2026-2027学年高二上学期化学期中练习题2 (人教版选择性必修一 全国通用)
2026-09-29
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内容正文:
2026-2027学年高二上学期期中考试试卷
高二 化学
可能用到的相对原子质量:H 1 S-32 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(每小题3分,共14道题,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.铝片与稀盐酸反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的炭与水蒸气的反应
D.甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应
答案:C
2.在带有活塞的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g),采取下列措施不能加快正反应速率的是( )
A.增加H2O(g)的量
B.保持容器体积不变,增加H2进入量
C.充入He,保持容器内压强不变
D.升高体系温度
答案:C
3.对反应A+BAB来说,常温下按以下情况进行反应:①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol;②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol;③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL;④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率的大小关系是( )
A.②>①>④>③ B.④>③>②>①
C.①>②>④>③ D.①>②>③>④
答案:A
4.肼(N2H4)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)2NH3(g)+3N2O(g)===4N2(g)+3H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)N2O(g)+3H2(g)===N2H4(l)+H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)===2NH3(g)+8H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
则反应N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为( )
A.(a+3b-c)/4 B.(a-3b+c)/4
C.a-3b+c D.a+3b-c
答案:B
解析:根据盖斯定律,由×[(1)-3×(2)+(3)]可得目标方程式,故ΔH=(a-3b+c) kJ·mol-1,B正确。
5.在1 L恒温恒容的密闭容器中充入一定量N2O5,发生如下反应:
反应1:N2O5(g)===N2O4(g)+O2(g) ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+56.9 kJ·mol-1
现有下列情况:①混合气体的密度保持不变;②气体压强保持不变;③气体的平均摩尔质量保持不变;④保持不变;⑤O2的物质的量保持不变;⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是( )
A.①②③⑤ B.②③④⑥
C.①③⑤⑥ D.②③④⑤
答案:B
解析:①反应中各物质均为气体,混合气体的总质量不变,且反应在恒容条件下进行,则混合气体的密度始终不变,故不能判断是否达到平衡;⑤反应1不是可逆反应,O2的物质的量保持不变,说明反应1已反应完全,但不能据此判断反应2是否达到平衡。
6.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+4D(s),若经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L-1,则下列说法中不正确的是( )
A.用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质D表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s时,物质A的转化率为30%
D.用A、B、C来表示反应速率,其速率之比为2∶1∶3
答案:B
解析:B项,D为固体,不能用其浓度变化来表示反应速率,错误。
7.设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
相关数据如下表:
化学键
C===O
O===O
C—H
O—H
键能/ (kJ·mol-1)
798
x
413
463
下列说法正确的是( )
A.a>b
B.上表中x=×(1796+b)
C.H2O(g)===H2O(l) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
D.当有4NA个C—H断裂时,该反应放出的热量一定为|a| kJ
答案:B
解析:反应①②都是放热反应,等量CH4(g)完全燃烧生成H2O(l) 比生成H2O(g)放出的热量多,则有a<b,A错误;根据反应热与键能的关系可知,反应②的ΔH2=(413 kJ·mol-1×4+2x kJ·mol-1)-(798 kJ·mol-1×2+463 kJ·mol-1×4)=b kJ·mol-1,则有x=×(1796+b),B正确;根据盖斯定律,由①×-②×可得H2O(g)===H2O(l),则有ΔH=(a-b) kJ·mol-1,C错误;当有4NA个C—H断裂时,反应中消耗1 mol CH4(g),若生成H2O(l)放出|a| kJ热量,若生成H2O(g)则放出|b| kJ热量,D错误。
8.碳(C)与氧气反应的焓变如图所示,已知O===O键能为a kJ·mol-1,C===O键能为b kJ·mol-1,则CO(g)中碳氧键键能(单位:kJ·mol-1)为( )
A.-283+a- B.-283+2b-
C.-393.5+b- D.-504+2b-
答案:B
解析:由图可知CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1-(-110.5 kJ·mol-1)=-283 kJ·mol-1,根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,再结合已知O===O键能为a kJ·mol-1,C===O键能为b kJ·mol-1,可得ΔH=CO中碳氧键的键能+ kJ·mol-1-2b kJ·mol-1=-283 kJ·mol-1,解得CO中碳氧键的键能= kJ·mol-1。
9.一定温度下,向体积为1 L的恒容密闭容器中加入1 mol A(g)和1 mol B(g)发生反应A(g)+B(g)2C(g),若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.正反应活化能小于逆反应活化能
B.当容器中不再改变时,说明反应达到了平衡状态
C.达平衡后再加入1 mol C(g),反应再次达到平衡时,C的体积分数增大
D.由图可知,加催化剂之后原反应分成了两步,第一步反应较慢
答案:D
解析:该反应为吸热反应,故正反应活化能大于逆反应活化能,A错误;起始时按化学计量数之比充入A和B,始终不变,则不再改变不能说明反应达到平衡状态,B错误;起始时加入1 mol A(g)和1 mol B(g)等效于加入2 mol C(g),恒温恒容条件下,达平衡后再加入1 mol C(g),相当于增大压强,该反应为气体分子数不变的反应,增大压强时平衡不移动,则反应再次达到平衡时,C的体积分数不变,C错误。
10.向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图甲所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。图乙为t2时刻后改变条件时平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法中正确的是( )
A.若t1=15 s,则用A的浓度变化表示的t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件一定为减小压强
C.该容器的容积为2 L,B的起始物质的量为0.02 mol
D.t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=-50a kJ·mol-1
答案:B
11.恒容反应器中,Rh和Rh/Mn均能催化反应:HCHO+H2+COHOCH2CHO(羟基乙醛),反应历程如图所示,I1~I3为中间体,TS1~TS3为过渡态。
下列描述正确的是( )
A.“CO插入”步骤,ΔH为-17.6 kcal·mol-1
B.Rh催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤
C.Rh/Mn催化作用下,羟基乙醛的生成速率更小
D.反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大
答案:B
解析:由图可知,“CO插入”步骤为放热反应,反应的ΔH=-15.4 kcal·mol-1,A错误;反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的决速步骤,由图可知,Rh催化作用下,“加氢”步骤的活化能最大,为24.4 kcal·mol-1,所以“加氢”步骤为决速步骤,B正确;反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,Rh/Mn催化作用下反应活化能更小,所以羟基乙醛的生成速率更大,C错误;由图可知,生成羟基乙醛的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,羟基乙醛的浓度减小,D错误。
12.一定温度下:在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O54NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如表:
t/s
0
600
1200
1710
2220
2820
x
c(N2O5)/(mol·L-1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是( )
A.600~1200 s,生成NO2的平均速率为5.0×10-4 mol·L-1·s-1
B.反应2220 s时,放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)
D.推测上表中的x为3930
答案:D
解析:600~1200 s,N2O5浓度的变化量为(0.96-0.66) mol·L-1=0.3 mol·L-1,在此时间段内NO2浓度的变化量为其2倍,即0.6 mol·L-1,因此生成NO2的平均反应速率为=1.0×10-3 mol·L-1·s-1,A不正确;由表中数据可知,反应2220 s时,N2O5浓度的变化量为(1.40-0.35) mol·L-1=1.05 mol·L-1,其物质的量的变化量为1.05 mol·L-1×0.1 L=0.105 mol,O2物质的量的变化量是其,即0.0525 mol,因此放出的O2在标准状况下的体积为0.0525 mol×22.4 L·mol-1=1.176 L,B不正确;反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比,2v正(N2O5)=v逆(NO2),C不正确;分析表中数据可知,该反应经过1110 s(600~1710 s,1710~2820 s)后N2O5的浓度会变为原来的,因此N2O5的浓度由0.24 mol·L-1变为0.12 mol·L-1时,可以推测x为2820+1110=3930,D正确。
13.科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的化学方程式为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,若反应在恒容密闭容器中进行,由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A.甲图中改变的反应条件为升温
B.乙图中温度T2>T1,纵坐标可代表NO的百分含量
C.丙图中压强p1<p2,纵坐标可代表NO的体积分数
D.丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
答案:A
解析:由乙图所示信息可知,T2时反应速率更快,故温度T2>T1,温度升高,平衡逆向移动,而纵坐标所示的数值减小,则纵坐标不可能代表NO的百分含量,B错误;由丙图所示信息可知,p2时的反应速率更大,故压强p1<p2,增大压强,该反应平衡正向移动,而纵坐标所示的数值增大,故纵坐标不可能代表NO的体积分数,C错误;曲线表示平衡常数与温度的关系,曲线上各点都是平衡点,D错误。
14.一定温度下,在两个容积均为1 L的密闭容器中,充入一定量的反应物,发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。
相关反应数据如表所示:
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
10 s时物质的量/mol
NO
CO
N2
Ⅰ
T1
0.2
0.2
0.05
Ⅱ
T2(T2>T1)
0.2
0.2
0.05
下列说法正确的是( )
A.前10 s,容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)=0.005 mol/(L·s)
B.该反应在任何温度下均能自发进行
C.10 s时,容器Ⅰ中的反应一定处于平衡状态
D.若向容器Ⅱ中再充入0.08 mol NO和0.04 mol N2,反应将向正反应方向进行
答案:D
解析:根据反应方程式,该时间段内,生成二氧化碳的物质的量为2×0.05 mol=0.1 mol,v(CO2)==0.01 mol/(L·s),A错误;该反应为气体物质的量减少的放热反应,即ΔS<0,ΔH<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行,则低温下能自发进行,B错误;假设容器Ⅰ达到平衡,因为容器Ⅱ的温度高于容器Ⅰ,因此升高温度,平衡向逆反应方向进行,氮气物质的量小于0.05 mol,现在是等于0.05 mol,说明容器Ⅰ没有达到平衡,C错误。
二、非选择题(本大题共4小题,共58.分)
15.(10分)用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________>________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min时收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min时,c(MnO)=________mol·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL,反应前后体积变化忽略不计)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定____________________________来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物Mn2+是反应的催化剂,②________。
答案:(1)浓度 ② ①
(2)0.0052
(3)KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需时间)
(4)反应放热
解析:(2)收集到CO2的物质的量为n(CO2)==2×10-4 mol,则根据反应的离子方程式可得消耗的n(MnO)=n(CO2)==4×10-5 mol。在2 min时,n(MnO)=30×10-3 L×0.01 mol·L-1-4×10-5 mol=2.6×10-4 mol,从而可得c(MnO)==0.0052 mol·L-1。
16.(10分)CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。
(1)CO和H2可以合成简单有机物,已知CO、H2合成CH3OH、HCOOCH3的能量变化如下图所示,计算2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH=__________________。
已知键能数据如下表。
化学键
H—H
C—O
H—O
C—H
键能/(kJ·mol-1)
436
326
a
464
414
则C===←O的键能为________________。
(2)已知:
反应1:2CO(g)+4H2(g)===CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH=-128.8 kJ·mol-1
反应2:2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-78.1 kJ·mol-1
假设某温度下,反应1的速率大于反应2的速率,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。
(3)金属氢化物催化CO2合成甲酸盐
科学家报道了CO2可插入锌氢化物的Zn—H键,从而制备甲酸盐。能量-反应进程图如图所示(L为中性配体,TS表示过渡态)。
该历程的决速步是第________步;升温会________(填“增大”或“减小”)正反应热力学倾向。
答案:(1)+135.4 kJ·mol-1 1054 kJ·mol-1
(2)A (3)1 减小
解析:(1)根据题图可写出①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-106.0 kJ·mol-1、②2CO(g)+2H2(g)===HCOOCH3(g) ΔH=-76.6 kJ·mol-1,②-①×2可得出2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH=+135.4 kJ·mol-1。根据反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-106.0 kJ·mol-1,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,代入数据可得a=1054,则的键能为1054 kJ·mol-1。
(2)反应1、反应2均为放热反应,并且反应1放出的热量多,反应1的速率快则说明反应1的活化能小,因此选A。
(3)该历程第1步反应的活化能大于第2步反应的活化能,因此决速步为第1步。总反应为放热反应,升高温度,会减小正反应热力学倾向。
17.(20分)Ⅰ.研究二氧化碳合成甲醇对实现碳中和具有重要意义,二氧化碳加氢制甲醇的过程一般含有以下三个反应:
(1).CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 K1
(2).CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 K2
(3).CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-90.6 kJ·mol-1 K3
ΔH1=________;反应(1)在________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。K1_______(用K2 、K3
表示)
答案:-49.4 kJ·mol-1 低温 K2 K3
Ⅱ.(14分)依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为______________________________________。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为__________________________________________________________。
(3)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧生成液态水时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据下图所示,回答下列问题:
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为______________________________________。
答案:(1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2 kJ/mol(3分)
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol(3分)
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ/mol(3分)
(4)①83(2分)
②EO(g)===AA(g) ΔH=-102 kJ/mol(3分)
18.(18分,除标注外,每空2分)我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5 ℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118 ℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.C2H5OH(g)+H2O(g)===2H2(g)+CH3COOH(g) ΔH1 Kp1
Ⅱ.C2H5OH(g)===CH3CHO(g)+H2(g) ΔH2=+68.7 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)乙醇可由秸秆生产,主要过程为
秸秆纤维素________乙醇
(2)对于反应Ⅰ:
①已知CH3CHO(g)+H2O(g)===H2(g)+CH3COOH(g) ΔH=-24.3 kJ·mol-1,则ΔH1=________ kJ·mol-1。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.CH3COOH的体积分数不再变化
D.单位时间内生成1 mol H2O,同时消耗2 mol H2
③反应后从混合气体分离得到H2,最适宜的方法为____________________。
(3)恒压100 kPa下,向密闭容器中按n(H2O)∶n(C2H5OH)=9∶1投料,产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2。
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270 ℃,原因为______________________________。
②由图中信息可知,乙酸可能是________(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270 ℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则p(CH3COOH)∶p(C2H5OH)=________,平衡常数Kp1=______________ kPa(列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
答案:(1)葡萄糖
(2)①+44.4 ②AC ③降温冷凝后收集气体
(3)①乙酸选择性最大且产氢速率较快
②产物1 ③36∶5(3分) (3分)
解析:(2)②恒温恒容条件下发生反应C2H5OH(g)+H2O(g)===2H2(g)+CH3COOH(g)。A项,该反应是气体总物质的量增大的反应,容器内的压强不再变化,说明气体总物质的量不再改变,说明反应达到平衡状态;B项,气体总质量和体积自始至终不变,则气体密度不是变量,混合气体的密度不再变化不能说明反应是否达到平衡状态;C项,CH3COOH的体积分数不再变化,说明其物质的量不再改变,反应已达到平衡;D项,单位时间内生成1 mol H2O,同时消耗2 mol H2均是逆反应方向,不能说明反应是否达到平衡状态。
(3)②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为0.58 eV,生成产物2的最大能垒为0.66 eV,生成产物3的最大能垒为0.81 eV,图1中乙酸的选择性最大,说明相同条件下生成乙酸的反应速率最大,则乙酸可能是产物1。
③设投料n(H2O)=9 mol,n(乙醇)=1 mol,密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则平衡时生成的乙酸的物质的量=90%×80%×1 mol=0.72 mol,n平(乙醇)=1 mol×10%=0.1 mol,恒温恒压下,气体分压之比=物质的量之比,故p(CH3COOH)∶p(C2H5OH)=0.72∶0.1=36∶5;列三段式:
C2H5OH(g)+H2O(g)===2H2(g)+CH3COOH(g)
Δn(mol) 0.72 0.72 1.44 0.72
C2H5OH(g)===H2(g)+CH3CHO(g)
Δn(mol) 0.18 0.18 0.18
则平衡时乙醇、H2O(g)、氢气、乙酸、乙醛的物质的量分别为0.1 mol、8.28 mol、1.62 mol、0.72 mol、0.18 mol,气体总物质的量为0.1 mol+8.28 mol+1.62 mol+0.72 mol+0.18 mol=10.9 mol,则Kp1===
kPa= kPa。
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2026-2027学年高二上学期期中考试试卷
高二 化学
可能用到的相对原子质量:H 1 S-32 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(每小题3分,共14道题,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.铝片与稀盐酸反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的炭与水蒸气的反应
D.甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应
2.在带有活塞的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g),采取下列措施不能加快正反应速率的是( )
A.增加H2O(g)的量
B.保持容器体积不变,增加H2进入量
C.充入He,保持容器内压强不变
D.升高体系温度
3.对反应A+BAB来说,常温下按以下情况进行反应:①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol;②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol;③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL;④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率的大小关系是( )
A.②>①>④>③ B.④>③>②>①
C.①>②>④>③ D.①>②>③>④
4.肼(N2H4)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)2NH3(g)+3N2O(g)===4N2(g)+3H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)N2O(g)+3H2(g)===N2H4(l)+H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)===2NH3(g)+8H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
则反应N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为( )
A.(a+3b-c)/4 B.(a-3b+c)/4
C.a-3b+c D.a+3b-c
5.在1 L恒温恒容的密闭容器中充入一定量N2O5,发生如下反应:
反应1:N2O5(g)===N2O4(g)+O2(g) ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+56.9 kJ·mol-1
现有下列情况:①混合气体的密度保持不变;②气体压强保持不变;③气体的平均摩尔质量保持不变;④保持不变;⑤O2的物质的量保持不变;⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是( )
A.①②③⑤ B.②③④⑥
C.①③⑤⑥ D.②③④⑤
6.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+4D(s),若经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L-1,则下列说法中不正确的是( )
A.用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质D表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s时,物质A的转化率为30%
D.用A、B、C来表示反应速率,其速率之比为2∶1∶3
7.设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
相关数据如下表:
化学键
C===O
O===O
C—H
O—H
键能/ (kJ·mol-1)
798
x
413
463
下列说法正确的是( )
A.a>b
B.上表中x=×(1796+b)
C.H2O(g)===H2O(l) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
D.当有4NA个C—H断裂时,该反应放出的热量一定为|a| kJ
8.碳(C)与氧气反应的焓变如图所示,已知O===O键能为a kJ·mol-1,C===O键能为b kJ·mol-1,则CO(g)中碳氧键键能(单位:kJ·mol-1)为( )
A.-283+a- B.-283+2b-
C.-393.5+b- D.-504+2b-
9.一定温度下,向体积为1 L的恒容密闭容器中加入1 mol A(g)和1 mol B(g)发生反应A(g)+B(g)2C(g),若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.正反应活化能小于逆反应活化能
B.当容器中不再改变时,说明反应达到了平衡状态
C.达平衡后再加入1 mol C(g),反应再次达到平衡时,C的体积分数增大
D.由图可知,加催化剂之后原反应分成了两步,第一步反应较慢
10.向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图甲所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。图乙为t2时刻后改变条件时平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法中正确的是( )
A.若t1=15 s,则用A的浓度变化表示的t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件一定为减小压强
C.该容器的容积为2 L,B的起始物质的量为0.02 mol
D.t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=-50a kJ·mol-1
11.恒容反应器中,Rh和Rh/Mn均能催化反应:HCHO+H2+COHOCH2CHO(羟基乙醛),反应历程如图所示,I1~I3为中间体,TS1~TS3为过渡态。
下列描述正确的是( )
A.“CO插入”步骤,ΔH为-17.6 kcal·mol-1
B.Rh催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤
C.Rh/Mn催化作用下,羟基乙醛的生成速率更小
D.反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大
12.一定温度下:在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O54NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如表:
t/s
0
600
1200
1710
2220
2820
x
c(N2O5)/(mol·L-1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是( )
A.600~1200 s,生成NO2的平均速率为5.0×10-4 mol·L-1·s-1
B.反应2220 s时,放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)
D.推测上表中的x为3930
13.科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的化学方程式为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,若反应在恒容密闭容器中进行,由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A.甲图中改变的反应条件为升温
B.乙图中温度T2>T1,纵坐标可代表NO的百分含量
C.丙图中压强p1<p2,纵坐标可代表NO的体积分数
D.丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
14.一定温度下,在两个容积均为1 L的密闭容器中,充入一定量的反应物,发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。
相关反应数据如表所示:
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
10 s时物质的量/mol
NO
CO
N2
Ⅰ
T1
0.2
0.2
0.05
Ⅱ
T2(T2>T1)
0.2
0.2
0.05
下列说法正确的是( )
A.前10 s,容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)=0.005 mol/(L·s)
B.该反应在任何温度下均能自发进行
C.10 s时,容器Ⅰ中的反应一定处于平衡状态
D.若向容器Ⅱ中再充入0.08 mol NO和0.04 mol N2,反应将向正反应方向进行
二、非选择题(本大题共4小题,共58.分)
15.(10分)用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________>________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min时收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min时,c(MnO)=________mol·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL,反应前后体积变化忽略不计)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定____________________________来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物Mn2+是反应的催化剂,②________。
16.(10分)CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。
(1)CO和H2可以合成简单有机物,已知CO、H2合成CH3OH、HCOOCH3的能量变化如下图所示,计算2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH=__________________。
已知键能数据如下表。
化学键
H—H
C—O
H—O
C—H
键能/(kJ·mol-1)
436
326
a
464
414
则C===←O的键能为________________。
(2)已知:
反应1:2CO(g)+4H2(g)===CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH=-128.8 kJ·mol-1
反应2:2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-78.1 kJ·mol-1
假设某温度下,反应1的速率大于反应2的速率,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。
(3)金属氢化物催化CO2合成甲酸盐
科学家报道了CO2可插入锌氢化物的Zn—H键,从而制备甲酸盐。能量-反应进程图如图所示(L为中性配体,TS表示过渡态)。
该历程的决速步是第________步;升温会________(填“增大”或“减小”)正反应热力学倾向。
17.(20分)Ⅰ.(6分)研究二氧化碳合成甲醇对实现碳中和具有重要意义,二氧化碳加氢制甲醇的过程一般含有以下三个反应:
(1).CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 K1
(2).CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 K2
(3).CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-90.6 kJ·mol-1 K3
ΔH1=________;反应(1)在________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。K1_______(用K2 、K3
表示)
Ⅱ.(14分)依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为______________________________________。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为__________________________________________________________。
(3)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧生成液态水时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据下图所示,回答下列问题:
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为______________________________________。
18.(18分,除标注外,每空2分)我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5 ℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118 ℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.C2H5OH(g)+H2O(g)===2H2(g)+CH3COOH(g) ΔH1 Kp1
Ⅱ.C2H5OH(g)===CH3CHO(g)+H2(g) ΔH2=+68.7 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)乙醇可由秸秆生产,主要过程为
秸秆纤维素________乙醇
(2)对于反应Ⅰ:
①已知CH3CHO(g)+H2O(g)===H2(g)+CH3COOH(g) ΔH=-24.3 kJ·mol-1,则ΔH1=________ kJ·mol-1。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.CH3COOH的体积分数不再变化
D.单位时间内生成1 mol H2O,同时消耗2 mol H2
③反应后从混合气体分离得到H2,最适宜的方法为____________________。
(3)恒压100 kPa下,向密闭容器中按n(H2O)∶n(C2H5OH)=9∶1投料,产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2。
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270 ℃,原因为______________________________。
②由图中信息可知,乙酸可能是________(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270 ℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则p(CH3COOH)∶p(C2H5OH)=________,平衡常数Kp1=______________ kPa(列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
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