内容正文:
高二化学试卷
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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14小题,每小题3分,共42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.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A. 碳酸钙受热分解 B. 乙醇的燃烧
C. 铝粉与氧化铁粉末反应 D. 氧化钙溶于水
2.和在一定条件下能发生反应: ,已知:a、b、c均大于零,下列说法不正确的是( )
A. 反应物的总能量高于生成物的总能量
B. 断开1 mol H-H键所释放的能量为b kJ
C. 断开2 mol H-I键所需能量约为kJ
D. 向密闭容器中加入2 mol和2 mol,充分反应后放出的热量小于2a kJ
3.某些化学键的键能如表所示:
键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—Cl
H—Br
H—I
键能/kJ·mol-1
436
243
193
151
431
356
299
下列有关说法中正确的是( )
A. 1 mol H2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应,则与碘完全反应放出的热量最多
B. H—F键的键能大于431 kJ·mol-1
C. H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-248 kJ·mol-1
D. 稳定性最强的化学键是H—Cl键
4.几种物质转化时的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在一定条件下,化学反应的反应热与反应的途径有关
B. 28 g CO(g)在中完全燃烧,放出的能量为566.0 kJ
C.
D. 反应1中,反应物的总能量小于生成物的总能量
5.反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A. 1 mol比2 mol能量更低
B. 该反应是放热反应
C. 表示断裂2 mol中化学键吸收的能量
D. 2 mol的总键能大于1 mol的总键能
6.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是( )
A. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1 B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
C. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1 D. CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
7.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A. 增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多
B. 其他条件不变,温度越高,化学反应速率越快
C. 使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
D. 的反应速率一定比的反应速率大
8.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. 从中间体到产物,无论从稳定性还是速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. 其他条件不变,加入适量可有效提高总反应速率
C. 升高温度,X、Y的生成速率均增大
D. 一定条件下,适当加热可提高X的产率
9.下列关于图像的解释或得出的结论不正确的是( )
A. 由甲图可知,反应在时可能改变压强
B. 由乙图可知A点,
C. 由丙图可知,正反应活化能小于逆反应活化能
D. 由丁图可知A点
10.三元催化转换器可除去汽车尾气中以上的污染物。在一恒容密闭容器中加入和一定量的NO,发生反应,按不同投料比时,CO的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. B. 该反应
C. a、b、c对应平衡常数 D. 反应温度为时,向平衡体系充入适量NO,可实现由b到c的转化
11.结合图像,下列说法正确的是( )
A. ΔH1该反应是焓增熵减的过程
B. ΔH2, ΔH1<0.5ΔH2
C. 时,能自发
D. 时,不能自发
12.用于净化汽车尾气的反应:2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),已知常温下该反应速率极慢,570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是 ( )
A. 该反应在常温下进行不需要催化剂
B. 提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
C. 装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
D. 570 K时该反应正向进行的程度很大,故使用催化剂并无实际意义
13.在水溶液中,下列物质的电离方程式书写正确的是( )
A. B. HF=H++F-
C. D.
14.判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液一定显碱性的是( )
A. 能够使甲基橙呈黄色的溶液 B. 的溶液
C. 溶液中: D. 溶液中:
二、非选择题(共4个大题,共58分)
15(12分).氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol (g)过程中能量的变化示意图。N2和H2反应的热化学方程式为 。
(2)已知某些共价键的键能数据如下表:
化学键
H-H
Cl-Cl
Br-Br
H-Cl
H-I
N≡N
H-O
键能/
436
243
194
432
299
946
463
数据上表和上图中数据计算N-H键的键能为 。
②1 mol Cl2分解为气态原子时,需要 (填“吸收”或“放出”)243kJ的能量
③根据上表中所列共价键的键能,形成的最稳定的单质分子是 。
(3)用催化还原可以消除氮氧化物的污染。
已知: ①
②
若将NO还原至,该反应过程中的反应热 (用含a、b的式子表示)。
16(16分).能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。请回答下列问题:
(1)一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,符合该过程能量变化的示意图为 (填序号);等质量的金刚石和石墨完全燃烧,释放热量较多的是 (填“石墨”或“金刚石”)。
(2)已知时,断开键、键、键分别需要吸收能量。该温度下,和反应生成1 mol HI时,会 (填“放出”或“吸收”) kJ能量。
(3)一定条件下,向1 L恒温恒容密闭容器中充入,发生反应。反应过程中测定的部分数据如下表所示。
0
50
150
250
350
450
0
0.12
0.18
0.2
0.2
①的值是 。
②50 s时,的转化率为 %。
③达到平衡状态时,容器中的体积分数是 %(计算结果保留三位有效数字)。反应达平衡后再向该容器中充入,反应 (填“向正反应方向”“逆反应方向”或“不”)移动。
④当该反应达到化学平衡状态时,仅改变一个措施可以使反应速率增大,该措施为 (填序号)。
A.加入合适的催化剂 B.增大容器体积
C.保持容器体积不变,充入He(不参与反应) D.向容器中再充入一定量的
17(16分).Ⅰ、某小组利用(草酸)溶液和硫酸酸化的溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性溶液褪色所需时间来判断反应的快慢,该小组设计了如下方案,已知:
实验编号
0.1 mol/L酸性溶液的体积/mL
0.6 mol/L 溶液的体积/mL
的体积/mL
实验温度/℃
溶液褪色所需时间/min
①
10
35
25
②
10
10
30
25
③
10
10
50
(1)表中 mL。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 (填编号)。
(3)已知可将氧化成,请写出溶液与溶液反应的离子方程式 。
(4)溶液褪色所需时间、、由长到短的顺序是 。
Ⅱ、某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(5)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为 。
(6)若上述反应中X、Y、Z分别为,某温度下,在容积恒定为2.0 L的密闭容器中充入2.0 mol 和2.0 mol ,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:
t/s
0
50
150
250
350
/
0
0.24
0.36
0.40
0.40
50—150 s内的平均反应速率 。
(7)为加快反应速率,可以采取的措施是 。
a.降低温度 b.增大压强 c.恒容时充入He气
d.恒压时充入He气 e.及时分离
18(14分).草酸()是一种易溶于水的二元有机弱酸,可与酸性KMnO4溶液发生反应。某课外小组探究外界条件对反应速率的影响。请回答下列问题:
实验编号
所加试剂及用量/mL
条件
溶液褪色所需时间/min
0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液
0.01 mol·L-1KMnO4溶液
3.0 mol·L-1稀H2SO4
水
温度/℃
1
12.0
2.0
3.0
3.0
20
a
2
6.0
2.0
3.0
V1
20
b
3
V2
2.0
3.0
9.0
30
c
(1)请写出酸性高锰酸钾与草酸反应的离子方程式: 。
(2)完成此实验设计,其中:V1= 。
(3)对比实验1、2可探究 对反应速率的影响。
(4)实验过程中,发现反应开始一段时间溶液褪色不明显,不久后迅速褪色。甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致,重做实验②,测定反应过程中不同时间的温度,结果如下:
时间/s
0
2
4
6
8
10
温度/K
290
291
291
291.5
292
292
①结合实验目的与表中数据,得出的结论是 。
②你猜想可能是 的影响。若证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的最佳试剂是 (填标号)。
A.硫酸钾 B.水 C.二氧化锰 D.硫酸锰
(5)若c=10,请计算第三组实验条件下的该反应的速率v(KMnO4)= 。
一、单选题
1. A【解析】碳酸钙受热分解为吸热反应,其生成物的总能量大于反应物的总能量;乙醇的燃烧反、铝与氧化铁粉未反应、氧化钙溶于水都为放热反应,都是生成物的总能量小于反应物的总能量,故只有A符合题意。 答案选A
2. B【解析】该反应,为放热反应,故反应物的总能量高于生成物的总能量,A正确;断开1 mol H-H键需要吸收b kJ能量,B错误;,可得断开2 mol H-I键所需能量约为kJ,C正确;该反应是可逆反应,容器中加入的2 mol 和2 mol 不能完全转化为生成物,故反应放出的热量小于2a kJ,D正确。答案选B
3. B【解析】据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,故1 mol H2(g)分别和Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应的分别为:ΔH1=(436+243-2×431) kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1、ΔH2=(436+193-2×356) kJ·mol-1=-83 kJ·mol-1、ΔH3=(436+151-2×299) kJ·mol-1=-11 kJ·mol-1,故与氯气反应放出的热量最多,A错误;同主族从上到下非金属性减弱,气态氢化物越不稳定,则键能越小,据表格数据,可得H—F键的键能大于431 kJ·mol-1,B正确;据A项分析,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=(436+243-2×431) kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,C错误;键能越大,键越稳定,则H—H 键最稳定,D错误。答案选B
4. C【解析】据盖斯定律,反应热只与物质的始态和终态有关,与反应途径无关,A错误;据反应2即完全燃烧放出283.0 kJ能量,B错误;反应1:2C(s)+2O2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH1=-221.0 kJ·mol-1,反应2:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1,据盖斯定律,反应3=-(反应1+反应2),则ΔH3=-(ΔH1+ΔH2)=-(-221.0-566.0)=+787.0 kJ·mol-1,C正确;反应1的ΔH1<0,,可得反应物总能量大于生成物总能量,D错误。答案选C
5. D【解析】由能量图可知,反应物的能量高于生成物的能量,即1 mol 比2 mol 能量更低,A正确,据A项分析可得该反应为放热反应,B正确;E1是为2 mol 化学键断裂生成2 mol N+4 mol O原子的能量差,即断裂2 mol 中所有化学键吸收的能量,C正确;该反应为ΔH<0,即ΔH=反应物总键能-生成物总键能<0,故2 mol 的总键能小于1 mol 的总键能,D错误。答案选D
6. C【解析】ΔH为“+”表示吸热,CH4完全燃烧是放热反应,A错误;ΔH为“+”表示吸热,CH4完全燃烧是放热反应,B错误;0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445 kJ热量,所以1 mol CH4完全燃烧放出890 kJ热量,C正确;0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,化学计量数为1/2,放出445 kJ热量,D错误。答案选C。
7. B【解析】增大反应物浓度会增加单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,A错误;其他条件不变时,升高温度会使普通分子转变为活化分子,活化分子百分数增大,速率加快,B正确;催化剂只改变反应速率不改变反应焓变,不会改变吸收或放出的热量,C错误;未指明具体物质或反应,不同物质或不同反应表示的速率无法直接比较快慢,D错误。答案选B
8. B【解析】中间体到产物II的活化能小于到产物I的活化能,且产物II能量更低,产物更稳定,A正确;第一步活化能最高,使反应的决速步,该步反应中,反应物为苯和,HO3SO-不参与反应,故加入HO3SO-无法提高总反应速率,B错误;温度升高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;适当升温对活化能高的反应速率促进更显著,据图示可知,生成X的活化能高于Y,故适当升温能加快X生成速率,提高其产率,D正确.答案选B
9. D【解析】若反应前后气体分子数不变,减小压强,正、逆反应速率同等程度减小,但平衡不移动,故时可能改变(减小)压强,A正确;乙图中,曲线上的都为该温度下的平衡点,A点位于曲线以上,大于该温度下的平衡转化率,此时平衡会向逆反应方向移动,,B正确;根据丙图可知该反应为放热反应,=正反应活化能-逆反应活化能<0,故正反应活化能小于逆反应活化能,C正确;A点是两曲线的交点,说明此时c(反应物)=c(生成物),不一定达到平衡状态,D错误。答案选D
10. C【解析】温度相同时,越大,越大,CO的平衡转化率越小,则,A错误;看一条曲线(如)温度升高,CO的平衡转化率降低,即平衡逆向进行,故该反应,B错误;因该反应,温度越高,则K越小,故,C正确;温度为时的平衡体系,充入适量NO,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,故不能实现由b到c的转化,D错误。答案选C
11. B【解析】据图示,反应可自发进行,但温度升高不变,故可知该反应的,A错误;设反应①为,反应②为,据盖斯定律,,=,B正确;时,反应的,反应不能自发,C错误;时,目标反应可由和相加得到,图像可知,时,,且,因此总,反应能自发,D错误。答案选B
12. B【解析】常温下该反应速率极慢,故需要催化剂加快反应速率,A错误;研制高效催化剂可提高反应速率,解决该反应极慢的问题,有利于提高尾气净化的效率,B正确;净化汽车尾气的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全进行,则尾气中的一氧化氮和一氧化碳不能完全转化,排出的气体中一定含有一氧化氮和一氧化碳,C错误;使用催化剂不影响平衡的移动,但能够加快反应速率,则使用催化剂具有很大的实际意义,D错误。
13. D【解析】NaHCO3为强电解质,但为弱酸根,在溶液中不能完全电离,电离方程式为:、,A错误;HF为弱酸,不能完全电离,电离方程式为:HF⇌H⁺+F⁻,B错误;H2SO3是二元弱酸,应分步电离:,C错误;NH3·H2O是弱碱,电离方程式为:,D正确;答案选D
14. C【解析】常温下,能使甲基橙呈黄色的溶液,其pH应大于4.4,该溶液溶液可能呈酸性、中性或碱性,A错误;常温下,pH>7的溶液呈碱性,但没说明温度,故pH>7的溶液不一定显碱性,B错误;溶液中,如c(H+)<c(OH-),则该溶液一定显碱性,C正确;常温下,pH>7[或c(H+)<1×10-7 mol·L-1]的溶液一定显碱性,如果升温,水的KW大于1×10-14,则,溶液不一定呈碱性,D错误。答案选C
二、非选择题
15. (1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(2) 391 吸收 N2
(3)【解析】(1)根据图示,生成1 mol氨气反应放热300 kJ -254 kJ=46 kJ,则N2和H2反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
(2)①据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,故,解得;
②据表格:1 mol Cl2分解为Cl时,需要吸收243 kJ的能量;
③键能越大,物质越稳定,据表格数据可知,形成最稳定的单质分子为N2;
(3)据盖斯定律,可得, 。
16. (1)A 金刚石(2)放出 5.5 (3)0.2 12 16.7 逆反应方向 AD【解析】(1)石墨转化为金刚石吸收能量,故石墨的总能量低于金刚石的总能量,A符合题意;等质量金刚石的能量高于石墨,完全燃烧生成等量的二氧化碳,故释放热量较多的是金刚石。
(2)据=反应物的总键能-生成物的总键能,+HI,=,故和反应生成1 mol HI时,会放出 5.5 kJ能量。
(3)①据表格可知,250 s时,三氯化磷的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,故x的值为0.2。
②50s时的三氯化磷为0.12 mol,则转化的五氯化磷也为0.12 mol,故五氯化磷的转化率为。
③平衡时,分别为0.8mol、0.2mol、0.2mol,气体的总物质的量为1.2 mol,则氯气的体积分数为。容器的体积为1 L,该温度下,,反应达平衡后再向该容器中充入,,故反应向逆反应方向移动。
④催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,A符合题意;增大容器体积,浓度减小,反应速率减慢,B不符合题意;保持容器体积不变,充入惰性气体,反应物及产物的浓度不变,反应速率不变,C不符合题意;再充入一定量的 ,反应物浓度增大,反应速率,D符合题意。
17. (1)5
(2)②③
(3)
(4)t1>t2>t3
(5)
(6)
(7)b
【解析】(1)实验①和②探究关于浓度对反应速率的影响:要保证除H2C2O4浓度外,其他条件(如溶液总体积、酸性KMnO4溶液浓度和体积、温度等)相同,故总体积必须相同,实验②溶液总体积为 50 mL,可得实验①中V1=50 - 10 - 35 = 5 mL。
(2)V2=50 - 10 - 10 = 30 mL,实验②和③中,酸性KMnO4、H2C2O4溶液体积相同,只有温度为变量,故探究温度对化学反应速率影响的实验编号是②和③。
(3)KMnO4为氧化剂,H2C2O4为还原剂,其产物分别为,离子方程式为。
(4)温度相同,实验②中H2C2O4溶液浓度比实验①大,浓度越大,反应速率越快,故实验②的反应速率比实验①快,溶液褪色所需时间t1>t2。H2C2O4溶液浓度相同,实验③温度比实验②高,温度越高,反应速率越快,所以实验③的反应速率比实验②快,溶液褪色所需时间t2>t3。综上,溶液褪色所需时间由长到短的顺序是t1>t2>t3。
(5)根据图示可知X、Y为反应物,Z为生成物,X、Y、Z变化量分别为:Dn(X)=0.3 mol、Dn(Y)= 0.1 mol、Dn(Z)=0.2 mol - 0mol = 0.2 mol,据物质的化学计量数之比等于其物质的量变化量之比,n(X):n(Y):n(Z)=0.3 mol:0.1 mol:0.2 mol = 3:1:2,该反应的化学方程式为。
(6)50 – 150 s内,NH3表示的反应速率为:。据速率之比等于其化学计量数之比,可得。
(7)降低温度,反应速率减慢,a不符合要求;压强增大,体积减小,反应物浓度增大,反应速率加快,b符合要求;恒容充入He气,反应物浓度不变,反应速率不变,c不符合要求;恒压充入He气,容器容积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,d不符合要求;及时分离NH3,平衡正向移动,但反应速率减慢,e不符合要求。答案选b
18. (1)2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O
(2)9.0
(3)H2C2O4浓度
(4) 温度不是反应速率突然加快的原因 催化剂() D
(5)1.010-4
【解析】(1)酸性高锰酸钾与草酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、锰离子和水,其离子方程式为:2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O。
(2)据控制变量法的原则,实验1、2探究H2C2O4浓度对反应速率的影响,两组实验溶液的总体积应保持一致,故V1=12+2+3+3-6-2-3=9。
(3)混合溶液总体积相等,实验1、2中所用0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液的浓度不同,故实验目的为:探究H2C2O4浓度对反应速率的影响。
(4)①根据表中温度变化,可以得出的结论是:温度不是反应速率突然加快的原因;
②KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰,故猜想可能是的催化作用,要想验证锰离子的催化作用,应做对比实验时加入硫酸锰观察反应速率是否变化,故选D。
(5)实验2,3温度不同,探究的是温度对反应速率的影响,混合溶液的总体积应该相等,则V2=20-3-2-9=6,n(H2C2O4)=0.01 mol/L×0.006 L=6.0×10-5mol,n(H2C2O4)=0.01 mol/L×0.002 L=2.0×10-5 mol,据反应原理可知草酸过量,故v(KMnO4)= =1.010-4。
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