内容正文:
东北育才高中2025—2026学年度上学期
高二年级化学第一次月考试卷
答题时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(每小题只有一个正确答案,每题3分,共45分)
1. 化学与生活、生产、科技有着密切联系,下列有关说法正确的是
A. 碳酸钡可用于消化系统X射线检查的内服药剂
B. 用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜作食品包装材料
C. “天宫”空间站配制砷化镓光电池,砷化镓光电池可将太阳能(或光能)转化为电能
D. “歼-20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸钡会与胃酸反应生成可溶性钡离子,导致中毒,X射线检查应使用硫酸钡,A错误;
B.含增塑剂的聚氯乙烯(PVC)可能释放有害物质,食品包装常用聚乙烯或聚丙烯,B错误;
C.砷化镓是半导体材料,光电池可将太阳能直接转化为电能,C正确;
D.碳纤维是无机复合材料,而非有机高分子材料,D错误;
故选C。
2. 下列说法正确的是
A. ,则完全破坏等质量的和中的化学键,需要的能量大
B. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s),则金刚石比石墨稳定
C. 在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量79.2kJ,则该反应的热化学方程式
D. 已知 ,中和热测定实验中将稀盐酸换成稀醋酸,生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为吸热反应,则O3的能量更高,O3断键需要的能量更少,故A错误;
B.已知C(石墨,s)⇌C(金刚石,s)△H>0,则石墨能量低于金刚石,根据能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.反应为可逆反应,1mol SO2和0.5mol O2反应生成的SO3小于1mol,故2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<-158.4kJ•mol-1,故C错误;
D.醋酸是弱酸,电离吸收热量,则将稀盐酸换成稀醋酸,生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ,故D正确;
故选D。
3. 对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】提高反应温度,增大,说明反应的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确,
故选A。
4. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应,当m、n、p、q为任意整数时,下列说法一定能说明反应已达到平衡有几个
①体系的密度不再改变 ②体系的温度不再改变
③各组分的浓度相等 ④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率 ⑥
⑦体系气体平均相对分子质量不再改变
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】①密度是否变化取决于总物质的体积和总质量的变化,固定容积体积不变,质量不变,密度为恒值,不能用来说明反应已达到平衡,①错误;
②不传热的固定容积中,温度为变量,当体系的温度不再改变时,表明正逆反应速率相等,达到平衡状态,②正确;
③各组分的浓度相等,无法判断各组分的浓度是否继续变化,则无法判断是否达到平衡状态,③错误;
④各组分的质量分数不再改变,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,④正确;
⑤反应速率与化学计量数成正比,则反应速率始终满足v(A):v(B)=m:n,无法判断是否达到平衡状态,⑤错误;
⑥表示的是正逆反应速率,且满足化学计量数关系,说明达到平衡状态,⑥正确;
⑦m、n、p、q不确定,无法判断体系气体的平均相对分子质量是否为变量,则无法判断平衡状态,⑦错误;
故选B。
5. 下列事实能证明是弱酸的是
①溶液中通入气体,减小
②常温下,溶液中:
③溶液可以使石蕊溶液变红
④相同温度下,溶液的导电能力比溶液弱
A. ①② B. ①③ C. ①②④ D. ②③④
【答案】C
【解析】
【详解】①通入(强酸)导致减小,说明存在电离平衡(勒夏特列原理),证明HA为弱酸;
②,说明未完全电离,是弱酸;
③石蕊变红仅说明溶液呈酸性,无法区分强弱酸;
④导电能力弱于同浓度HCl,说明HA电离程度低,是弱酸。
综上所述①、②、④均正确,C正确;
答案选C。
6. 已知2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,T℃时体积相同的甲、乙、丙三个容器中,甲容器绝热恒容,充入6molSO2和3molO2,乙容器恒温恒容,充入6molSO3,丙容器恒温恒压,充入6molSO3,充分反应达到平衡,下列说法正确的是
A. 乙中SO3的体积分数大于丙
B. 转化率:α甲(SO2)+α乙(SO3) >1
C. 乙和丙中的SO2的生成速率:v乙<v丙
D. 甲和丙中反应的化学平衡常数:K甲>K丙
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应的正反应气体分子数减小,乙容器恒温恒容,充入6molSO3,丙容器恒温恒压,充入6molSO3,丙相当于在乙达到平衡后增大体积、减小压强,平衡逆向移动,故达到平衡时乙中SO3的体积分数大于丙,A项正确;
B.若甲容器和乙容器都为恒温恒容容器,则两者达到平衡时互为完全全等的等效平衡,α甲(SO2)+α乙(SO3)=1,该反应的正反应为放热反应,甲容器为绝热恒容容器,甲容器平衡时温度升高,在恒温恒容容器的基础上升高温度,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,故α甲(SO2)+α乙(SO3) <1,B项错误;
C.该反应的正反应气体分子数减小,乙容器恒温恒容,充入6molSO3,丙容器恒温恒压,充入6molSO3,建立平衡的过程中和平衡时乙容器中压强大于丙容器中压强,故乙和丙中的SO2的生成速率:v乙>v丙,C项错误;
D.该反应的正反应为放热反应,甲为绝热恒容容器从正反应开始建立平衡,丙为恒温恒压容器,故平衡时甲容器的温度高于丙容器,升高温度,化学平衡常数减小,故甲和丙中反应的化学平衡常数:K甲<K丙,D项错误;
答案选A。
7. 逆水气变换反应: 。一定压力下,按、物质的量之比投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为,。下列说法错误的是
A.
B. 、温度下达平衡时反应速率的比值:
C. 温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. 温度下,改变初始投料比例,平衡时各组分摩尔分数与温度时不相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为吸热反应(ΔH>0),温度升高平衡正向移动,反应物摩尔分数减小。由图可知T1平衡时反应物摩尔分数更低且达到平衡更快,故T1>T2。速率常数k随温度升高增大,因此k1>k2,A正确;
B.平衡时反应速率v=k·c0.5(H2)·c(CO2)。T1温度高,平衡正向移动,反应物浓度c(CO2)、c(H2)更小(设为c1),T2时浓度更大(设为c2,c1<c2)。则v(T1)/v(T2)=(k1/k2)·(c1/c2)0.5,因c1/c2<1,故v(T1)/v(T2)<k1/k2,B正确;
C.温度不变时,改变初始压力会影响反应物浓度c,速率v=k·c0.5(H2)·c(CO2)随c增大而加快,达到平衡的时间缩短,反应物摩尔分数随时间的变化曲线(达到平衡的速率)会改变,C错误;
D.反应前后气体分子数不变(Δn=0),平衡时各组分摩尔分数与初始投料比例有关。改变投料比例会导致平衡时摩尔分数改变,D正确;
故选C。
8. 工业合成甲醇的原理为 H<0,其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是
A. “干燥净化”的目的是防止催化剂失活
B. 合成甲醇时压强越大越好
C. “冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率
D. 采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率
【答案】A
【解析】
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒失活,确保工业生产过程中的效率和产品质量,故A正确;
B.是气体体积减小的反应,增大压强可以使平衡正向移动,增大反应物的转化率,但压强过大会增加对设备材料和制造的要求,提高投资费用,在实际生产中,压强的选择并不是越大越好,而是需要综合考虑多个因素,故B错误;
C.是放热反应,“冷却装置”能提高原料平衡转化率,但不能提高反应速率,故C错误;
D.是放热反应,采用“高温”不利于提高甲醇的平衡产率,故D错误;
故选A。
9. 为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。部分物质的标准摩尔生成焓如下表。
物质
CO(g)
H2O(l)
CH3CH2OH(g)
CO2(g)
-110.5
-285.8
-235
-393
下列热化学反应方程式正确的是
A. C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)ΔH=+175.3kJ·mol-1
B. CH3CH2OH(g)+H2O(1)4H2(g)+2CO(g)ΔH=+410.3kJ·mol-1
C. CH3CH2OH(g)+O2(g)=3H2(g)+2CO(g)ΔH=+124.5kJ·mol-1,
D. 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(1)ΔH=-350kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【分析】根据题目所给数据可得:①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1;
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;
③2C(s)+3H2(g)+O2(g)=CH3CH2OH(g) ΔH=-235kJ·mol-1;
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393kJ·mol-1。
【详解】A.根据盖斯定律,①-②可得C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1-(-285.8kJ·mol-1)=+175.3kJ·mol-1,A正确;
B.根据盖斯定律,-(②+③)+①×2可得CH3CH2OH(g)+H2O(1)4H2(g)+2CO(g)的ΔH=-(-285.8kJ·mol-1-235kJ·mol-1)+(-110.5kJ·mol-1)×2=+299.8kJ·mol-1,B错误;
C.根据盖斯定律,①×2-③可得CH3CH2OH(g)+O2(g)=3H2(g)+2CO(g)的ΔH=(-110.5kJ·mol-1)×2-(-235kJ·mol-1)=14kJ·mol-1,C错误;
D.根据盖斯定律②×3+③-④×2可得2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(1)的ΔH=(-285.8kJ·mol-1)×3+(-235kJ·mol-1)-(-393kJ·mol-1)×2=-306.4kJ·mol-1,D错误;
综上所述答案为A。
10. 化学反应总是向着自由能变()减小的方向进行。几种由单质和生成相应氧化物的反应的随温度T的变化如图所示。(已知:,忽略温度对和的影响)下列说法正确的是
A. 由单质生成1mol氧化物的:
B. 反应在时
C. 时,C还原ZnO的产物为气态锌和
D. 条件下可用C还原MgO制取金属镁
【答案】D
【解析】
【详解】A.ΔG=ΔH-TΔS,生成氧化物的反应ΔH等于T=0时的ΔG,金属氧化为放热反应,ΔH为负值,活泼金属氧化物生成焓更负,ΔH更小,图像中T=0时MgO的ΔG(即ΔH)比Ag2O更低(更负),故ΔH(MgO) < ΔH(Ag2O),A错误;
B.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的ΔG=ΔG(C→CO)-ΔG(C→CO₂)。C→CO线斜率为负(ΔS>0),C→CO2线斜率近于0(ΔS≈0),交点aK时ΔG(C→CO)=ΔG(C→CO2)。T>aK时,ΔG(C→CO)<ΔG(C→CO2),故ΔG=ΔG(C→CO)-ΔG(C→CO2)<0,B错误;
C.T=bK时,C还原ZnO需比较生成CO和CO2的ΔG。C→CO线斜率为负,高温下ΔG更低(更负),故反应更易生成CO而非CO2,产物应为气态Zn和CO,C错误;
D.C还原MgO的ΔG=ΔG(C→CO)-ΔG(Mg→MgO)。C→CO线斜率为负(ΔG随T降低),Mg→MgO线斜率为正(ΔG随T升高),交点cK时ΔG=0。T>cK时,ΔG(C→CO)<ΔG(Mg→MgO),故ΔG<0,反应自发,可制取Mg,D正确;
故选D。
11. 常用于制造农药等,相互转化的反应式为:。在起始反应物之比为时,在不同条件下达到平衡,设体系中的体积分数为,在下的、下的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 图中对应等压过程的曲线是Ⅰ B. 该转化反应的反应热
C. M点,的分压为 D. M、N两点对应的平衡常数:
【答案】C
【解析】
【详解】A.等压过程是总压恒定、温度变化的过程;该反应正反应为气体分子数减少,等压下升高温度,若减小,说明平衡逆向移动,则正反应放热,因随温度升高x减小,对应曲线Ⅱ;则得到曲线Ⅰ为总压增大同时x增大的加压正向移动等温过程;故等压过程为曲线Ⅱ,A错误;
B.等压过程(曲线Ⅱ)中,温度升高减小,平衡逆向移动,逆向吸热,则正向放热,,B错误;
C.设起始,转化了amol,列三段式:,根据平衡时,解得;则剩余,总气体,最后得到M点,的分压=总压,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,M点在曲线Ⅱ(温度较低),N点若在曲线Ⅰ(T=400℃)或曲线Ⅱ高温处,因反应放热(ΔH<0),温度升高K减小。若N点温度高于M点,则有;但题中M、N可能会出现温度相同的情况(如均为400℃),则此时有,D错误。
故答案为:C。
12. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
实验操作和现象
实验结论
A
工业合成氨中,将氨气液化分离
加快反应速率,提高N₂、H₂的转化率
B
取5mL0.1mol/L溶液和5mL0.1mol/L溶液混合后,分别放入冷水和热水中,热水中先出现浑浊
相同条件下,温度越高,化学反应速率越快
C
向溶液中缓慢滴加硫酸,溶液由绿色变为橙红色
增大浓度,平衡向生成的方向移动
D
将1mL0.1mol·L-1KI溶液和1mL0.1mol·L-1溶液混合于试管中,充分振荡,静置,取少量试管中的溶液,滴加KSCN溶液,观察到溶液变为红色
KI溶液与溶液的反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业合成氨中,将氨气液化分离会减少产物浓度,使平衡右移,提高反应物转化率,但反应物浓度降低会导致反应速率减慢。结论中“加快反应速率”错误,A错误;
B.硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫沉淀,热水中先出现浑浊,说明温度升高反应速率加快。实验操作和结论均正确,B正确;
C.溶液中滴加硫酸,H⁺浓度增大,平衡向生成方向移动,但现象应为黄色()变为橙红色(),而非绿色。现象描述错误,C错误;
D.可逆反应的特征是生成物与反应物同时存在。取少量试管中的溶液,加入KSCN显红色,说明存在,但并没有检验产物中的Fe2+或I2,不能证明该反应是可逆反应,D错误;
故选B。
13. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A. 随着山梨醇浓度减小,反应①和②速率均减小
B. 该温度下的平衡常数:①>②
C. 0~3h平均速率(异山梨醇)mol·kg-1·h-1
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】
【详解】A.随着山梨醇浓度减小,反应①的速率减小,而对于反应②,反应物1,4-失水山梨醇浓度先增大后减小,说明反应②的速率也是先增大后减小,且观察山梨醇(反应②生成物)浓度变化曲线,其切线斜率先增大后减小,说明反应②的速率符合先增大后减小的特征,A错误;
B.图像显示该温度下,后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:①>②,B正确;
C.0~3h内异山梨醇浓度从0增至0.042 mol·kg⁻¹,平均速率,C正确;
D.催化剂仅改变反应速率,不影响平衡移动,故反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,D正确;
故答案选A。
14. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子(经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。其中第一步反应的反应机理和能量变化如下,下列说法错误的是
A. 该反应共有3个基元反应,其中决速步反应为第三步
B. 纳米碗中五元环结构的数目为5
C. kJ·mol-1,更稳定
D. 生成的五步反应,每步反应的焓变近似相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.由反应历程可知,历程中包含3个基元反应,分别为,,,其中第三个的活化能最大,反应速率最慢,A正确;
B.由反应机理图知,中有一个五元环,每脱两个氢形成一个五元环,则→过程中形成5个五元环,故中有6个五元环,B错误;
C.由能量图,+能量为20.7kJ/mol,+能量为9.5kJ/mol,ΔH=9.5-20.7=-11.2kJ/mol,能量越低越稳定,更稳定,C正确;
D.生成的五步反应,每步反应都是断开C-H键、形成碳碳键及生成氢气,断键、成键情况类似,故焓变近似相等,D正确;
故选B。
15. 在某密闭容器中充入等物质的量的和,发生反应,该反应的速率方程,其中k为速率常数,已知速率常数与反应活化能(,单位为)、温度(T,单位为K)的关系式为(R、C为常数),与催化剂、的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 降低温度会导致速率常数k增大
B. 催化剂A的催化效果比催化剂B的好
C. 使用催化剂B时,活化能Ea的范围:
D. 依据反应体系中体积分数不变,可确定该反应达到化学平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据关系式,降低温度T减小, 增大,Ea为正值,则-Rlnk增大,即lnk减小,k减小,A错误;
B.相同温度(相同)时,催化剂B对应的-Rlnk更小,即lnk更大,k更大,反应速率更快,催化效果更好,B错误;
C.图像中-Rlnk与呈线性关系,斜率为Ea。催化剂B直线取=0.9×10-2 K-1时,-Rlnk≈1.5,斜率Ea在200kJ/mol= =150 kJ/mol,结合图像趋势,Ea的范围为150 kJ/mol < Ea < 200 kJ/mol,C正确;
D.初始SO2和Cl2等物质的量,反应中按1:1消耗,平衡时SO2体积分数= ,始终不变,不能判断平衡,D错误;
故选C。
二、解答题:
16. 氢能是一种重要能源,氢气的储存与应用是研究热点。
Ⅰ.储氢的研究包括材料吸氢和脱氢的过程。和都是氢容量较大的储氢材料。两者及两者混合制成的复合储氢材料脱氢反应的热化学方程式如下。
(1)的原因是_______。
(2)三种材料中脱氢焓[生成时的]最小的是_______(填“”、“”或“复合储氢材料”)。
Ⅱ.氢气的应用方向之一是制备甲醇:。在2L的恒容密闭容器中充入和,一定条件下发生上述反应,测得和的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(3)该反应在0~3min的化学反应速率v(H2)= _______。图1中,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是_______(填“a”、“b”、“c”或“d”);a、b两点的逆反应速率:_______(填“”、“<”、“”或“无法确定”)。
(4)下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 、和三种物质的浓度相等
B. 容器内C原子数目保持不变
C. 容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D. 单位时间内消耗的同时消耗
(5)已知断开中的化学键吸收的能量为1072kJ,断开中的化学键吸收的能量为426kJ,结合图2数据计算,断开中所有化学键吸收能量为_______kJ。
【答案】(1)与生成的反应为放热反应
(2)复合储氢材料 (3) ①. 0.25 ②. d ③. < (4)CD
(5)2052.8
【解析】
【小问1详解】
反应①
反应②
反应①+反应②得到 ,由于与生成的反应为放热反应,导致的总能量高于的总能量,故;
【小问2详解】
由热化学方程式可知计算生成时的= ,生成时的=,复合储氢材料生成时的=,故三种材料中脱氢焓[生成时的]最小的是复合储氢材料;
【小问3详解】
0~3min的化学反应速率v(CO)==0.125,v(H2)=2v(CO)=0.25;a、b、c反应物物质的量还在减小,说明反应正向进行,d点反应物和生成物物质的量不在改变,说明反应得到平衡状态,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是d;b点比a点反应正向进行程度大,b点生成物浓度更大,且同一时刻v(H2)逆=2v(CO)逆,故a、b两点的逆反应速率:<;
【小问4详解】
A.达到平衡时,、和的浓度不再改变,三种物质的浓度相等不能说明反应达到平衡,A错误;
B.根据质量守恒可知容器内C原子数目永远不变,容器内C原子数目保持不变不能说明反应是否达到平衡,B错误;
C.气体总质量不变,气体总物质的量减小,则气体的平均摩尔质量是变量,容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变说明反应已达平衡,C正确;
D.单位时间内消耗的同时消耗即正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确;
故选CD;
【小问5详解】
设断开中所有化学键吸收能量为x kJ,结合图2可得128.8=1072+2×426-x,解得x=2052.8。
17. 硫酸铁在化学实验中应用广泛。某小组利用硫酸铁进行如下实验:
Ⅰ.测定Fe和发生归中反应的反应热。
(1)配制溶液。称取一定量固体溶于适量硫酸溶液中,加水稀释至250mL。下列仪器中,完成本实验一定不需要选择的是______(填字母)。
(2)为测定的焓变,甲同学设计了如下实验方案i。
方案
操作
i
在如图所示的简易量热器中加入2.8g铁粉,再加入100mL(1)中配制好的0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,测定放出热量Q1kJ;计算反应热为ΔH1
①本实验中“搅拌”的操作方法是______。
②乙同学认为甲同学设计的实验方案测得的结果误差较大,判断依据是______。基于相关原理,乙同学重新设计了优化的实验方案ii。
方案
操作
ii
第1步,在如图所示的简易量热器中加入2.8g铁粉,再加入100mL0.1mol·L-1CuSO4溶液,测定放出热量Q2kJ,计算反应热为ΔH2;
第2步,在如图所示的简易量热器中加入3.2g铜粉,再加入100mL(1)中配制好的0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,测定放出热量Q3kJ,计算反应热为ΔH3。
根据方案ii测定结果计算:______ (用含△H2、ΔH3的代数式表示)。
Ⅱ.探究影响Cu和反应速率的外界因素。
实验
纯铜粉质量(g)
0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液体积(mL)
水的体积(mL)
水浴温度(℃)
测定铜粉完全溶解所用时间(min)
I
0.3
60
0
35℃
t₁
Ⅱ
0.3
50
V
35℃
t2
Ⅲ
0.3
60
0
45℃
t3
(3)实验Ⅱ中,V=______。
(4)设计实验Ⅰ、Ⅱ的目的是______。
(5)实验结果:t₁>t3,由此可推出的实验结论是______。
【答案】(1)B (2) ①. 上下移动玻璃搅拌器 ②. 过量的铁粉与硫酸铁溶液中含有的硫酸反应,对实验造成干扰 ③.
(3)10 (4)探究浓度对反应速率的影响
(5)其他条件相同,升高温度,反应速率增大
【解析】
【分析】反应热测量实验中,配制一定溶液所需仪器为溶液对应体积的容量瓶和量筒以及胶头滴管;通过盖斯定律,计算未知反应的焓变;实验Ⅱ中,实验Ⅰ和Ⅱ控制三价铁离子浓度不同,探究浓度对反应速率的影响,实验Ⅰ和Ⅲ控制反应温度不同,探究温度对反应速率的影响;
【小问1详解】
配制250mL溶液,需要使用250mL容量瓶、烧杯、量筒、胶头滴管等,不需要100mL容量瓶,B项符合题意。
【小问2详解】
①环形搅拌器应上下搅拌使溶液充分反应,故本实验中“搅拌”的操作方法是上下移动玻璃搅拌器;
②甲的实验方案误差较大是因为铁粉过量,过量的铁粉与硫酸反应会有热量放出,对实验造成干扰;
方案ii中,发生两个反应: ,根据盖斯定律,加和得到总反应: ;
【小问3详解】
铜单质与三价铁离子反应生成铜离子和亚铁离子,离子方程式为,实验中实验Ⅰ和Ⅱ控制其余变量一致,只改变三价铁离子浓度,则要保持溶液总体积一致,故V=10;
【小问4详解】
设计实验Ⅰ、Ⅱ实验中三价铁离子浓度不同,故其目的是探究浓度对反应速率的影响;
【小问5详解】
由知,其他条件不变时,升高温度,反应速率增大。
18. 减少的排放并利用是我国能源领域的一个重要战略方向。在与催化合成甲醇的体系中,同时存在以下反应:
反应ⅰ: kJ⋅mol
反应ⅱ: kJ⋅mol
反应ⅲ:
回答下列问题:
(1)_______;若要反应ⅲ正向自发进行,_______(填“高温”或“低温”)更有利。
(2)对于反应ⅰ,,其中、分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)初始压强为10MPa时,向恒容的密闭容器中加入1 mol 和3 mol发生上述反应,达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。已知:
的平衡转化率:
甲醇的选择性:
①图中Z代表的物质为_______(填化学式)。
②根据图中:270℃时的数据分析计算:的平衡转化率为_______(保留一位小数),甲醇的选择性为_______%,反应的平衡常数_______(保留一位小数)。
(4)如何同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性?_______。
【答案】(1) ①. -48.9kJ⋅mol-1 ②. 低温
(2)增大 (3) ①. ②. 29.6% ③. 50 ④. 38.6
(4)增大压强
【解析】
【小问1详解】
根据反应ⅰ: kJ⋅mol和反应ⅱ: kJ⋅mol,
得反应ⅲ:
则kJ⋅mol-1,
该反应的、,由得该反应在低温下正向自发进行;
【小问2详解】
当反应ⅰ处于平衡时,则正反应速率等于逆反应速率,即,
,
反应ⅰ的,正向吸热,升高温度,则化学平衡常数K增大,故增大;
【小问3详解】
达到平衡时,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ同时存在。升高温度,反应ⅰ正向进行,反应ⅱ逆向进行,均为生成CO的方向,则CO的物质的量分数增加,故X表示CO;反应Ⅱ、反应Ⅲ均逆向进行,则的物质的量分数减少;反应ⅰ正向进行,则的物质的量增多,而反应Ⅲ逆向进行,则的物质的量减少,故的减少程度比的减少程度小,故Y为,Z为。
根据270℃时,CO和的物质的量分数相等,可知参加反应的有50%转化为、50%转化为CO,故的选择性为50%;
设反应达平衡后,mol,mol,mol,mol,mol,依据碳元素和氢元素守恒,则有:
mol①
mol②
依据a点和c点分别列式,得
③
④
依据CO或的选择性为50%,则有:⑤
联立①②③④⑤解得mol;mol;mol;mol,
则的平衡转化率为
反应的各物质的计量数均为1,则;
【小问4详解】
反应ⅰ为吸热反应,反应前后气体分子数不变,反应ⅱ、反应ⅲ均为放热反应,反应前后气体分子数减小,若升高温度,反应ⅰ正向移动,的平衡转化率增大,但生成的反应ⅱ、反应ⅲ均逆向移动,的平衡转化率和甲醇的选择性均下降;降低温度,不利于提高的平衡转化率;增大压强,能同时增大的平衡转化率和甲醇的选择性;合适的催化剂只能提高甲醇的选择性,但不能改变的平衡转化率。
19. 氨是一种重要的化工原料和储氢材料。回答下列问题
(1)下列叙述正确的是_______(填代号)。
A. 在合成氨中,
B. 在恒温恒容下1mol和1mol制,当体积分数不变时达到平衡
C. 在恒温恒压下合成氨,平衡后通入少量氩气,的平衡转化率不变
D. 在恒温恒容下合成氨,平衡后通入少量氨气,逆反应速率增大且大于正反应速率
(2)氨在钨表面发生反应:,速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关),在钨催化作用下,不同温度和起始浓度时,与时间关系如图所示,化学上,将物质的浓度衰变一半所用时间叫“半衰期”,用表示。
①温度下,速率常数_______;当起始浓度mol·L-1时半衰期为_______min。
②温度:_______(填“>”“<”或“=”)。
(3)工业生产中,合成氨且选择450∼500℃、20∼50MPa,温度不低于450℃的主要原因是_______(从反应速率和平衡角度分析)。
(4)在一定条件下,甲、乙体积相同的密闭容器中,开始均投入1mol和3mol(合成氨的反应是放热反应)。相对于乙,甲容器中仅改变一个条件,测得甲、乙体积中的转化率与时间关系如图所示。
①相对于乙,甲改变的条件是_______(填代号)。
A.加入催化剂 B.升高温度 C.增大压强 D.分离氨
②在甲条件下,平衡时体积为0.5L,则该反应的平衡常数K为_______L2·mol-2(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)D (2) ①. 0.1mol/(L·min) ②. 5 ③. <
(3)450~500℃为催化剂的活性温度,反应速率快,压强大于50MPa时,NH3的产率变化不大,且对设备材料要求高
(4) ①. C ②. .52
【解析】
【小问1详解】
A.题目未指出反应达到平衡状态,此时正逆反应速率不一定相等,因此氨气和氢气的反应速率关系为不一定成立,A错误;
B.由反应式可知,若某时刻的物质的量为2xmol,则为为体积分数为50%,它是定值,B错误;
C.在恒温恒压下合成氨,平衡后通入少量氩气相当于减小压强,减小压强,平衡向逆反应方向移动,氮气的平衡转化率减小,C错误;
D.在恒温恒容下合成氨,平衡后通入少量氨气,生成物的浓度增大,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,所以逆反应速率增大且大于正反应速率,D正确;
故选D;
【小问2详解】
①由图可知,该反应是匀速反应,氨的浓度变化与时间成正比,则n=0,即该反应是0级反应,所以速率常数等于反应速率,可根据任一段时间求速率和速率常数,T1温度下,v=kcn(NH3)=k=1.2mol/L÷12min=0.1mol/(L·min);则当氨气起始浓度为1.0mol/L时,半衰期为min=5min;
②由图可知,消耗等量氨气时,温度为T2所需时间少于温度为T1,说明T2条件下反应速率大于T1,则T2大于T1,故答案为:<;
【小问3详解】
450~500℃为催化剂的活性温度,反应速率快,所以生产中温度不低于450℃,压强大于50MPa时,氨气的产率变化不大,且高压对设备材料要求较高,所以生产中压强不高于50MPa;
【小问4详解】
①由图可知,甲条件下氮气的转化率大于乙条件,说明平衡向正反应方向移动,合成氨反应为体积减小的放热反应,则降低温度、增大压强、分离氨,平衡向正反应方向移动,有利于提高氮气的转化率,由图可知,甲条件下合成氨反应的反应速率快于乙条件下,则相对于乙,甲改变的条件是增大压强,故选C;
②由图可知,在甲条件下,反应达到平衡时氮气的转化率为60%,则平衡时氮气、氢气、氨气的物质的量分别为1mol-1mol×60%=0.4mol、3mol-1mol×60%×3=1.2mol、1mol×60%×2=1.2mol,则反应的平衡常数K=≈0.52。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
东北育才高中2025—2026学年度上学期
高二年级化学第一次月考试卷
答题时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(每小题只有一个正确答案,每题3分,共45分)
1. 化学与生活、生产、科技有着密切联系,下列有关说法正确的是
A. 碳酸钡可用于消化系统X射线检查的内服药剂
B. 用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜作食品包装材料
C. “天宫”空间站配制砷化镓光电池,砷化镓光电池可将太阳能(或光能)转化为电能
D. “歼-20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
2. 下列说法正确的是
A. ,则完全破坏等质量的和中的化学键,需要的能量大
B. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s),则金刚石比石墨稳定
C. 在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量79.2kJ,则该反应的热化学方程式
D. 已知 ,中和热测定实验中将稀盐酸换成稀醋酸,生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ
3. 对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B. C. D.
4. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应,当m、n、p、q为任意整数时,下列说法一定能说明反应已达到平衡有几个
①体系的密度不再改变 ②体系的温度不再改变
③各组分的浓度相等 ④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率 ⑥
⑦体系气体平均相对分子质量不再改变
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
5. 下列事实能证明是弱酸的是
①溶液中通入气体,减小
②常温下,溶液中:
③溶液可以使石蕊溶液变红
④相同温度下,溶液的导电能力比溶液弱
A. ①② B. ①③ C. ①②④ D. ②③④
6. 已知2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,T℃时体积相同的甲、乙、丙三个容器中,甲容器绝热恒容,充入6molSO2和3molO2,乙容器恒温恒容,充入6molSO3,丙容器恒温恒压,充入6molSO3,充分反应达到平衡,下列说法正确的是
A. 乙中SO3的体积分数大于丙
B. 转化率:α甲(SO2)+α乙(SO3) >1
C. 乙和丙中的SO2的生成速率:v乙<v丙
D. 甲和丙中反应的化学平衡常数:K甲>K丙
7. 逆水气变换反应: 。一定压力下,按、物质的量之比投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为,。下列说法错误的是
A.
B. 、温度下达平衡时反应速率的比值:
C. 温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. 温度下,改变初始投料比例,平衡时各组分摩尔分数与温度时不相同
8. 工业合成甲醇的原理为 H<0,其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是
A. “干燥净化”的目的是防止催化剂失活
B. 合成甲醇时压强越大越好
C. “冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率
D. 采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率
9. 为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。部分物质的标准摩尔生成焓如下表。
物质
CO(g)
H2O(l)
CH3CH2OH(g)
CO2(g)
-110.5
-285.8
-235
-393
下列热化学反应方程式正确的是
A. C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)ΔH=+175.3kJ·mol-1
B. CH3CH2OH(g)+H2O(1)4H2(g)+2CO(g)ΔH=+410.3kJ·mol-1
C. CH3CH2OH(g)+O2(g)=3H2(g)+2CO(g)ΔH=+124.5kJ·mol-1,
D. 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(1)ΔH=-350kJ·mol-1
10. 化学反应总是向着自由能变()减小的方向进行。几种由单质和生成相应氧化物的反应的随温度T的变化如图所示。(已知:,忽略温度对和的影响)下列说法正确的是
A. 由单质生成1mol氧化物的:
B. 反应在时
C. 时,C还原ZnO的产物为气态锌和
D. 条件下可用C还原MgO制取金属镁
11. 常用于制造农药等,相互转化的反应式为:。在起始反应物之比为时,在不同条件下达到平衡,设体系中的体积分数为,在下的、下的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 图中对应等压过程的曲线是Ⅰ B. 该转化反应的反应热
C. M点,的分压为 D. M、N两点对应的平衡常数:
12. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
实验操作和现象
实验结论
A
工业合成氨中,将氨气液化分离
加快反应速率,提高N₂、H₂的转化率
B
取5mL0.1mol/L溶液和5mL0.1mol/L溶液混合后,分别放入冷水和热水中,热水中先出现浑浊
相同条件下,温度越高,化学反应速率越快
C
向溶液中缓慢滴加硫酸,溶液由绿色变为橙红色
增大浓度,平衡向生成的方向移动
D
将1mL0.1mol·L-1KI溶液和1mL0.1mol·L-1溶液混合于试管中,充分振荡,静置,取少量试管中的溶液,滴加KSCN溶液,观察到溶液变为红色
KI溶液与溶液的反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
13. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A. 随着山梨醇浓度减小,反应①和②速率均减小
B. 该温度下的平衡常数:①>②
C. 0~3h平均速率(异山梨醇)mol·kg-1·h-1
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
14. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子(经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。其中第一步反应的反应机理和能量变化如下,下列说法错误的是
A. 该反应共有3个基元反应,其中决速步反应为第三步
B. 纳米碗中五元环结构的数目为5
C. kJ·mol-1,更稳定
D. 生成的五步反应,每步反应的焓变近似相等
15. 在某密闭容器中充入等物质的量的和,发生反应,该反应的速率方程,其中k为速率常数,已知速率常数与反应活化能(,单位为)、温度(T,单位为K)的关系式为(R、C为常数),与催化剂、的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 降低温度会导致速率常数k增大
B. 催化剂A的催化效果比催化剂B的好
C. 使用催化剂B时,活化能Ea的范围:
D. 依据反应体系中体积分数不变,可确定该反应达到化学平衡状态
二、解答题:
16. 氢能是一种重要能源,氢气的储存与应用是研究热点。
Ⅰ.储氢的研究包括材料吸氢和脱氢的过程。和都是氢容量较大的储氢材料。两者及两者混合制成的复合储氢材料脱氢反应的热化学方程式如下。
(1)的原因是_______。
(2)三种材料中脱氢焓[生成时的]最小的是_______(填“”、“”或“复合储氢材料”)。
Ⅱ.氢气的应用方向之一是制备甲醇:。在2L的恒容密闭容器中充入和,一定条件下发生上述反应,测得和的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(3)该反应在0~3min的化学反应速率v(H2)= _______。图1中,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是_______(填“a”、“b”、“c”或“d”);a、b两点的逆反应速率:_______(填“”、“<”、“”或“无法确定”)。
(4)下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 、和三种物质的浓度相等
B. 容器内C原子数目保持不变
C. 容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D. 单位时间内消耗的同时消耗
(5)已知断开中的化学键吸收的能量为1072kJ,断开中的化学键吸收的能量为426kJ,结合图2数据计算,断开中所有化学键吸收能量为_______kJ。
17. 硫酸铁在化学实验中应用广泛。某小组利用硫酸铁进行如下实验:
Ⅰ.测定Fe和发生归中反应的反应热。
(1)配制溶液。称取一定量固体溶于适量硫酸溶液中,加水稀释至250mL。下列仪器中,完成本实验一定不需要选择的是______(填字母)。
(2)为测定的焓变,甲同学设计了如下实验方案i。
方案
操作
i
在如图所示的简易量热器中加入2.8g铁粉,再加入100mL(1)中配制好的0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,测定放出热量Q1kJ;计算反应热为ΔH1
①本实验中“搅拌”的操作方法是______。
②乙同学认为甲同学设计的实验方案测得的结果误差较大,判断依据是______。基于相关原理,乙同学重新设计了优化的实验方案ii。
方案
操作
ii
第1步,在如图所示的简易量热器中加入2.8g铁粉,再加入100mL0.1mol·L-1CuSO4溶液,测定放出热量Q2kJ,计算反应热为ΔH2;
第2步,在如图所示的简易量热器中加入3.2g铜粉,再加入100mL(1)中配制好的0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,测定放出热量Q3kJ,计算反应热为ΔH3。
根据方案ii测定结果计算:______ (用含△H2、ΔH3的代数式表示)。
Ⅱ.探究影响Cu和反应速率的外界因素。
实验
纯铜粉质量(g)
0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液体积(mL)
水的体积(mL)
水浴温度(℃)
测定铜粉完全溶解所用时间(min)
I
0.3
60
0
35℃
t₁
Ⅱ
0.3
50
V
35℃
t2
Ⅲ
0.3
60
0
45℃
t3
(3)实验Ⅱ中,V=______。
(4)设计实验Ⅰ、Ⅱ的目的是______。
(5)实验结果:t₁>t3,由此可推出的实验结论是______。
18. 减少的排放并利用是我国能源领域的一个重要战略方向。在与催化合成甲醇的体系中,同时存在以下反应:
反应ⅰ: kJ⋅mol
反应ⅱ: kJ⋅mol
反应ⅲ:
回答下列问题:
(1)_______;若要反应ⅲ正向自发进行,_______(填“高温”或“低温”)更有利。
(2)对于反应ⅰ,,其中、分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)初始压强为10MPa时,向恒容的密闭容器中加入1 mol 和3 mol发生上述反应,达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。已知:
的平衡转化率:
甲醇的选择性:
①图中Z代表的物质为_______(填化学式)。
②根据图中:270℃时的数据分析计算:的平衡转化率为_______(保留一位小数),甲醇的选择性为_______%,反应的平衡常数_______(保留一位小数)。
(4)如何同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性?_______。
19. 氨是一种重要的化工原料和储氢材料。回答下列问题
(1)下列叙述正确的是_______(填代号)。
A. 在合成氨中,
B. 在恒温恒容下1mol和1mol制,当体积分数不变时达到平衡
C. 在恒温恒压下合成氨,平衡后通入少量氩气,的平衡转化率不变
D. 在恒温恒容下合成氨,平衡后通入少量氨气,逆反应速率增大且大于正反应速率
(2)氨在钨表面发生反应:,速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关),在钨催化作用下,不同温度和起始浓度时,与时间关系如图所示,化学上,将物质的浓度衰变一半所用时间叫“半衰期”,用表示。
①温度下,速率常数_______;当起始浓度mol·L-1时半衰期为_______min。
②温度:_______(填“>”“<”或“=”)。
(3)工业生产中,合成氨且选择450∼500℃、20∼50MPa,温度不低于450℃的主要原因是_______(从反应速率和平衡角度分析)。
(4)在一定条件下,甲、乙体积相同的密闭容器中,开始均投入1mol和3mol(合成氨的反应是放热反应)。相对于乙,甲容器中仅改变一个条件,测得甲、乙体积中的转化率与时间关系如图所示。
①相对于乙,甲改变的条件是_______(填代号)。
A.加入催化剂 B.升高温度 C.增大压强 D.分离氨
②在甲条件下,平衡时体积为0.5L,则该反应的平衡常数K为_______L2·mol-2(结果保留两位有效数字)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$