内容正文:
江西南昌市第二中学2025-2026学年高一下学期7月期末考试
化学试题
相对原子质量:H-1 Li-7 S-32 Cu-64
1. 煤、石油和天然气是重要的资源,不可再生,下列说法错误的是
A. 煤是以含碳为主的,由多种有机物和无机物组成的复杂混合物
B. 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,成分复杂
C. 煤的干馏、煤的液化、煤的气化都是化学变化
D. 石油的分馏所得的汽油为纯净物
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤的主要组成元素为碳,是由多种有机物和无机物共同组成的复杂混合物,A正确;
B.石油主要由烷烃、环烷烃、芳香烃等多种碳氢化合物组成,成分复杂,属于混合物,B正确;
C.煤的干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程,煤的液化、气化分别是将煤转化为液态燃料、气态燃料的过程,三者均有新物质生成,都属于化学变化,C正确;
D.石油分馏得到的汽油是碳原子数为5~11的多种烃类的混合物,不是纯净物,D错误;
故选D。
2. 下列有关化学化工生产的说法错误的是
A. 工业上电解熔融MgO以冶炼出金属镁
B. 海水提溴:,经历两次Br-→Br2,实现溴的富集
C. 过度使用含氮、磷的化肥,可能会造成水体富营养化,引发水华和赤潮
D. 按照绿色化学的思想,最理想的化学反应的原子利用率为100%
【答案】A
【解析】
【详解】A.熔点极高,电解熔融能耗过大,工业上冶炼金属镁采用电解熔融的方法,A错误;
B.海水提溴时,先通入将氧化为,再用水溶液吸收重新得到实现富集,再次通氧化得到,过程符合描述,B正确;
C.氮、磷是藻类生长的核心营养元素,过量排入水体会造成水体富营养化,引发水华和赤潮,C正确;
D.绿色化学的核心是从源头上减少污染,最理想的化学反应是反应物原子全部转化为目标产物,原子利用率为100%,D正确;
故选A。
3. 下列有关含硫、氮、硅元素的物质性质或应用的说法正确的是
A. 硫酸的生产工艺:S在充足氧气中燃烧生成SO3,再用浓硫酸吸收
B. 将空气中NO、NO2吸收生成固态物质,也是一种固氮方式
C. 久置的硝酸常显黄色,是由于其不稳定,溶有分解产生的NO2
D. 光导纤维导光性能优越,是因为硅单质的纯度足够高
【答案】C
【解析】
【详解】A.S在充足氧气中燃烧只能生成,需要在催化剂、加热条件下与进一步反应才能得到,A错误;
B.固氮是指将游离态的氮()转化为含氮化合物的过程,、本身就是化合态氮,吸收它们不属于固氮,B错误;
C.硝酸不稳定,久置或受热、见光易发生分解:,分解生成的红棕色溶解在硝酸中使溶液显黄色,C正确;
D.光导纤维的主要成分为二氧化硅(),不是硅单质,硅单质是半导体材料,D错误;
故选C。
4. 下列仪器可以加热,且加热时需垫陶土网的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.该仪器为蒸馏烧瓶,属于可加热的玻璃仪器,底部受热面积大,直接加热易因受热不均炸裂,加热时需垫陶土网,A符合题意;
B.该仪器为蒸发皿,属于可直接加热的仪器,加热时不需要垫陶土网,B不符合题意;
C.该仪器为容量瓶,是用于配制一定物质的量浓度溶液的定量仪器,不能加热,C不符合题意;
D.该仪器为坩埚,属于可直接加热的仪器,加热时不需要垫陶土网,D不符合题意;
故选A。
5. 下列实验操作或实验现象均正确的是
A.制取NH3
B.吸收NO2尾气
C.加热后品红红色褪去
D.验证铜和浓硫酸反应放热
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热时,分解生成的和在试管口遇冷会重新化合生成,不适用于制备,A错误;
B.能和氢氧化钠溶液反应,且易溶于水,需要防倒吸装置,图中装置可以吸收NO2尾气,B正确;
C.对品红的漂白作用是可逆的,溶有的品红溶液(已被漂白为无色)加热时,不稳定的无色物质分解释放,溶液会恢复红色,而非红色褪去,C错误;
D.铜和浓硫酸反应需要加热,图中没有加热装置,不能验证铜和浓硫酸反应放热,D错误;
答案选B。
6. 基于下列实验设计,其对应现象及结论均正确的是
实验设计
现象
结论
A
室温下,取相同大小铜片分别投入足量稀硝酸和浓硝酸中
铜与浓硝酸反应更剧烈
反应物浓度越大,化学反应速率越大
B
H2O2中投入一定量催化剂MnO2,反应结束后滤出MnO2洗涤、干燥并称量
对MnO2的两次称量质量相同
催化剂不参与反应,不会消耗
C
将等物质的量浓度的FeCl3和KSCN溶液等体积混合。一段时间后,继续滴加几滴KSCN溶液
混合时出现血红色,继续滴加几滴KSCN溶液后颜色加深
证明Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3的反应为可逆反应
D
装有NO2和N2O4气体的密闭的注射器,压缩待其颜色稳定
压缩瞬间,颜色突然加深,之后逐渐变浅
依据勒夏特列原理,压缩后,2NO2(g)⇌N2O4(g)平衡正移
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜与稀硝酸、浓硝酸的反应本质不同(产物分别为、,反应原理有差异),变量不唯一,无法证明浓度对同一反应速率的影响,A错误;
B.催化剂在反应前后质量和化学性质不变,但催化剂会参与反应过程,结论错误,B错误;
C.等物质的量浓度的和等体积混合时,过量,即使反应不可逆,加入也会继续生成使颜色加深,无法证明反应可逆,C错误;
D.压缩注射器瞬间,体积减小导致浓度瞬间增大,颜色加深;随后压强增大,根据勒夏特列原理,平衡向气体分子数减少的正反应方向移动,浓度降低,颜色逐渐变浅,现象和结论均正确,D正确;
故选D。
7. 对于 >0,下列图像及理解均正确的是
图1
图2
图3
图4
A. 图1:可表示平衡后,恒压条件下在t0时刻充入一定量物质C
B. 图2:可表示分别在T1和T2温度下,从投料开始达平衡的过程中c(A)的变化
C. 图3:由甲线变为乙线,不一定是加入催化剂
D. 图4:可表示在恒容绝热容器中投入A,正反应速率随时间的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.如果恒压条件下在t0时刻充入一定量物质C,逆反应速率瞬间增大,但容器体积增大,反应物A浓度瞬间降低,正反应速率瞬间减小,应低于原平衡点,A错误;
B.温度越高,反应速率越快,越早达到平衡,由图可知T1先达到平衡,说明T1>T2;又>0,说明正反应吸热,升高温度平衡正向移动,平衡时c(A)更小,但图中平衡时T1的c(A)大于T2的,不符合规律,B错误;
C.由甲线变为乙线,反应速率加快,达到平衡时间缩短,且平衡时A%不变,说明平衡不移动、仅速率加快;除了加入催化剂,若反应满足a=b+c(反应前后气体总分子数相等),增大压强(缩小容器体积)也可以加快反应速率,且平衡不移动,最终A%不变,因此不一定是加入催化剂,C正确;
D.恒容绝热容器中投入A,正反应吸热,反应过程中体系温度不断降低,同时反应物A浓度不断减小,因此正反应速率会一直减小,达到平衡后保持不变,不会出现后期速率升高的情况,与图4不符,D错误;
故选C。
8. X生成Y的能量变化与反应过程的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 对于历程①,升高温度,Y的平衡产率将增大
B. 对于历程②,增加M的量,X的平衡转化率增大
C. 使用催化剂后,反应历程中的决速步为X·M=Y·M
D. 恒压充入He,活化分子百分数减小,反应速率减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.历程①中反应物X的总能量高于产物Y的总能量,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,Y的平衡产率减小,A错误;
B.M是该反应的催化剂,催化剂不影响平衡状态,增加M的量X的平衡转化率不变,B错误;
C.反应决速步是反应历程中活化能(能垒)最大的步骤,使用催化剂后,X·M转化为Y·M的步骤能垒最大,为决速步,C正确;
D.恒压充入He时温度不变,活化分子百分数不变,仅容器体积增大导致反应物浓度减小、单位体积内活化分子数减少,反应速率减小,D错误;
故答案为C。
9. 向恒容密闭容器中投入1 mol NO和1 mol C(活性炭),发生反应: <0,在T温度下达到平衡,残留0.7 mol C。下列说法错误的是
A. T温度下,该正反应的平衡常数
B. T温度下,若仅投入1 mol NO和0.5 mol C,平衡后NO的转化率为60%
C. 若将该反应用于实际处理NO污染气体,则温度越低,实际处理效果越好
D. 混合气体密度不再变化即表示达到平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡时消耗,故剩余,生成的,平衡常数,A正确;
B.该反应是气体分子数不变的反应,温度不变平衡常数不变;投入和,达到平衡仅需要消耗,仍过量,平衡与原平衡等效,转化量仍为,转化率为, B正确;
C.该反应为放热反应,降温平衡正向移动,但温度过低会导致反应速率过慢,实际处理NO的效率极低,效果不好,C错误;
D.恒容容器体积不变,因反应有固体(活性炭)参与,故混合气体总质量随反应进行发生变化,由密度公式知,密度是变量,密度不变时能说明反应达到平衡,D正确;
故选C。
10. 在1 L恒温恒容密闭容器中充入1 mol PCl3(g)和1 mol Cl2(g),发生反应:,已达平衡,此时c(Cl2)=0.2 mol/L。下列说法正确的是
A. 若再充入 和 ,达到新平衡时
B. 若再充入少量惰性气体,体系压强增大,平衡将正向移动
C. 再充入 和 ,此时正、逆速率:v(正)<v(逆)
D. 若仅将容器由“恒温”改为“绝热”,Cl2平衡转化率变化可能增大,也可能减小
【答案】A
【解析】
【分析】计算初始平衡状态各物质浓度及平衡常数:容器体积为1 L,初始,平衡时,则反应消耗的,
生成,平衡时,因此,由此解答;
【详解】A.再充入1mol 和1mol ,若平衡不移动,则,该反应正向气体分子数减少,增大压强平衡正向移动,消耗更多,故新平衡,A正确;
B.恒温恒容条件下充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,B错误;
C.充入后浓度商,平衡不移动,,C错误;
D.若反应正向放热,绝热条件下体系温度升高,平衡逆向移动,转化率减小;若正向吸热,绝热条件下体系温度降低,平衡也向放热的逆向移动,转化率始终减小,不可能增大,D错误;
故答案为A。
11. 在密闭容器中投入一定量A发生反应:,平衡时测得的浓度为0.5 mol/L,此时体系压强为p0保持温度不变,将容器的容积扩大为原来的两倍,再达平衡时,测得的浓度为0.3 mol/L,此时体系压强为p。下列说法错误的是
A. x<y+z
B. 0.5p0<p<p0
C. 扩大容积后,混合气体平均相对分子质量减小
D. 扩大容积瞬间,逆速率减小的幅度小于正速率减小的幅度
【答案】D
【解析】
【分析】容积扩大为原来2倍,若平衡不移动,B浓度应为0.25 mol/L,实际为0.3 mol/L,说明减压平衡正向移动。
【详解】A.由分析知,扩大容积使平衡正向移动,因此正反应为气体分子数增大的反应,故,A正确;
B.若平衡不移动,压强为,平衡正向移动使气体总物质的量增大,压强高于,又容积扩大为原来2倍,压强一定小于,故,B正确;
C.扩大容器,压强减小,平衡向气体总物质的量增大的方向移动,此时混合气体总质量不变,根据平均相对分子质量,可知减小,C正确;
D.扩大容积瞬间正、逆速率均减小,平衡正向移动说明此时,即正速率减小的幅度小于逆速率减小的幅度,D错误;
故选D。
12. ,已达平衡。其正、逆反应速率方程分别为、,速率常数、只与温度有关。下列说法错误的是
A. 化学平衡常数
B. 扩大容器的瞬间之后的过程中,v正将逐渐增大直至不变
C. 若降低温度,减小的倍数更大,则<0
D. 若升高温度,发现平衡逆移,则升温瞬间,v逆增大,v正减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡时正逆反应速率相等,即,整理得平衡常数,A正确;
B.扩大容器瞬间各物质浓度均减小,瞬间降低,随后平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动,逐渐增大,仅与温度有关保持不变,故逐渐增大直至新平衡时不变,B正确;
C.降低温度时,、均减小,若减小倍数更大,说明降温后,平衡正向移动,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,即,C正确;
D.升高温度会提高活化分子百分数,正、逆反应速率均增大,平衡逆移是因为增大的倍数大于,并非减小,D错误;
故选D。
13. 一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入1 mol NO2和足量C发生反应。反应相同时间t后,三个容器中NO2的物质的量(n)如图中A、B、C三个数据点所示。下列说法错误的是
A. A点已达平衡
B. B点是否达平衡不可判断
C. 若5 L容器中含催化剂,则数据点将出现在C点正下方
D. 若将C点体系瞬间压缩容器体积至1 L,此后NO2的物质的量不变
【答案】B
【解析】
【分析】该反应正向气体分子数增大,恒温恒容条件下,A点的容器体积最小,压强最大,A点的反应速率最大;C点的容器体积最大,压强最小,C点的反应速率最小;根据A、C点的物质的量可知A点已经达到平衡状态,C点未达平衡,根据“三段式”计算平衡常数K:
,;
计算B点的浓度商Q为:
,因此B点未达到平衡,由此解答;
【详解】A.由分析可知,A点已达到平衡,A正确;
B.由分析可知,B的平衡状态可以判断,并且B点未达到平衡,B错误;
C.C点未达平衡,使用催化剂可以加快反应速率,因此的物质的量会减小,数据点将出现在C点正下方,C正确;
D.C点时,瞬间压缩容器体积至1 L,与A点形成等效平衡,的物质的量为0.5mol、保持不变,D正确;
故答案为B。
14. 以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
① <0 化学平衡常数表示为
② >0 化学平衡常数表示为
不同压强下,CO2的平衡转化率(X-CO2)、CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度变化如图所示。已知:S-CH3OH=。下列说法错误的是
A. 曲线b表示CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度变化
B. 图示温度范围内,压缩体积,CO2的转化率均明显增大
C. 从300 升至400 ℃温度过程中,反应②正移程度大于反应①逆移程度
D. 随温度升高而减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①是放热反应,平衡随温度升高逆向移动,根据的定义,可知的选择性随温度升高而减小,图像中曲线b随温度升高而降低,因此b表示的选择性,a表示的转化率,A正确;
B.根据图像可知,当温度超过350 ℃时,在、两个不同压强下,两个曲线a近似重合,可知此时压缩体积(即增大压强)使CO2的转化率变化不明显,B错误;
C.根据图像可知,从300 升至400 ℃的过程中,曲线a即的转化率升高,说明反应②正向移动使减小的量大于反应①逆向移动使增加的量,故反应②正移程度大于反应①逆移程度,C正确;
D.反应①为放热反应,其平衡常数随升温而减小;反应②为吸热反应,其平衡常数随升温而增大,故的值随升温而减小,D正确;
故答案选B。
15. 硫化锂(Li2S)受热时易氧化,遇水剧烈反应。实验室利用H2S气体与金属锂制备硫化锂,原理为:H2S+2LiLi2S+H2。实验可能用到的装置如图所示(夹持仪器已省略)。
(1)“装置A”中利用FeS和稀硫酸制备H2S,若用盐酸制备,则产生的H2S气体需经过盛有饱和________(填主要溶质的化学式)溶液的洗气瓶以除去挥发的HCl杂质。
(2)“装置B”用于干燥H2S气体,仅在你觉得最合适的一个装置图后的横线上填上必要的试剂(只能二选一):__________。
:__________ 或:__________
(3)实验的操作过程:先……,再……。反应结束后,先……,再……。以上缺失的四处操作的先后顺序为__________(填序号)。
a.点燃C处酒精灯 b.向A中长颈漏斗中加酸 c.熄灭酒精灯 d.关闭止水夹
(4)“装置D”的两个作用为①吸收未反应的H2S和②______________________________。实验室也常用CuSO4溶液吸收H2S,离子方程式为______________________________。
(5)Li2S产品纯度测定(有且仅含有Li杂质)
:Y形管左支中有待测Li2S样品w g,右支中有足量稀硫酸。缓慢地将稀硫酸倾倒入左支中,固体完全耗尽。
①恢复室温后,对注射器精准读数,结果经换算显示:注射器内收集到n mol气体。
②对瓶中浊液进行过滤、洗涤并小心干燥,精确称量,结果显示:瓶中有m g沉淀。
为了精准测定Li2S的纯度,请仔细对比①、②,择其最优进行Li2S纯度计算,所得纯度为__________(只能二选一)。
【答案】(1)NaHS
(2):P2O5或无水CaCl2或硅胶等
(3)bacd (4) ①. 防止E中水蒸气进入C中 ②. Cu2++H2S=CuS↓+2H+
(5)
【解析】
【分析】硫化亚铁固体与稀硫酸反应制得硫化氢,装置B用于干燥硫化氢气体,硫化氢是强还原性气体,气体进入装置C与锂在高温条件下反应制Li2S,装置D利用碱石灰除去未反应的硫化氢,且防止水蒸气进入装置C,装置E防止倒吸且收集尾气;
【小问1详解】
“装置A”中利用FeS和稀硫酸制备H2S,若用盐酸制备,则产生的H2S气体中含有挥发出的氯化氢气体,需经过盛有饱和NaHS溶液的洗气瓶以除去挥发的HCl杂质;
【小问2详解】
“装置B”用于干燥H2S气体,具有强还原性的酸性气体,必须用中性或酸性干燥剂,故合适的一个装置为,干燥剂可选P2O5或无水CaCl2或硅胶等;
【小问3详解】
实验的操作过程:先向A中长颈漏斗中加酸,再点燃C处酒精灯。反应结束后,先熄灭酒精灯,再关闭止水夹。故操作的先后顺序为bacd;
【小问4详解】
“装置D”装有碱石灰,两个作用为①吸收未反应的H2S和②防止E中水蒸气进入C中。实验室也常用CuSO4溶液吸收H2S,生成难溶于酸的硫化铜和硫酸,反应的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+;
【小问5详解】
Li2S产品(有且仅含有Li杂质)与足量稀硫酸反应,发生反应Li2S+H2SO4=Li2SO4+H2S↑、2Li+H2SO4=Li2SO4+H2↑,可根据产生氢气计算锂的含量;若用沉淀法,根据反应Cu2++H2S=CuS+2H+及硫元素守恒可知,对应关系Li2S~ CuS,计算Li2S纯度,因硫离子易被氧化,且沉淀过滤造成损失等因素,测量没有气体法准确;由气体法计算,Li 的质量为,Li2S纯度为。
16. 以硫化铜精矿(主要含CuS)为原料生产CuCl的工艺过程如下:
已知:
i.CuCl为白色固体,难溶于乙醇和水,可溶于c(Cl-)较大的体系,在潮湿空气中易氧化
ii.萃取与反萃取的原理(类似化学平衡移动):
Cu2+(水层)+2RH(有机层)R2Cu(有机层)+2H+(水层)
iii.RH对Cu2+的萃取能力远高于Zn2+
(1)“氧化酸浸”步骤,有单质S生成,化学方程式为______________________________。仅用浓硝酸也可以溶解海绵铜,但工业上并不这么做的可能原因为______________________________(任意答一条,合理即可)。
(2)“溶解”步骤,溶解Cu的离子方程式是______________________________,溶解温度应控制在60~70℃,如果温度过高可能导致______________________________。
(3)经“反萃取、分液”后,水层中溶质主要为CuSO4,则所使用的反萃取剂X可能为__________(填主要溶质的化学式)。
(4)“反应”步骤,(NH4)2SO3的作用为______________________________。先加NH4Cl、再加(NH4)2SO3,反应结束时并无沉淀,加水稀释后立刻产生大量白色沉淀,其原因是______________________________。
(5)“醇洗”步骤的意义是______________________________。
【答案】(1) ①. ②. 产生污染性气体(或硝酸利用率低,或浓硝酸成本高,或腐蚀性强,等合理即可)
(2) ①. ②. NH4NO3剧烈分解
(3)
(4) ①. 将还原为 ②. 加水后降低而析出
(5)加快去除CuCl表面水分,防止其氧化(或利于干燥,防氧化)
【解析】
【分析】硫化铜精矿中主要为硫化铜,加入硫酸并通入空气进行氧化酸浸时将硫化铜转化为铜离子,同时会生成单质S,经过一系列过程转化为海绵铜;海绵铜加入硝酸铵和稀硫酸溶液,溶液中的主要阳离子为铜离子、锌离子和铵根离子;利用RH萃取铜离子,分离出锌离子;加入硫酸将铜离子从有机层转移回水层,形成硫酸铜溶液;加入氯化铵和亚硫酸铵,将铜离子还原为沉淀;通过过滤、水洗、醇洗、烘干得到产品,由此解答;
【小问1详解】
加入硫酸并通入空气进行氧化酸浸时将硫化铜转化为铜离子,同时会生成单质S,因此化学方程式为;使用浓硝酸时会产生污染性气体二氧化氮(或硝酸利用率低,或浓硝酸成本高,或腐蚀性强,等合理即可);
【小问2详解】
溶解过程中铜的溶解是铜在酸性条件下与硝酸根发生氧化还原反应,因此离子方程式为;如果温度过高,会导致硝酸铵受热分解;
【小问3详解】
根据萃取平衡Cu2+(水层)+2RH(有机层)R2Cu(有机层)+2H+(水层),因此需要增加氢离子的浓度,使平衡左移,将铜离子从有机相转移至水相,因水层中溶质的主要为硫酸铜,因此加入的反萃取剂为;
【小问4详解】
具有还原性,可以将铜离子还原为沉淀;由于可溶于较大的体系,因此加入水后降低,使沉淀析出;
【小问5详解】
醇洗是利用难溶于乙醇的性质,去除表面的水分,防止在潮湿的空气中被氧化,并且乙醇易挥发,加速干燥,避免产物长时间暴露于空气。
17. CO制取甲醇(CH3OH)的反应原理为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 。在恒压密闭容器中,按物质的量之比为1:2充入CO和H2发生反应,其中CO的平衡转化率α随温度(T)、压强(p)的变化如图所示:
(1)处于T2、p2的C点状态,每当断裂1 mol H-H键,则断裂_____mol C-H键。
(2)活化能:Ea(正)_____Ea(逆)(填“>”、“<”或“=”)。该正反应方向倾向于_____(填序号)。
A.高温自发 B.低温自发 C.任意温度均自发 D.任意温度均不自发
(3)若恒温恒压下,按物质的量之比为1:2充入CO和H2已达平衡,下列措施还能进一步提升平衡气体中CH3OH的体积分数的为____。
A. 充入更多CO B. 加催化剂 C. 压缩容器 D. 恒容充入氦气
(4)若D点为T1、p2下的某时刻状态,则此时正、逆速率:v(正)____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(5)若维持T1、p2,容器内仅充入2 mol CO和4 mol H2,经过10 min达到平衡状态B,此时容积为2 L。则用单位时间内的物质的量的变化表示,从反应开始到达平衡时,H2的平均反应速率为____mol/min。化学平衡常数K(A)=______。
【答案】(1)1.5 (2) ①. < ②. B (3)C
(4)> (5) ①. 0.32 ②. 25
【解析】
【小问1详解】
处于T2、p2的C点为平衡状态,正逆反应速率相等,消耗2 mol氢气的同时消耗1 mol甲醇,所以断裂1 mol H-H键,同时断裂1.5 mol C-H键。
【小问2详解】
随温度升高,CO的平衡转化率α减小,可知正反应放热,△H<0,Ea(正)<Ea(逆)。正反应气体物质的量减少△S<0,所以该正反应方向倾向于低温自发,选B。
【小问3详解】
A. 投料比等于化学计量数之比时,平衡体系中产物的体积分数最大,充入更多CO,CH3OH的体积分数降低,故不选A;
B. 催化剂能加快反应速率,不能使平衡移动,加催化剂,CH3OH的体积分数不变,故不选B;
C. 压缩容器,压强增大,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,故选C;
D. 恒容充入氦气,反应物浓度不变,平衡不移动,CH3OH的体积分数不变,故不选D;
选C。
【小问4详解】
若D点为T1、p2下的某时刻状态,CO的转化率小于平衡转化率,则此时反应正向进行,正、逆速率:v(正)>v(逆)。
【小问5详解】
若维持T1、p2,容器内仅充入2 mol CO和4 mol H2,经过10 min达到平衡状态B,CO的平衡转化率为0.8,反应消耗1.6 mol CO、同时消耗3.2 mol H2,生成1.6 mol甲醇,此时容积为2 L。则用单位时间内的物质的量的变化表示,从反应开始到达平衡时,H2的平均反应速率为3.2 mol÷10 min=0.32 mol/min。化学平衡常数K(A)=。
18. 利用CO2和CH4制合成气(H2、CO)的反应原理为:
反应① =+247.34 kJ/mol
反应②
(1)甲烷重整的过程中,活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂上),则在最初的一段时间内主要中间体是__________(填“”或“”),其原因是______________________________。
(2)已知H2O(l)=H2O(g) =+44 kJ/mol,H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为-285.8 kJ/mol和-283.8 kJ/mol,则=_____。
(3)向T℃、2.8 MPa的恒压密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g),仅发生反应①和②。达到平衡时,CO2的转化率为80%,。则平衡时气体的总物质的量n(总)=_____mol,反应①的压强平衡常数=_____。(用分压代替浓度计算得到压强平衡常数,某物质的分压=总压×该物质的体积分数)。若其他条件均不变,仅将投料方式改为“充入10 mol CH4(g)和10 mol CO2(g)”,则CO2的平衡转化率_____(填“<”、“=”或“>”)80%。
(4)向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2混合气体,测得相同时间内CO2的转化率随温度变化曲线如图所示:
①相同压强下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内,催化活性不变),则图中b、d、e三点最接近平衡的点是_____。
②相同温度下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,则随温度升高,三条线自a点开始发生重合的原因可能是________________________。
【答案】(1) ①. ②. 生成所需的活化能更小、反应速率更快
(2)+42.0 (3) ①. 2.8 ②. 1.92 ③. =
(4) ①. e ②. 随着温度升高,发生的反应以②为主,而反应②前后气体分子数不变,则压强改变对平衡移动没有影响
【解析】
【小问1详解】
化学反应初期,反应速率由活化能决定,活化能越低,反应越快,生成的中间体就越多,所以主要中间体是低活化能路径的产物。由图像可知,反应生成所需的活化能更小,因此反应最初一段时间的中间体是;
【小问2详解】
题中已知条件:③ =+44 kJ/mol、④ = -285.8 kJ/mol、⑤ = -283.8 kJ/mol,根据盖斯定律,反应②可由③+④-⑤得到,则=[+44-285.8-(-283.8)] kJ/mol= + 42.0 kJ/mol;
【小问3详解】
向T℃、2.8 MPa的恒压密闭容器中,充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g),仅发生反应①和②。根据反应方程式列三段式,将其中的物质转化量设为未知数:
由已知条件,达到平衡时,CO2的转化率为80%,即1-(1-x-y)=x+y=0.8;,即,联立以上式子可得x=y=0.4,则平衡时气体总物质的量n(总)=(1-x)+(1-x-y)+(2x-y)+(2x+y)+y=2+2x=2.8 mol;平衡时反应①中各物质的分压:p(CH4)=、、、 ,故反应①的压强平衡常数; 若其他条件均不变,仅将投料方式改为“充入10 mol CH4(g)和10 mol CO2(g)”,由于平衡常数只与温度有关,恒压条件下,等比例增大反应物的量,对平衡转化率无影响,则此时CO2的平衡转化率仍为80%;
【小问4详解】
①根据条件:相同压强下,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同催化剂,由于催化剂只影响反应的快慢,在相同的温度和压力下,采用不同催化剂的同一反应达到平衡时的转化率均相同,在图像中表现为三条曲线最终趋于重合,即图中的a点;b、d、e三点中,e点离平衡点a最近,故e点最接近平衡;
②根据条件:相同温度下,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,随温度升高,三条线自a点开始发生重合。由于反应①为气体分子数变化的反应,压强变化时,反应达到平衡的CO2转化率应该不同,但若随温度升高,反应②成为主要进行的反应,由于反应②前后气体分子数不变,此时反应平衡受压强的影响很小,因此在图像上表现为三条曲线随温度升高趋于重合。
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江西南昌市第二中学2025-2026学年高一下学期7月期末考试
化学试题
相对原子质量:H-1 Li-7 S-32 Cu-64
1. 煤、石油和天然气是重要的资源,不可再生,下列说法错误的是
A. 煤是以含碳为主的,由多种有机物和无机物组成的复杂混合物
B. 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,成分复杂
C. 煤的干馏、煤的液化、煤的气化都是化学变化
D. 石油的分馏所得的汽油为纯净物
2. 下列有关化学化工生产的说法错误的是
A. 工业上电解熔融MgO以冶炼出金属镁
B. 海水提溴:,经历两次Br-→Br2,实现溴的富集
C. 过度使用含氮、磷的化肥,可能会造成水体富营养化,引发水华和赤潮
D. 按照绿色化学的思想,最理想的化学反应的原子利用率为100%
3. 下列有关含硫、氮、硅元素的物质性质或应用的说法正确的是
A. 硫酸的生产工艺:S在充足氧气中燃烧生成SO3,再用浓硫酸吸收
B. 将空气中NO、NO2吸收生成固态物质,也是一种固氮方式
C. 久置的硝酸常显黄色,是由于其不稳定,溶有分解产生的NO2
D. 光导纤维导光性能优越,是因为硅单质的纯度足够高
4. 下列仪器可以加热,且加热时需垫陶土网的是
A. B. C. D.
5. 下列实验操作或实验现象均正确的是
A.制取NH3
B.吸收NO2尾气
C.加热后品红红色褪去
D.验证铜和浓硫酸反应放热
A. A B. B C. C D. D
6. 基于下列实验设计,其对应现象及结论均正确的是
实验设计
现象
结论
A
室温下,取相同大小铜片分别投入足量稀硝酸和浓硝酸中
铜与浓硝酸反应更剧烈
反应物浓度越大,化学反应速率越大
B
H2O2中投入一定量催化剂MnO2,反应结束后滤出MnO2洗涤、干燥并称量
对MnO2的两次称量质量相同
催化剂不参与反应,不会消耗
C
将等物质的量浓度的FeCl3和KSCN溶液等体积混合。一段时间后,继续滴加几滴KSCN溶液
混合时出现血红色,继续滴加几滴KSCN溶液后颜色加深
证明Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3的反应为可逆反应
D
装有NO2和N2O4气体的密闭的注射器,压缩待其颜色稳定
压缩瞬间,颜色突然加深,之后逐渐变浅
依据勒夏特列原理,压缩后,2NO2(g)⇌N2O4(g)平衡正移
A. A B. B C. C D. D
7. 对于 >0,下列图像及理解均正确的是
图1
图2
图3
图4
A. 图1:可表示平衡后,恒压条件下在t0时刻充入一定量物质C
B. 图2:可表示分别在T1和T2温度下,从投料开始达平衡的过程中c(A)的变化
C. 图3:由甲线变为乙线,不一定是加入催化剂
D. 图4:可表示在恒容绝热容器中投入A,正反应速率随时间的变化
8. X生成Y的能量变化与反应过程的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 对于历程①,升高温度,Y的平衡产率将增大
B. 对于历程②,增加M的量,X的平衡转化率增大
C. 使用催化剂后,反应历程中的决速步为X·M=Y·M
D. 恒压充入He,活化分子百分数减小,反应速率减小
9. 向恒容密闭容器中投入1 mol NO和1 mol C(活性炭),发生反应: <0,在T温度下达到平衡,残留0.7 mol C。下列说法错误的是
A. T温度下,该正反应的平衡常数
B. T温度下,若仅投入1 mol NO和0.5 mol C,平衡后NO的转化率为60%
C. 若将该反应用于实际处理NO污染气体,则温度越低,实际处理效果越好
D. 混合气体密度不再变化即表示达到平衡状态
10. 在1 L恒温恒容密闭容器中充入1 mol PCl3(g)和1 mol Cl2(g),发生反应:,已达平衡,此时c(Cl2)=0.2 mol/L。下列说法正确的是
A. 若再充入 和 ,达到新平衡时
B. 若再充入少量惰性气体,体系压强增大,平衡将正向移动
C. 再充入 和 ,此时正、逆速率:v(正)<v(逆)
D. 若仅将容器由“恒温”改为“绝热”,Cl2平衡转化率变化可能增大,也可能减小
11. 在密闭容器中投入一定量A发生反应:,平衡时测得的浓度为0.5 mol/L,此时体系压强为p0保持温度不变,将容器的容积扩大为原来的两倍,再达平衡时,测得的浓度为0.3 mol/L,此时体系压强为p。下列说法错误的是
A. x<y+z
B. 0.5p0<p<p0
C. 扩大容积后,混合气体平均相对分子质量减小
D. 扩大容积瞬间,逆速率减小的幅度小于正速率减小的幅度
12. ,已达平衡。其正、逆反应速率方程分别为、,速率常数、只与温度有关。下列说法错误的是
A. 化学平衡常数
B. 扩大容器的瞬间之后的过程中,v正将逐渐增大直至不变
C. 若降低温度,减小的倍数更大,则<0
D. 若升高温度,发现平衡逆移,则升温瞬间,v逆增大,v正减小
13. 一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入1 mol NO2和足量C发生反应。反应相同时间t后,三个容器中NO2的物质的量(n)如图中A、B、C三个数据点所示。下列说法错误的是
A. A点已达平衡
B. B点是否达平衡不可判断
C. 若5 L容器中含催化剂,则数据点将出现在C点正下方
D. 若将C点体系瞬间压缩容器体积至1 L,此后NO2的物质的量不变
14. 以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
① <0 化学平衡常数表示为
② >0 化学平衡常数表示为
不同压强下,CO2的平衡转化率(X-CO2)、CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度变化如图所示。已知:S-CH3OH=。下列说法错误的是
A. 曲线b表示CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度变化
B. 图示温度范围内,压缩体积,CO2的转化率均明显增大
C. 从300 升至400 ℃温度过程中,反应②正移程度大于反应①逆移程度
D. 随温度升高而减小
15. 硫化锂(Li2S)受热时易氧化,遇水剧烈反应。实验室利用H2S气体与金属锂制备硫化锂,原理为:H2S+2LiLi2S+H2。实验可能用到的装置如图所示(夹持仪器已省略)。
(1)“装置A”中利用FeS和稀硫酸制备H2S,若用盐酸制备,则产生的H2S气体需经过盛有饱和________(填主要溶质的化学式)溶液的洗气瓶以除去挥发的HCl杂质。
(2)“装置B”用于干燥H2S气体,仅在你觉得最合适的一个装置图后的横线上填上必要的试剂(只能二选一):__________。
:__________ 或:__________
(3)实验的操作过程:先……,再……。反应结束后,先……,再……。以上缺失的四处操作的先后顺序为__________(填序号)。
a.点燃C处酒精灯 b.向A中长颈漏斗中加酸 c.熄灭酒精灯 d.关闭止水夹
(4)“装置D”的两个作用为①吸收未反应的H2S和②______________________________。实验室也常用CuSO4溶液吸收H2S,离子方程式为______________________________。
(5)Li2S产品纯度测定(有且仅含有Li杂质)
:Y形管左支中有待测Li2S样品w g,右支中有足量稀硫酸。缓慢地将稀硫酸倾倒入左支中,固体完全耗尽。
①恢复室温后,对注射器精准读数,结果经换算显示:注射器内收集到n mol气体。
②对瓶中浊液进行过滤、洗涤并小心干燥,精确称量,结果显示:瓶中有m g沉淀。
为了精准测定Li2S的纯度,请仔细对比①、②,择其最优进行Li2S纯度计算,所得纯度为__________(只能二选一)。
16. 以硫化铜精矿(主要含CuS)为原料生产CuCl的工艺过程如下:
已知:
i.CuCl为白色固体,难溶于乙醇和水,可溶于c(Cl-)较大的体系,在潮湿空气中易氧化
ii.萃取与反萃取的原理(类似化学平衡移动):
Cu2+(水层)+2RH(有机层)R2Cu(有机层)+2H+(水层)
iii.RH对Cu2+的萃取能力远高于Zn2+
(1)“氧化酸浸”步骤,有单质S生成,化学方程式为______________________________。仅用浓硝酸也可以溶解海绵铜,但工业上并不这么做的可能原因为______________________________(任意答一条,合理即可)。
(2)“溶解”步骤,溶解Cu的离子方程式是______________________________,溶解温度应控制在60~70℃,如果温度过高可能导致______________________________。
(3)经“反萃取、分液”后,水层中溶质主要为CuSO4,则所使用的反萃取剂X可能为__________(填主要溶质的化学式)。
(4)“反应”步骤,(NH4)2SO3的作用为______________________________。先加NH4Cl、再加(NH4)2SO3,反应结束时并无沉淀,加水稀释后立刻产生大量白色沉淀,其原因是______________________________。
(5)“醇洗”步骤的意义是______________________________。
17. CO制取甲醇(CH3OH)的反应原理为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 。在恒压密闭容器中,按物质的量之比为1:2充入CO和H2发生反应,其中CO的平衡转化率α随温度(T)、压强(p)的变化如图所示:
(1)处于T2、p2的C点状态,每当断裂1 mol H-H键,则断裂_____mol C-H键。
(2)活化能:Ea(正)_____Ea(逆)(填“>”、“<”或“=”)。该正反应方向倾向于_____(填序号)。
A.高温自发 B.低温自发 C.任意温度均自发 D.任意温度均不自发
(3)若恒温恒压下,按物质的量之比为1:2充入CO和H2已达平衡,下列措施还能进一步提升平衡气体中CH3OH的体积分数的为____。
A. 充入更多CO B. 加催化剂 C. 压缩容器 D. 恒容充入氦气
(4)若D点为T1、p2下的某时刻状态,则此时正、逆速率:v(正)____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(5)若维持T1、p2,容器内仅充入2 mol CO和4 mol H2,经过10 min达到平衡状态B,此时容积为2 L。则用单位时间内的物质的量的变化表示,从反应开始到达平衡时,H2的平均反应速率为____mol/min。化学平衡常数K(A)=______。
18. 利用CO2和CH4制合成气(H2、CO)的反应原理为:
反应① =+247.34 kJ/mol
反应②
(1)甲烷重整的过程中,活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂上),则在最初的一段时间内主要中间体是__________(填“”或“”),其原因是______________________________。
(2)已知H2O(l)=H2O(g) =+44 kJ/mol,H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为-285.8 kJ/mol和-283.8 kJ/mol,则=_____。
(3)向T℃、2.8 MPa的恒压密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g),仅发生反应①和②。达到平衡时,CO2的转化率为80%,。则平衡时气体的总物质的量n(总)=_____mol,反应①的压强平衡常数=_____。(用分压代替浓度计算得到压强平衡常数,某物质的分压=总压×该物质的体积分数)。若其他条件均不变,仅将投料方式改为“充入10 mol CH4(g)和10 mol CO2(g)”,则CO2的平衡转化率_____(填“<”、“=”或“>”)80%。
(4)向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2混合气体,测得相同时间内CO2的转化率随温度变化曲线如图所示:
①相同压强下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内,催化活性不变),则图中b、d、e三点最接近平衡的点是_____。
②相同温度下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,则随温度升高,三条线自a点开始发生重合的原因可能是________________________。
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