湖南长长沙市南雅中学2025-2026学年高二上学期第一次月考 化学试题
2025-10-14
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内容正文:
景雅2025-2026学年高二上期第一次月考化学试题答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
B
A
B
B
B
A
A
D
A
题号
10
11
12
13
14
15
15
17
18
答案
D
A
C
B
A
D
C
C
A
19(1) ①. > ②. >
(2)0.0025mol/(L·s)
(3)< (4) ①. 降低温度 ②. 容器中气体颜色变深
(5)KA=KC>KB
20(1)
(2);
(3)BDE (4) ①. > ②. < ③. 甲 ④. 80% ⑤. bc
21(1)环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中的热量损失 (3)偏小
(4)不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量,与酸碱的用量无关 (5)偏小 偏小
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景雅2025-2026学年高二上期第一次月考化学试题
一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54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:.下列化工生产中未使用催化剂的是( )
A.合成氨 B.制纯碱 C.乙烯水化 D.SO2转化为SO3
2:一定温度下,在5 L的恒容密闭容器中,反应进行半分钟后,测得NO的物质的量增加了0.3 mol。在此段时间内,用NH3表示的化学反应速率为
A. B. C. D.
3:容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g),以B的物质的量浓度表示的反应速度υ正、υ逆与时间的关系如图所示,则图中阴影部分的面积可表示
A.A的物质的量浓度的减少 B.B的物质的量浓度的减少
C.C的物质的量的增加 D.B的物质的量减少
4:下列关于化学反应速率的说法,正确的是A.增大压强,一定能加快化学反应速率
B.煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以加快反应速率
C.恒压下充入He,化学反应速率不变
D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
5:在一定量的密闭容器中进行反应:。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为、、。当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.N2为,H2为 B.N2为
C.N2、H2均为 D.NH3为
6:在一定温度下,可逆反应 A(g)+B(g)C(g)+D(g) 达到平衡的标志是
A.反应混合物中A、B、C、D 的质量分数都不再变化
B.反应混合物中A、B、C、D 的分子数相同
C.反应混合物的压强保持不变
D.单位时间内生成 a mol C,同时生成a mol D
7:在密闭容器中发生如下反应:,达到平衡后,保持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新平衡时,C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是
A.m+n>p B.平衡向逆反应方向移动
C.A的转化率降低 D.活化分子百分数不变
8:下列事实不能用勒夏特列(平衡移动)原理解释的是
A. 开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫 B. 晒自来水养小金鱼
C. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
D. 合成氨时采用铁触媒作反应催化剂
9:工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图正确的是
A. B.
C. D.
10:已知断开中H—H键需要吸收436 kJ能量,根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式错误的是
A. 断开1 mol HCl(g)中H—Cl键要吸收432 kJ能量
B. 生成中的Cl—Cl键放出243 kJ能量
C.
D. ()
11:如图所示,曲线表示放热反应进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按曲线进行,可采取的措施是
A.增大压强 B.升高温度
C.及时移除 D.加大的投放量
12:铜氨液可吸收除去原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)中的CO,反应原理为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3⇌[Cu(NH3)3CO]+ △H<0。提高CO平衡吸收率的有利条件是
A. 高温、高压 B. 高温、低压 C. 低温、高压 D. 低温、低压
13:体积相同的甲、乙两个容器中分别充入等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),并达到化学平衡。在这个过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率
A. 等于p% B. 大于p%
C. 小于p% D. 无法判断
14:已知反应,由图象得到的对应结论正确的是
A. 仅由图1判断,T1、T2对应平衡常数的大小关系为K1>K2
B. 仅由图2判断,m+n>q且T1<T2
C. 仅由图3判断,反应处于点1时,v正<v逆
D. 仅由图4判断,曲线a一定是使用了催化剂
15:反应(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是
A.加压 B.减压
C.减少E的浓度 D.降温
16在一定条件下,反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是
A.(SO2)增大 B.(SO3)减小
C.O2的百分含量发生变化 D.SO3的质量不变
17反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡后,保持温度不变,再通入O2,重新达到平衡,则新平衡与旧平衡相比,的值( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定
18已知2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.76kJ·mol-1,在25℃和101kPa时,该反应能自发进行,该反应能自发进行的主要原因是
A.ΔH<TΔS B.ΔH >TΔS C.ΔH >ΔS D.ΔH <ΔS
二、非选择题(本题共3小题,共46分)
19(14分)将0.4mol气体充入某密闭容器中发生反应: 。温度为和时,在体积为2L的恒容容器中,测得的物质的量随时间变化的曲线如图1所示;在温度为和时,平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图2所示。
回答下列问题:(1)由图可知,___________(填“>”“<”“=”或“无法判断”),___________0(填“>”“<”“=”或“无法判断”)。
(2)时,40~80s内用表示的平均反应速率为___________。
(3)A、C两点的反应速率:A___________C(填“>”“<”“=”或“无法判断”)。
(4)由A点到B点可采取的方法是___________,由A点到C点可观察到的实验现象是___________。
(5)已知A点的体积分数是B、C点的2倍,其数值为0.5,则A、B、C三点的平衡常数大小关系为___________。
20(16分)汽车尾气是城市的主要空气污染物,尾气里含有的NO是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致:
(1)该反应的平衡常数表达式K=___________。
(2)用化学原理对氮氧化物进行处理可实现废物利用。已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1,在催化剂存在下,H2还原NO生成液态水和氮气的热化学方程式为___________。
(3)若反应在t℃,体积为2L的刚性密闭容器中进行,下列说法不能作为反应达到平衡状态的依据的是___________(填标号)。
A.N2的体积分数不再变化 B.N2、O2、NO的物质的量之比为1:3:2
C. D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.气体的密度保持不变
(4)利用反应可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个相同的密闭容器中分别充入1.0molNO和1.0molCO,分别在、温度下发生上述反应。反应过程中随时间(t)的变化情况见下表,平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如下图。
时间(t)/s
0
2
4
6
8
10
甲容器()n(CO2)/mol
0
0.36
0.60
0.80
0.80
0.80
乙容器()n(CO2)/mol
0
0.30
0.50
0.70
0.85
0.85
①___________(填“>”“<”或“=”,下同),该反应的ΔH___________0。上图中,曲线I代表___________(填“甲”或“乙”)容器。
②甲容器中NO的平衡转化率为___________。
③该反应达到平衡后,下列说法正确的是___________(填标号)。
a.该反应在任意温度下均可自发
b.平衡常数:
c.该反应的正反应活化能小于逆反应活化能
d.升高温度可同时提高反应速率和NO的平衡转化率
21(16分)50 mL 0.50 mol·L−1盐酸与50 mL 0.55 mol · L−1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是_____________________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是______________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol · L−1盐酸跟50 mL 0.55 mol · L−1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热__________(填“相等”或“不相等”),简述理由:__________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);用50 mL 0.50 mol · L−1 NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会__________。
2
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景雅高二上期第一次月考化学试题解析版
一、选择题(本题共18小题,每小题3分54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:.下列化工生产中未使用催化剂的是( )
A.合成氨 B.制纯碱 C.乙烯水化 D.SO2转化为SO3
【答案】B
【解析】A.合成氨需要的条件是高温高压催化剂,故A选项错误。
B.制纯碱可以向饱和食盐水里通入二氧化碳和氨气,不需要使用催化剂,故B选项正确。
C.乙烯水化是乙烯通过固体酸催化剂与水反应生成乙醇的过程,故C选项错误。
D.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫需要催化剂,故D选项错误。
故答案选B。
2:一定温度下,在5 L的恒容密闭容器中,反应进行半分钟后,测得NO的物质的量增加了0.3 mol。在此段时间内,用NH3表示的化学反应速率为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】若反应进行半分钟后NO的物质的量增加了0.3 mol,则用NO浓度变化表示的反应速率为v(NO)=,根据反应方程式中物质反应转化关系可知:在此段时间内,用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=v(NO)=0.002 mol/(L∙s),故合理选项是A。
3:容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g),以B的物质的量浓度表示的反应速度υ正、υ逆与时间的关系如图所示,则图中阴影部分的面积可表示
A.A的物质的量浓度的减少 B.B的物质的量浓度的减少
C.C的物质的量的增加 D.B的物质的量减少
【答案】B
【解析】观察图像,纵坐标为B的反应速率,横坐标为时间,由微分法可知,二者之积为浓度,故V(正)×t(平衡)表示B向正反应方向进行时减少的浓度,V(逆)×t(平衡)表示B向逆反应方向进行时增大的浓度,故阴影部分的面积表示B向正反应方向进行时“净”减少的浓度,再利用浓度变化量之比等于化学计量数之比判断A的浓度变化;
A.浓度变化量之比等于化学计量数之比,故△c(A)=0.5△c(B),为阴影面积的一半,选项A错误;B.由上述分析可知,阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B),选项B正确;C.由上述分析可知,阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B),选项C错误;D.阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B),容器的体积为2L,阴影部分的面积不能表示B的物质的量的减少量,选项D错误;答案选B。
4:下列关于化学反应速率的说法,正确的是
A.增大压强,一定能加快化学反应速率
B.煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以加快反应速率
C.恒压下充入He,化学反应速率不变
D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
【答案】B
【解析】A.增大压强,如没有气体参与反应,则不能加快化学反应速率,A错误;B.煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以增大反应物接触面积,加快反应速率,B正确;C.恒压下充入He,容器体积增大,参与反应各气体浓度减小,化学反应速率减小,C错误;D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,若改用98%的浓硫酸,铁与浓硫酸常温下发生钝化,D错误;故答案选B。
5:在一定量的密闭容器中进行反应:。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为、、。当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.N2为,H2为
B.N2为
C.N2、H2均为
D.NH3为
【答案】B
【分析】已知某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为、、;假设正向彻底进行,则N2、H2、NH3的浓度分别为0、0、;假设逆向彻底进行,则N2、H2、NH3的浓度分别为、、0;而实际上两个方向都不能彻底进行,故平衡时0<c(N2)<,0<c(H2)<,0<c(NH3)<;据此分析解答。
【解析】A.根据上述分析,平衡时0<c(N2)<,0<c(H2)<,N2不会等于,H2不会等于,故A错误;B.故平衡时0<c(N2)<,N2为在可能的范围内,故B正确;C.从题给量的关系知无论反应进行到什么程度,,因此两者不可能同时均为0.18mol·L-1,故C错误;D.平衡时0<c(NH3)<,NH3不会等于,故D错误。答案选B。
6:在一定温度下,可逆反应 A(g)+B(g)C(g)+D(g) 达到平衡的标志是
A.反应混合物中A、B、C、D 的质量分数都不再变化
B.反应混合物中A、B、C、D 的分子数相同
C.反应混合物的压强保持不变
D.单位时间内生成 a mol C,同时生成a mol D
【答案】A
【解析】A.反应混合物中A、B、C、D的质量分数都不再变化,说明各物质的浓度不再发生变化,达到平衡状态,故A正确;B.反应混合物中A、B、C、D 的分子数相同不代表各物质分子数保持不变,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故B错误;C.反应前后气体的体积不变,故总压强不随时间改变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故C错误;D.单位时间内生成amolC是正反应,同时生成amolD也是正反应,故不能说明达到平衡状态,故D错误;故选A.
7:在密闭容器中发生如下反应:,达到平衡后,保持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新平衡时,C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是
A.m+n>p B.平衡向逆反应方向移动
C.A的转化率降低 D.活化分子百分数不变
【答案】A
【分析】达到平衡后,温度不变,将气体体积压缩到,若平衡不移动,C的浓度为原来的2倍,当达到平衡时C的浓度为原来的1.9倍,则体积减小时平衡逆向移动,据此分析作答。
【解析】A.体积缩小,相当于加压,平衡逆向移动,则m+n<p,A项错误;
B.由上述分析可知,平衡逆向移动,B项正确;
C.平衡逆向移动,A的转化率降低,C项正确;
D.温度不变,将气体体积压缩,增加气体分子浓度,提高总活化分子数,从而加快反应速率,但活化分子百分数不变,D项正确;
答案选A。
8:下列事实不能用勒夏特列(平衡移动)原理解释的是
A. 开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
B. 晒自来水养小金鱼
C. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
D. 合成氨时采用铁触媒作反应催化剂
【答案】D
【详解】A.存在平衡H2CO3H2O+CO2 ,打开瓶盖时,压强减小,平衡向右移动,二氧化碳气体溶解度减小,逸出二氧化碳,可以用勒夏特列原理来解释,A不符合题意;
B.用少量氯气消毒的自来水中,发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO;次氯酸见光分解反应为:2HClO=2HCl+O2↑,HClO浓度减小,促进化学平衡正向移动,减少了氯气的含量,所以可以用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率,可以用勒夏特列原理来解释,C不符合题意;
D.催化剂只能加快反应速率,不能改变平衡移动,D符合题意;
故选D。
9:工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由热化学方程式可知,反应物、生成物均为气态,焓变为负,为放热反应,且生成物为液态时放出热量更多,选项A中图符合。
故答案选A。
10:已知断开中H—H键需要吸收436 kJ能量,根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式错误的是
A. 断开1 mol HCl(g)中H—Cl键要吸收432 kJ能量
B. 生成中的Cl—Cl键放出243 kJ能量
C.
D. ()
【答案】D
【详解】A.根据图示可知,2molH(g)和2molCl(g)结合成放出864 kJ能量,则断开2 mol HCl(g)中H—Cl键需要吸收864 kJ能量,由此推出断开1 mol HCl(g)中H—Cl键要吸收432 kJ能量,A项正确;
B.根据图示可知,断裂 1molH2(g)中的H—H键和1molCl2(g)中Cl—Cl键吸收679kJ能量,断裂 1molH—H键吸收436kJ能量,则断裂 1molCl—Cl键吸收679kJ-436kJ=243kJ能量,即生成中的Cl—Cl键放出243 kJ能量,B项正确;
C.根据图示知, ,则,C项正确;
D.HCl由气态变为液态要放出热量,所以生成2 mol液态HCl放出的热量大于185 kJ,即,D项错误;
故选D。
11:如图所示,曲线表示放热反应进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按曲线进行,可采取的措施是
A.增大压强 B.升高温度 C.及时移除 D.加大的投放量
【答案】A
【解析】该反应前后气体分子数不变,增大压强,平衡不移动,X的转化率不变,但反应速率增大,达到平衡的时间缩短,A正确;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X的转化率减小,B错误;及时移除Z,平衡正向移动,X的转化率增大,C错误;加大Y的投放量,平衡正向移动,X的转化率增大,D错误;故选A。
12:铜氨液可吸收除去原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)中的CO,反应原理为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3⇌[Cu(NH3)3CO]+ △H<0。提高CO平衡吸收率的有利条件是
A. 高温、高压 B. 高温、低压 C. 低温、高压 D. 低温、低压
【答案】C
【详解】该反应为气体体积减小的放热反应,降低温度、增大压强可使反应的化学平衡正向移动,从而提高CO平衡吸收率,故采用的有利条件为低温、高压;
答案选C
13:体积相同的甲、乙两个容器中分别充入等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),并达到化学平衡。在这个过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率
A. 等于p% B. 大于p% C. 小于p% D. 无法判断
【答案】B
【详解】根据题意,甲、乙两容器可设为如图所示的装置。
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的正反应是气体分子数减小的反应。甲容器保持体积不变,反应过程中压强变小;乙容器保持压强不变,反应过程中体积减小,达到平衡状态时乙容器转变为丙容器。丙对于甲,相当于增大压强,则平衡正向移动,因此乙容器中SO2的转化率大于甲容器中SO2的转化率,若甲容器中SO2的转化率为p%,乙容器中SO2的转化率大于p%;
故答案为:B。
14:已知反应,由图象得到的对应结论正确的是
A. 仅由图1判断,T1、T2对应平衡常数的大小关系为K1>K2
B. 仅由图2判断,m+n>q且T1<T2
C. 仅由图3判断,反应处于点1时,v正<v逆
D. 仅由图4判断,曲线a一定是使用了催化剂
【答案】A
【详解】A.温度越高反应速率越快,越先达到平衡,所以温度T1<T2,而温度越高平衡时C的百分含量越低,说明升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K1>K2,故A正确;
B.因该反应的焓变未知,仅由图2无法判断温度的大小关系,故B错误;
C.据图可知1点B的百分含量高于同温度下的平衡时B的百分含量,则要达到平衡状态B的百分含量要减小,平衡正向移动,v正>v逆,故C错误;
D.若m+n=q,即压强对反应的平衡无影响,曲线a也可能是增大压强,故D错误;
综上所述答案为A。
15反应(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是
A.加压 B.减压 C.减少E的浓度 D.降温
【答案】D
【解析】加压时,不论正反应速率还是逆反应速率均增大,A项错误;减压时,A的浓度首先在体积增大的一瞬间降到最低,然后再逐渐增大,但根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动,故A物质的浓度在达新的平衡时更加小于原平衡状态时的浓度,B项错误;减小E的浓度,则平衡向正反应方向移动,A的浓度会减小,C项错误;降温时,不论正反应还是逆反应速率均减小,但正反应是吸热反应,其速率降低得更多,平衡向逆反应方向移动,所以A的浓度增加,D项正确;故选D。
16在一定条件下,反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是
A.(SO2)增大 B.(SO3)减小
C.O2的百分含量发生变化 D.SO3的质量不变
【答案】C
【解析】若正、逆反应速率同等倍数的增大,平衡不移动,即(SO2)增大不能说明化学平衡一定移动,A不合题意;若正、逆反应速率同等倍数的减小,平衡不移动,即(SO3)减小不能说明化学平衡一定移动,B不合题意;O2的百分含量发生变化,化学平衡一定发生移动,C符合题意;化学平衡的宏观特征为各组分的质量、百分含量、浓度等保持不变,故SO3的质量不变,平衡不移动,D不合题意;故选C。
17反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡后,保持温度不变,再通入O2,重新达到平衡,则新平衡与旧平衡相比,的值( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定
【答案】C
【解析】=,K只与温度有关,温度不变,则K不变,故选C。
18已知2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.76kJ·mol-1,在25℃和101kPa时,该反应能自发进行,该反应能自发进行的主要原因是
A.ΔH<TΔS B.ΔH >TΔS C.ΔH >ΔS D.ΔH <ΔS
【答案】A
【解析】该反应能自发进行是因为反应ΔH—TΔS<0,则反应ΔH<TΔS,故选A。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
19(14分)将0.4mol气体充入某密闭容器中发生反应: 。温度为和时,在体积为2L的恒容容器中,测得的物质的量随时间变化的曲线如图1所示;在温度为和时,平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图2所示。
回答下列问题:
(1)由图可知,___________(填“>”“<”“=”或“无法判断”),___________0(填“>”“<”“=”或“无法判断”)。
(2)时,40~80s内用表示的平均反应速率为___________。
(3)A、C两点的反应速率:A___________C(填“>”“<”“=”或“无法判断”)。
(4)由A点到B点可采取的方法是___________,由A点到C点可观察到的实验现象是___________。
(5)已知A点的体积分数是B、C点的2倍,其数值为0.5,则A、B、C三点的平衡常数大小关系为___________。
【答案】(1) ①. > ②. >
(2)0.0025mol/(L·s)
(3)< (4) ①. 降低温度 ②. 容器中气体颜色变深
(5)KA=KC>KB
【小问1详解】
根据图象曲线变化可知,T1℃时反应先达到平衡,T1℃时反应速率大于T2℃,则温度大小为:T1℃>T2℃,而在T1℃达到平衡时二氧化氮的物质的量大于T2℃,说明升高温度,平衡向着正向移动,则该反应为吸热反应,>0。
【小问2详解】
时,40~80s内用表示平均反应速率为=0.0025mol/(L·s)。
【小问3详解】
由图可知,A、C两点平衡时温度相同,C点对应的压强大,反应速率大,A、C两点的反应速率:A<C。
【小问4详解】
反应的正反应为吸热反应,温度升高,平衡向正反应方向移动,NO2的体积分数增大,由图可知:AB两点平衡时压强相同,温度不同,A点NO2的体积分数大于B点NO2的体积分数,故T4>T3,由A点到B点可采取的方法是降低温度,由A点到C点压强增大,NO2的浓度增大,可观察到的实验现象是:容器中气体颜色变深。
【小问5详解】
A、C两点为相同温度不同压强下的平衡,故化学平衡常数相等,B点温度低于A,C两点,该反应正反应为吸热反应,则降低温度,K减小,则三点平衡常数大小关系为KA=KC>KB。
20(16分)汽车尾气是城市的主要空气污染物,尾气里含有的NO是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致:
(1)该反应的平衡常数表达式K=___________。
(2)用化学原理对氮氧化物进行处理可实现废物利用。已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1,在催化剂存在下,H2还原NO生成液态水和氮气的热化学方程式为___________。
(3)若反应在t℃,体积为2L的刚性密闭容器中进行,下列说法不能作为反应达到平衡状态的依据的是___________(填标号)。
A.N2的体积分数不再变化
B.N2、O2、NO的物质的量之比为1:3:2
C.
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变 E.气体的密度保持不变
(4)利用反应可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个相同的密闭容器中分别充入1.0molNO和1.0molCO,分别在、温度下发生上述反应。反应过程中随时间(t)的变化情况见下表,平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如下图。
时间(t)/s
0
2
4
6
8
10
甲容器()n(CO2)/mol
0
0.36
0.60
0.80
0.80
0.80
乙容器()n(CO2)/mol
0
0.30
0.50
0.70
0.85
0.85
①___________(填“>”“<”或“=”,下同),该反应的ΔH___________0。上图中,曲线I代表___________(填“甲”或“乙”)容器。
②甲容器中NO的平衡转化率为___________。
③该反应达到平衡后,下列说法正确的是___________(填标号)。
a.该反应在任意温度下均可自发 b.平衡常数:
c.该反应的正反应活化能小于逆反应活化能
d.升高温度可同时提高反应速率和NO的平衡转化率
【答案】(1)
(2);
(3)BDE (4) ①. > ②. < ③. 甲 ④. 80% ⑤. bc
【解析】
【分析】已知H2的燃烧热为,则有①②,依据盖斯定律①-②即得到在催化剂存在下,H2还原NO生成液态水和氮气的热化学方程式为;甲容器首先达到平衡状态,说明温度高,反应速率快,所以>;平衡时甲容器中小于乙容器中,这说明升高温度平衡逆向进行,减小,所以正反应放热,即该反应的<0;温度、压强图中当压强相同时曲线Ⅰ中NO体积分数高,说明反应逆向进行,正反应放热,升高温度平衡逆向进行,所以曲线Ⅰ代表甲容器。
【小问1详解】
根据反应可知该反应的平衡常数表达式为,故答案为:;
【小问2详解】
已知H2的燃烧热为,则有①②
依据盖斯定律①-②即得到在催化剂存在下,H2还原NO生成液态水和氮气的热化学方程式为,故答案为:;
【小问3详解】
A.N2的体积分数不再变化,说明每一种物质消耗的量和生成的量相等即同一种物质的正逆反应速率相等,反应达到了平衡,A不符合题意;
B.N2、O2、NO的物质的量之比为1:3:2,反应不一定达到平衡,B符合题意;
C.,表示同一种物质正逆反应速率相等,说明反应达到了平衡,C不符合题意;
D.体系物质全为气体,气体总质量不变;气体分子总数不变,气体总物质的量不变;根据公式可知是不变的量,故混合气体的平均相对分子质量保持不变,不能说明反应达到了平衡,D符合题意;
E.体系物质全为气体,气体总质量不变,刚性容器,体积不变,故密度是不变的量。气体的密度保持不变,不能说明反应达到了平衡,E符合题意;
故答案为:BDE;
【小问4详解】
①甲容器首先达到平衡状态,说明温度高,反应速率快,所以>;平衡时甲容器中小于乙容器中,这说明升高温度平衡逆向进行,减小,所以正反应放热,即该反应的<0;温度、压强图中当压强相同时曲线Ⅰ中NO体积分数高,说明反应逆向进行,正反应放热,升高温度平衡逆向进行,所以曲线Ⅰ代表甲容器,
故答案为:>;<;甲;
②甲容器中平衡时,根据方程式可知消耗NO是0.80mol,所以NO的平衡转化率为,故答案为:80%;
③a.正反应体积减小,放热,所以根据可以自发进行可知该反应在低温下可自发,a错误;
b.平衡常数只与温度有关系,曲线Ⅰ代表甲容器,平衡常数,b正确;
c.正反应放热,该反应正反应活化能小于逆反应的活化能,c正确;
d.正反应放热,升高温度提高反应速率同时平衡逆向进行,NO的平衡转化率减小,d错误;
故答案为:bc。
21(16分)50 mL 0.50 mol·L−1盐酸与50 mL 0.55 mol · L−1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是____________________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是______________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol · L−1盐酸跟50 mL 0.55 mol · L−1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热__________(填“相等”或“不相等”),简述理由:__________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);用50 mL 0.50 mol · L−1 NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会__________。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中的热量损失 (3)偏小
(4)不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量,与酸碱的用量无关 (5)偏小 偏小
【解析】(1)本实验成败的关键是准确测量反应后的温度。因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致,故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒。
(2)碎纸条的作用为减少实验过程中的热量损失。
(3)不盖硬纸板会损失部分热量,故所测结果偏低。
(4)由中和热的概念可知,中和热是以生成1 mol水为标准的,而与过量部分的酸碱无关。
(5)由于弱酸、弱碱的电离吸热,所以用氨水代替NaOH,测得的中和热数值偏小;而用50 mL 0.50 mol·L−1 NaOH溶液进行上述实验,有可能酸未反应完全导致测得的中和热数值偏小。
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