内容正文:
六安一中2024届高三年级第一学期检测
化学试卷
时间:50分钟 满分:70分
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12
一、单选题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列说法正确的是
A. 1g水蒸气→1g液态水→1g冰,熵依次增加
B. 通过改变条件使可逆反应正向移动,反应物的转化率一定增大
C. 反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大
D. 升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.体系混乱度越大,熵值越大,1g水蒸气→1g液态水→1g冰,熵依次减小, A错误;
B.有两种或两种以上物质参加的可逆反应,若增大某一反应物的浓度,化学平衡正向移动,其它反应物的平衡转化率提高,但该物质的平衡转化率反而会降低,B错误;
C.反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,C正确;
D.升高温度,物质的内能增加,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,升高温度不能降低化学反应的活化能,D错误;
故选C。
2. 已知CuS是一种不溶于非氧化性酸的沉淀。下列说法正确并能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成SO3采用高压条件以增大平衡转化率
B. 向的平衡体系中加入少量KCl固体,溶液颜色变浅
C. 向氯水中加碳酸钠,可提高溶液中的浓度
D. 向饱和H2S溶液中加入少量硫酸铜溶液,溶液酸性增强
【答案】D
【解析】
【详解】A. 工业合成SO3是气体体积减小的反应,常压时二氧化硫的转化率已经较高,采用高压条件增大平衡转化率意义不大,故A错误;
B. 向平衡体系中加入少量KCl固体,钾离子和氯离子没有参加络合反应,平衡不移动,溶液颜色不变浅,故B错误;
C. 酸性:H2CO3>HClO>HCO,向氯水中加碳酸钠,碳酸钠与盐酸和次氯酸均反应,使Cl2+H2O HCl+HClO平衡正向移动,可提高溶液中的浓度,但不能提高浓度,故C错误;
D. 向饱和H2S溶液中加入少量硫酸铜溶液,促进H2S向电离方向移动,生成硫酸和硫化铜,溶液酸性增强,故D正确;
故选D。
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 0.1mol/L明矾(KAl(SO4)2·12H2O)溶液完全水解后生成Al(OH)3胶粒数小于NA
B. 将1molSO2通入足量水中,充分反应后所得H2SO3的分子数小于NA
C. ,0.5molN2与足量H2充分反应放出的热量小于46kJ
D. 室温下,100mLpH为13的NaOH溶液中含OH-个数为0.01NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.明矾溶液体积未知,不能确定水解的明矾的物质的量,也不能确定水解生成的Al(OH)3胶粒数,A项错误;
B.与水的反应为可逆反应,所以将1mol通入足量水中,充分反应后所得的分子数小于,B项正确;
C.该反应为可逆反应,表示完全反应生成2mol放出的热量为,0.5molN2与足量H2充分反应时,不能完全反应,故放出的热量小于,C项正确;
D.室温下,100mLpH为13的NaOH溶液中,,含个数为0.01NA;D项正确;
答案选A。
4. 在一定温度下的定容容器中,能表明反应A(s)+4B(g)⇌3C(g)+D(g)已达平衡状态的是
①A的质量不再改变
②单位时间内生成amolA,同时消耗3amolC
③容器中混合气体的压强不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥B的物质的量浓度不再改变
⑦n(B)=4n(D)
A. ②④⑤ B. ①④⑤⑥ C. ①③⑥⑦ D. 全部
【答案】B
【解析】
【详解】①A的质量不再改变能说明反应到平衡;②单位时间内生成amolA,同时消耗3amolC都在说逆反应速率,故不能说明到平衡;③该反应为前后气体物质的量相等的反应,故容器中混合气体的压强不再改变不能说明反应到平衡;④该反应中非气体物质,故混合气体的密度不再改变可以说明反应到平衡;⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变说明气体总质量不变,反应到平衡;⑥B的物质的量浓度不再改变说明反应到平衡。
⑦n(B)=4n(D)不能说明反应到平衡。
故选B。
5. 如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B. 步骤③中常采用热交换器提高能量利用率
C. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D. 为保持足够高的原料转化率,应在反应达到一定时间时将氨从混合气中分离出去
【答案】C
【解析】
【分析】N2和H2净化干燥除去含P、S、As的化合物等杂质后,加压既能提高反应速率,又能促进平衡正向移动,合成氨的反应为放热反应,低温有利于平衡正向移动,但是低温下,催化剂活性低,反应速率也低,因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂进行催化反应,及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率,剩余的N2和H2再循环利用,据此分析判断。
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质,以防止铁催化剂中毒,故A正确;
B.N2和H2合成氨前需要加热,反应后混合气体要经由冷凝将氨液化分离,则步骤③中常采用热交换器提高能量利用率,故B正确;
C.催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,合成氨反应为放热反应,高温不利于平衡正向移动,而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动,所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率,步骤③不能,故C错误;
D.在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去,可使平衡正向移动,能保持足够高原料转化率,故D正确;
故选C。
6. 向容积为的密闭容器中通入一定量的和的混合气体,发生反应:。体系中各物质浓度随时间的变化如图所示。
下列有关说法正确的是
A. 时,反应达到化学平衡状态
B. 到达化学平衡前,混合体的颜色逐渐变深
C. 容器中气体的总物质的量浓度最多为
D. 若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前,容器内气体的温度逐渐升高
【答案】B
【解析】
【详解】A. 由图可知,64s后二氧化氮和四氧化二氮的浓度依然发生改变,说明正逆反应速率不相等,反应未达到化学平衡状态,故A错误;
B. 二氧化氮气体为红棕色,四氧化二氮为无色,由图可知,平衡前二氧化氮的浓度增大,则混合气体的颜色逐渐变深,故B正确;
C. 随着反应的进行,体系内气体总物质的量浓度增大,当达到平衡时,容器中气体的总物质的量浓度最多为1.8mol/L,故C错误;
D. 由方程式可知,该反应为吸热反应,则该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低,故D错误;
故答案选B。
7. 在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确的是
A. 图Ⅰ中,甲、乙的平衡常数分别为、,则
B. 图Ⅱ中,平衡状态甲与乙的反应物转化率乙>甲
C. 图Ⅱ中,t时刻可能是增大了压强
D. 图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡,说明乙温度高于甲
【答案】D
【解析】
【分析】从图Ⅰ可知,甲平衡状态时改变一条件,正逆反应速率同时增大,且正反应速率增大程度大于逆反应速率,结合该反应为放热反应,可知改变的条件为增大压强,从图Ⅱ可知,改变条件后,正逆反应速率变化程度相同,说明加了催化剂。从图Ⅲ可知,乙的反应速率大于甲,结合该反应为放热反应,说明乙的温度高于甲。
【详解】A.图I中,改变条件,平衡向正反应方向移动,改变条件时反应速率与原来平衡点没有接触点,说明改变的条件是增大压强,平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,所以K1=K2,A错误;
B.该反应前后气体体积计量数之和改变,图II中,改变条件正逆反应速率相等,平衡不移动,说明加入的是催化剂,B错误;
C.根据B知,改变的条件是催化剂,如改变压强,化学平衡将发生移动,C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,则产物含量减少,如果改变的条件是温度,根据“先拐先平数值大”知,乙温度高于甲,D正确;
故答案选D。
8. 下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向溶液中加入溶液,充分反应后,滴入溶液,溶液变红
与发生的反应为可逆反应
B
将铁钉置于盛有稀醋酸的试管中,长时间放置,暴露在空气中的铁钉表面出现大量锈迹
铁钉只发生析氢腐蚀
C
将浓硫酸与灼热的木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和溶液、澄清石灰水,观察到品红溶液褪色,石灰水变浑浊
浓硫酸与木炭反应生成了和
D
用注射器吸入和的混合气体,将细管端用橡胶塞封闭。迅速向外拉活塞,观察到气体颜色先变浅后变深(最终颜色比拉动活塞前要浅)
减小压强时该平衡向着生成的方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若铁离子和碘离子的反应有一定限度,过量铁离子与碘离子反应后,溶液中一定含有碘离子,则判断铁离子和碘离子的反应有一定限度时,应检验溶液中是否存在碘离子,不能检验是否含有铁离子,A错误;
B.吸氧腐蚀和析氢腐蚀都会发生,但是酸性条件下以析氢腐蚀为主;B错误;
C.浓硫酸与灼热的木炭反应产生二氧化碳、二氧化硫,均使澄清石灰水变浑浊,应选足量酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫后,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,才可检验二氧化碳,C错误
D.将注射器活塞外拉,气体浓度均减小,则颜色先变浅,而后平衡向着气体体积增大的方向,也即生成二氧化氮的方向移动,故颜色又会变深,但最终还是比原来颜色浅,D正确;
故选D。
9. CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应方程式是:(g)+CO2(g)(g)+H2O(g)+CO(g),其反应历程如图所示。下列有关说法正确的是
A. 该反应的
B. 该反应的平衡常数表达式为(-表示苯基)
C. 催化剂表面酸性越强,苯乙烯的产率越高
D. 过程③可能生成副产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干反应方程式可知,该反应正反应是一个气体体积增大的方向,故该反应的,A错误;
B.由题干反应方程式可知,产物中H2O为气态,故该反应的平衡常数表达式为(-表示苯基),B错误;
C.根据反应历程可知,催化剂表面需要活化吸附,该微粒带负电荷,如果催化剂表面酸性较强,则带负电荷的氢氧根离子较少,有利于的吸附,且酸性物质不会和二氧化碳反应,从而提高了乙苯的转化率,但酸性太强,催化剂表面吸附大量的带正电的H+,导致的吸附能力减弱,不利乙苯转化率的提高,故并不是催化剂表面酸性越强,苯乙烯的产率越高,C错误;
D.由题干反应历程图示信息可知,过程③中存在和中间体微粒,故可能生成副产物,D正确;
故答案为:D。
10. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】A
【解析】
【分析】由题图可知,投料比不变时,随温度的升高CH4的平衡转化率增大,所以该反应为吸热反应;在相同的温度下,投料比减小,相当于在CH4的投料量不变的情况下增大H2O的投料量,当反应物不止一种时,其他条件不变,增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反应物的平衡转化率,同时降低自身平衡转化率,故投料比x越小,CH4的平衡转化率越大。
【详解】A.点b、c均为平衡状态,v正=v逆,点b CH4的平衡转化率大于点c,两点CH4的投料量相同,则反应产物CO、H2的平衡浓度:点b>点c,两点温度相同,故,A错误;
B.由题图可知,点b对应CH4的平衡转化率大于点c,结合分析可知,点b对应投料比小于点c,故,B正确;
C.由分析可知,该反应为吸热反应,随温度升高,平衡常数增大,又由点b、c温度相同,则平衡常数:Ka<Kb=Kc,C正确;
D.该反应为反应前后气体分子数改变的反应,恒温恒容条件下,随反应进行容器内压强改变,当压强不变时,反应达到平衡状态,D正确;
故选A。
11. 在容积不变的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,830℃时反应的平衡常数是1.0,下列说法正确的是
A. 容器内的压强不变时,说明反应达到平衡状态
B 若平衡时移走CO2,则平衡向正反应方向移动,化学反应速率加快
C. 830℃时,充入0.1molCO和0.3molH2O保持温度不变,CO平衡转化率为75%
D. 1000℃时,某时刻CO2、H2、CO和H2O的浓度均为0.05mol/L,此时平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.一定温度下容积不变时,体系压强与物质的量成正比。该反应气体分子总数始终不变、故压强也始终不变,则当体系压强不随时间变化时不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.若平衡时移走CO2,则减少了产物浓度、平衡向正反应方向移动,但化学反应速率减小,B错误;
C. 830℃时,充入0.1molCO和0.3molH2O保持温度不变,,,得x=0.075mol,则CO平衡转化率为75%,C正确;
D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,830℃时反应的平衡常数是1.0,1000℃时,平衡左移,则K<1,某时刻CO2、H2、CO和H2O的浓度均为0.05mol/L,,则此时平衡向逆反应方向移动,D错误;
答案选C。
12. 工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在Pt-Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物N2,两个竞争反应化学方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
现将1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密闭容器中,在上述催化剂作用下反应,相同时间内有关生成物物质的量随温度变化曲线如图所示:
已知:有效转化率=×100%
下列说法不正确的是
A. 400℃时,主要发生反应Ⅱ
B. 由图分析工业上用氨催化氧化制备HNO3,最佳温度约为840℃
C. 520℃时,NH3的有效转化率约为66.7%
D. 840℃后,NO的物质的量下降,可能是反应I平衡逆向移动所致
【答案】C
【解析】
【详解】A.400℃时,氮气的物质的量最大,说明主要发生反应Ⅱ,A正确;
B.840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低,则工业用氨催化氧化制备HNO3,选择的最佳温度是840℃,B正确;
C.由图知520C时,生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol,则反应Ⅱ消耗的氨气的物质的量为0.4mol,反应Ⅰ消耗的氨气的物质的量为0.2mol,NH3的有效转化率为,C错误;
D.840℃后,NO的物质的量下降,可能是反应Ⅰ为放热反应,升温,反应Ⅰ平衡逆向移动所致,D正确;
故选C。
13. 氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是
A. 该反应在低温下可以自发进行
B. 粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原
C. 图2中T1对应图1中的温度为1300℃
D. 若图1中A点对应温度下体系压强为10MPa,则H2O(g)的分压为5MPa
【答案】C
【解析】
【详解】A.由方程式聚集状态知ΔS>0,由图1可知正反应是吸热反应ΔH>0,则根据ΔG=ΔH-TΔS<0知,该反应为高温下的自发反应,故A错误;
B.该反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向进行,不利于反应向右进行,故B错误;
C.根据图像1,1300℃时该反应的平衡常数K==1,根据图2可知,T1℃是正逆化学平衡常数相等,即此时平衡常数为1,故C正确;
D.A点各组分的浓度之和为5mol/L,在同一容器中,压强之比等于物质的量之比,也等于浓度之比,所以A点对应温度下体系压强为10MPa时,H2O(g)的分压为4MPa,故D错误;
答案为C。
14. 某研究团队利用配位不饱和铜纳米点催化剂实现了乙炔高效稳定生产聚合级乙烯。图1所示膜电极反应器可用于持续制备聚合级乙烯,图2表示产物的选择性与电流强度的关系。
下列叙述错误的是
A. 电流宜选择,电流高于时乙烷的选择性增大
B. X极电极反应式为
C. 膜R为阴离子交换膜
D. Y极生成(标准状况),制备的乙烯小于
【答案】B
【解析】
【分析】由X极通乙炔然后生成乙烯可知X极得电子,发生还原反应,故为阴极;Y电极氢氧根离子放电生成氧气,Y为阳极,据此作答。
【详解】A.由图2可看出,电流选择时乙烯的选择性最大,大于时乙烷的选择性增大,A正确;
B.体系是氢氧化钾溶液呈碱性,故X极的电极反应式为,B错误;
C.Y极发生的电极反应是,膜R为阴离子交换膜可让X极产生的氢氧根移向Y极,弥补Y极氢氧根离子浓度的减小,C正确;
D.Y极生成(标准状况),转移的电子为4mol,由乙炔生成乙烯需要转移的电子也为4mol,但由于此反应乙烯的选择性小于100%,故制备的乙烯小于,D正确;
故选B。
二、非选择题(每空2分,共28分)
15. 电化学还原将其转化为其它化学产品,是一种综合利用的好方法。
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义:
×100%;×100%
(1)碱性电化学还原前,先在中性电解液中通电一段时间,及电流稳定后,再通。在阴极区若每得到电子,同时有也会得到等物质的量的电子,且阴极区电解液的几乎保持不变(忽略溶液体积变化)。
①电极I是______极。
②写出阴极由产生的电极反应式:______。
③阴极附近发生反应______(用离子方程式表示),生成的难以放电,降低了。结合上述信息,的理论最大值为______。
④结合化学用语分析阳极区产生的原因是______。
(2)控制、电解液中存在时,电化学还原过程中(其他含碳产物未标出)和的法拉第效率变化如图3所示。
①结合图3的变化规律,推测可能的作用是______。
②时,(已折合为标准状况,下同)的被完全吸收并还原为和,分离后,将和混合气体通入如图4所示装置(反应完全),出口处收集到气体。则为______。
【答案】(1) ①. 阳 ②. ③. ④. 11.11%或 ⑤. 阳极区发生电极反应,阴极区产生的透过阴离子交换膜进入阳极,发生反应:+2H+=CO2↑+H2O,产生
(2) ①. 提高电化学还原CO2生成CH4的选择性或抑制阴极析氢 ②. 10%
【解析】
【分析】碱性电化学还原,电极Ⅱ为阴极,、得电子发生还原反应,电极反应式为、,电极Ⅰ为阳极,失电子发生氧化反应,电极反应式为;
酸性电化学还原,电极Ⅱ为阴极,、得电子发生还原反应,电极反应式为、,电极Ⅰ为阳极,失电子发生氧化反应,电极反应式为;
【小问1详解】
①由分析,电极I是阳极;
②根据分析,阴极产生甲烷的电极反应为;
③阴极生成碳酸根离子,发生反应为二氧化碳和氢氧根离子生成碳酸根离子和水:;在阴极区若每得到1mol电子,同时有也会得到等物质的量的电子,若生成1mol,消耗1mol得8mol电子,生成8molOH-,也会得到8mol电子,生成8mol OH-,共16mol OH-,发生反应,消耗8mol,阴极共消耗9mol,根据选择性公式,的理论最大值为;
④阳极区发生电极反应,阴极区产生的透过阴离子交换膜进入阳极,发生反应:+2H+=CO2↑+H2O,产生;
【小问2详解】
①结合图3的变化规律,随着浓度增大,的法拉第效率降低,可能的作用是KCl 抑制了(阴极)析氢,总体而言提高了电化学还原CO2 生成CH4的选择性;
②时,拉第效率为20%;将和混合气体通入如图4所示装置(反应完全),被吸收,出口处收集到6.72L气体为,的物质的量为6.72L ÷22.4L/mol=0.3mol,生成的电极反应式为,可知生成0.3mol得到0.3mol×8=2.4mol电子,法拉第效率为20%,则通过阴极的电子为2.4mol÷20%=12mol,共有(已折合为标准状况,为0.5mol) 被完全吸收并还原为和,根据碳原子守恒,的物质的量为=0.1mol,生成的电极反应式为,可知生成0.1mol得到1.2mol电子,则为=10%。
16. 2023年杭州亚运会开幕式的主火炬创新使用零碳甲醇燃料,助力打造碳中和亚运会,向世界传递绿色亚运精神。目前,我国每生产一吨零碳甲醇可以消耗1.375吨的二氧化碳,实现了二氧化碳的资源化利用。
I.以CO2为原料加氢可以合成甲醇CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为可通过如下两个步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90kJ·mol-1
(1)总反应的CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=______;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)恒容密闭容器中,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)达到平衡,下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是______(填字母)。
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)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CH3OH(g)浓度随时间的变化如表所示:
时间/min
0
3
5
10
15
浓度/(mol·L-1)
0
0.3
0.45
0.5
0.5
平衡时H2的转化率=______,测得该条件下平衡时体系的压强为P,求该反应的Kp=______。(可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温度下Kp=。其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示对应物质的分压,pB=p总×)。
Ⅱ.在催化剂存在的条件下进行以下两个竞争反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
(4)将n(H2)/n(CO2)=3的混合气体充入体积为VL的密闭容器中,相同时间内测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。已知:CH3OH选择性=生成的CH3OH的物质的量/消耗的CO2的物质的量。
①270oC以后CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是______。(写出一条)
②有利于提高CH3OH选择性的反应条件可以是______(填标号)。
A.升高温度 B.使用更合适的催化剂 C.增大压强 D.原料气中掺入适量的CO
【答案】(1) ①. -49kJ/mol ②. C (2)C
(3) ①. 75% ②.
(4) ①. 反应未达平衡,升高温度反应速率加快,相同时间内消耗的CO2变多(也可能是生成CO为主反应,温度升高,平衡正向移动,导致CO2转化率上升) ②. BCD
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知:总反应=①+②,ΔH=ΔH1+ΔH2 =-49kJ/mol;若反应①为慢反应,即反应①的活化能更大,且要满足①是吸热反应,②是放热反应,且总反应是放热反应,满足条件的图像为C;
【小问2详解】
A.升高温度,化学反应速率加快,平衡逆向移动,减小,A错误;
B.充入He(g),使体系压强增大,但体系中各组分浓度不变,平衡不移动,不变,B错误;
C.再充入1 molH2,增加反应物浓度,化学反应速率加快,平衡正向移动,增大,C正确;
D.将H2O(g)从体系中分离出去,减少生成物,化学反应速率减慢,平衡正向移动,增大,D错误;
故选C。
【小问3详解】
由题可得三段式:,平衡时氢气的转化率为,平衡时总物质的量为2mol,。
【小问4详解】
①270oC以后CO2转化率随温度升高而增大原因可能是:反应未达平衡,升高温度反应速率加快,相同时间内消耗的CO2变多;也可能是生成CO为主反应,温度升高,平衡正向移动,导致CO2转化率上升;
②A.升高温度,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)平衡逆向移动,CH3OH选择性降低,A错误;
B.使用更合适的催化剂,可提高CH3OH选择性,B正确;
C.增大压强,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)平衡正向移动,CH3OH选择性提高,C正确;
D.原料气中掺入适量的CO,CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)平衡逆向移动,CO2、H2浓度增大,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)平衡正向移动,CH3OH选择性提高,D正确;
故选BCD。
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六安一中2024届高三年级第一学期检测
化学试卷
时间:50分钟 满分:70分
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12
一、单选题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列说法正确的是
A. 1g水蒸气→1g液态水→1g冰,熵依次增加
B. 通过改变条件使可逆反应正向移动,反应物的转化率一定增大
C. 反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大
D. 升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
2. 已知CuS是一种不溶于非氧化性酸的沉淀。下列说法正确并能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成SO3采用高压条件以增大平衡转化率
B. 向的平衡体系中加入少量KCl固体,溶液颜色变浅
C. 向氯水中加碳酸钠,可提高溶液中的浓度
D 向饱和H2S溶液中加入少量硫酸铜溶液,溶液酸性增强
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 0.1mol/L明矾(KAl(SO4)2·12H2O)溶液完全水解后生成Al(OH)3胶粒数小于NA
B. 将1molSO2通入足量水中,充分反应后所得H2SO3的分子数小于NA
C. ,0.5molN2与足量H2充分反应放出的热量小于46kJ
D. 室温下,100mLpH为13的NaOH溶液中含OH-个数为0.01NA
4. 在一定温度下的定容容器中,能表明反应A(s)+4B(g)⇌3C(g)+D(g)已达平衡状态的是
①A质量不再改变
②单位时间内生成amolA,同时消耗3amolC
③容器中混合气体的压强不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥B的物质的量浓度不再改变
⑦n(B)=4n(D)
A. ②④⑤ B. ①④⑤⑥ C. ①③⑥⑦ D. 全部
5. 如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B. 步骤③中常采用热交换器提高能量利用率
C. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D. 为保持足够高的原料转化率,应在反应达到一定时间时将氨从混合气中分离出去
6. 向容积为的密闭容器中通入一定量的和的混合气体,发生反应:。体系中各物质浓度随时间的变化如图所示。
下列有关说法正确的是
A. 时,反应达到化学平衡状态
B. 到达化学平衡前,混合体的颜色逐渐变深
C. 容器中气体的总物质的量浓度最多为
D. 若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前,容器内气体的温度逐渐升高
7. 在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确是
A. 图Ⅰ中,甲、乙的平衡常数分别为、,则
B. 图Ⅱ中,平衡状态甲与乙的反应物转化率乙>甲
C. 图Ⅱ中,t时刻可能是增大了压强
D. 图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡,说明乙温度高于甲
8. 下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向溶液中加入溶液,充分反应后,滴入溶液,溶液变红
与发生的反应为可逆反应
B
将铁钉置于盛有稀醋酸的试管中,长时间放置,暴露在空气中的铁钉表面出现大量锈迹
铁钉只发生析氢腐蚀
C
将浓硫酸与灼热的木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和溶液、澄清石灰水,观察到品红溶液褪色,石灰水变浑浊
浓硫酸与木炭反应生成了和
D
用注射器吸入和的混合气体,将细管端用橡胶塞封闭。迅速向外拉活塞,观察到气体颜色先变浅后变深(最终颜色比拉动活塞前要浅)
减小压强时该平衡向着生成的方向移动
A. A B. B C. C D. D
9. CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应方程式是:(g)+CO2(g)(g)+H2O(g)+CO(g),其反应历程如图所示。下列有关说法正确的是
A. 该反应的
B. 该反应的平衡常数表达式为(-表示苯基)
C. 催化剂表面酸性越强,苯乙烯的产率越高
D. 过程③可能生成副产物
10. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
11. 在容积不变的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,830℃时反应的平衡常数是1.0,下列说法正确的是
A. 容器内的压强不变时,说明反应达到平衡状态
B. 若平衡时移走CO2,则平衡向正反应方向移动,化学反应速率加快
C. 830℃时,充入0.1molCO和0.3molH2O保持温度不变,CO平衡转化率为75%
D. 1000℃时,某时刻CO2、H2、CO和H2O的浓度均为0.05mol/L,此时平衡向正反应方向移动
12. 工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在Pt-Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物N2,两个竞争反应化学方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
现将1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密闭容器中,在上述催化剂作用下反应,相同时间内有关生成物物质的量随温度变化曲线如图所示:
已知:有效转化率=×100%
下列说法不正确的是
A. 400℃时,主要发生反应Ⅱ
B. 由图分析工业上用氨催化氧化制备HNO3,最佳温度约为840℃
C. 520℃时,NH3的有效转化率约为66.7%
D. 840℃后,NO的物质的量下降,可能是反应I平衡逆向移动所致
13. 氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是
A. 该反应在低温下可以自发进行
B. 粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿还原
C. 图2中T1对应图1中的温度为1300℃
D. 若图1中A点对应温度下体系压强为10MPa,则H2O(g)的分压为5MPa
14. 某研究团队利用配位不饱和铜纳米点催化剂实现了乙炔高效稳定生产聚合级乙烯。图1所示膜电极反应器可用于持续制备聚合级乙烯,图2表示产物的选择性与电流强度的关系。
下列叙述错误的是
A. 电流宜选择,电流高于时乙烷的选择性增大
B. X极的电极反应式为
C. 膜R为阴离子交换膜
D. Y极生成(标准状况),制备的乙烯小于
二、非选择题(每空2分,共28分)
15. 电化学还原将其转化为其它化学产品,是一种综合利用的好方法。
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义:
×100%;×100%
(1)碱性电化学还原前,先在中性电解液中通电一段时间,及电流稳定后,再通。在阴极区若每得到电子,同时有也会得到等物质的量的电子,且阴极区电解液的几乎保持不变(忽略溶液体积变化)。
①电极I是______极。
②写出阴极由产生的电极反应式:______。
③阴极附近发生反应______(用离子方程式表示),生成的难以放电,降低了。结合上述信息,的理论最大值为______。
④结合化学用语分析阳极区产生的原因是______。
(2)控制、电解液中存在时,电化学还原过程中(其他含碳产物未标出)和的法拉第效率变化如图3所示。
①结合图3的变化规律,推测可能的作用是______。
②时,(已折合为标准状况,下同)被完全吸收并还原为和,分离后,将和混合气体通入如图4所示装置(反应完全),出口处收集到气体。则为______。
16. 2023年杭州亚运会开幕式的主火炬创新使用零碳甲醇燃料,助力打造碳中和亚运会,向世界传递绿色亚运精神。目前,我国每生产一吨零碳甲醇可以消耗1.375吨的二氧化碳,实现了二氧化碳的资源化利用。
I.以CO2为原料加氢可以合成甲醇CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为可通过如下两个步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90kJ·mol-1
(1)总反应的CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=______;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)恒容密闭容器中,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)达到平衡,下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是______(填字母)。
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)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CH3OH(g)浓度随时间的变化如表所示:
时间/min
0
3
5
10
15
浓度/(mol·L-1)
0
0.3
0.45
0.5
0.5
平衡时H2的转化率=______,测得该条件下平衡时体系的压强为P,求该反应的Kp=______。(可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温度下Kp=。其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示对应物质的分压,pB=p总×)。
Ⅱ.在催化剂存在的条件下进行以下两个竞争反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
(4)将n(H2)/n(CO2)=3的混合气体充入体积为VL的密闭容器中,相同时间内测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。已知:CH3OH选择性=生成的CH3OH的物质的量/消耗的CO2的物质的量。
①270oC以后CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是______。(写出一条)
②有利于提高CH3OH选择性的反应条件可以是______(填标号)。
A.升高温度 B.使用更合适的催化剂 C.增大压强 D.原料气中掺入适量的CO
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