精品解析：上海市延安中学2024-2025学年高二上学期10月月考 化学试卷

上海市延安中学2024学年第一学期10月质量调研 高二年级化学试卷(等级) (考试时间：60分钟 满分100分) 选择题无特殊说明，均为单选，标注“不定项”的，有1-2个正确选项； 可能用到的相对原子质量：H：1 O：16 C：12 一、硫酸是最重要的化工产品之一，工业上以硫黄为原料制备硫酸，根据反应原理，生产过程通常可以分为造气、转化、吸收三个主要阶段。 1. 工业制硫酸中使用的催化剂为 A. 五氧化二钒 B. 二氧化锰 C. 铁触媒 D. 三氧化二铬 【答案】A 【解析】 【详解】工业制硫酸时在接触室中以V2O5为催化剂，故选A。 2. 导致下列现象的成因与二氧化硫排放相关的是 A. 温室效应 B. 酸雨 C. 雾霾 D. 臭氧层空洞 【答案】B 【解析】 【详解】二氧化硫排放会因二氧化硫溶于水使雨水的pH小于5.6而形成酸雨，故选B。 3. 在硫酸工业生产中，为了有利于的转化，且能充分利用热能，采用了下图的转化器。下列说法中，正确的是 A. a、b两处的混合气体成分含量相同，温度相同 B. a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同 C. c、d两处的混合气体成分含量相同，温度相同 D. c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同 【答案】B 【解析】 【详解】a处进入的气体是净化后的原料气，主要成分是SO2、空气等，气体的温度为常温；b出来的气体是被预热的气体，其成分与a气体相同，但温度升高了；c处气体是反应物第一次催化反应后的气体，成分中增加了SO3，温度比b处的高。d处是第二次催化后的气体，SO3的含量比c处的高，温度与c处也不相同；答案为B。 4. 硫磺在燃烧时需粉碎，其目的是_____。 【答案】能增大反应物接触面积，加快化学反应速率 【解析】 【详解】硫磺在燃烧时需粉碎，能增大反应物接触面积，加快化学反应速率。 5. 为研究催化氧化时温度对平衡转化率的影响，进行如下试验。取100L原料气(体积分数为 8%、 12%、 80%)使之发生反应，平衡时得到如下数据： 温度/℃ 500 525 550 575 600 平衡转化率% 93.5 90.5 85.6 80.0 74.0 （1）在500℃，恒容条件下，能够判断上述反应到达平衡状态的是___________。 A. 的浓度保持不变 B. 容器的压强保持不变 C. 混合气体的密度保持不变 D. （2）575℃达平衡时，体积分数为___________%(保留两位小数)。 （3）硫酸厂利用余热对物料进行预热的设备是___________，硫铁矿煅烧后的废渣的用途是___________。 （4）氨酸法是一种硫酸尾气的脱硫工艺，其反应原理可表示为：①；②。请从绿色化学和综合利用的角度评价该方案的主要优点___________。 【答案】（1）AB （2）6.61% （3） ①. 沸腾炉和接触室 ②. 作高炉炼铁的原料或回收有色金属、提取金银、制砖等都可 （4）反应①吸收SO2，防止污染空气，反应②生成的SO2可以循环使用，提高原料的利用率 【解析】 【小问1详解】 A．二氧化硫的浓度不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； B．二氧化硫的催化氧化反应为气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； D．由反应速率之比等于化学计量数之比可知，，不等于计量系数之比，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； 答案选AB； 【小问2详解】 由表格数据可知，575℃达平衡时，二氧化硫的转化率为80.0%，则平衡时三氧化硫的体积为100L×8%×80.0%=6.40L，由方程式可知，平衡时混合气体的总体积为100L-6.40L×=96.80L，则三氧化硫的体积分数为×100%≈6.61%； 【小问3详解】 在沸腾炉和接触室中均发生放热反应，可以利用其余热；硫酸厂产生的大量烧渣的主要成分为氧化铁，用途有作高炉炼铁的原料(或回收有色金属、提取金银、制砖等都可) ； 【小问4详解】 由方程式可知，氨酸法的主要优点是反应①吸收二氧化硫，防止有毒的二氧化硫污染空气，反应②生成的二氧化硫可以循环使用用于制备硫酸，提高原料的利用率。 二、从能量变化的角度认识化学反应是化学学习中的重要环节。 6. 分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(s，单斜)S(s，斜方) ΔH=-0.398，则S(单斜)与S(斜方)相比，较稳定的是___________[填“S(单斜)”或“S(斜方)”。 【答案】S(斜方) 【解析】 【详解】能量越高越不稳定，根据热化学方程式：S(s，单斜)S (s，斜方)　 ΔH＝－0.398 kJ·mol－1，可知，S(s，单斜)能量高于S(s，斜方)，所以S(s，斜方)较稳定， 故答案为：S(斜方)； 7. 下列说法正确的是 A. 的燃烧热为-890.31，则 ΔH=-890.31 B. 和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3，则和反应的中和热ΔH=-114.6 C. 一定条件下， ΔH=-14.9，则该条件下分解1mol HI吸收的热量为7.45kJ D. 同温同压时，等物质的量的氢气和氯气发生反应：，在光照和点燃条件下的ΔH不同 【答案】C 【解析】 【详解】A．燃烧热中产物水为液体，表示甲烷燃烧热的热化学方程式为： ΔH=-890.31，A错误； B．和反应除了会生成水外，还会生成硫酸钙，也会有热量的变化，且中和热以生成1molH2O为标准，B错误； C．根据 ΔH=-14.9可知，分解碘化氢需要吸热，且该条件下分解1mol HI吸收的热量为7.45kJ ，C正确； D．反应热与反应物和生成物有关，和条件无关，D错误； 故选C。 8. 下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为)。 化学键 H—H H—Cl 键能 436 431 （1）下列关于键能的叙述正确的是___________。 A. 每生成1mol H-Cl放出431kJ能量 B. 每生成1mol H-Cl吸收431kJ能量 C. 每拆开1mol H-Cl放出431kJ能量 D. 每拆开1mol H-Cl吸收431kJ能量 （2）已知热化学方程式： ΔH=-183，则的键能为___________。 【答案】（1）AD （2）243 【解析】 【小问1详解】 H-Cl键的键能是431kJ/mol，表示生成1mol H-Cl放出431kJ能量或拆开1molH-Cl吸收431kJ能量，答案选AD。 【小问2详解】 已知热化学方程式：  。焓变=反应物总键能-生成物总键能，设Cl2的键能为x，则436+x-431×2=-183，x=243。 9. 已知：C(石墨，s) 写出C(石墨，s)与(g)反应生成1mol (g)的热化学方程式___________(ΔH用含a、b、c表示)。 【答案】C(石墨，s)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH＝（c－a－2b）kJ/mol 【解析】 【详解】已知： ①C(石墨，s) ② ③ 依据盖斯定律①+②×2－③即得到C(石墨，s)与(g)反应生成1mol (g)的热化学方程式为C(石墨，s)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH＝（c－a－2b）kJ/mol。 10. 把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ： 途径Ⅱ： 先制水煤气： ① 再燃烧水煤气： ② ③ （1）生活常识告诉我们潮湿的煤炭燃烧时火焰更旺，就是因为有一氧化碳和氢气的生成。潮湿的煤炭燃烧时是否能够放出更多热量，请判断并说明理由___________。 （2），，，的数学关系是___________。 【答案】（1）不能 碳燃烧的最终产物是二氧化碳，该反应不管是一步完成还是分几步完成，反应热是相同的 （2）ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4) 【解析】 【小问1详解】 对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应的焓变都是一样的，由于在指定的状态下各种物质的焓值都是确定且唯一的，因此无论经过哪些步骤从反应物变成生成物，只要物质不变，其焓变都是一样的，即无论是潮湿的碳燃烧还是干燥的碳燃烧，其燃烧的最终产物都是二氧化碳，潮湿的煤炭燃烧时并不能放出更多热量； 【小问2详解】 依据盖斯定律，反应C(s)+O2(g)=CO2(g)可由①+(②+③)，则其焓变ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。 三、氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。 11. Ⅰ．下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。 反应 大气固氮 工业固氮 温度/℃ 27 2000 25 400 450 K 0.1 0.507 0.152 （1）分析数据可知：大气固氮反应属于___________(选A表示“吸热”或选B表示“放热”)反应。 （2）分析数据可知：人类___________(选A表示“适合”或选B表示“不适合”)大规模模拟大气固氮。 Ⅱ．20世纪初，科学家们先后开发，研究，利用工业固氮原理，实现了氨的工业生产。 （3）从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因：___________。 Ⅲ．科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如图所示：(吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒) （4）由图可知，决定反应速率的一步是___________。(填a、b、c∙∙∙∙∙∙) （5）下列关于工业合成氨的说法正确的是___________。 A. 因为ΔH<0，所以该反应一定能自发进行 B. 因为ΔS<0，所以该反应一定不能自发进行 C. 在高温下进行是为了提高反应物的平衡转化率 D. 使用催化剂不仅可以加快反应速率还可以降低反应所需的温度 【答案】（1）吸热 （2）B （3）人工固氮选择500℃左右，因为考虑到催化剂的活性和生产成本 （4）b （5）D 【解析】 【小问1详解】 通过K随温度的变化判断，大气固氮中，K随温度升高而增大，表明升温平衡正向移动，大气固氮为吸热反应 【小问2详解】 27℃时K值太小，化学反应进行的程度小，不适合大规模生产； 【小问3详解】 从反应速率角度考虑，高温更好，但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适，故人工固氮选择500℃左右，因为考虑到催化剂的活性和生产成本； 【小问4详解】 反应b需要的能量最大，反应需要的能量越高，反应速率越慢，需要能量最高的反应决定总反应速率，所以决定反应速率的一步是b； 【小问5详解】 A．当△G=△H-T△S＜0反应能自发进行，由于该反应△H＜0，△S＜0，因此当低温下该反应能够自发进行，只根据△H＜0，不能判断该反应能否自发进行，故A错误； B．结合选项A可知，只根据△S＜0，不能判断该反应能否自发进行，故B错误； C．工业上合成氨的反应条件是在高温、高压、催化剂条件下进行反应的，在高温下进行是为了使催化剂达到最大活性，加快反应速率，高温不利于平衡右移、不能提高反应物的平衡转化率，故C错误； D．使用催化剂低了反应的活化能，因此加快反应速率，还可以降低反应所需的温度，故D正确； 答案选D； 12. 某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量，%表示的百分含量)。 （1）图象中和的关系是：___________(填“>”“<”或“=”)。 （2）图像中a、b、c、d四点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是___________(填字母)。 （3）在1L的密闭容器中通入2mol ，在一定温度下发生如下反应：，达到平衡时，容器内的百分含量为a%，若维持容器的体积和温度都不变，分别通入下列初始物质，达到平衡时，容器内的百分含量也为a%的是___________。 A. 3mol ＋1mol B. 2mol ＋1mol C. 2mol ＋3mol D. 0.1mol ＋0.95mol ＋2.85mol 【答案】（1）＞ （2）c （3）AD 【解析】 【小问1详解】 ，其他条件不变时，温度越高，氨气的百分含量越低，所以＞； 【小问2详解】 图像中a、b、c、d四点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的应该选择温度较低、起始时物质的量较高的点，故应选c点； 【小问3详解】 根据等效平衡，按化学计量数转化到方程式的左边，满足 n(NH3)=2mol，则达到平衡时，容器内 N2的百分含量为 a%； A.3molH2+1mol N2按化学计量数转化到方程式的左边可得:n(NH3)=2mol，与原投料进行的反应属于等效平衡，故 A符合题意； B.2 mol NH3+1 mol N2与初始量2mol NH3不相同，则不属于等效平衡，达到平衡时，容器内 N2的百分含量不是 a%，故 B不符合题意； C.2molN2+3mol H2按化学计量数转化到方程式的左边，不满足n(NH3)=2 mol，还有氮气剩余，与初始初始加入物质不同，不是等效平衡，故 C 不符合题意； D.0.1 mol NH3+ 0.95 mol N2+2.85 mol H2，按化学计量数转化到方程式的左边，满足(NH3)= 2 mol，属于等效平衡，故D符合题意； 答案选AD。 四、为了满足人类生存和发展的需要，化学家需要创造性地研究和设计新的化学反应。一个化学反应能否自发进行，仅用实验方法来摸索可能要付出极大的代价，甚至会徒劳无功，因此有必要寻求一种客观的判据，用它来判断一个化学反应能否正向自发进行。 13. 下列有关说法正确的是 A. 自发反应一定是放热反应 B. 自发进行的反应一定能迅速进行 C. 冰在室温下自动熔化成水，是熵增加的结果 D. 高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 【答案】C 【解析】 【详解】A．ΔG＜0反应自发进行，由ΔG=ΔH-TΔS可知，若ΔH＞0、ΔS＞0时，反应也可能是自发的，故A错误； B．ΔG＜0反应自发进行，自发进行的反应不一定能迅速进行，这涉及反应速率问题，故B错误； C．反应向熵值增加的方向进行，同种物质熵值：液体＞固体，冰在室温下自动熔化成水，是熵增的重要结果，故C正确； D．高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D错误； 故选C。 14. 2022年北京冬奥会首次使用氢气作为火炬燃料。下列说法错误的是 A. 推广氢燃料电池汽车有利于“碳中和” B. 氢气在燃烧的过程中△S＜0 C. 氢气燃烧生成1molH2O(g)放出的能量比生成1molH2O(l)的少 D. 相比液化天然气，氢气作为火炬燃料有利于减少酸雨的形成 【答案】D 【解析】 【详解】A．推广氢燃料电池汽车，减少二氧化碳的排放，有利于“碳中和”，A正确； B．氢气与氧气在燃烧的过程中生成水，该反应为放热反应，且气体分子数减小即，B正确； C．放出热量，故氢气燃烧生成放出的能量比生成的少，C正确； D．液化天然气燃烧，不会生成二氧化硫，产物只有水和二氧化碳，氢气燃烧的产物为水，两者的燃烧产物都不会形成酸雨，从减小酸雨形成的角度来看，氢气并不比液化天然气具有更多的优点，D错误； 故答案为：D。 15. 已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A. 非自发反应在任何条件下都不能发生 B. 熵增加且放热的反应一定是自发反应 C. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D. 有的吸热反应在高温下也可以自发进行 【答案】B 【解析】 【详解】A．非自发反应在一定条件下可进行，如Cu与稀硫酸在电解下条件下可以反应，故A错误； B．熵增加ΔS＞0，且放热ΔH＜0，反应ΔH-TΔS＜0一定是自发反应，故B正确； C．熵增加的反应不一定自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故C错误； D．吸热反应、放热反应均可能自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故D错误； 故选B。 16. 煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=+218.4 kJ/mol(反应I) CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6 kJ/mol (反应II) 下列有关说法正确的是 A. 提高反应体系的温度，能降低该反应体系中SO2生成量 B. 反应II在较低的温度下可自发进行 C. 用生石灰固硫的反应为:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) △H3，则△H3>△H2 D. 由反应I和反应II可计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变 【答案】B 【解析】 【详解】分析：由已知的两个热化学方程式，结合温度对化学平衡的影响规律，即可分析A选项，根据自由能判据可分析B选项，利用盖斯定律可分析出C、D两个选项。 详解：A、只有在反应I中生成SO2，且该反应为吸热反应，所以升高温度，有利于反应I平衡向右移动，生成更多的SO2，故A错误； B、要使反应II自发进行，则自由能判据△G=△H-T△S<0，已知△H2<0，由反应方程式可知该反应的熵变化不大，反应的自发性主要决定于焓变，所以该反应在低温下即可自发进行，且低温有利于节约能源，故B正确； C、根据盖斯定律，反应II—4×反应I即得C选项的热化学方程式，所以△H3=△H2-4△H1，已知△H1>0，△H2<0，所以△H3<△H2,故C错误； D、反应I和反应II中没有SO3(g)，所以无法通过反应I和反应II计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变，故D错误。所以本题答案选B。 点睛：本题的难点是B选项，因为反应II前后气体、固体的分子数都不变，即商变不大，所以焓变对反应的自发性起决定作用，这是利用自由能判据的一种特殊情况，由于是放热反应，低温即可自发进行，且节约能源；易错点是C选项，要明确焓变的比较是带着+、-号进行比较的。本题有一定的难度。 17. 已知反应：在298K、100kPa的条件下，其中ΔH=-113.0，ΔS=-145.3。该反应___________(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为___________。实际上，如果不采取一定措施，汽车尾气并不会自动消除，试分析其可能原因___________。 【答案】 ①. 能 ②. 该反应ΔH－TΔS≈－69.7 kJ·mol-1<0，理论上可自发进行，能用于消除汽车尾气中的NO ③. 没有催化剂，实际中反应速率很慢 【解析】 【详解】ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应能自发进行。ΔG＝ΔH－TΔS＝－113.0kJ·mol-1－298 K×(－145.3×10-3kJ·mol-1·K-1)≈－69.7 kJ·mol-1<0，理论上该反应能自发进行； 实际中反应速率很慢，导致不采取一定措施，汽车尾气并不会自动消除。 18. 298K时，电子工业中清洗硅片上的(s)的反应为 ΔH=-94.、ΔS=-75.8，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是___________。 【答案】温度低于1240K 【解析】 【详解】由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH-TΔS＜0，即-94.0kJ·mol-1-T×(-75.8J·mol-1·K-1×10-3kJ·J-1)＜0，则T＜1240K。 五、杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。 19. Ⅰ．在以往的运动会中，丙烷、煤油也曾作为燃料使用。上述燃料的热值和排放量如下表所示： 燃料 (l) (g) 煤油 热值() 22.7 50.4 29.0 排放量() 16.5 16.2 22.9 （1）根据上表数据，计算(l)的燃烧热为___________。 A. 22.7 B. -22.7 C. -726.4 D. -1452.8 （2）根据上表，从排放量和燃料储存两个角度分析，选用甲醇作为主火炬塔燃料的可能原因___________。 Ⅱ．以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一、其反应原理为： ΔH=-49.0 （3）下图中，曲线___________能表示该反应的平衡常数K与温度T的关系。 A. 以上都不正确 B. Ⅲ C. Ⅱ D. I （4）某温度下，向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入1.0mol (g)和3.0mol (g)模拟上述反应，反应达到平衡状态时，测得。该温度下，平衡常数K=___________。 A. 3.00 B. 2.08 C. 0.59 D. 0.15 【答案】（1）C （2）甲醇热值与煤油相近，但排放的CO2远远小于煤油；甲醇为液体，比丙烷易于存储 （3）C （4）C 【解析】 【小问1详解】 甲醇的燃烧热是指25℃、101kPa下，1molCH3OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)时，放出的热量，1molCH3OH质量为32g，CH3OH的热值为22.47kJ·g-1，CHOH的燃烧热ΔH=-22.47kJ/g×32g/mol=-726.4kJ·mol-1； 【小问2详解】 选用甲醇作为主火炬塔燃料的可能原因：甲醇热值与煤油相近，但排放的CO2远远小于煤油；甲醇为液体比丙烷易于存储； 【小问3详解】 该反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆移，化学平衡常数K减小，曲线Ⅲ代表该反应化学平衡常数K与温度的关系； 【小问4详解】 根据三段式：， ，答案选C。 20. 在不同温度下，向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH=-63kJ·mol-1，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外，还会生成副产物CO： ΔH=41.2。 （1）图中一定不处于化学平衡状态的点是___________。 A. 点A B. 点B C. 点C D. 点D （2）已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于500K，甲醇产率逐渐下降，原因可能有___________、___________。 【答案】（1）A （2） ①. 升高温度，主反应平衡逆向移动(升高温度，副反应平衡正向移动，导致甲醇的选择性降低，产率下降) ②. 温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小 【解析】 【小问1详解】 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的平衡产率降低；A点温度比B点低，所以A点甲醇的平衡产率应大于B，根据图像，A点甲醇的产率小于B点，所以A点一定没有达到平衡状态，B点甲醇产率达到最高，说明是平衡点，继续升温，平衡逆向移动，甲醇产率下降，故一定不处于化学平衡状态的点是A点，选A。 【小问2详解】 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的平衡产率降低(升高温度，副反应平衡正向移动，导致甲醇的选择性降低，产率下降)；温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小； 21. Ⅰ．以和为反应物实现氧循环是空间站的生命保障系统功能之一，其原理如下： sabatior反应 ΔH<0 水电解反应： （1）Sabatier反应在空间站运行时，下列措施不能提高转化效率的是___________。 A. 适当减压 B. 反应器前段加热，后段冷却 C. 提高原料气中所占比例 D. 合理控制反应器中气体的流速 Ⅱ．已知：Sabatier反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。 （2）若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能()的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图___________(在图2中画出)。 （3）某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为20L的抽真空的密闭容器中通入0.2mol 和0.8mol ，反应平衡后测得容器中。则的转化率为___________，反应温度t约为___________℃。 【答案】（1）AC （2） （3） ①. 50% ②. 660.2 【解析】 【小问1详解】 A．适当减压，平衡逆向进行，二氧化碳转化率减小，A符合题意； B．反应器前段加热，后段冷却，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，B不符合题意； C．提高原料气中CO2所占比例，平衡正向移动，但二氧化碳转化率减小，C符合题意； D．合理控制反应器中气体的流速，相当于增大浓度，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，D不符合题意； 故答案为：AC； 【小问2详解】 由的平衡常数（K）与反应温度（t）之间的关系图可知，K随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的与活化能（）的关系为，由图2信息可知kJ·mol，则kJ·mol，该反应为放热反应，生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为： 【小问3详解】 温度t下，向容积为20L的抽空的密闭容器中通入0.2mol和0.8mol，反应平衡后测得容器中mol，则反应的为0.1mol，的转化率为，根据C元素守恒可知，的平衡量为0.1mol，和是按反应进程化学计量数之比投料的，则的平衡量为0.4mol，的平衡量是的2倍，则mol，、、、的平衡浓度分别为0.005mol·L、0.02mol·L、0.01mol·L、0.005mol·L，则该反应的平衡常数，根据图1中的信息可知，反应温度t约为660.2℃。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市延安中学2024学年第一学期10月质量调研 高二年级化学试卷(等级) (考试时间：60分钟 满分100分) 选择题无特殊说明，均为单选，标注“不定项”的，有1-2个正确选项； 可能用到的相对原子质量：H：1 O：16 C：12 一、硫酸是最重要的化工产品之一，工业上以硫黄为原料制备硫酸，根据反应原理，生产过程通常可以分为造气、转化、吸收三个主要阶段。 1. 工业制硫酸中使用的催化剂为 A. 五氧化二钒 B. 二氧化锰 C. 铁触媒 D. 三氧化二铬 2. 导致下列现象的成因与二氧化硫排放相关的是 A. 温室效应 B. 酸雨 C. 雾霾 D. 臭氧层空洞 3. 在硫酸工业生产中，为了有利于的转化，且能充分利用热能，采用了下图的转化器。下列说法中，正确的是 A. a、b两处的混合气体成分含量相同，温度相同 B. a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同 C. c、d两处的混合气体成分含量相同，温度相同 D. c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同 4. 硫磺在燃烧时需粉碎，其目的是_____。 5. 为研究催化氧化时温度对平衡转化率的影响，进行如下试验。取100L原料气(体积分数为 8%、 12%、 80%)使之发生反应，平衡时得到如下数据： 温度/℃ 500 525 550 575 600 平衡转化率% 93.5 90.5 85.6 80.0 74.0 （1）在500℃，恒容条件下，能够判断上述反应到达平衡状态的是___________。 A. 的浓度保持不变 B. 容器的压强保持不变 C. 混合气体的密度保持不变 D. （2）575℃达平衡时，体积分数为___________%(保留两位小数)。 （3）硫酸厂利用余热对物料进行预热的设备是___________，硫铁矿煅烧后的废渣的用途是___________。 （4）氨酸法是一种硫酸尾气的脱硫工艺，其反应原理可表示为：①；②。请从绿色化学和综合利用的角度评价该方案的主要优点___________。 二、从能量变化的角度认识化学反应是化学学习中的重要环节。 6. 分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(s，单斜)S(s，斜方) ΔH=-0.398，则S(单斜)与S(斜方)相比，较稳定的是___________[填“S(单斜)”或“S(斜方)”。 7. 下列说法正确的是 A. 的燃烧热为-890.31，则 ΔH=-890.31 B. 和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3，则和反应的中和热ΔH=-114.6 C. 一定条件下， ΔH=-14.9，则该条件下分解1mol HI吸收的热量为7.45kJ D. 同温同压时，等物质的量的氢气和氯气发生反应：，在光照和点燃条件下的ΔH不同 8. 下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为)。 化学键 H—H H—Cl 键能 436 431 （1）下列关于键能的叙述正确的是___________。 A. 每生成1mol H-Cl放出431kJ能量 B. 每生成1mol H-Cl吸收431kJ能量 C. 每拆开1mol H-Cl放出431kJ能量 D. 每拆开1mol H-Cl吸收431kJ能量 （2）已知热化学方程式： ΔH=-183，则的键能为___________。 9. 已知：C(石墨，s) 写出C(石墨，s)与(g)反应生成1mol (g)的热化学方程式___________(ΔH用含a、b、c表示)。 10. 把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ： 途径Ⅱ： 先制水煤气： ① 再燃烧水煤气： ② ③ （1）生活常识告诉我们潮湿的煤炭燃烧时火焰更旺，就是因为有一氧化碳和氢气的生成。潮湿的煤炭燃烧时是否能够放出更多热量，请判断并说明理由___________。 （2），，，的数学关系是___________。 三、氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。 11. Ⅰ．下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。 反应 大气固氮 工业固氮 温度/℃ 27 2000 25 400 450 K 0.1 0.507 0.152 （1）分析数据可知：大气固氮反应属于___________(选A表示“吸热”或选B表示“放热”)反应。 （2）分析数据可知：人类___________(选A表示“适合”或选B表示“不适合”)大规模模拟大气固氮。 Ⅱ．20世纪初，科学家们先后开发，研究，利用工业固氮原理，实现了氨的工业生产。 （3）从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因：___________。 Ⅲ．科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如图所示：(吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒) （4）由图可知，决定反应速率的一步是___________。(填a、b、c∙∙∙∙∙∙) （5）下列关于工业合成氨的说法正确的是___________。 A. 因为ΔH<0，所以该反应一定能自发进行 B. 因为ΔS<0，所以该反应一定不能自发进行 C. 在高温下进行是为了提高反应物的平衡转化率 D. 使用催化剂不仅可以加快反应速率还可以降低反应所需的温度 12. 某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量，%表示的百分含量)。 （1）图象中和的关系是：___________(填“>”“<”或“=”)。 （2）图像中a、b、c、d四点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是___________(填字母)。 （3）在1L的密闭容器中通入2mol ，在一定温度下发生如下反应：，达到平衡时，容器内的百分含量为a%，若维持容器的体积和温度都不变，分别通入下列初始物质，达到平衡时，容器内的百分含量也为a%的是___________。 A. 3mol ＋1mol B. 2mol ＋1mol C. 2mol ＋3mol D. 0.1mol ＋0.95mol ＋2.85mol 四、为了满足人类生存和发展的需要，化学家需要创造性地研究和设计新的化学反应。一个化学反应能否自发进行，仅用实验方法来摸索可能要付出极大的代价，甚至会徒劳无功，因此有必要寻求一种客观的判据，用它来判断一个化学反应能否正向自发进行。 13. 下列有关说法正确的是 A. 自发反应一定是放热反应 B. 自发进行的反应一定能迅速进行 C. 冰在室温下自动熔化成水，是熵增加的结果 D. 高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 14. 2022年北京冬奥会首次使用氢气作为火炬燃料。下列说法错误的是 A. 推广氢燃料电池汽车有利于“碳中和” B. 氢气在燃烧的过程中△S＜0 C. 氢气燃烧生成1molH2O(g)放出的能量比生成1molH2O(l)的少 D. 相比液化天然气，氢气作为火炬燃料有利于减少酸雨的形成 15. 已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A. 非自发反应在任何条件下都不能发生 B. 熵增加且放热的反应一定是自发反应 C. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D. 有的吸热反应在高温下也可以自发进行 16. 煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=+218.4 kJ/mol(反应I) CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6 kJ/mol (反应II) 下列有关说法正确的是 A. 提高反应体系的温度，能降低该反应体系中SO2生成量 B. 反应II在较低的温度下可自发进行 C. 用生石灰固硫的反应为:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) △H3，则△H3>△H2 D. 由反应I和反应II可计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变 17. 已知反应：在298K、100kPa的条件下，其中ΔH=-113.0，ΔS=-145.3。该反应___________(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为___________。实际上，如果不采取一定措施，汽车尾气并不会自动消除，试分析其可能原因___________。 18. 298K时，电子工业中清洗硅片上的(s)的反应为 ΔH=-94.、ΔS=-75.8，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是___________。 五、杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。 19. Ⅰ．在以往的运动会中，丙烷、煤油也曾作为燃料使用。上述燃料的热值和排放量如下表所示： 燃料 (l) (g) 煤油 热值() 22.7 50.4 29.0 排放量() 16.5 16.2 22.9 （1）根据上表数据，计算(l)的燃烧热为___________。 A. 22.7 B. -22.7 C. -726.4 D. -1452.8 （2）根据上表，从排放量和燃料储存两个角度分析，选用甲醇作为主火炬塔燃料的可能原因___________。 Ⅱ．以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一、其反应原理为： ΔH=-49.0 （3）下图中，曲线___________能表示该反应的平衡常数K与温度T的关系。 A. 以上都不正确 B. Ⅲ C. Ⅱ D. I （4）某温度下，向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入1.0mol (g)和3.0mol (g)模拟上述反应，反应达到平衡状态时，测得。该温度下，平衡常数K=___________。 A. 3.00 B. 2.08 C. 0.59 D. 0.15 20. 在不同温度下，向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH=-63kJ·mol-1，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外，还会生成副产物CO： ΔH=41.2。 （1）图中一定不处于化学平衡状态的点是___________。 A. 点A B. 点B C. 点C D. 点D （2）已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于500K，甲醇产率逐渐下降，原因可能有___________、___________。 21. Ⅰ．以和为反应物实现氧循环是空间站的生命保障系统功能之一，其原理如下： sabatior反应 ΔH<0 水电解反应： （1）Sabatier反应在空间站运行时，下列措施不能提高转化效率的是___________。 A. 适当减压 B. 反应器前段加热，后段冷却 C. 提高原料气中所占比例 D. 合理控制反应器中气体的流速 Ⅱ．已知：Sabatier反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。 （2）若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能()的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图___________(在图2中画出)。 （3）某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为20L的抽真空的密闭容器中通入0.2mol 和0.8mol ，反应平衡后测得容器中。则的转化率为___________，反应温度t约为___________℃。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $