精品解析:河南省实验中学2026-2027学年高二上学期第一次月考 化学试卷
2026-09-23
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内容正文:
河南省实验中学2026-2027学年上期第一次月考
高二化学
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ag 108
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个正确选项。)
1. 关于生活中的现象,下列相关描述错误的是
A. 铜雕像在酸雨环境里易发生析氢腐蚀
B. 水蒸气变成冰雹的过程中ΔH<0、ΔS<0
C. 打开碳酸饮料冒气泡,涉及化学平衡移动
D. 电池是重要能量来源,原电池反应均是自发的氧化还原反应
2. 下列有关化学反应与热效应的说法正确的是
A. HCl和NaOH的稀溶液反应生成1 mol 的反应热,则
B. 甲烷的燃烧热,则
C. 已知 。将6 mol 和过量的在一定条件下充分反应,放出热量184.8 kJ
D. 在低温下能自发进行,则该反应的
3. 在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻的浓度分别为,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A. 为 B. 为
C. 均为 D. 为
4. 向等质量的两份锌粉a、b中分别加入足量的稀硫酸,同时向a中加少量溶液,图中为产生的体积与时间的关系,其中正确的是
A. B. C. D.
5. 利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化,左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池,理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是
A. 膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜
B. 乙室的Ag电极电势高于甲室
C. 石墨1电极的反应为
D. 当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时,理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl
6. 某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况,在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。
下列说法正确的是
A. 白铁皮腐蚀过程中生成H2
B. b、d端为正极,在反应过程中变红
C. a、c端为负极,在反应过程中变蓝
D. Fe2+由c端移向d端,且e右侧形成锈迹
7. 氯碱工业是一种高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%,其工艺设计中相关物料的传输与转化如下图所示,其中的电极未标出。
下列说法错误的是
A. 甲池为电解池,X为,Y为
B. 图中NaOH溶液浓度
C. 燃料电池中负极的电极反应式:H2+2e-+2OH-=2H2O
D. 电解池的总反应:
8. 用如图所示的装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,得到具支锥形瓶中压强随时间变化的曲线以及溶解氧(DO)随时间变化的曲线如下:
下列说法错误的是
A. 整个过程中,负极电极反应为
B. 压强增大主要是因为产生了
C. pH=4.0时,正极发生了吸氧腐蚀
D. 溶液pH=2.0时,正极反应只有
9. 甲、乙两同学,均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液,各通电一段时间后,甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2,都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4
10. 下列示意图表示正确的是
A. 图①表示碳的燃烧热
B. 图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
C. 已知稳定性顺序:,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如图③
D. 由图④可知:该反应,
11. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
12. 化学能与电能的相互转化在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是
A. 装置甲工作一段时间后,阳极产物与阴极产物的物质的量之比为
B. 装置乙可以实现铁上镀光亮的铜镜(已知:能微弱电离出铜离子)
C. 装置丙若银电极增重 ,理论上有0.35 mol电子通过外电路
D. 装置丁中钢闸门应与外接电源正极相连
13. 为探究影响化学平衡移动的因素,某中学化学兴趣小组开展系列实验,记录如下表。下列判断正确的是
选项
平衡体系及颜色变化
实验操作和现象
实验结论
A
将充有NO2、N2O4的混合气体的密闭烧瓶置于热水中,气体颜色变深
升温使平衡逆向移动,说明2NO2(g)⇌N2O4(g)正反应为放热反应
B
向K2Cr2O7溶液中滴加少量NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
c(H+)减小,的转化率降低
C
向FeCl3溶液中滴加饱和KSCN溶液,溶液红色加深
增大反应物浓度,生成Fe(SCN)3的平衡常数增大
D
>0
向浓CuCl2溶液加水稀释,溶液由黄色变为蓝色
加水后[CuCl4]2-的物质的量浓度增大导致溶液变蓝
A. A B. B C. C D. D
14. 若将焦炭与固体置于的恒容密闭容器中,一定温度下发生如下反应:
ⅰ:
ⅱ:
达到平衡时的体积分数为0.25,下列说法错误的是
A. 混合气体中不再变化时,不能确定体系达到平衡状态
B. 平衡时,的转化率为
C. 该温度时,
D. 若其他条件不变,容器体积变为,再次平衡时不变
二、非选择题(本题共4小题,共58分。)
15. 中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从如图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是___________。
(2)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”“不相等”),用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(3)某学生实验记录数据如下:
实验
序号
起始温度
终止温度
硫酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=___________(结果保留一位小数)。上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________。
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
b.量取硫酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.实验装置保温、隔热效果差
16. 的资源化利用是实现“碳中和”的关键。
(1)以、为原料合成的反应是“碳中和”研究方向之一、已知4种化学键的键能:
化学键
C=O
H-H
C-H
O-H
键能()
a
b
c
d
反应的________
(2)某科研团队设计了如图所示的电解装置,可将和NaCl高效转化为CO和NaClO。
①A、B电极均为惰性电极,A电极为________(填“阴极”或“阳极”),其电极反应式为________。
②质子交换膜仅允许通过,迁移方向为________(填“左→右”或“右→左”)。
③标准状况下,若电路中转移4 mol电子,生成的CO体积为________L,生成的NaClO物质的量为________mol。
④产生的CO可用于制作燃料电池。某燃料电池以KOH为电解质,负极处通入的气体为___________(填“CO”或“”),正极的电极反应式为________。
17. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。已知下列反应的热化学方程式:
① (平衡常数)
② (平衡常数)
③ (平衡常数)
(1)ΔH2 =_____________(需算出具体数值);______________(用含和的代数式表示)。
(2)若容器中只发生反应②,下列叙述一定能说明反应②达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 断裂4 mol键的同时生成4 mol键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)列举两种可提高反应②中转化率的措施____________________。
(4)在恒压密闭容器内,充入0.2mol(g)与0.4mol(g)只发生反应③。(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①请回答:比较压强:______(填“>”“<”或“=”),维持温度不变,向A点状态的容器中充入氩气,的转化率______(填“升高”“降低”或“不变”)。
②B点处,容器体积为2 L,则℃时该反应的平衡常数K=___________L/mol。
③比较A、B、C三点的平衡常数大小___________(用KA、KB、KC表示)。
18. 据报道:4月28日,2025碳达峰碳中和绿色发展论坛在京举行,论坛主题为“推动绿色低碳发展助力中国式现代化”。开发新能源是解决环境污染的重要举措,工业上常用CH4与CO2反应制备H2和CO,用H2和CO合成甲醇,用H2和CO2合成甲醚。CO2加氢制甲醚的反应原理如下:
其分步反应及副反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ. ΔS3
回答下列问题:
(1)上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图所示,其中表示反应Ⅲ的随温度的变化曲线是___________(填a、b或c),由此可知反应Ⅲ 的ΔS3___________0(填“<”“=”或“>”)。
(2)在1 L恒容密闭容器中分别通入1 mol CO2与1 mol CH4,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①该反应的___________0(填“<” “=” 或 “>”)。
②在1100ºC温度下,压强为P4时,在b点:___________(填“<” “=” 或 “>”)。
③若刚性(恒容)绝热密闭容器中只发生反应:,下列一定能说明反应达到平衡状态的是___________。
A.气体混合物的密度不再变化
B.CH4消耗速率和CO生成速率等于1:2
C.CO和H2的物质的量之比不再变化
D.气体平均相对分子质量不再变化
E.体系的压强不再变化
F.体系的温度不再变化
④对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强P(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp),则该反应的平衡常数表达式___________;假设P4=0.36 MPa,求a点的平衡常数___________。(保留3位有效数字,分压=总压×物质的量分数。)
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河南省实验中学2026-2027学年上期第一次月考
高二化学
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ag 108
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个正确选项。)
1. 关于生活中的现象,下列相关描述错误的是
A. 铜雕像在酸雨环境里易发生析氢腐蚀
B. 水蒸气变成冰雹的过程中ΔH<0、ΔS<0
C. 打开碳酸饮料冒气泡,涉及化学平衡移动
D. 电池是重要能量来源,原电池反应均是自发的氧化还原反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜的金属活动性顺序位于氢之后,无法与反应生成,酸雨环境中铜不能发生析氢腐蚀,A错误;
B.水蒸气变为冰雹是气态水变为固态水的过程,过程放热,故,同时体系混乱度减小,熵减,故,B正确;
C.碳酸饮料中存在平衡,打开瓶盖后体系压强减小,平衡正向移动,释放出气体,涉及化学平衡移动,C正确;
D.原电池是将化学能自发转化为电能的装置,其反应基础均为自发进行的氧化还原反应,D正确;
故选A。
2. 下列有关化学反应与热效应的说法正确的是
A. HCl和NaOH的稀溶液反应生成1 mol 的反应热,则
B. 甲烷的燃烧热,则
C. 已知 。将6 mol 和过量的在一定条件下充分反应,放出热量184.8 kJ
D. 在低温下能自发进行,则该反应的
【答案】D
【解析】
【详解】A.和的稀溶液反应除中和放热外,生成沉淀也会放热,故生成2 mol 时放出的热量大于,A错误;
B.燃烧热要求可燃物完全燃烧生成稳定氧化物(指定产物),H元素对应稳定氧化物为,气态水能量高于液态水,故生成气态水时反应放出的热量小于,,B错误;
C.合成氨反应为可逆反应,不能完全转化为,故反应放出的热量小于,C错误;
D.该反应中气体反应物总物质的量为,气体生成物总物质的量为,故,反应自发的判据为,低温下能自发说明,D正确;
故选D。
3. 在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻的浓度分别为,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A. 为 B. 为
C. 均为 D. 为
【答案】B
【解析】
【分析】根据可逆反应的极端假设法可知,的平衡浓度范围,的平衡浓度范围,,的平衡浓度范围。
【详解】A.为对应反应正向进行完全的情况,可逆反应无法完全进行到底,A错误;
B.为,在的平衡浓度范围内,反应逆向进行消耗,生成和,符合化学计量关系,B正确;
C.若为,说明反应逆向进行,浓度增加,对应浓度应减少,即平衡时应为,不可能为,C错误;
D.为对应反应逆向进行完全的情况,可逆反应无法完全进行到底,D错误;
答案选B。
4. 向等质量的两份锌粉a、b中分别加入足量的稀硫酸,同时向a中加少量溶液,图中为产生的体积与时间的关系,其中正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】a中Zn置换出Cu形成Zn-Cu原电池,反应速率更快(曲线更陡),且置换Cu消耗部分Zn,最终生成的体积小于b,符合图示,故答案选A。
5. 利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化,左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池,理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是
A. 膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜
B. 乙室的Ag电极电势高于甲室
C. 石墨1电极的反应为
D. 当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时,理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl
【答案】A
【解析】
【分析】该装置左侧为浓差原电池,右侧为电解池,实现海水淡化装置,甲室Ag电极发生Ag-e-=Ag+,该电极为负极,乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag,该电极为正极,故石墨1电极为阳极,石墨2电极为阴极,NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室,膜2为阳离子交换膜,阴离子Cl-移向阳极室,膜1为阴离子交换膜,从而模拟实现海水淡化;
【详解】A.NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室,膜2为阳离子交换膜,阴离子Cl-移向阳极室,膜1为阴离子交换膜,A错误;
B.由上述分析可知,乙室的Ag电极为正极,故电势高于甲室,B正确;
C.石墨1电极为阳极,电极反应为,C正确;
D.乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag,增加21.6g为生成的Ag的质量,物质的量为,转移电子0.2mol,理论上NaCl溶液移向阳极室的Cl-为0.2mol,移向阴极室的Na+为0.2mol,故质量减少0.2mol35.5g/mol+0.2mol23g/mol=11.7g,D正确;
答案选A。
6. 某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况,在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。
下列说法正确的是
A. 白铁皮腐蚀过程中生成H2
B. b、d端为正极,在反应过程中变红
C. a、c端为负极,在反应过程中变蓝
D. Fe2+由c端移向d端,且e右侧形成锈迹
【答案】D
【解析】
【详解】A.白铁皮在中性溶液中发生吸氧腐蚀,正极反应为,无生成,A错误;
B.金属活泼性,白铁皮中(b端)为负极,(a端)为正极;马口铁中(c端)为负极,(d端)为正极。正极生成使酚酞变红,仅d端变红,b为负极不变红,B错误;
C.a端为正极,反应无生成,不会遇铁氰化钾变蓝;仅c端为负极,生成使铁氰化钾变蓝,C错误;
D.原电池中阳离子向正极移动,故由负极c端移向正极d端;与正极生成的在e右侧(靠近d端)结合生成,进一步被氧化为,最终分解形成铁锈,D正确;
故本题选D。
7. 氯碱工业是一种高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%,其工艺设计中相关物料的传输与转化如下图所示,其中的电极未标出。
下列说法错误的是
A. 甲池为电解池,X为,Y为
B. 图中NaOH溶液浓度
C. 燃料电池中负极的电极反应式:H2+2e-+2OH-=2H2O
D. 电解池的总反应:
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,甲池为电解池,精制饱和氯化钠溶液电解生成氢氧化钠、氢气 氯气,反应的化学方程式为:;乙池为碱性氢氧燃料电池,则X为氯气、Y为氢气;通入氢气的电极为燃料电池的负极,碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水,电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O,放电消耗氢氧根离子,钠离子通过阳离子交换膜进入正极区,则负极区氢氧化钠溶液的浓度减小;通入除去二氧化碳的空气的电极为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为: O2+2H2O+4e-= 4OH-,放电生成氢氧根离子,则正极区氢氧化钠溶液的浓度增大。
【详解】A.由分析可知,甲池为电解池,X为氯气、Y为氢气,A正确;
B.由分析可知,乙池为碱性氢氧燃料电池,负极区氢氧化钠溶液的浓度减小、正极区氢氧化钠溶液的浓度增大,所以氢氧化钠溶液的浓度大小顺序为:b>a>c,B正确;
C.由分析可知,通入氢气的电极为燃料电池的负极,碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水,电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O,C错误;
D.由分析可知,电解池的总反应为:,D正确;
故选C。
8. 用如图所示的装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,得到具支锥形瓶中压强随时间变化的曲线以及溶解氧(DO)随时间变化的曲线如下:
下列说法错误的是
A. 整个过程中,负极电极反应为
B. 压强增大主要是因为产生了
C. pH=4.0时,正极发生了吸氧腐蚀
D. 溶液pH=2.0时,正极反应只有
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁与碳粉形成原电池,Fe作负极发生氧化反应,电极反应为,A正确;
B.时酸性较强,析氢腐蚀生成,产气的增压效应超过耗氧的降压效应,导致压强增大,B正确;
C.时瓶内压强减小,且溶解氧浓度随时间下降,说明正极消耗,发生了吸氧腐蚀,C正确;
D.时溶解氧浓度仍不断降低,说明正极同时发生吸氧腐蚀,反应还有,并非只有析氢反应,D错误。
9. 甲、乙两同学,均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液,各通电一段时间后,甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2,都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4
【答案】B
【解析】
【详解】惰性电极电解硫酸铜溶液,遵循“析出什么补什么”的复原原则:甲加入即可复原,说明电解仅析出和,生成时,转移电子;乙加入才可复原,可拆写为,说明除析出(转移电子)外,还额外电解了,电解水转移电子,乙总转移电子为,二者转移电子物质的量之比为,故选B。
10. 下列示意图表示正确的是
A. 图①表示碳的燃烧热
B. 图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
C. 已知稳定性顺序:,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如图③
D. 由图④可知:该反应,
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳的燃烧热指1molC完全燃烧生成气态二氧化碳放出的热量,图①的产物为CO,故A错误;
B.图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应,a点CO和H2转化率相同,当按照化学计量数之比投入时,两者转化率相同,即a=2,故B错误;
C.物质的能量越低越稳定,稳定性顺序B<A<C,物质的能量为B>A>C,可知A→B为吸热反应,B→C为放热反应,反应过程中的能量变化曲线如③图,故C正确;
D.由图④可知,该反应随温度升高,Z的体积分数增大,说明反应温度升高,平衡向正反应方向移动,则该反应为吸热反应,;随压强增大,Z的体积分数减小,说明反应压强升高,平衡向逆反应方向移动,为分子数增大的反应,则n<p,故D错误;
故答案选C。
11. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.焓变为生成物总能量与反应物总能量的差值,也等于正反应活化能减去逆反应活化能,即,A错误;
B.时刻转化率为,消耗浓度为,根据反应计量关系,生成浓度为,平均速率,B错误;
C.平衡时转化率为,则平衡浓度:,,代入平衡常数表达式:,C错误;
D.由图1可知反应物总能量高于生成物,反应放热,,升高温度平衡逆向移动,平衡转化率减小,平衡浓度大于原平衡的,D正确;
故选D。
12. 化学能与电能的相互转化在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是
A. 装置甲工作一段时间后,阳极产物与阴极产物的物质的量之比为
B. 装置乙可以实现铁上镀光亮的铜镜(已知:能微弱电离出铜离子)
C. 装置丙若银电极增重 ,理论上有0.35 mol电子通过外电路
D. 装置丁中钢闸门应与外接电源正极相连
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置甲为电解熔融氯化钠,阳极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极反应为:2Na++2e−=2Na,阳极产物与阴极产物的物质的量之比为1:2,A正确;
B.电镀要求待镀金属(铁)作阴极,镀层金属(铜)作阳极,且电解质含铜离子,B正确;
C.装置为原电池,银电极为正极,电极反应式为Ag++e-=Ag,增重37.8 g Ag,物质的量为 =0.35 mol,每1 mol Ag⁺还原需1 mol e⁻,故转移电子0.35 mol,C正确;
D.外加电流阴极保护法中,被保护金属(钢闸门)需与外接电源负极相连作阴极,防止失电子被腐蚀,辅助电极作阳极,D错误;
故选D。
13. 为探究影响化学平衡移动的因素,某中学化学兴趣小组开展系列实验,记录如下表。下列判断正确的是
选项
平衡体系及颜色变化
实验操作和现象
实验结论
A
将充有NO2、N2O4的混合气体的密闭烧瓶置于热水中,气体颜色变深
升温使平衡逆向移动,说明2NO2(g)⇌N2O4(g)正反应为放热反应
B
向K2Cr2O7溶液中滴加少量NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
c(H+)减小,的转化率降低
C
向FeCl3溶液中滴加饱和KSCN溶液,溶液红色加深
增大反应物浓度,生成Fe(SCN)3的平衡常数增大
D
>0
向浓CuCl2溶液加水稀释,溶液由黄色变为蓝色
加水后[CuCl4]2-的物质的量浓度增大导致溶液变蓝
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.升温使气体颜色变深,NO2浓度增大,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,A正确;
B.加NaOH溶液使c(H+)减小,平衡正向移动,溶液由橙色变黄色,转化率应升高,B错误;
C.增大SCN-浓度,平衡正向移动,溶液红色加深,但平衡常数只与温度有关,C错误。
D.加水稀释,平衡向左移动,溶液由黄色变蓝色,但[CuCl4]2-浓度减小,D错误。
故答案选A。
14. 若将焦炭与固体置于的恒容密闭容器中,一定温度下发生如下反应:
ⅰ:
ⅱ:
达到平衡时的体积分数为0.25,下列说法错误的是
A. 混合气体中不再变化时,不能确定体系达到平衡状态
B. 平衡时,的转化率为
C. 该温度时,
D. 若其他条件不变,容器体积变为,再次平衡时不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应ⅱ中与的生成计量数之比为,反应过程中始终等于,该比值不变无法判断体系是否平衡,A正确;
B.设反应ⅱ生成的浓度为,则平衡时,反应ⅰ的平衡常数仅和气体浓度有关,故,由体积分数为得,解得,反应ⅰ生成的总为,消耗的物质的量为,转化率为,B错误;
C.,C正确;
D.反应ⅰ的平衡常数,温度不变则不变,再次平衡时仍为,D正确。
二、非选择题(本题共4小题,共58分。)
15. 中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从如图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是___________。
(2)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”“不相等”),用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(3)某学生实验记录数据如下:
实验
序号
起始温度
终止温度
硫酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=___________(结果保留一位小数)。上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________。
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
b.量取硫酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.实验装置保温、隔热效果差
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2) ①. 不相等 ②. 相等 ③. 偏小
(3) ①. kJ/mol ②. acd
【解析】
【小问1详解】
中和热的测定实验中需要让反应快速完成,故在温度计中间需要放一个环形玻璃搅拌棒。
【小问2详解】
若改用和溶液进行反应,与上述实验相比增加了硫酸的量,反应进行更彻底放出的热更多;而中和热与量无关,中和反应生成1mol水放出的热相同,故两组实验中和热相等;一水合氨是弱电解质,在水中的电离是吸热反应,故换成氨水后中和热数值会因为电离吸热而偏小;
【小问3详解】
第一次测定温度差为:(23.2-20.05)℃=3.15℃,第二次测定的温度差为:(23.4-20.3)℃=3.1℃,第三次测定的温度差为:(23.6-20.55)℃=3.05℃,三次温度差的平均值为3.1℃,50 mL 0.55 mol/L氢氧化钠与50 mL 0.25 mol/L硫酸溶液进行中和反应,生成水的物质的量为0.05 L×0.50 mol/L=0.025 mol,溶液的质量为:100 mL×1 g/cm3=100 g,温度变化的值为ΔT=3.1℃,则生成0.025 mol水放出的热量为:Q=m•c•ΔT=100 g×4.18 J/(g•℃)×3.1℃=1295.8 J,即1.2958 kJ,所以实验测得的中和热ΔH=-51.8 kJ/mol;
上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是
a.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,选项a正确;
b.量取硫酸的体积时仰视读数,会导致所量的硫酸体积偏大,由于硫酸是限制反应物,参加反应的物质的量增多,放出的热量偏多,测得的中和热数值偏大,选项b错误;
c.分多次把NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小,选项c正确;
d.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,选项d正确;
故选acd。
16. 的资源化利用是实现“碳中和”的关键。
(1)以、为原料合成的反应是“碳中和”研究方向之一、已知4种化学键的键能:
化学键
C=O
H-H
C-H
O-H
键能()
a
b
c
d
反应的________
(2)某科研团队设计了如图所示的电解装置,可将和NaCl高效转化为CO和NaClO。
①A、B电极均为惰性电极,A电极为________(填“阴极”或“阳极”),其电极反应式为________。
②质子交换膜仅允许通过,迁移方向为________(填“左→右”或“右→左”)。
③标准状况下,若电路中转移4 mol电子,生成的CO体积为________L,生成的NaClO物质的量为________mol。
④产生的CO可用于制作燃料电池。某燃料电池以KOH为电解质,负极处通入的气体为___________(填“CO”或“”),正极的电极反应式为________。
【答案】(1)
(2) ①. 阴极 ②. ③. 右→左 ④. 44.8 ⑤. 2 ⑥. CO ⑦.
【解析】
【小问1详解】
反应焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,1mol 中含有2mol 键,4mol 中含有4mol 键,1mol 中含有4mol 键,2mol 中含有4mol 键,因此。
【小问2详解】
①A电极处转化为,C元素化合价从+4降低为+2,得电子发生还原反应,因此A电极为阴极,酸性环境下配平电极反应式为。
②电解池中阳离子向阴极移动,为阳离子,阴极位于左室,因此迁移方向为右→左。
③生成1mol 转移2mol电子,电路中转移4mol电子时,生成的物质的量为,标准状况下体积为。转化为时,Cl元素化合价从-1升高为+1,每生成1mol 转移2mol电子,转移4mol电子时生成的物质的量为。
④燃料电池中负极通入燃料,因此负极通入的气体为;碱性电解质条件下,正极得电子生成,配平电极反应式为。
17. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。已知下列反应的热化学方程式:
① (平衡常数)
② (平衡常数)
③ (平衡常数)
(1)ΔH2 =_____________(需算出具体数值);______________(用含和的代数式表示)。
(2)若容器中只发生反应②,下列叙述一定能说明反应②达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 断裂4 mol键的同时生成4 mol键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)列举两种可提高反应②中转化率的措施____________________。
(4)在恒压密闭容器内,充入0.2mol(g)与0.4mol(g)只发生反应③。(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①请回答:比较压强:______(填“>”“<”或“=”),维持温度不变,向A点状态的容器中充入氩气,的转化率______(填“升高”“降低”或“不变”)。
②B点处,容器体积为2 L,则℃时该反应的平衡常数K=___________L/mol。
③比较A、B、C三点的平衡常数大小___________(用KA、KB、KC表示)。
【答案】(1) ①. +261 kJ/mol ②. (2)CD
(3)增大浓度、及时移出生成物(或适当升高温度、减小压强,任意回答2条,合理即可)
(4) ①. > ②. 降低 ③. 200 ④.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可得,反应②=反应①-反应③,,反应平衡常数。
【小问2详解】
A.断裂4 mol键表示反应消耗1 mol,生成4 mol键表示反应生成4 mol,由反应②化学方程式可知两者均表示正反应速率,不能判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;
B.由反应②方程式可知反应中与物质的量变化量之比为1:4,恒温恒容条件下,两者浓度之比等于物质的量之比,始终为1:4,不能判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.反应②气体总物质的量随着反应的进行而变化,反应物和生成物均为气体,容器内气体总质量不变,恒温恒压条件下,混合气体体积与气体总物质的量成正比,混合气体体积会发生变化,密度也随之变化,反应平衡时,混合气体总质量、气体体积保持恒定,混合气体密度保持不变,C符合题意;
D.由盖斯定律可得反应②焓变,恒容绝热条件下,随着反应的进行,容器内温度不断变化,反应平衡常数随之变化,当反应达到平衡状态时,容器内温度保持不变,不再改变,D符合题意;
故答案选CD;
【小问3详解】
反应②,正反应为吸热反应、气体分子数增加,可通过增大浓度、及时移出生成物、适当升高温度、减小压强等操作使得反应平衡正向移动,增大反应②中的转化率;
【小问4详解】
① 由已知信息反应③,正反应为气体分子总数减小的反应,相同温度下,增大压强,反应平衡向气体分子数减小的方向移动,即反应平衡正向移动,平衡转化率增大,因此可得压强大小关系为>;温度不变、恒压密闭容器中充入氩气,容器体积增大,容器内各气体浓度减小,反应平衡逆向(向气体分子数增加的方向)移动,转化率降低;
② B点平衡转化率为80%,则转化了,列三段式可得:
反应平衡常数。
③反应平衡常数只与温度有关,A、B点温度均为,反应平衡常数不变,即,由图像可知温度,反应③,正反应为放热反应、逆反应为吸热反应,温度升高,反应平衡逆向移动(向吸热反应方向移动),反应平衡常数减小,故。
18. 据报道:4月28日,2025碳达峰碳中和绿色发展论坛在京举行,论坛主题为“推动绿色低碳发展助力中国式现代化”。开发新能源是解决环境污染的重要举措,工业上常用CH4与CO2反应制备H2和CO,用H2和CO合成甲醇,用H2和CO2合成甲醚。CO2加氢制甲醚的反应原理如下:
其分步反应及副反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ. ΔS3
回答下列问题:
(1)上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图所示,其中表示反应Ⅲ的随温度的变化曲线是___________(填a、b或c),由此可知反应Ⅲ 的ΔS3___________0(填“<”“=”或“>”)。
(2)在1 L恒容密闭容器中分别通入1 mol CO2与1 mol CH4,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①该反应的___________0(填“<” “=” 或 “>”)。
②在1100ºC温度下,压强为P4时,在b点:___________(填“<” “=” 或 “>”)。
③若刚性(恒容)绝热密闭容器中只发生反应:,下列一定能说明反应达到平衡状态的是___________。
A.气体混合物的密度不再变化
B.CH4消耗速率和CO生成速率等于1:2
C.CO和H2的物质的量之比不再变化
D.气体平均相对分子质量不再变化
E.体系的压强不再变化
F.体系的温度不再变化
④对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强P(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp),则该反应的平衡常数表达式___________;假设P4=0.36 MPa,求a点的平衡常数___________。(保留3位有效数字,分压=总压×物质的量分数。)
【答案】(1) ①. c ②. >
(2) ①. > ②. > ③. DEF ④. ⑤. 1.64
【解析】
【小问1详解】
(1)根据公式,当时,。由盖斯定律可知,总反应 = 反应Ⅰ×2 + 反应Ⅱ,即,解得。已知,。在图中,当时,只有曲线c的截距大于0,故曲线c表示反应Ⅲ。曲线c随温度升高减小,即斜率,故。
【小问2详解】
(2)①由图可知,压强一定时,温度升高,的平衡转化率增大,说明升温使平衡正向移动,正反应为吸热反应,故。
②b点在等压线下方,说明此时的转化率低于平衡转化率,反应正向进行,故。
③A.恒容容器中气体总质量不变,密度始终不变,不能说明达到平衡,A错误;
B.消耗速率和生成速率均表示正反应速率,始终满足1:2,不能说明达到平衡,B错误;
C.起始只充入和,生成的和物质的量之比始终为1:1,不能说明达到平衡,C错误;
D.反应前后气体总物质的量变化,气体总质量不变,平均相对分子质量变化,不变时说明达到平衡,D正确;
E.该反应前后气体分子数不等,且在绝热容器中温度会变化,压强随之变化,压强不变说明达到平衡,E正确;
F.绝热容器中反应吸热会导致温度下降,温度不变说明达到平衡,F正确。
故答案选DEF。
④根据平衡常数定义,用分压代替浓度,该反应的平衡常数表达式。a点时的转化率为80%,起始通入1 mol 和1 mol ,则平衡时和均为0.2 mol,生成的和均为1.6 mol,气体总物质的量为3.6 mol。各组分的分压分别为,。代入表达式得。
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