专题2 综合检测-【课堂快线】2024高二化学寒假作业（苏教版）

时间:75分钟 　满分:100分 　　　　　　　　　　　 一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分,每小题只有一个选项符合题意。) 1.锡是古老金属,锡之为器,自上古而延绵至今。金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO2+2CSn+2CO↑,反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是 (　　) A.ΔH<0　ΔS<0 B.ΔH>0　ΔS<0 C.ΔH<0　ΔS>0 D.ΔH>0　ΔS>0 2.向酸性硫酸铬溶液中加入适量氢氧化钠溶液使其pH变为4.6时,溶液中有蓝灰色沉淀出现,此时溶液中存在如下平衡:C(紫色)+3OH-Cr(OH)3(蓝灰色)H++Cr(绿色)+H2O。将上述混合液分为两份,其中一份加入少量氢氧化钠溶液,另一份加入少量稀硫酸,则此两份混合液的颜色分别为 (　　) A.紫色、绿色 B.蓝灰色、绿色 C.蓝色、紫色 D.绿色、紫色 3.在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应:4CO+2NO2N2+4CO2,若该反应的反应速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示,则下列关系正确的是 (　　) A.v(CO)=v(NO2) B.v(NO2)=v(CO2) C.v(N2)=v(CO2) D.v(N2)=v(CO) 4.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志。在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下: 2NO(g) N2(g)+O2(g)　K1=1×1030 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　K2=2×1081 2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　K3=4×1 以下说法正确的是 (　　) A.常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2) B.常温下,2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×1 C.常温下,NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D.以上说法都不正确 5.工业合成氨的正反应是放热反应,下列关于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应的图像中,错误的是 (　　) 6.同质量的锌与酸反应制备H2,欲使反应速率最大,下列条件中最佳组合是 (　　) ①纯锌片;②粗锌片;③0.01 mol·L-1盐酸;④0.01 mol·L-1硫酸;⑤98%硫酸;⑥加热;⑦用冰水冷却 A.①③⑦ B.②④⑥ C.②③⑥ D.①⑤⑥ 7.已知甲醇是一种重要的工业原料,由甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示(已知反应在1 L的密闭容器中进行)。下列有关说法正确的是 (　　) A.甲醇脱氢反应的ΔH<0 B.600 K时,Y点甲醇的v(正)<v(逆) C.从Y点到Z点可通过减小压强 D.在T1条件下,该反应的平衡常数为8.1 8.相同温度下,容积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.2 kJ·mol-1。实验测得起始时的有关数据如表所示: 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体 系能量的变化 N2 H2 NH3 ① 1 3 0 放出热量: 23.05 kJ·mol-1 ② 0.9 2.7 0.2 Q 下列叙述错误的是 (　　) A.容器①②中反应的平衡常数相等 B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为 C.容器②中达到平衡时放出的热量Q=23.05 kJ D.若容器①的容积为0.5 L,则平衡时放出的热量小于23.05 kJ 9.可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(s)　ΔH=Q kJ·mol-1,反应过程中,当其他条件不变时,某物质在混合物中的含量(C%)与温度(T)、反应速率(v)与压强(p)的关系如图所示。据图分析,以下说法正确的是 (　　) A.T1<T2,Q>0 B.增大压强,B的转化率减小 C.当反应达平衡时,混合气体的密度不再变化 D.a+b>c+d 10.研究反应2X(g) Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。 下列说法不正确的是 (　　) A.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快 B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快 C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂 D.在0~10 min内,实验②的平均速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1 二、非选择题(共40分) 11.(12分)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)达到化学平衡状态。 (1)该反应的平衡常数表达式K=　　　　;根据图中所示,升高温度,K将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (2)500 ℃时,从反应开始到达到化学平衡状态,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是　　　　(用nB、tB表示)。  (3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是　　　　(填字母)。  a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变 c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化 (4)300 ℃时,将容器的容积压缩到原来的,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是　　　　(填字母)。  a.c(H2)减小 b.正反应速率加快,逆反应速率减慢 c.CH3OH的物质的量增加 d.重新达到平衡时,减小 12.(14分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。 请回答下列问题: (1)在一恒温恒容密闭容器中发生反应: Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)　ΔH<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列对该反应的说法中正确的是　　　　(填字母)。   A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低 B.缩小容器容积,平衡右移,ΔH减小 C.反应达到平衡状态后,充入CO,再次达到平衡状态时,原CO的体积分数减小 D.当4v[Ni(CO)4]=v(CO)或容器中混合气体的密度不变时,都可说明反应已达到化学平衡状态 (2)金属氧化物可与一氧化碳发生氧化还原反应生成金属单质和二氧化碳。四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时,lg与温度(T)的关系曲线如图所示: 700℃时,其中最难被还原的金属氧化物是　　　　(填化学式),用一氧化碳还原该金属氧化物时,若反应方程式的系数之比为最简整数比,该反应的平衡常数(K)的值为　　　　。   (3)将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 测得CH3OH的物质的量随时间的变化情况如图所示。 ①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的化学平衡常数的关系为K(Ⅰ)　　　　(填“>”“<”或“=”)K(Ⅱ)。   ②一定温度下,在容积相同且固定的甲、乙两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡状态: 容器 甲 乙 反应物投入量 1 mol CO2、3 mol H2 a mol CO2、b mol H2、c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) 若甲容器中平衡后气体的压强为起始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且保持起始时化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为　　　　。   13.(14分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应: (ⅰ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1=-90.1 kJ·mol-1 (ⅱ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2=-49.0 kJ·mol-1 水煤气变换反应: (ⅲ)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-41.1 kJ·mol-1 二甲醚合成反应: (ⅳ)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4=-24.5 kJ·mol-1 回答下列问题: (1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(以化学方程式表示)。  (2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响 　。 (3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 　。 根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 　。 (4)有研究者在催化剂(含Cu⁃Zn⁃Al⁃O和Al2O3),压强为5.0 MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图所示,其中CO转化率随温度升高而降低的原因是　　　　　　　　。  专题2　综合检测 1.D　解析:由于生成物所具有的能量大于反应物所具有的能量,故该反应为吸热反应,即ΔH>0;该反应为气态物质系数增大的反应,故ΔS>0。 2.D　解析:加入少量NaOH溶液,题给平衡向右移动,c(Cr)增大,c(C)减小,溶液颜色变为绿色,加入少量H2SO4溶液,c(H+)增大,平衡左移,c(C)增大,溶液为紫色。 3.A　解析:根据速率之比等于方程式的化学计量系数之比,可得v(CO)=v(NO2),2v(NO2)=v(CO2),4v(N2)=v(CO2),4v(N2)=v(CO),A项正确;B、C、D三项错误。 4.C　解析:K1的表达式应为K1=;常温下,水分解产生O2,是H2和O2化合生成H2O的逆反应,因此其平衡常数的数值应为K2的倒数,数值为5×1;由于三个反应都在常温下进行,根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2。 5.C　解析:合成氨的正反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,NH3的含量降低,C项错误。 6.B　解析:用冰水冷却,相当于降温,化学反应速率变慢;用粗锌片,形成原电池,加快反应速率;加热加快反应速率;硫酸中H+浓度高于盐酸中H+浓度,反应速率加快;锌与浓硫酸反应不产生氢气;②④⑥组合化学反应速率快,B正确。 7.B　解析:由曲线可知,温度升高,甲醇的平衡转化率增大,所以平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,A选项错误;600 K时,Y点表示的甲醇的转化率偏高,反应逆向进行,v(正)<v(逆),B选项正确;由图可知Y点与Z点相比,除相应的温度不同外,其余均相同,故要从Y点到Z点应通过升高温度来实现,C选项错误;T1条件下,平衡时各物质的物质的量浓度不能确定,无法求平衡常数,D选项错误。 8.C　解析:对于给定反应,平衡常数只与温度有关,温度相同,平衡常数相同,A正确。由①中放出的热量可知,参加反应的N2为0.25 mol,则有 　　　　　　　　　　N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) n(起始物质的量)/mol 1 3 0 n(转化物质的量)/mol 0.25 0.75 0.5 n(平衡物质的量)/mol 0.75 2.25 0.5 则①中NH3的体积分数为=,由于①和②中建立的平衡是相同的,所以两容器中NH3的体积分数均为,B正确。①和②建立的平衡是相同的,②中起始时充入0.9 mol N2,达到平衡时有0.15 mol N2参加反应,则平衡时放出的热量小于23.05 kJ,C错误。若容器①的容积为0.5 L,相当于在原来的基础上减小压强,平衡逆向移动,则平衡时放出的热量小于23.05 kJ,D正确。 9.C　解析:A项,由甲图可知,T2时反应首先达到平衡,故T1<T2,T1→T2,温度升高,C%减小,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,Q<0,错误;由图乙可知,增大压强,正、逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,即反应向正反应方向移动,故a+b>c,B的转化率增大,B项错误、D项错误;C项,反应达到平衡时,气体的总质量不再发生变化,在容器体积不变的情况下,气体的密度不再变化,正确。 10.D　解析:②、④两组实验,X的起始浓度相等,温度由第②组实验的800 ℃升高到820 ℃,反应速率明显加快,A正确;①②两组实验,温度相同,随着反应物X的浓度增大,化学反应速率加快,B正确;②③两组实验,X的起始浓度相等,温度相同,平衡状态也相同,但是实验③反应速率快,到达平衡的时间短,说明实验③使用了催化剂,C正确;从图像可以直接求得0~10 min之间实验②中X的平均速率: mol·L-1·min-1=0.02 mol·L-1·min-1,则根据化学方程式的计量数关系可知:v(Y)=0.01 mol·L-1·min-1,D错误。 11.(1)　减小 (2) mol·L-1·min-1 (3)cd　(4)cd 解析:(1)根据化学平衡常数的含义可得K=,升温,K减小。 (2)0~tB时间内,生成nB mol CH3OH,则消耗2nB mol H2则Δc(H2)= mol·L-1,v(H2)= mol·L-1·min-1。 (3)选项a,任何时刻都有v生成(CH3OH)=v消耗(CO)。选项b,因混合气体的体积不变,混合气体的质量不变,任何时刻混合气体的密度都保持不变。选项c,根据=,m气体总不变,不变,说明n气体总不变,所以反应达到了平衡状态。选项d,各种物质的浓度不变,也说明了反应已达到平衡状态。 (4)压缩容器容积相当于增大体系压强,则平衡向着正反应方向移动,正、逆反应速率都增大,但由于容器缩小为原平衡的,达新平衡时c(H2)比原平衡时的大,由于平衡向正反应方向移动,重新达到平衡时减小,所以选项a、b错误,c、d正确。 12.(1)C　(2)Cr2O3　10-12　(3)①>　②0.4<c≤1 解析:(1)A项,Ni是固体,改变用量对平衡无影响,反应物的转化率不变,错误;B项,一定温度下给定的化学方程式的ΔH不会随着平衡移动而发生改变,错误;C项,因外界条件为恒温恒容,Ni是固体且正反应为气态物质系数减小的反应,所以反应达到平衡状态后充入CO,增大了反应体系的压强,平衡右移,CO的转化率提高,再次平衡后原CO的体积分数减小,正确;D项,速率关系未标明正、逆,不能判断反应是否已达到平衡状态,错误。 (2)700 ℃时,lg越大,则K越小,说明反应正向进行的程度越小,金属氧化物越难被还原,根据图像,Cr2O3对应的lg最大,所以Cr2O3最难被还原;700 ℃时,Cr2O3对应的lg=4,得=104,结合Cr2O3与CO反应的化学方程式Cr2O3(s)+3CO(g)2Cr(s)+3CO2(g),可得K==10-12。 (3)①由图像判断曲线Ⅱ对应的温度高于曲线Ⅰ对应的温度,但曲线Ⅰ对应的甲醇在平衡时的物质的量较多,故温度升高平衡逆向移动,化学平衡常数减小,正反应放热。②平衡后甲容器中物质的总物质的量为4 mol×0.8=3.2 mol,Δn=4 mol-3.2 mol=0.8 mol。 　　　　　　CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　Δn=2 起始量/mol 1 3 0 0 转化量/mol 0.4 1.2 0.4 0.4　　　0.8 平衡量/mol 0.6 1.8 0.4 0.4 若保持起始时化学反应逆向进行,则c>0.4,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,c最高为1,所以c的取值范围为0.4<c≤1。 13.(1)Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O, NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3, 2Al(OH)3Al2O3+3H2O (2)二甲醚合成反应(ⅳ)消耗甲醇,使甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移,CO的转化率增大;二甲醚合成反应(ⅳ)生成的水,通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO (3)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1 该反应正反应为气体分子数减少的反应,压强增大,平衡右移,反应物转化率增加,产物产率增加。增大压强使反应物浓度增加,则反应速率增大 (4)反应放热,温度升高,平衡左移 解析:(1)工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 ①Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O, ②NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3, ③2Al(OH)3Al2O3+3H2O。 (2)二甲醚合成反应(ⅳ)消耗甲醇,使甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移,CO的转化率增大;二甲醚合成反应(ⅳ)生成的水,通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO。 (3)(ⅰ)×2+(ⅳ)可得热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),所以其ΔH=[-90.1×2+(-24.5)]kJ·mol-1=-204.7 kJ·mol-1,所以热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-204.7 kJ·mol-1 也可以用(ⅱ)×2+(ⅲ)×2+(ⅳ)求;该反应正反应为气体分子数减少的反应,压强增大,平衡右移,反应物转化率增加,产物产率增加;增大压强,使反应物浓度增加,则反应速率增大。 (4)根据图像,其中CO转化率随温度升高而降低,主要的原因是反应放热,温度升高,平衡左移。 学科网（北京）股份有限公司 $