内容正文:
广东实验中学越秀学校2025学年第一学期10月月考
高二年级化学试卷
本试题共页,20小题,满分100分,考试时间75分钟
一、单选题(1-10小题每题2分,11-16小题每题4分,共44分)
1. 下列变化过程中一定不存在化学能转化为热能的是
A.木材燃烧
B.谷物酿酒
C.干冰升华
D.鞭炮燃放
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.木材燃烧属于放热化学反应,反应过程中化学能转化为热能,A不符合题意;
B.谷物酿酒属于缓慢氧化的放热反应,过程中存在化学能转化为热能,B不符合题意;
C.干冰升华是固态变为气态的物理变化,没有发生化学反应,一定不存在化学能转化为热能,C符合题意;
D.鞭炮燃放属于剧烈的放热反应,反应过程中存在化学能转化为热能,D不符合题意;
故答案选C。
2. 化学与生活密切相关,下列做法与化学反应速率控制无关的是
A. 使用含氟牙膏防龋齿 B. 洗衣服时使用加酶洗衣粉
C. 夏天将牛奶放在冰箱保存 D. 在月饼包装内放置抗氧化剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.使用含氟牙膏可以防龋齿,与反应速率无关,故A符合题意;
B.使用加酶洗衣粉洗衣服时,催化剂酶可以提高洗涤的反应速率,故B不符合题意;
C.温度降低,化学反应速率减慢,牛奶可以保存更长的时间,故C不符合题意;
D.在月饼包装内放置抗氧化剂降低了氧气浓度,可减慢反应速率,月饼可以保存时间长久,故D不符合题意;
故答案选A。
3. 历史上曾用“地康法”制氯气,其反应原理为 。若使HCl的平衡转化率和化学反应速率正均增大,可采取的措施是
A. 移走 B. 增大压强 C. 加入HCl D. 使用高效催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.移走,浓度减小,化学反应速率减小,故不选A;
B.正反应气体系数和减小,增大压强,平衡正向移动,HCl的平衡转化率增大,化学反应速率增大,故选B;
C.加入HCl,氧气的转化率增大,HCl的平衡转化率减小, 故不选C;
D.使用高效催化剂,平衡不移动,HCl的平衡转化率不变,故不选D;
选B。
4. 在密闭容器中,一定量混合气体发生下列反应:aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g),达到平衡后,测得C气体的浓度为0.5mol/L.当在恒温下,将密闭容器的体积缩小为1/2,再达平衡时,测得C气体的浓度为0.9mol/L.则下列叙述正确的是
A. 反应速率降低 B. 平衡向右移动 C. B的转化率提高 D. a+b<c+d
【答案】D
【解析】
【分析】保持温度不变,将容器的体积缩小1倍,如平衡不移动,C气体的浓度为1mol/L,实际C的浓度变为0.9mol/L,说明平衡向逆反应方向移动
【详解】A、增大压强反应速率加快,A错误;
B、保持温度不变,将容器的体积缩小1倍,如平衡不移动,C气体的浓度为1mol/L,实际C的浓度变为0.9mol/L,说明平衡向逆反应方向移动,B错误;
C、平衡逆向移动,反反应物转化率降低,C错误;
D、保持温度不变,将容器的体积缩小1倍,平衡向逆反应方向移动,说明反应物气体物质的量比生成物小,a+b<c+d,D正确。
答案选D。
5. 开发催化加氢合成甲醇技术是有效利用资源,实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。某温度下,在恒容密闭容器中发生反应: ,下列有关说法正确的是
A. 增大体系的压强,平衡正向移动,平衡常数K增大
B. 升高反应温度有利于提高的平衡转化率
C. 平衡后再通入适量,平衡正向移动,的转化率增大
D. 加入合适的催化剂,能提高单位时间内的产量
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡常数是温度函数,温度不变,平衡常数不变,所以增大体系的压强,平衡虽正向移动,但平衡常数K不变,故A错误;
B.该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,的转化率减小,故B错误;
C.平衡后再通入适量, 增大,平衡虽正向移动,但CO2的增加量比平衡的移动量幅度大,则的转化率减小,故C错误;
D.加入合适的催化剂,能降低反应的活化能,加快反应速率,提高单位时间内的产量,故D正确;
答案选D。
6. 下列说法正确的是
A. C(石墨s)C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
C. 用溶液和NaOH溶液反应测定中和热的
D. ,则碳的燃烧热等于
【答案】C
【解析】
【详解】A.C(石墨s)C(金刚石,s),石墨具有的能量低于金刚石,则石墨比金刚石稳定,故A错误;
B.同温同压下,在光照和点燃的条件下相同,与反应条件无关,只与反应物和生成物所具有的总能量有关,故B错误;
C.CH3COOH是一元弱酸,电离过程吸热,使放出热量减小,测定中和热的,故C正确;
D.燃烧热是1mol纯净的可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,碳燃烧的指定产物是二氧化碳,而一氧化碳不是指定产物,故D错误;
故答案为C。
7. 从下列事实,找出不能用勒夏特列原理解释的是()
A. 在溴水中存在如下平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅
B. 反应CO+NO2CO2+NO △ H<0,升高温度使平衡向逆方向移动
C. 对2HIH2+I2平衡体系增加压强使颜色变深
D. 合成氨反应:N2+3H22NH3△H<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温
【答案】C
【解析】
【详解】A.加入NaOH溶液后,NaOH和HBr、HBrO发生中和反应而促进溴和水反应,平衡正向移动,所以溶液颜色变浅,则可以用勒夏特列原理解释,故A不选;
B.该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,可以用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.该反应前后气体体积不变,增加压强平衡不移动,所以不能用勒夏特列原理解释,故C选;
D.该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,降低温度平衡正向移动,氨的产率提高,所以可以用勒夏特列原理解释,故D不选;
正确答案是C。
【点睛】勒夏特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,勒夏特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程的平衡移动无关,则不能用勒夏特列原理解释。
8. K2Cr2O7在水溶液中存在平衡:Cr2O(橙)+H2O2CrO(黄)+2H+,下列说法正确的是
A. 该反应是氧化还原反应
B. 加入适量NaHSO4固体,平衡逆向移动
C. 加入浓NaOH溶液,溶液呈橙色
D. 向体系中加入适量水,平衡不移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应中元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,A项错误;
B.向该溶液中加入NaHSO4固体,NaHSO4在溶液中电离出Na+、H+和SO。则溶液中H+浓度增大,平衡逆向移动,B项正确;
C.向该溶液中加入浓NaOH溶液,OH-和H+中和,c(H+)降低,平衡向正反应方向移动,溶液呈黄色,C项错误;
D.向该溶液中加入水,Cr2O、CrO、H+浓度均降低导致正逆反应速率均减慢,由于生成物系数之和大于反应物系数之和(水是纯液体,其系数不计算在内),所以Q<K,平衡正向移动,D项错误;
答案选B。
9. 工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理,其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图:
下列说法中,不正确的是
A. 使用催化剂降低了反应的活化能,可加快反应速率,提高反应的平衡转化率
B. 催化剂不可以降低该反应的焓变
C. 过程①②均有N-H键断裂,N-H键断裂时需要吸收能量
D. 过程④中有非极性键形成
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂不能提高平衡转化率,A项错误;
B.使用催化剂该反应的焓变不变,可以改变活化能,B项正确;
C.由图可知, 在过程①中变为,在过程②中变为,则过程①②均有键断裂,断键需要吸收能量,C项正确;
D.过程④中形成,则过程中有非极性键形成,D项正确;
答案选A。
10. 下列装置及设计不能达到实验目的的是
A.测定中和反应反应热
B.探究反应物浓度对反应速率的影响
C.测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.此装置中,内外桶中间有隔热层,内外桶口与杯盖相平,吻合度高,有温度计、环形玻璃搅拌棒,则装置的保温效果好,最高温度的测定准确,A正确;
B.通过改变硫酸钠溶液的浓度探究反应物浓度对反应速率的影响,硫酸钠是与反应无关的物质,改变硫酸钠浓度,不会影响反应速率,则不能达到目的,B错误;
C.锌与稀硫酸反应,测定相同时间内产生的氢气体积,或者产生相同体积氢气所用的时间,可测定平均反应速率,C正确;
D.NO2呈红棕色,N2O4呈无色,依据热水中圆底烧瓶内气体的颜色与冷水中圆底烧瓶内气体的颜色的深浅,可确定平衡移动的方向,从而确定温度对化学平衡的影响,D正确;
故选B。
11. T℃时,在恒容密闭容器中,气体与气体反应生成气体,反应过程中的浓度随时间变化如图所示。下列结论正确的是
A. 内用表示的反应速率为
B. 时充入氦气,化学反应速率减小
C. 该反应的化学方程式为
D. 升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率都加快
【答案】D
【解析】
【详解】A.10s内用B表示的反应速率为,A错误;
B.恒容密闭容器中,10s时充入氦气,不影响反应物浓度,化学反应速率不变,B错误;
C.A、B随时间推移逐渐减小,A、B为反应物,C随时间推移逐渐增加,C为生成物,内,0-10s,反应的A、B、C浓度之比为0.2:0.6:0.4=1:3:2, 10s时反应达到平衡,故反应的化学方程式为,C错误;
D.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞增加,正逆反应速率都加快,D正确;
答案选D。
12. 在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)═2Z(g),有关下列图像的说法错误的是
A. 依据图a可判断正反应为放热反应
B. 在图b中,虚线可表示使用了催化剂
C. 若正反应的△H>0,图c可表示升高温度正逆化学反应速率变化图
D. 由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的ΔH<0
【答案】C
【解析】
【详解】A.依据图像分析,温度升高,正、逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向进行,则逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,故A正确;
B.使用催化剂可使化学反应速率增大,可以缩短反应达到平衡的时间,化学平衡不移动,所以虚线可表示使用了催化剂,故B正确;
C.若正反应的△H>0,升高温度,平衡正向移动,正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,图像不符合反应速率的变化,C错误;
D.升高温度,平均相对分子质量减小,气体总质量不变,说明气体物质的量变大,所以平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,ΔH<0,D正确;
故选C。
13. 工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素,反应分如下两步:
ⅰ.;
ⅱ.。
反应过程中能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.
B. 反应ⅰ为放热反应,反应ⅱ为吸热反应
C. 活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
D. 投料比越大,二氧化碳的平衡转化率越高
【答案】A
【解析】
【详解】A. ,A项错误;
B.从图中反应物和生成物能量的相对大小可知,反应ⅰ放热,反应ⅱ吸热,B项正确;
C.反应ⅰ的活化能是,反应ⅱ活化能是,,C项正确;
D.增大一种反应物的物质的量,可以提高另一种反应物的转化率,所以投料比越大,二氧化碳的平衡转化率越高,D项正确;
故选A。
14. 环戊二烯广泛用于农药、橡胶、塑料等工业合成,是一种重要的有机化工原料。其相关键能和能量循环图如下所示,下列说法不正确的是
共价键
键能/(kJ/mol)
H-H
436
H-I
299
I-I
151
A. 在相同条件下,反应:,则
B. 表中三种物质,H-H键能最大,故相同条件下,最稳定
C.
D. 将和混合加热,充分反应后测得的反应热与相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.比更活泼,说明自身具有的能量大于具有的能量,所以和反应生成,放出的能量大于与反应生成放出的能量,,A项正确;
B.键能越大越稳定,H-H键能最大,故相同条件下 最稳定,B项正确;
C.从循环图根据盖斯定律可以得出,则,根据=反应物的总键能-生成物的总键能可计算出,故,C项正确;
D.该反应为可逆反应,将和混合加热,不能完全进行,放出的热量更少,测得的反应热大于,D项错误;
答案选D。
15. 下列实验方案的设计和实验目的都正确的是
选项
实验方案
实验目的
A
向等体积等浓度的溶液中分别加入5滴等浓度的和溶液,观察气体产生的速度
比较和的催化效果
B
,在平衡体系中加入KCl晶体
探究生成物浓度对化学平衡的影响
C
分别向盛有2g锌粒(大小基本相同)的锥形瓶中加入40mL1mol/L和40mL18mol/L的硫酸,比较两者收集10mL气体所用的时间
探究硫酸浓度对反应速率影响
D
将球分别浸泡在冰水和热水中
探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.和溶液阴离子不同,无法确定和的催化效果,A错误;
B.,KCl不影响平衡,B错误;
C.18mol/L的硫酸为浓硫酸,与Zn反应生成二氧化硫,不能比较浓度对生成氢气速率的影响,C错误;
D.转化成是可逆反应,浸泡在冰水和热水中可以探究温度对化学平衡的影响,D正确;
故选D。
16. 活泼自由基与氧气的反应一直是科学家关注的热点。HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 从反应过程图可知,生成产物P2的过程中,中间产物Z生成产物P2的过程为整个反应过程的决速步骤
C. 该历程中最大正反应的活化能
D. 相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由图示可知,反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高,即该反应为放热反应,故A正确;
B. 从反应过程图可知,生成产物P2的过程中,中间产物Z生成产物P2的活化能最大,故为整个反应过程的决速步骤,故B正确;
C. 由图示可知中间产物Z到过渡态IV所需的活化能最大,则,故C正确;
D. 由图示可知,由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能,则由中间产物Z转化为产物的速率:,故D错误。
答案选D。
二、非选择题(本题共4小题,共56分)
17. 研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离,发生的反应为 ,已知:① ;
② ,则________(用含、的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
则 ________。全部被氧化为的热化学方程式为________。
(3)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①该循环过程中的作用是________,图示总反应的化学方程式为__________。
②已知上述总反应生成时放出热量,则该总反应中转移个电子时,放出________热量。(用含a的式子表示)
【答案】(1)+
(2) ①. ②.
(3) ①. 催化剂 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,该反应可由2×①+②得到,则+;
【小问2详解】
由左图可得:Ⅰ:;则 ;
由由图可得:Ⅱ:;
由盖斯定律:Ⅰ+Ⅱ可得:,==-806.39;全部被氧化为的热化学方程式为:;
【小问3详解】
①该循环过程中,在反应②中作反应物,在反应③中作产物,总过程中作催化剂;总反应的化学方程式为;
②生成时放出热量,由总反应可知,生成1mol水时转移2mol电子,则转移个电子时即1mol电子转移,放出热量。
18. 化学反应中的热效应又称反应热,包括燃烧热、中和热等,某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ,则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)中和热的测定:取0.55mol/L的NaOH溶液和0.50mol/L盐酸各50mL进行反应。
①测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,则盐酸与NaOH溶液反应的中和热为___________kJ/mol(c和ρ分别取4.18和1.0,忽略水以外各物质吸收的热量以及混合后溶液体积的变化)。
②已知强酸与强碱的中和热为57.3kJ/mol。某兴趣小组的实验数值结果大于57.3kJ/mol原因可能是(填字母)___________。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.读取混合液的最高温度记为终点温度
c.一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,直接测定盐酸的温度
e.用量筒量取盐酸时仰视读数
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
i
0.20 溶液100mL
1.20g Fe粉
a
b
ii
0.56gFe粉
a
c
=___________(选择表中一组数据计算)结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A:的焓变。
①查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
②丙同学认为该方法不可行,丙同学的理由是___________。
③优化设计:乙同学根据相关原理,重新优化了实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为___________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. e
(3)或
(4) ①. 抑制水解 ②. Fe粉与溶液混合,在反应A进行的同时,可能存在Fe粉和酸的反应 ③. 将一定量的Cu粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为
【解析】
【小问1详解】
若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ,180g葡萄糖完全燃烧放出热量180a kJ,反应的热化学方程式为:
C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) △H = -180a kJ/mol;
【小问2详解】
①测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,温度差为(T1- T0)℃,V总为100mL,则该过程放出的热量为,反应生成水物质的量= 0.50mol/L ×0.050L=0.025mol,中和热;
②a.实验装置保温、隔热效果差,会造成热量损失,进一步导致放出热量小于57.3kJ,故a错误;
b.读取混合液的最高温度记为终点温度,是正确操作,不会造成热量减小,故b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,会造成热量的损失,进一步导致放出热量小于57.3kJ,故c错误;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,温度计中会蘸有NaOH溶液,直接测定 H2SO4溶液的温度,会中和部分硫酸,导致硫酸与氢氧化钠反应时,放出的热量减少,故d错误;
e.用量筒量取盐酸时仰视读数,量取盐酸溶液体积增大,实验数值结果大于57.3kJ/mol,故e正确;
【小问3详解】
100mL 0.2mol·L-1CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,1.20g Fe粉和0.56g Fe粉的物质的量为0.021mol、0.01mol,实验i中有0.02mol CuSO4发生反应,实验 ii 中有0.01mol CuSO4发生反应,实验i放出的热量多,体系温度升高幅度较大,若按实验 i 进行计算,,若按实验ⅱi进行计算,;
【小问4详解】
①配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是:抑制Fe3+水解;
②丙同学认为该方法不可行,丙同学的理由是:Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合,在反应A进行的同时,可能存在Fe粉和酸的反应;
③乙同学根据相关原理,重新优化了实验方案,获得了反应A的焓变,该方案为:将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应,测量反应热,计算得到反应
Cu + Fe2(SO4)3 = CuSO4+2FeSO4的焓变△H1,根据(3)中实验计算得到反应 Fe +CuSO4= Cu +FeSO4的焓变△H2,根据盖斯定律计算得到反应Fe + Fe2(SO4)3= 3FeSO4的焓变为△H1 +△H2。
19. 在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)反应,在反应过程中,正反应速率随条件改变的变化如图,下列错误的是_______。
A. 时增大了生成物浓度 B. 时降低了温度
C. 时减少了压强 D. 时使用了催化剂
(2)在一个不传热的固定容积的密闭容器中,达到平衡的标志是_______。
①单位时间内有键断裂同时有键断裂
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均摩尔质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥消耗消耗
A. ③④⑤ B. ③④⑤⑥ C. ①②③⑤ D. ②③④⑥
(3)一定温度下,将和置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应:。测得不同条件、不同以间段内合成氨反应中的转化率数据如
时间
N2转化率
温度
1小时
2小时
3小时
4小时
30%
50%
80%
80%
35%
60%
a
b
①上表中_______(“>”“<”或“=”表示),其中三者的大小关系是_______(含“>”“<”或“=”的关系式表示)。
②已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol容器容积为1L,保持温度和压强不变,又充入后,平衡_______(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。
(4)时,关于的两个反应的信息如下表所示:
化学反应
正反应活化能
逆反应活化能
t℃时平衡常数
请它出时被NO氧化生成有毒气体的热化学方程式(反应热用a、b、e、d代数式表示):_______。该反应的平衡常数为_______(用和表示)。
(5)将固体置于密闭容器中在一定温度下发生下列反应:
①; ②
达到平衡时,,,则此温度下反应①的平衡常数_______。
【答案】(1)C (2)B
(3) ①. < ②. a=b<80% ③. 不移动
(4) ①. ②.
(5)27.5
【解析】
【小问1详解】
A.t1时v正不变,v逆增大,平衡逆向移动,增大了生成物浓度,A正确;B.t2时v正、v逆均减小,平衡正向移动,由于反应为放热反应,降温,平衡正移,故t2时降低了温度,B正确;C.由于反应为分子数减小的反应,减小压强,v正、v逆均减小,平衡逆移,不符合t3时v正、v逆均增大,平衡不移动的图像,C错误;D.t3时,v正、v逆均增大,平衡不移动,条件为使用了催化剂,D正确;故答案选C;
【小问2详解】
①单位时间内有3molH−H键断裂,同时有6molN−H键断裂,说明达到平衡,①不符合题意;②混合气体的密度=,气体总质量始终不变且容积固定,说明混合气体密度始终不变,即混合气体的密度不变,不能证明平衡,②不符合题意;③混合气体的平均摩尔质量,体总质量始终不变但总物质的量改变,即混合气体的平均摩尔质量在平衡前改变,说明混合气体的平均摩尔质量不变,说明达到平衡,③符合题意;④各组分的物质的量浓度在平衡前为变量,各组分的物质的量浓度不再改变,说明达到平衡,④符合题意;⑤密闭容器不传热,即反应的能量变化仅用来改变体系温度,即体系的温度不再发生变化,说明达到平衡,⑤符合题意;⑥消耗氮气的速率为正反应速率,消耗氨气的速率为逆反应速率,2v(N2)消耗=v(NH3)消耗,符合v正=v逆,可以证明达到平衡状态,⑥符合题意;故答案为B;
【小问3详解】
相同时间内,T2的转化率高,说明速率更快,温度更高,即T1<T2;温度高,达到平衡所需时间短,故3小时、4小时均为平衡状态,即a=b,反应,温度升高,平衡会逆向移动,氮气的转化率降低,故a=b<80%;已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol容器容积为1L,则K=1,保持温度和压强不变,又充入3molN2后,此时容积变为2L,,Q=K,即平衡不移动;
【小问4详解】
依题意可知①,②,利用盖斯定律,将反应②-5①,即得t∘C时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式为;平衡常数为;
【小问5详解】
反应①的平衡常数K=,NH4I分解生成的HI为平衡时HI与分解的HI之和,即为NH4I分解生成的氨气,由反应可知②分解的c(HI)为平衡时c(H2)的2倍,求出c(NH3)=0.25×2+5=5.5mol/L,K=。
20. 氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
0.1
0.507
0.152
①分析数据可知:大气固氮反应属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因:___________。
③下图是工业固氮反应达到平衡,混合气中的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(、)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是___________(填“温度”或“压强”);___________(填“>”“<”或“=”)原因是___________。
(2)实验室模拟工业固氮,在压强为PMPa的恒压容器中充入和,反应混合物中的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示,其中Ⅱ是经过一定时间反应后的曲线,I是平衡时的曲线。
①图中b点N2的转化率为___________;___________(“>”“=”或“<”)。
②475℃时,该反应的压强平衡常数的代数式Kp=_______MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,平衡分压=总压×物质的量分数,用含P的代数式表示,列式无需化简)
【答案】(1) ①. 吸热 ②. K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产 ③. 温度 ④. < ⑤. 反应为气体分子数减小的反应,温度相同时,增大压强,平衡正向移动,NH3的体积分数增大
(2) ①. 40% ②. > ③.
【解析】
【小问1详解】
①对于大气固氮反应,温度升高,K值增大,表明升高温度,平衡正向移动,则大气固氮反应属于吸热反应。
②对于大气固氮反应,即便温度升高到2000℃,平衡常数也只有0.1,反应物的转化率很低,所以人类不适合大规模模拟大气固氮,原因:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产。
③对于工业固氮反应,升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。所以工业固氮反应为放热的体积缩小的可逆反应,升高温度平衡逆向移动,NH3的体积分数减小,增大压强平衡正向移动,NH3的体积分数增大,则X代表的是温度,L代表的是压强,且L1<L2,原因是:反应为气体分子数减小的反应,温度相同时,增大压强,平衡正向移动,NH3的体积分数增大,所以L1<L2。
【小问2详解】
实验室模拟工业固氮,在压强为P MPa的恒压容器中充入1mol N2和3mol H2,在b点,NH3的体积分数为25%;在a点,NH3的体积分数为50%。曲线Ⅰ中,400℃时,NH3的体积分数最大,随温度升高,NH3的体积分数减小,则曲线Ⅰ为平衡时的曲线,曲线Ⅱ为经过一定时间反应后的曲线。
①图中b点时,NH3的体积分数为25%,设此时N2的变化量为x,则可建立如下三段式:
则,x=0.4,N2或H2的转化率为=40%;与曲线Ⅰ相比,NH3的体积分数小于平衡时NH3的体积分数,所以反应未达平衡,>。
②475℃反应达平衡时,在a点NH3的体积分数为50%。设N2的物质的量的变化量为y,则可建立如下三段式:,则,y=,平衡时N2、H2、NH3物质的量依次为mol、1mol、mol,混合气总物质的量为mol,N2、H2、NH3物质的量分数依次为、、,该反应的压强平衡常数的代数式Kp=MPa-2。
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广东实验中学越秀学校2025学年第一学期10月月考
高二年级化学试卷
本试题共页,20小题,满分100分,考试时间75分钟
一、单选题(1-10小题每题2分,11-16小题每题4分,共44分)
1. 下列变化过程中一定不存在化学能转化为热能的是
A.木材燃烧
B.谷物酿酒
C.干冰升华
D.鞭炮燃放
A. A B. B C. C D. D
2. 化学与生活密切相关,下列做法与化学反应速率控制无关的是
A. 使用含氟牙膏防龋齿 B. 洗衣服时使用加酶洗衣粉
C. 夏天将牛奶放在冰箱保存 D. 在月饼包装内放置抗氧化剂
3. 历史上曾用“地康法”制氯气,其反应原理为 。若使HCl的平衡转化率和化学反应速率正均增大,可采取的措施是
A. 移走 B. 增大压强 C. 加入HCl D. 使用高效催化剂
4. 在密闭容器中,一定量混合气体发生下列反应:aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g),达到平衡后,测得C气体的浓度为0.5mol/L.当在恒温下,将密闭容器的体积缩小为1/2,再达平衡时,测得C气体的浓度为0.9mol/L.则下列叙述正确的是
A. 反应速率降低 B. 平衡向右移动 C. B的转化率提高 D. a+b<c+d
5. 开发催化加氢合成甲醇技术是有效利用资源,实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。某温度下,在恒容密闭容器中发生反应: ,下列有关说法正确的是
A. 增大体系的压强,平衡正向移动,平衡常数K增大
B. 升高反应温度有利于提高的平衡转化率
C. 平衡后再通入适量,平衡正向移动,的转化率增大
D. 加入合适的催化剂,能提高单位时间内的产量
6. 下列说法正确的是
A. C(石墨s)C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
C. 用溶液和NaOH溶液反应测定中和热的
D. ,则碳的燃烧热等于
7. 从下列事实,找出不能用勒夏特列原理解释的是()
A. 在溴水中存在如下平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅
B. 反应CO+NO2CO2+NO △ H<0,升高温度使平衡向逆方向移动
C. 对2HIH2+I2平衡体系增加压强使颜色变深
D. 合成氨反应:N2+3H22NH3△H<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温
8. K2Cr2O7在水溶液中存在平衡:Cr2O(橙)+H2O2CrO(黄)+2H+,下列说法正确的是
A. 该反应是氧化还原反应
B. 加入适量NaHSO4固体,平衡逆向移动
C. 加入浓NaOH溶液,溶液呈橙色
D. 向体系中加入适量水,平衡不移动
9. 工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理,其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图:
下列说法中,不正确的是
A. 使用催化剂降低了反应的活化能,可加快反应速率,提高反应的平衡转化率
B. 催化剂不可以降低该反应的焓变
C. 过程①②均有N-H键断裂,N-H键断裂时需要吸收能量
D. 过程④中有非极性键形成
10. 下列装置及设计不能达到实验目的的是
A.测定中和反应反应热
B.探究反应物浓度对反应速率的影响
C.测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
11. T℃时,在恒容密闭容器中,气体与气体反应生成气体,反应过程中的浓度随时间变化如图所示。下列结论正确的是
A. 内用表示的反应速率为
B. 时充入氦气,化学反应速率减小
C. 该反应的化学方程式为
D. 升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率都加快
12. 在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)═2Z(g),有关下列图像的说法错误的是
A. 依据图a可判断正反应为放热反应
B. 在图b中,虚线可表示使用了催化剂
C. 若正反应的△H>0,图c可表示升高温度正逆化学反应速率变化图
D. 由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的ΔH<0
13. 工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素,反应分如下两步:
ⅰ.;
ⅱ.。
反应过程中能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.
B. 反应ⅰ为放热反应,反应ⅱ为吸热反应
C. 活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
D. 投料比越大,二氧化碳的平衡转化率越高
14. 环戊二烯广泛用于农药、橡胶、塑料等工业合成,是一种重要的有机化工原料。其相关键能和能量循环图如下所示,下列说法不正确的是
共价键
键能/(kJ/mol)
H-H
436
H-I
299
I-I
151
A. 在相同条件下,反应:,则
B. 表中三种物质,H-H键能最大,故相同条件下,最稳定
C.
D. 将和混合加热,充分反应后测得的反应热与相同
15. 下列实验方案的设计和实验目的都正确的是
选项
实验方案
实验目的
A
向等体积等浓度的溶液中分别加入5滴等浓度的和溶液,观察气体产生的速度
比较和的催化效果
B
,在平衡体系中加入KCl晶体
探究生成物浓度对化学平衡的影响
C
分别向盛有2g锌粒(大小基本相同)的锥形瓶中加入40mL1mol/L和40mL18mol/L的硫酸,比较两者收集10mL气体所用的时间
探究硫酸浓度对反应速率影响
D
将球分别浸泡在冰水和热水中
探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
16. 活泼自由基与氧气的反应一直是科学家关注的热点。HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 从反应过程图可知,生成产物P2的过程中,中间产物Z生成产物P2的过程为整个反应过程的决速步骤
C. 该历程中最大正反应的活化能
D. 相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
二、非选择题(本题共4小题,共56分)
17. 研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离,发生的反应为 ,已知:① ;
② ,则________(用含、的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
则 ________。全部被氧化为的热化学方程式为________。
(3)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①该循环过程中的作用是________,图示总反应的化学方程式为__________。
②已知上述总反应生成时放出热量,则该总反应中转移个电子时,放出________热量。(用含a的式子表示)
18. 化学反应中的热效应又称反应热,包括燃烧热、中和热等,某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ,则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)中和热的测定:取0.55mol/L的NaOH溶液和0.50mol/L盐酸各50mL进行反应。
①测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,则盐酸与NaOH溶液反应的中和热为___________kJ/mol(c和ρ分别取4.18和1.0,忽略水以外各物质吸收的热量以及混合后溶液体积的变化)。
②已知强酸与强碱的中和热为57.3kJ/mol。某兴趣小组的实验数值结果大于57.3kJ/mol原因可能是(填字母)___________。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.读取混合液的最高温度记为终点温度
c.一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤,直接测定盐酸的温度
e.用量筒量取盐酸时仰视读数
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
i
0.20 溶液100mL
1.20g Fe粉
a
b
ii
0.56gFe粉
a
c
=___________(选择表中一组数据计算)结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A:的焓变。
①查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
②丙同学认为该方法不可行,丙同学的理由是___________。
③优化设计:乙同学根据相关原理,重新优化了实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为___________。
19. 在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)反应,在反应过程中,正反应速率随条件改变的变化如图,下列错误的是_______。
A. 时增大了生成物浓度 B. 时降低了温度
C. 时减少了压强 D. 时使用了催化剂
(2)在一个不传热的固定容积的密闭容器中,达到平衡的标志是_______。
①单位时间内有键断裂同时有键断裂
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均摩尔质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥消耗消耗
A. ③④⑤ B. ③④⑤⑥ C. ①②③⑤ D. ②③④⑥
(3)一定温度下,将和置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应:。测得不同条件、不同以间段内合成氨反应中的转化率数据如
时间
N2转化率
温度
1小时
2小时
3小时
4小时
30%
50%
80%
80%
35%
60%
a
b
①上表中_______(“>”“<”或“=”表示),其中三者的大小关系是_______(含“>”“<”或“=”的关系式表示)。
②已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol容器容积为1L,保持温度和压强不变,又充入后,平衡_______(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。
(4)时,关于的两个反应的信息如下表所示:
化学反应
正反应活化能
逆反应活化能
t℃时平衡常数
请它出时被NO氧化生成有毒气体的热化学方程式(反应热用a、b、e、d代数式表示):_______。该反应的平衡常数为_______(用和表示)。
(5)将固体置于密闭容器中在一定温度下发生下列反应:
①; ②
达到平衡时,,,则此温度下反应①的平衡常数_______。
20. 氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
0.1
0.507
0.152
①分析数据可知:大气固氮反应属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因:___________。
③下图是工业固氮反应达到平衡,混合气中的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(、)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是___________(填“温度”或“压强”);___________(填“>”“<”或“=”)原因是___________。
(2)实验室模拟工业固氮,在压强为PMPa的恒压容器中充入和,反应混合物中的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示,其中Ⅱ是经过一定时间反应后的曲线,I是平衡时的曲线。
①图中b点N2的转化率为___________;___________(“>”“=”或“<”)。
②475℃时,该反应的压强平衡常数的代数式Kp=_______MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,平衡分压=总压×物质的量分数,用含P的代数式表示,列式无需化简)
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