内容正文:
惠来一中2024-2025学年度第一学期第一次阶段考
高二化学试题卷
可能用到的相对原子质量:Fe:56
第I卷(选择题 共44分)
一、选择题(共16小题,1-10每小题2分,11-16每小题4分,共44分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。)
1. 馆藏文物记载着中华文明的灿烂成就。下列文物主要由硅酸盐制成的是
A.铁熨斗
B.人面鱼纹彩陶盆
C.《编年纪》竹筒
D.人形铜灯
A. A B. B C. C D. D
2. 我国古代青铜器工艺精湛,有很高艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。下列关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用的叙述错误的是
A. 降低了反应的活化能 B. 增大了反应的速率
C. 增大了反应的平衡常数 D. 增大了单位体积内活化分子百分数
3. 如下图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是
A. 图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B. 图a表示吸热反应,图b是放热反应
C. 图b中反应物的总键能大于生成物的总键能
D. 图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
4. 已知在,298K条件下,1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
5. 化学反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)的能量变化如图所示,则该反应的ΔH等于
A. +2(a-b-c) kJ·mol-1 B. +2(b-a) kJ·mol-1 C. +2(b+c-a) kJ·mol-1 D. (a-b-c) kJ·mol-1
6. 设 NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标况下,44.8L甲烷中含有的共用电子对数为8NA
B. 2L 0.5mol/L乙醇溶液中含有的氧原子数为NA
C. 5.6g铁粉在0.1molCl2中燃烧,转移电子书为0.3NA
D. 1mol所含的质子数为10NA
7. 把镁条(去除氧化膜)投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率v与时间t的关系如下图所示,其中影响AB段速率的主要因素是
A. H+的浓度 B. 反应时溶液的温度
C. 体系的压强 D. Cl-的浓度
8. 在高温或放电条件下,反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施不改变化学反应速率的是
A. 压强增大(通过缩小体积) B. 恒压,充入 Ne C. 恒容,充入Ar D. 恒容,充入N2
9. 在反应中,表示反应速率最快的是
A. mol⋅L-1⋅min-1 B. mol⋅L-1⋅min-1
C. mol⋅L-1⋅s-1 D. mol⋅L-1⋅min-1
10. 已知反应:① ,
② ,
③ ,
则反应的为
A. B.
C. D.
11. 下列实验方案能达到相应目的的是
选项
实验方案
目的
A
常温下,将等质量、等直径的铝粒分别加入和溶液中反应
比较浓度对化学反应速率的影响
B
常温下,向某密闭容器中充入气体,一段时间后压缩容器体积为原来的一半,观察气体颜色变化
探究压强对化学平衡的影响
C
向两份等浓度等体积的溶液中分别加入2滴等浓度的和溶液,观察产生气泡的速率
探究和的催化能力强弱
D
向溶液中滴加溶液5~6滴,充分反应,测得溶液中除含有外,还含有
判断该反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
12. 原电池的应用促进了人类社会的发展,某小组设计的利用化学电池使LED灯发光的装置如图所示,下列叙述不正确的是
A. 锌片负极
B. 铜片上有气泡产生
C. 电流从锌片经导线流向铜片
D. 装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
13. 把下列四种溶液分别加入四只均盛有20mL3mol/L稀硫酸的烧杯中(稀硫酸的初始温度相同),然后均加入蒸馏水稀释到60mL,溶液中最先出现浑浊的是
A. 20℃,10mL,5mol/L的溶液
B. 20℃,20mL,3mol/L的溶液
C. 30℃,10mL,4mol/L的溶液
D. 30℃,30mL,2mol/L的溶液
14. 氢气可通过下列反应制得:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H<0,为了提高CO的平衡转化率,可采取的措施是
A. 增大压强 B. 降低温度
C. 更换催化剂 D. 增大CO的浓度
15. 在恒温恒容的密闭容器中发生 ,T℃时,该反应的化学平衡常数为K,下列说法正确的是
A. 其他条件相同,升高温度降低正反应速率、提高逆反应速率
B. T℃时,若时,则
C. 若容器内气体压强保持不变,该可逆反应达到化学平衡状态
D. 一定条件下,能完全转化为
16. 在恒温、恒容的容器中进行反应2HI⇌H2+I2(正反应为吸热反应),反应物的浓度由0.1mol·L-1降到0.06mol·L-1需要20s,那么由0.06mol·L-1降到0.036mol·L-1所需时间为
A. 等于10s B. 等于12s C. 大于12s D. 小于12s
第II卷(非选择题 共56分)
二、填空题(共4题,每题14分,共56分)
17. 在日常生活和工农业生产中经常涉及到吸热反应和放热反应,回答下面问题:
(1)下列反应一定属于吸热反应的是___________。
A. 酸碱中和反应 B. 燃烧反应
C 铝热反应 D. C(s)+CO2(g)2CO(g)
(2)在101kPa时,H2在1.0molO2中完全燃烧,生成2.0mol液态水,放出571.6k的热量,表示氢气燃烧的热化学方程式为___________,氢气的燃烧热为___________kJ•mol-1。
(3)我国科学家利用计算机模拟了甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
①反应I的△H___________0(填“<”“>”或“=”),反应Ⅱ的活化能是___________kJ•mol-1。
②在相同条件下反应I的反应速率___________(填“<”“>”或“=”)反应Ⅱ的反应速率。
③写出反应Ⅱ的热化学方程式___________。
(4)取30mL0.5mol•L-1H2SO4溶液与50mL0.5mol•L-1NaOH溶液于小烧杯中,用如图所示:装置进行中和反应反应热的测定实验。
①仪器a的名称是___________。
②若实验中测得中和热数值总是偏小,可能的原因是___________(答出一条即可)。
18. 碘及其化合物在生产生活中有重要作用。
(1)单质碘可与氢气反应生成碘化氢。将物质的量比为2∶1的氢气和碘蒸气放入恒容密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),反应经过5分钟后达平衡,测得碘化氢的浓度为0.1 mol·L-1,碘蒸气的浓度为0.05 mol·L-1。
①前5分钟平均反应速率υ(H2)=___________,H2的初始浓度是___________mol·L-1。
②反应分别进行至3 min和7 min时假设容器内气体的密度分别用ρ1和ρ7表示,则其大小为关系为ρ1___________ρ7(填“>”、“<”或“=”)。
③下列能说明反应已达平衡状态的是___________(填序号)。
a.混合体系总压强保持不变 b.单位时间内断裂的H—H键数目与断裂的H—I键数目相等
c.c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2 d.2υ(I2)正=υ(HI)逆
e.反应混合体系的颜色不再发生变化
(2)某小组同学在室温下进行“碘钟实验”:将浓度均为0.01 mol·L-1的H2O2、H2SO4、、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。
已知:“碘钟实验”的总反应的离子方程式为H2O2++2H2O
反应分两步进行:
反应A:∙∙∙∙∙∙
反应B:
①反应A的离子方程式是___________。对于总反应,I-的作用是___________。
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验Ⅰ、Ⅱ(溶液浓度均为0.01 mol·L-1)
用量试剂
H2O2溶液
H2SO4溶液
Na2S2O3溶液
溶液(含淀粉)
H2O
实验Ⅰ
5
4
8
3
0
实验Ⅱ
5
2
x
y
z
溶液从混合时无色变为蓝色的时间:实验Ⅰ是30 min、实验Ⅱ是40 min。实验Ⅱ中,x、y、z所对应的数值是___________、___________、___________;对比实验Ⅰ、Ⅱ可得出的实验结论是___________。
19. 铁黄 (FeOOH) 难溶于水,可作颜料,也是制备饮水处理剂高铁酸钾的原料。 以烧渣(主要成分为Fe3O4 、CuO 、SiO2等)为原料出产铁黄的流程如图。
(1)FeOOH 中 Fe的化合价为 ___________,“酸浸”时,使用的酸为 ___________ 。
(2)“滤渣1”成分为___________ (填化学式)。
(3)“还原””涉及的离子方程式有___________、 ___________。
(4)FeSO4·7H2O 的溶解度曲线如图,从滤液2中获得晶体的另一种方法是 ___________ 、冷却结晶。
(5)“氧化”中Fe2+参与反应的离子方程式为___________。
(6)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。H2可用CO在高温下与水蒸气反应制得,是目前大规模制取氢气的方法之一。
已知:在25℃、101kPa下,
①H2O(g)=H2(g)+O2(g) ∆H1=+241.8 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g) ∆H2=-110.5 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2 (g) ∆H3=-393.5 kJ·mol-1
25℃、101kPa下,CO与水蒸气反应转化为H2和CO2的热化学方程式为___________。
20. 氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。
(1)在密闭容器中,投入1molN2和3molH2在催化剂作用下发生反应,测得反应放出的热量___________92.4kJ(填“小于”、“大于”或“等于”)。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将___________移动(填“正向”、“逆向”或“不移动”)
(4)已知: 。现将2mol 放入1L恒容密闭容器中,平衡体系中的体积分数()随温度的变化如图所示。
①d点v(正)___________v(逆)(填“>”“=”“<”)。
②a、b、c三点中平衡常数、、由小到大是___________。
③在时,的平衡转化率为___________;平衡常数值为___________。(小数点后保留2位数字)
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惠来一中2024-2025学年度第一学期第一次阶段考
高二化学试题卷
可能用到的相对原子质量:Fe:56
第I卷(选择题 共44分)
一、选择题(共16小题,1-10每小题2分,11-16每小题4分,共44分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。)
1. 馆藏文物记载着中华文明的灿烂成就。下列文物主要由硅酸盐制成的是
A.铁熨斗
B.人面鱼纹彩陶盆
C.《编年纪》竹筒
D.人形铜灯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁熨斗的主要成分为金属铁,不是硅酸盐,故A错误;
B.人面鱼纹彩陶盆为陶瓷,属于硅酸盐材料,故B正确;
C.《编年纪》竹简的主要成分为纤维素,为高分子化合物,故C错误;
D.人形铜灯主要材料为金属,不属于硅酸盐材料,故D错误;
故选:B。
2. 我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。下列关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用的叙述错误的是
A. 降低了反应的活化能 B. 增大了反应的速率
C. 增大了反应的平衡常数 D. 增大了单位体积内活化分子百分数
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因而增大单位体积内活化分子百分数,使化学反应速率加快,A正确;
B.催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,分子之间有效碰撞次数增加,反应的速率加快,B正确;
C.催化剂对正、逆反应速率影响相同,因此使用催化剂后使化学平衡不发生移动,故化学平衡常数不变,C错误;
D.催化剂不能改变反应物、生成物的能量,但能够降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,由于单位体积内分子总数不变,因此单位体积内活化分子百分数增加,D正确;
故合理选项是C。
3. 如下图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是
A. 图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B. 图a表示吸热反应,图b是放热反应
C. 图b中反应物总键能大于生成物的总键能
D. 图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.图a中反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,不能表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化,因为该反应是吸热反应,A错误;
B.图a中反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,,图b中反应物总能量低于生成物总能量,属于吸热反应,B错误;
C.图b表示吸热反应,因此反应物的总键能大于生成物的总键能,C正确;
D.图b表示吸热反应,镁和盐酸反应是放热反应,不能表示Mg与盐酸反应的能量变化,D错误;
答案选C。
4. 已知在,298K条件下,1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.放出热量是负值,A错误;
B.氢气燃烧放热,所以水分解是吸热,B正确;
C.应生成水蒸气,C错误;
D.1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,焓变是负值,D错误;
故选B。
5. 化学反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)的能量变化如图所示,则该反应的ΔH等于
A. +2(a-b-c) kJ·mol-1 B. +2(b-a) kJ·mol-1 C. +2(b+c-a) kJ·mol-1 D. (a-b-c) kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】由图可以看出molN2(g)和molH2(g)断裂化学键转化成1molN、3molH吸收能量为akJ,1molN、3molH形成1mol NH3(1)放出的能量为(b+c)kJ,则molN2(g)和molH2(g)反应生成1mol NH3(1)的△H=+(a-b-c)kJ/mol,所以N2(g)+3H2(g)=2NH3(l) △H=+2(a-b-c)kJ/mol;
故选A。
6. 设 NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标况下,44.8L甲烷中含有的共用电子对数为8NA
B. 2L 0.5mol/L乙醇溶液中含有的氧原子数为NA
C. 5.6g铁粉在0.1molCl2中燃烧,转移电子书为0.3NA
D. 1mol所含的质子数为10NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.标况下,44.8L甲烷物质的量为,1molCH4中含4mol共用电子对,2mol甲烷中含有的共用电子对数为8NA,A正确;
B.2L 0.5mol/L乙醇物质的量为2L×0.5mol/L=1mol,1mol乙醇含1molO原子,溶液中水分子也含有O原子,则氧原子数大于NA,B错误;
C.5.6g铁粉物质的量为,在0.1molCl2中燃烧,根据反应方程式2Fe+3Cl2=2FeCl3,铁粉过量,0.1mol氯气完全反应,转移电子数为0.2NA,C错误;
D.质子数等于原子序数,1mol含11mol质子,质子数为11NA,D错误;
故选A。
7. 把镁条(去除氧化膜)投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率v与时间t的关系如下图所示,其中影响AB段速率的主要因素是
A. H+的浓度 B. 反应时溶液的温度
C. 体系的压强 D. Cl-的浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应开始氢离子浓度就一直处于下降状态,反应物浓度减小,反应速率减慢,故A错误;
B.反应放热,使体系的温度升高,温度升高反应速率加快,故B正确;
C.氢气在水中的溶解度极小,因此氢气逸出到反应体系外,对反应速率几乎没有影响,故C错误;
D.在反应过程中氯离子浓度几乎没有变化,对反应速率几乎没有影响,故D错误;
故选B。
8. 在高温或放电条件下,反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施不改变化学反应速率的是
A. 压强增大(通过缩小体积) B. 恒压,充入 Ne C. 恒容,充入Ar D. 恒容,充入N2
【答案】C
【解析】
【详解】A.气体的物质的量不变,缩小体积,气体的物质的量浓度增大,化学反应速率增大,故A错误;
B.压强不变,充入He,反应容器的体积必然增大,N2、O2、NO的物质的量浓度减小,化学反应速率减小,故B错误;
C.容积不变,充入He,反应容器内压强增大,但N2、O2、NO的物质的量浓度并没有变化,因此不改变化学反应速率,故C正确;
D.容积不变,充入N2,使反应物N2的物质的量浓度增大,浓度越大,化学反应速率越大,故D错误;
故选C。
9. 在反应中,表示反应速率最快的是
A. mol⋅L-1⋅min-1 B. mol⋅L-1⋅min-1
C. mol⋅L-1⋅s-1 D. mol⋅L-1⋅min-1
【答案】C
【解析】
【详解】根据速率之比是相应化学计量数之比可知,、、即,,所以表示反应速率最快的是,故本题选C。
10. 已知反应:① ,
② ,
③ ,
则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】已知反应:① ,
② ,
③ ,
根据盖斯定律,将,整理可得得,故选C。
11. 下列实验方案能达到相应目的的是
选项
实验方案
目的
A
常温下,将等质量、等直径的铝粒分别加入和溶液中反应
比较浓度对化学反应速率影响
B
常温下,向某密闭容器中充入气体,一段时间后压缩容器体积为原来的一半,观察气体颜色变化
探究压强对化学平衡的影响
C
向两份等浓度等体积的溶液中分别加入2滴等浓度的和溶液,观察产生气泡的速率
探究和的催化能力强弱
D
向溶液中滴加溶液5~6滴,充分反应,测得溶液中除含有外,还含有
判断该反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液为浓硫酸,铝在常温下与浓硫酸发生钝化,不继续反应,则不能比较浓度对化学反应速率的影响,A不符合题意;
B.,压缩容器体积为原来的一半,物质浓度变大,颜色加深,反应为气体分子数减小的反应,平衡正向移动,颜色又会变浅,故能观察气体颜色变化来探究压强对化学平衡的影响,B符合题意;
C.等浓度的和溶液中Fe3+和Cu2+的浓度不同,阴离子种类也不同,未控制单一变量,不能探究和的催化能力强弱,C不符合题意;
D.溶液过量,反应后溶液中一定含有Fe3+,充分反应后,测得溶液中除含有外,还含有, 不能判断该反应是可逆反应,D不符合题意;
故选B。
12. 原电池的应用促进了人类社会的发展,某小组设计的利用化学电池使LED灯发光的装置如图所示,下列叙述不正确的是
A. 锌片为负极
B. 铜片上有气泡产生
C. 电流从锌片经导线流向铜片
D. 装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
【答案】C
【解析】
【分析】锌、铜、稀硫酸构成原电池,锌为原电池负极,电极反应式为,铜为原电池正极,电极反应为,由此分析回答;
【详解】A.由分析可知,锌片为负极,A正确;
B.铜片表面氢离子得电子生成氢气,产生气泡,B正确;
C.电流从铜片经导线流向锌片,C错误;
D.该装置为原电池,化学能转化成电能,灯泡亮,电能又转化成光能,D正确;
故选C。
13. 把下列四种溶液分别加入四只均盛有20mL3mol/L稀硫酸的烧杯中(稀硫酸的初始温度相同),然后均加入蒸馏水稀释到60mL,溶液中最先出现浑浊的是
A. 20℃,10mL,5mol/L的溶液
B. 20℃,20mL,3mol/L的溶液
C. 30℃,10mL,4mol/L的溶液
D. 30℃,30mL,2mol/L的溶液
【答案】D
【解析】
【详解】四组实验,混合后溶液中硫酸的浓度均相等,D项混合后溶液的温度最高,混合后的浓度最大,因此反应速率最快,最先出现浑浊;
综上A、B、C错误,答案选D。
14. 氢气可通过下列反应制得:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H<0,为了提高CO的平衡转化率,可采取的措施是
A. 增大压强 B. 降低温度
C. 更换催化剂 D. 增大CO的浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是反应前后气体体积相等的反应,增大压强化学平衡不移动,则CO的平衡转化率不变,A不符合题意;
B.该反应的正反应是放热反应,在其他条件不变时,降低温度,化学平衡向放热的正反应方向移动,从而可提高CO的平衡转化率,B符合题意;
C.催化剂只能加快反应速率,但不能使化学平衡发生移动,因此更换催化剂,CO的平衡转化率不变,C不符合题意;
D.增大CO的浓度,化学平衡正向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,平衡移动消耗量远小于投入量的增加,因此CO的平衡转化率反而降低,D不符合题意;
故合理选项是B。
15. 在恒温恒容的密闭容器中发生 ,T℃时,该反应的化学平衡常数为K,下列说法正确的是
A 其他条件相同,升高温度降低正反应速率、提高逆反应速率
B. T℃时,若时,则
C. 若容器内气体压强保持不变,该可逆反应达到化学平衡状态
D. 一定条件下,能完全转化为
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,正逆反应速率都加快,故A错误;
B.T℃时,平衡时的平衡常数K=,故若时,平衡正向进行则,故B错误;
C.反应前后的气体系数和在变化,故恒容时,压强在变化,故压强保持不变时,该可逆反应达到化学平衡状态,故C正确;
D.可逆反应反应物的转化率不能达到100%,故D错误;
故选C。
16. 在恒温、恒容的容器中进行反应2HI⇌H2+I2(正反应为吸热反应),反应物的浓度由0.1mol·L-1降到0.06mol·L-1需要20s,那么由0.06mol·L-1降到0.036mol·L-1所需时间为
A. 等于10s B. 等于12s C. 大于12s D. 小于12s
【答案】C
【解析】
【详解】反应物的浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需要20 s,则反应速率v==0.002 mol·L-1·s-1,假如反应速率不变,若反应物的浓度由0.06 mol·L-1降到0.036 mol·L-1需要的反应时间t==12 s,但随着反应进行,反应物的浓度逐渐减小,反应速率变慢,反应时间变长。
故选择C。
第II卷(非选择题 共56分)
二、填空题(共4题,每题14分,共56分)
17. 在日常生活和工农业生产中经常涉及到吸热反应和放热反应,回答下面问题:
(1)下列反应一定属于吸热反应的是___________。
A. 酸碱中和反应 B. 燃烧反应
C. 铝热反应 D. C(s)+CO2(g)2CO(g)
(2)在101kPa时,H2在1.0molO2中完全燃烧,生成2.0mol液态水,放出571.6k的热量,表示氢气燃烧的热化学方程式为___________,氢气的燃烧热为___________kJ•mol-1。
(3)我国科学家利用计算机模拟了甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
①反应I的△H___________0(填“<”“>”或“=”),反应Ⅱ的活化能是___________kJ•mol-1。
②在相同条件下反应I的反应速率___________(填“<”“>”或“=”)反应Ⅱ的反应速率。
③写出反应Ⅱ的热化学方程式___________。
(4)取30mL0.5mol•L-1H2SO4溶液与50mL0.5mol•L-1NaOH溶液于小烧杯中,用如图所示:装置进行中和反应反应热的测定实验。
①仪器a的名称是___________。
②若实验中测得中和热数值总是偏小,可能的原因是___________(答出一条即可)。
【答案】(1)D (2) ①. 2H2(g)+O2(g)=2H2O △H=-571.6kJ•mol-1 ②. 285.8
(3) ①. > ②. a ③. < ④. CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ•mol-1或CO(g)+H2O(g)+2H2(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=-bkJ•mol-1
(4) ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. 实验装置保温、隔热效果差
【解析】
【小问1详解】
酸碱中和反应、燃烧反应、铝热反应都是典型的放热反应,碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应即C(s)+CO2(g)2CO(g)是吸热反应,故选D。
【小问2详解】
在101kPa时,H2在1.0molO2中完全燃烧,生成2.0mol液态水,放出571.6k的热量,则表示氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.6kJ•mol-1;H2燃烧热是1mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量,故氢气的燃烧热为285.8 kJ•mol-1。
【小问3详解】
①由反应过程能量图象可知第一步反应的生成物能量更高,该反应是吸热反应,△H>0;活化能是能量图像中,活化分子具有的平均能量(图像最高点)与反应物平均能量的差值,则反应II的活化能是a kJ•mol-1。②图象中反应I的活化能大于反应II的活化能,故在相同条件下反应I的反应速率比反应II的反应速率小。③由计算机模拟的甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理图示可知反应II化学方程式为:CO+H2O=CO2+H2,故热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ•mol-1或CO(g)+H2O(g)+2H2(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=-bkJ•mol-1;
【小问4详解】
①仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。②若实验中测得中和热数值总是偏小,说明实验中有热量从体系内散失,可能的原因是实验装置保温、隔热效果差等。
18. 碘及其化合物在生产生活中有重要作用。
(1)单质碘可与氢气反应生成碘化氢。将物质的量比为2∶1的氢气和碘蒸气放入恒容密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),反应经过5分钟后达平衡,测得碘化氢的浓度为0.1 mol·L-1,碘蒸气的浓度为0.05 mol·L-1。
①前5分钟平均反应速率υ(H2)=___________,H2的初始浓度是___________mol·L-1。
②反应分别进行至3 min和7 min时假设容器内气体的密度分别用ρ1和ρ7表示,则其大小为关系为ρ1___________ρ7(填“>”、“<”或“=”)。
③下列能说明反应已达平衡状态的是___________(填序号)。
a.混合体系总压强保持不变 b.单位时间内断裂的H—H键数目与断裂的H—I键数目相等
c.c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2 d.2υ(I2)正=υ(HI)逆
e.反应混合体系的颜色不再发生变化
(2)某小组同学在室温下进行“碘钟实验”:将浓度均为0.01 mol·L-1的H2O2、H2SO4、、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。
已知:“碘钟实验”的总反应的离子方程式为H2O2++2H2O
反应分两步进行:
反应A:∙∙∙∙∙∙
反应B:
①反应A的离子方程式是___________。对于总反应,I-的作用是___________。
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验Ⅰ、Ⅱ(溶液浓度均为0.01 mol·L-1)
用量试剂
H2O2溶液
H2SO4溶液
Na2S2O3溶液
溶液(含淀粉)
H2O
实验Ⅰ
5
4
8
3
0
实验Ⅱ
5
2
x
y
z
溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验Ⅰ是30 min、实验Ⅱ是40 min。实验Ⅱ中,x、y、z所对应的数值是___________、___________、___________;对比实验Ⅰ、Ⅱ可得出的实验结论是___________。
【答案】(1) ①. 0.01 mol∙L−1∙min−1 ②. 0.2 ③. = ④. de
(2) ①. H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O ②. 催化剂 ③. 8 ④. 3 ⑤. 2 ⑥. 其他条件不变,增大氢离子的浓度可以加快反应速率或其他条件不变,增大硫酸的浓度可以加快反应速率
【解析】
【小问1详解】
前5分钟平均反应速率υ(H2)=mol∙L−1∙min−1,I2的初始浓度为0.05+0.05=0.1mol/L,则a=0.1,则H2的初始浓度是0.2mol·L-1。
②气体总质量不变、容器体积不变,所以气体密度不变,反应分别进行至3 min和7 min时假设容器内气体的密度分别用ρ1和ρ7表示,则其大小为关系为ρ1=ρ7。
③a.反应前后气体系数和相等,压强是恒量,混合体系总压强保持不变,反应不一定平衡,故不选a;
b.单位时间内断裂的H—H键数目与断裂的H—I键数目相等,正逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,故不选b;
c.c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2,浓度不一定不再改变,反应不一定平衡,故不选c;
d.2υ(I2)正=υ(HI)逆,正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故选d;
e.反应混合体系的颜色不再发生变化,说明I2的浓度不变,反应一定达到平衡状态,故选e;
选de。
【小问2详解】
①总反应-反应B得反应A的离子方程式是H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O。反应A消耗I-,反应B生成I-,对于总反应,I-的作用是催化剂。
②实验Ⅰ、Ⅱ硫酸的体积不同,实验目的是探究硫酸浓度对反应速率得影响,根据“控制变量法”,其它条件必须相同,则需要控制溶液总体积相等,实验Ⅱ中,x、y、z所对应的数值是8、3、2;实验Ⅰ是30 min、实验Ⅱ是40 min,实验Ⅰ硫酸的浓度大于实验Ⅱ,可得出的实验结论是:其他条件不变,增大氢离子的浓度可以加快反应速率或其他条件不变,增大硫酸的浓度可以加快反应速率。
19. 铁黄 (FeOOH) 难溶于水,可作颜料,也是制备饮水处理剂高铁酸钾的原料。 以烧渣(主要成分为Fe3O4 、CuO 、SiO2等)为原料出产铁黄的流程如图。
(1)FeOOH 中 Fe的化合价为 ___________,“酸浸”时,使用的酸为 ___________ 。
(2)“滤渣1”成分为___________ (填化学式)。
(3)“还原””涉及的离子方程式有___________、 ___________。
(4)FeSO4·7H2O 的溶解度曲线如图,从滤液2中获得晶体的另一种方法是 ___________ 、冷却结晶。
(5)“氧化”中Fe2+参与反应的离子方程式为___________。
(6)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。H2可用CO在高温下与水蒸气反应制得,是目前大规模制取氢气的方法之一。
已知:在25℃、101kPa下,
①H2O(g)=H2(g)+O2(g) ∆H1=+241.8 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g) ∆H2=-110.5 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2 (g) ∆H3=-393.5 kJ·mol-1
25℃、101kPa下,CO与水蒸气反应转化为H2和CO2的热化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. +3 ②. H2SO4
(2)SiO2 (3) ①. Fe+2Fe3+=3Fe2+ ②. Fe+Cu2+= Cu+Fe2+
(4)蒸发浓缩 (5)4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O
(6)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H=-41.2kJ∙mol−1
【解析】
【分析】烧渣(主要成分为Fe3O4 、CuO 、SiO2等)酸浸滤液1为Fe2+、Fe3+、Cu2+,滤渣1为SiO2,根据生成FeSO4∙7H2O,说明“酸浸”时,使用的酸为硫酸,加入X为Fe把铁离子还原为Fe2+,Fe与Cu2+发生置换反应生成Cu和Fe2+,滤渣2为Fe、Cu,滤液2加入乙醇析出FeSO4∙7H2O晶体,再通入空气氧化生成FeOOH沉淀,过滤、洗涤、烘干,得到纯净的FeOOH;
【小问1详解】
FeOOH 中O元素为-2价、H元素为+1价,由正负化合价代数和为0,,Fe的化合价为+3,根据生成FeSO4∙7H2O,说明“酸浸”时,使用的酸为H2SO4;
【小问2详解】
SiO2不溶于硫酸,“滤渣1”的成分为SiO2;
【小问3详解】
X为Fe把铁离子还原为Fe2+,Fe与Cu2+发生置换反应生成Cu和Fe2+,“还原””涉及的离子方程式有Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+= Cu+Fe2+;
【小问4详解】
“滤液2”为硫酸亚铁溶液,从硫酸亚铁溶液中获得晶体的方法是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;
【小问5详解】
“氧化”中Fe2+通入空气氧化生成FeOOH沉淀,参与反应的离子方程式为是:4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O;
【小问6详解】
25 ℃、101 kPa下,CO与水蒸气反应转化为H2和CO2的化学方程式CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g);根据已知热化学方程式:
①2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+483.6 kJ/mol
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-221 kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5 kJ/mol
根据盖斯定律,方程式③-②+①可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),可以计算出目标方程式ΔH=-41.2kJ/mol,即热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ/mol。
20. 氨是最重要氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。
(1)在密闭容器中,投入1molN2和3molH2在催化剂作用下发生反应,测得反应放出的热量___________92.4kJ(填“小于”、“大于”或“等于”)。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将___________移动(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。
(4)已知: 。现将2mol 放入1L恒容密闭容器中,平衡体系中体积分数()随温度的变化如图所示。
①d点v(正)___________v(逆)(填“>”“=”“<”)。
②a、b、c三点中平衡常数、、由小到大是___________。
③在时,的平衡转化率为___________;平衡常数值为___________。(小数点后保留2位数字)
【答案】(1)小于 (2)变小
(3)逆向 (4) ①. > ②. ③. 25% ④. 0.67
【解析】
【小问1详解】
该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此测得放出的热量小于该反应的反应热对应放出的热量,故答案为:小于;
【小问2详解】
该反应正向放热,升高温度平衡逆向移动,气体的物质的量增大,而气体的质量不变,气体的平均相对分子量减小,故答案为:变小;
【小问3详解】
压强不变,充入氩气,对于反应而言相当于减小压强,减小压强平衡逆向移动,故答案为:逆向;
【小问4详解】
①由图可知,d点四氧化二氮的体积分数大于d点对应温度平衡时的体积分数,说明反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,故答案为:>;
②该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大,由图可知,a、b、c三点温度依次增大,则平衡常数越大的大小顺序为,故答案为:;
③由图可知,温度为达到平衡时,四氧化二氮的体积分数为60%,设四氧化二氮的转化率为a,由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可得:×100%=60%,解得a=0.25,则四氧化二氮的转化率为25%,反应平衡时N2O4为1.5mol,NO2为1mol,平衡常数,故答案为:25%;0.67。
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