内容正文:
南充高中高2024级高二上学期第一次月考
化学试题
(时间:75分钟,总分:100分)
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.作答时,将选择题答案涂在答题卡规定的位置上,将非选择题答案写在答题卡规定的位置上,在试卷上作答,答案无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:O-16 H-1 Fe-56 S-32 N-14 Na-23
一、选择题:本题共15小题,每题3分,共45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. 下列过程中,化学反应速率的增大对人类有益的是
A. 金属的腐蚀 B. 食物的腐败 C. 塑料的老化 D. 氨的合成
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属的腐蚀越慢越好,故增大速率对人类无益,A错误;
B.食物的腐败越慢越好,故增大速率对人类无益,B错误;
C.塑料的老化越慢越好,故增大速率对人类无益,C错误;
D.氨的合成越快越好,缩短生产周期,故增大速率对人类有益,D正确;
故选D。
2. 水凝结成冰的过程中,其焓变和熵变正确的是
A. , B. , C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】水是液态,能量大于固态的冰,混乱度大于冰,则水凝结成冰的过程为熵减的放热过程,则焓变和熵变均小于0,故选D。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温常压下,3.2 g 中含氧原子数为0.2
B. 标准状况下,2.24 L 含分子数为0.1
C. 含10.7 g 的胶体中,胶粒数目为0.1
D. 1 mol 与足量充分反应,生成的分子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.的摩尔质量为48 g/mol,则,每个含3个O原子,所以O原子的物质的量为,所以含氧原子数为0.2,A正确;
B.标准状况下,不是气体,无法用气体摩尔体积计算分子数,B错误;
C.胶粒由多个分子聚集而成,胶粒数目小于0.1,C错误;
D.与的反应为可逆反应,无法完全转化为,生成的分子数小于,D错误;
故答案选A。
4. 某反应由两步构成,该反应过程的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A. D比C稳定
B. 两步反应均为吸热反应
C. 的反应热
D. 反应一定需要加热才能发生
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据能量越低物质越稳定的原则,D比C稳定,故A项正确;
B.由图象可知,第一步反应为吸热反应,第二步反应为放热反应,故B项错误;
C.A+B→D的反应热(E1-E2+E3−E4)kJ/mol,故C项错误;
D.A+B→C虽然是吸热反应,但是吸热反应不一定需要加热才能发生,故D项错误;
故答案选A。
5. 下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是
A. 石油的裂化 B. 黄铁矿煅烧 C. 盐湖水晒盐 D. 煤的气化
【答案】C
【解析】
【详解】A.石油裂化是将大分子烃分解为小分子烃,生成新物质,属于化学变化,A不符合题意;
B.黄铁矿煅烧时FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,有新物质生成,属于化学变化,B不符合题意;
C.盐湖水晒盐是通过蒸发水分使NaCl结晶析出,无新物质生成,属于物理变化,C符合题意;
D.煤的气化是煤与O2、水蒸气反应生成CO、H2等气体,生成新物质,属于化学变化,D不符合题意;
答案选C。
6. 下列关于影响化学反应速率的条件说法正确的是
A. 增大压强一定能加快化学反应速率
B. 使用催化剂,使反应的活化能升高,反应速率加快
C. 减小反应物的质量可以减少活化分子数,从而减小化学反应速率
D. 升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快
【答案】D
【解析】
【详解】A.没有气体参与的反应,增大压强化学反应速率不变,故A错误;
B.使用催化剂,使反应的活化能降低,反应速率加快,故B错误;
C.减小反应物的浓度,可以减少单位体积内活化分子数,从而减小化学反应速率,故C错误;
D.升高温度,部分普通分子获得能量转化为活化分子,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,故D正确;
选D。
7. 工业废气中的氮氧化物是重要的污染源,有一种治理污染的方法是通入适量氨气将其还原为无毒物质和,还原的热化学方程式为 。
已知:① ;
② ;
③ 。
下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,方程式可得,故;
答案选A。
8. 我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用如下示意图表示,下列说法不正确的是
A. ①→②过程属于放热反应
B. 由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%
C. 反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成
D. X的空间结构为正四面体,Y的结构式为O﹣C﹣O、M为乙醇(C2H5OH)
【答案】D
【解析】
【分析】根据图中所示,反应物是CH4、CO2,生成物是CH3COOH,反应历程是:在催化剂作用下CH4断裂一个C-H键,CO2断裂一个C=O中的π键,然后发生加成反应,原子间重新组合生成CH3COOH。
【详解】A.①→②过程反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,A正确;
B.X、Y生成M的总反应方程式为CH4+CO2 CH3COOH,原子利用率为100%,B正确;
C.根据反应的历程示意图和总反应方程式可知,反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成,C正确;
D.X的分子结构是正四面体,Y的结构式为O=C=O、M为乙酸,D错误;
故选D。
9. 下列说法中正确的是
A. 平衡常数的大小与起始浓度有关
B. 值越大,反应物的转化率越小
C. 值越大,反应进行的程度越大
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.对于一个确定的反应,平衡常数只受温度影响,温度一定时,平衡常数一定,平衡常数的大小与起始浓度无关,A错误;
B.K值越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率越大,B错误;
C.对于一个反应,平衡常数为可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比,平衡常数K值越大,反应进行的程度越大,C正确;
D.反应的平衡常数表达式为K=,D错误;
故选C。
10. 目前,常利用催化技术将汽车尾气中NO和CO转化为和。为研究不同条件下对该化学反应的影响。某课题组按下表数据进行了实验探究。实验中使用了等质量的同种催化剂,测得CO的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
编号
T/℃
催化剂的比表面积
Ⅰ
280
80.0
Ⅱ
120
Ⅲ
360
80.0
A. 实验Ⅱ的反应温度为280℃
B. 由实验Ⅰ、Ⅱ可知,增大催化剂的比表面积,该化学反应的反应速率增大
C. 实验Ⅰ达到平衡时,NO的浓度为
D. 该反应的反应热
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据单一变量原则,实验Ⅰ和Ⅱ催化剂比表面不同,温度应该相同,所以实验Ⅱ的反应温度为280℃,A正确;
B.实验Ⅰ、Ⅱ催化剂比表面不同,结合坐标图可知,增大催化剂的比表面积,化学反应速率增大,B正确;
C.NO和CO转化为和方程式为,,所以平衡时,NO的浓度为,C错误;
D.对比反应Ⅰ和Ⅲ,温度升高,平衡时CO浓度降低,平衡逆向移动,说明正反应放热,焓变小于0,D正确;
故选C。
11. 在催化剂作用下,以为原料合成,其主要反应有:
反应:I:
反应Ⅱ:
将体积比为的混合气体按一定流速通过催化反应管,测得的转化率随温度变化的关系如图所示。
已知
下列说法正确的是
A. 图中曲线②表示的转化率随温度的变化
B. 范围内,随温度的升高,的选择性增大
C. 范围内,随温度的升高,出口处及的量均增大
D. 其他条件不变,选用高效催化剂能提高平衡时的产率
【答案】C
【解析】
【分析】将体积比为的混合气体按一定流速通过催化反应管,其主要反应有、,则的转化率应该大于的转化率,所以图中曲线①表示的转化率随温度的变化,曲线②表示的转化率随温度的变化,据此分析;
【详解】A.根据分析可知,曲线②表示的转化率随温度的变化,A错误;
B.范围内,随温度的升高,和二氧化碳的转化率都增大,但的转化率增大的程度大于二氧化碳,说明反应2正向进行的程度大于反应的选择性不断减小,,B错误;
C.范围内,随温度的升高,和二氧化碳的转化率都增大,则生成及的量均增大,C正确;
D.使用高效催化剂只能缩短反应到达平衡的时间,但不能改变最终的平衡产率,D错误;
故选C。
12. 某温度下,向容积为的恒容密闭容器中充入和,发生反应: ,后反应达到平衡状态,测得生成。下列说法错误的是
A. 平衡时的转化率为
B. 该条件下,该反应的平衡常数
C. 反应开始和平衡时容器内压强之比为
D. 若该反应在常温下能自发进行,则对决定该反应的自发进行起主要影响作用
【答案】C
【解析】
【分析】由题干的数据列三段式如下:
【详解】A.由分析的数据可知,平衡时的转化率为=,故A正确;
B.由分析的数据可知,K===32,故B正确;
C.平衡时的物质的量为3.5mol,起始时物质的量为5.5mol,恒温恒容下,压强之比等于物质的量之比,故反应开始和平衡时容器内压强之比为,故C错误;
D.该反应,不利于自发进行,而该反应在常温下能自发进行,说明对决定该反应的自发进行起主要影响作用,故D正确;
答案选C。
13. 某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下图像(图中表示压强,表示温度,表示物质的量)。下列结论正确的是
I.
II.
III.
IV.
A. 反应I:, B. 反应II:,
C. 反应III:, D. 反应IV:,或,
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体体积减小的方向,结合图象,压强增大A的转化率应增大,所以p2>p1,它随温度的升高A的转化率降低,所以正反应为放热反应△H<0,故A错误;
B.关于反应Ⅱ由图象可以看出T1条件下达到平衡所用的时间少,所以T1>T2,而在T1条件下达平衡时n(C)小,所以说明低温有利于C的生成,故正反应为放热反应△H<0,故B错误;
C.反应Ⅲ若ΔH<0,则升高温度平衡向逆反应方向移动,C的体积分数减小,与图象吻合,则T2<T1,故C错误;
D.T2时,A的转化率大,当T2>T1时,升高温度平衡向正反应方向进行,正反应为吸热反应ΔH>0;若ΔH<0,则升高温度平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,则T2<T1,故D正确;
答案选D。
14. 为进一步体会氧化还原反应的规律,培养证据推理意识,某兴趣小组做了“碘钟实验”,其实验过程及反应原理如下。
①;②。下列说法错误的是
A. 实验中淀粉的作用是做指示剂
B. 溶液“无色→蓝色”过程中被氧化
C. 溶液“蓝色→无色”是因为发生了还原反应
D. 颜色循环变化一段时间后会停止,不会一直持续下去
【答案】C
【解析】
【详解】A.淀粉遇碘单质变蓝,实验中通过颜色变化判断碘单质的生成与消耗,淀粉作指示剂,故A正确;
B.“无色→蓝色”过程生成I₂,发生反应,中O元素由-1价升高为0价,被氧化,故B正确;
C.“蓝色→无色”过程消耗I2,发生反应,I2中I元素由0价升高为+5价,I2发生氧化反应,故C错误;
D.两反应均消耗,当完全反应后,颜色循环停止,故D正确;
选C。
15. 在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应:Ⅰ. Ⅱ. ,反应Ⅱ速率方程分别和,其中、为该反应的速率常数。测得c(W)的浓度随时间t的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
……
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
……
下列说法正确的是
A. 0~2 min时,
B. 升高温度,减小,增大,,平衡逆向移动
C. 反应Ⅱ平衡常数
D. 若增大容器容积,平衡时W的转化率不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由表格数据可知,2min时W的浓度为0.080mol/L,则0∼2min内,,A错误;
B.升高温度,、均增大,反应为放热反应,则升温平衡逆向移动,B错误;
C.由反应达到平衡时,正逆反应速率相等可得:,,C错误;
D.由方程式可知,反应①为W完全分解生成X和Y,阿尔增大容器容积,平衡时W的转化率不变,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。按要求回答下列问题:
(1)下列反应属于放热反应的是_______(填字母)。
A. 浓硫酸的稀释
B. Na与水反应
C. 与反应
D. 铝和稀硫酸反应
(2)长征系列部分火箭采用了肼()作燃料,与有相似的化学性质,试回答下列问题。
①通常把断开1 mol某化学键吸收的能量看作是该化学键的键能。下表是常见的键能数据。
化学键
N-H
N≡N
H-H
键能(kJ/mol)
386
946
a
已知:氮气与氢气反应生成2 mol氨气时会放出92 kJ热量。则a为_______。
②火箭推进剂通常选择液态的作氧化剂,混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空,试写出该反应的化学方程式_______。
(3)在一定温度下的稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol ,这时的反应热就是中和热。30 mL 0.50 mol/L硫酸与50 mL 0.50 mol/L 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。试回答下列问题。
①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是_______。
②实验中要使用50 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体_______g。
③测得的实验数据如图。
温度
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差/℃
实验次数
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
0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度均近似为1 ,中和后生成的溶液比热容。则生成1 mol水时的反应热_______(取小数点后一位)。
④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”)。
【答案】(1)BD (2) ①. 426 ②.
(3) ①. 玻璃搅拌器 ②. 1.0 ③. -53.5 ④. 偏小
【解析】
【分析】中和热测定实验的原理是利用酸碱反应放出的热量加热溶液,通过溶液的温度变化计算放出的热能,然后计算生成1mol水时所放出的能量,即中和热,据此分析;
【小问1详解】
A.浓硫酸的稀释为放热的物理过程,不属于化学反应,A错误;
B.Na与水发生为放热反应,B正确;
C.与反应为吸热反应,C错误;
D.铝和稀硫酸反应为放热反应,D正确;
故选BD;
【小问2详解】
①合成氨反应,该反应的焓变为反应物的总键能减去生成物的总键能,N2中存在N≡N,H2中存在,NH3中可得,可得,计算;
②与发生氧化还原反应,具有强氧化性,具有还原性,发生反应的化学方程式为:;
【小问3详解】
①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器;
②实验中要使用50 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体0.50 mol/L×0.05 L×40 g/mol=1.0 g;
③四次的温度差为4.0 ℃、6.1 ℃、3.9 ℃、4.1 ℃,第二组数据误差较大,舍去,温度平均值为4.0 ℃,生成水的物质的量为0.025 mol,则生成1 mol水时的反应热≈-53.5 kJ·mol;
④一水合氨为弱电解质,电离吸热,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偏小。
17. 催化加氢可以制HCOOH、等,在减少排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)在某催化剂作用下,催化加氢制的反应历程如下。
该历程中的最大能垒(活化能)为___________eV,对应步骤的反应为___________。
(2)下列叙述能证明反应Ⅰ达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A.与的物质的量之比为1∶1且保持不变
B.
C.单位时间内断裂3mol H―H键,同时生成2mol H―O键
D.的体积分数在混合气体中保持不变
E.恒温恒容条件下,混合气体的密度保持不变
F.恒温恒容条件下,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)T℃下,将1mol和3mol通入容积为2L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,经过5min,达到平衡状态,此时测得容器中。0~5min内,___________,反应Ⅰ的平衡常数K=___________。
(4)工业上也使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇,反应为。一定温度下,向一容积为2L的密闭容器内,充入0.3mol CO与0.4mol发生反应,平衡时,CO的转化率为50%。
①平衡时的产率是___________;平衡后再加入1.0mol CO后重新到达平衡,CO与的浓度比___________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、:0.2mol,:0.2mol,此时___________(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 1.41 ②.
(2)DF (3) ①. 0.2 ②. 7.2
(4) ①. 75% ②. 增大 ③. >
【解析】
【小问1详解】
该反应的最大能垒(活化能)为0.67eV-(-0.74eV)=1.41eV,对应步骤的反应为。
【小问2详解】
A.与均为生成物,物质的量之比一直保持1∶1,故不能判断达到平衡,A不选;
B.根据速率之比等于化学计量数之比,时不能判断正逆反应速率,不能判断反应达到平衡,B不选;
C.单位时间内断裂3mol H―H键,同时生成2mol H―O键,均表示正反应速率,不能判断反应达到平衡,C不选;
D.的体积分数在混合气体中保持不变,则其浓度不变,达到平衡,D选;
E.恒温恒容条件下,混合气体的密度一直保持不变,不能判断反应达到平衡,E不选;
F.恒温恒容条件下,混合气体的平均相对分子质量保持不变,则各物质的物质的量不变,反应达到平衡,F选;
故选DF。
【小问3详解】
假设生成的CH3OH为xmol,生成的甲酸为ymol,根据三段式可得:
则平衡时CO2的物质的量为(1-x-y)mol,H2的物质的量为(3-3x-y)mol,CH3OH的物质的量为x mol,HCOOH的物质的量为y mol,H2O的物质的量为x mol,根据n[CO2(g)]:n[HCOOH(g)]:n[H2O(g)]=1:1:3可知,1-x-y=y,y=3x,解得y=0.2,x=0.6, ,反应Ⅰ的平衡常数K=。
【小问4详解】
列出三段式:。
①CO过量,平衡时的产率是;平衡后再加入1.0mol CO后,平衡正向移动,重新到达平衡,CO浓度增大远大于甲醇浓度增大,CO与的浓度比增大;
②K=,Qc=,反应正向移动,此时>。
18. 二氧化氯()常温下为气态,是一种高效、安全的消毒杀菌剂,广泛应用于饮用水处理、食品加工等领域。工业上可以利用亚氯酸钠()与盐酸反应制备,反应体系中共有5种物质:、、HCl、NaCl、。回答下列问题。
(1)中Cl元素的化合价为______;能用于消毒杀菌,主要利用其_______性。
(2)上述工业制备的化学方程式为______,其中还原产物是______(填化学式),氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(3)某工厂污水中含有,现用将其氧化,生成空气中常见的两种无毒气体,这两种气体是_______。
(4)在碱性条件下,类似于氯气可以发生歧化反应,生成相邻价态的盐类物质,则该反应的离子方程式为_______;若反应中消耗1 mol ,则转移电子的物质的量为_______mol。
【答案】(1) ①. +4 ②. (强)氧化
(2) ①. ②. NaCl ③. 1:4
(3)和
(4) ①. ②. 0.5
【解析】
【小问1详解】
中O元素为-2价,根据化合价代数和为0,则Cl的化合价为+4;能用于消毒杀菌因为Cl的化合价为+4,具有强的氧化性,利用的是其强氧化性;
【小问2详解】
由已知,反应物中有亚氯酸钠()与盐酸,根据原子守恒、NaCl、为产物,结合得失电子守恒得化学方程式为;该反应中的Cl为+3价,其中4个作还原剂被氧化为,1个作氧化剂被还原为NaCl,HCl化合价未发生变化,因此还原产物为NaCl,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4;
【小问3详解】
中C显+2价,N显-3价,则氧化后C、N元素化合价上升,结合生成的为无毒气体,即和;
【小问4详解】
中Cl的化合价为+4价,发生歧化反应后转化为+3价的和+5价的,则离子方程式为;由离子方程式可知,与电子转移的关系式为,则消耗1 mol ,则转移电子的物质的量为0.5 mol。
19. 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
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“大于”“小于”或“等于”)原因是_______。
(2)实验室模拟工业固氮,在压强为P MPa的恒压容器中充入1 mol N2和3 mol H2,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,其中一条是经过一定时间反应后的曲线,另一条是平衡时的曲线。
①图中b点的转化率为_______;_______(填“大于”“小于”或“等于”)。
②475℃时,该反应的压强平衡常数的代数式_______(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,用含的代数式表示,列式无需化简)。
【答案】(1) ①. 吸热 ②. 对温度要求高,且值小,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. 小于 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,所以
(2) ①. 40% ②. 大于 ③.
【解析】
【小问1详解】
①根据图表数据分析可知,反应的平衡常数随温度升高而增大,根据平衡移动原理可知,升高温度平衡向吸热反应方向进行,所以反应为吸热反应;
②由表格数据可知:2000℃时,K=0.1,K值很小,则转化率很小,且对温度要求高,不适合大规模生产;
③根据图表数据分析可知,合成氨是一个放热反应,根据变化曲线,增大X,NH3的体积分数减小,由平衡移动原理可知,升高温度平衡向吸热方向移动,所以X代表的是温度;
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,分析曲线可知,温度不变的条件下,L1→L2 NH3的体积分数增大,平衡正向移动,所以;
【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1 mol N2和3 mol H2,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的转化量为x mol,则可建立如下三段式:
则,x=0.4,因为N2和H2的投料比为化学计量数之比,故N2的转化率和H2转化率相等,为;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,>;
②根据曲线Ⅰ,475℃时反应达到平衡,在a点时,NH3的体积分数为50%,设此时N2的转化量为y mol,则可建立如下三段式:
则,,则该反应的压强平衡常数的代数式为。
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(时间:75分钟,总分:100分)
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.作答时,将选择题答案涂在答题卡规定的位置上,将非选择题答案写在答题卡规定的位置上,在试卷上作答,答案无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:O-16 H-1 Fe-56 S-32 N-14 Na-23
一、选择题:本题共15小题,每题3分,共45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. 下列过程中,化学反应速率的增大对人类有益的是
A. 金属的腐蚀 B. 食物的腐败 C. 塑料的老化 D. 氨的合成
2. 水凝结成冰的过程中,其焓变和熵变正确的是
A. , B. , C. , D. ,
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温常压下,3.2 g 中含氧原子数为0.2
B. 标准状况下,2.24 L 含分子数为0.1
C. 含10.7 g 的胶体中,胶粒数目为0.1
D. 1 mol 与足量充分反应,生成的分子数为
4. 某反应由两步构成,该反应过程的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A. D比C稳定
B. 两步反应均为吸热反应
C. 的反应热
D. 反应一定需要加热才能发生
5. 下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是
A. 石油的裂化 B. 黄铁矿煅烧 C. 盐湖水晒盐 D. 煤的气化
6. 下列关于影响化学反应速率的条件说法正确的是
A. 增大压强一定能加快化学反应速率
B. 使用催化剂,使反应的活化能升高,反应速率加快
C. 减小反应物的质量可以减少活化分子数,从而减小化学反应速率
D. 升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快
7. 工业废气中的氮氧化物是重要的污染源,有一种治理污染的方法是通入适量氨气将其还原为无毒物质和,还原的热化学方程式为 。
已知:① ;
② ;
③ 。
下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
8. 我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用如下示意图表示,下列说法不正确的是
A. ①→②过程属于放热反应
B. 由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%
C. 反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成
D. X的空间结构为正四面体,Y的结构式为O﹣C﹣O、M为乙醇(C2H5OH)
9. 下列说法中正确的是
A. 平衡常数的大小与起始浓度有关
B. 值越大,反应物的转化率越小
C. 值越大,反应进行的程度越大
D.
10. 目前,常利用催化技术将汽车尾气中NO和CO转化为和。为研究不同条件下对该化学反应的影响。某课题组按下表数据进行了实验探究。实验中使用了等质量的同种催化剂,测得CO的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
编号
T/℃
催化剂的比表面积
Ⅰ
280
80.0
Ⅱ
120
Ⅲ
360
80.0
A. 实验Ⅱ的反应温度为280℃
B. 由实验Ⅰ、Ⅱ可知,增大催化剂的比表面积,该化学反应的反应速率增大
C. 实验Ⅰ达到平衡时,NO的浓度为
D. 该反应的反应热
11. 在催化剂作用下,以为原料合成,其主要反应有:
反应:I:
反应Ⅱ:
将体积比为的混合气体按一定流速通过催化反应管,测得的转化率随温度变化的关系如图所示。
已知
下列说法正确的是
A. 图中曲线②表示的转化率随温度的变化
B. 范围内,随温度的升高,的选择性增大
C. 范围内,随温度的升高,出口处及的量均增大
D. 其他条件不变,选用高效催化剂能提高平衡时的产率
12. 某温度下,向容积为的恒容密闭容器中充入和,发生反应: ,后反应达到平衡状态,测得生成。下列说法错误的是
A. 平衡时的转化率为
B. 该条件下,该反应的平衡常数
C. 反应开始和平衡时容器内压强之比为
D. 若该反应在常温下能自发进行,则对决定该反应的自发进行起主要影响作用
13. 某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下图像(图中表示压强,表示温度,表示物质的量)。下列结论正确的是
I.
II.
III.
IV.
A. 反应I:, B. 反应II:,
C. 反应III:, D. 反应IV:,或,
14. 为进一步体会氧化还原反应的规律,培养证据推理意识,某兴趣小组做了“碘钟实验”,其实验过程及反应原理如下。
①;②。下列说法错误的是
A. 实验中淀粉的作用是做指示剂
B. 溶液“无色→蓝色”过程中被氧化
C. 溶液“蓝色→无色”是因为发生了还原反应
D. 颜色循环变化一段时间后会停止,不会一直持续下去
15. 在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应:Ⅰ. Ⅱ. ,反应Ⅱ速率方程分别和,其中、为该反应的速率常数。测得c(W)的浓度随时间t的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
……
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
……
下列说法正确的是
A. 0~2 min时,
B. 升高温度,减小,增大,,平衡逆向移动
C. 反应Ⅱ平衡常数
D. 若增大容器容积,平衡时W的转化率不变
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。按要求回答下列问题:
(1)下列反应属于放热反应的是_______(填字母)。
A. 浓硫酸的稀释
B. Na与水反应
C. 与反应
D. 铝和稀硫酸反应
(2)长征系列部分火箭采用了肼()作燃料,与有相似的化学性质,试回答下列问题。
①通常把断开1 mol某化学键吸收的能量看作是该化学键的键能。下表是常见的键能数据。
化学键
N-H
N≡N
H-H
键能(kJ/mol)
386
946
a
已知:氮气与氢气反应生成2 mol氨气时会放出92 kJ热量。则a为_______。
②火箭推进剂通常选择液态的作氧化剂,混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空,试写出该反应的化学方程式_______。
(3)在一定温度下的稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol ,这时的反应热就是中和热。30 mL 0.50 mol/L硫酸与50 mL 0.50 mol/L 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。试回答下列问题。
①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是_______。
②实验中要使用50 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体_______g。
③测得的实验数据如图。
温度
起始温度/℃
终止温度/℃
温度差/℃
实验次数
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
0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度均近似为1 ,中和后生成的溶液比热容。则生成1 mol水时的反应热_______(取小数点后一位)。
④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”)。
17. 催化加氢可以制HCOOH、等,在减少排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)在某催化剂作用下,催化加氢制的反应历程如下。
该历程中的最大能垒(活化能)为___________eV,对应步骤的反应为___________。
(2)下列叙述能证明反应Ⅰ达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A.与的物质的量之比为1∶1且保持不变
B.
C.单位时间内断裂3mol H―H键,同时生成2mol H―O键
D.的体积分数在混合气体中保持不变
E.恒温恒容条件下,混合气体的密度保持不变
F.恒温恒容条件下,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)T℃下,将1mol和3mol通入容积为2L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,经过5min,达到平衡状态,此时测得容器中。0~5min内,___________,反应Ⅰ的平衡常数K=___________。
(4)工业上也使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇,反应为。一定温度下,向一容积为2L的密闭容器内,充入0.3mol CO与0.4mol发生反应,平衡时,CO的转化率为50%。
①平衡时的产率是___________;平衡后再加入1.0mol CO后重新到达平衡,CO与的浓度比___________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、:0.2mol,:0.2mol,此时___________(填“>”“<”或“=”)。
18. 二氧化氯()常温下为气态,是一种高效、安全的消毒杀菌剂,广泛应用于饮用水处理、食品加工等领域。工业上可以利用亚氯酸钠()与盐酸反应制备,反应体系中共有5种物质:、、HCl、NaCl、。回答下列问题。
(1)中Cl元素的化合价为______;能用于消毒杀菌,主要利用其_______性。
(2)上述工业制备的化学方程式为______,其中还原产物是______(填化学式),氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(3)某工厂污水中含有,现用将其氧化,生成空气中常见的两种无毒气体,这两种气体是_______。
(4)在碱性条件下,类似于氯气可以发生歧化反应,生成相邻价态的盐类物质,则该反应的离子方程式为_______;若反应中消耗1 mol ,则转移电子的物质的量为_______mol。
19. 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
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“大于”“小于”或“等于”)原因是_______。
(2)实验室模拟工业固氮,在压强为P MPa的恒压容器中充入1 mol N2和3 mol H2,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,其中一条是经过一定时间反应后的曲线,另一条是平衡时的曲线。
①图中b点的转化率为_______;_______(填“大于”“小于”或“等于”)。
②475℃时,该反应的压强平衡常数的代数式_______(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,用含的代数式表示,列式无需化简)。
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