精品解析:河南驻马店市遂平县第一高级中学2026-2027学年高二上学期开学素养能力提升 化学试题
2026-09-04
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内容正文:
25级开学化学素养能力提升
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
弱电解质
CO2
非电解质
(蔗糖)
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A. 铁是单质,不是电解质,也不是非电解质,A不选;
B. 二氧化碳是非电解质,硫酸钡是强电解质,B不选;
C. 三种物质的分类均是正确的,C选;
D. 水是弱电解质,D不选;
答案选C。
2. 在下列描述中,可以证明是弱电解质的是
A. 1 mol/L的醋酸中,
B. 与水能以任意比互溶
C. 在相同条件下,醋酸的导电能力比盐酸弱
D. 10 mL1 mol/L的醋酸恰好与10 mL1 mol/L的NaOH溶液完全反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.若1 mol/L醋酸溶液中,说明醋酸完全电离,属于强电解质,不能证明其为弱电解质,A不符合题意;
B.电解质的强弱由电离程度决定,与水溶性无关,溶解性属于物理性质,无法证明醋酸是弱电解质,B不符合题意;
C.相同条件下醋酸导电能力比盐酸弱,说明醋酸溶液中自由移动离子浓度更小,醋酸的电离程度小于完全电离的强电解质,可证明醋酸部分电离,是弱电解质,C符合题意;
D.醋酸是一元酸,是一元碱,等物质的量的二者恰好完全反应是酸碱中和的计量关系,与醋酸的电离程度无关,不能证明其为弱电解质,D不符合题意;
故答案为C。
3. 一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的
①NaOH(固体) ② ③HCl ④(固体)
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】① 加入固体时,会与反应消耗,使总物质的量减少,生成氢气总量减少,错误;
②加水稀释可降低浓度减缓反应速率,且总物质的量不变,不影响氢气总量,正确;
③加入会增大的物质的量和浓度,既加快反应速率,又使生成氢气总量增加,错误;
④加入固体,与结合生成弱电解质,降低浓度减缓反应速率,随反应进行可逐步电离出全部,氢气总量不变,正确;
符合题意的为②④,故答案选D。
4. pH均为2的HCl和的两种溶液各1 L,分别加入足量粉末,下列说法正确的是
A. 二者中氢离子的浓度相等 B. 二者溶质的物质的量浓度相等
C. 二者生成二氧化碳的体积相等 D. 二者反应的平均速率相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.pH的定义为,pH均为2的两种溶液中均为,氢离子浓度相等,A正确;
B.为强酸,完全电离,故;为弱酸,仅部分电离,故,二者溶质的物质的量浓度不相等,B错误;
C.两种溶液体积均为1 L,故的物质的量远大于,与足量反应时,可提供更多的,生成的体积更大,C错误;
D.反应过程中,的电离平衡正向移动,持续补充,使得醋酸中始终大于盐酸中,故醋酸的平均反应速率更大,D错误;
故答案选A。
5. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中存在平衡:,当加入NaOH溶液后溶液颜色变浅
B. 对于反应:,使用可加快制取的反应速率
C. 反应: ,升高温度,平衡向逆反应方向移动
D. 用钠与氯化钾共熔的方法制备气态钾:
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入溶液后,与、反应,使生成物浓度减小,平衡正向移动,浓度降低,溶液颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.是过氧化氢分解反应的催化剂,催化剂只改变反应速率,化学平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.该反应正反应为放热反应(),升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,符合勒夏特列原理,C不符合题意;
D.反应中生成的为气态,逸出反应体系后生成物浓度降低,平衡正向移动,可实现用钠与氯化钾共熔制备钾,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选B。
6. 一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L-1,下列说法正确的是( )
A. 此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B. A的平衡转化率为40%
C. x的值为1
D. A和B的平衡转化率相等
【答案】A
【解析】
【详解】列三段式:
C.根据题意0.2x mol/L = 0.4mol/L,解得x = 2,C错;
A.,A正确;
B.A平衡转化率= ,B错;
D.B的平衡转化率=,D错;
故答案选A。
7. 在一个绝热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(s),当m+n=p时,一定可以作为反应达到平衡状态标志的是
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③体系的密度不再改变 ④各组分质量分数不再改变
A. ①②③ B. ①②③④ C. ②③④ D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】①绝热的固定容积的密闭容器,体系的温度为变量,且m+n=p,则体系的压强为变量,体系的压强不再改变则达到平衡状态,①正确;
②在一个不传热的固定容积的密闭容器中,体系的温度为变量,当温度不再改变,说明正、逆反应速率相等,能据此判断该反应达到平衡状态,②正确;
③D为固态,混合气体的质量为变量,容器容积为定值,则密度为变量,当混合气体密度不变时,说明该反应达到平衡状态,③正确;
④各组分的质量分数不再改变,表明正逆反应速率相等,该反应已经达到平衡状态,④正确;
故答案选B。
8. 在某密闭容器中,反应达到平衡时,B的浓度为,若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,达到新平衡时B的浓度降为。下列判断不正确的是
A.
B. 容积扩大到原来的3倍后,平衡向逆反应方向移动
C. D的体积分数减小
D. 达到新平衡时,A、B的浓度减小,C、D的浓度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.压强减小,平衡向气体总物质的量增大的方向移动,现平衡逆向移动,说明逆反应方向气体计量数之和更大,即,A正确;
B.假设平衡不移动,容积扩大为原来3倍时B的浓度应为,实际新平衡B浓度为,说明平衡向生成B的方向即逆反应方向移动,B正确;
C.平衡逆向移动,生成物D的物质的量减少,混合气体总物质的量增大,故D的体积分数减小,C正确;
D.容器容积扩大为原来的3倍,所有物质的浓度都先降低为原平衡的,即使平衡移动,新平衡时A、B、C、D的浓度均小于原平衡浓度,不会出现C、D浓度增大的情况,D错误;
故答案选D。
9. 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应,、下,n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. c点处反应达到平衡
B. d点(时刻)和e点(时刻)处n(N2)不同
C. 其它条件不变,下反应至时刻,n(H2)比图中的d点的值要大
D. a点的正反应速率比b点的小
【答案】C
【解析】
【详解】A.c点时氢气和氨气物质的量相等,该点以后,氢气的量减少,氨气的量增加,说明反应正向进行,因此c点并没有达到平衡,A错误;
B.和两个时刻反应均处于同一条件下的平衡状态,体系中各物质的物质的量不再变化,故d、e两点氨气的物质的量相等,B错误;
C.该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,由于温度:773 K>673 K,所以773 K下反应至时刻,要比673 K下反应至时刻d点时氢气的物质的量数值要大,C正确;
D.反应从正反应方向开始,在反应达到平衡前,反应物浓度逐渐减小,因此正反应速率会不断减小。由于反应物浓度a点大于b点,因此a点的正反应速率比b点的大,D错误;
故合理选项是C。
10. 反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,在密闭容器中充入0.1molX和0.1molY,达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A. 减小容器体积,平衡不移动,X的转化率不变
B. 增大c(X),X的转化率减小
C. 保持容器体积不变,同时充入0.1molX和0.2molY,X的转化率增大
D. 加入催化剂,正反应速率增大,Z的产率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A项,该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,平衡不受压强影响,减小容器体积,平衡不移动,X的转化率不变,A正确;
B项,增大c(X),平衡正向移动,Y的转化率增大,X的转化率减小,B正确;
C项,相当于只增加Y的浓度,X的转化率会增大,C正确;
D项,催化剂不能使平衡移动,不改变产物的产率,D错误。
故选D。
【点睛】保持容器体积不变,同时充入0.1molX和0.2molY,我们可以把此操作分为两个阶段进行,第一阶段充入0.1molX和0.1molY,第二阶段充入0.1molY。第一阶段,平衡不发生移动,X的转化率不变;第二阶段,平衡正向移动,X的转化率增大。综合两个阶段的操作,最终X的转化率增大。
11. 一定条件下,在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B,发生反应A(g) + 2B(g) C(g) ΔH。A的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的正反应是放热反应
B. 由图可知:p2 > p1
C. 温度为100℃,压强为p1时,若向该容器中投入2 mol A,2 mol B,2 mol C,反应逆向进行
D. 升高温度,该反应平衡常数的值减小
【答案】C
【解析】
【分析】图象表示,同一压强下,温度越高,A的平衡转化率逐渐减小,说明反应是放热反应;同一温度下,该反应是体积系数减小的反应,压强越大,平衡向着正反应移动,A的转化率较大,所以p2 > p1
【详解】A.其他条件相同,温度越高,平衡向着吸热反应移动,图象可知,温度越高,A的平衡转化率逐渐减小,说明反应是放热反应,A项正确;
B.同一温度下,该反应是体积系数减小的反应,压强越大,平衡向着正反应移动,A的转化率较大,所以p2 > p1,B项正确;
C.温度为100℃,压强为p1时,A的平衡转化率是0.5,此时平衡时剩余0.25mol·L-1 A,0.5mol·L-1 B,0.25 mol·L-1 C,K=。若向该容器中投入2 mol A,2 mol B,2 mol C,Qc = 1,Qc < K,反应正向进行,C项错误;
D.该反应的正反应是放热反应,温度升高,该反应平衡常数的值减小,D项正确;
12. 在一定条件下探究二甲醚的制备反应: ,测定结果如图。下列判断错误的是
A. 该反应的
B. 该反应伴随着副反应的发生
C. 工业选择的较适宜温度为280~290℃
D. 加入催化剂可以提高的产率
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,温度升高时转化率降低,说明升温平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故,故A正确;
B.260~280℃范围内转化率非常高,但此时产率却相对较低,说明大量参与反应的并没有转化为,过程中有生成其他产物的副反应发生,故B正确;
C.280~290℃范围内的产率最高,同时的转化率也保持在较高水平,为工业生产的较适宜温度,故C正确;
D.催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,无法提高的产率,故D错误;
故答案为D。
13. 某温度下,在恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:
时间段/
产物Z的平均生成速率/
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法错误的是
A. 时,Z的浓度大于
B. 时,加入,此时
C. 时,Y的体积分数约为33.3%
D. 时,X的物质的量为
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应开始一段时间,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则内Z的平均生成速率大于内的,故时,Z的浓度大于,A正确;
B.时生成的Z的物质的量为,时生成的Z的物质的量为,故反应在时已达到平衡,设达到平衡时生了,列三段式:
根据,得,则Y的平衡浓度为,Z的平衡浓度为,平衡常数,时Y的浓度为,Z的浓度为,加入后Z的浓度变为,,反应正向进行,故,B错误;
C.反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;
D.由B项分析可知时反应处于平衡状态,此时生成Z为,则X的转化量为,初始X的物质的量为,剩余X的物质的量为,D正确;
故答案选B。
14. 温度为T1时,在容积为的恒容密闭容器中发生反应:(正反应放热)。实验测得:,,、为速率常数,受温度影响。不同时刻测得容器中、如下:
时间/
0
1
2
3
4
5
0.20
0.10
0.08
0.07
0.06
0.06
0.10
0.05
0.04
0.035
0.03
0.03
下列说法正确的是
A. 0~2s内,该反应的平均速率
B. 其他条件不变,往原容器中再通入和,则达平衡时体积分数减小
C. 其他条件不变,移走部分,则平衡正向移动,平衡常数增大
D. 当温度改变为T2时,若,则T2<T1
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.根据表格数据可知:在0~2 s内,NO的物质的量由0.20 mol变为0.08 mol,△n(NO)=0.20 mol-0.08 mol=0.12 mol,则该反应的平均速率v(NO)= =0.03 mol·L-1·s-1,A正确;
B.其他条件不变,往原容器中再通入0.20 mol NO和0.10 mol O2,相当于增大体系的压强,由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,所以达平衡时NO2体积分数增大,B错误;
C.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变。故其他条件不变,移走部分NO2,化学平衡正向移动,但平衡常数不变,C错误;
D.k正、k逆为速率常数,只受温度影响,在温度为T1时,根据表格数据,容器容积是2 L,结合物质反应关系可知平衡时各种物质的浓度c(NO)=0.03 mol/L,c(O2)=0.015 mol/L,c(NO2)=0.07 mol/L,化学平衡常数K=,说明k正>k逆,若k正=k逆,则K减小,化学平衡逆向移动,由于该反应的正反应为放热反应,则改变条件是升高温度,所以温度T2>T1,D错误;
答案选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。
(1)已知:
则反应 ______(用含、、的代数式表示)。
(2)化学反应的能量变化()与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开(或形成)1 mol化学键时所吸收(或放出)的能量。部分化学键的键能数据如表:
化学键
H—H
O=O
O—H
436
x
463
反应 ,则______。
(3)甲醇(g)和水蒸气反应生成氢气的能量变化如图1所示:
①该反应是______(填“放热反应”或“吸热反应”);该反应过程中若加入催化剂,催化剂将______(填“增大”、“减少”或“不影响”)反应热。
②该反应的______(用含、的代数式表示)。
③已知常温下1 g甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时放热22.68 kJ,请写出甲醇燃烧的热化学方程式:____________________。
(4)取的NaOH溶液50 mL与的稀盐酸50 mL置于如图2所示的简易装置中进行反应,并测定中和反应的反应热。
图2所示装置中缺少的仪器名称为______,除此外______(填“仍存在”或“不存在”)错误;当将装置完善后,测得的中和反应的反应热,则产生此结果的原因可能是______(填标号)。
a.用温度计测量NaOH溶液起始温度后直接测量盐酸的温度
b.用量筒量取稀盐酸体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液缓慢倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
【答案】(1)
(2)496.4 (3) ①. 放热反应 ②. 不影响 ③. ④.
(4) ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. 仍存在 ③. ac
【解析】
【小问1详解】
已知:① ;②
;③ ;由盖斯定律可知,①+×②-×③可得 。
【小问2详解】
反应物的总键能-生成物的总键能=436+×x-2×463=-241.8,解得x=496.4。
【小问3详解】
①该反应过程中生成物的能量低于反应物的能量,为放热反应,该反应过程中若加入催化剂,催化剂将不影响反应热;
②该反应的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=;
③1 g甲醇的物质的量为=mol,则1mol甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时放热=,热化学方程式为: 。
【小问4详解】
图2所示装置中缺少的仪器名称为环形玻璃搅拌棒,除此外仍存在错误,应该用碎纸条充满整个大烧杯,当将装置完善后,测得的中和反应的反应热ΔH>−57.3 kJ⋅mol−1,说明测得放出的热量偏小,
a.用温度计测量NaOH溶液起始温度后直接测量盐酸的温度, NaOH和盐酸反应放热,会导致起始温度测量数据偏大,测得放出的热量偏小,故a选;
b.用量筒量取稀盐酸体积时仰视读数会导致,盐酸量取偏大,放出的热量偏多,故b不选;
c.分多次把NaOH溶液缓慢倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,会导致热量散失过多,测得放出的热量偏小,故c选;
故答案为ac。
16. 氨在化工、能源领域有着广泛应用。
(1)氨是合成氮肥的主要原料。在2 L恒容密闭容器中充入一定量的、发生反应;测得部分物质的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
①由图可知,曲线c表示__________的物质的量浓度随时间的变化。0~4 min内,用表示的平均反应速率__________。
②反应至4 min时,改变了某一反应条件,据图判断4 min时改变的反应条件可能是______________(填字母)。
A.加入催化剂
B.升高温度
C.增加的物质的量
D.缩小容器体积,增大压强
③该反应的平衡常数表达式为K=__________。
(2)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应为: 。回答下列问题。
①合成氨反应在常温下__________(填“能”或“不能”)自发。
②__________(填“高”或“低”,下同)温有利于提高反应速率,__________温有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业常采用400~500℃。
③针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了解决方案:M-LiH复合催化剂。
下列说法正确的是__________(填字母)。
a.300℃时,复合催化剂比单一催化剂效率更高
b.同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c.温度越高,复合催化剂活性一定越高
【答案】(1) ①. ②. 0.025 ③. A ④.
(2) ①. 能 ②. 高 ③. 低 ④. a
【解析】
【小问1详解】
① 根据图1可知,在0~4 min内,曲线a、b、c的浓度变化量分别为 、、。根据浓度变化量之比等于化学方程式中化学计量数之比,a代表 ,b代表 ,c代表 。因此曲线c表示 的物质的量浓度随时间的变化。0~4 min内,用 表示的平均反应速率 ;
②反应至4min时,各物质浓度瞬间不变,随后反应速率加快(曲线斜率增大);
A.加入催化剂:催化剂能加快反应速率,且不影响平衡移动,各物质浓度瞬间不变,符合图像,A正确;
B.升高温度:升高温度会加快反应速率,但图像中仅体现速率加快,未显示平衡移动(浓度变化趋势未改变),不符合图像,B错误;
C.增加的物质的量:会使浓度瞬间增大,与图像中浓度不变不符,C错误;
D.缩小容器体积,增大压强:各物质浓度会瞬间增大,与图像中浓度不变不符,D错误;
故选A。
③ 反应中 为固体,其浓度视为常数,不代入平衡常数表达式,故该反应的平衡常数表达式为 ;
【小问2详解】
① 根据吉布斯自由能判据 ,常温下(取 ),,故合成氨反应在常温下能自发进行;
② 升高温度可以加快反应速率,故高温有利于提高反应速率;该反应正向为气体分子数减少的放热反应,降低温度平衡正向移动,故低温有利于提高平衡转化率;
③ a. 从左图可知300℃时,添加的复合催化剂反应速率远高于无的单一催化剂,效率更高,a正确;
b. 催化剂只能改变反应速率,不影响化学平衡状态,无法提高氨的平衡产率,b错误;
c. 催化剂存在活性温度范围,温度过高会导致催化剂失活,活性不会随温度升高一直增大,c错误;
故选a。
17. 有机物F的合成路线如图所示。
已知:(R表示烃基,X表示Cl、Br等卤素原子)。
回答下列问题:
(1)B分子中的官能团名称为________。的反应条件为________。
(2)E的结构简式为________,的反应类型为________。
(3)已知 为加聚反应,则G的结构简式为________。A的同分异构体中与A具有相同官能团的结构简式为________________(填一种,不考虑立体异构)。
(4)以乙烯为原料合成有机物Y的路线如下,结合题给信息完成下列问题。
①已知X的分子式为,则X的结构简式为________。
②X与乙酸按物质的量比发生酯化反应生成酯Y,写出该酯化反应的化学方程式:________。
【答案】(1) ①. 羧基 ②. 光照
(2) ①. ②. 取代反应(水解反应)
(3) ①. ②.
(4) ①. ②.
【解析】
【分析】由流程图可知,被酸性高锰酸钾氧化生成乙酸,同时A在催化剂下发生加聚反应得到高分子G;甲苯在光照条件下与氯气发生甲基上的卤代生成D,D在加热、氢氧化钠水溶液中发生卤代烃水解得到苯甲醇E,乙酸B与苯甲醇E在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成乙酸苯甲酯F。
【小问1详解】
B为乙酸,分子内官能团为羧基;C是甲苯,C到D是甲苯甲基上氢被氯取代,该卤代反应需要光照条件,因此反应条件为光照;
【小问2详解】
D为,在水溶液加热条件下,氯原子水解替换为羟基,得到E苯甲醇,结构简式;D中碳氯键的氯原子被羟基取代,该反应属于取代反应(水解反应);
【小问3详解】
A发生加聚反应生成G,G的结构简式为;A的官能团为碳碳双键,分子式,含碳碳双键的同分异构体为;
【小问4详解】
①1,2-二溴乙烷在水溶液加热水解,两个溴原子全部替换为羟基,分子式,对应乙二醇,结构简式为;
②乙二醇与乙酸按物质的量1:2发生酯化,两个羟基分别与乙酸脱去水分子生成二乙酸乙二酯,化学方程式:。
18. 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 合成清洁能源CH3OH,一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该可逆反应的ΔH___________0(填“>”“<”或“;A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是___________;
②压强p1___________p2(填“>”“<”或“=”);若p2=100kPa,则B点的Kp=___________kPa-2(Kp为以分压表示的平衡常数;分压=总压×物质的量分数)
③在T1和p1条件下,由D点到A点过程中,正、逆反应速率之间的关系:υ正___________υ逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,发生反应:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如图所示。
①当起始=2,经过2min达到平衡,CO的转化率为40%,则0~2min内平均反应速率υ(H2)=___________。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达新平衡时H2的转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”);
②当起始=3时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的___________点(选填“D”、“E”或“F”)
【答案】(1) ①. < ②. KA=KB>KC ③. < ④. 4.9×10-3 ⑤. <
(2) ①. 0.2mol·L-1· min-1 ②. 减小 ③. F
【解析】
【分析】
【小问1详解】
①由图象可知,压强相同时,温度越高,CO的平衡转化率越低,说明升高温度平衡逆向移动,故该可逆反应的ΔH<0,A、B对应的温度相同,故KA=KB,C点对应的温度更高,平衡常数更小,故A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是KA=KB>KC,故答案为:<;KA=KB>KC;
②由反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)可知,该反应正反应是一个气体体积减小的方向,增大压强平衡正向移动,CO的转化率增大,由图象可知,温度相同时,p2下CO的转化率更大,故压强p1<p2;若p2=100kPa,根据三段式计算可知:,平衡时的压强为p2=100kPa,p(CO)== ,同理p(H2)= ,p(CH3OH)= ,则B点的Kp===4.9×10-3kPa-2,故答案为:<;4.9×10-3;
③由图象可知,在T1和p1条件下,由D点到A点过程中,CO的转化率在减小,平衡逆向移动,故正、逆反应速率之间的关系:υ正<υ逆,故答案为:<;
【小问2详解】
H2和CO总共为3mol,且起始=2,可知H2为2mol、CO为1mol,5min达到平衡时CO的转化率为40%,则:
容器的容积为2L,则(H2)=0.2mol·L-1· min-1,该温度下平衡常数,此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,此时浓度商Qc==>K=,反应向逆向反应进行,达新平衡时H2的转化率将减小,故答案为:0.20mol/(L·min);减小;
②混合比例等于化学计量数之比时,平衡时生成物的含量最大,故当=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数小于C点,故选F,故答案为:F。
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25级开学化学素养能力提升
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
弱电解质
CO2
非电解质
(蔗糖)
A. A B. B C. C D. D
2. 在下列描述中,可以证明是弱电解质的是
A. 1 mol/L的醋酸中,
B. 与水能以任意比互溶
C. 在相同条件下,醋酸的导电能力比盐酸弱
D. 10 mL1 mol/L的醋酸恰好与10 mL1 mol/L的NaOH溶液完全反应
3. 一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的
①NaOH(固体) ② ③HCl ④(固体)
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④
4. pH均为2的HCl和的两种溶液各1 L,分别加入足量粉末,下列说法正确的是
A. 二者中氢离子的浓度相等 B. 二者溶质的物质的量浓度相等
C. 二者生成二氧化碳的体积相等 D. 二者反应的平均速率相等
5. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中存在平衡:,当加入NaOH溶液后溶液颜色变浅
B. 对于反应:,使用可加快制取的反应速率
C. 反应: ,升高温度,平衡向逆反应方向移动
D. 用钠与氯化钾共熔的方法制备气态钾:
6. 一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L-1,下列说法正确的是( )
A. 此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B. A的平衡转化率为40%
C. x的值为1
D. A和B的平衡转化率相等
7. 在一个绝热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(s),当m+n=p时,一定可以作为反应达到平衡状态标志的是
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③体系的密度不再改变 ④各组分质量分数不再改变
A. ①②③ B. ①②③④ C. ②③④ D. ③④
8. 在某密闭容器中,反应达到平衡时,B的浓度为,若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,达到新平衡时B的浓度降为。下列判断不正确的是
A.
B. 容积扩大到原来的3倍后,平衡向逆反应方向移动
C. D的体积分数减小
D. 达到新平衡时,A、B的浓度减小,C、D的浓度增大
9. 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应,、下,n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. c点处反应达到平衡
B. d点(时刻)和e点(时刻)处n(N2)不同
C. 其它条件不变,下反应至时刻,n(H2)比图中的d点的值要大
D. a点的正反应速率比b点的小
10. 反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,在密闭容器中充入0.1molX和0.1molY,达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A. 减小容器体积,平衡不移动,X的转化率不变
B. 增大c(X),X的转化率减小
C. 保持容器体积不变,同时充入0.1molX和0.2molY,X的转化率增大
D. 加入催化剂,正反应速率增大,Z的产率增大
11. 一定条件下,在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B,发生反应A(g) + 2B(g) C(g) ΔH。A的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的正反应是放热反应
B. 由图可知:p2 > p1
C. 温度为100℃,压强为p1时,若向该容器中投入2 mol A,2 mol B,2 mol C,反应逆向进行
D. 升高温度,该反应平衡常数的值减小
12. 在一定条件下探究二甲醚的制备反应: ,测定结果如图。下列判断错误的是
A. 该反应的
B. 该反应伴随着副反应的发生
C. 工业选择的较适宜温度为280~290℃
D. 加入催化剂可以提高的产率
13. 某温度下,在恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:
时间段/
产物Z的平均生成速率/
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法错误的是
A. 时,Z的浓度大于
B. 时,加入,此时
C. 时,Y的体积分数约为33.3%
D. 时,X的物质的量为
14. 温度为T1时,在容积为的恒容密闭容器中发生反应:(正反应放热)。实验测得:,,、为速率常数,受温度影响。不同时刻测得容器中、如下:
时间/
0
1
2
3
4
5
0.20
0.10
0.08
0.07
0.06
0.06
0.10
0.05
0.04
0.035
0.03
0.03
下列说法正确的是
A. 0~2s内,该反应的平均速率
B. 其他条件不变,往原容器中再通入和,则达平衡时体积分数减小
C. 其他条件不变,移走部分,则平衡正向移动,平衡常数增大
D. 当温度改变为T2时,若,则T2<T1
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。
(1)已知:
则反应 ______(用含、、的代数式表示)。
(2)化学反应的能量变化()与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开(或形成)1 mol化学键时所吸收(或放出)的能量。部分化学键的键能数据如表:
化学键
H—H
O=O
O—H
436
x
463
反应 ,则______。
(3)甲醇(g)和水蒸气反应生成氢气的能量变化如图1所示:
①该反应是______(填“放热反应”或“吸热反应”);该反应过程中若加入催化剂,催化剂将______(填“增大”、“减少”或“不影响”)反应热。
②该反应的______(用含、的代数式表示)。
③已知常温下1 g甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时放热22.68 kJ,请写出甲醇燃烧的热化学方程式:____________________。
(4)取的NaOH溶液50 mL与的稀盐酸50 mL置于如图2所示的简易装置中进行反应,并测定中和反应的反应热。
图2所示装置中缺少的仪器名称为______,除此外______(填“仍存在”或“不存在”)错误;当将装置完善后,测得的中和反应的反应热,则产生此结果的原因可能是______(填标号)。
a.用温度计测量NaOH溶液起始温度后直接测量盐酸的温度
b.用量筒量取稀盐酸体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液缓慢倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
16. 氨在化工、能源领域有着广泛应用。
(1)氨是合成氮肥的主要原料。在2 L恒容密闭容器中充入一定量的、发生反应;测得部分物质的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
①由图可知,曲线c表示__________的物质的量浓度随时间的变化。0~4 min内,用表示的平均反应速率__________。
②反应至4 min时,改变了某一反应条件,据图判断4 min时改变的反应条件可能是______________(填字母)。
A.加入催化剂
B.升高温度
C.增加的物质的量
D.缩小容器体积,增大压强
③该反应的平衡常数表达式为K=__________。
(2)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应为: 。回答下列问题。
①合成氨反应在常温下__________(填“能”或“不能”)自发。
②__________(填“高”或“低”,下同)温有利于提高反应速率,__________温有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业常采用400~500℃。
③针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了解决方案:M-LiH复合催化剂。
下列说法正确的是__________(填字母)。
a.300℃时,复合催化剂比单一催化剂效率更高
b.同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c.温度越高,复合催化剂活性一定越高
17. 有机物F的合成路线如图所示。
已知:(R表示烃基,X表示Cl、Br等卤素原子)。
回答下列问题:
(1)B分子中的官能团名称为________。的反应条件为________。
(2)E的结构简式为________,的反应类型为________。
(3)已知 为加聚反应,则G的结构简式为________。A的同分异构体中与A具有相同官能团的结构简式为________________(填一种,不考虑立体异构)。
(4)以乙烯为原料合成有机物Y的路线如下,结合题给信息完成下列问题。
①已知X的分子式为,则X的结构简式为________。
②X与乙酸按物质的量比发生酯化反应生成酯Y,写出该酯化反应的化学方程式:________。
18. 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 合成清洁能源CH3OH,一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该可逆反应的ΔH___________0(填“>”“<”或“;A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是___________;
②压强p1___________p2(填“>”“<”或“=”);若p2=100kPa,则B点的Kp=___________kPa-2(Kp为以分压表示的平衡常数;分压=总压×物质的量分数)
③在T1和p1条件下,由D点到A点过程中,正、逆反应速率之间的关系:υ正___________υ逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,发生反应:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如图所示。
①当起始=2,经过2min达到平衡,CO的转化率为40%,则0~2min内平均反应速率υ(H2)=___________。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达新平衡时H2的转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”);
②当起始=3时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的___________点(选填“D”、“E”或“F”)
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