精品解析:甘肃金昌市永昌县第一高级中学2026-2027学年高二上学期学业质量检测(一) 化学试卷
2026-10-10
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内容正文:
永昌县第一高级中学2026-2027-1学业质量检测(一)
高二化学
可能的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 Fe-56
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活密切相关,下列做法与化学反应速率控制无关的是
A. 夏天将牛奶放在冰箱保存 B. 洗衣服时使用加酶洗衣粉
C. 食盐中添加碘酸钾 D. 在月饼包装内放置抗氧化剂
2. 关于的化学反应,下列表示的反应速率最大的是
A. B.
C. D.
3. 用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时,测得生成1mol液态水时的 -,产生这种偏差的原因不可能是
A. 实验用NaOH溶液的浓度过大
B. 实验时搅拌速度慢
C. 分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D. 用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
4. 对于反应[为中间产物],反应历程如图所示(—为无催化剂,…为有催化剂)。下列说法错误的是
A. 反应
B. 提高反应温度,增大,减小
C. 不使用催化剂,反应历程分两步进行
D. 使用催化剂时,会降低反应的活化能,但不改变反应的焓变
5. 下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A. 已知 ,则在一定条件下将2mol和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B. 已知(金刚石,),则金刚石比石墨稳定
C. 已知的燃烧热,则有
D. 已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
6. 向绝热恒容密闭容器中通入和发生反应:。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A. 的质量保持不变 B. 的含量保持不变
C. 正反应和逆反应速率相等 D. 的物质的量之比为
7. 已知硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸的反应如下:
某兴趣小组以该反应为例探究影响反应速率的因素并设计了如下实验。
实验序号
反应温度
溶液的体积/mL
稀硫酸的体积/mL
开始出现浑浊所需时间
1
20
10.0
10.0
0
2
50
10.0
0
3
20
4.0
10.0
下列说法不正确的是
A. 若用实验1和实验2探究温度对该反应速率的影响,则
B. 进行实验2时,可先分别将Na2S2O3溶液、H2SO4溶液和水置于热水浴中加热到所需温度再快速混合发生反应,记录出现浑浊所需时间
C. 通过产生气泡的多少来判断反应速率快慢更好
D. 将水更换为Na2SO4溶液,对实验结果无影响
8. 下列说法正确的是
A. 由图1可得,1 mol(g)和1 mol(g)完全反应放出的能量为180kJ
B. 图2可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
C. 利用图3的装置可以测定中和反应的反应热
D. 由图4可以写出的热化学方程式:
9. 推动综合利用、实现碳中和是党中央的重大战略决策。与在催化剂表面生成和的部分反应历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 步骤②反应的 B. 步骤①是决速步骤
C. 物质从催化剂表面脱附的过程会释放能量 D. 步骤③的反应方程式为
10. 甲酸()可在纳米级表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原。已知、表示中二价铁和三价铁。下列说法不正确的是
A. 是催化还原的催化剂 B. 反应过程中存在键的断裂
C. 在整个历程中,共有2次氧化反应发生 D. 历程中是生成物
11. 关于化学反应速率增大的原因,下列分析不正确的是
A. 有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多
B. 增大反应物的浓度,可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞
C. 升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大
D. 使用适宜的催化剂,可使反应物分子中活化分子的百分数增大
12. 某小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响,其中图象和结论表达均正确的是
①
②
③
④
A. ①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图象,正反应
B. ②是在有、无催化剂存在下建立的平衡过程图象,a是使用催化剂时的曲线
C. ③是在平衡体系中加入后化学反应速率随时间变化的图象
D. ④表明该反应x+y>z
13. 已知反应a. ,b. ,当升高温度时平衡都向右移动。则关于下列反应中判断正确的是
; ;
A. B. C. D.
14. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. 在工业制硫酸生产中,采用五氧化二钒作催化剂合成
B. 锌片与稀硫酸反应时,加入少量固体,促进的产生
C. 常温下铁片放入浓溶液中没有明显现象,加热产生大量红棕色气体
D. 反应 达到化学平衡后,升高温度,体系红棕色变浅
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 通过下列反应均可获得氢气。
①太阳光催化分解水反应为:2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol−1
②焦炭和水反应为:C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol−1
③甲烷和水反应为:CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH3=+206.1 kJ·mol−1
请回答下列问题。
(1)反应①中主要的能量转化形式为光能转化为___________能。
(2)从能量转化角度分析,反应②为吸热反应;为使反应②更充分地进行,可将焦炭___________。
A.制成块状 B.研成细粉 C.与水蒸气充分接触
(3)上述①②③反应中产生1 mol氢气所需能量最多的是___________(填序号)。
(4)反应③若使用催化剂,ΔH3___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应CH4(g) = C(s) + 2H2(g)的ΔH=___________kJ·mol−1。
16. 对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下,向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应:NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。
(1)①只改变下列某一反应条件时,能使上述反应速率加快的是___________(填序号)。
a.使用高效催化剂 b.向容器中充入氩气 c.降低温度 d.减小NO的物质的量
②下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变
b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO
(2)在体积为密闭容器中充入和,发生反应,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时,___________(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,___________。
③反应达到平衡状态时,的体积分数为___________%(保留1位小数)。
④a、b、c三点中代表达到平衡的是___________,a点的正反应速率___________(填>、<或=)b点的逆反应速率。
17. Ⅰ.在体积为的密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应:,经测得和的物质的量随时间变化如图所示。
(1)平衡时,的体积分数为___________%。
(2)改变下列条件后,反应速率会增大的是___________。
A. 升高温度 B. 分离出水蒸气
C. 充入更多 D. 恒容下充入He
(3),的反应速率为___________。
Ⅱ为比较对分解的催化效果,兴趣小组同学设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
(4)定性分析如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。但该方案有缺陷,应如何改进:___________。
(5)定量分析:利用图乙所示实验装置测定分解速率,实验中需要测量的数据是___________。
18. Ⅰ.通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应:
①
②
(1)已知:反应的,则_____kJ/mol。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中通入一定量的,发生上述两个分解反应,下列说法中能表明反应达到平衡状态的是_____。
A. 气体密度不变 B. 气体平均摩尔质量不变
C. 反应速率 D. 和的物质的量相等
(3)一定温度下,使用某催化剂时反应历程如下图所示(带“*”的物质代表该物质吸附在催化剂表面,处于“吸附态”)
ⅰ.反应①的活化能__________反应②的活化能(填“>”或“<”)
ⅱ.下列说法正确的是__________。
A.该条件下 键比键更容易断裂
B.反应②在任意温度下可以自发
C.反应过程中既有极性键的断裂也有极性键的生成
D.适当升高温度,有利于HCOOH(g)在催化剂表面吸附,反应速率加快
Ⅱ.为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理废气:
将和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。回答下列问题:
(4) _____℃。
(5)图中较高流速时,温度下的转化率小于和,原因是__________________________。
(6)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数____________。(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
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永昌县第一高级中学2026-2027-1学业质量检测(一)
高二化学
可能的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 Fe-56
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活密切相关,下列做法与化学反应速率控制无关的是
A. 夏天将牛奶放在冰箱保存 B. 洗衣服时使用加酶洗衣粉
C. 食盐中添加碘酸钾 D. 在月饼包装内放置抗氧化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.夏天将牛奶放在冰箱保存是通过降低温度来减缓微生物繁殖和化学反应速率,与控制速率有关,A不符合题意;
B.加酶洗衣粉利用酶的催化作用加快反应速率,与控制速率有关,B不符合题意;
C.食盐中添加碘酸钾是为了补充碘元素,属于营养强化,与控制化学反应速率无关,C符合题意;
D.放置抗氧化剂是为了减缓氧化反应速率,延长保质期,与控制速率有关,D不符合题意;
故答案选C。
2. 关于的化学反应,下列表示的反应速率最大的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.转化为用表示的反应速率为,速率较小,A不符合题意;
B.先统一单位:,根据反应速率与化学计量数成正比,转化为用表示的反应速率为,速率最大,B符合题意;
C.转化为用表示的反应速率为,速率最小,C不符合题意;
D.转化为用表示的反应速率为,速率小于B,D不符合题意;
故选B。
3. 用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时,测得生成1mol液态水时的 -,产生这种偏差的原因不可能是
A. 实验用NaOH溶液的浓度过大
B. 实验时搅拌速度慢
C. 分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D. 用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaOH溶液稀释过程释放热量,导致中和热 -,故A符合题意;
B.实验时搅拌速度慢,导致热量散失,测得中和热 -,故B不符合题意;
C.分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,导致热量散失,测得中和热 -,故C不符合题意;
D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液,氢氧化钠被部分反应,导致测得中和热 -,故D不符合题意。
故选A。
4. 对于反应[为中间产物],反应历程如图所示(—为无催化剂,…为有催化剂)。下列说法错误的是
A. 反应
B. 提高反应温度,增大,减小
C. 不使用催化剂,反应历程分两步进行
D. 使用催化剂时,会降低反应的活化能,但不改变反应的焓变
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知:反应物的能量高于产物,故此反应为放热反应,,A正确;
B.升高温度时,和应当均增大,只不过增大的幅度不一样,B错误;
C.无催化剂时,反应经历两步,有中间产物M,符合分步反应特征,C正确;
D.催化剂会改变反应的路径但不会改变反应物和产物的能量差,即:使用催化剂会降低反应的活化能,但不改变反应的焓变,D正确;
故答案选B。
5. 下列依据热化学方程式得出的结论中,正确的是
A. 已知 ,则在一定条件下将2mol和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为
B. 已知(金刚石,),则金刚石比石墨稳定
C. 已知的燃烧热,则有
D. 已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出热量,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为可逆反应,无法完全转化,实际放出的热量小于184.8 kJ,A错误;
B.ΔH>0说明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,B错误;
C.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定物质,水的稳定状态为液态水,而方程式中生成气态水,方程式错误,C错误;
D.生成17.6 gFeS的物质的量为,生成0.2 mol FeS放热19.12 kJ,则1mol对应热化学方程式书写正确,D正确;
故选D。
6. 向绝热恒容密闭容器中通入和发生反应:。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A. 的质量保持不变 B. 的含量保持不变
C. 正反应和逆反应速率相等 D. 的物质的量之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.的质量保持不变,说明的消耗速率等于生成速率,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.的含量保持不变,符合平衡体系各组分含量不变的特征,说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.正反应和逆反应速率相等是化学平衡的本质特征,说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.、的物质的量之比为,与初始投料和反应进度有关,若初始投料比为,反应过程中二者始终按消耗,任意时刻物质的量之比均为,无法说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故选D。
7. 已知硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸的反应如下:
某兴趣小组以该反应为例探究影响反应速率的因素并设计了如下实验。
实验序号
反应温度
溶液的体积/mL
稀硫酸的体积/mL
开始出现浑浊所需时间
1
20
10.0
10.0
0
2
50
10.0
0
3
20
4.0
10.0
下列说法不正确的是
A. 若用实验1和实验2探究温度对该反应速率的影响,则
B. 进行实验2时,可先分别将Na2S2O3溶液、H2SO4溶液和水置于热水浴中加热到所需温度再快速混合发生反应,记录出现浑浊所需时间
C. 通过产生气泡的多少来判断反应速率快慢更好
D. 将水更换为Na2SO4溶液,对实验结果无影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.探究温度对反应速率的影响需控制除温度外其余条件完全一致,实验1与实验2应保持的浓度、体积相同,故,A正确;
B.先将各试剂分别预热至目标温度再混合,可避免混合过程中温度变化带来的实验误差,保证反应在设定温度下进行,B正确;
C.反应生成的可溶于水,产生气泡的现象不明显,而单质沉淀导致的浑浊现象更易观测,通过记录出现浑浊的时间判断反应速率快慢更准确,C错误;
D.不参与该反应,替换为溶液仅改变溶剂组成,不改变、的浓度,对实验结果无影响,D正确;
故选 C。
8. 下列说法正确的是
A. 由图1可得,1 mol(g)和1 mol(g)完全反应放出的能量为180kJ
B. 图2可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
C. 利用图3的装置可以测定中和反应的反应热
D. 由图4可以写出的热化学方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应断键吸收总能量为,成键放出总能量为,,为吸热反应,A错误;
B.图2中反应物总能量低于生成物总能量,代表吸热反应,盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应,符合该能量变化,B正确;
C.测定中和反应反应热需要环形玻璃搅拌棒使反应物混合均匀、充分反应,图3装置缺少环形玻璃搅拌棒,C错误;
D.热化学方程式必须标注各物质的聚集状态,D错误;
故答案为B。
9. 推动综合利用、实现碳中和是党中央的重大战略决策。与在催化剂表面生成和的部分反应历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 步骤②反应的 B. 步骤①是决速步骤
C. 物质从催化剂表面脱附的过程会释放能量 D. 步骤③的反应方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,步骤②反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,反应的焓变小于0,A正确;
B.步骤①、②、③的反应的反应能垒分别为0.89eV、0.68eV、0.64eV,步骤①能垒最大,是决速步骤,B正确;
C.如图所示,和是脱附过程,物质从催化剂表面脱附的过程会吸收能量,C错误;
D.由图可知,步骤③反应的方程式为,D正确;
故答案为C。
10. 甲酸()可在纳米级表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原。已知、表示中二价铁和三价铁。下列说法不正确的是
A. 是催化还原的催化剂 B. 反应过程中存在键的断裂
C. 在整个历程中,共有2次氧化反应发生 D. 历程中是生成物
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe(Ⅱ)在反应中先被消耗转化为Fe(Ⅲ),后续Fe(Ⅲ)又被还原为Fe(Ⅱ),反应前后质量和化学性质不变,是催化还原的催化剂,A正确;
B.甲酸分解为和的过程中,分子内的键发生断裂,B正确;
C.整个历程中发生的氧化反应有:甲酸分解时C元素被氧化、Fe(Ⅱ)被氧化、被Fe(Ⅲ)氧化(2次)、Fe(Ⅱ)被氧化,共5次氧化反应,远多于2次,C错误;
D.反应最终释放,是生成物,D正确;
故答案选C。
11. 关于化学反应速率增大的原因,下列分析不正确的是
A. 有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多
B. 增大反应物的浓度,可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞
C. 升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大
D. 使用适宜的催化剂,可使反应物分子中活化分子的百分数增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.有气体参加的化学反应,增大压强,活化分子数目增多,活化分子百分数不变,则化学反应速率增大,故A正确;
B.增大反应物的浓度,活化分子数目增多,活化分子之间发生的碰撞不一定都是有效碰撞,故B错误;
C.升高温度,活化分子百分数增大,则化学反应速率增大,故C正确;
D.催化剂,降低了反应所需的活化能,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,故D正确;
故选B。
12. 某小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响,其中图象和结论表达均正确的是
①
②
③
④
A. ①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图象,正反应
B. ②是在有、无催化剂存在下建立的平衡过程图象,a是使用催化剂时的曲线
C. ③是在平衡体系中加入后化学反应速率随时间变化的图象
D. ④表明该反应x+y>z
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度升高时,正反应速率比逆反应速率增长得更快,说明正反应的活化能大于逆反应的活化能。反应热满足,故,正反应为吸热反应。选项所写与图象不符,A错误;
B.催化剂能同时加快正、逆反应速率,缩短达到平衡所需时间,但不改变平衡状态,因此使用和不使用催化剂时A的平衡体积分数应相同。图中a、b的最终平台相同,而a更早达到平台,所以a是使用催化剂时的曲线,B正确;
C.向该水溶液平衡体系中加水,反应物和生成物的浓度均瞬时减小,正、逆反应速率均应瞬时减小;加水稀释时,平衡向离子数目增多的方向移动,即,平衡向左移动,有,随后体系逐渐达到新平衡,直至正、逆反应速率再次相等。图③却画成加水瞬间正、逆反应速率均增大,因而不能表示题述加水过程。正确的速率—时间关系应为:加水瞬间两条曲线均向下突变,正反应速率下降幅度更大,随后正反应速率逐渐增大、逆反应速率逐渐减小,最终再次相等,C错误;
D.图中下方曲线先达到平台,说明其对应的压强较大,即。增大压强后A的平衡转化率反而降低,说明平衡向左移动;增大压强使平衡向气体物质的量较小的一侧移动,因此左侧气体计量数较小,应有x+y<z。选项所写x+y>z错误,D错误;
故选B。
13. 已知反应a. ,b. ,当升高温度时平衡都向右移动。则关于下列反应中判断正确的是
; ;
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应b升高温度平衡向右移动,说明正反应为吸热反应,,故A错误;
B.根据盖斯定律,反应a可由反应减去反应得到,即,反应a吸热,故,故B正确;
C.反应a升高温度平衡向右移动,说明正反应为吸热反应,,故C错误;
D.根据盖斯定律,反应b可由反应减去2倍反应得到,即,反应b吸热,故,故D错误;
故答案选B。
14. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. 在工业制硫酸生产中,采用五氧化二钒作催化剂合成
B. 锌片与稀硫酸反应时,加入少量固体,促进的产生
C. 常温下铁片放入浓溶液中没有明显现象,加热产生大量红棕色气体
D. 反应 达到化学平衡后,升高温度,体系红棕色变浅
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂仅加快反应速率,不影响化学平衡,不能用平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.锌片与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4固体,导致Zn置换出Cu,形成原电池加快反应速率,但反应不是可逆反应,与平衡移动无关,B不符合题意;
C.常温钝化是表面氧化膜阻止反应,加热破坏钝化层使反应进行,非平衡移动,C不符合题意;
D.对于反应,该反应为放热的可逆反应,当反应达到平衡时,升高温度,使平衡向逆反应方向移动,NO2浓度降低,颜色变浅,属于平衡移动,能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故答案为:D。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 通过下列反应均可获得氢气。
①太阳光催化分解水反应为:2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol−1
②焦炭和水反应为:C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol−1
③甲烷和水反应为:CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH3=+206.1 kJ·mol−1
请回答下列问题。
(1)反应①中主要的能量转化形式为光能转化为___________能。
(2)从能量转化角度分析,反应②为吸热反应;为使反应②更充分地进行,可将焦炭___________。
A.制成块状 B.研成细粉 C.与水蒸气充分接触
(3)上述①②③反应中产生1 mol氢气所需能量最多的是___________(填序号)。
(4)反应③若使用催化剂,ΔH3___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应CH4(g) = C(s) + 2H2(g)的ΔH=___________kJ·mol−1。
【答案】(1)化学能 (2)BC
(3)① (4)不变
(5)+74.8
【解析】
【小问1详解】
水在太阳光催化下反应生成氢气和氧气,是将太阳能转化为化学能;
【小问2详解】
将焦炭研成细粉,使焦炭与水蒸气充分接触,使反应②更充分地进行,故选BC;
【小问3详解】
根据热化学方程式可知,反应①生成1molH2需要吸收285.8 kJ·mol−1能量;反应②生成1molH2需要吸收131.3 kJ·mol−1能量;
反应③生成1molH2需要吸收68.7 kJ·mol−1能量;故所需能量最多的是反应①;
【小问4详解】
使用催化剂,可以加快反应速率,但反应的焓变不变,所以反应③若使用催化剂,ΔH3不变;
【小问5详解】
由盖斯定律可知,反应③-②可得反应CH4(g)=C(s)+2H2(g),则反应ΔH=(206.1kJ·mol-1)-(131.3kJ·mol-1)= +74.8kJ·mol-1。
16. 对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下,向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应:NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。
(1)①只改变下列某一反应条件时,能使上述反应速率加快的是___________(填序号)。
a.使用高效催化剂 b.向容器中充入氩气 c.降低温度 d.减小NO的物质的量
②下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变
b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO
(2)在体积为密闭容器中充入和,发生反应,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时,___________(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,___________。
③反应达到平衡状态时,的体积分数为___________%(保留1位小数)。
④a、b、c三点中代表达到平衡的是___________,a点的正反应速率___________(填>、<或=)b点的逆反应速率。
【答案】(1) ①. a ②. bd
(2) ①. > ②. 0.5 ③. 17.9 ④. c ⑤. >
【解析】
【小问1详解】
①a.使用高效催化剂,降低活化能,加快反应速率,故选a;
b.向容器中充入氩气,容器体积不变,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选b;
c.降低温度,反应速率减慢,故不选c;
d.减小NO的物质的量,浓度降低,反应速率减慢,故不选d;
故选a。
②a.混合气体总质量不变、容器体积不变,混合气体的密度是恒量,混合气体的密度保持不变,反应不一定平衡,故不选a;
b.SO2是反应物,随着反应进行逐渐减少,当其不变的时候可以证明反应达到平衡,选b;
c.根据质量守恒定律,原子总数是恒量,容器内混合气体原子总数不变,反应不一定平衡,故不选c;
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO,正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故选d;
故选bd。
【小问2详解】
①反应到达3min时,二氧化碳的物质的量继续减少,反应正向进行,>;
②0~5min内,二氧化碳的物质的量减少2.5mol,;
③反应达到平衡状态时,消耗2.5mol二氧化碳、7.5mol氢气,生成1.25mol甲醇和3.75mol水,CH3OCH3(g)的体积分数为=17.9%;
④c点后各物质浓度不再改变,a、b、c三点中代表达到平衡的是c;a点二氧化碳的浓度大于b点,a点的正反应速率>b点的正反应速率,b点后,二氧化碳的物质的量继续减少,反应正向进行,>,所以a点的正反应速率>b点的逆反应速率。
17. Ⅰ.在体积为的密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应:,经测得和的物质的量随时间变化如图所示。
(1)平衡时,的体积分数为___________%。
(2)改变下列条件后,反应速率会增大的是___________。
A. 升高温度 B. 分离出水蒸气
C. 充入更多 D. 恒容下充入He
(3),的反应速率为___________。
Ⅱ为比较对分解的催化效果,兴趣小组同学设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
(4)定性分析如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。但该方案有缺陷,应如何改进:___________。
(5)定量分析:利用图乙所示实验装置测定分解速率,实验中需要测量的数据是___________。
【答案】(1)10 (2)AC
(3)0.1125 (4)将改为溶液(将溶液改为溶液,也可)
(5)收集气体的体积、收集气体所需时间
【解析】
【分析】控制变量的实验探究中要注意变量的唯一性,通过控制变量进行对比实验研究某一因素对实验结果的影响;
【小问1详解】
由三段式:
总的物质的量为2.5mol,平衡时,的体积分数为;
【小问2详解】
A.升高温度,活化分子比例增大,反应速率加快;
B.分离出水蒸气,物质浓度减小,反应速率减小;
C.充入更多,物质浓度增大,反应速率增大;
D.恒容下充入He,不影响反应中物质浓度,反应速率不变;
故选AC;
【小问3详解】
由(1)题分析,,的反应速率为;
【小问4详解】
溶液中阳离子和阴离子均不同,H2O2分解的催化作用有可能是阴离子起的作用,将改为溶液(或将溶液改为溶液,也可),这样可以控制阴离子相同,排除阴离子的干扰,更为合理;
【小问5详解】
反应是通过反应速率分析的,根据,所以,实验中需要测量的数据是收集气体的体积、收集气体所需时间。
18. Ⅰ.通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应:
①
②
(1)已知:反应的,则_____kJ/mol。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中通入一定量的,发生上述两个分解反应,下列说法中能表明反应达到平衡状态的是_____。
A. 气体密度不变 B. 气体平均摩尔质量不变
C. 反应速率 D. 和的物质的量相等
(3)一定温度下,使用某催化剂时反应历程如下图所示(带“*”的物质代表该物质吸附在催化剂表面,处于“吸附态”)
ⅰ.反应①的活化能__________反应②的活化能(填“>”或“<”)
ⅱ.下列说法正确的是__________。
A.该条件下 键比键更容易断裂
B.反应②在任意温度下可以自发
C.反应过程中既有极性键的断裂也有极性键的生成
D.适当升高温度,有利于HCOOH(g)在催化剂表面吸附,反应速率加快
Ⅱ.为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理废气:
将和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。回答下列问题:
(4) _____℃。
(5)图中较高流速时,温度下的转化率小于和,原因是__________________________。
(6)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数____________。(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
【答案】(1)+26.3 (2)B
(3) ①. < ②. ABC
(4)440 (5)较高流速反应未达平衡,的反应速率和温度相关,温度小于和,反应速率低,转化率低
(6)6
【解析】
【小问1详解】
②
③的,
根据盖斯定律②-③得 kJ/mol。
【小问2详解】
A.气体总质量不变,容器体积不变,密度是恒量,气体密度不变,反应不一定平衡,故不选A;
B.反应后气体总质量不变,气体物质的量增加,气体平均摩尔质量是变量,气体平均摩尔质量不变,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.反应速率,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选C;
D.和的物质的量相等,不能判断和的物质的量是否还发生改变,反应不一定平衡,故不选D;
选B。
【小问3详解】
ⅰ.HCOOH*→过渡态2的能垒大于HCOOH*→过渡态1,所以反应①的活化能<反应②的活化能;
ⅱ.A.HCOOH*→HCOO*、H*的能磊大于HCOOH*→COOH*、H*,可知该条件下 键比键更容易断裂,故A正确;
B.反应②,正反应气体物质的量增多,,所以在任意温度下可以自发,故B正确;
C.反应过程中既有C-H、O-H等极性键的断裂也有O-H等极性键的生成,故C正确;
D.HCOOH(g)在催化剂表面吸附为放热过程,适当升高温度,升高温度会使吸附平衡逆向移动,不利于HCOOH(g)在催化剂表面吸附,故D错误;
选ABC。
【小问4详解】
正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,HCl的平衡转化率降低,温度越低,HCl的平衡转化率越大,气体流速低时,T1温度对应的平衡转化率最小,可知T1温度最高,则 440℃。
【小问5详解】
较高流速反应未达平衡,的反应速率和温度相关,温度小于和,反应速率低,转化率低。
【小问6详解】
设N点的转化率为平衡转化率,氯化氢转化率为80%,设氯化氢的投料为1mol、氧气的投料为1mol;
则该温度下反应的平衡常数 。
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