内容正文:
丰城九中2025-2026学年高一年级上学期日新班第2次段考化学试卷
时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:C:12 N:14 O:16 Na:23 Al:27 Fe:56 Ag:108 Cl:35.5 Cu:64
一、单项选择题(14小题,每小题只有一个最佳答案。每小题3分,共42分)
1. 下列说法正确的是
A. 自发反应在任何条件下都能实现
B. 需要加热才能发生的反应一定不是自发进行的反应
C. 能自发进行的反应,其速率一定较快
D. 不能自发进行的反应也有可能能够发生
【答案】D
【解析】
【详解】A.自发反应是指在一定温度、压强条件下无需外界持续做功即可自动进行的反应,并非在任何条件下都能实现,例如常温下氢气与氧气生成水的反应为自发反应,但不加热时反应几乎无法发生,A错误;
B.反应自发性由焓变、熵变、温度共同判断(时反应自发),加热的作用通常是使反应物达到反应所需活化能,很多自发反应(如木炭燃烧)也需要加热触发,B错误;
C.自发性属于热力学研究范畴,反应速率属于动力学研究范畴,二者无必然关联,能自发的反应速率不一定快,例如钢铁生锈是自发反应,但反应速率极慢,C错误;
D.非自发反应仅代表在给定条件下无需外界做功无法发生,若外界对体系做功,反应也可能发生,例如常温常压下水分解为氢气和氧气是非自发反应,通过电解(外界提供电能)即可发生,D正确;
故答案选D。
2. 下列反应在任何温度下都不能自发进行的是
A. 2O3(g)=3O2(g) ΔH<0 B. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
C. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0 D. 2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
【答案】D
【解析】
【详解】A.的,反应后气体分子数增多,,则恒小于0,任何温度下都能自发进行,A不符合题意;
B.的,反应后生成气体,,高温下,可自发进行,B不符合题意;
C.的,反应后气体分子数减少,,低温下,可自发进行,C不符合题意;
D.的,反应后气体分子数减少,,则恒大于0,任何温度下都不能自发进行,D符合题意;
故答案选D。
3. 一定条件下: 。在测定的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是
A. 温度、压强 B. 温度、压强
C. 温度、压强 D. 温度、压强
【答案】D
【解析】
【详解】测定二氧化氮的相对分子质量,要使测定结果误差最小,应该使混合气体中NO2的含量越多越好,为了实现该目的,应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应,可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动,则选项中,温度高的为130℃,压强低的为50kPa,结合二者选D。答案为D。
4. 代表工业生产中的某一个反应,对于处于化学平衡状态的该反应,既要提高反应速率又要提高的转化率,下列措施中可行的是
A. 及时分离出 B. 加入气体
C. 升高温度 D. 使用合适的催化剂
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查化学反应速率及化学平衡移动的影响因素,较为容易。
【详解】A.及时分离出,平衡正向移动,的转化率增大,但反应速率减小,故A错误;
B.加入气体,平衡正向移动,反应速率增大,的转化率增大,故B正确;
C.正反应为放热反应,适当升高温度反应速率增大,但平衡逆向移动,的转化率降低,故C错误;
D.使用合适的催化剂,反应速率增大,对平衡移动无影响,转化率不变,故D错误。
故选B
5. 对于可逆反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)∆H<0.下列说法中正确的是( )
A. 达到平衡后加入N2,当重新达到平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,N2的浓度比原平衡的小
B. 达到平衡后,升高温度,既加快了正,逆反应速率,又提高了NH3的产率
C. 达到平衡后,缩小容器体积,既有利于加快正,逆反应速率,又有利于提高 氢气的转化率
D. 加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正反应速率增大了,而逆反应 速率减小了
【答案】C
【解析】
【详解】A. 平衡移动的结果是减弱,而不是抵消,所以达到平衡后加入N2,当重新达到平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,N2的浓度比原平衡的大,故A错误;
B. 正反应是放热反应,所以升高温度,既加快了正、逆反应速率,平衡逆向移动,所以降低NH3的产率,故B错误;
C. 缩小容器体积,相当于增大压强,既有利于加快正、逆反应速率,平衡正向移动,所以有利用提高氢气的转化率,故C正确;
D. 加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正、逆反应速率都加快,故D错误;
故选:C。
6. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中有下列平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,当加入少量AgNO3溶液后,溶液的颜色变浅
B. 对于反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),缩小容器的容积可使体系的颜色变深
C. 实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 打开可乐瓶盖后看到大量的气泡逸出
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入溶液后,与反应生成沉淀,浓度降低,使平衡正向移动,浓度减小,溶液颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.反应为气体分子数不变的反应,缩小容器容积,压强增大,平衡不移动,体系颜色变深是因为体积减小导致浓度增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.氯气与水存在平衡,饱和食盐水中浓度较高,使平衡逆向移动,降低了氯气的溶解度,可用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.可乐中存在溶解平衡,打开瓶盖后体系压强减小,平衡逆向移动,逸出产生大量气泡,可用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案选B。
7. 汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应初始阶段,反应物浓度逐渐降低,但由于反应放热,绝热体系温度升高,温度对反应速率的提升作用超过浓度的降低作用,因此正反应速率先增大;但t1时刻后正反应速率仍在下降,说明t₁时刻后反应仍在正向进行,反应物浓度还在减小,并未达到平衡,A错误;
B.0~t1时刻时,消耗的CO的物质的量大于生成的CO2的物质的量,根据反应系数两者应该相等,示意图错误,B错误;
C.NO的质量分数w(NO)随反应进行逐渐减小,t1时刻后w(NO)保持恒定,说明NO的量不再变化,反应达到平衡,C正确;
D.ΔH是一个确定反应的固有属性,对于指定的热化学方程式,ΔH只与温度有关,整个反应过程中ΔH始终为定值,不能用来判断反应是否达到平衡状态,D错误;
故选C。
8. 已知: ,一定条件下与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应,则下列图示中肯定合理的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.X减少0.1 mol,消耗Y 0.3 mol,生成Z 0.2mol,当达到平衡时X、Z的物质的量可以相同,但反应是可逆反应不能进行彻底,图象不符合反应达到平衡状态,A错误;
B.Y消耗0.1mol,生成Z物质的量为0.2mol,图象中反应的定量关系不符合反应比,B错误;
C.该反应是气体体积减小的反应,随反应进行X的体积分数不变化,恒为50%,随反应进行,Z的体积分数不断增大,然后体积分数不变化,与图象符合,C正确;
D.反应速率之比等于化学方程式计量数之比,2v (X)正=v (Z)逆,此时反应达到平衡状态,v (X)=v (Z),不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故答案选C。
9. 在催化剂作用下,某可逆反应的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A. 反应物的总能量小于生成物的总能量
B. 反应i→ii的速率大于反应ii→iii的速率
C. 使用催化剂可提高活化分子百分数
D. 升高温度可提高反应物的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图中信息可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,A错误;
B.反应i→ii的活化能为1.35,反应ii→iii的活化能为0.85,所以活化能:反应ii→iii反应i→ii,活化能越小,反应速率越快,故反应i→ii的速率小于反应ii→iii的速率,B错误;
C.使用催化剂可以降低活化能,提高活化分子百分数,C正确;
D.反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应物的平衡转化率减小,D错误;
故选C。
10. 下列实验操作、对应的现象以及由现象推出的结论都正确的是
选项
实验
实验现象
结论
A
将0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/L的FeCl3溶液等体积混合,充分反应后,取少许混合液滴加AgNO3溶液
产生黄色沉淀
Fe3+与I-的反应有一定限度
B
用蒸馏水溶解CuCl2固体,溶液呈现绿色,继续加水稀释
溶液由绿色逐渐变为蓝绿色
[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-正向移动
C
向钾盐溶液中滴加浓盐酸
产生的无色气体使品红溶液褪色
该钾盐一定是或
D
向1mL溶液中加入1mLHCl溶液
黄色溶液变橙色
2+2H++H2O增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】BD
【解析】
【详解】A.等体积混合后过量,反应后溶液中存在大量未反应的,滴加溶液产生黄色沉淀,无法说明与的反应存在限度,A错误;
B.呈绿色,呈蓝色,加水稀释时,平衡向粒子数增多的正向移动,溶液由绿色逐渐变为蓝绿色,B正确;
C.使品红溶液褪色的无色气体可能为,但生成的钾盐还可能是等,因此该钾盐不一定是或,C错误;
D.加入后,反应物浓度增大,平衡向右移动,黄色转化为橙色,D正确;
故选BD。
11. 甲、乙、丙为三个体积相等的恒容密闭容器,在甲、乙、丙中分别充入不同量的X(g),发生反应。T1℃时,该反应的K=4。下表是T1℃下,t1时刻X(g)和Y(g)的浓度,下列说法错误的是
甲
乙
丙
X
Y
A. 时刻,甲中
B. 时刻,丙中
C. 平衡时,X的体积百分含量:丙>乙=甲
D. 时刻,连通乙和丙,达到平衡后,
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻,甲中Qc==3<4,此平衡正向移动,,A正确;
B.时刻,丙中Qc==4=K,则反应达平衡状态,,所以,B正确;
C.时刻,在乙中,Qc==4=K,平衡时,甲、乙、丙中X的体积百分含量分别为<、、=,则X的体积百分含量:丙>乙>甲,C错误;
D.时刻,连通乙和丙,此时c(X)=2.5mol/L,c(Y)=3mol/L,Qc==3.6<4,平衡正向移动,c(X)减小,则达到平衡后,,D正确;
故选C。
12. 利用CH4可消除NO2的污染,反应原理为:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示:下列说法正确的是
组别
温度/K
物质的量/mol
时间/min
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
M
0.15
A. 组别①中0∼20min内,NO2降解速率为0.25molL−1min−1
B. 由实验数据可知温度T1>T2
C. 40min时,表格中M对应的数据为0.15
D. 该反应在高温下不能自发进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~20min内,△n(CH4)=0.50mol-0.25mol=0.25mol,则CH4的消耗速率为v(CH4)==1.25×10-3mol/(L•min),由化学反应速率之比等于化学计量数之比,可知NO2降解速率为2v(CH4)=2.5×10-3mol/(L•min),故A错误;
B.温度升高,化学反应速率增大,相同时间段内消耗的CH4量增大,根据表中数据,0~10min内,T2温度下消耗CH4的量大于T1温度下CH4消耗的量,所以温度T1<T2,故B错误;
C.根据B选项可知T1<T2,温度越高反应速率越快,所以第二组反应达到平衡所用时间更短,根据表格数据可知40min时第一组已到达平衡,则第二组一定也已经平衡,所以40min时甲烷的物质的量应和50min时相等,为0.15mol,故C正确;
D.根据B、C选项分析可知温度越高平衡时甲烷的物质的量越大,所以升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,该反应的△H<0,该反应为气体物质的量增多的反应,所以△S>0,所以该反应的△G=△H-T△S<0恒成立,即不需要高温即可自发进行,故D错误;
综上所述答案为C。
13. 乙烯直接水合法生产乙醇的反应为C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。下图为乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O):n(C2H4)=1:1],下列说法正确的是
A. p1>p2>p3
B. 该反应的ΔH>0
C. M点C2H5OH的平衡产率为20%
D. 恒压条件下向M点的体系中通入乙烯,平衡将向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】根据图像信息对反应C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)进行控制变量分析,相同温度下乙烯的平衡转化率;压强一定时,随温度升高,乙烯平衡转化率降低;
【详解】A.该反应为气体分子数减小的反应,相同温度下压强越大,乙烯平衡转化率越高,由图可知相同温度下转化率,故压强,A错误;
B.温度升高时乙烯平衡转化率降低,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,,B错误;
C.初始时,反应中与的计量数之比为1:1,故乙醇的平衡产率等于乙烯的平衡转化率,M点乙烯转化率为20%,故乙醇产率为20%,C正确;
D.恒压条件下通入乙烯,经计算此时浓度商,平衡向正反应方向移动,D错误;
故答案选C。
14. 甲醇()是一种重要的有机化工原料,可用于制取。在3个容积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:。下列说法正确的是
容器编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
Ⅰ
387
0.2
0.08
0.08
Ⅱ
387
0.4
Ⅲ
207
0.2
0.09
0.09
A. 该反应的
B. 达到平衡时,容器Ⅰ中的体积分数比容器Ⅱ中的小
C. 若在387℃,某时刻混合物的浓度分别为、和,则该反应逆向进行
D. 若容器Ⅲ中反应达到平衡所需时间为,则用甲醇浓度变化表示内的平均反应速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.对比容器Ⅰ和Ⅲ,温度降低时平衡生成物的量更大,说明降温平衡正向移动,正反应为放热反应,A错误;
B.该反应为反应前后气体分子数不变的反应,恒容下容器Ⅱ起始投料为Ⅰ的2倍,等效于加压,平衡不移动,两容器中体积分数相等,B错误;
C.387℃时根据容器Ⅰ数据计算平衡常数,题给时刻浓度商,反应正向进行,C错误;
D.容器Ⅲ平衡时生成的,根据反应计量关系,消耗的浓度为,故,D正确;
故选D。
二、非选择题(共4大题,每空2分,共58分)
15. 已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;
化学反应②:Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2。
在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度
K1
K2
973K
1.47
2.38
1173K
2.15
1.67
(1)1173K时,若c(CO2)=2mol/L,c(CO)=5mol/L,则此时反应①的v(正)____(填“>”“<”或“=”)v(逆)。
(2)现有反应③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),则该反应的平衡常数K3=_______(用K1、K2表示)。据此关系式及上表数据,能推断出反应③是_______(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施是_______。
A.缩小反应容器容积 B.扩大反应容器容积 C.降低温度
D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.减小CO的浓度
(3)能判断反应③已达平衡状态的是_______。
A. 恒容容器中压强不变 B. 混合气体中c(CO)不变 C. v正(H2)=v逆(H2O) D. c(CO2)=c(CO)
(4)723K时,0.2molCO2和0.1molH2通入抽空的1L恒容密闭容器中,发生反应③,达到平衡后H2O的物质的量浓度为0.03mol/L。则H2的转化率α(H2)=__________。723K该反应的平衡常数为K=__________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)< (2) ①. ②. 吸热 ③. DF (3)BC
(4) ①. 30% ②. 0.076
【解析】
【小问1详解】
1173K时,反应①的浓度商 。因为 ,说明此时反应向逆反应方向进行,因此 。
【小问2详解】
根据盖斯定律,将反应①减去反应②即可得到反应③,因此其平衡常数 。代入表中数据计算可知,973K时 ,1173K时 。温度升高,平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故反应③为吸热反应。
A.该反应前后气体分子数相等,改变容器容积(即改变压强)平衡不发生移动,A错误;
B.该反应前后气体分子数相等,改变容器容积(即改变压强)平衡不发生移动,B错误;
C.降低温度,平衡向放热的逆反应方向移动,C错误;
D.升高温度,平衡向吸热的正反应方向移动,符合题意,D正确;
E.使用催化剂只能改变反应速率,不影响化学平衡,E错误;
F.减小生成物 的浓度,平衡向正反应方向移动,符合题意,F正确;
故答案选DF。
【小问3详解】
A.该反应前后气体分子数相等,在恒温恒容条件下,无论是否达到平衡,容器内压强始终保持不变,故不能作为判断平衡的标志,A错误;
B.混合气体中 保持不变,说明各组分浓度不再改变,是化学平衡状态的直接体现,可以作为判断标志,B正确;
C. 表示消耗 的正反应速率, 表示消耗 的逆反应速率,两者化学计量数之比为 ,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,可以作为判断标志,C正确;
D. 只是一个特定的浓度关系,与起始投料量和转化率有关,不能说明浓度不再改变,不能作为判断标志,D错误;
故答案选BC。
【小问4详解】
根据题意,列出反应的三段式(单位:): ,H2的转化率α(H2)= 。723K该反应的平衡常数为K= 。
16. 以含1个碳原子物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料的“碳一化学”处于未来化学产业的核心,成为科学家研究的重要课题。请回答下列问题:
(1)在温度为T时,向体积为2 L恒容容器中充入3 mol CO和H2的混合气体,发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数与的关系如图。
①当起始=1时,从反应开始到平衡前,CO的体积分数将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当起始=2时,反应经过10 min达到平衡,CO转化率为0.5,则0~10 min内平均反应速率v(H2)=________。
③当起始=3.5时,达到平衡后CH3OH的体积分数可能是图像中的____(填“D”“E”或“F”点)。
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如下图乙所示。
①压强p1___p2(填“<”“=”或“>”下同);A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为_____。
②若达到平衡状态C时,容器体积为10 L,则在平衡状态A时容器体积为________L。
【答案】(1) ①.
不变 ②.
③. F
(2) ①.
> ②.
③.
2
【解析】
【小问1详解】
①由题意可知起始充入的和的物质的量均为,反应消耗的为,则消耗的为,生成的为,平衡时混合气体的总物质的量为,的体积分数为,因此从反应开始到平衡前,的体积分数始终保持不变;
② 当起始时,混合气体总物质的量为,则起始,。转化率为,则转化的为,消耗的为。内平均反应速率;
③ 当反应物的投料比等于化学计量数之比时,平衡时生成物的体积分数最大。即当时,的体积分数最大(对应图中的C点)。当时,的体积分数必然小于最大值,故可能是图像中位于C点水平线下方的F点;
【小问2详解】
① 该反应为气体分子数减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡正向移动,的转化率增大,由图可知相同温度下对应的转化率更大,故。该反应正向放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小。A、C两点温度相同,故;B点温度高于A点,故,综合可得;
② 达到平衡状态C时,转化率为,则平衡时,,,容器体积为,则平衡常数。A、C两点温度相同,故。在平衡状态A时,转化率为,平衡时,,,设此时容器体积为,则,解得。
17. 氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一
I.NO和CO气体均为汽车尾气的成分,目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器,这两种气体在催化转换器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-530kJ·mol-1
(1)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入到容积固定为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:
①平衡时有害气体NO的转化率为______;平衡时容器内的压强与起始时压强之比为_______。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小了,则改变的条件可能是________ (填序号)。
a.缩小容器体积 b.催化剂 c.降低温度 d.再通入2.0molNO
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,平衡将____移动。(填正向或逆向)。
Ⅱ.SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H<0
(2)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图。
①工业上选择催化剂__________(填“甲”或“乙”),原因是____________________________。
②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率______ (填“可能是”、“一定是”或“一定不是”) 该温度下的平衡转化率。高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是____________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 40% ②. 10:11 ③. cd ④. 逆向
(2) ①. 乙 ②. 乙在较低温度下有很强的催化活性 ③. 一定不是 ④. 催化剂活性降低
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,平衡时N2的浓度为0.2 mol/L,则生成的N2的物质的量为。根据化学方程式,消耗的NO的物质的量为 ,NO的转化率为。起始总物质的量为,平衡时消耗了0.8 mol CO和0.8 mol NO,生成0.4 mol N2和0.8 mol CO2,总物质的量为,压强比等于物质的量之比,即。
②a.缩小体积压强增大,虽然平衡正向移动,但根据勒夏特列原理,新平衡时CO的浓度仍大于原平衡,a错误;
b.催化剂不影响平衡,CO浓度不变,b错误;
c.正反应放热,降温平衡正向移动,CO浓度减小,c正确;
d.再通入NO,平衡正向移动,CO浓度减小,d正确;
故答案选cd。
③平衡时。。再充入0.4 mol NO和N2,c(NO)变为0.8 mol/L,c(N2)变为0.4 mol/L,,平衡逆向移动。
【小问2详解】
①由图可知,乙催化剂在较低温度下就有很高的催化活性,且催化活性高的温度范围广,故选乙。
②M点后随温度升高NO转化率下降,若M点是平衡转化率,则随温度升高,因反应放热,平衡转化率下降,与乙的曲线不符(乙在更高温度下转化率仍高达100%),故M点未达平衡,一定不是平衡转化率。高于210℃,甲的催化活性降低(或发生副反应),导致转化率下降。
18. 甲醇是一种重要的化工原料。利用和生成甲醇的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知:几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键
键能
436
803
E
463
(1)计算___________。反应Ⅱ在___________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)在120℃、恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ.
①若达到平衡后,增大体系的压强,则的物质的量___________(填“增大”、“减小”或“不变”),原因是___________。
②若通入和混合气体,起始压强为,发生反应Ⅰ和Ⅱ.平衡时,总压为,的转化率为60%,此时的体积分数为___________,反应Ⅱ的压强平衡常数___________(分压总压物质的量分数,列出计算式即可)。
(3)在容积为2 L的密闭容器中,充入一定量和合成甲醇(反应Ⅱ),在其他条件不变时,温度、对反应的影响如图。
①温度为时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为___________。
②温度___________(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 1071 ②. 低温
(2) ①. 减小 ②. 若达到平衡后,增大体系的压强,反应Ⅱ会正向移动,则c(H2O)浓度变大,使得反应Ⅰ平衡逆向移动,则CO的物质的量减小。 ③. 4% ④.
(3) ①. ②. <
【解析】
【小问1详解】
由,由反应Ⅰ中,解得E=1071 kJ/mol;依据反应能自发进行,反应Ⅱ的,,则在低温能自发进行。
【小问2详解】
若达到平衡后,增大体系的压强,反应Ⅱ会正向移动,则c(H2O)浓度变大,使得反应Ⅰ平衡逆向移动,则CO的物质的量减小;
若通入和混合气体,起始压强为,发生反应Ⅰ和Ⅱ,平衡时,总压为,的转化率为60%,则平衡时气体总物质的量为2.5 mol,设反应ⅠCO2的变化量为x,则反应Ⅱ中CO2的变化量为0.6-x列三段式可知,
则0.4+0.7+2x+0.6-x+x+0.6=2.5,解得x=0.1 mol,此时的体积分数为;则平衡时,,,,则反应Ⅱ的压强平衡常数。
【小问3详解】
温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为;T2先达到平衡,温度高,速率快,图示的温度T1<T2。
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丰城九中2025-2026学年高一年级上学期日新班第2次段考化学试卷
时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:C:12 N:14 O:16 Na:23 Al:27 Fe:56 Ag:108 Cl:35.5 Cu:64
一、单项选择题(14小题,每小题只有一个最佳答案。每小题3分,共42分)
1. 下列说法正确的是
A. 自发反应在任何条件下都能实现
B. 需要加热才能发生的反应一定不是自发进行的反应
C. 能自发进行的反应,其速率一定较快
D. 不能自发进行的反应也有可能能够发生
2. 下列反应在任何温度下都不能自发进行的是
A. 2O3(g)=3O2(g) ΔH<0 B. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
C. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0 D. 2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
3. 一定条件下: 。在测定的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是
A. 温度、压强 B. 温度、压强
C. 温度、压强 D. 温度、压强
4. 代表工业生产中的某一个反应,对于处于化学平衡状态的该反应,既要提高反应速率又要提高的转化率,下列措施中可行的是
A. 及时分离出 B. 加入气体
C. 升高温度 D. 使用合适的催化剂
5. 对于可逆反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)∆H<0.下列说法中正确的是( )
A. 达到平衡后加入N2,当重新达到平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,N2的浓度比原平衡的小
B. 达到平衡后,升高温度,既加快了正,逆反应速率,又提高了NH3的产率
C. 达到平衡后,缩小容器体积,既有利于加快正,逆反应速率,又有利于提高 氢气的转化率
D. 加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正反应速率增大了,而逆反应 速率减小了
6. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中有下列平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,当加入少量AgNO3溶液后,溶液的颜色变浅
B. 对于反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),缩小容器的容积可使体系的颜色变深
C. 实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 打开可乐瓶盖后看到大量的气泡逸出
7. 汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
A. B. C. D.
8. 已知: ,一定条件下与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应,则下列图示中肯定合理的是
A. B.
C. D.
9. 在催化剂作用下,某可逆反应的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A. 反应物的总能量小于生成物的总能量
B. 反应i→ii的速率大于反应ii→iii的速率
C. 使用催化剂可提高活化分子百分数
D. 升高温度可提高反应物的平衡转化率
10. 下列实验操作、对应的现象以及由现象推出的结论都正确的是
选项
实验
实验现象
结论
A
将0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/L的FeCl3溶液等体积混合,充分反应后,取少许混合液滴加AgNO3溶液
产生黄色沉淀
Fe3+与I-的反应有一定限度
B
用蒸馏水溶解CuCl2固体,溶液呈现绿色,继续加水稀释
溶液由绿色逐渐变为蓝绿色
[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-正向移动
C
向钾盐溶液中滴加浓盐酸
产生的无色气体使品红溶液褪色
该钾盐一定是或
D
向1mL溶液中加入1mLHCl溶液
黄色溶液变橙色
2+2H++H2O增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
11. 甲、乙、丙为三个体积相等的恒容密闭容器,在甲、乙、丙中分别充入不同量的X(g),发生反应。T1℃时,该反应的K=4。下表是T1℃下,t1时刻X(g)和Y(g)的浓度,下列说法错误的是
甲
乙
丙
X
Y
A. 时刻,甲中
B. 时刻,丙中
C. 平衡时,X的体积百分含量:丙>乙=甲
D. 时刻,连通乙和丙,达到平衡后,
12. 利用CH4可消除NO2的污染,反应原理为:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示:下列说法正确的是
组别
温度/K
物质的量/mol
时间/min
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
M
0.15
A. 组别①中0∼20min内,NO2降解速率为0.25molL−1min−1
B. 由实验数据可知温度T1>T2
C. 40min时,表格中M对应的数据为0.15
D. 该反应在高温下不能自发进行
13. 乙烯直接水合法生产乙醇的反应为C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。下图为乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O):n(C2H4)=1:1],下列说法正确的是
A. p1>p2>p3
B. 该反应的ΔH>0
C. M点C2H5OH的平衡产率为20%
D. 恒压条件下向M点的体系中通入乙烯,平衡将向逆反应方向移动
14. 甲醇()是一种重要的有机化工原料,可用于制取。在3个容积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:。下列说法正确的是
容器编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
Ⅰ
387
0.2
0.08
0.08
Ⅱ
387
0.4
Ⅲ
207
0.2
0.09
0.09
A. 该反应的
B. 达到平衡时,容器Ⅰ中的体积分数比容器Ⅱ中的小
C. 若在387℃,某时刻混合物的浓度分别为、和,则该反应逆向进行
D. 若容器Ⅲ中反应达到平衡所需时间为,则用甲醇浓度变化表示内的平均反应速率
二、非选择题(共4大题,每空2分,共58分)
15. 已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;
化学反应②:Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2。
在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度
K1
K2
973K
1.47
2.38
1173K
2.15
1.67
(1)1173K时,若c(CO2)=2mol/L,c(CO)=5mol/L,则此时反应①的v(正)____(填“>”“<”或“=”)v(逆)。
(2)现有反应③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),则该反应的平衡常数K3=_______(用K1、K2表示)。据此关系式及上表数据,能推断出反应③是_______(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施是_______。
A.缩小反应容器容积 B.扩大反应容器容积 C.降低温度
D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.减小CO的浓度
(3)能判断反应③已达平衡状态的是_______。
A. 恒容容器中压强不变 B. 混合气体中c(CO)不变 C. v正(H2)=v逆(H2O) D. c(CO2)=c(CO)
(4)723K时,0.2molCO2和0.1molH2通入抽空的1L恒容密闭容器中,发生反应③,达到平衡后H2O的物质的量浓度为0.03mol/L。则H2的转化率α(H2)=__________。723K该反应的平衡常数为K=__________(结果保留两位有效数字)。
16. 以含1个碳原子物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料的“碳一化学”处于未来化学产业的核心,成为科学家研究的重要课题。请回答下列问题:
(1)在温度为T时,向体积为2 L恒容容器中充入3 mol CO和H2的混合气体,发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数与的关系如图。
①当起始=1时,从反应开始到平衡前,CO的体积分数将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当起始=2时,反应经过10 min达到平衡,CO转化率为0.5,则0~10 min内平均反应速率v(H2)=________。
③当起始=3.5时,达到平衡后CH3OH的体积分数可能是图像中的____(填“D”“E”或“F”点)。
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如下图乙所示。
①压强p1___p2(填“<”“=”或“>”下同);A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为_____。
②若达到平衡状态C时,容器体积为10 L,则在平衡状态A时容器体积为________L。
17. 氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一
I.NO和CO气体均为汽车尾气的成分,目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器,这两种气体在催化转换器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-530kJ·mol-1
(1)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入到容积固定为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:
①平衡时有害气体NO的转化率为______;平衡时容器内的压强与起始时压强之比为_______。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小了,则改变的条件可能是________ (填序号)。
a.缩小容器体积 b.催化剂 c.降低温度 d.再通入2.0molNO
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,平衡将____移动。(填正向或逆向)。
Ⅱ.SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H<0
(2)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图。
①工业上选择催化剂__________(填“甲”或“乙”),原因是____________________________。
②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率______ (填“可能是”、“一定是”或“一定不是”) 该温度下的平衡转化率。高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是____________________________________________________________。
18. 甲醇是一种重要的化工原料。利用和生成甲醇的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知:几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键
键能
436
803
E
463
(1)计算___________。反应Ⅱ在___________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)在120℃、恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ.
①若达到平衡后,增大体系的压强,则的物质的量___________(填“增大”、“减小”或“不变”),原因是___________。
②若通入和混合气体,起始压强为,发生反应Ⅰ和Ⅱ.平衡时,总压为,的转化率为60%,此时的体积分数为___________,反应Ⅱ的压强平衡常数___________(分压总压物质的量分数,列出计算式即可)。
(3)在容积为2 L的密闭容器中,充入一定量和合成甲醇(反应Ⅱ),在其他条件不变时,温度、对反应的影响如图。
①温度为时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为___________。
②温度___________(填“>”、“<”或“=”)。
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