精品解析:河南省部分学校2026-2027学年高二上学期9月阶段检测 化学试题
2026-09-25
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内容正文:
2026—2027学年度高二上学期阶段检测(一)
化学试题
注意事项:
1.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.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24
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. 下列属于放热反应的有
①氢气与氯气反应②碳酸氢钠固体和盐酸反应③灼热的炭和二氧化碳反应④酸碱中和反应⑤铝热反应⑥八水合氢氧化钡与氯化铵的反应
A. ①④⑤ B. ①②④⑤ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①氢气与氯气反应是放热反应,故选;
②碳酸氢钠固体和盐酸反应是吸热反应,故不选;
③灼热的炭和二氧化碳反应是吸热反应,故不选;
④酸碱中和反应是放热反应,故选;
⑤铝热反应是放热反应,故选;
⑥八水合氢氧化钡与氯化铵的反应是吸热反应,故不选;
属于放热反应的是①④⑤;
答案选A。
2. 已知1mol燃料完全燃烧的数据分别为:
燃料
一氧化碳
甲烷(CH4)
异辛烷(C8H18)
乙醇(C2H6O)
△H(kJ/mol)
-283.0
-891.0
-5461.0
-1366.8
使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是
A. 一氧化碳 B. 甲烷 C. 异辛烷 D. 乙醇
【答案】B
【解析】
【详解】燃烧放出的热量相同时,生成CO2最少的(或生成1mol O2时放出的热量最多的)符合题意,生成1molCO2放出的热量分别为:CO为283.0kJ,甲烷为891.0kJ,异辛烷为=682.6kJ,乙醇为=683.4kJ,故选B。
3. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 化学反应都伴随着能量变化,伴随着能量变化的都是化学反应
B. 需加热才能发生的反应一定是吸热反应
C. 化学反应中的能量变化的大小只与反应物的质量多少有关
D. 化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学反应均伴随能量变化,但能量变化不一定是化学反应(如冰融化吸热是物理变化),A错误;
B.是否需要加热与反应吸热或者放热无关(如木炭燃烧需引燃但属放热反应),B错误;
C.能量变化还与物质种类、状态及反应条件有关,而仅非质量因素,C错误;
D.化学键断裂(吸能)与形成(放能)的能量差是反应能量变化的主要因素,D正确;
故选D。
4. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. 已知正丁烷的燃烧热为2878 kJ·mol-1,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1
B. 已知在一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应生成NH3(g),释放出38.6kJ的热量,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物的焓变,而该方程式中反应物为2 mol正丁烷,ΔH应为-5756 kJ·mol⁻¹,与题目数据不符,A错误;
B.合成氨为可逆反应,1mol N2与3 mol H2无法完全转化为2mol NH3,释放的热量小于理论值,因此热化学方程式中的ΔH不能直接取38.6kJ,B错误;
C.中和热是强酸和强碱生成1 mol H2O的焓变,稀硫酸与稀NaOH反应生成1 mol H2O时ΔH为-57.3 kJ·mol⁻¹,方程式书写正确,C正确;
D.ΔH=+1.9 kJ·mol⁻¹表明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,D错误;
故选C。
5. 可逆反应 速率变化如图所示。导致时刻速率变化的原因可能是
A. 增大A的浓度 B. 使用催化剂 C. 增大压强 D. 升高温度
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大A的浓度时,瞬间生成物浓度不变,逆反应速率应与原平衡速率相等,之后逐渐增大,而图中逆反应速率瞬间增大,不符合,A错误;
B.使用催化剂可同等程度增大正、逆反应速率,平衡不移动,速率改变后保持恒定,图中为标注清晰将正逆速率线小幅错开,实际速率相等,符合图像特征,B正确;
C.该反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,改变条件后正反应速率会逐渐减小、逆反应速率逐渐增大,直到达到新平衡,速率线不会保持水平,不符合,C错误;
D.该反应ΔH>0,正反应吸热,升高温度平衡正向移动,改变条件后正反应速率会逐渐减小、逆反应速率逐渐增大,速率线不会保持水平,不符合,D错误;
故答案选B。
6. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇(CH3OH)与水在铜催化剂上的反应机理和能量图如下所示。
下列说法中不正确的是
A. 反应Ⅰ和反应Ⅱ相比,反应Ⅱ的速率更快
B. 反应Ⅱ是放热反应,但是反应Ⅰ和反应Ⅱ总的反应过程是吸热的
C. 铜催化剂不会影响反应速率
D. CO在反应中生成且又消耗,但CO并不是催化剂
【答案】C
【解析】
【分析】结合机理图,铜为催化剂,反应I中分解生成和,反应II中与反应生成和,为中间产物。消去中间产物得总反应为。结合能量图,反应I的活化能大于反应II的活化能,反应I反应物总能量低于生成物总能量,反应II反应物总能量高于生成物总能量,总反应反应物总能量低于生成物总能量。
【详解】A.活化能越小反应速率越快,反应II的活化能小于反应I,反应II速率更快,A正确;
B.反应II反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应;总反应反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,B正确;
C.铜为催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,C错误;
D.在反应I中生成,反应II中消耗,为中间产物,不是催化剂,D正确;
故选C。
7. 下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是
A. 增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B. 加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
C. 升高温度,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
D. 增大压强,就可提高单位体积内活化分子数,从而提高反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大反应物浓度,能增大单位体积内活化分子数,提高反应速率,但活化分子百分数不变,A错误;
B.催化剂能降低反应活化能,活化分子的数目和百分数均增加,有效碰撞次数增加,加快反应速率,B错误;
C.升高温度使分子能量增加,活化分子的数目和百分数均增加,有效碰撞次数增加,提高反应速率,C正确;
D.对于有气体参与的反应,增大压强能提高单位体积内活化分子数,从而提高反应速率,对于仅有固体或液体参加的反应,增大压强对反应没有影响,D错误;
故答案为C。
8. 对于反应,科学家根据光谱学研究提出如下反应历程:
第一步: 快速平衡
第二步: 慢反应
第三步: 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是
A. 反应速率
B. 恒温恒容条件下,充入惰性气体Ar不影响该反应速率
C. 是该反应的催化剂,是中间产物
D. 若第一步反应,则升高温度,正减小,逆增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据总反应,NO和H2的消耗速率均为N2生成速率的两倍,即v(NO)=v(H2)=2v(N2),A错误;
B.恒温恒容下充入Ar,各反应物浓度不变,反应速率不受影响,B正确;
C.N2O是中间产物(第二步生成、第三步消耗),而非催化剂;N2O2也是中间产物,C错误;
D.升高温度时,无论ΔH正负,正逆反应速率均增大,D错误;
故选B。
9. 一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入2molA(g)和2molB(g),发生反应:A(g)+3B(g)=C(s)+xD(g),测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A. x=2 B. 2min时,改变的条件可能是升高温度
C. 0~2min,(B)=0.15mol·L-1·min-1 D. 反应至3min时,反应速率:正>逆
【答案】A
【解析】
【分析】由反应方程式可知,0~4 min内,A、B为反应物,起始浓度均为,浓度减小,且转化的A、B浓度之比为,D为生成物,浓度增大,因此Ⅰ为A,Ⅱ为D,Ⅲ为B。
【详解】A.由反应方程式可知,,0~2 min内,曲线Ⅰ从浓度1.0降至0.9,则,曲线Ⅱ从浓度0上升至0.1,则,曲线Ⅲ从浓度1.0降至0.7,则,因此,A错误;
B.2~4 min,各物质浓度变化量明显增大且2 min时的浓度不发生变化,因此改变的条件是升高温度或使用催化剂,B正确;
C.0~2 min,,C正确;
D.3 min时,A、B浓度仍在降低,D浓度仍在升高,说明反应正向进行,,D正确;
故答案选A。
10. 一定温度下,向容积为1 L的密闭容器中通入一定量的,发生反应:,,各组分的浓度随时间的变化如下表。
t/s
0
20
40
60
80
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
0
0.076
0.104
0.120
0.120
下列说法正确的是
A. 在60 s时,反应的速率为0
B. 升高温度,反应的化学平衡常数减小
C. 80 s时,再充入、各0.12 mol,平衡不移动
D. 80 s时,将容器的容积改为0.5 L,达到新平衡后,混合气体的颜色比原平衡的浅
【答案】C
【解析】
【分析】表中60 s和80 s时两种物质的浓度分别相同,说明60 s时反应已达到化学平衡,平衡浓度分别为、。对于反应,将浓度按以为单位的数值代入,可得。温度不变时,平衡常数不变,可将改变条件后的反应商与比较,判断平衡是否移动及移动方向。下文计算反应商时采用相同的浓度单位。
【详解】A.60 s时反应已达到化学平衡,但化学平衡是动态平衡,正、逆反应仍在进行,正、逆反应速率相等且均不为0,即,A错误;
B.该反应的,正反应为吸热反应,升高温度有利于正反应进行,化学平衡常数增大,B错误;
C.80 s时体系已达到平衡,容器容积为1 L,再充入两种气体各0.12 mol,两者的浓度增量均为,充入后瞬间,,,此时,体系仍处于平衡状态,平衡不移动,C正确;
D.80 s时将容积由1 L压缩为0.5 L,压缩瞬间两种气体的浓度均变为原来的2倍,即、,此时,平衡逆向移动,逆向反应过程中,浓度减小,浓度增大,反应商逐渐减小,若浓度降至原平衡的,根据反应的化学计量关系,浓度将为,对应的反应商为,因此,在浓度降至原平衡浓度之前,体系就已达到新的平衡,新平衡时浓度仍大于,为红棕色气体,为无色气体,故新平衡时混合气体的颜色比原平衡的深,D错误;
故选C。
11. 在2L密闭容器中,800℃时,反应体系中各物质的浓度变化如图所示,且n(NO)随时间的变化如下表所示。下列有关说法正确的是
时间
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
A. 图中表示NO2变化的曲线是b
B. 图中A点;
C. O2的初始的物质的量为
D. 恒容下充入O2后,反应物的转化率均可提高
【答案】A
【解析】
【分析】反应为,、为反应物,浓度随反应进行减小,为生成物,浓度随反应进行增大。初始物质的量为,容器体积为,故初始浓度为,因此初始浓度为的下降曲线为的浓度变化曲线。平衡时,故平衡时,。根据反应计量数关系,,故的平衡浓度为,对应上升曲线中平衡浓度约为~的b曲线为的变化曲线。另一条下降曲线为的浓度变化曲线,其初始浓度大于。与浓度相等时,满足,解得,对应,此时浓度为,图中A点纵坐标大于,为与的交点。
【详解】A.由上述推导,的平衡浓度为,对应曲线b,A正确;
B.图中A点纵坐标大于,为与的交点,,B错误;
C.平衡时消耗的物质的量为,故初始物质的量大于,不可能为,C错误;
D.恒容下充入,平衡正向移动,的转化率提高,但的转化率降低,并非所有反应物转化率均提高,D错误;
故选 A。
12. 下列实验装置(部分夹持装置略)或操作能达到相应实验目的的是
A.探究温度对化学平衡的影响
B.探究浓度对化学反应速率的影响
C.推动活塞探究压强对平衡的影响
D.验证FeCl3对H2O2分解的催化作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.两组实验仅温度不同,反应为放热反应,可通过气体颜色变化判断平衡移动方向,能探究温度对化学平衡的影响,A正确;
B.与反应无明显现象,无法观察反应速率的差异,不能探究浓度对化学反应速率的影响,B错误;
C.反应为反应前后气体分子数不变的反应,压强改变平衡不移动,无法探究压强对平衡的影响,C错误;
D.两组实验存在温度、是否添加两个变量,不符合控制变量法,无法验证对分解的催化作用,D错误;
故选 A。
13. 已知硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸的反应如下:
某兴趣小组以该反应为例探究影响反应速率的因素并设计了如下实验。
实验序号
反应温度
溶液的体积/mL
稀硫酸的体积/mL
开始出现浑浊所需时间
1
20
10.0
10.0
0
2
50
10.0
0
3
20
4.0
10.0
下列说法不正确的是
A. 若用实验1和实验2探究温度对该反应速率的影响,则
B. 进行实验2时,可先分别将Na2S2O3溶液、H2SO4溶液和水置于热水浴中加热到所需温度再快速混合发生反应,记录出现浑浊所需时间
C. 通过产生气泡的多少来判断反应速率快慢更好
D. 将水更换为Na2SO4溶液,对实验结果无影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.探究温度对反应速率的影响需控制除温度外其余条件完全一致,实验1与实验2应保持的浓度、体积相同,故,A正确;
B.先将各试剂分别预热至目标温度再混合,可避免混合过程中温度变化带来的实验误差,保证反应在设定温度下进行,B正确;
C.反应生成的可溶于水,产生气泡的现象不明显,而单质沉淀导致的浑浊现象更易观测,通过记录出现浑浊的时间判断反应速率快慢更准确,C错误;
D.不参与该反应,替换为溶液仅改变溶剂组成,不改变、的浓度,对实验结果无影响,D正确;
故选 C。
14. 溶液中存在平衡:(橙色)(黄色)。用溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是
A. ①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B. ②中被还原
C. 对比②和④可知酸性溶液氧化性强
D. 若向④中加入70%溶液至过量,溶液变为橙色
【答案】D
【解析】
【详解】A.向①中滴加溶液,浓度增大,平衡逆向移动,浓度增大,橙色加深;向③中滴加溶液,与反应使浓度减小,平衡正向移动,浓度增大,溶液变黄,A正确;
B.②中溶液变为绿色,说明元素从+6价被还原为+3价的,被还原,B正确;
C.②为酸性条件,可氧化乙醇,④为碱性条件,滴加乙醇溶液不变色,说明氧化性弱,可知酸性溶液氧化性强,C正确;
D.向④中加入过量溶液,溶液变为酸性,转化为,酸性条件下会与溶液中的发生氧化还原反应生成绿色的,溶液不会变为橙色,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某实验小组同学研究中和反应的反应热,已知反应中放出的热量。
(1)小组同学用如图所示装置进行中和反应的反应热测定,该装置缺少的仪器是__________。
(2)采用盐酸与溶液混合,其中,NaOH溶液稍过量的原因是______________________________。
(3)烧杯间填满碎纸条的作用是______________________________;若烧杯间没有碎纸条,求得的ΔH将__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)若用的盐酸与的NaOH溶液进行反应,放出的热量_________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)操作(2)。已知:中和反应的反应热的理论值为。若用溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合,则放出的热量________。
(5)用的盐酸与的NaOH溶液进行实验,测得实验数据如下表。
实验次数
起始温度
终止温度
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.4
4
26.4
26.2
26.3
29.6
可以近似地认为的盐酸与的NaOH溶液的密度都是,反应后生成的溶液的比热容。则该实验测得中和反应的反应热ΔH =__________(结果保留一位小数)。
【答案】(1)玻璃搅拌器
(2)使盐酸完全被中和
(3) ①. 防止热量散失 ②. 偏大
(4) ①. 大于 ②. 小于
(5)-56.8
【解析】
【分析】本实验目的为测定中和反应的反应热,实验原理为,中和反应反应热为生成1mol水时放出的热量,对应焓变为负值。实验装置需减少热量散失,同时保证一种反应物完全过量以确保另一种反应物完全反应。
【小问1详解】
中和热测定实验中,为使酸碱混合均匀、反应充分,需使用玻璃搅拌器搅拌,故该装置缺少的仪器是玻璃搅拌器。
【小问2详解】
NaOH溶液稍过量,可保证盐酸完全参与中和反应,避免因盐酸未完全反应导致测得的放热量偏小,减小实验误差。
【小问3详解】
烧杯间填满碎纸条可减少实验过程中的热量散失,提升测定结果的准确度。若烧杯间没有碎纸条,反应放出的热量会散失到环境中,测得的终止温度偏低,温度差偏小,计算得到的反应放出热量偏小,因焓变为负值,求得的将偏大。
【小问4详解】
用60mL 0.50的盐酸与50mL 0.55的NaOH溶液反应,生成水的物质的量大于操作2中生成水的物质的量,反应放出的热量与参与反应的物质的量成正比,故放出的热量大于操作2。为弱酸,电离过程需要吸收热量,故1L 1溶液与等体积等浓度NaOH溶液反应时,总放出的热量小于57.3kJ。
【小问5详解】
首先处理实验数据,实验2的温度差为,与其余三组数据偏差过大,属于异常数据,予以剔除。剩余三组实验的温度差分别为、、,温度差平均值为。 反应后溶液总体积为,总质量为,反应放出的热量。 反应生成水的物质的量为,故中和反应的反应热。
16. 运用所学知识回答下列问题。
(1)已知:① ;
② 。
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式为____________________。
(2)相关化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能/
946
436
390.8
则反应 __________。
(3)已知:经过两步完成,反应如下。
第1步:……
第2步:
则第1步的基元反应为________________。
(4)已知某可逆反应:在密闭容器中进行。下图表示反应物B的百分含量与时间()、温度()、压强()的变化关系,则由图可知m+n__________y(填“>”“<”或“=”,下同);__________0 。
(5)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下图所示。
①“反应ⅱ”中脱去H2O(g)步骤的活化能为__________eV。
②总反应的决速步骤包含在反应__________中(填“i”“ⅱ”或“ⅲ”)。
【答案】(1)
(2)+90.8 (3)
(4) ①. < ②. >
(5) ①. 2.69 ②. ⅲ
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应可由②-①得到,因此,故热化学方程式为 ;
【小问2详解】
反应热,即;
【小问3详解】
总反应为,已知第2步反应为,根据盖斯定律,第1步反应 = 总反应-第2步反应,即;
【小问4详解】
由图可知,温度同为时,曲线先达到平衡,说明压强,压强越大,B的百分含量越高,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应为气体体积减小的方向,故 ;压强同为时,曲线先达到平衡,说明温度,温度越高,B的百分含量越低,说明升高温度平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,故;
【小问5详解】
①反应ⅱ中脱去的步骤是从相对能量的中间态经过过渡态TS5(相对能量 ),其活化能为;
②整个反应历程中,活化能最大的步骤是决速步骤,计算各步骤活化能可知,反应ⅲ中经过TS7的步骤活化能最大,为,因此总反应的决速步骤包含在反应ⅲ中。
17. 合成甲醇(CH3OH)的反应原理为:。
(1)向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中均充入2molCO2和8molH2,甲、乙分别在不同温度下发生上述反应,反应过程中n(CO2)随时间的变化如图1所示。
①甲容器中,反应至2min时,H2的物质的量浓度为__________;乙容器中,在0~5min内,CH3OH的平均反应速率为__________。
②乙容器中H2的平衡转化率为__________。
③甲、乙两容器中反应的平衡常数__________(填“>”“<”或“=”)。
(2)CO加氢也可合成甲醇,一定条件下,向容积为1L的密闭容器内,充入1molCO与2mol H2发生反应:,在不同压强下测得CO的平衡转化率与温度关系如图2所示。
①压强,、由大到小的排序为____________________。
②压强为时,A点的(正)__________(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③该反应的逆反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应;A、B、C、D四点的平衡常数、、、的大小关系是____________________。
【答案】(1) ①. 2.5 ②. 0.125 ③. 56.25% ④. <
(2) ①. ②. > ③. 吸热 ④.
【解析】
【分析】图1为甲、乙容器中物质的量随时间变化曲线,初始投料相同,乙达到平衡的时间更短,反应速率更快,说明乙的反应温度高于甲;平衡时乙中物质的量小于甲,说明升高温度反应正向移动,正反应为吸热反应,温度越高平衡常数越大。图2为不同压强下平衡转化率随温度变化曲线,反应正向为气体分子数减少的反应,相同温度下压强越大,平衡正向移动程度越大,平衡转化率越高,因此相同温度下转化率,对应压强;随温度升高平衡转化率降低,说明升高温度该反应平衡逆向移动,正反应为放热反应,平衡常数仅与温度有关,温度升高平衡常数减小,相同温度下平衡常数相等。
【小问1详解】
①甲容器反应至2min时,,反应消耗的物质的量为,根据反应计量关系,消耗的物质的量为,剩余物质的量为,容器体积为2.0L,因此的物质的量浓度为。
乙容器中0~5min内,反应消耗的物质的量为,根据反应计量关系,生成的物质的量为1.25mol,因此的平均反应速率为。
②乙容器达到平衡时,,反应消耗的物质的量为,消耗的物质的量为,因此的平衡转化率为。
③该反应正反应为吸热反应,乙的反应温度高于甲,温度越高平衡常数越大,因此。
【小问2详解】
①反应正向为气体分子数减少的反应,相同温度下,压强越大平衡正向移动程度越大,的平衡转化率越高,相同温度下平衡转化率,因此压强大小关系为。
②压强为时,A点的转化率未达到该温度下的平衡转化率,反应正向进行,因此。
③随温度升高的平衡转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,因此逆反应为吸热反应。平衡常数仅与温度有关,温度升高该反应平衡逆向移动,平衡常数减小,相同温度下平衡常数相等,B、C温度相同,,A温度低于B,,D温度高于C,,因此大小关系为。
18. 的综合利用是实现“碳中和”的措施之一。
Ⅰ.和在催化剂表面可以合成,该反应的历程和相对能量的变化情况如图甲所示(*指粒子吸附在催化剂表面,指H吸附在催化剂载体的氧原子上,TS表示过渡态)。
(1)该反应的__________0(填“>”或“<”),决定该过程的总反应速率的基元反应的化学方程式为_____________________________。
(2)下列说法正确的是__________(填字母)。
a.增大催化剂表面积可提高在催化剂表面的吸附速率
b.比的能量高
c.催化效果更好的是催化剂2
d.使用高活性催化剂可降低反应的焓变,增大反应速率
Ⅱ.和在一定条件下可以合成甲醇(),该过程存在副反应ii。
反应i:
反应ii:
(3)有关物质的能量如图乙所示,则 =__________。
(4)恒温、恒容下,仅发生反应ii,反应达到平衡状态的标志是__________(填字母)。
a.CO的浓度不再发生变化
b.气体的平均相对分子质量不再发生变化
c.气体的密度不再发生变化
d.的值不再发生变化
(5)在5 MPa下,将的混合气体在催化剂作用下进行反应,体系中气体平衡组成比例(CO和在含碳产物中的物质的量分数)及的平衡转化率随温度的变化如图丙所示。
①表示平衡时在含碳产物中物质的量分数的曲线是__________(填“a”或“b”)。
②的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是____________________________________________________________。
③250℃时反应i的=__________(用最简分数表示;为以气体分压代替气体浓度所表示的平衡常数,气体的分压=气体的物质的量分数×总压)。
【答案】(1) ①. > ②. (或)
(2)ac (3)+41
(4)ad (5) ①. a ②. 升高到一定温度后,继续升温,以反应ii为主,该反应为吸热反应,平衡正向移动 ③.
【解析】
【分析】图甲中,和先吸附在催化剂表面,随后转化为和;再与结合,形成。之后氢发生转移,形成吸附态的,最终脱附得到。两种催化剂对应路径的起点、终点相同,中间各状态的能量不同。总反应的焓变取决于终点与起点的能量差,各基元反应的活化能则应由相应过渡态与该步反应物的能量差确定。
【小问1详解】
图甲中,产物的相对能量高于反应物和的总相对能量,因此总反应吸热,。分别比较两条路径中各基元反应的能垒,经过过渡态生成这一步所需克服的能垒最大,反应最慢,决定总反应速率。该基元反应为,也可略去这一步中未发生变化的,写为;
【小问2详解】
a.增大催化剂表面积,可增加气体与催化剂的接触面积及可供吸附的位置,从而提高在催化剂表面的吸附速率,a正确;
b.图甲中,两种催化剂对应的能量均低于的能量,b错误;
c.决定总反应速率的是与结合生成这一步。由相应过渡态与该步反应物的能量差可知,催化剂2对应的活化能较小,因而催化效果更好,c正确;
d.高活性催化剂可通过改变反应历程、降低活化能来增大反应速率,但不能改变反应物与产物的能量差,因而不能降低反应的焓变,d错误;
故选ac;
【小问3详解】
反应ii为。图乙中,、、的相对焓分别为、、,的相对焓为0。按生成物总焓减去反应物总焓,有,故填+41;
【小问4详解】
a.仅发生反应ii时,CO的物质的量随反应进行而变化。恒容条件下,CO的浓度不再变化,表明其生成速率与消耗速率相等,反应达到平衡状态,a正确;
b.反应ii的气体化学计量数之和在反应前后相等。设初始气体总物质的量为,正向反应消耗的物质的量为,则。各物质均为气体,气体总质量也不变,因此气体的平均摩尔质量始终不变,平均相对分子质量也始终不变,不能据此判断反应达到平衡,b错误;
c.反应ii中各物质均为气体,气体总质量守恒;容器容积不变,因此在反应过程中始终不变,不能据此判断反应达到平衡,c错误;
d.设、、CO、的初始物质的量浓度依次为、、、,正向反应引起的浓度减少量为,则。在各浓度均为正的范围内,随着正向反应进行,分子减小、分母增大,该比值减小;逆向反应进行时该比值增大。因此该比值不再变化,说明体系组成不再变化,反应达到平衡状态,d正确;
故选ad;
【小问5详解】
①反应i为放热反应,反应ii为吸热反应,升温不利于甲醇生成而有利于CO生成,因此在含碳产物中的物质的量分数随温度升高而减小,对应图丙中的曲线a;
②较低温度下,以生成甲醇的放热反应i为主,升温时的平衡转化率下降。温度升高到一定程度后,以生成CO的吸热反应ii为主,继续升温有利于反应ii正向进行,使的平衡转化率增大;
③图丙在250℃处,两条含碳产物组成曲线对应的物质的量分数均为50%;转化率曲线标注点为(250,20),故此时的平衡转化率为20%。取初始、的物质的量分别为5 mol、16 mol,则反应消耗的物质的量为。两种含碳产物每个分子均含一个碳原子,因此平衡时。由反应i:,生成0.5 mol甲醇消耗0.5 mol 、1.5 mol ,同时生成0.5 mol ;由反应ii:,生成0.5 mol CO消耗0.5 mol 、0.5 mol ,同时生成0.5 mol 。所以平衡时,,,。平衡气体总物质的量为。根据气体分压等于其物质的量分数乘以总压,得,,,。则反应i的平衡常数为。
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2026—2027学年度高二上学期阶段检测(一)
化学试题
注意事项:
1.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.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24
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. 下列属于放热反应的有
①氢气与氯气反应②碳酸氢钠固体和盐酸反应③灼热的炭和二氧化碳反应④酸碱中和反应⑤铝热反应⑥八水合氢氧化钡与氯化铵的反应
A. ①④⑤ B. ①②④⑤ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
2. 已知1mol燃料完全燃烧的数据分别为:
燃料
一氧化碳
甲烷(CH4)
异辛烷(C8H18)
乙醇(C2H6O)
△H(kJ/mol)
-283.0
-891.0
-5461.0
-1366.8
使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是
A. 一氧化碳 B. 甲烷 C. 异辛烷 D. 乙醇
3. 下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 化学反应都伴随着能量变化,伴随着能量变化的都是化学反应
B. 需加热才能发生的反应一定是吸热反应
C. 化学反应中的能量变化的大小只与反应物的质量多少有关
D. 化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
4. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. 已知正丁烷的燃烧热为2878 kJ·mol-1,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1
B. 已知在一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应生成NH3(g),释放出38.6kJ的热量,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
5. 可逆反应 速率变化如图所示。导致时刻速率变化的原因可能是
A. 增大A的浓度 B. 使用催化剂 C. 增大压强 D. 升高温度
6. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇(CH3OH)与水在铜催化剂上的反应机理和能量图如下所示。
下列说法中不正确的是
A. 反应Ⅰ和反应Ⅱ相比,反应Ⅱ的速率更快
B. 反应Ⅱ是放热反应,但是反应Ⅰ和反应Ⅱ总的反应过程是吸热的
C. 铜催化剂不会影响反应速率
D. CO在反应中生成且又消耗,但CO并不是催化剂
7. 下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是
A. 增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B. 加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
C. 升高温度,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
D. 增大压强,就可提高单位体积内活化分子数,从而提高反应速率
8. 对于反应,科学家根据光谱学研究提出如下反应历程:
第一步: 快速平衡
第二步: 慢反应
第三步: 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是
A. 反应速率
B. 恒温恒容条件下,充入惰性气体Ar不影响该反应速率
C. 是该反应的催化剂,是中间产物
D. 若第一步反应,则升高温度,正减小,逆增大
9. 一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入2molA(g)和2molB(g),发生反应:A(g)+3B(g)=C(s)+xD(g),测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A. x=2 B. 2min时,改变的条件可能是升高温度
C. 0~2min,(B)=0.15mol·L-1·min-1 D. 反应至3min时,反应速率:正>逆
10. 一定温度下,向容积为1 L的密闭容器中通入一定量的,发生反应:,,各组分的浓度随时间的变化如下表。
t/s
0
20
40
60
80
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
0
0.076
0.104
0.120
0.120
下列说法正确的是
A. 在60 s时,反应的速率为0
B. 升高温度,反应的化学平衡常数减小
C. 80 s时,再充入、各0.12 mol,平衡不移动
D. 80 s时,将容器的容积改为0.5 L,达到新平衡后,混合气体的颜色比原平衡的浅
11. 在2L密闭容器中,800℃时,反应体系中各物质的浓度变化如图所示,且n(NO)随时间的变化如下表所示。下列有关说法正确的是
时间
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
A. 图中表示NO2变化的曲线是b
B. 图中A点;
C. O2的初始的物质的量为
D. 恒容下充入O2后,反应物的转化率均可提高
12. 下列实验装置(部分夹持装置略)或操作能达到相应实验目的的是
A.探究温度对化学平衡的影响
B.探究浓度对化学反应速率的影响
C.推动活塞探究压强对平衡的影响
D.验证FeCl3对H2O2分解的催化作用
A. A B. B C. C D. D
13. 已知硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸的反应如下:
某兴趣小组以该反应为例探究影响反应速率的因素并设计了如下实验。
实验序号
反应温度
溶液的体积/mL
稀硫酸的体积/mL
开始出现浑浊所需时间
1
20
10.0
10.0
0
2
50
10.0
0
3
20
4.0
10.0
下列说法不正确的是
A. 若用实验1和实验2探究温度对该反应速率的影响,则
B. 进行实验2时,可先分别将Na2S2O3溶液、H2SO4溶液和水置于热水浴中加热到所需温度再快速混合发生反应,记录出现浑浊所需时间
C. 通过产生气泡的多少来判断反应速率快慢更好
D. 将水更换为Na2SO4溶液,对实验结果无影响
14. 溶液中存在平衡:(橙色)(黄色)。用溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是
A. ①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B. ②中被还原
C. 对比②和④可知酸性溶液氧化性强
D. 若向④中加入70%溶液至过量,溶液变为橙色
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某实验小组同学研究中和反应的反应热,已知反应中放出的热量。
(1)小组同学用如图所示装置进行中和反应的反应热测定,该装置缺少的仪器是__________。
(2)采用盐酸与溶液混合,其中,NaOH溶液稍过量的原因是______________________________。
(3)烧杯间填满碎纸条的作用是______________________________;若烧杯间没有碎纸条,求得的ΔH将__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)若用的盐酸与的NaOH溶液进行反应,放出的热量_________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)操作(2)。已知:中和反应的反应热的理论值为。若用溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合,则放出的热量________。
(5)用的盐酸与的NaOH溶液进行实验,测得实验数据如下表。
实验次数
起始温度
终止温度
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.4
4
26.4
26.2
26.3
29.6
可以近似地认为的盐酸与的NaOH溶液的密度都是,反应后生成的溶液的比热容。则该实验测得中和反应的反应热ΔH =__________(结果保留一位小数)。
16. 运用所学知识回答下列问题。
(1)已知:① ;
② 。
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式为____________________。
(2)相关化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能/
946
436
390.8
则反应 __________。
(3)已知:经过两步完成,反应如下。
第1步:……
第2步:
则第1步的基元反应为________________。
(4)已知某可逆反应:在密闭容器中进行。下图表示反应物B的百分含量与时间()、温度()、压强()的变化关系,则由图可知m+n__________y(填“>”“<”或“=”,下同);__________0 。
(5)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下图所示。
①“反应ⅱ”中脱去H2O(g)步骤的活化能为__________eV。
②总反应的决速步骤包含在反应__________中(填“i”“ⅱ”或“ⅲ”)。
17. 合成甲醇(CH3OH)的反应原理为:。
(1)向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中均充入2molCO2和8molH2,甲、乙分别在不同温度下发生上述反应,反应过程中n(CO2)随时间的变化如图1所示。
①甲容器中,反应至2min时,H2的物质的量浓度为__________;乙容器中,在0~5min内,CH3OH的平均反应速率为__________。
②乙容器中H2的平衡转化率为__________。
③甲、乙两容器中反应的平衡常数__________(填“>”“<”或“=”)。
(2)CO加氢也可合成甲醇,一定条件下,向容积为1L的密闭容器内,充入1molCO与2mol H2发生反应:,在不同压强下测得CO的平衡转化率与温度关系如图2所示。
①压强,、由大到小的排序为____________________。
②压强为时,A点的(正)__________(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③该反应的逆反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应;A、B、C、D四点的平衡常数、、、的大小关系是____________________。
18. 的综合利用是实现“碳中和”的措施之一。
Ⅰ.和在催化剂表面可以合成,该反应的历程和相对能量的变化情况如图甲所示(*指粒子吸附在催化剂表面,指H吸附在催化剂载体的氧原子上,TS表示过渡态)。
(1)该反应的__________0(填“>”或“<”),决定该过程的总反应速率的基元反应的化学方程式为_____________________________。
(2)下列说法正确的是__________(填字母)。
a.增大催化剂表面积可提高在催化剂表面的吸附速率
b.比的能量高
c.催化效果更好的是催化剂2
d.使用高活性催化剂可降低反应的焓变,增大反应速率
Ⅱ.和在一定条件下可以合成甲醇(),该过程存在副反应ii。
反应i:
反应ii:
(3)有关物质的能量如图乙所示,则 =__________。
(4)恒温、恒容下,仅发生反应ii,反应达到平衡状态的标志是__________(填字母)。
a.CO的浓度不再发生变化
b.气体的平均相对分子质量不再发生变化
c.气体的密度不再发生变化
d.的值不再发生变化
(5)在5 MPa下,将的混合气体在催化剂作用下进行反应,体系中气体平衡组成比例(CO和在含碳产物中的物质的量分数)及的平衡转化率随温度的变化如图丙所示。
①表示平衡时在含碳产物中物质的量分数的曲线是__________(填“a”或“b”)。
②的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是____________________________________________________________。
③250℃时反应i的=__________(用最简分数表示;为以气体分压代替气体浓度所表示的平衡常数,气体的分压=气体的物质的量分数×总压)。
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