精品解析:重庆十八中两江实验中学2023-2024学年高二上学期期中质量监测化学试题
2024-08-10
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内容正文:
重庆十八中两江实验中学2023-2024学年(上)半期质量监测
高中二年级 化学试题卷
(总分:100分 时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:C-12 H-1 O-16 P-31 Cl-35.5 Al-27
(第一卷:选择题,共42分)
一、选择题(每小题3分,共42分,每小题只有一个答案符合题意。)
1. 为了给大家创设舒适的学习环境,下列措施不是为了改变化学反应速率的是
A. 厨房师傅做馒头时添加膨松剂 B. 工人师傅给学校的消防栓刷漆
C. 在糕点包装内放置小包除氧剂 D. 食堂使用冰箱保存食物
2. 下列反应属于非氧化还原反应,且能量变化与图示能量相符合的是
A. 与稀反应
B. 铝热反应
C. 灼热的炭与反应
D. 晶体和晶体的反应
3. 一定条件下,密闭容器中发生反应:,其平均反应速率如下,其中反应速率最大的是
A. B.
C. D.
4. 氢气可通过下列反应制得: ,为了提高一氧化碳在平衡体系中的转化率,可采取的措施是
A. 减小压强 B. 降低温度
C. 更换更高效催化剂 D. 增大CO的浓度
5. 已知 。在500℃时,向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时,下列描述能说明反应达到平衡状态的是
A. 单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的
B. 体系中混合气体密度不变
C. 混合气体的平均相对分子质量不变
D. 体系中
6. 如图所示是298K时,与反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是
A. 催化剂不参与化学反应,故反应前后的质量和性质不变
B. 该反应的热化学方程式为
C. 的总能量低于2molAB
D. 断裂1molA—A和1molB—B键,放出akJ能量
7. 在反应中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析中,不正确的是
A. 加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能 B. 增大,单位体积内活化分子数增大
C. 升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加 D. 增大压强,活化分子的百分数增大
8. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高的转化率
B. 反应达平衡后,对容器进行压缩,气体颜色变深
C. 加入可以加快的分解速率
D. 工业合成氨采用高温条件
9. 五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ/mol。某温度下,在2.0L密闭容器中充入1.0molPCl3和0.5molCl2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示,下列说法不正确的是
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl5)/mol
0
0.21
0.36
0.40
0.40
A. 0~150s内,PCl3的反应速率为0.0012mol(L•s)
B. 反应至250s,该反应放出的热量为37.2kJ
C. 该温度下,此反应的化学平衡常数数值为40/3
D. 在此温度下,该密闭容器中若初始充入1.0molPCl3、1molCl2、2.0molPCl5,则此时反应向逆反应方向进行
10. 在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A. B. 平衡常数增大
C. 物质B的转化率降低 D. 物质Z的体积分数增大
11. 如图分别代表溴甲烷和三级溴丁烷发生水解的反应历程。下列说法正确的是
I.
II.
A. 反应的I的△H>0
B. 反应II有三个过渡态
C. 增加氢氧化钠的浓度可使反应Ⅰ速率增大,反应Ⅱ速率减小
D. 反应过程中反应Ⅰ和Ⅱ都有C-Br的断裂和C-O的形成
12. 将CaCO3放入密闭的真空容器中,反应:CaCO3 (s) CaO(s)+CO2(g)达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是
A. 平衡常数减小 B. CaO物质的量不变 C. CO2浓度不变 D. CO2浓度变大
13. 反应 ,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的
B.
C. A、B、C两点化学平衡常数:
D. A、C两点的反应速率
14. 已知反应,在三个不同容积的容器中分别充入1molCO与2mol,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如表:
序号
温度/℃
容器体积
CO转化率
平衡压强/Pa
①
200
50%
②
200
70%
③
350
50%
下列说法正确的是
A. 平衡时反应速率;③>①>②
B. 平衡时体系压强:
C. 若容器体积,则
D. 若实验②中CO和用量均加倍,则CO转化率小于70%
(第二卷:非选择题,共58分)
15. 碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下。
M、N相比,较稳定的是_______(填“M”或“N”)。
(2)已知的燃烧热,,,则a_______726.5(填“>”,“<”或“=”)。16g的完全燃烧完,转移的电子数目为:_______,放出_______kJ的热量。
(3)已知: ,该反应逆反应的活化能为,则其反应的活化能为_______。
(4)1.5mol甲烷燃烧时,生成液态水和二氧化碳,同时放出1335.45kJ的热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式_______。
(5)已知存在下列热化学方程式:
①氢气燃烧
②太阳光分解水制氢气
③液态水转化为水蒸气 _______
回答下列问题:
a.从能量转化角度分析,反应①为_______反应(填“吸热”或“放热”)。
b.若在反应②中使用催化剂,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
c.写出表示氢气燃烧热的热化学方程式:_______。
16. 某实验小组设计用0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.50mol/L的盐酸50mL置于如图所示的装置中进行测定中和热的实验。
(1)写出NaOH溶液与盐酸反应的离子反应方程式:_______。
(2)该装置中缺少的一种玻璃仪器是_______,装置中还存在的错误有_______;大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,测得中和热的数值将_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,若实验操作均正确,则所求中和热_______(填“相等”或“不相等”)。
(4)现将一定量的稀氢氧化钾溶液、稀氢氧化钙、稀氨水分别和1L1mol/L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则为、、的大小关系_______。
(5)下列说法正确的是_______(填字母)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成时所测得的中和反应的反应热()有影响,会偏大
(6)该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和NaOH溶液各50mL,并记录如表原始数据:
实验序号
起始温度
终止温度
温差
盐酸
溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
28.3
3.3
2
25.1
25.1
25.1
28.5
3.4
3
25.1
25.1
25.1
28.6
3.5
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为,中和后混合液的比热容,则该反应的中和热_______。(保留到小数点后1位)
17. 甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
(1)在恒容密闭容器进行反应I,测得其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①ΔH1___________0,其理由是___________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。
A.c(CO)=c(CO2) B.容器内CO2的体积分数保持不变
C.容器内气体密度保持不变 D.容器中压强保持不变
③图甲、图乙分别表示反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况。图甲中t2时刻发生改变的条件是___________,图乙中t2时刻发生改变的条件是___________。
④若1200℃时,在某时刻平衡体系中CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,此时v(正)___________v(逆)(填大于、小于或等于)。
(2)某温度时另一恒容容器中进行反应II,若开始时按n(CO)∶n(H2)=1∶2通入CO和H2,测得容器中总压强为pkPa,5min时反应达到平衡,测得容器内气体总压强为p0kPa。
①v(H2)=___________kPa·min−1。
②该温度下反应的平衡常数Kp=___________(Kp是用分压表示的平衡常数)。
18. Ⅰ.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号
实验温度/K
有关物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
①
298
2
0.02
4
0.1
0
②
2
0.02
0.1
1
8
③
313
2
0.02
3
0.1
(1)通过实验①和②,可探究出_______(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中_______、_______;通过实验_______(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中_______。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是_______。
(3)写出 H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应的化学反应方程式:_______。
(4)忽略溶液体积的变化,利用实验②中数据计算,0~8s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率_______。
Ⅱ.某同学用等质量的锌粉先后与过量的盐酸和同体积、未知浓度的盐酸反应,记录相关数据,并作出这两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化曲线图(如图所示)。
(5)c(未知浓度的盐酸)_______1mol/L(填“>”“<”或“=”),若用1mol/L硫酸代替上述实验中的1mol/L盐酸,二者的反应速率_______相同(填“是”或“不”)。
(6)为控制反应速率,防止因反应过快而难以测量H2体积,且不改变生成H2的量,事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。下列试剂中,不可行的是_______。
A. 蒸馏水 B. KCl溶液 C. KNO3溶液 D. CuSO4溶液
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重庆十八中两江实验中学2023-2024学年(上)半期质量监测
高中二年级 化学试题卷
(总分:100分 时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:C-12 H-1 O-16 P-31 Cl-35.5 Al-27
(第一卷:选择题,共42分)
一、选择题(每小题3分,共42分,每小题只有一个答案符合题意。)
1. 为了给大家创设舒适的学习环境,下列措施不是为了改变化学反应速率的是
A. 厨房师傅做馒头时添加膨松剂 B. 工人师傅给学校的消防栓刷漆
C. 在糕点包装内放置小包除氧剂 D. 食堂使用冰箱保存食物
【答案】A
【解析】
【详解】A.加工馒头时添加膨松剂,可使馒头疏松柔软,与改变反应速率无关,A选;
B.给学校消防栓刷漆,可以隔绝钢铁与氧气和水的接触,可减缓反应速率,B不选;
C.包装袋内放置除氧剂,可防止糕点被氧化,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,C不选;
D.食物存放在冰箱中,可降低温度,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,D不选;
故选A。
2. 下列反应属于非氧化还原反应,且能量变化与图示能量相符合的是
A. 与稀反应
B. 铝热反应
C. 灼热的炭与反应
D. 晶体和晶体的反应
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知反应物总能量小于生成物总能量,则应为吸热反应,如发生氧化还原反应,应存在元素化合价的变化,以此解答该题。
【详解】A.Ca(OH)2与稀H2SO4反应为放热反应,不存在化合价变化,为氧非化还原反应,A不合题意;
B.铝热反应为放热反应,Al元素和其他金属元素的化合价变化,为氧化还原反应,B不合题意;
C.灼热的炭与CO2反应为吸热反应,C元素的化合价变化,为氧化还原反应,C不合题意;
D.Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应为吸热反应,但没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,D符合题意;
故答案为:D。
3. 一定条件下,密闭容器中发生反应:,其平均反应速率如下,其中反应速率最大的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】用四个选项给的不同物质的速率与该物质的化学计量数做比,数值大的速率大,同时要把不同单位转化为同一单位,以此解题。
【详解】A.;
B.水为液态,不能用其浓度变化来表示反应速率;
C.;
D.;
故选D。
4. 氢气可通过下列反应制得: ,为了提高一氧化碳在平衡体系中的转化率,可采取的措施是
A. 减小压强 B. 降低温度
C. 更换更高效催化剂 D. 增大CO的浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A.因反应前后体积不变,则减小压强,平衡不移动,A错误;
B.正反应放热,降低温度,平衡正向移动,能提高一氧化碳在平衡体系中的转化率,B正确;
C.催化剂不影响平衡移动,转化率不变,C错误;
D.增大CO的浓度,平衡正向移动,氢气在平衡体系中的转化率增大,但CO在平衡体系中的转化率却减小,D错误;
故答案为:B。
5. 已知 。在500℃时,向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时,下列描述能说明反应达到平衡状态的是
A. 单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的
B. 体系中混合气体密度不变
C. 混合气体的平均相对分子质量不变
D. 体系中
【答案】C
【解析】
【详解】A.单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的N2,正逆反应速率不相等,反应不平衡,A错误;
B.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,体系中混合气体密度不变,反应不一定平衡,B错误;
C.反应前后气体物质的量不同,气体总质量不变,平均相对分子质量是变量,混合气体的平均相对分子质量不变,反应一定达到平衡状态,C正确;
D.体系中各物质物质的量之比等于系数比,反应不一定达到平衡,各物质的物质的量不变,反应达到平衡,D错误;
答案选C。
6. 如图所示是298K时,与反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是
A. 催化剂不参与化学反应,故反应前后的质量和性质不变
B. 该反应的热化学方程式为
C. 的总能量低于2molAB
D. 断裂1molA—A和1molB—B键,放出akJ能量
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g) =+(a-b)kJ•mol-1。
【详解】A.催化剂能改变反应途径、降低反应的活化能,所以催化剂参与化学反应,A错误;
B.由分析可知,反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g) =+(a-b)kJ•mol-1,B正确;
C.的总能量低于2molAB(g)的总能量,C错误;
D.破坏化学键时,需要吸收能量,则断裂1molA—A和1molB—B键,吸收akJ能量,D错误;
故选B。
7. 在反应中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析中,不正确的是
A. 加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能 B. 增大,单位体积内活化分子数增大
C. 升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加 D. 增大压强,活化分子的百分数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入合适的催化剂,能降低反应的活化能,反应速率增大,A正确;
B.增大碘化氢的浓度,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,B正确;
C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加,反应速率增大,C正确;
D.增大压强,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,但活化分子百分数不变,D错误;
答案选D。
8. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高的转化率
B. 反应达平衡后,对容器进行压缩,气体颜色变深
C. 加入可以加快的分解速率
D. 工业合成氨采用高温条件
【答案】A
【解析】
【详解】A.加入过量的空气,氧气浓度增大,,平衡正向移动,可以用勒夏特列原理解释,A正确;
B.该反应前后气体分子数不变,对容器进行压缩,压强增大,平衡不移动,但二氧化氮浓度增大,体系颜色变深,跟勒夏特列原理无关,B错误;
C.加入可以加快的分解速率,做催化剂,催化剂对化学平衡移动无影响,C错误;
D.合成氨是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,NH3的产量降低,不符合勒夏特列原理,500℃是催化剂的催化效率最高的温度,D错误;
故选A。
9. 五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ/mol。某温度下,在2.0L密闭容器中充入1.0molPCl3和0.5molCl2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示,下列说法不正确的是
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl5)/mol
0
0.21
0.36
0.40
0.40
A. 0~150s内,PCl3的反应速率为0.0012mol(L•s)
B. 反应至250s,该反应放出的热量为37.2kJ
C. 该温度下,此反应的化学平衡常数数值为40/3
D. 在此温度下,该密闭容器中若初始充入1.0molPCl3、1molCl2、2.0molPCl5,则此时反应向逆反应方向进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~150s内,消耗PCl3的物质的量为0.36mol,反应速率为 0.0012mol(L•s),故A正确;
B.反应至250s,生成0.4mol PCl5,该反应放出的热量为93.0kJ/mol×0.4mol=37.2kJ,故B正确;
C.该温度下,此反应达到平衡,生成0.4mol PCl5,反应消耗0.4molPCl3、0.4molCl2,则平衡时PCl3的物质的量为0.6mol、Cl2的物质的量为0.1mol,化学平衡常数数值为,故C正确;
D.在此温度下,该密闭容器中若初始充入1.0molPCl3、1molCl2、2.0molPCl5,,则此时反应向正反应方向进行,故D错误;
答案选D。
10. 在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A. B. 平衡常数增大
C. 物质B的转化率降低 D. 物质Z的体积分数增大
【答案】C
【解析】
【分析】平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变。将容器的容积扩大到原来的两倍,A的浓度为0.25mol/L,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L,即减小压强平衡逆向移动。
【详解】A.压强减小,平衡逆向移动,则x+y>z,A错误;
B.温度不变,平衡常数不变,B错误;
C.平衡逆向移动,B的转化率降低,C正确;
D.平衡逆向移动,Z的体积分数减小,D错误;
故选C。
11. 如图分别代表溴甲烷和三级溴丁烷发生水解的反应历程。下列说法正确的是
I.
II.
A. 反应的I的△H>0
B. 反应II有三个过渡态
C. 增加氢氧化钠的浓度可使反应Ⅰ速率增大,反应Ⅱ速率减小
D. 反应过程中反应Ⅰ和Ⅱ都有C-Br的断裂和C-O的形成
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据图示可知:对于反应I:由于反应物的总能量比生成物的总能量高,所以发生反应放出热量,该反应为放热反应,△H<0,A错误;
B.由图可知,(CH3)3CBr先转化为(CH3)3...Br,然后转化为(CH3)3...OH,则反应II有两个过渡态,B错误;
C.反应I中增加氢氧根离子浓度可使反应速率加快,而反应II则分成两部分,且第一部分活化能大,为慢反应,整个反应II的反应速率由第一步决定,第一步中并没有氢氧化钠参与,故增加氢氧化钠的浓度反应速率不一定增大,C错误;
D.反应过程中反应I和II都是卤代烃转化为醇,即都存在C-Br的断裂和C-O键的形成,D正确;
故合理选项是D。
12. 将CaCO3放入密闭的真空容器中,反应:CaCO3 (s) CaO(s)+CO2(g)达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是
A. 平衡常数减小 B. CaO物质的量不变 C. CO2浓度不变 D. CO2浓度变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡常数K和温度有关,温度不变,平衡常数不变,A错误;
B.缩小容器容积,压强增大,平衡逆向移动,n(CaO)减小,B错误;
C.K=c(CO2),K不变,则c(CO2)也不变,C正确;
D.c(CO2)不变,D错误;
故选C。
13. 反应 ,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的
B.
C. A、B、C两点化学平衡常数:
D. A、C两点的反应速率
【答案】C
【解析】
【分析】A、B两点:压强相同,温度不同,A点温度500℃,B点温度300℃,图像显示,升高温度,Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,则;A、C两点:温度相同,压强不同,C点压强大于A点压强,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应是气体体积减小的方向,则。
【详解】A.根据图像可知,在压强不变时,升高温度,达到平衡时Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,则,A正确;
B.根据图像可知,在温度不变时,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应是气体体积减小的方向,则,B正确;
C.A、C点的温度都是500℃,温度相同,平衡常数相同,;B点的反应温度是300℃,由于该反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,所以B、C两点化学平衡常数为,则A、B、C两点化学平衡常数为,C错误;
D.A、C两点温度相同,C点压强大于A点压强,增大压强,化学反应速率增大,则A、C两点的反应速率,D正确;
故答案选C。
14. 已知反应,在三个不同容积的容器中分别充入1molCO与2mol,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如表:
序号
温度/℃
容器体积
CO转化率
平衡压强/Pa
①
200
50%
②
200
70%
③
350
50%
下列说法正确的是
A. 平衡时反应速率;③>①>②
B. 平衡时体系压强:
C. 若容器体积,则
D. 若实验②中CO和用量均加倍,则CO转化率小于70%
【答案】C
【解析】
【详解】A.①、②的温度相同,而CO转化率②>①,则②可看作在①的基础上加压,即v1>v2,因此反应速率:②>①,故A错误;
B.①与②比较,达到平衡时,平衡混合物的物质的量之比为5∶4,但V1与V2不相等,因此平衡时体系压强P1∶P2≠5∶4,故B错误;
C.若容器体积V1>V3、温度相同,则①与③比较,CO的转化率③>①,而现在CO的转化率相同,则可看作在这个基础上③的平衡逆向移动,而升温平衡向吸热反应方向移动,即正向是放热反应,故C正确;
D.若实验②中CO和H2用量均加倍,则可看作在②的基础上压缩体积,CO转化率增大,则CO转化率>70%,故D错误;
故答案选C。
(第二卷:非选择题,共58分)
15. 碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下。
M、N相比,较稳定的是_______(填“M”或“N”)。
(2)已知的燃烧热,,,则a_______726.5(填“>”,“<”或“=”)。16g的完全燃烧完,转移的电子数目为:_______,放出_______kJ的热量。
(3)已知: ,该反应逆反应的活化能为,则其反应的活化能为_______。
(4)1.5mol甲烷燃烧时,生成液态水和二氧化碳,同时放出1335.45kJ的热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式_______。
(5)已知存在下列热化学方程式:
①氢气燃烧
②太阳光分解水制氢气
③液态水转化为水蒸气 _______
回答下列问题:
a.从能量转化角度分析,反应①为_______反应(填“吸热”或“放热”)。
b.若在反应②中使用催化剂,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
c.写出表示氢气燃烧热的热化学方程式:_______。
【答案】(1)M (2) ①. < ②. 3NA ③. 363.25
(3)167.2 (4)
(5) ①. ②. 放热 ③. 不变 ④.
【解析】
【小问1详解】
物质能量越低越稳定,该反应吸热,M的能量低于N,较稳定的是M;
【小问2详解】
燃烧热是指101kPa,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,甲醇燃烧生成H2O(g)属于不完全燃烧,放出的热量小于燃烧热,则a<726.5;根据反应方程式,1mol反应转移6mol电子,16g的物质的量为,转移的电子数目为:3NA,放出0.5mol×726.5k/mol=363.25kJ能量;
【小问3详解】
由,则其反应的活化能为-241.8kJ/mol+409kJ/mol=167.2kJ/mol;
【小问4详解】
1.5mol甲烷燃烧时,生成液态水和二氧化碳,同时放出1335.45kJ的热量,则1mol甲烷燃烧时放出890.3kJ热量,甲烷燃烧的热化学方程式:;
【小问5详解】
由盖斯定律,反应①+②可得③,+;
a.从能量转化角度分析,反应①的焓变小于0,为放热反应;
b.若在反应②中使用催化剂,催化剂不影响焓变,则不变;
c.表示氢气燃烧热的热化学方程式:。
16. 某实验小组设计用0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.50mol/L的盐酸50mL置于如图所示的装置中进行测定中和热的实验。
(1)写出NaOH溶液与盐酸反应的离子反应方程式:_______。
(2)该装置中缺少的一种玻璃仪器是_______,装置中还存在的错误有_______;大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,测得中和热的数值将_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,若实验操作均正确,则所求中和热_______(填“相等”或“不相等”)。
(4)现将一定量的稀氢氧化钾溶液、稀氢氧化钙、稀氨水分别和1L1mol/L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则为、、的大小关系_______。
(5)下列说法正确的是_______(填字母)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成时所测得的中和反应的反应热()有影响,会偏大
(6)该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和NaOH溶液各50mL,并记录如表原始数据:
实验序号
起始温度
终止温度
温差
盐酸
溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
28.3
3.3
2
25.1
25.1
25.1
28.5
3.4
3
25.1
25.1
25.1
28.6
3.5
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为,中和后混合液的比热容,则该反应的中和热_______。(保留到小数点后1位)
【答案】(1)
(2) ①. 玻璃搅拌器 ②. 大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平 ③. 偏小
(3)相等 (4) (5)c
(6)kJ/mol
【解析】
【小问1详解】
NaOH溶液与盐酸反应为中和反应,离子反应方程式:;
【小问2详解】
由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是玻璃搅拌器;存在的错误是大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平,两烧杯之间没有塞满碎泡沫塑料;若不盖泡沫塑料板,会有一部分热量散失,反应的最高温度减小,求得的中和热数值将会偏小,ΔH偏大;
【小问3详解】
中和热是指稀的强酸和强碱完全反应生成1mol 放出的热量,酸稍微过量或者碱稍微过量都不影响中和反应放出的热量,故若改用盐酸和溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热相等;
【小问4详解】
中和热是指稀的强酸和强碱完全反应生成1mol 放出的热量,当氢氧化钠和氢氧化钾与 反应时,放出的额热量相同,故,而稀氨水是弱碱,反应时要电离吸热,热量减小,偏大,故;
【小问5详解】
a. 向内筒中加入稀碱时,缓慢加入会使热量损失更多,数值偏小,a错误;
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,会使溶液被冷却,热量偏小,b错误;
c. 用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平,c正确;
d. 内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,会使所量取的溶液浓度偏小,放出的热量偏小,d错误;
故选c;
【小问6详解】
三次测量的温度差的平均值为3.4℃,中和热ΔH=-kJ/mol=- kJ/mol,kJ/mol。
17. 甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
(1)在恒容密闭容器进行反应I,测得其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①ΔH1___________0,其理由是___________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。
A.c(CO)=c(CO2) B.容器内CO2的体积分数保持不变
C.容器内气体密度保持不变 D.容器中压强保持不变
③图甲、图乙分别表示反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况。图甲中t2时刻发生改变的条件是___________,图乙中t2时刻发生改变的条件是___________。
④若1200℃时,在某时刻平衡体系中CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,此时v(正)___________v(逆)(填大于、小于或等于)。
(2)某温度时另一恒容容器中进行反应II,若开始时按n(CO)∶n(H2)=1∶2通入CO和H2,测得容器中总压强为pkPa,5min时反应达到平衡,测得容器内气体总压强为p0kPa。
①v(H2)=___________kPa·min−1。
②该温度下反应的平衡常数Kp=___________(Kp是用分压表示的平衡常数)。
【答案】(1) ①. > ②. 随着温度升高,化学平衡常数增大,平衡正向移动,则该反应为吸热反应 ③. B ④. 使用催化剂或增大压强 ⑤. 从体系中分离出H2或降低温度 ⑥. 小于
(2) ①. (p−p0) ②. (kPa)-2
【解析】
【小问1详解】
①随着温度升高,化学平衡常数增大,平衡正向移动,则该反应为吸热反应,ΔH1>0;
②A.c(CO)=c(CO2) ,不能说明该反应达到化学平衡状态,A不符合题意;
B.容器内CO2的体积分数保持不变,则v正(CO2)= v逆(CO2),说明该反应达到化学平衡状态,B符合题意;
C.反应前后,气体的质量不变,恒容容器内气体的体积不变,则气体的密度始终保持不变,故容器内气体密度保持不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,C不符合题意;
D.该反应是气体分子数不变的反应,则反应前后,容器内的压强保持不变,故容器中压强保持不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,D不符合题意;
故选B;
③图甲中,t2时刻, v正、v逆同幅度增大,平衡未发生移动,则t2时刻发生改变的条件可能是使用催化剂,且该反应是气体分子数不变的反应,增大压强也会增大v正、v逆,且平衡不移动,故图甲中t2时刻发生改变的条件是使用催化剂或增大压强;图乙中,t2时刻,c(CO2)增大,c(CO)减小,平衡逆向移动,t2时刻发生改变的条件可能是从体系中分离出H2,且该反应是吸热反应,降低温度也能使平衡逆向移动,故图乙中t2时刻发生改变的条件是从体系中分离出H2或降低温度;
④Qc===4>2.6=K(1200℃),则平衡逆向移动,此时v(正)小于v(逆)。
【小问2详解】
①设开始时,n(CO)=x mol,n(H2)=2x mol,Δn(CO)=y mol,则有
,反应前气体的总物质的量为3x mol,P1(H2)= ,平衡时气体的总物质的量为(3x−2y)mol,则有,则,,故平衡时P2(H2)==[]p0 kPa=(p0−)kPa,则v(H2)== =(p−p0) kPa·min−1;
②平衡时,P(H2)=(p0−)kPa,P(CO)==(p0−)kPa,P(CH3OH)= ===kPa,则KP===。
18. Ⅰ.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号
实验温度/K
有关物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
①
298
2
0.02
4
0.1
0
②
2
0.02
0.1
1
8
③
313
2
0.02
3
0.1
(1)通过实验①和②,可探究出_______(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中_______、_______;通过实验_______(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中_______。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是_______。
(3)写出 H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应的化学反应方程式:_______。
(4)忽略溶液体积的变化,利用实验②中数据计算,0~8s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率_______。
Ⅱ.某同学用等质量的锌粉先后与过量的盐酸和同体积、未知浓度的盐酸反应,记录相关数据,并作出这两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化曲线图(如图所示)。
(5)c(未知浓度的盐酸)_______1mol/L(填“>”“<”或“=”),若用1mol/L硫酸代替上述实验中的1mol/L盐酸,二者的反应速率_______相同(填“是”或“不”)。
(6)为控制反应速率,防止因反应过快而难以测量H2体积,且不改变生成H2的量,事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。下列试剂中,不可行的是_______。
A. 蒸馏水 B. KCl溶液 C. KNO3溶液 D. CuSO4溶液
【答案】(1) ①. 浓度 ②. 3 ③. 298 ④. ①③ ⑤. 1
(2)其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
(3)5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(4)8.3×10-4mol•L-1•s-1
(5) ①. > ②. 不 (6)CD
【解析】
【分析】Ⅰ.本题利用草酸与高锰酸钾反应的实验来探究浓度、温度对化学反应速率的影响,通过酸性高锰酸钾溶液褪色的快慢来比较反应速率的快慢,该反应的离子方程式为:5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,由控制单一变量法分析可得出实验①、③温度不同,即探究温度对反应速率的影响,则实验①、②探究浓度对反应速率的影响,通过反应速率的计算公式可计算出用KMnO4的浓度变化表示的反应速率,Ⅱ.根据浓度对反应速率的影响和原电池对反应速率的影响进行解题即可,据此分析解题。
【小问1详解】
由题干信息可知,实验①、③温度不同,即探究温度对反应速率的影响,则实验①、②探究浓度对反应速率的影响,故温度需相同,即T1=298,根据控制变量唯一可知,需要保证其余条件相同,根据实验A可知,保证溶液的总体积为6mL,使用的H2C2O4溶液的体积不等,V1=6-2-1=3,V2=6-3-2=1, 故答案为:浓度;3;298;①③;1;
【小问2详解】
若t1<8,由此实验可以得出的结论是:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大,故答案为:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;
【小问3详解】
草酸与高锰酸钾反应的离子方程式为:5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
【小问4详解】
根据实验②中数据可知,高锰酸钾完全反应需要的时间为8s,高锰酸钾的物质的量为0.02mol/L×2×10-3L=4×10-5mol,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为=×10-2mol/L≈6.67×10-3mol/L,则用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为(KMnO4)===8.3×10-4mol•L-1•s-1,故答案为:8.3×10-4mol•L-1•s-1;
【小问5详解】
由图可知,未知浓度盐酸与Zn反应产生等量氢气所需的时间更短,反应速率更快,故浓度更大,Zn与盐酸或硫酸反应实质为Zn与氢离子反应,等浓度的盐酸和硫酸中,硫酸中c(H+)更大,反应速率更快,故反应速率不相同,故答案为:>;不;
【小问6详解】
A.加入蒸馏水,盐酸浓度减小,反应速率减慢,Zn的总量不变,不改变生成H2的量,A不合题意;
B.加入KCl溶液,盐酸浓度减小,反应速率减慢,Zn的总量不变,不改变生成H2的量,B不合题意;
C.加入KNO3溶液,硝酸根离子在酸性环境中具有强氧化性,生成NO,即改变了H2的量,C符合题意;
D.加入硫酸铜溶液,Zn能置换Cu形成原电池,生成氢气速率加快,但是生成氢气的量减小,D符合题意;
故答案为:CD。
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