内容正文:
2026-2027高二年级9月学情检测
化学试卷
时间:75分钟 分数:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12
一、选择题(本题包括14个小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列说法或表示方法正确的是
A. C(s)的摩尔燃烧焓是,则的
B. 在稀溶液中:,若将含与含2molNaOH的稀溶液混合,放出的热量小于114.6kJ
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下不相同
D. 由可知金刚石比石墨稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩尔燃烧焓是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时的焓变,C完全燃烧的稳定产物为,题给反应生成属于不完全燃烧,放出热量小于2mol完全燃烧放出的787,故,A错误;
B.为弱酸,电离过程吸收热量,因此2mol与2mol的稀溶液反应生成2mol时,放出的热量小于,B正确;
C.反应的焓变只与反应物和生成物的总能量差有关,与反应条件无关,因此光照和点燃条件下该反应的相同,C错误;
D.该反应,为吸热反应,说明石墨的能量低于金刚石,物质能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,D错误;
故选B。
2. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。下列说法正确的是
A. 图甲:固态硫转化为气态硫,发生放热反应
B. 图乙:白磷比红磷更稳定
C. 图丙:1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和
D. 图丁:将1 mol N2与3 mol H2充入密闭容器中发生反应N2 + 3H22NH3,充分反应后放热92 kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.固态硫能量低于气态硫,固态硫转化为气态硫,发生吸热反应,A错误;
B.能量越低越稳定,故红磷比白磷更稳定,B错误;
C.由图可知为放热反应,故1molNO2和1molCO的键能总和小于1molNO和1 molCO2的键能总和,C正确;
D.将1molN2与3molH2充入密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,由于为可逆反应,充分反应后放热小于92kJ,D错误;
故选C。
3. 中和热测定实验中,用盐酸和进行实验,下列说法不正确的是
A. 改用盐酸跟溶液进行反应,求出的中和热数值和原来相同,放热不同
B. 所加溶液过量,目的是保证盐酸完全被中和
C. 酸碱混合时,量筒中溶液应缓缓倒入小烧杯中,不断用玻璃棒搅拌
D. 装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
【答案】C
【解析】
【详解】A.中和热是稀酸和稀碱反应生成1mol水时放出的热量,因此改用60mL0.50mol/L 盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,求出的中和热数值和原来相同,放出热量多少与反应的物质的量有关,因此放出热量是不同的,故A说法正确;
B.所加氢氧化钠溶液过量,其目的是保证盐酸完全被中和,故B说法正确;
C.酸碱混合时,量筒中的NaOH溶液应迅速倒入小烧杯,减少热量损失,故C说法错误;
D.装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失,故D说法正确;
答案为C。
4. 肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将已知反应进行的变换可得到目标反应,根据盖斯定律计算得,故选B。
5. 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。
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T℃时(各物质均为气态),甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:下列说法正确的是
A. 反应Ⅱ的热化学方程式为:(a>0)
B. 1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
C. CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
D. 选择优良的催化剂可以改变反应速率,减少过程中的能耗和反应的焓变
【答案】B
【解析】
【分析】由反应机理图可以得到两个分步反应,反应Ⅰ为:、反应Ⅱ为:,因此总反应为:,据此解答。
【详解】A.由能量图可知,反应Ⅱ的反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,则反应Ⅱ的热化学方程式为:(a<0),A错误;
B.由分析可知,总反应为:,由能量图可知,总反应的反应物总能量低于生成物总能量,因此和的总能量小于和的总能量,B正确;
C.是反应Ⅰ的生成物、反应Ⅱ的反应物,属于中间产物,不是催化剂,C错误;
D.催化剂可以降低反应活化能,加快反应速率、减少过程能耗,但焓变只由反应物和生成物的总能量差决定,催化剂不能改变反应的焓变,D错误;
故选B。
7. 根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A. 图甲所示,t0时改变的条件一定是加入了催化剂
B. 图乙所示,若,则a+b<c
C. 图丙所示,该反应ΔH<0
D. 图丁所示,t2-t3平衡逆向移动,平衡时C的体积分数一定小于平衡时
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲反应为,反应前后气体分子数不变,t0时改变条件,同时增大且相等,则平衡不移动,改变的条件可能是加入催化剂或增大压强(对气体分子数不变的反应,加压,同等程度增大,平衡不移动),并非“一定是催化剂”,A错误;
B.图乙反应中Y为固体,气体反应物仅X(系数a),气体产物为Z(系数c),若时,相同温度下对应X体积分数更大,说明加压平衡逆向移动,即逆向气体分子数减少,即a < c,b为固体系数不影响气体体积变化,故“a+b < c”错误,B错误;
C.图丙反应,图中温度升高,A平衡时物质的量增大、C平衡时物质的量减小,说明升温平衡逆向移动,逆向为吸热方向,则正向为放热反应,,C正确;
D.图丁反应,正向气体分子数增大(1+2=3 < 2+3=5),图中时刻与相同(不变),然后逐渐增大,说明在时刻突增,则时刻改变的条件可能是增大生成物或的浓度,则平衡逆移,平衡时C体积分数可能增大(若增大的是C的浓度)也可能减小(若增大的是D的浓度),故“一定小于”错误,D错误;
故选C。
8. 丁烯是石油化工基础原料,在石油化工烯烃原料中地位仅次于乙烯和丙烯,我国科学家研究不同催化剂下丁烷脱氢制丁烯,催化反应历程如图所示[注:标*的物质表示吸附在催化剂上的中间产物,0.06 eV表示1个个的能量]。
下列说法错误的是
A. 由催化反应历程可知,催化剂不会改变反应的热效应
B. 1 mol丁烷发生脱氢制丁烯一共会吸收 eV的能量
C. 图示历程中包含5个基元反应(一步直接转化为产物的反应)
D. 催化剂C时,决速步骤的方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由催化反应历程可知,催化剂不能改变反应物和生成物的总能量,所以催化剂不会改变反应的热效应,故A正确;
B.1 mol丁烷发生脱氢制丁烯一共吸收0.06 eV×6.02×1023=eV的能量,故B正确;
C.基元反应指有断裂化学键、形成化学键或既有化学键断裂又有化学键形成的过程,该反应历程包含3个基元反应,故C错误;
D.催化剂C时, 基元反应的活化能最大,反应速率最慢,是决速步骤的方程式,故D正确;
选C。
9. 下列为化学反应速率和化学平衡图像,其中图像和实验结论正确的是
A. 图1对应
B. 图2对应 ,M点正反应速率<N点逆反应速率
C. 图3对应 ,恒温恒容,按不同投料比充入和进行反应,若平衡时和的转化率相等,则
D. 图4对应,A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率,压强最小的是B点,化学平衡常数最小的是A点
【答案】C
【解析】
【详解】A.图一保持压强不变,随温度升高,Z的体积分数增大,平衡右移,升高温度往吸热方向移动,故>0 ,A错误;
B.M点达到平衡,v(正)=v(逆),N点未达到平衡,v(正)>v(逆),从N→M点v(正)不断减小,v(逆)不断增大,N点v(逆)<M点v(逆),故M点正反应速率>N点逆反应速率,B错误;
C.当起始投料等于系数比时,CO于H2转化率相等,C正确;
D.由图4可看出温度升高NO转化率减小,平衡左移,温度升高向吸热方向移,因此正反应为放热反应<0,故升高温度,平衡左移,NO转化率减小,平衡常数减小,减小压强往系数大的方向移,即往逆向移,NO转化率减小,平衡常数不变,故压强最小的是A点,化学平衡常数最小的是B点,D错误;
故选C。
10. 在密闭容器中投入、发生反应:。下列说法正确的是
A. A图表示时刻增大的浓度后的速率变化关系
B. B图表示C的平衡体积分数随A投料的变化关系,其中A的转化率
C. C图表示反应相同时间,B的浓度随温度的变化关系,其中一定处于平衡状态
D. D图表示A的平衡转化率与温度、压强的变化关系,由图可知
【答案】B
【解析】
【详解】A.若时刻增大的浓度,改变瞬间正反应速率不变,逆反应速率突然增大,即时刻应与原平衡速率相等,但图中时刻比原平衡速率大,不符合变化规律,A错误;
B.固定的投料,不断增加的起始物质的量:C的平衡体积分数先升后降,b点是C体积分数最高点,此时A、B投料比为化学计量数之比,的投料越多,B转化率越高,自身转化率持续降低,投料量:a<b<c,故转化率a>b>c,B正确;
C.温度越高反应速率越快,未达到平衡时,温度越高,相同时间内消耗越多,浓度越低,图中温度高于,但更大,说明一定达到平衡状态,不一定处于平衡,C错误;
D.同一温度下,压强增大,的转化率升高,说明增大压强平衡正向移动,正反应为气体分子数减少的反应,因此,D错误;
故选B。
11. 一定温度下,体积为的刚性密闭容器中发生工业烟气脱硝中的核心反应:,若与反应达到平衡时,的转化率为且体系总压为,下列说法正确的是
A. 该温度下的压强平衡常数
B. 在C足量的情况下,再充入一定量的,达到平衡,的百分含量保持不变
C. 若温度升高,体系总压增大,则该反应的
D. 达到平衡时,向体系中加入等物质的量的、和,平衡不发生移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.列三段式计算平衡时各气体物质的量:,,,总气体物质的量为,分压分别为、、,代入得,与不符,A错误;
B.该反应前后气体计量数之和相等,恒温恒容下充入属于等效平衡,且为固体,足量时不影响平衡,因此的百分含量保持不变,B正确;
C.刚性容器恒容,反应体系中气体总物质的量不变,根据,温度升高时即使平衡不移动总压也会增大,无法判断反应焓变,C错误;
D.加入等物质的量的、和后,计算得分压商,平衡逆向移动,D错误;
故选B。
12. 在温度T1时,向一体积固定为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,5min后反应达到平衡,CO2的转化率为20%。下列说法正确的是
A. 前5min,平均反应速率v(H2)=0.06 mol·L−1·min−1
B. 当v正(CO2)=3v逆(H2)时,说明反应已达到平衡状态
C. 该温度下反应平衡常数的值为
D. 若平衡后升温,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡左移
【答案】A
【解析】
【详解】A.前5 min,反应的物质的量为,对应反应的为,,A正确;
B.平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比,满足时反应达平衡,选项中比例关系不成立,B错误;
C.列三段式计算:,则平衡时各物质的量浓度为,,,,带入平衡常数表达式,得该温度下平衡常数,C错误;
D.升高温度,正、逆反应速率均增大,该反应为放热反应,平衡左移,选项描述正反应速率减小错误,D错误;
故选A。
13. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 的平衡转化率
【答案】A
【解析】
【分析】根据图像可知,投料比x相同时,随温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明该反应为吸热反应;n(H2O)越大,投料比x越小,当温度相同时,n(H2O)越大,CH4的平衡转化率越大,则x1<x2,据此分析回答。
【详解】A.根据图像可知,b、c点的温度相同,由于x1<x2,CH4的平衡转化率:b>c,b点对应的投料比x值较小,对应的n(H2O)较大,因此b点的反应物浓度较大,则反应速率,A错误;
B.根据分析可知,x1<x2,B正确;
C.该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,化学平衡常数增大,且平衡常数只与温度有关,因此,C正确;
D.由A项可知,b点对应的投料比x值较小,对应的n(H2O)较大,CH4的平衡转化率相同时,H2O的平衡转化率:a<c,D正确;
故选A。
14. 向密闭容器中加入一定量固体,发生反应:。保持温度不变,以极慢的速度缓缓扩大容器容积,容器内浓度与容器容积的关系如下表所示。下列说法正确的是
容器容积/L
1
2
3
4
a
A. 容积从变成的过程中,平衡一直朝逆反应方向移动
B. 容积为时,的转化率为
C. 容积为时,再加入一些固体,浓度不发生改变
D. 该反应的平衡常数为
【答案】B
【解析】
【分析】保持温度不变,以极慢的速度缓缓扩大容器容积,PCl5(s)⇌PCl3(g)+Cl2(g)在体积为1L和2L时c(PCl3)=c(Cl2)=2a mol/L,说明在体积为1L和2L时达到平衡状态,K= c(PCl3)×c(Cl2)=4a2,在体积为3L时c(PCl3) =mol/L,Q<Ksp,此时n(PCl3) =4a mol,与2L时n(PCl3) =2a×2 mol=4mol相等,说明在体积为2L之后PCl5已完全分解。
【详解】A.容积从2L到4L的过程中,2L时已完全分解,后续扩大容积没有反应物可供平衡正向移动,平衡不发生移动,并非一直朝逆反应方向移动,A错误;
B.2L时恰好完全分解,生成n(PCl3) =2a×2 mol=4mol,因此初始总物质的量为4a mol;1L时分解的为1L×2a mol/L=2a mol,转化率为,B正确;
C.容积为3L时体系已无固体剩余,加入固体后平衡正向移动,浓度会升高至平衡浓度2a mol/L,并非不发生改变,C错误;
D.温度不变平衡常数不变,有剩余的平衡体系中c(PCl3)=c(Cl2)=2a mol/L,K= c(PCl3)×c(Cl2)=4a2,D错误;
故选B。
二、非选择题(本题包括4个小题,共58分。)
15. 完成下列问题
(1)①
②
③
反应①消耗8gCH4(g)吸收的热量_________。_________(填“<”或“>”),书写甲烷与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式__________________________________________。
(2)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义,CO2与CH4经催化重整,制得合成气:,已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C-H
C=O
H-H
键能/kJ/mol
413
745
436
1075
则该反应的_________。
(3)已知H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)和,H2S的摩尔燃烧焓(已知a>0),写出能表示H2S摩尔燃烧焓的热化学方程式_____________________________________________。
(4)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下:
过程Ⅰ为_________过程(填“吸热”或“放热”)。已知过程Ⅰ的焓变为akJ/mol,过程Ⅱ的焓变为bkJ/mol,则该反应的热化学方程式为__________________________。
【答案】(1) ①. ②. < ③.
(2)
(3)
(4) ①. 吸热 ②.
【解析】
【小问1详解】
的物质的量为,根据反应①可知,消耗吸收的热量,则消耗吸收的热量为 。液态水转化为气态水的过程需要吸收热量,因此反应③(反应物为液态水)比反应①(反应物为气态水)吸收的能量更多,即 。根据盖斯定律,将反应①和反应②相加即可得到甲烷与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式,其焓变 ,故热化学方程式为 。
【小问2详解】
化学反应的焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能。根据题给键能数据,该反应的 。
【小问3详解】
燃烧焓是指 纯物质完全燃烧生成指定产物(通常为稳定的氧化物)时所放出的热量。表示 摩尔燃烧焓的热化学方程式中, 的化学计量数必须为 ,且生成 和 ,故该热化学方程式为 。
【小问4详解】
由图可知,过程Ⅰ中 分子在催化剂表面解离为 原子和 原子,发生了化学键的断裂,断键需要吸收能量,故过程Ⅰ为吸热过程。已知过程Ⅰ的焓变为 ,过程Ⅱ的焓变为 ,根据盖斯定律,将过程Ⅰ和过程Ⅱ相加即可得到总反应,总反应的焓变等于两过程焓变之和,即 。因此该反应的热化学方程式为 。
16. 将燃煤废气中的转化为的反应原理为。已知在压强为下,该反应在不同温度、不同投料比时,的转化率如图所示。
(1)①此反应__________(填“放热”或“吸热”);若温度不变,提高投料比[],则将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②对于反应一定可以提高平衡体系中二甲醚的百分含量,又能加快反应速率的措施是__________(填字母)。
a.升高温度 b.增大浓度 c.加入催化剂 d.增大压强
(2)若 在恒温恒压下进行,以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A. 和的物质的量浓度之比是
B. 的消耗速率等于的生成速率的2倍
C. 容器中混合气体的体积保持不变
D. 容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
E. 容器中混合气体的密度保持不变
(3)已知一定条件下,水煤气转化成甲醇的化学方程式为。在体积可变的恒压密闭容器中投入 和,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量()随温度()、压强()的变化如下图所示。
①__________(填“<”或“>”)。
②M点对应的平衡混合气体的体积为,则时,该反应的平衡常数__________,的转化率为__________(保留1位小数)。
【答案】(1) ①. 放热 ②. 不变 ③. d
(2)CDE (3) ①. > ②. 16 ③. 66.7%
【解析】
【小问1详解】
① 由图可知,在相同投料比下,温度越高,CO2的转化率越低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应;平衡常数K只与温度有关,温度不变,K不变。
② a.升高温度,反应速率加快,但平衡向逆反应方向移动,二甲醚的百分含量降低,a错误;
b.增大CO2浓度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动,但由于总量增大,二甲醚的百分含量不一定提高,b错误;
c.加入催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,二甲醚的百分含量不变,c错误;
d.增大压强,反应速率加快,且该反应为气体分子数减小的反应,平衡向正反应方向移动,二甲醚的百分含量一定提高,d正确;
故答案为d。
【小问2详解】
A.CO和H2的物质的量浓度之比为1∶2,该比值取决于起始投料比和转化程度,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.CO的消耗速率与CH3OCH3的生成速率都表示正反应速率,二者之比始终为2∶1,不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.该反应在恒温恒压下进行,反应前后气体分子数不相等,反应过程中气体的总物质的量在变化,容器体积也在变化,当容器体积保持不变时,说明反应达到平衡状态,C正确;
D.反应前后气体的总质量不变,而气体的总物质的量在变化,混合气体的平均摩尔质量随之变化,当平均摩尔质量保持不变时,说明反应达到平衡状态,D正确;
E.反应前后气体的总质量不变,容器体积在变化,混合气体的密度随之变化,当密度保持不变时,说明反应达到平衡状态,E正确;
故答案为CDE。
【小问3详解】
① 该反应为气体分子数减小的反应,温度相同时,增大压强平衡向正反应方向移动,CH3OH的物质的量增大;由图象可知,p1对应的CH3OH的物质的量更大,故p1>p2。
② M点时生成CH3OH的物质的量为0.25 mol。则依据三段式可知:
平衡时CH3OH、CO、H2的物质的量均为0.25 mol,容器体积为1 L,故三者的浓度均为0.25 mol/L,该温度下,H2的转化率为。
17. 的反应历程如图(图中所有物质均为气态)。
(1)该反应的快速步骤是反应__________(填对应序号)。总反应的中间产物的化学式为__________、__________。
(2),将等物质的量的和充入容积为的恒容密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中的物质的量随时间变化如图所示。该反应的化学平衡常数__________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入、各,则平衡将__________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(3)一定温度下,将和置于的恒容密闭容器中发生如下反应: 。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中的转化率,数据如下:
1小时
2小时
3小时
4小时
30%
50%
80%
80%
35%
60%
①上表中__________(“>”“<”或“=”表示),其中、、80%三者的大小关系是__________(用含“>”“<”或“=”的关系式表示)。
②研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度关系为,为速率常数。以下说法正确的是__________(填字母)。
A. 升高温度,值增大
B. 时若容器内混合气体平均相对分子质量保持不变,则反应达到平衡状态
C. 将原容器中的及时分离出来可使增大
D. 合成氨达到平衡后,增大可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大
③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为,容器容积为,保持温度和压强不变,又充入后,平衡_______________(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。
【答案】(1) ①. ② ②. N2O2 ③. N2O
(2) ①. 5 ②. 不
(3) ①. < ②. ③. ABC ④. 不移动
【解析】
【小问1详解】
化学反应的活化能越小,反应速率越快。由反应历程图可知,反应②的活化能最小,因此该反应的快速步骤是反应②。总反应的中间产物是在反应过程中生成又被消耗的物质,由图可知,反应①生成了,反应②消耗了并生成了,反应③消耗了,故中间产物为和。
【小问2详解】
由图可知,起始时,平衡时。因为充入等物质的量的和,所以起始。列出三段式:
平衡浓度分别为,,,。该反应的化学平衡常数 。平衡时若保持温度不变,再向容器中充入、各后,各物质的浓度变为:,,,。此时浓度商 ,故平衡不移动。
【小问3详解】
① 相同时间(如小时)内,时的转化率()大于时(),说明时反应速率更快,温度越高反应速率越快,故。该反应为放热反应(),升高温度平衡逆向移动,平衡转化率降低,故时的平衡转化率应小于时的平衡转化率()。由于温度更高,达到平衡所需时间更短,因此小时必然已达平衡状态,转化率不再改变,故。
② A.升高温度,反应速率加快,速率常数值增大,A正确;
B.反应前后气体总质量不变,该反应是气体分子数减小的反应,平均相对分子质量不变说明气体总物质的量不再变化,反应达到平衡状态,B正确;
C.将及时分离出来,减小,根据速率方程可知,速率与成反比,故增大,C正确;
D.增大瞬间正反应速率增大,但在达到新平衡的过程中,反应物浓度逐渐减小,正反应速率会逐渐减小,D错误。
故答案选ABC。
③ 原平衡时各物质均为,容器容积为,该温度下的平衡常数 。保持温度和压强不变,充入后,气体总物质的量由变为,根据阿伏加德罗定律,恒温恒压下体积与物质的量成正比,故容器体积变为。此时各物质的浓度为:,,。此时浓度商 ,故平衡不移动。
18. 将二氧化碳转化为化工原料是实现碳中和的重要途径。二氧化碳催化加氢制甲烷过程的主要反应为
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)(、)、可分别代表压强或温度。和在密闭容器中发生反应Ⅰ时,的平衡转化率随和的变化关系如图1所示。
①代表的物理量是__________。
②判断、的大小关系,并简述理由:______________________________________________。
(2)时,向盛有催化剂和的刚性密闭容器中加入一定量,发生反应Ⅱ。经过后,测得的体积分数随着的加入量变化如图2所示。
①时,内,的平均生成速率__________。
②时,该反应的平衡常数__________。
(3)作为主要空气污染物,其主要来源是汽车尾气,研究人员用活性炭对汽车尾气中的进行吸附,并发生反应: 。在恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量气体,反应相同时间时,测得的转化率随温度的变化如下图所示:
①上图中、、三点中,反应没有达到平衡的点是__________。
②温度为时,的平衡体积分数是__________。
(4)现代技术用氨气将汽车尾气中的还原为和,反应原理是
。
①实际生产中 的反应温度不宜过高的原因是___________________________________________。
②时,在恒容密闭容器中充入、和,时反应达到平衡,此时NH3的转化率为,体系压强为,时该反应的平衡常数______________(用含的代数式表示,为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
【答案】(1) ①. 温度 ②. 该反应正向是气体分子数减小的反应,相同温度下,压强越大的平衡转化率越高,所以
(2) ①. ②. 1
(3) ①. a ②. 20%
(4) ①. 该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于反应物的转化,故反应温度不宜过高 ②.
【解析】
【小问1详解】
① 由已知方程式可知,反应Ⅰ的正反应是一个放热()且气体分子数减少的反应。观察图1,随着的增大,的平衡转化率逐渐降低,说明平衡逆向移动。根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热方向(逆向)移动,因此代表的物理量是温度;
② 既然代表温度,则代表压强。在相同温度(值相同)下,图象显示对应的平衡转化率大于,因为反应Ⅰ正向是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,转化率增大,所以压强大小关系为。
【小问2详解】
① 图2表示向中加入,当加入的与的物质的量之比等于化学计量数之比(即)时,产物的体积分数达到最大。因此c点对应的; 设反应生成的为,根据三段式: ,反应前后气体总物质的量不变,始终为,c点时的体积分数为,即 ,解得 ,内,的平均生成速率 ;
② 时,达到平衡时各物质的浓度分别为:, 该反应的平衡常数 。
【小问3详解】
① 图中曲线表示在相同时间内测得的转化率。b点之前,随着温度升高,反应速率加快,相同时间内转化率提高,此时反应尚未达到平衡(受动力学控制);b点及之后,转化率随温度升高而下降,是因为该反应为放热反应,达到平衡后升温导致平衡逆向移动(受热力学控制)。因此没有达到平衡的点是a点;
② 时(即c点),的平衡转化率为,设起始充入的为,根据三段式: ,平衡时气体总物质的量为 。 的平衡体积分数为 。
【小问4详解】
① 工业生产中选择合适温度需要综合考虑反应速率、转化率和催化剂活性。该反应 ,温度过高会导致平衡向左移动,降低反应物的转化率;同时,温度过高可能会导致催化剂失活,降低催化效率;
② 列出反应的三段式: ,平衡时气体总物质的量为, 各气体的分压分别为: ,平衡常数为。
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2026-2027高二年级9月学情检测
化学试卷
时间:75分钟 分数:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12
一、选择题(本题包括14个小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列说法或表示方法正确的是
A. C(s)的摩尔燃烧焓是,则的
B. 在稀溶液中:,若将含与含2molNaOH的稀溶液混合,放出的热量小于114.6kJ
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下不相同
D. 由可知金刚石比石墨稳定
2. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。下列说法正确的是
A. 图甲:固态硫转化为气态硫,发生放热反应
B. 图乙:白磷比红磷更稳定
C. 图丙:1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和
D. 图丁:将1 mol N2与3 mol H2充入密闭容器中发生反应N2 + 3H22NH3,充分反应后放热92 kJ
3. 中和热测定实验中,用盐酸和进行实验,下列说法不正确的是
A. 改用盐酸跟溶液进行反应,求出的中和热数值和原来相同,放热不同
B. 所加溶液过量,目的是保证盐酸完全被中和
C. 酸碱混合时,量筒中溶液应缓缓倒入小烧杯中,不断用玻璃棒搅拌
D. 装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
4. 肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
5. 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
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T℃时(各物质均为气态),甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:下列说法正确的是
A. 反应Ⅱ的热化学方程式为:(a>0)
B. 1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
C. CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
D. 选择优良的催化剂可以改变反应速率,减少过程中的能耗和反应的焓变
7. 根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A. 图甲所示,t0时改变的条件一定是加入了催化剂
B. 图乙所示,若,则a+b<c
C. 图丙所示,该反应ΔH<0
D. 图丁所示,t2-t3平衡逆向移动,平衡时C的体积分数一定小于平衡时
8. 丁烯是石油化工基础原料,在石油化工烯烃原料中地位仅次于乙烯和丙烯,我国科学家研究不同催化剂下丁烷脱氢制丁烯,催化反应历程如图所示[注:标*的物质表示吸附在催化剂上的中间产物,0.06 eV表示1个个的能量]。
下列说法错误的是
A. 由催化反应历程可知,催化剂不会改变反应的热效应
B. 1 mol丁烷发生脱氢制丁烯一共会吸收 eV的能量
C. 图示历程中包含5个基元反应(一步直接转化为产物的反应)
D. 催化剂C时,决速步骤的方程式为
9. 下列为化学反应速率和化学平衡图像,其中图像和实验结论正确的是
A. 图1对应
B. 图2对应 ,M点正反应速率<N点逆反应速率
C. 图3对应 ,恒温恒容,按不同投料比充入和进行反应,若平衡时和的转化率相等,则
D. 图4对应,A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率,压强最小的是B点,化学平衡常数最小的是A点
10. 在密闭容器中投入、发生反应:。下列说法正确的是
A. A图表示时刻增大的浓度后的速率变化关系
B. B图表示C的平衡体积分数随A投料的变化关系,其中A的转化率
C. C图表示反应相同时间,B的浓度随温度的变化关系,其中一定处于平衡状态
D. D图表示A的平衡转化率与温度、压强的变化关系,由图可知
11. 一定温度下,体积为的刚性密闭容器中发生工业烟气脱硝中的核心反应:,若与反应达到平衡时,的转化率为且体系总压为,下列说法正确的是
A. 该温度下的压强平衡常数
B. 在C足量的情况下,再充入一定量的,达到平衡,的百分含量保持不变
C. 若温度升高,体系总压增大,则该反应的
D. 达到平衡时,向体系中加入等物质的量的、和,平衡不发生移动
12. 在温度T1时,向一体积固定为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,5min后反应达到平衡,CO2的转化率为20%。下列说法正确的是
A. 前5min,平均反应速率v(H2)=0.06 mol·L−1·min−1
B. 当v正(CO2)=3v逆(H2)时,说明反应已达到平衡状态
C. 该温度下反应平衡常数的值为
D. 若平衡后升温,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡左移
13. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 的平衡转化率
14. 向密闭容器中加入一定量固体,发生反应:。保持温度不变,以极慢的速度缓缓扩大容器容积,容器内浓度与容器容积的关系如下表所示。下列说法正确的是
容器容积/L
1
2
3
4
a
A. 容积从变成的过程中,平衡一直朝逆反应方向移动
B. 容积为时,的转化率为
C. 容积为时,再加入一些固体,浓度不发生改变
D. 该反应的平衡常数为
二、非选择题(本题包括4个小题,共58分。)
15. 完成下列问题
(1)①
②
③
反应①消耗8gCH4(g)吸收的热量_________。_________(填“<”或“>”),书写甲烷与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式__________________________________________。
(2)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义,CO2与CH4经催化重整,制得合成气:,已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C-H
C=O
H-H
键能/kJ/mol
413
745
436
1075
则该反应的_________。
(3)已知H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)和,H2S的摩尔燃烧焓(已知a>0),写出能表示H2S摩尔燃烧焓的热化学方程式_____________________________________________。
(4)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下:
过程Ⅰ为_________过程(填“吸热”或“放热”)。已知过程Ⅰ的焓变为akJ/mol,过程Ⅱ的焓变为bkJ/mol,则该反应的热化学方程式为__________________________。
16. 将燃煤废气中的转化为的反应原理为。已知在压强为下,该反应在不同温度、不同投料比时,的转化率如图所示。
(1)①此反应__________(填“放热”或“吸热”);若温度不变,提高投料比[],则将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②对于反应一定可以提高平衡体系中二甲醚的百分含量,又能加快反应速率的措施是__________(填字母)。
a.升高温度 b.增大浓度 c.加入催化剂 d.增大压强
(2)若 在恒温恒压下进行,以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A. 和的物质的量浓度之比是
B. 的消耗速率等于的生成速率的2倍
C. 容器中混合气体的体积保持不变
D. 容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
E. 容器中混合气体的密度保持不变
(3)已知一定条件下,水煤气转化成甲醇的化学方程式为。在体积可变的恒压密闭容器中投入 和,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量()随温度()、压强()的变化如下图所示。
①__________(填“<”或“>”)。
②M点对应的平衡混合气体的体积为,则时,该反应的平衡常数__________,的转化率为__________(保留1位小数)。
17. 的反应历程如图(图中所有物质均为气态)。
(1)该反应的快速步骤是反应__________(填对应序号)。总反应的中间产物的化学式为__________、__________。
(2),将等物质的量的和充入容积为的恒容密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中的物质的量随时间变化如图所示。该反应的化学平衡常数__________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入、各,则平衡将__________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(3)一定温度下,将和置于的恒容密闭容器中发生如下反应: 。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中的转化率,数据如下:
1小时
2小时
3小时
4小时
30%
50%
80%
80%
35%
60%
①上表中__________(“>”“<”或“=”表示),其中、、80%三者的大小关系是__________(用含“>”“<”或“=”的关系式表示)。
②研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度关系为,为速率常数。以下说法正确的是__________(填字母)。
A. 升高温度,值增大
B. 时若容器内混合气体平均相对分子质量保持不变,则反应达到平衡状态
C. 将原容器中的及时分离出来可使增大
D. 合成氨达到平衡后,增大可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大
③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为,容器容积为,保持温度和压强不变,又充入后,平衡_______________(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。
18. 将二氧化碳转化为化工原料是实现碳中和的重要途径。二氧化碳催化加氢制甲烷过程的主要反应为
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)(、)、可分别代表压强或温度。和在密闭容器中发生反应Ⅰ时,的平衡转化率随和的变化关系如图1所示。
①代表的物理量是__________。
②判断、的大小关系,并简述理由:______________________________________________。
(2)时,向盛有催化剂和的刚性密闭容器中加入一定量,发生反应Ⅱ。经过后,测得的体积分数随着的加入量变化如图2所示。
①时,内,的平均生成速率__________。
②时,该反应的平衡常数__________。
(3)作为主要空气污染物,其主要来源是汽车尾气,研究人员用活性炭对汽车尾气中的进行吸附,并发生反应: 。在恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量气体,反应相同时间时,测得的转化率随温度的变化如下图所示:
①上图中、、三点中,反应没有达到平衡的点是__________。
②温度为时,的平衡体积分数是__________。
(4)现代技术用氨气将汽车尾气中的还原为和,反应原理是
。
①实际生产中 的反应温度不宜过高的原因是___________________________________________。
②时,在恒容密闭容器中充入、和,时反应达到平衡,此时NH3的转化率为,体系压强为,时该反应的平衡常数______________(用含的代数式表示,为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
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