内容正文:
机密★启用前
河南省天立教育2025—2026学年度高二秋期10月联考
化学试题
本试题卷共6页,两大题,20小题,满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 常温常压下,下列热化学方程式(△H的绝对值均正确)或有关结论正确的是
选项
已知条件
热化学方程式或结论
A
同温同压下,分别在光照和点燃条件下发生反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
△H不同
B
1 mol N2(g)与3 mol H2(g)反应生成2 mol NH3(g)时,放出热量92.4 kJ
C
2CO(g)C(s)+CO2(g) △H =-Q kJ/mol
增大压强平衡正向移动,放出的热量增大,Q增大
D
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol
A. A B. B C. C D. D
2. 恒温恒压条件下,向密闭容器中充入和,发生如下反应:。后,反应达到平衡,生成为,同时放出热量,则下列分析正确的是
A. 在该条件下,反应前后的体积之比为
B. 若反应开始时容器容积为,则内
C. 若反应条件为恒压绝热,平衡后
D. 若反应条件为恒温恒容,达平衡时放出热量小于
3. 氮化硅陶瓷可用于制造发动机,其制备反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0。该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标的值,重新达到平衡后,下列图像合理的是
A. B. C. D.
4. 在体积为2 L的恒温密闭容器中充入2.0 mol 和1.0 mol ,发生反应,10 min后达到平衡,为0.4 mol。下列说法正确的是
A. 0∼10 min内,用表示的平均反应速率 mol⋅L⋅min
B. 当混合气体的密度不再改变时,表明反应已达到化学平衡状态
C. 若升高温度(),反应的平衡常数减小,则平衡时的物质的量变化
D. 平衡后,如果移走1.0 mol 和0.5 mol ,在相同温度下达到新的平衡时的物质的量小于0.2 mol
5. 纳米催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法错误的是
A. 纳米尺寸有利于加快反应速率 B. 反应过程中有极性键的断裂与形成
C. 反应过程中不需要持续补充 D. 总反应的原子利用率为100%
6. 下列实验的操作、现象和结论都正确的是
选项
实验目的
实验操作及现象
结论
A
探究铁粉在氯气中燃烧所得固体粉末的成分
取少量固体粉末,加入2~3mL蒸馏水,振荡,迅速滴入几滴KSCN溶液,溶液不显红色
该固体粉末中不存在FeCl3
B
证明SO2具有漂白性
将SO2缓慢通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去
SO2有漂白性
C
探究温度对化学平衡的影响
加热盛有CuCl2溶液的试管,溶液变为黄色,冷却后变为蓝色
[Cu(H2O)4]2+转化为[CuCl4]2-的反应放热
D
探究Cl2的性质
将Cl2通入K2S溶液中,生成淡黄色沉淀
Cl2具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
7. 如下图所示,△H1=-393.5 kJ∙mol-1,△H2=-395.4 kJ∙mol-1,下列说法或表示式正确的是
A. 金刚石的稳定性强于石墨
B. 石墨和金刚石的转化是物理变化
C. 1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
D. C(s、石墨)= C(s、金刚石) ΔH= +1.9 kJ∙mol-1
8. 氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. 已知气体溶于水放热,则的
B. 相同条件下,的比的小
C. 相同条件下,的比的大
D.
9. 在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应:。下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的质量不再变化 B. 混合气体的压强不再变化
C. 氮元素的物质的量分数不再变化 D. 每生成,同时生成
10. 可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
11. 二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的(如图所示)。下列说法正确的是
A. 步骤二的反应能否自发进行,与温度有关
B. 步骤一中反应的
C. 步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应
D. CaO、均为酸性氧化物
12. 下列说法正确的是
A. ,则碳的燃烧热等于
B. C(石墨s)C(金刚石,s);,则金刚石比石墨稳定
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
D. 用溶液和NaOH溶液反应测定中和热的
13. 工业上可通过反应4HCl(g)+ O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-114.4kJ·mol-1。将HCl转化为Cl2,下列有关说法正确的是
A. 使用催化剂能缩短该反应达到平衡的时间
B. 升高温度和增大压强均能提高反应中HCl的平衡转化率
C. 反应的平衡常数可表示为K=
D. 其他条件相同,增大,HCl的转化率上升
14. 向体积均为1L的两个恒容密闭容器中分别充入2mol X和1mol Y发生反应: ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. B. 气体总物质的量:
C. a点平衡常数: D. 反应速率:
15. 往恒容密闭容器中充入和,发生的反应为 ,测得温度为时的转化率与时间的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 内,反应速率:
B. 对应点的平衡常数:
C. 焓变:
D. 当混合气体的平均摩尔质量不再随时间改变时,该反应达到平衡
16. 一定条件下,反应2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0,达到平衡时NO2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 温度:T1>T2 B. A、C两点对应的平衡常数:KC>KA
C. A点:2v(NO2)正 ═ v(N2O4)逆 D. B、C两点气体的平均摩尔质量相等
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17. 参考下列图表和有关要求回答问题:
图Ⅰ
(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是_______,ΔH的变化是_______(填“增大”、“减小”、“不变”)。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:_______。
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。
②该反应为反应_______(填“吸热”或“放热)。
③某温度下,平衡浓度符合下式:,试判断此时的温度为_______℃。
④在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为,,,,则下一时刻,反应向_______(填“正向”、“逆向”或“平衡”)进行。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中的大小:_______(填“>”或“<”)。
①
②
18. 甲醇汽油是一种新能源清洁燃料,可以作为汽油的替代物。将CO2转化为甲醇,既可减少CO2的排放,又可节约能源,转化过程涉及如下反应:
反应i:
反应ii:
(1)写出反应的平衡常数表达式K=___________。
(2)为研究反应ii平衡时CO的转化率与反应物投料比()及温度的关系,研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应,并绘出如图:
①反应热a___________0(填“>”或“<”),判断依据是___________。
②若其它条件相同,I、Ⅱ曲线分别表示投料比不同时的反应过程。投料比:Ⅰ___________Ⅱ(填“>”或“<”)。若Ⅱ反应的、投料比为0.5,A点的平衡常数KA=___________,B点的平衡常数KB___________KA(填“>”“<”或“=”)。
19. 甲醇是一种可再生能源,由制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)写出反应Ⅲ二氧化碳和氢气制备甲醇气体和气态水的热化学反应方程式:___________,若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=___________(用K1、K2表示)。
(2)反应Ⅲ自发进行条件是___________。
A.较低温度 B.较高温度 C.任何温度
(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入和,仅发生反应Ⅲ,实验测得不同反应温度与体系中的平衡转化率的关系,如下表所示:
温度(℃)
500
T
的平衡转化率
60%
40%
①T___________500℃(填“>”“<”或“=”)。
②温度为500℃时,该反应10 min时达到平衡。用H2表示该反应的反应速率v(H2)= ___________;该温度下,反应Ⅲ的平衡常数K=___________。
20. 二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
① ;
② ;
③ 。
回答下列问题:
(1)反应的________。
(2)反应②达到平衡后采取下列措施,能提高产率的有_______(填字母)。
A. 加入 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 移出
(3)以下说法能说明反应达到平衡状态的有__________(填字母)。
A.和的浓度之比为
B.单位时间内断裂3个键的同时断裂1个键
C.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
(4)一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应:,平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。
已知:气体分压气体总压体积分数。
①时,反应达到平衡后,的转化率为__________。
②时,平衡后若向容器中充入、各的混合气体,则平衡______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
③时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数__________。
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河南省天立教育2025—2026学年度高二秋期10月联考
化学试题
本试题卷共6页,两大题,20小题,满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 常温常压下,下列热化学方程式(△H的绝对值均正确)或有关结论正确的是
选项
已知条件
热化学方程式或结论
A
同温同压下,分别在光照和点燃条件下发生反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
△H不同
B
1 mol N2(g)与3 mol H2(g)反应生成2 mol NH3(g)时,放出热量92.4 kJ
C
2CO(g)C(s)+CO2(g) △H =-Q kJ/mol
增大压强平衡正向移动,放出的热量增大,Q增大
D
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.同温同压下,同一反应的反应热△H相同,与引发反应的条件无关,A错误;
B.根据已知条件:1 mol N2(g)与3mol H2(g)反应生成2 mol NH3(g)时,会放出92.4 kJ的热量,可知热化学方程式为,B正确;
C.2CO(g)C(s)+CO2(g)的正反应是气体体积减小的反应,在其它条件不变时,增大压强,化学平衡正向移动,导致反应放出的热量增大,但反应热不会改变,即Q不变,C项错误;
D.CH3COOH、NH3·H2O为弱电解质,在水溶液中存在电离平衡,电离过程需吸热,所以产生二者反应1 mol H2O(l)时放出的热量小于57.3 kJ,D错误;
故合理选项是B。
2. 恒温恒压条件下,向密闭容器中充入和,发生如下反应:。后,反应达到平衡,生成为,同时放出热量,则下列分析正确的是
A. 在该条件下,反应前后的体积之比为
B. 若反应开始时容器容积为,则内
C. 若反应条件为恒压绝热,平衡后
D. 若反应条件为恒温恒容,达平衡时放出热量小于
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.恒温恒压,反应前后的体积之比=反应前后的物质的量之比=6:5.3,A错误;
B.恒温恒压,反应过程中体积减小,故,B错误;
C.该反应放热,若条件为恒压绝热,则体系温度升高,平衡逆向移动,平衡后,C错误;
D.若反应条件为恒温恒容,反应过程中,气体物质的量减小,相当于减压,平衡逆向移动,达平衡时放出热量小于,D正确;
故答案选D。
3. 氮化硅陶瓷可用于制造发动机,其制备反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0。该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标的值,重新达到平衡后,下列图像合理的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,A图像不合理;
B.Si3N4呈固态,增大Si3N4的质量,对反应物和生成物的浓度不产生影响,则氮气的转化率不变,B图像不合理;
C.在恒容的密闭容器中,增大H2的物质的量,从而增大了c(H2),平衡正向移动,SiCl4的转化率增大,C图像合理;
D.增大N2的物质的量,从而增大c(N2),平衡正向移动,逆反应速率增大,D图像不合理;
故选C。
4. 在体积为2 L的恒温密闭容器中充入2.0 mol 和1.0 mol ,发生反应,10 min后达到平衡,为0.4 mol。下列说法正确的是
A. 0∼10 min内,用表示的平均反应速率 mol⋅L⋅min
B. 当混合气体的密度不再改变时,表明反应已达到化学平衡状态
C. 若升高温度(),反应的平衡常数减小,则平衡时的物质的量变化
D. 平衡后,如果移走1.0 mol 和0.5 mol ,在相同温度下达到新的平衡时的物质的量小于0.2 mol
【答案】D
【解析】
【分析】由已知条件,2L容器中发生反应,10min平衡,列出三段式:
;
【详解】A.由题意,PCl3的物质的量浓度变化量,反应速率,A错误;
B.,根据质量守恒定律,反应前后气体总质量不变,恒容容器,体积不变,密度是常量,保持不变,B错误;
C.升高温度平衡常数减小,说明反应放热,升高温度至T1时,反应逆向进行,所以T1时PCl3物质的量变化量小于T2时,则,C错误;
D.平衡后,如果此时移走1.0molPCl3和0.5molCl2,则当时间为tmin时,PCl5的物质的量为0.2mol,可得到新的三段式,在相同温度下,平衡常数K不变,Q>K,说明平衡逆向进行,所以达到新的平衡时候PCl5 的物质的量小于0.2mol,D正确;
故答案为:D。
5. 纳米催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法错误的是
A. 纳米尺寸有利于加快反应速率 B. 反应过程中有极性键的断裂与形成
C. 反应过程中不需要持续补充 D. 总反应的原子利用率为100%
【答案】D
【解析】
【详解】A.纳米催化剂能降低反应活化能,加快反应速率,故A正确;
B.由图可知,反应过程中有极性键的断裂与形成,故B正确;
C.由图可知,该反应的总反应为碳酸氢钠与氢气反应生成甲酸钠和水,二氧化碳是反应的中间产物,所以反应过程中不需要持续补充二氧化碳,故C正确;
D.由图可知,该反应的总反应为碳酸氢钠与氢气反应生成甲酸钠和水,反应所得产物不唯一,所以反应中原子利用率不是100%,故D错误;
故选D。
6. 下列实验的操作、现象和结论都正确的是
选项
实验目的
实验操作及现象
结论
A
探究铁粉在氯气中燃烧所得固体粉末的成分
取少量固体粉末,加入2~3mL蒸馏水,振荡,迅速滴入几滴KSCN溶液,溶液不显红色
该固体粉末中不存在FeCl3
B
证明SO2具有漂白性
将SO2缓慢通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去
SO2有漂白性
C
探究温度对化学平衡的影响
加热盛有CuCl2溶液的试管,溶液变为黄色,冷却后变为蓝色
[Cu(H2O)4]2+转化为[CuCl4]2-的反应放热
D
探究Cl2的性质
将Cl2通入K2S溶液中,生成淡黄色沉淀
Cl2具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若反应中铁过量,则会发生,滴入几滴KSCN溶液,溶液不显红色,不能证明固体粉末中不存在FeCl3,A错误;
B.由于二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸与氢氧化能发生中和反应,导致碱性减弱,滴有酚酞的NaOH溶液中红色褪去,体现了二氧化硫是酸性氧化物的性质,B错误;
C.CuCl2溶液中存在,升高温度,溶液变为黄色,即转化为,说明平衡正向移动,该反应为吸热反应,C错误;
D.Cl2通入K2S溶液中,生成淡黄色沉淀,S的化合价升高,Cl的化合价降低,体现了氯气的氧化性,D正确;
故选D。
7. 如下图所示,△H1=-393.5 kJ∙mol-1,△H2=-395.4 kJ∙mol-1,下列说法或表示式正确的是
A. 金刚石的稳定性强于石墨
B. 石墨和金刚石的转化是物理变化
C. 1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
D. C(s、石墨)= C(s、金刚石) ΔH= +1.9 kJ∙mol-1
【答案】D
【解析】
【分析】由题给信息可得出:
①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;
②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-395.4 kJ·mol-1。
【详解】A.从图中可以看出,金刚石具有的能量比石墨高,则金刚石的稳定性弱于石墨,A不正确;
B.石墨和金刚石互为同素异形体,二者的结构不同,二者的转化是化学变化,B不正确;
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=ΔH1 (石墨)- ΔH2 (金刚石)=+1.9 kJ·mol-1,则1 mol 石墨的总键能比1 mol 金刚石的总键能大1.9 kJ,C不正确;
D.依据盖斯定律,将反应①-②得,C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,D正确;
故选D。
8. 氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. 已知气体溶于水放热,则的
B. 相同条件下,的比的小
C. 相同条件下,的比的大
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知气体溶于水放热,HX(g)HX(aq)的小于0,则的HX(aq)HX(g),故A正确;
B.由题干图示信息可知,过程HX(g) H(g)+X(g)代表化学键断裂过程,为吸热过程,∆H2>0,HBr的热稳定性强于HI,则相同条件下,HBr的比HI的大,故B错误;
C.相同条件下,都表示气态氢原子到溶液中氢离子的形成,则二者的相同,故C错误;
D.由题干图示信息可知,过程HX(g)H(g)+X(g)代表化学键断裂过程,为吸热过程,,∆H2>0,故D错误;
故选A。
9. 在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应:。下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的质量不再变化 B. 混合气体的压强不再变化
C. 氮元素的物质的量分数不再变化 D. 每生成,同时生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.由质量守恒定律,参加该反应的物质都是气体,反应过程中混合气体的质量一直不变,当混合气体的质量不再变化时不能说明反应达到平衡,故A不选;
B.恒温恒容下,气体的压强与物质的量成正比,该反应前后气体的物质的量增大,压强是一变量,当混合气体的压强不再变化,反应达到平衡状态,故B选;
C.氮元素的物质的量分数一直不变,不能说明反应达到平衡状态,故C不选;
D.每生成,同时生成都是指正反应方向的速率,不能说明反应达到平衡,故D不选;
答案是B。
10. 可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
【详解】A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
11. 二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的(如图所示)。下列说法正确的是
A. 步骤二的反应能否自发进行,与温度有关
B. 步骤一中反应的
C. 步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应
D. CaO、均为酸性氧化物
【答案】A
【解析】
【详解】A.步骤二的反应CaCO3=CaO+CO2为熵增的吸热反应,、,若要使,则高温有利于自发进行,A正确;
B.步骤一中反应为CaO和CO2化合生成CaCO3,该反应过程中气体的物质的量减小,为熵减的反应,,B错误;
C.步骤一和步骤二的条件不同,所以不互为可逆反应,C错误;
D.CaO和盐酸反应生成氯化钙和水,属于碱性氧化物,为酸性氧化物,D错误;
故选A。
12. 下列说法正确的是
A. ,则碳的燃烧热等于
B. C(石墨s)C(金刚石,s);,则金刚石比石墨稳定
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
D. 用溶液和NaOH溶液反应测定中和热的
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃烧热是1mol纯净的可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,碳燃烧的指定产物是二氧化碳,而一氧化碳不是指定产物,故A错误;
B.C(石墨s)C(金刚石,s),石墨具有的能量低于金刚石,则石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.同温同压下,在光照和点燃的条件下相同,与反应条件无关,只与反应物和生成物所具有的总能量有关,故C错误;
D.CH3COOH是一元弱酸,电离过程吸热,使放出热量减小,测定中和热的,故D正确;
故选:D。
13. 工业上可通过反应4HCl(g)+ O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-114.4kJ·mol-1。将HCl转化为Cl2,下列有关说法正确的是
A. 使用催化剂能缩短该反应达到平衡的时间
B. 升高温度和增大压强均能提高反应中HCl的平衡转化率
C. 反应的平衡常数可表示为K=
D. 其他条件相同,增大,HCl的转化率上升
【答案】A
【解析】
【详解】A.使用合适的催化剂能加快反应速率,从而缩短反应到达平衡的时间,选项A正确;
B.正反应为气体总物质的量减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,HCl的平衡转化率减小,增大压强,平衡正向移动,HCl平衡转化率增大,选项B错误;
C.平衡常数表达式中缺少反应物和生成物的幂,正确表示式为K=,选项C错误;
D.其他条件相同,增大,HCl的平衡转化率下降,选项D错误;
答案选A。
14. 向体积均为1L的两个恒容密闭容器中分别充入2mol X和1mol Y发生反应: ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. B. 气体总物质的量:
C. a点平衡常数: D. 反应速率:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知,在容器甲中是绝热条件下,开始压强增大,说明反应温度升高,故反应为放热反应,则,A项错误;
B.a、c两点压强相等,a点温度大于c,可知气体的总物质的量:,B项正确;
C.假设c点达到平衡,设Z平衡物质的量为q mol,列出三段式:
在恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,则,解得q=0.75,K=,c点平衡常数K=12,实际是c点不是平衡点,甲容器是绝热容器,a点是平衡点,a点的压强,若温度和c点相同,则平衡时气体总物质的量,甲容器绝热温度升高,则气体总物质的量,q>0.75mol,故a点平衡常数,C项错误;
D.a、b点达到平衡,a点温度较高、压强较大,所以,D项错误;
答案选B。
15. 往恒容密闭容器中充入和,发生的反应为 ,测得温度为时的转化率与时间的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 内,反应速率:
B. 对应点的平衡常数:
C. 焓变:
D. 当混合气体的平均摩尔质量不再随时间改变时,该反应达到平衡
【答案】C
【解析】
【分析】根据“先拐先平,数值大”,可推出T2>T1,升高温度,乙烯的转化率减小,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,据此解答。
【详解】A.升高温度,反应速率加快,T2>T1,所以内,反应速率:v(a)>v(b),A正确;
B.T2>T1,升高温度,乙烯的转化率减小,正反应放热,对应点的平衡常数:,B正确;
C.焓变与环境的温度和压强有关,当温度不同时,相同的反应物完全反应放出的热量不一样,所以焓变m≠n,C错误;
D.反应前后气体总质量不变,但气体分子数发生改变,即混合气体的总物质的量发生改变,当混合气体的平均摩尔质量不再随时间改变时,说明气体气体分子数不在改变,反应达到平衡,D正确;
故选C。
16. 一定条件下,反应2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0,达到平衡时NO2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 温度:T1>T2 B. A、C两点对应的平衡常数:KC>KA
C. A点:2v(NO2)正 ═ v(N2O4)逆 D. B、C两点气体的平均摩尔质量相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应,在恒压条件下,升高温度,平衡向逆反应方向移动,的体积分数增大,则,A错误;
B.A、C两点温度相同,所以对应的平衡常数相同,即KC=KA,B错误;
C.A点是平衡点,则,即,C错误;
D.B和C点混合气体中的体积分数相同,则B和C点混合气体的组成相同,即B、C两点气体的平均摩尔质量相等,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
17. 参考下列图表和有关要求回答问题:
图Ⅰ
(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是_______,ΔH的变化是_______(填“增大”、“减小”、“不变”)。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:_______。
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。
②该反应为反应_______(填“吸热”或“放热)。
③某温度下,平衡浓度符合下式:,试判断此时的温度为_______℃。
④在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为,,,,则下一时刻,反应向_______(填“正向”、“逆向”或“平衡”)进行。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中的大小:_______(填“>”或“<”)。
①
②
【答案】(1) ①. 减小 ②. 不变 ③. NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-368 kJ·mol-1
(2) ①. K= ②. 吸热 ③. 8300C ④. 逆向
(3)<
【解析】
【小问1详解】
加入催化剂能降低反应所需的活化能,则和都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,由图可知,1mol二氧化氮和1mol一氧化碳反应生成二氧化碳和一氧化氮放出热量(368-134)KJ=234KJ,反应的热化学方程式为:;
【小问2详解】
平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,则反应平衡常数为;由表中数据可知,温度越高平衡常数越大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应;根据可知,该温度下的平衡常数,平衡常数只与温度有关,故此时温度为830℃;,所以向逆向进行;
【小问3详解】
已知常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,由于,放出的能量越多反应热越小,因此;
18. 甲醇汽油是一种新能源清洁燃料,可以作为汽油的替代物。将CO2转化为甲醇,既可减少CO2的排放,又可节约能源,转化过程涉及如下反应:
反应i:
反应ii:
(1)写出反应的平衡常数表达式K=___________。
(2)为研究反应ii平衡时CO的转化率与反应物投料比()及温度的关系,研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应,并绘出如图:
①反应热a___________0(填“>”或“<”),判断依据是___________。
②若其它条件相同,I、Ⅱ曲线分别表示投料比不同时的反应过程。投料比:Ⅰ___________Ⅱ(填“>”或“<”)。若Ⅱ反应的、投料比为0.5,A点的平衡常数KA=___________,B点的平衡常数KB___________KA(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2) ①. < ②. 升高温度,CO的转化率降低,平衡左移,正反应为放热反应 ③. < ④. 1 ⑤. =
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,反应i+反应ii有CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),则反应的平衡常数表达式K=。
【小问2详解】
①由图象可知,一氧化碳转化率随温度升高减小,说明平衡逆向,正反应为放热反应,a<0,
故答案为:<;升高温度,CO的转化率降低,平衡左移,正反应为放热反应;
②投料比()增大相当于增大CO的浓度,平衡正向移动,但CO的平衡转化率减小,相同温度下一氧化碳的转化率变化分析投料比,Ⅰ和Ⅱ相比,Ⅰ的一氧化碳转化率大于Ⅱ的转化率,说明反应物投料比起始起始:Ⅰ<Ⅱ;若Ⅱ反应的n(CO)起始=10mol、投料比为0.5,n(H2)=20mol,列出“三段式”
A点的平衡常数KA==1,AB是相同温度下的平衡,平衡常数只随温度变化,所以A、B平衡常数相同。
19. 甲醇是一种可再生能源,由制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)写出反应Ⅲ二氧化碳和氢气制备甲醇气体和气态水的热化学反应方程式:___________,若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=___________(用K1、K2表示)。
(2)反应Ⅲ自发进行条件是___________。
A.较低温度 B.较高温度 C.任何温度
(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入和,仅发生反应Ⅲ,实验测得不同反应温度与体系中的平衡转化率的关系,如下表所示:
温度(℃)
500
T
的平衡转化率
60%
40%
①T___________500℃(填“>”“<”或“=”)。
②温度为500℃时,该反应10 min时达到平衡。用H2表示该反应的反应速率v(H2)= ___________;该温度下,反应Ⅲ的平衡常数K=___________。
【答案】(1) ①. -49.58 ②. K1K2
(2)A (3) ①. > ②. ③. 50
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应Ⅲ二氧化碳和氢气制备甲醇气体和气态水的热化学反应方程式: =-49.58,若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3= K1K2。
【小问2详解】
由(1)可知反应Ⅲ是气体体积减小的放热反应,、,时反应能够自发进行,则反应Ⅲ自发进行条件是较低温度,故选A。
【小问3详解】
①由(1)可知反应Ⅲ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,则T>500℃;
②反应Ⅲ为,温度为500℃时,该反应10 min时达到平衡,的平衡转化率为60%,用H2表示该反应的反应速率v(H2)=3v()=,列出“三段式”
该温度下,反应Ⅲ的平衡常数K==50。
20. 二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
① ;
② ;
③ 。
回答下列问题:
(1)反应的________。
(2)反应②达到平衡后采取下列措施,能提高产率的有_______(填字母)。
A. 加入 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 移出
(3)以下说法能说明反应达到平衡状态的有__________(填字母)。
A.和的浓度之比为
B.单位时间内断裂3个键的同时断裂1个键
C.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
(4)一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应:,平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。
已知:气体分压气体总压体积分数。
①时,反应达到平衡后,的转化率为__________。
②时,平衡后若向容器中充入、各的混合气体,则平衡______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
③时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数__________。
【答案】(1)-246.1 (2)D
(3)C (4) ①. 25 ②. 不移动 ③. 23.04
【解析】
【小问1详解】
① ;
② ;
③ 。
根据盖斯定律①×2+②+③得的=-246.1。
【小问2详解】
A.加入,相当于加压,平衡不移动,产率不变,故不选A;
B.正反应放热,升高温度,平衡逆向移动, 产率减小,故不选B;
C.反应前后气体系数和不变,增大压强,平衡不移动,产率不变,故不选C;
D.移出,水的浓度降低,平衡正向移动,产率增大,故选D;
选D。
【小问3详解】
A.和的浓度之比为,不能判断浓度是否发生改变,反应不一定平衡,故不选A;
B.单位时间内断裂3个键的同时断裂1个键,正逆反应速率不相等,反应不平衡,故不选B;
C.气体总质量不变,反应前后气体系数和不同,气体总物质的量是变量,气体的平均摩尔质量是变量,平均摩尔质量保持不变,反应一定达到平衡状态,故选C;
选C。
【小问4详解】
①时,反应达到平衡后,CO的体积分数为40%
,x=0.25a,的转化率为。
②时,平衡后容器中、的浓度相等,在恒压条件下向容器中充入、各的混合气体,根据等效平衡原理,则平衡不移动。
③时,反应达到平衡后,CO的体积分数为96%、CO2的体积分数为4%,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数。
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