内容正文:
2025-2026学年度第一学期第一次月考
高二化学
本试卷分选择题和填空题两部分,满分100分。考试时间60分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Fe-56
一、单选题(本题共20小题,每题3分,共60分)
1. 关于中和热测定实验的下列说法不正确的是( )
A. 烧杯间填满碎泡沫塑料是减少实验过程中的热量损失
B. 向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢
C. 使用环形玻璃棒既可以搅拌又避免损坏温度计
D. 测定酸后的温度计要用蒸馏水清洗干燥后再测碱的温度
2. 单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体。已知
①S(s,单斜)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ/mol
②S(s,正交)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ/mol ,下列说法正确的是( )
A. 正交硫比单斜硫稳定
B. S(s,单斜)=S(s,正交) ΔH3=+0.33 kJ/mol
C. 相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高
D. ①式表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量多297.16 kJ
3. 已知:H2S在与不足量的O2反应时,生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是
A. ΔH3>ΔH2>ΔH1 B. ΔH1>ΔH3>ΔH2
C. ΔH1>ΔH2>ΔH3 D. ΔH2>ΔH1>ΔH3
4. 在一密闭容器中进行如下反应:,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A. 为0.4 mol/L、为0.2 mol/L B. 、均为0.15 mol/L
C. 为0.25 mol/L D. 为0.4 mol/L
5. 在2A(s)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最慢的是
A. v(A)=1.5mol/(L·s) B. v(B)=0.05 mol/(L·s)
C. v(C)=1.8mol/(L·min) D. v(D)=2.0mol/(L·min)
6. 在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中,现采取下列措施:①增加碳的量②缩小体积,增大压强③恒容下通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2,上述能够使反应速率增大的措施是
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
7. 化学与社会、科学、技术、环境密切相关,下列说法错误的是
A. 医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热的性质
B. 工业生产采用500℃而不采用常温,是为了提高合成氨的转化率
C. 合理利用太阳能、风能和氢能等能源有利于实现“低碳经济”
D. 铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率
8. 下列说法正确的是
A. 活化分子间发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 使用催化剂,活化分子百分数增多,化学反应速率增大
C. 对放热反应而言,升高温度,活化分子百分数减少,化学反应速率减小
D. 常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0
9. 下列说法中正确的是
A. 在相同条件下,将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B. 由“C(s,石墨)=C(s,金刚石) ”可知,金刚石比石墨稳定
C. 加入催化剂可以改变化学反应速率,降低反应所需的活化能
D. 在101 kPa时,2 g 完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则燃烧热的热化学方程式为:
10. 下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A. 稀硫酸与溶液反应:
B. 在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
C. 已知的燃烧热,则有
D. 已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
11. 下列不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溶液中加入固体KSCN后颜色变深
B. 石灰石与稀盐酸在密闭瓶中反应结束后,打开瓶塞,溶液中有气泡产生
C. 使用新型催化剂可使氮气与氢气在常温常压下合成氨气
D. 、平衡混合气加压后颜色先变深后变浅
12. 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:,平衡时测得A的浓度为。保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,再达到平衡时,测得A的浓度变为。下列有关判断不正确的是
A. C的体积分数增大了 B. A的转化率降低了
C. 平衡向正反应方向移动 D.
13. 在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确的是
A. 图Ⅰ中,甲、乙的平衡常数分别为、,则
B. 图Ⅱ中,平衡状态甲与乙的反应物转化率乙>甲
C. 图Ⅱ中,t时刻可能是增大了压强
D. 图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡,说明乙温度高于甲
14. 某化学研究小组在探究外界条件对反应A(g)+3B(g)2C(g)速率和平衡的影响时,作出如下图像。下列判断错误的是
A. 由图1可知,该反应ΔH<0 B. 由图2可知,a曲线使用了催化剂
C. 由图3可知,点1平衡正向移动 D. 由图4可知,P1>P2
15. 对于反应,下列说法正确的是
A. 反应的
B. 反应的平衡常数可表示为
C. 保持其他条件不变,升高温度,反应体系的活化分子百分数增大
D. 使用合适的催化剂能降低该反应的活化能从而改变该反应的
16. 某温度下,在一个2 L的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+D(g),反应2 min后达到平衡,测得生成1.6 mol C,下列说法正确的是( )
A. 前2 min D的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
B. 此时,B的平衡转化率是40%
C. 增大该体系的压强,平衡不移动,化学平衡常数不变
D. 增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
17. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应: 。该反应的平衡常数的负对数值(-lgK)随温度(T)的变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应的ΔH>0
B. A点对应状态的平衡常数
C. NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
D. 30℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆)
18. 将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)
达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则此温度下,反应①的平衡常数为
A. 9 B. 16 C. 20 D. 25
19. 如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B. 步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D. 为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去
20. 已知热化学方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=a kJ/mol。T K时,在2 L恒容密闭容器中充入2mol NO 和2mol CO,保持温度不变,5 min后反应达到平衡状态,此时c(N2)=0.4mol/L。下列说法中错误的是
A. 若该反应是放热反应,则a<0
B. 用NO表示的平均化学反应速率v(NO)为0.16mol/(L·min)
C. 达到化学平衡时,CO的转化率是80%
D. 保持温度不变,若再向上述达到平衡的体系中充入2mol NO 和2mol CO,则反应重新达到平衡时c(N2)等于0.8mol/L
二、填空题(本题共4小题,共40分)
21. 完成下列问题。
(1)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态,下图是和CO反应生成和NO过程中能量变化示意图。在反应体系中加入正催化剂,和的变化是:___________,___________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)中和热是指酸跟碱发生中和反应生成所放出的热量。某学生想通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。将50 mL 0.5 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。
①从实验装置看,烧杯内还缺少的玻璃仪器名称是___________。
②大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
③实验中改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值___________(填“相等”或“不相等”)。
22. Ⅰ.高炉炼铁发生的主要反应为。该反应在不同温度下的平衡常数如下。
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
(1)该反应的平衡常数表达式___________。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、、CO和各1.0 mol,此时___________(填>、<或=)。反应经过10 min后达到平衡。该时间范围内反应的平均反应速率___________。
(3)欲提高高炉中CO的平衡转化率,可采取的措施是___________。
A. 减少Fe的量 B. 增加的量
C. 移出部分 D. 加入合适的催化剂
(4)下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是___________
A. 加入更多的的量 B. 保持容积不变,充入CO使体系压强增大
C. 将容器的容积缩小一半 D. 压强不变,充入使容器容积增大
Ⅱ.已知化学反应:
①
②
③
三个反应的平衡常数分别为,和。
(5)___________0(填“>”或“<”)。
(6)根据反应①和反应②可推导出,与的关系式:___________。
23. 氮是一种地球上含量丰富的元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是和反应生成过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式是___________。
(2)已知:
键断裂吸收的能量约等于___________kJ。
(3)已知和反应放热,且断开键、键、键吸收的能量分别为、、,由此推知下列关系正确的是___________(填选项字母)。
A. B.
C. D.
(4)已知:常温常压下,8 g甲烷气体在足量氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时放出445 kJ热量,写出表示甲烷气体的燃烧热的热化学方程式___________。
(5)利用合成淀粉涉及的关键反应如下:
①
②
③
反应③中___________,该反应的自发条件是___________(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)。该反应中活化能(逆)___________(正)(填<、>、=)。
24. 按要求回答下列小题。
(1)氮是一种地球上含量丰富的元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
反应 ,在温度分别为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。
①AC两点的反应速率:A___________C(填“>”“<”或“=”)。
②AC两点的转化率:A___________C(填“>”“<”或“=”)。
(2)一定温度下,在一恒容密闭容器中进行如下化学反应: 。
①下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是___________。
a.
b.容器中气体的密度不随时间而变化
c.容器中气体的分子总数不随时间而变化
d.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②其平衡常数K与温度T的关系如表所示:试判断___________(填“>”“<”或“=”)。
T/K
298
398
498
平衡常数K
(3)工业上可用和制备甲醇,其反应方程式为,某温度下,将和充入容积不变的2 L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表:
时间/h
1
2
3
4
5
6
0.90
0.85
0.83
0.81
0.80
0.80
①用表示前2 h的平均反应速率___________;
②在300℃、8 MPa下,将和按物质的量之比为通入一密闭容器中发生(3)中反应,达到平衡时,测得的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)经催化加氢可合成低碳烯烃: 。在0.1 MPa时,按投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①该反应的___________0(填“>”或“<”)。
②曲线c表示的物质为___________。
③为提高的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是___________。
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2025-2026学年度第一学期第一次月考
高二化学
本试卷分选择题和填空题两部分,满分100分。考试时间60分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Fe-56
一、单选题(本题共20小题,每题3分,共60分)
1. 关于中和热测定实验的下列说法不正确的是( )
A. 烧杯间填满碎泡沫塑料是减少实验过程中的热量损失
B. 向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢
C. 使用环形玻璃棒既可以搅拌又避免损坏温度计
D. 测定酸后的温度计要用蒸馏水清洗干燥后再测碱的温度
【答案】B
【解析】
【分析】中和热测定实验是定量实验,所以要注意减少误差,减少实验过程中的热量损失是其中的重点。
【详解】A. 烧杯间填满碎泡沫塑料可减少实验过程中的热量损失,减少误差,A选项正确;
B. 向盛装酸的烧杯中加碱时要快速,以减少实验过程中的热量损失,减少误差,B选项错误;
C. 使用环形玻璃棒可通过上下方向的搅拌避免损坏温度计,C选项正确;
D. 测定酸后的温度计要用蒸馏水清洗干燥后再测碱的温度,防止温度计上沾的酸与碱反应,减少误差,D选项正确;
答案选B。
2. 单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体。已知
①S(s,单斜)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ/mol
②S(s,正交)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ/mol ,下列说法正确的是( )
A. 正交硫比单斜硫稳定
B. S(s,单斜)=S(s,正交) ΔH3=+0.33 kJ/mol
C. 相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高
D. ①式表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量多297.16 kJ
【答案】A
【解析】
【分析】已知:①S(s,单斜)+O2(g)=SO2 (g)△H1=-297.16kJ•mol-1 ;②S(s,正交)+O2(g)=SO2 (g)△H2=-296.83kJ•mol -1;①-②得到热化学方程式:S(s,单斜)=S(s,正交)△H3=-0.33kJ•mol -1。
【详解】A.依据热化学方程式可知,正交硫能量低于单斜硫,所以正交硫稳定,故A正确;
B.根据盖斯定律得到热化学方程式为:S(s,单斜)=S(s,正交)△H3=-0.33kJ•mol -1,故B错误;
C.相同物质的量的正交硫所含有的能量比单斜硫低,故C错误;
D.①式表示断裂lmolO2中共价键和断裂S(s,单斜)所吸收的总能量比形成1mol SO2中共价键所放出的能量少297.16KJ,故D错误。
故选A。
3. 已知:H2S在与不足量的O2反应时,生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是
A. ΔH3>ΔH2>ΔH1 B. ΔH1>ΔH3>ΔH2
C. ΔH1>ΔH2>ΔH3 D. ΔH2>ΔH1>ΔH3
【答案】A
【解析】
【详解】H2S与O2的反应为放热反应,焓变ΔH<0,等量的H2S反应越完全,放出的热量越多,焓变ΔH越小,则ΔH2>ΔH1;反应②生成的为H2O(l),反应③生成的为H2O(g),H2O(g)→H2O(l)时放热,则ΔH3>ΔH2,所以ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系为ΔH3>ΔH2>ΔH1。
故选A。
4. 在一密闭容器中进行如下反应:,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A. 为0.4 mol/L、为0.2 mol/L B. 、均为0.15 mol/L
C. 为0.25 mol/L D. 为0.4 mol/L
【答案】C
【解析】
【分析】在一密闭容器中进行如下反应:,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,若反应正向进行至完全, ,此时 , ;若反应逆向进行至完全, , , 。
【详解】A.由分析可知,SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L,这是反应完全逆向进行时的极限浓度,平衡时不可能达到,A错误;
B.起始时某一时刻SO2、SO3分别为0.2 mol/L、0.2 mol/L,根据硫原子守恒,含硫总浓度为0.4mol/L,SO2、SO3均为0.15 mol/L时,不符合原子守恒,B错误;
C.SO3为0.25 mol/L,该值在0到0.4 mol/L范围内,且可通过反应正向进行实现,如SO3从0.2 mol/L增加0.05 mol/L,对应SO2减少0.05 mol/L至0.15 mol/L,O2减少0.025 mol/L至0.075 mol/L,均符合浓度范围,C正确;
D.由分析可知,SO3为0.4 mol/L,这是反应完全正向进行时的极限浓度,平衡时不可能达到,D错误;
故选C。
5. 在2A(s)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最慢的是
A. v(A)=1.5mol/(L·s) B. v(B)=0.05 mol/(L·s)
C. v(C)=1.8mol/(L·min) D. v(D)=2.0mol/(L·min)
【答案】D
【解析】
【分析】在单位相同的条件下,将不同物质转化为同一种物质表示的反应速率,得到的数值越小,该反应的反应速率越慢。
【详解】A.A为固体,不能表示化学反应速率;
B.v(B)=0.05mol•L-1•s-1=(0.05×60)mol•L-1•min-1=3mol•L-1•min-1;
C.v(B)=v(C)=0.6mol•L-1•min-1;
D.v(B)=v(D)=0.5mol•L-1•min-1;
根据以上分析知,反应速率快慢顺序是B>C>D,
故选:D。
6. 在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中,现采取下列措施:①增加碳的量②缩小体积,增大压强③恒容下通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2,上述能够使反应速率增大的措施是
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】①增加炭的量,增加固体物质的浓度不影响化学反应速率,故不符合;
②该反应为气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,故符合;
③恒容下通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快,故符合;
④恒容下充入N2,反应物的浓度不变,反应速率不变,故不符合;
⑤恒压下充入N2,反应物的分压减小,反应速率减小,故不符合;
答案选B。
7. 化学与社会、科学、技术、环境密切相关,下列说法错误的是
A. 医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热的性质
B. 工业生产采用500℃而不采用常温,是为了提高合成氨的转化率
C. 合理利用太阳能、风能和氢能等能源有利于实现“低碳经济”
D. 铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率
【答案】B
【解析】
【详解】A.硝酸铵溶于水的过程为吸热过程,使周围环境的温度降低,所以常用于制作医用硝酸铵速冷冰袋,故A正确;
B.合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,反应物的转化率减小,所以工业生产采用500℃而不采用常温与化学平衡移动原理无关,故B错误;
C.合理利用太阳能、风能和氢能等能源可以减少化石能源的使用,有利于实现“低碳经济”,故C正确;
D.使用铁触媒做合成氨的催化剂可以加快反应速率,能提高单位时间内氨气的产率,有利于提高合成氨的生产效率,故D正确;
故选B。
8. 下列说法正确的是
A. 活化分子间发生的碰撞一定是有效碰撞
B. 使用催化剂,活化分子百分数增多,化学反应速率增大
C. 对放热反应而言,升高温度,活化分子百分数减少,化学反应速率减小
D. 常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0
【答案】B
【解析】
【详解】A.活化分子间发生的碰撞,生成了新物质时的碰撞才是有效碰撞,而取向不合理的碰撞不是有效碰撞,并不是所有的碰撞都是有效碰撞,A错误;
B.使用催化剂,能够降低反应物的活化能,导致活化分子百分数增多,化学反应速率增大,B正确;
C.升高温度,活化分子的数目增大,活化分子百分数增大,任何一个化学反应的速率都会增大,C错误;
D.反应的,在常温下自发进行,则要有,即该反应是,D错误;
故选B。
9. 下列说法中正确的是
A. 在相同条件下,将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B. 由“C(s,石墨)=C(s,金刚石) ”可知,金刚石比石墨稳定
C. 加入催化剂可以改变化学反应速率,降低反应所需的活化能
D. 在101 kPa时,2 g 完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则燃烧热的热化学方程式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫蒸气比硫固体具有更高的能量,在相同条件下完全燃烧时,硫蒸气释放的热量更多,因此后者放出热量多的说法错误,A错误;
B.由“C(s,石墨)=C(s,金刚石) ”可知石墨转化为金刚石是吸热过程,说明石墨的能量更低,更稳定,B错误;
C.催化剂通过降低反应活化能来加快化学反应速率,该描述符合催化剂的基本作用原理,C正确;
D.燃烧热是1mol纯物质与氧气完全燃烧生成稳定化合物时释放的热量,2 g H2的物质的量为=1 mol,放出285.8 kJ热量,因此H2燃烧热的热化学方程式应为 H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH = -285.8 kJ·mol-1,D错误;
故选C。
10. 下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A. 稀硫酸与溶液反应:
B. 在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为
C. 已知的燃烧热,则有
D. 已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
【答案】D
【解析】
【详解】A. 稀硫酸与溶液反应是放热反应: ,A错误;
B. 在下的燃烧热,则水分解的热化学方程式为: ,B错误;
C. 已知的燃烧热,氢元素的指定产物是H2O(l),则有: ,C错误;
D. 已知硫粉(即0.3mol)与铁粉(即0.2mol)混合加热生成(即0.2mol)时放出热量,则硫粉过量,生成1molFeS放出热量,则 ,D正确;
故选D。
11. 下列不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溶液中加入固体KSCN后颜色变深
B. 石灰石与稀盐酸在密闭瓶中反应结束后,打开瓶塞,溶液中有气泡产生
C. 使用新型催化剂可使氮气与氢气在常温常压下合成氨气
D. 、平衡混合气加压后颜色先变深后变浅
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中加入固体KSCN,平衡正向移动,颜色变深,能用勒夏特列原理解释,故不选A;
B.石灰石与稀盐酸在密闭瓶中反应结束后,打开瓶塞,压强减小,平衡正向移动,溶液中有气泡产生,能用勒夏特列原理解释,故不选B;
C.使用新型催化剂可使氮气与氢气在常温常压下合成氨气,催化剂降低了反应的活化能,使反应更容易进行,与勒夏特列原理无关,故选C;
D.、平衡混合气加压,平衡正向移动,颜色先变深后变浅,能用勒夏特列原理解释,故不选D。
12. 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:,平衡时测得A的浓度为。保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,再达到平衡时,测得A的浓度变为。下列有关判断不正确的是
A. C的体积分数增大了 B. A的转化率降低了
C. 平衡向正反应方向移动 D.
【答案】B
【解析】
【分析】保持温度不变,将平衡后容器的容积压缩到原来的一半,气体压强增大,若平衡不发生移动,A的浓度为1.0mol/L,由再达到平衡时,A的浓度为0.9mol/L可知,平衡向正反应方向移动,该反应是气体体积减小的反应,。
【详解】A.由分析可知,增大压强,平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,故A正确;
B.由分析可知,增大压强,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,故B错误;
C.由分析可知,增大压强,平衡向正反应方向移动,故C正确;
D.由分析可知,增大压强,平衡向正反应方向移动,该反应是气体体积减小的反应,,故D正确;
故选B。
13. 在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确的是
A. 图Ⅰ中,甲、乙的平衡常数分别为、,则
B. 图Ⅱ中,平衡状态甲与乙的反应物转化率乙>甲
C. 图Ⅱ中,t时刻可能是增大了压强
D. 图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡,说明乙温度高于甲
【答案】D
【解析】
【分析】从图Ⅰ可知,甲平衡状态时改变一条件,正逆反应速率同时增大,且正反应速率增大程度大于逆反应速率,结合该反应为放热反应,可知改变的条件为增大压强,从图Ⅱ可知,改变条件后,正逆反应速率变化程度相同,说明加了催化剂。从图Ⅲ可知,乙的反应速率大于甲,结合该反应为放热反应,说明乙的温度高于甲。
【详解】A.图I中,改变条件,平衡向正反应方向移动,改变条件时反应速率与原来平衡点没有接触点,说明改变的条件是增大压强,平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,所以K1=K2,A错误;
B.该反应前后气体体积计量数之和改变,图II中,改变条件正逆反应速率相等,平衡不移动,说明加入的是催化剂,B错误;
C.根据B知,改变的条件是催化剂,如改变压强,化学平衡将发生移动,C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,则产物含量减少,如果改变的条件是温度,根据“先拐先平数值大”知,乙温度高于甲,D正确;
故答案选D。
14. 某化学研究小组在探究外界条件对反应A(g)+3B(g)2C(g)速率和平衡的影响时,作出如下图像。下列判断错误的是
A. 由图1可知,该反应ΔH<0 B. 由图2可知,a曲线使用了催化剂
C. 由图3可知,点1平衡正向移动 D. 由图4可知,P1>P2
【答案】C
【解析】
【详解】A.正逆反应速率相等时是平衡状态,接着随温度升高,平衡逆反应速率大于正反应速率,逆向移动,说明正反应放热,即∆H<0,A正确;
B.使用催化剂一般加快反应速率,但不影响平衡移动,a是使用催化剂时的曲线,B正确;
C.曲线上任意一点都表示达到平衡状态,点1在曲线上方未达到平衡状态,B的转化率减小,平衡逆向移动,C错误;
D.温度一定时,加压C的百分含量增加,则P1>P2,D正确;
故选C。
15. 对于反应,下列说法正确的是
A. 反应的
B. 反应的平衡常数可表示为
C. 保持其他条件不变,升高温度,反应体系的活化分子百分数增大
D. 使用合适的催化剂能降低该反应的活化能从而改变该反应的
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为气体总物质的量减小的反应,则∆S<0,故A错误;
B.K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,可知,故B错误;
C.升高温度,更多普通分子成为活化分子,反应体系内活化分子百分数增大,加快反应速率,故C正确;
D.催化剂可降低反应的活化能,改变反应路径,加快反应速率,但不改变改变该反应的,故D错误;
故选:C。
16. 某温度下,在一个2 L的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+D(g),反应2 min后达到平衡,测得生成1.6 mol C,下列说法正确的是( )
A. 前2 min D的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
B. 此时,B的平衡转化率是40%
C. 增大该体系的压强,平衡不移动,化学平衡常数不变
D. 增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由物质反应转化关系可知:2 min内生成1.6 mol C,同时会生成0.4 mol D,则前2 min内用D浓度变化表示反应速率v(D)==0.1 mol·L−1·min−1,A错误;
B.由物质反应转化关系可知:2 min内生成1.6 mol C,同时消耗0.8 mol B,则物质B的平衡转化率为×100%=40%,B正确;
C.该反应的正反应是气体体积减小的反应,增大该体系的压强,化学平衡向正反应方向移动,但由于反应温度不变,因此化学平衡常数不变,C错误;
D.增加B,B物质浓度增大,化学平衡正向移动,A的平衡转化率增大,但B的平衡转化率减小,D错误;
故答案为B。
17. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应: 。该反应的平衡常数的负对数值(-lgK)随温度(T)的变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应的ΔH>0
B. A点对应状态的平衡常数
C. NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
D. 30℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆)
【答案】C
【解析】
【分析】-lg K值越大,化学平衡常数K值越小。
【详解】A.由题图可知,随着温度的升高,化学平衡常数K值增大,则升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,故A正确;
B.A点对应的-lg K=2.294,则平衡常数K(A)=10-2.294(mol·L-1)3,故B正确;
C.因反应物氨基甲酸铵为固体,则反应体系中气体只有NH3和CO2,反应得到的NH3和CO2的物质的量之比为2:1,所以NH3的体积分数始终为 ,NH3的体积分数不变时,该反应不一定达到平衡状态,故C错误;
D.30℃时,B点在平衡线下方,,B点的浓度商Q大于相同温度时的化学平衡常数K,反应向逆反应方向进行,则B点对应状态的v(正)<v(逆),故D正确;
选C。
18. 将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)
达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则此温度下,反应①的平衡常数为
A. 9 B. 16 C. 20 D. 25
【答案】C
【解析】
【详解】①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+HI(g)
达到平衡时生成c(H2)=0.5mol·L-1时,消耗c(HI)=0.5mol·L-1×2=1mol/L则反应①过程中生成的c(HI)=1mol·L-1+4mol·L-1=5mol·L-1,生成的c(NH3)=c(HI)=5mol/L,平衡常数计算中所用的浓度为各物质平衡时的浓度,此温度下反应①的平衡常数为K= c(NH3)×c(HI)=5×4=20,故C项正确。
综上所述,本题正确答案为C。
19. 如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B. 步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D. 为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去
【答案】C
【解析】
【分析】N2和H2净化干燥除去含P、S、As的化合物等杂质后,加压既能提高反应速率,又能促进平衡正向移动,合成氨的反应为放热反应,低温有利于平衡正向移动,但是低温下,催化剂活性低,反应速率也低,因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂进行催化反应,及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率,剩余的N2和H2再循环利用,据此分析判断。
【详解】A.步骤①中“净化”是除去杂质,以防止铁催化剂中毒,故A正确;
B.合成氨的反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,加压也可以提高反应速率,故B正确;
C.催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,合成氨反应为放热反应,高温不利于平衡正向移动,而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动,所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率,步骤③不能,故C错误;
D.在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去,可使平衡正向移动,能保持足够高的原料转化率,故D正确;
故选C。
20. 已知热化学方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=a kJ/mol。T K时,在2 L恒容密闭容器中充入2mol NO 和2mol CO,保持温度不变,5 min后反应达到平衡状态,此时c(N2)=0.4mol/L。下列说法中错误的是
A. 若该反应是放热反应,则a<0
B. 用NO表示的平均化学反应速率v(NO)为0.16mol/(L·min)
C. 达到化学平衡时,CO的转化率是80%
D. 保持温度不变,若再向上述达到平衡的体系中充入2mol NO 和2mol CO,则反应重新达到平衡时c(N2)等于0.8mol/L
【答案】D
【解析】
【分析】在2L恒容密闭容器中充入2mol NO和2mol CO,保持温度不变,5min后反应达到平衡状态,此时c(N2)=0.4 mol/L,可知平衡时生成氮气为0.8mol,则
据此分析作答。
【详解】A. 放热反应的焓变为负,则若该反应是放热反应,a<0,A项正确;
B. 用NO表示的平均化学反应速率v(NO)为=0.16mol/(L·min),B项正确;
C. 达到化学平衡时,CO的转化率是×100%=80%,C项正确;
D. 保持温度不变,若再向上述达到平衡的体系中充入2mol NO和2mol CO,相当于体积减小一半,且该反应为气体体积减小的反应,则体积减小、压强增大,平衡正向移动,反应重新达到平衡时c(N2)大于0.8mol/L,D项错误;
答案选D。
二、填空题(本题共4小题,共40分)
21. 完成下列问题。
(1)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态,下图是和CO反应生成和NO过程中能量变化示意图。在反应体系中加入正催化剂,和的变化是:___________,___________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)中和热是指酸跟碱发生中和反应生成所放出的热量。某学生想通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。将50 mL 0.5 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。
①从实验装置看,烧杯内还缺少的玻璃仪器名称是___________。
②大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
③实验中改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值___________(填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1) ①. 减小 ②. 减小
(2) ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. 偏小 ③. 不相等 ④. 相等
【解析】
【小问1详解】
在反应体系中加入催化剂,降低反应活化能,即E1和E2都减小;
【小问2详解】
①从实验装置看,烧杯内还缺少的玻璃仪器名称是环形玻璃搅拌棒;
②大烧杯上如不盖硬纸板,会有热量散失,温度偏低,求得的中和热数值偏小;
③改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比参加反应的酸碱物质的量增多,即放出的热量增多,所以所放出的热量不相等;但中和热是稀的强酸和强碱反应,生成1 mol液态水放出的热量,即所求中和热的数值相等。
22. Ⅰ.高炉炼铁发生的主要反应为。该反应在不同温度下的平衡常数如下。
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
(1)该反应的平衡常数表达式___________。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、、CO和各1.0 mol,此时___________(填>、<或=)。反应经过10 min后达到平衡。该时间范围内反应的平均反应速率___________。
(3)欲提高高炉中CO的平衡转化率,可采取的措施是___________。
A. 减少Fe的量 B. 增加的量
C. 移出部分 D. 加入合适的催化剂
(4)下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是___________
A. 加入更多的的量 B. 保持容积不变,充入CO使体系压强增大
C. 将容器的容积缩小一半 D. 压强不变,充入使容器容积增大
Ⅱ.已知化学反应:
①
②
③
三个反应的平衡常数分别为,和。
(5)___________0(填“>”或“<”)。
(6)根据反应①和反应②可推导出,与的关系式:___________。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. 0.006 mol•L-1•min-1 (3)C (4)A (5)>
(6)
【解析】
【小问1详解】
平衡常数只考虑气体组分的浓度,固体不参与。反应中气体为和,且化学计量数均为 1,因此:;
【小问2详解】
1000℃时,反应浓度商,由于,反应正向进行,故;令平衡时变化的CO的物质的量为xmol,则:
1000℃时,K=4.0,所以=4,解得:x=0.6,所以v(CO2)==0.006 mol•L-1•min-1;
【小问3详解】
A.铁是固体,减少Fe的量,不影响平衡的移动,CO的平衡转化率不变,故A不选;
B.氧化铁是固体,增加Fe2O3的量,不影响平衡的移动,CO的平衡转化率不变,故B不选;
C.移出部分CO2,CO2浓度减小,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率增大,故C选;
D.加入合适的催化剂,平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故D不选;
故选C;
【小问4详解】
A.是固体,增加其量不改变其浓度或表面积,反应速率几乎不变,故A选;
B.浓度增大,反应速率加快,故B不选;
C.容积缩小一半,气体浓度增大,反应速率加快,故C不选;
D.压强不变,充入:容积增大,气体分压和浓度减小,反应速率减慢,故D不选;
故选A;
【小问5详解】
根据盖斯定律,反应③可由 反应①-反应② 得到:,已知 ,,所以:;
【小问6详解】
平衡常数表达式:,由表达式可得:。
23. 氮是一种地球上含量丰富的元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是和反应生成过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式是___________。
(2)已知:
键断裂吸收的能量约等于___________kJ。
(3)已知和反应放热,且断开键、键、键吸收的能量分别为、、,由此推知下列关系正确的是___________(填选项字母)。
A. B.
C. D.
(4)已知:常温常压下,8 g甲烷气体在足量氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时放出445 kJ热量,写出表示甲烷气体的燃烧热的热化学方程式___________。
(5)利用合成淀粉涉及的关键反应如下:
①
②
③
反应③中___________,该反应的自发条件是___________(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)。该反应中活化能(逆)___________(正)(填<、>、=)。
【答案】(1)
(2)390 (3)C
(4)
(5) ①. ②. 低温自发 ③.
【解析】
【小问1详解】
从能量图可知,生成1 mol NH3(g)时反应放热300kJ-254kJ=46kJ,因此生成2 mol NH3(g)时放热92 kJ,工业合成氨的热化学方程式为:。
【小问2详解】
设1 mol N-H键断裂吸收的能量为 。根据反应热公式:,解得,因此,1 mol N-H键断裂吸收的能量约为390 kJ。
【小问3详解】
已知 和 反应放热,断开键、键、键吸收的能量分别为、、,该反应方程式为:,根据键能关系:,,故选C。
【小问4详解】
已知8 g甲烷(物质的量为=0.5 mol)燃烧放热445 kJ,则1 mol甲烷燃烧放热:,甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳,其热化学方程式为:。
【小问5详解】
由盖斯定律可知,可得反应③的,该反应 ,且 (气体分子数减少),根据 ,低温时 ,反应自发;高温时 ,反应不自发。因此,该反应在低温下自发。该反应的 。
24. 按要求回答下列小题。
(1)氮是一种地球上含量丰富的元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
反应 ,在温度分别为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。
①AC两点的反应速率:A___________C(填“>”“<”或“=”)。
②AC两点的转化率:A___________C(填“>”“<”或“=”)。
(2)一定温度下,在一恒容密闭容器中进行如下化学反应: 。
①下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是___________。
a.
b.容器中气体的密度不随时间而变化
c.容器中气体的分子总数不随时间而变化
d.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②其平衡常数K与温度T的关系如表所示:试判断___________(填“>”“<”或“=”)。
T/K
298
398
498
平衡常数K
(3)工业上可用和制备甲醇,其反应方程式为,某温度下,将和充入容积不变的2 L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表:
时间/h
1
2
3
4
5
6
0.90
0.85
0.83
0.81
0.80
0.80
①用表示前2 h的平均反应速率___________;
②在300℃、8 MPa下,将和按物质的量之比为通入一密闭容器中发生(3)中反应,达到平衡时,测得的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)经催化加氢可合成低碳烯烃: 。在0.1 MPa时,按投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①该反应的___________0(填“>”或“<”)。
②曲线c表示的物质为___________。
③为提高的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是___________。
【答案】(1) ①. < ②. >
(2) ①. cd ②. >
(3) ①. ②.
(4) ①. < ②. ③. 增大压强,平衡右移;增加 与 的投料比;及时分离出产物(任答一条即可)
【解析】
【小问1详解】
①由于正反应是吸热反应,升高温度会使平衡右移, 的体积分数增大。在相同压强下(如 ), 对应的 体积分数大于 ,说明 。A点和C点都在 温度下,但压强不同。A点压强为 ,C点压强为 ,且 。根据反应速率与压强的关系,压强越大,反应速率越快。因此,A点的反应速率小于C点, ;
②A点和C点温度相同,但压强不同, ,该反应是气体物质的量增大的反应,根据平衡移动原理,增大压强会使平衡左移, 的转化率降低。因此,A点的转化率大于C点,即: 。
【小问2详解】
a.根据反应方程式, 和 的化学计量数比为 1:3。在平衡时,应满足:,即,而选项中 显然不符合,a不选;
b.在恒容条件下,反应物和生成物均为气体,根据质量守恒,总质量 不变,容器体积 也不变,因此密度 始终不变。无论反应是否达到平衡,密度都不会变化。因此,b项不能作为平衡标志,b不选;
c.该反应是气体物质的量减小的反应,若分子总数不再变化,说明各组分的物质的量不再变化,即反应达到平衡,c选;
d.容器中气体的平均相对分子质量 。由于 不变,而 随反应进行而变化,当 不变时,说明 不变,反应达到平衡,d选;
故选cd;
②根据反应 ,该反应是放热反应。根据平衡移动原理,升高温度会使平衡左移, 减小,即:。
【小问3详解】
①某温度下,将和充入容积不变的2 L密闭容器中,设前 2 小时内 转化的物质的量为 ,列出“三段式”:
2h时总物质的量为,根据表格数据,2 小时时 ,即,=,,因此, 的变化量为:,反应速率:;
② 和 按 1:3 投料,设 , ,总物质的量 。 的平衡转化率为 50%,列出三段式:
平衡时总物质的量:,总压 ,各组分的分压:,,,平衡常数=。
【小问4详解】
①观察图像,随着温度升高, 的物质的量增加,说明升高温度平衡左移,正反应为放热反应, ;
②根据反应方程式可知, 是反应物,其物质的量随温度升高而增加, 也是反应物,但其初始量少于 ,且变化量为 的 ,故曲线 a 应为 ;生成物中, 的物质的量是 的 4 倍,因此 b 对应 ,c 对应 ;
③该反应是气体分子数减少的反应,根据平衡移动原理:增大压强,平衡右移, 转化率提高;增加 与 的投料比,可提高 转化率;及时分离出产物,使平衡右移(任答一条即可)。
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