精品解析:天津市北京师范大学天津生态城附属学校2026-2027学年高二上学期第一次课堂练习 化学试卷
2026-10-07
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内容正文:
2026—2027学年高二年级上学期化学学科第一次课堂练习
注意事项:
1、本次练习分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间60分钟。
2、答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填涂在答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题,满分45分)
一、选择题(本题共15小题,每小题只有一个选项符合要求。每题3分,共45分)
1. 下列反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是
A. 碳酸钙受热分解 B. 天然气的燃烧
C. 铝粉与氧化铁粉末反应 D. 氧化钙溶于水
2. 下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
3. 下图表示某可逆反应在其他条件相同时使用和未使用催化剂,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. a与b相比,a的反应速率更快
C. a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D. 反应物的总能量大于生成物的总能量
4. 下列说法中有明显错误的是( )
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强,体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大
B. 升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
C. 活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
D. 加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化学反应的速率
5. 一定条件下,下列表示4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的反应速率中,最快的是
A. v(NH3)=0.8mol·L-1·s-1 B. v(O2)=0.9mol·L-1·s-1
C. v(NO)=0.6mol·L-1·s-1 D. v(H2O)=1.0mol·L-1·s-1
6. 氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
7. 在的反应中,采取下列措施能够使反应速率增大的是
①增大容器体积②增大浓度③增加碳的量④恒压下充入⑤恒容下充入⑥升高温度⑦将碳粉碎
A. ①②④⑤ B. ②⑥⑦ C. ③⑥⑦ D. ②③⑤⑥
8. 可逆反应:在恒容密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部
9. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
①开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
②实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
③平衡混合气体加压后颜色变深
④500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
10. X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1。一定条件下,将1mol X 和3mol Y通入2L的恒容密闭容器中,反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A. 10min内,Y的平均反应速率为0.03mol·L-1·s-1
B. 第10min时,X的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
C. 10min内,消耗0.2mol X,生成0.4mol Z
D. 10min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
11. 反应,下列判断正确的是
A. 在常温下能自发进行 B. 在高温下能自发进行
C. 在任何条件下都能自发进行 D. 在任何条件下都不能自发进行
12. 已知450℃时,反应的K=10,由此推断在450℃时,反应的化学平衡常数为
A. 50 B. 100 C. 0.1 D. 无法确定
13. 下列有关热化学方程式的叙述中,正确的是
A. 由“C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1”可知,金刚石比石墨稳定
B. 已知:①S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1;②S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C. 由:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可知:硫酸溶液与氢氧化钡溶液混合生成1molH2O,放出热量为57.3 kJ
D. 已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)=SO3(g) ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反应,最终放出的热量为196.64 kJ
14. 理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. HCN比HNC稳定 B. 该异构化反应的 kJ·mol
C. 使用催化剂,可以改变反应的反应热 D. 正反应的活化能大于逆反应的活化能
15. 可逆反应m A(s)+n B(g) e C(g)+f D(g),反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如下图:
下列叙述正确的是( )
A. 达平衡后,若升温,则K减小
B. 达平衡后,加入催化剂C%增大
C. 化学方程式中n>e+f
D. 达平衡后,若增加A的量,B的转化率增大
Ⅱ卷(非选择题,满分55分)
二、综合题(本题共4小题,共55分,除最后一题1分外,其他空均为2分)
16. 煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)通常把拆开1mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键
H—H
O=O
O—H
E/()
436
497.3
462.8
=______。
(2)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与Na反应生成的热化学方程式:__________________。
(3)二甲醚()是重要的化工原料,可由CO和反应制得,反应的热化学方程式为,起始时向容器中充入2mol CO和4mol ,某时刻测得该反应放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为______。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入______(填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.氨水
C.NaOH溶液
②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将______(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的______(填“偏大”或“偏小”)。
17. 二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。回答下列问题:
Ⅰ.利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①
②
③
(1)总反应:的______
(2)一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是______(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
Ⅱ.在一个容积不变的密闭容器中发生反应:,其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
请填写下列空白
(3)该反应的平衡常数表达式为K=______;该反应为______反应(填“吸热”或“放热”)
(4)在830℃时,向容器中充入1mol CO、5mol ,保持温度不变反应达到平衡后,其平衡常数______1.0(填“大于”“小于”或“等于”)
(5)若1200℃时,在某时刻反应混合物中、、CO、的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为____________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)
(6)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为:。若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行反应,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示,请完成下列问题:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
①试比较、的大小,______(填“>”、“<”或“=”)。
②400℃时,反应的化学平衡常数为______。当测得、和物质的量分别为3mol、2mol和2mol时,则该反应的v()正______v()逆(填“>”、“<”或“=”)。
18. 现有反应aA(g)+bB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的浓度减小;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1)该反应是___________热反应,且a+b___________p(填“>”“<”或“=”)。
(2)减压时,A的质量分数___________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),正反应速率___________。
(3)若降低温度,则平衡时,B、C的浓度之比c(B)/c(C) 将___________。
(4)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量___________。
(5)若B是有色物质,A、C均为无色物质,则加入C(体积不变)时混合物的颜色___________,而维持容器内气体的压强不变,充入氖气时,混合物的颜色___________。(填“变浅”“变深”或“不变”)
19. 回答下列问题。
I.在FeCl3和KSCN溶液中存在平衡:Fe3+(黄色)+3SCN-(无色)Fe(SCN)3(红色)。
(1)将上述溶液均分置于两支试管中;向其中一支试管中加入Fe粉,溶液颜色变___________(填“深”或“浅”);向另一支试管中滴加 0.01mol/LNaOH 溶液,平衡向___________(填“正”或“逆”)方向移动。
II.某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号
反应温度/℃
参加反应的物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
①
20
10
0.1
10
0.1
0
②
20
5
0.1
10
0.1
5
③
20
10
0.1
5
0.1
5
④
40
5
0.1
10
0.1
5
已知:该反应的化学方程式:Na2S2O3 + H2SO4 =S↓+ SO2↑+ H2O + Na2SO4
(2)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件,其中:①和②、①和③的组合比较,所研究的问题是___________。
(3)找出哪种组合是温度对化学反应速率的影响___________。
(4)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中,反应速率最快的可能是___________(填实验序号)。
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2026—2027学年高二年级上学期化学学科第一次课堂练习
注意事项:
1、本次练习分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间60分钟。
2、答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填涂在答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题,满分45分)
一、选择题(本题共15小题,每小题只有一个选项符合要求。每题3分,共45分)
1. 下列反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是
A. 碳酸钙受热分解 B. 天然气的燃烧
C. 铝粉与氧化铁粉末反应 D. 氧化钙溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸钙受热分解生成二氧化碳和氧化钙,反应是吸热反应,生成物的总能量大于反应物的总能量,A正确;
B.天然气的燃烧反应是一个放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,B错误;
C.铝与氧化铁粉末反应是一个放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,C错误;
D.氧化钙溶于水是一个放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,D错误;
故选A。
2. 下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】燃烧热表示1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,表示燃烧热的热化学方程式中可燃物为1mol,产物为稳定氧化物。
【详解】A.由热化学方程式可知,1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出283.0kJ的热量,ΔH能正确表示一氧化碳的燃烧热,故A符合题意;
B.一氧化碳不是稳定氧化物,ΔH不能正确表示碳的燃烧热,故B不符合题意;
C.气态水不是稳定氧化物,ΔH不能正确表示氢气的燃烧热,故C不符合题意;
D.辛烷的物质的量不是1mol,ΔH不能正确表示辛烷的燃烧热,故D不符合题意;
综上所述答案为A。
3. 下图表示某可逆反应在其他条件相同时使用和未使用催化剂,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. a与b相比,a的反应速率更快
C. a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D. 反应物的总能量大于生成物的总能量
【答案】D
【解析】
【详解】图中看出,生成物的能量低于反应物能量,所以是放热反应,选项A错误。活化能越小反应速率应该越快,所以b的活化能更小,速率更快,选项B错误。反应的平衡常数只与温度有关,所以是否使用催化加,平衡常数都是一样的,选项C错误。从图中明显看出反应物的总能量大于生成物的总能量,选项D正确。
4. 下列说法中有明显错误的是( )
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强,体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大
B. 升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
C. 活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
D. 加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化学反应的速率
【答案】C
【解析】
【详解】A. 增大压强体系体积减小,对于有气体参加的反应,可使单位体积内活化分子数增加,反应速率增大,故A正确;
B. 升高温度,反应体系中物质的能量升高,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大,故B正确;
C. 由于活化分子之间的碰撞分为有效碰撞和无效碰撞,故C错误;
D. 催化剂可使反应需要的能量减小,使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化学反应的速率,故D正确。
故选C。
【点睛】活化分子是指具有发生化学反应所需最低能量状态的分子。分子之间发生化学反应,首先必须互相接触(或碰撞)但并非每次碰撞都能发生反应,只有能量较大的分子互相碰撞才能发生反应。这些能量超过某一数值而能发生化学反应的分子就是活化分子。活化分子的浓度是决定反应速度的一个重要因素。活化分子浓度越大则反应速度越快。
5. 一定条件下,下列表示4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的反应速率中,最快的是
A. v(NH3)=0.8mol·L-1·s-1 B. v(O2)=0.9mol·L-1·s-1
C. v(NO)=0.6mol·L-1·s-1 D. v(H2O)=1.0mol·L-1·s-1
【答案】A
【解析】
【分析】同一个化学反应在相同的条件下、在同一段时间内,用不同物质表示反应速率时,其化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比,则反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快。
【详解】反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则有:
A.;
B.;
C.;
D.;
综上,A选项中的化学反应速率最快;
答案选A。
6. 氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】①
②
根据盖斯定律(①-②)÷2得,=,故A正确;
故选:A。
7. 在的反应中,采取下列措施能够使反应速率增大的是
①增大容器体积②增大浓度③增加碳的量④恒压下充入⑤恒容下充入⑥升高温度⑦将碳粉碎
A. ①②④⑤ B. ②⑥⑦ C. ③⑥⑦ D. ②③⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】A.①增大容器体积会降低气体浓度,反应速率减小;④恒压充入He导致浓度降低,速率减小,A错误;
B.②增大CO2浓度、⑥升温、⑦粉碎碳均能增大反应速率,B正确;
C.③增加碳的量(固体)不影响速率,C错误;
D.③和⑤(恒容充He不改变浓度)均不能改变反应速率,D错误;
故选B。
8. 可逆反应:在恒容密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部
【答案】A
【解析】
【详解】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmol NO2,能说明正逆反应速率的相等关系,①正确;
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO只能说明单方向关系,不能说明正逆反应速率的关系,②错误;
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态是反应进行到任何时刻都成立的关系,不能说明达到了平衡,③错误;
④混合气体的颜色不变化说明二氧化氮的浓度不变化,达到平衡状态,④正确;
⑤该反应是一个反应前后气体的质量不会改变的化学反应,混合气体的质量是守恒的,容器的体积不变,导致混合气体的密度不再变化,所以该反应不一定达到平衡状态,⑤错误;
⑥因该反应是物质的量在增大的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变化而变化,达到平衡状态,⑥正确;
⑦混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=,质量是守恒的,物质的量只有达到平衡时才不变,当混合气体的平均摩尔质量不再变化,证明达到了平衡状态,⑦正确;
故选A。
9. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
①开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
②实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
③平衡混合气体加压后颜色变深
④500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】① 啤酒瓶开启后压力降低,溶解平衡逆向移动(释放气体),符合勒夏特列原理;
② 饱和食盐水中的高Cl⁻浓度使平衡左移,减少溶解,符合原理;
③,反应气体体积不变,加压仅增大各物质浓度(颜色变深),但平衡未移动,不能用勒夏特列原理 ;
④ 合成氨放热,低温更有利平衡,但500℃是为提高反应速率(催化剂活性),属于动力学因素,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理 ;
综上,③和④不能用勒夏特列原理解释,故选B。
10. X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1。一定条件下,将1mol X 和3mol Y通入2L的恒容密闭容器中,反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A. 10min内,Y的平均反应速率为0.03mol·L-1·s-1
B. 第10min时,X的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
C. 10min内,消耗0.2mol X,生成0.4mol Z
D. 10min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】将1molX和3molY通入2L的恒容密闭容器中,反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol,则
A. 10min内,Y的平均反应速率= =0.0005mol⋅·L-1·s-1,故A错误;
B. 第10min内,X的反应速率= =0.01mol⋅L−1⋅min−1,为平均反应速率,不能计算10min时的反应速率,故B错误;
C. 10min内,消耗0.2molX,生成0.4molZ,故C正确;
D. 由反应可知,1molX与3molY完全反应放出热量为akJ,则10min内,X和Y反应放出的热量为0.2akJ,故D错误;
故选:C。
11. 反应,下列判断正确的是
A. 在常温下能自发进行 B. 在高温下能自发进行
C. 在任何条件下都能自发进行 D. 在任何条件下都不能自发进行
【答案】B
【解析】
【详解】当时,反应能自发进行,该反应的ΔH>0,ΔS>0,则在高温下反应能自发进行,故选B。
12. 已知450℃时,反应的K=10,由此推断在450℃时,反应的化学平衡常数为
A. 50 B. 100 C. 0.1 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】反应计量数扩大为已知反应的2倍时,平衡常数表达式为原平衡常数表达式的平方,故,B正确;
故选B。
13. 下列有关热化学方程式的叙述中,正确的是
A. 由“C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1”可知,金刚石比石墨稳定
B. 已知:①S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1;②S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C. 由:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可知:硫酸溶液与氢氧化钡溶液混合生成1molH2O,放出热量为57.3 kJ
D. 已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)=SO3(g) ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反应,最终放出的热量为196.64 kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨转化为金刚石吸收热量,说明等质量打金刚石能量比石墨高,石墨比金刚石稳定,A错误;
B.固态硫转化为气态硫需要吸热,则ΔH1>ΔH2,B正确;
C.硫酸与氢氧化钡反应生成1mol水的同时还有硫酸钡沉淀生成,生成硫酸钡的反应为放热反应,放出热量值不等于57.3kJ,C错误;
D.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是可逆反应,2mol二氧化硫与1mol氧气无法全部反应生成2molSO3,放出热量少于196.64kJ,D错误;
故答案选B。
14. 理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. HCN比HNC稳定 B. 该异构化反应的 kJ·mol
C. 使用催化剂,可以改变反应的反应热 D. 正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低,再根据能量越低越稳定,因此HCN比HNC稳定,故A正确;
B.根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,因此该异构化反应的ΔH=59.3kJ⋅mol−1−0=+59.3kJ⋅mol−1,故B正确;
C.使用催化剂,不能改变反应的反应热,只改变反应路径,反应热只与反应物和生成物的总能量有关,故C错误;
D.根据图中信息得出该反应是吸热反应,因此正反应的活化能大于逆反应的活化能,故D正确;
答案选C。
15. 可逆反应m A(s)+n B(g) e C(g)+f D(g),反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如下图:
下列叙述正确的是( )
A. 达平衡后,若升温,则K减小
B. 达平衡后,加入催化剂C%增大
C. 化学方程式中n>e+f
D. 达平衡后,若增加A的量,B的转化率增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.温度越高,平衡时C的百分含量(C%)越小,该反应为放热反应;升高温度平衡向逆反应移动,化学平衡K减小,故A正确;
B.加入催化剂同等程度增大正逆反应速率,平衡不移动,C的百分含量C%不变,故B错误;
C.P2达到平衡时间短,压强较大,而C%含量低,平衡向左移动,则n<e+f,故C错误;
D.A是固体,不是气态,增大非气态物的物质的量不能使平衡移动,不影响B的转化率,故D错误;
答案为A;
【点睛】由左图可知,温度T2到达平衡所用的时间短,故温度T2>T1,温度越高,平衡时C的百分含量(C%)越小,升高温度平衡向逆反应移动,故该反应的正反应为放热反应;由右图可知,压强p2到达平衡所用的时间短,故压强p2>p1,压强越大,平衡时C的百分含量(C%)越小,增大压强平衡向逆反应移动,故该反应正反应为气体物质的量增大的反应;难点是选项D,增大固体A的量不影响平衡的移动。
Ⅱ卷(非选择题,满分55分)
二、综合题(本题共4小题,共55分,除最后一题1分外,其他空均为2分)
16. 煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)通常把拆开1mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用E表示。已知:
化学键
H—H
O=O
O—H
E/()
436
497.3
462.8
=______。
(2)已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与Na反应生成的热化学方程式:__________________。
(3)二甲醚()是重要的化工原料,可由CO和反应制得,反应的热化学方程式为,起始时向容器中充入2mol CO和4mol ,某时刻测得该反应放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为______。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入______(填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.氨水
C.NaOH溶液
②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将______(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的______(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)-481.9
(2)
(3)25% (4) ①. C ②. 不变 ③. 偏大
【解析】
【小问1详解】
反应热 。对于反应 ,;
【小问2详解】
已知热化学方程式:Ⅰ. Ⅱ. 根据盖斯定律,将 即可得到目标反应:,其 。
【小问3详解】
根据热化学方程式,每消耗 放出 的热量。当实际放出 热量时,消耗的 的物质的量为 。起始时充入 ,故 的转化率为 ;
【小问4详解】
①测定中和热时,为了保证盐酸完全被中和,通常加入稍过量的强碱溶液。
A. 固体溶解放热,会使测定结果产生误差,A错误;
B.氨水是弱碱,电离过程吸热,会使测得的放热量偏低,B错误;
C. 为强碱,与盐酸反应无电离吸热、溶解放热等额外误差,符合实验要求,C正确;
故选C。
②将铝片更换为等质量的铝粉,增大了反应的接触面积,只改变了反应速率,但不改变反应物和生成物的始态和终态,因此释放出的总能量不变;铁质搅拌器导热性好,会导致实验过程中热量散失,测得的温度差偏小,计算出的放热量偏小。由于该中和反应为放热反应,,放热量偏小会导致测得的 偏大(即负值偏小,更接近于0)。
17. 二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。回答下列问题:
Ⅰ.利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①
②
③
(1)总反应:的______
(2)一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是______(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
Ⅱ.在一个容积不变的密闭容器中发生反应:,其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
请填写下列空白
(3)该反应的平衡常数表达式为K=______;该反应为______反应(填“吸热”或“放热”)
(4)在830℃时,向容器中充入1mol CO、5mol ,保持温度不变反应达到平衡后,其平衡常数______1.0(填“大于”“小于”或“等于”)
(5)若1200℃时,在某时刻反应混合物中、、CO、的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为____________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)
(6)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为:。若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行反应,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示,请完成下列问题:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
①试比较、的大小,______(填“>”、“<”或“=”)。
②400℃时,反应的化学平衡常数为______。当测得、和物质的量分别为3mol、2mol和2mol时,则该反应的v()正______v()逆(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)-246.4
(2)ce (3) ①. ②. 吸热
(4)等于 (5)逆反应方向
(6) ①. > ②. 2 ③. <
【解析】
【分析】这道热化学与化学平衡综合题,首先利用盖斯定律,将反应①×2+②+③,计算总反应的焓变;总反应ΔH小于0,气体分子数左边大于右边,要提高CO转化率,可通过减小生成物浓度、移走产物使平衡正向移动,催化剂只改变速率不改变平衡,增加CO自身浓度只会降低CO转化率,高温会让放热反应平衡逆向移动。第二部分针对可逆反应,先依据定义书写平衡常数表达式,观察表格,温度升高K变大,说明升温平衡正向移动,判定该反应为吸热反应;平衡常数只受温度影响,温度不变K就不变,所以改变投料,830℃的K依旧等于1.0;再通过浓度商Q和K比较,Q大于K时平衡向逆反应方向移动,最后研究合成氨反应,合成氨正反应放热,温度越高平衡常数越小,因此低温下K更大;逆反应的平衡常数是正反应平衡常数的倒数,算出400℃逆反应K=2;再代入物质的量算出浓度商,对比平衡常数,判断此刻反应速率大小,以此解答。
【小问1详解】
已知反应:① ② ③ 根据盖斯定律,将 ① + ② + ③ 即可得到总反应方程式 ,因此,总反应的焓变 ;
【小问2详解】
该总反应为气体分子数减小的放热反应。要提高 的转化率,需使化学平衡正向移动;
a项,高温会使平衡逆向移动,不利于提高转化率;
b项,加入催化剂只能加快反应速率,不改变平衡状态;
c项,减少生成物 的浓度,平衡正向移动, 转化率提高;
d项,增加 的浓度,平衡正向移动,但 自身的转化率反而降低;
e项,分离出生成物二甲醚,平衡正向移动, 转化率提高;
故选ce;
【小问3详解】
反应 的平衡常数表达式为 ,由表格数据可知,随着温度的升高,平衡常数 逐渐增大,说明升高温度平衡正向移动,故该正反应为吸热反应;
【小问4详解】
化学平衡常数只与温度有关。保持温度 不变,无论充入多少反应物,达到平衡后的平衡常数均保持不变,仍等于 ;
【小问5详解】
时,该反应的平衡常数 ,此时反应的浓度商 ,因为 ,说明反应未达到平衡,且平衡向逆反应方向移动;
【小问6详解】
① 合成氨反应 的 ,为放热反应。升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故 时的平衡常数大于 时的平衡常数,即 ;
② 时,正反应的平衡常数 ,则逆反应 的平衡常数 ,此时容器体积为 ,各物质的浓度分别为:,,,该反应的浓度商 ,因为 ,所以平衡向逆反应方向移动,即正反应速率小于逆反应速率,故 。
18. 现有反应aA(g)+bB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的浓度减小;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1)该反应是___________热反应,且a+b___________p(填“>”“<”或“=”)。
(2)减压时,A的质量分数___________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),正反应速率___________。
(3)若降低温度,则平衡时,B、C的浓度之比c(B)/c(C) 将___________。
(4)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量___________。
(5)若B是有色物质,A、C均为无色物质,则加入C(体积不变)时混合物的颜色___________,而维持容器内气体的压强不变,充入氖气时,混合物的颜色___________。(填“变浅”“变深”或“不变”)
【答案】(1) ①. 吸 ②. >
(2) ①. 增大 ②. 减小
(3)增大 (4)不变
(5) ①. 变深 ②. 变浅
【解析】
【小问1详解】
达到平衡后,当升高温度时,B的浓度减小,说明平衡正向移动,平衡移动原理为升高温度,平衡向吸热反应方向移动,故该反应正反应为吸热反应;
当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,说明平衡逆向移动,平衡移动原理为减小压强,平衡向气体体积增大的反应方向移动,该反应逆反应为气体体积增大的反应,故;
【小问2详解】
减压时,平衡逆向移动,A的质量分数增大;
减压时,体积增大,气体浓度都减小,正、逆反应速率都减小;
【小问3详解】
降低温度,平衡逆向移动,则平衡时B的浓度增大,C的浓度减小,B、C的浓度之比c(B)/c(C)增大;
【小问4详解】
加入催化剂,平衡不移动,气体混合物的总物质的量不变;
【小问5详解】
加入C,平衡逆向移动,B物质的量增加,浓度增大,颜色变深;
维持容器内气体的压强不变,充入氖气时,容器体积变大,各气体物质浓度减小,分压减小,平衡逆向移动,B物质的量增加,浓度仍小于原平衡B的浓度,颜色变浅。
19. 回答下列问题。
I.在FeCl3和KSCN溶液中存在平衡:Fe3+(黄色)+3SCN-(无色)Fe(SCN)3(红色)。
(1)将上述溶液均分置于两支试管中;向其中一支试管中加入Fe粉,溶液颜色变___________(填“深”或“浅”);向另一支试管中滴加 0.01mol/LNaOH 溶液,平衡向___________(填“正”或“逆”)方向移动。
II.某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号
反应温度/℃
参加反应的物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
①
20
10
0.1
10
0.1
0
②
20
5
0.1
10
0.1
5
③
20
10
0.1
5
0.1
5
④
40
5
0.1
10
0.1
5
已知:该反应的化学方程式:Na2S2O3 + H2SO4 =S↓+ SO2↑+ H2O + Na2SO4
(2)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件,其中:①和②、①和③的组合比较,所研究的问题是___________。
(3)找出哪种组合是温度对化学反应速率的影响___________。
(4)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中,反应速率最快的可能是___________(填实验序号)。
【答案】(1) ①. 变浅 ②. 逆
(2)反应物浓度对化学反应速率的影响
(3)②和④ (4)④
【解析】
【小问1详解】
在FeCl3和KSCN溶液中存在平衡:Fe3+(黄色)+3SCN-(无色)Fe(SCN)3(红色),加入Fe粉,与Fe3+反应消耗Fe3+,导致平衡逆向移动,溶液颜色变浅;加NaOH溶液,与Fe3+反应消耗Fe3+,平衡向逆发硬方向移动;
【小问2详解】
对比①和②中的数据,反应温度及硫酸的浓度和物质的量相同,而硫代硫酸钠的用量不同,总体积相同,导致硫代硫酸钠的浓度不同,对比①和③中的数据,反应温度及硫代硫酸钠的浓度和物质的量相同,硫酸的浓度不同,则两组实验研究的为相同温度下浓度对该反应速率的影响;
【小问3详解】
②④中数据,温度不同,各物质的浓度相同,是温度对化学反应速率的影响;
【小问4详解】
温度越高,反应速率越快,④温度为40℃,最高,反应速率可能最快;
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