内容正文:
菏泽一中八一路高二上学期第一次月考
化学试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟
2.答题前,考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
可能用到的相对原子质量;H:1 C:12 O:16 N:14 S:32 Mn:55
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
B. 自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C. 反应 ,则该反应能在高温自发进行
D. 常温下,反应不能自发进行,则该反应的
2. 在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol•L-1。下列判断不正确的是
A. x=1
B. B的转化率为40%
C. 其他条件不变,增加A的浓度,平衡正向移动,A的转化率减小
D. 继续向该平衡体系通入3molA和1molB,再次达到平衡后B的转化率减小
3. O3也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。常温常压下发生反应如下:
反应①O3O2+[O] ΔH1>0,平衡常数为K1
反应②[O]+O32O2 ΔH2<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. 压强增大,K减小 B. 总反应中当2v正(O2)=3v逆(O3)时,反应达到平衡
C. [O]为催化剂 D. K=K1+K2
4. 氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。在一定温度下,向恒容密闭容器中投入一定量氨基甲酸铵,下列叙述中不能说明该反应达到平衡状态的是
①2v正(NH3)=v逆(CO2)
②混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
③混合气体的密度不再发生变化
④混合气体的总质量不再发生变化
A. ①④ B. ③④ C. ①② D. 仅有①
5. 在某恒温恒容的密闭容器中通入1molN2和3molH2发生反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g) △H<0。t1时刻反应达到平衡状态I,在t2时刻改变某一条件,t3时重新达到平衡状态II,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加NH3
B. 平衡时N2的体积分数φ:φ(II)=φ(I)
C. 平衡常数K:K(II)<K(I)
D. 该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
6. 科学家结合实验与计算机模拟结果,研究出了均相催化的思维模型。
总反应:(K为催化剂)
反应①:A+K→AK Ea1
反应②:AK+B→AB+K Ea2
下列说法正确的是
A. 第①步为快反应,第②步为慢反应
B. 升高温度使反应①的速率加快反应②速率减慢
C. 该反应的
D. 催化剂增大了活化分子百分数,加快了反应速率
7. 常温下,关于溶液的说法正确的是
A. 向水中加入少量金属钠,增大,水的电离平衡逆向移动
B. 的NaOH溶液和的醋酸溶液中,水的电离程度相同
C. 向醋酸溶液中加水,溶液中水电离产生的将减小
D. 分别向pH=3醋酸和盐酸溶液中加水稀释100倍后,pH值前者大于后者
8. 下列关于电解质的叙述正确的是
A. 强电解质熔融时一定完全电离
B. 离子化合物都是强电解质,共价化合物部分是弱电解质
C. 多元酸溶液的导电性一定比一元酸溶液的导电性强
D. 酸、碱和盐类都属于电解质,其他化合物都是非电解质
9. 《应用化学》杂志提出在温和条件下催化合成碳酸二甲酯(),每2个参与反应机理如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,下列说法错误的是
A. 制约反应速率关键步骤的基元反应方程式:
B. 总反应:
C. 降低反应的活化能,提高化学反应速率
D. 过程中既有H-O键的断裂,又有H-O键的形成
10. 将一定量硫化氢气体加入密闭容器中,发生反应:2H2S(g)S2(g)+2H2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lgK)随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A. C点对应状态的平衡常数K=10-3.6380
B. 该反应的△H>0
C. 反应速率:vA>vC
D. 30℃时,B点对应状态的v正>v逆
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列实验操作和现象及所得结论正确的是
实验操作和现象
实验结论
A
取两支试管,分别加入的酸性溶液,然后分别向两支试管中加入和的溶液,后者完全褪色所需时间更短
其他条件相同时,增大反应物浓度反应速率增大
B
将铁锈溶于浓盐酸,滴加酸性溶液,紫色褪去
铁锈中含有二价铁
C
用pH计测量室温下0.1mol/L氨水pH,
是弱碱
D
向溶液中滴加3mL等浓度的KI溶液,充分反应后,再滴加KSCN溶液,溶液最终变为血红色
溶液与KI溶液的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
12. 反应S2O+3I-=2SO+I的Rlnk与的关系如图所示,已知Rlnk=+C(k为速率常数,Ea为活化能,R和C为常数)。该反应机理如下:①S2O+3I-→S2O8+I(慢);②S2O8I+I-→2SO+I2(快);③I2+I-→I(快)。下列说法错误的是
A. 该反应的Ea=0.024kJ•mol-1
B. 温度为T1时,若使用催化剂,a点上移
C. ①为决速步骤,增大c(S2O),k增大,v加快
D. 不改变其他条件,只升高温度,反应的活化能不变
13. 常温下,pH=10的X、Y两种碱溶液各1mL,分别稀释至100mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是
A. X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B. 稀释后,两种碱溶液中和硫酸的能力Y大于X
C. 分别完全中和X、Y这两种碱溶液时,消耗同浓度盐酸的体积Vx>VY
D. 若8<a<10,则X、Y都是弱碱
14. 一定条件下,分别向体积为1L的密闭容器中加入反应物,发生反应SO2(g)+2NO(g)2NO2(g)+S(s),测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验
加入物质的量
反应过程条件
①
1molSO2+2molNO
恒温
②
2molNO2+1molS
恒温
③
2molNO2+1molS
绝热
A. 气体的总物质的量:nc<nd B. 平衡时SO2的体积分数:②>③
C. b点平衡常数比c点平衡常数小 D. 达到平衡过程中的能量变化的数值①和②相同
15. 已知反应 。在体积可变的密闭容器中,按充入反应物进行反应,A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A. 温度:
B. 平均摩尔质量:,
C. a点的分压平衡常数
D. d点:
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 现有十种物质:①熔融的NaCl ②稀硫酸 ③液氯 ④冰醋酸 ⑤铜 ⑥ ⑦ ⑧液氨 ⑨ ⑩固体,请按要求回答下列问题。
(1)以上物质中属于弱电解质的是___________(填数字序号,下同),属于非电解质的是___________。
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是___________(填字母序号)。
a.醋酸和水能以任意比例混溶
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
c.醋酸与溶液反应放出气体
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
e.等体积等pH的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多
(3)某温度下的溶液中c(H+)=10xmol•L-1,c(OH-)=10ymol•L-1,x与y的关系如图所示
Ⅰ.该温度下,若盐酸中c(H+)=2×10-2mol/L,则由水电离产生的c(H+)=___________。
Ⅱ.该温度下,将pH=a的溶液与pH=b的溶液混合(忽略体积变化)。
①若所得混合溶液呈中性,且a=11,b=3,则V1:V2=___________。
②若混合溶液混合后BaSO4恰好完全沉淀,且a=12,b=3,则混合后溶液的pH为___________。(已知)
17. 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
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
t1
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
1
t2
(1)通过实验A、B,可探究出___(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=____、T1=____;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V2=____。
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是_____;忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=___。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是____,相应的粒子最可能是___(填粒子符号)。
18. 甲醇是重要的化工原料,又可作燃料。回答下列问题:
(1)利用CO生产甲醇的反应为。已知:,其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为2∶1充入和CO,测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
①该反应的∆H_______0(填“>”或“<”);B点与C点的平衡常数关系为_______(填“>”“<”或“=”).向平衡体系中加入高效催化剂,将_______(填“增大”“减小”或“不变”);再次增大体系压强,的值将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②C点对应的平衡常数_______(为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)。
③一定温度下,将和按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比为_______时,转化率最大。
(2)甲醇水蒸气重整制氢系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源,系统中的两个反应如下:
主反应:
副反应:
单位时间内,转化率与CO生成率随温度的变化如图所示:
升温过程中实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是_______;温度升高,CO实际反应生成率并没有不断接近平衡状态的生成率,其原因可能是_______(填标号)。
A.副反应逆向进行
B.部分CO转化为
C.催化剂对副反应的选择性低
D.升温提高了副反应的焓变
19. 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式:____________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示,则___________(填“>”或“<”)。
(3)可以作为水溶液中歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整_____________。
ⅰ.
ⅱ.。
探究ⅰ、ⅱ反应速率与歧化反应速率的关系,实验如下:分别将饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:易溶解在KI溶液中)
序号
A
B
C
D
试剂组成
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
(4)B是A的对比实验,则____________。
(5)比较A、B、C,可得出的结论是____________。
(6)实验表明,的歧化反应速率D>A,结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因:____________。
20. 将转化为高附加值碳基燃料,可有效减少碳排放。将和在催化剂作用下,可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应:
ⅰ.
ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
ⅲ. CO(g)+3H2 (g)H2O(g)+CH4(g) △H3=-206kJ/mol
(1)利用不同催化剂,在一定温度和反应时间条件下,测得产物的生成速率与催化剂的关系如图,由图可知有利于制甲烷的催化剂是____________。
(2)不同条件下,投料,发生上述反应,的平衡转化率与温度的关系如图。升高温度,反应ⅰ的化学平衡常数____________(填“增大”或“减小”);温度高于600℃之后,随着温度升高转化率增大且三条线几乎重合的原因是____________。
(3)在某温度下,向恒容容器中充入和,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时气体的总物质的量为17mol,,则__________,该温度下反应ⅱ的化学平衡常数___________。
(4)若保持温度不变,压缩容器的体积,的物质的量____________(填“增大”“减小”或“不变”),反应ⅰ的平衡将____________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
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菏泽一中八一路高二上学期第一次月考
化学试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟
2.答题前,考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
可能用到的相对原子质量;H:1 C:12 O:16 N:14 S:32 Mn:55
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
B. 自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C. 反应 ,则该反应能在高温自发进行
D. 常温下,反应不能自发进行,则该反应的
【答案】D
【解析】
【详解】A.放热反应ΔH<0,△S<0时低温自发进行,高温非自发进行,吸热反应ΔH>0,△S>0时,高温反应自发进行,A错误;
B.反应是否自发进行由反应的焓变、熵变、温度共同决定,不能单独根据焓变或熵变判断,不能根据反应是否自发判断反应熵变的符号,B错误;
C.反应正反应是一个熵减即<0,加上,根据自由能变ΔH-TS<0,则该反应能在低温自发进行,C错误;
D.反应为熵增的反应,故常温下不能自发进行,即ΔH-TS>0,所以反应一定吸热ΔH>0,D正确;
故答案为:D。
2. 在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol•L-1。下列判断不正确的是
A. x=1
B. B的转化率为40%
C. 其他条件不变,增加A的浓度,平衡正向移动,A的转化率减小
D. 继续向该平衡体系通入3molA和1molB,再次达到平衡后B的转化率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡时生成的C的物质的量为0.2mol•L-1×2L=0.4mol,该反应达到平衡,生成0.8molD,物质的量之比等于化学计量数之比,故0.4mol∶0.8mol=x∶2,解得:x=1,故A正确;
B.2min末该反应达到平衡,生成0.8mol D,由方程式3A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(g)可知,参加反应的B的物质的量为0.4mol,故B的转化率为40%,故B正确;
C.其他条件不变,增加反应物A的浓度,平衡正向移动,A的转化率减小,B的转化率增大,故C正确;
D.继续向该平衡体系通入3molA和1molB,相当于增大压强,平衡正向移动,再次达到平衡后B的转化率增大,故D错误;
故选D。
3. O3也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。常温常压下发生反应如下:
反应①O3O2+[O] ΔH1>0,平衡常数为K1
反应②[O]+O32O2 ΔH2<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. 压强增大,K减小 B. 总反应中当2v正(O2)=3v逆(O3)时,反应达到平衡
C. [O]为催化剂 D. K=K1+K2
【答案】B
【解析】
【详解】A.平衡常数与压强无关,压强增大,K不变,A错误;
B.当正反应速率与逆反应速率相等时,,反应达到平衡,B正确;
C.产生的[O]为中间产物,C错误;
D.总反应=反应①+反应②,则K=K1×K2,,D错误;
故选B。
4. 氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。在一定温度下,向恒容密闭容器中投入一定量氨基甲酸铵,下列叙述中不能说明该反应达到平衡状态的是
①2v正(NH3)=v逆(CO2)
②混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
③混合气体的密度不再发生变化
④混合气体的总质量不再发生变化
A. ①④ B. ③④ C. ①② D. 仅有①
【答案】C
【解析】
【详解】①对于同一反应的不同物质,其反应速率之比等于其化学计量系数之比,且其中一个为正反应速率另一个为逆反应速率时,能说明该反应达到了平衡状态,v正(NH3)=2v逆(CO2),才能说明反应达到了平衡状态,①符合题意;②因为反应是由固体生成气体的反应,在题目条件下生成的两种气体的比例始终不变,则混合气体的平均相对分子质量也始终不变,②符合题意;③混合气体的密度,其中m总为混合气体的质量,在恒容密闭的条件下,若反应未到达平衡,则m总大小会不断变化,可推得若混合气体密度不变,则反应到达平衡状态,③不符合题意;④在题目条件下,反应达平衡前,气体的总质量一直在增大,混合气体的总质量不再发生变化可以说明反应达到了平衡状态,④不符合题意;综上,①②符合题意,选C。
5. 在某恒温恒容的密闭容器中通入1molN2和3molH2发生反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g) △H<0。t1时刻反应达到平衡状态I,在t2时刻改变某一条件,t3时重新达到平衡状态II,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加NH3
B. 平衡时N2的体积分数φ:φ(II)=φ(I)
C. 平衡常数K:K(II)<K(I)
D. 该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,t1时刻反应达到平衡状态I,在t2时刻改变某一条件,改变条件瞬间正反应速率不变,然后增大,说明反应物浓度逐渐增大,则平衡逆向移动,则改变的条件为加入生成物,平衡常数只与温度有关。
【详解】A.由上述分析可知,t2时改变的条件为向容器中加入氨气,故A正确;
B.t2时改变的条件:向容器中加入氨气,平衡逆向移动,氮气的浓度增大,平衡时N2的体积分数φ:φ(II)>φ(I),故B错误;
C.温度不变,平衡常数不变,则平衡常数K:K(II)=K(I),故C错误;
D.反应放热,故该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能,故D错误;
答案选A。
6. 科学家结合实验与计算机模拟结果,研究出了均相催化的思维模型。
总反应:(K为催化剂)
反应①:A+K→AK Ea1
反应②:AK+B→AB+K Ea2
下列说法正确的是
A. 第①步为快反应,第②步为慢反应
B. 升高温度使反应①的速率加快反应②速率减慢
C. 该反应的
D. 催化剂增大了活化分子百分数,加快了反应速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应所需活化能越大,反应速率越慢,化学反应速率由慢反应速率决定,根据图知,第①步所需活化能较大,反应速率慢,则该反应速率由第①步速率决定,A错误;
B.升高温度增大活化分子百分数,活化分子的有效碰撞几率增大,①②化学反应速率加快,B错误;
C.该反应的△H= E生- E反,C错误;
D.催化剂降低反应所需活化能,增大了活化分子百分数,加快了反应速率,D正确;
故选D。
7. 常温下,关于溶液的说法正确的是
A. 向水中加入少量金属钠,增大,水的电离平衡逆向移动
B. 的NaOH溶液和的醋酸溶液中,水的电离程度相同
C. 向醋酸溶液中加水,溶液中水电离产生的将减小
D. 分别向pH=3醋酸和盐酸溶液中加水稀释100倍后,pH值前者大于后者
【答案】B
【解析】
【详解】A.向水中加入少量金属钠,钠与氢离子反应放出氢气,氢离子浓度降低,水的电离平衡正向移动,增大,故A错误;
B.酸碱都抑制水电离,的NaOH溶液和的醋酸溶液中,水的电离出的氢离子浓度均为1×10-11mol/L,故B正确;
C.向醋酸溶液中加水,氢离子浓度降低,对水电离的抑制作用减小,溶液中水电离产生的将增大,故C错误;
D.分别向pH=3醋酸和盐酸溶液中加水稀释100倍后,醋酸电离平衡正向移动,pH值前者小于后者,故D错误;
选B。
8. 下列关于电解质的叙述正确的是
A. 强电解质熔融时一定完全电离
B. 离子化合物都是强电解质,共价化合物部分是弱电解质
C. 多元酸溶液的导电性一定比一元酸溶液的导电性强
D. 酸、碱和盐类都属于电解质,其他化合物都是非电解质
【答案】B
【解析】
【详解】A.强酸在熔融时无法电离出离子,A错误;
B.离子化合物在水溶液中或熔融状态下都可以完全电离,都是强电解质,共价化合物如弱酸是弱电解质,B正确;
C.导电性与单位体积内溶液离子浓度有关,C错误;
D.活泼金属氧化物为强电解质,水为弱电解质,D错误;
故选B。
9. 《应用化学》杂志提出在温和条件下催化合成碳酸二甲酯(),每2个参与反应机理如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,下列说法错误的是
A. 制约反应速率关键步骤的基元反应方程式:
B. 总反应:
C. 降低反应的活化能,提高化学反应速率
D. 过程中既有H-O键的断裂,又有H-O键的形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据示意图可判断生成过渡态Ⅰ时需要的活化能最大,则制约反应速率关键步骤的基元反应方程式:,A正确;
B.反应物是甲醇和二氧化碳,生成物是碳酸二甲酯和水,但题干信息并没有告诉物质的状态,且反应热的单位应该是kJ/mol,B错误;
C.在反应前参与反应,反应后又生成,作催化剂,降低反应的活化能,提高化学反应速率,C正确;
D.根据示意图可判断过程中甲醇中有H-O键的断裂,生成水时又有H-O键的形成,D正确;
答案选B。
10. 将一定量硫化氢气体加入密闭容器中,发生反应:2H2S(g)S2(g)+2H2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lgK)随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A. C点对应状态的平衡常数K=10-3.6380
B. 该反应的△H>0
C. 反应速率:vA>vC
D. 30℃时,B点对应状态的v正>v逆
【答案】D
【解析】
【分析】由图象可知:升高温度,平衡常数的负对数减小,说明升高温度K增大,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,根据温度越高反应速率越大,结合浓度商与平衡常数的关系判断反应的方向,据此分析解答。
【详解】A.C点-lgK=3.6380,则平衡常数K=10-3.6380,A正确;
B.-lgK越大,则平衡常数K越小,由图可知:随温度升高,平衡常数增大,则升高温度化学平衡正向移动,正反应为吸热反应,故该反应的△H>0,B正确;
C.因为A点温度比C点高,所以A、C点反应速率:vA>vC,C正确;
D.B点浓度商大于化学平衡常数,所以化学反应向逆反应进行,则B点对应状态的v正<v逆,D错误;
故合理选项是D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列实验操作和现象及所得结论正确的是
实验操作和现象
实验结论
A
取两支试管,分别加入的酸性溶液,然后分别向两支试管中加入和的溶液,后者完全褪色所需时间更短
其他条件相同时,增大反应物浓度反应速率增大
B
将铁锈溶于浓盐酸,滴加酸性溶液,紫色褪去
铁锈中含有二价铁
C
用pH计测量室温下0.1mol/L氨水pH,
是弱碱
D
向溶液中滴加3mL等浓度的KI溶液,充分反应后,再滴加KSCN溶液,溶液最终变为血红色
溶液与KI溶液的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.2KMnO4~5H2C2O4,由题目数据可知,2mL0.2mol/L的酸性KMnO4溶液与2mL0.4mol/L的H2C2O4溶液反应时,高锰酸钾过量,不能完全褪色,A错误;
B.溶液中的氯离子也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故紫色褪去,不能证明铁锈中含有二价铁,B错误;
C.室温下,0.1mol/L的一元强碱pH为13,室温下0.1mol/L氨水pH=11.1,证明一水合氨未完全电离、为弱碱,C正确;
D.由题目数据和现象可知,FeCl3和 KI反应,FeCl3过量,滴加KSCN溶液,溶液最终变为血红色,不能FeCl3溶液与K1溶液的反应为可逆反应,D错误;
故答案选C。
12. 反应S2O+3I-=2SO+I的Rlnk与的关系如图所示,已知Rlnk=+C(k为速率常数,Ea为活化能,R和C为常数)。该反应机理如下:①S2O+3I-→S2O8+I(慢);②S2O8I+I-→2SO+I2(快);③I2+I-→I(快)。下列说法错误的是
A. 该反应的Ea=0.024kJ•mol-1
B. 温度为T1时,若使用催化剂,a点上移
C. ①为决速步骤,增大c(S2O),k增大,v加快
D. 不改变其他条件,只升高温度,反应的活化能不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.已知Rlnk=+C(k为速率常数,Ea为活化能,R和C为常数),将a、b两点的数据代入公式,可得9.2=3.2Ea+C、4.4=3.4Ea+C,解得Ea=-24J•mol-1=-0.024kJ•mol-1,故A错误;
B.温度为T1时,若使用催化剂,会降低反应的活化能,由公式Rlnk=+C结合A项可知,RlnK会增大,则a点会上移,故B正确;
C.①S2O+3I-→S2O8+I是慢反应,为决速步骤,k是速率常数,增大c(S2O),k不变,v加快,故C错误;
D.不改变其他条件,只升高温度,不会改变反应的活化能,故D正确;
故选AC。
13. 常温下,pH=10的X、Y两种碱溶液各1mL,分别稀释至100mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是
A. X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B. 稀释后,两种碱溶液中和硫酸的能力Y大于X
C. 分别完全中和X、Y这两种碱溶液时,消耗同浓度盐酸的体积Vx>VY
D. 若8<a<10,则X、Y都是弱碱
【答案】BD
【解析】
【分析】常温下,将pH=10的X、Y两种碱溶液各1mL,分别稀释至100mL,加水稀释促进弱电解质电离,稀释过程中碱性越弱,溶液pH变化越小,根据图知,碱性:X>Y;
【详解】A.由图可知,开始的pH相同,两种碱溶液稀释后pH不同,则碱性强弱一定不同,所以物质的量浓度一定不相等,故A错误;
B.稀释后X碱溶液pH小于Y溶液的,所以稀释后Y溶液碱性强,中和硫酸的能力:Y>X,故B正确;
C.根据分析,碱性:X>Y ,pH=10的X、Y两种碱,物质的量浓度:c(X)<c(Y),相同体积、相同pH的X、Y,n(Y)>n(X),用相同浓度的盐酸中和时,碱的物质的量越大消耗酸体积越大,所以消耗相同浓度盐酸VX<VY,故C错误;
D.由图可知,开始的pH相同,若8<a<10,则1mL的弱碱加水稀释到100mL,则pH会在原来基础上减一个小于2的值,说明X、Y中都存在电离平衡,都是弱碱,故D正确;
故选:BD。
14. 一定条件下,分别向体积为1L的密闭容器中加入反应物,发生反应SO2(g)+2NO(g)2NO2(g)+S(s),测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验
加入物质的量
反应过程条件
①
1molSO2+2molNO
恒温
②
2molNO2+1molS
恒温
③
2molNO2+1molS
绝热
A. 气体的总物质的量:nc<nd B. 平衡时SO2的体积分数:②>③
C. b点平衡常数比c点平衡常数小 D. 达到平衡过程中的能量变化的数值①和②相同
【答案】AD
【解析】
【分析】恒温恒容条件下,气体的压强之比等于气体物质的量之比,故起始时实验②与实验③的压强相等,实验①的压强最大,则曲线I对应实验①,①与实验②的温度相等,根据等效平衡可知,实验①与实验②最终会达到相同的平衡状态,故曲线II对应实验②,则曲线III对应实验③,实验②与实验③充入的Z一样多,实验③比实验②达到平衡所用的时间长,则实验③温度较低,反应速率较慢,说明正反应为放热反应。
【详解】A.由分析可知,c点温度低,则当压强相同时,c点气体的物质的量大,A错误;
B.对于反应③,充入生成物,反应最开始逆向移动,当达到一定限度,绝热相当于降低温度,根据分析,平衡正向移动,则平衡时SO2的体积分数:②>③,B正确;
C.由于c点温度低于b点,且正反应放热,则 b点平衡常数比c点平衡常数小,C正确;
D.正反应放热,则实验①能量变化为负值,实验②为正值,不相同,D错误;
故选AD。
15. 已知反应 。在体积可变的密闭容器中,按充入反应物进行反应,A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A. 温度:
B. 平均摩尔质量:,
C. a点的分压平衡常数
D. d点:
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由于,升高温度,平衡逆向移动,转化率减小,故温度:,A错误;
B.由于,升高温度,平衡逆向移动,气体的总质量不变,但物质的量增大,所以平均摩尔质量:,b点对应的压强大于d点,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体的总物质的量减小,平均摩尔质量,B正确;
C.T1时反应的三段式为,分压为:,,,a点的分压平衡常数,C正确;
D.d点在曲线上,说明d点为平衡点,则,D错误;
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 现有十种物质:①熔融的NaCl ②稀硫酸 ③液氯 ④冰醋酸 ⑤铜 ⑥ ⑦ ⑧液氨 ⑨ ⑩固体,请按要求回答下列问题。
(1)以上物质中属于弱电解质的是___________(填数字序号,下同),属于非电解质的是___________。
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是___________(填字母序号)。
a.醋酸和水能以任意比例混溶
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
c.醋酸与溶液反应放出气体
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
e.等体积等pH的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多
(3)某温度下的溶液中c(H+)=10xmol•L-1,c(OH-)=10ymol•L-1,x与y的关系如图所示
Ⅰ.该温度下,若盐酸中c(H+)=2×10-2mol/L,则由水电离产生的c(H+)=___________。
Ⅱ.该温度下,将pH=a的溶液与pH=b的溶液混合(忽略体积变化)。
①若所得混合溶液呈中性,且a=11,b=3,则V1:V2=___________。
②若混合溶液混合后BaSO4恰好完全沉淀,且a=12,b=3,则混合后溶液的pH为___________。(已知)
【答案】(1) ①. ④ ②. ⑧⑨
(2)be (3) ①. 5×10-14 ②. 10∶1 ③. 11.5
【解析】
【分析】①NaCl在水溶液中能完全电离,属于强电解质;②稀硫酸是混合物,既不是电解质又不是非电解质;③液氯是非金属单质,既不是电解质又不是非电解质;④冰醋酸在水溶液中部分电离,属于弱电解质;⑤铜是金属单质,既不是电解质又不是非电解质;⑥在水溶液能完全电离,属于强电解质;⑦在水溶液能完全电离,属于强电解质; ⑧液氨自身不能电离,属于非电解质;⑨自身不能电离,属于非电解质; ⑩固体在水溶液能完全电离,属于强电解质;
【小问1详解】
根据以上分析,以上物质中属于弱电解质的是冰醋酸,选④;属于非电解质的是液氨、,选⑧⑨。
【小问2详解】
a.溶解性与电解质强弱无关,醋酸和水能以任意比例混溶,不能证明醋酸是弱电解质,不选a;
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子,说明醋酸部分电离,则醋酸是弱电解质,故选b;
c.醋酸与溶液反应放出气体,说明醋酸的酸性比碳酸的酸性强,不能说明醋酸是弱电解质,故不选c;
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色,说明醋酸溶液呈酸性,不能说明醋酸是弱电解质,故不选d;
e.等体积等pH的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多,说明醋酸的浓度大于盐酸,则醋酸是弱电解质,故选e;
选be。
【小问3详解】
Ⅰ.根据图示,该温度下,Kw= c(H+) c(OH-)=10-15;若盐酸中c(H+)=2×10-2mol/L,c(OH-)= ,盐酸抑制水电离,则由水电离产生的c(H+)=。
Ⅱ.该温度下,将pH=a的溶液与pH=b的溶液混合(忽略体积变化)。
①pH=a的溶液,c(OH-)=;pH=b的溶液,c(H+)=1×10-bmol/L;若所得混合溶液呈中性,, a=11,b=3,则V1:V2=10:1。
②pH=a的溶液,c(OH-)=、c(Ba2+)=;pH=b的溶液,c(H+)=1×10-bmol/L,1×10-bmol/L;若混合溶液混合后BaSO4恰好完全沉淀,且a=12,b=3,,V1:V2=2:1;则混合后氢氧根离子有剩余,c(OH-)=mol/L,c(H+)=3×10-12mol/L,溶液的pH=11.5。
17. 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
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
t1
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
1
t2
(1)通过实验A、B,可探究出___(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=____、T1=____;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V2=____。
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是_____;忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=___。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是____,相应的粒子最可能是___(填粒子符号)。
【答案】 ①. 浓度 ②. 1 ③. 293 ④. B、C ⑤. 3 ⑥. 其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大 ⑦. 8.3×10-4mol·L-1·s-1 ⑧. 催化作用 ⑨. Mn2+
【解析】
【分析】(1)A、B应控制温度相同,探究浓度对反应速率的影响,B、C温度不同可探究温度对反应速率的影响,研究某种因素对反应速率的影响时,需要保证气体条件相同,据此分析解答;
(2)若t1<8,则浓度越大,反应速率越大;结合v=计算;
(3)根据n(Mn2+)随时间的变化情况的图像,反应生成的锰离子可作催化剂加快反应速率。
【详解】(1)实验A、B,滴加H2C2O4溶液的体积不等,故实验A、B,可探究出H2C2O4浓度的改变对反应速率的影响;据实验A可知,保证溶液的总体积为6mL,B中H2C2O4溶液3mL,故需加水6mL-2mL-3mL=1mL;A、B研究浓度对化学反应速率的影响,需要温度相同,故T1=293;B、C温度不同,要探究出温度变化对化学反应速率的影响,其余条件相同,则V2=6mL-2mL-1mL=3mL;
(2)若t1<8,则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;根据实验B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-1×0.002L=0.00004mol,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为=×10-3mol/L,则用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为=8.3×10-4mol/(L·s);
(3)根据n(Mn2+)随时间的变化情况的图像,反应一段时间后该反应速率会加快,造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是催化作用,相应的粒子最有可能的是Mn2+。
18. 甲醇是重要的化工原料,又可作燃料。回答下列问题:
(1)利用CO生产甲醇的反应为。已知:,其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为2∶1充入和CO,测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
①该反应的∆H_______0(填“>”或“<”);B点与C点的平衡常数关系为_______(填“>”“<”或“=”).向平衡体系中加入高效催化剂,将_______(填“增大”“减小”或“不变”);再次增大体系压强,的值将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②C点对应的平衡常数_______(为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)。
③一定温度下,将和按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比为_______时,转化率最大。
(2)甲醇水蒸气重整制氢系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源,系统中的两个反应如下:
主反应:
副反应:
单位时间内,转化率与CO生成率随温度的变化如图所示:
升温过程中实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是_______;温度升高,CO实际反应生成率并没有不断接近平衡状态的生成率,其原因可能是_______(填标号)。
A.副反应逆向进行
B.部分CO转化为
C.催化剂对副反应的选择性低
D.升温提高了副反应的焓变
【答案】 ①. < ②. = ③. 不变 ④. 不变 ⑤. ⑥. 1∶2 ⑦. 温度升高,反应速率加快,单位时间内甲醇消耗量增多 ⑧. C
【解析】
【详解】(1)①根据图示,升高温度,的体积分数减小,反应平衡逆向移动,正反应为放热反应,则该反应的∆H<0;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,B点与C点的温度相同,则平衡常数关系为=;向平衡体系中加入高效催化剂,平衡不移动,正逆反应速率均加快,但不变;再次增大体系压强,正逆反应速率均增大,平衡正向移动,即v正>v逆,由于率速率常数不受压强影响,的值将不变;
②C点时的体积分数为50%,设生成的物质的量为x,列三段式:
根据同温同压下,气体的体积之比=气体的物质的量之比,的体积分数=×100%=50%,解得x=0.75mol,则n(H2)=0.5mol,n(CO)=0.25mol,,对应的平衡常数=;
③使氢气的转化率最大,则氢气的剩余量最少,因此,当初始投料比为1∶2时,氢气的量少,CO的量多,此时氢气的转化率最大;
(2)温度升高,反应速率加快,单位时间内甲醇消耗量增多,因此实际反应转化率不断接近平衡状态转化率;
A.副反应:,正反应吸热,升高温度副反应正向移动,故A错误;
B.根据A项分析,升温副反应正向移动,不会促进CO转化为,故B错误;
C.催化剂对反应历程具有选择性,CO实际反应生成率并没有不断接近平衡状态的生成率,说明催化剂对副反应的选择性低,故C正确;
D.升温不会改变副反应的焓变,故D错误;
答案选C。
19. 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式:____________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示,则___________(填“>”或“<”)。
(3)可以作为水溶液中歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整_____________。
ⅰ.
ⅱ.。
探究ⅰ、ⅱ反应速率与歧化反应速率的关系,实验如下:分别将饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:易溶解在KI溶液中)
序号
A
B
C
D
试剂组成
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
(4)B是A的对比实验,则____________。
(5)比较A、B、C,可得出的结论是____________。
(6)实验表明,的歧化反应速率D>A,结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因:____________。
【答案】(1)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H2=-254kJ/mol
(2)> (3)、、
(4)0.4 (5)是歧化反应的催化剂,单独存在时不具有催化作用,但可以加快歧化反应速率
(6)反应ⅱ比ⅰ快;D中由反应ⅱ产生的使反应ⅰ加快
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律:反应Ⅱ=-反应Ⅰ-反应Ⅲ,△H2=-551kJ/mol+297kJ/mol=-254kJ/mol,因此,反应Ⅱ的热化学方程式为:3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H2=-254kJ/mol。
【小问2详解】
反应Ⅱ为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,H2SO4的物质的量分数升高,由图可知温度相同时,p2的H2SO4的物质的量分数更高,因此p2>p1。
【小问3详解】
可以作为水溶液中歧化反应的催化剂,催化剂反应前后质量、化学性质均不变,已知ⅰ.和总反应3SO2+2H2O=4H++2+S(s),用总反应减去反应ⅰ可得反应ⅱ:。
【小问4详解】
B与A为对比试验,则其试验条件仅有是否加入硫酸一个,则其中加入KI的浓度应相同,均为0.4mol/L。
【小问5详解】
C组试验无现象,说明硫酸不能催化该反应的进行,而A、B两组试验仅有是否含有硫酸一个变量,而B中沉淀出现较A快,说明在相同条件下,H+可加快反应i的速率,I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。
【小问6详解】
实验表明,的歧化反应速率D>A,结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因为:由于I2的加入,反应ⅱ的速率加快,D中反应ⅱ迅速发生,使c(H+)迅速增大,促进反应i速率加快。
20. 将转化为高附加值碳基燃料,可有效减少碳排放。将和在催化剂作用下,可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应:
ⅰ.
ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
ⅲ. CO(g)+3H2 (g)H2O(g)+CH4(g) △H3=-206kJ/mol
(1)利用不同催化剂,在一定温度和反应时间条件下,测得产物的生成速率与催化剂的关系如图,由图可知有利于制甲烷的催化剂是____________。
(2)不同条件下,投料,发生上述反应,的平衡转化率与温度的关系如图。升高温度,反应ⅰ的化学平衡常数____________(填“增大”或“减小”);温度高于600℃之后,随着温度升高转化率增大且三条线几乎重合的原因是____________。
(3)在某温度下,向恒容容器中充入和,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时气体的总物质的量为17mol,,则__________,该温度下反应ⅱ的化学平衡常数___________。
(4)若保持温度不变,压缩容器的体积,的物质的量____________(填“增大”“减小”或“不变”),反应ⅰ的平衡将____________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1)
(2) ①. 减小 ②. 600℃之后,以反应ⅱ为主。反应ⅱ为吸热反应,随温度升高平衡右移,转化率增大;反应ⅱ为气体分子数不变的反应,压强变化不影响平衡,故三条线几乎重合
(3) ①. 0.1 ②. 1
(4) ①. 增大 ②. 正向
【解析】
【小问1详解】
根据图示,在一定温度和反应时间条件下,使用催化剂,甲烷的生成速率最大且CO的速率最小,所以有利于制甲烷的催化剂是。
【小问2详解】
已知,ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol;ⅲ. CO(g)+3H2 (g)H2O(g)+CH4(g) △H3=-206kJ/mol;根据盖斯定律ii+ iii得ⅰ.= +41.2kJ/mol-206kJ/mol=-164.8kJ/mol,正反应放热,升高温度,反应i的化学平衡常数减小;的平衡转化率为反应i和反应ii的平衡转化率之和,ⅰ为放热反应;ⅱ为吸热反应,600℃之后,以反应ⅱ为主,随温度升高平衡右移,转化率增大;反应ⅱ为气体分子数不变的反应,压强变化不影响平衡,故三条线几乎重合。
【小问3详解】
在某温度下,向恒容容器中充入和,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时气体的总物质的量为17mol,反应i气体物质的量减小,压强减小是因为发生反应i,,7-x+12-4x+x+2x=17,解得,x=1,则,恒温、恒容,压强比等于物质的量比,则平衡时气体物质的量为17mol,,n(CO)=3mol,n(CH4)=1mol,1molCO2参加反应i、3molCO2参加反应ⅱ,反应i消耗氢气4mol、反应ⅱ消耗氢气3mol,平衡时容器中n(CO)=3mol、n(H2)=5mol、n(CO2)=3mol、n(H2O)=5mol,则该温度下反应ii的化学平衡常数K=。
【小问4详解】
若保持温度不变,压缩容器的体积,反应ⅰ的平衡将正向移动,的物质的量增加。
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