内容正文:
内江六中2025—2026学年(上)高2028届27、28班第2次月考
化学学科试题
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:N-14 O-16 Co-59 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题(满分45分)
一、选择题(每题3分,共45分)
1. 古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更低
B. 于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的石灰石煅烧是放热反应
C. 曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的变化只有化学能转化为热能
D. 苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”,所指高温时碳与水蒸气反应为放热反应
2. 下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A. 向溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色,再加入少量Fe粉后红色变浅
B. 在容器中充入一定量的与,达到平衡后压缩容器容积以增大压强,混合物颜色加深
C. 黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D. 对充有的容器进行加压,气体颜色先变深后变浅
3. 已知反应: ,其反应机理如下:
① 快反应;
② 慢反应。
下列说法不正确的是
A.
B. 该反应的反应速率主要取决于反应②
C. NOBr2是该反应的中间产物,不是催化剂
D. 恒容时,增大Br2(g)的浓度能增加单位体积内活化分子百分数,加快反应速率
4. 足量块状铁与100 mL 0.01 mol/L的稀硫酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成的量,可以使用如下方法中的是
①加NaOH固体
②将稀硫酸改用98%的浓硫酸
③将块状铁改为铁粉
④加入固体
⑤升高温度
A. ②③ B. ①④ C. ③⑤ D. ①⑤
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 将0.5 mol 和1.5 mol 置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为
B. 和充分反应分子总数为2
C. 30 g NO和足量的氧气完全反应生成的分子数为
D. 32 g Cu与足量的硫粉反应转移电子数为
6. 下列关于热化学方程式的叙述不正确的是
A. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
B. 已知 ,则的燃烧热大于
C. 已知 ,若将的稀与的溶液等体积混合,放出的热量等于
D. ; ,则
7. 可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在绝热容积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志正确的有
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑧NO2的转化率不再随时间改变而改变
⑨NO与O2的物质的量之比不再随时间改变而改变
⑩n(NO2)∶n(NO)∶n(O2)=2∶2∶1
⑪化学平衡常数K不再随时间改变而改变
A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8个
8. 下列装置及设计能达到实验目的的是
A. ①:研究浓度对反应速率的影响
B. ②:测定锌与稀硫酸反应的速率
C. ③:探究温度对化学平衡的影响
D. ④:比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果
9. 反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点的反应速率:
B. A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C. 由状态B到状态A,可以用加热并维持压强不变的方法
D. 三点的平衡常数K:
10. 某温度下为了研究合成氨的反应,研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和,在时测得容器内,,,恒温下测得容器内压强变化如图所示,下列说法正确的是
A. M点:
B. 氢气的平衡转化率为50%
C. 改变条件,可使
D. 自起始至达到平衡状态时,氮气的平均速率为
11. 三甲胺()是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)转化为三甲胺()。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会放出1.02 eV的能量
B. 该历程中决速步骤为
C. 该历程中的最大能量差值为1.19 eV
D. 升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
12. 以下对图像的描述错误的是
A. 若图甲容器的体积为2L,发生反应,则0~2s内的平均反应速率
B. 图乙:某温度下发生反应,时刻改变的条件可以是加入催化剂或者增大体系压强(缩小容器体积)
C. 图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数增大,正反应为吸热反应
D. 图丁:对于反应,,
13. 工业用和合成乙醇:。保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量和发生上述反应,的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.
C. 若,则400K时的平衡转化率为
D. 投料比时,容器内的体积分数不再改变则反应达到平衡状态
14. 向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示[0~t1阶段c(B)未画出]。图乙中四个阶段各改变一种不同的条件。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是
A. 若t1=15s,则在0-t1时间段用C表示的化学反应速率为0.004mol.L-1.s-1
B. B的起始物质的量为0.02mol
C. t5~t6阶段改变的条件可能是升高温度
D. t1~t2阶段的K等于t3~t4阶段的K
15. 甲胺是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应,测得有关实验数据如表,下列说法正确的是
容器编号
温度
起始物质的量
平衡时物质的量
CH3NH2(g)
Ⅰ
530
0
0
Ⅱ
530
0
0
Ⅲ
500
0
0
A. 达到平衡时,体系中关系:,Ⅰ,Ⅱ
B. 达到平衡时,转化率:,Ⅲ
C. 正反应的平衡常数ⅠⅡⅢ
D. 530K时,若起始向容器Ⅰ中充入、、、,则反应将向逆反应方向进行
第Ⅱ卷 非选择题(满分55分)
16. 某实验小组用溶液和溶液进行中和热的测定。
(1)配制硫酸溶液:实验至少要用到240 mL稀硫酸溶液,则需要量取的浓硫酸_______mL。
(2)NaOH溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示:
①仪器A的名称_______;
②仪器A的操作方式_______(填字母);
A.上下移动 B.左右移动 C.上下左右同时移动
③分别向的NaOH溶液中加入a.浓硫酸b.稀硫酸c.稀盐酸d.稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、。下列关系正确的是_______。
A. B.
C. D.
(3)已知的反应历程分两步:
第一步:(快速平衡) 第二步:(慢反应)
①用表示的速率方程为;用表示的速率方程为与分别表示速率常数,则_______。
②下列关于反应的说法正确的是_______(填字母)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和
(4)工业合成氨,一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的和反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示:
其中时刻所对应的实验条件改变是_______,平衡常数最大的平衡时间段是_______。
17. 碘在科研与生活中有重要应用,科研小组Ⅰ用、淀粉溶液、,等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:某碘钟实验分为以下两个反应进行
反应A:
反应B:
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号
体积
溶液
水
KI溶液
溶液
淀粉溶液
溶液变蓝时间t/s
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
10
②
5.0
5.0
4.0
4.0
2.0
20
③
10.0
2.0
4.0
2.0
20
④
4.0
0.0
4.0
10.0
2.0
溶液未变蓝
(1)总反应的离子方程式为_______。在其中产生的作用为_______。
(2)表中_______mL。实验①用的浓度变化表示的反应速率为_______。
(3)结合有效碰撞理论解释前三组实验中溶液变蓝所需时间最短的为①的原因为_______。
(4)已知A反应的速率方程为:,式中为常数,根据实验数据可推知_______,_______。
(5)由实验①②③溶液变蓝,实验④溶液未变蓝的现象可推知该“碘钟实验”的决速步骤为_______(填“反应A”或“反应B”)。
18. 甲醇制烯烃(MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术。煤制烯烃主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为,在不同温度下,。
①_______0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行,500℃测得某时刻体系内、、物质的量分别为、、,则此时生成的速率_______消耗的速率(填“>”、“<”、“=”)。
(2)通过研究外界条件对反应的影响,尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。
甲醇制烯烃的主要反应有:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
①转化为的热化学方程式为Ⅳ:_______。
②恒压条件下,加入作为稀释剂,反应Ⅰ中的产率将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)我国科学家开发的特殊催化剂用于制备,有利于实现“双碳”目标:,过程中可得副产物甲酸:。
①在合适催化剂的作用下,在恒容容器中充入一定量的与,反应进行相同的时间测得体系中HCOOH和的体积分数随温度的变化如图所示,则主反应与副反应中活化能较大的反应是_______(填“主反应”或“副反应”);600K后,的体积分数减小的主要原因为_______。
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为的物质的量为2.5mol,则该温度下,副反应的平衡常数_______。
19. 规范、科学处置废旧锂离子电池具有重要的环保意义和经济价值。废旧锂离子电池的正极材料主要含有及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示。
已知:
①难溶于水。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
开始沉淀的pH
2.7
7.6
7.0
3.4
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.0
4.7
(1)化合物中钴元素的化合价为________价。
(2)“碱溶”过程主要发生的离子方程式为__________。
(3)为提高“酸溶”的速率,可采取的措施有________(任写两条)。
(4)“调pH”时,用氨水调节pH的范围为__________。“调pH”之后,需要加热煮沸10min,冷却后再“过滤”。煮沸10min的作用是_________。
(5)已知“沉钴”过程中产生了气体,请写出发生反应的离子方程式__________。
(6)也可采用有机磷萃取的方法将与分离,萃取的反应原理如下:(有机层),则从有机相中分离出需向有机溶剂中加入试剂__________。
(7)在空气中煅烧生成钴的氧化物和,测得充分煅烧后固体质量为24.1g,的体积为6.72L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为_________。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
内江六中2025—2026学年(上)高2028届27、28班第2次月考
化学学科试题
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:N-14 O-16 Co-59 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题(满分45分)
一、选择题(每题3分,共45分)
1. 古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更低
B. 于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的石灰石煅烧是放热反应
C. 曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的变化只有化学能转化为热能
D. 苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”,所指高温时碳与水蒸气反应为放热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.冰的温度低于水,相同质量的水和冰,冰的能量更低,水的能量更高,正确;
B.石灰石煅烧是分解反应,过程中吸收能量,属于吸热反应,错误;
C.煮豆会发生燃烧,燃烧过程中化学能转化为热能同时有部分光能。同时豆里面也会发生化学变化,会放出热量,存在化学能转化为热能,C错误;
D.碳与水蒸气反应为吸热反应,错误。
故选A。
2. 下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A. 向溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色,再加入少量Fe粉后红色变浅
B. 在容器中充入一定量的与,达到平衡后压缩容器容积以增大压强,混合物颜色加深
C. 黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D. 对充有的容器进行加压,气体颜色先变深后变浅
【答案】B
【解析】
【详解】A.向溶液中加入KSCN溶液形成红色络合物,加入Fe粉后被还原,浓度减小,平衡逆向移动,红色变浅,能用勒夏特列原理解释(浓度变化),A不符合题意;
B.与反应为,反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,颜色加深仅因体积减小导致浓度增大,非平衡移动所致,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.氯水中与反应为,光照使HClO分解,HClO浓度减小,平衡正向移动,减少颜色变浅,能用勒夏特列原理解释(浓度变化),C不符合题意;
D.存在平衡,加压瞬间浓度增大颜色变深,后平衡向分子数减小的方向移动,减少颜色变浅,能用勒夏特列原理解释(压强变化),D不符合题意;
故答案选B。
3. 已知反应: ,其反应机理如下:
① 快反应;
② 慢反应。
下列说法不正确的是
A.
B. 该反应的反应速率主要取决于反应②
C. NOBr2是该反应的中间产物,不是催化剂
D. 恒容时,增大Br2(g)的浓度能增加单位体积内活化分子百分数,加快反应速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律:①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)H1;②NOBr2(g)+NO(g)2NOBr(g)H2,由①+②得反应2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g),则H=H1+H2,A正确;
B.慢反应决定反应速率,则该反应的速率主要取决于②的快慢,B正确;
C.在第一个反应中是反应物、第二个反应中是生成物的物质为催化剂,NOBr2在第一个反应中是生成物、第二个反应中是反应物,所以不是催化剂,C正确;
D.活化分子数越多反应速率越快,恒容时,增大反应物浓度能增加单位体积内的分子总数,但活化分子百分数不变,活化分子总数增加,反应速率加快,D错误;
故答案为:D。
4. 足量块状铁与100 mL 0.01 mol/L的稀硫酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成的量,可以使用如下方法中的是
①加NaOH固体
②将稀硫酸改用98%的浓硫酸
③将块状铁改为铁粉
④加入固体
⑤升高温度
A. ②③ B. ①④ C. ③⑤ D. ①⑤
【答案】C
【解析】
【详解】A.②将稀硫酸改用98%的浓硫酸,铁会钝化,不生成氢气,不能加快反应速率且改变生成的量,③将块状铁改为铁粉能加快速率且不改变生成的量,A不符合题意;
B.①加NaOH固体会中和硫酸,降低浓度,减慢反应速率且减少产量,④加入固体在酸性条件下具有氧化性,使铁被氧化而不生成,改变生成的量,B不符合题意;
C.③将块状铁改为铁粉能加快速率且不改变生成的量,⑤升高温度,加快反应速率,不改变生成的量,C符合题意;
D.①加NaOH固体会中和硫酸,降低浓度,减慢反应速率且减少产量,⑤升高温度,加快反应速率,不改变生成的量,D不符合题意;
故答案选C。
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 将0.5 mol 和1.5 mol 置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为
B. 和充分反应分子总数为2
C. 30 g NO和足量的氧气完全反应生成的分子数为
D. 32 g Cu与足量的硫粉反应转移电子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.合成氨是可逆反应,0.5 mol 和1.5 mol 无法完全转化为,实际生成的小于1 mol,热化学方程式中对应完全反应的焓变,因此该反应的不等于-19.3 kJ/mol,A错误;
B.的反应前后分子数不变,因此和混合后,无论反应进行程度如何,分子总数始终为2 mol,即分子总数为2,B正确;
C.30 g NO(物质的量为1 mol)与足量反应生成后,存在可逆反应,因此最终分子数小于,C错误;
D.32 g Cu的物质的量为0.5 mol,与硫粉反应生成(Cu的化合价为+1),每个Cu原子转移1个电子,因此转移电子数为0.5,D错误;
故答案选B。
6. 下列关于热化学方程式的叙述不正确的是
A. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
B. 已知 ,则的燃烧热大于
C. 已知 ,若将的稀与的溶液等体积混合,放出的热量等于
D. ; ,则
【答案】C
【解析】
【详解】A. C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,金刚石的能量大于石墨,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故A正确;
B.已知 ,液态水的能量小于气态水,氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水放出的能量,则的燃烧热大于,故B正确;
C.已知 ,若将的稀与的溶液等体积混合,没有明确溶液体积,不能计算放出的热量,故C错误;
D.固体S的能量小于气态S, ; ,则,故D正确;
选C。
7. 可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在绝热容积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志正确的有
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑧NO2的转化率不再随时间改变而改变
⑨NO与O2的物质的量之比不再随时间改变而改变
⑩n(NO2)∶n(NO)∶n(O2)=2∶2∶1
⑪化学平衡常数K不再随时间改变而改变
A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8个
【答案】B
【解析】
【详解】①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,生成O2是正反应,生成NO2是逆反应,正逆反应速率相等,①符合题意;
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,描述的都是正反应,不能作为判断平衡的标志,②不符合题意;
③反应速率之比等于化学计量数之比,因此无论是否达到平衡,NO2、NO、O2表示的反应速率的比均为2∶2∶1,③不符合题意;
④混合气体的颜色不变化说明NO2的浓度不变化,说明反应达到平衡状态,能作为判断平衡的标志,④符合题意;
⑤该反应是一个反应前后气体的质量不会改变的化学反应,混合气体的质量是守恒的,容器的体积不变,导致混合气体的密度始终不变,所以混合气体的密度不变时不能作为判断平衡的标志,⑤不符合题意;
⑥因该反应是物质的量增大的化学反应,物质的量与压强成正比,未达到平衡状态前,反应体系压强不断变化,当混合气体的压强不随时间的变化而变化,能说明反应达到平衡状态,能作为判断平衡的标志,⑥符合题意;
⑦混合气体的平均相对分子质量在数值上等于其平均摩尔质量,因质量是守恒的,反应达到平衡状态前,气体的物质的量不断变化,只有达到平衡时才不变,混合气体的平均摩尔质量不再变化,证明达到了平衡状态,能作为判断平衡的标志,⑦符合题意;
⑧反应无论正向还是逆向,都会使NO2的转化率改变,故NO2的转化率不再随时间改变而改变,证明达到了平衡状态,能作为判断平衡的标志,⑧符合题意;
⑨若开始时NO与O2的物质的量之比就是2:1,或者都为0,由于NO与O2反应比为2:1,无论是否到达平衡,物质的量之比都保持2:1不变,所以NO与O2的物质的量之比不再随时间改变而改变不能作为判断平衡的标志,⑨不符合题意;
⑩n(NO2)∶n(NO)∶n(O2)=2∶2∶1时只是表示三者的物质的量之比,此时反应仍然有可能正在进行,所以n(NO2)∶n(NO)∶n(O2)=2∶2∶1不能作为判断平衡的标志,⑩不符合题意;
⑪化学反应均有热效应,当绝热容器温度不变时,化学平衡常数K不再随时间改变而改变,说明反应达到平衡,⑪符合题意;
综上所述,①④⑥⑦⑧⑪符合题意,故选B。
8. 下列装置及设计能达到实验目的的是
A. ①:研究浓度对反应速率的影响
B. ②:测定锌与稀硫酸反应的速率
C. ③:探究温度对化学平衡的影响
D. ④:比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果
【答案】C
【解析】
【详解】A.滴加的过氧化氢浓度不同,体积相同,但无法观察到现象,A错误;
B.长颈漏斗可以有气体逸出,气体体积测量不准,B错误;
C.只有温度不同,可探究温度对化学平衡的影响,C正确;
D.催化剂中阳离子、阴离子均不同,不能探究催化剂对H2O2分解速率的影响,D错误;
故选C。
9. 反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点的反应速率:
B. A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C. 由状态B到状态A,可以用加热并维持压强不变的方法
D. 三点的平衡常数K:
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图像可以看出,A、C两点温度相同,C点压强大于A。对气体反应,压强越大,体系内活化分子碰撞频率越大,反应速率越快。因此,C点反应速率大于A,A错误;
B.该反应是气体分子总数增加的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动。但根据勒夏特列原理,平衡移动无法抵消改变平衡的影响。因此,C点的平衡浓度大于A点,C点气体颜色更深,B错误;
C.根据题干条件,该反应,是吸热反应,升高温度有利于平衡向正反应方向移动。图像中,A、B两点压强相同,A点状态下的体积分数大于B点,则。因此,可以通过加热并维持压强不变的方法使体系从状态B到达状态A,C正确;
D.平衡常数只与温度有关,根据C选项的分析可知,且正反应为吸热反应,温度越高K越大,因此完整的关系为,D错误;
故答案选C。
10. 某温度下为了研究合成氨的反应,研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和,在时测得容器内,,,恒温下测得容器内压强变化如图所示,下列说法正确的是
A. M点:
B. 氢气的平衡转化率为50%
C. 改变条件,可使
D. 自起始至达到平衡状态时,氮气的平均速率为
【答案】D
【解析】
【分析】合成氨反应为,正向为气体分子数减小的反应,由图可知恒温恒容下压强随反应的进行而降低,故该反应在时正向进行,时反应达平衡。据此分析。
【详解】A.由图可知,M点时反应向正反应方向进行,故此时,A错误;
B.由图可知平衡时压强为时的,设这个时间段转化的物质的量为x mol,时,,,,据此列出三段式:,根据在恒温、恒容的条件下气体的压强之比等于物质的量之比,则有,解得,可得转化的的物质的量为0.3 mol,再加上从反应开始至时生成0.4 mol ,则转化了0.2 mol,转化了0.6 mol,故的平衡转化率为,B错误;
C.时测得容器内,,,若反应物全部转化为生成物,则,但由于和合成的反应为可逆反应,不可能把反应物全部转化,故,C错误;
D.根据上述分析可知,达到平衡时,,故,D正确;
故答案选D。
11. 三甲胺()是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)转化为三甲胺()。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会放出1.02 eV的能量
B. 该历程中决速步骤为
C. 该历程中的最大能量差值为1.19 eV
D. 升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【分析】该图是DMF在铜催化剂表面转化为三甲胺的反应历程能量图,以反应物的相对能量为0.0 eV,反应经多步吸附中间体的能量波动,最终生成(相对能量-1.02 eV),正反应为放热反应;历程中最大能垒(活化能)为,反应对应决速步骤。据此分析。
【详解】A.由反应物和生成物的相对能量可知,总反应放热为,故1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出的能量,A错误;
B.步骤的能量差值为0.22 eV,最后一步反应的正反应能量差值最高,为,即是决速步骤,B错误;
C.根据B项分析可知该历程中最大能量差值为1.19 eV,C正确;
D.升高温度可以加快反应速率,由图知反应物总能量大于生成物总能量,则正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,DMF的平衡转化率降低,D错误;
故答案选C。
12. 以下对图像的描述错误的是
A. 若图甲容器的体积为2L,发生反应,则0~2s内的平均反应速率
B. 图乙:某温度下发生反应,时刻改变的条件可以是加入催化剂或者增大体系压强(缩小容器体积)
C. 图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数增大,正反应为吸热反应
D. 图丁:对于反应,,
【答案】D
【解析】
【详解】A.由反应计量数和图像分析可知A的物质的量的变化量是C的2倍,可知0~2s内A 的物质的量变化量为0.8mol,故,A正确;
B.对于反应,增大压强或使用催化剂均可以提高反应速率且平衡不发生移动,B正确;
C.由图丙可知,平衡时升高温度正反应速率比逆反应速率增得更多,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,升高温度平衡常数增大,C正确;
D.由T1P1、T1P2两图像可知T1P2对应反应速率更高,说明压强:P2> P1,高压下C的百分含量增加,说明增大压强平衡向正反应方向移动,正反应为气体分子数减小的方向,故,D错误。
故选D。
13. 工业用和合成乙醇:。保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量和发生上述反应,的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.
C. 若,则400K时的平衡转化率为
D. 投料比时,容器内的体积分数不再改变则反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】
【分析】根据图象,m相同时,升高温度, 的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,说明逆反应为吸热反应,投料比 m[]越大,的平衡转化率越大,结合化学平衡的计算方法和影响因素分析解答。
【详解】A.根据图象,m相同时,升高温度,的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,说明逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,,A正确;
B.同一温度下,的投料比 m[]越大,的平衡转化率越大,根据图象,投料比由大到小的顺序为,B正确;
C.投料比 m=3,400K时CO2 的平衡转化率为50%,
则 的平衡转化率=×100%=50%,故C正确;
D.投料比 m=1时,
容器内的体积分数=×100%=50%,始终不变,因此容器内的体积分数不再改变不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
故答案选D。
14. 向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示[0~t1阶段c(B)未画出]。图乙中四个阶段各改变一种不同的条件。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是
A. 若t1=15s,则在0-t1时间段用C表示的化学反应速率为0.004mol.L-1.s-1
B. B的起始物质的量为0.02mol
C. t5~t6阶段改变的条件可能是升高温度
D. t1~t2阶段的K等于t3~t4阶段的K
【答案】B
【解析】
【分析】t3-t4阶段使用了催化剂,反应速率增大,t4-t5改变条件平衡不移动,改变温度或某一组分的浓度,平衡会发生移动,说明t4时改变的条件是减小压强,正逆反应速率同时减小,平衡不移动,则该反应为等体积反应,t5时刻正逆反应速率同时增大,改变的条件为升高温度,t2时正、逆反应速率只有一个突变,说明是改变某一组分的浓度。
【详解】A.从图甲可知,0-15s内C浓度变化量为0.06mol/L,v(C)=0.06mol/L÷15s=0.004mol·L-1·s-1,A正确;
B.根据图甲0-t1时间段,C物质浓度变化量为0.06mol/L,A物质浓度变化量为0.09mol/L,两者的比值为2:3,则两者的系数之比为2:3,再根据该反应为等体积反应,可得反应为3A(g)B(g)+2C(g),则0-t1时间段,B浓度变化量为0.03mol/L,故初始时B浓度为0.02mol/L,初始A浓度为0.15mol/L,物质的量为0.3mol,则体积为2L,故初始B的物质的量为0.04mol,B错误;
C.t5-t6,正逆反应速率均增大,化学平衡移动,改变的条件可能是升高温度,C正确;
D.t1-t5过程中,体系的温度没有改变,则K值不变,D正确;
故答案选B。
15. 甲胺是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应,测得有关实验数据如表,下列说法正确的是
容器编号
温度
起始物质的量
平衡时物质的量
CH3NH2(g)
Ⅰ
530
0
0
Ⅱ
530
0
0
Ⅲ
500
0
0
A. 达到平衡时,体系中关系:,Ⅰ,Ⅱ
B. 达到平衡时,转化率:,Ⅲ
C. 正反应的平衡常数ⅠⅡⅢ
D. 530K时,若起始向容器Ⅰ中充入、、、,则反应将向逆反应方向进行
【答案】C
【解析】
【详解】反应是体积不变的反应,容器Ⅱ相当在容器I基础上增大一倍压强,由于恒温恒容时,增大压强,平衡不移动,所以各物质的含量或浓度均为容器I中各物的2倍,即,Ⅰ,Ⅱ,故A错误;
B.根据三段式可知容器I中反应三段式为:
容器Ⅲ中反应三段式为:
所以,Ⅰ、,Ⅲ,即,Ⅰ,Ⅲ,故B错误;
C.容器I和容器Ⅱ反应均在530k温度下进行,所以反应的平衡常数不变,即ⅠⅡ,,,所以正反应的平衡常数ⅠⅡⅢ,故C正确;
D.此时浓度熵,所以反应将向正反应方向进行,故D错误;
故选:C。
第Ⅱ卷 非选择题(满分55分)
16. 某实验小组用溶液和溶液进行中和热的测定。
(1)配制硫酸溶液:实验至少要用到240 mL稀硫酸溶液,则需要量取的浓硫酸_______mL。
(2)NaOH溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示:
①仪器A的名称_______;
②仪器A的操作方式_______(填字母);
A.上下移动 B.左右移动 C.上下左右同时移动
③分别向的NaOH溶液中加入a.浓硫酸b.稀硫酸c.稀盐酸d.稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、。下列关系正确的是_______。
A. B.
C. D.
(3)已知的反应历程分两步:
第一步:(快速平衡) 第二步:(慢反应)
①用表示的速率方程为;用表示的速率方程为与分别表示速率常数,则_______。
②下列关于反应的说法正确的是_______(填字母)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和
(4)工业合成氨,一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的和反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示:
其中时刻所对应的实验条件改变是_______,平衡常数最大的平衡时间段是_______。
【答案】(1)10.0
(2) ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. A ③. C
(3) ①. ②. B
(4) ①. 减小浓度 ②.
【解析】
【小问1详解】
至少要用到240 mL稀硫酸溶液,根据容量瓶规格,需要配制250 mL的的硫酸溶液,,。
【小问2详解】
①仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒;
②环形玻璃搅拌棒的使用方式是上下搅拌,故选A;
③加入稀硫酸、稀盐酸只发生中和,故,加入浓硫酸时,浓硫酸稀释放热,会放出更多热量,故,加入稀醋酸时,醋酸是弱酸,随反应进行不断电离,电离吸热故放热减少,故,故选C。
【小问3详解】
①由化学方程式系数可知;
②A.反应速率常数只受温度的影响,增大压强,反应速率常数不变,A错误;
B.活化能越大反应速率越慢,第二步是慢反应,第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能,B正确;
C. 反应的总活化能由慢反应的活化能决定,对该反应来说,由第二步反应的活化能决定,C错误;
故选B。
【小问4详解】
其中时刻,正反应速率不变,逆反应速率降低,时刻所对应的实验条件改变是减小浓度;该反应,温度越低,平衡常数越大,时刻降温,平衡常数增大,时刻开始平衡,故平衡常数最大的平衡时间段是。
17. 碘在科研与生活中有重要应用,科研小组Ⅰ用、淀粉溶液、,等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:某碘钟实验分为以下两个反应进行
反应A:
反应B:
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号
体积
溶液
水
KI溶液
溶液
淀粉溶液
溶液变蓝时间t/s
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
10
②
5.0
5.0
4.0
4.0
2.0
20
③
10.0
2.0
4.0
2.0
20
④
4.0
0.0
4.0
10.0
2.0
溶液未变蓝
(1)总反应的离子方程式为_______。在其中产生的作用为_______。
(2)表中_______mL。实验①用的浓度变化表示的反应速率为_______。
(3)结合有效碰撞理论解释前三组实验中溶液变蓝所需时间最短的为①的原因为_______。
(4)已知A反应的速率方程为:,式中为常数,根据实验数据可推知_______,_______。
(5)由实验①②③溶液变蓝,实验④溶液未变蓝的现象可推知该“碘钟实验”的决速步骤为_______(填“反应A”或“反应B”)。
【答案】(1) ①. ②. 催化剂
(2) ①. 2.0 ②. 0.002mol/(L·s)
(3)当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大
(4) ①. 1 ②. 1
(5)反应A
【解析】
【分析】探讨反应物浓度对化学反应速率的影响时,采用控制变量法,也就是每次实验只允许存在一个变量。实验①③相比,K2S2O8在混合溶液中的浓度应相同,混合溶液的总体积相同,则10.0++2.0+4.0+2.0=10.0+0.0+4.0+4.0+2.0,=2.0。实验①④相比,减小K2S2O8浓度,增大浓度,但溶液未变蓝,表明反应A进行的程度很小,反应速率慢。
【小问1详解】
反应A:,反应B:,两步反应加和,消去I-和I2,可得出总反应的离子方程式为。I-是被消去的物质中出现在第一个反应中的反应物,则其在反应中产生的作用为催化剂。
【小问2详解】
依据分析可得,表中2.0mL。实验①用的浓度变化表示的反应速率为=0.002mol/(L·s)。
【小问3详解】
实验①中,溶液的浓度与②③组相同,但K2S2O8或KI的浓度都是三组中最大的,所以前三组实验中溶液变蓝所需时间最短的为①,结合有效碰撞理论解释,原因为:当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大。
【小问4详解】
①②相比,,2m=2,m=1;①③相比,,2n=2,n=1。
【小问5详解】
由分析可知,当减小K2S2O8浓度时,实验④溶液未变蓝,则表明溶液中I2未达到使淀粉变蓝的浓度,也就是反应A很慢,所以由实验①②③溶液变蓝,实验④溶液未变蓝的现象可推知该“碘钟实验”的决速步骤为反应A。
【点睛】几个平行反应中,速率慢的那步反应为决速步。
18. 甲醇制烯烃(MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术。煤制烯烃主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为,在不同温度下,。
①_______0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行,500℃测得某时刻体系内、、物质的量分别为、、,则此时生成的速率_______消耗的速率(填“>”、“<”、“=”)。
(2)通过研究外界条件对反应的影响,尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。
甲醇制烯烃的主要反应有:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
①转化为的热化学方程式为Ⅳ:_______。
②恒压条件下,加入作为稀释剂,反应Ⅰ中的产率将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)我国科学家开发的特殊催化剂用于制备,有利于实现“双碳”目标:,过程中可得副产物甲酸:。
①在合适催化剂的作用下,在恒容容器中充入一定量的与,反应进行相同的时间测得体系中HCOOH和的体积分数随温度的变化如图所示,则主反应与副反应中活化能较大的反应是_______(填“主反应”或“副反应”);600K后,的体积分数减小的主要原因为_______。
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为的物质的量为2.5mol,则该温度下,副反应的平衡常数_______。
【答案】(1) ①. < ②. <
(2) ①. ②. 增大
(3) ①. 主反应 ②. 正反应为放热反应,600K时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动 ③. 0.4
【解析】
【小问1详解】
①由不同温度下的K值,升高温度,K值减小,则平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,<0。
②若反应在容积为2 L的密闭容器中进行,500℃测得某时刻体系内、、物质的量分别为、、,则,则反应逆向进行,此时生成的速率<消耗的速率;
【小问2详解】
①已知:
I.
Ⅱ.
由盖斯定律,3×I-2×Ⅱ得反应Ⅳ: ;
②I为气体分子数增大的反应,恒压条件下,加入作为稀释剂,则反应中各物质分压减小,平衡正向移动,使得反应Ⅰ中的产率将增大。
【小问3详解】
①活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,由图,升高温度的过程中,生成HCOOH的反应首先达到平衡,说明生成HCOOH反应的活化能较小,发生速率较快,故主反应与副反应中活化能较大的反应是主反应;正反应为放热反应,600K时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动,使得600K后,的体积分数减小;
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为,的物质的量为2.5mol,则共反应氢气3.5mol,由三段式:
平衡时二氧化碳、氢气、甲酸分别为0.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,则该温度下,副反应的平衡常数。
19. 规范、科学处置废旧锂离子电池具有重要的环保意义和经济价值。废旧锂离子电池的正极材料主要含有及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示。
已知:
①难溶于水。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
开始沉淀的pH
2.7
7.6
7.0
3.4
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.0
4.7
(1)化合物中钴元素的化合价为________价。
(2)“碱溶”过程主要发生的离子方程式为__________。
(3)为提高“酸溶”的速率,可采取的措施有________(任写两条)。
(4)“调pH”时,用氨水调节pH的范围为__________。“调pH”之后,需要加热煮沸10min,冷却后再“过滤”。煮沸10min的作用是_________。
(5)已知“沉钴”过程中产生了气体,请写出发生反应的离子方程式__________。
(6)也可采用有机磷萃取的方法将与分离,萃取的反应原理如下:(有机层),则从有机相中分离出需向有机溶剂中加入试剂__________。
(7)在空气中煅烧生成钴的氧化物和,测得充分煅烧后固体质量为24.1g,的体积为6.72L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为_________。
【答案】(1)+3 (2)
(3)搅拌或适当升温或适当增大硫酸、双氧水的浓度
(4) ①. 3.7~7.0 ②. 破坏胶体,易于过滤
(5)
(6)
(7)
【解析】
【分析】废旧锂离子电池的正极材料主要含有及少量Al、Fe等,加入氢氧化钠溶液,将铝转化为,过滤得到含有的滤液和滤渣;向滤渣中加入稀硫酸和过氧化氢溶液酸溶,将铁转化为Fe3+,转化为Co2+和Li+,向反应后的溶液中加入氨水调节溶液pH在3.7~7.0范围内,将溶液中的Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣;向滤液中加入碳酸氢铵溶液,将溶液中的Co2+转化为CoCO3沉淀,过滤得到CoCO3和滤液;向滤液中加入碳酸钠溶液,将溶液中的Li+转化为Li2CO3沉淀,过滤得到碳酸锂和滤液。
【小问1详解】
中氧元素的化合价为—2价,锂元素的化合价为+1价,由化合价代数和为0可知,钴元素的化合价为+3价;
【小问2详解】
由分析可知,“碱溶”过程中发生的反应为铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为;
【小问3详解】
搅拌、适当升温、适当增大硫酸和双氧水的浓度能提高“酸溶”的速率;
【小问4详解】
由分析可知,加入氨水调节溶液pH目的是将溶液中的Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,而不沉淀Co2+,则pH应在3.7~7.0范围内;煮沸10min的作用是破坏胶体,易于过滤,达到分离的目的;
【小问5详解】
“沉钴”过程是硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴、硫酸铵、水和二氧化碳,其发生反应的离子方程式为;
【小问6详解】
从有机相中分离出则使平衡(有机层)逆向移动,不引入杂质的情况下,加入的物质是;
【小问7详解】
由碳元素守恒得:n(CoCO3)=n(CO2)= ,由Co元素守恒知氧化物中Co元素为0.3 mol,则氧元素n(O)= =0.4mol,则n(Co):n(O)=3:4,则该钴氧化物的化学式为。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$