精品解析:宁夏青铜峡市宁朔中学2026-2027学年高二上学期第一次月考 化学试卷
2026-09-30
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内容正文:
2026-2027学年度上学期高二年级化学第一次月考试卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题:本题共24小题,每小题2分,共48分。
1. 日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是
A. 用活性炭去除冰箱异味 B. 做X射线造影时吃钡餐(硫酸钡)
C. 用冰箱冷藏食物 D. 在豆浆中加入石膏点豆腐
2. 下列关于反应热与焓变的说法正确的是
A. 放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B. 化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D. 反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
3. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 若 ,则的燃烧热为
B. 若 ,则红磷比白磷稳定
C. 已知 ,则固体与稀盐酸完全中和,放出的热量
D. 已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)=-196.6kJ·mol-1,向恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2,达到平衡后放出热量Q>196.6kJ
4. 已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表:
断裂或形成的化学键
能量数据
断裂1 mol H2分子中的化学键
吸收能量436 kJ
断裂1 mol Cl2分子中的化学键
吸收能量243 kJ
形成1 mol HCl分子中的化学键
释放能量431 kJ
对于反应:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),下列说法正确的是
A. 该反应的反应热ΔH<0
B. 生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C. 氯气分子中的化学键比氢气分子中的化学键更牢固
D. 相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
5. 利用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,下列说法错误的是
A. 从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B. 实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C. 若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D. 将量筒中的氢氧化钠溶液迅速一次性地倒入量热计的内筒
6. 已知:
;
;
;
。
下列叙述正确的是
A. B.
C. D. 代表的燃烧热
7. 对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
8. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
9. 下列关于有效碰撞理论与影响反应速率因素之间关系正确的是
A. 活化分子一定能发生碰撞,分子间发生碰撞一定能发生化学反应
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,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
D. 增大反应物浓度,可提高单位体积内活化分子百分数,从而提高反应速率
10. 已知的反应机理为①;②,其中各物质均为气态。其反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 是反应①的活化能 B. 的焓变ΔH=(E5-E1)kJ/mol
C. 反应①是该反应的决速步 D. 气体可能会大量累积
11. 有机物HCOOH在一定条件下发生如下反应,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 使用催化剂可以减小该反应的ΔH
B. 总反应的化学方程式为
C. 在整个反应过程中的作用是催化剂
D. 反应进程中的最大活化能是86.1 kJ/mol
12. ℃时,在4 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。下列叙述不正确的是
A. 该反应的化学方程式是
B. 0到5 min Z的化学反应速率为
C. 容器内气体压强保持不变时该反应达到平衡状态
D. 若反应在℃进行(),反应进行2 min中后X的浓度大于0.175 mol/L
13. 某化学反应2X(g)=Y(g)+Z(s)的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 引发该反应一定需要加热或点燃等条件 B. E1逆反应的活化能,E2是正反应的活化能
C. 催化剂能减小E1和E2,但不改变反应的焓变 D. X、Y、Z表示的反应速率之比为2∶1∶1
14. 下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
B. ,恒温、恒容下,反应体系中混合气体的平均摩尔质量保持不变
C. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
15. 加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃、101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的措施是
A. 增大容器的容积 B. 升高温度 C. 增大的浓度 D. 加入合适的催化剂
16. 是工业制硫酸的重要反应,下列说法不正确的是
A. 其他条件不变,使用催化剂能同时提高反应速率和的平衡转化率
B. 其他条件不变,升高温度能加快反应速率,但的平衡转化率降低
C. 其他条件不变,通入过量空气能提高的平衡转化率,但的平衡转化率降低
D. 其他条件不变,增大压强能同时提高反应速率和的平衡转化率,但生产成本增加
17. 用下列仪器或装置(夹持装置略)进行相应实验,能达到实验目的的是
A.通过观察产生气泡的快慢,探究不同催化剂对反应速率的影响
B.通过比较溶液褪色的时间长短,探究反应物浓度对化学反应速率的影响
C.通过观察混合气体的颜色变化,探究压强对化学平衡的影响
D.通过观察混合气体的颜色变化,探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
18. 一定条件下的密闭容器中:,平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L。保持温度不变,将容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30 mol/L。下列说法正确的是
A. B. 平衡向正反应方向移动
C. B的浓度增大 D. C的体积分数减小
19. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 开启啤酒后,瓶中马上泛起大量泡沫 B. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 装有气体的瓶子,加压后颜色先变深后变浅 D. 工业合成氨过程中采用高温
20. 下图表示 这个可逆反应的正确图像为
A. B.
C. D.
21. 甲烷催化重整反应为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0。下列说法正确的是
A. 平衡时升高温度,v正增大,v逆减小
B. 反应平衡常数K=
C. 使用催化剂能加快反应速率,但不能降低反应的焓变
D. 达到化学平衡时,CH4能全部转化为CO
22. 反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的ΔH>0 B. m<n+p
C. B、C两点化学平衡常数:KB>KC D. A、C两点的反应速率v(A)<v(C)
23. ℃时向2L恒容密闭容器中通入和,发生反应:时反应恰好达平衡,此时测得与的物质的量相等。下列叙述错误的是
A. 前的平均反应速率
B. 的平衡转化率为10%
C. 平衡时的体积分数为
D. 该温度下平衡常数
24. 已知反应的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时,向2 L的密闭容器中充入和,反应初始内。下列说法错误的是
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A. 时容器内
B. 达平衡时,X的转化率为20%
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡逆向移动
D. 1200℃时,反应的平衡常数
25. 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。回答下列问题: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)___________(用含和的代数式表示)。=___________
(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. 断裂的同时生成
B. 在恒温恒容下,和浓度之比不再变化
C. 在恒温恒压下,混合气体的密度不再变化
D. 在恒容绝热下,不再变化
(3)列举一种可提高反应②中转化率的措施_____________________________
(4)在恒压密闭容器内,充入与只发生反应③。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___________。
(5)若其他条件相同的情况下,反应③在不同温度下反应相同时间后,测得的转化率a随温度的变化曲线如图,其原因是_______。
(6)高温热分解法:
①其他条件不变,减小体系压强,该反应化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②工业上通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器,发生热分解反应,达到平衡状态后,若继续向其中通入,至容积增大为原容积的倍。此时正向反应速率将________(填“变大”、“变小”或“不变”);平衡________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
26. 已知在高温、高压、催化剂作用下,1 mol石墨转化为金刚石吸收1.9 kJ的热量。
(1)该反应的___________________(填“>”或“<”)0。
(2)石墨和金刚石中,_______更稳定。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,有下列反应: ; 。若a、b均大于零,则a和b的关系为_______(填字母)。
A. B. C. D. 无法确定
(4)下图是和反应生成和过程的能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式___________________________________。
②若在该反应体系中加入催化剂,则对反应热___________________(填“有”或“没有”)影响。
(5)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷()在氧气中反应生成固态三氧化二硼和液态水时放出649.5 kJ热量,其表示气态高能燃料乙硼烷()燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________________。
(6)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图,图中所示反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的_______________(用、表示);下列4个反应中,不符合示意图描述的反应是_______。
A.铝热反应 B.灼热的碳与反应
C.盐酸与NaOH反应 D.Na与反应生成
27. 催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。在一密闭容器中通入和,在一定条件下发生反应:。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“=”,下同)。
(2)压强:___________,判断依据是___________。
(3)Y点的速率:___________。
(4)假设容器的容积为且保持不变,计算点处该反应的平衡常数___________。(用含的计算式表示,无需化简)
(5)甲烷在某含Mo(钼)催化剂作用下部分反应的相对能量(eV表示电子伏特,为能量单位)变化如图所示:
①根据图中数据可以得出:___________eV。(取正值)
②根据图中活化能的大小判断:步骤1的反应比步骤2___________(填“快”或“慢”)。
③该过程实现了甲烷的___________(填“氧化”或“还原”),甲烷中断裂的化学键是___________(填“极性键”或“非极性键”)。
(6)一密封体系中发生反应N2+3H22NH3(正反应为放热反应),下图为某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图:回答下列问题:
①t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化________、________、________。
②下列时间段中,氨的百分含量最高的是_______;氮气的转化率最低的是_________ ;平衡常数一定变化的时间段是________________
A. 0~t1 B. t2~t3 C. t3~t4 D. t5~t6
28. 化学反应速率和化学平衡对日常生活和工农业生产都具有重要意义。
Ⅰ.某研究小组探究影响化学反应速率的因素。
实验序号
反应温度
加入溶液的体积
加入溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
①
20℃
2 mL
2 mL
0
②
40℃
2 mL
0
③
20℃
1 mL
2 mL
(1)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成淡黄色沉淀和刺激性气味气体,写出该反应的离子方程式:___________________________________________________________。
(2)根据“控制变量”的原则,实验①②探究的是________对化学反应速率的影响,实验①③探究浓度对化学反应速率的影响,则________。
(3)、、由大到小的顺序是________。
Ⅱ.一定条件下,在5L密闭容器内,反应,NO2的物质的量随时间变化如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.040
0.020
0.010
0.005
0.005
0.005
(4)用表示内该反应的平均速率为_______,在第5s时,转化率为_______。在第2s时的体积分数为_______。
(5)为加快反应速率,可以采取的措施是_________________________________
A. 升高温度 B. 恒容时充入 C. 降低温度 D. 恒压时充入
Ⅲ.光气在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。工业上常利用废气CO2通过反应: ,制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压(Pa)密闭容器中充入1mol CO2与足量碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
(6)T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡______移动。(填“正向”“逆向”或“不”,下同)
(7)CO体积分数为80%时,CO2的转化率为___________。
(8)已知:气体分压气体总压×体积分数。T℃时用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数________((用含的代数式表示)。
(9)在密闭容器中,一定量的X和Y发生反应: ,平衡时,气体平均摩尔质量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. X、Y、W可能都是固体
B. X、Y可能为液体,W可能为气体
C. X、Y、W一定都是气体
D. 若X、W为气体,则Y可能是固体
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2026-2027学年度上学期高二年级化学第一次月考试卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题:本题共24小题,每小题2分,共48分。
1. 日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是
A. 用活性炭去除冰箱异味 B. 做X射线造影时吃钡餐(硫酸钡)
C. 用冰箱冷藏食物 D. 在豆浆中加入石膏点豆腐
【答案】C
【解析】
【详解】A.活性炭去除冰箱异味是利用了活性炭的吸附性,与反应速率调控无关,A错误;
B.硫酸钡用于钡餐因其难溶性,避免与胃酸反应,属于选择不参与反应的物质,与反应速率无关,B错误;
C.冰箱冷藏通过降低温度减缓微生物生长和化学反应速率,C正确;
D.石膏使豆浆胶体聚沉,属于胶体性质的应用,与反应速率无关,D错误;
故选C。
2. 下列关于反应热与焓变的说法正确的是
A. 放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B. 化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D. 反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应的吸放热与反应条件无必然关联,部分放热反应(如燃烧)需要加热引发,部分吸热反应常温下即可发生,A错误;
B.焓变是状态函数,根据盖斯定律,化学反应的焓变只与反应始态(反应物总能量)和终态(生成物总能量)有关,与反应路径无关,B正确;
C.该反应,说明石墨总能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,C错误;
D.反应物总能量低于生成物总能量时,反应需要从外界吸收能量,属于吸热反应,D错误;
故选B。
3. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 若 ,则的燃烧热为
B. 若 ,则红磷比白磷稳定
C. 已知 ,则固体与稀盐酸完全中和,放出的热量
D. 已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)=-196.6kJ·mol-1,向恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2,达到平衡后放出热量Q>196.6kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热要求1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,其中需为液态,所给热化学方程式中为气态,不能据此计算的燃烧热,A错误;
B.反应的,为放热反应,说明红磷能量低于白磷,能量越低物质越稳定,故红磷比白磷稳定,B正确;
C.中和热的测定前提是酸碱为稀溶液,固体溶于水会放出大量热,因此固体与稀盐酸完全中和,放出的热量大于,C错误;
D.反应为可逆反应,反应物不能完全转化,故向容器中通入和,达到平衡后放出热量,D错误;
故答案选B。
4. 已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表:
断裂或形成的化学键
能量数据
断裂1 mol H2分子中的化学键
吸收能量436 kJ
断裂1 mol Cl2分子中的化学键
吸收能量243 kJ
形成1 mol HCl分子中的化学键
释放能量431 kJ
对于反应:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),下列说法正确的是
A. 该反应的反应热ΔH<0
B. 生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C. 氯气分子中的化学键比氢气分子中的化学键更牢固
D. 相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
【答案】A
【解析】
【分析】根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,分析解答。
【详解】A. 反应热=各反应物的键能总和-各生成物的键能总和,则此反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的ΔH=436 kJ·mol−1+243 kJ·mol−1-2×431 kJ·mol−1=-183 kJ·mol−1,因此反应的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol−1,故A正确;
B.由A知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl (g),ΔH=-183kJ/mol,可知0.5molH2与0.5molCl2反应生成1mol HCl放出的热量为183kJ×=91.5kJ,故B错误;
C.断裂1mol H2分子中的化学键需吸收能量436kJ,断裂1mol Cl2分子中的化学键,需吸收能量243kJ,则H-H键的键能大于Cl-Cl,氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固,故C错误;
D.H2分子中的化学键键能为436kJ/mol,Cl2分子中的化学键键能为243kJ/mol,显然相同条件下,氢气稳定,具有的能量低,故D错误;
故答案选A。
5. 利用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,下列说法错误的是
A. 从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B. 实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C. 若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D. 将量筒中的氢氧化钠溶液迅速一次性地倒入量热计的内筒
【答案】B
【解析】
【详解】A.中和反应实验需要玻璃搅拌器使酸碱充分混合、反应完全,图示装置缺少该玻璃仪器,A正确;
B.反应放出的热量与生成水的物质的量有关,改变酸碱用量后生成水的量增多,放出的热量不相等,但中和反应反应热是稀强酸与强碱反应生成对应的反应热,为定值,与酸碱用量无关,所求中和反应反应热相等,B错误;
C.大烧杯不盖硬纸板会导致热量散失,测得的温度升高值偏小,计算得到的反应放热数值偏小,为负值,故求得的偏大,C正确;
D.将氢氧化钠溶液迅速一次性倒入量热计内筒,可减少热量散失,减小实验误差,操作正确,D正确;
故答案选B。
6. 已知:
;
;
;
。
下列叙述正确的是
A. B.
C. D. 代表的燃烧热
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢气生成等量液态水放出热量比生成等量气态水多,反应热更小,A错误;
B.等物质的量的C(s)生成CO时放出的热量比生成CO2时少,反应热更大,B错误;
C.根据盖斯定律,选项中的方程式可由(反应②-反应①)×2得到,ΔH=2(ΔH2-ΔH1),C正确;
D.氢气的燃烧热化学方程式中,氢气前系数为1,表示1mol氢气在氧气中完全燃烧生成液态水放出的热量,D错误;
故答案选C。
7. 对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在单位相同的条件下,不同物质的反应速率等于其化学计量数之比,将不同的物质化为是同一物质的速率进行比较即可,数值越大则反应的速率越快。
A.;
B.B是固体,不能用单位时间浓度的变化量来表示反应速率;
C.;
D.;
通过比较知,反应速率最快的是C项,故答案选C。
8. 反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入使体系压强增大 ④保持压强不变,充入使容器体积变大
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】①增加固体C的量,浓度不变,反应速率不变,符合条件;
②体积缩小,气体反应物的浓度增大,反应速率会加快,不符合条件;
③体积不变,充入惰性气体,虽然总压增大,但反应体系中各气体的浓度均未改变,因此反应速率几乎无影响,符合条件;
④压强不变,充入惰性气体导致容器体积增大,气体反应物的浓度减小,反应速率会减慢,不符合条件。
故答案选A。
9. 下列关于有效碰撞理论与影响反应速率因素之间关系正确的是
A. 活化分子一定能发生碰撞,分子间发生碰撞一定能发生化学反应
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,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
D. 增大反应物浓度,可提高单位体积内活化分子百分数,从而提高反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.活化分子发生碰撞时需具备合适的取向才是能引发反应的有效碰撞,因此活化分子不一定发生有效碰撞,分子间碰撞也不一定发生化学反应,A错误;
B.加入催化剂可以降低反应活化能,使更多普通分子成为活化分子,活化分子百分数增大,从而加快反应速率,B错误;
C.升高温度,反应物分子平均能量增加,活化分子的数目和百分数均增大,有效碰撞次数增多,从而提高反应速率,C正确;
D.增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,但活化分子百分数不变,D错误;
故选C。
10. 已知的反应机理为①;②,其中各物质均为气态。其反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 是反应①的活化能 B. 的焓变ΔH=(E5-E1)kJ/mol
C. 反应①是该反应的决速步 D. 气体可能会大量累积
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应①的活化能是反应物的能量与过渡态的能量差,即,不是,A错误;
B.焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,反应物总能量为,生成物总能量为,故,B错误;
C.决速步由活化能最大的基元反应决定,反应①活化能为,反应②活化能为,由图可知,故反应①是决速步,C正确;
D.反应①活化能大,反应速率慢,生成的速率慢,反应②活化能小,反应速率快,消耗的速率快,因此不可能大量累积,D错误;
故选C。
11. 有机物HCOOH在一定条件下发生如下反应,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 使用催化剂可以减小该反应的ΔH
B. 总反应的化学方程式为
C. 在整个反应过程中的作用是催化剂
D. 反应进程中的最大活化能是86.1 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂仅能降低反应的活化能,不改变反应物与生成物的总能量差,无法改变反应的,A错误;
B.由反应机理和能量变化可知,反应物为,生成物为和,为催化剂,总反应化学方程式书写正确,B正确;
C.在第一步反应中作为反应物参与,最终反应后又重新生成,为该反应的催化剂,C正确;
D.反应的第一步能垒为,第二步能垒为,故最大活化能为,D正确;
故选A。
12. ℃时,在4 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。下列叙述不正确的是
A. 该反应的化学方程式是
B. 0到5 min Z的化学反应速率为
C. 容器内气体压强保持不变时该反应达到平衡状态
D. 若反应在℃进行(),反应进行2 min中后X的浓度大于0.175 mol/L
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应物为X、Y,生成物为Z,X、Y、Z变化的物质的量分别为0.6mol、0.2mol、0.4mol,化学计量数之比为3:1:2,则化学方程式为,故A正确;
B.0到5 min Z的物质的量变化为0.4mol,则==,故B错误;
C.反应前后气体分子数不相等,当容器内气体压强保持不变时该反应达到平衡状态,故C正确;
D.由图可知,温度为℃时,X的浓度为:=0.175 mol/L;温度降低,化学反应速率减小,反应物剩余较多,因此若反应在℃进行(),反应进行2 min中后X的浓度大于0.175 mol/L,故D正确;
答案选B。
13. 某化学反应2X(g)=Y(g)+Z(s)的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 引发该反应一定需要加热或点燃等条件 B. E1逆反应的活化能,E2是正反应的活化能
C. 催化剂能减小E1和E2,但不改变反应的焓变 D. X、Y、Z表示的反应速率之比为2∶1∶1
【答案】C
【解析】
【详解】吸热反应不一定需要加热,故A错误;E1正反应的活化能,E2是逆反应的活化能,故B错误;催化剂能降低活化能,但不改变反应的焓变,故C正确; Z是固体不能表示反应速率,故D错误。
14. 下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
B. ,恒温、恒容下,反应体系中混合气体的平均摩尔质量保持不变
C. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应气体物质的量总和不变,恒温、恒容下压强始终保持不变,无法判断反应是否达到平衡状态,A选;
B.反应前后混合气体的物质的量变化,恒温、恒容下,反应体系中混合气体的总质量保持不变,平均摩尔质量保持不变说明混合气体的总物质的量保持不变,可以判定反应已达平衡状态,B不选;
C.反应中只有CO2为气体,密度不变说明气体质量不再变化,反应达平衡,C不选;
D.恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变,说明I2的浓度不再变化,说明反应已达平衡,D不选;
故选A。
15. 加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃、101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的措施是
A. 增大容器的容积 B. 升高温度 C. 增大的浓度 D. 加入合适的催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大容器容积相当于降低压强,降低压强会使平衡向气体体积增大的方向,即逆反应方向移动,A错误;
B.该反应为放热反应(ΔH<0),升高温度会使平衡向吸热的方向,即逆反应方向移动,B错误;
C.增大H2浓度会提高反应物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动以消耗增加的H2,C正确;
D.催化剂仅加快正、逆反应速率,不能使平衡移动,D错误;
答案选C。
16. 是工业制硫酸的重要反应,下列说法不正确的是
A. 其他条件不变,使用催化剂能同时提高反应速率和的平衡转化率
B. 其他条件不变,升高温度能加快反应速率,但的平衡转化率降低
C. 其他条件不变,通入过量空气能提高的平衡转化率,但的平衡转化率降低
D. 其他条件不变,增大压强能同时提高反应速率和的平衡转化率,但生产成本增加
【答案】A
【解析】
【详解】A.其他条件不变,使用催化剂能提高反应速率,但催化剂不影响平衡,不能改变的平衡转化率,A符合题意;
B.该反应为放热反应,其他条件不变,升高温度能加快反应速率,但平衡逆向移动,SO2的平衡转化率降低,B不符合题意;
C.其他条件不变,通入过量空气,增大反应物浓度,使平衡右移,则能提高的平衡转化率,但的平衡转化率降低,C不符合题意;
D.其他条件不变,增大压强能能提高反应速率,该反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,但压强增大对设备要求提高,生产成本增加,D不符合题意;
故选A。
17. 用下列仪器或装置(夹持装置略)进行相应实验,能达到实验目的的是
A.通过观察产生气泡的快慢,探究不同催化剂对反应速率的影响
B.通过比较溶液褪色的时间长短,探究反应物浓度对化学反应速率的影响
C.通过观察混合气体的颜色变化,探究压强对化学平衡的影响
D.通过观察混合气体的颜色变化,探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.双氧水浓度不同,不能根据产生气泡的快慢,探究不同催化剂对反应速率的影响,故A错误;
B、两种高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同,不能依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响,故B错误;
C、改变压强,2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡不移动,不能通过观察混合气体的颜色变化,探究压强对化学平衡的影响,故C错误;
D、2NO2N2O4 ΔH<0,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,NO2浓度增大,颜色加深,降低温度平衡正向移动,颜色变浅,通过热水和冷水中气体颜色差异可探究温度对平衡的影响,故D正确;
选D。
18. 一定条件下的密闭容器中:,平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L。保持温度不变,将容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30 mol/L。下列说法正确的是
A. B. 平衡向正反应方向移动
C. B的浓度增大 D. C的体积分数减小
【答案】D
【解析】
【分析】将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,A的浓度应为0.25mol/L,现A的浓度从0.25mol/L增加到0.30mol/L,说明平衡逆向移动,据此分析解题。
【详解】A.根据分析,减压平衡逆向移动,则,故A错误;
B.根据分析,平衡逆向移动,故B错误;
C.将容器的容积扩大,体积扩大使B的浓度减小的影响大于平衡逆向移动使B的浓度增大的影响,因此总的结果是B的浓度减小,故C错误;
D.根据分析,减压平衡逆向移动,则C的体积分数减小,故D正确;
故选D。
19. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 开启啤酒后,瓶中马上泛起大量泡沫 B. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 装有气体的瓶子,加压后颜色先变深后变浅 D. 工业合成氨过程中采用高温
【答案】D
【解析】
【详解】A.开启啤酒瓶后体系压强减小,的溶解平衡向生成气体的方向移动,产生大量泡沫,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.氯气与水存在可逆反应,饱和食盐水中浓度较高,使平衡逆向移动,降低了氯气的溶解度,可用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.体系存在平衡,加压时容器体积缩小,浓度瞬时增大颜色先变深,随后平衡向气体分子数减少的正向移动,浓度降低颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.合成氨反应为放热反应,根据勒夏特列原理低温更有利于氨生成,工业采用高温是为了提高反应速率、保证催化剂活性,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故答案选D。
20. 下图表示 这个可逆反应的正确图像为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】反应特征:,正反应为气体分子数减少的放热反应。
【详解】A.温度越高,反应速率越快,达到平衡所需时间越短,因此比先达到平衡,符合图像;正反应放热,升高温度平衡逆向移动,平衡时降低,因此平衡时小于,与图像一致,A正确;
B.增大压强,正、逆反应速率都增大,图像中随压强增大而减小,不符合规律,B错误;
C.催化剂只加快反应速率,不改变平衡状态,平衡时的浓度应该相等,图像中加催化剂平衡时更大,C错误;
D.正反应放热,温度越低,平衡正向移动,的转化率越大,因此相同条件下的转化率应大于,图像位置颠倒,D错误;
故选A。
21. 甲烷催化重整反应为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0。下列说法正确的是
A. 平衡时升高温度,v正增大,v逆减小
B. 反应平衡常数K=
C. 使用催化剂能加快反应速率,但不能降低反应的焓变
D. 达到化学平衡时,CH4能全部转化为CO
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,、均增大,但平衡向着吸热的方向移动,则吸热方向的反应速率增大程度更大,A错误;
B.该反应的反应物包含气态,平衡常数表达式应为,选项漏写反应物的浓度项,B错误;
C.催化剂可降低反应活化能从而加快反应速率,但不改变反应的始态和终态,因此反应的焓变不变,C正确;
D.该反应为可逆反应,达到平衡时反应物的转化率小于100%,不可能全部转化为生成物,D错误;
故选C。
22. 反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的ΔH>0 B. m<n+p
C. B、C两点化学平衡常数:KB>KC D. A、C两点的反应速率v(A)<v(C)
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知温度升高,Y的体积分数增大,说明平衡正向移动,则正向为吸热反应,故A正确;
B.由图可知,增大压强,Y的体积分数减小,说明平衡逆向移动,则m<n+p,故B正确;
C.对吸热反应来说,温度升高,K增大,KB<KC,故C错误;
D.A、C温度相同,C点压强大,则C点的速率大于A点,故D正确;
故选C。
23. ℃时向2L恒容密闭容器中通入和,发生反应:时反应恰好达平衡,此时测得与的物质的量相等。下列叙述错误的是
A. 前的平均反应速率
B. 的平衡转化率为10%
C. 平衡时的体积分数为
D. 该温度下平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】根据已知,列三段式,0.2-x=x,解得x=0.1mol,据此分析;
【详解】A.前的平均反应速率,A正确;
B.的平衡转化率为10%,B正确;
C.平衡时的体积分数为,C正确;
D.该温度下平衡常数,D错误;
故选D。
24. 已知反应的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时,向2 L的密闭容器中充入和,反应初始内。下列说法错误的是
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A. 时容器内
B. 达平衡时,X的转化率为20%
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡逆向移动
D. 1200℃时,反应的平衡常数
【答案】B
【解析】
【详解】A.4 s时X的浓度变化为0.005 mol/(L·s)×4 s=0.02 mol/L,根据反应式,R的生成量等于X的消耗量,因此c(R)=0.02 mol/L,A正确;
B.设平衡时X的转化量为a,平衡常数K=1,代入各物质浓度得,解得a=0.08 mol/L,X的转化率为×100%=80%,B错误;
C.平衡常数随温度升高而减小(830℃→1000℃时K从1.0→0.6),说明升温使平衡逆向移动,C正确;
D.1200℃时原反应的K=0.4,逆反应的K为=2.5,D正确;
故选B。
25. 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。回答下列问题: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)___________(用含和的代数式表示)。=___________
(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. 断裂的同时生成
B. 在恒温恒容下,和浓度之比不再变化
C. 在恒温恒压下,混合气体的密度不再变化
D. 在恒容绝热下,不再变化
(3)列举一种可提高反应②中转化率的措施_____________________________
(4)在恒压密闭容器内,充入与只发生反应③。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___________。
(5)若其他条件相同的情况下,反应③在不同温度下反应相同时间后,测得的转化率a随温度的变化曲线如图,其原因是_______。
(6)高温热分解法:
①其他条件不变,减小体系压强,该反应化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②工业上通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器,发生热分解反应,达到平衡状态后,若继续向其中通入,至容积增大为原容积的倍。此时正向反应速率将________(填“变大”、“变小”或“不变”);平衡________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1) ①. ②. +261kJ⋅mol−1 (2)CD
(3)降压或升温等 (4) ①. > ②. 降低 ③. 200
(5)AB段未平衡,升高温度,反应速率增大,单位时间内的转化率增大;BC段已经平衡,升高温度,平衡逆向移动,转化率减小
(6) ①. 不变 ②. 变小 ③. 正向
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将反应①减去反应③即可得到反应②,即 。因此,平衡常数 ,反应热 。
【小问2详解】
A.断裂 键和生成 键均表示正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,A错误;
B.若初始只加入反应物, 和 作为产物,其浓度之比始终为 ,不能说明达到平衡,B错误;
C.该反应在恒温恒压下进行,反应前后气体总质量不变,但气体总物质的量增加,容器体积会增大,导致气体密度减小,当密度不再变化时,说明体积不再变化,反应达到平衡,C正确;
D.恒容绝热条件下,反应体系的温度会随反应进行而变化,平衡常数也会变化,当浓度商不再变化时,说明各物质浓度不再改变,反应达到平衡,D正确;
故答案选CD。
【小问3详解】
反应②的正反应是吸热且气体分子数增加的反应。根据平衡移动原理,升高温度或减小压强均可使平衡正向移动,从而提高 的转化率。
【小问4详解】
① 反应③的正反应是气体分子数减小的反应。相同温度下,增大压强,平衡正向移动, 的转化率增大,由图可知 对应的转化率大于 ,故 。在恒压密闭容器中充入氩气,容器体积增大,反应气体的分压减小,相当于减压,平衡逆向移动, 的转化率降低。
② B点时 的转化率为 ,则消耗的 为 ,列出三段式:,容器体积为 ,则平衡浓度分别为 ,,,,平衡常数 。
【小问5详解】
反应③为放热反应。在AB段,反应尚未达到平衡,升高温度使反应速率加快,相同时间内反应进行的程度更大,因此转化率增大;在BC段,反应已达到平衡,升高温度使平衡向吸热的逆反应方向移动,因此转化率减小。
【小问6详解】
① 化学平衡常数仅与温度有关,温度不变,减小压强,平衡常数不变;
② 在等温等压条件下通入 ,容器容积增大,反应物 的浓度减小,因此正向反应速率变小;容积增大导致反应体系中各气体的分压减小,相当于体系减压,该反应是气体分子数增加的反应,减压使平衡向正向移动。
26. 已知在高温、高压、催化剂作用下,1 mol石墨转化为金刚石吸收1.9 kJ的热量。
(1)该反应的___________________(填“>”或“<”)0。
(2)石墨和金刚石中,_______更稳定。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,有下列反应: ; 。若a、b均大于零,则a和b的关系为_______(填字母)。
A. B. C. D. 无法确定
(4)下图是和反应生成和过程的能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式___________________________________。
②若在该反应体系中加入催化剂,则对反应热___________________(填“有”或“没有”)影响。
(5)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷()在氧气中反应生成固态三氧化二硼和液态水时放出649.5 kJ热量,其表示气态高能燃料乙硼烷()燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________________。
(6)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图,图中所示反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的_______________(用、表示);下列4个反应中,不符合示意图描述的反应是_______。
A.铝热反应 B.灼热的碳与反应
C.盐酸与NaOH反应 D.Na与反应生成
【答案】(1)> (2)石墨 (3)C
(4) ①. ②. 没有
(5)
(6) ①. 放热 ②. ③. B
【解析】
【小问1详解】
根据题意,1 mol石墨转化为金刚石需要吸收1.9 kJ的热量,该反应为吸热反应,因此焓变 ;
【小问2详解】
石墨转化为金刚石是吸热过程,说明金刚石的总能量高于石墨的总能量,物质的能量越低越稳定,因此石墨比金刚石更稳定;
【小问3详解】
常温时红磷比白磷稳定,说明白磷的能量高于红磷,等量的白磷和红磷完全燃烧生成相同状态的产物 时,能量更高的白磷放出的热量更多,因放热反应的 ,且放出的热量 和 均大于零,所以白磷放出的热量 大于红磷放出的热量 ,即 ,故选C;
【小问4详解】
①由图1可知,正反应的活化能 ,逆反应的活化能 ,该反应的焓变 正反应活化能-逆反应活化能,,因此该反应的热化学方程式为:;
②催化剂只能降低反应所需的活化能,改变反应速率,但不能改变反应物和生成物的总能量,因此对反应热()没有影响;
【小问5详解】
燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧生成指定化合物所放出的热量,已知 气态 完全燃烧放出热量,则 1 mol 完全燃烧放出的热量为 ,因此其燃烧热的热化学方程式为;
【小问6详解】
观察图2可知,反应物的总能量()高于生成物的总能量(),因此该反应为放热反应;
反应的焓变 生成物总能量-反应物总能量,因此;
A.铝热反应是典型的放热反应,A符合图示;
B.灼热的碳与 的反应是吸热反应,B不符合图示;
C.盐酸与 NaOH 的酸碱中和反应是放热反应,C符合图示;
D.Na 与 的反应是剧烈的放热反应,D符合图示;
故选B。
27. 催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。在一密闭容器中通入和,在一定条件下发生反应:。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“=”,下同)。
(2)压强:___________,判断依据是___________。
(3)Y点的速率:___________。
(4)假设容器的容积为且保持不变,计算点处该反应的平衡常数___________。(用含的计算式表示,无需化简)
(5)甲烷在某含Mo(钼)催化剂作用下部分反应的相对能量(eV表示电子伏特,为能量单位)变化如图所示:
①根据图中数据可以得出:___________eV。(取正值)
②根据图中活化能的大小判断:步骤1的反应比步骤2___________(填“快”或“慢”)。
③该过程实现了甲烷的___________(填“氧化”或“还原”),甲烷中断裂的化学键是___________(填“极性键”或“非极性键”)。
(6)一密封体系中发生反应N2+3H22NH3(正反应为放热反应),下图为某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图:回答下列问题:
①t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化________、________、________。
②下列时间段中,氨的百分含量最高的是_______;氮气的转化率最低的是_________ ;平衡常数一定变化的时间段是________________
A. 0~t1 B. t2~t3 C. t3~t4 D. t5~t6
【答案】(1)> (2) ①. < ②. 温度相同时,增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动,的平衡转化率减小
(3)> (4)
(5) ①. 1.41 ②. 慢 ③. 氧化 ④. 极性键
(6) ①. 温度升高 ②. 加入催化剂 ③. 减小压强 ④. A ⑤. D ⑥. B
【解析】
【小问1详解】
由图可知,在相同压强下,随着温度的升高,的平衡转化率增大,说明升高温度平衡正向移动。根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为吸热反应,。
【小问2详解】
该反应的正反应是气体分子数增大的反应。在相同温度下,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向(即逆反应方向)移动,的平衡转化率减小。图中相同温度下对应的转化率大于,故压强。
【小问3详解】
Y点位于等压线下方,此时的转化率低于该温度和压强下的平衡转化率,说明反应尚未达到平衡,正向进行以趋于平衡,故正反应速率大于逆反应速率,即。
【小问4详解】
X点时的转化率为。初始通入和,容器体积为。平衡时,消耗的和均为,生成的和均为。平衡浓度分别为:,。代入平衡常数表达式得:。
【小问5详解】
① 由图可知,过渡态1的相对能量为,中间产物的相对能量为,故。② 步骤1的活化能,步骤2的活化能。因为,活化能越大反应速率越慢,故步骤1的反应比步骤2慢。③ 甲烷转化为甲醇()的过程中,碳元素的化合价由-4价升高到-2价,发生氧化反应;甲烷中断裂的化学键是键,属于不同非金属元素原子间形成的极性键。
【小问6详解】
① 时刻,正、逆反应速率均突然增大,且,平衡逆向移动。由于该反应正向为放热反应,升高温度会使正逆速率均增大且平衡逆向移动,故改变的条件是升高温度;时刻,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,故改变的条件是加入催化剂;时刻,正、逆反应速率均突然减小,且,平衡逆向移动。由于该反应正向为气体分子数减小的反应,减小压强会使正逆速率均减小且平衡逆向移动,故改变的条件是减小压强。② 由于和时刻平衡均发生逆向移动,体系中氨的百分含量和氮气的转化率均不断减小。因此,氨的百分含量最高的是初始平衡段(选A),氮气的转化率最低的是最终平衡段(选D)。平衡常数只与温度有关。时刻升高了温度,导致平衡常数发生改变;而、时刻温度均未改变,平衡常数不变。因此,与前一平衡状态相比,平衡常数一定发生变化的时间段是(选B)。
28. 化学反应速率和化学平衡对日常生活和工农业生产都具有重要意义。
Ⅰ.某研究小组探究影响化学反应速率的因素。
实验序号
反应温度
加入溶液的体积
加入溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
①
20℃
2 mL
2 mL
0
②
40℃
2 mL
0
③
20℃
1 mL
2 mL
(1)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成淡黄色沉淀和刺激性气味气体,写出该反应的离子方程式:___________________________________________________________。
(2)根据“控制变量”的原则,实验①②探究的是________对化学反应速率的影响,实验①③探究浓度对化学反应速率的影响,则________。
(3)、、由大到小的顺序是________。
Ⅱ.一定条件下,在5L密闭容器内,反应,NO2的物质的量随时间变化如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.040
0.020
0.010
0.005
0.005
0.005
(4)用表示内该反应的平均速率为_______,在第5s时,转化率为_______。在第2s时的体积分数为_______。
(5)为加快反应速率,可以采取的措施是_________________________________
A. 升高温度 B. 恒容时充入 C. 降低温度 D. 恒压时充入
Ⅲ.光气在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。工业上常利用废气CO2通过反应: ,制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压(Pa)密闭容器中充入1mol CO2与足量碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
(6)T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡______移动。(填“正向”“逆向”或“不”,下同)
(7)CO体积分数为80%时,CO2的转化率为___________。
(8)已知:气体分压气体总压×体积分数。T℃时用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数________((用含的代数式表示)。
(9)在密闭容器中,一定量的X和Y发生反应: ,平衡时,气体平均摩尔质量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. X、Y、W可能都是固体
B. X、Y可能为液体,W可能为气体
C. X、Y、W一定都是气体
D. 若X、W为气体,则Y可能是固体
【答案】(1)
(2) ①. 温度 ②. 1
(3)
(4) ①. 0.0015 ②. 87.5% ③. 60% (5)A
(6)不 (7)66.7%
(8) (9)D
【解析】
【小问1详解】
硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成淡黄色沉淀为硫单质沉淀,刺激性气味气体为二氧化硫气体,根据元素守恒还会生成水,因此离子方程式为;
【小问2详解】
实验①和②中,除了反应温度不同(℃ 和 ℃),其他条件应保持一致,因此探究的是温度对化学反应速率的影响;
实验①和③探究浓度对反应速率的影响,必须保证溶液总体积相同,实验①的总体积为 ,则实验③的总体积也应为 ,故 ;
【小问3详解】
实验①和②相比,②的温度更高,反应速率更快,出现浑浊所需时间更短,故 ;实验①和③相比,③中 的浓度更小,反应速率更慢,出现浑浊所需时间更长,故 ,综合可得时间由大到小的顺序为 ;
【小问4详解】
内, 的物质的量变化量为 ,根据化学方程式 可知, 的物质的量变化量为 ,其浓度变化量为 ,故平均速率 ;
第 时, 反应了 ,转化率为 ;
第 时,剩余 为 ,生成 为 ,混合气体总物质的量为 , 的体积分数为 ;
【小问5详解】
A.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,A正确;
B.恒容充入 ,各个组分浓度不变,反应速率不变,B错误;
C.降低温度,活化分子百分数减小,反应速率减慢,C错误;
D.恒压充入 ,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,D错误;
故选A;
【小问6详解】
由图可知,℃ 时 和 的体积分数均为 ,在恒压条件下,充入等体积的 和 ,即充入的混合气体组成与平衡体系完全相同,相当于构建等效平衡,各组分的体积分数保持不变,故平衡不移动;
【小问7详解】
设初始充入 ,反应转化的 为 , 根据 可知,反应生成的的物质的量为,平衡时 的物质的量为 ,气体总物质的量为 , 的体积分数为 ,解得 ,因此 的转化率为 ;
【小问8详解】
℃ 时, 和 的体积分数均为 ,则分压 ,,平衡常数 ;
【小问9详解】
该反应 ,升高温度,平衡逆向移动,由图可知,升高温度时气体平均摩尔质量减小,即平衡逆向移动会导致气体平均摩尔质量减小;
A.若 、 、均为固体,气体只有 ,气体平均摩尔质量始终保持不变,A错误;
B.若 、 为液体, 为气体,生成的气体 和 始终按 的比例混合,气体平均摩尔质量始终保持不变,B错误;
C.若 、 、均为气体,逆向移动时气体总质量不变,总物质的量增大,气体平均摩尔质量减小,但是如果 、 为气体, 为固体,逆向移动时气体总物质的量不变,但生成固体 导致气体总质量减小,气体平均摩尔质量也会减小,因此 、 、不一定必须均为气体,C错误;
D.若 、 为气体, 为固体,逆向移动时气体总物质的量不变,但生成固体 导致气体总质量减小,气体平均摩尔质量减小,D正确;
故选D。
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