内容正文:
射洪中学高2024级高二上期第一学月考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量为:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题3分,共42分)
1. 下列日常生活情境与化学反应速率无关的是
A. 用较浓的白醋清洗水壶垢
B. 面团加酵母粉放在温热处发酵
C. 夏天将食物放在冰箱中冷藏
D. 糖果制作过程中添加着色剂
2. 下列关于碰撞理论的说法正确的是
A. 活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 提高有效碰撞频率即可加快化学反应速率
C. 增大反应物用量可增大活化分子百分数,加快反应速率
D. 升高温度可降低活化能,使单位体积内活化分子数增多
3. 下列图示变化为吸热反应的是
A. B. C. D.
4. 双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH<0,反应过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 过程I中2个H2O都参加了反应
B. 过程I、II中都有化学键断裂
C. 过程III中有化学键形成
D. 使用催化剂增加了活化分子百分数
5. COCl2(g)CO(g) +Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温;②增加CO浓度;③减压;④加催化剂;能使平衡正向移动从而提高COCl2转化率的是
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
6. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) ∆H=-57.3kJ/mol,若将1mol NaOH固体的加入1L 1mo/L的稀盐酸溶液中,放出的热量大于57.3kJ
B. 已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
C. 已知:S(g)+O2(g)=SO2(g) ∆H1;S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H2,则∆H1>∆H2
D. 已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92kJ/mol,增加氮气和氢气的用量,则∆H变大
7. 已知:CO(g) +O2(g) = CO2(g) ΔH1
H2(g) +O2(g) = H2O(g) ΔH2
CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH3
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)的ΔH为
A. ΔH1 + 2ΔH2 - ΔH3 B. ΔH1 + ΔH2 - ΔH3
C. ΔH1 + 2ΔH2 + ΔH3 D. ΔH1 - 2ΔH2 + ΔH3
8. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 向FeCl3溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色,再加入少量Fe粉后红色变浅
B. 对于2HI(g) H2(g)+I2(g),达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气(Cl2+H2OHCl+HClO)
D. 工业上生产硫酸的过程中使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率
9. 某温度下,某气相反应达到化学平衡,平衡常数,且正反应为吸热反应。下列说法正确的是
A. 该反应的化学方程式为
B. 减小压强,平衡向生成X的方向移动
C. 降低温度,平衡向生成F的方向移动,逆反应速率增大
D. 增大c(X),则c(Y)和K增大
10. 中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示,下列说法错误的是
A. 生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B. 在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
C. 决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NONHNOH
D. 生成N2的总反应方程式为2NO+2H2N2+2H2O
11. 在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中,发生反应CH4(g) + 2NO2(g) N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ΔH,n(CH4)随反应时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. T1温度下,10 min末CH4的反应速率为0.01 mol·L−1·min−1
B. T2温度下,NO2的平衡转化率为50%
C. 该反应的ΔH > 0
D. 若将容器变为2 L,则平衡时CH4的转化率减小
12. 用CO合成甲醇的反应为:。按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 温度:
B. 正反应速率:,
C. 平衡常数:,
D. 平均摩尔质量:,
13. 在一定温度下,将等量的气体分别通入起始容积相同的密闭容器Ⅰ(恒容)和Ⅱ(恒压)中,使其发生反应,时容器I中达到化学平衡,X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是
A. 若X、Y、Z均为气体,达到平衡后Z的转化率Ⅱ大于Ⅰ
B. 若Y为固体,则当容器I中气体密度不变时,不能判断反应达到了平衡状态
C. 当两容器中反应均达到平衡时,若两容器的体积,则容器Ⅱ达到平衡所需的时间小于
D. 若达平衡后,对容器Ⅱ降低温度时,其体积减小,说明Z发生的反应为吸热反应
14. CO2催化重整CH4的反应:(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1,主要副反应:(Ⅱ)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0,(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH3<0。在恒容反应器中CH4和CO2按物质的量之比1∶1充入气体,加入催化剂,测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A. ΔH1>0
B. 若反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2时,转移电子数之比为3∶4
C. T ℃时,在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应,测得CO2的平衡转化率为75%,则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81
D. 300~580 ℃时,H2O的体积分数不断增大,是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
15. 某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。他将50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液加入如图甲所示的装置中,进行中和反应。请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图甲中尚缺少的一种玻璃仪器是________。
(2)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的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”);所求中和反应反应热的数值_________(填“相等”或“不相等”)。
(3)该同学做实验时有些操作不规范,造成测得的中和反应的ΔH偏大,请你分析可能的原因是________(填字母)。
A. 测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后去测NaOH溶液的温度
B. 把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C. 做本实验的当天室温较高
D. 将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50 mL 0.55 mol·L-1的氨水
(4)将V1mL 1.0 mol·L-1盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如图乙所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL),通过分析图像可知,做该实验时环境温度_________(填“高于”“低于”或“等于”)22 ℃,该NaOH溶液的浓度约为________mol·L-1。
16. 根据所学知识完成下列问题。
(1)46 g C2H5OH(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1300 kJ的热量,其热化学方程式:________。
(2)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)=2HI(g)。(填“增大”“减小”或“不变”)
①保持容器容积不变,向其中充入1 mol H2,反应速率________。
②保持温度不变,扩大容器体积,反应速率________。
(3)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 平衡常数K,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.CO2(g) + H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH= +41 kJ/mol 平衡常数
ii.CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH =-90 kJ/mol 平衡常数
则总反应的ΔH=________kJ/mol;平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(4)加热依次发生的分解反应为:①N2O5(g)N2O3(g) +O2(g) ,②N2O3(g)N2O(g) +O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 molN2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则t℃时反应①的平衡常数为________。
(5)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
a.
b.
①若反应a为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是______(填标号)
A. B. C. D.
在一容积可变的密闭容器中,充有10 molCO和,发生可逆反应b用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如下图所示:
②平衡常数、、的大小关系为______。
17. 甲、乙、丙三个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下。
I.甲组:利用KMnO4与H2C2O4(草酸)在酸性溶液中发生氧化还原反应生成CO2气体的体积来探究化学反应速率的影响因素(实验中所用KMnO4溶液已加入稀硫酸酸化)。
(1)用离子方程式表示该反应原理:___________。
实验装置如图所示,实验时装置中A溶液一次性加入,A、B溶液成分见下表。
实验
A溶液
B溶液
①
②
(2)盛装A溶液的仪器名称是___________。
(3)该实验探究的是___________对化学反应速率的影响。
Ⅱ.乙组:通过测定KMnO4与H2C2O4(草酸)在酸性溶液中发生反应,KMnO4溶液褪色所需时间的长短,探究浓度对化学反应速率的影响。该实验小组配制了以下3组溶液。
实验
1
2
3
水/mL
10
5
X
5
10
4
5
5
5
时间/s
40
20
-
(4)实验3中X=___________。
(5)实验2反应中,H2C2O4的反应速率为___________。
Ⅲ.丙组:通过硫代硫酸钠(Na2S2O3)与硫酸反应有关实验,探究影响化学反应速率的因素,实验过程的数据记录如下。已知:
实验
反应温度(℃)
加入物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
V/mL
V/mL
A
20
10
0.1
10
0.1
0
B
20
5
0.1
10
0.1
5
C
20
10
0.1
5
0.1
5
D
40
5
0.1
10
0.1
5
(6)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中反应速率最快的可能是___________(填字母序号)。
(7)通常利用出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因:___________。
18. 对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下,向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。
(1)①只改变下列某一反应条件时,能使上述反应速率加快的是_______(填序号)。
a.使用高效催化剂 b.向容器中充入氩气 c.降低温度 d.减小NO的物质的量
②下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变
b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO
(2)在体积为密闭容器中充入和,发生反应,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时,________(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,________。
③反应达到平衡状态时,的体积分数为________保留1位小数)。
④a、b、c三点中代表达到平衡的是________,a点的正反应速率_______(填>、<或=)b点的逆反应速率。
⑤反应达到平衡后,若再向容器中加入3mol CO2和9mol H2,再次达到平衡时,CO2的百分含量将_______(填“增大”、“减少”或“不变”)
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射洪中学高2024级高二上期第一学月考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量为:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题3分,共42分)
1. 下列日常生活情境与化学反应速率无关的是
A. 用较浓的白醋清洗水壶垢
B. 面团加酵母粉放在温热处发酵
C. 夏天将食物放在冰箱中冷藏
D. 糖果制作过程中添加着色剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.用较浓的白醋清洗水壶垢,浓度增大加快反应速率,A不符合题意;
B.温热环境和酵母粉通过温度及催化剂加快反应速率,B不符合题意;
C.冷藏食物通过降温减缓反应速率,C不符合题意;
D.糖果添加着色剂仅改变颜色,不涉及反应速率,D符合题意;
故选D。
2. 下列关于碰撞理论的说法正确的是
A. 活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 提高有效碰撞频率即可加快化学反应速率
C. 增大反应物用量可增大活化分子百分数,加快反应速率
D. 升高温度可降低活化能,使单位体积内活化分子数增多
【答案】B
【解析】
【详解】A.活化分子发生的碰撞不一定是有效碰撞,有合适的取向才能发生有效碰撞,A错误;
B.提高有效碰撞频率,可利于生成物的生成,即可加快化学反应速率,B正确;
C.增大反应物用量,能增加活化分子数目,但不能增大活化分子百分数,C错误;
D.升高温度不能降低活化能,但可以使单位体积内活化分子数增多,D错误;
故选B。
3. 下列图示变化为吸热反应的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸稀释是放热的物理过程,不属于化学反应,A不符合题意;
B.反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,B不符合题意;
C.反应物总能量低于生成物总能量,根据生成物总能量反应物总能量,可知,反应为吸热反应,C符合题意;
D.锌与稀盐酸的置换反应属于活泼金属与酸的反应,为放热反应,D不符合题意;
故选C。
4. 双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH<0,反应过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 过程I中2个H2O都参加了反应
B. 过程I、II中都有化学键断裂
C. 过程III中有化学键形成
D. 使用催化剂增加了活化分子百分数
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图示,过程I只有1个H2O中O-H键断裂,故A错误;
B.过程I有1个H2O中O-H键断裂、过程II有1个H2O中O-H键断裂,故B正确;
C.过程III形成1个C=O键、1个O-H键、1个H-H键,故C正确;
D.催化剂能降低反应活化能,增大活化分子百分数,故D正确;
选A。
5. COCl2(g)CO(g) +Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温;②增加CO浓度;③减压;④加催化剂;能使平衡正向移动从而提高COCl2转化率的是
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】已知反应COCl2(g)CO(g) +Cl2(g) ΔH>0正反应是一个气体体积增大的吸热反应,则当反应达到平衡时,①升温平衡正向移动,COCl2的平衡转化率增大,符合题意;②增加CO浓度即增大生成物浓度平衡逆向移动,COCl2的平衡转化率减小,不合题意;③减压化学平衡正向移动,COCl2的平衡转化率增大符合题意;④加催化剂不能使平衡发生移动,COCl2的平衡转化率不变,不合题意;综上分析可知,①③符合题意,故答案为:B。
6. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) ∆H=-57.3kJ/mol,若将1mol NaOH固体的加入1L 1mo/L的稀盐酸溶液中,放出的热量大于57.3kJ
B. 已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
C. 已知:S(g)+O2(g)=SO2(g) ∆H1;S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H2,则∆H1>∆H2
D. 已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92kJ/mol,增加氮气和氢气的用量,则∆H变大
【答案】A
【解析】
【详解】A.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) ∆H=-57.3kJ/mol,固体氢氧化钠溶于水也会放热,则若将1mol NaOH固体加入1L 1mo/L的稀盐酸溶液中,放出的热量大于57.3kJ,A正确;
B.燃烧热是指在101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时的反应热,常见元素的指定产物:H→H2O(l),根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-483.6kJ/mol,氢气的燃烧热数值不是此数值,B错误;
C.燃烧是放热反应,焓变小于零,放出热量越多,焓变越小,气态硫能量比等质量的固态硫能量高,因此硫蒸气充分燃烧放出的热量更多。已知:S(g)+O2(g)=SO2(g) ∆H1;S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H2,则∆H1<∆H2,C错误;
D.已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92kJ/mol,即消耗1mol氮气和3mol氢气生成2mol氨气时放热92kJ,则焓变与该化学方程式的化学计量数相关,跟实际反应中氮气和氢气的用量无关,即增加氮气和氢气的用量, ∆H不变,D错误;
故选A。
7. 已知:CO(g) +O2(g) = CO2(g) ΔH1
H2(g) +O2(g) = H2O(g) ΔH2
CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH3
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)的ΔH为
A. ΔH1 + 2ΔH2 - ΔH3 B. ΔH1 + ΔH2 - ΔH3
C. ΔH1 + 2ΔH2 + ΔH3 D. ΔH1 - 2ΔH2 + ΔH3
【答案】A
【解析】
【详解】由题意把已知反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律:将方程式①+②2-③得CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) ΔH=ΔH1 + 2ΔH2 - ΔH3;
故答案为:A。
【点睛】使用盖斯定律进行反应热的计算时,要先对几个反应进行观察,然后合理重组得到目标反应。重组技巧是:同向用加,异向用减,倍数用乘,焓变同变。即条件方程式中的各种物质与目标方程式同向的(如同在左边或同在右边)用加法,异向的用减法,化学计量数与目标存在倍数关系的用乘法,扩大一定倍数后(或缩小为几分之一)与目标化学方程式中的计量数相同,各条件方程式中的焓变看作生成物作同样变化。
8. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 向FeCl3溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色,再加入少量Fe粉后红色变浅
B. 对于2HI(g) H2(g)+I2(g),达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气(Cl2+H2OHCl+HClO)
D. 工业上生产硫酸的过程中使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入铁粉时,反应:,降低浓度,使反应平衡逆向移动(颜色变浅),符合勒夏特列原理,A不符合题意;
B.对于反应达平衡后,缩小容器体积,平衡不移动,浓度增大,体系颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.氯气溶于水发生可逆反应生成盐酸和次氯酸:,饱和食盐水中的氯离子浓度较大,导致平衡逆向移动,减弱了氯气和水反应的程度,符合勒夏特列原理,所以可以用排饱和食盐水的方法收集氯气,C不符合题意;
D.工业生产硫酸的过程中,通入过量空气,增大了氧气的浓度,使反应平衡正向移动,提高的利用率,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选B。
9. 某温度下,某气相反应达到化学平衡,平衡常数,且正反应为吸热反应。下列说法正确的是
A. 该反应的化学方程式为
B. 减小压强,平衡向生成X的方向移动
C. 降低温度,平衡向生成F的方向移动,逆反应速率增大
D. 增大c(X),则c(Y)和K增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.平衡常数是生成物浓度幂次方之积与反应物浓度幂次方之积的比值,则该反应的化学方程式为,故A正确;
B.该反应前后气体分子数不变,改变压强,平衡不移动,故B错误;
C.正反应为吸热反应,降低温度,正、逆反应速率都降低,平衡向逆反应方向移动,所以降低温度,平衡向生成F的方向移动,逆反应速率减小,故C错误;
D.平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,增大X的浓度,平衡向逆反应方向移动,Y的浓度减小,平衡常数不变,故D错误;
故选A。
10. 中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示,下列说法错误的是
A. 生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B. 在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
C. 决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NONHNOH
D. 生成N2的总反应方程式为2NO+2H2N2+2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.图示可知,生成氨气的过程为:NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3,每步反应中N元素化合价均是降低,被还原,A正确;
B.NO被还原为N2的最大活化能明显大于还原生成NH3,故在该催化剂作用下,NO更容易被还原为NH3,B正确;
C.生成NH3的基元反应中,NH2O+H→NH2OH这一步活化能最大,相同条件下反应速率最慢,是决定NO生成NH3速率的基元反应,C错误;
D.由图可知,总反应为NO与H2反应生成N2和H2O,对应反应的化学方程式:2NO+2H2N2+2H2O,D正确;
故选C。
11. 在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中,发生反应CH4(g) + 2NO2(g) N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ΔH,n(CH4)随反应时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. T1温度下,10 min末CH4的反应速率为0.01 mol·L−1·min−1
B. T2温度下,NO2的平衡转化率为50%
C. 该反应的ΔH > 0
D. 若将容器变为2 L,则平衡时CH4的转化率减小
【答案】B
【解析】
【分析】“拐先平数值大”,可以判断出温度,温度变化时,通过CH4的物质的量判断平衡移动方向。
【详解】A.10 min末CH4的反应速率是指瞬时速率,化学反应速率是平均速率,A错误;
B.T2温度下,平衡时CH4的消耗量为0.25 mol,则NO2的消耗量为0.5 mol,平衡转化率为50%,B正确;
C.先拐先平温度高,说明T2>T1, 升高温度时,甲烷物质的量增大,说明升温平衡逆向移动,该反应的ΔH < 0,C错误;
D.若将容器变为2 L,容器内压强变小,反应向着系数变大的方向移动,则平衡时CH4的转化率增大,D错误;
故答案为:B。
【点睛】根据勒夏特列原理:①升高温度时,反应向着吸热方向移动;降低温度时,反应向着放热方向移动;②增大压强时,反应向着系数变小的方向移动,减小压强时,反应向着系数变大的方向移动。
12. 用CO合成甲醇的反应为:。按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 温度:
B. 正反应速率:,
C. 平衡常数:,
D. 平均摩尔质量:,
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,CO的转化率越大,则T1<T2<T3,A错误;
B.由图可知,a、c两点压强相同,平衡时a点CO转化率更高,该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,故温度T1<T3,温度越高,反应速率越快,故v(a)<v(c);b、d两点温度相同,压强越大,反应速率越大,b点大于d点压强,则v(b)>v(d),B错误;
C.由图可知,a、c两点压强相同,平衡时a点CO转化率更高,该反应为放热反应,故温度T1<T2,降低温度平衡向正反应方向移动,则K(a)>K(b),平衡常数只与温度有关,b、d两点温度相同,平衡常数相同,则K(b)=K(d),C正确;
D.CO转化率的越大,气体的物质的量越小,而气体的总质量不变,由M=mn可知,M越小;则可知M(a)>M(c),M(b)>M(d),D错误;
答案选C。
13. 在一定温度下,将等量的气体分别通入起始容积相同的密闭容器Ⅰ(恒容)和Ⅱ(恒压)中,使其发生反应,时容器I中达到化学平衡,X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是
A. 若X、Y、Z均为气体,达到平衡后Z的转化率Ⅱ大于Ⅰ
B. 若Y为固体,则当容器I中气体密度不变时,不能判断反应达到了平衡状态
C. 当两容器中反应均达到平衡时,若两容器的体积,则容器Ⅱ达到平衡所需的时间小于
D. 若达平衡后,对容器Ⅱ降低温度时,其体积减小,说明Z发生的反应为吸热反应
【答案】A
【解析】
【分析】根据X、Y、Z的物质的量随时间变化图,Z物质的量减少,X、Y物质的量增加,Z是反应物,X、Y是生成物,Z、X、Y的变化量为1.8mol、1.8mol、1.2mol,变化量比等于系数比,所以反应方程式为 ;
【详解】A.容器Ⅰ(恒容),容器Ⅱ(恒压),若X、Y、Z均为气体,正反应气体系数和增大,容器Ⅰ的压强大于容器Ⅱ,Ⅰ、Ⅱ相比,容器Ⅰ相当于增大压强,平衡逆向移动,达到平衡后Z的转化率Ⅱ大于Ⅰ,故A正确;
B.若Y为固体,反应前后气体总质量是变量,容器Ⅰ(恒容),所以气体密度是变量,则当容器I中气体密度不变时,能判断反应达到了平衡状态,故B错误;
C.当两容器中反应均达到平衡时,若两容器的体积,则容器Ⅱ的压强小于容器I,容器Ⅱ的反应速率慢,则容器Ⅱ达到平衡所需的时间大于,故C错误;
D.根据 可知,气体体积减小,气体物质的量不一定减少,若达平衡后,对容器Ⅱ降低温度时,其体积减小,不能说明Z发生的反应为吸热反应,故D错误;
选A。
14. CO2催化重整CH4的反应:(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1,主要副反应:(Ⅱ)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0,(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH3<0。在恒容反应器中CH4和CO2按物质的量之比1∶1充入气体,加入催化剂,测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A. ΔH1>0
B. 若反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2时,转移电子数之比为3∶4
C. T ℃时,在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应,测得CO2的平衡转化率为75%,则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81
D. 300~580 ℃时,H2O的体积分数不断增大,是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,升高温度,CH4和CO2体积分数都减小,CO和H2体积分数增大,说明升高温度让反应Ⅰ平衡正向移动,故ΔH1>0,A正确;
B.反应Ⅰ中1 mol CO2参与时,CO2中C从+4→+2得2e-,CH4中C从-4→+2失6e-,H从+1→0得4×e-,总转移电子6 mol;反应Ⅲ中1 mol CO2参与时,C从+4→-4得8e-,转移电子8mol;反应I和III转移电子数之比6:8=3:4,B正确;
C.若仅反应Ⅰ发生,列出三段式如下,,,即CO2转化率为75%时,K=81,但副反应Ⅱ、Ⅲ也消耗CO2,导致反应Ⅰ实际生成的CO、H2减少,故平衡常数小于81,C正确;
D.升高温度,反应Ⅱ(吸热)正向移动,生成H2O;反应Ⅲ(放热)逆向移动,消耗H2O,由图,300~580 ℃时,H2O的体积分数不断增大,则是因为反应Ⅱ平衡生成H2O的量大于反应Ⅲ消耗的量, D错误;
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
15. 某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。他将50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液加入如图甲所示的装置中,进行中和反应。请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图甲中尚缺少的一种玻璃仪器是________。
(2)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的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”);所求中和反应反应热的数值_________(填“相等”或“不相等”)。
(3)该同学做实验时有些操作不规范,造成测得的中和反应的ΔH偏大,请你分析可能的原因是________(填字母)。
A. 测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后去测NaOH溶液的温度
B. 把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C. 做本实验的当天室温较高
D. 将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50 mL 0.55 mol·L-1的氨水
(4)将V1mL 1.0 mol·L-1盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如图乙所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL),通过分析图像可知,做该实验时环境温度_________(填“高于”“低于”或“等于”)22 ℃,该NaOH溶液的浓度约为________mol·L-1。
【答案】(1)玻璃搅拌器
(2) ①. 不相等 ②. 相等 (3)ABD
(4) ①. 低于 ②. 1.5
【解析】
【小问1详解】
在中和热测定实验中,需要用玻璃搅拌器搅拌溶液,使酸、碱快速且充分反应,从而保证热量快速释放,使测定的温度更准确,则从实验装置上看,图甲中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器;
【小问2详解】
反应放出的热量与所用酸、碱的量有关,改用60 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量也增多,即所放出的热量不相等;中和热是指强酸稀溶液和强碱稀溶液反应生成1 mol水时放出的热量,与酸、碱的用量无关,则所求中和反应反应热的数值相等;
【小问3详解】
A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,再测NaOH溶液的温度时,会发生酸碱中和,所测碱液温度偏高,所测反应前体系的温度偏高,导致实验测得的反应前后体系的温度差偏小,中和反应放出的热量偏少,但反应的ΔH是负值,则测得的中和反应的ΔH偏大,A符合题意;
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓,会损失一部分热量,导致实验测得的反应前后体系的温度差偏小,中和反应放出的热量偏少,但反应的ΔH是负值,则测得的中和反应的ΔH偏大,B符合题意;
C.做本实验的当天室温较高,不影响实验测得的反应前后体系的温度差,对测得的中和反应的ΔH无影响,C不符合题意;
D.将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50 mL 0.55 mol·L-1的氨水,由于是弱碱, 其电离过程吸热,导致中和反应放出的热量偏少,但反应的ΔH是负值,则测得的中和反应的ΔH偏大,D符合题意。
故选ABD。
【小问4详解】
由图乙可知,5 mL盐酸和45 mL NaOH溶液混合反应放热后的温度是22 ℃,则混合前的溶液温度一定低于22 ℃,则做该实验时环境温度低于22 ℃;当酸碱恰好反应时,放出的热量最多,混合反应后的温度也最高,由图乙可知,当V1=30 mL时两者恰好反应,此时V2=20 mL,由可得:。
16. 根据所学知识完成下列问题。
(1)46 g C2H5OH(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1300 kJ的热量,其热化学方程式:________。
(2)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)=2HI(g)。(填“增大”“减小”或“不变”)
①保持容器容积不变,向其中充入1 mol H2,反应速率________。
②保持温度不变,扩大容器体积,反应速率________。
(3)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 平衡常数K,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.CO2(g) + H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH= +41 kJ/mol 平衡常数
ii.CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH =-90 kJ/mol 平衡常数
则总反应的ΔH=________kJ/mol;平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(4)加热依次发生的分解反应为:①N2O5(g)N2O3(g) +O2(g) ,②N2O3(g)N2O(g) +O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 molN2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则t℃时反应①的平衡常数为________。
(5)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
a.
b.
①若反应a为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是______(填标号)
A. B. C. D.
在一容积可变的密闭容器中,充有10 molCO和,发生可逆反应b用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如下图所示:
②平衡常数、、的大小关系为______。
【答案】(1)
(2) ①. 增大 ②. 减小
(3) ①. -49 ②.
(4)8.5 (5) ①. A ②.
【解析】
【小问1详解】
46 g C2H5OH(l)即1 mol C2H5OH(l)和3 mol的氧气混合点燃恰好完全反应,生成2 mol CO2(g)和3 mol H2O(l),放出1300 kJ的热量,故热化学方程式为:。
【小问2详解】
保持容器容积不变,向其中充入1 mol,浓度增大,反应速率增大;保持温度不变,扩大容器体积,各物质浓度均降低,反应速率减小。
【小问3详解】
总反应=反应i +反应ii,;,,。
【小问4详解】
设转化的五氧化二氮为x mol,生成的一氧化二氮为y mol,有三段式:,,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol,故、,所以x=6.2,y=2.8,所以平衡时五氧化二氮物质的量为1.8 mol,则t℃时反应①的平衡常数为。
【小问5详解】
①总反应=反应a+反应b,,反应a吸热,反应b放热,总反应放热,反应a为慢反应,故反应a的活化能更大,故选A;
②平衡常数仅受温度影响,反应b是放热反应,温度升高,平衡常数减小,故:。
17. 甲、乙、丙三个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下。
I.甲组:利用KMnO4与H2C2O4(草酸)在酸性溶液中发生氧化还原反应生成CO2气体的体积来探究化学反应速率的影响因素(实验中所用KMnO4溶液已加入稀硫酸酸化)。
(1)用离子方程式表示该反应原理:___________。
实验装置如图所示,实验时装置中A溶液一次性加入,A、B溶液成分见下表。
实验
A溶液
B溶液
①
②
(2)盛装A溶液的仪器名称是___________。
(3)该实验探究的是___________对化学反应速率的影响。
Ⅱ.乙组:通过测定KMnO4与H2C2O4(草酸)在酸性溶液中发生反应,KMnO4溶液褪色所需时间的长短,探究浓度对化学反应速率的影响。该实验小组配制了以下3组溶液。
实验
1
2
3
水/mL
10
5
X
5
10
4
5
5
5
时间/s
40
20
-
(4)实验3中X=___________。
(5)实验2反应中,H2C2O4的反应速率为___________。
Ⅲ.丙组:通过硫代硫酸钠(Na2S2O3)与硫酸反应有关实验,探究影响化学反应速率的因素,实验过程的数据记录如下。已知:
实验
反应温度(℃)
加入物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
V/mL
V/mL
A
20
10
0.1
10
0.1
0
B
20
5
0.1
10
0.1
5
C
20
10
0.1
5
0.1
5
D
40
5
0.1
10
0.1
5
(6)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中反应速率最快的可能是___________(填字母序号)。
(7)通常利用出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因:___________。
【答案】(1)
(2)分液漏斗 (3)反应物的浓度
(4)11 (5)0.00625
(6)D (7)易溶于水,使测定不准确
【解析】
【分析】KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成二氧化碳、硫酸锰和水,该反应的离子方程式为:,实验①②温度相等,浓度不同,对比实验①②可探究反应物浓度对化学反应速率的影响,实验1-4中溶液的总体积应该为20,则X=20-10-5=5,以此解答。
【小问1详解】
酸性高锰酸钾与草酸反应,生成硫酸锰、硫酸钾、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:。
【小问2详解】
图中盛装A溶液的仪器名称是分液漏斗。
【小问3详解】
实验①②温度相等,浓度不同,对比实验①②可探究反应物浓度对化学反应速率的影响。
【小问4详解】
为探究浓度对反应速率的影响,实验1~3中溶液的总体积应为20mL,则。
【小问5详解】
实验2中草酸的物质的量为:,高锰酸钾的物质的量为:,根据反应可知,高锰酸钾不足,所以反应中消耗的草酸的物质的量为:,的反应速率为:。
【小问6详解】
该题中温度变化比浓度变化对速率影响更大,温度越高,反应速率越快,D中温度最高,反应速率最快。
【小问7详解】
由于易溶于水,采用排水法收集时会导致溶于水而无法精确测量生成的体积,不可采用该方法。
18. 对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下,向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。
(1)①只改变下列某一反应条件时,能使上述反应速率加快的是_______(填序号)。
a.使用高效催化剂 b.向容器中充入氩气 c.降低温度 d.减小NO的物质的量
②下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变
b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO
(2)在体积为密闭容器中充入和,发生反应,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时,________(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,________。
③反应达到平衡状态时,的体积分数为________保留1位小数)。
④a、b、c三点中代表达到平衡的是________,a点的正反应速率_______(填>、<或=)b点的逆反应速率。
⑤反应达到平衡后,若再向容器中加入3mol CO2和9mol H2,再次达到平衡时,CO2的百分含量将_______(填“增大”、“减少”或“不变”)
【答案】(1) ①. a ②. bd
(2) ①. > ②. 0.5 ③. 17.9% ④. c ⑤. > ⑥. 减少
【解析】
【小问1详解】
①a.催化剂能加快反应速率,使用高效催化剂,能使上述反应速率加快,故选a;
b.向容器中充入氩气,反应体系中各物质浓度不变,反应速率不变,故不选b;
c.降低温度,反应速率减慢,故不选c;
d.减小NO的物质的量,NO浓度降低,反应速率减慢,故不选d;
选a。
②a.反应前后气体总质量不变,容器体积不变,密度是恒量,混合气体的密度保持不变,反应不一定平衡,故不选a;
b.SO2的物质的量保持不变,说明各物质浓度均不变,反应一定达到平衡状态,选b;
c.根据质量守恒定律,容器内混合气体原子总数是恒量,原子总数不变,反应不一定平衡,故不选c;
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO,可知正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,选d;
选bd。
【小问2详解】
①3min后二甲醚继续增多,可知3min时反应正向进行,反应达到3min时,>。
②0~5min内,反应消耗2.5 mol CO2, 。
③
反应达到平衡状态时,的体积分数为。
④各物质浓度不再随时间延长而改变的点为平衡点,a、b、c三点中代表达到平衡的是c,a点反应物浓度大于b点反应物浓度,所以a点的正反应速率>b点的正反应速率,b点反应正向进行,b点的正反应速率>b点的逆反应速率,所以a点正反应速率>b点的逆反应速率。
⑤反应达到平衡后,若再向容器中加入3mol CO2和9mol H2,相当于加压,加压平衡正向移动,再次达到平衡时,CO2的百分含量将减少;
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