内容正文:
汉川市金益高中2025-2026学年高二年级9月起点考试
化学试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
测试范围:选择性必修1第一章+第二章第一节、第二节部分
可能用到的相对原子质量:C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cl-35.5
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。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. 下列过程中,需要加快化学反应速率的是
A.钢铁生锈
B.浮雕的腐蚀
C.牛奶变质
D.工业合成氨
A. A B. B C. C D. D
2. 合理利用燃料,减小污染符合“绿色化学”理念,下列关于燃料的说法正确的是
A. “可燃冰”是将水变为油的新型燃料
B. 提高空气燃料比,一定能达到充分利用热能的目的
C. 燃料在不同的条件下转化为热能或电能被人类利用
D. 氢气燃烧热的热化学方程式为
3. 热化学方程式2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) kJ·mol说法正确的是
A. 生成11.2LO2时放热98kJ B. 反应物总能量小于生成物总能量
C. H2O为气态时,放出的热量大于196kJ D. 正反应的活化能小于逆反应的活化能
4. 反应分两步进行:①,②。下列示意图中(图中物质均为气态),能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
5. 某温度下,关于可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g) ΔH<0,下列说法正确的是
A. 其他条件不变,升高温度,活化能减小,活化分子百分数增加,速率增大
B. 其他条件不变,恒容条件下,通入稀有气体(不参加反应),正、逆反应速率均增大
C. 其他条件不变,减小C(g)的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 其他条件不变,压缩体积增大压强,活化分子百分数不变,有效碰撞几率增加
6. 下列热化学方程式中ΔH表示燃烧热的是
A. CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(g) ΔH B. H2(g)+Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH
C. C6H12O6(s)+6O2(g)= 6CO2(g)+6H2O(l) ΔH D. 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH
7. 一定温度下,密闭容器中发生反应,反应过程能量变化如下图。下列说法不正确的是
A. 该反应
B. 压缩体积可以加快反应速率
C. 升高温度可使正反应活化能从下降为,反应速率增大
D. 使用催化剂,该反应的反应热不变
8. 已知肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料,已知①2H2O(l)+O2(g)=2H2O2(l) △H1=+108.3kJ/mol②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534.0kJ/mol。则有反应:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l),则ΔH3为
A. +425.7kJ·mol-1 B. -425.7kJ·mol-1 C. +642.3kJ·mol-1 D. -642.3kJ·mol-1
9. 可逆反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行的最快的是
A. mol/(L·min) B. mol/(L·s)
C. mol/(L·min) D. mol/(L·s)
10. 如图所示,E1=393.5kJ,E2=395.4kJ。下列说法正确的是
A. 石墨转化为金刚石为放热反应
B. 石墨与金刚石之间的转化是物理变化
C. 石墨的稳定性强于金刚石
D. 金刚石和氧气生成二氧化碳的反应放热,1mol金刚石的能量一定大于1mol二氧化碳的能量
11. 据下图判断,下列说法正确的是
A. 氢气的燃烧热
B. 液态水分解的热化学方程式为
C. 与所具有的总能量比所具有的总能量低
D. 与反应生成时,断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量
12. 将和在的恒温密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:,反应后测得物质的量为,下列说法不正确的是
A. 反应到时的转化率为
B. 反应开始后的内为
C. 反应到时的物质的量浓度为
D. 反应到时容器内气压与反应前气压之比为
13. 在催化剂Cat1、Cat2作用下,的反应历程如下图所示。下列叙述错误的是
A. 每种历程都包含两个基元反应 B. 在两种催化剂作用下总反应的焓变不相等
C. 每种历程中的基元反应都是放热反应 D. 在催化剂Cat1作用下,反应③是控速反应
14. 以氯化铜作催化剂,在加热条件下,通过氧气氧化氯化氢制取氯气的方法称为“地康法”,化学方程式为。500℃下,在密闭容器中充入适量的HCl和发生上述反应,下列情况不能说明该反应一定达到平衡状态的是
A. 和浓度相等
B. 恒压条件下,混合气体密度保持不变
C. 恒容条件下,气体平均摩尔质量保持不变
D. 恒容条件下,混合气体颜色保持不变
15. 利用苯(C6H6)和甲醇(CH3OH)在催化剂作用下反应可得到C7H8.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究得到反应C6H6(g)+CH3OH(g)=C7H8(g)+H2O(g)在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示。其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。
下列有关叙述错误的是
A. 该反应的热化学方程式为C6H6(g)+CH3OH(g)=C7H8(g)+H2O(g) ΔH=-61.4 kJ·mol-1
B. C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H+H2O+CH3B=C7H+H2O+HB
C. 吸附CH3OH(g)的焓变大于吸附C6H6(g)的焓变
D. 该历程中最大能垒(活化能)E正=161.9 kJ·mol-1
二、非选择题,本题有4个小题,共55分
16. 某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号溶液
实验温度/K
酸性溶液
溶液
颜色褪至无色所需时间/s
A
293
2
0.02
4
0.1
0
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
l
(1)通过实验A、B可探究________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中___________、___________,通过实验__________(填实验序号)可探究温度变化对反应速率的影响,其中___________。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是__________________________________________________。忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8 s内,用的浓度变化表示的反应速率_________________________________。
(3)该小组的一位同学设计该实验证明,分别取等体积等浓度的和溶液混合,平均分成两份,一份中不加任何试剂,一份加入少量的某固体催化剂,但最终观察到两溶液都没有褪色,原因是________________________________。
17. 肼()是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时,产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成,放出642 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________________________,消耗16g液态肼放出的热量为________________。
(2)已知 。
各化学键的键能数据见下表:
化学键
N-N
N-H
O=O
O-H
键能
193
391
497
463
①氮氮三键的键能为_____________________。
②若 ,则的燃烧热_______________。
③已知 。和反应生成氮气和水蒸气的热化学方程为________________________________________。
18. 某温度下,在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为_______。
(2)反应起始至tmin(设t=5),Z的平均反应速率是_______,X的转化率为_______(用百分数表示),Y的体积分数为_______。
(3)下列可判断反应已达到平衡状态的是_______。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的密度不变
D.生成1molZ的同时生成2molX
E. 混合气体的平均分子质量不变
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______。
A.其他条件不变,及时分离出产物
B.适当降低温度
C.其他条件不变,增大X的浓度
D.保持温度不变,将容器体积压缩为1L
E.恒容条件下冲入氦气,使压强增大
F.加入合适的催化剂
19. 某小组学生用如图所示简易量热计进行中和反应反应热的测定。近似处理实验所用酸、碱溶液的密度为、比热容为,忽略量热计的比热容。
【药品】:50 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55mol/L NaOH溶液、50 mL 0.55 mol/L KOH溶液。
【实验数据】学生甲进行的三次实验数据如下表所示:
实验次数
反应前体系的温度/℃
反应后体系温度/℃
温度差平均值℃
50 mL 0.50mol/L
盐酸
50 mL 0.55 mol/L
NaOH溶液
平均值
1
24.9
25.1
28.4
2
25.1
25.0
26.3
3
25.0
25.0
28.4
(1)从实验装置上看,还缺少的仪器名称是________________。
(2)学生甲实测数据处理
①________℃。
②实验放出的热量________kJ(保留一位数)。
③比该反应理论上放热为QkJ略微偏小,其原因可能是________________________________________________________________________________________(写一条)。
(3)学生乙选用KOH溶液,其他均与学生甲同,且操作规范,预测实验放出热量的数值________(填“”或“”或“”)。
(4)综合上述实验,以理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为(用含Q的代数式表示)________________________________________________。
(5)简易量热计如果不盖杯盖,生成时所测得中和反应的反应热将比理论上中和反应的反应热________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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汉川市金益高中2025-2026学年高二年级9月起点考试
化学试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
测试范围:选择性必修1第一章+第二章第一节、第二节部分
可能用到的相对原子质量:C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cl-35.5
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。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. 下列过程中,需要加快化学反应速率的是
A.钢铁生锈
B.浮雕的腐蚀
C.牛奶变质
D.工业合成氨
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.钢铁生锈会造成金属资源损耗,属于有害反应,需要减慢反应速率,A错误;
B.浮雕腐蚀会损坏文物建筑,属于有害反应,需要减慢反应速率,B错误;
C.牛奶变质会造成食品浪费,属于有害反应,需要减慢反应速率,C错误;
D.工业合成氨是生产氮肥、氨气的核心化工反应,属于对生产有利的反应,需要加快反应速率,D正确;
故选 D。
2. 合理利用燃料,减小污染符合“绿色化学”理念,下列关于燃料的说法正确的是
A. “可燃冰”是将水变为油的新型燃料
B. 提高空气燃料比,一定能达到充分利用热能的目的
C. 燃料在不同的条件下转化为热能或电能被人类利用
D. 氢气燃烧热的热化学方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.可燃冰的主要成分是甲烷,不是将水变成油的新型燃料,A错误;
B.如果通入大量的空气,空气会带走部分热量,使热能利用率降低,B错误;
C.燃料通过燃烧或者原电池反应等转化为热能或者电能被人类利用,C正确;
D.氢气燃烧热指1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,选项中生成的为气态水,因此热化学方程式错误,D错误;
故答案选C。
3. 热化学方程式2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) kJ·mol说法正确的是
A. 生成11.2LO2时放热98kJ B. 反应物总能量小于生成物总能量
C. H2O为气态时,放出的热量大于196kJ D. 正反应的活化能小于逆反应的活化能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据热化学方程式可知,生成1 mol氧气时,放出196 kJ热量,但11.2LO2不一定是0.5mol,因为题目没告诉温度和压强,因此放出的热量不一定等于98kJ,故A错误;
B.根据热化学方程式可知,该反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故B错误;
C.相同质量的H2O为气态时比液态时具有的能量高,故当水为气态时,放出的热量应小于196 kJ,故C错误;
D.根据热化学方程式可知,该反应是放热反应,放热反应的正反应的活化能应小于逆反应的活化能,故D正确;
本题答案D。
4. 反应分两步进行:①,②。下列示意图中(图中物质均为气态),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】由,可知A和B的能量之和大于C的能量;由①,可知这步反应是吸热反应,故X的能量大于A和B的能量之和,反应②为放热反应,X的能量高于C,故D符合题意,故选D。
5. 某温度下,关于可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g) ΔH<0,下列说法正确的是
A. 其他条件不变,升高温度,活化能减小,活化分子百分数增加,速率增大
B. 其他条件不变,恒容条件下,通入稀有气体(不参加反应),正、逆反应速率均增大
C. 其他条件不变,减小C(g)的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 其他条件不变,压缩体积增大压强,活化分子百分数不变,有效碰撞几率增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.其他条件不变,升高温度,分子能量增加,活化分子百分数增加,速率增大,A错误;
B.其他条件不变,通入稀有气体,参加反应的气体浓度不变,反应速率也不变,B错误;
C.其他条件不变,减小C(g)的浓度,逆反应速率减小,平衡向正向移动,反应物浓度减小,正反应速率也逐渐减小,C错误;
D.其他条件不变,增大压强,体积减小,分子总数不变,单位体积内的分子数增加,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞几率增加,化学反应速率加快,但活化分子百分数不变,D正确;
故选:D。
6. 下列热化学方程式中ΔH表示燃烧热的是
A. CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(g) ΔH B. H2(g)+Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH
C. C6H12O6(s)+6O2(g)= 6CO2(g)+6H2O(l) ΔH D. 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH
【答案】C
【解析】
【分析】燃烧热是指一摩尔纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所释放出来的能量。
【详解】A.生成的应该是液态水,稳定的氧化物对应的能量变化才是燃烧热,A错误;
B.氢元素对应的稳定氧化物是液态水,B错误;
C.符合燃烧热的定义,C正确;
D.根据分析,D错误;
故选C。
7. 一定温度下,密闭容器中发生反应,反应过程能量变化如下图。下列说法不正确的是
A. 该反应
B. 压缩体积可以加快反应速率
C. 升高温度可使正反应活化能从下降为,反应速率增大
D. 使用催化剂,该反应的反应热不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.△H=正反应的活化能—逆反应的活化能=(E1—E2)kJ/mol,故A正确;
B.压缩体积相当于增大压强,那么反应速率会加快,故B正确;
C.升温,反应速率加快,但活化能不变,故C错误;
D.使用催化剂,只改变速率,反应热不改变,故D正确;
故本题选C。
8. 已知肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料,已知①2H2O(l)+O2(g)=2H2O2(l) △H1=+108.3kJ/mol②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534.0kJ/mol。则有反应:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l),则ΔH3为
A. +425.7kJ·mol-1 B. -425.7kJ·mol-1 C. +642.3kJ·mol-1 D. -642.3kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】根据盖斯定律②-①,整理可得N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) =-642.3kJ/mol;
故选D。
9. 可逆反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行的最快的是
A. mol/(L·min) B. mol/(L·s)
C. mol/(L·min) D. mol/(L·s)
【答案】B
【解析】
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快,据此分析判断。
【详解】A. mol/(L·min);
B.=0.9mol/(L·min);
C. mol/(L·min);
D.不能用固体表示反应速率;
故选B。
10. 如图所示,E1=393.5kJ,E2=395.4kJ。下列说法正确的是
A. 石墨转化为金刚石为放热反应
B. 石墨与金刚石之间的转化是物理变化
C. 石墨的稳定性强于金刚石
D. 金刚石和氧气生成二氧化碳的反应放热,1mol金刚石的能量一定大于1mol二氧化碳的能量
【答案】C
【解析】
【分析】由图得:①C(S,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
②C(S,金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.4kJ•mol-1,
利用盖斯定律将①-②可得:C(S,石墨)=C(S,金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1,则
【详解】A.根据分析可知,C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1,为吸热反应,故A错误;
B.石墨转化为金刚石有新物质生成,是发生的化学反应,属于化学变化,故B错误;
C.金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故C正确;
D.金刚石和氧气生成二氧化碳的反应放热,1mol金刚石和1mol氧气的总能量大于1mol二氧化碳的能量,但是1mol金刚石的能量不一定大于1mol二氧化碳的能量,故D错误;
故选:C。
11. 据下图判断,下列说法正确的是
A. 氢气的燃烧热
B. 液态水分解的热化学方程式为
C. 与所具有的总能量比所具有的总能量低
D. 与反应生成时,断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢气的燃烧热是1mol完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出的热量,由图计算可知1mol燃烧生成液态水放热kJ,故燃烧热ΔH=−285.8kJ⋅mol−1,A错误;
B.由图可知2 mol和1mol反应生成2mol共放热kJ,因此2mol液态水分解需要吸收571.6kJ热量,热化学方程式书写符合规则,B正确;
C.2 mol与1mol反应生成2mol为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,C错误;
D.该反应为放热反应,断裂化学键吸收的总能量形成化学键放出的总能量,即断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,D错误;
故选B。
12. 将和在的恒温密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:,反应后测得物质的量为,下列说法不正确的是
A. 反应到时的转化率为
B. 反应开始后的内为
C. 反应到时的物质的量浓度为
D. 反应到时容器内气压与反应前气压之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应到时,物质的量为,所以反应了物质的量为,转化率为;故A正确;
B.反应到时,反应了物质的量为,;根据,所以为;故B正确;
C.反应到时,反应了物质的量为,则生成物质的量为,时的物质的量浓度为;故C错误;
D.反应前总物质的量为8mol;反应到时,反应了物质的量为,剩余物质的量为;反应了物质的量为,剩余物质的量为;生成物质的量为,所以反应到时容器内气压与反应前气压之比为;故D正确;
故答案选C。
13. 在催化剂Cat1、Cat2作用下,的反应历程如下图所示。下列叙述错误的是
A. 每种历程都包含两个基元反应 B. 在两种催化剂作用下总反应的焓变不相等
C. 每种历程中的基元反应都是放热反应 D. 在催化剂Cat1作用下,反应③是控速反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cat1对应反应历程为、,Cat2对应反应历程为、,都包含两个基元反应,A正确;
B.焓变只与反应的始态和终态有关,与反应历程无关,两种催化剂下总反应的反应物均为、生成物均为,焓变相等,B错误;
C.每个基元反应的反应物总能量均高于生成物总能量,因此都是放热反应,C正确;
D.多步反应的控速步骤为活化能最大的步骤,Cat1作用下反应③的活化能高于反应①,反应速率最慢,是控速反应,D正确;
故选B。
14. 以氯化铜作催化剂,在加热条件下,通过氧气氧化氯化氢制取氯气的方法称为“地康法”,化学方程式为。500℃下,在密闭容器中充入适量的HCl和发生上述反应,下列情况不能说明该反应一定达到平衡状态的是
A. 和浓度相等
B. 恒压条件下,混合气体密度保持不变
C. 恒容条件下,气体平均摩尔质量保持不变
D. 恒容条件下,混合气体颜色保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯气和水蒸气均为产物,且化学计量数相等,其浓度在任意时刻均相等不能说明达到平衡状态,A符合题意;
B.正反应为气体分子数减小的反应,恒压、恒温条件下,随反应进行体系体积逐渐减小,混合气体质量保持不变,则混合气体密度保持不变时,说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.正反应为气体分子数减小的反应,当气体平均摩尔质量保持不变时,反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.四种气体中,只有氯气有颜色,当气体颜色保持不变时,表明氯气浓度不随时间变化,反应达到平衡状态,D不符合题意;
故选A。
15. 利用苯(C6H6)和甲醇(CH3OH)在催化剂作用下反应可得到C7H8.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究得到反应C6H6(g)+CH3OH(g)=C7H8(g)+H2O(g)在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示。其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。
下列有关叙述错误的是
A. 该反应的热化学方程式为C6H6(g)+CH3OH(g)=C7H8(g)+H2O(g) ΔH=-61.4 kJ·mol-1
B. C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H+H2O+CH3B=C7H+H2O+HB
C. 吸附CH3OH(g)的焓变大于吸附C6H6(g)的焓变
D. 该历程中最大能垒(活化能)E正=161.9 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.C6H6(g)+CH3OH(g)=C7H8(g)+H2O(g),根据图示,反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,利用盖斯定律,反应热只与始态和终态有关,与反应过程无关,则ΔH=-61.4 kJ·mol-1,故A正确;
B.根据图示,C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H+H2O+CH3B=C7H+H2O+HB,故B正确;
C.吸附CH3OH(g)的焓变为-109.9 kJ·mol-1,小于吸附C6H6(g)的焓变为(-66.4-25.5)kJ·mol-1,故C错误;
D.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,反应历程中最大的能垒E正=[52 kJ·mol-1-(-109.9 kJ·mol-1)]=161.9 kJ·mol-1,故D正确;
答案选C。
二、非选择题,本题有4个小题,共55分
16. 某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号溶液
实验温度/K
酸性溶液
溶液
颜色褪至无色所需时间/s
A
293
2
0.02
4
0.1
0
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
l
(1)通过实验A、B可探究________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中___________、___________,通过实验__________(填实验序号)可探究温度变化对反应速率的影响,其中___________。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是__________________________________________________。忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8 s内,用的浓度变化表示的反应速率_________________________________。
(3)该小组的一位同学设计该实验证明,分别取等体积等浓度的和溶液混合,平均分成两份,一份中不加任何试剂,一份加入少量的某固体催化剂,但最终观察到两溶液都没有褪色,原因是________________________________。
【答案】(1) ①. 浓度 ②. 1 ③. 293 ④. BC ⑤. 3
(2) ①. 当其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大 ②.
(3)过量(或不足)
【解析】
【小问1详解】
探究浓度对反应速率的影响时,需遵循控制变量法,保证其他条件(如温度、溶液总体积)相同。实验A的总体积为,则实验B的总体积也应为,故;温度应与A相同,即。探究温度对反应速率的影响时,需保证浓度等其他条件相同,只有温度不同。对比实验B和C可知,两者温度不同,则需保证溶液总体积和各反应物加入体积相同,故。
【小问2详解】
实验A中的体积大于实验B,即A中反应物浓度更大。若,说明A褪色所需时间更短,反应速率更快,由此可得出结论:其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快。在实验B中,的初始物质的量为,的初始物质的量为。根据反应方程式可知,过量,完全反应。混合后溶液总体积为,的浓度变化量,则。
【小问3详解】
等体积等浓度的和溶液混合,两者的物质的量之比为。根据反应方程式可知,完全反应所需两者的物质的量之比为。因此,反应中不足,过量。由于溶液本身呈紫红色,过量的会使反应结束后的溶液依然保持紫红色,故观察不到褪色现象。
17. 肼()是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时,产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成,放出642 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________________________,消耗16g液态肼放出的热量为________________。
(2)已知 。
各化学键的键能数据见下表:
化学键
N-N
N-H
O=O
O-H
键能
193
391
497
463
①氮氮三键的键能为_____________________。
②若 ,则的燃烧热_______________。
③已知 。和反应生成氮气和水蒸气的热化学方程为________________________________________。
【答案】(1) ①. ②. 321 kJ
(2) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
①反应物为液态肼、液态过氧化氢,生成物为氮气和水蒸气,生成1 mol放热642 kJ,热化学方程式:。
②16 g液态肼的物质的量,放出热量。
【小问2详解】
①反应焓变 = 反应物总键能 - 生成物总键能。 反应中,反应物含 1 个键、4 个键、1 个键;生成物含 1 个键、4 个键。 设键能为E,代入数据:,解得,故键能为946 kJ/mol 。
②ⅰ.、ⅱ.,根据盖斯定律,目标反应 = ⅰ - 2×ⅱ:
③将已知反应标记为:ⅰ.、ⅱ.,目标反应由得到:,热化学方程式:。
18. 某温度下,在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为_______。
(2)反应起始至tmin(设t=5),Z的平均反应速率是_______,X的转化率为_______(用百分数表示),Y的体积分数为_______。
(3)下列可判断反应已达到平衡状态的是_______。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的密度不变
D.生成1molZ的同时生成2molX
E. 混合气体的平均分子质量不变
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______。
A.其他条件不变,及时分离出产物
B.适当降低温度
C.其他条件不变,增大X的浓度
D.保持温度不变,将容器体积压缩为1L
E.恒容条件下冲入氦气,使压强增大
F.加入合适的催化剂
【答案】(1)2X3Y+Z
(2) ①. 0.04 mol·L-1·min-1 ②. 33.3% ③. 37.5%
(3)BDE (4)CDF
【解析】
【小问1详解】
由图可知,X量减小0.8mol,为反应物,YZ分别增加1.2mol、0.4mol为生成物,且反应后三种物质均存在,为可逆反应,故反应方程式为2X3Y+Z;
【小问2详解】
反应起始至tmin(设t=5),Z的平均反应速率是,X的转化率为,Y的体积分数为
【小问3详解】
A.反应速率比等于系数比,X、Y、Z的反应速率相等,则正逆反应速率不同,没有达到平衡,不符合题意;
B.反应是气体分子数改变的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变化而变化,达到平衡状态,符合题意;
C.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,不符合题意;
D.生成1molZ的同时生成2molX,则说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,符合题意;
E.混合气体的平均摩尔质量为M= m/n,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,符合题意;
故选BDE;
【小问4详解】
A.其他条件不变,及时分离出产物,物质浓度减小,反应速率减慢,不符合题意;
B.适当降低温度,温度降低导致反应速率减慢,不符合题意;
C.其他条件不变,增大X的浓度,物质浓度增大,则反应速率增大,符合题意;
D.保持温度不变,将容器体积压缩为1L,相当于增加物质浓度,反应速率增大,符合题意;
E.恒容条件下冲入氦气,使压强增大,不影响反应中各物质的浓度,反应速率不变,不符合题意;
F.加入合适的催化剂,催化剂可以加快反应的速率,符合题意;
故选CDF。
19. 某小组学生用如图所示简易量热计进行中和反应反应热的测定。近似处理实验所用酸、碱溶液的密度为、比热容为,忽略量热计的比热容。
【药品】:50 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55mol/L NaOH溶液、50 mL 0.55 mol/L KOH溶液。
【实验数据】学生甲进行的三次实验数据如下表所示:
实验次数
反应前体系的温度/℃
反应后体系温度/℃
温度差平均值℃
50 mL 0.50mol/L
盐酸
50 mL 0.55 mol/L
NaOH溶液
平均值
1
24.9
25.1
28.4
2
25.1
25.0
26.3
3
25.0
25.0
28.4
(1)从实验装置上看,还缺少的仪器名称是________________。
(2)学生甲实测数据处理
①________℃。
②实验放出的热量________kJ(保留一位数)。
③比该反应理论上放热为QkJ略微偏小,其原因可能是________________________________________________________________________________________(写一条)。
(3)学生乙选用KOH溶液,其他均与学生甲同,且操作规范,预测实验放出热量的数值________(填“”或“”或“”)。
(4)综合上述实验,以理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为(用含Q的代数式表示)________________________________________________。
(5)简易量热计如果不盖杯盖,生成时所测得中和反应的反应热将比理论上中和反应的反应热________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)温度计 (2) ①. 3.4 ②. 1.4 ③. 实验装置保温、隔热效果差或量取溶液的体积时俯视读数(合理即可)
(3)
(4)
(5)偏大
【解析】
【小问1详解】
进行中和反应反应热的测定,需要测量反应前后温度,从实验装置上看,还缺少的仪器名称是温度计;
【小问2详解】
①反应前体系的平均温度均为25.0℃,实验1体系温度变化为3.4℃,实验2体系温度变化为1.3℃,实验3体系温度变化为3.4℃,剔除明显错误的实验2数据,;
②溶液的体积为100 mL,实验所用酸、碱溶液的密度为,溶液的总质量为0.1 kg,;
③比该反应理论上放热为略微偏小,其原因可能是实验装置保温、隔热效果差或量取溶液的体积时俯视读数等;
【小问3详解】
、均为一元强碱,量相同,完全中和放出热量相等;
【小问4详解】
,生成0.025 mol放出热量Q,生成,放出热量40Q;理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为: ;
【小问5详解】
不盖杯盖,热量散失,测得升温偏小,计算放热数值偏小;ΔH为负值,数值偏小则偏大。
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