内容正文:
沪科技版(2020)高中化学 必修第二册
化学反应速率与化学平衡·工业制硫酸 检测卷(三)
满分 100 分 考试时间 60 分钟
考生注意:
1.本卷共五个大题,36 个小题,满分 100 分。作答时请将答案书写在答题纸的相应位置。
2.标注"(不定项)"的试题,每小题有 1~2 个正确选项:只有 1 个正确选项的,多选不给分;有 2 个正确选项的,漏选 1 个给一半分,错选不给分。未特别标注的试题,每小题只有 1 个正确选项。
3.本卷为同主题 A、B 卷的平行卷,可能用到的相对原子质量:H—1 O—16 S—32 Fe—56
一、一张实验记录表——化学反应速率(20分)
化学兴趣小组用块状大理石与稀盐酸反应制 CO₂,记录下四组实验的数据——速率的秘密,就藏在这张表里。
组别
温度
盐酸浓度
大理石状态
收集 10 mL CO₂ 所需时间
①
20 ℃
1 mol/L
块状
60 s
②
20 ℃
2 mol/L
块状
30 s
③
40 ℃
1 mol/L
块状
20 s
④
20 ℃
1 mol/L
粉末状
15 s
1.由①②两组对比可得结论:其他条件相同时,______越大,反应速率越快;由①④对比可得结论:固体反应物的______越大,反应速率越快。
2.由①③两组对比可得结论:__________________________________________;四组实验中反应速率最快的是______(填组别序号)。
3.下列关于化学反应速率的说法正确的是______。(不定项)
A.增大固体反应物的用量(不改变接触面积)不一定能加快速率
B.升高温度使吸热反应速率加快,使放热反应速率减慢
C.增大反应物浓度、增大有气体参加反应的压强,都能加快反应速率
D.反应速率与固体反应物的接触面积无关
4.锌与稀硫酸反应制氢气时,滴入少量 CuSO₄ 溶液后速率明显加快,原因是锌置换出的铜附着在锌表面,构成了许多微小的__________________;由此看出,形成原电池也能______反应速率。
5.关于双氧水(H₂O₂ 溶液)的保存,下列说法正确的是______。(不定项)
A.应存放在棕色瓶中、置于阴凉处
B.阳光照射能加快 H₂O₂ 的分解
C.温度越低,H₂O₂ 分解越快
D.H₂O₂ 分解的速率与其浓度无关
6.在 2 L 恒容容器中发生反应 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃,4 min 内消耗 O₂ 0.4 mol:
(1)v(O₂) = ______mol/(L·min);
(2)v(SO₂) = ______mol/(L·min)。
7.同一反应在其他条件相同时,甲条件下测得 v(SO₂) = 0.3 mol/(L·min),乙条件下测得 v(O₂) = 0.2 mol/(L·min)。要比较速率快慢,应把 v(O₂) 换算成 v(SO₂):乙条件下 v(SO₂) = ______mol/(L·min),因此______条件下反应更快。
二、永远走不完的"路"——可逆反应与化学平衡(20分)
可逆反应像一条没有终点的路:走不到头,但路上的"风景"(各物质的浓度)终会稳定下来。
8.在可逆反应中,把从左到右进行的反应叫______反应;由于可逆反应不能进行______(填"到底"或"一半"),反应物的转化率总小于______%。
9.一定条件下密闭容器中发生反应 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃,下列说法正确的是______。
A.若测得 v(正) > v(逆),说明反应正向进行,尚未达到平衡
B.v(正) = v(逆) 时,反应已经停止
C.达到平衡时,SO₂ 和 SO₃ 的浓度一定相等
D.达到平衡后升高温度,v(正)、v(逆) 都减慢
10.平衡特征中的"定",是指各物质的______不再改变,但并不要求各物质的浓度______。
11.某容器中 SO₂ 起始为 0.8 mol,达到平衡时 SO₂ 的转化率为 62.5%:
(1)已转化的 SO₂ 为______mol;
(2)平衡时 SO₃ 为______mol。
12.关于可逆反应 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃,下列说法正确的是______。(不定项)
A.加入催化剂可以提高 SO₂ 的转化率
B.使用催化剂可以缩短达到平衡所需的时间
C.达到平衡时,容器内气体的总物质的量不再变化
D.达到平衡时,v(正) 与 v(逆) 都等于零
13.下列事实中,不能说明反应 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ 已达到平衡状态的是______。
A.容器中 SO₂ 的物质的量浓度保持不变
B.容器中气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器内气体的总质量保持不变
D.O₂ 的体积分数保持不变
14.在 2 L 恒容容器中发生反应 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃,2 min 末测得 v(N₂) = 0.05 mol/(L·min):
(1)已转化的 N₂ 为______mol;
(2)生成的 NH₃ 为______mol。
15.工业上希望可逆反应尽可能向正方向进行,常采取的措施有:增大______(填"廉价"或"昂贵")原料的浓度、及时______(填"移走"或"补充")生成物等。
三、开瓶的汽水——化学平衡的移动(20分)
拧开汽水瓶盖的一瞬间"嘶"的一声、气泡翻腾——那是溶解平衡在给你"表演"平衡移动。
16.罐装汽水中存在 CO₂(g) ⇌ CO₂(aq)(溶解)的平衡:打开瓶盖,瓶内压强______(填"增大"或"减小"),CO₂ 的溶解平衡向______(填"逸出 CO₂"或"继续溶解 CO₂")的方向移动,于是气泡翻腾。
17.判断(填"能"或"不能"):使用催化剂______使化学平衡发生移动;改变反应物浓度______使平衡移动;改变温度______使平衡移动。
18.对于已达平衡的可逆反应,下列操作既能加快反应速率、又能使平衡发生移动的是______。(不定项)
A.升高温度
B.使用催化剂
C.增大反应物浓度
D.增大固体反应物的用量
19.恒温恒容下 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ 达到平衡时,SO₂ 转化率为 80%(起始 SO₂ 为 0.5 mol):
(1)已转化的 SO₂ 为______mol;
(2)若再充入 O₂,SO₂ 的转化率将______(填"增大"或"减小")。
20.合成氨工业选择 500 ℃ 左右的温度,是因为此温度下催化剂的______最高、反应速率较快,同时兼顾了平衡转化率不致过______(填"高"或"低")。
21.合成氨工厂不断将 NH₃ 液化分离出去:减小了生成物______(填化学式)的浓度,平衡向______(填"正"或"逆")方向移动,N₂ 的转化率______(填"增大"或"减小")。
22.对于已达平衡的 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃,改变条件后能使平衡向正反应方向移动的是______。
A.升高温度 B.充入更多的 O₂ C.移走一部分 O₂ D.减小压强
四、"接触"法揭秘——工业制硫酸的生产过程(20分)
为什么叫"接触"法?为什么炉气要先"洗澡"?走近硫酸厂,处处是化学的讲究。
23.从沸腾炉出来的炉气中除含 SO₂、O₂、N₂ 外,还含有______(填"矿尘"或"矿渣",合理即可)等杂质,必须先经过______(填"净化"或"直接")处理才能进入接触室,否则会使催化剂______。
24."接触法"制硫酸中,"接触"的含义是 SO₂ 与 O₂ 在______(填催化剂名称或化学式,V₂O₅)表面接触发生反应;V₂O₅ 在反应中作______剂。
25.0.2 mol FeS₂ 完全煅烧:
(1)生成 SO₂______mol;
(2)若 SO₂ 的转化率为 80%,则生成 SO₃______mol。
26.炉气进入接触室前要"预热",目的是使原料气达到催化氧化所需的______,从而保证足够的______。
27.某接触室中 SO₂ 的转化率为 90%,进料 SO₂ 为 10 mol:
(1)转化的 SO₂ 为______mol;
(2)生成 SO₃______mol。
28.SO₂ 的催化氧化是______(填"放热"或"吸热")反应,硫酸厂用"余热锅炉"把这部分热量转化为______(填"电能"或"光能"),实现了热能的综合利用。
五、SO₂ 的两面性——三废处理与绿色化学(20分)
SO₂ 能漂白鲜花,也能制造酸雨;用对了地方是宝,放错了地方是害。
29.SO₂ 具有漂白性:能使品红溶液______,加热后溶液又______(填"恢复红色"或"保持无色"),说明 SO₂ 的漂白是______(填"暂时"或"永久")的。
30.酸雨的危害很大:会腐蚀______(答一条),使______酸化(答一条),影响农作物生长。
31.硫酸厂排放的废水要求 pH 在 6~9 之间:若废水呈酸性,可用______(填一种碱)中和;测定废水 pH 最简单的方法是使用______。
32.硫酸厂的废热可用于冬季______(答一条民生用途),废渣可用于炼铁和建筑材料——这些都体现了______化学(填"绿色"或"黑色")的理念,其核心是从源头上减少污染。
33.下列关于 SO₂ 与环境保护的说法正确的是______。(不定项)
A.SO₂ 是形成酸雨的主要污染物之一
B.酸雨的 pH 小于 7
C.尾气处理后的产物不能再利用
D.钙基法、氨法脱硫都能实现硫资源的循环利用
34.某硫酸厂每天排放尾气 2240 m³(标准状况),其中 SO₂ 的体积分数为 0.5%:
(1)每天排放 SO₂ 的体积为______m³;
(2)其质量为______kg。
35.提高硫酸厂 SO₂ 总转化率:
(1)从平衡角度可采取的措施(写一条):______;
(2)从速率角度可采取的措施(写一条):______。
36.0.4 mol FeS₂ 完全煅烧,生成的 SO₂ 全部催化氧化为 SO₃ 并被水吸收:
(1)理论上可制得 H₂SO₄______mol;
(2)造气与催化氧化两步共消耗 O₂______mol。
参考答案与评分说明
(先独立完成,再核对订正。主观题意思相近、方程式配平与条件正确即可给分;化学式、离子电荷书写错误该空不得分。)
一、一张实验记录表(20分)
1.盐酸浓度(反应物浓度);接触面积
2.温度越高,反应速率越快;④
3.AC(B:升温对放热、吸热反应都加快;D:接触面积是影响反应速率的重要因素)
4.原电池;加快(原电池的形成加快了氧化还原反应的速率)
5.AB(C:温度越低分解越慢;D:浓度也是影响速率的因素)
6.(1)v(O₂) = 0.4 mol ÷ 2 L ÷ 4 min = 0.05 mol/(L·min);(2)由 2SO₂ ~ O₂ 得 v(SO₂) = 0.1 mol/(L·min)
7.v(O₂) = 0.2 mol/(L·min) 换算为 v(SO₂) = 0.2 × 2 = 0.4 mol/(L·min) > 0.3 mol/(L·min),故乙条件下更快
二、永远走不完的"路"(20分)
8.正反应;到底;100
9.A(B:平衡时正、逆反应仍在进行;C:平衡时浓度保持不变但不一定相等;D:升温使正、逆反应速率都加快)
10.浓度(及百分含量);相等
11.(1)n = 0.8 mol × 62.5% = 0.5 mol;(2)n(SO₃) = 0.5 mol
12.BC(A:催化剂不改变平衡转化率;D:平衡时正、逆速率相等且不为零)
13.C(该反应全是气体,总质量始终守恒不变,是恒等式,不能作为平衡标志;A、B、D 中"不变"均由平衡造成)
14.(1)n(N₂) = 0.05 mol/(L·min) × 2 L × 2 min = 0.2 mol;(2)由 N₂ ~ 2NH₃ 得 n(NH₃) = 0.4 mol
15.廉价;移走
三、开瓶的汽水(20分)
16.减小;逸出 CO₂
17.不能;能;能
18.AC(B:催化剂只加快速率,平衡不移动;D:增大固体用量不改变浓度和接触面积时,速率与平衡都不变)
19.(1)n(SO₂ 转化) = 0.5 mol × 80% = 0.4 mol;(2)增大(充入 O₂ 使平衡正向移动)
20.活性;低
21.NH₃;正;增大
22.B(升温平衡逆移(正反应放热)、移走 O₂ 平衡逆移、减压平衡逆移)
四、"接触"法揭秘(20分)
23.矿尘;净化;中毒(失去催化活性)
24.V₂O₅(五氧化二钒);催化
25.(1)由 4FeS₂ ~ 8SO₂ 得 n(SO₂) = 0.2 × 2 = 0.4 mol;(2)n(SO₃) = 0.4 mol × 80% = 0.32 mol
26.温度(反应所需温度);反应速率
27.(1)n(SO₂) = 10 mol × 90% = 9 mol;(2)n(SO₃) = 9 mol
28.放热;电能
五、SO₂ 的两面性(20分)
29.褪色;恢复红色;暂时
30.建筑物(或金属制品、大理石雕像等,合理即可);土壤(或江河湖水等)
31.熟石灰(氢氧化钙);pH 试纸
32.供暖(温室培育等,合理即可);绿色
33.AD(B:酸雨的 pH 小于 5.6,正常雨水 pH 就约为 5.6;C:尾气处理产物(如石膏、SO₂)可再利用)
34.(1)V(SO₂) = 2240 m³ × 0.5% = 11.2 m³ = 11200 L;(2)n(SO₂) = 11200 L ÷ 22.4 L/mol = 500 mol,m = 500 mol × 64 g/mol = 32000 g = 32 kg
35.(1)采用"两转两吸"及时移走 SO₃(或通入过量空气等);(2)使用催化剂(或适当升温、增大接触面积等)
36.(1)由 FeS₂ ~ 2H₂SO₄ 得 n(H₂SO₄) = 0.4 × 2 = 0.8 mol;(2)造气耗 O₂ = 0.4 × 11/4 = 1.1 mol,催化氧化耗 O₂ = 0.8 ÷ 2 = 0.4 mol,共 1.5 mol
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