内容正文:
2024级高二学年上学期9月考试
化学试题(致远)
时长:75分钟
分值:100分
一、选择题(每题3分,共45分)
1.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下发生反应
SO2(g)+NO2(g)、三SO,(g)+NO(g),正反应速率随时间变化的示意图如下图,下列结论中正确的
个数为
个v(正)
b
a
△t1△t2
①反应在c点到达平衡
②SO,浓度:a点大于c点
③反应物的总能量高于生成物的总能量
④逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势相同
⑤混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡
⑥达到平衡后,改变容器体积增大压强,逆反应速率可能先增大后减小
A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
2.某课题组为探究汽车尾气转化为氮气的最佳反应条件,向体积为L的刚性容器中按
n(NO)=1
n(cO)
充入NO和C0,发生反应:2NO(g)+2C0(g)N2(g)+2CO,(g)。已知正、逆反应速率可以表
达为VE=kE·c2(NO)c(CO),V渔=k逆·c2(CO2)小c(N2)(k正,k表示速率常数),测得CO的平衡
转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
CO的平衡转化率/%
100
60
40
M
20
025027內T3253503737°℃
A.该反应为吸热反应
B.压强的大小关系:P<P2<P
C.M、X、Y三点的化学平衡常数:KM=Kx=K,
D.Ic若向该容器中充入2.0 nolNO和2.0 nolCO发生上述反应,N点的
地=8.1
3.某温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应:反应I:X(g)、三Y(g)
△H<0:反应IⅡ:Y(g)、≥Z(g)
△<0测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说
法不正确的是
(4.0.8)
兴
(4,0,5
Y
X
1(4,0.2)
04
28 t/s
A.活化能:Ea(①)<Ea(II)
B.X(g)的起始浓度为1.5molL1
C.升高温度,反应I、Ⅱ的速率均增大,X的平衡转化率降低
D.其他条件不变,在该体系平衡时再投入一定量的X(g),则达到新平衡后Z的体积分数大于原平
衡
4.下列有关图像分析和说法正确的是
个v/molL-lmin-l
@(NO2)
↑c(H)/molL1
I
2a
NO
10-6-c
V逆
10-7
B
T2
e TC
区
T
25℃
t/min
4时间
P2
压强
010-7106
c(OH )/mol-L-1
甲
丙
入
A.图甲表示合成氨反应在恒温恒容下进行的速率一时间图,I、Ⅱ两过程到达平衡时,平衡常
数:I<Kn
B.图乙表示2NO(g)+2CO(g)≥2CO,(g)+N,(g)
△H<0,在恒温恒容条件下,按1:2投入
O和CO的混合气体建立平衡的过程,当CO与NO的转化率为1:2时,说明反应已达到平衡
C.图丙表示N,O,(g)、≥2NO,(g)在不同温度下平衡时的NO,体积分数一压强图,则气体密度:
A点<C点
D.图丁表示不同温度下水溶液中cH)与cOH)的关系,a点和d点pH=7,溶液都呈中性
5.丙烯在催化剂上选择性还原0的反应为C,H,(g)+9NOg)一N,(g)+3C0,(g)+3,0(g)。
在三个2L的恒容密闭容器中分别加入0.5mo1C,H。和4.5mo1N0发生上述反应,实验测得三个
容器中n(NO)随时间(t)的变化如图所示。下列说法错误的是
n(NO)/mol
4.5
M
800°C
3.5
500°C
a
N
2.0
0
5
10
15
20
t/min
A.500℃条件下,曲线a所在的容器中使用了合适的催化剂
B.500℃条件下,20min时达到平衡,则该容器中020min内用N,表示的平均反应速率为
0.05mol.L!.min-
C.正反应速率:v(M)>v(N)
D.800℃条件下,混合气体的起始压强与平衡压强之比为90:91
6.下列有关化学反应方向的描述中正确的是
A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B.知道了某过程有自发性之后,可预测反应过程发生的快慢
C.CaC0(s)、→Ca0(s)十C02(g)△H>0,该反应能否自发进行与温度无关
D.冰融化为水的过程中:△H<0,△S>0
7.剧毒物氰化钠(NaCN)固体遇水或酸生成剧毒易燃的HCN气体,同时HCN又能与水互溶,造成水
污染。已知部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2C02
Ka1=4.3×10-
K2=1.77×
电离平衡常数(25℃)
10-4
K.=5.0×10-10
K2=5.6×101
下列选项错误的是
A.相同浓度的HCOOH和NaCN的溶液中,水的电离程度前者小
B.中和等体积、等pH的HCOOH溶液和HCN溶液消耗NaOH的物质的量前者小于后者
C.等体积、等物质的量浓度的HC0ONa和NaCN溶液中所含离子总数前者大于后者
D.向NaCN溶液中通入少量C02发生的离子反应为2CN-+H0+C02=2HCN+CO
8.常温时,用0.1000mo1·L1的HC1溶液滴定VmL0.1000mo1·L1的B0H弱碱溶液。溶液的
c(B")
pH、分布系数δ(B)[B的分布系数=
]随滴加HC1溶液体积V(Hc1)的变化关系如下
c(B*)+c(BOH)
图所示。
6B)
H
1.0
10
0.8
b
P
0.6
a
16
0.4
0.2
5
10
15
20
V(HCI)/mL
下列有关说法错误的是
A.B0H的电离平衡常数K.约为1.0×105
B.a点时溶液的pH约为5
C.b点时溶液中c(B)>c(C1)
D.V=10
9.常温下,下列有关说法正确的是
A.pH均为5的CH,COOH溶液和NH,CI溶液中水的电离程度相同
B.0.lmol/L的NaS溶液中:2cNa*)=c(S2)+cHS)+c(H,S)
C.常温下,pH=12的氨水与pH=2的HSO,等体积混合,所得溶液显碱性
D.常温下pH=6.3的某酸式盐NaHA的水溶液中:c(Na)>c(HA)>c(HA)>c(A2)
10.下列图示与对应的叙述相符的是
pH
a HCI(25C)
pH
个c(OH)/molL
个导电性
13
9
bHF(25C)
75
a
稀释倍薮
010203040
c(H)/mol.i
V(H,O)/mL
V(NaOH)/mL
甲
乙
丙
丁
A.由图甲可知,a点Kw的数值比b点Kw的数值大
B.图乙表示NaOH溶液滴定HCI溶液的滴定曲线,M点水的电离程度最大
C.图丙表示不同温度下水溶液中H和OH的浓度变化曲线,图中a点对应温度高于b点
D.图丁表示向醋酸稀溶液中加水时溶液的导电性变化,图中p点醋酸的电离程度大于q点
11.金属Ni可活化C,H。放出CH4,其反应历程如图所示。下列说法错误的是
E/kJ·mo
●Q
过渡态2
50.00
Ni(s)+C2H(g)
N
49.50
0.00
NiCH,(s)+CH(g)
0.00
过渡态1
八中间体3-6.57
-50.00h
中间体1,-28.89
Ni
-45.88
-56.21
-100.00
Q●
-150.00
中间体2
-154.82
-200.00H
A.反应Ni(s)+C2H(g)=NiCH,(s)+CH4(g)△H=-6.57kJ·mol1
B.该反应的决速步是中间体2→中间体3,反应速率最慢
C.增加反应物的浓度,可以使反应物发生有效碰撞的次数增多
D.该反应过程中涉及极性键与非极性键的断裂和形成
12.用0.1000mol·L1的NaOH溶液来测定未知浓度醋酸溶液,下列操作中可能使所测醋酸溶液的浓
度数值偏高的是
A.水洗涤后的酸式滴定管未用醋酸溶液润洗就直接注入醋酸溶液,并移取20.00L的醋酸溶液
于锥形瓶中
B.滴定快达终点时,用蒸馏水洗涤锥形瓶的瓶壁,然后继续滴定至终点
C,用甲基橙作指示剂滴至橙色变黄色后,要等30秒,若溶液不褪色表明达到滴定终点
D.读取NaOH溶液体积时,开始俯视读数,滴定结束时仰视读数
13.下表中实验操作、现象与结论对应关系均正确的是
实验操作
现象
结论
在KSCN与FeCl,的混合液中再
溶液颜色变
A
浅
增大生成物浓度,平衡逆向移动
加入KC1固体
用广泛pH试纸测定
测得溶液
NaHSO,溶液呈酸性,证明HSO,在水
B
lmol/LNaHSO,溶液的酸碱性
pH=3.2
中的电离程度大于水解程度
等体积pH=2的HX和HY两种酸
HW放出的氢
分别与足量的铁反应,用排水
气多且反应
酸性强弱:HX<HY
法收集气体
速率快
含有酚酞的Na,CO,溶液中加
溶液红色变
D
入少量BaCl,固体,观察溶液颜
证明Na,CO,溶液中存在电离平衡
浅
色的变化
A.A
B.B
C.C
D.D
14.常温下,用0.1mol·L'NaOH溶液滴定20.00mL0.1mol·LH,P0,(亚磷酸)溶液,得到pH与
c(HPO)
c(H,PO3)
V(NaOH)、lgXX=
或
的关系分别如左图、右图所示。下列叙述正确的是
cH,PO)
c(H,PO3)
PH
14
12
n
10H
N
8
0
M
D
-1.4
2
0
20
40 V(NaOH)/mL
-6.7
A.M点对应的溶液中:c(H,PO,)>c(H,PO,)>c(HPO)
c(HPo;)
B.曲线m表示pH与l
的变化关系
c(H,Po,)
C.pH=6.8时,c(H,PO,)<c(HPo?)
D.H,PO,+HPO3、≥2H,PO,的平衡常数K=1×105.3
15.为研究反应X(g)+2Y(g)=2Z(g),向一固定体积的容器中加入足量1mo1X和2mo1Y发生反应。
一定条件下,在甲、乙两种催化剂作用下,反应相同时间,测得Y的转化率与温度的关系如下图所
示。下列说法错误的是
100
●●●-●Q
So
。乙催化剂
60
甲催化剂
M
40
(6,55)
20
6
911产
温度(102C)
A.反应达到平衡后,恒温时,再加入少量Z,达到新平衡时Y的体积分数减小
B.在相同温度下,与催化剂甲相比,乙使反应活化能更低
C.M点可能是该反应的平衡点
D.反应达到平衡后,恒温时,再加入少量Y,Z的体积分数减小
二、填空题(共55分)
16.钛白粉(纳米级)可作为白色无机颜料,广泛应用于功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等行
业。一种由硫酸制取白色颜料钛白粉(TO2)的生产工艺如下。【原料钛铁矿(FTiO,)中往往含有
FeQ、MgO、CaO、Al,O3、SiO,等杂质】
H,SO,溶液足量铁粉
一定条件
!
灼烧
钛铁矿→酸浸→
浓缩结晶—→水解
→沉淀
钛白粉
滤渣
FeSOxH,O
滤液
已知:①“酸浸”后,钛主要以TioSO4形式存在,TiOSO4在热水中易水解。
②饱和FeSO4溶液在低于56℃时,析出FeSO4·7H,O;在56℃~65℃时,析出FeSO4·4H,O;在高
于65℃时,析出Fes0,·H,0。
③H,TiO,不溶于水和稀酸。
回答下列问题:
(1)FeTiO,中钛的化合价为
“一定条件”是
(2)x=
,为了得到较纯净的副产品F©SO4·xH,O,在“浓缩结晶”之前要进行的操作
是
(3)“滤渣”的主要成分为
(填化学式)。
(4)写出“沉淀灼烧)钛白粉”的化学方程式:
(5)用氧化还原滴定法测定TO,的质量分数:一定条件下,将TO,溶解并还原为Ti+,再以KSCN
溶液作指示剂,用新配制的F,(SO4),标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ii+。滴定分析时,称取TiO,
(摩尔质量为Mg·mol1)样品wg,消耗cmol·LFe,(SO4),标准溶液VmL:
①写出用Fe2(SO4),标准溶液滴定Ti+至全部生成Ti+时发生反应的离子方程式:
②达到滴定终点的现象为
③TO,的质量分数为
(用含M、w、c、V的代数式表示)。
17.近年来,我国大力加强温室气体CO,氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。
在合适的催化剂作用下,二氧化碳可催化加氢制甲醇。
已知:①C0,(g)+H,(g)H,o(g)+C0(g)
△H=+41.4 kJ.mol-1
@CO(g)+2H.(g)CH,OH(g)
△H2=90.5
kJ.mol-1
则反应®C0,(g)+3H,(g)、一CH,oH(g)+H,0(g)
△H=kJ.mol1。
(2)若将物质的量之比为1:3的CO2(g)和H2(g)充入容积为1.0L的恒容密闭容器中发生反应③,
不同压强下CO,转化率随温度的变化关系如图所示。
个C02转化率/%
100
B
A
100200300400500T/C
a.A、B两条曲线的压强分别为PA、PB,则PA
(填“>”、“<”或“=”)PB;
b.在曲线A的条件下,起始充入CO,(g)和H2(g)的物质的量分别为1mol、3mo1,且c点时
K=300,则c点对应CO,转化率为。
(3)在p=4.00MPa、原料气n(H2)n(C02)=3:4、合适催化剂的条件下发生反应,温度对CO2转化率、
n(生成CH,OH)
CH,OH产率、CH,OH选择性的影响如图所示。已知:甲醇选择性(S-CHOH)=
n(消耗CO,)
×100%
50i
一C0转化率
12
45
40
●●
●-
CH,OH选择性10
35
240.8.8)▲
+CH,OH产率
8
30
25
240.22)
6
20
15
4
10
2
5
0
0
200
220240260
280300320
T1℃
a.C0,转化率随温度升高而增大的原因可能是
b.CH,OH选择性随温度升高而减小的原因可能是
c.写出240℃时反应①的平衡常数的表达式:
(4)除调控合适的温度外,使CH,OH选择性增大的方法有
18.研究发现,大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,往往经过多个反应步骤才能实现。
碘钟反应是一种化学振荡反应,其体现了化学动力学的原理。某小组同学在室温下对某“碘钟实验”
的原理进行探究。
资料:该“碘钟实验”反应分A、B两步进行:
反应A:S,O8+2I=2SO+1,(慢)
反应B:I2+2S,O3=2I+S,O2(快)
(1)该“碘钟实验”的总反应是
(2)为证明反应A、B的存在,进行实验I。
a.向KS03溶液中加入试剂X的水溶液,溶液变为蓝色
b.再向得到的蓝色溶液中加入试剂Y溶液,溶液的蓝色褪去
试剂X是、试剂Y是。
(3)己知A反应的速率方程为:v=kc(,O)c(I),式中k为常数。为确定m、n值进行实验Ⅱ(溶
液浓度均为0.01mo1/九)。
实验
试剂体积V/mL
显色时间t/s
序号
KS20溶液
KI溶液
水
Na2Sz03溶液
淀粉溶液
①
10
10
0
4
1
27.0
②
5
10
5
4
1
54.0
③
2.5
10
V
4
108.0
④
10
5
5
4
1
54.0
①表中V=
②通过数据计算得知:m=,n=
(4)为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响,进行实验Ⅲ(溶液浓度均为0.01mo1/L)。
试剂体积V/ml
K2S203溶液
KI溶液
水
Na2Sz0溶液
淀粉溶液
5
5
3
11
1
实验过程中,溶液颜色始终无明显变化。试结合该“碘钟实验”总反应方程式及反应A与反应B速
率的相对快慢关系,解释实验Ⅲ未产生颜色变化的原因:
19.西南油气田甲烷产量高,甲烷的综合利用产氢是一项重要的课题。
甲烷水蒸气重整过程涉及的反应如下:
反应I:CH4(g)+HO(g)3H,(g)+CO(g)△H1
反应II:CO(g)+H,O(g)H2(g)+CO,(g)△H2
反应III:CH4(g)+2H,O(g)、≥4H2(g)+CO,(g)△H3
过程中自由能(△G=△H-T△S,设△H和△S不随温度变化)随温度变化趋势如图所示:
100斤
·反应⑩
50
。反应D
▲反应ID
-50
-100
-15900400608001000i200温度TC
(1)判断反应I、II反应焓变的符号:△H
0,△H2
0(填“>”或“<”),在1200℃
时,发生的反应有:
(选用“I、II、III”作答)。
(2)在567K、8MPa条件下,甲烷水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分摩尔分数(物质i的摩
及)与投料水碳比[
n(H,O
尔分数x=
的关系如图所示。
n(CH)
70
60
50
40
尔
30L
劃
H
20
②
10
③
0
C02
2
6
8
10
水碳比
xc阻,和xo随水碳比的变化曲线分别是
(填序号)。
(3)一定条件下,向VL恒容密闭容器中通入2 molCH4molH,O(g)发生反应I、II,达到平衡时,
容器中H,O(g)为amol,CO(g)为bmol,反应I的化学平衡常数为(用含a、b、V的代数式
表示)。
(4)甲烷二氧化碳重整产氢的技术理论:500℃条件下,气体分子吸附至催化剂表面后发生反应,此
过程机理模型如图所示(*表示吸附在催化剂表面的活性物种)。
@@
HOCH:BR OB
+H2
0*
Ni
①根据图示写出该化学反应方程式