精品解析:四川省眉山市彭山区第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考化学试题
2024-11-07
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内容正文:
眉山市彭山区第一中学高二上10月化学考试试题
(考试时间75分钟,满分100分)(H:1,O:16,S:32,Cl:35.5,Fe:56)
第I卷(选择题共42分)
一、选择题(包括14个小题,每小题3分,每小题只有一个选项符合题意)。
1. 下列关于能量变化的说法正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水“说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B. 已知,C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H>0,则金刚石比石墨稳定
C. 灼热的碳与CO2反应既是吸热反应,又是氧化还原反应
D. 放热反应都不需要加热,吸热反应都需要加热才能发生
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰融化为水需要吸热,故水的能量比冰高,A错误;
B.由C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H>0可知,石墨转化为金刚石需要吸热,故金刚石的能量高,能量越高的物质越不稳定,B错误;
C.C+CO22CO是吸热反应,反应中C的化合价发生变化,是氧化还原反应,C正确;
D.有的放热反应刚开始也需要加热反应才能进行,如2Na+O2Na2O2,有的吸热反应常温下也能发生,如NH4Cl晶体与Ba(OH)2∙8H2O晶体的反应,D错误;
故选C。
2. 实验设计的科学性反映了实验者的科学素养。下列有关测定中和反应反应热的实验,说法正确的是
A. 用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B. 为了使反应充分,可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
C. 用铜丝代替玻璃搅拌器,会使中和反应放热测定值偏小
D. 测定中和反应反应热时可用稀醋酸和NaOH稀溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.用温度计测量酸溶液的温度,用水冲洗温度计后再测量碱溶液的温度,故A错误;
B.向酸(碱)中分次加入碱(酸),热量损失较多,不能分次加入碱(酸),故B错误;
C.用铜丝代替玻璃搅拌器,会使热量损失较多,使中和反应放热测定值偏小,故C正确;
D.醋酸电离吸热,测定中和反应反应热时不能用稀醋酸和NaOH稀溶液反应,故D错误;
选C。
3. “嫦娥五号”着陆月球采样返回,“天问一号”着陆巡视器在火星着陆,“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢、液态肼()、煤油等化学品。肼的燃烧热为,下列有关说法错误的是
A. 煤油是不可再生资源
B. “祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. 运载火箭燃料使用的液氢燃烧的产物不污染环境,有利于实现“碳中和”
D. 表示肼燃烧热的热化学方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤油是是石油分馏产品,属于不可再生资源,故A正确;
B.太阳能电池板直接将太阳能转化为电能,故B正确;
C.氢气燃烧的产物是水,不污染环境,有利于实现“碳中和”,故C正确;
D.燃烧热指的是1mol纯物质在氧气中完全燃烧生成指定产物时放出的热量,D中方程式不是在氧气中燃烧,故D错误。
答案选D。
4. 氯及其化合物的转化关系如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2 L Cl2中含有的质子数为
B. 400 mL HClO溶液中,含有的数为
C. 反应①中每消耗7.3 g HCl,生成的Cl2分子数为
D. 反应②中每有0.3 mol Cl2作氧化剂,转移电子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5mol,1个Cl2分子含有质子数为34,0.5molCl2含有的质子数为,故A正确;
B.HClO是弱酸,只能部分电离,故400 mL HClO溶液中,含有的数小于,故B错误;
C.反应①的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl=2Cl2+CaCl2,7.3 g HCl的物质的量为0.2mol,生成的Cl2为0.1mol,分子数为,故C错误;
D.反应②的化学方程式为3Cl2+6KOH=KClO+5KCl+3H2O,发生的是歧化反应,转移电子数为5,即每消耗3molCl2转移5mol电子,在3molCl2中,只有2.5mol为氧化剂,故0.25molCl2作氧化剂时转移电子数为,故D错误;
答案选A。
5. 下列指定反应的离子方程式书写正确的是
A. 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气反应:
B. 将少量的溶液加入NaOH溶液中:
C. 铅酸蓄电池充、放电原理:
D. 少量的通入溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.还原性强弱为Fe2+<I-,FeI2溶液与等物质的量的Cl2反应时,Cl2先氧化I-,正确的离子反应方程式为2I-+Cl2=I2+2Cl-,故A错误;
B.将少量的溶液加入NaOH溶液中生成四羟基合氯酸钠,离子方程式为,故B正确;
C.选项中离子方程式充放电的方向反了,正确的是,故C错误;
D.CO2与BaCl2溶液不会反应,故D错误;
答案选B。
6. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 使试纸显红色的溶液中:
B. 与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、Na+、、
C. 水电离出的的溶液中:
D. 能使紫色石蕊试液变蓝的溶液中:
【答案】D
【解析】
【详解】A.能使试纸显红色的溶液呈酸性,与氢离子不能大量共存,A不符合题意;
B.与Al能放出氢气的溶液可能显酸性也可能显碱性,若是碱性,则Fe2+和OH-不能大量共存,若是酸性,在酸性条件下具有强氧化性,与Fe2+不能大量共存,B不符合题意;
C.水电离出的的溶液可能呈酸性也可能呈碱性,在碱性溶液中不能大量存在Al3+,在酸性溶液中不能大量存在S2-、ClO-,且Al3+与S2-、ClO-会发生双水解不能共存,C不符合题意;
D.能使紫色石蕊试液变蓝的溶液显碱性,各离子间相互不反应,与OH-也不反应,可以大量共存,D符合题意;
答案选D。
7. 已知反应A(g)+B(g)=C(g)+D(g),过程中能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A. A的能量一定低于C
B. 反应物断键吸收的总能量大于产物新键形成放出的总能量
C. 此反应的△H=E2-E1
D. 物质的能量越高,稳定性越好
【答案】B
【解析】
【详解】A.A(g)、B(g)的总能量小于C(g)、D(g)的总能量,不能比较A、C的能量大小,故A错误;
B.反应为吸热反应,则反应物断键吸收的总能量大于产物新键形成放出的总能量,故B正确;
C.由图可知,H=E1-E2,故C错误;
D.物质的能量越高,稳定性越差,故D错误;
答案选B。
8. 某化学兴趣小组利用如图装置研究反应发生时能量的变化情况。当向试管中加入Y时,观察到U形管中甲处液面下降、乙处液面上升。设集气瓶的气密性良好,则下列关于该反应的叙述错误的是
A. 该反应的
B. 每1摩尔反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量
C. 该反应过程中有外界热量转变成化学能“储存”于产物Z中
D. U形管中甲、乙处液面稳定后,此时集气瓶中的气压与起始时的不同
【答案】C
【解析】
【分析】当向试管中加入Y时,观察到U形管中甲处液面下降、乙处液面上升,可判断该反应为放热反应。
【详解】A. 根据现象可判断该反应为放热反应,该反应的,故A正确;
B. 每1摩尔反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,故B正确;
C. 根据现象可判断该反应为放热反应,反应过程中有部分化学能以热能等形式放出,故C错误;
D. U形管中甲、乙处液面稳定后,此时集气瓶中的气压与起始时的不同,高于大气压,故D正确;
故选C。
9. 下列对有关事实或解释不正确的是
编号
事实
解释
①
锌与稀盐酸反应,加入氯化钠固体,速率加快
增大了氯离子浓度,反应速率加快
②
锌与稀硫酸反应,滴入较多硫酸铜溶液,生成氢气的速率减慢
锌置换铜的反应干扰了锌置换氢的反应,致使生成氢气的速率变慢
③
5%的双氧水中加入二氧化锰粉末,分解速率迅速加快
降低了反应的焓变,活化分子数增多,有效碰撞增多,速率加快
④
面粉生产车间容易发生爆炸
固体表面积大,反应速率加快
A. ①④ B. ②③ C. ①②③ D. ①②④
【答案】C
【解析】
【详解】①锌与稀盐酸反应的实质是锌与氢离子反应,即Zn+2H+=Zn2++H2↑,而加入氯化钠固体,氢离子浓度没有改变,反应速率不变,故①错误;
②加入较多硫酸铜溶液,铜离子氧化性大于氢离子,锌与硫酸铜反应生成铜,即Zn+Cu2+=Zn2++Cu,不一定有氢气生成,故②错误;
③二氧化锰为双氧水的催化剂,即2H2O22H2O+O2↑,催化剂不能改变焓变,但可降低反应的活化能,反应速率加快,故③错误;
④面粉生产车间的粉尘与空气形成气溶胶,增大了固体表面积,与氧气反应速率增大,遇到明火易爆炸,故④正确;
由上分析①②③错误,C正确;答案为C。
10. 在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
① ;
② ;
③ ;
,则的正确表达式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由盖斯定律可知,反应得到反应,则,故选A。
11. 取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2 = 2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L-1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是
A. 反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况)
B. 第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
C. 20~40 min,消耗H2O2的平均速率为0.010 mol·L-1·min-1
D. MnO2或Fe3+代替I-也可以催化H2O2分解
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应20min时,过氧化氢的浓度变为0.4mol/L,说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02mol,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01mol,标况下的体积V=n·Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL,故A正确;
B.随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率,故B错误;
C.20~40min,消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L,则这段时间内的平均速率,C正确;
D.I-在反应中起到催化的作用,故也可以利用MnO2和FeCl3代替,故D正确。
故答案为:B。
12. 氨气在工业上应用广泛,已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,反应相同时间,NH3的体积百分数随温度的变化情况如图所示,下列相关描述正确的是
A. 线上的点均代表平衡时刻的点 B. 逆反应速率:va>vb
C. b点时v正<v逆 D. 平衡常数值:Kc>Kd
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,c点氨气的体积百分数最大,说明反应达到平衡,则c点以前为平衡的形成过程,c点以后为平衡的移动过程。
【详解】A.由分析可知,c点以前均未达到平衡,故A错误;
B.温度越高,反应速率越快,由于a点温度小于b点,且a点c(NH3)低于b点,故a点的逆反应速率比b点的小,故B错误;
C.由分析可知,b点反应未达到平衡,正反应速率大于逆反应速率,故C错误;
D.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,则c点平衡常数大于d点,故D正确;
故选D。
13. 在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比n(CO):n(SO2)=1:1、2:1、3:1投料,发生反应:2CO(g)+SO2(g) S(g)+2CO2(g) ΔH = +8.0kJ•mol-1,测得SO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 在a点对应的温度下,达到平衡时,CO2的体积分数约为33.3%
B. 增大压强,平衡正向移动
C. 向容器中继续充入CO,可使平衡常数K增大
D. 曲线I代表的投料比为n(CO):n(SO2)=1:1
【答案】A
【解析】
【分析】在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比n(CO):n(SO2)=1:1、2:1、3:1投料,起始CO的含量越大,SO2的平衡转化率越大,图像显示温度相同时曲线的二氧化硫转化率最高,故曲线的投料比3:1;曲线的二氧化硫转化率最低,故曲线是1:1;则曲线的投料比2:1,据此分析作答。
【详解】A.在点对应的温度下,曲线是按照的投料进行反应,此时,二氧化硫转化率为,设起始SO2的物质的量为2mol,则二氧化硫消耗。列出三段式计算:,的体积分数为,A正确;
B.反应为气体分子数不变的反应,增大压强,平衡不移动,B错误;
C.平衡常数只受温度影响,向容器中继续充入,平衡常数不变,C错误;
D.根据分析,曲线代表的投料比为,D错误;
故选A。
14. 通过反应,可将有机氯化工业的副产品转化为。在、反应物起始物质的量比条件下,不同温度时转化率如图所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。向反应体系中加入,能加快反应速率。
反应II:
反应III:
下列说法正确的是
A. 反应的
B. 230至时,转化率降低是因为温度升高,平衡向逆反应方向移动
C. 保持其他条件不变,时,使用,能使转化率从点的值升至点的值
D. 在、条件下,若起始条件下,的转化率可能能达到点的值
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,由Ⅱ+Ⅲ×2得,,A项错误;
B.图中虚线表示相同条件下HCl的平衡转化率随温度的变化,由图可知,230至300℃时,反应没有达到平衡状态,故不是平衡向逆反应方向移动导致,B项错误;
C.使用作催化剂,只能加快反应速率,不能改变HCl的平衡转化率,C项错误;
D.在0.2MPa、400℃条件下,若起始,增加了的相对含量,能提高HCl的转化率,HCl的转化率可能达到Y点的值,D项正确;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
15. 弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),请回答下面问题:
酸或碱
电离平衡常数(Ka或Kb)
CH3COOH
1.8×10-5
HNO2
4.6×10-4
HCN
5×10-10
HClO
3×10-8
NH3•H2O
1.8×10-5
(1)上表中酸性由强到弱排序关系是___________。
(2)温度t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,请回答下列问题:
①该温度下水的离子积常数Kw=___________。
②该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)是___________mol/L。
③给该NaOH溶液加热(水不挥发),pH=___________。(填变大、变小或不变)
(3)某浓度的氨水中存在下列平衡:NH3•H2O+OH-,若想增大的浓度,而不增加OH-的浓度,应采取的措施是___________。(填序号)
①适当升高温度②加入NH4Cl固体③通入NH3④通入少量HCl气体
(4)已知电离平衡常数,H2SO3:K1 = 1.54×10-2,K2 = 1.02×10-7;H2CO3:K1 = 4.3×10-7,K2 = 5.6×10-11; CH3COOH:Ka=1.8×10−5。
① H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为___________。
②在25℃的条件下,向0.1mol·L−1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO−)=5∶9,此时溶液pH=___________。
【答案】(1)HNO2 > CH3COOH > HClO > HCN
(2) ①. 10-12 ②. 10-a ③. 变小
(3)②④ (4) ①. H2SO3 + = + CO2↑+ H2O ②. 5
【解析】
【小问1详解】
相同条件下,酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,根据电离平衡常数,酸性由强到弱为HNO2 > CH3COOH > HClO > HCN;
【小问2详解】
①该温度下水的离子积常数Kw= c(H+)×c(OH-)=10-a×10-b=10-(a+b)=10-12;
②该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)等于溶液中c(H+)=10-amol/L;
③给该NaOH溶液加热,促进水的电离,溶液中存在离子积常数,离子积常数增大,溶液中氢氧根离子浓度是碱的氢氧根离子浓度不变,氢离子浓度增大,所以溶液pH变小;
【小问3详解】
①适当升高温度,平衡正向移动,导致c()、c(OH-)都增大,故错误;
②加入NH4Cl固体,溶液中c()增大而抑制电离NH3•H2O,则溶液中c(OH-)减小,故正确;
③通入NH3,c(NH3•H2O)增大而导致平衡正向移动,则c()、c(OH-)都增大,故错误;
④通入少量氯化氢气体,HCl和OH-反应而导致溶液中c(OH-)减小、c()增大,故正确;
故选:②④;
【小问4详解】
①根据电离平衡常数,可得酸性:H2SO3> H2CO3>>,H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应生成NaHSO3和二氧化碳和水,离子方程式为H2SO3 + = + CO2↑+ H2O;
②根据CH3COOH的Ka=,已知c(CH3COOH)∶c(CH3COO−)=5∶9,则,此时溶液pH=5。
16. 以硫铁矿为原料(主要成分是FeS2含少量CuO和SiO2等)制备铁红和硫酸流程如下:
回答下列问题:
(1)固体主要成分是______(填化学式,下同)。铁红是______。
(2)提高硫铁矿在空气中煅烧速率的措施有______(答两条)。在“沸腾炉”下部充入______(填“空气”或“矿粉”)。
(3)已知:固体与氧气完全反应生成红色粉末和相对分子质量为64的气体氧化物,放出热量为。写出热化学方程式:______。
(4)已知:溶于水得到硫酸溶液时放出热量______(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)已知:催化氧化生成,和(s)反应分两步进行:
①;
②;
则______。
(6)催化氧化反应:。
实验测得平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
简述工业生产中,选择常压和的理由:______。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 搅拌、适当通入过量空气、加压等 ②. 空气
(3)
(4)大于 (5)-351
(6)常压下,SO2转化率已经很高,再增大压强,材料、能源等成本增大快:而转化率增大慢,不经济,时平衡转化率已经很大,升高温度平衡转化率降低,如果温度过低,反应减慢且催化剂需要活化温度(合理即可给分)
【解析】
【分析】硫铁矿粉在空气中高温焙烧,二硫化亚铁被氧气氧化生成二氧化硫和氧化铁,烧渣为氧化铁、氧化铜和二氧化硅,往烧渣中加入稀硫酸,氧化铜、氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铜和硫酸铁,二氧化硅不反应,故固体A为二氧化硅,溶液A中含有铁离子和铜离子,向溶液A中加入氢氧化钠调节pH使铁离子变为氢氧化铁,氢氧化铁通过灼烧变为铁红;二氧化硫被氧气进一步氧化为三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸,据此分析答题。
【小问1详解】
固体A为二氧化硅,铁红为氧化铁;化学式分别为:SiO2、Fe2O3;
【小问2详解】
提高硫铁矿在空气中煅烧速率的措施有搅拌、适当通入过量空气、加压等;从下部通入空气,矿粉从上部加入,能增大固体接触时间,反应充分;
【小问3详解】
为,故完全反应放出热量为,反应生成红色粉末和相对分子质量为64的气体氧化物,红色氧化物为氧化铁,相对分子质量为64的气体氧化物为二氧化硫,故热化学方程式为 ;
【小问4详解】
160g三氧化硫为2mol,但液态硫酸溶于水会放出大量热量,故于2mol三氧化硫溶于水得到硫酸溶液时放出热量大于260.6kJ;
【小问5详解】
根据盖斯定律,②-①得目标产物:;
【小问6详解】
常压下,SO2转化率已经很高,再增大压强,材料、能源等成本增大快:而转化率增大慢,不经济,时平衡转化率已经很大,升高温度平衡转化率降低,如果温度过低,反应减慢且催化剂需要活化温度。
17. CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=- 49kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生上述反应,测得的浓度随时间的变化如表所示:
时间/
0
3
5
10
15
浓度/mol/L
0
0.3
0.45
0.5
0.5
(1)H2的平衡转化率=___________。该条件下上述反应的平衡常数K=___________。
(2)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是___________。
A. 升高温度 B. 充入He(g),使体系压强增大
C. 再充入1molH2 D. 将H2O(g)从体系中分离出去
(3)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1___________c2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)T℃时,向恒容密闭容器中充入CO2和H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H.在使用不同催化剂时,相同时间内测得CO2的转化率随温度的变化如下图所示。
则催化效果最佳的是催化剂___________(填“I”、“II”或“III”)。如果a点已经达到平衡状态,则b点的v正___________v逆(填“>”、“<”或“=”),c点转化率比a点低的原因是___________。
【答案】(1) ①. 75% ②. 4 (2)CD
(3)< (4) ①. Ⅰ ②. > ③. 该反应放热,温度升高,平衡逆向移动
【解析】
【小问1详解】
由表格中数据可知,平衡时浓度为0.5mol/L,由题干数据列三段式:
H2的平衡转化率=,平衡常数K===4;
【小问2详解】
A.升高温度,平衡CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)逆向移动,减小,故A不选;
B.充入He(g),反应物的浓度不变,故反应速率不变,平衡不移动,不变,故B不选;
C.再充入1molH2,平衡CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)正向移动,增大,反应物浓度增大,反应速率加快,故C选;
D.将H2O(g)从体系中分离出去,平衡CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)正向移动,增大,但是反应速率会减小,故D不选;
答案选C;
【小问3详解】
由勒夏特列原理,反应只能向着减弱这种影响的方向移动,不能消除影响,故平衡后,再加入H2,平衡正向移动,开始的瞬间氢气浓度下降,但后来氢气加入,它的浓度最终会增多,故c1<c2;
【小问4详解】
由图可知,相同温度下反应Ⅰ对应的CO2转化率较高,则催化剂效果最佳的反应是反应Ⅰ,a点为平衡状态,则b点未达到平衡状态,v正>v逆,正反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,物质的转化率降低,所以a点的转化率比c点高。
18. NOx、CO都是常见空气污染物,对它们研究有着重大意义。
(1)反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)在常温下能自发进行,据此判断此反应的焓变△H___________0(填“>”、“<”、“=”)。
(2)利用催化处理汽车尾气中的NO和CO的技术已投入实际使用,其反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H,某一恒容容器起始时只有2molNO和2molCO,平衡时测得混合气体中CO2的物质的量分数[φ(CO2)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图。
①温度T1___________T2(填“<”“=”或“>”),理由是___________。
②若恒温(T1)恒容条件下,测得平衡时混合气体的压强为p1kPa,则T1时NO的转化率为___________,该反应的平衡常数Kp=___________。[对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B),也可表示平衡常数,记作Kp,p(B)=p•x(B),x(B)为平衡体系中B的物质的量分数]
③下列说法正确的是___________。
A.增大催化剂的比表面积可以提高NO的平衡转化率
B.v(NO)正=2v(N2)逆时,反应达到最大限度
C.充入一定量的氦气有利于提高反应速率
D.实际过程中适当升高温度有利于提高NO去除效率
④一种焦炭催化NO还原反应的反应历程如下,请补充完整(“*”表示吸附态):
Ⅰ.NONO*;
Ⅱ.2NO*ON—NO*;
Ⅲ.___________;
Ⅳ.ON—NO—CO*ON—N*+CO2;
Ⅴ.___________。
【答案】(1)< (2) ①. < ②. 该反应为自发反应,△S<0,故△H<0,相同压强下,温度升高,平衡逆向移动,φ(CO2)减小,故T1<T2 ③. 80% ④. ⑤. BD ⑥. NO—NO*+CONO—NO—CO* ⑦. NO—N*+CON2+CO2
【解析】
【小问1详解】
反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)在反应前后气体的物质的量不变,则△S=0,该反应在常温下能自发进行,根据△G=△H-T△S<0可自发进行,据此判断此反应的焓变△H<0;
【小问2详解】
①该反应为自发反应,△S<0,故△H<0,相同压强下,温度升高,平衡逆向移动,φ(CO2)减小,故T1<T2;
②设恒温T1恒容条件下,NO的转化率为x,由题给数据可建立如下三段式:
由图可知,CO2的物质的量分数为50%,由三段式的数据可得=50%,解得x=0.8,则NO的转化率为80%,平衡时混合气的总物质的量为3.2mol,CO、NO、N2、CO2的物质的量分别为0.4mol、0.4mol、0.8mol、1.6mol,反应的平衡常数Kp===;
③A.增大催化剂的比表面积可以提高反应速率,但平衡不移动,NO的平衡转化率不变,故A错误;
B.v(NO)正=2v(N2)逆,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故B正确;
C.恒容条件下充入一定量不参加反应的氦气,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.实际过程中,适当升高温度能加快反应速率,NO的消耗量增大,有利于提高NO的去除率,故D正确;
故答案为:BD;
④焦炭催化CO还原NO总反应为2NO+2CO⇌N2+2CO2,依据反应Ⅱ和Ⅳ可得反应Ⅲ为ON-NO*+CO⇌ON-NO-CO*;依据总反应和反应Ⅳ可得反应Ⅴ为ON-N*+CO⇌N2+CO2。
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眉山市彭山区第一中学高二上10月化学考试试题
(考试时间75分钟,满分100分)(H:1,O:16,S:32,Cl:35.5,Fe:56)
第I卷(选择题共42分)
一、选择题(包括14个小题,每小题3分,每小题只有一个选项符合题意)。
1. 下列关于能量变化的说法正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水“说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B. 已知,C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H>0,则金刚石比石墨稳定
C. 灼热的碳与CO2反应既是吸热反应,又是氧化还原反应
D. 放热反应都不需要加热,吸热反应都需要加热才能发生
2. 实验设计的科学性反映了实验者的科学素养。下列有关测定中和反应反应热的实验,说法正确的是
A. 用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B. 为了使反应充分,可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
C. 用铜丝代替玻璃搅拌器,会使中和反应放热测定值偏小
D. 测定中和反应反应热时可用稀醋酸和NaOH稀溶液
3. “嫦娥五号”着陆月球采样返回,“天问一号”着陆巡视器在火星着陆,“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢、液态肼()、煤油等化学品。肼的燃烧热为,下列有关说法错误的是
A. 煤油是不可再生资源
B. “祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. 运载火箭燃料使用的液氢燃烧的产物不污染环境,有利于实现“碳中和”
D. 表示肼燃烧热的热化学方程式:
4. 氯及其化合物的转化关系如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2 L Cl2中含有的质子数为
B. 400 mL HClO溶液中,含有的数为
C. 反应①中每消耗7.3 g HCl,生成的Cl2分子数为
D. 反应②中每有0.3 mol Cl2作氧化剂,转移电子数为
5. 下列指定反应的离子方程式书写正确的是
A. 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气反应:
B. 将少量的溶液加入NaOH溶液中:
C. 铅酸蓄电池充、放电原理:
D. 少量的通入溶液中:
6. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 使试纸显红色的溶液中:
B. 与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、Na+、、
C. 水电离出的的溶液中:
D. 能使紫色石蕊试液变蓝的溶液中:
7. 已知反应A(g)+B(g)=C(g)+D(g),过程中能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A. A的能量一定低于C
B. 反应物断键吸收的总能量大于产物新键形成放出的总能量
C. 此反应的△H=E2-E1
D. 物质的能量越高,稳定性越好
8. 某化学兴趣小组利用如图装置研究反应发生时能量的变化情况。当向试管中加入Y时,观察到U形管中甲处液面下降、乙处液面上升。设集气瓶的气密性良好,则下列关于该反应的叙述错误的是
A. 该反应的
B. 每1摩尔反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量
C. 该反应过程中有外界热量转变成化学能“储存”于产物Z中
D. U形管中甲、乙处液面稳定后,此时集气瓶中的气压与起始时的不同
9. 下列对有关事实或解释不正确的是
编号
事实
解释
①
锌与稀盐酸反应,加入氯化钠固体,速率加快
增大了氯离子浓度,反应速率加快
②
锌与稀硫酸反应,滴入较多硫酸铜溶液,生成氢气的速率减慢
锌置换铜的反应干扰了锌置换氢的反应,致使生成氢气的速率变慢
③
5%的双氧水中加入二氧化锰粉末,分解速率迅速加快
降低了反应的焓变,活化分子数增多,有效碰撞增多,速率加快
④
面粉生产车间容易发生爆炸
固体表面积大,反应速率加快
A. ①④ B. ②③ C. ①②③ D. ①②④
10. 在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
① ;
② ;
③ ;
,则的正确表达式为
A. B.
C. D.
11. 取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2 = 2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L-1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是
A. 反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况)
B. 第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
C. 20~40 min,消耗H2O2的平均速率为0.010 mol·L-1·min-1
D. MnO2或Fe3+代替I-也可以催化H2O2分解
12. 氨气在工业上应用广泛,已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,反应相同时间,NH3的体积百分数随温度的变化情况如图所示,下列相关描述正确的是
A. 线上的点均代表平衡时刻的点 B. 逆反应速率:va>vb
C. b点时v正<v逆 D. 平衡常数值:Kc>Kd
13. 在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比n(CO):n(SO2)=1:1、2:1、3:1投料,发生反应:2CO(g)+SO2(g) S(g)+2CO2(g) ΔH = +8.0kJ•mol-1,测得SO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 在a点对应的温度下,达到平衡时,CO2的体积分数约为33.3%
B. 增大压强,平衡正向移动
C. 向容器中继续充入CO,可使平衡常数K增大
D. 曲线I代表的投料比为n(CO):n(SO2)=1:1
14. 通过反应,可将有机氯化工业的副产品转化为。在、反应物起始物质的量比条件下,不同温度时转化率如图所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。向反应体系中加入,能加快反应速率。
反应II:
反应III:
下列说法正确的是
A. 反应的
B. 230至时,转化率降低是因为温度升高,平衡向逆反应方向移动
C. 保持其他条件不变,时,使用,能使转化率从点的值升至点的值
D. 在、条件下,若起始条件下,的转化率可能能达到点的值
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
15. 弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),请回答下面问题:
酸或碱
电离平衡常数(Ka或Kb)
CH3COOH
1.8×10-5
HNO2
4.6×10-4
HCN
5×10-10
HClO
3×10-8
NH3•H2O
1.8×10-5
(1)上表中酸性由强到弱排序关系是___________。
(2)温度t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,请回答下列问题:
①该温度下水的离子积常数Kw=___________。
②该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)是___________mol/L。
③给该NaOH溶液加热(水不挥发),pH=___________。(填变大、变小或不变)
(3)某浓度的氨水中存在下列平衡:NH3•H2O+OH-,若想增大的浓度,而不增加OH-的浓度,应采取的措施是___________。(填序号)
①适当升高温度②加入NH4Cl固体③通入NH3④通入少量HCl气体
(4)已知电离平衡常数,H2SO3:K1 = 1.54×10-2,K2 = 1.02×10-7;H2CO3:K1 = 4.3×10-7,K2 = 5.6×10-11; CH3COOH:Ka=1.8×10−5。
① H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为___________。
②在25℃的条件下,向0.1mol·L−1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO−)=5∶9,此时溶液pH=___________。
16. 以硫铁矿为原料(主要成分是FeS2含少量CuO和SiO2等)制备铁红和硫酸流程如下:
回答下列问题:
(1)固体主要成分是______(填化学式,下同)。铁红是______。
(2)提高硫铁矿在空气中煅烧速率的措施有______(答两条)。在“沸腾炉”下部充入______(填“空气”或“矿粉”)。
(3)已知:固体与氧气完全反应生成红色粉末和相对分子质量为64的气体氧化物,放出热量为。写出热化学方程式:______。
(4)已知:溶于水得到硫酸溶液时放出热量______(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)已知:催化氧化生成,和(s)反应分两步进行:
①;
②;
则______。
(6)催化氧化反应:。
实验测得平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
简述工业生产中,选择常压和的理由:______。
17. CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=- 49kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生上述反应,测得的浓度随时间的变化如表所示:
时间/
0
3
5
10
15
浓度/mol/L
0
0.3
0.45
0.5
0.5
(1)H2的平衡转化率=___________。该条件下上述反应的平衡常数K=___________。
(2)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是___________。
A. 升高温度 B. 充入He(g),使体系压强增大
C. 再充入1molH2 D. 将H2O(g)从体系中分离出去
(3)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1___________c2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)T℃时,向恒容密闭容器中充入CO2和H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H.在使用不同催化剂时,相同时间内测得CO2的转化率随温度的变化如下图所示。
则催化效果最佳的是催化剂___________(填“I”、“II”或“III”)。如果a点已经达到平衡状态,则b点的v正___________v逆(填“>”、“<”或“=”),c点转化率比a点低的原因是___________。
18. NOx、CO都是常见空气污染物,对它们研究有着重大意义。
(1)反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)在常温下能自发进行,据此判断此反应的焓变△H___________0(填“>”、“<”、“=”)。
(2)利用催化处理汽车尾气中的NO和CO的技术已投入实际使用,其反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H,某一恒容容器起始时只有2molNO和2molCO,平衡时测得混合气体中CO2的物质的量分数[φ(CO2)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图。
①温度T1___________T2(填“<”“=”或“>”),理由是___________。
②若恒温(T1)恒容条件下,测得平衡时混合气体的压强为p1kPa,则T1时NO的转化率为___________,该反应的平衡常数Kp=___________。[对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B),也可表示平衡常数,记作Kp,p(B)=p•x(B),x(B)为平衡体系中B的物质的量分数]
③下列说法正确的是___________。
A.增大催化剂的比表面积可以提高NO的平衡转化率
B.v(NO)正=2v(N2)逆时,反应达到最大限度
C.充入一定量的氦气有利于提高反应速率
D.实际过程中适当升高温度有利于提高NO去除效率
④一种焦炭催化NO还原反应的反应历程如下,请补充完整(“*”表示吸附态):
Ⅰ.NONO*;
Ⅱ.2NO*ON—NO*;
Ⅲ.___________;
Ⅳ.ON—NO—CO*ON—N*+CO2;
Ⅴ.___________。
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