精品解析:辽宁省大连市第八中学2025-2026学年高二上学期10月月考化学试题
2025-10-17
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内容正文:
2025-2026学年度上学期高二年级10月阶段测试
化学试题
(满分:100分,考试时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H:1 O:16
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,共45分)
1. 化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义,下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A. 某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B. ,的反应在温度低时不能自发进行
C. 硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程,能自发进行
D. 在常温下能自发进行,则该反应的
2. 关于某反应,下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡正向移动,该反应的平衡常数K增大
B. 升高温度可使该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小
C. 温度越低越有利于该反应的进行,从而提高生产效率
D. 使用高效催化剂,能增大活化分子百分数,提高反应速率
3. 下列说法正确的有几个:
①活化分子间的碰撞一定会发生化学反应
②的醋酸溶液与的醋酸溶液中的数目,前者多
③恒温压缩反应体系体积,活化分子百分数增大
④在恒压、绝热容器中:,当反应容器内气体密度不随时间变化时,说明反应一定达到平衡
⑤纯水在和时,前者大
⑥热化学方程式中各物质前的化学计量数必须是整数,不能是分数
⑦在时,硫粉在中完全燃烧生成气体,放出的热量,则硫的燃烧热
A. 5个 B. 4个 C. 3个 D. 2个
4. 下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
5. 常温下,四种溶液:①的氨水;②的氢氧化钠溶液;③的醋酸;④的盐酸,下列说法错误的是
A. 将溶液②、③等体积混合,所得溶液显酸性
B. 分别取加水稀释至,四种溶液的:①②③④
C. 向溶液③、④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两种溶液的均增大
D. 将溶液②和溶液④混合后,若所得溶液,则
6. 向恒容密闭容器中充入一定体积的,发生反应,后达到平衡。若保持温度不变,再充入相同体积的,达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是
A. B. 的转化率
C. 的体积分数 D.
7. 氨对发展农业有着重要意义,也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。
下列说法不正确的是
A. “干燥净化”的目的是防止混有的杂质使催化剂中毒
B. 合成氨一般选择400~500℃进行,主要是让铁触媒的活性最大,平衡转化率高
C. 热交换的目的是预热原料气,同时对合成的氨气进行降温利于液化分离
D. 合成氨采用循环操作,主要是为了提高和的利用率
8. 根据酸碱质子理论,凡是能给出质子的分子或离子都是酸,凡是能结合质子的分子或离子都是碱,给出质子的能力越强,酸性越强。按照该理论,下列说法错误的是
A. 属于酸碱反应
B. 是酸,是碱
C. 均属于两性物质
D. 已知能发生,可知酸性:
9. 利用丙烷C3H8在无氧条件下制备丙烯C3H6的反应方程式为:。向两个初始压强为0.1MPa的相同恒压容器Ⅰ、Ⅱ中都充入等物质的量的丙烷气体,再向Ⅱ容器中充入一定量的水蒸气进行上述反应,达到化学平衡时,测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示,则下列说法正确的是
A. b曲线表示的是Ⅰ容器中丙烯随温度变化的物质的量分数
B. A点对应的该反应平衡常数(为以分压表示的平衡常数)
C. 根据B点数据可以计算出丙烷的平衡转化率
D. 相同温度下Ⅱ容器中丙烷的平衡转化率比Ⅰ容器小
10. 固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。如图为少量气体分子在冰表面吸附和溶解过程的示意图(图中比例为微粒个数比),下列叙述不正确的是
A. 冰表面第一层中,以分子形式存在
B. 在冰中的电离方程式是:
C. 冰表面第二层中,浓度为(设冰的密度为)
D. 冰表面第三层中无分子
11. 下列图像与对应的叙述不相符的是
A. 常温下,均为2、体积均为的、、溶液,分别加水稀释至体积为,溶液随的变化关系如图1所示,则
B. 恒容下一定量和发生反应: 。容器中,的物质的量浓度随时间变化如图2所示,第引起变化的条件可能是升温
C. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应:,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图3所示,气体的总物质的量:
D. 一定温度下,向三个体积分别为,,的密闭容器中分别加入足量活性炭和,发生反应:;在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图4所示,图中点(正)(逆)
12. 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①
②
、下,将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及、、。位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、和的体积分数如图所示。下列说法错误的是
A. 处与处反应①的平衡常数不相等
B. 反应②的焓变
C. 处的的体积分数大于处
D. 混合气从起始到通过处,①中的生成速率小于②中的生成速率
13. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
14. 常温下,向某溶剂(不参与反应)中加入一定量X、Y和M,所得溶液中同时存在如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
X、Y的物质的量浓度随反应时间的变化关系如图所示,300 s后反应体系达到平衡状态。
下列说法正确的是
A. 100~300 s内,
B. 时,反应(ⅲ)的逆反应速率大于正反应速率
C. 若反应(ⅲ)的,则X比Y更稳定
D. 若再向容器中加入上述溶剂,则、均不变
15. 室温下,水溶液中各含碳微粒物质的量分数随变化关系如下图[例如:]。
下列说法不正确的是
A. ①为与的关系曲线
B. 图中点的横坐标为2.71
C. 的溶液中,
D. 将的溶液稀释到,几乎不变
二、填空题(本题包括4题,共55分)
16. Ⅰ.中和反应的反应热测定
已知: 。
用图所示的装置进行中和反应反应热的测定。
(1)从实验装置图上看,量热器中缺少的一种仪器是_______(填仪器名称)。
(2)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如表,填写表中温度差平均值。
实验
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2- t1/℃
H2SO4
NaOH
平均值
_______
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
(3)近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和热_______(保留一位小数)。
(4)上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是_______(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制溶液,定容时俯视刻度线读数
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
Ⅱ.反应热的计算。
盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
(5)写出气体还原固体得到固体和气体的热化学反应方程式:_______。
17. Ⅰ、时,溶液中,溶液。
请回答下列问题:
(1)溶液___________,在加水稀释的过程中,随着水量的增加而增大的是___________(填字母)。
A. B.
C.与的乘积 D.
(2)是___________(填“强电解质”或“弱电解质”),将上述溶液稀释1000倍,稀释后溶液中约为___________。
(3)取两份体积相等的溶液,一份加入蒸馏水另一份加入的盐酸溶液,使两份溶液同时降低1,则加入水与盐酸溶液的体积比为___________。(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和,忽略混合前后温度变化)
(4)已知下,,该温度下将的溶液与的稀硫酸混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的,则___________。
Ⅱ.部分弱电解质的电离常数如下表:
弱电解质
电离常数()
回答下列问题:
(5)若氨水的浓度为,则溶液中的___________,将通入该氨水中,当降至时,溶液中的___________。
(6)向溶液中通入少量,离子方程式为:___________。
(7)在下,将的氨水与的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液,用含的代数式表示的电离常数___________。
18. 将催化转化为甲醇为最大限度地利用提供了一条有吸引力的途径。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ在___________正向自发进行(填选项)。
A. 任何温度下都能 B. 任何温度下都不能 C. 高温下能 D. 低温下能
(2)反应Ⅰ的经验公式的实验数据如图中曲线所示,已知经验公式为(为活化能,是速率常数,和都为常数),则该反应的活化能为___________。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线所示,则实验可能改变的外界条件是___________。
(3),下,,以物质的量之比1:3投料,以一定的流速通过与催化剂,图1和图2为催化反应中转化率、选择性、收率随温度的变化示意图,反应的产物只有,和。
①分析在该压强下的最适宜的反应条件为___________。
②推测在一定温度范围内,随着反应温度的升高,转化率增大,但选择性降低的原因是___________。
(4)若只考虑反应,温度下,初始压强为,向恒容容器中通入和,得到体积分数与时间的关系如图3所示。该条件下此反应的平衡常数___________,(用含字母的代数式表示,是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,某气体分压气体总压强该气体的物质的量分数)。
实验测得:,,,为速率常数。当温度改变为时,,则___________(填“<”、“>”或“=”)。
19. 化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。实验小组研究测定“”平衡常数的方法,对照理论数据判断方法的可行性。
理论分析
①易挥发,需控制生成较小。
②根据时分析,控制合适,可使生成较小;用浓度较大的溶液与过量反应,反应前后几乎不变;,仅需测定平衡时溶液和。
③与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度挥发性很小,可忽略。
(1)实验探究
序号
实验内容及现象
I
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,充分反应后,溶液变为黄色,容器液面上方有淡黄色气体。
Ⅱ
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,反应时间与I相同,溶液变为淡黄色,容器液面上方未观察到黄色气体。
Ⅲ
测定I、Ⅱ反应后溶液的;取一定量反应后溶液,加入过量固体,用标准溶液滴定,测定。
已知:;和溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中,滴定时选用淀粉作指示剂,滴定终点时的现象是_______。用离子方程式表示的作用:_______。
②I中,与反应前的溶液相比,反应后溶液的_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。平衡后,按计算所得值小于的K值,是因为挥发导致计算时所用_______的浓度小于其在溶液中实际浓度。
③Ⅱ中,按计算所得值也小于的K值,可能原因是_______。
(2)实验改进
分析实验I、Ⅱ中测定结果均偏小的原因,改变实验条件,再次实验。
控制反应温度为,其他条件与Ⅱ相同,经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确,应与_______值比较。
②综合调控和温度的目的是_______。
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2025-2026学年度上学期高二年级10月阶段测试
化学试题
(满分:100分,考试时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H:1 O:16
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,共45分)
1. 化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义,下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A. 某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B. ,的反应在温度低时不能自发进行
C. 硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程,能自发进行
D. 在常温下能自发进行,则该反应的
【答案】B
【解析】
【详解】A.∆H-T∆S<0的反应可自发进行,则某吸热反应(∆H>0)能自发进行,因此该反应是熵增(∆S>0)反应,故A正确;
B.、的反应在任何温度下都满足∆H-T∆S<0,即任何温度下该反应均能自发进行,故B错误;
C.硝酸铵溶于水的过程是溶解后电离出自由移动离子的过程,体系的混乱度增大,熵变∆S>0,能自发进行,故C正确;
D.由化学计量数可知该反应是气体分子数减小的反应则∆S<0,在常温下能自发进行,则该反应是焓减的反应即∆H<0,故D正确;
故选:B。
2. 关于某反应,下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡正向移动,该反应的平衡常数K增大
B. 升高温度可使该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小
C. 温度越低越有利于该反应的进行,从而提高生产效率
D. 使用高效催化剂,能增大活化分子百分数,提高反应速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度不变,平衡常数不变,A错误;
B.升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,B错误;
C.温度低,反应速率慢,不利于反应进行,C错误;
D.使用高效催化剂,降低活化能,能增大活化分子百分数,提高反应速率,D正确;
故答案为:D。
3. 下列说法正确的有几个:
①活化分子间的碰撞一定会发生化学反应
②的醋酸溶液与的醋酸溶液中的数目,前者多
③恒温压缩反应体系体积,活化分子百分数增大
④在恒压、绝热容器中:,当反应容器内气体密度不随时间变化时,说明反应一定达到平衡
⑤纯水在和时,前者大
⑥热化学方程式中各物质前的化学计量数必须是整数,不能是分数
⑦在时,硫粉在中完全燃烧生成气体,放出的热量,则硫的燃烧热
A. 5个 B. 4个 C. 3个 D. 2个
【答案】B
【解析】
【详解】①活化分子间的碰撞需要合适的方向和足够的能量才能引发反应,仅活化分子碰撞不一定有效,①错误;
②100 mL 0.1 mol·L-1的醋酸和10 mL 1.0 mol·L-1的醋酸中含醋酸的物质的量相等,醋酸浓度越小其电离程度越大,所以100 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液与10 mL 1.0 mol/L的醋酸溶液中H+的数目相比,前者多,②正确;
③恒温压缩体积,单位体积活化分子数增多,但活化分子百分数不变,③错误;
④反应条件为在恒压、绝热,反应过程中能量变化会导致体积的变化,当反应达到平衡状态时,温度不变则体积不再变化,根据可知,气体密度不随时间变化时反应一定平衡状态,④正确;
⑤纯水电离吸热,温度升高H⁺浓度增大,⑤正确;
⑥热化学方程式系数表示物质的物质的量,既可以是整数,也可以是分数,⑥错误;
⑦4 g硫(0.125 mol)燃烧放37 kJ,则1 mol S 在 O2中完全燃烧生成SO2气体,放出296 kJ,ΔH=-296 kJ/mol,符合燃烧热定义,⑦正确;
综上,正确说法有4个,故选B。
4. 下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将五个方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。
【详解】A.酸碱中和反应为放热反应,难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应①,
②,则反应①放出的热量小于反应②,即,故,A正确;
B.已知反应②,
③,
利用盖斯定律将反应③-反应②得到,该反应为放热反应,则该反应的,即,B正确;
C.已知反应⑤(化合反应)为放热反应,即,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即,,C错误;
D.已知反应③为放热反应,,结合C项解析知:,则,D正确;
故选C。
5. 常温下,四种溶液:①的氨水;②的氢氧化钠溶液;③的醋酸;④的盐酸,下列说法错误的是
A. 将溶液②、③等体积混合,所得溶液显酸性
B. 分别取加水稀释至,四种溶液的:①②③④
C. 向溶液③、④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两种溶液的均增大
D. 将溶液②和溶液④混合后,若所得溶液,则
【答案】B
【解析】
【分析】一水合氨为弱碱,pH=11的氨水,其物质的量浓度大于10-3mol/L;NaOH为强碱,pH=11的氢氧化钠溶液,其物质的量浓度等于10-3mol/L;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸,其物质的量浓度大于10-3mol/L;盐酸为强酸,pH=3的盐酸,其物质的量浓度等于10-3mol/L。
【详解】A.将溶液②、③等体积混合,反应完成后,醋酸有剩余,且溶液中以剩余的醋酸电离为主,所得溶液显酸性,A正确;
B.强酸、强碱加水稀释,pH变化大,弱酸、弱碱稀释,pH变化小,则分别取1mL加水稀释至10mL,氢氧化钠溶液的pH减小的幅度比氨水大,盐酸的pH增大的幅度比醋酸大,所以四种溶液的pH:①>②>④>③,B错误;
C.向溶液③中加入适量的醋酸钠晶体,溶解后增大溶液中的醋酸根离子浓度,使醋酸的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,pH增大,④中加入适量的醋酸钠晶体,溶解后与H+结合为弱电解质醋酸,c(H+)减小,pH增大,C正确;
D.②pH=11的氢氧化钠溶液、④pH=3的盐酸中,c(HCl) =c(NaOH) =10-3mol/L,且两者均为强酸强碱,将aL溶液②和bL溶液④混合后,若所得溶液pH=7,则10-3a=10-3b,所以a:b=1:1,D正确;
故选B。
6. 向恒容密闭容器中充入一定体积的,发生反应,后达到平衡。若保持温度不变,再充入相同体积的,达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是
A. B. 的转化率
C. 的体积分数 D.
【答案】A
【解析】
【分析】若保持温度不变,再充入相同体积的,相当于加压,平衡正向移动,据此分析选项。
【详解】A.平衡正向移动,A的浓度减小,B的浓度增大,导致减小,A符合题意;
B.平衡正向移动,A的转化率增大,B不符合题意;
C.平衡正向移动,C的物质的量增加, C的体积分数增大,C不符合题意;
D.为平衡常数K的倒数,温度不变则K不变,该值不变,D不符合题意;
故选A。
7. 氨对发展农业有着重要意义,也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。
下列说法不正确的是
A. “干燥净化”的目的是防止混有的杂质使催化剂中毒
B. 合成氨一般选择400~500℃进行,主要是让铁触媒的活性最大,平衡转化率高
C. 热交换的目的是预热原料气,同时对合成的氨气进行降温利于液化分离
D. 合成氨采用循环操作,主要是为了提高和的利用率
【答案】B
【解析】
【详解】A.干燥净化的目的是去除原料气中的杂质(如硫化物等),防止杂质使铁触媒中毒,A正确;
B.合成氨选择400~500℃主要是因为铁触媒在此温度下活性最大,可加快反应速率,但该反应为放热反应,升高温度会降低平衡转化率,B错误;
C.热交换可利用反应后的高温气体预热原料气(节约能源),同时冷却含氨气的混合气体,利于氨气液化分离,C正确;
D.循环操作能将未反应的和重新送入反应器,提高原料利用率,D正确;
故答案选B。
8. 根据酸碱质子理论,凡是能给出质子的分子或离子都是酸,凡是能结合质子的分子或离子都是碱,给出质子的能力越强,酸性越强。按照该理论,下列说法错误的是
A. 属于酸碱反应
B. 是酸,是碱
C. 均属于两性物质
D. 已知能发生,可知酸性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH3COO-能结合H +属于碱,HCl能给出质子是酸,则属于酸碱反应,A正确;
B.HF能给出质子是酸,F-能结合质子是碱,B正确;
C.既能结合H + 又能提供H + ,因此均为两性物质,C正确;
D.在反应中,给出质子是酸,是接受质子的产物,则酸性:,D错误;
故选D。
9. 利用丙烷C3H8在无氧条件下制备丙烯C3H6的反应方程式为:。向两个初始压强为0.1MPa的相同恒压容器Ⅰ、Ⅱ中都充入等物质的量的丙烷气体,再向Ⅱ容器中充入一定量的水蒸气进行上述反应,达到化学平衡时,测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示,则下列说法正确的是
A. b曲线表示的是Ⅰ容器中丙烯随温度变化的物质的量分数
B. A点对应的该反应平衡常数(为以分压表示的平衡常数)
C. 根据B点数据可以计算出丙烷的平衡转化率
D. 相同温度下Ⅱ容器中丙烷的平衡转化率比Ⅰ容器小
【答案】B
【解析】
【分析】根据题目信息,Ⅱ容器在恒压条件下充入了与反应无关的水蒸气作为稀释气,相对I容器而言是在更低的压强下发生反应,根据可知,该反应正方向为气体体积增大的吸热反应,升高温度,平衡正向移动,丙烷减少,丙烯增多;减小压强,平衡正向移动,所以a、c线对应I容器中的和,图中d、b线对应Ⅱ容器中的和。
【详解】A.根据分析可知,b曲线表示的是Ⅱ容器中的,A错误;
B.假设丙烷初始量为1mol
A点丙烷含量为50%,则,,反应后总的物质的量为,则A点对应的该反应平衡常数,B正确;
C.B点代表Ⅱ容器中物质的量的变化,因为不能获知Ⅱ容器中水蒸气加入的量,所以不能计算出丙烷的平衡转化率,C错误;
D.Ⅱ容器相当于在更小的压强下发生该反应,根据方程式正方向为气体体积增大的方向,所以减压条件下平衡正移,相同温度下丙烷转化率比I容器更大,D错误;
故答案选B。
10. 固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。如图为少量气体分子在冰表面吸附和溶解过程的示意图(图中比例为微粒个数比),下列叙述不正确的是
A. 冰表面第一层中,以分子形式存在
B. 在冰中的电离方程式是:
C. 冰表面第二层中,浓度为(设冰的密度为)
D. 冰表面第三层中无分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,冰表面第一层中存在HCl分子,则HCl以分子形式存在,故A正确;
B.HCl在冰中存在Cl-和HCl分子,说明在冰中部分电离,电离方程式为:,故B错误;
C.冰表面第二层中,Cl-:H2O=10-4:1,设水的体积为1L,溶液体积近似为1L,则H+浓度为5×10-3mol∙L-1,故C正确;
D.根据图示,冰表面第三层中只有水分子,无HCl分子,故D正确;
故选:B。
11. 下列图像与对应的叙述不相符的是
A. 常温下,均为2、体积均为的、、溶液,分别加水稀释至体积为,溶液随的变化关系如图1所示,则
B. 恒容下一定量和发生反应: 。容器中,的物质的量浓度随时间变化如图2所示,第引起变化的条件可能是升温
C. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应:,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图3所示,气体的总物质的量:
D. 一定温度下,向三个体积分别为,,的密闭容器中分别加入足量活性炭和,发生反应:;在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图4所示,图中点(正)(逆)
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1中,pH均为2的HA、HB、HC溶液稀释相同倍数时,pH变化越大酸性越强,Ka越大,则酸性HA>HB>HC,所以Ka(HB)>Ka(HC),故A正确;
B.图2反应xA(g)+2B(s)⇌yC(g) ΔH<0,10min时,反应没有达到平衡状态,反应速率明显加快,第引起变化的条件可能是升温,故B正确;
C.图3反应2X(g)+Y(g)⇌Z(g),正反应气体分子数减少,甲为绝热容器,开始时压强增大,说明正反应放热,甲容器内温度升高,a点温度大于c点,a和c点压强相等,可知n(a)<n(c),故C正确;
D.图4反应2C(s)+2NO2⇌N2+2CO2正反应气体分子数增多,增大体积、减小压强,平衡正向移动,NO2转化率增大,V3体积大于V2,V3平衡时,NO2转化率大于b,c点NO2转化率小于b,说明反应未达平衡,v(正)≠v(逆),故D错误;
故选D。
12. 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①
②
、下,将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及、、。位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、和的体积分数如图所示。下列说法错误的是
A. 处与处反应①的平衡常数不相等
B. 反应②的焓变
C. 处的的体积分数大于处
D. 混合气从起始到通过处,①中的生成速率小于②中的生成速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡常数K仅与温度有关,绝热反应中和处温度不同(由图像温度曲线可知到温度升高),温度不同,故K不相等,A正确;
B.由图可知,在绝热体系中温度随反应进行升高,说明总反应放热,但反应①为吸热反应,则反应②必为放热反应(ΔH₂<0),以抵消吸热并使体系升温,B正确;
C.为反应①产物,到时体积分数不变(反应①生成速率=反应②消耗速率),但反应①仍正向进行(温度上升时平衡正向移),持续生成,且总气体物质的量因反应②减少,故处体积分数大于,C正确;
D.由图可知,从起始到,体积分数显著增加,而体积分数极低。由于在反应②中,极低的体积分数说明反应②消耗生成的速率小于反应①生成的速率,使得体系中累积,D错误;
故答案选D。
13. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
【答案】B
【解析】
【分析】某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B),其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响,浓度变化,k不变。由第二组数据和第四组数据,可知n=0;由第一组数据,第二组数据,两式相比得到m=1;将n=0,m=1代入得到k=6.4×10-3min-1;故速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B)。
【详解】A.由上速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B),代入第三组数据,,则v1=6.4;第六组数据中,则,则c1=0.75,A正确;
B.根据以上分析可知,该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1,B错误;
C.根据题给信息,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为 。若从开始到反应了50%,则需要时间,从50%反应到25%,则需要时间,则反应掉75%的A看成是经历两次半衰期,所需时间是,C正确;
D.已知,k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响;升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快,D正确。
故选B。
14. 常温下,向某溶剂(不参与反应)中加入一定量X、Y和M,所得溶液中同时存在如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
X、Y的物质的量浓度随反应时间的变化关系如图所示,300 s后反应体系达到平衡状态。
下列说法正确的是
A. 100~300 s内,
B. 时,反应(ⅲ)的逆反应速率大于正反应速率
C. 若反应(ⅲ)的,则X比Y更稳定
D. 若再向容器中加入上述溶剂,则、均不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,100~300s内,生成物N的浓度变化量为(0.112—0.090)mol/L+(0.011—0.010)mol/L=0.023mol/L,则n的反应速率为=1.15×10—4 mol/(L·s),故A错误;
B.由图可知,300s时反应达到平衡,反应(ⅲ)的平衡常数K==9,100s时反应(ⅲ)的浓度熵Q=>K,则反应向逆反应方向进行,逆反应速率大于正反应速率,故B正确;
C.若反应(ⅲ)的,则该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,X的能量高于Y的能量,物质的能量越低越稳定,则Y比X更稳定,故C错误;
D.若再向容器中加入上述溶剂,平衡体系中各物质浓度均减小,反应(ⅰ)、(ⅱ)均向逆反应方向移动,X、Y的物质的量均增大,故D错误;
故选B。
15. 室温下,水溶液中各含碳微粒物质的量分数随变化关系如下图[例如:]。
下列说法不正确的是
A. ①为与的关系曲线
B. 图中点的横坐标为2.71
C. 的溶液中,
D. 将的溶液稀释到,几乎不变
【答案】C
【解析】
【分析】H2C2O4为二元弱酸,随pH增大,H+浓度减小,电离平衡右移,H2C2O4的物质的量分数(δ)逐渐减小,H2C2O4转化为,的物质的量分数(δ)逐渐增大,pH继续增大,转化为,的物质的量分数(δ)逐渐减小,的物质的量分数(δ)逐渐增大,①为与的关系曲线,②为与的关系曲线,③为与的关系曲线;
【详解】A.根据分析,①为与的关系曲线,A正确;
B.a点为的δ最大值点,二元弱酸中间物种()最大δ对应的pH=。图中(1.23,0.50)为H2C2O4与为的交点,此时=1.23;(4.19,0.50)为与的交点,此时=4.19。则a点pH=,B正确;
C.0.01mol/L 溶液中,第一步电离为主:⇌H++(≈10-1.23,电离程度较大),c(H+)主要来自第一步电离,且c(H+)≈c(),c()=c(1-α1)(α₁为第一步电离度,α1较大)。计算得c(H⁺)≈0.0087mol/L,c()≈0.0013mol/L,故浓度顺序应为,C错误;
D.来自第二步电离:⇌H++,Ka2=[H+][]/[],稀释时,H+与浓度按相近比例减小,[]/[H+]≈1,故[]≈Ka2(常数),几乎不变,D正确;
故选C。
二、填空题(本题包括4题,共55分)
16. Ⅰ.中和反应的反应热测定
已知: 。
用图所示的装置进行中和反应反应热的测定。
(1)从实验装置图上看,量热器中缺少的一种仪器是_______(填仪器名称)。
(2)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如表,填写表中温度差平均值。
实验
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2- t1/℃
H2SO4
NaOH
平均值
_______
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
(3)近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和热_______(保留一位小数)。
(4)上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是_______(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制溶液,定容时俯视刻度线读数
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
Ⅱ.反应热的计算。
盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
(5)写出气体还原固体得到固体和气体的热化学反应方程式:_______。
【答案】(1)环形玻璃搅拌器
(2)4.0℃ (3)-
(4)acd (5)
【解析】
【分析】进行中和热测定实验时,要用到环形玻璃搅拌器等特殊仪器,实验的关键是减少热量的损失,故要做好隔热层,操作时要将氢氧化钠溶液一次性加入小烧杯中,一般用强酸和强碱溶液反应,若用弱碱则会导致热量的数值偏小;进行误差分析时主要是分析热量的变化,结合计算原理进行分析;
【小问1详解】
从实验装置图上看,量热器中缺少的一种仪器是环形玻璃搅拌器;
【小问2详解】
由表,四次实验温度差分别为4.0℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,第2组误差太大,要舍去,其它三次温度差的平均值为4.0℃;
【小问3详解】
放热反应焓变为负值,硫酸溶液中氢离子浓度为1.00mol/L,反应中硫酸过量,氢氧化钠(为)完全反应,则中和热;
【小问4详解】
上述实验数值结果与有偏差,实验中为,则反应放热偏少;
a.实验装置保温、隔热效果差,热量散失较大,所得中和热的数值偏小,故a符合题意;
b.配制NaOH溶液定容时俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,浓度偏大,反应放热偏多,测得中和热数值偏大,故b不符合题意;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中,热量散失较大,所得中和热的数值偏小,故c符合题意;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,导致硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故d符合题意;
故选acd。
【小问5详解】
已知:
①
②
③
由盖斯定律,得反应则。
17. Ⅰ、时,溶液中,溶液。
请回答下列问题:
(1)溶液___________,在加水稀释的过程中,随着水量的增加而增大的是___________(填字母)。
A. B.
C.与的乘积 D.
(2)是___________(填“强电解质”或“弱电解质”),将上述溶液稀释1000倍,稀释后溶液中约为___________。
(3)取两份体积相等的溶液,一份加入蒸馏水另一份加入的盐酸溶液,使两份溶液同时降低1,则加入水与盐酸溶液的体积比为___________。(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和,忽略混合前后温度变化)
(4)已知下,,该温度下将的溶液与的稀硫酸混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的,则___________。
Ⅱ.部分弱电解质的电离常数如下表:
弱电解质
电离常数()
回答下列问题:
(5)若氨水的浓度为,则溶液中的___________,将通入该氨水中,当降至时,溶液中的___________。
(6)向溶液中通入少量,离子方程式为:___________。
(7)在下,将的氨水与的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液,用含的代数式表示的电离常数___________。
【答案】(1) ①. 3 ②. AD
(2) ①. 强电解质 ②.
(3)
(4)9:11 (5) ①. ②.
(6)
(7)
【解析】
【小问1详解】
由25℃时,0.1 mol·L-1 HA溶液中=108可知,溶液中c(OH−)=10-8 c(H+),则溶液中c(H+)=mol/L=1×10-3 mol/L,则溶液的pH=3;
A.由HA的电离常数Ka=可知,=,稀释时Ka不变,c(A−)减小,增大,则增大,A项符合题意;
B.由HA的电离常数Ka=可知,=,稀释时Ka不变,c(H+)减小,减小,则减小,B项不符合题意;
C.水的离子积常数Kw=c(H+) c(OH−),温度不变,水的离子积常数不变,则c(H+)与c(OH−)的乘积不变,C项不符合题意;
D.溶液中c(OH−)=,稀释时Kw不变,c(H+)减小,增大,则c(OH−)增大,D项符合题意;
故答案为:3;AD。
【小问2详解】
时溶液,,可知,在溶液中完全电离,属于强电解质;将上述溶液稀释1000倍,,,则稀释后溶液中,故答案为:强电解质;。
【小问3详解】
设取溶液1L,其中,pOH=1,pH=13,一份加入蒸馏水另一份加入的盐酸溶液,使两份溶液同时降低1,则应该加入蒸馏水的体积=,加入的盐酸溶液的体积为V,则有=,解得V=L,则加入水与盐酸溶液的体积比=,故答案为:。
【小问4详解】
该温度下pH=11的溶液中c(OH−)==mol/L=0.1 mol/L,由混合溶液的pH=2可得:=10-2,解得9:11,故答案为:9:11。
【小问5详解】
时,,若氨水的浓度为,则溶液中的;将通入该氨水中,当降至时,,则溶液中的,故答案为:;。
【小问6详解】
由可知,酸性由强到弱顺序为:,向溶液中通入少量,离子方程式为:,故答案为:。
【小问7详解】
反应平衡时溶液,则=,混合后,,则,故答案为:。
18. 将催化转化为甲醇为最大限度地利用提供了一条有吸引力的途径。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ在___________正向自发进行(填选项)。
A. 任何温度下都能 B. 任何温度下都不能 C. 高温下能 D. 低温下能
(2)反应Ⅰ的经验公式的实验数据如图中曲线所示,已知经验公式为(为活化能,是速率常数,和都为常数),则该反应的活化能为___________。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线所示,则实验可能改变的外界条件是___________。
(3),下,,以物质的量之比1:3投料,以一定的流速通过与催化剂,图1和图2为催化反应中转化率、选择性、收率随温度的变化示意图,反应的产物只有,和。
①分析在该压强下的最适宜的反应条件为___________。
②推测在一定温度范围内,随着反应温度的升高,转化率增大,但选择性降低的原因是___________。
(4)若只考虑反应,温度下,初始压强为,向恒容容器中通入和,得到体积分数与时间的关系如图3所示。该条件下此反应的平衡常数___________,(用含字母的代数式表示,是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,某气体分压气体总压强该气体的物质的量分数)。
实验测得:,,,为速率常数。当温度改变为时,,则___________(填“<”、“>”或“=”)。
【答案】(1)D (2) ①. 64 ②. 使用了更高效的催化剂
(3) ①. 230℃、催化剂 ②. 温度升高,反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度,使的转化率增大;温度升高反应Ⅰ、Ⅲ的平衡逆向移动,使甲醇的选择性降低
(4) ①. ②. >
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律,Ⅲ=Ⅰ-II,则,又反应Ⅲ是熵减的反应,即,要使反应自发进行则要满足,则温度要低,故答案选D。
【小问2详解】
,活化能的值为直线斜率的相反数,a的斜率为,故;当改变外界条件时,曲线b的斜率的相反数减小,则反应的活化能减小,故实验可能改变的条件是使用了更高效的催化剂,故答案为:64;使用了更高效的催化剂;
【小问3详解】
①根据图知,230℃时,的转化率、甲醇的选择性、甲醇的收率相对较高,使用催化剂的效果较好,则条件为:230℃、催化剂,故答案为:230℃、催化剂;
②温度升高,反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度,使的转化率增大;温度升高反应Ⅰ、Ⅲ的平衡逆向移动,使甲醇的选择性降低;故答案为:温度升高,反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度,使的转化率增大;温度升高反应Ⅰ、Ⅲ的平衡逆向移动,使甲醇的选择性降低;
【小问4详解】
由题可列“三段式”,由图可知平衡时体积分数为,即,解得;初始压强为,根据恒温恒容条件下物质的量与压强成正比,则平衡时的总压强为:,则,同理可得,,,则;由题可知,当达到平衡时,则,即,则,当温度改变为时,,即,又反应 为放热反应,则与T成反比,即>,故答案为:;>。
19. 化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。实验小组研究测定“”平衡常数的方法,对照理论数据判断方法的可行性。
理论分析
①易挥发,需控制生成较小。
②根据时分析,控制合适,可使生成较小;用浓度较大的溶液与过量反应,反应前后几乎不变;,仅需测定平衡时溶液和。
③与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度挥发性很小,可忽略。
(1)实验探究
序号
实验内容及现象
I
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,充分反应后,溶液变为黄色,容器液面上方有淡黄色气体。
Ⅱ
,将溶液()与过量混合,密闭并搅拌,反应时间与I相同,溶液变为淡黄色,容器液面上方未观察到黄色气体。
Ⅲ
测定I、Ⅱ反应后溶液的;取一定量反应后溶液,加入过量固体,用标准溶液滴定,测定。
已知:;和溶液颜色均为无色。
①Ⅲ中,滴定时选用淀粉作指示剂,滴定终点时的现象是_______。用离子方程式表示的作用:_______。
②I中,与反应前的溶液相比,反应后溶液的_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。平衡后,按计算所得值小于的K值,是因为挥发导致计算时所用_______的浓度小于其在溶液中实际浓度。
③Ⅱ中,按计算所得值也小于的K值,可能原因是_______。
(2)实验改进
分析实验I、Ⅱ中测定结果均偏小的原因,改变实验条件,再次实验。
控制反应温度为,其他条件与Ⅱ相同,经实验准确测得该条件下的平衡常数。
①判断该实验测得的平衡常数是否准确,应与_______值比较。
②综合调控和温度的目的是_______。
【答案】(1) ①. 滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复 ②. ③. 增大 ④. ⑤. 实验Ⅱ中反应未达到平衡状态
(2) ①. 40℃的K ②. 防止Br2挥发并调控反应快速达到平衡
【解析】
【分析】平衡常数表达式:,控制pH可调节c(Br2)大小。使用过量MnO2和浓KBr溶液,确保c(Br–)几乎不变。因c(Mn2+) = c(Br2),只需测定平衡时的pH和c(Br2)即可计算K。 干扰忽略:Br2与水反应、HBr挥发对实验影响可忽略。
【小问1详解】
①淀粉遇I2显蓝色,I2被Na2S2O3消耗后蓝色消失,故滴定终点现象:滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复;
KI的作用:将Br2转化为,便于滴定测定Br2浓度。离子方程式:;
②该反应消耗
生成水,pH增大;因为Br2挥发导致实测c(Br2)偏小,根据题目信息可知,,则计算时所用的浓度小于其在溶液中实际浓度;
③实验Ⅱ
液面上方未观察到黄色气体,说明不是由于Br2挥发导致实测c(Br2)偏小,题目已知信息③也说明了与水反应的程度很小,可忽略对测定干扰;低浓度挥发性很小,可忽略,对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,实验Ⅱ的pH更大,且反应后溶液为淡黄色,则可能原因是,实验Ⅱ的浓度低于实验Ⅰ,反应相同时间下,实验Ⅱ未达到平衡状态,导致溶液中偏低,计算的K值偏小;
【小问2详解】
①平衡常数准确性验证:应与40℃下的理论K值比较,因为K值只与温度有关,(题目给出25℃的K,需查阅40℃的文献值)。
②实验Ⅰ和实验Ⅱ反应时间相同,实验Ⅰ由于过大,反应速率过快,Br2挥发导致计算的K值小,实验Ⅱ由于过小,反应速率过慢,未达平衡状态,导致计算的K值小,故综合调控和温度的目的是防止Br2挥发并调控反应快速达到平衡,从而准确测定K值。
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