湖北武汉市武钢三中2026-2027学年高二化学上学期期中模拟练习卷
2026-10-10
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内容正文:
2026-2027学年高二化学上学期期中模拟卷
(测试范围:选择性必修第一册1.1~3.3)
1、 选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有
一项是符合题目要求的。
1.下列生活现象与反应速率无关的是( )
A.冰箱储存食物 B.高压锅煮肉
C.月饼印花 D.将煤块粉碎后燃烧
【分析】A.温度越低,反应速率越慢;
B.压强越大,反应速率越快;
C.月饼印花,能使月饼更美观;
D.反应物的接触面积越大,反应速率越快。
【解答】解:A.冰箱储存食物,温度较低,腐蚀速率较慢,与反应速率有关,故A错误;
B.高压锅煮肉,压强较大,反应速率较快,与反应速率有关,故B错误;
C.月饼印花,能使月饼更美观,与反应速率无关,故C正确;
D.将煤块粉碎后燃烧,反应物的接触面积增大,反应速率加快,与反应速率有关,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素,侧重考查基础知识的灵活运用能力,明确外界条件对化学反应速率的影响原理是解本题的关键,题目难度不大。
2.热化学方程式是工业生产中计算反应热、优化工艺的重要依据。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.工业制硫酸中SO2的催化氧化:2SO2+O2⇌2SO3ΔH=﹣196.6kJ•mol﹣1
B.氢气的燃烧热(25℃、101kPa):ΔH=﹣285.8kJ•mol﹣1
C.焦炭燃烧生成CO2:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=+393.5kJ•mol﹣1
D.电解水制氢气:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=﹣571.6kJ
【分析】A.热化学方程式中必须注明物质的聚集状态;
B.燃烧热是1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量;
C.焦炭燃烧生成CO2,属于放热反应,ΔH<0;
D.电解水制氢气,属于吸热反应。
【解答】解:A.工业制硫酸中SO2的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=﹣196.6kJ•mol﹣1,故A错误;
B.燃烧热是1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,氢气燃烧热的热化学方程式为:ΔH=﹣285.8kJ•mol﹣1,故B正确;
C.焦炭燃烧生成CO2,属于放热反应,热化学方程式为:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣393.5kJ•mol﹣1,故C错误;
D.电解水制氢气:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=﹣571.6kJ/mol,故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要考查热化学方程式的书写,属于基本知识的考查,难度不大。
3.下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.工业制备TiO2:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl,加入大量水,同时加热
B.工业合成氨N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0,采用400℃﹣500℃的高温条件
C.氯水中有下列平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,当加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
D.25℃﹣100℃随温度升高,纯水的pH减小
【分析】勒夏特列原理,也称为化学平衡移动原理,是指在一个已经达到平衡的化学反应中,如果改变影响平衡的一个条件,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,勒夏特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,与平衡移动无关,不能用该原理解释。
【解答】解:A.工业制备TiO2的TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl,加入大量水,同时加热,促进TiCl4水解平衡正向移动,故A正确;
B.工业合成氨N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0,采用400℃~500℃的高温条件是因为此温度催化剂活性高,反应速率快,不能用平衡移动原理解释,故B错误;
C.加入AgNO3溶液与氯水中的HCl反应,Cl2+H2O⇌HCl+HClO正向移动,颜色变浅,故C正确;
D.25℃﹣100℃随温度升高,正向移动,氢离子浓度增大,纯水的pH减小,故D正确;
故选:B。
【点评】本题主要考查化学平衡移动原理等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
4.氢气是清洁能源,其燃烧反应的能量变化是化学研究的重要内容。下列说法正确的是( )
A.放热反应的ΔH>0,吸热反应的ΔH<0
B.氢气燃烧的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
C.所有化学反应都伴随着能量变化,且能量变化都表现为热量变化
D.1mol H2与0.5mol O2反应生成1mol H2O(g)和生成1mol H2O(l),放出的热量相同
【分析】A.根据反应物总能量与生成物的总能量的差值来判断反应的吸放热规律;
B.根据盖斯定律使用范围来分析;
C.根据能量变化的体现方式来分析;
D.根据物质的状态不同,所具有的能量不同来分析。
【解答】解:A.放热反应是反应物总能量高于生成物总能量,ΔH<0;吸热反应是反应物总能量低于生成物总能量,ΔH>0,故A错误;
B.根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,氢气燃烧的反应热也遵循盖斯定律,故B正确;
C.所有化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定都表现为热量变化,还可能表现为光能、电能等,故C错误;
D.H2O(g)变为 H2O(l)会放出热量,1mol H2与0.5mol O2反应生成1mol H2O(g)和生成 1mol H2O(l),放出的热量不同,生成H2O(l)时放出的热量更多,故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要考查了反应热与焓变的相关知识,考查的知识较为基础,难度不大。
5.下图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)⇌Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系,若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.减压 B.加大X的投入量
C.升高温度 D.减小体积
【分析】由图可知,改变条件,反应速率减小,转化率不变,则平衡不移动,结合反应为体积不变、且放热的特点来解答.
【解答】解:A.该反应为气体体积不变的反应,则减小压强,平衡不移动,反应速率减小,故A选;
B.加大X的投入量,反应物浓度增大,反应速率加快,平衡正向移动,但X的转化率减小,故B不选;
C.该反应为放热反应,升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,X的转化率减小,故C不选;
D.减小体积,压强增大,反应速率加快,平衡不移动,故D不选;
故选:A。
【点评】本题考查化学平衡移动,为高频考点,把握温度、压强、浓度对平衡移动的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意反应原理与图象的结合,题目难度不大。
6.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.与Al反应能放出H2的溶液:
B.使甲基橙变红的溶液中:
C.在的溶液中:
D.常温下,水电离出的c(H+)=10﹣13mol•L﹣1溶液中:
【分析】A.该溶液呈酸性或强碱性,铵根离子与氢氧根离子反应,碳酸氢根离子、亚硫酸氢根离子都与氢离子、氢氧根离子反应;
B.该溶液呈酸性,酸性条件下硝酸根离子氧化亚铁离子;
C.该溶液中c(H+)=10﹣4mol•L﹣1,四种离子之间不反应,都不与氢离子反应;
D.该溶液中c(H+)=10﹣1mol•L﹣1或c(H+)=10﹣13mol•L﹣1,呈酸性或碱性,次氯酸根离子与氢离子反应生成次氯酸。
【解答】解:A.与Al反应能放出H2的溶液呈酸性或强碱性,与OH﹣反应,、都与OH﹣、H+反应,不能大量共存,故A错误;
B.使甲基橙变红的溶液呈酸性,在酸性溶液中氧化Fe2+,不能大量共存,故B错误;
C.的溶液中c(H+)=10﹣4mol•L﹣1,之间不反应,都不与H+反应,能大量共存,故C正确;
D.常温下,水电离出的c(H+)=10﹣13mol•L﹣1溶液中c(H+)=10﹣1mol•L﹣1或c(H+)=10﹣13mol•L﹣1,呈酸性或碱性,ClO﹣与H+反应生成次氯酸,不能大量共存,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查离子共存的判断,为高频考点,明确题干暗含信息、常见离子的性质及离子反应发生条件为解答关键,注意掌握常见离子不能共存的情况,题目难度不大。
7.下列说法正确且与盐的水解有关的是( )
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
②Na2CO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干灼烧CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可先通入氧化剂Cl2,再调节溶液的pH
A.①②③⑥ B.②③④ C.①④⑤ D.①③④
【分析】①NH4+与Zn2+均可水解生成H+,溶解铁锈中的氧化铁;
②HCO3﹣与Al3+可以发生双促水解反应,生成CO2灭火;
③草木灰中的CO32﹣与铵态氮肥中的NH4+可以发生双促水解反应;
④Na2CO3水解生成的NaOH可以与玻璃中的SiO2反应;
⑤加热促进Cu2+的水解,生成的Cu(OH)2,灼烧Cu(OH)2分解生成CuO;
⑥Fe2+可以被Cl2氧化为Fe3+,从而除去杂质。
【解答】解:①NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+、Zn2++2H2O⇌Zn(OH)2+2H+,生成的H+使铁锈中的氧化铁溶解,与盐的水解有关,故①正确;
②3HCO3﹣+Al3+⇌Al(OH)3↓+3CO2↑,两者发生双促水解反应,生成CO2可以灭火,应该用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂,故②错误;
③草木灰中的CO32﹣与铵态氮肥中的NH4+可以发生双促水解反应,降低了氮肥的使用率,与盐的水解有关,故③正确;
④Na2CO3水解生成的NaOH可以与玻璃中的SiO2反应,腐蚀玻璃,与盐的水解有关,故④正确;
⑤加热促进Cu2+的水解,最终生成的Cu(OH)2灼烧得到CuO,与盐的水解有关,故⑤错误;
⑥Fe2+可以被Cl2氧化成Fe3+,从而除去杂质,与盐的水解无关,故⑥错误;
故选:D。
【点评】本题考查盐类水解,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确盐类水解原理、元素化合物性质等知识点是解本题关键,题目难度不大。
8.下列实验装置(部分夹持装置已略去)能达到对应实验目的的是( )
A.探究2NO2(g)⇌N2O4(g)的热效应
B.探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果
C.探究浓度对化学反应速率的影响
D.探究压强对化学平衡的影响
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.只有温度不同,热水中颜色深;
B.氯化铁、硫酸铜溶液中阴离子不同;
C.高锰酸钾溶液过量,褪色不明显;
D.该反应为气体总物质的量不变的反应。
【解答】解:A.只有温度不同,热水中颜色深,可探究2NO2(g)⇌N2O4(g)的热效应,故A正确;
B.氯化铁、硫酸铜溶液中阴离子不同,不能探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,故B错误;
C.高锰酸钾溶液过量,褪色不明显,应控制酸性高锰酸钾溶液不足且等量,改变草酸的浓度探究浓度对反应速率的影响,故C错误;
D.该反应为气体总物质的量不变的反应,不能探究压强对化学平衡的影响,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、化学平衡、反应速率、反应中能量变化、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,意在培养探究与创新能力、科学探究与创新意识的核心素养,题目难度不大。
9.下列实验操作能够达到目的的是( )
选项
实验操作
目的
A.
测定0.01mol•L﹣1某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B.
证明酸性H2CO3>HClO
将CO2通入NaClO溶液,观察现象
C.
在氨水中滴入酚酞溶液,加热煮沸,观察颜色变化
验证升温可促进NH3•H2O电离
D.
控制液滴悬而不落,用锥形瓶内壁把液滴沾下来
向锥形瓶中滴加半滴液体
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.未指明该酸为几元酸,若该酸为二元强酸,0.01mol/L该酸pH不为2;
B.CO2和NaClO溶液反应没有明显现象;
C.加热促进一水合氨分解和电离,加热促进氨水挥发;
D.控制液滴悬而不落,用锥形瓶内壁把液滴沾下来。
【解答】解:A.未指明该酸为几元酸,若该酸为二元强酸,0.01mol/L该酸pH不为2,因此测定0.01mol/L某酸溶液的pH是否为2不能判断该酸是否为强酸,故A错误;
B.CO2和NaClO溶液反应没有明显现象,不能判断两种酸的酸性强弱,故B错误;
C.加热促进一水合氨分解和电离,加热促进氨水挥发,不能通过溶液颜色变化判断升高温度可促进一水合氨电离,故C错误;
D.控制液滴悬而不落,用锥形瓶内壁把液滴沾下来,从而向锥形瓶中滴加半滴液体,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学实验方案评价,侧重考查基础知识的灵活运用能力,明确实验原理、物质的性质、实验操作的规范性是解本题的关键,题目难度不大。
10.水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是( )
A.水煤气变换反应达到平衡时,升高温度,平衡常数K增大
B.步骤②的活化能为1.91eV
C.该反应的决速步是步骤④
D.步骤⑤涉及极性键、非极性键的形成
【分析】A.由图可知,该反应为放热反应;
B.活化能等于过渡态能量﹣反应物能量;
C.该反应的决速步是活化能最大步骤;
D.步骤5形成O—H键和H—H键。
【解答】解:A.由图可知,该反应为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动,K值减小,故A错误;
B.活化能等于过渡态能量﹣反应物能量,所以步骤②的活化能为(1.59)ev﹣(﹣0.32)eV=1.91eV,故B正确;
C.由图可知,步骤④活化能最大,则该反应的决速步是步骤④,故C正确;
D.步骤5形成O—H键和H—H键,所以步骤⑤涉及极性键、非极性键的形成,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查反应历程和反应过程中的能量变化,掌握焓变与物质能量的关系以及活化能是解题关键,此题难度中等。
11.我国科学工作者首次实现二氧化碳到淀粉人工合成研究并取得原创性突破,相关成果于9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》上。转化涉及的第一步反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。下列叙述正确的是( )
A.平衡后,其他条件不变,缩小容器体积,可提高CO2和H2的转化率
B.当v(CO2)正=v(H2)逆时,反应一定达到平衡状态
C.其他条件不变移去水蒸气,可增大逆反应速率
D.恒压条件下,向容器中充入少量氦气,可加快反应速率
【分析】A.该反应为体积减小的反应,平衡后,其他条件不变,缩小容器体积,相当于加压,反应正向移动;
B.当3v(CO2)正=v(H2)逆时,反应一定达到平衡状态;
C.移去水蒸气的这一时刻,生成物浓度减小;
D.恒压条件下,向容器中充入少量氦气,需要增大体积,相当于减压。
【解答】解:A.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)该反应为体积减小的反应,平衡后,其他条件不变,缩小容器体积,相当于加压,反应正向移动,二氧化碳和氢气的转化率变大,故A正确;
B.当3v(CO2)正=v(H2)逆时,反应一定达到平衡状态,故B错误;
C.移去水蒸气的这一时刻,生成物浓度减小,逆反应速率减小,故C错误;
D.恒压条件下,向容器中充入少量氦气,需要增大体积,相当于减压,则反应速率减慢,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素等,侧重考查学生基础知识的掌握情况,试题难度中等。
12.在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1mol H2O(g),起始压强为0.2MPa时,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。反应Ⅰ的平衡常数Kp为(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
A.0.01MPa B.0.02MPa
C.50(MPa)﹣1 D.100(MPa)﹣1
【分析】由反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,可以得平衡时,各物质的物质的量,结合在同温同体积条件下,压强与物质的量成正比及反应Ⅰ的平衡常数分析。
【解答】解:由反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,可得平衡时,水的物质的量为0.5mol,由H守恒可得,H2的物质的量为0.5mol,由于一氧化碳的物质的量为0.1mol,由O守恒得二氧化碳的物质的量为0.2mol,气体的总物质的量为0.5mol+0.5mol+0.1mol+0.2mol=1.3mol,则平衡时体系的总压强为,故反应Ⅰ的平衡常数,故B正确;
故选:B。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
13.温度为T℃向体积不等的密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol NO2发生反应:2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)。反应相同时间,测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示(V1<V2<V3)。下列说法正确的是( )
A.图中a点所示条件下v(正)>v(逆),c点所示条件下v(逆)>v(正)
B.若使用催化剂,则a点可能变成b点
C.向a点体系中充入一定量NO2,达到新平衡时,NO2转化率将减小
D.向b点体系中充入一定量C(s),达到新平衡时,NO2转化率将增大
【分析】A.相同温度下,由于V1<V2<V3,起始压强依次减小,故反应相同时间,图中a点和b点达到平衡状态,C点所示条件下未达到平衡状态,反应正向进行;
B.催化剂不影响平衡移动;
C.向体系中通入NO2相当于加压,平衡逆向移动;
D.C为固体,不影响平衡移动。
【解答】解:A.相同温度下,由于V1<V2<V3,起始压强依次减小,故反应相同时间,图中a点和b点达到平衡状态,a点所示条件下v(正)=v(逆),C点所示条件下未达到平衡状态,v(逆)<v(正),故A错误;
B.使用催化剂不能提高平衡转化率,a点不可能变成b点,故B错误;
C.向体系中通入NO2相当于加压,平衡逆向移动,NO2转化率将减小,故C正确;
D.C为固体,不影响平衡移动,向b点体系中充入一定量C(s),达到新平衡时,NO2转化率不变,故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素,属于基本知识的考查,难度中等。
14.一定温度下,在三个相间的恒容密闭容器中按不同的方式投入反应物,发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=﹣92.4kJ•mol﹣1,测得反应的相关数据如下表,下列关系正确的是( )
容器甲
容器乙
容器丙
反应温度/℃
400
400
500
反应物投入量
1mol N2,3mol H2
4mol NH3
1mol N2,3mol H2
平衡时,v正(H2)mol/(L•s)
v1
v2
v3
平衡时c(NH3)mol/L
c1
c2
c3
平衡时总压强P/Pa
P1
P2
P3
物质的平衡转化率a
a1(N2)
a2(NH3)
a3(N2)
平衡常数K
K1
K2
K3
A.v1<v2,c2<2c1
B.c2>2c3,a2(NH3)+a3(N2)<1
C.K1>K3,P2>2P3
D.v1<v3,a1(N2)<a3(N2)
【分析】A.根据容器甲中相当于加入2mol NH3,容器乙中加入4mol NH3,二者相比相当于将容器乙加压,进行分析;
B.根据容器乙是4mol NH3起始反应,容器丙相当于初始加入2mol NH3,容器乙相当于容器丙加压,进行分析;
C.根据容器丙温度较高,升高温度平衡向着逆向移动,容器丙相当于将容器乙的体积缩小一半,进行分析;
D.根据温度升高,化学反应速率加快,正反应放热,温度升高不利于反应正向进行,进行分析。
【解答】解:A.容器乙中加入4mol NH3,容器甲中相当于加入2mol NH3,二者相比相当于将容器乙加压,则平衡时反应速率v1<v2,若平衡不发生移动,则平衡时有c2=2c1,但加压有利于该反应正向进行,所以c2>2c1,故A错误;
B.容器丙相当于初始加入2mol NH3,容器乙是4mol NH3起始反应,容器乙相当于容器丙加压,若平衡不发生移动,则有c2=2c3,但加压有利于反应正向进行,并且容器乙和容器丙的温度不等,容器丙的反应温度高于容器乙的反应温度,升温平衡逆向移动,则c2>2c3,若容器乙不是相对于容器丙加压,且两容器温度相同,则有a2(NH3)+a3(N2)=1,但加压有利于反应向减压方向进行,则α2(NH3)减小,温度升高不利于反应正向进行,则α3(N2)减小,因此最终α2(NH3)+α3(N2)<1,故B正确;
C.容器丙相当于将容器乙的体积缩小一半,若平衡不发生移动,P2=2P3,但加压有利于反应正向进行,升温平衡向着逆向移动,则P2<2P3,容器丙温度较高,升高温度平衡向着逆向移动,平衡常数减小,则K1>K3,故C错误;
D.温度升高,化学反应速率加快,则v1<v3,正反应放热,温度升高不利于反应正向进行,则容器甲中N2的平衡转化率更高,所以a1(N2)>a3(N2),故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要考查等效平衡等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
15.草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下,用0.1000mol⋅L﹣1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol⋅L﹣1H2C2O4溶液(忽略滴定过程中溶液体积变化),得到H2C2O4、HC2和C2三种粒子的分布分数δ(平衡时某种含碳微粒浓度占各种含碳微粒浓度之和的分数)随溶液pH变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.HC2的电离程度小于其水解程度
B.Q点溶液中:2c(H2C2O4)>c(HC2)
C.pH=4.2时,混合溶液中:c(Na+)=3c(HC2)
D.整个滴定过程中存在:c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=0.100mol⋅L﹣1﹣c(Na+)
【分析】随着溶液pH值的增大,H2C2O4的分布分数逐渐减小、HC2的分布分数先增大后减小、C2的分布分数逐渐增大,δ0、δ1、δ2分别表示H2C2O4、HC2和C2的分布分数;
A.根据图知,δ(H2C2O4)=δ(HC2)时,c(H2C2O4)=c(HC2),pH=1.2,Ka1c(H+)=c(H+)=10﹣1.2mol/L,δ(HC2)=δ(C2)时,c(HC2)=c(C2),pH=4.2,Ka2c(H+)=c(H+)=10﹣4.2mol/L,HC2的水解平衡常数Kh10﹣12.8<Ka2;
B.Q点溶液中,H2C2O4的分布分数小于0.2,HC2的分布分数大于0.8;
C.pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH﹣),溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH﹣),即c(H+)+c(Na+)=3c(HC2)+c(OH﹣);
D.酸碱的物质的量浓度相等,混合溶液中存在物料守恒。
【解答】解:随着溶液pH值的增大,H2C2O4的分布分数逐渐减小、HC2的分布分数先增大后减小、C2的分布分数逐渐增大,δ0、δ1、δ2分别表示H2C2O4、HC2和C2的分布分数;
A.根据图知,δ(H2C2O4)=δ(HC2)时,c(H2C2O4)=c(HC2),pH=1.2,Ka1c(H+)=c(H+)=10﹣1.2mol/L,δ(HC2)=δ(C2)时,c(HC2)=c(C2),pH=4.2,Ka2c(H+)=c(H+)=10﹣4.2mol/L,HC2的水解平衡常数Kh10﹣12.8<Ka2,所以HC2的电离程度大于其水解程度,故A错误;
B.Q点溶液中,H2C2O4的分布分数小于0.2,HC2的分布分数大于0.8,所以2c(H2C2O4)<c(HC2),故B错误;
C.pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH﹣),溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH﹣),即c(H+)+c(Na+)=3c(HC2)+c(OH﹣),所以c(Na+)<3c(HC2),故C错误;
D.酸碱的物质的量浓度相等,混合溶液中存在物料守恒,根据物料守恒得c(Na+)+c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=0.100mol⋅L﹣1,所以存在c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=0.100mol⋅L﹣1﹣c(Na+),故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查酸碱混合溶液定性判断,侧重考查图象分析判断及计算能力,明确电离平衡常数的计算方法、各点溶液中溶质的成分及其性质是解本题关键,注意电荷守恒和物料守恒的灵活运用。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(13分)Ⅰ.用如图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品:100mL0.50mol•L﹣1盐酸、50mL0.50mol•L﹣1NaOH溶液、50mL0.50mol•L﹣1氨水。
实验步骤:略。
已知:弱碱电离时吸热。
回答下列问题。
(1)从实验装置上看,还缺少 玻璃搅拌器 。
(2)装置中隔热层的作用是 减少热量散失 。
(3)将浓度为0.5mol•L﹣1的酸溶液和0.55mol•L﹣1的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g•mL﹣1),生成的溶液的比热容c=4.18J•g﹣1•℃﹣1,测得温度如下:
反应物
起始温度t1/℃
最高温度t2/℃
甲组(HCl+NaOH)
20.0
23.3
乙组(HCl+NH3•H2O)
20.0
23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 一水合氨是弱碱,电离吸收热量 。
②HCl(aq)+NH3•H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)的ΔH= ﹣51.8kJ⋅mol﹣1 (保留一位小数)。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得反应热ΔH偏大,可能的原因是 AC (填序号)。
A.测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度
B.做该实验时室温较高
C.杯盖未盖严
D.NaOH溶液一次性迅速倒入
Ⅱ.传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高,DS数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)因为可以准确测量气压、浓度、pH、温度等而在化学实验研究中应用越来越广泛深入。将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系如图2所示。
(4)镁条与盐酸的反应为 放热反应 (填“吸热”或“放热反应。
(5)图2中a、b、c、d四个点中,产生氢气最快的为 a 点。
(6)图中c点镁条已完全溶解,cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是 c点反应结束,反应放出热量逐渐散失,温度降低,导致气压逐渐减小 。
【分析】本实验为中和热的测定实验,实验过程中需尽量主要减少热量的损失,例如装置的保温隔热,选择强酸强碱的稀溶液实验等;进行实验误差分析时,注意反应放热,焓变为负值,放出热量减少,焓变反而偏大。
【解答】解:(1)结合实验装置可知,还缺少玻璃搅拌器,
故答案为:玻璃搅拌器;
(2)装置中隔热层可减少热量散失,
故答案为:减少热量散失;
(3)①一水合氨是弱碱,电离吸收热量,导致乙组实验放出的热量少,
故答案为:一水合氨是弱碱,电离吸收热量;
②中和反应生成0.5×25×10﹣3molH2O,△t=23.1℃﹣20.0℃=3.1℃,,
故答案为:﹣51.8kJ⋅mol﹣1;
③A.测完盐酸的温度未清洗温度计,直接测NaOH溶液温度,导致初始温度偏高,△t偏小,ΔH偏大,故A正确,
B.做该实验时室温较高,装置保温隔热,对实验无明显影响,故B错误;
C.杯盖未盖严,实验过程中有热量散失,导致ΔH偏大,故C正确;
D.NaOH溶液一次性迅速倒入,可减少实验的热量损失,操作正确,故D错误;
故答案为:AC;
(4)活泼金属镁条与盐酸反应属于放热反应。
故答案为:放热反应;
(5)根据图像可知a点曲线斜率最大,即产生氢气速率最快,
故答案为:a;
(6)c点反应结束,反应放出热量逐渐散失,温度降低,导致气压逐渐减小,
故答案为:c点反应结束,反应放出热量逐渐散失,温度降低,导致气压逐渐减小。
【点评】本题考查中和热的测定原理与计算、盖斯定律的运用,题目难度中等,注意理解中和热的概念与原理是解题的关键。
17.(14分)Ⅰ.下表是该小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据:用10mLH2O2制取150mLO2所需的时间(秒)
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
无催化剂、加热
360s
480s
540s
720s
MnO2催化剂、加热
10s
25s
60s
120s
(1)该研究小组在设计方案时,考虑了浓度、 温度 、 催化剂 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
Ⅱ.分析H2O2的催化分解原理
催化H2O2分解的原理分为两步,总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)ΔH<0。若第一步反应为H2O2(aq)+I﹣(aq)=IO﹣(aq)+H2O(l)ΔH>0 慢反应
(2)则第二步反应为 ΔH<0 快反应
Ⅲ.高温条件下二氧化碳可以氢化制备乙烯。
(3)已知下列反应的热化学方程式:
ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)K1 ΔH1=+41kJ•mol﹣1;
ⅱ.2CO(g)+4H2(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)K2 ΔH2=﹣227kJ•mol﹣1;
反应ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)的ΔH3= ﹣145kJ•mol﹣1 kJ•mol﹣1,平衡常数K3= (用K1、K2表示)。
(4)研究表明,合成气体在2MPa、起始3:1时,CO2平衡转化率随温度的变化如图1所示,乙烯选择性随温度的变化如图2所示[乙烯选择性]:
①CO2平衡转化率随温度升高出现先下降后升高可能的原因是 温度较低时放热反应iii占主导,随温度的升高吸热反应i占主导 。
②700K时,反应i的Kp= (列出计算式即可)。
(5)关于上述反应,下列说法正确的是 CD (填选项字母)。
A.提高投料比,CO2的平衡转化率减小
B.使用高效催化剂可提高平衡时乙烯的体积分数
C.若在恒容、绝热容器中进行,温度不变则反应达到平衡
D.体系内比值不变反应达到平衡状态
【分析】(1)根据实验数据,分析浓度、温度、催化剂对过氧化氢分解速率的影响;
(2)根据催化分解原理,写出第二步反应的方程式和焓变;
(3)根据盖斯定律,计算目标反应的焓变和平衡常数;
(4)根据图1和图2,分析CO2平衡转化率和乙烯选择性随温度变化的原因,计算反应i的平衡常数;
(5)根据反应的热力学和动力学性质,判断各选项的正确性。
【解答】解:(1)由表中数据知,该研究小组在设计方案时,考虑了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响,
故答案为:温度;催化剂;
(2)总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g),ΔH<0,若第一步反应为 慢反应,则根据加法可得,第二步的热化学方程式为,
故答案为:;
(3)根据盖斯定律:iii=i×2+ii,所以,,
故答案为:﹣145kJ•mol﹣1; ;
(4)①CO2平衡转化率随温度升高出现先下降后升高可能的原因是温度较低时放热反应iii占主导,随温度的升高吸热反应i占主导,
故答案为:温度较低时放热反应iii占主导,随温度的升高吸热反应i占主导;
②合成气体在2MPa、起始条件下反应,设开始时n(H2)=3mol,n(CO2)=1mol,700K时,CO2转化率和乙烯选择性分别为70%、40%,,n(C2H4)=0.14mol,由三段式得
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始/mol 1 3 0 0
变化/mol 0.7 0.7 0.7 0.7
平衡/mol 0.3 2.3 0.7 0.7
2CO2(g)+4H2(g)⇌C2H2(g)+2H2O(g)
起始/mol
变化/mol 0.28 0.56 0.14 0.28
平衡/mol
则有n(CO2)=0.3mol、n(H2)=(3﹣0.7﹣0.56)mol=1.74mol、n(CO)=(0.7﹣0.28)mol=0.42mol、n(H2O)=(0.7+0.28)mol=0.98mol,n(总)=(0.3+1.74+0.42+0.98+0.14)mol=3.58mol,反应i得,
故答案为:;
(5)A.提高投料比,氢气过量,二氧化碳的平衡转化率增大,故A错误;
B.催化剂不影响平衡的移动,故不能提高平衡时乙烯的体积分数,故B错误;
C.若在恒容、绝热容器中进行,温度不变则反应达到平衡状态,故C正确;
D.只有反应达到平衡状态时,各组分物质的量均不变化,体系内比值才会不变,故D正确;
故答案为:CD。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
18.(14分)Ⅰ.已知25℃时,几种常见弱酸的Ka如下表所示:
电解质
H2C2O4
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
K1=5.6×10﹣2
K2=5.4×10﹣3
K=1.7×10﹣5
K=6.2×10﹣10
K1=4.2×10﹣7
K2=5.6×10﹣11
(1)25℃时,0.1mol•L﹣1的①Na2C2O4②CH3COONa③NaCN④Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序是 ④>③>②>① 。
(2)KHC2O4溶液呈 酸 性,向10mL0.01mol•L﹣1的H2C2O4溶液滴加0.01mol•L﹣1KOH溶液V(mL)。回答下列问题:
①当V<10mL时,反应的离子方程式为 H2C2O4+OH﹣═HC2H2O 。
②当V=10mL时,溶液中HC2、C2、H2C2O4、H+的浓度由大到小的顺序为 c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(H2C2O4) 。
③当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(K+)=2c(C2)+c(HC2);当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(K+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4);则a > b(填“<”“=”或“>”)。
Ⅱ.某化学学习小组进行如下实验测定H2C2O4•xH2O中x值。已知:M(H2C2O4)=90g•mol﹣1
①称取1.260g纯草酸晶体,将草酸制成100.00mL水溶液为待测液;
②取25.00mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀H2SO4;
③用浓度为0.05000mol•L﹣1的KMnO4标准溶液进行滴定。
(1)请写出滴定中发生反应的离子方程式 6H++5H2C2O4+2Mn2Mn2++10CO2↑+8H2O 。
(2)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如图,最合理的是 b (选填a、b)。
(3)由图可知消耗KMnO4溶液体积为 20.00 mL。
(4)滴定终点现象是 当滴入最后半滴标准液时溶液由无色变为浅紫色,且半分钟不褪色 。
(5)通过上述数据,求得x= 2 。
【分析】Ⅰ.根据电离常数越大,酸的酸性越强,其盐溶液的水解程度越小,盐溶液的pH越小,草酸氢根以电离为主,溶液呈酸性,当V<10mL时,H2C2O4和KOH反应生成HC2,还有草酸多余,当V═10mL时,H2C2O4和KOH恰好完全反应生成KHC2O4,当V═amL时,溶液中离子浓度有如下关系c(K+)═2c(C2)+c(HC2),结合溶液中电荷守恒进行分析;
Ⅱ.根据H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应生成二氧化碳、锰离子和水,高锰酸钾具有强氧化性不能用碱式滴定管,5H2C2O4~2Mn,结合元素守恒进行分析;
【解答】解:Ⅰ.(1)由题中表格数据可知,电离平衡常数由大到小的顺序为H2C2O4>HC2CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3﹣,电离常数越大,酸的酸性越强,其盐溶液的水解程度越小,盐溶液的pH越小,则浓度均为0.1mol•L﹣1的Na2C2O4、CH3COONa、NaCN、Na2CO3的pH由大到小的顺序是Na2CO3>NaCN>CH3COONa>Na2C2O4,即④>③>②>①,
故答案为:④>③>②>①;
(2)KHC2O4溶液中草酸氢根的电离常数K2═5.4×10﹣3,草酸氢根以电离为主,溶液呈酸性,
故答案为:酸;
①当V<10mL时,H2C2O4和KOH反应生成HC2,还有草酸多余,反应的离子方程式为H2C2O4+OH﹣═HC2H2O,
故答案为:H2C2O4+OH﹣═HC2H2O;
②当V═10mL时,H2C2O4和KOH恰好完全反应生成KHC2O4,HC2水解平衡常数Kh2══1.79×10﹣13<Ka2(H2C2O4),说明溶液中HC2的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,溶液中HC2、C2、H2C2O4、H+的浓度从大到小的顺序为c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(H2C2O4),
故答案为:c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(H2C2O4);
③当V═amL时,溶液中离子浓度有如下关系c(K+)═2c(C2)+c(HC2),溶液中电荷守恒为c(K+)+c(H+)═2c(C2)+c(HC2)+c(OH﹣),可推出c(H+)═c(OH﹣),溶液呈中性,溶液中溶质为KHC2O4和K2C2O4;当V═bmL时,溶液中离子浓度有如下关系c(K+)═c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4)是溶液中物料守恒分析,溶质为KHC2O4,说明a大于b,
故答案为:>;
Ⅱ.(1)H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应生成二氧化碳、锰离子和水,其反应的离子反应方程式为:6H++5H2C2O4+2Mn2Mn2++10CO2↑+8H2O,
故答案为:6H++5H2C2O4+2Mn2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)高锰酸钾具有强氧化性不能用碱式滴定管,需选酸式滴定管,
故答案为:b;
(3)酸式滴定管滴定前0.90mL,滴定后20.90mL,实际消耗KMnO4液体的体积为20.90mL﹣0.90mL═20.00mL,
故答案为:20.00;
(4)滴定时眼睛应该盯住锥形瓶观察颜色变化,当滴入最后半滴标准液时溶液由无色变为浅紫色,且半分钟不褪色为滴定终点,
故答案为:当滴入最后半滴标准液时溶液由无色变为浅紫色,且半分钟不褪色;
(5)由上述分析可知,
5H2C2O4~2Mn
5 2
n(H2C2O4) 0.02L×0.05mol/L
n(H2C2O4) n(2Mn)=0.0025mol,m(H2C2O4)=0.0025mol×90mol/L=0.225g,m(H2C2O4•xH2O)=1.26g0.315g,m(H2O)=0.315g﹣0.225g=0.09g,n(H2O)0.005mol,又因为n(H2C2O4) =0.0025mol,根据元素守恒,n(H2C2O4•xH2O)=0.0025mol,n(H2O)=0.0025x=0.005mol,x═2,
故答案为:2。
【点评】本题主要考查弱电解质的电离平衡等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
19.(14分)利用CO2、H2为原料合成CH3OH的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式 CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH=﹣92.4kJ/mol 。
(2)一定条件下,向恒压密闭容器中以一定流速通入CO2和H2混合气体,CO2平衡转化率和CH3OH选择性随温度、投料比的变化曲线如图所示。
①表示CH3OH选择性的曲线是 L1 (填“L1”或“L2”),CO2平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因是 反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度,CO2平衡转化率随温度的升高而增大 。
②生成CH3OH的最佳条件是 c (填标号)。
a.220℃,n(CO2):n(H2)=1:3
b.220℃,n(CO2):n(H2)=1:4
c.320℃,n(CO2):n(H2)=1:4
d.320℃,n(CO2):n(H2)=1:3
(3)一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1mol CO2(g)和3mol H2(g),充分反应后,测得CO2平衡转化率为a,CH3OH选择性为b,该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp= 。
(4)向压强恒为3.0MPa的密闭容器中通入反应混合气,在1mol NiGa催化作用下只发生反应Ⅰ,测得CH3OH时空收率(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线如图所示。
①CH3OH时空收率随温度升高先增大后减小的原因是 温度较低时,反应速率较慢,反应未达到平衡,升高温度,反应速率加快,CH3OH时空收率增大,当温度较高,反应速率较快,反应达到平衡,升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小,CH3OH时空收率减小 。
②223℃时,H2的平均反应速率v(H2)= 0.6 mol•h﹣1。
【分析】(1)热化学方程式需要包含反应物和生成物的化学式、反应的焓变(ΔH)以及各物质的状态;
(2)根据反应的吸热或放热性质,可以判断温度变化对平衡转化率的影响。CH3OH选择性是指在产物中CH3OH的比例;
(3)平衡常数Kp是平衡时生成物分压的乘积与反应物分压的乘积之比。需要根据CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性来计算;
(4)CH3OH的时空收率受温度和反应平衡的影响。反应速率和平衡转化率随温度变化而变化。
【解答】解:(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,由盖斯定律可知反应Ⅰ﹣反应Ⅱ可得反应Ⅲ的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ,
故答案为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH=﹣92.4kJ/mol;
(2)①反应Ⅰ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小,选择性减小,则表示CH3OH选择性的曲线是L1,L2代表CO2平衡转化率随温度变化的曲线,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度,CO2平衡转化率随温度的升高而增大,
故答案为:L1;反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度,CO2平衡转化率随温度的升高而增大;
②由图可知,320℃,n(CO2):n(H2)=1:4时,CH3OH选择性较大,同时CO2的转化率也较大,
故答案为:c;
(3)根据已知条件列出“三段式”
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 1 3 0 0
变化/mol x 3x x x
平衡/mol 1﹣x 3﹣3x x x
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始/mol 1﹣x 3﹣3x 0 x
变化/mol y y y y
平衡/mol 1﹣x﹣y 3﹣3x﹣y y x+y
充分反应后,测得CO2平衡转化率为a,CH3OH选择性为b,解得x=abmol,y=(a﹣ab)mol,平衡时n(CO2)=(1﹣a)mol,n(H2)=(3﹣a﹣2ab)mol,n(CO)=(a﹣ab)mol,n(H2O)=amol,n(CH3OH)=abmol,则该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp,
故答案为:;
(4)①CH3OH时空收率随温度升高先增大后减小的原因是:温度较低时,反应速率较慢,反应未达到平衡,升高温度,反应速率加快,CH3OH时空收率增大,当温度较高,反应速率较快,反应达到平衡,升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小,CH3OH时空收率减小,
故答案为:温度较低时,反应速率较慢,反应未达到平衡,升高温度,反应速率加快,CH3OH时空收率增大,当温度较高,反应速率较快,反应达到平衡,升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小,CH3OH时空收率减小;
②223℃时,CH3OH时空收率为0.2[(mol•h﹣1)/mol],H2的平均反应速率v(H2)=0.2[(mol•h﹣1)/mol]×1mol×3=0.6mol•h﹣1,故答案为:0.6。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
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$2026-2027学年高二化学上学期期中模拟卷
(测试范围:选择性必修第一册1.1~3.3)
1、 选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有
一项是符合题目要求的。
1.下列生活现象与反应速率无关的是( )
A.冰箱储存食物 B.高压锅煮肉 C.月饼印花 D.将煤块粉碎后燃烧
2.热化学方程式是工业生产中计算反应热、优化工艺的重要依据。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.工业制硫酸中SO2的催化氧化:2SO2+O2⇌2SO3ΔH=﹣196.6kJ•mol﹣1
B.氢气的燃烧热(25℃、101kPa):ΔH=﹣285.8kJ•mol﹣1
C.焦炭燃烧生成CO2:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=+393.5kJ•mol﹣1
D.电解水制氢气:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=﹣571.6kJ
3.下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.工业制备TiO2:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl,加入大量水,同时加热
B.工业合成氨N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0,采用400℃﹣500℃的高温条件
C.氯水中有下列平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,当加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
D.25℃﹣100℃随温度升高,纯水的pH减小
4.氢气是清洁能源,其燃烧反应的能量变化是化学研究的重要内容。下列说法正确的是( )
A.放热反应的ΔH>0,吸热反应的ΔH<0
B.氢气燃烧的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
C.所有化学反应都伴随着能量变化,且能量变化都表现为热量变化
D.1mol H2与0.5mol O2反应生成1mol H2O(g)和生成1mol H2O(l),放出的热量相同
5.下图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)⇌Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系,若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.减压 B.加大X的投入量 C.升高温度 D.减小体积
6.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.与Al反应能放出H2的溶液:
B.使甲基橙变红的溶液中:
(
1
)
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C.在的溶液中:
D.常温下,水电离出的c(H+)=10﹣13mol•L﹣1溶液中:
7.下列说法正确且与盐的水解有关的是( )
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
②Na2CO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干灼烧CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可先通入氧化剂Cl2,再调节溶液的pH
A.①②③⑥ B.②③④ C.①④⑤ D.①③④
8.下列实验装置(部分夹持装置已略去)能达到对应实验目的的是( )
A.探究2NO2(g)⇌N2O4(g)的热效应
B.探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果
C.探究浓度对化学反应速率的影响
D.探究压强对化学平衡的影响
A.A B.B C.C D.D
9.下列实验操作能够达到目的的是( )
选项
实验操作
目的
A.
测定0.01mol•L﹣1某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B.
证明酸性H2CO3>HClO
将CO2通入NaClO溶液,观察现象
C.
在氨水中滴入酚酞溶液,加热煮沸,观察颜色变化
验证升温可促进NH3•H2O电离
D.
控制液滴悬而不落,用锥形瓶内壁把液滴沾下来
向锥形瓶中滴加半滴液体
A.A B.B C.C D.D
10.水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是( )
A.水煤气变换反应达到平衡时,升高温度,平衡常数K增大
B.步骤②的活化能为1.91eV
C.该反应的决速步是步骤④
D.步骤⑤涉及极性键、非极性键的形成
11.我国科学工作者首次实现二氧化碳到淀粉人工合成研究并取得原创性突破,相关成果于9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》上。转化涉及的第一步反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。下列叙述正确的是( )
A.平衡后,其他条件不变,缩小容器体积,可提高CO2和H2的转化率
B.当v(CO2)正=v(H2)逆时,反应一定达到平衡状态
C.其他条件不变移去水蒸气,可增大逆反应速率
D.恒压条件下,向容器中充入少量氦气,可加快反应速率
12.在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1mol H2O(g),起始压强为0.2MPa时,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。反应Ⅰ的平衡常数Kp为(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
A.0.01MPa B.0.02MPa C.50(MPa)﹣1 D.100(MPa)﹣1
13.温度为T℃向体积不等的密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol NO2发生反应:2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)。反应相同时间,测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示(V1<V2<V3)。下列说法正确的是( )
A.图中a点所示条件下v(正)>v(逆),c点所示条件下v(逆)>v(正)
B.若使用催化剂,则a点可能变成b点
C.向a点体系中充入一定量NO2,达到新平衡时,NO2转化率将减小
D.向b点体系中充入一定量C(s),达到新平衡时,NO2转化率将增大
14.一定温度下,在三个相间的恒容密闭容器中按不同的方式投入反应物,发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=﹣92.4kJ•mol﹣1,测得反应的相关数据如下表,下列关系正确的是( )
容器甲
容器乙
容器丙
反应温度/℃
400
400
500
反应物投入量
1mol N2,3mol H2
4mol NH3
1mol N2,3mol H2
平衡时,v正(H2)mol/(L•s)
v1
v2
v3
平衡时c(NH3)mol/L
c1
c2
c3
平衡时总压强P/Pa
P1
P2
P3
物质的平衡转化率a
a1(N2)
a2(NH3)
a3(N2)
平衡常数K
K1
K2
K3
A.v1<v2,c2<2c1 B.c2>2c3,a2(NH3)+a3(N2)<1
C.K1>K3,P2>2P3 D.v1<v3,a1(N2)<a3(N2)
15.草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。常温下,用0.1000mol⋅L﹣1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol⋅L﹣1H2C2O4溶液(忽略滴定过程中溶液体积变化),得到H2C2O4、HC2和C2三种粒子的分布分数δ(平衡时某种含碳微粒浓度占各种含碳微粒浓度之和的分数)随溶液pH变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.HC2的电离程度小于其水解程度
B.Q点溶液中:2c(H2C2O4)>c(HC2)
C.pH=4.2时,混合溶液中:c(Na+)=3c(HC2)
D.整个滴定过程中存在:c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=0.100mol⋅L﹣1﹣c(Na+)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(13分)Ⅰ.用如图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品:100mL0.50mol•L﹣1盐酸、50mL0.50mol•L﹣1NaOH溶液、50mL0.50mol•L﹣1氨水。
实验步骤:略。
已知:弱碱电离时吸热。
回答下列问题。
(1)从实验装置上看,还缺少 。
(2)装置中隔热层的作用是 。
(3)将浓度为0.5mol•L﹣1的酸溶液和0.55mol•L﹣1的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g•mL﹣1),生成的溶液的比热容c=4.18J•g﹣1•℃﹣1,测得温度如下:
反应物
起始温度t1/℃
最高温度t2/℃
甲组(HCl+NaOH)
20.0
23.3
乙组(HCl+NH3•H2O)
20.0
23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
②HCl(aq)+NH3•H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)的ΔH= (保留一位小数)。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得反应热ΔH偏大,可能的原因是 (填序号)。
A.测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度
B.做该实验时室温较高
C.杯盖未盖严
D.NaOH溶液一次性迅速倒入
Ⅱ.传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高,DS数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)因为可以准确测量气压、浓度、pH、温度等而在化学实验研究中应用越来越广泛深入。将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系如图2所示。
(4)镁条与盐酸的反应为 (填“吸热”或“放热反应。
(5)图2中a、b、c、d四个点中,产生氢气最快的为 点。
(6)图中c点镁条已完全溶解,cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是 。
17.(14分)Ⅰ.下表是该小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据:用10mLH2O2制取150mLO2所需的时间(秒)
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
无催化剂、加热
360s
480s
540s
720s
MnO2催化剂、加热
10s
25s
60s
120s
(1)该研究小组在设计方案时,考虑了浓度、 、 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
Ⅱ.分析H2O2的催化分解原理
催化H2O2分解的原理分为两步,总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)ΔH<0。若第一步反应为H2O2(aq)+I﹣(aq)=IO﹣(aq)+H2O(l)ΔH>0 慢反应
(2)则第二步反应为 ΔH<0 快反应
Ⅲ.高温条件下二氧化碳可以氢化制备乙烯。
(3)已知下列反应的热化学方程式:
ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)K1 ΔH1=+41kJ•mol﹣1;
ⅱ.2CO(g)+4H2(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)K2 ΔH2=﹣227kJ•mol﹣1;
反应ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)的ΔH3= kJ•mol﹣1,平衡常数K3= (用K1、K2表示)。
(4)研究表明,合成气体在2MPa、起始3:1时,CO2平衡转化率随温度的变化如图1所示,乙烯选择性随温度的变化如图2所示[乙烯选择性]:
①CO2平衡转化率随温度升高出现先下降后升高可能的原因是 。
②700K时,反应i的Kp= (列出计算式即可)。
(5)关于上述反应,下列说法正确的是 (填选项字母)。
A.提高投料比,CO2的平衡转化率减小
B.使用高效催化剂可提高平衡时乙烯的体积分数
C.若在恒容、绝热容器中进行,温度不变则反应达到平衡
D.体系内比值不变反应达到平衡状态
18.(14分)Ⅰ.已知25℃时,几种常见弱酸的Ka如下表所示:
电解质
H2C2O4
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
K1=5.6×10﹣2
K2=5.4×10﹣3
K=1.7×10﹣5
K=6.2×10﹣10
K1=4.2×10﹣7
K2=5.6×10﹣11
(1)25℃时,0.1mol•L﹣1的①Na2C2O4②CH3COONa③NaCN④Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序是 。
(2)KHC2O4溶液呈 性,向10mL0.01mol•L﹣1的H2C2O4溶液滴加0.01mol•L﹣1KOH溶液V(mL)。回答下列问题:
①当V<10mL时,反应的离子方程式为 。
②当V=10mL时,溶液中HC2、C2、H2C2O4、H+的浓度由大到小的顺序为 。
③当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(K+)=2c(C2)+c(HC2);当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(K+)=c(C2)+c(HC2)+c(H2C2O4);则a b(填“<”“=”或“>”)。
Ⅱ.某化学学习小组进行如下实验测定H2C2O4•xH2O中x值。已知:M(H2C2O4)=90g•mol﹣1
①称取1.260g纯草酸晶体,将草酸制成100.00mL水溶液为待测液;
②取25.00mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀H2SO4;
③用浓度为0.05000mol•L﹣1的KMnO4标准溶液进行滴定。
(1)请写出滴定中发生反应的离子方程式 。
(2)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如图,最合理的是 (选填a、b)。
(3)由图可知消耗KMnO4溶液体积为 mL。
(4)滴定终点现象是 。
(5)通过上述数据,求得x= 。
19.(14分)利用CO2、H2为原料合成CH3OH的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式 。
(2)一定条件下,向恒压密闭容器中以一定流速通入CO2和H2混合气体,CO2平衡转化率和CH3OH选择性随温度、投料比的变化曲线如图所示。
①表示CH3OH选择性的曲线是 (填“L1”或“L2”),CO2平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因是 。
②生成CH3OH的最佳条件是 (填标号)。
a.220℃,n(CO2):n(H2)=1:3 b.220℃,n(CO2):n(H2)=1:4
c.320℃,n(CO2):n(H2)=1:4 d.320℃,n(CO2):n(H2)=1:3
(3)一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1mol CO2(g)和3mol H2(g),充分反应后,测得CO2平衡转化率为a,CH3OH选择性为b,该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp= 。
(4)向压强恒为3.0MPa的密闭容器中通入反应混合气,在1mol NiGa催化作用下只发生反应Ⅰ,测得CH3OH时空收率(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线如图所示。
①CH3OH时空收率随温度升高先增大后减小的原因是 。
②223℃时,H2的平均反应速率v(H2)= mol•h﹣1。
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