内容正文:
南昌二中2025-2026学年度下学期高一化学期中考试
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 合理使用药物有利于身心健康。下列关于药物的说法错误的是
A. 非处方药的包装上印有“OTC”标识
B. 氢氧化钠能中和胃酸,可用作抗酸剂
C. 阿司匹林是一种解热镇痛药
D. 屠呦呦因研究抗疟疾药青蒿素获诺贝尔奖
2. 国产大飞机,特别是C919的正式交付向世界展示了我国的科技实力,它标志着中国在高端装备制造业取得了历史性突破。大飞机上用到了先进金属材料——第三代铝锂合金,在铝的基础上,加入了锂、铜、镁等元素。下列叙述正确的是
A. 工业上可由电解熔融的制备单质铝 B. 铝锂合金的熔点比Al高
C. 锂在氧气中燃烧只能生成 D. 镁燃烧可以用泡沫灭火器来灭火
3. 下列说法中正确的是
A. 温度越高,催化剂的催化效果越好
B. 平衡常数与温度有关,改变温度化学平衡会发生移动
C. 对气态反应,改变压强,正逆反应速率都发生变化,化学平衡也一定移动
D. 改变反应物浓度或生成物浓度后,平衡发生移动且化学平衡常数也发生改变
4. 反应分两步进行:①,②。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
5. 下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物),反应开始时放出的速率最快的是
金属(粉末状)
酸及其浓度
酸的体积
反应起始
温度
A
0.1 mol Fe
盐酸
10
50
B
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
C
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
D
0.1 mol Fe
盐酸
10
30
A. A B. B C. C D. D
6. 影响化学反应速率的因素主要分两类。内因和外因,下列反应速率的变化是由内因引起的是
A. 集气瓶中充满氯气和氢气的混合气体。当在瓶外点燃镁条时,发生爆炸
B. 熔化的放出气体的速率很慢,加入少量二氧化锰后很快有气体产生
C. 锌粉与碘混合后,无明显现象,当加入几滴水时,立即有紫红色气体产生
D. 分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条。产生气体的速率有快有慢
7. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 合成氨工业中将氨液化分离
B. 汽车尾气CO、NO转化为CO2和N2的反应中需加入三元催化剂
C. 工业上2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反应选用常压条件而不选用高压
D. 对于H2(g)+I2(g)2HI(g),达平衡后缩小容器体积可使体系颜色加深
8. 利用下列装置进行实验,其中能到达实验目的的是
A.探究稀盐酸与锌粒的反应是吸热还是放热反应
B.用该装置测定的燃烧热
C.验证催化剂对反应速率的影响
D.其他条件一定,探究反应物浓度对反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
9. 下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A. ,则的燃烧热
B. , ,则a<b
C. 含1molNaOH的稀溶液与足量醋酸稀溶液完全中和,放出56.0kJ的热量,则该中和反应的热化学方程式可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(aq) ΔH=-56.0kJ·mol-1
D. 将和置于一密闭容器中充分反应,放出热量,则该反应的热化学方程式可表示为:
10. 一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g) H2(g) + I2(g),0~15 s内,c(HI)由0.1 mol/L降到0.07 mol/L。下列说法正确的是
A. c(HI)由0.07 mol/L继续降到0.05 mol/L所需反应时间大于10 s
B. 0~15 s内,用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol/(L·s)
C. 增大HI浓度,活化分子百分数增大,反应速率加快
D. 保持其他条件不变,充入He,使体系压强增大,化学反应速率加快
11. 为探究反应的速率影响因素,某实验小组利用溶液与溶液设计和探究实验,如表:
编号
温度
溶液
(溶液)
出现浑浊时间/s
①
20
10
10
0
②
20
10
5
V
③
50
10
10
0
忽略因混合导致的溶液体积的变化,下列说法正确的是
A. 研究温度的影响时,应先将溶液置于不同温度的水浴中一段时间后再混合
B. 实验②中
C. 若实验③中10s后浑浊不再增多,则前10s内
D.
12. 我国学者采用量子力学法研究了钯基作催化剂时,用CO(g)和H2(g)制备CH3OH(g)的机理,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 钯基催化剂可以改变反应的活化能和反应热
B. 过程CO* + 4H* = CHO* + 3H*是该段反应历程中的决速步骤
C. 五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质最稳定
D. 该段反应过程中,生成1 mol CH3OH(g)共吸收热量65.7 kJ
13. 一定条件下,反应的速率方程为,k为速率常数(只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关),m、n是反应级数,可以是整数、分数。
实验测得速率与浓度关系如表所示:
实验
速率
①
0.10
0.10
v
②
0.20
0.10
2v
③
0.20
0.40
4v
④
0.40
a
12v
下列说法错误的是
A. 其他条件相同,升高温度,速率常数(k)增大
B. 其他条件相同,加入催化剂,速率常数(k)增大
C. 根据实验结果,
D. 表格中,a=0.9
14. 在温度为T℃的恒容密闭容器中,发生可逆反应,该反应正、逆反应速率与浓度的关系为,(、为速率常数)。结合反应过程中速率-浓度对数图像,下列说法错误的是
A. 图中表示的线是n
B. T℃时,向2 L的容器中充入气体和气体,此时
C. 当时,说明反应达到平衡状态
D. T℃时,向刚性容器中充入气体,平衡后测得为,则平衡时,的数值为
二、填空题(共58分)
15. 碳酸锂()是制备新能源汽车电池的重要原料。工业上用粉末状的锂辉矿为原料制取,锂辉矿主要成分为、、等,其工艺流程如下图。
(1)反应①中,X溶液的溶质为___________(填化学式)。
(2)写出滤渣1的一种用途___________。
(3)反应②中,生成滤渣2的离子方程式为___________。
(4)反应③加入过量的饱和溶液的目的是___________。
(5)下表为与在不同温度下的溶解度(g)数据,据此判断:
温度/℃
0
20
40
60
80
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
5.0
19.4
48.8
45.3
43.7
①为获得更多的产品,加入的饱和溶液的最佳温度是___________(填字母序号)。
A.0℃ B.20℃ C.40℃
②“沉锂”后从滤液中回收晶体的操作是___________(选填“蒸发结晶”或“降温结晶”)、过滤、洗涤及干燥。
③滤渣3 需用“热水”洗涤的原因是___________。
16. 以木炭、浓硝酸、水和铜片为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:①2NO+Na2O22NaNO2
②3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O
③酸性条件下,NO能与MnO反应生成NO和Mn2+
回答下列问题:
(1)盛放木炭的仪器名称为_______,Na2O2的电子式为_______。
(2)B中观察到的主要现象是:红棕色气体消失,并有无色气体产生。产生该现象所涉及的化学反应方程式为_______。
(3)检验C中产物有亚硝酸钠的操作方法和实验现象是_______。
(4)经检验,C中产物除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,产生副产物的同时有O2生成,则产生标况下2.24LO2转移的电子数为_______。为避免产生这些副产物,应在B、C装置间增加一个装置,则该装置中盛放的试剂是_______(填字母)。
a.浓硫酸 b.无水氯化钙 c.五氧化二磷 d.碱石灰
(5)装置D中发生反应的离子方程式为:_______。
17. 一定温度下,容积为的密闭容器内,M、N两种气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示:
(1)该反应的化学方程式是___________。
(2)反应开始至t2min末,的反应速率为___________。
(3)在图上所示的三个时刻中,___________填“t1”“t2”或“t3”时刻处于平衡状态,此时v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(4)下列可以判断该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
①生成1mol M的同时,消耗2mol N ②混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
③混合气体中各物质的浓度保持不变 ④t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
⑤混合气体中M、N的浓度之比等于两者的化学计量数之比
(5)下列措施能增大反应速率的是___________(填字母编号)。
A. 升高温度 B. 降低压强 C. 减小M的浓度 D. 将反应容器体积缩小
(6)在20℃,2×105Pa条件下发生该反应,建立平衡后,再逐步加压(温度不变),M的浓度变化如下表,P由5×105Pa变为1×106Pa,平衡向___________(填“正向”或“逆向”)移动,平衡向该方向移动的原因是___________。
压强/Pa
2×105
5×105
1×106
M的浓度(mol/L)
0.08
0.21
0.40
18. CO2加氢制备CH3OH、CH3CH2OH涉及反应如下:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)工业上,利用CO加氢合成的热化学方程式为___________。
(2)向反应器中充入和,在催化剂Cat1、Cat2作用下发生上述反应,测得相同时间内的转化率与温度关系如图1所示。温度低于时,催化效率较高的催化剂是___________(填“Cat1”或“Cat2”),随着温度升高,Cat1、Cat2曲线相交,其主要原因可能是___________。
(3)某温度下,向恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,发生上述反应i、ii、iii,起始压强为100 kPa,达到平衡时CO2转化率为60%,CH3CH2OH选择性为50%,CO选择性为25%。
已知:乙醇的选择性的选择性同理)。
平衡时H2分压P(H2)=___________kPa.该温度下,反应iii的平衡常数___________(用分数表示,用分压计算的平衡常数为压强平衡常数,分压等于总压物质的量分数)。
(4)与在活化后的催化剂[催化剂活化:无活性(有活性)]表面可逆地发生反应ii,其反应历程如图2所示。
①对于CO2制甲醇的过程,以下描述正确的是___________(填字母)。
A.反应中经历了键的形成和断裂
B.加压可以提高CO2的平衡转化率
C.升高温度有利于生成甲醇
②CO2与H2混合气体以不同的流速通过反应器,流速加快可减少产物中H2O的积累,减少反应___________(用化学方程式表示)的发生,减少催化剂的失活,提高甲醇选择性。
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南昌二中2025-2026学年度下学期高一化学期中考试
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 合理使用药物有利于身心健康。下列关于药物的说法错误的是
A. 非处方药的包装上印有“OTC”标识
B. 氢氧化钠能中和胃酸,可用作抗酸剂
C. 阿司匹林是一种解热镇痛药
D. 屠呦呦因研究抗疟疾药青蒿素获诺贝尔奖
【答案】B
【解析】
【详解】A.非处方药的包装上印有“OTC”标识,对应无需医生处方即可自行购买的药物,A正确;
B.氢氧化钠是强碱,具有强腐蚀性,会腐蚀消化道黏膜,不能用作抗酸剂,B错误;
C.阿司匹林是经典的解热镇痛药,可用于缓解发热、轻中度疼痛等症状,C正确;
D.屠呦呦因提取出可有效治疗疟疾的青蒿素,获得诺贝尔生理学或医学奖,D正确;
故答案选B。
2. 国产大飞机,特别是C919的正式交付向世界展示了我国的科技实力,它标志着中国在高端装备制造业取得了历史性突破。大飞机上用到了先进金属材料——第三代铝锂合金,在铝的基础上,加入了锂、铜、镁等元素。下列叙述正确的是
A. 工业上可由电解熔融的制备单质铝 B. 铝锂合金的熔点比Al高
C. 锂在氧气中燃烧只能生成 D. 镁燃烧可以用泡沫灭火器来灭火
【答案】C
【解析】
【详解】A.为分子晶体,熔融状态不导电,工业上由电解熔融的制备铝单质,A错误;
B.合金的熔点比成分金属低,即铝锂合金的熔点比Al低,B错误;
C.锂金属性较钠弱,在氧气中燃烧只能生成,C正确;
D.镁可在二氧化碳中燃烧,不能用泡沫灭火器来灭火,D错误;
故选C。
3. 下列说法中正确的是
A. 温度越高,催化剂的催化效果越好
B. 平衡常数与温度有关,改变温度化学平衡会发生移动
C. 对气态反应,改变压强,正逆反应速率都发生变化,化学平衡也一定移动
D. 改变反应物浓度或生成物浓度后,平衡发生移动且化学平衡常数也发生改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂存在适宜的活性温度,温度过高会使催化剂失活,催化效果下降,A错误;
B.平衡常数仅与温度有关,改变温度时平衡常数发生变化;改变温度时,正逆反应速率不再相等,化学平衡一定发生移动,B正确;
C.若反应前后气体的总物质的量相等,改变压强正逆反应速率同等程度改变,化学平衡不移动,C错误;
D.化学平衡常数仅与温度有关,改变反应物或生成物浓度,平衡常数不会变,D错误;
故选B。
4. 反应分两步进行:①,②。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】首先总反应为放热反应,即M与Z的总能量比Q的总能量高,排除A和B,其次M+Z→X是吸热反应,即M与Z的总能量低于X总能量,排除C,又由于X→Q是放热反应,说明X能量也高于Q能量,D正确;
故选D。
5. 下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物),反应开始时放出的速率最快的是
金属(粉末状)
酸及其浓度
酸的体积
反应起始
温度
A
0.1 mol Fe
盐酸
10
50
B
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
C
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
D
0.1 mol Fe
盐酸
10
30
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.3 mol/L盐酸中,氢离子浓度低于B选项,反应速率较慢,A不符合题意;
B.3 mol/L硫酸是二元强酸,完全电离后,相同温度、相同金属状态下,其氢离子浓度大于同浓度的盐酸,故放出的速率最快,B符合题意;
C.18.4 mol/L硫酸为浓硫酸,常温下铁遇浓硫酸发生钝化,且若反应生成而非,不会放出,C不符合题意;
D.3 mol/L盐酸,,反应速率慢于B,且温度低于A,反应速率也慢于A,D不符合题意;
故选B。
6. 影响化学反应速率的因素主要分两类。内因和外因,下列反应速率的变化是由内因引起的是
A. 集气瓶中充满氯气和氢气的混合气体。当在瓶外点燃镁条时,发生爆炸
B. 熔化的放出气体的速率很慢,加入少量二氧化锰后很快有气体产生
C. 锌粉与碘混合后,无明显现象,当加入几滴水时,立即有紫红色气体产生
D. 分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条。产生气体的速率有快有慢
【答案】D
【解析】
【分析】影响化学反应速率的因素分为内因和外因,对于不同反应,反应物本身的性质决定反应速率,属于内因,对于同一反应,反应物浓度、温度、压强、催化剂、固体接触面积、光照等可能会影响反应速率,这些因素均属于外因。
【详解】A.上述现象说明光照可加快化学反应速率,光照属于影响化学反应速率的外因,A不符合题意;
B.上述现象说明催化剂可加快化学反应速率,催化剂属于影响化学反应速率的外因,B不符合题意;
C.上述现象说明反应物的浓度可影响反应速率,反应物浓度属于影响化学反应速率的外因,C不符合题意;
D.其他条件不用,只有金属不同,则上述现象说明镁条比锌片活泼,这说明反应物本身的性质影响反应速率,反应物本身的性质属于内因,D符合题意;
故选D。
7. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 合成氨工业中将氨液化分离
B. 汽车尾气CO、NO转化为CO2和N2的反应中需加入三元催化剂
C. 工业上2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反应选用常压条件而不选用高压
D. 对于H2(g)+I2(g)2HI(g),达平衡后缩小容器体积可使体系颜色加深
【答案】A
【解析】
【详解】A.合成氨反应为可逆反应,将氨液化分离会减小生成物浓度,平衡正向移动,可提高原料转化率,符合勒夏特列原理,故选A;
B.催化剂只改变化学反应速率,不影响化学平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,故不选B;
C.正反应为气体分子数减小的反应,高压更利于平衡正向移动,选用常压是因为常压下转化率已经较高,高压会大幅提升设备成本,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,故不选C;
D.反应前后气体总分子数相等,缩小容器体积增大压强时平衡不移动,体系颜色加深是因为浓度被压缩变大,并非平衡移动导致,不能用勒夏特列原理解释,故不选D;
选A。
8. 利用下列装置进行实验,其中能到达实验目的的是
A.探究稀盐酸与锌粒的反应是吸热还是放热反应
B.用该装置测定的燃烧热
C.验证催化剂对反应速率的影响
D.其他条件一定,探究反应物浓度对反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.锌与稀盐酸反应生成,若反应放热,装置内温度升高气体膨胀,若反应吸热,温度降低,气体收缩,可通过压力传感器的检测结果判断反应吸放热,A正确;
B.的燃烧热为1mol 完全燃烧生成液态水放出的热量,该装置为中和热测定装置,无燃烧的反应结构,无法完成燃烧实验,不能测定的燃烧热,B错误;
C.验证催化剂对反应速率的影响需保证反应物浓度一致,该实验两组浓度分别为2%和4%,同时催化剂种类也不同,存在两个自变量,无法得出催化剂对反应速率的影响,C错误;
D.探究反应物浓度对反应速率的影响需保证除探究变量外其他条件一致,且需保证少量以观察完全褪色现象,该实验两组的浓度、总物质的量均不同,高浓度组可能过量无法完全褪色,不能完成实验目的,D错误;
故选A。
9. 下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A. ,则的燃烧热
B. , ,则a<b
C. 含1molNaOH的稀溶液与足量醋酸稀溶液完全中和,放出56.0kJ的热量,则该中和反应的热化学方程式可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(aq) ΔH=-56.0kJ·mol-1
D. 将和置于一密闭容器中充分反应,放出热量,则该反应的热化学方程式可表示为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热要求1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,氢的稳定氧化物为液态水,题给反应生成气态水,无法确定的燃烧热,A错误;
B.等量碳完全燃烧生成放出的热量大于不完全燃烧生成放出的热量,放热反应为负值,放出热量越多越小,因此a<b,B正确;
C.醋酸为弱酸,在离子方程式中应写为化学式,不能拆分为,离子方程式书写错误,正确的热化学方程式为,C错误;
D.该反应为可逆反应,2mol和1mol不能完全反应,热化学方程式的对应反应物完全反应的能量变化,因此,D错误;
故选 B。
10. 一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g) H2(g) + I2(g),0~15 s内,c(HI)由0.1 mol/L降到0.07 mol/L。下列说法正确的是
A. c(HI)由0.07 mol/L继续降到0.05 mol/L所需反应时间大于10 s
B. 0~15 s内,用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol/(L·s)
C. 增大HI浓度,活化分子百分数增大,反应速率加快
D. 保持其他条件不变,充入He,使体系压强增大,化学反应速率加快
【答案】A
【解析】
【详解】A.随着反应进行浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,0~15 s内浓度减少 ,平均反应速率 ,若速率保持不变,浓度再减少 所需时间为 ,实际后续反应速率减慢,所需时间大于10 s,A正确;
B.反应速率之比等于化学计量数之比, ,B错误;
C.增大浓度,单位体积内活化分子数目增多,活化分子百分数不变,反应速率加快,C错误;
D.恒容条件下充入,体系总压强增大,但、、的浓度均不发生变化,化学反应速率不变,D错误;
故选A。
11. 为探究反应的速率影响因素,某实验小组利用溶液与溶液设计和探究实验,如表:
编号
温度
溶液
(溶液)
出现浑浊时间/s
①
20
10
10
0
②
20
10
5
V
③
50
10
10
0
忽略因混合导致的溶液体积的变化,下列说法正确的是
A. 研究温度的影响时,应先将溶液置于不同温度的水浴中一段时间后再混合
B. 实验②中
C. 若实验③中10s后浑浊不再增多,则前10s内
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.探究温度对反应速率的影响时,需保证反应在设定温度下进行,先将溶液置于对应温度水浴中恒温后再混合,可避免混合后温度变化带来的误差,A正确;
B.实验①②探究硫酸浓度对反应速率的影响,需控制溶液总体积相同,①总体积为,故实验②中 ,B错误;
C.实验③溶液总体积为,反应中初始浓度为,前内平均速率,C错误;
D.温度越高、反应物浓度越大,反应速率越快,出现浑浊时间越短,实验③温度最高,反应最快,最小,实验②硫酸浓度最小,反应最慢,最大,故,D错误;
故选A。
12. 我国学者采用量子力学法研究了钯基作催化剂时,用CO(g)和H2(g)制备CH3OH(g)的机理,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 钯基催化剂可以改变反应的活化能和反应热
B. 过程CO* + 4H* = CHO* + 3H*是该段反应历程中的决速步骤
C. 五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质最稳定
D. 该段反应过程中,生成1 mol CH3OH(g)共吸收热量65.7 kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂只能改变反应的活化能,加快/减慢反应速率,但不能改变反应的反应热(焓变),反应热只与反应物和生成物的总能量差有关,催化剂不改变反应物、生成物的总能量,A错误;
B.反应的决速步骤由活化能最大、反应速率最慢的步骤决定,活化能=过渡态能量−该步骤反应物的能量: 该步的活化能为 ,是所有步骤中活化能最大的一步,因此该步是该段历程的决速步骤,B正确;
C.能量越低,物质越稳定。五种过渡态中,的相对能量()最低,因此对应的物质最稳定,C错误;
D.起始反应物的相对能量为0,生成物的相对能量为,生成甲醇是放热反应,D错误;
故选B。
13. 一定条件下,反应的速率方程为,k为速率常数(只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关),m、n是反应级数,可以是整数、分数。
实验测得速率与浓度关系如表所示:
实验
速率
①
0.10
0.10
v
②
0.20
0.10
2v
③
0.20
0.40
4v
④
0.40
a
12v
下列说法错误的是
A. 其他条件相同,升高温度,速率常数(k)增大
B. 其他条件相同,加入催化剂,速率常数(k)增大
C. 根据实验结果,
D. 表格中,a=0.9
【答案】C
【解析】
【详解】A.其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快,则速率常数(k)增大,A正确;
B.其他条件相同,加入催化剂,化学反应速率加快,则速率常数(k)增大,B正确;
C.根据①②组实验数据可得,n=1;根据①③组实验数据可得,m=0.5,即该速率方程为:C错误;
D.根据①④组实验数据可得:,,D正确;
故选C。
14. 在温度为T℃的恒容密闭容器中,发生可逆反应,该反应正、逆反应速率与浓度的关系为,(、为速率常数)。结合反应过程中速率-浓度对数图像,下列说法错误的是
A. 图中表示的线是n
B. T℃时,向2 L的容器中充入气体和气体,此时
C. 当时,说明反应达到平衡状态
D. T℃时,向刚性容器中充入气体,平衡后测得为,则平衡时,的数值为
【答案】B
【解析】
【分析】已知:,两边取对数得: ,该直线斜率为2; ,两边取对数得: ,该直线斜率为,图像中斜率更大、斜率更小,因此对应,对应,同时可得:当横坐标(即时,,即;,即,平衡时
,因此,整理得平衡常数: ,据此分析;
【详解】A.根据分析,对应,A正确;
B.2 L容器中,,,计算浓度商: ,反应正向进行,,B错误;
C.平衡时正逆速率相等,速率比等于化学计量数之比:,且平衡时,因此时,反应达到平衡,C正确;
D.充入,平衡后,列三段式,因此: ,D正确;
故选B。
二、填空题(共58分)
15. 碳酸锂()是制备新能源汽车电池的重要原料。工业上用粉末状的锂辉矿为原料制取,锂辉矿主要成分为、、等,其工艺流程如下图。
(1)反应①中,X溶液的溶质为___________(填化学式)。
(2)写出滤渣1的一种用途___________。
(3)反应②中,生成滤渣2的离子方程式为___________。
(4)反应③加入过量的饱和溶液的目的是___________。
(5)下表为与在不同温度下的溶解度(g)数据,据此判断:
温度/℃
0
20
40
60
80
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
5.0
19.4
48.8
45.3
43.7
①为获得更多的产品,加入的饱和溶液的最佳温度是___________(填字母序号)。
A.0℃ B.20℃ C.40℃
②“沉锂”后从滤液中回收晶体的操作是___________(选填“蒸发结晶”或“降温结晶”)、过滤、洗涤及干燥。
③滤渣3 需用“热水”洗涤的原因是___________。
【答案】(1)H2SO4
(2)制玻璃、光导纤维、制硅单质等
(3)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(4)更多的转化为
(5) ①. C ②. 降温结晶 ③. 碳酸锂的溶解度随温度升高而降低,热水洗涤可减少碳酸锂的损失,提高产率
【解析】
【分析】锂辉矿主要成分为、、等,酸浸(操作1)时,金属氧化物溶解,滤渣1为,滤液中金属离子为Fe3+和Li+,加入溶液调pH值(操作2),使溶液中Fe3+生成沉淀,滤渣2为Fe(OH)3;溶液中为硫酸锂,加入过量饱和碳酸钠溶液,滤液3为、,滤渣3为,热水洗涤,得到碳酸锂固体,据此分析;
【小问1详解】
由后续②后生成硫酸锂可知,反应①中,X溶液的溶质为H2SO4;
【小问2详解】
滤渣1为,可用于制玻璃、光导纤维、制硅单质等;
【小问3详解】
根据分析可知,反应②中,生成滤渣2为Fe(OH)3的化学方程式为+3OH-=↓;
【小问4详解】
反应③加入过量的饱和溶液可提高浓度,使Li+更多的转化为;
【小问5详解】
①由表格可知,随着温度升高,的溶解度减小,析出的产品增多,且的溶解度在一定范围内随温度的升高显著增大,更高温度下不会析出,可使两者分离更好,因此最佳温度是40℃;②的溶解度受温度的影响较大,应采用降温结晶的方法回收晶体;③的溶解度随温度升高而降低,热水中溶解度更低,用热水洗涤可减少产品洗涤过程中的溶解损失,提高产率。
16. 以木炭、浓硝酸、水和铜片为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:①2NO+Na2O22NaNO2
②3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O
③酸性条件下,NO能与MnO反应生成NO和Mn2+
回答下列问题:
(1)盛放木炭的仪器名称为_______,Na2O2的电子式为_______。
(2)B中观察到的主要现象是:红棕色气体消失,并有无色气体产生。产生该现象所涉及的化学反应方程式为_______。
(3)检验C中产物有亚硝酸钠的操作方法和实验现象是_______。
(4)经检验,C中产物除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,产生副产物的同时有O2生成,则产生标况下2.24LO2转移的电子数为_______。为避免产生这些副产物,应在B、C装置间增加一个装置,则该装置中盛放的试剂是_______(填字母)。
a.浓硫酸 b.无水氯化钙 c.五氧化二磷 d.碱石灰
(5)装置D中发生反应的离子方程式为:_______。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶或三口烧瓶 ②.
(2)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(3)取少量C中产物于试管中加水使其溶解,加入盐酸,有无色气泡产生,逸出后变为红棕色,则C中含有亚硝酸钠
(4) ①. 0.2NA ②. d
(5)5NO+4H++3MnO=5NO+3Mn2++2H2O
【解析】
【分析】装置A中发生的反应为碳与浓硝酸共热反应生成二氧化碳与二氧化氮,装置B中二氧化氮与水反应是硝酸,生成的硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,装置C中一氧化氮与过氧化钠反应生成亚硝酸钠,由于一氧化氮中混有的二氧化碳、水蒸气能与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠,使得亚硝酸钠中碳酸钠和氢氧化钠杂质,实验时应在B、C之间添加盛有碱石灰的干燥管除去一氧化氮中混有的二氧化碳和水蒸气,装置D中盛有的酸性高锰酸钾溶液溶液用于氧化吸收未反应的NO,防止污染空气。
【小问1详解】
根据仪器构造,盛放木炭的仪器名称为三颈烧瓶,Na2O2是离子化合物,其电子式为;
【小问2详解】
装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;
【小问3详解】
检验亚硝酸钠的实验设计为将生成物置于试管中,加入稀盐酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠,反应的离子方程式是;
【小问4详解】
标况下2.24LO2物质的量为0.1mol,根据方程式电子转移守恒关系有,则生成0.1molO2转移电子数为0.2NA;由分析可知,要避免生成碳酸钠和氢氧化钠,需要除去二氧化碳和水蒸气,因此为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加盛有碱石灰的装置,故选d;
【小问5详解】
D中NO与MnO发生离子反应生成NO和Mn2+,离子方程式为:5NO+4H++3MnO=5NO+3Mn2++2H2O。
17. 一定温度下,容积为的密闭容器内,M、N两种气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示:
(1)该反应的化学方程式是___________。
(2)反应开始至t2min末,的反应速率为___________。
(3)在图上所示的三个时刻中,___________填“t1”“t2”或“t3”时刻处于平衡状态,此时v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(4)下列可以判断该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
①生成1mol M的同时,消耗2mol N ②混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
③混合气体中各物质的浓度保持不变 ④t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
⑤混合气体中M、N的浓度之比等于两者的化学计量数之比
(5)下列措施能增大反应速率的是___________(填字母编号)。
A. 升高温度 B. 降低压强 C. 减小M的浓度 D. 将反应容器体积缩小
(6)在20℃,2×105Pa条件下发生该反应,建立平衡后,再逐步加压(温度不变),M的浓度变化如下表,P由5×105Pa变为1×106Pa,平衡向___________(填“正向”或“逆向”)移动,平衡向该方向移动的原因是___________。
压强/Pa
2×105
5×105
1×106
M的浓度(mol/L)
0.08
0.21
0.40
【答案】(1)2NM
(2)
(3) ①. t3 ②. =
(4)②③ (5)AD
(6) ①. 逆向 ②. 物质N液化了
【解析】
【小问1详解】
内, 时, ,化学反应计量数之比等于物质的量变化量之比,且反应最后到达平衡为可逆反应,故化学方程式为 。
【小问2详解】
反应开始至min末, ,容器容积为2L,故。
【小问3详解】
反应达到平衡状态时各组分物质的量保持恒定,时刻后M、N的物质的量均不变化,故时刻处于平衡状态,平衡时正逆反应速率相等,即。
【小问4详解】
①生成1mol M为正反应方向,消耗2mol N也为正反应方向,两者均反映正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,不能判断平衡,①错误;
②反应前后气体总物质的量发生变化,气体总质量恒定,平均摩尔质量是变量,故平均摩尔质量不再变化时说明气体总物质的量不变,反应达到平衡,②正确;
③混合气体中各物质浓度保持不变是平衡状态的特征标志,③正确;
④时M和N的物质的量仍在变化,反应未达到平衡,正逆反应速率不相等,④错误;
⑤M、N浓度之比等于化学计量数之比仅为某一时刻的特殊状态,不能说明浓度不再变化,不能判断平衡,⑤错误;
故正确的为②③。
【小问5详解】
A.升高温度可以增大活化分子百分数,有效碰撞频率升高,反应速率增大,A正确;
B.降低压强(扩大容积)相当于减小反应物浓度,单位体积内活化分子数减少,反应速率减小,B错误;
C.减小M的浓度,反应速率减小,C错误;
D.将反应容器体积缩小相当于加压、增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,D正确;
故选AD。
【小问6详解】
压强由 变为 ,压强变为原来的2倍,若平衡不移动,M的浓度应为原来的2倍,即,实际M的浓度为,小于,说明平衡逆向移动。平衡逆向移动的原因是增大压强时反应物N液化了,使得逆向反应为气体体积减小的方向,因此平衡向逆反应方向移动。
18. CO2加氢制备CH3OH、CH3CH2OH涉及反应如下:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)工业上,利用CO加氢合成的热化学方程式为___________。
(2)向反应器中充入和,在催化剂Cat1、Cat2作用下发生上述反应,测得相同时间内的转化率与温度关系如图1所示。温度低于时,催化效率较高的催化剂是___________(填“Cat1”或“Cat2”),随着温度升高,Cat1、Cat2曲线相交,其主要原因可能是___________。
(3)某温度下,向恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,发生上述反应i、ii、iii,起始压强为100 kPa,达到平衡时CO2转化率为60%,CH3CH2OH选择性为50%,CO选择性为25%。
已知:乙醇的选择性的选择性同理)。
平衡时H2分压P(H2)=___________kPa.该温度下,反应iii的平衡常数___________(用分数表示,用分压计算的平衡常数为压强平衡常数,分压等于总压物质的量分数)。
(4)与在活化后的催化剂[催化剂活化:无活性(有活性)]表面可逆地发生反应ii,其反应历程如图2所示。
①对于CO2制甲醇的过程,以下描述正确的是___________(填字母)。
A.反应中经历了键的形成和断裂
B.加压可以提高CO2的平衡转化率
C.升高温度有利于生成甲醇
②CO2与H2混合气体以不同的流速通过反应器,流速加快可减少产物中H2O的积累,减少反应___________(用化学方程式表示)的发生,减少催化剂的失活,提高甲醇选择性。
【答案】(1)
(2) ①. Cat1 ②. 随着温度升高,温度对反应速率起决定作用
(3) ①. 35 ②.
(4) ①. AB ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应ii-iii可得则该反应的
【小问2详解】
温度低于时,催化效率较高的催化剂是Cat1,随着温度升高,Cat1、Cat2曲线相交,其主要原因可能是,温度对反应速率起决定作用;
【小问3详解】
根据相关数据,达到平衡时CO2转化率为60%,CH3CH2OH选择性为50%,CO选择性为25%,根据原子守恒可计算各组分物质的量如下:
组分
CO2
CO
H2
H2O
CH3OH
C2H5OH
n/mol
0.4
0.1
1.4
0.8
0.1
0.2
气体总物质的量为3.0 mol,对于等分子数反应,可用物质的量替代分压计算平衡常数,故平衡时容器的压强为 ,H2的平衡分压为 ; 反应iii的平衡常数;
【小问4详解】
①A.由图可知,反应中经历了InC、InO的形成和断裂,A正确;
B.CO2制甲醇是气体分子数减小的反应,加压平衡正向移动,可以提高CO2的平衡转化率,B正确;
C.该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利于生成甲醇,C错误;
故答案选AB。
②已知催化剂活化:无活性(有活性),气体流速加快可减少产物中H2O的积累,减少反应的发生,减少催化剂的失活,提高甲醇选择性。
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