精品解析:湖南省岳阳市湘阴县知源高级中学等多校2023-2024学年高二上学期第一次月考化学试题
2024-07-03
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内容正文:
高二化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册、必修第二册、选择性必修1第一章至第三章第一节。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活息息相关,下列说法正确的是
A. 75%的乙醇与“84”消毒液的消毒原理相同
B. 石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化
C. 使用聚乙烯制作的塑料包装袋物美价廉,符合绿色低碳发展理念
D. 在规定范围内合理使用食品添加剂,对人体健康不会产生不良影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.75%的乙醇使蛋白质变性而消毒,“84”消毒液是利用的强氧化性而消毒,两者消毒原理不相同,A项错误;
B.石油的分馏为物理变化,石油的裂化和煤的干馏都是化学变化,B项错误;
C.使用聚乙烯制作的塑料包装袋,会造成严重的白色污染,不符合绿色发展理念,C项错误;
D.合理使用食品添加剂不会对健康产生影响,D项正确;
故答案为:D。
2. 通过煤的气化、液化和干馏可以实现煤的综合利用,其中煤的气化发生的反应为,反应过程中能量变化如图所示。下列有关该反应的、的说法中正确的是
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于生成物所具有的能量大于反应物所具有的能量,因此该反应为吸热反应,即△H>0,该反应为气态物质系数增大的反应,故△S>0,故选D。
3. 下列说法错误的是
A. 需要加热才能发生的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应
B. 已知 ,则红磷比白磷稳定
C. “冰,水为之,而寒于水”,说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量低
D. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应是吸热还是放热与反应条件无关,决定于反应物和生成物能量的相对高低,如燃烧需要加热才能开始反应,A正确;
B.已知 ,则白磷能量高,能量越低越稳定,红磷比白磷稳定,B正确;
C.等质量同一种物质气态的能量最大,液态次之,固态最低,故“冰,水为之,而寒于水”说明水结冰是一个放热过程, 故等质量的水和冰相比,冰的能量更低,C正确;
D.与反应物和生成物的能量有关,与反应条件无关,D错误;
故选D。
4. 下列关于活化分子的说法中,错误的是
A. 活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 当其他条件相同时,升高温度,单位体积内活化分子数增加
C. 当其他条件相同时,增大反应物浓度,活化分子百分数不变
D. 加入催化剂,活化分子百分数增加
【答案】A
【解析】
【详解】A.活化分子发生的碰撞不一定能发生化学反应,取决于分子的碰撞方向,所以活化分子发生的碰撞不一定是有效碰撞,故A错误;
B.当其他条件相同时,升高温度,分子的能量增大,单位体积内活化分子数和活化分子的百分数增加,故B正确;
C.当其他条件相同时,增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增加,但活化分子百分数不变,故C正确;
D.加入催化剂,降低反应的活化能,单位体积内活化分子数和活化分子百分数增加,故D正确;
故选A。
5. 工业上用氮气和氢气合成氨:。从反应速率和化学平衡两方面看,合成氨的适宜条件一般为压强:10~30MPa,温度:700K左右,催化剂:铁触媒。下列有关工业合成氨的叙述错误的是
A. 在工业合成氨中,、的循环利用可降低成本
B. 使用铁触媒,可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较快的反应速率
C. 上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响
D. 工业生产中,合成氨采用的压强越高,越有利于提高经济效益
【答案】D
【解析】
【详解】A.合成氨中N2和H2的循环使用,可以提高原料气的利用率,降低成本,故A正确;
B.铁触媒是该反应的催化剂,使用铁触媒,可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率,故B正确;
C.改变温度、反应物浓度、压强均可使合成氨正逆反应速率不同倍增大、减小,故上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响,故C正确;
D.压强越高,对生产设备的要求越高,所需要的投入越大,所以工业生产中,合成氨一般采用压强为10~30MPa,过高的压强不利于提高经济效益,故D错误;
故选:D。
6. 下列说法错误的是
A. 已知 ,则的燃烧热
B. 已知 ,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放出热量大于
C. 已知 , ;,
D. 已知中和反应的反应热可表示为 ,则与完全反应放出的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.生成2mol的液态水放热571.6kJ,反应消耗了2mol的氢气,所以1mol氢气完全燃烧生成液态水的燃烧热为571.6kJ的一半,A正确;
B.生成2mol气态氟化氢放热270kJ,生成2mol液态氟化氢则还会继续放出热量,所以热量大于270kJ,B正确;
C.C(s)+O2(g)=CO2(g)是典型的放热反应, ΔH1<0,而CO2(g)+C(s)=2CO(g)是典型的吸热反应,ΔH2>0,C正确;
D.1molH2SO4与1molBa(OH)2完全反应会产生2mol水以及硫酸钡沉淀,由于生成硫酸钡沉淀,还会继续放热,所以放出的热量大于114.6kJ,D错误;
故答案选D。
7. 下列实验事实可以用平衡移动原理解释的是
A. 合成氨工业中使用高温条件
B. 球浸泡在热水中,颜色变深
C. 过量铁和稀硝酸反应,溶液变成浅绿色
D. ,增大压强后颜色变深
【答案】B
【解析】
【详解】A.合成氨反应为放热反应,升温可以使平衡逆向移动,不利于合成氨气,A错误;
B.“NO2”球存在化学平衡:2NO2⇌N2O4,ΔH<0,该反应的正反应是放热反应,将 “NO2”球浸泡在热水中,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致c(NO2)增大,因而气体颜色变深,与化学平衡移动有关,B正确;
C.过量铁和稀硝酸反应,溶液变成浅绿色是由于过量的Fe与HNO3和Fe反应产生的黄色的Fe(NO3)3反应产生了绿色Fe(NO3)2,与化学平衡移动无关,C错误;
D. H2(g)+ I2 (g)⇌2HI(g)反应是反应前后气体物质的量不变的反应,加压后化学平衡不发生移动,气体颜色会变深,是由于加压导致气体体积减小,因而使气体物质浓度增大,这与化学平衡移动无关,D错误;
故选B。
8. 在一定温度下,密闭容器中进行的反应为,、、起始的物质的量依次为、、,当反应达到平衡时,各物质的浓度不可能是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】若反应向正反应方向进行,二氧化硫和氧气完全反应时,二氧化硫、氧气、三氧化硫的浓度为0、0、2mol/L,若反应向逆反应方向进行,三氧化硫完全反应时,二氧化硫、氧气、三氧化硫的浓度为2mol/L、1mol/L、0,该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以当反应达到平衡时,二氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间、氧气的浓度介于0—1mol/L之间、三氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间。
【详解】A.由分析可知,二氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间,反应达到平衡时不可能为2mol/L,故A符合题意;
B.由分析可知,氧气的浓度介于0—1mol/L之间,反应达到平衡时可能为0.8mol/L,故B不符合题意;
C.由分析可知,三氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间,反应达到平衡时可能为1.6mol/L,故C不符合题意;
D.由分析可知,三氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间,反应达到平衡时可能为1.8mol/L,故D不符合题意;
故选A。
9. 下列事实中,能说明是弱碱的是
A. 溶液的导电能力比溶液弱
B. 溶液可以使酚酞溶液变红
C. 常温下,溶液中
D. 等体积的溶液与盐酸恰好完全反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液的导电能力与离子浓度有关,未指明相同的浓度,无法依据MOH溶液的导电能力弱来说明MOH是弱碱,A不选;
B.溶液可以使酚酞溶液变红说明溶液为碱性,不确定碱性强弱,无法说明MOH弱碱,B不选;
C.常温下,溶液中,即MOH不能完全电离,说明MOH是弱碱,C选;
D.等体积的溶液与盐酸恰好完全反应是由于一元酸与一元碱的物质的量相等,不能说明MOH是弱碱,D不选;
故选:C。
10. 下列有关化学反应速率的说法中正确的是
A. 二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
B. 用铁片和稀硫酸反应制取时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生的速率
C. 汽车尾气中的和可以缓慢反应生成和,减小压强,反应速率减慢
D. 盐酸与锌反应时,加入适量的溶液,生成的速率不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,与吸、放热无关,A项错误;
B.浓硫酸具有强氧化性,使铁发生钝化,阻止反应的进行,B项错误;
C. 汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,,正反应进行,压强减小,反应速率减慢,C正确;
D.加入适量的氯化钠溶液,溶液体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,D项错误;
故答案为:C。
11. 一定温度和压强下,在催化剂作用下可发生反应:。该反应的自由能()与温度(T)的关系如图所示。已知:分压=总压物质的量分数,浓度平衡常数用K表示。下列说法正确的是
A. 增大CO的浓度,和K均增大
B. 加入更多的固体酸催化剂,有利于提高甲醇的平衡产率
C. 由图像可知
D. 当反应达到平衡状态时,体系的总压强为p,其中、、的物质的量均为,则用分压表示的平衡常数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大CO的浓度,v正增大;温度不变,K不变;A错误;
B.加入催化剂不影响平衡移动,不会提高甲醇的平衡产率,B错误;
C.该反应的ΔS<0,低温下,该反应ΔG=ΔH-ΔS<0,则ΔH<0,C正确;
D.当反应达到平衡状态时,体系的总压强为p,其中H2(g)、CO(g)、CH3OH(g)的物质的量均为1mol,则p(H2)=p(CO)=p(CH3OH)=p,则Kp===,D错误;
故选C。
12. 下列用来表示可逆反应 的图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,化学反应速率加快,反应达到平衡的时间减小,则题给图示不能表示温度对化学平衡的影响,故A错误;
B.升高温度,正、逆反应速率均加快,则题给图示不能表示温度对化学平衡的影响,故B错误;
C.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,则题给图示能表示压强对化学平衡的影响,故C正确;
D.该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,则题给图示不能表示温度对化学平衡的影响,故D错误;
故选C。
13. 由下列操作或实验事实引出的结论错误的是
选项
操作或实验事实
结论
A
在容积可变的密闭容器中发生反应:,将容器的体积缩小一半
体积减小,反应速率减慢
B
工业制硫酸过程中,在的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使的吸收速率加快
C
其他条件相同,铁片和稀硫酸反应时,适当升高溶液的温度,单位时间内产生的气泡增多
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
D
A、B两支试管中分别加入等体积5%的溶液,在B试管中加入2~3滴溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.在容积可变的密闭容器中发生反应:,把容器的体积缩小一半,反应物、生成物中都有气态物质,浓度增大,正逆反应速率均增大,A错误;
B.在工业制硫酸时,在的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环,可以增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大,故B正确;
C.其他条件相同,铁片和稀硫酸反应时,升高溶液的温度,单位时间内产生的气泡增多,说明反应速率加快,能证明当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快,C正确;
D.A、B两支试管中分别加入等体积5%的溶液,在B试管中加入2~3滴溶液,B试管中产生气泡快,则B试管中反应速率快,该对比实验中变量为催化剂,因此得出结论:当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率,D正确;
故选A。
14. 氨可用于制造氨水、氮肥等,广泛应用于化工、化肥、制药、合成纤维等领域。
反应I:
反应Ⅱ:
在一体积固定的密闭容器中,按投料进行反应。下图为一段时间内、的物质的量随温度变化的示意图。下列说法正确的是
A. 反应I的平衡常数表达式为
B. 的平衡转化率始终低于
C. 540~860℃时容器内发生的反应以反应Ⅱ为主
D. 加入合适的催化剂无法提高的产率
【答案】B
【解析】
【详解】A.由方程式可知,反应I平衡常数表达式为,故A错误;
B.若投料时加入的反应物的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应物的平衡转化率相等,根据题中信息,氧气与氨气加入量之比大于化学计量数之比,加入哪种物质越多,其转化率越低,所以氧气的平衡转化率始终低于氨气,故B正确;
C.根据图中信息,开始阶段主要以反应Ⅱ为主,540~860°C时容器发生的反应以反应I为主,故C错误;
D.不同催化剂对不同反应的选择性不同,因此加入合适的催化剂,提高对反应I的选择性,降低对反应Ⅱ的选择性,可以提高的产率,故D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 煤、石油等传统能源使用时污染严重,且日渐枯竭,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________(填标号)。
A. 碳与反应 B. 铝和氧化铁反应
C. 受热分解 D. 锌与盐酸反应
(2)键能通常是指在和298K下,将气态分子拆开成气态原子时,每个键所需能量的平均值,键能用E表示。已知:
化学键
键能/()
436
496
463.4
计算: ___________。
(3)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与反应生成的热化学方程式:___________。
(4)利用实验装置测定盐酸与溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入___________(填标号)。
A.固体
B.氨水
C.溶液
(5)甲醚()是重要的化工原料,可由和反应制得,反应的热化学方程式为 ,起始时向容器中投入和,某时刻测得该反应放出的热量为,此时的转化率为___________。
(6)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
分析下列操作可能对结果造成的影响(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
①将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将___________;
②将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的___________。
【答案】(1)BD (2)—485.6 kJ/mol
(3)
(4)C (5)25%
(6) ①. 不变 ②. 偏大
【解析】
【小问1详解】
A.二氧化碳与灼热的碳反应生成一氧化碳的反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故不符合题意;
B.铝和氧化铁高温条件下反应生成氧化铝和铁的反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故符合题意;
C.碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳的反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故不符合题意;
D.锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气的反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故符合题意;
故选BD;
【小问2详解】
由反应热与反应物键能之和与生成物键能之和的差值相等可得:反应ΔH=(436kJ/mol×2+496kJ/mol)-463.4 kJ/mol×4=-485.6 kJ/mol,故答案为:-485.6 kJ/mol;
【小问3详解】
由盖斯定律可知,反应Ⅰ×2-Ⅱ可得反应2Na(s)+Na2O2(s)=2Na2O(s),则ΔH=(-412kJ/mol)×2-(-511 kJ/mol)=-313kJ/mol,反应的热化学方程式为2Na(s)+Na2O2(s)=2Na2O(s) ΔH=-313kJ/mol,故答案为:2Na(s)+Na2O2(s)=2Na2O(s) ΔH=-313kJ/mol;
【小问4详解】
利用实验装置测定盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的反应热,若取50mL0.50mol/L盐酸,应还需向盐酸中加入过量的50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液,确保盐酸完全反应,减少实验误差,故选C;
【小问5详解】
由反应放出的热量为51.5kJ可知,反应中一氧化碳的转化率为×100%=25%,故答案为:25%;
【小问6详解】
①将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应消耗铝的物质的量不变,反应释放出的能量将不变,故答案为:不变;
②将实验(b)中玻璃搅拌器改为具有良好的导热性的铁质搅拌器会造成热量散失,导致实验测得的ΔH偏大,故答案为:偏大。
16. 研究电解质在水溶液中的离子反应与平衡有重要的意义。
(1)25℃时,在溶液中,有电离成离子,则该温度下的电离平衡常数约为___________。
(2)次磷酸是一元中强酸,写出的电离方程式:___________。
(3)相同的盐酸和次磷酸溶液分别与足量的锌粒反应,生成等量的时所需时间较短的是___________。浓度相同的盐酸和次磷酸溶液分别与足量的锌粒反应,生成等量的时所需时间较短的是___________。
(4)下列措施可使次磷酸溶液的增大且电离平衡向右移动的是___________(填标号)。
A. 加入溶液 B. 加入盐酸
C. 加水稀释 D. 升高温度
(5)亚磷酸是二元中强酸,25℃时亚磷酸的电离平衡常数、。
①当温度升高时,值___________(填“增大”或“减小”)。
②试从电离平衡移动的角度解释、数据的差异:___________。
【答案】(1)1×10-5
(2)H3PO2 H++
(3) ①. 次磷酸溶液 ②. 盐酸 (4)AC
(5) ①. 增大 ②. H3PO3第一步电离出的H+对第二步电离起抑制作用
【解析】
【小问1详解】
溶液中,有电离成离子,则c(H+)=c(A-)=0.001mol/L,c(HA)=0.1mol/L,Ka===1.0×10-5;
【小问2详解】
次磷酸是一元中强酸,电离是可逆过程,电离方程式:H3PO2 H++;
【小问3详解】
相同的盐酸和次磷酸溶液次磷酸浓度大,分别与足量的锌粒反应,随着反应的进行,次磷酸继续电离出氢离子,次磷酸溶液中氢离子浓度大,生成等量的时所需时间较短的是次磷酸溶液;浓度相同的盐酸和次磷酸溶液中,次磷酸是弱酸部分电离,盐酸溶液的氢离子浓度大,分别与足量的锌粒反应,生成等量的时所需时间较短的是盐酸溶液;
【小问4详解】
A. 溶液电离出碳酸根离子与氢离子反应,是氢离子浓度减小,增大且电离平衡向右移动,A符合;
B. 加入盐酸增大了氢离子浓度,pH减小,电离平衡向左移动,B不符合;
C. 加水稀释,氢离子浓度减小,pH增大,电离平衡向右移动,C符合;
D. 升高温度,促进电离,氢离子浓度增大,D不符合
答案选AC;
【小问5详解】
电离是吸热的,升高温度,电离程度增大,K值增大;
次磷酸的第一步电离出的氢离子,抑制了次磷酸的第二步电离,使电离程度减小,K2小于K1。
17. 含氮废水氨氮(以、的形式存在)和硝态氮(以、的形式存在)会引起水体富营养化,需经处理后才能排放。
Ⅰ.某工厂处理氨氮废水的流程如下:
(1)过程①的目的是将转化为,并通过鼓入大量热空气将氨气吹出,写出转化为发生反应的离子方程式:________。
(2)过程②中加入NaClO溶液可将氨氮化合物转化为无毒物质,反应产物含氮元素、氯元素物质的化学式分别为________、________。
(3)图中含余氯废水中含有NaClO,则X可选用________(填序号)溶液达到去除余氯的目的。
a.KOH b. c. d.NaCl
Ⅱ.纳米铁粉可用于处理含氮废水。
(4)一定条件下,向溶液中加入过量碱性溶液,溶液中(B元素的化合价为+3价)与反应生成纳米铁粉、和,其离子方程式为________。
(5)铁粉与水中的反应的离子方程式为。研究发现,若pH偏低将会导致的去除率下降,其原因是________。
Ⅲ.铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量,会影响硝酸盐的去除效果。
(6)在相同实验条件下,分别使用纯铝粉和Cu负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果进行实验。
①实验结果发现,用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果明显优于铝粉,可能的原因是________。
②实验结果发现,Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高不利于硝酸盐的去除,可能的原因是________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. NaCl
(3)b (4)
(5)纳米铁粉与氢离子反应生成氢气
(6) ①. Cu能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成Al/Cu原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率分) ②. 过多的Cu原子覆盖于二元金属表面,减少了表面Al原子数,从而减少A1与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱
【解析】
【小问1详解】
转化为发生反应的离子方程式:;
【小问2详解】
NaClO具有氧化性,氨氮化合物具有还原性,NaClO被还原为无毒的氯化钠,氨氮化合物中N元素则被氧化,生成无毒的氮气,反应产物含氮元素、氯元素的物质的化学式:、NaCl;
【小问3详解】
含余氯废水中含有NaClO,要除去NaClO,需用还原剂把NaClO还原为氯化钠,所以需加入还原性物质;
【小问4详解】
向溶液中加入过量碱性溶液,溶液中(B元素的化合价为+3价)与反应生成纳米铁粉、和,其离子方程式:;
【小问5详解】
pH偏低会导致纳米铁粉与氢离子反应生成氢气;
【小问6详解】
①用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果明显优于铝粉,可能的原因:Cu能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成Al/Cu原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率);
②实验结果发现,Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高不利于硝酸盐的去除,可能的原因:过多的Cu原子覆盖于二元金属表面,减少了表面Al原子数,从而减少A1与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱;
18. 乙烯是石油化工最基本的原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制乙烯,在乙烷中引入可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.
b.
c.
(1)反应的___________(用含、的代数式表示)。
(2)氧气的引入可能会导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应___________(填“a”、“b”或“c”)的活化能。
(3)常压下,在某催化剂作用下按照投料制备乙烯,体系中和在含碳产物中的物质的量百分数及转化率随温度的变化如图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的原因是___________。
②在570~600℃内,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.的产率随温度升高而增大
B.的含量随温度升高而增大
C.在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
D.此催化剂的优点是在较低温度下降低的平衡产率
II.在不引入氧气的情况下,通入一定量的乙烷,发生反应: 。
(4)提高乙烷平衡转化率的措施有___________、___________。
(5)一定温度下,向恒容密闭容器中通入等物质的量的和,初始压强为,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为___________,该反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
【答案】(1)
(2)a (3) ①. 反应体系未达平衡,温度升高,生成CO的反应速率增大的程度大于C2H4 ②. AB
(4) ①. 升高温度 ②. 减小压强
(5) ①. 110 ②. 15
【解析】
【小问1详解】
b.
c.
根据盖斯定律b-2c得 ;
【小问2详解】
氧气的引入可能会导致过度氧化。为减少过度氧化,需要加快a反应速率、减慢b、c反应速率,所以需要寻找催化剂降低反应a的活化能。
【小问3详解】
①反应体系未达平衡,温度升高,生成CO的反应速率增大的程度大于C2H4,所以乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低。
②A.据图可知,C2H6的转化率随温度升高而不断增大,表明反应均未达平衡,则C2H4的产率随温度升高而增大,故A正确;
B.根据图示,乙烷的转化率随温度升高而增大,所以的含量随温度升高而增大,故B正确;
C.根据图示,乙烷的转化率随温度升高而增大,在体系中的物质的量百分数随温度升高而减小,故C错误;
D.催化剂不改变平衡产率,故D错误;
选AB。
【小问4详解】
,正反应吸热,反应后气体系数和增大,升高温度、减小压强平衡正向移动,所以提高乙烷平衡转化率的措施有升高温度、减小压强;
【小问5详解】
一定温度下,向恒容密闭容器中通入等物质的量的和,初始压强为,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。
平衡时体系的压强为110,该反应的平衡常数。
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高二化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册、必修第二册、选择性必修1第一章至第三章第一节。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活息息相关,下列说法正确的是
A. 75%的乙醇与“84”消毒液的消毒原理相同
B. 石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化
C. 使用聚乙烯制作的塑料包装袋物美价廉,符合绿色低碳发展理念
D. 在规定范围内合理使用食品添加剂,对人体健康不会产生不良影响
2. 通过煤的气化、液化和干馏可以实现煤的综合利用,其中煤的气化发生的反应为,反应过程中能量变化如图所示。下列有关该反应的、的说法中正确的是
A. B.
C. D.
3. 下列说法错误的是
A. 需要加热才能发生的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应
B. 已知 ,则红磷比白磷稳定
C. “冰,水为之,而寒于水”,说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量低
D. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
4. 下列关于活化分子的说法中,错误的是
A. 活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 当其他条件相同时,升高温度,单位体积内活化分子数增加
C 当其他条件相同时,增大反应物浓度,活化分子百分数不变
D. 加入催化剂,活化分子百分数增加
5. 工业上用氮气和氢气合成氨:。从反应速率和化学平衡两方面看,合成氨的适宜条件一般为压强:10~30MPa,温度:700K左右,催化剂:铁触媒。下列有关工业合成氨的叙述错误的是
A. 在工业合成氨中,、的循环利用可降低成本
B. 使用铁触媒,可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较快的反应速率
C. 上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响
D. 工业生产中,合成氨采用的压强越高,越有利于提高经济效益
6. 下列说法错误的是
A. 已知 ,则的燃烧热
B. 已知 ,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放出的热量大于
C. 已知 , ;,
D. 已知中和反应的反应热可表示为 ,则与完全反应放出的热量为
7. 下列实验事实可以用平衡移动原理解释的是
A. 合成氨工业中使用高温条件
B. 球浸泡在热水中,颜色变深
C. 过量铁和稀硝酸反应,溶液变成浅绿色
D. ,增大压强后颜色变深
8. 在一定温度下,密闭容器中进行的反应为,、、起始的物质的量依次为、、,当反应达到平衡时,各物质的浓度不可能是
A. B.
C. D.
9. 下列事实中,能说明是弱碱的是
A. 溶液导电能力比溶液弱
B. 溶液可以使酚酞溶液变红
C. 常温下,溶液中
D. 等体积的溶液与盐酸恰好完全反应
10. 下列有关化学反应速率的说法中正确的是
A. 二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
B. 用铁片和稀硫酸反应制取时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生的速率
C. 汽车尾气中的和可以缓慢反应生成和,减小压强,反应速率减慢
D. 盐酸与锌反应时,加入适量的溶液,生成的速率不变
11. 一定温度和压强下,在催化剂作用下可发生反应:。该反应自由能()与温度(T)的关系如图所示。已知:分压=总压物质的量分数,浓度平衡常数用K表示。下列说法正确的是
A. 增大CO的浓度,和K均增大
B. 加入更多的固体酸催化剂,有利于提高甲醇的平衡产率
C. 由图像可知
D. 当反应达到平衡状态时,体系的总压强为p,其中、、的物质的量均为,则用分压表示的平衡常数为
12. 下列用来表示可逆反应 的图像正确的是
A. B.
C. D.
13. 由下列操作或实验事实引出的结论错误的是
选项
操作或实验事实
结论
A
在容积可变的密闭容器中发生反应:,将容器的体积缩小一半
体积减小,反应速率减慢
B
工业制硫酸过程中,在的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使的吸收速率加快
C
其他条件相同,铁片和稀硫酸反应时,适当升高溶液的温度,单位时间内产生的气泡增多
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
D
A、B两支试管中分别加入等体积5%溶液,在B试管中加入2~3滴溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A. A B. B C. C D. D
14. 氨可用于制造氨水、氮肥等,广泛应用于化工、化肥、制药、合成纤维等领域。
反应I:
反应Ⅱ:
在一体积固定的密闭容器中,按投料进行反应。下图为一段时间内、的物质的量随温度变化的示意图。下列说法正确的是
A. 反应I的平衡常数表达式为
B. 的平衡转化率始终低于
C. 540~860℃时容器内发生的反应以反应Ⅱ为主
D. 加入合适催化剂无法提高的产率
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 煤、石油等传统能源使用时污染严重,且日渐枯竭,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________(填标号)。
A. 碳与反应 B. 铝和氧化铁反应
C. 受热分解 D. 锌与盐酸反应
(2)键能通常是指在和298K下,将气态分子拆开成气态原子时,每个键所需能量的平均值,键能用E表示。已知:
化学键
键能/()
436
496
463.4
计算: ___________。
(3)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与反应生成的热化学方程式:___________。
(4)利用实验装置测定盐酸与溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入___________(填标号)。
A.固体
B.氨水
C.溶液
(5)甲醚()是重要的化工原料,可由和反应制得,反应的热化学方程式为 ,起始时向容器中投入和,某时刻测得该反应放出的热量为,此时的转化率为___________。
(6)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
分析下列操作可能对结果造成的影响(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
①将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将___________;
②将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的___________。
16. 研究电解质在水溶液中的离子反应与平衡有重要的意义。
(1)25℃时,在溶液中,有电离成离子,则该温度下的电离平衡常数约为___________。
(2)次磷酸是一元中强酸,写出的电离方程式:___________。
(3)相同的盐酸和次磷酸溶液分别与足量的锌粒反应,生成等量的时所需时间较短的是___________。浓度相同的盐酸和次磷酸溶液分别与足量的锌粒反应,生成等量的时所需时间较短的是___________。
(4)下列措施可使次磷酸溶液的增大且电离平衡向右移动的是___________(填标号)。
A. 加入溶液 B. 加入盐酸
C. 加水稀释 D. 升高温度
(5)亚磷酸是二元中强酸,25℃时亚磷酸的电离平衡常数、。
①当温度升高时,值___________(填“增大”或“减小”)。
②试从电离平衡移动的角度解释、数据的差异:___________。
17. 含氮废水氨氮(以、的形式存在)和硝态氮(以、的形式存在)会引起水体富营养化,需经处理后才能排放。
Ⅰ.某工厂处理氨氮废水的流程如下:
(1)过程①的目的是将转化为,并通过鼓入大量热空气将氨气吹出,写出转化为发生反应的离子方程式:________。
(2)过程②中加入NaClO溶液可将氨氮化合物转化为无毒物质,反应产物含氮元素、氯元素的物质的化学式分别为________、________。
(3)图中含余氯废水中含有NaClO,则X可选用________(填序号)溶液达到去除余氯的目的。
a.KOH b. c. d.NaCl
Ⅱ.纳米铁粉可用于处理含氮废水。
(4)一定条件下,向溶液中加入过量碱性溶液,溶液中(B元素的化合价为+3价)与反应生成纳米铁粉、和,其离子方程式为________。
(5)铁粉与水中的反应的离子方程式为。研究发现,若pH偏低将会导致的去除率下降,其原因是________。
Ⅲ.铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量,会影响硝酸盐的去除效果。
(6)在相同实验条件下,分别使用纯铝粉和Cu负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果进行实验。
①实验结果发现,用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果明显优于铝粉,可能的原因是________。
②实验结果发现,Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高不利于硝酸盐的去除,可能的原因是________。
18. 乙烯是石油化工最基本的原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制乙烯,在乙烷中引入可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.
b.
c.
(1)反应的___________(用含、的代数式表示)。
(2)氧气的引入可能会导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应___________(填“a”、“b”或“c”)的活化能。
(3)常压下,在某催化剂作用下按照投料制备乙烯,体系中和在含碳产物中的物质的量百分数及转化率随温度的变化如图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的原因是___________。
②在570~600℃内,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.的产率随温度升高而增大
B.的含量随温度升高而增大
C.在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
D.此催化剂的优点是在较低温度下降低的平衡产率
II.在不引入氧气的情况下,通入一定量的乙烷,发生反应: 。
(4)提高乙烷平衡转化率的措施有___________、___________。
(5)一定温度下,向恒容密闭容器中通入等物质的量的和,初始压强为,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为___________,该反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
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