内容正文:
2024-2025学年第一学期第一次教学质量检测
化学试题
考试时间:90分钟 分值:100分
姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关能量的转化或利用说法错误的是
A. 在化学反应中发生物质变化的同时,一定发生能量变化
B. 放热反应体系的焓减小,其反应热
C. 需要加热或点燃才能发生的反应一定是吸热反应
D. 使用天然气燃气灶时,化学能主要转化为热能和光能
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,断裂化学键需要吸收能量、形成化学键会放出能量,所以在化学反应中发生物质变化的同时,一定伴随能量变化,A正确;
B.放热反应中体系向外界释放能量,是焓减小的过程,所以反应的反应热ΔH小于0,B正确;
C.需要加热或点燃才能发生的反应不一定是吸热反应,如木炭燃烧需要点燃,但该反应属于放热反应,C错误;
D.天然气燃烧时发光、放热,所以使用天然气燃气灶时,化学能主要转化为热能和光能,D正确;
故选C。
2. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A. 双氧水受热分解
B. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
C. 灼热的木炭与二氧化碳化合
D. 甲烷在空气中燃烧的反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.双氧水受热分解,有化合价的变化,是氧化还原反应,但是放热反应,故A错误;
B.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应,虽然是吸热反应,但不是氧化还原反应,故B错误;
C.灼热的木炭与反应为吸热反应,且碳元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故选C正确;
D.甲烷在氧气中燃烧,是氧化还原反应,为放热反应,故D错误;
本题答案为C。
【点睛】一般来说,化合反应都为放热,例外的是C+CO2=高温=2CO吸热;分解反应为吸热,例外的是H2O2==H2O+O2放热。
3. “嫦娥五号”着陆月球采样返回,“天问一号”着陆巡视器在火星着陆,“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢、液态肼()、煤油等化学品。肼的燃烧热为642kJ·mol-1,下列有关说法错误的是
A. 煤油是不可再生资源
B. “祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. 运载火箭燃料使用的液氢燃烧的产物不污染环境,有利于实现“碳中和”
D. N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤油是石油分馏的产品,石油属于化石能源,是不可再生资源,A正确;
B.“祝融号”火星车的太阳能电池板可直接将太阳能转化为电能,B正确;
C.液氢燃烧的产物为,无排放,不会污染环境,有利于实现“碳中和”,C正确;
D.燃烧热定义为1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,其中元素对应的稳定氧化物为液态,该热化学方程式中为气态,不符合燃烧热的定义,D错误;
故答案选D。
4. 对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在单位相同的条件下,不同物质的反应速率等于其化学计量数之比,将不同的物质化为是同一物质的速率进行比较即可,数值越大则反应的速率越快。
A.;
B.B是固体,不能用单位时间浓度的变化量来表示反应速率;
C.;
D.;
通过比较知,反应速率最快的是C项,故答案选C。
5. 氢气是一种清洁能源,如图是和反应生成的能量变化示意图,由图可知
A. ,断键吸收的能量小于成键释放的能量
B.
C. 破坏反应物化学键吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量
D. 生成2mol需要吸收483.6kJ的能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.属于物理变化,过程中没有化学键的断裂,A错误;
B.根据图示,生成放热,变为放热,总反应共放热,故热化学方程式为,B正确;
C.该反应为放热反应,反应物断键吸收总能量生成物成键释放总能量,因此破坏反应物化学键吸收的总能量低于生成物形成化学键放出的总能量,C错误;
D.根据图示,反应物总能量高于的总能量,生成会放出的能量,D错误;
故选B。
6. 已知: kJ⋅mol, kJ⋅mol,现有CO、、的混合气体67.2 L(标准状况),完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ,并生成18.0 g液态水,则燃烧前混合气体中CO的体积分数为
A. 80% B. 60% C. 50% D. 20%
【答案】C
【解析】
【详解】燃烧生成18.0gH₂O是1mol,说明有H2是1mol,根据热化学方程式,1摩尔氢气燃烧放出热量,CO燃烧放出的热量是710.0-285.8=424.2KJ热量,根据CO的燃烧然的热化学方程式得出1molCO燃烧放出282.8KJ热量,CO的物质的量=,标况下的体积为33.6L,CO的体积分数为50%。
答案选C。
7. 在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
① ;
② ;
③ ;
,则的正确表达式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由盖斯定律可知,反应得到反应,则,故选A。
8. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制的氯水在光照下颜色变浅
B. 500℃左右比室温更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
C. 由和组成的平衡体系加压后颜色先变深、后变浅
D. 增大压强,有利于与反应生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯水光照后,溶液中HClO见光分解,使得HClO浓度减小,有利于氯气与水反应平衡向正向移动,导致氯水颜色变浅,能用勒夏特列原理,A不符合题意;
B.合成氨的反应为放热反应,升温使平衡逆向移动,不利于合成氨,采用高温是为加快反应速率,不能用勒夏特列原理,B符合题意;
C.由和组成的平衡体系加压后颜色先变深、后变浅,是因为加压使得平衡向生成四氧化二氮的方向移动,能用勒夏特列原理,C不符合题意;
D.二氧化硫和氧气生成三氧化硫为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于与反应生成,能用勒夏特列原理,D不符合题意;
故选B。
9. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】①增加固体C的量,浓度不变,反应速率不变,符合条件;
②体积缩小,气体反应物的浓度增大,反应速率会加快,不符合条件;
③体积不变,充入惰性气体,虽然总压增大,但反应体系中各气体的浓度均未改变,因此反应速率几乎无影响,符合条件;
④压强不变,充入惰性气体导致容器体积增大,气体反应物的浓度减小,反应速率会减慢,不符合条件。
故答案选A。
10. 恒温恒容密闭容器中进行反应,若的浓度由降到需,那么的浓度由降到反应所需时间为
A. 等于 B. 等于 C. 大于 D. 小于
【答案】C
【解析】
【详解】若N2O4的浓度由0.1mol/L降到0.07mol/L需要15s,即减少0.03mol/L需要15s,其平均反应速率v(N2O4)= =0.002mol/(L·s);N2O4的浓度由0.07mol/L降到0.05mol/L时,浓度减少0.02mol/L,若v(N2O4)不变,则△t=10s,实际上浓度越小,化学反应速率越小,需要的时间就长,所以需要时间大于10s,故选C。
二、多选题:本题6小题,每小题4分,共24分。每小题有1-2个选项符合题目要求。
11. 处于平衡状态的反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下正确的是
A. 加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变
B. 升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大
C. 增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低
D. 若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2浓度将增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.加入催化剂仅改变反应途径和反应活化能,反应的始态和终态不变,根据盖斯定律不发生改变,A错误;
B.升高温度会使活化分子百分数增加,正、逆反应速率均增大,该反应正反应为吸热反应,升温平衡正向移动,分解率增大,B正确;
C.该反应正反应为气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应为放热反应,会使体系温度升高,C错误;
D.恒容体系中注入,浓度瞬间增大,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,平衡移动只能减弱浓度升高的趋势而不能抵消该变化,达新平衡时浓度仍大于原平衡浓度,D正确;
故答案选BD。
12. 用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为,达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡时,下列说法不正确的是
A. N2的平衡浓度增大 B. NO的转化率增大
C. 正向反应速率增大 D. 反应平衡常数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,化学平衡正向移动,则N2的平衡浓度增大,A正确;
B.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,化学平衡正向移动,NH3、NO的转化率增大,O2的转化率减小,B正确;
C.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,正向、逆向反应速率增大,C正确;
D.化学平衡常数仅仅是温度的函数,故温度不变,增大O2的浓度,反应平衡常数不变,D错误;
故答案为:D。
13. 在恒温恒容的密闭容器中,充入1molA和3molB发生反应,其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 混合气体密度不再改变,表明反应达到平衡 B. t2时改变的条件为向容器中加入B
C. t2~t3时段,平衡逆向移动 D. 反应平衡常数K(Ⅱ)=K(Ⅰ)
【答案】CD
【解析】
【分析】根据图可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态;
【详解】A.混合气体密度=混合气体总质量/容器体积,恒温恒容的密闭容器,体积是定值,反应前后全为气体,根据质量守恒定律,气体总质量为定值,故混合气体密度也为定值,则混合气体密度不变,不能表明反应达到平衡状态,A错误;
B.根据图象变化曲线可知,t2-t3过程中,t2时瞬间不变,瞬间增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图象,属于“渐变”过程,所以排除温度、压强和催化剂等影响因素,改变的条件为:向容器中加入C,B错误;
C.t2-t3过程中,t2时瞬间不变,瞬间增大,则说明反应向逆反应方向移动,C正确;
D.平衡常数只受温度影响,由B分析,T(Ⅰ)=T(Ⅱ),故K(Ⅰ)=K(Ⅱ), D正确;
故选CD。
14. 一定量的氨基甲酸铵置于密闭容器中(容器体积不变,固体体积忽略),在恒温下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),可以判断该反应已经达到平衡的是
A. v(NH3)=2v(CO2)
B. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变
C. 密闭容器中混合气体的密度不变
D. 密闭容器中氨气的体积分数不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.v(NH3)=2v(CO2)不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,A错误;
B.由方程式可知,反应生成的氨气与二氧化碳的物质的量之比始终为2:1,反应中气体平均相对分子质量始终不变,密闭容器中气体的平均相对分子质量不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,B错误;
C.由质量守恒定律可知,反应中气体的质量增大,密闭容器中混合气体的密度增大,则密度不变时说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,C正确;
D.由方程式可知,反应生成的氨气与二氧化碳的物质的量之比始终为2:1,氨气的体积分数始终不变,所以密闭容器中氨气的体积分数不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,D错误;
故选C。
15. 某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:A(g)+3B(g)2C(g)。若维持温度和压强不变,当达到平衡时容器的体积为V L,其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是
A. 原混合气体的体积为1.2V L
B. 原混合气体的体积为1.1V L
C. 反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L
D. 反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L
【答案】BC
【解析】
【分析】该反应为,反应在恒温恒压的可变体积密闭容器中进行,平衡时容器总体积为,其中C的体积占比10%,因此平衡时C的体积为。 每生成2体积的C,会消耗1体积A、3体积B,反应后气体总体积相比反应前减少体积。已知平衡时生成C的体积为,代入比例可得:消耗A的体积:;消耗B的体积:;反应过程中气体总体积的减少量:,结合平衡时总体积为,可推算原混合气体的体积:,据此解答。
【详解】A.根据分析可知原混合气体体积为,A不符合题意;
B.原混合气体的体积为,推导结果与该结论一致,B符合题意;
C.反应达到平衡时气体A消耗掉,推导结果与该结论一致,C符合题意;
D.反应达到平衡时气体B消耗掉,计算可知B的消耗量为,D不符合题意;
故选BC。
16. NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,反应过程与能量关系如图一;研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图二。
下列说法正确的是
A. NH3催化还原NO为吸热反应
B. 上述脱硝过程氧化剂只有NO
C. 过程Ⅱ反应中每生成2mol N2有8mol电子转移
D. 上述脱硝的总反应为:4NH3+4NO+ O2=4N2+6H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,故NH3催化还原NO为放热反应,故A错误;
B.由图象可知,NO中N元素化合价降低,O2中O元素化合价降低,则NO和O2都作催化剂,故B错误;
C.过程Ⅱ每生成2molN2有2molNO被还原成N2,则每生成2molN2有4mol电子转移,故C错误;
D.由图象可知,反应物为氨气、一氧化氮、氧气,生成物为氮气和水,则脱硝的总反应为:4NH3+4NO+O2═4N2+6H2O,故D正确;
故答案选D。
三、非选择题(共题4个大题46分)
17. 化学反应过程中既有物质变化,也有能量变化。中和反应是化学中的一种重要反应,酸、碱在互相交换成分的过程中,也产生了能量的变化。
(1)中和热的理论数值为。若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合,放出的热量___________(填“大于”、“小于”或“等于”,后同)。若用稀与等体积、等浓度的溶液混合,放出的热量___________。
(2)将盐酸和未知浓度的溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如图所示,实验中始终保持。下列叙述正确的是_____(填标号)。
A. 做该实验时环境温度低于
B. 时,盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应
C. 溶液的浓度约为
D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应。
(3)现使用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。
回答下列问题:
①若大烧杯上不盖硬纸板,求得的焓变___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②关于中和热的测定实验,下列说法正确的是________(填标号)。
A.向内筒加入稀碱液时,应当缓慢分批加入
B.实验中,应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度
C.实验中,测量酸液的初始温度后,可以使用同一支温度计直接测量碱液的初始温度
D.实验过程中,若使用铁质搅拌棒,会导致测得的中和热偏小
【答案】(1) ①. 小于 ②. 大于 (2)AB
(3) ①. 偏大 ②. B
【解析】
【小问1详解】
醋酸在溶液中的电离是吸热过程,则用1L1mol/L醋酸溶液与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液反应放出的热量小于57.3kJ;与除了发生酸碱中和外,还有硫酸根与钡离子生成硫酸钡的放热反应,因此放出的热量大于;
【小问2详解】
A.22℃是加入了一定体积的氢氧化钠溶液,已反应后达到的温度,说明实验温度低于22℃,故正确;
B.当盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应时,放出的热量最多,则由图可知,盐酸溶液体积为30mL时,反应温度最高,说明盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,故正确;
C.由图可知,盐酸和氢氧化钠溶液恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30 mL,由V1+V2=50mL可知,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL,由方程式可知,氢氧化钠溶液的浓度为=1.5mol/L,故错误;
D.该实验表明酸碱中和生成水是放热反应,但不能说明有水生成的反应都是放热反应,如碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水的反应是吸热反应,故错误;
故选AB;
【小问3详解】
①若大烧杯上不盖杯盖会造成热量散失,导致求得的焓变△H偏大;
②A.向内筒加入稀碱液时,缓慢分批加入会造成热量损失,故错误;
B.实验中,应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度,故正确;
C.实验中,测量酸液的初始温度后,应该用水洗涤温度计,并用滤纸吸干温度计的水,再测量碱液的温度,故错误;
D.铁易导热,实验过程中,若使用铁质搅拌棒,会导致热量散失较多,因为中和热是负数,所以导致测得的中和热偏大,故错误;
故选B。
18. I.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图:
(1)从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为___________,Y的转化率为___________。
(2)该反应的化学方程式为___________。
II.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
实验编号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
30
40
50
60
70
显色时间/s
160
80
40
20
10
(3)该反应的离子方程式为___________。
(4)该实验的目的是探究___________。
(5)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是__________(填标号)。
A. 温度 B. 试剂的浓度
C. 试剂的用量(体积) D. 试剂添加的顺序
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3)
(4)温度对反应速率的影响 (5)BCD
【解析】
【小问1详解】
由图可知,从反应开始到时,Z的物质的量增加了,容器体积为,则用Z表示的反应速率;Y的物质的量由减少到,其转化率为;
【小问2详解】
反应到时,X的物质的量减少了,Y的物质的量减少了,Z的物质的量增加了。X、Y为反应物,Z为生成物,三者的变化量之比。由于反应物最终未完全消耗,说明该反应为可逆反应,故化学方程式为;
【小问3详解】
KI具有还原性,在酸性条件下能被氧气氧化生成碘单质,氧气被还原为水,反应的离子方程式为;
【小问4详解】
分析表格数据可知,该实验中设置的唯一变量是温度,测量的是不同温度下溶液显色的时间(反映了反应速率的快慢),因此该实验的目的是探究温度对反应速率的影响;
【小问5详解】
根据对比实验的“控制变量法”原则,探究温度对反应速率的影响时,必须保证除了温度以外的其他所有可能影响反应速率的条件保持完全一致。因此,试剂的浓度、试剂的用量以及试剂添加的顺序都必须控制不变,故选BCD。
19. 甲醇是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇(CH3OH)。
(1)已知一定条件下,发生反应: , ,该条件下,水煤气转化成甲醇的热化学方程式是__________。
(2)在体积可变的恒压密闭容器中投入和,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。则P1____________P2(填“<”或“>”)。
(3)工业上可利用甲醇茾基化法进一步制取甲酸甲酯:。在容积不变的密闭容器中,投入等物质的量的和,相同时间内的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。
①b、c、d三点中,尚未达到化学平衡状态的点是______________。
②该反应是______________(填“放热”或“吸热”)反应。
③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由___________________。
【答案】(1)
(2)P1>P2 (3) ①. b、c点还未达到一氧化碳转化率的最大值,则尚未达到化学平衡状态 ②. 放热 ③. ac段,反应未达平衡,温度升高,反应速率增大,相同时间内消耗CO多,de段,已经达到平衡,升高温度使平衡向逆反应方向移动,CO转化率降低
【解析】
【小问1详解】
,① ②,①-②可得,,根据盖斯定律,水煤气转化成甲醇的,则热化学方程式为;。
【小问2详解】
根据CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)可知,该反应正方向气体分子数减小,增大压强,平衡正向进行,相同温度下压强越高,平衡时CH3OH的物质的量较大,由图可知,P1>P2;
【小问3详解】
①由图可知,b、c点还未达到一氧化碳转化率的最大值,则尚未达到化学平衡状态;
②由图可知,反应达到平衡后,随着温度的升高,d点平衡逆向进行,一氧化碳转化率降低,由图可知,说明该反应为放热反应;
③曲线ac段和de段的变化趋势不同,从反应速率和平衡角度说明:ac段,反应未达平衡,温度升高,反应速率增大,相同时间内消耗CO多,de段,已经达到平衡,升高温度使平衡向逆反应方向移动,CO转化率降低。
20. 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生产氢气,将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气:C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ•mol-1,写出该反应的平衡常数表达式______。
(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。
①400℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K'=______(填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)正______v(N2)逆(填“>”“<”“=”或“不能确定”)。
③若在恒温下将容器的容积缩小到原来的二分之一,则合成氨反应的平衡______移动(填“向左”、“向右”或“不”);反应的∆H______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)水煤气转化反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如表两组数据:
实验编号
温度/℃
起始量)/mol
平衡量)/mol
达到平衡所需时间)/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
5
2
900
2
1
0.4
1.6
3
①平衡常数K(650℃)______K(900℃)(填“大于”,“小于”或“等于”)
②若将实验2中CO和H2O的物质的量加倍,则平衡时H2的物质的量浓度为______。
【答案】(1)K=
(2) ①. 2 ②. = ③. 向右 ④. 不变
(3) ①. 大于 ②. 0.4mol/L
【解析】
【小问1详解】
对于反应:C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),该反应的平衡常数表达式K=。答案为:K=;
【小问2详解】
①400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5,则反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K'===2。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,此时Q==0.5=K,则反应达到平衡状态,此时v(N2)正=v(N2)逆。
③若在恒温下将容器的容积缩小到原来的二分之一,则相当于合成氨反应加压,平衡向右移动;由于保持温度不变,所以反应的∆H不变。答案为:2;=;向右;不变;
【小问3详解】
①平衡常数K(650℃)==0.48,K(900℃)==0.32,所以K(650℃)大于K(900℃)。
②若将实验2中CO和H2O的物质的量加倍,相当于原平衡体系加压,平衡不发生移动,但平衡时H2的物质的量浓度也变为原来的二倍,即浓度为0.2mol/L×2=0.4mol/L。答案为:大于;0.4mol/L。
【点睛】同时改变反应物和生成物的浓度,判断平衡移动时,可通过比较该温度下的浓度商与平衡常数进行确定。
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考试时间:90分钟 分值:100分
姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关能量的转化或利用说法错误的是
A. 在化学反应中发生物质变化的同时,一定发生能量变化
B. 放热反应体系的焓减小,其反应热
C. 需要加热或点燃才能发生的反应一定是吸热反应
D. 使用天然气燃气灶时,化学能主要转化为热能和光能
2. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A. 双氧水受热分解
B. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
C. 灼热的木炭与二氧化碳化合
D. 甲烷在空气中燃烧的反应
3. “嫦娥五号”着陆月球采样返回,“天问一号”着陆巡视器在火星着陆,“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢、液态肼()、煤油等化学品。肼的燃烧热为642kJ·mol-1,下列有关说法错误的是
A. 煤油是不可再生资源
B. “祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. 运载火箭燃料使用的液氢燃烧的产物不污染环境,有利于实现“碳中和”
D. N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
4. 对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
5. 氢气是一种清洁能源,如图是和反应生成的能量变化示意图,由图可知
A. ,断键吸收的能量小于成键释放的能量
B.
C. 破坏反应物化学键吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量
D. 生成2mol需要吸收483.6kJ的能量
6. 已知: kJ⋅mol, kJ⋅mol,现有CO、、的混合气体67.2 L(标准状况),完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ,并生成18.0 g液态水,则燃烧前混合气体中CO的体积分数为
A. 80% B. 60% C. 50% D. 20%
7. 在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
① ;
② ;
③ ;
,则的正确表达式为
A. B.
C. D.
8. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制的氯水在光照下颜色变浅
B. 500℃左右比室温更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
C. 由和组成的平衡体系加压后颜色先变深、后变浅
D. 增大压强,有利于与反应生成
9. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
10. 恒温恒容密闭容器中进行反应,若的浓度由降到需,那么的浓度由降到反应所需时间为
A. 等于 B. 等于 C. 大于 D. 小于
二、多选题:本题6小题,每小题4分,共24分。每小题有1-2个选项符合题目要求。
11. 处于平衡状态的反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下正确的是
A. 加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变
B. 升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大
C. 增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低
D. 若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2浓度将增大
12. 用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为,达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡时,下列说法不正确的是
A. N2的平衡浓度增大 B. NO的转化率增大
C. 正向反应速率增大 D. 反应平衡常数增大
13. 在恒温恒容的密闭容器中,充入1molA和3molB发生反应,其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 混合气体密度不再改变,表明反应达到平衡 B. t2时改变的条件为向容器中加入B
C. t2~t3时段,平衡逆向移动 D. 反应平衡常数K(Ⅱ)=K(Ⅰ)
14. 一定量的氨基甲酸铵置于密闭容器中(容器体积不变,固体体积忽略),在恒温下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),可以判断该反应已经达到平衡的是
A. v(NH3)=2v(CO2)
B. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变
C. 密闭容器中混合气体的密度不变
D. 密闭容器中氨气的体积分数不变
15. 某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:A(g)+3B(g)2C(g)。若维持温度和压强不变,当达到平衡时容器的体积为V L,其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是
A. 原混合气体的体积为1.2V L
B. 原混合气体的体积为1.1V L
C. 反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L
D. 反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L
16. NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,反应过程与能量关系如图一;研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图二。
下列说法正确的是
A. NH3催化还原NO为吸热反应
B. 上述脱硝过程氧化剂只有NO
C. 过程Ⅱ反应中每生成2mol N2有8mol电子转移
D. 上述脱硝的总反应为:4NH3+4NO+ O2=4N2+6H2O
三、非选择题(共题4个大题46分)
17. 化学反应过程中既有物质变化,也有能量变化。中和反应是化学中的一种重要反应,酸、碱在互相交换成分的过程中,也产生了能量的变化。
(1)中和热的理论数值为。若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合,放出的热量___________(填“大于”、“小于”或“等于”,后同)。若用稀与等体积、等浓度的溶液混合,放出的热量___________。
(2)将盐酸和未知浓度的溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如图所示,实验中始终保持。下列叙述正确的是_____(填标号)。
A. 做该实验时环境温度低于
B. 时,盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应
C. 溶液的浓度约为
D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应。
(3)现使用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。
回答下列问题:
①若大烧杯上不盖硬纸板,求得的焓变___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②关于中和热的测定实验,下列说法正确的是________(填标号)。
A.向内筒加入稀碱液时,应当缓慢分批加入
B.实验中,应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度
C.实验中,测量酸液的初始温度后,可以使用同一支温度计直接测量碱液的初始温度
D.实验过程中,若使用铁质搅拌棒,会导致测得的中和热偏小
18. I.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图:
(1)从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为___________,Y的转化率为___________。
(2)该反应的化学方程式为___________。
II.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
实验编号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
30
40
50
60
70
显色时间/s
160
80
40
20
10
(3)该反应的离子方程式为___________。
(4)该实验的目的是探究___________。
(5)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是__________(填标号)。
A. 温度 B. 试剂的浓度
C. 试剂的用量(体积) D. 试剂添加的顺序
19. 甲醇是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇(CH3OH)。
(1)已知一定条件下,发生反应: , ,该条件下,水煤气转化成甲醇的热化学方程式是__________。
(2)在体积可变的恒压密闭容器中投入和,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。则P1____________P2(填“<”或“>”)。
(3)工业上可利用甲醇茾基化法进一步制取甲酸甲酯:。在容积不变的密闭容器中,投入等物质的量的和,相同时间内的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。
①b、c、d三点中,尚未达到化学平衡状态的点是______________。
②该反应是______________(填“放热”或“吸热”)反应。
③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由___________________。
20. 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生产氢气,将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气:C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ•mol-1,写出该反应的平衡常数表达式______。
(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。
①400℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K'=______(填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)正______v(N2)逆(填“>”“<”“=”或“不能确定”)。
③若在恒温下将容器的容积缩小到原来的二分之一,则合成氨反应的平衡______移动(填“向左”、“向右”或“不”);反应的∆H______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)水煤气转化反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如表两组数据:
实验编号
温度/℃
起始量)/mol
平衡量)/mol
达到平衡所需时间)/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
5
2
900
2
1
0.4
1.6
3
①平衡常数K(650℃)______K(900℃)(填“大于”,“小于”或“等于”)
②若将实验2中CO和H2O的物质的量加倍,则平衡时H2的物质的量浓度为______。
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