摘要:
**基本信息**
本试卷聚焦高二化学选择性必修1第一章至第二章第2节内容,结合传统文化(如《天工开物》)、工业生产(如尾气处理)及实验探究,覆盖反应热、速率与平衡核心知识,注重科学思维与探究能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|16题48分|反应热判断、速率比较、平衡状态分析|以《天工开物》为情境考查能量变化,结合工业反应(如合成甲醇)设计平衡题|
|非选择题|4题52分|中和热测定、速率影响因素、平衡常数计算|实验探究题(如过硫酸钾与NaI反应速率)培养科学探究能力,工业尾气处理题体现科学态度与责任|
内容正文:
2026-2027学年高二化学上学期第一次月考卷
参考答案
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
C
C
C
B
C
D
B
A
C
B
D
B
C
B
C
D
二、非选择题:本题共4个小题,共52分。
17.(13分)(1)④⑥⑦(2分)
(2)CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1276.8kJ·mol−1(2分)
(3) 稀硫酸或稀硝酸(1分) 氢氧化钾(1分)
(4)D(2分)
(5) 二(1分) ΔH=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4(2分)
(6)+256.8kJ/mol(2分)
18.(14分)(1) 462.2(2分) 25%(2分)
(2)N2O4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-622kJ/mol(2分)
(3)-1135.2(2分)
(4)①④(2分)
(5) 0.05(2分) 增大(2分)
19.(13分)(1)作为反应的指示剂(1分)
(2)mol·L-1·s-1(2分)
(3) 20(1分) 10(1分)
(4)I、IV、V(2分)
(5) (2分) 1(2分)
(6)=(2分)
20.(12分)(1)-591(2分)
(2)AD(2分)
(3) >(2分) 该反应的正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动或升高温度,催化剂活性降低等(2分)
(4) 1.0(2分) 1.25(2分)
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年高二化学上学期第一次月考卷
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章~第二章第2节(人教版选择性必修1)。
5.难度系数:0.70
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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.【传统文化】《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是( )
A.苯的燃烧 B.铝热反应 C.碳酸钙高温分解 D.酸碱中和
2.【原创】在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的数据是( )
A.v(A)=0.2 mol/(L·s) B.v(B)=3 mol/(L·min)
C.v(C)=0.9 mol/(L·s) D.v(D)=1.0 mol/(L·s)
3.【原创】在体积可变的容器中发生反应N2+3H22NH3,当增大压强使容器体积缩小时,化学反应速率加快,其主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.活化分子百分数未变,但单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多
D.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
4.【改编】工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)合成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-akJ·mol−1。下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.2v正(H2)= v逆(CH3OH)
B.CH3OH的体积分数不再改变
C.反应放出a kJ热量
D.同一时间内,消耗0.04 molH2,生成0.02 molCH3OH
5.【改编】某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是( )
A.a>b+c B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小 D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
6.【原创】下列说法或表示正确的是( )
A.表示乙烷的燃烧热的热化学方程式:C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1560.8kJ·mol-1
B.500℃、30MPa下,将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=a,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=b,则a<b
7.某小组测定稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热,装置如图所示。
已知HF(aq)F-(aq)+H+(aq) ΔH=-10.4kJ·mol−1。
下列叙述不正确的是( )
A.隔热层的作用是减少热量损失 B.可用铁质搅拌器替代玻璃搅拌器
C.将反应过程中的最高温度记为反应后体系的温度 D.用HF替代盐酸测定的中和反应的反应热ΔH偏低
8.氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.吸热反应都需要加热,放热反应都不需要加热
B.水蒸气断开2 mol氧氢键吸收930 kJ能量
C.相同条件下,1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1>E2
D.该反应生成1 mol水蒸气时放出245 kJ的热量
9.相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是( )
①
②
③
④
A.ΔH1<0 ΔH2>0 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH3>ΔH4 D.ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
10.已知X(g)→Y(g ΔH的反应历程如图所示,中间体1→中间体2的焓变为ΔH2,则ΔH为( )
A.E2+E4--E1-E3-ΔH2 B.E1+E3--E2-E4+ΔH2
C.E1+E4--E2-E3-ΔH2 D.E2+E3--E1-E4+ΔH2
11.N2O和CO反应可转化为无毒气体:N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH。已知该反应分两步进行,反应进程中能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.ΔH=E1-E2 B.改变反应条件可改变ΔH的值
C.ΔH<0,故反应无需加热即可发生 D.反应①的焓变ΔH1小于反应②的焓变ΔH2
12.大气中臭氧()的自然分解和在有催化剂作用下的分解反应,反应进程分别用下图中Ⅰ、Ⅱ表示。
下列说法正确的是( )
A.两进程的焓变:ΔH(I)>ΔH(II)
B.进程Ⅱ包含2步基元反应,其中第一步为决速步骤
C.ClO是O3分解的催化剂
D.选择优良的催化剂可以降低反应的活化能和焓变
13.【改编】工业上,采用氢气还原法处理尾气中的NO,发生反应的能量变化如图所示:2NO(g)+ 2H2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH。下列叙述正确的是( )
A.反应①是放热反应,反应②是吸热反应
B.活化能:反应②>反应①
C.反应②:H2O2(g)+H2(g)=2H2O(l) ΔH=-383.8kJ·mol−1
D.增大反应物浓度,可提高活化分子百分数
14.甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.E2=1.41eV B.步骤2逆向反应的ΔH=-0.29eV
C.步骤1的反应比步骤2慢 D.该过程实现了甲烷的氧化
15.【新考法】为了模拟工业尾气的净化原理,向恒容密闭容器中投入等物质的量的CO和O2发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)。在不同催化剂(I型、II型)下均反应2 s,测得CO转化率与温度的关系如图中实线所示,虚线表示CO的平衡转化率和温度的关系。下列说法不正确的是( )
A.2s时,测得容器O2和CO2的浓度相等,则CO转化率为66.7%
B.实验表明温度低于50℃时,催化剂I的效果优于催化剂II
C.适当延长反应时间,可以增大图中阴影部分的面积
D.50℃时,两种催化剂下的反应均达到化学平衡状态
16.【新情景】氮氧化合物的转化是硝酸工业的重要环节。已知反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.2kJ·mol−1 ,存在,,其中、分别为速率常数,只受温度影响。NO2和N2O4的消耗速率随浓度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线n代表随浓度的变化曲线
B.P点时,
C.向恒温恒容平衡体系中再充入一定量的NO2,再次平衡后N2O4的体积分数会增大
D.反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数
二、非选择题:本题共4个小题,共52分。
17.【新考法】(13分)化学反应中的能量变化通常表现为热量变化,研究热量变化具有重要的意义。化学反应的反应热可通过实验测定,也可通过计算间接获得。
(1)下列变化属于吸热反应的是_____________(填序号)。
①液态水汽化 ②食物腐败 ③浓硫酸稀释 ④碳酸钙分解 ⑤氢氧化钾和稀硫酸反应 ⑥灼热的木炭与CO2的反应Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl 晶体的反应
(2)在25℃ 、101 kPa下,23 g乙醇CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4kJ,则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为______________________。
I.中和反应反应热的实验测定
设计实验测定反应H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)的ΔH
(3)实验室中盐酸和NaOH溶液已耗尽,为完成实验请你为该兴趣小组推荐一种酸_____和一种碱_____。
(4)某次实验测得中和热ΔH=-50.5kJ·mol−1,与理论值-57.3kJ·mol−1出现较大偏差,产生偏差的原因不可能是_________(填字母序号)
A.实验装置保温、隔热效果差
B.为保证充分反应,分多次把碱溶液倒入盛有酸的小烧杯中
C.用温度计测定碱溶液起始温度后直接测定酸溶液的温度
D.用量筒量取酸和碱溶液的体积时均仰视读数
Ⅱ.通过计算间接获得反应热
(5)以NH3、CO2为原料生产尿素CO(NH2)2的反应历程与能量变化示意图如下。
①从图象分析决定生产尿素的决速步骤是第_____步反应
②合成尿素的反应CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)的 ΔH=_____(用Ea1、Ea2、Ea3、Ea4表示)
(6)用NH3催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-506.1kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)) ΔH2=-254.3kJ·mol−1
则4NH3(g)+6O2(g)=5N2(g)+6H2O(g)的反应热 ΔH3=_____kJ·mol−1。
18.【联系生产生活】(14分)氮及其化合物在农业、工业、国防等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,无催化剂时某储氢反应过程的能量变化如图所示[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1]:
①过程Ⅳ中的x=________________。
②一定条件下,向一密闭容器中充入1molN2(g)和4molH2(g)生成NH3(g),充分反应后测得放出的热量23.1 kJ,此时N2的转化率为________________。
(2)肼(N2H4)也是一种优良储氢材料。已知N2O4(l)燃烧热()为-622kJ·mol−1,则表示燃烧热的热化学方程式为_______________。
(3)N2H4是发射卫星时常用燃料之一,相关反应为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1049.6kJ·mol−1。已知2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1,N2O4(g)N2O4(l) ΔH=-28.7kJ·mol−1,则N2O4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=_______________kJ/mol。
(4)用CO可以消除氮的氧化物,例如反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)分两步进行:
Ⅰ.2NO2(g)NO(g)+NO3(g)(慢反应)
Ⅱ.CO(g)+NO3(g)CO2(g)+NO2(g)(快反应)
为了显著提高CO消除NO2的反应速率,可采取的措施有________________(填序号)。
①适当升高温度
②恒容条件下,增加CO的浓度
③研发高效催化剂,降低Ⅱ反应的活化能
④研发高效催化剂,降低Ⅰ反应的活化能
⑤将生成的NO(g)或CO2(g)从密闭容器中转移出去
(5)工业上用活性炭还原法处理NO,相关反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)。向2 L的恒容密闭容器中加入NO和足量的活性炭,恒温条件下反应,若2 min内气体密度增大了1.2 g/L,则该时间段内N2的平均反应速率为____________mol·L-1·min-1,在平衡建立的过程中,混合气体的平均摩尔质量__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
19.【实验探究】(13分)过硫酸钾(K2S2O8)中因含有过氧键而具有强氧化性,K2S2O8和NaI反应的离子方程式为2I-+S2O82-=2SO42-+I2,某小组设计实验探究化学反应速率与反应物物质的量浓度之间的定量关系。
【查阅资料】反应的速率方程为,其中v为化学反应速率,k为反应速率常数(仅与温度有关),a和b为对应反应物的反应级数,反应级数越大表示该反应物浓度对反应速率的影响越大。为了测出一定时间内反应的平均反应速率,反应体系中加入少量已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液,在反应进行的同时,也会发生反应I2+2S2O32-=S4O62-+2I- 反应速率极快。
(1)反应体系中加入淀粉溶液的目的是__________。
(2)若反应体系中Na2S2O3溶液的初始物质的量浓度为cmol/L,记录淀粉变蓝的时间为ts,则反应中以K2S2O8表示的平均化学反应速率v(K2S2O8)=__________用含c和t的式子表示。
【实验内容】室温下,用浓度均为0.20mol·L-1的K2S2O8、NaI、NaNO3和K2SO4溶液,0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液以及0.2%的淀粉溶液,按下表配制一系列溶液,全部加入烧杯中并混合均匀,当最后加入K2S2O8溶液时立即计时,记录淀粉溶液变蓝的时间,并计算对应的v(K2S2O8)。已知SO42-和NO3-对上述反应没有影响。
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
V(K2S2O8)/mL
20
10
5
20
20
V(NaI)/mL
20
m
20
10
5
V(K2SO4)/mL
0
10
15
0
0
V(NaNO3)/mL
0
0
0
n
15
V(Na2S2O3)/mL
8
8
8
8
8
V(淀粉)/mL
2
2
2
2
2
v(K2S2O8)/( mol·L-1·s-1)
16.84×10-6
8.46×10-6
4.23×10-6
8.42×10-6
4.21×10-6
(3)根据表中信息,补充数据:m= __________,n= __________。
(4)上述实验__________填序号是探究c(NaI)对该化学反应速率的影响。
【数据处理并得出结论】
(5)若反应级数多为正整数,请在表中选取合适数据,将下图补充完整___________________(若描点,需在旁边写出该点纵坐标的值)并根据选定的数据计算出该反应中c(I-)反应级数b的数值__________。
(6)通过数据分析,该反应中c(S2O82-)对该化学反应速率的影响__________填“>”“<”或“=”) c(I-)。
20.【新考法】(12分)氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
H-N
N-N
N≡N
O=O
H-O
键能/(kJ·mol−1)
391
160
945
498
467
根据表格数据,N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=_____________kJ·mol−1 。
(2)向一恒温恒容密闭容器中充入一定量N2O4和N2H4,发生反应:2N2H4(g) +N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH<0。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.当气体平均摩尔质量不随时间变化时,达到平衡状态
B.平衡后,充入惰性气体,平衡向右移动
C.上述反应的正反应活化能大于逆反应活化能
D.及时分离水蒸气,逆反应速率减小
(3)工业上,采用NH3还原NO法消除NO污染。一定条件下,向一恒容密闭容器中充入NH3和NO,在不同催化剂Cat1、Cat2、Cat3作用下发生反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。测得相同时间内NO的转化率随温度的变化如图1所示。
①a点时: v正(NO)__________(填“>”、“<”或“=”)v逆(NO)。
②bc段NO的转化率随温度升高而降低,可能的原因是________________________。(任答一点)
(4)工业上用天然气处理NO2,消除NO2的污染。发生的反应为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)。在一定温度下,向一恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2,发生上述反应,起始时测得总压强为90kPa。N2的分压与时间的关系如图2所示。
①0~10min内CH4的分压变化速率为_________kPa·min-1。
②该温度下,平衡常数Kp=______________kPa。
(提示:用气体分压计算的平衡常数为Kp,气体分压=总压×物质的量分数)
试题 第7页(共8页) 试题 第8页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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化学答题卡
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1,答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认
真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形
码。
2.
选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mmm黑色
签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清
晰。
3,请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写
的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
第I卷(请用2B铅笔填涂)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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.A1[B1[C][D
6A1[B1[C1[D
11.IA1[B][C1[D1
16.[A][B][C][D]
7.A1[B
12.A1
[B[C1[D
3.A][B][CJ[D
8.[A][B]
C
[
13.[A][B][C1[D
4.A1B1「C1
9.[A][B][C]
D]
14.A
[D
5.A1[B1「C1[D
10.A1[B1「C1ID1
15.[A1[B1[C1[D1
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
二、非选择题:本题共4个小题,共52分。
17.(13分)1)
(2分)
(2)
(2分)
(3)
(1分)
1分)
(4)
(2分)
(5)
(1分)
(2分)
(6)
(2分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
■
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
18.(14分)1)
(2分)
(2分)
(2)
(2分)
(3)
(2分)
(4)
(2分)
(5)
(2分)
(2分)
19.(13分1)
(1分)
(2)
(2分)
(3)
(1分)
(1分)
(4)】
(2分)
16
1--------
!
12
(5)
(2分)
a
4
!
:
0.02
0.04
0.06
0.08
c(/(mol-L)
(2分)
(6)
(2分)
20.(12分1)
(2分)
(2)」
(2分)
3)
(2分)
(2分)
(4)
(2分)
(2分)
■
■
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
..,
■
■2026-2027学年高二化学上学期第一次月考卷
化学·答题卡
日
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
■
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:
缺考标记
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[凶][][/]
第I卷(请用2B铅笔填涂)
一、
选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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.[A][B][C][D]
6.[A][B][C][D]
11.A][B][C][D]
16.[A][B][C][D]
2.[A][B][C][Dj
7-[A][B][C][D]
12.[A][B][C][D]
3.[A][B][C][D]
8.[A][B][C][D]
13.[A][B][C][D]
4.[A][B][C][D]
9.[A][B][C][D]
14.[A][B][C][D]
5.A][B][C][D]
10.[A][B][C][D]
15.[A][B][C][D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
二、
非选择题:本题共4个小题,共52分。
17.(13分)1)
(2分)
(2)
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18.(14分)1)
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2026-2027学年高二化学上学期第一次月考卷
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章~第二章第2节(人教版选择性必修1)。
5.难度系数:0.70
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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.【传统文化】《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是( )
A.苯的燃烧 B.铝热反应 C.碳酸钙高温分解 D.酸碱中和
2.【原创】在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的数据是( )
A.v(A)=0.2 mol/(L·s) B.v(B)=3 mol/(L·min)
C.v(C)=0.9 mol/(L·s) D.v(D)=1.0 mol/(L·s)
3.【原创】在体积可变的容器中发生反应N2+3H22NH3,当增大压强使容器体积缩小时,化学反应速率加快,其主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.活化分子百分数未变,但单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多
D.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
4.【改编】工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)合成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-akJ·mol−1。下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.2v正(H2)= v逆(CH3OH)
B.CH3OH的体积分数不再改变
C.反应放出a kJ热量
D.同一时间内,消耗0.04 molH2,生成0.02 molCH3OH
5.【改编】某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是( )
A.a>b+c B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小 D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
6.【原创】下列说法或表示正确的是( )
A.表示乙烷的燃烧热的热化学方程式:C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1560.8kJ·mol-1
B.500℃、30MPa下,将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=a,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=b,则a<b
7.某小组测定稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热,装置如图所示。
已知HF(aq)F-(aq)+H+(aq) ΔH=-10.4kJ·mol−1。
下列叙述不正确的是( )
A.隔热层的作用是减少热量损失 B.可用铁质搅拌器替代玻璃搅拌器
C.将反应过程中的最高温度记为反应后体系的温度 D.用HF替代盐酸测定的中和反应的反应热ΔH偏低
8.氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.吸热反应都需要加热,放热反应都不需要加热
B.水蒸气断开2 mol氧氢键吸收930 kJ能量
C.相同条件下,1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1>E2
D.该反应生成1 mol水蒸气时放出245 kJ的热量
9.相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是( )
①
②
③
④
A.ΔH1<0 ΔH2>0 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH3>ΔH4 D.ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
10.已知X(g)→Y(g ΔH的反应历程如图所示,中间体1→中间体2的焓变为ΔH2,则ΔH为( )
A.E2+E4--E1-E3-ΔH2 B.E1+E3--E2-E4+ΔH2
C.E1+E4--E2-E3-ΔH2 D.E2+E3--E1-E4+ΔH2
11.N2O和CO反应可转化为无毒气体:N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH。已知该反应分两步进行,反应进程中能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.ΔH=E1-E2 B.改变反应条件可改变ΔH的值
C.ΔH<0,故反应无需加热即可发生 D.反应①的焓变ΔH1小于反应②的焓变ΔH2
12.大气中臭氧()的自然分解和在有催化剂作用下的分解反应,反应进程分别用下图中Ⅰ、Ⅱ表示。
下列说法正确的是( )
A.两进程的焓变:ΔH(I)>ΔH(II)
B.进程Ⅱ包含2步基元反应,其中第一步为决速步骤
C.ClO是O3分解的催化剂
D.选择优良的催化剂可以降低反应的活化能和焓变
13.【改编】工业上,采用氢气还原法处理尾气中的NO,发生反应的能量变化如图所示:2NO(g)+ 2H2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH。下列叙述正确的是( )
A.反应①是放热反应,反应②是吸热反应
B.活化能:反应②>反应①
C.反应②:H2O2(g)+H2(g)=2H2O(l) ΔH=-383.8kJ·mol−1
D.增大反应物浓度,可提高活化分子百分数
14.甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.E2=1.41eV B.步骤2逆向反应的ΔH=-0.29eV
C.步骤1的反应比步骤2慢 D.该过程实现了甲烷的氧化
15.【新考法】为了模拟工业尾气的净化原理,向恒容密闭容器中投入等物质的量的CO和O2发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)。在不同催化剂(I型、II型)下均反应2 s,测得CO转化率与温度的关系如图中实线所示,虚线表示CO的平衡转化率和温度的关系。下列说法不正确的是( )
A.2s时,测得容器O2和CO2的浓度相等,则CO转化率为66.7%
B.实验表明温度低于50℃时,催化剂I的效果优于催化剂II
C.适当延长反应时间,可以增大图中阴影部分的面积
D.50℃时,两种催化剂下的反应均达到化学平衡状态
16.【新情景】氮氧化合物的转化是硝酸工业的重要环节。已知反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.2kJ·mol−1 ,存在,,其中、分别为速率常数,只受温度影响。NO2和N2O4的消耗速率随浓度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线n代表随浓度的变化曲线
B.P点时,
C.向恒温恒容平衡体系中再充入一定量的NO2,再次平衡后N2O4的体积分数会增大
D.反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数
二、非选择题:本题共4个小题,共52分。
17.【新考法】(13分)化学反应中的能量变化通常表现为热量变化,研究热量变化具有重要的意义。化学反应的反应热可通过实验测定,也可通过计算间接获得。
(1)下列变化属于吸热反应的是_____________(填序号)。
①液态水汽化 ②食物腐败 ③浓硫酸稀释 ④碳酸钙分解 ⑤氢氧化钾和稀硫酸反应 ⑥灼热的木炭与CO2的反应Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl 晶体的反应
(2)在25℃ 、101 kPa下,23 g乙醇CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4kJ,则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为______________________。
I.中和反应反应热的实验测定
设计实验测定反应H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)的ΔH
(3)实验室中盐酸和NaOH溶液已耗尽,为完成实验请你为该兴趣小组推荐一种酸_____和一种碱_____。
(4)某次实验测得中和热ΔH=-50.5kJ·mol−1,与理论值-57.3kJ·mol−1出现较大偏差,产生偏差的原因不可能是_________(填字母序号)
A.实验装置保温、隔热效果差
B.为保证充分反应,分多次把碱溶液倒入盛有酸的小烧杯中
C.用温度计测定碱溶液起始温度后直接测定酸溶液的温度
D.用量筒量取酸和碱溶液的体积时均仰视读数
Ⅱ.通过计算间接获得反应热
(5)以NH3、CO2为原料生产尿素CO(NH2)2的反应历程与能量变化示意图如下。
①从图象分析决定生产尿素的决速步骤是第_____步反应
②合成尿素的反应CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)的 ΔH=_____(用Ea1、Ea2、Ea3、Ea4表示)
(6)用NH3催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-506.1kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)) ΔH2=-254.3kJ·mol−1
则4NH3(g)+6O2(g)=5N2(g)+6H2O(g)的反应热 ΔH3=_____kJ·mol−1。
18.【联系生产生活】(14分)氮及其化合物在农业、工业、国防等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,无催化剂时某储氢反应过程的能量变化如图所示[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1]:
①过程Ⅳ中的x=________________。
②一定条件下,向一密闭容器中充入1molN2(g)和4molH2(g)生成NH3(g),充分反应后测得放出的热量23.1 kJ,此时N2的转化率为________________。
(2)肼(N2H4)也是一种优良储氢材料。已知N2O4(l)燃烧热()为-622kJ·mol−1,则表示燃烧热的热化学方程式为_______________。
(3)N2H4是发射卫星时常用燃料之一,相关反应为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1049.6kJ·mol−1。已知2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1,N2O4(g)N2O4(l) ΔH=-28.7kJ·mol−1,则N2O4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=_______________kJ/mol。
(4)用CO可以消除氮的氧化物,例如反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)分两步进行:
Ⅰ.2NO2(g)NO(g)+NO3(g)(慢反应)
Ⅱ.CO(g)+NO3(g)CO2(g)+NO2(g)(快反应)
为了显著提高CO消除NO2的反应速率,可采取的措施有________________(填序号)。
①适当升高温度
②恒容条件下,增加CO的浓度
③研发高效催化剂,降低Ⅱ反应的活化能
④研发高效催化剂,降低Ⅰ反应的活化能
⑤将生成的NO(g)或CO2(g)从密闭容器中转移出去
(5)工业上用活性炭还原法处理NO,相关反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)。向2 L的恒容密闭容器中加入NO和足量的活性炭,恒温条件下反应,若2 min内气体密度增大了1.2 g/L,则该时间段内N2的平均反应速率为____________mol·L-1·min-1,在平衡建立的过程中,混合气体的平均摩尔质量__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
19.【实验探究】(13分)过硫酸钾(K2S2O8)中因含有过氧键而具有强氧化性,K2S2O8和NaI反应的离子方程式为2I-+S2O82-=2SO42-+I2,某小组设计实验探究化学反应速率与反应物物质的量浓度之间的定量关系。
【查阅资料】反应的速率方程为,其中v为化学反应速率,k为反应速率常数(仅与温度有关),a和b为对应反应物的反应级数,反应级数越大表示该反应物浓度对反应速率的影响越大。为了测出一定时间内反应的平均反应速率,反应体系中加入少量已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液,在反应进行的同时,也会发生反应I2+2S2O32-=S4O62-+2I- 反应速率极快。
(1)反应体系中加入淀粉溶液的目的是__________。
(2)若反应体系中Na2S2O3溶液的初始物质的量浓度为cmol/L,记录淀粉变蓝的时间为ts,则反应中以K2S2O8表示的平均化学反应速率v(K2S2O8)=__________用含c和t的式子表示。
【实验内容】室温下,用浓度均为0.20mol·L-1的K2S2O8、NaI、NaNO3和K2SO4溶液,0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液以及0.2%的淀粉溶液,按下表配制一系列溶液,全部加入烧杯中并混合均匀,当最后加入K2S2O8溶液时立即计时,记录淀粉溶液变蓝的时间,并计算对应的v(K2S2O8)。已知SO42-和NO3-对上述反应没有影响。
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
V(K2S2O8)/mL
20
10
5
20
20
V(NaI)/mL
20
m
20
10
5
V(K2SO4)/mL
0
10
15
0
0
V(NaNO3)/mL
0
0
0
n
15
V(Na2S2O3)/mL
8
8
8
8
8
V(淀粉)/mL
2
2
2
2
2
v(K2S2O8)/( mol·L-1·s-1)
16.84×10-6
8.46×10-6
4.23×10-6
8.42×10-6
4.21×10-6
(3)根据表中信息,补充数据:m= __________,n= __________。
(4)上述实验__________填序号是探究c(NaI)对该化学反应速率的影响。
【数据处理并得出结论】
(5)若反应级数多为正整数,请在表中选取合适数据,将下图补充完整___________________(若描点,需在旁边写出该点纵坐标的值)并根据选定的数据计算出该反应中c(I-)反应级数b的数值__________。
(6)通过数据分析,该反应中c(S2O82-)对该化学反应速率的影响__________填“>”“<”或“=”) c(I-)。
20.【新考法】(12分)氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
H-N
N-N
N≡N
O=O
H-O
键能/(kJ·mol−1)
391
160
945
498
467
根据表格数据,N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=_____________kJ·mol−1 。
(2)向一恒温恒容密闭容器中充入一定量N2O4和N2H4,发生反应:2N2H4(g) +N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH<0。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.当气体平均摩尔质量不随时间变化时,达到平衡状态
B.平衡后,充入惰性气体,平衡向右移动
C.上述反应的正反应活化能大于逆反应活化能
D.及时分离水蒸气,逆反应速率减小
(3)工业上,采用NH3还原NO法消除NO污染。一定条件下,向一恒容密闭容器中充入NH3和NO,在不同催化剂Cat1、Cat2、Cat3作用下发生反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。测得相同时间内NO的转化率随温度的变化如图1所示。
①a点时: v正(NO)__________(填“>”、“<”或“=”)v逆(NO)。
②bc段NO的转化率随温度升高而降低,可能的原因是________________________。(任答一点)
(4)工业上用天然气处理NO2,消除NO2的污染。发生的反应为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)。在一定温度下,向一恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2,发生上述反应,起始时测得总压强为90kPa。N2的分压与时间的关系如图2所示。
①0~10min内CH4的分压变化速率为_________kPa·min-1。
②该温度下,平衡常数Kp=______________kPa。
(提示:用气体分压计算的平衡常数为Kp,气体分压=总压×物质的量分数)
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2026-2027学年高二化学上学期第一次月考卷
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章~第二章第2节(人教版选择性必修1)。
5.难度系数:0.70
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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.【传统文化】《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是( )
A.苯的燃烧 B.铝热反应 C.碳酸钙高温分解 D.酸碱中和
【答案】C
【解析】《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”意为明年播种后,田里有粪肥使土温上升,又有东南风带来的暖热,使稻子发烧,苗穗受到损坏,这是一个灾害。即该过程是放热反应,苯的燃烧、铝热反应、酸碱中和皆为放热反应,碳酸钙高温分解是吸热反应。故选C。
2.【原创】在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的数据是( )
A.v(A)=0.2 mol/(L·s) B.v(B)=3 mol/(L·min)
C.v(C)=0.9 mol/(L·s) D.v(D)=1.0 mol/(L·s)
【答案】C
【解析】A项,将v(A)=0.2 mol/(L·s)直接作为A的速率,无需转换,但需与其他选项比较;B项,v(B)=3 mol/(L·min)需转换为0.05 mol/(L·s),对应v(A)=2×0.05 mol/(L·s)=0.1 mol/(L·s);C项,v(C)=0.9 mol/(L·s),对应v(A)=×0.9 mol/(L·s)=0.6 mol/(L·s);D项,v(D)=1.0 mol/(L·s),对应v(A)=×1.0 mol/(L·s)=0.5 mol/(L·s);最快的为v(C)=0.9 mol/(L·s),故选C。
3.【原创】在体积可变的容器中发生反应N2+3H22NH3,当增大压强使容器体积缩小时,化学反应速率加快,其主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.活化分子百分数未变,但单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多
D.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
【答案】C
【解析】A项,由于温度不变,因此分子运动速率不变,错误;B项,由于温度不变,因此反应物分子的能量不变,错误;D项,增大压强使容器体积缩小时,单位体积内反应物浓度增大,单位体积内活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞,只有取向合适才能发生反应,才是有效碰撞,错误。
4.【改编】工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)合成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-akJ·mol−1。下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.2v正(H2)= v逆(CH3OH)
B.CH3OH的体积分数不再改变
C.反应放出a kJ热量
D.同一时间内,消耗0.04 molH2,生成0.02 molCH3OH
【答案】B
【解析】A项,反应达到平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比,应满足v正(H2)= 2v逆(CH3OH),题给式子说明逆反应速率大于正反应速率,反应未达平衡,A不符合题意;B项,CH3OH的体积分数不再改变,说明体系中各组分的含量保持恒定,符合化学平衡“定”的特征,B符合题意;C项,放出a kJ热量仅说明有1 molCO参与反应,无法证明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不符合题意;D项,消耗H2和生成ΔH均为正反应方向的变化,无论反应是否平衡,二者物质的量变化之比恒为2:1,不能说明正逆反应速率相等,D不符合题意;故选B。
5.【改编】某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是( )
A.a>b+c B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小 D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
【答案】C
【解析】容积缩小到原来的一半,假设平衡不移动,则Y和Z的浓度应该为原来的2倍,而现为原来的1.8倍,则表明平衡向逆反应方向移动。压强增大,v正、v逆均增大,且v逆>v正,平衡向逆反应方向移动,则b+c>a,X的转化率减小,混合物中Z的质量分数减小。
6.【原创】下列说法或表示正确的是( )
A.表示乙烷的燃烧热的热化学方程式:C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1560.8kJ·mol-1
B.500℃、30MPa下,将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=a,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=b,则a<b
【答案】D
【解析】A项,燃烧热要求1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,其中氢元素对应稳定氧化物为液态H2O,该热化学方程式中H2O为气态,A错误;B项,N2和H2合成NH3的反应为可逆反应,0.5 molN2不能完全反应,因此1 molN2完全反应放热大于38.6 kJ,反应的ΔH小于-38.6 kJ/mol,B错误;C项,ΔH为弱酸,电离过程吸热,因此1 molCH3COOH和1 molNaOH反应放出的热量小于57.3 kJ,C错误;D项,碳完全燃烧生成CO2放出的热量大于不完全燃烧生成CO放出的热量,放热反应的ΔH为负值,放出热量越多 ΔH越小,因此a<b,D正确;故选D。
7.某小组测定稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热,装置如图所示。
已知HF(aq)F-(aq)+H+(aq) ΔH=-10.4kJ·mol−1。
下列叙述不正确的是( )
A.隔热层的作用是减少热量损失 B.可用铁质搅拌器替代玻璃搅拌器
C.将反应过程中的最高温度记为反应后体系的温度 D.用HF替代盐酸测定的中和反应的反应热ΔH偏低
【答案】B
【解析】A项,隔热层的作用是减少热量损失,A正确;B项,铁比玻璃的导热率高,且铁与酸反应放出热量,故不能用铁质搅拌器,B错误;C项,最高温度表明酸和碱恰好完全反应放出热量最多,以此温度记为反应后体系的温度,C正确;D项,依题意,氢氟酸电离过程放出热量,中和反应热是酸和碱反应放出的热量再加上氢氟酸电离放出的热量数值偏大,但反应热为负值,所以结果偏低,D正确。故选B。
8.氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.吸热反应都需要加热,放热反应都不需要加热
B.水蒸气断开2 mol氧氢键吸收930 kJ能量
C.相同条件下,1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1>E2
D.该反应生成1 mol水蒸气时放出245 kJ的热量
【答案】A
【解析】A项,反应的吸放热与反应是否需要加热无必然联系,吸热反应不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,常温即可发生;放热反应也可能需要加热,如碳的燃烧需要点燃,A错误;B项,1molH2O中含有2molO-H键,由图可知形成1molH2O的共价键释放930 kJ能量,断键和成键的能量变化相反,故水蒸气断开2mol氧氢键吸收930 kJ能量,B正确;C项,断裂H-H键需要吸收能量,即2molH原子的总能量高于1molH2分子的总能量,故2E1>E2,C正确;D项,反应的 ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,代入数据得,故生成1mol水蒸气时放出245 kJ的热量,D正确;故选A。
9.相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是( )
①
②
③
④
A.ΔH1<0 ΔH2>0 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH3>ΔH4 D.ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
【答案】C
【解析】A项,反应①和②均为燃烧反应,ΔH1和ΔH2均小于0,A错误;B项,ΔH1是C(石墨)→CO2的焓变,ΔH2是CO→CO2的焓变,因C(石墨)→CO2释放热量更多,ΔH1<ΔH2,B错误;C项,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,因ΔH1<ΔH2,ΔH2−ΔH1>0,故ΔH3>ΔH4,C正确;D项,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=2(ΔH1−ΔH2)≠0,D错误;故选C。
10.已知X(g)→Y(g ΔH的反应历程如图所示,中间体1→中间体2的焓变为ΔH2,则ΔH为( )
A.E2+E4--E1-E3-ΔH2 B.E1+E3--E2-E4+ΔH2
C.E1+E4--E2-E3-ΔH2 D.E2+E3--E1-E4+ΔH2
【答案】B
【解析】反应历程图中各物质和过渡态的纵坐标表示其相对能量。由各能量差箭头的起点和终点可知,X(g)到中间体1、中间体2到Y(g)的焓变均等于对应的上升能量减去下降能量;反应总焓变等于各阶段焓变之和。根据分析得到的各阶段焓变,中间体1相对X(g)的焓变为E1-E2,中间体2相对中间体1的焓变为ΔH2,Y(g)相对中间体2的焓变为E3-E4。根据盖斯定律,。
11.N2O和CO反应可转化为无毒气体:N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH。已知该反应分两步进行,反应进程中能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.ΔH=E1-E2 B.改变反应条件可改变ΔH的值
C.ΔH<0,故反应无需加热即可发生 D.反应①的焓变ΔH1小于反应②的焓变ΔH2
【答案】D
【解析】A项,∆H=生成物的总能量-反应物的总能量或∆H=正反应的活化能-逆反应的活化能,根据图像可知ΔH≠E1-E2,A错误;B项,改变反应条件,不能改变反应物、生成物的总能量,则不能改变焓变,即不能改变ΔH的值,B错误;C项,由图可知该反应放热,ΔH<0,但反应条件与反应是放热还是吸热没有关系,C错误;D项,根据图像可知反应①放出的热量多,由于∆H小于0,所以反应①的焓变ΔH1小于反应②的焓变ΔH2,D正确;选D。
12.大气中臭氧()的自然分解和在有催化剂作用下的分解反应,反应进程分别用下图中Ⅰ、Ⅱ表示。
下列说法正确的是( )
A.两进程的焓变:ΔH(I)>ΔH(II)
B.进程Ⅱ包含2步基元反应,其中第一步为决速步骤
C.ClO是O3分解的催化剂
D.选择优良的催化剂可以降低反应的活化能和焓变
【答案】B
【解析】A项,焓变只与反应的始态和终态有关,催化剂不改变反应的焓变,故ΔH(I)=ΔH(II),A错误;B项,进程Ⅱ的能量曲线有2个能峰,说明包含2步基元反应,第一步的活化能更高,反应速率更慢,为决速步骤,B正确;C项,Cl在反应前后质量和化学质不变,是O3分解的催化剂,ClO是反应的中间产物,C错误;D项,催化剂可以降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,D错误;故选B。
13.【改编】工业上,采用氢气还原法处理尾气中的NO,发生反应的能量变化如图所示:2NO(g)+ 2H2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH。下列叙述正确的是( )
A.反应①是放热反应,反应②是吸热反应
B.活化能:反应②>反应①
C.反应②:H2O2(g)+H2(g)=2H2O(l) ΔH=-383.8kJ·mol−1
D.增大反应物浓度,可提高活化分子百分数
【答案】C
【解析】A项,观察图像可知,反应①的反应物总能量(0 kJ/mol)高于生成物N2(g)+H2O2(l)+H2(g)的总能量(-368.3 kJ/mol),属于放热反应;反应②的反应物总能量(-368.3 kJ/mol)高于生成物N2(g)+2H2O(l)的总能量(-752.1 kJ/mol),同样是放热反应,并非吸热反应,A错误;B项,活化能是反应物到对应过渡态的能量差,由图可知反应①活化能大于反应②活化能,B错误;C项,反应②的焓变:,C正确;D项,增大反应物浓度,只会增大活化分子总数,不会改变活化分子百分数;升高温度、使用催化剂才能提高活化分子百分数,D错误;故选C。
14.甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.E2=1.41eV B.步骤2逆向反应的ΔH=-0.29eV
C.步骤1的反应比步骤2慢 D.该过程实现了甲烷的氧化
【答案】B
【解析】A项,E2为过渡态1与步骤1产物的能量差,计算得,A正确;B项,步骤2逆向反应的ΔH为产物(HO-Mo-OCH3)能量减去反应物(Mo=O+CH3OH)能量,即,不是-0.29eV,B错误;C项,步骤1的活化能E1=0.70eV,步骤2的活化能,活化能越高反应速率越慢,故步骤1的反应比步骤2慢,C正确;D项,该过程中CH4转化为CH3OH,碳元素化合价升高,发生氧化反应,实现了甲烷的氧化,D正确;故选B。
15.【新考法】为了模拟工业尾气的净化原理,向恒容密闭容器中投入等物质的量的CO和O2发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)。在不同催化剂(I型、II型)下均反应2 s,测得CO转化率与温度的关系如图中实线所示,虚线表示CO的平衡转化率和温度的关系。下列说法不正确的是( )
A.2s时,测得容器O2和CO2的浓度相等,则CO转化率为66.7%
B.实验表明温度低于50℃时,催化剂I的效果优于催化剂II
C.适当延长反应时间,可以增大图中阴影部分的面积
D.50℃时,两种催化剂下的反应均达到化学平衡状态
【答案】C
【解析】A项,设起始CO和O2物质的量均为nmol,转化的CO为2xmol,根据2CO(g)+O2(g)2CO2(g)可知,转化的O2为xmol,则2s 时剩余O2为(n-x)mol,生成CO2为2xmol,容器中O2和CO2的浓度相等,恒容密闭容器中,两者的物质的量也相同,得,CO转化率为,A正确;B项,温度低于50℃时,根据图像可知,相同温度下催化剂Ⅰ对应的CO转化率更高,说明相同时间内反应速率更快,催化效果优于催化剂Ⅱ,B正确;C项,阴影面积为平衡转化率与2s 时实际转化率的差值,延长反应时间,实际转化率更接近平衡转化率,差值减小,阴影面积缩小,C错误;D项,50℃时,两种催化剂下2s的CO转化率均与平衡转化率相等,说明反应均达到化学平衡状态,D正确;故选C。
16.【新情景】氮氧化合物的转化是硝酸工业的重要环节。已知反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.2kJ·mol−1 ,存在,,其中、分别为速率常数,只受温度影响。NO2和N2O4的消耗速率随浓度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线n代表随浓度的变化曲线
B.P点时,
C.向恒温恒容平衡体系中再充入一定量的NO2,再次平衡后N2O4的体积分数会增大
D.反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数
【答案】D
【解析】A项,与c(N2O4)为一次函数关系,对应直线;与c(NO2)为二次函数关系,对应曲线m,A正确;B项,P点,由速率的定义知,则P点,即,B正确;C项,恒温恒容下充入NO2,等效于增大体系压强,反应为气体分子数减少的反应,平衡正向移动,N2O4的体积分数增大,C正确;D项,平衡时正逆反应速率相等,即,代入速率表达式得,因此平衡常数,D错误;故选D。
二、非选择题:本题共4个小题,共52分。
17.【新考法】(13分)化学反应中的能量变化通常表现为热量变化,研究热量变化具有重要的意义。化学反应的反应热可通过实验测定,也可通过计算间接获得。
(1)下列变化属于吸热反应的是_____________(填序号)。
①液态水汽化 ②食物腐败 ③浓硫酸稀释 ④碳酸钙分解 ⑤氢氧化钾和稀硫酸反应 ⑥灼热的木炭与CO2的反应Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl 晶体的反应
(2)在25℃ 、101 kPa下,23 g乙醇CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4kJ,则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为______________________。
I.中和反应反应热的实验测定
设计实验测定反应H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)的ΔH
(3)实验室中盐酸和NaOH溶液已耗尽,为完成实验请你为该兴趣小组推荐一种酸_____和一种碱_____。
(4)某次实验测得中和热ΔH=-50.5kJ·mol−1,与理论值-57.3kJ·mol−1出现较大偏差,产生偏差的原因不可能是_________(填字母序号)
A.实验装置保温、隔热效果差
B.为保证充分反应,分多次把碱溶液倒入盛有酸的小烧杯中
C.用温度计测定碱溶液起始温度后直接测定酸溶液的温度
D.用量筒量取酸和碱溶液的体积时均仰视读数
Ⅱ.通过计算间接获得反应热
(5)以NH3、CO2为原料生产尿素CO(NH2)2的反应历程与能量变化示意图如下。
①从图象分析决定生产尿素的决速步骤是第_____步反应
②合成尿素的反应CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)的 ΔH=_____(用Ea1、Ea2、Ea3、Ea4表示)
(6)用NH3催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-506.1kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)) ΔH2=-254.3kJ·mol−1
则4NH3(g)+6O2(g)=5N2(g)+6H2O(g)的反应热 ΔH3=_____kJ·mol−1。
【答案】(1)④⑥⑦(2分)
(2)CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1276.8kJ·mol−1(2分)
(3) 稀硫酸或稀硝酸(1分) 氢氧化钾(1分)
(4)D(2分)
(5) 二(1分) ΔH=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4(2分)
(6)+256.8kJ/mol(2分)
【解析】(1)①液态水气化没有新物质生成,属于物理变化;②食物腐败属于缓慢氧化,是放热反应;③浓硫酸稀释属于物理变化,放出热量;④碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,属于吸热反应;⑤氢氧化钾和稀硫酸发生中和反应,属于放热反应;⑥灼热的木炭与CO2反应生成一氧化碳,属于吸热反应;⑦Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应属于吸热反应。因此属于吸热反应的是④⑥⑦。
(2)乙醇的摩尔质量为46g/mol,23g乙醇的物质的量为0.5mol。0.5mol乙醇完全燃烧放热638.4kJ,则1mol乙醇完全燃烧放热1276.8kJ。燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1,且生成稳定的氧化物(液态水和二氧化碳气体),故热化学方程式为:CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1276.8kJ·mol−1。
(3)测定中和热需要使用强酸和强碱,且反应过程中不能生成沉淀(生成沉淀会伴随热量变化,影响测定结果)。在盐酸和NaOH溶液耗尽的情况下,可选用稀硫酸(或稀硝酸)作为酸,选用氢氧化钾溶液作为碱。
(4)实验测得中和热数值偏小(50.5<57.3),说明实验过程中测得的放热量偏少。A项,实验装置保温、隔热效果差会导致热量散失,测得放热偏少,中和热数值偏小;B项,分多次把碱溶液倒入酸中会导致热量散失,测得放热偏少,中和热数值偏小;C项,用温度计测定碱溶液起始温度后直接测定酸溶液的温度,温度计上沾有的碱会与酸提前反应放热,导致记录的酸溶液起始温度偏高,最终温差偏小,测得中和热数值偏小;D项,用量筒量取溶液时仰视读数,会导致实际量取的酸和碱体积偏大,反应生成的物质的量偏大,放出的总热量偏大,测得的温差偏大,计算出的中和热数值偏大,不可能导致偏小。故选D。
(5)① 多步反应中,活化能越大的步骤反应速率越慢,决定了总反应的速率。由图可知,第一步反应的活化能Ea1明显小于第二步反应的活化能Ea3,故决速步骤是第二步反应。② 反应热等于正反应活化能减去逆反应活化能。由图可知,第一步反应的,第二步反应的。根据盖斯定律,总反应的 ΔH=ΔH1+ΔH2=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4。
(6)已知:① 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-506.1kJ·mol−1
② N2(g)+O2(g)=2NO(g)) ΔH2=-254.3kJ·mol−1
根据盖斯定律,将反应①减去反应②的3倍(即① - ②),可消去O2,得到目标反应:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g),则该反应的反应热 。
18.【联系生产生活】(14分)氮及其化合物在农业、工业、国防等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,无催化剂时某储氢反应过程的能量变化如图所示[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1]:
①过程Ⅳ中的x=________________。
②一定条件下,向一密闭容器中充入1molN2(g)和4molH2(g)生成NH3(g),充分反应后测得放出的热量23.1 kJ,此时N2的转化率为________________。
(2)肼(N2H4)也是一种优良储氢材料。已知N2O4(l)燃烧热()为-622kJ·mol−1,则表示燃烧热的热化学方程式为_______________。
(3)N2H4是发射卫星时常用燃料之一,相关反应为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1049.6kJ·mol−1。已知2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1,N2O4(g)N2O4(l) ΔH=-28.7kJ·mol−1,则N2O4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=_______________kJ/mol。
(4)用CO可以消除氮的氧化物,例如反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)分两步进行:
Ⅰ.2NO2(g)NO(g)+NO3(g)(慢反应)
Ⅱ.CO(g)+NO3(g)CO2(g)+NO2(g)(快反应)
为了显著提高CO消除NO2的反应速率,可采取的措施有________________(填序号)。
①适当升高温度
②恒容条件下,增加CO的浓度
③研发高效催化剂,降低Ⅱ反应的活化能
④研发高效催化剂,降低Ⅰ反应的活化能
⑤将生成的NO(g)或CO2(g)从密闭容器中转移出去
(5)工业上用活性炭还原法处理NO,相关反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)。向2 L的恒容密闭容器中加入NO和足量的活性炭,恒温条件下反应,若2 min内气体密度增大了1.2 g/L,则该时间段内N2的平均反应速率为____________mol·L-1·min-1,在平衡建立的过程中,混合气体的平均摩尔质量__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) 462.2(2分) 25%(2分)
(2)N2O4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-622kJ/mol(2分)
(3)-1135.2(2分)
(4)①④(2分)
(5) 0.05(2分) 增大(2分)
【解析】(1)①根据已知热化学方程式 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1可知,生成1molNH3(g)的焓变∆H=-46.2kJ/mol;由图可知,反应的焓变 ∆H=断裂反应物中化学键吸收的总能量-形成生成物中化学键释放的总能量=1129kJ/mol-(324kJ/mol+389kJ/mol+xkJ/mol)=-46.2kJ/mol,解得x= 462.2。②反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1表示消耗1molN2和3molH2放出92.4kJ的热量;当充分反应后放出23.1kJ热量时,参加反应的N2物质的量为 =0.25mol;初始充入1molN2,故N2的转化率为 ×100%=25%。
(2)燃烧热是指101kPa,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量;N2H4(l)完全燃烧生成N2(g)和H2O(l),故表示N2H4(l)燃烧热的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ∆H=-622kJ/mol。
(3)已知:① 2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1049.6kJ·mol−1
②2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1
③N2O4(g)N2O4(l) ΔH=-28.7kJ·mol−1
根据盖斯定律,将 ①+②+③即可得到目标反应2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H= ∆H1+ ∆H2+ ∆H3=-1049.6kJ·mol−1+(-56.9kJ·mol−1l)+(-28.7kJ·mol−1)=-1135.2kJ·mol−1。
(4)多步反应的总反应速率由最慢的一步(即活化能最大的一步)决定。该反应中,反应Ⅰ为慢反应,决定了总反应速率。①适当升高温度,可以加快反应Ⅰ的速率,从而显著提高总反应速率,符合题意;②恒容条件下,增加CO的浓度,只能加快反应Ⅱ(快反应)的速率,不能显著提高总反应速率,不符合题意;③降低反应Ⅱ的活化能,只能加快反应Ⅱ(快反应)的速率,不能显著提高总反应速率,不符合题意;④降低反应Ⅰ的活化能,可以加快反应Ⅰ(慢反应)的速率,从而显著提高总反应速率,符合题意;⑤转移出生成物,会降低生成物浓度,通常会减慢反应速率,不能显著提高消除反应的速率,不符合题意;选①④。
(5)恒容密闭容器体积V=2L,气体密度增大了1.2g/L,则混合气体质量增加了 1.2g/L×2L=2.4g;根据反应方程式C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),气体质量的增加量即为参加反应的固体碳的质量,故消耗C的物质的量为 =0.2mol,由方程式可知,生成N2物质的量也为0.2mol,则该时间段内N2的平均反应速率 υ(N2)==0.05mol/(L∙min);在平衡建立的过程中,反应前后气体的总物质的量不变,但由于固体碳不断转化为气体,混合气体的总质量不断增大,根据平均摩尔质量 可知,混合气体的平均摩尔质量增大。
19.【实验探究】(13分)过硫酸钾(K2S2O8)中因含有过氧键而具有强氧化性,K2S2O8和NaI反应的离子方程式为2I-+S2O82-=2SO42-+I2,某小组设计实验探究化学反应速率与反应物物质的量浓度之间的定量关系。
【查阅资料】反应的速率方程为,其中v为化学反应速率,k为反应速率常数(仅与温度有关),a和b为对应反应物的反应级数,反应级数越大表示该反应物浓度对反应速率的影响越大。为了测出一定时间内反应的平均反应速率,反应体系中加入少量已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液,在反应进行的同时,也会发生反应I2+2S2O32-=S4O62-+2I- 反应速率极快。
(1)反应体系中加入淀粉溶液的目的是__________。
(2)若反应体系中Na2S2O3溶液的初始物质的量浓度为cmol/L,记录淀粉变蓝的时间为ts,则反应中以K2S2O8表示的平均化学反应速率v(K2S2O8)=__________用含c和t的式子表示。
【实验内容】室温下,用浓度均为0.20mol·L-1的K2S2O8、NaI、NaNO3和K2SO4溶液,0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液以及0.2%的淀粉溶液,按下表配制一系列溶液,全部加入烧杯中并混合均匀,当最后加入K2S2O8溶液时立即计时,记录淀粉溶液变蓝的时间,并计算对应的v(K2S2O8)。已知SO42-和NO3-对上述反应没有影响。
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
V(K2S2O8)/mL
20
10
5
20
20
V(NaI)/mL
20
m
20
10
5
V(K2SO4)/mL
0
10
15
0
0
V(NaNO3)/mL
0
0
0
n
15
V(Na2S2O3)/mL
8
8
8
8
8
V(淀粉)/mL
2
2
2
2
2
v(K2S2O8)/( mol·L-1·s-1)
16.84×10-6
8.46×10-6
4.23×10-6
8.42×10-6
4.21×10-6
(3)根据表中信息,补充数据:m= __________,n= __________。
(4)上述实验__________填序号是探究c(NaI)对该化学反应速率的影响。
【数据处理并得出结论】
(5)若反应级数多为正整数,请在表中选取合适数据,将下图补充完整___________________(若描点,需在旁边写出该点纵坐标的值)并根据选定的数据计算出该反应中c(I-)反应级数b的数值__________。
(6)通过数据分析,该反应中c(S2O82-)对该化学反应速率的影响__________填“>”“<”或“=”) c(I-)。
【答案】(1)作为反应的指示剂(1分)
(2)mol·L-1·s-1(2分)
(3) 20(1分) 10(1分)
(4)I、IV、V(2分)
(5) (2分) 1(2分)
(6)=(2分)
【解析】(1)反应①生成的I2会与溶液中的S2O32-迅速发生反应②,溶液中S2O32-完全反应后,反应①生成的I2遇淀粉溶液呈蓝色,加入淀粉溶液是作反应的指示剂。
(2)ts内v(K2S2O8)==mol·L-1·s-1;
(3)实验时混合溶液的总体积应保持50mL,则m=20、n=10;
(4)由表格数据可知,实验I、II、I探究c(K2S2O8)对反应速率的影响,实验I、IV和V探究c(Nal)对反应速率的影响;
(5)实验I:c(NaI)==0.08mol·L-1,v(K2S2O8)=16.84×10-6mol·L-1·s-1,同理计算实验IV和V,比较如下:
实验
c(NaI)/(mol·L-1)
v/(K2S2O8)/(mol·L-1·s-1)
I
0.08
16.84×10-6
IV
0.04
8.42×10-6
V
0.02
4.21×10-6
据此可画出坐标图;由实验IV和V中c(K2S2O8)相同,得=,解得b=1;故;
(6)由表格数据可知,实验I、II、III探究c(K2S2O8)对反应速率的影响,将实验II、III数据代入得=,解得a=1,a、b数值相等,则c(S2O82-)和c(I-)对反应速率的影响相同。
20.【新考法】(12分)氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
H-N
N-N
N≡N
O=O
H-O
键能/(kJ·mol−1)
391
160
945
498
467
根据表格数据,N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=_____________kJ·mol−1 。
(2)向一恒温恒容密闭容器中充入一定量N2O4和N2H4,发生反应:2N2H4(g) +N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH<0。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.当气体平均摩尔质量不随时间变化时,达到平衡状态
B.平衡后,充入惰性气体,平衡向右移动
C.上述反应的正反应活化能大于逆反应活化能
D.及时分离水蒸气,逆反应速率减小
(3)工业上,采用NH3还原NO法消除NO污染。一定条件下,向一恒容密闭容器中充入NH3和NO,在不同催化剂Cat1、Cat2、Cat3作用下发生反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。测得相同时间内NO的转化率随温度的变化如图1所示。
①a点时: v正(NO)__________(填“>”、“<”或“=”)v逆(NO)。
②bc段NO的转化率随温度升高而降低,可能的原因是________________________。(任答一点)
(4)工业上用天然气处理NO2,消除NO2的污染。发生的反应为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)。在一定温度下,向一恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2,发生上述反应,起始时测得总压强为90kPa。N2的分压与时间的关系如图2所示。
①0~10min内CH4的分压变化速率为_________kPa·min-1。
②该温度下,平衡常数Kp=______________kPa。
(提示:用气体分压计算的平衡常数为Kp,气体分压=总压×物质的量分数)
【答案】(1)-591(2分)
(2)AD(2分)
(3) >(2分) 该反应的正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动或升高温度,催化剂活性降低等(2分)
(4) 1.0(2分) 1.25(2分)
【解析】(1)反应的焓变ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(4×391+160+498)-(945+4×467)=-591kJ·mol−1。
(2)A项,反应前后气体总质量不变,但气体总物质的量发生变化,因此平均摩尔质量是变量,当其不变时说明反应达到平衡状态,A正确;B项,恒温恒容下充入惰性气体,反应体系中各组分浓度不变,平衡不移动,B错误;C项,该反应ΔH<0,为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,C错误;D项,及时分离水蒸气,生成物浓度减小,逆反应速率减小,D正确;故选AD。
(3)①a点时NO的转化率未达到该温度下的最大值,说明反应尚未达到平衡,正在正向进行,因此 v正(NO)>v逆(NO) 。②该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,导致NO转化率降低(或温度过高导致催化剂活性降低)。
(4)①起始时充入1molCH4和2molNO2,总压为90kPa,根据物质的量之比等于压强之比,起始p(CH4)=30kPa,p(NO2)=60kPa。由图可知,10min时生成N2的分压为10kPa,根据方程式可知消耗CH4的分压也为10kPa,则。② 平衡时各物质的分压分别为:p(CH4)=30-10=20kPa,p(NO2)=60-20=40kPa,p(CO2)=10kPa,p(H2O)=20kPa,p(N2)=10kPa;则该温度下的平衡常数。
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