精品解析:新疆阿克苏市实验中学2022-2023学年高二上学期第一次月考化学试题
2026-03-24
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内容正文:
阿克苏市实验中学2022—2023学年第一学期高二年级第一次月考
化学试卷
考试时间:90分钟 满分:100分
一、选择题(每题只有一个正确答案,每题3分,共48分)
1. 近期,我国研究人员报道了温和条件下实现固氮的一类三元NiFeV催化剂,图为其电催化固氮的机理示意图。关于该电催化过程叙述正确的是
A. 该反应是在强碱性条件下进行的 B. 三元NiFeV催化剂使原反应的减小
C. 反应中间产物为不同氮氢化合物 D. 每当产生17gNH3,共转移6mole-
2. 下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应的是
A. 碳和二氧化碳在高温下的反应 B. 碳酸钙高温分解
C. 氢氧化钠和盐酸的反应 D. 铝片和稀硫酸反应
3. 下列热化学方程式正确的是
A. 31g白磷比31g红磷能量多bkJ,
B. 、完全反应后,放出热量 ,
C.
D. 的燃烧热为
4. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1。下列说法正确的是
A. 1L1mol·L-1盐酸和1L1mol·L-1氨水反应放出热量为57.3kJ
B. 1L1mol·L-1高氯酸溶液和1L1mol·L-1NaOH溶液反应放出热量为57.3kJ
C. 含0.5molH2SO4的浓硫酸和1L1mol·L-1NaOH溶液反应放出热量为57.3kJ
D. 1L0.5mol·L-1稀硫酸和1L0.5mol·L-1Ba(OH)2溶液反应放出热量为57.3kJ
5. 2022年4月16日,在搭载神舟十三号载人飞船前往太空六个月之后,我们的英雄翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员终于圆满完成任务,返回地球。标志着我国空间站建设以及航天技术水平又取得了新的历史性成就。下列说法正确的是
A. 空间站内使用的石英玻璃的主要成分为硅酸盐
B. 舱内供给呼吸的氧气是水电解的还原产物
C. 宇航员穿的舱外航天服可采用全棉制作
D. 可用偏二甲肼[]等有机物作为火箭发射的燃料
6. 关于中和热的测定实验,下列说法正确的是
A. 在实验中,温度计只使用2次
B. 向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢以免洒出
C. 用铁丝代替玻璃棒搅拌,会使测得的中和热数值偏大
D. 为了使反应进行的更完全,可以使酸或碱适当过量
7. 分析表中的四个热化学方程式,判断氢气和丙烷的燃烧热分别是
液氢(H2)
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-482.6kJ•mol-1
丙烷(C3H8)
③C3H8(1)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2013.8kJ•mol-1
④C3H8(1)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2221.5kJ•mol-1
A. 571.6kJ•mol-1,2221.5kJ•mol-1 B. 241.3kJ•mol-1,2013.8kJ•mol-1
C. 285.8kJ•mol-1,2013.8kJ•mol-1 D. 285.8kJ•mol-1,2221.5kJ•mol-1
8. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
9. H2和CO2在一定条件下反应为4H2+CO22H2O+CH4。下列关于该反应的说法正确的是
A. 合适的催化剂能加快反应速率 B. 适当升高温度会减慢化学反应速率
C. 增大CO2的浓度能减慢化学反应速率 D. 达到化学平衡时,CO2能全部转化为CH4
10. 下列事实中,能用勒夏特列原理解释的是
①夏天,打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
②浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
④将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中,混合气体的颜色变浅
⑤使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率
⑥合成氨时,将氨液化分离,可提高原料利用率
A. ①②③④⑥ B. ④⑤⑥ C. ①③④⑤ D. ③④⑥
11. 在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃,存在平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且平衡常数K=1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃,则平衡时CO的转化率为
A. 40% B. 50% C. 60% D. 83.3%
12. 已知下列反应的平衡常数:
①SO2(g) + O2(g) SO3(g) K1 ;
②NO(g) + O2(g) NO2(g) K2。
则反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为
A. K1 + K2 B. K2﹣K1 C. D. K1 × K2
13. 将NH4Br置于密闭容器中,在某温度下发生反应:NH4Br(s)⇌NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)⇌Br2(g)+H2(g),2 min后,测知H2的浓度为0.5 mol·L-1,HBr的浓度为4 mol·L-1,若上述反应速率用v(NH3)表示,则下列速率正确的是
A. 0.5 mol·L-1·min-1 B. 2.5 mol·L-1·min-1
C. 2 mol·L-1·min-1 D. 1.25 mol·L-1·min-1
14. 在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:,已知反应平衡常数与温度的关系如下表,下列说法不正确的是
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
A. 上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应
B. 25℃时,反应的逆反应平衡常数为2×10-5
C. 80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol∙L−1
D. 80℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol∙L−1,则此时(正)>(逆)
15. 在一定温度下,将X和Y各0.16mol加入10L恒容密闭容器中,发生下列反应:X(s)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A. 反应前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-3mol•L-1•s-1
B. 此反应的平衡常数表达式为K=
C. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
D. 其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时Y的体积分数增大
16. 在某2L恒容密闭容器中充入和,发生反应:。反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断不正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 升高温度,平衡右移,正反应速率减小,逆反应速率增大
C. Q点时Z的体积分数最大
D. W、M两点Y的正反应速率W点小于M点
二、填空题(每空2分,共52分)
17. 有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源之一,而且是一种理想的绿色能源。
(1)氢能被称为绿色能源的原因是____(只答一点即可)。
(2)在101kPa下,1gH2完全燃烧生成液态水放出143.9kJ的热量,请回答下列问题:
①该反应的生成物总能量____(填“大于”“小于”或“等于”)反应物总能量。
②氢气的燃烧热为_____。
③该反应的热化学方程式为____。
④若1molH2完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-O的键能为463kJ·mol-1,H-H的键能为436kJ·mol-1,计算O=O的键能为_____kJ·mol-1。
(3)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) △H1=-72.5kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) △H2=-64.4kJ·mol-1;
MgNi2(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) △H3。
则△H3=_____kJ·mol-1。
18. 将气体A、B置于的刚性密闭容器中,发生如下反应:,反应进行到末,测得A的物质的量为,C的物质的量为,内D的反应速率为,则:
(1)用C表示内反应的平均反应速率为___________。
(2)生成物D的化学计量数n为___________。
(3)末反应物A的转化率为___________。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.2v逆(A)=v正(B)
d.容器内混合气体的密度保持不变
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2
f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(5)反应进程中,正反应速率随时间变化曲线如图所示:
①该反应为___________反应(填“吸热”或“放热”),理由是___________。
②反应在c点处v(正)___________v(逆)(填“>”或“=”或“<”)。
③若,反应物B的转化率:段___________段(填“>”或“=”或“<”)。
19. 肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)800 ℃时,某密闭容器中存在如下反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) ΔH>0,若开始向容器中加入1 mol·L-1的NO2,反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线I所示。
①反应II相对于反应I而言,改变的条件可能是_____。
②请在图中绘制出在其他条件与反应I相同,反应在820 ℃时进行,NO的产率随时间的变化曲线_____。
(2)已知N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+57.20 kJ·mol-1,开始时,将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如下表所示:
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
c(X)/(mol·L-1)
0.2
c
0.6
0.6
1.0
c1
c1
c(Y)/(mol·L-1)
0.6
c
0.4
0.4
04
c2
c2
①c(X)代表___________(填化学式)浓度。
②前10 min内用NO2表示反应速率为___________;20 min时改变的条件是___________;重新达到平衡时,NO2的百分含量___________(填字母)。
a.增大 b.减小 c.不变 d.无法判断
20. 用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是___。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是___。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值___(填“偏大、偏小、无影响”)。
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___(填“相等、不相等”),所求中和热___(填“相等、不相等”)。
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3•H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
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阿克苏市实验中学2022—2023学年第一学期高二年级第一次月考
化学试卷
考试时间:90分钟 满分:100分
一、选择题(每题只有一个正确答案,每题3分,共48分)
1. 近期,我国研究人员报道了温和条件下实现固氮一类三元NiFeV催化剂,图为其电催化固氮的机理示意图。关于该电催化过程叙述正确的是
A. 该反应是在强碱性条件下进行的 B. 三元NiFeV催化剂使原反应的减小
C. 反应中间产物为不同的氮氢化合物 D. 每当产生17gNH3,共转移6mole-
【答案】C
【解析】
【详解】A.在电催化固氮的机理中,第一步是H+得到电子发生还原反应,反应在酸性条件下进行,故A错误;
B.|△H|只与反应的始态和终态有关,与反应路径无关,故三元NiFeV催化剂对原反应的|△H|没有任何改变,故B错误;
C.依据图示可知中间产物有N2H4、NH、NH2,反应分多步进行,中间产物为N2H4、NH、NH2几种不同的氮氢化物,故C正确;
D.氮气与氢气反应生成氨气,生成17g氨气,物质的量为=1mol,氮元素化合价从0价升高为-3价,生成1mol氨气,转移3mol电子,故D错误;
故选:C。
2. 下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应的是
A. 碳和二氧化碳在高温下的反应 B. 碳酸钙高温分解
C. 氢氧化钠和盐酸的反应 D. 铝片和稀硫酸反应
【答案】D
【解析】
【分析】属于氧化还原反应说明该反应中有电子的转移,其特征是有元素化合价升降,属于放热反应说明该反应中反应物总能量大于生成物总能量,据此分析解答。
【详解】A.C与CO2反应是吸热反应,是氧化还原反应,故A错误;
B.碳酸钙高温分解是吸热反应,不是氧化还原反应,故B错误;
C.NaOH和HCl反应为放热反应,但不是氧化还原反应,故C错误;
D.铝和稀硫酸的反应为放热反应,也是氧化还原反应,故D正确;
故选:D。
3. 下列热化学方程式正确的是
A. 31g白磷比31g红磷能量多bkJ,
B. 、完全反应后,放出热量 ,
C.
D. 的燃烧热为
【答案】A
【解析】
【详解】A.31 g白磷(0.25 mol)比31 g红磷(1 mol)能量多b kJ,说明1 mol白磷转化为4 mol红磷时释放4 bkJ热量,ΔH=-4b kJ·mol-1,热化学方程式书写正确,A正确;
B.1 mol SO2和0.5 mol O2完全反应放出98.3 kJ热量,对应2 mol SO2和1 mol O2的ΔH应为-196.6 kJ·mol-1,B错误;
C.生成BaSO4沉淀会额外放热,稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成2molH2O的ΔH应小于-114.6 kJ·mol-1,C错误;
D.H2的燃烧热应生成液态水,而非HCl,不符合燃烧热定义,D错误;
答案选A。
4. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1。下列说法正确的是
A. 1L1mol·L-1盐酸和1L1mol·L-1氨水反应放出热量为57.3kJ
B. 1L1mol·L-1高氯酸溶液和1L1mol·L-1NaOH溶液反应放出热量为57.3kJ
C. 含0.5molH2SO4的浓硫酸和1L1mol·L-1NaOH溶液反应放出热量为57.3kJ
D. 1L0.5mol·L-1稀硫酸和1L0.5mol·L-1Ba(OH)2溶液反应放出热量为57.3kJ
【答案】B
【解析】
【分析】热化学方程式表达式中表示的反应热为中和热。中和热指25℃和101kPa下稀强酸与稀强碱溶液反应生成可溶性盐和1 mol 液态水时放出的热量。
【详解】A.1L1mol·L-1盐酸和1L1mol·L-1氨水反应能生成1 mol 液态水,但一水合氨是弱碱,其电离过程是吸热过程,反应放出的总能量小于57.3 kJ,A错误;
B.1L1mol·L-1高氯酸溶液和1L1mol·L-1NaOH溶液反应恰好生成1 mol 液态水,放出57.3 kJ热量,B正确;
C.含的浓硫酸和NaOH溶液反应能生成1 mol 液态水,但浓硫酸稀释过程是放热过程,反应放出的总能量大于57.3 kJ,C错误;
D.稀硫酸和溶液反应在生成1mol水同时,还生成0.5 mol BaSO4。生成BaSO4的过程是放热过程,反应放出的总能量大于57.3 kJ,D错误;
答案为B。
5. 2022年4月16日,在搭载神舟十三号载人飞船前往太空六个月之后,我们的英雄翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员终于圆满完成任务,返回地球。标志着我国空间站建设以及航天技术水平又取得了新的历史性成就。下列说法正确的是
A. 空间站内使用的石英玻璃的主要成分为硅酸盐
B. 舱内供给呼吸的氧气是水电解的还原产物
C. 宇航员穿的舱外航天服可采用全棉制作
D. 可用偏二甲肼[]等有机物作为火箭发射的燃料
【答案】D
【解析】
【详解】A.石英玻璃的主要成分为,故A错误;
B.水电解产生氧气,O的化合价升高,发生氧化反应,故B错误;
C.棉花的主要成分为纤维素,为易燃物,航天员出舱活动时所穿的舱外航天服不可能全是全棉制作,故C错误;
D.偏二甲肼和氧气或二氧化氮反应可放出大量的热,故可用作燃料,故D正确;
故选:D。
6. 关于中和热的测定实验,下列说法正确的是
A. 实验中,温度计只使用2次
B. 向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢以免洒出
C. 用铁丝代替玻璃棒搅拌,会使测得的中和热数值偏大
D. 为了使反应进行更完全,可以使酸或碱适当过量
【答案】D
【解析】
【详解】A.在中和热的测定实验中,温度计要测定酸的初始温度、碱的初始温度和反应混和溶液的最高温度,即做一次中和热的测定实验,温度计至少要用3次,为减少实验误差重复实验2~3次,故温度计需要使用多次,故A错误;
B.为了减少反应过程中的热量损失,应该向盛装酸的烧杯中快速加碱,故B错误;
C.用铁丝代替玻璃棒搅拌,会导致能量损失大,测定的温度差减小,所以测得的中和热数值偏小,故C错误;
D.为了使一种反应物完全反应,应该使另一种物质过量,所以为了使反应进行的更完全,可以使酸或碱适当过量,故D正确;
答案选D。
7. 分析表中的四个热化学方程式,判断氢气和丙烷的燃烧热分别是
液氢(H2)
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-482.6kJ•mol-1
丙烷(C3H8)
③C3H8(1)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2013.8kJ•mol-1
④C3H8(1)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2221.5kJ•mol-1
A. 571.6kJ•mol-1,2221.5kJ•mol-1 B. 241.3kJ•mol-1,2013.8kJ•mol-1
C 285.8kJ•mol-1,2013.8kJ•mol-1 D. 285.8kJ•mol-1,2221.5kJ•mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为燃烧热;
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1 ,热化学方程式是2mol氢气燃烧生成稳定氧化物的反应,氢气燃烧热为285.8kJ•mol-1;
②2H2(l)+O2(g)=2H2O(g)△H=-482.6kJ•mol-1,热化学方程式生成的是气态水,不是稳定氧化物,不能据此计算;
③C3H8(l)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)△H=-2013.8kJ•mol-1,反应生成的水是气态,不是稳定氧化物,不能据此计算;
④C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2221.5kJ•mol-1,热化学方程式是1mol丙烷完全燃烧生成稳定氧化物,丙烷燃烧热即为2221.5kJ•mol-1;
根据以上分析可知,氢气和丙烷的燃烧热分别是:285.8kJ•mol-1,2221.5 kJ•mol-1;
故选:D。
8. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】①增加固体C的量,浓度不变,反应速率不变,符合条件;
②体积缩小,气体反应物的浓度增大,反应速率会加快,不符合条件;
③体积不变,充入惰性气体,虽然总压增大,但反应体系中各气体的浓度均未改变,因此反应速率几乎无影响,符合条件;
④压强不变,充入惰性气体导致容器体积增大,气体反应物的浓度减小,反应速率会减慢,不符合条件。
故答案选A。
9. H2和CO2在一定条件下反应为4H2+CO22H2O+CH4。下列关于该反应的说法正确的是
A. 合适的催化剂能加快反应速率 B. 适当升高温度会减慢化学反应速率
C. 增大CO2的浓度能减慢化学反应速率 D. 达到化学平衡时,CO2能全部转化为CH4
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂能降低活化能,提升反应速率,A正确;
B.温度越高,反应速率越快,B错误;
C.增大二氧化碳的浓度,化学反应速率增大,C错误;
D.对可逆反应来说,任何条件下都不能实现完全转化,D错误;
故选A。
10. 下列事实中,能用勒夏特列原理解释的是
①夏天,打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
②浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
④将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中,混合气体的颜色变浅
⑤使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率
⑥合成氨时,将氨液化分离,可提高原料利用率
A. ①②③④⑥ B. ④⑤⑥ C. ①③④⑤ D. ③④⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①夏天,打开啤酒瓶时,压强减小,平衡向生成气体的方向移动,会从瓶口逸出气体,能用勒夏特列原理解释,正确;
②浓氨水中加入氢氧化钠固体时,溶液中氢氧根离子浓度变大,氨水电离平衡逆向移动,产生较多的刺激性气味的气体,能用勒夏特列原理解释,正确;
③饱和实验水中氯离子浓度较大,抑制了氯气在水中的溶解,实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,正确;
④将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中,温度降低,平衡向生成四氧化氮的方向移动,混合气体的颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,正确;
⑤使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率,催化剂改变速率,不改变平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,错误;
⑥合成氨时,将氨液化分离,生成物浓度减小,平衡正向移动,可提高原料利用率,能用勒夏特列原理解释,正确;
故选A。
11. 在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃,存在平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且平衡常数K=1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃,则平衡时CO的转化率为
A. 40% B. 50% C. 60% D. 83.3%
【答案】B
【解析】
【详解】设CO的转化率为x,则反应一氧化碳的物质的量为xmol,由题意可建立如下三段式:
由平衡常数K=4可得:=1,解得x=0.5=50%;
故选B。
12. 已知下列反应的平衡常数:
①SO2(g) + O2(g) SO3(g) K1 ;
②NO(g) + O2(g) NO2(g) K2。
则反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为
A. K1 + K2 B. K2﹣K1 C. D. K1 × K2
【答案】C
【解析】
【详解】反应①的化学平衡常数,反应②的化学平衡常数,反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为=,故选C。
13. 将NH4Br置于密闭容器中,在某温度下发生反应:NH4Br(s)⇌NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)⇌Br2(g)+H2(g),2 min后,测知H2的浓度为0.5 mol·L-1,HBr的浓度为4 mol·L-1,若上述反应速率用v(NH3)表示,则下列速率正确的是
A. 0.5 mol·L-1·min-1 B. 2.5 mol·L-1·min-1
C. 2 mol·L-1·min-1 D. 1.25 mol·L-1·min-1
【答案】B
【解析】
【分析】根据,结合方程式进行计算。
【详解】NH4Br(s)⇌NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)⇌Br2(g)+H2(g),反应达到化学平衡,测知H2浓度为0.5mol•L−1,则消耗的HBr为0.5mol•L−1×2=1mol•L−1;测知HBr的浓度为4mol•L−1,则NH4Br分解生成的HBr的浓度为1mol•L−1+4mol•L−1=5mol•L−1,故NH4Br分解生成的NH3的浓度为5mol•L−1;所以;
故答案选B。
14. 在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:,已知反应平衡常数与温度的关系如下表,下列说法不正确的是
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
A. 上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应
B. 25℃时,反应的逆反应平衡常数为2×10-5
C. 80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol∙L−1
D. 80℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol∙L−1,则此时(正)>(逆)
【答案】D
【解析】
【详解】A.由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应移动,逆反应方向为吸热反应,因此生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应,A正确;
B.25℃时反应Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)的平衡常数为5×104,相同温度下,对于互为可逆反应的两个反应的化学平衡常数互为倒数,故25℃时逆反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为=2×10-5,B正确;
C.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,c(CO)===1mol/L,K==2,故c[Ni(CO)4]=2×14mol/L=2mol/L,C正确;
D. 80℃时,浓度商Q===8>K=2,则反应向逆反应方向进行,(正)<(逆),D错误;
故答案为:D。
15. 在一定温度下,将X和Y各0.16mol加入10L恒容密闭容器中,发生下列反应:X(s)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A. 反应前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-3mol•L-1•s-1
B. 此反应的平衡常数表达式为K=
C. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
D. 其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时Y的体积分数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.前2minY的平均速率v(Y)==2.0×10-3mol•L-1•min-1,v(Z)=2v(Y)=4.0×10-3mol•L-1•min-1,故A错误;
B.X为固体,浓度视为定值,其浓度不列入平衡常数表达式中,则K=,故B错误;
C.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,达到新平衡前v(正)> v(逆),故C错误;
D.其他条件不变,再充入0.2molZ,等效为在原平衡基础上增大压强,平衡左移,Y的体积分数增大,故D正确;
答案选D。
16. 在某2L恒容密闭容器中充入和,发生反应:。反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断不正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 升高温度,平衡右移,正反应速率减小,逆反应速率增大
C. Q点时Z的体积分数最大
D. W、M两点Y的正反应速率W点小于M点
【答案】B
【解析】
【详解】A.Q点前,反应未达平衡,Q点后,升高温度,X的体积分数增大,则平衡逆向移动,该反应为放热反应,A正确;
B.升高温度,平衡左移,正反应速率增大,逆反应速率增大,B不正确;
C.Q点时反应达平衡,Q点后,平衡逆向移动,则Q点时,Z的体积分数最大,C正确;
D.M点的温度比W点高,温度越高,反应速率越快,则Y的正反应速率W点小于M点,D正确;
故选B。
二、填空题(每空2分,共52分)
17. 有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源之一,而且是一种理想的绿色能源。
(1)氢能被称为绿色能源的原因是____(只答一点即可)。
(2)在101kPa下,1gH2完全燃烧生成液态水放出143.9kJ的热量,请回答下列问题:
①该反应的生成物总能量____(填“大于”“小于”或“等于”)反应物总能量。
②氢气的燃烧热为_____。
③该反应的热化学方程式为____。
④若1molH2完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-O的键能为463kJ·mol-1,H-H的键能为436kJ·mol-1,计算O=O的键能为_____kJ·mol-1。
(3)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) △H1=-72.5kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) △H2=-64.4kJ·mol-1;
MgNi2(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) △H3。
则△H3=_____kJ·mol-1。
【答案】(1)无污染 (2) ①. 大于 ②. 285.8 kJ·mol-1 ③. 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) ΔH=-575.6kJ·mol-1 ④. 498
(3)+84.6
【解析】
【小问1详解】
氢能被称为绿色能源的原因是:氢气燃烧生成水,无污染,为清洁能源;
【小问2详解】
①氢气的燃烧为放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量;
②1mol氢气为2g,完全燃烧生成液态水放出287.8kJ的热量,可知氢气的燃烧热为287.8 kJ•mol-1;
③氢气的燃烧热为287.8 kJ•mol-1,则热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-575.6kJ•mol-1;
④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-H键能为436kJ•mol-1,H-O键能为463kJ•mol-1,燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-482kJ/mol;设1mol O=O键完全断裂时吸收热量为xkJ,2×436+x-4×463=-482,解得x=498;
【小问3详解】
①Mg(s)+H2(g)═MgH2(s)△H1=-74.5kJ•mol-1;②Mg2Ni(s)+2H2(g)═Mg2NiH4(s)△H2=-64.4kJ•mol-1;由盖斯定律②-2×①得到MgNi2(s)+2MgH2(s)═2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3 =-64.4kJ/mol-2×(-74.5kJ/mol)=+84.6kJ/mol,则△H3=+84.6kJ/mol。
18. 将气体A、B置于的刚性密闭容器中,发生如下反应:,反应进行到末,测得A的物质的量为,C的物质的量为,内D的反应速率为,则:
(1)用C表示内反应的平均反应速率为___________。
(2)生成物D的化学计量数n为___________。
(3)末反应物A的转化率为___________。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.2v逆(A)=v正(B)
d.容器内混合气体的密度保持不变
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2
f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(5)反应进程中,正反应速率随时间的变化曲线如图所示:
①该反应为___________反应(填“吸热”或“放热”),理由是___________。
②反应在c点处v(正)___________v(逆)(填“>”或“=”或“<”)。
③若,反应物B的转化率:段___________段(填“>”或“=”或“<”)。
【答案】(1)0.025
(2)4 (3)25%或0.25
(4)bf (5) ①. 放热 ②. 随着反应的进行,反应物浓度不断减小,由此引发反应速率减小,只有放热反应使温度升高,导致初始阶段反应速率增大 ③. > ④. <
【解析】
【小问1详解】
根据题干的信息可知,答案为0.025。
【小问2详解】
根据速率之比等于系数之比可知,,故D的系数为4,答案为4。
【小问3详解】
根据题给信息可知,,则,所以A的起始量为:,则A的转化率为:,答案是:25%或0.25;
【小问4详解】
a.反应的任意阶段都有v(A)=2v(B),不能说明反应达到了平衡,不选;
b.反应前后气体体积变化,故容器内压强保持不变说明反应达到了平衡,选;
c.v逆(A)=2v正(B)时反应达到了平衡,不选;
d.恒容容器中,气体质量不变,故容器内混合气体的密度一直保持不变,不选;
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2时,不一定达到了平衡,不选;
f.反应前后气体的物质的量变化,质量不变,故混合气体的平均相对分子质量为一变量,故混合气体的平均相对分子质量保持不变时,达到了平衡,选;
故选bf。
【小问5详解】
①由图可知随着反应的进行,反应物浓度不断减小,由此引发反应速率减小,只有放热反应使温度升高,导致初始阶段反应速率增大,故答案为:放热,随着反应的进行,反应物浓度不断减小,由此引发反应速率减小,只有放热反应使温度升高,导致初始阶段反应速率增大。
②c点反应速率高于起始a点反应速率,故v(正)>v(逆),故答案为:>;
③由a到c,B转化率不断提高,故相同时间转化率<段故答案为:<。
19. 肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)800 ℃时,某密闭容器中存在如下反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) ΔH>0,若开始向容器中加入1 mol·L-1的NO2,反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线I所示。
①反应II相对于反应I而言,改变的条件可能是_____。
②请在图中绘制出在其他条件与反应I相同,反应在820 ℃时进行,NO的产率随时间的变化曲线_____。
(2)已知N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+57.20 kJ·mol-1,开始时,将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如下表所示:
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
c(X)/(mol·L-1)
0.2
c
0.6
0.6
1.0
c1
c1
c(Y)/(mol·L-1)
0.6
c
0.4
0.4
0.4
c2
c2
①c(X)代表___________(填化学式)的浓度。
②前10 min内用NO2表示的反应速率为___________;20 min时改变的条件是___________;重新达到平衡时,NO2的百分含量___________(填字母)。
a.增大 b.减小 c.不变 d.无法判断
【答案】(1) ①. 使用催化剂 ②.
(2) ①. NO2 ②. 0.04 mol·L-1·min-1 ③. 向容器中加入0.8 mol NO2 ④. b
【解析】
【小问1详解】
①由于反应Ⅱ达到平衡时产率与反应Ⅰ相同,但所用时间减少,故改变的条件是使用催化剂;
②温度升高,速率加快且有利于平衡向右移动,因此达到平衡所用时间比反应Ⅰ少但比Ⅱ多,NO的产率高于0.6,NO的产率随时间的变化曲线如下;
【小问2详解】
①由表中数据知,X代表的物质浓度增加值是Y代表的物质浓度减小值的二倍,故X代表NO2,Y代表N2O4;
②0~10 min内,NO2浓度增加了0.4 mol·L-1,故v(NO2)=0.04 mol·L-1·min-1;
20 min时,NO2浓度增大而N2O4浓度不变,故改变的条件是向容器中加入0.8 mol NO2;
由于温度保持不变,故K是定值,将平衡常数表达式变换为=,由于c(NO2)肯定增大,故减小,故减小,所以混合物中NO2百分含量减小,答案选b。
20. 用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是___。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是___。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值___(填“偏大、偏小、无影响”)。
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___(填“相等、不相等”),所求中和热___(填“相等、不相等”)。
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3•H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【答案】 ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. 减少实验过程中的热量损失 ③. 偏小 ④. 不相等 ⑤. 相等 ⑥. 偏小
【解析】
【分析】根据中和热的测定实验原理、操作步骤与操作的规范性分析作答。
【详解】(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失;
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,会有热量散失,导致测得反应混合液的温度将偏低,则求得的中和热数值偏小;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用60mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,中和热数值相等;
(5)氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ。
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