内容正文:
包九中外国语学校高二年级化学学科评估卷
(2025年10月)
一、单选题(每小题3分,15题共45分)
1. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 化学反应都伴随着能量变化,伴随着能量变化的都是化学反应
B. 需加热才能发生的反应一定是吸热反应
C. 化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D. 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
2. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 常见的放热反应有甲烷的燃烧反应、盐酸与碳酸氢钠的反应以及灼热的炭与二氧化碳的反应等
B. 已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ,则金刚石的燃烧热小于石墨的燃烧热
C. ,则的稀硫酸与稀氨水完全反应,放出的热量大于57.3kJ
D. 中和反应反应热的测量实验中,为避免搅拌器和酸发生反应,应选择铜丝搅拌器
3. 铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A. Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B. Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C. Ⅳ的示意图为 D. 催化剂Cu可降低反应热
4. 甲醇作为新型清洁可再生燃料,可通过反应:来合成,反应过程中的能量变化如图所示。已知、的燃烧热()依次为、。下列说法正确的是
A.
B. 若产物为,相应的焓变为,则
C. 相同条件下,完全燃烧比完全燃烧放出的热量少
D. 若反应的焓变为,则
5. Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A. 恒容条件下,充入Ne使体系压强增大,可加快化学反应速率
B. 该反应的决速步是:中间体1→中间体2
C. Ni是该反应的催化剂,可加快反应速率
D. 该反应的热化学方程式为
6. 已知: 。钒触媒(V2O5)是该反应的催化剂,其催化过程如图所示。下列说法正确的是
A. 促进了平衡正向移动
B. 过程c的反应为
C. a、b、c中反应均为氧化还原反应
D. 升高温度可提高的平衡转化率
7. 下列各实验装置、目的或结论全都正确的是
A. ①可用于测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
B. ②可用于测定中和反应的反应热
C. ③可通过出现浑浊的快慢比较温度对化学反应速率的影响
D. ④中密封注射器活塞从Ⅰ处拉到Ⅱ处,压强减小,颜色变化可证明平衡移动
8. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应,当m、n、p、q为任意整数时,下列说法一定能说明反应已达到平衡有几个
①体系的密度不再改变 ②体系的温度不再改变
③各组分的浓度相等 ④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率 ⑥
⑦体系气体平均相对分子质量不再改变
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
9. 下列说法错误的是
A. 反应 能自发进行的原因为△S>0
B. 则
C. 合成氨反应采取循环操作的主要原因是为了提高化学反应速率
D. 一定温度下,对 平衡体系缩小体积,再次达到平衡时 c不变
10. 向一定温度下的2L密闭容器中通入NO2发生反应:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0.NO2的物质的量n(NO2)随时间(t)变化的曲线如图所示(图中的X、Y两条线代表有、无催化剂),下列叙述正确的是
A. Y线表示无催化剂
B. X线上a点时NO2的转化率为75%
C. c点时的容器中的压强小于起始时压强的0.875倍
D. X线前5min内的平均反应速率可表示为v(N2O4)=0.01mol∙L-1∙min-1
11. 是一种新型硝化剂,在温度下可发生下列反应: 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是
A. 反应的
B. 该反应在高温下可自发进行
C. 温度下的平衡常数为,温度下的平衡常数为,若,则
D. 温度下,在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol,4 mol ,1 mol,此时反应将向正反应方向进行
12. 下列是德国化学家哈伯工业合成氨的流程图,其中关于反应调控的说法不正确的是
A. 操作①是为了减少副反应及对设备的腐蚀
B. 操作②和③均既可加快反应速率,又可提高产品产率
C. 操作④⑤可提高原料利用率,但不能显著提高反应速率
D. 操作③中选择500℃主要是考虑催化剂的活性,同时兼顾反应速率
13. 稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离于可用离子交换法分离,其反应可表示为:。某温度时,随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 时的正反应速率大于时的逆反应速率
B. 时间段的平均反应速率为:
C. 时增大,该平衡左移,平衡常数不变
D. 时的浓度不变
14. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A. 时,反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数:①>②
C. 平均速率(异山梨醇)
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
15. 醋酸甲酯制乙醇的反应为:。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气,在不同温度下,反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的 B. 容器甲中平均反应速率
C. 容器乙中当前状态下反应速率 D. 容器丙中乙醇的体积分数为
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)2g (g)燃烧生成(g)放热242kJ,1mol (l)蒸发吸热44kJ,燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)已知:
则反应 ___________kJ/mol。
(3)下图是(g)和(g)反应生成1mol过程中能量变化示意图,合成氨反应的热化学方程式为___________。
(4)已知:键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如上表所示。则 △H=___________。
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/()
941.7
154.8
283.0
(5)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下(s)分解的热化学方程式:___________。
②比较热稳定性:___________(填“>”或“<”)。
③反应 △H=___________。
17. 某温度下,在密闭容器中、、三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应,的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图象是_______(填序号,下同)。
(2)升高温度对反应速率影响的图象是_______。
(3)增大反应容器的体积对反应速率影响的图象是_______。
(4)增大的浓度对反应速率影响的图象是_______。
(5)图1是反应在不同温度下的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变_______(填“>”、“<”或“=”)0.
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______(填“>”、“<”或“=”)K2。在T1温度下,往体积为1L的密闭容器中,充入1molCO和2molH2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为______________。
③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是_______(填字母)。
a.升高温度
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂
d.充入He,使体系总压强增大
18. 回答下列问题
(1)800℃时,在体积2 L的密闭容器中发生反应,随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①如图中A点处,(正)__________(逆)(填“<”、“=”或“>”)。
②图中表示的变化的曲线是__________。
③下列不能使该反应的反应速率增大的是__________。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
(2)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
溶液(含硫酸)
溶液
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
1
t
①通过实验__________(实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
②C组实验中溶液褪色时间t__________(填“<”、“=”或“>”)8s,C组实验的反应速率__________ (用含有t的式子表示) 。
③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示,其中时间内速率变快的主要原因可能是:______________________________________________ (写两条) 。
19. CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题,已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= −49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2= +40.9kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)反应I在___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)条件下能够自发进行。
(2)反应Ⅲ的ΔH3为___________。
(3)一定温度下,在一容积固定的密闭容器中进行反应I,测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示,则反应前5 min内,v(H2)=___________;10 min时,改变的外界条件可能是___________(填字母)。
A.减小氢气浓度 B.增大压强(缩小体积) C.将甲醇液化分离 D.升高温度
(4)已知一定温度下按照起始比=3,在一密闭容器中进行反应Ⅲ,保持总压为2.1MPa不变,达到平衡时CO的转化率为50%,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示反应Ⅲ的平衡常数Kp=___________MPa-2(保留2位有效数字) (各气体分压=平衡体系中各气体的物质的量分数×总压)。
(5)C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ΔH= +430 kJ·mol-1,在四种不同条件容器中发生上述反应,若初始温度、容积、压强和反应物用量均相同,则CO2的平衡转化率最高的是___________(填字母)。
A. 恒温恒容容器 B. 恒容绝热容器
C. 恒压绝热容器 D. 恒温恒压容器
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包九中外国语学校高二年级化学学科评估卷
(2025年10月)
一、单选题(每小题3分,15题共45分)
1. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 化学反应都伴随着能量变化,伴随着能量变化的都是化学反应
B. 需加热才能发生的反应一定是吸热反应
C. 化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D. 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学反应都伴随着能量变化,但伴随着能量变化的不一定都是化学反应,比如浓硫酸溶于水放热,该过程没有发生化学反应,故A错误;
B.某些放热反应也需要在加热条件下才能发生,比如铁与硫单质反应,故需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,可能是放热反应,故B错误;
C.化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少有关,故C错误;
D.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,故D正确;
故选D。
2. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 常见的放热反应有甲烷的燃烧反应、盐酸与碳酸氢钠的反应以及灼热的炭与二氧化碳的反应等
B. 已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ,则金刚石的燃烧热小于石墨的燃烧热
C. ,则的稀硫酸与稀氨水完全反应,放出的热量大于57.3kJ
D. 中和反应反应热的测量实验中,为避免搅拌器和酸发生反应,应选择铜丝搅拌器
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷燃烧是放热反应,盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应,灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应,A错误;
B.金刚石转化为石墨为放热反应,说明等质量时,金刚石能量更高。燃烧时,等质量的金刚石释放的热量更多,则ΔH1<ΔH2,B正确;
C.稀硫酸与稀氨水反应时,氨水为弱碱,电离需吸热,实际放出的热量小于57.3kJ,C错误;
D.中和反应实验通常使用玻璃搅拌器,避免金属导热干扰或潜在反应,铜虽常温下不与稀酸反应,但其导热性较好,故实验操作中不采用铜丝,D错误;
故选B。
3. 铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A. Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B. Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C. Ⅳ的示意图为 D. 催化剂Cu可降低反应热
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子,属于还原反应,A错误;
B.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,如图,有极性键生成,不是非极性键,B错误;
C.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,由Ⅲ结合氢离子和电子可知,Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键,Ⅳ到Ⅴ才结合CO,可知Ⅳ的示意图为,C正确;
D.催化剂可改变活化能,加快反应速率,不能改变反应热,D错误;
故选C。
4. 甲醇作为新型清洁可再生燃料,可通过反应:来合成,反应过程中的能量变化如图所示。已知、的燃烧热()依次为、。下列说法正确的是
A.
B. 若产物为,相应的焓变为,则
C. 相同条件下,完全燃烧比完全燃烧放出的热量少
D. 若反应的焓变为,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,,A错误;
B.若产物为,能量低于,放出热量多,,B错误;
C.相同条件下,完全燃烧比完全燃烧放出的热量多,C错误;
D.设题干中为反应①,已知、的燃烧热()依次为、,则④,⑤,根据盖斯定律反应③()=①+④-⑤,=-90+()-()=-93,则,D正确;
故选D。
5. Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A. 恒容条件下,充入Ne使体系压强增大,可加快化学反应速率
B. 该反应的决速步是:中间体1→中间体2
C. Ni是该反应的催化剂,可加快反应速率
D. 该反应的热化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.恒容充入稀有气体,参加反应气体浓度不变,反应速率不变,A错误;
B.决速步是活化能最大步,即能量差值最大,反应速率最慢,为中间体2→中间体3,B错误;
C.Ni参与反应并生成NiCH2,是反应物不是催化剂,C错误;
D.由图像可知该反应的热化学方程式为,D正确;
故答案选D。
6. 已知: 。钒触媒(V2O5)是该反应的催化剂,其催化过程如图所示。下列说法正确的是
A. 促进了平衡正向移动
B. 过程c的反应为
C. a、b、c中反应均为氧化还原反应
D. 升高温度可提高的平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂只能影响反应达到平衡的时间,而不能使平衡发生移动,故V2O5不能使平衡发生移动,A错误;
B.依据题干信息的转化关系图可知,V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫,本身被还原为图中产物V2O4;根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5SO3+V2O4;c是VOSO4转化为SO3,此过程需要重新生成催化剂V2O5,需要氧化剂完成,此过程中的氧化剂时氧气,根据化合价的变化写出c步化学方程式 4VOSO4+O22V2O5+4SO3,B正确;
C.由B项分析可知,a、b、c中分别发生的反应为:SO2+V2O5SO3+V2O4、4SO3+2V2O44VOSO4、4VOSO4+O22V2O5+4SO3,故可知a、c反应均为氧化还原反应,b中反应未有元素化合价改变,不是氧化还原反应,C错误;
D.由题干可知,反应正反应是一个放热反应,故升高温度,平衡逆向移动,不能提高SO2的平衡转化率,D错误;
故答案为:B。
7. 下列各实验装置、目的或结论全都正确的是
A. ①可用于测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
B. ②可用于测定中和反应的反应热
C. ③可通过出现浑浊的快慢比较温度对化学反应速率的影响
D. ④中密封注射器活塞从Ⅰ处拉到Ⅱ处,压强减小,颜色变化可证明平衡移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置①中锌与稀硫酸反应生成氢气,注射器收集气体并测量体积,通过记录一定时间内注射器活塞移动的体积,但是用的是长颈漏斗,气体会逸出,测得气体体积不准,不能计算氢气的生成速率,A错误;
B.测定中和反应的反应热需保证热量充分传递和均匀混合,装置②缺少环形玻璃搅拌棒,无法使溶液混合均匀,导致温度测量不准确,B错误;
C.比较温度对反应速率的影响需控制其他变量相同,装置③中两组实验的Na2S2O3和H2SO4浓度不同(一组0.1 mol/L,一组0.5 mol/L),存在浓度和温度两个变量,无法单纯比较温度的影响,C错误;
D.注射器中存在平衡2NO2⇌N2O4(红棕色→无色),活塞从Ⅰ拉到Ⅱ处体积增大,压强减小,瞬间NO2浓度因体积增大而减小(颜色变浅),随后平衡逆向移动(生成NO2)使颜色略加深,可以证明平衡逆向移动,D正确;
故选D。
8. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应,当m、n、p、q为任意整数时,下列说法一定能说明反应已达到平衡有几个
①体系的密度不再改变 ②体系的温度不再改变
③各组分的浓度相等 ④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率 ⑥
⑦体系气体平均相对分子质量不再改变
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】①密度是否变化取决于总物质的体积和总质量的变化,固定容积体积不变,质量不变,密度为恒值,不能用来说明反应已达到平衡,①错误;
②不传热的固定容积中,温度为变量,当体系的温度不再改变时,表明正逆反应速率相等,达到平衡状态,②正确;
③各组分的浓度相等,无法判断各组分的浓度是否继续变化,则无法判断是否达到平衡状态,③错误;
④各组分的质量分数不再改变,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,④正确;
⑤反应速率与化学计量数成正比,则反应速率始终满足v(A):v(B)=m:n,无法判断是否达到平衡状态,⑤错误;
⑥表示的是正逆反应速率,且满足化学计量数关系,说明达到平衡状态,⑥正确;
⑦m、n、p、q不确定,无法判断体系气体的平均相对分子质量是否为变量,则无法判断平衡状态,⑦错误;
故选B。
9. 下列说法错误的是
A. 反应 能自发进行的原因为△S>0
B. 则
C. 合成氨反应采取循环操作的主要原因是为了提高化学反应速率
D. 一定温度下,对 平衡体系缩小体积,再次达到平衡时 c不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应能自发进行,说明,因为,则,A项正确;
B.因为,根据盖斯定律可得,所以,即,B项正确;
C.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率,提高经济效益,C项错误;
D.温度不变,K= c不变,缩小体积,平衡逆向移动,由于K不变,则再次达到平衡时c不变,D项正确;
故选:C。
10. 向一定温度下的2L密闭容器中通入NO2发生反应:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0.NO2的物质的量n(NO2)随时间(t)变化的曲线如图所示(图中的X、Y两条线代表有、无催化剂),下列叙述正确的是
A. Y线表示无催化剂
B. X线上a点时NO2的转化率为75%
C. c点时的容器中的压强小于起始时压强的0.875倍
D. X线前5min内的平均反应速率可表示为v(N2O4)=0.01mol∙L-1∙min-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,由图可知,曲线Y先达到拐点,说明反应先达到化学平衡,速率较快,有催化剂催化,A选项错误;
B.X曲线上a点时,起始时,则的转化率,B选项错误;
C.恒温恒容时,气体压强之比等于物质的量之比,起始时,c点时,根据反应,若0.1mol完全反应会生成0.05mol,此时气体总物质的量为0.3mol + 0.05mol = 0.35mol ,起始气体物质的量为0.4mol,,由于反应是可逆反应,实际气体总物质的量大于0.35mol,所以c点时容器中的压强小于起始时压强的0.875倍 ,C选项正确;
D.X线前5min内,,容器体积V = 2L,根据,,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,,D选项错误;
故答案选C。
11. 是一种新型硝化剂,在温度下可发生下列反应: 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是
A. 反应的
B. 该反应在高温下可自发进行
C. 温度下的平衡常数为,温度下的平衡常数为,若,则
D. 温度下,在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol,4 mol ,1 mol,此时反应将向正反应方向进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.由热化学方程式可知,该反应为气体分子数增加的反应即熵增,则ΔS>0,故A项正确;
B.ΔH>0,ΔS>0,该反应若可以自发进行,需ΔG=ΔH-TΔS<0,则该反应在高温下可自发进行,故B项正确;
C.该反应为吸热反应,温度越高平衡常数越大,若K1<K2,则T1<T2,故C项错误;
D.,Qc<K1,则此时反应将向正反应方向进行,故D项正确;
答案选C。
12. 下列是德国化学家哈伯工业合成氨的流程图,其中关于反应调控的说法不正确的是
A. 操作①是为了减少副反应及对设备的腐蚀
B. 操作②和③均既可加快反应速率,又可提高产品产率
C. 操作④⑤可提高原料利用率,但不能显著提高反应速率
D. 操作③中选择500℃主要是考虑催化剂的活性,同时兼顾反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.操作①将原料纯化,可以减少副反应的发生以及其他物质对设备的腐蚀,A项正确;
B.操作③加入催化剂可以加快反应速率,但不能改变平衡移动,不能提高产品产率;500℃反应,温度较高,可以加快反应速率,但该反应为放热反应,温度过高会使反应向逆方向移动,降低产品产率,B项错误;
C.操作④分离出氨气,生成物浓度降低,会降低反应速率;操作⑤氮气和氨气再循环也不能显著提高反应速率,C项正确;
D.该催化剂的活性在500℃左右最高,且温度高可以提高反应速率,所以操作③中选择500℃主要是考虑催化剂的活性,同时兼顾反应速率,D项正确;
故选B。
13. 稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离于可用离子交换法分离,其反应可表示为:。某温度时,随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 时的正反应速率大于时的逆反应速率
B. 时间段的平均反应速率为:
C. 时增大,该平衡左移,平衡常数不变
D. 时的浓度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.随着反应的进行,反应物浓度逐渐下降,生成物浓度逐渐上升,直到达到平衡,即正反应逐渐下降,逆反应逐渐上升,直到相等,期间正反应速率始终大于逆反应速率,A不符合题意;
B.化学反应速率之比等于化学计量数之比,即,B符合题意;
C.时增大,平衡向左移动,但是此时温度不变,平衡常数不变,C不符合题意;
D.时反应达到平衡,此时的平衡是一种动态平衡,正=逆,的浓度不变,D符合题意;
故选B。
14. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A. 时,反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数:①>②
C. 平均速率(异山梨醇)
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,3小时后异山梨醇浓度继续增大,后异山梨醇浓度才不再变化,所以时,反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A错误;
B.图像显示该温度下,后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:①>②,故B正确;
C.由图可知,在内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=,故C正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,故D正确;
故答案为:A。
15. 醋酸甲酯制乙醇的反应为:。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气,在不同温度下,反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的 B. 容器甲中平均反应速率
C. 容器乙中当前状态下反应速率 D. 容器丙中乙醇的体积分数为
【答案】D
【解析】
【分析】温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙反应升高温度,醋酸甲酯量增大,则反应逆向进行,正反应为放热反应,焓变小于0;
【详解】A.由分析,该反应的,A错误;
B.容器甲中平均反应速率,B错误;
C.温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙达到平衡状态,但不确定乙是否平衡,不能确定正逆反应速率相对大小,C错误;
D.对丙而言:
容器丙中乙醇的体积分数为,D正确;
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)2g (g)燃烧生成(g)放热242kJ,1mol (l)蒸发吸热44kJ,燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)已知:
则反应 ___________kJ/mol。
(3)下图是(g)和(g)反应生成1mol过程中能量变化示意图,合成氨反应的热化学方程式为___________。
(4)已知:键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如上表所示。则 △H=___________。
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/()
941.7
154.8
283.0
(5)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下(s)分解的热化学方程式:___________。
②比较热稳定性:___________(填“>”或“<”)。
③反应 △H=___________。
【答案】(1)
(2)+53.1 (3)
(4)-291.9 (5) ①. ②. < ③. -160
【解析】
【小问1详解】
燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;2g(g)(为1mol)燃烧生成1mol(g)放热242kJ,1mol(l)蒸发吸热44kJ,则1mol (g)液化变为1mol(l)放热44kJ,故1mol(g)燃烧生成1mol(l)放热242kJ+44kJ=286kJ,故燃烧热的热化学方程式为:;
【小问2详解】
已知:
①
②
由盖斯定律,①-②得反应,故;
【小问3详解】
由图,生成物能量低于反应物,生成1mol放热300kJ-254kJ=46kJ,放热焓变为负值,则合成氨反应的热化学方程式为;
【小问4详解】
反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和;该反应ΔH=3×154.8+941.7-6×283.0=-291.9;
【小问5详解】
①根据化合反应生成卤化镁的相对能量变化图,0.5mol氟化镁固体的能量为0 kJ,0.5mol固态镁单质和0.5mol气态F2能量和为562kJ,故该温度下MgF2 (s)分解生成Mg和F2能量升高,是吸热反应,热化学方程式为;
②由图可知,等物质的量的MgBr2和MgCl2分解得到单质镁和卤素单质,MgCl2需要吸收的能量更多,说明其热稳定性更高,所以热稳定性:MgBr2(s)<;
③由图,a:
b:
由盖斯定律,a-b得反应,。
17. 某温度下,在密闭容器中、、三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应,的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图象是_______(填序号,下同)。
(2)升高温度对反应速率影响的图象是_______。
(3)增大反应容器的体积对反应速率影响的图象是_______。
(4)增大的浓度对反应速率影响的图象是_______。
(5)图1是反应在不同温度下的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变_______(填“>”、“<”或“=”)0.
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______(填“>”、“<”或“=”)K2。在T1温度下,往体积为1L的密闭容器中,充入1molCO和2molH2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为______________。
③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是_______(填字母)。
a.升高温度
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂
d.充入He,使体系总压强增大
【答案】(1)C (2)A
(3)D (4)B
(5) ①. < ②. > ③. 12 ④. b
【解析】
【小问1详解】
对于反应,加催化剂时,正、逆反应速率同等程度加快,此时正、逆反应速率仍相等,平衡不发生移动,对反应速率影响的图象是C。
【小问2详解】
二氧化硫催化氧化制三氧化硫的反应为放热反应,升高温度时,正、逆反应速率都加快,但逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度,平衡逆向移动,则对反应速率影响的图象是A。
【小问3详解】
增大反应容器的体积,反应物和生成物的浓度都减小,相当于减小压强,平衡逆向移动,正、逆反应速率都减小,但正反应速率减小更多,则对反应速率影响的图象是D。
【小问4详解】
增大O2的浓度,平衡正向移动,正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度,则对反应速率影响的图象是B。
【小问5详解】
①对于反应,从反应达平衡的时间看,T1<T2,降低温度,CO的转化率增大,则平衡正向移动,该反应的焓变∆H<0。
②T1<T2,∆H<0,则降低温度平衡正向移动,平衡常数大,所以T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1>K2。
在T1温度下,往体积为1L的密闭容器中,充入1molCO和2molH2,平衡时CO和CH3OH(g)的浓度分别为0.25mol/L、0.75mol/L,则可建立如下三段式:
则该反应的平衡常数为=12。
③a.∆H<0,升高温度,平衡逆向移动,CO转化率减小,a不符合题意;
b.将CH3OH(g)从体系中分离,平衡正向移动,CO转化率增大,b符合题意;
c.使用合适的催化剂,可同等程度加快正逆反应速率,但平衡不发生移动,CO转化率不变,c不符合题意;
d.充入He,使体系总压强增大,但反应物和生成物的浓度都不发生改变,正逆反应速率不变,平衡不发生移动,d不符合题意;
故选b。
【点睛】压强改变是否影响反应速率,关键看反应物和生成物的浓度是否发生改变。
18. 回答下列问题
(1)800℃时,在体积2 L的密闭容器中发生反应,随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①如图中A点处,(正)__________(逆)(填“<”、“=”或“>”)。
②图中表示的变化的曲线是__________。
③下列不能使该反应的反应速率增大的是__________。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
(2)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
溶液(含硫酸)
溶液
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
1
t
①通过实验__________(实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
②C组实验中溶液褪色时间t__________(填“<”、“=”或“>”)8s,C组实验的反应速率__________ (用含有t的式子表示) 。
③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示,其中时间内速率变快的主要原因可能是:______________________________________________ (写两条) 。
【答案】(1) ①. > ②. b ③. A
(2) ①. BC ②. < ③. ④. 产物(或)是反应的催化剂、该反应为放热反应
【解析】
【小问1详解】
① 图中A点时,反应物浓度仍在减小,生成物浓度仍在增大,说明反应未达到平衡,正向进行,因此 ;
② 反应开始时,平衡时 ,根据反应方程式可知,平衡时生成的 ,图中曲线b从0增加到0.0065左右,故表示变化的是曲线b;
③ A.及时分离出气体,生成物浓度减小,反应速率减小,A符合题意;
B.适当升高温度,反应速率增大,B不符合题意;
C.增大反应物的浓度,反应速率增大,C不符合题意;
D.选择高效的催化剂,反应速率增大,D不符合题意;
故选A;
【小问2详解】
① 探究温度对反应速率的影响,需要采用控制变量法,即控制各物质的初始浓度完全相同,只有温度不同,实验B和C中,若、,则两组实验的混合物总体积均为,且各反应物的初始浓度均相同,只有温度不同(实验B为 即 ,实验C为),因此通过实验B、C可探究温度变化对反应速率的影响;
② 实验C的温度()高于实验B(),其他条件相同时,温度越高反应速率越快,褪色所需时间越短,故;混合后溶液的总体积为,的初始浓度为 ,溶液褪色时完全反应,故 ;
③ 反应速率随时间先增大后减小,除了生成的起催化作用外,还因为该反应是放热反应,随着反应的进行,体系温度逐渐升高,从而使反应速率加快。
19. CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题,已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= −49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2= +40.9kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)反应I在___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)条件下能够自发进行。
(2)反应Ⅲ的ΔH3为___________。
(3)一定温度下,在一容积固定的密闭容器中进行反应I,测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示,则反应前5 min内,v(H2)=___________;10 min时,改变的外界条件可能是___________(填字母)。
A.减小氢气浓度 B.增大压强(缩小体积) C.将甲醇液化分离 D.升高温度
(4)已知一定温度下按照起始比=3,在一密闭容器中进行反应Ⅲ,保持总压为2.1MPa不变,达到平衡时CO的转化率为50%,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示反应Ⅲ的平衡常数Kp=___________MPa-2(保留2位有效数字) (各气体分压=平衡体系中各气体的物质的量分数×总压)。
(5)C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ΔH= +430 kJ·mol-1,在四种不同条件容器中发生上述反应,若初始温度、容积、压强和反应物用量均相同,则CO2的平衡转化率最高的是___________(填字母)。
A. 恒温恒容容器 B. 恒容绝热容器
C. 恒压绝热容器 D. 恒温恒压容器
【答案】(1)低温 (2)−90.4 kJ·mol -1
(3) ①. 0.24 mol·L -1 ·min -1 ②. C
(4)0.51 (5)D
【解析】
【小问1详解】
反应I.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1,ΔH<0,ΔS<0,故反应低温自发进行;
【小问2详解】
I.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+40.9kJ·mol-1
利用盖斯定律,将反应I-反应II,即得反应III.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH3=(-49.5-40.9)kJ·mol-1=-90.4kJ·mol-1;
【小问3详解】
一定温度下,在一体积固定的密闭容器中进行反应I,从图中可以看出,反应进行的前5分钟内,CO的浓度变化量为0.4mol/L,则H2的浓度变化量为1.2mol/L,所以H2的反应速率v(H2)==0.24mol·L-1·min-1;
10min时,c(CO2)不变,之后减小,又平衡正向移动,则改变的外界条件可能是将甲醇液化分离或增大氢气的浓度,不可能是增大压强(缩小体积)和升高温度,综上选C;
【小问4详解】
根据题意可得
则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数Kp=;
【小问5详解】
于反应C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH=+430KJ/mol,在四种不同的容器中发生上述反应,初始温度、压强和反应物用量均相同。
因为正反应为吸热反应,绝热时混合气的温度不断降低,平衡逆向移动,所以恒温时反应正向进行,CO2的转化率高;
因为正反应是分子数增大的反应,减压有利于平衡正向移动,恒容时混合气的压强大于恒压时混合气的压强,所以恒压有利于提高CO2的转化率;
综合以上分析,恒温恒压有利于提高CO2的转化率,则CO2的转化率最高的是D。
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