精品解析:贵州省贵阳市第一中学2025-2026学年高二上学期9月月考化学试题
2025-10-05
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内容正文:
贵阳市第一中学2025-2026学年高二上学期9月检测
化学试卷
一、选择题(本大题共14小题)
1. 已知①C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH1>0,② (石墨,s)+1/2 O2(g)=CO(g) ΔH2,③(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3 ,④C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH4,则下列说法正确的是
A. 金刚石比石墨稳定 B. 反应②表示石墨的燃烧热的热化学方程式
C. ΔH2>0 D. ΔH3>ΔH4
2. 把下列4种X的溶液,分别加入4个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,并加水稀释到50mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是
A. 10mL 2mol/L B. 20mL 2mol/L C. 10 mL 4mol/L D. 20mL 3 mol/L
3. 化学反应有多种理论,图1为有效碰撞理论,图2为使用催化剂和不使用催化剂时能量变化的过渡态理论。下列说法错误的是
A. 图1中Z表示有效碰撞
B. 通过图1可知:有效碰撞时反应物分子要有合适的取向
C. 图2中虚线代表有催化剂时的反应过程
D. 通过图2可知:催化剂能改变反应的焓变
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅
②增大压强可加快SO2转化为SO3的速率
③黄绿色的氯水光照后颜色变浅
④在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
⑤对平衡体系H2(g)+I2(g) 2HI(g)加压后,混合气体的颜色加深
A. ①③④ B. ②⑤ C. ①⑤ D. ①②④
5. 可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(s)△H=QkJ/mol,反应过程中,当其他条件不变时,C在混合物中的含量与温度(T)的关系如图I所示,反应速率(v)与压强(p)的关系如图II所示。据图分析,以下说法正确的是
图I 图II
A. T1<T2,Q>0
B. 增大压强,物质B的转化率减小
C. 至反应达平衡时,混合气体的密度会变化
D. a+b>c+d
6. 下列实验装置(部分夹持仪器未画出)不能达到实验目的的是
A. 装置Ⅰ:除去甲烷中的乙烯 B. 装置Ⅱ:制备硝基苯
C. 装置Ⅲ:乙醇氧化为乙醛 D. 装置Ⅳ:分离苯和水
7. 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施会加快氢气产生速率的是
A. 加少量醋酸钠固体 B. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液 D. 加少量硫酸钠固体
8. 下列说法不正确的是
A. 某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后,再压缩容器体积,则平衡逆向移动,再次达平衡后c(CO2)变小
B. 已知CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,溶液颜色变为蓝绿色
C. 某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快,ΔH不改变,达平衡前相同时间内转化率会增大
D. 分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙)
9. 化学图象可以综合并直观地反映外界条件对化学反应的影响,如图所示图象是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响,下列说法正确的是
A. 图①表示2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)在时扩大容器体积,v正随时间变化的曲线
B. 若图②中A、B、C三点表示反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)在不同温度、压强下NO的平衡转化率,则压强最小的是点A,化学平衡常数最小的是B点
C. 图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),由图可知a=0.5
D. 图④表示工业合成氨平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线,则转化率:
10. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lgK)值随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应的△H<0
B. NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
C. A点对应状态的平衡常数K(A)=102.294
D. 30℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆)
11. 下列反应属于氧化还原反应的
A. H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
B. 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C. NH3+HCl=NH4C1
D. CuO+H2Cu+H2O
12. 乙烯可由乙烷脱氢制得:,在一定条件下反应于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,既能加快化学反应速率又能提高乙烷平衡转化率的是
A. 增大容器体积 B. 升高温度
C. 分离出部分氢气 D. 恒压下通入氦气
13. NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢反应生成N2和CO2,为控制汽车尾气污染,下列措施最合理的是
A. 增大压强 B. 降低压强 C. 使用催化剂 D. 升高反应温度
14. 一定条件下合成乙烯:。已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是
A. M点的正反应速率大于N点的逆反应速率v逆
B. 若投料比,则图中M点乙烯的体积分数为
C. ,催化剂对平衡转化率的影响最大
D. 当温度高于,升高温度,平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低
二、非选择题(本大题共4小题)
15. 在化学科学研究中,物质发生化学反应的反应热可通过实验测定,也可通过化学计算的方式间接获得。
(1)实验方法测定反应热
①中和反应反应热的测定
实验中所需要使用的仪器除量热计外,还需要的玻璃仪器有__。为了减少实验误差,实验过程中应将NaOH溶液__(填“一次性”或“分多次”)倒入盛有盐酸的量热计内筒中;溶液混合后,准确读取混合溶液的___,记为终止温度。
②实验测得在一定温度下,0.2molCH4(g)与足量H2O(g)完全反应生成CO2(g)和H2(g)吸收33kJ的热量,该反应的热化学方程式为__。
(2)通过化学计算间接获得反应热
①已知断裂1molH—H键、I—I键、H—I键需要吸收的能量分别为436kJ、153kJ、299kJ。则反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)的△H=___kJ•mol-1。
②已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.8kJ•mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ•mol-1;
H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-241.8kJ•mol-1。
根据上述反应计算H2的燃烧热△H=__kJ•mol-1;
CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H=__kJ•mol-1。
16. 一定条件下,CO与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为。回答下列问题:
(1)已知1 mol C完全转化成水煤气(CO、H2混合物)时吸收热量131.5 kJ,则1mol C与CO2反应生成CO的焓变是_______
(2)上述反应达到平衡的标志是_______(填字母)。
A.容器内压强不随时间变化
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内CO、H2O的浓度之比为1∶1
D.单位时间消耗0.1 molCO同时生成0.1 mol H2O
(3)研究表明:上述反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/
400
500
800
平衡常数K
15
9
5
若反应为500℃,起始时CO和H2O的浓度均为0.02 mol/L,则达到平衡时,CO的平衡转化率为_______
(4)在条件下,将0.1 molCO与0.12 mol H2O(g)混合气体充入1 L密闭容器发生反应,反应过程中CO2的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①在内,以CO表示的平均反应速率为_______。
②T℃时该反应的平衡常数Kp=_______(压强代替浓度,分压=总压×物质的分数)。
③平衡后,若向容器中再充入0.2 molCO和0.02 mol H2O(g),则再次平衡后容器内的压强与充入CO和H2O(g)前的压强比为_______
17. 燃料气主要成分为CO和,利用燃料气合成甲烷反应原理为。回答下列问题:
(1)已知:、CO、的燃烧热分别为、、,则反应的_______。
(2)在恒容容器中充入、2molCO,分别在催化剂M、N作用下发生反应,氢气体积分数与反应时间和温度变化关系如图所示:
①据图判断,_______(填“>”“<”或“=”),催化剂催化效果:M_______(填“强于”或“弱于”)N。
②在温度℃下,若在恒压容器中充入4mol、4molCO,则刚达到平衡时体积分数符合上图中的_______(填“a”“b”“c”或“d”)点。
(3)在温度T℃下,向恒容反应器中加入等物质的量的和发生反应,开始时总压为72kPa,研究表明的生成速率,某时刻反应处于平衡状态,测得该温度下,,则该时刻_______kPa,_______;该温度下,该反应的化学平衡常数_______(列出表达式,平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数),
18. 现有下列物质:①KOH溶液②NaClO溶液③KHSO4溶液④SO2气体⑤碘水⑥氨水⑦NH4HSO4溶液
(1)①的导电能力比⑥的______(填“强”、“弱”或“无法判断”),理由是____________。
(2)的③的______。
(3)将少量④通入②中,发生反应的离子方程式为____________。
(4)为得到浓度较大的⑤,实验室在配制时,常加入KI,溶液中存在如下平衡:。向⑤中加入一定量的①,该平衡将______(填“正向”或“逆向”)移动。
(5)浓度均为的⑥⑦中,的浓度由大到小的顺序是______(填标号,下同),pH由大到小的顺序是______。
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贵阳市第一中学2025-2026学年高二上学期9月检测
化学试卷
一、选择题(本大题共14小题)
1. 已知①C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH1>0,② (石墨,s)+1/2 O2(g)=CO(g) ΔH2,③(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3 ,④C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH4,则下列说法正确的是
A. 金刚石比石墨稳定 B. 反应②表示石墨的燃烧热的热化学方程式
C. ΔH2>0 D. ΔH3>ΔH4
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨转化为金刚石焓变大于0,为吸热反应,则石墨能量更低,石墨较金刚石稳定,A错误;
B.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;反应②中生成一氧化碳而不是二氧化碳,不能表示石墨的燃烧热的热化学方程式,B错误;
C.燃烧为放热反应,焓变小于0,C错误;
D.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,则等量的石墨、金刚石完全燃烧生成二氧化碳,金刚石放热更多,焓变更负,故ΔH3>ΔH4,D正确;
故选D。
2. 把下列4种X的溶液,分别加入4个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,并加水稀释到50mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是
A. 10mL 2mol/L B. 20mL 2mol/L C. 10 mL 4mol/L D. 20mL 3 mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】反应速率主要取决于反应物的浓度,4个烧杯中的盐酸被稀释至50mL后,浓度均为0.4mol/L,则速率差异由X的浓度决定,通过计算可知稀释后的X浓度分别为:0.4mol/L、0.8mol/L、0.8mol/L、1.2mol/L,X浓度越大,反应速率越大,故答案为D。
3. 化学反应有多种理论,图1为有效碰撞理论,图2为使用催化剂和不使用催化剂时能量变化的过渡态理论。下列说法错误的是
A. 图1中Z表示有效碰撞
B. 通过图1可知:有效碰撞时反应物分子要有合适的取向
C. 图2中虚线代表有催化剂时的反应过程
D. 通过图2可知:催化剂能改变反应的焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A.发生化学反应的碰撞为有效碰撞,Z中生成了新的物质,为有效碰撞,A正确;
B.通过图1可知:只有发生化学反应的碰撞为有效碰撞,反应物分子要有合适的取向,B正确;
C.图2中虚线的活化能低,反应历程也改变了,为使用催化剂的反应过程,C正确;
D.催化剂能改变反应历程,降低活化能,但不能改变反应的焓变,D错误;
故选D。
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅
②增大压强可加快SO2转化为SO3的速率
③黄绿色的氯水光照后颜色变浅
④在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
⑤对平衡体系H2(g)+I2(g) 2HI(g)加压后,混合气体的颜色加深
A. ①③④ B. ②⑤ C. ①⑤ D. ①②④
【答案】B
【解析】
【详解】①NO2和N2O4存在平衡关系:2NO2⇌N2O4,平衡体系加压后NO2浓度增大,颜色先变深,平衡向逆反应方向进行,NO2浓度又减小,颜色后变浅,可以用勒夏特列原理解释;②增大压强可加快SO2转化为SO3的速率属于压强对反应速率的影响,与平衡无关系,不能用勒夏特列原理解释;③对氯水中的次氯酸受光照射会分解,次氯酸浓度减小,使得化学平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO向右移动,能用勒夏特列原理解释;④根据Fe3++SCN-⇌Fe(SCN)2+,加入金属铁,会和三价铁反应消耗三价铁,导致化学平衡逆向移动,溶液颜色红色变浅或褪去,能用勒夏特列原理解释;⑤对H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)反应前后气体的总物质的量相等,增大压强,平衡不移动,气体颜色变深是因为体积减小,I2的物质的量浓度增大,不能用勒夏特列原理解释,答案选B。
5. 可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(s)△H=QkJ/mol,反应过程中,当其他条件不变时,C在混合物中的含量与温度(T)的关系如图I所示,反应速率(v)与压强(p)的关系如图II所示。据图分析,以下说法正确的是
图I 图II
A. T1<T2,Q>0
B. 增大压强,物质B的转化率减小
C. 至反应达平衡时,混合气体的密度会变化
D. a+b>c+d
【答案】C
【解析】
【分析】可逆反应,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短。由图象可知T2>T1,温度越高,平衡时C的百分含量(C%)越小,故此反应的正反应为放热反应;当其他条件一定时,增大压强,正速率大于逆反应速率,说明平衡正移,所以正反应为气体物质的量减小的反应,即a+b<c。
【详解】A.由以上解析可知T2>T1,Q<0,A错误;
B.该反应为正反应为气体物质的量减小的反应,增大压强,平衡正移,B的转化率增大,B错误;
C.反应前后气体体积不变,气体质量减少,所以密度减小,混合气体的密度不再变化即是平衡状态,C正确;
D.由以上解析可知,正反应为气体物质的量减小的反应,即a+b>c,所以a+b<c+d,但d为固体,所以不能确定一定为a+b>c+d,D错误;
故选C。
6. 下列实验装置(部分夹持仪器未画出)不能达到实验目的的是
A. 装置Ⅰ:除去甲烷中的乙烯 B. 装置Ⅱ:制备硝基苯
C. 装置Ⅲ:乙醇氧化为乙醛 D. 装置Ⅳ:分离苯和水
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯与高锰酸钾溶液发生氧化反应会生成二氧化碳,会引入新杂质二氧化碳,不能达到实验目的,故A符合题意;
B.在浓硫酸作用下,苯和浓硝酸在50-60℃左右的水浴加热条件下发生硝化反应生成硝基苯和水,能达到实验目的,故B不符合题意;
C.在灼热铜丝的作用下,乙醇和氧气发生催化氧化反应生成乙醛和水,能达到实验目的,故C不符合题意;
D.苯不溶于水,用分液的方法能够分离苯和水,能达到实验目的,故D不符合题意;
故选A。
7. 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施会加快氢气产生速率的是
A. 加少量醋酸钠固体 B. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液 D. 加少量硫酸钠固体
【答案】C
【解析】
【分析】加快铁与稀硫酸的反应速率,可通过增大浓度、升高温度、形成原电池反应或者增大反应物接触面积等措施,据此分析解答。
【详解】A. 加少量醋酸钠固体,醋酸根会与H+结合,导致氢离子的浓度减小,反应速率减慢,A项错误;
B. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸,铁遇浓硫酸会钝化,没有氢气产生,B项错误;
C. 滴加少量CuSO4溶液,铁会置换出铜,构成原电池加快化学反应速率,C项正确;
D. 加少量硫酸钠固体,氢离子的浓度不变,反应的速率几乎不影响,D项错误;
答案选C。
8. 下列说法不正确的是
A. 某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后,再压缩容器体积,则平衡逆向移动,再次达平衡后c(CO2)变小
B. 已知CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,溶液颜色变为蓝绿色
C. 某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快,ΔH不改变,达平衡前相同时间内转化率会增大
D. 分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙)
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应达平衡后压缩容器体积,平衡逆向移动;该反应的平衡常数K=c2(NH3)·c(CO2),温度不变时平衡常数不变,所以再次达平衡后c(CO2)不变,A错误;
B.向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,平衡逆向移动,溶液颜色变为蓝绿色,B正确;
C.催化剂可以加快反应速率,无法影响ΔH,由于反应速率加快,因此达平衡前相同时间内转化率会增大,但催化剂不能使平衡移动,C正确;
D.甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应:,该反应是放热反应,在绝热恒容条件下进行,升温使平衡逆向移动,则平衡时乙容器中PCl3和Cl2浓度大于甲容器,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙),D正确;
答案选A。
9. 化学图象可以综合并直观地反映外界条件对化学反应的影响,如图所示图象是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响,下列说法正确的是
A. 图①表示2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)在时扩大容器体积,v正随时间变化的曲线
B. 若图②中A、B、C三点表示反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)在不同温度、压强下NO的平衡转化率,则压强最小的是点A,化学平衡常数最小的是B点
C. 图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),由图可知a=0.5
D. 图④表示工业合成氨平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线,则转化率:
【答案】B
【解析】
【详解】A.图①中时刻突然减小,且到新平衡建立的时候,持续减小,说明平衡逆向移动。因反应的正反应为气体体积减小的放热反应,因此在时的改变是因为扩大容器体积导致平衡的移动。图①表示在时扩大容器体积,随时间变化的曲线,故A错误;
B.由图②中图像可知,随着温度的升高NO的转化率下降,说明平衡逆向移动,则该反应的正向为放热反应。升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小。温度:A< C < B,压强:A< C < B,A点压强最小;化学平衡常数:A> C > B,则B点化学平衡常数最小,故B正确;
C.图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应,a点CO和H2转化率相同,当按照化学计量数之比投入时,两者转化率相同,即a=2,故C错误;
D.图④中A、B两点是平衡时NH3体积分数相同的点,图中的最高点是N2和H2恰好按照方程式系数1∶3开始反应的平衡点,A点H2过量,B点N2过量,因此氢气的转化率不会相同,故D错误;
故答案为B。
10. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lgK)值随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应的△H<0
B. NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
C. A点对应状态的平衡常数K(A)=102.294
D. 30℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆)
【答案】D
【解析】
【详解】A.-lgK越大,则平衡常数K越小,由图可知,随温度升高,平衡常数增大,则升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,故该反应的△H>0,A错误;
B.反应得到NH3、CO2的物质的量之比为2:1,反应开始后氨气体积分数始终不变,NH3的体积分数不变不能说明该反应达到平衡状态,B错误;
C.A点-lgK=2.294,则平衡常数K=10-2.294,C错误;
D.B点浓度商大于平衡常数,反应向逆反应进行,则B点对应状态的v(正)<v(逆),D正确;
故选D。
11. 下列反应属于氧化还原反应的
A. H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
B. 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C. NH3+HCl=NH4C1
D. CuO+H2Cu+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.为中和反应,各元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故A错误;
B.各元素化合价都没有发生变化,不是氧化还原反应,故B错误;
C.各元素化合价都没有发生变化,不是氧化还原反应,故C错误;
D.铜元素和氢元素化合价发生变化,是氧化还原反应,故D正确;
答案:D
12. 乙烯可由乙烷脱氢制得:,在一定条件下反应于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,既能加快化学反应速率又能提高乙烷平衡转化率的是
A. 增大容器体积 B. 升高温度
C. 分离出部分氢气 D. 恒压下通入氦气
【答案】B
【解析】
【分析】正反应是体积增大的吸热反应,据此解答。
【详解】A.增大容器体积,压强减小,反应速率减小,A不符合;
B.升高温度反应速率增大,平衡正向移动,能提高乙烷平衡转化率,B符合;
C.分离出部分氢气,反应速率减小,C不符合;
D.恒压下通入氦气,相当于减小压强,反应速率减小,D不符合;
答案选B。
13. NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢反应生成N2和CO2,为控制汽车尾气污染,下列措施最合理的是
A. 增大压强 B. 降低压强 C. 使用催化剂 D. 升高反应温度
【答案】C
【解析】
【分析】加入催化剂、升高温度、增大压强(气相反应)、增大物质的浓度(固体除外)均能加快反应速率,但同时考虑到实际的可操作性,据此分析解答。
【详解】A.对于有气体参加的化学反应,增大压强,反应速率加快,但不具有实际的可操作性,A错误;
B.对于有气体参加的化学反应,降低压强,反应速率减慢,也不具有实际的可操作性, B错误;
C.催化剂能改变反应的活化能,使反应在较低的条件下发生,加入催化剂能改变反应速率,具有实际的可操作性,C正确;
D.温度对任何化学反应的速率都会造成影响,升高温度,反应速率变大,但不具有实际的可操作性,D错误;
故合理选项是C。
14. 一定条件下合成乙烯:。已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是
A. M点的正反应速率大于N点的逆反应速率v逆
B. 若投料比,则图中M点乙烯的体积分数为
C. ,催化剂对平衡转化率的影响最大
D. 当温度高于,升高温度,平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低
【答案】B
【解析】
【详解】A.化学反应速率随温度的升高而加快,但N点催化剂的催化效率比M低,所以(M)有可能小于(N),故A错误;
B.设开始投料为4mol,则为1mol,当在M点平衡时二氧化碳的转化率为
所以有
开始 4 1 0 0
转化 1
平衡 1
所以乙烯的体积分数为,故B正确;
C.,催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,所以对平衡转化率的影响无因果关系,故 C错误;
D.根据图像,当温度高于,升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则平衡逆向移动,但催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,故D错误。
故选B。
二、非选择题(本大题共4小题)
15. 在化学科学研究中,物质发生化学反应的反应热可通过实验测定,也可通过化学计算的方式间接获得。
(1)实验方法测定反应热
①中和反应反应热的测定
实验中所需要使用的仪器除量热计外,还需要的玻璃仪器有__。为了减少实验误差,实验过程中应将NaOH溶液__(填“一次性”或“分多次”)倒入盛有盐酸的量热计内筒中;溶液混合后,准确读取混合溶液的___,记为终止温度。
②实验测得在一定温度下,0.2molCH4(g)与足量H2O(g)完全反应生成CO2(g)和H2(g)吸收33kJ的热量,该反应的热化学方程式为__。
(2)通过化学计算间接获得反应热
①已知断裂1molH—H键、I—I键、H—I键需要吸收的能量分别为436kJ、153kJ、299kJ。则反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)的△H=___kJ•mol-1。
②已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.8kJ•mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ•mol-1;
H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-241.8kJ•mol-1。
根据上述反应计算H2的燃烧热△H=__kJ•mol-1;
CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H=__kJ•mol-1。
【答案】 ①. 量筒、温度计 ②. 一次性 ③. 最高温度 ④. CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165kJ•mol-1 ⑤. -9 ⑥. -285.8 ⑦. -392.8
【解析】
【分析】为减少实验测定结果的误差,实验时药品应一次性加入,量取温度时取最高点;在进行反应热的计算时,密切关注物质的状态,否则易错选热化学方程式。
【详解】(1)①测定中和反应反应热时需用量筒取盐酸和NaOH溶液,需用温度计测定溶液的温度。为减小热量损失,NaOH溶液应一次性加入;溶液混合后,用温度计测定混合溶液的最高温度。
②参加反应的,该反应的热化学方程式为
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165kJ•mol-1;
答案为:量筒、温度计;一次性;最高温度;CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165kJ•mol-1;
(2)①。
②完全燃烧生成液态水放出的热量为;
已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.8kJ•mol-1 ①
H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-241.8kJ•mol-1 ②
应用盖斯定律,将②×2-①得:
;
答案为:-285.8;-392.8。
【点睛】在利用键能计算反应热时,我们很容易把反应物与生成物的位置写颠倒,从而造成△H正负值出现偏差。
16. 一定条件下,CO与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为。回答下列问题:
(1)已知1 mol C完全转化成水煤气(CO、H2混合物)时吸收热量131.5 kJ,则1mol C与CO2反应生成CO的焓变是_______
(2)上述反应达到平衡的标志是_______(填字母)。
A.容器内压强不随时间变化
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内CO、H2O的浓度之比为1∶1
D.单位时间消耗0.1 molCO同时生成0.1 mol H2O
(3)研究表明:上述反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/
400
500
800
平衡常数K
15
9
5
若反应为500℃,起始时CO和H2O的浓度均为0.02 mol/L,则达到平衡时,CO的平衡转化率为_______
(4)在条件下,将0.1 molCO与0.12 mol H2O(g)混合气体充入1 L密闭容器发生反应,反应过程中CO2的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①在内,以CO表示的平均反应速率为_______。
②T℃时该反应的平衡常数Kp=_______(压强代替浓度,分压=总压×物质的分数)。
③平衡后,若向容器中再充入0.2 molCO和0.02 mol H2O(g),则再次平衡后容器内的压强与充入CO和H2O(g)前的压强比为_______
【答案】(1)+172.8 kJ/mol
(2)BD (3)
(4) ①. 0.01 ②. 0.05 ③. 2∶1
【解析】
【小问1详解】
已知:①,
1 mol C完全转化成水煤气(CO、H2混合物)时吸收热量131.5 kJ,可得②C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5 kJ/mol,
根据盖斯定律,将②-①,整理可得C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.8 kJ/mol;
【小问2详解】
A.反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变。该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,则容器内气体的压强始终不变,因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;
B.反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,若容器内各物质的浓度不随时间变化,则反应达到平衡状态,B符合题意;
C.容器内CO、H2O的浓度之比为1∶1时反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡状态,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C不符合题意;
D.单位时间消耗0.1 molCO同时就会同时消耗0.1 mol的H2O,还同时生成0.1 mol H2O,则H2O蒸气的物质的量不变,反应达到平衡状态,D符合题意;
故合理选项是BD;
【小问3详解】
在500℃时反应的平衡常数K=9,假设反应过程中CO的改变浓度为a mol/L,则平衡时c(CO)=c(H2O)=(0.02-x)mol/L,c(CO2)=c(H2)=x mol/L,则,解得a=0.015 mol/L,故达到平衡时,CO的平衡转化率为;
【小问4详解】
①在0~2 min内用CO2的浓度变化表示反应速率v(CO2)=,由于用不同物质表示反应速率时,速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比,则v(CO)=v(CO2)=0.01 mol/(L∙min);
②在反应开始时n(CO)=0.1 mol;n(H2O)=0.12 mol,反应达到平衡时n(CO2)=0.02 mol/L×1 L=0.02 mol,根据物质反应转化关系可知平衡时n(H2)=0.02 mol,n(CO)=(0.1-0.02) mol =0.08 mol,n(H2O)=(0.12-0.02)mol =0.10 mol,该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,则平衡时气体总物质的量是0.1 mol+0.12 mol=0.22 mol,故T℃时该反应的平衡常数Kp=;
③反应在恒温、恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,该反应是反应前后气体体积不变的反应,故无论反应是否达到平衡,气体的压强之比等于气体的物质的量的比。在平衡时气体的总物质的量是0.22 mol,后又充入0.2 mol CO和0.02 mol H2O(g),此时气体的总物质的量为0.22 mol+0.2 mol+0.02 mol=0.44 mol,因此后来气体与原来气体的物质的量的比是2:1,则再次平衡后容器内的压强与充入CO和H2O(g)前的压强比为2:1。
17. 燃料气主要成分为CO和,利用燃料气合成甲烷反应原理为。回答下列问题:
(1)已知:、CO、的燃烧热分别为、、,则反应的_______。
(2)在恒容容器中充入、2molCO,分别在催化剂M、N作用下发生反应,氢气体积分数与反应时间和温度变化关系如图所示:
①据图判断,_______(填“>”“<”或“=”),催化剂催化效果:M_______(填“强于”或“弱于”)N。
②在温度℃下,若在恒压容器中充入4mol、4molCO,则刚达到平衡时体积分数符合上图中的_______(填“a”“b”“c”或“d”)点。
(3)在温度T℃下,向恒容反应器中加入等物质的量的和发生反应,开始时总压为72kPa,研究表明的生成速率,某时刻反应处于平衡状态,测得该温度下,,则该时刻_______kPa,_______;该温度下,该反应的化学平衡常数_______(列出表达式,平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数),
【答案】(1)
(2) ①. > ②. 弱于 ③. c
(3) ①. 10 ②. 2.4 ③.
【解析】
【小问1详解】
已知:、CO、的燃烧热分别为、、,可得热化学方程式为①、②、③,由盖斯定律可知,2×反应②-反应①+2×反应③可得反应,2×(-283)- (-890)+2×(-285)= ;
【小问2详解】
①由可知该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,则温度越高的平衡时氢气体积分数越大,即>,已知温度T1>T2,若不使用催化剂,应该在温度T1条件下优先达到平衡状态,根据图象可知,使用催化剂N的曲线优先达到平衡状态,说明催化剂的催化效果:M弱于N;
②在温度℃下,若在恒压容器中充入4mol、4molCO,相对于原反应充入、2molCO是增大压强,该反应是气体分子数减小的反应,则平衡正向移动,氢气体积分数减小,则刚达到平衡时体积分数符合上图中的c点;
【小问3详解】
起始加入等物质的量的和发生反应,开始时总压为72kPa,则起始p()=p()=36kPa,平衡时,列压强的三段式:,平衡时10kPa,,该温度下,该反应的化学平衡常数。
18. 现有下列物质:①KOH溶液②NaClO溶液③KHSO4溶液④SO2气体⑤碘水⑥氨水⑦NH4HSO4溶液
(1)①的导电能力比⑥的______(填“强”、“弱”或“无法判断”),理由是____________。
(2)的③的______。
(3)将少量④通入②中,发生反应的离子方程式为____________。
(4)为得到浓度较大的⑤,实验室在配制时,常加入KI,溶液中存在如下平衡:。向⑤中加入一定量的①,该平衡将______(填“正向”或“逆向”)移动。
(5)浓度均为的⑥⑦中,的浓度由大到小的顺序是______(填标号,下同),pH由大到小的顺序是______。
【答案】(1) ①. 无法判断 ②. 未指明溶液的浓度
(2)2 (3)
(4)逆向 (5) ①. ⑦>⑥ ②. ⑥>⑦
【解析】
【小问1详解】
①是KOH溶液、⑥是氨水,因为题中没有指明溶液的浓度,所以①的导电能力与⑥的导电能力的大小无法判断;
【小问2详解】
的KHSO4溶液的c(H+)=,故2;
【小问3详解】
将少量SO2气体通入NaClO溶液中,ClO-具有强氧化性能将SO2氧化,又NaClO过量,发生反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
向碘水中加入一定量的KOH溶液,KOH能和I2反应,消耗一定量的I2,所以平衡将逆向移动;
【小问5详解】
浓度均为的氨水、NH4HSO4溶液中,氨水是弱碱溶液,溶液呈碱性,其中的微弱电离,c()的浓度很小,NH4HSO4是强电解质,完全电离出和H+,溶液呈酸性,电离的H+抑制铵根离子水解,微弱水解消耗很少一部分,其剩下的c()比氨水中的大,所以c()大到小的顺序是⑦>⑥,pH由大到小的顺序是⑥>⑦。
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