精品解析：湖北省随州市广水市第二高级中学2024-2025学年高二上学期9月月考化学试题

湖北省广水市第二高级中学高2024-2025学年上学期九月月考 高二化学试题 本试卷共8页，19题，全卷满分100分，考试用时75分钟。 考试范围： 1.高二化学选择性必修1 化学反应原理 2.第一章 化学反应的热效应，第二章 化学反应速率与化学平衡 注意事项： 1.答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将答题卡上交。 一、选择题：本题共15小题，每题3分，共45分，每小题仅有一项是符合题意。 1. 一定温度下，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol I2(g)的能量总和小于2HI(g)的 B. 1 mol H2(g)与1 mol I2(g)反应生成2 mol液态HI放出的热量小于13 kJ C. 该反应的逆反应是放热反应 D. 破坏反应物中化学键所需的能量低于形成反应产物中化学键释放的能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol I2(g)的能量总和大于2HI(g)的，故A错误； B．，需要放出热量，1 mol H2(g)与1 mol I2(g)反应生成液态HI放出的热量大于13 kJ，故B错误； C．该反应是放热反应，逆反应为吸热反应，故C错误； D．该反应是放热反应说明断键吸收的能量小于成键放出的能量，故D正确； 答案选D。 2. 已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断正确的是 CO(aq)+H+(aq)⇌HCO(aq) ΔH1 HCO(aq)+H+(aq)⇌H2CO3(aq) ΔH2 H2CO3(aq)⇌H2O(l)+CO2(g) ΔH3 OH-(aq)+H+(aq)⇌H2O(l) ΔH4 A. ΔH1＜0；ΔH2＞0 B. ΔH2+ΔH3＞0 C. ΔH1+ΔH2+ΔH3＞0 D. ΔH2＜ΔH4 【答案】B 【解析】 【分析】由题意可知，碳酸氢钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为吸热反应，ΔH′＞0，碳酸钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为放热反应，ΔH′′＜0，将已知反应依次编号为①②③④，由盖斯定律可知，②+③可得HCO(aq)+H+(aq)⇌H2O(l)+CO2(g)ΔH′=ΔH2+ΔH3＞0，①+②+③可得CO(aq)+2H+(aq)⇌H2O(l)+CO2(g)ΔH′′=ΔH1+ΔH2+ΔH3＜0，②—④可得碳酸氢根离子的水解反应HCO(aq)+H2O(l)⇌H2CO3(aq)+OH-(aq)，盐类水解反应为吸热反应，则ΔH′′′=ΔH2—ΔH4＞0。 【详解】A．由分析可知，ΔH2+ΔH3＞0，ΔH1+ΔH2+ΔH3＜0，则ΔH1＜0；碳酸的分解反应为吸热反应，ΔH3＞0，由ΔH2+ΔH3＞0可知，ΔH2可能大于0，也可能小于0，故A错误； B．由分析可知，ΔH2+ΔH3＞0，故B正确； C．由分析可知，ΔH1+ΔH2+ΔH3＜0，故C错误； D．由分析可知，ΔH2—ΔH4＞0，则ΔH2＞ΔH4，故D错误； 故选B。 3. 为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是 A. 实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率 B. 温度越高，氧化率越小 C. Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D. pH越小，氧化率越小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，温度相同时，溶液pH减小，亚铁离子被氧气氧化的氧化率增大，溶液pH相同时，升高温度，亚铁离子被氧气氧化的氧化率增大，说明降低pH、升高温度有利于提高亚铁离子的氧化率，故A正确； B．由图可知，溶液pH相同时，升高温度，亚铁离子被氧气氧化的氧化率增大，故B错误； C．亚铁离子的氧化率不仅和温度、pH有关，还与离子的浓度等其它因素有关，故C错误； D．由图可知，温度相同时，溶液pH减小，亚铁离子被氧气氧化的氧化率增大，故D错误； 故选A。 4. 实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是(　　) A. 若增大压强，该反应的反应速率一定增大 B. pH＝6.8时，随着反应的进行反应速率逐渐增大 C. 一定pH范围内，溶液中H＋浓度越小，反应速率越快 D. 可采用调节pH的方法使反应停止 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．图象没有给出压强对反应速率的影响，不能确定，A错误； B．pH=6.8时，随着反应的进行，曲线斜率逐渐减小，则说明反应速率逐渐减小，B错误； C．由图象可知，一定pH范围内，溶液中H+浓度越小反应速率越小，C错误； D．当pH=8.8时，c（A）基本不变，说明反应停止，D正确； 答案选D。 5. Shyam Kattle等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物种用·标注，Ts表示过渡态。下列有关说法错误的是 A. 物质被吸附在催化剂表面形成过渡态过程是吸热的 B. 形成过渡态Ts1的活化能为1.05 eV C. 前三步的总能量变化为ΔH=-2.05 eV D. 反应历程中能量变化最大的反应方程式为·HOCO＋H2(g)=·CO＋·OH＋H2(g) 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，被吸附在催化剂表面的物质形成过渡态的过程是吸热的，故A正确； B．从图中能量差可知，过渡态的能量为0.15 eV，则该步的活化能为[0.15 eV -（-0.9 eV）]eV =1.05 eV，故B正确； C．根据图示首尾能量数据可知，该过程的总能量降低了2. 05 eV，前三步的总反应的ΔH=-2.05 eV，故C正确； D．前三步中能量变化最大的是第二步，该步骤分两步形成稳定的微粒，反应方程式为·HOCO＋H2(g)=·CO＋·OH＋·H＋3H2(g)，故D错误； 答案选D。 6. 利用苯(C6H6)和甲醇(CH3OH)在催化剂作用下反应可得到C7H8.我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究得到反应C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g)在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示。其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。 下列有关叙述错误的是 A. 该反应的热化学方程式为C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g) ΔH=-61.4 kJ·mol-1 B. C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H＋H2O＋CH3B=C7H＋H2O＋HB C. 吸附CH3OH(g)的焓变大于吸附C6H6(g)的焓变 D. 该历程中最大能垒(活化能)E正=161.9 kJ·mol-1 【答案】C 【解析】 【详解】A．C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g)，根据图示，反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，利用盖斯定律，反应热只与始态和终态有关，与反应过程无关，则ΔH=-61.4 kJ·mol-1，故A正确； B．根据图示，C6H在催化剂表面转化为C7H反应方程式为C6H＋H2O＋CH3B=C7H＋H2O＋HB，故B正确； C．吸附CH3OH(g)的焓变为-109.9 kJ·mol-1，小于吸附C6H6(g)的焓变为（-66.4-25.5）kJ·mol-1，故C错误； D．过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，反应历程中最大的能垒E正=[52 kJ·mol-1-（-109.9 kJ·mol-1）]=161.9 kJ·mol-1，故D正确； 答案选C。 7. 下列说法不能用勒夏特列原理来解释的是 A. 在一定浓度的盐酸中加入氢氧化钠溶液，体系温度逐渐升高，随后又逐渐降低 B 夏天打开啤酒，会有大量气泡冒出 C. 实验室制备氯气时，用排饱和氯化钠溶液收集氯气 D. 在K2CrO4溶液中加入几滴稀硫酸，溶液颜色由黄色变为橙色 【答案】A 【解析】 【详解】A．在一定浓度的盐酸中加入氢氧化钠溶液，体系温度逐渐升高是因为反应放热，随后又逐渐降低是因为反应完成后，溶液体积增大导致温度降低，不能用勒夏特列原理来解释，故A符合题意； B．啤酒中存在二氧化碳的溶解平衡，打开瓶盖后，压强减小，CO2的溶解平衡逆向移动，二氧化碳逸出，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意； C．氯气和水反应为Cl2+H2O⇌HCl+HClO，饱和食盐水中氯离子浓度大，氯气和水反应平衡逆向移动，氯气溶解度减小，故能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意； D．加入稀硫酸，溶液中c(H+)增大，平衡2H++2CrO(黄色)⇌Cr2O(橙色)+H2O正向移动，溶液颜色由黄色变为橙色，故能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意； 答案选A。 8. 在容积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2平衡时，H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 由图可知：T2>T1 B. a、b两点的反应速率：b>a C. 为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)通入量的方法 D. a点比b点体系的颜色深 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据反应：H2(g)＋Br2(g)⇌2HBr(g)　ΔH<0，升温，平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数增大，根据图示变化，可知T1>T2，A错误； B．b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大，反应速率也大，B正确； C．增加Br2(g)的通入量，Br2(g)的转化率减小，C错误； D．b点对a点来说，是向a点体系中加入Br2使平衡向正反应方向移动，尽管Br2的量在新基础上会减小，但是Br2的浓度比原来会增加，导致Br2的浓度增加，颜色变深，即b点比a点体系的颜色深，D错误； 故答案为：B。 9. O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：反应①O3O2+[O] ΔH>0，平衡常数为K1；反应②，[O]+O32O2 ΔH<0平衡常数为K2；总反应：2O33O2 ΔH<0，平衡常数为K。下列叙述正确的是 A. 降低温度，总反应K减小 B. K=K1+K2 C. 适当升温，可提高消毒效率 D. 压强增大，K2减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由总反应： 可知，正反应为放热反应，则降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，A项错误； B．由，B项错误； C．适当升温，反应①的平衡正向移动，生成，反应②的平衡逆向移动，的量增多，则可提高消毒效率，C项正确； D．平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，D项错误； 答案选C。 10. 在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g) +N2(g)，N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)c2 (NO)。控制NO起始浓度为0.5 mol/L，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 由题可知，该反应的速率常数k为15 B. 随着H2起始浓度增大，该反应平衡常数增大 C. 达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小 D. H2起始浓度0.2 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，则N2的瞬时生成速率为0.24 mol/L 【答案】A 【解析】 【详解】A． NO起始浓度为0.5 mol/L，由图象可知，N2的瞬时生成速率与H2起始浓度呈直线关系，则m=1，将数据(0.2，0.75)代入v=k·c(H2)c2 (NO)，该反应的速率常数，A项正确； B．反应一定，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误； C． 达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO转化率增大，C项错误； D．由2H2(g)+2NO(g)2H2O(g) +N2(g)可知，NO起始浓度为0.5 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，变化量为0.1 mol/L，则时刻H2的浓度为0.2mol/L-0.1mol/L =0.1mol/L，N2的瞬时生成速率为，单位错误，D项错误； 答案选A。 11. 下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A A(s)=B(g)+C(s) △H>0 它一定是非自发反应 B A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g) 能自发反应 △H一定小于0 C M(s)+aN(g)=2Q(g) △H<0，自发反应 a可能等于1、2、3 D M(s)+N(g)=2Q(s) 常温下，自发进行 △H>0 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．A(s)=B(g)+C(s)，反应气体系数增大，为熵增大的反应，△S＞0，△H＞0，在高温条件下能自发进行，故A错误； B．A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)反应为气体系数增大的反应，△S＞0，所以当△H＜0，一定满足△H-T△S＜0，反应一定能够自发进行，当△H＞0时，当高温时，△H-T△S＜0，成立，可以自发进行，故B错误； C．M(s)+aN(g)=2Q(g) △H＜0，a为1，2，3时，△H-T△S<0，能自发反应，故C正确； D．M(s)+N(g)=2Q(s)为气体系数减小的反应，△S＜0，当△H＞0时，△H-T△S＞0，一定不能自发进行，故D错误； 故选：C。 12. 已知2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g) △H<0，在一定温度下将2molNO2和1molO3充入一恒容密闭容器中进行反应，直至t1时达到平衡状态。下列图象正确的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．在恒容密闭容器中进行反应，则气体体积不变，则气体的密度始终不变，A错误； B．反应刚开始时O2的物质的量为0，则其逆反应速率一开始应该为0，且NO2正反应速率一开始应该不为0，B错误； C．NO2和O3的初始物质的量比为2：1，化学计量数之比为2：1，则两者的平衡转化率应该相同，C错误； D．该反应正反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，则K正减小，K逆增大，D正确； 故答案选D。 13. 在其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)的平衡的变化图像如下(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)，据此分析下列说法正确的是 A. 在图像反应Ⅰ中，说明正反应为吸热反应 B. 在图像反应Ⅰ中，若p1>p2，则此反应的ΔS>0 C. 在图像反应Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应 D. 在图像反应Ⅲ中，若T1>T2，则该反应能自发进行 【答案】D 【解析】 【详解】A项，图像反应I中任取一曲线，图中随着温度的升高反应物的平衡转化率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，错误； B项，在图像反应I的横坐标上任取一点，作横坐标的垂直线与两曲线相交，若p1>p2，增大压强反应物的平衡转化率增大，增大压强平衡向正反应方向移动，则a+1c，ΔS0，错误； C项，图像反应II中T1先出现拐点，T1反应速率快，T1T2，T1平衡时n（C）小于T2平衡时n（C），升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，错误； D项，图像反应III增大压强平衡不移动，则a+1=c，若T1>T2，升高温度A转化率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则ΔH0，该反应能自发进行，正确； 答案选D。 14. 已知： ，在恒容密闭容器中通入和，在温度分别为、下，测得的转化率随时间变化如图。下列说法正确的是 A. 温度：，平衡常数： B. 点正反应速率点逆反应速率 C. 平衡时，通入氩气使体系压强增大，平衡正向移动 D. 时，生成的平均反应速率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，条件下先达到平衡，说明时反应速率快，故有，温度越高，的转化率越小，说明升高温度，平衡逆向移动，故，则平衡常数，选项A错误； B．、两点对应的温度分别是、，由A项分析可知，，设、时的点为，由图可知、点都为平衡点，点浓度大于点，则有反应速率，又因点未达到平衡，，故点正反应速率大于点逆反应速率，选项B错误； C．在恒温恒容条件下，通入氩气使体系压强增大，但反应体系中各物质的浓度均不改变，正、逆反应速率仍然相等，故平衡不移动，选项C错误； D．由图知，温度为、时，的转化率为，则的浓度增大，生成的平均反应速率为，即为，选项D正确； 答案选D。 15. 加热依次发生的分解反应为： ①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g) ②N2O3(g) N2O(g) +O2(g) 在容积为密闭容器中充入，加热到t℃，达到平衡状态后O2为为。则t℃时反应①的平衡常数为  A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在反应①中N2O3与O2 按物质的量之比1∶1生成，如果不发生反应②，则两者一样多。发生反应②，平衡后，O2比N2O3多(9-3.4)=5.6mol；反应②中每减少1mol N2O3，O2会增加1mol，即O2会比N2O3多2mol；O2比N2O3多(9-3.4)=5.6mol，则共分解了2.8mol N2O3；所以反应①中N2O5分解生成N2O3(3.4+2.8)=6.2mol，有6.2mol N2O5发生分解，所以平衡后N2O5为(8-6.2)=1.8mol。容器体积为2L，则反应①的平衡常数 ，故选A。 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 氢气是一种清洁能源，氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。 （1）H2S热分解制氢的原理：2H2S(g)=2H2(g)＋S2(g) ΔH=＋169.8 kJ·mol-1，分解时常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是___________；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，硫元素转化为S2，写出反应的化学方程式：___________。 （2）十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“C10H18→C10H12→C10H8”的脱氢过程释放氢气。 已知：C10H18(l)=C10H12(l)＋3H2(g) ΔH1 C10H12(l)=C10H8(l)＋2H2(g) ΔH2 335℃、高压下，在恒容密闭反应器中进行液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的物质的量n1和n2随时间的变化关系如图甲所示。图乙表示催化剂对反应活化能的影响。 ①ΔH1___________ΔH2(填“>”“=”或“<”)。 ②8 h时，反应体系内氢气的物质的量为___________ mol(忽略其他副反应)。 ③n1显著低于n2可能的原因是___________。 【答案】（1） ①. 为H2S的分解反应提供热量 ②. 4H2S＋2SO2=4H2O＋3S2 （2） ①. > ②. 1.951 ③. 催化剂显著降低了C10H12→C10H8的活化能，反应生成的C10H12很快转变为C10H8，C10H12不能积累 【解析】 【小问1详解】 反应为吸热反应，分解时常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S 燃烧，H2S燃烧时放热反应，提供一部分能量，燃烧生成的SO2与H2S 进一步反应，硫元素转化为S2，则发生反应的化学方程式为：4H2S+2SO2═4H2O+3S2； 【小问2详解】 ①相同时间内，产生C10H8的物质的量更大，说明生成C10H8的反应更易进行，所以△H1＞△H2； ②设产生C10H12的反应进度为xmol，产生C10H8的反应进度为ymol， 8h时产生0.027molC10H12，产生0.374molC10H8，所以有y=0.374，x-y=0.027，可得x=0.401，所以产生H2的物质的量为(3x+2y)mol=1.951mol； ③n1 显著低于n2，考虑到C10H12分解生成C10H8，催化剂存在使反应更易生成C10H8，所以可能原因为：催化剂显著降低了C10H12→C10H8的活化能，反应生成的C10H12很快转变为C10H8，C10H12不能积累。 17. 回答下列问题。 （1）①我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式： 方式A：CH3OH*→CH3O*＋H* Ea=＋103.1 kJ·mol-1 方式B：CH3OH*→CH＋OH* Eb=＋249.3 kJ·mol-1 由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为___________(填“A”或“B”)。 ②下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。 该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为___________。 （2）TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1=＋175.4 kJ·mol-1 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式为___________。 （3）工业上处理尾气中NO的方法为将NO与 H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质转化如图所示。写出图示转化的总反应的化学方程式___________。 【答案】（1） ①. A ②. CHO*＋3H*=CO*＋4H* （2）TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH=-45.5 kJ·mol-1 （3）2H2＋2NO=N2＋2H2O 【解析】 【小问1详解】 ①方式A中活化能小，则由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为A； ②该历程中，放热最多的是，则步骤的化学方程式为CHO*＋3H*=CO*＋4H*。 【小问2详解】 已知：①TiO2(s)+2Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 ②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 依据盖斯定律①+②即得到沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式为TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)＝TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5 kJ/mol。 【小问3详解】 根据示意图可判断反应物是氢气和NO，生成物是氮气，依据原子守恒可知还有水生成，则图示转化的总反应的化学方程式为2H2+2NO＝N2+2H2O。 18. 甲烷是一种很重要的燃料，在化学领域应用广泛，也是良好的制氢材料。请回答下列问题。 （1）用CH4与CO2反应制取H2，其反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，在一密闭容器中加入起始浓度均为0.1 mol/L的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①压强p1___________(填“>”“=”或“<”)p2，理由是___________。 ②当压强为p1时，B点v正___________(填“>”“=”或“<”)v逆。 ③若温度和体积均不变，CH4的平衡转化率为50%，则平衡常数K=___________，在此平衡下，再将CH4和CO的浓度增加0.1 mol/L，平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 （2）在催化剂作用下甲烷和水蒸气制取氢气的反应为CH4(g)＋H2O(g)3H2(g)＋CO(g) ΔH>0。将物质的量均为1 mol的CH4(g)和H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(25℃，100 kPa)发生反应，正反应速率v正=k正·p(CH4)·p(H2O)，其中p为分压。若该条件下k正=4.5×10-4kPa-1·s-1，当v正=0.5 kPa·s-1时，CH4的转化率为___________%。 【答案】（1） ①. < ②. CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小 ③. > ④. 0.04 ⑤. 逆反应 （2）20 【解析】 【分析】 【小问1详解】 ①该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，由图可知p1＜p2； 故答案为：<；CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小； ②由图可知，B点甲烷的转化率小于该条件下的平衡转化率，说明反应还在正向进行，v正＞v逆； 故答案为：＞； ③根据题意列出“三段式”，；在此平衡下，再将CH4和CO的浓度增加0.1mol/L，Qc=，则平衡逆向移动； 故答案为：>；0.04；逆反应； 【小问2详解】 根据题意列出“三段式”，，正反应速率v正=k正·p(CH4)·p(H2O)，若该条件下k正=4.5×10-4kPa-1·s-1，当v正=0.5 kPa·s-1时，p(CH4)·p(H2O)=，x=0.2，CH4的转化率为； 故答案为：20。 19. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。其中二氧化碳转化技术是当前研究热点。 I．利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成气(CO、H2)，计算机模拟单个CO2分子与CH4分子的反应历程如图所示： （1）制备合成气CO、H2总反应的热化学方程式为___________。 （2）向密闭容器中充入等体积的CO2和CH4，测得平衡时压强对数lg p(CO2)和lg p(H2)的关系如图所示。(压强的单位为：MPa) ①T1___________T2(填“>”“<”或“=”)。 ②温度为T1时，该反应的压强平衡常数Kp=___________。 II．二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径，不仅可以有效减少空气中的CO2排放，而且还能制备出甲醇清洁能源。反应如下： ①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1=-58 kJ·mol-1 CO2和H2还可发生副反应生成CO，反应如下： ②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41 kJ·mol-1 （3）使用新型催化剂，将1 mol CO2和3 mol H2在一恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度变化如图所示： ①达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高的是___________(填“D”“E”或“F”)。 ②随着温度的升高，CO2的平衡转化率增大，甲醇的选择率降低，是因为：___________。 【答案】（1）CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH=＋(E5-E1)NA eV·mol-1 （2） ①. > ②. 0.01(MPa)2 （3） ①. F ②. 反应①放热，反应②吸热，随温度升高，反应①逆向移动，反应②正向移动，且反应②正向移动程度更大 【解析】 【小问1详解】 由图示可知该反应为吸热反应，生成物能量高于反应物，而图示中是单个CO2分子与CH4分子的反应历程，△H=＋(E5-E1)NA eV·mol-1，所以热化学方程式为：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH=＋(E5-E1)NA eV·mol-1，答案：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH=＋(E5-E1)NA eV·mol-1； 【小问2详解】 ①由于反应吸热，温度越高，正向进行程度越大，p(H2）越大，所以T1> T2，②，温度为T1时，由b点可以知道各气体分压，p(CO)=p(H2)=1MPa，p(CO2)=p(CH4) =10MPa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，代入Kp表达式即可求得Kp=0.01(MPa)2，答案：>、0.01(MPa)； 【小问3详解】 ①将1mol CO2和3 mol H2在一恒容密闭容器中进行反应，n(CH3OH)=n(CO2)×α(CO2)×甲醇的选择率，473K时，n(CH3OH)=1×13.2%×86%=0.11352 mol，513K时，n(CH3OH)=1×15%×78%=0.117 mol，553K时，n(CH3OH)=1×20%×60%=0.12 mol，则温度为553K时，即F点，达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高，②反应①放热，反应②吸热，随温度升高，反应①逆移，反应②正移，且反应②正向移动幅度更大，所以CO2的平衡转化率增大，甲醇的选择率降低，答案：F、反应①放热，反应②吸热，随温度升高，反应①逆向移动，反应②正向移动，且反应②正向移动程度更大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖北省广水市第二高级中学高2024-2025学年上学期九月月考 高二化学试题 本试卷共8页，19题，全卷满分100分，考试用时75分钟。 考试范围： 1.高二化学选择性必修1 化学反应原理 2.第一章 化学反应的热效应，第二章 化学反应速率与化学平衡 注意事项： 1.答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将答题卡上交。 一、选择题：本题共15小题，每题3分，共45分，每小题仅有一项是符合题意。 1. 一定温度下，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol I2(g)的能量总和小于2HI(g)的 B. 1 mol H2(g)与1 mol I2(g)反应生成2 mol液态HI放出的热量小于13 kJ C. 该反应的逆反应是放热反应 D. 破坏反应物中化学键所需的能量低于形成反应产物中化学键释放的能量 2. 已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断正确的是 CO(aq)+H+(aq)⇌HCO(aq) ΔH1 HCO(aq)+H+(aq)⇌H2CO3(aq) ΔH2 H2CO3(aq)⇌H2O(l)+CO2(g) ΔH3 OH-(aq)+H+(aq)⇌H2O(l) ΔH4 A. ΔH1＜0；ΔH2＞0 B. ΔH2+ΔH3＞0 C. ΔH1+ΔH2+ΔH3＞0 D. ΔH2＜ΔH4 3. 为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是 A. 实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率 B. 温度越高，氧化率越小 C. Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D. pH越小，氧化率越小 4. 实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是(　　) A. 若增大压强，该反应的反应速率一定增大 B. pH＝6.8时，随着反应的进行反应速率逐渐增大 C. 一定pH范围内，溶液中H＋浓度越小，反应速率越快 D. 可采用调节pH的方法使反应停止 5. Shyam Kattle等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物种用·标注，Ts表示过渡态。下列有关说法错误的是 A. 物质被吸附在催化剂表面形成过渡态过程是吸热的 B. 形成过渡态Ts1的活化能为1.05 eV C. 前三步的总能量变化为ΔH=-2.05 eV D. 反应历程中能量变化最大的反应方程式为·HOCO＋H2(g)=·CO＋·OH＋H2(g) 6. 利用苯(C6H6)和甲醇(CH3OH)在催化剂作用下反应可得到C7H8.我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究得到反应C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g)在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示。其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。 下列有关叙述错误的是 A. 该反应的热化学方程式为C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g) ΔH=-61.4 kJ·mol-1 B. C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H＋H2O＋CH3B=C7H＋H2O＋HB C. 吸附CH3OH(g)的焓变大于吸附C6H6(g)的焓变 D. 该历程中最大能垒(活化能)E正=161.9 kJ·mol-1 7. 下列说法不能用勒夏特列原理来解释的是 A. 在一定浓度的盐酸中加入氢氧化钠溶液，体系温度逐渐升高，随后又逐渐降低 B. 夏天打开啤酒，会有大量气泡冒出 C. 实验室制备氯气时，用排饱和氯化钠溶液收集氯气 D. 在K2CrO4溶液中加入几滴稀硫酸，溶液颜色由黄色变为橙色 8. 在容积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2平衡时，H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 由图可知：T2>T1 B. a、b两点的反应速率：b>a C. 为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)通入量的方法 D. a点比b点体系的颜色深 9. O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：反应①O3O2+[O] ΔH>0，平衡常数为K1；反应②，[O]+O32O2 ΔH<0平衡常数为K2；总反应：2O33O2 ΔH<0，平衡常数为K。下列叙述正确的是 A. 降低温度，总反应K减小 B. K=K1+K2 C. 适当升温，可提高消毒效率 D. 压强增大，K2减小 10. 在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g) +N2(g)，N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)c2 (NO)。控制NO起始浓度为0.5 mol/L，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 由题可知，该反应速率常数k为15 B. 随着H2起始浓度增大，该反应平衡常数增大 C. 达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小 D. H2起始浓度0.2 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，则N2的瞬时生成速率为0.24 mol/L 11. 下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A A(s)=B(g)+C(s) △H>0 它一定是非自发反应 B A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g) 能自发反应 △H一定小于0 C M(s)+aN(g)=2Q(g) △H<0，自发反应 a可能等于1、2、3 D M(s)+N(g)=2Q(s) 常温下，自发进行 △H>0 A. A B. B C. C D. D 12. 已知2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g) △H<0，在一定温度下将2molNO2和1molO3充入一恒容密闭容器中进行反应，直至t1时达到平衡状态。下列图象正确的是 A. B. C. D. 13. 在其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)平衡的变化图像如下(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)，据此分析下列说法正确的是 A. 在图像反应Ⅰ中，说明正反应为吸热反应 B. 在图像反应Ⅰ中，若p1>p2，则此反应的ΔS>0 C. 在图像反应Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应 D. 在图像反应Ⅲ中，若T1>T2，则该反应能自发进行 14. 已知： ，在恒容密闭容器中通入和，在温度分别为、下，测得的转化率随时间变化如图。下列说法正确的是 A. 温度：，平衡常数： B. 点正反应速率点逆反应速率 C. 平衡时，通入氩气使体系压强增大，平衡正向移动 D. 时，生成的平均反应速率为 15. 加热依次发生的分解反应为： ①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g) ②N2O3(g) N2O(g) +O2(g) 在容积为的密闭容器中充入，加热到t℃，达到平衡状态后O2为为。则t℃时反应①的平衡常数为  A. B. C. D. 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 氢气是一种清洁能源，氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。 （1）H2S热分解制氢的原理：2H2S(g)=2H2(g)＋S2(g) ΔH=＋169.8 kJ·mol-1，分解时常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是___________；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，硫元素转化为S2，写出反应的化学方程式：___________。 （2）十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“C10H18→C10H12→C10H8”的脱氢过程释放氢气。 已知：C10H18(l)=C10H12(l)＋3H2(g) ΔH1 C10H12(l)=C10H8(l)＋2H2(g) ΔH2 335℃、高压下，在恒容密闭反应器中进行液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的物质的量n1和n2随时间的变化关系如图甲所示。图乙表示催化剂对反应活化能的影响。 ①ΔH1___________ΔH2(填“>”“=”或“<”)。 ②8 h时，反应体系内氢气的物质的量为___________ mol(忽略其他副反应)。 ③n1显著低于n2可能的原因是___________。 17. 回答下列问题。 （1）①我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式： 方式A：CH3OH*→CH3O*＋H* Ea=＋103.1 kJ·mol-1 方式B：CH3OH*→CH＋OH* Eb=＋249.3 kJ·mol-1 由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为___________(填“A”或“B”)。 ②下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。 该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为___________。 （2）TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行 已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1=＋175.4 kJ·mol-1 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式为___________。 （3）工业上处理尾气中NO方法为将NO与 H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质转化如图所示。写出图示转化的总反应的化学方程式___________。 18. 甲烷是一种很重要的燃料，在化学领域应用广泛，也是良好的制氢材料。请回答下列问题。 （1）用CH4与CO2反应制取H2，其反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，在一密闭容器中加入起始浓度均为0.1 mol/L的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①压强p1___________(填“>”“=”或“<”)p2，理由是___________。 ②当压强为p1时，B点v正___________(填“>”“=”或“<”)v逆。 ③若温度和体积均不变，CH4的平衡转化率为50%，则平衡常数K=___________，在此平衡下，再将CH4和CO的浓度增加0.1 mol/L，平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 （2）在催化剂作用下甲烷和水蒸气制取氢气的反应为CH4(g)＋H2O(g)3H2(g)＋CO(g) ΔH>0。将物质的量均为1 mol的CH4(g)和H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(25℃，100 kPa)发生反应，正反应速率v正=k正·p(CH4)·p(H2O)，其中p为分压。若该条件下k正=4.5×10-4kPa-1·s-1，当v正=0.5 kPa·s-1时，CH4的转化率为___________%。 19. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。其中二氧化碳转化技术是当前研究热点。 I．利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成气(CO、H2)，计算机模拟单个CO2分子与CH4分子的反应历程如图所示： （1）制备合成气CO、H2总反应热化学方程式为___________。 （2）向密闭容器中充入等体积的CO2和CH4，测得平衡时压强对数lg p(CO2)和lg p(H2)的关系如图所示。(压强的单位为：MPa) ①T1___________T2(填“>”“<”或“=”)。 ②温度为T1时，该反应的压强平衡常数Kp=___________。 II．二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径，不仅可以有效减少空气中的CO2排放，而且还能制备出甲醇清洁能源。反应如下： ①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1=-58 kJ·mol-1 CO2和H2还可发生副反应生成CO，反应如下： ②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41 kJ·mol-1 （3）使用新型催化剂，将1 mol CO2和3 mol H2在一恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度变化如图所示： ①达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高的是___________(填“D”“E”或“F”)。 ②随着温度的升高，CO2的平衡转化率增大，甲醇的选择率降低，是因为：___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$