内容正文:
临川一中2025-2026学年高二上学期第一次月考
化学试卷
卷面满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cl -35.5 Ca-40 Fe-56
一、选择题(本题包括14个小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个正确选项)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A. “冰之为水,而寒于水”,冰变为水属于吸热反应
B. “丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”描述的是可逆反应
C. “美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”所涉及的过程是物理变化
D. “阳燧火镜也。以铜铸成,其面凹,摩热向日,以艾承之,则得火”,阳燧将化学能转化为热能
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰变为水是熔化过程,属于物理变化,虽需吸热但并非化学反应,“吸热反应”说法错误,A错误;
B.“丹砂(HgS)烧之成水银(Hg)”为分解反应,“积变又还成丹砂”为Hg与S的化合反应,两反应条件不同,不满足可逆反应定义的同一条件同时进行,B错误;
C.“沙中浪底来”指淘金过程,利用金密度大于沙的特性,通过水流分离,无新物质生成,属于物理变化,C正确;
D.“阳燧”为凹面铜镜,通过聚焦太阳光(光能)引燃艾草,是将光能转化为热能,未涉及化学能转化,D错误;
故答案选C。
2. 某同学用50 mL 0.50 mol/L盐酸和50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液测定中和热时,下列操作可能造成测得中和热的数值偏高的是
A. 测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗 B. 将氢氧化钠溶液取成了氨水
C. 把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 D. 在量取盐酸时仰视读数
【答案】D
【解析】
【详解】A.测盐酸温度后温度计未冲洗,直接测温度时,温度计表面残留的盐酸会提前反应放热,使测得的初始温度偏高,计算得到的偏小,中和热数值偏低,A错误;
B.氨水是弱电解质,电离过程会吸收热量,导致总放热量减少,偏小,中和热数值偏低,B错误;
C.倒入动作迟缓,会导致部分热量散失到环境中,测得的最终温度偏低,偏小,中和热数值偏低,C错误;
D.量筒刻度上大下小,量取盐酸时仰视读数,实际量取的盐酸体积大于读数,原实验中本来过量,因此实际反应放热量更多,测得偏大,计算得到的中和热数值偏高,D正确;
故选D。
3. 某反应由两步反应A→B→C完成,反应过程能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A. A→B的反应一定需要加热 B. A与C的能量差为
C. 三种物质中B最不稳定 D. 加入催化剂能改变总反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A. 是吸热反应,但吸热反应不一定需要加热(例如氯化铵和氢氧化钡的反应常温即可自发进行),反应吸热和放热与反应条件无必然关系,A错误;
B.反应的焓变为,反应的焓变为,则反应A→C的焓变为。所以A与C的能量差为,B错误;
C.物质能量越高越不稳定,的能量是三种物质中最高的,因此最不稳定,C正确;
D.催化剂只改变反应的活化能,不改变反应物和生成物的总能量差,因此不改变总反应的焓变,D错误;
故选C。
4. 下列说法或表示法正确的是
A. , ,则
B. 通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量,则热化学方程式为:H2+Cl2=2HCl
C. 若 ,则稀硫酸与稀Ba(OH)2反应的热化学方程式为: ΔH=-114.6 kJ/mol
D. 密闭容器中,1 g H2(g)与足量的I2(g)混合反应后生成HI(g),放出a kJ热量(a>0):
【答案】A
【解析】
【详解】A.S(s)与S(g)燃烧生成SO2(g),S(s)转化为S(g)需吸收升华热,导致ΔH2比ΔH1更负,故ΔH1 > ΔH2,A正确;
B.1 g H2为0.5 mol,放热92.4 kJ,则1 mol H2放热184.8 kJ,ΔH = -184.8 kJ·mol-1,但热化学方程式未注明物质状态(如g、l等),不符合规范,B错误;
C.H2SO4与Ba(OH)2反应除中和热外,还有BaSO4沉淀生成热,总ΔH不等于2倍中和热,实际更负,C错误;
D.反应H2(g) + I2(g)2HI(g)可逆,进行不完全,实际放热量a kJ与反应程度有关,而ΔH是固定值,故ΔH ≠ -2a kJ·mol-1,D错误;
故选A。
5. 用下列仪器或装置(夹持装置略)进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 图1,探究浓度对反应速率的影响 B. 图2,探究温度对化学反应速率的影响
C. 图3,探究催化剂的催化效果 D. 图4,中和反应热的测定
【答案】B
【解析】
【详解】A.在探究浓度对反应速率的影响时,通常会控制其他条件不变,只改变反应物的浓度,通过观察反应现象(如产生气体的速率、溶液变色的时间等)来比较反应速率的快慢,浓硫酸除了浓度差异外,还具有强氧化性、脱水性等特殊性质,且溶于水会剧烈放热,会干扰浓度对反应速率的单一变量探究,A错误;
B.探究温度对化学反应速率的影响,需控制其他条件一致,改变反应体系的温度,根据反应速率的变化情况得出结论,B对应探究温度对化学反应速率的影响,B正确;
C.探究催化剂的催化效果,是在其他条件相同的情况下,分别加入和不加入催化剂,对比反应速率的差异,C选项加入的两种不同的催化剂,而没有不加入催化剂的对比,无法探究其催化作用,C错误;
D.中和反应热的测定实验,是通过测量酸碱中和反应前后溶液温度的变化,利用相关公式计算出中和反应所放出的热量,D对应中和反应热的测定装置的温度计触及杯底,导致其无法达到准确测定中和反应热的实验目的,D错误;
故答案选B。
6. 在2 L的密闭容器中,发生反应CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4(g)和1.00 mol NO2(g)进行反应,测得如下数据。下列错误的是
实验
温度
n/mol
0 min
10 min
20 min
40 min
50 min
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
x
0.15
A. 由实验数据可知,该反应在40 min时已达到平衡状态
B. 温度:T1>T2
C. 实验②中,0~10 min内,
D. 表格中x=0.15
【答案】B
【解析】
【详解】A.比较0~10 min内CH4消耗量:实验①消耗0.15 mol,实验②消耗0.20 mol,则②反应速率更快,温度更高,实验①在40 min时CH4物质的量不再变化,达到平衡状态,则实验②在40 min时也已达到平衡,A正确;
B.由A分析,温度:T1<T2,B错误;
C.实验②中,0~10 min内,,C正确;
D.由A分析,实验②在40 min时也已达到平衡,则x=0.15,D正确;
故选B。
7. 下列说法不正确的是
A. 已知 ΔH>0,则该反应能在高温下自发进行
B. 硫酸工业中,为防止吸收塔中形成酸雾,用98.3%的H2SO4来吸收SO3
C. 硝酸工业中,氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
D. 对于合成氨的反应,如果调控好反应条件,可使一种反应物的转化率达到100%
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应ΔH > 0(吸热),且反应后气体分子数增加(ΔS > 0),根据ΔG = ΔH - TΔS,高温时ΔG < 0,反应自发,A正确;
B.使用98.3%的浓硫酸吸收SO3可避免因放热导致的水蒸气冷凝形成酸雾,这是硫酸工业的标准操作,B正确;
C.催化剂(如铂网)能降低氨氧化反应(4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O)的活化能,加快反应速率,提高单位时间产量,C正确;
D.合成氨反应(N2+ 3H2 ⇌ 2NH3)为可逆反应,受化学平衡限制,即使优化条件(如高压、催化剂),反应物转化率也无法达到100%,D错误;
故答案选D。
8. 在298 K和100 kPa压力下,已知金刚石和石墨的熵、燃烧热分别为:
物质
S/J(K·mol)
ΔH(kJ/mol)
C(金刚石)
2.4
-395.40
C(石墨)
5.7
-393.51
此条件下,对于反应C(石墨)→C(金刚石),下列说法正确的是
A. 该反应的ΔH>0,ΔS<0
B. 由公式ΔG=ΔH-TΔS可知,该反应ΔG=985.29 kJ/mol
C. 1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小
D. 相同条件下,1 mol石墨与1 mol氧气的能量总和小于1 mol CO2气体的能量
【答案】A
【解析】
【详解】A.熵变 ; 根据盖斯定律,焓变 ,A正确;
B. 根据公式 ,代入数据得: ,远小于,B错误;
C.焓变满足 ΔH=反应物总键能−生成物总键能,该反应,说明1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大,C错误;
D.石墨燃烧是放热反应,放热反应中反应物总能量大于生成物总能量,因此1 mol石墨和1 mol氧气的总能量大于1 mol 的能量,D错误;
故选A。
9. 下列叙述与图对应的是
A. 对于反应:A(g)+3B(g)2C(g),图①表示在t0时刻充入了一定量的C,平衡逆向移动
B. 由图②可知,p2>p1、T1>T2,且满足反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0
C. 图③表示的反应方程式为:2A(g)=B(g)+3C(g)
D. 对于可逆反应mA(g)+nB(g)C(g),图④若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.图①,如果在t 时刻充入了一定的C,逆反应速率瞬间增大,正反应速率瞬间不变,应与平衡点相连,A错误;
B.增大压强,反应速率增大,升高温度,反应速率增大,故先达到平衡,由先拐先平知,,压强越大平衡正向进行,C的百分含量增大,图象符合,温度越高,C%含量减小,升温平衡逆向进行,图象符合,B正确;
C.从图象可知到时刻,A的浓度减少 (2.0-1.2) mol/L=0.8 mol/L,B的浓度增加0.4 mol/L,C的浓度增加1.2 mol/L,反应为可逆反应,根据浓度变化之比等于化学计量数之比确定化学反应方程式为,C错误;
D.若,反应前后气体分子数不变,则增大压强可加快速率而不影响平衡,与催化剂效果相同。因此a曲线可能是加压或加催化剂,“一定使用催化剂"说法错误,D错误;
故答案选B。
10. 恒温密闭容器中,足量的碳酸钙分解存在平衡:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),t分钟后反应达平衡,二氧化碳的浓度为a mol/L。下列说法正确的是
A.
B. 容器容积缩小为原来一半,达平衡时,a mol/L<c(CO2)<2a mol/L
C. 增大碳酸钙表面积,可以缩短达到平衡的时间
D. 当容器内气体的平均相对分子质量不再变化,该反应达平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaO 是固体,其浓度为定值,通常不用于表示速率,A错误;
B.容器容积缩小为一半,由于平衡常数 Kc = c(CO2)仅与温度有关,温度不变,平衡时 c(CO2)仍为 a mol/L,B 错误;
C.增大碳酸钙表面积可加快反应速率从而缩短达到平衡的时间,C 正确;
D.容器内气体只有CO2,其相对分子质量恒为 44,始终不变,因此不能作为平衡状态的判断依据,D错误;
故选 C。
11. 水煤气变换反应为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 增大CO的浓度,能增大活化分子百分含量,加快反应速率
B. 步骤②存在O-H键的断裂
C. 该反应的决速步是H2O*=H*+OH*
D. 反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的正反应的活化能小于逆反应的活化能
【答案】A
【解析】
【详解】A.增大的浓度,活化分子数增加,有效碰撞概率增加,反应速率加快,但活化分子百分含量不变,A符合题意;
B.步骤②为,存在中键的断裂,B不符合题意;
C.第④步为,该步骤的能垒最高,是整个反应历程中活化能最大的步骤,C不符合题意;
D.由图可知,反应为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,D不符合题意;
故选A。
12. 恒容密闭容器中1 mol 和一定量H2O反应:(g)。按投料比x[]1:3或1:4,C2H5OH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. x2=1:4
B. 反应速率:
C. 点b、c对应H2O(g)的转化率:c>b
D. 点a、b、c对应的化学平衡常数:
【答案】AB
【解析】
【详解】A.越大,乙醇投料固定时,投料越少,乙醇的平衡转化率越小,由图可知,相同温度下对应的乙醇转化率高于,因此更小,对应投料比,A正确;
B.a点和b点温度相同且都是平衡点,a点乙醇的平衡转化率大,故a点产物浓度度大于b点,故反应速率va逆>vb逆,因为是平衡点,故va正=va逆,则va正>vb正 ,B正确;
C.c点和b点乙醇转化率相同,则参加反应的乙醇的物质的量相同,由方程式可知,参加反应的水的物质的量也相同,但c点水投料多(结合选项A可知),故c点H2O(g)的转化率小于b点,C错误;
D.平衡常数只与温度有关,升高温度,乙醇转化率增大,说明正反应吸热,升高温度平衡常数增大,则Ka=Kb>Kc ,D错误;
故选AB。
13. 温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:(正反应吸热)。实验测得:,,、为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器编号
物质的起始浓度(mol/L)
物质的平衡浓度(mol/L)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
A. 反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数为0.8
B. 容器Ⅰ达平衡后,再充入惰性气体,平衡逆向移动
C. 向容器Ⅱ中加入催化剂,会使增大
D. 达平衡时,容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20:17
【答案】D
【解析】
【分析】由Ⅰ数据,平衡时,二氧化氮、一氧化氮、氧气的浓度分别为0.2mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L,则反应的;
【详解】A.反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数是逆反应的平衡常数,其值为,A错误。
B.在恒容容器中充入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,B错误。
C.平衡时,,则,催化剂同等加快正逆反应速率、同比例增大,但K值不变,不变,C错误。
D.由表,容器Ⅱ起始总物质的量为1.0 mol,,平衡正向进行,平衡时总物质的量大于1.0 mol;容器Ⅲ起始总物质的量为0.85 mol,初始二氧化氮为0,则反应逆向进行,平衡时总物质的量小于0.85 mol,则平衡时总物质的量比大于1.0:0.85=20:17,故总压强之比大于20:17,D正确。
故选D。
14. 一个密闭容器,中间可滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入1.5 mol H2(g)和1.5 mol I2(g),右边充入0.5 mol N2O4(g)时,平衡时隔板处于如图位置(保持温度不变),说法正确的是
A. 平衡时,右边与左边的分子数之比为1:6
B. 平衡时,右侧气体中N2O4(g)的体积分数约为66.7%
C. 平衡时,右侧气体密度约是相同条件下氢气密度的30.7倍
D. 若保持温度不变且要使平衡时隔板处于容器正中间,则起始时应至少再通入2.5 mol N2O4(g)
【答案】C
【解析】
【详解】A.气体的分子数与物质的量成正比,结合隔板位置知,右边与左边分子数之比为1:4,A错误;
B.左边反应为H2(g)+I2(g)2HI(g),达到平衡时气体分子总物质的量为3mol,则右边平衡时气体分子总物质的量为0.75mol,右边发生,设达到平衡过程中,消耗了x mol,则平衡时为(0.5-x) mol,为2x mol,则(0.5-x)+2x=0.75,解得x=0.25 mol,即平衡时为0.25 mol, 为0.5 mol,的体积分数等于其物质的量分数为,B错误;
C.相同条件下气体密度之比等于气体摩尔质量之比,右侧气体的平均摩尔质量为,右侧气体密度是相同条件下氢气密度的倍,C正确;
D.相同条件下气体体积与物质的量成正比,隔板处于容器正中间时,左右两侧气体的物质的量相等、均为3mol,若右侧起始时再通入,即右侧起始时通,平衡时右侧气体的物质的量会大于3.0 mol,D错误;
故答案选C。
二、非选择题(本题包括4个小题,共58分)
15. 某化学兴趣小组受中和热测定的启发,在实验室进行蔗糖(化学式:C12H22O11,M=342 g/mol)燃烧热的测定。经查阅资料,实验室测定有机物的燃烧热常用弹式量热计(装置结构如下图所示)。实验原理:间接法测定水吸收的热量即为物质燃烧释放的热量(忽略装置吸热)。
已知:C12H22O11+12O2 =12CO2+11H2O
实验编号
初始温度/℃
终了温度/℃
①
24.51
25.82
②
24.73
28.08
③
24.62
25.91
实验步骤:
①用分析天平称取蔗糖样品0.3620 g制成压片,残留样品质量为0.0200 g;
②将压片放入样品盘,密封氧弹;
③___________;
④向量热计中注入1 kg H2O,记录初始温度;
⑤用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器;
⑥记录终了温度,重复实验三次。
回答下列问题:
(1)小孔M中插入的仪器是___________。
(2)制作氧弹最适宜选择的材料是钢,理由是___________。(任写一点)
(3)蔗糖压片太松,样品容易脱落,过紧会使测得的ΔH___________。(填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
(4)第③步实验操作应该是:___________。
(5)步骤⑥中记录的“终了温度”是变化过程中温度的___________。(填“最高值”或“稳定值”)
(6)实验中若改变参加反应的蔗糖的质量,与上述实验相比所测得的燃烧热___________(填“相等”或“不相等”)。
(7)小组同学三次实验测得的量热计中水温的变化如上表(水的比热容c=4.18J·g-1·℃-1)
根据所测数据写出蔗糖燃烧热的热化学方程式___________(ΔH数值小数点后保留一位)。
【答案】(1)搅拌器 (2)钢的导热性好,使物质燃烧产生的热量及时传递给水
(3)偏大 (4)向氧弹中充入过量氧气
(5)最高值 (6)相等
(7)C12H22O11(s)+12O2(g)=12CO2(g)+11H2O(l) ΔH =-5434.0kJ/mol
【解析】
【小问1详解】
小孔M中插入的仪器是搅拌器;
【小问2详解】
氧弹材料选择钢的原因是钢的导热性好,物质燃烧产生的热量能及时传递给水;
【小问3详解】
蔗糖压片太紧会导致样品燃烧不充分,使释放的热量减少,从而导致测得的温差变小,最终计算出的燃烧热的数值会偏小,由于ΔH<0,故ΔH偏大;
【小问4详解】
在点燃之前应向氧弹中充入过量氧气,保证蔗糖完全燃烧,故第③步实验操作为向氧弹中充入过量氧气;
【小问5详解】
燃烧反应为放热反应,水吸收热量后温度逐渐升高,达到最高温度时水吸收的热量最多。故终了温度应记录温度变化过程中的最高值;
【小问6详解】
燃烧热指1 mol蔗糖完全燃烧生成指定产物时放出的热量,与参加反应的蔗糖质量无关,所以测得的燃烧热相等;
【小问7详解】
根据题表知,三次实验反应前后水的温差分别为、、,第二次实验误差较大舍去,则温差的平均值为,,故蔗糖燃烧的热化学方程式为;
16. 某兴趣小组以重铬酸钾()溶液为研究对象,改变条件使其发生“色彩变幻”。
已知:①溶液存在平衡:。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:(橙色);(黄色);Cr3+(绿色)。
(1)i可证明反应的正反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)ⅱ是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a是_____(填化学式)。
(3)ⅲ的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验不能达到预期目的,理由是______。
(4)根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是______。
(5)继续实验Ⅲ:
实验Ⅲ:
①第一步溶液变黄的原因是______。
②第二步溶液变绿色:该反应的离子方程式是_______。
【答案】(1)放热 (2)KOH(或K2CO3)
(3)浓硫酸溶于水放出大量的热,平衡会逆向移动,所以溶液橙色加深,不能说明是由于氢离子浓度的增大平衡逆向移动的
(4)在酸性条件下,的氧化性更强
(5) ①. 溶液存在平衡:,亚硫酸根离子可以和氢离子结合,降低氢离子浓度,平衡正向移动,溶液变为黄色(意思对即可给分) ②.
【解析】
【分析】将重铬酸钾溶液分成三等份,第一份将其加热想要验证溶液中的平衡发生的能量变化,向第二份中加入试剂a发现溶液变成黄色,证明了平衡正向移动,第三份溶液中加入浓硫酸溶液中橙色加深,欲证明了平衡逆向移动与氢离子浓度增大有关,但浓硫酸溶于水放出大量的热,平衡也会逆向移动,因此不能达到实验目的,据此分析。
【小问1详解】
i加热温度升高溶液橙色加深可证明反应逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应是放热反应;
【小问2详解】
ii是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a可以选择能只与氢离子反应的物质,如KOH、K2CO3等;
【小问3详解】
iii的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验不能达到预期目的,理由是浓硫酸溶于水放出大量的热,平衡也会逆向移动,所以溶液橙色加深,不能说明是由氢离子浓度的增大导致的平衡逆向移动;
【小问4详解】
根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是在酸性条件下,K2Cr2O7的氧化性更强(或氧化性比强);
【小问5详解】
①溶液变黄的原因为:溶液存在平衡:,亚硫酸根离子可以和氢离子结合,降低氢离子浓度,平衡正向移动,溶液变为黄色;②重铬酸钾溶液被亚硫酸钠还原产生Cr3+,溶液变绿色,反应的离子方程式是:。
17. SO2是形成酸雨的主要气体,减少SO2的排放和研究SO2综合利用意义重大。回答下列问题:
(1)焦炭催化还原SO2既可消除SO2,同时还可得到硫(S2),化学方程式为2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向1 L密闭容器中充入足量的焦炭和1 mol SO2发生反应,测得SO2(g)的生成速率与S2(g)的生成速率随温度(T)变化的关系如图所示。图中A、B、C、D四点中,反应速率最快的是___________点,处于平衡状态的是___________点。
(2)某科研小组研究臭氧氧化脱除SO2和NO的工艺,反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9 kJ·mol-1,E1=3.2 kJ·mol-1;
反应Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) ΔH2=-241.6kJ·mol-1,E2=58 kJ·mol-1;
已知该体系中臭氧还发生分解反应:2O3(g)3O2(g)。保持其他条件不变,每次向容积为2 L的反应器中充入含2.0 mol NO、2.0 mol SO2的模拟烟气和4.0 mol O3,改变温度,反应相同时间t0 min后,体系中NO和SO2的转化率如图所示:
①Q点时反应开始至t0 min,v(SO2)=___________。
②由图可知相同温度下(温度小于300℃)NO的转化率远高于SO2,其原因可能是___________。
③若反应达到平衡后,缩小容器的体积,则NO和SO2转化率___________(填“增大”或“减少”或“不变”)。
④假设100℃时,P、Q均为平衡点,此时发生分解反应的O3占充入O3总量的20%,体系中O3的物质的量是___________mol,反应Ⅰ的平衡常数K=___________。
(3)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应原理为2CO+SO2=2CO2+S。其他条件相同,以γ-Al2O3作为催化剂,研究表明,γ-Al2O3在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间,SO2的去除率随反应温度的变化如图所示。240℃以后,随着温度的升高,SO2去除率迅速增大的主要原因是___________。
【答案】(1) ①. D ②. C
(2) ①. ②. 反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ,相同条件下反应更快 ③. 增大 ④. 1;13.6
(3)温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快
【解析】
【小问1详解】
温度越高,反应速率越快。D点温度最高,且和均最大,所以D点反应速率最快;利用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,根据图像可知,C点时生成速率与的生成速率之比等于2:1,因此处于平衡状态的是C点;
【小问2详解】
①根据图像可知,Q点时的转化率为30%,根据化学反应速率的数学表达式为;
②反应I的活化能为3.2 kJ/mol,远小于反应Ⅱ的活化能58 kJ/mol,活化能越小,反应Ⅰ的速率更快,因此温度小于,的转化率远高于;
③缩小容器体积,压强增大,反应逆向进行,浓度增大,反应Ⅰ、反应Ⅱ向正反应方向进行,、转化率增大;
④假设时,P、Q均为平衡点,此时发生分解反应的占充入总量的20%,即分解反应中消耗的物质的量为;此时生成物质的量为1.2 mol,P点的转化率为80%,反应Ⅰ中消耗、的物质的量均为,则生成、物质的量均为1.6 mol,Q点的转化率为30%,反应Ⅱ中消耗、的物质的量均为,则生成、物质的量均为0.6 mol,体系中的物质的量为,反应Ⅰ中气体化学计量数均为1,此时平衡常数;
【小问3详解】
根据题意“研究表明,在以上发挥催化作用”,因此以后,催化剂的活性增大,反应速率加快,去除率迅速增大;
18. 甲烷在有机合成中用途广泛,某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.0kJ·mol-1
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH2=-1300.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=-572.0kJ·mol-1
则甲烷气相裂解反应:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的ΔH=___________(ΔH数值小数点后保留一位)。
(2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。
①T1℃时,向2L恒容密闭容器中充入0.6molCH4,只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)。
ⅰ.下列情况能说明上述反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.v(CH4)=2v(C2H4)
b.C2H4的体积分数保持不变
c.混合气体的密度不变
d.断裂1molC=C键的同时,有2molH-H键生成
ⅱ.达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。则平衡时,CH4的转化率为___________(保留三位有效数字)。
②对上述平衡状态,若改变温度至T2℃,经10s后再次达到平衡,c(CH4)=2c(C2H4),则10s内C2H4的平均反应速率v(C2H4)=___________,上述变化过程中T1___________T2(填“>”或“<”),判断理由是___________。
(3)若容器中发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g),计算该反应在图中A点温度时的平衡常数Kp=___________Pa2(用平衡分压代替平衡浓度)。
【答案】(1)+378.0kJ/mol
(2) ①. bd ②. 66.7% ③. 0.0025 ④. > ⑤. 从题给出的图像可判断该反应为吸热反应,对比T1℃和T2℃两种平衡状态,由T1℃到T2℃,CH4浓度增大,说明平衡逆向移动,则T1>T2
(3)1×105
【解析】
【小问1详解】
令①;
②;
③;
根据盖斯定律,目标反应=,因此甲烷气相裂解反应的;
【小问2详解】
①a.未说明正逆反应方向,若均为正反应速率,始终满足该比例,不能说明平衡;若为一正一逆,才满足平衡,a不符合题意;
b.体积分数不变说明各组分浓度不再变化,反应达到平衡,b符合题意;
c.容器恒容,气体总质量守恒(均为气体),始终不变,不能说明平衡,c不符合题意;
d.断裂键(逆反应,分解),生成键(正反应,生成),改变量之比等于化学计量数之比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,d符合题意;
②设达到平衡时,甲烷转化了x,根据三段式进行计算,,则有,解得x=0.2,故甲烷的转化率=;
③由图像可知随着温度升高,甲烷增多,可判断出该反应为吸热反应,因重新达到平衡后甲烷的浓度增大,故反应逆向移动,则到为降温过程,即。结合②的计算结果,设重新达到平衡时,甲烷的浓度变化了y mol/L,列出三段式为:
,,则有,解得,;
【小问3详解】
由题图中数据可知,平衡时各物质分压如下:
则平衡常数。
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临川一中2025-2026学年高二上学期第一次月考
化学试卷
卷面满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cl -35.5 Ca-40 Fe-56
一、选择题(本题包括14个小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个正确选项)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A. “冰之为水,而寒于水”,冰变为水属于吸热反应
B. “丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”描述的是可逆反应
C. “美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”所涉及的过程是物理变化
D. “阳燧火镜也。以铜铸成,其面凹,摩热向日,以艾承之,则得火”,阳燧将化学能转化为热能
2. 某同学用50 mL 0.50 mol/L盐酸和50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液测定中和热时,下列操作可能造成测得中和热的数值偏高的是
A. 测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗 B. 将氢氧化钠溶液取成了氨水
C. 把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 D. 在量取盐酸时仰视读数
3. 某反应由两步反应A→B→C完成,反应过程能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A. A→B的反应一定需要加热 B. A与C的能量差为
C. 三种物质中B最不稳定 D. 加入催化剂能改变总反应的焓变
4. 下列说法或表示法正确的是
A. , ,则
B. 通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量,则热化学方程式为:H2+Cl2=2HCl
C. 若 ,则稀硫酸与稀Ba(OH)2反应的热化学方程式为: ΔH=-114.6 kJ/mol
D. 密闭容器中,1 g H2(g)与足量的I2(g)混合反应后生成HI(g),放出a kJ热量(a>0):
5. 用下列仪器或装置(夹持装置略)进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 图1,探究浓度对反应速率的影响 B. 图2,探究温度对化学反应速率的影响
C. 图3,探究催化剂的催化效果 D. 图4,中和反应热的测定
6. 在2 L的密闭容器中,发生反应CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4(g)和1.00 mol NO2(g)进行反应,测得如下数据。下列错误的是
实验
温度
n/mol
0 min
10 min
20 min
40 min
50 min
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
x
0.15
A. 由实验数据可知,该反应在40 min时已达到平衡状态
B. 温度:T1>T2
C. 实验②中,0~10 min内,
D. 表格中x=0.15
7. 下列说法不正确的是
A. 已知 ΔH>0,则该反应能在高温下自发进行
B. 硫酸工业中,为防止吸收塔中形成酸雾,用98.3%的H2SO4来吸收SO3
C. 硝酸工业中,氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
D. 对于合成氨的反应,如果调控好反应条件,可使一种反应物的转化率达到100%
8. 在298 K和100 kPa压力下,已知金刚石和石墨的熵、燃烧热分别为:
物质
S/J(K·mol)
ΔH(kJ/mol)
C(金刚石)
2.4
-395.40
C(石墨)
5.7
-393.51
此条件下,对于反应C(石墨)→C(金刚石),下列说法正确的是
A. 该反应的ΔH>0,ΔS<0
B. 由公式ΔG=ΔH-TΔS可知,该反应ΔG=985.29 kJ/mol
C. 1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小
D. 相同条件下,1 mol石墨与1 mol氧气的能量总和小于1 mol CO2气体的能量
9. 下列叙述与图对应的是
A. 对于反应:A(g)+3B(g)2C(g),图①表示在t0时刻充入了一定量的C,平衡逆向移动
B. 由图②可知,p2>p1、T1>T2,且满足反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0
C. 图③表示的反应方程式为:2A(g)=B(g)+3C(g)
D. 对于可逆反应mA(g)+nB(g)C(g),图④若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
10. 恒温密闭容器中,足量的碳酸钙分解存在平衡:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),t分钟后反应达平衡,二氧化碳的浓度为a mol/L。下列说法正确的是
A.
B. 容器容积缩小为原来一半,达平衡时,a mol/L<c(CO2)<2a mol/L
C. 增大碳酸钙表面积,可以缩短达到平衡的时间
D. 当容器内气体的平均相对分子质量不再变化,该反应达平衡状态
11. 水煤气变换反应为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 增大CO的浓度,能增大活化分子百分含量,加快反应速率
B. 步骤②存在O-H键的断裂
C. 该反应的决速步是H2O*=H*+OH*
D. 反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的正反应的活化能小于逆反应的活化能
12. 恒容密闭容器中1 mol 和一定量H2O反应:(g)。按投料比x[]1:3或1:4,C2H5OH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. x2=1:4
B. 反应速率:
C. 点b、c对应H2O(g)的转化率:c>b
D. 点a、b、c对应的化学平衡常数:
13. 温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:(正反应吸热)。实验测得:,,、为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器编号
物质的起始浓度(mol/L)
物质的平衡浓度(mol/L)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
A. 反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数为0.8
B. 容器Ⅰ达平衡后,再充入惰性气体,平衡逆向移动
C. 向容器Ⅱ中加入催化剂,会使增大
D. 达平衡时,容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20:17
14. 一个密闭容器,中间可滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入1.5 mol H2(g)和1.5 mol I2(g),右边充入0.5 mol N2O4(g)时,平衡时隔板处于如图位置(保持温度不变),说法正确的是
A. 平衡时,右边与左边的分子数之比为1:6
B. 平衡时,右侧气体中N2O4(g)的体积分数约为66.7%
C. 平衡时,右侧气体密度约是相同条件下氢气密度的30.7倍
D. 若保持温度不变且要使平衡时隔板处于容器正中间,则起始时应至少再通入2.5 mol N2O4(g)
二、非选择题(本题包括4个小题,共58分)
15. 某化学兴趣小组受中和热测定的启发,在实验室进行蔗糖(化学式:C12H22O11,M=342 g/mol)燃烧热的测定。经查阅资料,实验室测定有机物的燃烧热常用弹式量热计(装置结构如下图所示)。实验原理:间接法测定水吸收的热量即为物质燃烧释放的热量(忽略装置吸热)。
已知:C12H22O11+12O2 =12CO2+11H2O
实验编号
初始温度/℃
终了温度/℃
①
24.51
25.82
②
24.73
28.08
③
24.62
25.91
实验步骤:
①用分析天平称取蔗糖样品0.3620 g制成压片,残留样品质量为0.0200 g;
②将压片放入样品盘,密封氧弹;
③___________;
④向量热计中注入1 kg H2O,记录初始温度;
⑤用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器;
⑥记录终了温度,重复实验三次。
回答下列问题:
(1)小孔M中插入的仪器是___________。
(2)制作氧弹最适宜选择的材料是钢,理由是___________。(任写一点)
(3)蔗糖压片太松,样品容易脱落,过紧会使测得的ΔH___________。(填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
(4)第③步实验操作应该是:___________。
(5)步骤⑥中记录的“终了温度”是变化过程中温度的___________。(填“最高值”或“稳定值”)
(6)实验中若改变参加反应的蔗糖的质量,与上述实验相比所测得的燃烧热___________(填“相等”或“不相等”)。
(7)小组同学三次实验测得的量热计中水温的变化如上表(水的比热容c=4.18J·g-1·℃-1)
根据所测数据写出蔗糖燃烧热的热化学方程式___________(ΔH数值小数点后保留一位)。
16. 某兴趣小组以重铬酸钾()溶液为研究对象,改变条件使其发生“色彩变幻”。
已知:①溶液存在平衡:。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:(橙色);(黄色);Cr3+(绿色)。
(1)i可证明反应的正反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)ⅱ是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a是_____(填化学式)。
(3)ⅲ的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验不能达到预期目的,理由是______。
(4)根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是______。
(5)继续实验Ⅲ:
实验Ⅲ:
①第一步溶液变黄的原因是______。
②第二步溶液变绿色:该反应的离子方程式是_______。
17. SO2是形成酸雨的主要气体,减少SO2的排放和研究SO2综合利用意义重大。回答下列问题:
(1)焦炭催化还原SO2既可消除SO2,同时还可得到硫(S2),化学方程式为2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向1 L密闭容器中充入足量的焦炭和1 mol SO2发生反应,测得SO2(g)的生成速率与S2(g)的生成速率随温度(T)变化的关系如图所示。图中A、B、C、D四点中,反应速率最快的是___________点,处于平衡状态的是___________点。
(2)某科研小组研究臭氧氧化脱除SO2和NO的工艺,反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9 kJ·mol-1,E1=3.2 kJ·mol-1;
反应Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) ΔH2=-241.6kJ·mol-1,E2=58 kJ·mol-1;
已知该体系中臭氧还发生分解反应:2O3(g)3O2(g)。保持其他条件不变,每次向容积为2 L的反应器中充入含2.0 mol NO、2.0 mol SO2的模拟烟气和4.0 mol O3,改变温度,反应相同时间t0 min后,体系中NO和SO2的转化率如图所示:
①Q点时反应开始至t0 min,v(SO2)=___________。
②由图可知相同温度下(温度小于300℃)NO的转化率远高于SO2,其原因可能是___________。
③若反应达到平衡后,缩小容器的体积,则NO和SO2转化率___________(填“增大”或“减少”或“不变”)。
④假设100℃时,P、Q均为平衡点,此时发生分解反应的O3占充入O3总量的20%,体系中O3的物质的量是___________mol,反应Ⅰ的平衡常数K=___________。
(3)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应原理为2CO+SO2=2CO2+S。其他条件相同,以γ-Al2O3作为催化剂,研究表明,γ-Al2O3在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间,SO2的去除率随反应温度的变化如图所示。240℃以后,随着温度的升高,SO2去除率迅速增大的主要原因是___________。
18. 甲烷在有机合成中用途广泛,某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.0kJ·mol-1
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH2=-1300.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=-572.0kJ·mol-1
则甲烷气相裂解反应:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的ΔH=___________(ΔH数值小数点后保留一位)。
(2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。
①T1℃时,向2L恒容密闭容器中充入0.6molCH4,只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)。
ⅰ.下列情况能说明上述反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.v(CH4)=2v(C2H4)
b.C2H4的体积分数保持不变
c.混合气体的密度不变
d.断裂1molC=C键的同时,有2molH-H键生成
ⅱ.达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。则平衡时,CH4的转化率为___________(保留三位有效数字)。
②对上述平衡状态,若改变温度至T2℃,经10s后再次达到平衡,c(CH4)=2c(C2H4),则10s内C2H4的平均反应速率v(C2H4)=___________,上述变化过程中T1___________T2(填“>”或“<”),判断理由是___________。
(3)若容器中发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g),计算该反应在图中A点温度时的平衡常数Kp=___________Pa2(用平衡分压代替平衡浓度)。
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