2026-2027学年人教版高二上学期化学半期考试模拟练习2(选择性必修一第一章和第二章)
2026-10-04
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丹棱县徐敏中小学名班主任工作室
进店逛逛 内容正文:
人教版高二化学半期考试模拟练习2(选择性必修一第一章和第二章)
一、单选题
1.下列关于能量变化的说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.《劝学》中描述“冰,水为之,而寒于水”,说明水和冰相比,水的能量更高
C.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
D.(s,白磷)(s,红磷) ,则白磷比红磷稳定
2.下列叙述正确的是
A.2,反应的平衡常数可表示为
B.恒温恒容条件下,平衡体系中再加入少量,达到新平衡后,的值不变
C.工业合成氨可通过不断增大压强,提高氨气的产率,提高综合经济效益
D.合成氨工业中,用铜氨液吸收原料气中CO,其反应为: ,适宜的生产条件是低温、低压
3.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是日前大规模制取氢气的方法之一。,关于该反应下列说法错误的是
A.的质量分数不变时,反应达到了平衡状态
B.增大和的投料比,可以提高的转化率
C.降温,平衡正向移动,所以生产过程中温度越低越好
D.投入可以提高氢气的体积分数
4.下列有关说法正确的是
A.一定条件下,0.5 mol CO(g)与0.5 mol H2O(g)充分反应生成CO2(g)和H2(g)放热a kJ,其热化学方程式:
B.已知 ,由此可知1 mol H2与1 mol I2气体在密闭容器中充分化合后可以吸收53 kJ的热量
C.已知相同条件下: ; ,则
D.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ/mol,则反应的反应热
5.实验是化学研究的基础。下列图示实验能实现实验目的的是
A.溶液红色变浅,证明增大c(KCl),FeCl3 +3KSCN Fe(SCN)3 +3KCl平衡逆向移动
B.比较Fe3+和Cu2+的催化效果
C.测定反应速率
D.测定中和反应的反应热
A.A B.B C.C D.D
6.工业制备高纯硅的主要过程及“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是
A.步骤①,消耗1molC时,理论上转移的电子数为4NA
B.步骤②,消耗28gSi时,理论上生成气体体积为44.8L
C.历程Ⅲ,当反应吸收的热量为238kJ时,理论上生成物中含有1molSi
D.历程Ⅱ,SiHCl3(g)转化为SiHCl3(l),理论上吸收的热量为28kJ·mol-1
7.25℃,2 L密闭容器中发生反应:,三种气体初始物质的量和平衡物质的量如下表,假设反应5 s时达到平衡状态,下列说法错误的是
物质
X
Y
Z
初始物质的量/mol
0.2
0.4
0
平衡物质的量/mol
0.1
0.1
0.2
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.该温度下,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.0~5 s内,X的平均反应速率为
8.下列关于化学平衡图像的分析,错误的是
A.图①表示已达平衡的某反应在时改变某一条件后反应速率随时间变化,则改变的条件可能是加入催化剂、也可能是等体积反应的加压
B.恒容密闭容器中发生反应:,在不同温度、压强下,平衡时体积分数如图②所示,则和两点反应速率:
C.恒容密闭容器中发生反应:,测得时的转化率(曲线Ⅱ)及平衡时的转化率(曲线Ⅰ)与温度的关系如图③所示,则温度低于时,延长反应时间可以缩小图中阴影部分的面积
D.图④曲线表示反应: ,正、逆反应的平衡常数随温度的变化
9.某密闭容器中发生反应:。如图所示为该反应的反应速率随时间变化的关系,、、时外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A.时加入了催化剂 B.时降低了温度
C.时增大了压强 D.时间段内反应物转化率最小
10.研究发现,500℃、催化:SO2和O2反应的反应机理如下:
反应①: 快反应
反应②: 慢反应
下列能量变化示意图中最符合上述反应过程的是
A. B.
C. D.
11.催化与转化为的机理如图所示,催化剂中掺入少量CaO,用替代结构中部分形成下列说法不正确的是
A.反应体系中Ce呈现2种价态
B.使用作催化剂降低了反应的活化能和反应热
C.结构中氧空位增加,可以加快的转化速率
D.整个过程中既有极性键的断裂,又有极性键的生成
12.一定温度下,可与等物质的量HCl催化加成,主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示,反应过程中能量变化如图2所示。下列说法不正确的是
A.由图1可知,X→Z的活化能大于X→Y的活化能
B.5~10 min时,各物质的物质的量分数变化可以用来解释
C.此温度下,X生成Y的平衡常数大于X生成Z的平衡常数
D.恒温恒容下,再增加少量X,平衡时不变
13.CO2资源化利用可有效减少碳排放。在体积均为2.0 L的两个恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.2molCO2和0.4molCO2,发生反应。在不同温度下反应达平衡时,CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.曲线b表示加入0.2molCO2的容器中c(CO2)变化曲线
C.逆反应速率:
D.反应经4 min达Ⅲ点,则4 min内生成CO的平均反应速率
14.可用氧化烷烃脱氢制取烯烃。向密闭容器中通入、和(体积比为1:1:2),维持压强为p0kPa,发生反应:。测得的平衡转化率与温度的关系如图中曲线①所示。下列说法错误的是
A.该反应是吸热反应
B.512℃下,的平衡转化率为50%,则该反应的kPa
C.543℃下,体系中时,不能表明反应已达平衡
D.若减小通入气体中的占比,的平衡转化率与温度的关系可能是曲线②
15.以、为原料合成是碳中和的有效措施。涉及的主要反应为:
①
②
反应①和②的(K代表化学平衡常数)随的变化如图所示。
已知:(R、C均为常数,T为热力学温度),下列说法正确的是
A.反应①对应的斜线是b
B.使用合适的催化剂可以增大
C.反应的与曲线的斜率大于斜线a的斜率
D.恒温恒压下,在一密闭容器中发生反应①和②,达平衡后充入一定量Ar,反应②的平衡不发生移动
二、解答题
16.研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。
(1)①
②
③
则反应的__________(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)用作载氧体的化学链燃烧的主要热化学方程式如下:
①写出甲烷燃烧热的热化学方程式____________________________________________。
②的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收,所放出的热量在相同条件下与直接燃烧相比_______________(填“前者大”、“后者大”或“相同”)。
(3)某实验小组用溶液、硫酸溶液进行中和反应反应热的测定,装置如下图所示,近似认为的溶液与的硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。
①图中还缺少的一种仪器是_______________(填仪器名称)。
②写出硫酸与溶液反应的化学方程式:______________________。
③若实验测得反应前后温度差,计算该实验生成时,放出的热量为__________。
④下列操作会导致测得中和反应反应热数值偏小的是________。
A.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
B.量取溶液时,仰视量筒刻度
C. 用铜制搅拌棒代替所需仪器
17.钛合金是航空航天工业的重要材料。由钛铁矿(主要成分为,还有、、硅酸盐等杂质),制备等产品的一种工艺流程示意图如下:
(1)中的化合价是_______。
(2)溶液1中加入铁粉所涉及的主要离子反应是:,_______。
(3)在下列装置中,操作1应选用_______,操作2应选用_______(填选项)。
(4)请结合化学平衡原理分析溶液3中加入粉末的作用:_______。(用离子方程式和适当的文字表述)
(5)高温时“氯化”还可得到一种可燃性气体,该气体的化学式是_______。
(6)反应中氩气的作用是___________________。
18.Ⅰ.硫代硫酸钠()在精细化工领域应用广泛,实验室模拟工业制备的一种装置如图所示。回答下列问题:
已知:在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境中易分解产生硫单质;
(1)A中反应的化学方程式为______________________________。
(2)装置B的作用之一是观察的生成速率,其中的液体最好选择__________(填标号)。
a.蒸馏水 b.饱和溶液 c.饱和溶液 d.饱和溶液
(3)开始实验后,装置中先出现黄色浑浊,后逐渐澄清,待完全澄清时停止反应,得到溶液和一种无色无味无毒的气体。
①写出装置C中发生总反应的化学方程式:________________________________________。
②若不及时停止装置A中的反应,产量会降低,原因是______________________________。
(4)装置D的作用是_____。
Ⅱ.硫代硫酸钠()可用做分析试剂及鞣革还原剂,它能与酸发生反应:。实验室以溶液与足量稀硫酸反应进行实验,根据出现浑浊时间来探讨浓度等条件对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下。
实验
序号
反应温度(℃)
体积
时间
/s
实验目的
溶液
()
稀
()
水
①
25
5.0
10.0
0.0
ⅰ.实验①和②是探究X对该反应速率的影响;
ⅱ.实验①和③是探究浓度对该反应速率的影响。
②
35
5.0
10.0
0.0
③
25
5.0
4.0
(5)条件X是________,________,、、由大到小的排列顺序是________(用“>”、“=”连接)。
(6)用已知浓度的溶液可以测定固体的纯度。
称取固体样品,加水完全溶解后,向其中滴加的溶液至恰好完全反应,消耗溶液,已知反应为,则固体的纯度为__________。
19.达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用、和可以合成生物质能源中体:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应2的焓变为__________。时,向一恒容密闭容器中仅充入和,仅发生反应2,下列叙述错误的是__________(填标号)。
A.加入催化剂,反应速率增大
B.体积分数不变时,反应达到平衡状态
C. 平衡后,充入氩气,平衡正向移动
D.平衡后,充入,平衡转化率增大
(2)在某催化剂作用下,反应2的历程如图所示(图中数据表示微粒的相对能量,*表示吸附在催化剂表面上)。
控速反应的方程式为___________________________________。
(3)在某催化剂作用下只发生反应3:。该反应的速率方程式为,(为速率常数,只与温度、催化剂有关)。时该反应的平衡常数,达到平衡后,__________(填“>”“<”或“=”,下同),时,__________。
(4)时,在密闭容器甲、乙中,分别充入和,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过,可去除水)和无水分子筛条件下仅发生反应1,测得平衡转化率与总压强关系如图所示。
①使用了水分子筛的容器是__________(填“甲”或“乙”)。
② 点 __________。
(5)时,向一体积为的恒容密闭容器中充入、和,在一定条件下发生上述3个反应,达到平衡时得到 和 ,此时平衡转化率为50%。该温度下,反应1的平衡常数K=__________。(列出计算式)
试卷第1页(共3页)
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《人教版高二化学半期考试模拟练习2(选择性必修一第一章和第二章)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
C
A
C
C
C
D
A
D
题号
11
12
13
14
15
答案
B
C
D
C
C
1.B
【详解】A.反应的吸放热由反应物和生成物的总能量相对大小决定,与反应是否需要加热无关,如铝热反应需要加热引发但属于放热反应,A错误;
B.冰融化变为水需要吸收热量,说明等质量的水的总能量高于冰,B正确;
C.化学反应伴随的能量变化形式除了吸热、放热的热能形式,还可以表现为光能、电能等,C错误;
D.该反应,为放热反应,说明红磷的总能量低于白磷,能量越低物质越稳定,因此红磷比白磷稳定,D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.对于反应,平衡常数表达式应为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,即,选项给出的是其倒数,A错误;
B.是反应的平衡常数,平衡常数仅与温度有关,恒温条件下不变,B正确;
C.工业合成氨增大压强虽可使平衡正向移动提高氨产率,但压强过高会大幅增加设备成本和能耗,综合经济效益反而下降,不能不断增大压强,C错误;
D.该反应正反应为放热、气体分子数减小的反应,低温有利于平衡正向移动,高压也有利于平衡正向移动,适宜条件应为低温、高压,D错误;
故选B。
3.C
【详解】A.反应达到平衡状态的特征是各组分的含量保持不变,CO2的质量分数不变时说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,A正确;
B.增大H2O和CO的投料比,相当于增大H2O的浓度,平衡正向移动,可使更多CO参与反应,提高CO的转化率,B正确;
C.该反应为放热反应,降温平衡正向移动,但温度过低会大幅降低反应速率,导致单位时间内产率过低,工业生产需同时兼顾平衡转化率和反应速率,并非温度越低越好,C错误;
D.投入CaO后,CaO可与CO2反应,降低CO2浓度使平衡正向移动,生成更多H2,同时CO2被吸收,因此H2的体积分数提高,D正确;
故选C。
4.A
【详解】A.该反应为可逆反应,0.5 mol 与0.5 mol 无法完全反应,若1 mol反应物完全反应放出的热量大于2a kJ,焓变为负值,故,A正确;
B.给出的热化学方程式中为固态,且该反应可逆,1 mol 与1 mol气态反应时,气态能量高于固态,且反应不能完全进行,吸收热量远小于53 kJ,B错误;
C.醋酸为弱电解质,电离过程吸热,故醋酸与强碱中和放出的热量小于强酸强碱中和放出的热量,焓变为负值,因此,C错误;
D.的燃烧热对应生成液态水,气态水能量高于液态水,故的,D错误;
故选A。
5.C
【详解】A.该反应的本质是,和不参与平衡,增大平衡不移动,红色变浅是溶液稀释导致浓度降低,A错误;
B.两组实验的阴离子分别为和,变量不唯一,无法排除阴离子对催化效果的干扰,不能比较和的催化效果,B错误;
C.可通过测定单位时间内生成的体积或生成一定体积所需的时间测定反应速率,C正确;
D.中和反应反应热测定实验缺少玻璃搅拌器,无法使酸碱充分混合反应,测定结果不准确,D错误;
故选C。
6.C
【详解】A.步骤①反应为,元素化合价从0升高到+2,1mol 参与反应转移2mol电子,转移电子数为,A错误;
B.选项未说明气体所处的状况(如标准状况),无法确定气体摩尔体积的数值,无法计算生成气体的体积,B错误;
C.由能量变化图可知,历程Ⅲ的反应的焓变为,当反应吸收238kJ热量时,理论上生成1mol ,C正确;
D.的能量高于,转化为为液化过程,放出热量,D错误;
故选C。
7.C
【详解】A.X初始物质的量为0.2 mol,平衡时的物质的量为0.1 mol,转化的物质的量为,X的转化率为,A正确;
B.平衡常数,B正确;
C.增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动,即平衡向生成Z的方向移动,平衡常数只受温度影响,增大压强,平衡常数不变,C错误;
D.0~5 s内,X的平均反应速率为=,D正确;
故选C。
8.D
【详解】A.图①中时正、逆反应速率同等程度增大,且平衡不移动,改变的条件可能是加入催化剂,也可能是对反应前后气体分子数相等的反应增大压强,A正确;
B.图②中A点温度大于C点,压强相同,A、C都是平衡点,A点温度高,存在,故,B正确;
C.在反应温度低于50℃时,2 s时CO的转化率小于平衡时CO的转化率,说明反应未达到平衡状态,适当延长反应时间,可提高CO的转化率,缩小图中阴影部分的面积,C正确;
D.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应平衡常数随温度升高增大,逆反应平衡常数随温度升高减小,与图像不符,D错误;
故选D。
9.A
【详解】A.由图可知,时改变条件,正、逆反应速率均增大且相等,平衡不移动。该反应反应前后气体分子数不等,改变压强会使平衡移动,则时加入了催化剂,A正确;
B.该反应为放热反应,若时降低温度,平衡正向移动,正、逆反应速率均减小,且正反应速率大于逆反应速率,与图像不符,B错误;
C.该反应的正反应为气体体积减小的反应,若时增大压强,平衡正向移动,正、逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,与图像不符,C错误;
D.时间段内平衡逆向移动,反应物转化率减小,时间段内平衡逆向移动,转化率继续减小,显然时间段内转化率比时间段内转化率小,D错误;
故选A。
10.D
【详解】总共有两步基元反应,因此能量变化图存在两个对应过渡态的能峰;反应②是慢反应,活化能更高,对应能峰峰值更高,因此第二个能峰应高于第一个;反应①是吸热反应,因此第一步的生成物(中间态,两峰之间的谷底)的总能量高于初始反应物的总能量;总反应焓变,为放热反应,最终生成物能量低于初始反应物能量,只有D符合;
故选D。
11.B
【详解】A.中为+4价,反应过程中被还原生成+3价,体系中共2种价态,A正确;
B.催化剂只能降低反应活化能,不能改变反应物与生成物的总能量差,即不改变反应热,B错误;
C.氧空位是的吸附活化位点,氧空位增加可以吸附更多,加快转化速率,C正确;
D.反应过程中断裂中的极性键,生成中的极性键、中的极性键,既有极性键的断裂又有极性键的生成,D正确;
故选B。
12.C
【分析】已知X与HCl按照1:1的物质的量进行反应会得到Y和Z,从图1中可以发现,随着时间的推移,Z的物质的量分数逐渐增加,而Y的物质的量分数先增加后减小,说明前期生成Y的反应速率很快,即X→Y的反应活化能比X→Z的活化能低,而通过图2可发现,Z的能量比Y和X都低,这就说明稳定性Z>Y>X,则最终转化为Z的趋势更大,也符合图1的物质的量变化趋势;
【详解】A.根据分析可知X→Z的反应活化能比X→Y的活化能高,A正确;
B.5~10min时,由图1可知生成产物Y的速率远大于生成产物Z,说明X生成Y的活化能E1小于Y生成Z的活化能E3,结合图2,各物质的物质的量分数变化可以用E1<E3来解释,B正确;
C.根据图1,当反应足够长时间后,Z和Y的物质的量分数不再变化,且Z的物质的量分数远大于Y,说明X→Z的平衡常数更大,C错误;
D.X生成Y、X生成Z的反应平衡常数仅与温度有关,温度不变则两反应平衡常数的比值为定值,因此恒温恒容下再增加少量X,平衡时n(Z)/n(Y)不变,D正确;
故选C。
13.D
【详解】A.由图可知温度升高,平衡时浓度减小,说明平衡正向移动,正反应吸热,正反应活化能逆反应活化能,故正反应活化能大于逆反应活化能,A正确;
B.加入的初始浓度为,低于加入的初始浓度,浓度大反应速率快,曲线斜率大,相同温度下曲线的更低,故表示加入的浓度变化曲线,B正确;
C.Ⅰ点温度低于Ⅱ点,且Ⅰ点平衡时浓度小于Ⅱ点,逆反应速率由温度和生成物浓度共同决定,故逆反应速率,C正确;
D.Ⅲ点对应加入的容器,初始,平衡时,,则,,D错误;
故选D。
14.C
【详解】A.温度升高,平衡转化率升高,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,A正确;
B.设初始、和的物质的量分别为1 mol、1 mol、2 mol,的平衡转化率为50%时,反应的为0.5 mol,列出三段式:,平衡时总物质的量为4.5 mol,压强平衡常数为,B正确;
C.543℃下平衡转化率为60%,设初始、和的物质的量分别为1 mol、1 mol、2 mol,则平衡时,由方程式系数关系可知,满足,故该关系成立时反应达平衡,C错误;
D.总压不变,减小的占比,反应体系各物质分压增大,该反应正反应为气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,平衡转化率降低,对应曲线②,D正确;
故答案选C。
15.C
【详解】A.根据公式,反应①,斜率,对应斜率为正的斜线a,A错误;
B.平衡常数仅与温度有关,催化剂不改变平衡状态,不能改变,B错误;
C.根据盖斯定律,目标反应=反应①-反应②,,其曲线斜率为,斜线a对应反应①的斜率为,故目标反应曲线斜率更大,C正确;
D.恒温恒压下充入,容器体积增大,反应①为气体分子数减小的反应,平衡逆向移动,导致、、的浓度变化不等比例,反应②的浓度商不等于平衡常数,平衡发生移动,D错误;
故选C。
16.(1)
(2) 相同
(3) 环形玻璃搅拌棒 AC
【详解】(1)已知反应:
①
②
③
目标反应为:。
根据盖斯定律,将 ② ③ ① 即可得到目标反应。
因此,。
(2)① 已知:
(I)
(II)
甲烷燃烧的热化学方程式目标为 。
根据盖斯定律,将 (II) (I) 即可得到目标方程式。
。
② 根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关。因此,无论是化学链燃烧还是直接燃烧,总反应相同,放出的总热量也“相同”。
(3)① 为了保证反应充分进行且减少热量散失,图中缺少上下拉动搅拌溶液的环形玻璃搅拌棒。
② 硫酸与氢氧化钠发生中和反应,化学方程式为:。
③ 参与反应的 物质的量为 ;
物质的量为 。
根据方程式, 完全反应需要 ,故 不足,反应生成的水的物质的量以 计算,为 。
反应混合液的总质量 。
实验放出的热量 。
生成 时放出的热量为 。
④ 测得中和热数值偏小,说明实验过程中有热量散失或实际参与反应的有效物质的量偏少。
A.分多次倒入 溶液,会增加热量散失,导致测得的温度差 偏小,中和热数值偏小,正确;
B.仰视量筒刻度量取 溶液,会导致实际量取的 体积偏大,生成的 增多,放出的总热量增大,测得的 偏大,最终计算出的中和热数值偏大,错误;
C.铜制搅拌棒导热性好,会使热量沿搅拌棒散失到环境中,导致测得的 偏小,中和热数值偏小,正确。
故选 AC。
17.(1)
(2)
(3) d bd
(4)溶液中存在水解平衡,加入的粉末与反应,降低了溶液中,促进水解平衡向生成的方向移动
(5)CO
(6)隔绝空气,防止金属镁、钛与空气中的氧气在高温下反应
【分析】由题给流程可知,钛铁矿酸浸、过滤得到滤渣和溶液1;向溶液1中加入铁粉,铁与溶液中的铁离子、氢离子反应生成亚铁离子,沉降分离得到溶液2;溶液2经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾和溶液3;向溶液3中加入碳酸钠促进溶液中TiO2+的水解,将溶液中TiO2+转化为沉淀,将过滤得到的沉淀煅烧分解生成二氧化钛,二氧化钛与焦炭、氯气在高温条件下反应生成四氯化钛,在氩气气氛中四氯化钛与镁高温下反应得到钛。据此分析作答。
【详解】(1)FeTiO3中铁元素的化合价为+2价、氧元素的化合价为-2价,则由化合价代数和为0可知,化合物中钛元素的化合价为+4价;
(2)由分析可知,向溶液1中加入铁粉的目的是与溶液中的铁离子、氢离子反应生成亚铁离子,沉降分离得到溶液2,则溶液1中涉及铁的主要离子方程式还有;
(3)由分析可知,操作1为固液分离的过滤操作,选项中符合过滤操作的为d;操作2为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾和溶液3,选项中符合以上操作的有bd;
(4)溶液3中存在如下水解平衡:,向溶液中加入碳酸钠粉末,与水解生成的氢离子反应,溶液中氢离子浓度减小,水解平衡向正反应方向移动,有利于的生成;
(5)由分析可知,高温氯化时发生的反应为二氧化钛与焦炭、氯气反应生成四氯化钛和一种可燃气体,根据元素守恒,可推断该可燃气体为CO;
(6)根据题中信息,由于镁和钛在高温下均能与空气中的氧气反应生成金属氧化物,所以制备钛的反应需要在氩气气氛中进行,因此氩气的作用是隔绝空气,防止金属镁、钛与空气中的氧气在高温下发生反应。
18.(1)
(2)c
(3) 过量会使溶液呈酸性,在酸性环境中易分解产生硫单质
(4)防止倒吸
(5) 温度 6.0
(6)
【分析】由实验装置图可知,圆底烧瓶A中亚硫酸钠与70%硫酸溶液反应制备二氧化硫;装置B中盛有的不能与二氧化硫反应的饱和亚硫酸氢钠溶液用于观察二氧化硫的生成速率;装置C中碳酸钠和硫化钠混合溶液与二氧化硫制备硫代硫酸钠;装置D为空载仪器,作用是作安全瓶,起到防倒吸的作用;装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气。
【详解】(1)由分析可知,圆底烧瓶A中亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,反应的化学方程式为:;
(2)a.二氧化硫易溶于蒸馏水,且能与水反应生成亚硫酸,则试剂不可能是蒸馏水,a不符合题意;
b.二氧化硫能与饱和亚硫酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠,则试剂不可能是饱和亚硫酸钠溶液,b不符合题意;
c.二氧化硫不能溶于饱和亚硫酸氢钠溶液,则试剂可以是饱和亚硫酸氢钠溶液,c符合题意;
d.二氧化硫能与饱和碳酸氢钠溶液反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,则试剂不可能是饱和碳酸氢钠溶液,d不符合题意;
故选c;
(3)①由分析可知,装置C中碳酸钠和硫化钠混合溶液与二氧化硫制备硫代硫酸钠,反应的化学方程式为:;
②由题给信息可知,硫代硫酸钠在酸性环境中易分解产生硫单质,所以实验时若不及时停止装置A中的反应,过量二氧化硫会使溶液呈酸性,会导致硫代硫酸钠在酸性环境中易分解产生硫单质;
(4)由分析可知,装置D为空载仪器,作用是作安全瓶,起到防倒吸的作用;
(5)由表格数据可知,实验①和实验②的反应温度不同,目的是探究温度对反应速率的影响;实验①和③的实验目的是探究浓度对该反应速率的影响,由探究实验变量唯一化原则可知,实验时溶液总体积应保持不变,则Vx=15.0-9.0=6.0;实验②比实验①的反应温度高,反应温度越高,反应速率越快,则反应时间t1>t2,实验①所用稀硫酸的浓度大于实验③,反应物的浓度越大,反应速率越快,则反应时间t3>t1,所以反应时间由大到小的排列顺序为:t3>t1>t2;
(6)由题意可知,反应消耗250.0 mL 0.20 mol/L碘溶液,由方程式可知,硫代硫酸钠固体的纯度为:=80%。
19.(1) -90.9 C
(2)CO*+2H2(g)=HCO*+H2(g)
(3) = <
(4) 乙 75
(5)
【详解】(1)由盖斯定律可知,反应1-反应3=反应2,则反应的焓变为:ΔH2=(-49.9 kJ/mol)-(+41.0 kJ/mol)= -90.9 kJ/mol;
A.加入催化剂,反应的活化能降低,反应的反应速率增大,A正确;
B.由题意可知,氢气的体积分数为:=50%;设某时刻时甲醇的物质的量为x mol,由方程式可知,氢气的体积分数为:≠50%,则氢气体积分数不变说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B正确;
C.恒容密闭容器中反应达到平衡后,充入不参与反应的氩气,反应物和生成物的浓度均不变,平衡不发生移动,C错误;
D.平衡后,充入氢气,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,一氧化碳平衡转化率增大,D正确;
故选C;
(2)反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的控速反应,由图可知,过渡态的相对能量为-0.1eV时,反应的活化能最大,反应速率最慢,则控速反应的方程式为:CO*+2H2(g)=HCO*+H2(g);
(3)反应3达到平衡时,正逆反应速率相等,由速率方程式可得:k正c(CO2)⋅c(H2) =k逆c(CO)⋅c(H2O),整理可得:==K,由题意可知,800℃时平衡常数为1,则正反应的正反应速率常数与逆反应速率常数相等;该反应是吸热反应,降低温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以700°C时,平衡向逆反应方向移动,正反应速率常数小于逆反应速率常数;
(4)①使用了水分子筛的反应器可以减小生成物水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳平衡转化率高,所以使用了水分子筛的反应器是乙;
②由图可知,M点二氧化碳的转化率为50%,混合气体的压强为150 kPa,由方程式可知,平衡时氢气的物质的量为:3 mol-1 mol×50%×3=1.5 mol,混合气体的总物质的量为:4 mol-1 mol×50%×2=3 mol,则氢气的平衡分压为:=75kPa;
(5)由题意可知,在一定条件下发生上述3个反应,甲醇和水蒸气的物质的量分别为0.8 mol、0.5 mol,二氧化碳的转化率为50%,则平衡时二氧化碳的物质的量为:1 mol-1 mol×50%=0.5 mol,由碳原子个数守恒可知,一氧化碳的物质的量为:2 mol-0.8 mol-0.5 mol=0.7 mol,由氢原子个数守恒可知,氢气的物质的量为:=0.9 mol,则体积为1 L的容器中反应的平衡常数为:K== (mol/L)-2。
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