精品解析:安徽皖北七校2025-2026学年高二上学期11月期中化学试题
2026-02-11
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内容正文:
2025~2026学年度第一学期高二年级期中联考
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:鲁科版选择性必修1第1章~第2章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题(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. 美好生活离不开化学知识的合理应用。下列有关化学知识运用错误的是
A. 开发和应用光伏、风能等新能源有利于降低碳排放
B. 铁器破损后用铜、铝、锡等金属修补
C. 铁粉、炭粉和食盐组成食品去氧剂
D. 其他条件相同时蜂窝煤比块状煤燃烧更充分
2. 冰融化成水的过程中焓变和熵变均正确的是
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下列有关铁的腐蚀与防护的说法正确的是
A. 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的正极反应相同
B. 镀锌铁镀层破损对铁不再具有保护作用
C. 钢铁腐蚀过程中发生吸热反应
D. 钢铁进行表面钝化处理时应与电源正极相连
4. 勒夏特列原理在生产、生活中有广泛应用。下列做法或现象与该原理无关的是
A. 海水提溴中,通入氯气之前用硫酸酸化海水 B. 在氢氧燃料电池的电极表面涂一层铂粉
C. 夏天,打开冰镇汽水瓶盖时产生大量泡沫 D. 用乙酸和乙醇反应制备乙酸乙酯时添加过量乙醇
5. 热值指单位质量燃料完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。表格所示可燃物的摩尔燃烧焓与图中丙的热值相匹配的是
选项
A
B
C
D
可燃物
H2(g)
C3H6(g)
CH3CH2OH(l)
CH4(g)
摩尔燃烧焓/
kJ·mol-1
285.8
2219.9
1366.8
890.3
A. A B. B C. C D. D
6. 某温度下,向恒容密闭容器中加入一定量的碳酸钙发生反应: ,下列说法正确的是
A. 该反应一定不能自发进行 B. 充入一定量氩气,平衡不移动
C. 升高温度,平衡正向移动,逆反应速率减小 D. 压缩容器体积,达新平衡后CO2浓度增大
7. 根据下列实验操作及现象,能得出正确结论的是
选项
操作及现象
结论
A
甲、乙试管分别装有10 mL 30%的双氧水,在甲中滴加少量KI溶液,乙中不另加试剂,甲中产生气泡,乙中不明显
KI能加快H2O2分解反应
B
向纯锌和稀硫酸的混合液中滴加几滴CuSO4溶液,产生气泡速率明显加快
CuSO4作催化剂
C
向FeCl3溶液中滴1滴KSCN溶液,再加入稀KCl溶液,颜色变浅
平衡向左移动,抑制生成
D
某反应在恒容密闭容器中进行,开始时混合气体压强逐渐增大
正反应一定是熵增反应
A. A B. B C. C D. D
8. 下列说法正确的是
A. ,则反应的
B. 在稀溶液中, ,若将1molNaOH固体加入稀盐酸中,放出的热量等于57.3kJ
C. 完全燃烧生成液态水和气体,放出445kJ的热量,燃烧热的热化学方程式可表示为
D. 下,将和置于密闭容器中反应生成,放热akJ,其热化学方程式可表示为
9. 中国是世界上最大的合成氨生产国之一,合成氨反应原理: ΔH=-92.4 kJ·mol-1及反应流程如图所示。下列说法正确的是
A. 合成塔中充入的N2越多,N2的转化率越大
B. 使用催化剂,可提高合成氨的生成速率和平衡产率
C. 及时分离出液氨,可提高原料的利用率
D. 实际生产中,常采用低温、超高压的条件提高氨产率
10. 许多有机化学反应包含电子的转移,使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。用丙烯腈()电有机合成己二腈的装置如图所示。电极总反应为。下列说法错误的是
A. N极发生还原反应生成己二腈
B. M极反应为
C. 理论上反应过程中仅需补充丙烯腈与水
D. 生成1 mol己二腈的同时产生11.2 L(标准状况)
11. 常温下,向2 L的恒容密闭容器中充入1 mol X和2 mol Y,发生反应:,5 min时测得Y的转化率为20%,下列说法错误的是
A. 5 min时容器中X、Z物质的量相同
B. 前5 min的平均反应速率 mol·L-1·min-1
C. 5 min时X的体积分数为25%
D. 反应达平衡时
12. 科学家用计算机模拟钼基催化下CH4被氧化的部分反应历程,如图所示。下列说法正确的是
A. 上述历程包括3个基元反应且都放出热量
B. 第1步基元反应的速率最快
C. 上述反应有非极性键的断裂和形成
D. 上述历程生成2 mol CH3OH(g)时放出热量为193.00 kJ
13. 燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池,其工作原理如图所示。电池总反应为。下列说法错误的是
A. 电子的流向为a→外电路→b
B. 负极反应式为
C. 由b极区通过离子交换膜进入a极区
D. 若电路中转移,则消耗
14. 在恒容刚性密闭容器中,充入等体积的和发生反应:,测得物质的量分数与温度关系如图所示。
下列说法错误的是
A. B. C. D.
二、非选择题
15. 化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)下列反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量的为___________(填字母)。
A. 与水反应 B. 与灼热的木炭反应
C. 晶体与晶体反应 D. CO燃烧生成
(2)用催化加氢可以制取乙烯:。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H=___________(用含a、b的式子表示)。
(3)已知25℃ 101kPa时,相关物质的相对能量如表所示:
物质
(g)
(g)
(g)
(l)
相对能量()
0
0
-242
-286
表示(g)燃烧热的热化学方程式为___________。
(4)二甲醚()是重要的化工原料,也可用CO和制得,总反应的热化学方程式如下: 。
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
ⅰ.甲醇合成反应:___________。
ⅱ.甲醇脱水反应:
①补全甲醇合成反应的热化学方程式:___________。
②若起始时向容器中投入2mol CO和4mol ,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为___________。
(5)实验室用50mL 0.50盐酸与50mL 0.50 NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器,该仪器名称为___________;25℃ 101kPa时,稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为57.3kJ,则0.1的醋酸溶液与0.1的NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量___________(填“大于”“小于”或“等于”)57.3kJ。
16. 为了有效降低能耗,过渡金属催化还原氮气合成氨被认为是具有巨大前景的一种合成氨方法。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。回答下列问题:
(1)从能量角度分析,催化剂的作用是___________。
(2)合成氨的热化学方程式为___________,反应在___________(填“低温”“高温”或“任意条件”)下可以自发进行。
(3)氨气的脱附是___________(填“吸热”或“放热”)过程。已知氮的吸附分解所需活化能最高,实际生产时适当提高N2的比例更能加快合成氨反应的进行,理由是___________。
(4)若向2 L恒容容器中充入1 mol 与足量充分反应,10 min时反应恰好达平衡状态,此时测得反应放热27.6 kJ,则0~10 min ___________mol·L-1·min-1,N2的平衡转化率为___________。
(5)仅从平衡移动角度分析,合成氨最适宜采用的条件是___________(填“高温高压”“高温低压”“低温高压”或“低温低压”)。
17. 电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、经济飞跃的主要动力。回答下列问题:
(1)汽油燃料电池工作原理如图1所示,电解质为掺杂了的晶体,在高温下能传导。以辛烷代表汽油,写出该电池工作时的负极反应式:___________。2.24L(标准状况下)发生反应,理论上转移电子的物质的量为___________mol。
(2)实验小组利用汽油燃料电池与图2装置研究金属的腐蚀与电解原理的应用。
①装置ⅰ中钢铁发生___________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀,若利用汽油燃料电池对于钢铁进行保护,应将钢铁与铂电极___________(填“1”或“2”)相连。
②装置ⅱ中a极电极反应式为___________。
③利用装置ⅲ电解饱和食盐水制取NaOH,写出电解时反应的离子方程式:___________,电解过程中d极pH___________(填“增大”或“减小”)。
18. 开展碳—()化学研究对保障我国能源安全,具有重要意义。回答下列问题:
(1)根据下表相关信息,反应的___________(用含的代数式表示);___________(用含的代数式表示)。
相关反应
化学平衡常数
ⅰ
ⅱ
(2)一定温度下,反应的平衡常数为1.0,保持温度不变,向1 L固定体积的密闭容器中充入各1 mol的CO和H2O(g),5 min后达到平衡,则内用表示的化学反应速率为___________;CO的转化率为___________。
(3)一定温度下,和反应可制备合成气(和):。在恒温恒压下进行该反应,下列能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 容器内和的物质的量浓度之比是1:1
B. 的消耗速率等于CO的生成速率的0.5倍
C. 容器的体积保持恒定
D. 容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
(4)在密闭容器中投入1 mol CO和,发生反应。实验测得CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。
①该反应的正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②___________(填“>”或“<”)。
③设点对应平衡体系的容积为2 L,该温度下反应的平衡常数___________。
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2025~2026学年度第一学期高二年级期中联考
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:鲁科版选择性必修1第1章~第2章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题(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. 美好生活离不开化学知识的合理应用。下列有关化学知识运用错误的是
A. 开发和应用光伏、风能等新能源有利于降低碳排放
B. 铁器破损后用铜、铝、锡等金属修补
C. 铁粉、炭粉和食盐组成食品去氧剂
D. 其他条件相同时蜂窝煤比块状煤燃烧更充分
【答案】B
【解析】
【详解】A.开发和应用光伏、风能等新能源能够减少化石燃料的燃烧,有利于降低碳排放,A正确;
B.铁器破损后不能用铜、锡修补,铁比铜、锡活泼,会构成原电池,从而加快铁的腐蚀,B错误;
C.铁粉、炭粉和食盐吸潮后可以形成原电池,加速铁的吸氧腐蚀,能够作食品去氧剂,C正确;
D.其他条件相同时,蜂窝煤与空气的接触面积比块状煤更大,燃烧速率更快,且燃烧更充分,D正确;
故答案选B。
2. 冰融化成水的过程中焓变和熵变均正确的是
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】冰融化成水吸热,,液态时的熵大于固态时的熵,冰融化为水的过程是熵增大的,,C项符合题意;
答案选C;
3. 全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下列有关铁的腐蚀与防护的说法正确的是
A. 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的正极反应相同
B. 镀锌铁镀层破损对铁不再具有保护作用
C. 钢铁腐蚀过程中发生吸热反应
D. 钢铁进行表面钝化处理时应与电源正极相连
【答案】D
【解析】
【详解】A.析氢腐蚀的正极是氢离子得电子放出氢气,吸氧腐蚀的正极是氧气得电子并结合水生成氢氧根离子,正极反应不同,故A错误;
B.锌比铁活泼,锌镀层破损时,构成原电池,由于锌作负极,对铁(正极)仍具有保护作用,故B错误;
C.钢铁腐蚀过程中,铁发生氧化反应,该反应放热,故C错误;
D.钢铁进行表面钝化形成致密氧化膜,铁(阳极)发生氧化反应,所以应该与电源正极相连,并使电压维持在可使钢铁发生钝化作用的范围内,故D正确;
选D。
4. 勒夏特列原理在生产、生活中有广泛应用。下列做法或现象与该原理无关的是
A. 海水提溴中,通入氯气之前用硫酸酸化海水 B. 在氢氧燃料电池的电极表面涂一层铂粉
C. 夏天,打开冰镇汽水瓶盖时产生大量泡沫 D. 用乙酸和乙醇反应制备乙酸乙酯时添加过量乙醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.用硫酸酸化海水,抑制氯气与水反应,与平衡有关,A项不符合题意;
B.在电极表面涂一层铂粉,增大电极导电性,与平衡移动无关,B项符合题意;
C.打开冰镇汽水瓶盖,相当于减压,平衡移动有利于逸出,C项不符合题意;
D.合成乙酸乙酯反应是可逆反应,增大乙醇用量,促进平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,有利于提高乙酸的转化率,D项不符合题意;
故选:B。
5. 热值指单位质量燃料完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。表格所示可燃物的摩尔燃烧焓与图中丙的热值相匹配的是
选项
A
B
C
D
可燃物
H2(g)
C3H6(g)
CH3CH2OH(l)
CH4(g)
摩尔燃烧焓/
kJ·mol-1
285.8
2219.9
1366.8
890.3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2(g)的摩尔质量为2 g/mol,热值==l=142.9 kJ/g,热值最高,对应图中丁,A错误;
B.C3H6(g)的摩尔质量为42 g/mol,热值=≈52.85 kJ/g,对应图中乙,B错误;
C.CH3CH2OH(l)的摩尔质量为46 g/mol,热值=l≈29.7 kJ/g,热值最低,对应图中甲,C错误;
D.CH4(g)的摩尔质量为16 g/mol,热值=≈55.64 kJ/g,对应图中丙,D正确;
故选D。
6. 某温度下,向恒容密闭容器中加入一定量的碳酸钙发生反应: ,下列说法正确的是
A. 该反应一定不能自发进行 B. 充入一定量氩气,平衡不移动
C. 升高温度,平衡正向移动,逆反应速率减小 D. 压缩容器体积,达新平衡后CO2浓度增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是熵增的吸热反应,高温条件下反应ΔH—TΔS<0,能自发进行,故A错误;
B.恒容密闭容器中充入一定量氩气,反应体系中各物质的浓度保持不变,反应速率不变,平衡不移动,故B正确;
C.升高温度,正、逆反应速率均增大,故C错误;
D.压缩容器体积,二氧化碳浓度增大,温度不变,平衡常数不变,则达新平衡后,二氧化碳的浓度不变,故D错误;
故选B。
7. 根据下列实验操作及现象,能得出正确结论的是
选项
操作及现象
结论
A
甲、乙试管分别装有10 mL 30%的双氧水,在甲中滴加少量KI溶液,乙中不另加试剂,甲中产生气泡,乙中不明显
KI能加快H2O2分解反应
B
向纯锌和稀硫酸的混合液中滴加几滴CuSO4溶液,产生气泡速率明显加快
CuSO4作催化剂
C
向FeCl3溶液中滴1滴KSCN溶液,再加入稀KCl溶液,颜色变浅
平衡向左移动,抑制生成
D
某反应在恒容密闭容器中进行,开始时混合气体压强逐渐增大
正反应一定是熵增反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.双氧水分解产生O2,能说明KI促进双氧水分解反应,A项正确;
B.锌置换铜,铜锌在稀硫酸中构成原电池,加快锌失去电子,硫酸铜不是催化剂,B项错误;
C.加入稀KCl溶液,溶液被稀释,反应会向左移动,颜色变浅的主要原因是显色物质浓度降低,C项错误;
D.如果绝热容器中进行气体分子数减小的放热反应,开始气体压强也会增大,不能根据气体压强变化判断,因为没有限制在“恒温条件”下进行,D项错误;
故选A。
8. 下列说法正确的是
A. ,则反应的
B. 在稀溶液中, ,若将1molNaOH固体加入稀盐酸中,放出的热量等于57.3kJ
C. 完全燃烧生成液态水和气体,放出445kJ的热量,燃烧热的热化学方程式可表示为
D. 下,将和置于密闭容器中反应生成,放热akJ,其热化学方程式可表示为
【答案】C
【解析】
【详解】A.气态水的能量高于液态水,所以氢气与氧气反应生成气态水的反应热△H>—571.6kJ/mol,故A错误;
B.氢氧化钠固体溶于水的过程为放热过程,则1mol氢氧化钠固体与1L1mol/L盐酸反应放出的热量大于57.3 kJ/mol ×1mol=57.3kJ,故B错误;
C.甲烷的燃烧热为1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水,由题意可知,甲烷的燃烧热△H=—=—890kJ/mol,反应的热化学方程式为,故C正确;
D.合成氨反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以条件下0.5mol氮气和1.5mol氢气不可能完全反应,所以反应的焓变△H小于—2a kJ/mol,故D错误;
故选C。
9. 中国是世界上最大的合成氨生产国之一,合成氨反应原理: ΔH=-92.4 kJ·mol-1及反应流程如图所示。下列说法正确的是
A. 合成塔中充入的N2越多,N2的转化率越大
B. 使用催化剂,可提高合成氨的生成速率和平衡产率
C. 及时分离出液氨,可提高原料的利用率
D. 实际生产中,常采用低温、超高压的条件提高氨产率
【答案】C
【解析】
【分析】制取原料气主要含有N2、H2,以及CO等杂质气体,净化时,除去杂质气体,防止催化剂中毒,将N2、H2经压缩机压缩成高压气体,在合成塔中发生反应:,及时分离出液氨,促进平衡正向移动,据此分析解题。
【详解】A.合成塔中充入的氮气越多相当于增大氮气浓度,平衡向正反应方向移动,但氮气的转化率减小,故A错误;
B.使用催化剂,化学反应速率加快,但平衡不移动,氨气的平衡产率不变,故B错误;
C.及时分离出液氨,生成物氨气的浓度减小,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大,原料的利用率增大,故C正确;
D.为提高合成氨的综合效益,实际生产中,常采用适宜高温、适宜高压的条件提高氨产率,故D错误;
选C。
10. 许多有机化学反应包含电子的转移,使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。用丙烯腈()电有机合成己二腈的装置如图所示。电极总反应为。下列说法错误的是
A. N极发生还原反应生成己二腈
B. M极反应为
C. 理论上反应过程中仅需补充丙烯腈与水
D. 生成1 mol己二腈的同时产生11.2 L(标准状况)
【答案】B
【解析】
【分析】由装置图可知,M极与电源正极相连,为阳极;N极与电源负极相连,为阴极。
【详解】A.阴极(N极)发生还原反应。根据总反应,在阴极得电子发生还原反应生成己二腈,A正确;
B.阳极(M极)的电解质溶液为酸式磷酸盐溶液,呈酸性,所以阳极反应应为,而非,B错误;
C.根据总反应,反应消耗丙烯腈和水,生成己二腈和氧气,所以理论上仅需补充丙烯腈与水,C正确;
D.由总反应可知,生成己二腈的同时产生,则生成己二腈时,产生。标准状况下,的体积为,D正确;
故答案选B。
11. 常温下,向2 L的恒容密闭容器中充入1 mol X和2 mol Y,发生反应:,5 min时测得Y的转化率为20%,下列说法错误的是
A. 5 min时容器中X、Z物质的量相同
B. 前5 min的平均反应速率 mol·L-1·min-1
C. 5 min时X的体积分数为25%
D. 反应达平衡时
【答案】B
【解析】
【分析】初始充入1 mol X和2 mol Y,5 min时测得Y的转化率为20%,即转化的物质的量为0.4 mol,则三段式为:
【详解】A.5 min时容器中X、Z的物质的量均为0.8 mol,A正确;
B.前5 min的平均反应速率 mol·L-1·min-1,B错误;
C.5 min时X的体积分数为,C正确;
D.平衡时正、逆反应速率之比等于计量系数比,则,D正确;
故答案选B。
12. 科学家用计算机模拟钼基催化下CH4被氧化的部分反应历程,如图所示。下列说法正确的是
A. 上述历程包括3个基元反应且都放出热量
B. 第1步基元反应的速率最快
C. 上述反应有非极性键的断裂和形成
D. 上述历程生成2 mol CH3OH(g)时放出热量为193.00 kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,上述历程包括2个过渡态,所以包含2个基元反应,A错误;
B.反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,第1步基元反应的活化能为67.55 kJ/mol,第2步基元反应的活化能为:(-47.29 kJ/mol)-(-68.52 kJ/mol)=21.23 kJ/mol,第2步基元反应的活化能小于第1步基元反应,所以第2步基元反应的速率最快,B错误;
C.由图可知,转化反应为:O=Mo=O(s)+CH4(g) →CH3OH(g)+O=Mo(s),则反应中有极性键的断裂和形成,没有非极性键的断裂和形成,C错误;
D.由图可知,该反应为放热反应,反应的焓变为-96.50 kJ/mol,则生成2 mol甲醇时放出热量为:96.50 kJ/mol×2 mol=193.00 kJ,D正确;
故选D。
13. 燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池,其工作原理如图所示。电池总反应为。下列说法错误的是
A. 电子的流向为a→外电路→b
B. 负极反应式为
C. 由b极区通过离子交换膜进入a极区
D. 若电路中转移,则消耗
【答案】C
【解析】
【分析】NaBH4中H为-1价,有强还原性,H2O2有强氧化性,在电池中,NaBH4在负极失去电子,所以电极a是负极;H2O2在正极得到电子,电极b为正极。
【详解】A.由分析可知,a为负极,b为正极,电子的流向为a→外电路→b,故A项正确;
B.由分析可知a电极上失去电子发生氧化反应,其电极反应为:+8OH−−8e−=+6H2O,故B项正确;
C.在原电池中,b电极由稀NaOH变为浓NaOH,阳离子向正极移动,所以电池放电时 Na+从a极区移向b极区,故C项错误;
D.由分析可知,H2O2在正极得到电子,电极反应式为H2O2+2e-=2OH-,若电路中转移0.6mole−,则消耗H2O20.3mol,即10.2g,故D项正确;
故答案选C。
14. 在恒容刚性密闭容器中,充入等体积的和发生反应:,测得物质的量分数与温度关系如图所示。
下列说法错误的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据先拐先平,数值大,对应的反应速率快,反应的温度高,大于,A项正确;
B.根据前述分析,T2>T1,升高温度CO物质的量分数增大,说明升温化学平衡逆向移动,正反应是放热反应,B项正确;
C.a、b两点CO物质的量分数相同,且两个温度下初始的投料情况相同,则a、b两点各反应物和生成物的浓度均相同,a点温度高于b点,a点正反应速率大于b点正反应速率,同时从图中可知反应还在正向进行,b点正反应速率大于逆反应速率,则v正(a)>v逆(b),C项错误;
D.c、d达到平衡状态,d点温度较低,平衡正移,平衡常数增大,D项正确;
答案选C。
二、非选择题
15. 化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)下列反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量的为___________(填字母)。
A. 与水反应 B. 与灼热的木炭反应
C. 晶体与晶体反应 D. CO燃烧生成
(2)用催化加氢可以制取乙烯:。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H=___________(用含a、b的式子表示)。
(3)已知25℃ 101kPa时,相关物质的相对能量如表所示:
物质
(g)
(g)
(g)
(l)
相对能量()
0
0
-242
-286
表示(g)燃烧热的热化学方程式为___________。
(4)二甲醚()是重要的化工原料,也可用CO和制得,总反应的热化学方程式如下: 。
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
ⅰ.甲醇合成反应:___________。
ⅱ.甲醇脱水反应:
①补全甲醇合成反应的热化学方程式:___________。
②若起始时向容器中投入2mol CO和4mol ,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为___________。
(5)实验室用50mL 0.50盐酸与50mL 0.50 NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器,该仪器名称为___________;25℃ 101kPa时,稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为57.3kJ,则0.1的醋酸溶液与0.1的NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量___________(填“大于”“小于”或“等于”)57.3kJ。
【答案】(1)BC (2)
(3)
(4) ①. ②. 25%
(5) ①. 玻璃搅拌器 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应,与水反应放热,CO燃烧生成CO2放热,AD不符合题意;CO2与灼热的木炭反应吸热,晶体与NH4Cl晶体反应吸热,BC符合题意;
【小问2详解】
由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应放出热量,=-(b-a)kJ/mol;
【小问3详解】
25℃ 和101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热,所以氢气的标准燃烧热,表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为 ;
【小问4详解】
①总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应,故甲醇合成反应的热化学方程式 ;
②由总反应可知,2molCO反应放出热量206kJ,则当放出热量为51.5kJ时,反应了=0.5molCO,故CO转化率为;
【小问5详解】
酸碱混合反应需要搅拌,该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;醋酸是弱电解质,醋酸的电离过程吸热,所以0.1mol/L醋酸溶液与0.1mol/LNaOH溶液反应生成1mL水放出的热量小于57.3kJ。
16. 为了有效降低能耗,过渡金属催化还原氮气合成氨被认为是具有巨大前景的一种合成氨方法。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。回答下列问题:
(1)从能量角度分析,催化剂的作用是___________。
(2)合成氨的热化学方程式为___________,反应在___________(填“低温”“高温”或“任意条件”)下可以自发进行。
(3)氨气的脱附是___________(填“吸热”或“放热”)过程。已知氮的吸附分解所需活化能最高,实际生产时适当提高N2的比例更能加快合成氨反应的进行,理由是___________。
(4)若向2 L恒容容器中充入1 mol 与足量充分反应,10 min时反应恰好达平衡状态,此时测得反应放热27.6 kJ,则0~10 min ___________mol·L-1·min-1,N2的平衡转化率为___________。
(5)仅从平衡移动角度分析,合成氨最适宜采用的条件是___________(填“高温高压”“高温低压”“低温高压”或“低温低压”)。
【答案】(1)降低反应的活化能
(2) ①. =-92 kJ·mol-1(或其他合理写法) ②. 低温
(3) ①. 吸热 ②. 适当提高氮气的比例可以保证氮气占有一定份额的催化剂活性中心并提高吸附速率
(4) ①. 0.045 ②. 30%
(5)低温高压
【解析】
【小问1详解】
催化剂可以降低反应所需的活化能,加快反应速率,故从能量角度分析,催化剂的作用是降低反应的活化能;
【小问2详解】
由图可得,反应生成所放出的热量为,故合成氨的热化学方程式为,合成氨反应,由反应自发进行条件可得,该反应在低温下可自发进行;
【小问3详解】
氨气的脱附过程中,由转变为,由图可得为吸热过程,在实际生产中,适当提高氮气的比例可以保证氮气占有一定份额的催化剂活性中心并提高吸附速率,更能加快合成氨反应的进行;
【小问4详解】
10 min时反应恰好达平衡状态,测得反应放热,即生成了,反应了与,故0~10 min ,的平衡转化率为;
【小问5详解】
合成氨反应为且反应前后气体体积减小的反应,故最适宜采用的低温高压的条件;
17. 电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、经济飞跃的主要动力。回答下列问题:
(1)汽油燃料电池工作原理如图1所示,电解质为掺杂了的晶体,在高温下能传导。以辛烷代表汽油,写出该电池工作时的负极反应式:___________。2.24L(标准状况下)发生反应,理论上转移电子的物质的量为___________mol。
(2)实验小组利用汽油燃料电池与图2装置研究金属的腐蚀与电解原理的应用。
①装置ⅰ中钢铁发生___________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀,若利用汽油燃料电池对于钢铁进行保护,应将钢铁与铂电极___________(填“1”或“2”)相连。
②装置ⅱ中a极电极反应式为___________。
③利用装置ⅲ电解饱和食盐水制取NaOH,写出电解时反应的离子方程式:___________,电解过程中d极pH___________(填“增大”或“减小”)。
【答案】(1) ①. ②. 0.4
(2) ①. 吸氧 ②. 1 ③. ④. ⑤. 增大
【解析】
【分析】图1中O2-移向铂电极1,根据阴离子移向负极可知铂电极1为负极,发生反应,铂电极2为正极,发生反应。
【小问1详解】
电解质能在高温下能传导O2-,该电池工作时辛烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,负极反应式为;标准状况下2.24L为0.1mol,在正极得电子发生还原反应,理论上转移电子的物质的量为0.4mol,故答案为:;0.4;
【小问2详解】
①装置ⅰ中钢铁在含酚酞的食盐水中铁作负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得电子发生还原反应,该腐蚀为吸氧腐蚀;若利用汽油燃料电池对于钢铁进行保护,应将钢铁作阴极,与电源的负极相连,图中应铂电极1相连,故答案为:吸氧;1;
②装置ⅱ为电解池,a极与电源的正极相连,为电解池的阳极,阳极溶液中氯离子失电子发生氧化反应,故答案为:;
③利用装置ⅲ电解饱和食盐水制取NaOH,根据钠离子向阴极移动可知d为阴极,c为阳极;阳极氯离子失电子发生氧化反应,阴极氢离子得电子发生还原反应,总反应的离子方程式:,电解过程中d极阴极负极氢氧根浓度增大,溶液pH增大,故答案为:;;增大。
18. 开展碳—()化学研究对保障我国能源安全,具有重要意义。回答下列问题:
(1)根据下表相关信息,反应的___________(用含的代数式表示);___________(用含的代数式表示)。
相关反应
化学平衡常数
ⅰ
ⅱ
(2)一定温度下,反应的平衡常数为1.0,保持温度不变,向1 L固定体积的密闭容器中充入各1 mol的CO和H2O(g),5 min后达到平衡,则内用表示的化学反应速率为___________;CO的转化率为___________。
(3)一定温度下,和反应可制备合成气(和):。在恒温恒压下进行该反应,下列能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 容器内和的物质的量浓度之比是1:1
B. 的消耗速率等于CO的生成速率的0.5倍
C. 容器的体积保持恒定
D. 容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
(4)在密闭容器中投入1 mol CO和,发生反应。实验测得CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。
①该反应的正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②___________(填“>”或“<”)。
③设点对应平衡体系的容积为2 L,该温度下反应的平衡常数___________。
【答案】(1) ①. + ②.
(2) ①. 0.1 ②. 50% (3)CD
(4) ①. 放热 ②. > ③. 100
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应ⅰ+反应ⅱ得到反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),则该反应的ΔH=ΔH1+ΔH2;K= K1K2。故答案为:+;。
【小问2详解】
设平衡时生成氢气的物质的量为a mol,由方程式可知,1 L容器中一氧化碳、水蒸气、二氧化碳、氢气的浓度为(1-a) mol/L、(1-a) mol/L、a mol/L、a mol/L,由平衡常数可得:,解得a=0.5,则氢气的反应速率为:0.1 ;CO的转化率为:。故答案为:0.1 ;50%。
【小问3详解】
A.是按1:1充入反应物,反应过程中1:1消耗,不能证明反应达到平衡,A错误;
B.两个速率均为正向反应速率,不能证明反应达到平衡,B错误;
C.反应正向进行使气体体积增大,若不变则证明反应达到平衡,C正确;
D.反应正向进行使气体物质的量增多,平均摩尔质量减小,若保持不变则证明反应达到平衡,D正确;
故答案为CD。
【小问4详解】
①在压强一定时,随温度升高,CO的转化率减小,平衡逆向移动,说明该反应放热;
②温度一定时,增大压强,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的转化率增大,则p1> p2。
③由图可知,n点CO的转化率为80%,由方程式可知,一氧化碳、氢气、甲醇的浓度分别为0.1 mol/L、0.2 mol/L、0.4 mol/L,则反应的平衡常数。
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