精品解析:深圳市龙华外国语高级中学2024-2025学年高二上学期第一次段考
2024-11-19
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内容正文:
深圳市龙华外国语高级中学2024-2025学年第一学期
第一次段考高二化学试卷
时间75分钟 分值100分
第Ⅰ卷(选择题共44分)
一、单项选择题(共16小题,1-10每小题2分,11-16每小题4分,共44分)
1. 古典诗词凝聚了古人的智慧,下列诗句中涉及到化学变化且该反应符合下面能量变化图的是
A. 《望庐山瀑布》“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”
B. 《无题》“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”
C. 《浪淘沙》“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”
D. 《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”
2. 一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子,
关于此反应说法错误的是
A. 一定属于吸热反应 B. 一定属于可逆反应
C. 一定属于氧化还原反应 D. 一定属于分解反应
3. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
4. 下列措施中,一定能使化学平衡移动的是
A. 改变某一反应物的投料 B. 改变压强 C. 使用催化剂 D. 改变温度
5. 已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
6. 25℃,101kPa下,反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1的相关叙述错误的是
A. H2(g)的标准燃烧热为ΔH=-241.8kJ·mol-1
B. 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+483.6kJ·mol-1
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH<-483.6kJ·mol-1
D. 2molH2(g)和1molO2(g)的总键能之和小于2molH2O(g)的键能之和
7. T℃时,恒容密闭容器中发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) △H<0,下列说法正确的是
A. 该反应的△S<0,在高温下才能自发进行
B. 反应物断键所需总能量大于生成物成键所放出总能量
C. 增大反应物浓度能增加单位体积内的有效碰撞次数
D. 平衡后,向该容器中充入氦气,平衡向正反应方向移动
8. NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,在空气中性质稳定。其中N-F键能为283 kJ·mol,测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是
A. 相同条件下,N2化学性质比F2更稳定
B. 氮气和氟气的能量总和比NF3低
C.
D. NF3在大气中性质比较稳定,不易发生化学反应
9. 将1molX和3molY在2L的恒容密闭容器中混合,一定条件下发生反应时测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A. 10min内,X的平均反应速率为
B. 第10min时,Z的浓度为
C. 10min时,X的转化率为
D. 10min后,Z的物质的量为0.9mol
10. 下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
B. 工业制硫酸中常鼓入过量空气有利于转化为
C. 开启碳酸饮料后,瓶中立刻泛起大量气泡
D. 、、组成的平衡体系加压后颜色变深
11. 下列图示与对应的叙述相符合的是(夹持装置已略去)
A.验证温度对反应平衡移动的影响
B.验证不同催化剂对反应速率的影响
C.验证该反应为放热反应
D.测定中和反应时温度的变化
A. A B. B C. C D. D
12. 由羟基丁酸()生成丁内酯的反应如下:。在25℃时,水溶液中羟基丁酸的初始浓度为0.180mol/L,随着反应的进行,测得丁内酯的浓度随时间的变化如下表所示。下列说法不正确的是
t/min
21
50
80
100
120
160
220
∞
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
A. 整个反应中共出现了3种官能团
B. 21min时的逆反应速率小于50min时的正反应速率
C. 若将丁内酯不断从体系中分离,不仅能提高羟基丁酸的转化率,而且能加快反应的速率
D. 25℃时,该反应的平衡常数K=2.75
13. 二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意义重大。以催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(与作用生成和)。下列说法正确的是
A. 催化剂在反应中参加了反应,降低了活化能,提高了平衡产率
B. 在反应中为催化剂
C. 若是反应的决速步,则该步的化学反应速率最快
D. 图示过程的总反应式可表示为
14. 在密闭容器中发生反应,若反应达到平衡后,保持温度不变,将气体压缩到原体积的,再次达到平衡时,Z的浓度是原平衡的1.8倍,下列叙述中正确的是
A. 平衡向正反应方向移动 B.
C. W的体积分数增大 D. X的转化率降低
15. 在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比、、投料,发生反应: ,测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线Ⅰ代表的投料比为
B. 升高温度,可使平衡常数K增大
C. 向容器中继续充入,平衡正向移动,的转化率升高
D. 在a点对应的温度下,达到平衡时,的体积分数约为33.3%
16. 对于反应,根据下列图示信息得到的结论正确的是
A. 甲图: B. 乙图:
C. 丙图:点1对应的 D. 丁图:I对应的反应温度大于II对应的
第Ⅱ卷(非选择题共56分)
二、非选择题(17题12分,18题14分,19题16分,20题14分,共56分)
17. 生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,回答下列问题:
(1)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面___________(填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.氯化铵和碱石灰
(2)用如图所示的装置测定中和反应反应热,回答下列问题:
①从实验装置上看,还缺少___________。
②通过上述实验测得中和热数值略小于,请你分析可能的原因是___________(填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把溶液倒入盛有盐酸的内筒中
C.用温度计测定溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度
(3)用于处理大气污染物过程的能量变化情况如图。
写出该过程热化学方程式:___________。
(4)水煤气变换反应为:。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如下图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用“”标注。请找出该反应中的决速步___________(用序号表示)。
(5)已知 , ,根据盖斯定律写出(肼)与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式___________。
18. Ⅰ.某兴趣小组用压强传感器研究和不同浓度稀硫酸反应的反应速率,得到如图所示曲线,请回答下列问题:
(1)硫酸的浓度曲线a___________曲线b(“>”,“<”或“=”)
(2),的平均反应速率分别为,,则___________(“>”,“<”或“=”),原因是___________。
Ⅱ.某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号
温度/℃
参加反应的物质
A
20
10
0.1
10
0.1
0
B
20
5
0.1
10
0.1
5
C
20
10
0.1
5
0.1
5
D
40
5
0.1
10
0.1
5
(3)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件。其中:
①能说明温度对该反应速率影响的组合是___________(填实验序号)。
②A和B、A和C的组合比较,所研究的问题是___________。
③能说明相同温度条件下,该反应速率更大程度上取决于哪种反应物浓度的组合是___________。
(4)实验中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析为何不采用测量单位时间内产生气体体积的大小进行比较:___________。
19. Ⅰ.、的应用和治理是当今社会的热点问题。工业上可用于高炉炼铁,发生如下反应:,已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
(1)该反应的正反应为___________反应(填“放热”或“吸热”),欲提高的平衡转化率,促进的转化,可采取的措施是___________(选填序号)。
A.及时吸收或移出 B.增大反应体系的压强
C.用更高效的催化剂 D.粉碎矿石,增大接触面积
(2)一定条件下,在容积一定的容器中,铁和CO2发生反应: ,该反应的平衡常数表达式___________。下列措施中能使平衡时增大的是___________(选填编号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.充入一定量 D.再加入一些铁粉
Ⅱ.合成尿素的反应为: 。一定条件下,在的恒容密闭容器中,充入和,反应经后达到平衡,测得容器中的浓度为。完成下列填空:
(3)内,平均反应速率=___________,的转化率为___________。
(4)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________(填序号)。
A. B. 气体的平均相对分子质量不随时间而变化
C. 和的比例保持不变 D. 气体的压强不再发生变化
20. 二氧化碳是常见的温室气体,其回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)已知:
①
②
则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为______。
(2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇,反应的化学方程式为:。往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4mol,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是______(填或“>”“<”或“=”)A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是______。
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是______(填字母)。
A. B.的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.同一时间内,消耗,生成0.02molCO
③上述投料在、压强下,平衡时的体积分数是______;平衡常数是______;平衡后再加入1.0molCO,2mol,1mol,则化学平衡会______(填“正向移动、逆向移动、不移动”)。
④在、压强时,若压强恒定为p,则平衡常数=______(用气体平衡分压代替气体平衡浓度,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
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深圳市龙华外国语高级中学2024-2025学年第一学期
第一次段考高二化学试卷
时间75分钟 分值100分
第Ⅰ卷(选择题共44分)
一、单项选择题(共16小题,1-10每小题2分,11-16每小题4分,共44分)
1. 古典诗词凝聚了古人的智慧,下列诗句中涉及到化学变化且该反应符合下面能量变化图的是
A. 《望庐山瀑布》“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”
B. 《无题》“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”
C. 《浪淘沙》“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”
D. 《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”
【答案】D
【解析】
【分析】根据题目所给图分析,该图反映了一个化学反应的能量变化,生成物的总能量比反应物的总能量高,则该反应为吸热反应;
【详解】A.紫烟是指香炉峰上的水在阳光照射下转化为水蒸气,阳光折射出来的紫光,看到的紫色雾气,没有生成新物质,是物理变化,A错误;
B.蜡炬成灰泪始干,涉及蜡烛燃烧,是放热反应,B错误;
C.淘金是将河水中的泥沙过滤掉,剩下黄金,诗词中没有涉及到化学变化,C错误;
D.诗词中设计的反应为碳酸钙受热分解,属于吸热反应,D正确;
故选D。
2. 一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子,
关于此反应说法错误的是
A. 一定属于吸热反应 B. 一定属于可逆反应
C. 一定属于氧化还原反应 D. 一定属于分解反应
【答案】A
【解析】
【分析】根据图示可知该反应的反应物是一种、生成物是两种。
【详解】A.该反应属于分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑是放热反应,A错误;
B.根据图示可知有一部分反应物未参加反应,该反应是可逆反应,B正确;
C.据图可知,该反应有单质生成,所以反应中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.反应物是一种,生成物是两种,因此属于分解反应,D正确;
答案选A。
3. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】①增加固体C的量,浓度不变,反应速率不变,符合条件;
②体积缩小,气体反应物的浓度增大,反应速率会加快,不符合条件;
③体积不变,充入惰性气体,虽然总压增大,但反应体系中各气体的浓度均未改变,因此反应速率几乎无影响,符合条件;
④压强不变,充入惰性气体导致容器体积增大,气体反应物的浓度减小,反应速率会减慢,不符合条件。
故答案选A。
4. 下列措施中,一定能使化学平衡移动的是
A. 改变某一反应物的投料 B. 改变压强 C. 使用催化剂 D. 改变温度
【答案】D
【解析】
【详解】A.对于有气体参加的反应,少量改变某一非气态反应物的投料,化学反应不发生移动,A不符合题意;
B.改变压强,若反应前后气体的分子数相等,则平衡不发生移动,B不符合题意;
C.使用催化剂,可以降低反应的活化能,从而加快反应速率,但不能使平衡发生移动,C不符合题意;
D.一个化学反应,不是吸热反应就是放热反应,改变温度化学平衡一定会发生移动,D 符合题意;
故选D。
5. 已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,可以转化为同种物质的反应速率比较反应速率,注意速率单位统一;
【详解】A.v(X)=0.02mol/(L⋅s),则v(Z)=0.3mol/(L⋅min);
B.v(Y)=0.6mol/(L⋅min),则v(Z)=0.3mol/(L⋅min);
C.v(Z)=0.4mol/(L⋅min);
D.v(W)=0.08mol/(L⋅s),则v(Z)=1.2mol/(L⋅min);
故选D。
6. 25℃,101kPa下,反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1的相关叙述错误的是
A. H2(g)的标准燃烧热为ΔH=-241.8kJ·mol-1
B. 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+483.6kJ·mol-1
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH<-483.6kJ·mol-1
D. 2molH2(g)和1molO2(g)的总键能之和小于2molH2O(g)的键能之和
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准燃烧热是在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量。H2对应的稳定产物是H2O(l),即H2(g)的标准燃烧热ΔH<-241.8kJ·mol-1,A项错误;
B.根据盖斯定律可知2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+483.6kJ·mol-1,B项正确;
C.生成液态水时放热更多,所以存在2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH<-483.6kJ·mol-1,C项正确;
D.该反应为放热反应,所以2molH2(g)和1molO2(g)的总键能之和小于2molH2O(g)的键能之和,D项正确;
故选A。
7. T℃时,恒容密闭容器中发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) △H<0,下列说法正确的是
A. 该反应的△S<0,在高温下才能自发进行
B. 反应物断键所需总能量大于生成物成键所放出总能量
C. 增大反应物浓度能增加单位体积内的有效碰撞次数
D. 平衡后,向该容器中充入氦气,平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意和方程式分析,反应的、,按照吉布斯自由能分析:为自发反应,若要自发反应,则温度为低温,故A错误;
B.该反应,为放热反应,反应物断键所吸收的总能量小于生成物成键所放出的总能量,故B错误;
C.增大反应物浓度,增加了单位体积的活化分子数,从而增加单位体积内的有效碰撞次数,故C正确;
D.恒容密闭容器充入氦气,各物质的浓度均不变,则平衡不移动,故D错误;
故选C。
8. NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,在空气中性质稳定。其中N-F键能为283 kJ·mol,测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是
A. 相同条件下,N2化学性质比F2更稳定
B. 氮气和氟气的能量总和比NF3低
C.
D. NF3在大气中性质比较稳定,不易发生化学反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.断裂氮气中的化学键所需能量更高,故氮气比氟气更稳定,A正确;
B.没有指明具体物质的量,无法比较,B错误;
C.由反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和可得 kJ⋅mol,C正确;
D.依题意,三氟化氮在空气中性质稳定,在大气中不易发生化学反应,D正确;
故选B。
9. 将1molX和3molY在2L的恒容密闭容器中混合,一定条件下发生反应时测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A. 10min内,X的平均反应速率为
B. 第10min时,Z的浓度为
C. 10min时,X的转化率为
D. 10min后,Z的物质的量为0.9mol
【答案】C
【解析】
【分析】将1mol X和3mol Y在2L的恒容密闭容器中混合,发生反应的方程式为,时测得Y的物质的量为,由此可列三段式,其中X物质为固体,由此解答。
【详解】A.X是固体,因此不能用X表示化学反应速率,故A错误;
B.反应开始时,时测得Y的物质的量为,则,,第10min时,Z的浓度为,故B错误;
C.10min内Y改变的物质的量是0.6mol,根据物质反应转化关系可知,则10min时,的转化率为,故C正确;
D.10min后,Z的物质的量应为0.4mol,故D错误;
故选C。
10. 下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
B. 工业制硫酸中常鼓入过量空气有利于转化为
C. 开启碳酸饮料后,瓶中立刻泛起大量气泡
D. 、、组成的平衡体系加压后颜色变深
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cl2与水反应产生HCl、HClO,该反应是可逆反应,离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,饱和食盐水中含有Cl-,增大c(Cl-),可以使化学平衡逆向移动,有助于收集Cl2,可以使用勒夏特列原理来解释,A不符合题意;
B.SO2与O2在高温高压催化剂条件下反应转化为SO3,该反应速度可逆反应,在其他条件不变时,使用过量空气,即增大了O2的浓度,可以使化学平衡正向移动,有利于SO2转化为SO3,可以使用勒夏特列原理来解释,B不符合题意;
C.CO2气体在高压条件下溶解在碳酸饮料中,存在溶解和气化平衡,当开启啤酒瓶后,气体压强变小,CO2的溶解度降低,CO2从啤酒中逸出,导致瓶中立刻泛起大量泡沫,可以使用勒夏特列原理来解释,C不符合题意;
D.H2、Ⅰ2、HI三者的平衡混合气,反应前后气体计量数不变,平衡不影响移动,加压(缩小容器体积)浓度增加,颜色变深,与勒夏特列原理无关,D符合题意;
故答案选D。
11. 下列图示与对应的叙述相符合的是(夹持装置已略去)
A.验证温度对反应平衡移动的影响
B.验证不同催化剂对反应速率的影响
C.验证该反应为放热反应
D.测定中和反应时温度的变化
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.对于反应,升高温度,平衡逆向移动,混合气的颜色加深,降低温度,平衡正向移动,混合气的颜色变浅,则此实验可用于验证温度对反应平衡移动的影响,A正确;
B.实验中,温度不同、两种盐也不同,不能验证不同催化剂对的反应速率的影响,B错误;
C.稀硫酸滴入锥形瓶中,挤占了气体所占的空间,同时反应生成氢气,不管反应吸热还是放热,气囊的体积都会膨胀,所以不能验证反应为放热反应,C错误;
D.烧杯敞口,热量大量散失,不能用于测定中和反应温度的变化,D错误;
故选A。
12. 由羟基丁酸()生成丁内酯的反应如下:。在25℃时,水溶液中羟基丁酸的初始浓度为0.180mol/L,随着反应的进行,测得丁内酯的浓度随时间的变化如下表所示。下列说法不正确的是
t/min
21
50
80
100
120
160
220
∞
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
A. 整个反应中共出现了3种官能团
B. 21min时的逆反应速率小于50min时的正反应速率
C. 若将丁内酯不断从体系中分离,不仅能提高羟基丁酸的转化率,而且能加快反应的速率
D. 25℃时,该反应的平衡常数K=2.75
【答案】C
【解析】
【详解】A.整个反应中共出现了3种官能团,分别为羟基丁酸中的羧基与羟基以及丁内酯中的酯基,A正确;
B.当时间无穷大时丁内酯浓度为,反应刚开始时正反应速率最大,逆反应速率最小,反应平衡时正、逆反应速率相等,则反应平衡前,逆反应速率小于正反应速率,即21min时的逆反应速率小于50min时的正反应速率,B正确;
C.若将丁内酯不断从体系中分离,使其浓度减小,平衡正向移动,可以提高羟基丁酸的转化率,但不能加快反应的速率,C错误;
D.25℃时,生成物丁内酯的平衡浓度为,反应物羟基丁酸的平衡浓度为:,则平衡常数,D正确;
故选C。
13. 二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意义重大。以催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(与作用生成和)。下列说法正确的是
A. 催化剂在反应中参加了反应,降低了活化能,提高了平衡产率
B. 在反应中为催化剂
C. 若是反应的决速步,则该步的化学反应速率最快
D. 图示过程的总反应式可表示为
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂在反应中参加了反应,降低了活化能,提高反应速率,但不影响化学平衡、不能提高平衡产率,A错误;
B.反应的催化剂为,由图可知在反应中为中间产物,B错误;
C.决速步的活化能最大、化学反应速率最慢,C错误;
D.由图可知,二氧化碳甲烷化的总反应为,D正确;
选D。
14. 在密闭容器中发生反应,若反应达到平衡后,保持温度不变,将气体压缩到原体积的,再次达到平衡时,Z的浓度是原平衡的1.8倍,下列叙述中正确的是
A. 平衡向正反应方向移动 B.
C. W的体积分数增大 D. X的转化率降低
【答案】D
【解析】
【分析】在密闭容器中发生反应:,反应达到平衡后,保持温度不变,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,不考虑平衡移动,Z浓度应为原来的2倍,题干中Z的浓度为原平衡的1.8倍,说明平衡逆向进行。
【详解】A.根据分析,平衡向逆反应方向移动,A错误;
B.压缩容器体积,压强增大,平衡逆向进行,所以逆向是气体体积减小的反应,所以a+b<c+d,B错误;
C.根据分析,平衡向逆反应方向移动,W的物质的量减小,总的物质的量也减小,故W的体积分数可能增大也可能减小,C错误;
D.平衡逆向进行,X转化率降低,D正确;
故选D。
15. 在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比、、投料,发生反应: ,测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线Ⅰ代表的投料比为
B. 升高温度,可使平衡常数K增大
C. 向容器中继续充入,平衡正向移动,的转化率升高
D. 在a点对应的温度下,达到平衡时,的体积分数约为33.3%
【答案】C
【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,根据投料三种情况的对比,的二氧化硫转化率最高,故曲线Ⅰ是;的二氧化硫转化率最低,故曲线Ⅲ是;所以,是曲线Ⅱ。据此分析作答。
【详解】A.根据分析可知,曲线Ⅰ代表的投料比为,A正确;
B.平衡常数K只受温度影响,温度升高平衡正向移动,K增大,B正确;
C.向容器中继续充入,平衡正向移动,的转化率降低,C错误;
D.在a点对应的温度下,属于曲线Ⅱ情况的,则是按照的投料进行反应,此时,二氧化硫转化率为,二氧化硫消耗。列出三段式计算:,的体积分数为,D正确;
故选C。
16. 对于反应,根据下列图示信息得到的结论正确的是
A. 甲图: B. 乙图:
C. 丙图:点1对应的 D. 丁图:I对应的反应温度大于II对应的
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,升高温度,逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为焓变小于0的放热反应,故A错误;
B.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,由图可知,B的物质的量一定时,p1条件下A的转化率大于p2条件下,则压强p1大于p2,故B错误;
C.由图可知,温度一定时,点1对应B的转化率大于点4,说明反应向逆反应方向进行,逆反应速率大于正反应速率,故C正确;
D. 温度会使反应平衡发生移动,温度不同,Ⅰ和Ⅱ对应平衡时A的体积分数不相等,故D错误;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题共56分)
二、非选择题(17题12分,18题14分,19题16分,20题14分,共56分)
17. 生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,回答下列问题:
(1)“即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面___________(填字母)反应释放的热量加热食物。
A.生石灰和水 B.浓硫酸和水 C.氯化铵和碱石灰
(2)用如图所示的装置测定中和反应反应热,回答下列问题:
①从实验装置上看,还缺少___________。
②通过上述实验测得中和热数值略小于,请你分析可能的原因是___________(填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.分多次把溶液倒入盛有盐酸的内筒中
C.用温度计测定溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度
(3)用于处理大气污染物过程的能量变化情况如图。
写出该过程热化学方程式:___________。
(4)水煤气变换反应为:。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如下图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用“”标注。请找出该反应中的决速步___________(用序号表示)。
(5)已知 , ,根据盖斯定律写出(肼)与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式___________。
【答案】(1)A (2) ①. 玻璃搅拌器 ②. ABC
(3)
(4)④ (5)
【解析】
【小问1详解】
即热饭盒应该是利用放热反应放出热量达到升高温度而加热食物目的,生石灰和水的反应是放热反应,浓硫酸溶于水也是放热过程,但浓硫酸具有强腐蚀性,不适宜加热食物,氯化铵和碱石灰是吸热反应,故答案选A;
【小问2详解】
①由图可知,装置缺少仪器是环形玻璃棒搅拌器;
②A.实验装置保温、隔热效果差,热量散失多,计算结果数值应该偏小,A正确;
B.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失多,计算结果数值应该偏小,B正确;
C.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度,造成初始温度偏高,且有热量损失,计算结果数值应该偏小,C正确;
故选ABC;
【小问3详解】
由能量变化图像知,所以该过程的热化学方程式:;
【小问4详解】
根据图示,正反应活化能的最大值为1.86-(-0.16)=2.02 eV,该反应中的决速步为④;
【小问5详解】
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ·mol﹣1,②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O (g) △H=-534kJ·mol﹣1,根据盖斯定律,由②×2-①得:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(-534kJ·mol﹣1) ×2-67.7kJ·mol﹣1=-1135.7kJ·mol﹣1,所以肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135.7kJ·mol﹣1;
18. Ⅰ.某兴趣小组用压强传感器研究和不同浓度稀硫酸反应的反应速率,得到如图所示曲线,请回答下列问题:
(1)硫酸的浓度曲线a___________曲线b(“>”,“<”或“=”)
(2),的平均反应速率分别为,,则___________(“>”,“<”或“=”),原因是___________。
Ⅱ.某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号
温度/℃
参加反应的物质
A
20
10
0.1
10
0.1
0
B
20
5
0.1
10
0.1
5
C
20
10
0.1
5
0.1
5
D
40
5
0.1
10
0.1
5
(3)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件。其中:
①能说明温度对该反应速率影响的组合是___________(填实验序号)。
②A和B、A和C的组合比较,所研究的问题是___________。
③能说明相同温度条件下,该反应速率更大程度上取决于哪种反应物浓度的组合是___________。
(4)实验中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析为何不采用测量单位时间内产生气体体积的大小进行比较:___________。
【答案】(1)> (2) ①. < ②. 活泼金属与酸的反应是一个放热反应,导致溶液的温度升高,反应速率加快
(3) ①. BD ②. 相同温度条件下反应物浓度对该反应速率的影响 ③. BC
(4)易溶于水,测量体积时误差较大
【解析】
【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响,应该要注意控制研究的变量以外,其它量要相同,以此作答;
【小问1详解】
由题干图示信息可知,曲线a对应容器中压强增大得比曲线b对应容器中压强增大的快,说明曲线a容器中反应速率比曲线b的大,根据浓度越大反应速率越大,故硫酸的浓度曲线a>曲线b;
【小问2详解】
由题干图示信息可知,t0~t1,t1~t2 的平均反应速率分别为、,则<,其原因是活泼金属与酸的反应是一个放热反应,导致溶液的温度升高,反应速率加快,故答案为:<;活泼金属与酸的反应是一个放热反应,导致溶液的温度升高,反应速率加快;
【小问3详解】
①根据实验控制变量的原则可知,B、D两组实验中只有温度不同,其余条件均相同,故能说明温度对该反应速率影响的组合是BD;
②由表中数据可知,A和B只改变了的浓度、A和C只改变了的浓度,则A和B、A和C的组合比较,所研究的问题是相同温度条件下反应物浓度对该反应速率的影响;
③由表中数据可知,B和C的组合比较,的浓度和的浓度不同,其余条件相同,则所研究的问题是相同温度条件下,该反应的反应速率更大程度上取决于哪种反应物的浓度,故答案为:BC;
【小问4详解】
由于易溶于水,测量体积时误差较大,则实验中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,而不采用测量单位时间内产生气体体积的大小进行比较,故答案为:易溶于水,测量体积时误差较大。
19. Ⅰ.、的应用和治理是当今社会的热点问题。工业上可用于高炉炼铁,发生如下反应:,已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
(1)该反应的正反应为___________反应(填“放热”或“吸热”),欲提高的平衡转化率,促进的转化,可采取的措施是___________(选填序号)。
A.及时吸收或移出 B.增大反应体系的压强
C.用更高效的催化剂 D.粉碎矿石,增大接触面积
(2)一定条件下,在容积一定的容器中,铁和CO2发生反应: ,该反应的平衡常数表达式___________。下列措施中能使平衡时增大的是___________(选填编号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.充入一定量 D.再加入一些铁粉
Ⅱ.合成尿素的反应为: 。一定条件下,在的恒容密闭容器中,充入和,反应经后达到平衡,测得容器中的浓度为。完成下列填空:
(3)内,平均反应速率=___________,的转化率为___________。
(4)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________(填序号)。
A. B. 气体的平均相对分子质量不随时间而变化
C. 和的比例保持不变 D. 气体的压强不再发生变化
【答案】(1) ①. 放热 ②. A
(2) ①. ②. A
(3) ①. ②. 50% (4)BD
【解析】
【小问1详解】
由题干表中数据可知,该反应的平衡常数随着温度的升高而减小,故该反应的正反应为放热反应,
A.及时吸收或移出CO2,化学平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,A符合题意;
B.该反应是一个气体体积不变的反应,故增大反应体系的压强,化学平衡不移动,CO的平衡转化率不变,B不合题意;
C.用更高效的催化剂不能使平衡发生移动,CO的平衡转化率不变,C不合题意;
D.粉碎矿石,增大接触面积,可以加快反应速率,但不能使平衡发生移动,CO的平衡转化率不变,D不合题意;
故答案为:放热;A;
【小问2详解】
一定条件下,在容积一定的容器中,铁和CO2发生反应: ,根据平衡常数的定义可知,该反应的平衡常数表达式,平衡时即为平衡常数,平衡常数仅仅是温度的函数,故升高温度,上述平衡正向移动,平衡常数增大,即能使平衡时增大,其余因素均不能改变平衡常数,故答案为:;A;
【小问3详解】
合成尿素的反应为: 。一定条件下,在10L的恒容密闭容器中,充入2molNH3和1molCO2,反应经后达到平衡,测得容器中CO2的浓度为0.05mol/L,即CO2的浓度减小了-0.05mol/L=0.05mol/L,根据化学计量系数可知,同时NH3的浓度减小了2×0.05mol/L=0.1mol/L,故0~5min内,NH3平均反应速率===0.02(mol/L·min),CO2的转化率为×100%=50%,故答案为:0.02(mol/L·min);50%;
【小问4详解】
A. 化学平衡的本质特征为正逆反应速率相等,结合反应速率之比等于化学计量系数之比可知,当化学平衡时,故还未达到化学平衡,A不合题意;
B. 由题干信息和反应方程式可知,反应前气体的平均相对分子质量为=26,假如完全反应后生成的为H2O(g),则气体的平均相对分子质量为18,即反应过程中气体的平均相对分子质量一直在改变,则气体的平均相对分子质量不随时间而变化说明反应达到化学平衡,B符合题意;
C. 已知NH3和CO2的投入量为2:1,而反应过程中NH3和CO2的消耗量也是2:1,即NH3和CO2的物质的量之比一直为2:1,故NH3和CO2的比例保持不变不能说明反应达到化学平衡,C不合题意;
D. 在恒温恒容的密闭容器中,气体的压强与气体的物质的量成正比,反应过程中气体的物质的量一直在改变,即容器内气体的压强一直在改变,即气体的压强不再发生变化说明反应达到化学平衡,D符合题意;
故答案为:BD。
20. 二氧化碳是常见的温室气体,其回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)已知:
①
②
则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为______。
(2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇,反应的化学方程式为:。往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4mol,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是______(填或“>”“<”或“=”)A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是______。
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是______(填字母)。
A. B.的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.同一时间内,消耗,生成0.02molCO
③上述投料在、压强下,平衡时的体积分数是______;平衡常数是______;平衡后再加入1.0molCO,2mol,1mol,则化学平衡会______(填“正向移动、逆向移动、不移动”)。
④在、压强时,若压强恒定为p,则平衡常数=______(用气体平衡分压代替气体平衡浓度,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
【答案】(1)
(2) ①. < ②. ③. BD ④. ⑤. 400 ⑥. 正向移动 ⑦.
【解析】
【小问1详解】
按盖斯定律,,反应=,
【小问2详解】
①在其它条件相同时,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,由图可知,在相同温度下,CO的平衡转化率:P2时>P1时,则P1、P2的大小关系是P1<P2;由图可知,同一压强下,升高温度,CO的平衡转化率减小,说明升高温度,平衡逆向移动,A、B的温度相同,故KA=KB,C的温度比A和B的高,升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小,则A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC由大到小关系:KA=KB>KC;
②A.不同物质正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比,即v正(H2)=2v逆(CH3OH)时,能说明反应达到平衡状态,则v正(H2)=v逆(CH3OH),不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.CH3OH的体积分数不再改变,即CH3OH的浓度不再改变,能说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C.该反应中所有物质都呈气态,建立平衡的过程中混合气体的质量始终不变,容器容积不变中,混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度不再改变,不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.同一时间内,消耗0.04molH2,生成0.02molCO,说明正、逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,D符合题意;故选BD;
③
H2的体积分数=物质的量分数=0.05÷0.2=25%;
平衡常数K==400;
平衡后再加入1.0molCO,2mol,1mol,Q=<K,平衡正向移动;
在、压强时,若压强恒定为p,则平衡常数=。
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