正确的是
A. 反应I中,0~t min的平均反应速率
B. 反应的平衡常数
C. X(g)的体积分数为
D. tmin后再加入一定量的M(s)和R(g),反应I的逆反应速率增大,平衡逆向移动
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.反应Ⅰ生成R的浓度为x,由可知,反应Ⅱ消耗的R为浓度为0.2mol/L,R的平衡浓度为:x-0.2=0.8,解的x=1.0,,A错误;
B.2Ⅱ+Ⅰ=总反应:,所以该反应的平衡常数为:,B正确;
C.,,,所以X的体积分数为,C正确;
D.tmin后再加入一定量的M(s),M为固体,不影响平衡移动和反应速率,加入R(g),反应I的逆反应速率增大,平衡逆向移动,D正确;
答案为:A。
11. 氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。已知某温度下,往一恒容密闭容器中加入发生反应。在时达到平衡。可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是
A. 氨基甲酸铵的浓度不再发生变化 B. 气体的体积分数不再改变
C. 气体的平均摩尔质量不再改变 D. 气体的密度不再改变
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨基甲酸铵是固体,固体的物质的量浓度是定值,不能用单位时间固体浓度的变化表示速率,A错误;
B.该反应中只有水蒸气一种气体,故反应过程中气体的体积分数一直不变,B错误;
C.该反应中只有水蒸气一种气体,气体的平均摩尔质量就是水分子的摩尔质量,故一直不变,C错误;
D.恒容密闭容器,气体体积不变,在平衡之前气体总质量变化,故气体的密度是平衡标志,D正确;
故选D。
12. 一定条件下存在反应:。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V,容器乙、丁体积都是;向甲、丙内都充入2amolSO2和amolO2并保持恒温;向乙、丁内都充入amolSO2和0.5amolO2并保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度时开始反应。
下列说法正确的是
A. 图1达平衡时,:甲=乙
B. 图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙
C. 图2达平衡时,所需时间:丙<丁
D. 图2达平衡时,的体积分数:丙>丁
【答案】D
【解析】
【分析】恒温恒压条件下,甲和乙为等效平衡,容器乙为绝热恒压容器,由二氧化硫与氧气的反应为放热反应可知,保持绝热的乙容器相对于甲容器为升高温度,温度升高,平衡向逆反应方向移动,则乙容器中二氧化硫浓度大于甲容器、反应的化学平衡常数小于甲容器;恒温恒容条件下,丙和丁为等效平衡,容器丁为绝热恒容容器,保持绝热的丁容器相对于丙容器为升高温度,升高温度,化学反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,则丁容器的反应速率快于丙容器、三氧化硫的体积分数小于丙容器。
【详解】A.由分析可知,乙容器中二氧化硫浓度大于甲容器,故A错误;
B.由分析可知,乙容器中反应的化学平衡常数小于甲容器,故B错误;
C.由分析可知,丁容器的反应速率快于丙容器,故C错误;
D.由分析可知,丁容器的三氧化硫的体积分数小于丙容器故D正确;
故选D。
13. 加热N2O5,依次发生分解反应:①,②。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol,则t℃时反应①的平衡常数为
A. 4.25 B. 8.5 C. 17 D. 22.5
【答案】B
【解析】
【详解】假设发生反应①的N2O5的物质的量为x mol,反应产生N2O3为x mol,反应产生O2为x mol,反应产生的N2O3中有y mol发生反应②。则根据题目已知数据可知:x-y=3.4 mol,x+y=9 mol,解得x=6.2 mol,则平衡时c(N2O5)=;c(N2O3)=;c(O2)=,则反应 的化学平衡常数K=,故合理选项是B。
14. 科研人员利用Cu/ZnO作催化剂,在光照条件下实现了和合成,该反应历程示意图如下
下列说法错误的是
A. 过程Ⅰ中在Cu表面断裂成H原子,在ZnO表面上形成了
B. 过程Ⅱ中存在极性键的断裂与形成,且有生成
C. 过程Ⅳ中有C—H键形成,会吸收能量
D. 总反应的化学方程式是
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.过程Ⅰ中在ZnO表面吸附,且和—OH转化为,故A正确;
B.过程Ⅱ中涉及C—O键的断裂与C—H键和H—O键的形成,且C—O、C—H、H—O均为极性键,故B正确;
C.过程Ⅴ中生成时,是与—H形成,存在H—O键形成的过程,则该过程放出能量,故C错误;
D.该过程总反应是和在Cu/ZnO催化剂作用下,合成,总反应方程式为,故D正确;
故答案为C。
15. 丙烯与HBr发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线a表示反应2的能量变化 B. 反应1和反应2都是放热反应
C. 反应1和反应2的决速步骤都是第1步 D. 相同条件下反应2的速率比反应1大
【答案】A
【解析】
【详解】A.能量越低越稳定,主反应的生成物能量更低,因此曲线b表示反应2的能量变化,A错误;
B.反应1和反应2都是放热反应,B正确;
C.反应速率取决于反应活化能,第一步的活化能大于第二步的活化能,因此反应1和反应2的决速步骤都是第1步,C正确;
D.反应2的第一步活化能低于反应1的第一步活化能,故反应2的决速步骤速率较快,因此相同条件下反应2的速率比反应1大,D正确;
故选A。
16. 标准状况下,与的反应历程如下图。已知:和的相对能量为0。
下列说法错误的是
A.
B. 历程II中,Cl作催化剂
C. Cl-Cl键能为
D. 历程I、历程II中速率最快的反应为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.结合图像分析,历程Ⅱ相当于历程Ⅰ在催化剂Cl原子的作用下反应,总反应方程式均为,由于催化剂不能改变反应焓变,因此历程Ⅰ的焓变(E6-E3)等于历程Ⅱ的焓变(E5-E2),A正确;
B.历程Ⅱ中,Cl原子参与反应又生成,总反应与Ⅰ相同,因此Cl作催化剂,B正确;
C.根据和的相对能量为0和能量图得出: H=(E2-E3) kJ/mol,过程中,只断裂了mol Cl-Cl键,因此,Cl-Cl键的键能为,C正确;
D.活化能越小,反应速率越快,在Ⅰ、Ⅱ历程中,活化能最小的步骤为,D错误;
答案选D。
第Ⅱ卷非选择题(共52分)
17. 在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成,这时的叫做中和热。
(1)已知:
①
②
③
上述正确的热化学方程式中,表示中和热的热化学方程式有_______(填序号)。
(2)常温下溶于不同量水中的热效度如下表:
2.0
1.0
0.67
0.50
0.33
溶解放热
15.8
27.8
35.9
41.6
48.9
953
下列说法正确的是_______。
A.当时,溶解放热
B.向的溶液中加入9g水,放出热量6.9kJ
C.用的溶液测定中和热会使结果偏大
(3)用下图所示的装置进行中和反应反应热的测定。
①下列说法正确的是_______
A.为了使反应充分进行,药品可以分多次加入
B.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用2次
C.测量NaOH与不同种类的酸(如HCl、等)中和反应的反应热,数值可能不同
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度
②取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
请填写表中的空白:
温度
实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
NaOH
平均值
_______
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和热_______kJ/mol(保留一位小数)。
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是_______(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制0.50mol/LNaOH溶液时俯视刻度线读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热()会_______(填“偏大”、“偏小”“无影响”)。
【答案】(1)② (2)C
(3) ①. C ②. 4.0 ③. 53.5 ④. ac
(4)偏小
【解析】
【小问1详解】
中和热是酸碱中和生成1mol水(液态),并且不能生成沉淀和气体,所以②符合;
故答案为:②。
【小问2详解】
A.根据热效度表可知,1molH2SO4和0.5mol、1mol、2molH2O混合放出热量与加水的物质的量不成比例,故H2SO4和 H2O混合放热不是均匀变化的,故放出热量不能用(kJ⋅mol−1)方法计算,A错误;
B.58g 溶液中硫酸和水的物质的量都是0.5mol,,加9g水后硫酸物质的量0.5为mol,水物质的量为1.0mol,与表中给的硫酸的物质的量为1mol不同,H2SO4和 H2O混合放热不是均匀变化的,无法根据表中数据求出加9g水后放出热量多少,B错误;
C.用的溶液测定中和热,加水时会放热,会使测量结果偏大,C正确;
故答案为:C。
【小问3详解】
A.中和反应热测定,药品需要一次加入,避免热量散失,A错误;
B.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用3次,测酸,测碱,最后测混合液,B错误;
C.测量NaOH与不同种类的酸(如HCl、CH3COOH等)中和反应的反应热,数值可能不同 ,弱酸反应时会持续电离,吸收热量,放出的热量小于强酸放出的热量,C正确;
D..用温度计测定NaOH溶液起始温度,清洗后测定H2SO4溶液的温度,D错误;
综上所述C正确;
四组温度差平均值(t1−t2)/℃分别为4.0、6.1(舍去)、3.9、4.1,则平均值为4.0℃;溶液的质量为80ml×1 g / ml =80g,Q=cm△t= 4.18J/(g⋅℃)×80g×4.0℃=1.3376kJ,50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,所以中和热为△H=;
a.实验装置保温、隔热效果差,测得值偏小,a正确;
b.配制0.50mol/LNaOH溶液时俯视刻度线读数,浓度偏大,则产生热量偏多,测量值偏大,b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量损失偏多,测得值偏小,c正确;
d.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数,氢氧化钠的物质的量偏大,产生热量多,测得值偏大,d错误;
综上所述ac正确;
故答案为:C;4.0;53.5;ac。
【小问4详解】
用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,氨水不断的电离,吸收部分热量,使反应放出的能量偏小;
故答案为:偏小。
18. 回答下列问题
(1)时,在体积的密闭容器中发生反应,随时间的变化如下表:
时间
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①如图中点处,(正)________(逆)(填“<”、“=”或“>”)。
②图中表示的变化的曲线是________。
③下列不能使该反应的反应速率增大的是________。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
(2)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
溶液(含硫酸)
溶液
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
T1
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
1
t
①通过实验,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,通过实验________(实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
②组实验中溶液褪色时间t________(填“<”、“=”或“>”)8s,C组实验的反应速率________。(用含有的式子表示)
③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示,其中时间内速率变快的主要原因可能是:①产物(或)是反应的催化剂:②________________。
【答案】(1) ①. ②. b ③. A
(2) ①. BC ②. ③. ④. 该反应为放热反应
【解析】
【小问1详解】
①图中A点仅表示a和c浓度相等,反应还没有达到平衡状态,v正>v逆;
②根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向移动,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量,所以表示NO2的变化的曲线是b;
③A.及时分离除NO2气体平衡向右移动,但反应速率减小,故A选;
B.适当升高温度,反应速率增大,故B不选;
C.增大O2的浓度反应速率增大,故C不选;
D.选择高效催化剂能增大反应速率,故D不选;
答案为A;
【小问2详解】
①实验B、C只有温度不同,可探究出温度变化对化学反应速率的影响;
②其它条件相同时,温度越高,化学反应速率越大,则C组实验中溶液褪色时间t1<8s;C组实验的反应速率v(KMnO4)== =;
③温度能加快反应速率,说明反应为放热反应,催化剂能加快化学反应的速率,产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂。
19. 温室气体让地球“发烧”,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,通过化学、生物等方法将其转化为更具附加值的能源、化工原料和精细化学品成为目前研究热点。回答下列问题:
(1)通过使用不同的新型催化剂,实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则____________。
(2)一定条件下,的反应历程如图1所示。该反应的总反应速率由第____________步决定(填“1”或“2”)。
(3)向2L恒容密闭容器中充入amolCO2和3amolH2,在一定条件下,仅发生上述反应1;在甲、乙两种不同催化剂的作用下,反应时间均为tmin时,测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图2所示。
①相同温度下,催化剂效果更好的是_________(填“甲”或“乙”);T4℃下,甲醇的平均反应速率为___________。
②T2℃和T5℃,平衡常数:K2__________K5(填“>”、“<”或“=”)。
③T5C,反应开始时容器中的总压为P0MPa,平衡时的压强是__________MPa
(4)工业上,以C3H8为原料,通过不同反应生产更高价值的C3H6,C3H8直接分解生产C3H6:
反应①: 反应②:
恒温下,往恒容(10L)反应釜中通入4molC3H8(g)(仅考虑发生上述反应)。某时刻C3H8转化率为20%,C3H6选择性为40%,则该时刻反应①浓度商Qc=_____________。
【答案】(1)-(2a+b)kJ/mol
(2)1 (3) ①. 甲 ②. ③. > ④.
(4)0.0224
【解析】
【小问1详解】
已知反应I:
反应Ⅱ:
根据盖斯定律可知,Ⅰ×2+Ⅱ得反应:-(2a+b)kJ/mol;
【小问2详解】
渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应;由图可知,该反应的反应速率由第1步决定;
【小问3详解】
①在前T4前,相同温度下,甲醇的物质的量分数:催化剂甲>催化剂乙,则相同温度下,催化剂效果:催化剂甲>催化剂乙;故相同温度下,催化剂效果更好的是甲;
T4℃下,甲醇的物质的量分数为30%,
平衡时总的物质的量为(4a-2x)mol,则,,总的物质的量为,甲醇的平均反应速率为;
②反应焓变小于零,为放热反应,升高温度平衡逆向移动;由图可知T2℃<T5℃下,则平衡常数:K2>K5;
③T5℃下,甲醇的物质的量分数为20%,
平衡时总的物质的量为(4a-2x)mol,则,,总的物质的量为;平衡时总压强为;
【小问4详解】
根据已知条件列出三段式,则
某时刻C3H8转化率为20%,C3H6选择性为40%,则,,解得x=0.32,y=0.48,则该时刻反应①的浓度商Qc==。
20. 填空题
(1)下表是部分化学键的键能参数:
化学键
键能
已知白磷的燃烧热为,白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示,则表中________kJ·mol-1(用含的代数式表示)
(2)的反应机理和各基元反应的活化能为:
①
②
③
④
________。
(3)已知在和条件下,有如下反应:①
② ,若反应的活化能为,则反应的活化能为________。
(4)已知充分燃烧乙炔气体时,生成二氧化碳气体并生成液态水,放出热量表示乙炔燃烧热的热化学方程式为____________________。
(5)I.
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
由实验测得该反应II的,,Arrhenius经验公式为,其中为活化能,为热力学温度,、、为速率常数,和为常数。则________(用含的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10,1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P、5mol O=O,形成12molP-O、4mol P=O,所以12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol)=dkJ/mol,x=kJ/mol;
【小问2详解】
根据①和②可得:⑤ =-120kJ/mol;
根据③和④可得 =+20 kJ/mol;
⑤+⑥可得:=;
【小问3详解】
方程式②-①可得 =,的活化能为,即正反应的活化能为,则的活化能为逆反应活化能=正反应活化能-=;
【小问4详解】
燃烧乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,则乙炔燃烧热的热化学方程式为:;
【小问5详解】
反应Ⅱ的,,根据v正=v逆,可得反应Ⅱ的K为,反应Ⅱ为吸热反应,ΔH2=Ea正-Ea逆,Ea正=TC-TRlnk正,Ea逆=TC-TRlnk逆,ΔH2=-(TRlnk正-TRlnk逆)=-TRlnK。
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