精品解析:山西省运城市芮城中学2025-2026学年高二上学期第一次月考 化学试题
2025-11-06
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内容正文:
芮城中学高二年级10月月考
化学试题
2025.10
一、单选题(每小题3分,共42分)
1. 中国诗词常蕴含着一些自然科学知识,下列有关说法错误的是
A. “莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”,“雪融成水”过程 ,“水成冰”则相反
B. “玉梅雪柳千家闹,火树银花十里开”,涉及化学能转化成光能和热能的过程
C. “落红不是无情物,化作春泥更护花”,体现了化学变化中的质量守恒定律
D. “残云收翠岭,夕雾结长空”,所指“雾”是一种由氮的氧化物造成的光化学烟雾
【答案】D
【解析】
【详解】A.“雪融成水”过程是低能状态变为高能状态,是吸热过程,则,,“水成冰”是高能状态变为低能状态,是放热过程,则,,故A正确;
B.“玉梅雪柳千家闹,火树银花十里开”,涉及燃烧反应,化学能转化成光能和热能的过程,故B正确;
C.“落红不是无情物,化作春泥更护花”,涉及到腐蚀过程,有新物质生成,属于化学变化,体现了化学变化中的质量守恒定律,故C正确;
D.雾是由大气中因悬浮的水汽凝结形成的,不是由氮的氧化物造成的光化学烟雾,故D错误。
综上所述,答案为D。
2. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示。下列有关叙述不正确的是
A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
B. 使用催化剂可以改变反应的活化能,但不能改变反应热
C. 该反应中,反应物断键所需的总能量小于生成物成键所放的总能量
D. 恒温恒容条件下通入氦气,使单位体积内O2的活化分子数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则正反应为放热反应,逆反应为吸热反应,升高温度,提供能量,能增大活化分子百分数,故A正确;
B.加入催化剂后反应的活化能降低,但不能改变反应的起始状态,所以反应的焓变不变,故B正确;
C.该反应为放热反应,反应物断键所需的总能量小于生成物成键所放的总能量,故C正确;
D.恒温恒容条件下通入氦气,此时容器体积不变,则单位体积内O2的活化分子数不变,故D错误;
故选:D。
3. 下列有关热化学方程式说法正确的是
A. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0
B. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=akJ·mol-1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=bkJ·mol-1,则a>b
C. 已知Ba2+与SO结合生成BaSO4时放热,中和反应的中和热△H=-57.3kJ·mol-1,则含1molH2SO4的稀溶液和含1molBa(OH)2的稀溶液反应的反应热△H<-114.6kJ·mol-1
D. 甲烷的燃烧热△H=-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)气体的量增大,△S>0,因为室温下不能自发进行,说明该反应的△H>0,故A错误;
B.两个反应均为放热反应,△H均小于0,反应①是碳的完全燃烧,放出的热量多,故a值越小;反应②碳的不完全燃烧,放出的热量少,故b值越大,故a<b,故B错误;
C.钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡时放热,并且含1molH2SO4的稀硫酸与1mol氢氧化钡反应生成2molH2O(1),所以含1molH2SO4的稀硫酸与1mol氢氧化钡溶液反应放出的热量大于2×57.3kJ=114.6kJ,放热反应焓变为负值,则△H<-114.6kJ·mol-1,故C正确;
D.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,甲烷的燃烧热为890.3 kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3 kJ•mol-1,故D错误;
故选:C。
4. 一定温度下,在一个10L恒容容器中通入X、Y发生反应。已知:X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法合理的是
A. 当2v(X)=3v(Z)时,反应达到了平衡状态
B. 平衡时Y的体积分数为45%
C. 平衡时总压强与起始时总压强之比为9:10
D. 3min时,再充入等物质的量的X与Y,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.对于可逆反应达平衡状态,正逆反应速率相等,仅给出2v(X)=3v(Z),未明确指明是正反应速率与逆反应速率的关系,A项不符合题意;
B.由图可知,平衡时n(X)=0.7mol,n(Y)=0.9mol,n(Z)=0.2mol,气体的体积分数等于物质的量分数。则平衡时Y的体积分数为=50%,并非45%,B项不符合题意;
C.根据理想气体状态方程pV = nRT(T、V恒定),压强之比等于物质的量之比。起始时n(起始)=1.0mol + 1.0mol=2.0mol,平衡时n(平衡)=0.7mol + 0.9mol+0.2mol = 1.8mol,则平衡时总压强与起始时总压强之比为1.8mol:2.0mol=9:10,C符合题意。
D.平衡时再加入反应物,加入的瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,在建立新的平衡的过程中正反应速率减小,逆反应速率增大,直到正、逆反应速率相等即达到新的化学平衡状态,D项不符合题意。
故答案选C。
5. 一定条件下,将和按物质的量之比充入反应容器,发生反应:。其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线如图所示。
下列说法错误的是
A.
B. 其他条件不变,温度升高,该反应的反应限度减小
C. 400℃、条件下,的平衡转化率为40%
D. 400℃时,该反应的化学平衡常数的数值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.正反应为气体体积减小的反应,温度一定时,增大压强平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,故p1<p2,A正确;
B.由图可知,压强一定时,随温度升高,NO的转化率降低,平衡逆向移动,则该反应的反应限度减小,B正确;
C.400℃、条件下,平衡时NO的转化率为40%,和按物质的量之比2:1投入,且按2:1反应,二者转化率相等,即O2的平衡转化率为40%,C正确;
D.反应前后气体的化学计量数不相等,平衡常数与体积有关,由于体积未知、物质的浓度未知,不能计算平衡常数,D错误;
故答案为D。
6. 用氧化烟气中的时,发生反应: 。向2L密闭容器中通入和发生上述反应,的浓度随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. c点时,的平衡转化率为50%
B. 正反应速率:
C. 时刻,可能向容器中充入了一定量的
D. 当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
【答案】A
【解析】
【分析】t1时刻已达到平衡状态,而后浓度变为1.50 mol·L-1,浓度扩大2倍,且未发生平衡移动,结合该反应为等体积反应知,t1时刻应该为压缩体积为1 L。
【详解】A.结合分析,c点为平衡状态,浓度1.50 mol·L-1,体积为1 L,生成的物质的量为1.5 mol,消耗的物质的量也为1.5 mol,初始为3 mol,转化率为50%,A正确;
B.该反应正向建立平衡,其它条件相同时,正反应速率与反应物浓度正相关,a点反应物浓度比b点大,a点反应速率比b点大;c点浓度变为b点的2倍,反应速率大于b点,B错误;
C.t1时刻已达到平衡状态,而后浓度变为,且未发生平衡移动,结合等体积反应,应该为压缩体积变为1 L,C错误;
D.反应前后气体总物质的量不变,总质量守恒,平均相对分子质量始终不变,不能作为平衡标志,D错误;
故答案为A。
【点睛】等体积反应,压缩体积后平衡不移动。
7. 已知:无CO时反应、有CO时反应。在容积为的容器中,相同时间下测得转化为的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应的
B. 有CO时,该反应在低温条件下自发进行
C. Y点再通入CO、各,此时v(CO,正)<v(CO,逆)
D. 达平衡后,其他条件不变改变物料使,CO转化率下降
【答案】C
【解析】
【详解】A.从曲线I可知,无CO时,NO的转化率达峰值后继续升温,NO的转化率下降,即反应的平衡随温度升高,向逆反应方向移动,所以,故A正确;
B.从曲线Ⅱ可知,有CO时NO的转化率达峰值后继续升温,NO的转化率下降,即反应的平衡随温度升高,向逆反应方向移动,所以,又,由知该反应在低温条件下自发进行,故B正确;
C.Y点时NO的转化率为80%,,设起始时n(NO)=xmol,三段式,,再通入CO、N2各0.01mol,,所以反应正向进行,此时v(CO,正)>v(CO,逆),故C错误;
D.达平衡后,其他条件不变,改变物料使,增大了CO的浓度,平衡正向移动,但CO转化率下降,故D正确;
故答案为:C。
8. 哈尔滨工业大学一课题组合成了催化剂,提出一种非常规“交替远端”混合电催化缔合机制实现高效合成氨(如图)。下列说法错误的是
A. 若要提高合成氨反应的选择性,应优先选择交替路径
B. 不同反应路径中,转化为的反应焓变相同
C. 远端路径由于活化能高,反应速率可能较慢
D. “交替远端”混合路径为高效合成氨提供了新途径
【答案】A
【解析】
【详解】A.从图中信息可知,远端路径具有高选择性,而交替-远端混合路径虽然活化能低,但选择性不如远端路径。所以若要提高合成氨反应的选择性,应优先选择远端路径,而不是交替路径,A错误;
B.反应焓变只与反应的始态和终态有关,与反应路径无关。不同反应路径中,反应物都是,生成物都是NH3,所以N2转化为NH3的反应焓变相同,B正确;
C.活化能是反应物分子达到活化状态所需的能量,活化能越高,反应速率越慢。远端路径中活化能高,所以反应速率可能较慢,C正确;
D.从图中可以看出,“交替远端”混合路径具有低活化能和高选择性等特点,为高效合成氨提供了新途径,D正确;
故选A。
9. 苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A. Y比X更稳定
B. 其他条件不变,向反应体系中加入适量可有效提高反应速率
C. 升高温度,X、Y的生成速率均增大
D. 一定条件下,选择合适的催化剂并及时分离出X可提高X的产率
【答案】B
【解析】
【详解】A.物质能量越低越稳定,由图,Y能量较X低,则Y比X更稳定,A正确;
B.由图信息知,第一步反应的正反应的活化能最大,故该过程的决速步为第一步反应,而仅参与第二步反应,故增加其浓度不能有效提高反应速率,B错误;
C.升高温度使活化分子百分数增加,无论生成X还是Y的反应速率均增大,C正确;
D.催化剂能加快反应速率,一定条件下,选择合适的催化剂并及时分离出X,可在单位时间内得到更多的X,从而提高X的产率,D正确;
故选B。
10. 对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,下列各项示意图及解释正确的是
A. 甲图中压强增大,v(正)>v(逆),平衡正向移动
B. 乙图中b点时NH3的百分含量最大,N2的转化率大小关系为a=c<b
C. 丙图中t0时刻改变的条件可以是增大压强
D. 丁图中随着压强增大,H2的转化率增大,且温度T1>T2
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应物和生成物均为气体,增大压强,正逆反应速率均增大,A错误;
B.a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率与投入的另一种反应物氢气的量有关,氢气初始量越多,N2的转化率越高,B错误;
C.改变的条件是增大压强,容器体积减小,N2浓度增大,平衡正向移动,导致N2浓度减小,C正确;
D.正反应为放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,如果温度T1>T2,相同压强下,T1时H2的转化率应该比T2时小,D错误;
故选C。
11. 一定温度下,将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器I和Ⅱ中,使其发生反应,如图。下列说法正确的是
A. 达平衡时,容器I中的转化率一定小于容器Ⅱ中的转化率
B. 达平衡后,向容器I中通入稀有气体,平衡向逆反应方向移动
C. 达平衡后,将容器Ⅱ温度升高,发现其体积增大,说明X发生的反应为吸热反应
D. 达平衡后,反应物的总物质的量和生成物的总物质的量相等,对应图中坐标上的温度是
【答案】D
【解析】
【详解】A.如果Y是固体或液体,达平衡时,容器I中的转化率等于容器Ⅱ中的转化率,故A错误;
B.容器I为恒容容器,达平衡后,向容器I中通入稀有气体,反应物浓度不变,平衡不移动,故B错误;
C.如果Y是固体或液体,达平衡后,将容器Ⅱ温度升高,发现其体积增大,分子受热膨胀,体积增大,不能说明X发生的反应为吸热反应,故C错误;
D.达平衡时,反应物的总物质的量和生成物的总物质的量相等,假设物质X初始为a,转化2x,则生成Y和Z分别为x、2x,得a-2x=x+2x,解得x=0.2a,故转化率为2x÷a=40%,对应图中坐标上的温度是,故D正确;
答案选D。
12. 是硅生产工艺的重要中间物,制备原理为。向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,仅发生上述反应,不同温度()和不同投料量下,测得平衡时压强对数和的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A. B. 温度为时该反应的化学平衡常数为
C. 的平衡转化率:c点大于b点 D. b点混合气体的压强是a点的10倍
【答案】D
【解析】
【分析】根据题干信息,可得到反应的平衡常数,回答下列问题;
【详解】A.由图可见,在同样的 p () 下,曲线上的 p (HCl) 大于 曲线,说明温度升高,化学平衡常数增大,该反应为吸热反应(ΔH > 0),A 错误;
B.时平衡常数为,B 错误;
C.由A可知,该反应为吸热反应(ΔH > 0),升高温度反应物平衡转化率增大,平衡转化率c 点大于 b 点,C错误;
D.点 a 与点 b 在同一温度 下,a点,b点,故 b 点的总压恰为 a 点的 10 倍,D 正确;
故答案为:D。
13. 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。
14. “Sabatier反应”可将二氧化碳转化为甲烷。向某恒压密闭容器中充入一定量的的混合气体,发生如下反应:
①
②
在不同温度下达到平衡时各含碳物质的与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应①的
B. 曲线Z表示的物质的量与温度的关系
C. 800K时,通入,曲线Z上a点可能下移至b点
D. a、c两点气体的平均相对分子质量:
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应①中,低温时CH4(曲线X)含量高,温度升高CH4含量减少,说明升温平衡逆向移动,故正反应为放热反应,ΔH1<0,A正确;
B.含碳物质为CO2、CH4、CO。反应②(吸热)升温正向移动,CO(曲线Y)含量随温度升高而增加;反应①(放热)升温逆向移动,CH4(曲线X)含量随温度升高而减少;剩余曲线Z为CO2,B正确;
C.800K恒压通入N2,容器体积增大,相当于减压。反应①为气体体积减小的反应(5→3),减压平衡逆向移动,CO2(曲线Z)含量应增大,a点应上移而非下移,C错误;
D.平均相对分子质量M=总质量/总物质的量,总质量守恒。a点(800K)温度低,反应①正向程度大,总物质的量少,M大;c点(高温)反应①逆向程度大,总物质的量多,M小,故a>c,D正确;
故选C。
二、解答题(共58分)
15. 中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从如图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是___________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是:___________。
(3)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”“不相等”),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”、“无影响”)。
(4)写出稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3kJ/mol):___________。
(5)某学生实验记录数据如下:
实验
起始温度
终止温度
序号
硫酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热___________(结果保留一位小数)。
(5)上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________。
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
b.量取硫酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.实验装置保温、隔热效果差
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中的热量损失
(3) ①. 不相等 ②. 相等 ③. 偏小
(4)
(5) ①. -51.8 ②. acd
【解析】
【分析】根据Q=m•c•△T计算出反应放出的热量,然后计算出生成1mol水放出的热量,就可以得到中和热,据此解答。
【小问1详解】
由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒,答案:环形玻璃搅拌棒;
【小问2详解】
烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,答案:减少实验过程中的热量损失;
【小问3详解】
反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用60mL 0.25 mol•L-1H2SO4和50mL 0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,中和热相等,用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验,弱碱稀释会吸收部分热量,测得的中和热的数值会偏小,答案:不相等、相等、偏小;
【小问4详解】
稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式为 ,答案: ;
【小问5详解】
)第一次测定温度差为:(23.2-20.05)℃=3.15℃,第二次测定的温度差为:(23.4-20.3)℃=3.1℃,第三次测定的温度差为:(23.6-20.55)℃=3.05℃,三次温度差的平均值为3.1℃,50mL0.55mol/L氢氧化钠与50mL0.25mol/L硫酸溶液进行中和反应,生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:100mL×1g/cm3=100g,温度变化的值为△T=3.1℃,则生成0.025mol水放出的热量为:Q=m•c•△T=100g×4.18J/(g•℃)×3.1℃=1295.8J,即1.2958kJ,所以实验测得的中和热△H=-51.8 kJ/mol,
上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是
a.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,选项a正确;
b.量取硫酸的体积时仰视读数,会导致所量的硫酸体积偏大,由于硫酸是限制反应物,参加反应的物质量增多,放出的热量偏多,测得的中和热数值偏大,选项b错误;
c.分多次把NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小,选项c正确;
d.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,选项d正确;
故选acd。
【点睛】本题考查热化学方程式以及反应热的计算,题目难度不大,注意理解中和热的概念、把握热化学方程式的书写方法,以及测定反应热的误差等问题。
16. 利用零价铁(Fe)耦合过硫酸盐()和过氧化氢产生自由基去除污水中的有机化合物是目前研究的热点。其中自由基和HO·产生的机理如图所示。
已知:H2O2的结构式:
(1)的结构式是,则的结构式是___________。
(2)过程ⅰ中反应的离子方程式是___________。
(3)过程ⅱ会导致溶液酸性增强,其中硫元素在反应前后均为+6价。该过程参与反应的物质还有(填化学式)___________。
(4)探究零价铁和混合氧化剂体系降解水样中有机化合物M的能力。
Ⅰ.通过加入甲醇或叔丁醇探究不同自由基降解M的能力。测得M的残留百分含量随时间变化如图所示。
已知:该实验条件下,甲醇同时消耗HO·和,叔丁醇只消耗HO·,则X中加入的是___________(填“甲醇”或“叔丁醇”)。
Ⅱ.探究混合氧化剂中的物质的量分数对水样中总有机碳(TOC)去除率的影响。实验开始时,水样的pH=7且加入的相同,其他条件不变。在相同时间内测得的实验数据如图所示。
注:TOC是以碳的含量表示水中有机化合物的总量。
a.从①到④,TOC去除率升高的原因是___________。
b.从④到⑦,TOC去除率下降的原因是___________。
【答案】(1) (2)
(3)
(4) ①. 甲醇 ②. 随减小,减小,增加,后者对TOC去除率的影响大于前者 ③. 随减小,产生的降低,对HO·和的生成均不利
【解析】
【小问1详解】
因为的结构式是,可认为两个,则的结构式是;
【小问2详解】
过程ⅰ由电荷守恒、原子守恒可知反应的离子方程式是;
【小问3详解】
过程ⅱ会导致溶液酸性增强,其中硫元素在反应前后均为+6价,则由电荷守恒、原子守恒可知反应的离子方程式是,该过程参与反应的物质还有H2O;
【小问4详解】
Ⅰ.由图像知,X曲线中M的残留百分含量最高,已知甲醇同时消耗HO·和,叔丁醇只消耗HO·,所以X中加入的是甲醇;
Ⅱ.a.由图知,从①到④,物质的量分数减小,减小,减小,增加,后者对TOC去除率的影响大于前者;
b.从④到⑦,减小,根据题干中自由基HO·和产生的机理可知,产生的降低,对HO·和的生成均不利。
【点睛】注意根据甲醇和叔丁醇对不同自由基的消耗情况,分析曲线M残留率变化判断加入的物质。
17. CO与反应可合成可再生能源甲醇,反应为。回答下列问题。
I.已知:反应①
反应②
(1)则的___________(用、表示)。
Ⅱ.在一个容积可变的密闭容器中充有5 mol CO和,在催化剂作用下发生反应。CO的平衡转化率()与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
(2)图中压强___________(填“>”或“<”,下同)。温度为,压强时,D点反应速率:___________。
(3)A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为___________。
(4)A点的正反应速率___________(填“>”或“<”)C点的逆反应速率。
(5)恒温恒压条件下,下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.
b.容器内混合气体的密度不再改变
c.CO和的物质的量之比不再改变
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(6)若达到平衡状态A时,容器的容积为5L,则在平衡状态B时容器的容积为___________L。
【答案】(1)
(2) ①. < ②. <
(3)
(4)< (5)bd
(6)1
【解析】
【小问1详解】
该反应与反应①与反应②的关系为:,结合平衡常数表达式可推导出;
【小问2详解】
温度不变,压强增大时,反应的平衡右移,CO的平衡转化率增大,则;温度为,压强为时,D点未达到平衡,此时CO的转化率高于平衡时的转化率,反应逆向进行,因此;
【小问3详解】
A与B的温度相同,故平衡常数,由图可知压强不变,温度升高时,CO的转化率降低,故温度升高会导致平衡常数降低,因此,三点的平衡常数关系为;
【小问4详解】
C点的温度和压强均高于A点,因此C点的逆反应速率大于A点的逆反应速率,即。又因A点处于平衡状态,,故。
【小问5详解】
a.不能说明正、逆反应的速率相等,不能说明反应达到平衡状态,a错误;
b.该反应过程中,气体的总质量保持不变,总体积减小,混合气体的密度增大,当容器内的混合气体密度不变时,说明反应达到了平衡,b正确;
c.CO与按照物质的量之比1:2进行反应,在反应开始时二者的物质的量之比也是1:2,二者的比值为定值,因此二者的物质的量之比不再改变时不能说明反应达到平衡,c错误;
d.反应物和产物都是气体,并且反应后气体的物质的量减少,因此,在反应未达到平衡时,随着反应的进行,会导致平均相对分子质量增加,因此,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,反应达到平衡,d正确;
因此,答案选bd;
【小问6详解】
达到平衡状态A时,CO的平衡转化率为0.5,由此可得:
当达到平衡状态A时,容器的容积为5 L,则,
B点的CO平衡转化率为0.8,即达到平衡时有的CO参与了反应,由此可得:
由于,故,即,解得。
18. 烟道气中的本身对于就是一种很好的还原剂,同时得到硫磺,实现变废为宝。还原的反应有:
i.
ii.
iii.
(1)已知部分化学键键能如下表所示,计算:_______,_______。
化学键
键能()
1072
425
573
799
(2)将与物质的量之比为,在不同过渡金属氧化物催化剂上进行反应相同时间,的转化率以及生成硫的选择性随反应Δn(SO2)温度变化的结果如下表所示:
温度(℃)
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
300
0.30
0.33
0.05
0.84
0.24
0.48
0.11
0.48
350
0.32
0.55
0.11
0.90
0.34
0.70
0.12
0.48
400
0.30
0.68
0.25
0.95
0.45
0.87
0.14
0.50
450
0.29
0.72
0.40
0.95
0.49
0.98
0.15
0.50
500
0.28
0.85
0.48
0.95
0.50
1.00
0.17
0.51
①当以作催化剂时,试分析400℃时反应是否达到平衡状态,并说明理由:_______;请解释转化率随温度变化的可能原因:_______。
②根据以上数据判断,与反应得到硫磺的最合适条件是_______。
(3)一定温度和某催化剂的条件下,将和混合气体置于刚性密闭容器中,进行上述反应时,反应达到平衡状态,测得的转化率为80%,得到,计算内用表示的平均反应速率为_______;硫的选择性=_______;反应ⅰ的平衡常数K=_______(列出计算式,不用化简)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 未达到平衡,相同条件下,400℃时以作催化剂时,转化率为0.45,若达到平衡时,使用不同催化剂下,相同条件平衡转化率应相同 ②. 低于350℃时,温度升高催化剂活性增大,反应速率加快,转化率增大,当温度高于350℃时,温度升高催化剂活性降低,反应速率减慢,单位时间内转化率减小 ③. 温度为450℃~500℃,
(3) ①. ②. 93.75% ③.
【解析】
【小问1详解】
根据表中部分化学键键能,,再根据盖斯定律;故答案为:;。
【小问2详解】
①不同催化剂下,相同条件平衡转化率应该相同,由于当以作催化剂时,400℃时转化率为0.45,当以作催化剂时,400℃时转化率为0.3,则反应未达到平衡状态;低于350℃时,温度升高催化剂活性增大,反应速率加快,转化率增大,当温度高于350℃时,温度升高催化剂活性降低,反应速率减慢,单位时间内转化率减小;故答案为:未达到平衡,相同条件下,400℃时以作催化剂时,转化率为0.45,若达到平衡时,使用不同催化剂下,相同条件平衡转化率应相同;低于350℃时,温度升高催化剂活性增大,反应速率加快,转化率增大,当温度高于350℃时,温度升高催化剂活性降低,反应速率减慢,单位时间内转化率减小。
②根据表格数据显示温度为450℃~500℃,作催化剂,的转化率以及生成硫磺的选择性数值最大;故答案为:温度为450℃~500℃,作催化剂。
【小问3详解】
一定温度和某催化剂的条件下,将和混合气体置于刚性密闭容器中,进行上述反应时,反应达到平衡状态,测得的转化率为80%,得到,根据硫元素守恒,则物质的量为,则内用表示的平均反应速率为;硫的选择性=;,,则反应ⅰ的平衡常数;故答案为:;93.75%;。
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芮城中学高二年级10月月考
化学试题
2025.10
一、单选题(每小题3分,共42分)
1. 中国诗词常蕴含着一些自然科学知识,下列有关说法错误的是
A. “莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”,“雪融成水”过程 ,“水成冰”则相反
B. “玉梅雪柳千家闹,火树银花十里开”,涉及化学能转化成光能和热能的过程
C. “落红不是无情物,化作春泥更护花”,体现了化学变化中的质量守恒定律
D. “残云收翠岭,夕雾结长空”,所指“雾”是一种由氮的氧化物造成的光化学烟雾
2. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示。下列有关叙述不正确的是
A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
B. 使用催化剂可以改变反应的活化能,但不能改变反应热
C. 该反应中,反应物断键所需的总能量小于生成物成键所放的总能量
D. 恒温恒容条件下通入氦气,使单位体积内O2的活化分子数增大
3. 下列有关热化学方程式说法正确的是
A. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0
B. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=akJ·mol-1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=bkJ·mol-1,则a>b
C. 已知Ba2+与SO结合生成BaSO4时放热,中和反应的中和热△H=-57.3kJ·mol-1,则含1molH2SO4的稀溶液和含1molBa(OH)2的稀溶液反应的反应热△H<-114.6kJ·mol-1
D. 甲烷的燃烧热△H=-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
4. 一定温度下,在一个10L恒容容器中通入X、Y发生反应。已知:X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法合理的是
A. 当2v(X)=3v(Z)时,反应达到了平衡状态
B. 平衡时Y的体积分数为45%
C. 平衡时总压强与起始时总压强之比为9:10
D. 3min时,再充入等物质的量的X与Y,正反应速率增大,逆反应速率减小
5. 一定条件下,将和按物质的量之比充入反应容器,发生反应:。其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线如图所示。
下列说法错误的是
A.
B. 其他条件不变,温度升高,该反应的反应限度减小
C. 400℃、条件下,的平衡转化率为40%
D. 400℃时,该反应的化学平衡常数的数值为
6. 用氧化烟气中的时,发生反应: 。向2L密闭容器中通入和发生上述反应,的浓度随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. c点时,的平衡转化率为50%
B. 正反应速率:
C. 时刻,可能向容器中充入了一定量的
D. 当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
7. 已知:无CO时反应、有CO时反应。在容积为的容器中,相同时间下测得转化为的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应的
B. 有CO时,该反应在低温条件下自发进行
C. Y点再通入CO、各,此时v(CO,正)<v(CO,逆)
D. 达平衡后,其他条件不变改变物料使,CO转化率下降
8. 哈尔滨工业大学一课题组合成了催化剂,提出一种非常规“交替远端”混合电催化缔合机制实现高效合成氨(如图)。下列说法错误的是
A. 若要提高合成氨反应的选择性,应优先选择交替路径
B. 不同反应路径中,转化为的反应焓变相同
C. 远端路径由于活化能高,反应速率可能较慢
D. “交替远端”混合路径为高效合成氨提供了新途径
9. 苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A. Y比X更稳定
B. 其他条件不变,向反应体系中加入适量可有效提高反应速率
C. 升高温度,X、Y的生成速率均增大
D. 一定条件下,选择合适的催化剂并及时分离出X可提高X的产率
10. 对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,下列各项示意图及解释正确的是
A. 甲图中压强增大,v(正)>v(逆),平衡正向移动
B. 乙图中b点时NH3的百分含量最大,N2的转化率大小关系为a=c<b
C. 丙图中t0时刻改变的条件可以是增大压强
D. 丁图中随着压强增大,H2的转化率增大,且温度T1>T2
11. 一定温度下,将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器I和Ⅱ中,使其发生反应,如图。下列说法正确的是
A. 达平衡时,容器I中的转化率一定小于容器Ⅱ中的转化率
B. 达平衡后,向容器I中通入稀有气体,平衡向逆反应方向移动
C. 达平衡后,将容器Ⅱ温度升高,发现其体积增大,说明X发生的反应为吸热反应
D. 达平衡后,反应物的总物质的量和生成物的总物质的量相等,对应图中坐标上的温度是
12. 是硅生产工艺的重要中间物,制备原理为。向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,仅发生上述反应,不同温度()和不同投料量下,测得平衡时压强对数和的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A. B. 温度为时该反应的化学平衡常数为
C. 的平衡转化率:c点大于b点 D. b点混合气体的压强是a点的10倍
13. 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
14. “Sabatier反应”可将二氧化碳转化为甲烷。向某恒压密闭容器中充入一定量的的混合气体,发生如下反应:
①
②
在不同温度下达到平衡时各含碳物质的与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应①的
B. 曲线Z表示的物质的量与温度的关系
C. 800K时,通入,曲线Z上a点可能下移至b点
D. a、c两点气体的平均相对分子质量:
二、解答题(共58分)
15. 中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从如图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是___________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是:___________。
(3)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”“不相等”),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”、“无影响”)。
(4)写出稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3kJ/mol):___________。
(5)某学生实验记录数据如下:
实验
起始温度
终止温度
序号
硫酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热___________(结果保留一位小数)。
(5)上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________。
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
b.量取硫酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.实验装置保温、隔热效果差
16. 利用零价铁(Fe)耦合过硫酸盐()和过氧化氢产生自由基去除污水中的有机化合物是目前研究的热点。其中自由基和HO·产生的机理如图所示。
已知:H2O2的结构式:
(1)的结构式是,则的结构式是___________。
(2)过程ⅰ中反应的离子方程式是___________。
(3)过程ⅱ会导致溶液酸性增强,其中硫元素在反应前后均为+6价。该过程参与反应的物质还有(填化学式)___________。
(4)探究零价铁和混合氧化剂体系降解水样中有机化合物M的能力。
Ⅰ.通过加入甲醇或叔丁醇探究不同自由基降解M的能力。测得M的残留百分含量随时间变化如图所示。
已知:该实验条件下,甲醇同时消耗HO·和,叔丁醇只消耗HO·,则X中加入的是___________(填“甲醇”或“叔丁醇”)。
Ⅱ.探究混合氧化剂中的物质的量分数对水样中总有机碳(TOC)去除率的影响。实验开始时,水样的pH=7且加入的相同,其他条件不变。在相同时间内测得的实验数据如图所示。
注:TOC是以碳的含量表示水中有机化合物的总量。
a.从①到④,TOC去除率升高的原因是___________。
b.从④到⑦,TOC去除率下降的原因是___________。
17. CO与反应可合成可再生能源甲醇,反应为。回答下列问题。
I.已知:反应①
反应②
(1)则的___________(用、表示)。
Ⅱ.在一个容积可变的密闭容器中充有5 mol CO和,在催化剂作用下发生反应。CO的平衡转化率()与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
(2)图中压强___________(填“>”或“<”,下同)。温度为,压强时,D点反应速率:___________。
(3)A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为___________。
(4)A点的正反应速率___________(填“>”或“<”)C点的逆反应速率。
(5)恒温恒压条件下,下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.
b.容器内混合气体的密度不再改变
c.CO和的物质的量之比不再改变
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(6)若达到平衡状态A时,容器的容积为5L,则在平衡状态B时容器的容积为___________L。
18. 烟道气中的本身对于就是一种很好的还原剂,同时得到硫磺,实现变废为宝。还原的反应有:
i.
ii.
iii.
(1)已知部分化学键键能如下表所示,计算:_______,_______。
化学键
键能()
1072
425
573
799
(2)将与物质的量之比为,在不同过渡金属氧化物催化剂上进行反应相同时间,的转化率以及生成硫的选择性随反应Δn(SO2)温度变化的结果如下表所示:
温度(℃)
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
转化率
选择性
300
0.30
0.33
0.05
0.84
0.24
0.48
0.11
0.48
350
0.32
0.55
0.11
0.90
0.34
0.70
0.12
0.48
400
0.30
0.68
0.25
0.95
0.45
0.87
0.14
0.50
450
0.29
0.72
0.40
0.95
0.49
0.98
0.15
0.50
500
0.28
0.85
0.48
0.95
0.50
1.00
0.17
0.51
①当以作催化剂时,试分析400℃时反应是否达到平衡状态,并说明理由:_______;请解释转化率随温度变化的可能原因:_______。
②根据以上数据判断,与反应得到硫磺的最合适条件是_______。
(3)一定温度和某催化剂的条件下,将和混合气体置于刚性密闭容器中,进行上述反应时,反应达到平衡状态,测得的转化率为80%,得到,计算内用表示的平均反应速率为_______;硫的选择性=_______;反应ⅰ的平衡常数K=_______(列出计算式,不用化简)。
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