精品解析:山东德州市夏津第一中学2026-2027学年高二上学期第一次月考 化学试题
2026-10-11
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内容正文:
山东德州市夏津第一中学2026-2027学年高二上学期
第一次月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 S-32
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学在生活中的应用随处可见。下列有关化学反应速率的描述错误的是
A. 食品抽真空包装是为了减少包装袋内空气,减缓食物氧化变质速率
B. 冶炼铁时将铁矿石粉碎可增大反应的接触面积,加快反应速率
C. 烘焙糕点使用小苏打作催化剂,加快烘焙速率
D. 将食物存放在冰箱中,可降低食物腐败速率
2. 关于反应,下列说法中,正确的是
A. 该反应在较低温度下可以自发进行
B. 增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
C. 温度升高,反应所需活化能减少,反应速率增大
D. 催化剂不参与化学反应
3. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中有化学平衡,当加入硝酸银溶液后,溶液颜色变浅
B. 合成氨反应(正反应为放热反应),为提高氨的产量,理论上应采取降低温度的措施
C. 反应,平衡后,缩小容器容积可使体系颜色变深
D. 对于 (正反应吸热),达到平衡后,升高温度体系颜色变深
4. 下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是
A. 1 mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]<S[H2O(g)]
B. 常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
C. 2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) △H>0能否自发进行与温度有关
D. 放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行
5. 对于可逆反应 ,下列四个图像及其描述正确的是
A. 图1表示压强对B%的影响,且a的压强大
B. 图2表示温度对该反应速率的影响
C. 图3表示压强/温度对C%的影响,温度高
D. 图4表示压强对该反应速率的影响
6. 在密闭容器中,可逆反应达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡建立时,B的浓度是原来的40%,则新平衡较原平衡而言,下列叙述正确的是
A. 物质B的质量分数减小 B. 物质A的转化率增大
C. 平衡向正反应方向移动 D. 化学计量数a和b的大小关系为
7. COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g)∆H>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温,②恒压通入惰性气体,③增加CO的浓度,④减压,⑤加催化剂,⑥恒容通入惰性气体;能提高COCl2转化率的是( )
A. ①②④ B. ①④⑥ C. ②③⑥ D. ③⑤⑥
8. 下列对化学平衡移动的分析中,错误的是
A. 已达到平衡的反应,加入高效催化剂,、均增大,且增大的倍数相同
B. 已达到平衡的反应,及时移除,的反应速率和转化率均增大
C. 恒温恒容时,向已达到平衡的反应中,再充入CO,平衡时c(CO)不变
D. 对于反应,其他反应条件相同时,恒压条件下的反应比恒容条件下的反应更快达到平衡
9. 我国科研人员研究了不同含金催化剂催化乙烯加氢的反应历程如下图所示(已知反应: ),下列说法正确的
A. 该反应达到平衡后,升高温度平衡正向移动
B. 两种催化剂作用下的总反应的化学平衡常数不同
C. 使用催化乙烯加氢的反应速率更快
D. 稳定性:过渡态1>过渡态2
10. 萨巴蒂尔反应与电解水装置联合使用可以实现载人航天器中二氧化碳的再循环利用,萨巴蒂尔反应为:。在一定温度下,向恒容密闭容器中加入和发生该反应,2 min后达到平衡,的转化率为50%,下列说法正确的是
A. 0-2 min,
B. 平衡时向容器中充入惰性气体,平衡正向移动
C. 平衡后再加入,平衡向正向移动,的转化率增大
D. 保持其它条件不变,将恒容容器改为恒压容器,达平衡时反应放出的热量大于82.45 kJ
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列有关实验的结论或推测正确的是
选项
实验
结论或推测
A
向的溶液中滴入1滴KSCN溶液,溶液变红,再加入少量KCl固体,溶液红色变浅
浓度增大,使平衡向生成的方向移动
B
取 KI溶液于试管中,加入溶液,滴入5滴15% KSCN溶液,溶液变血红色
KI与的反应是可逆反应
C
在恒容密闭容器中发生反应:,平衡后把容器体积缩小一半
正反应速率增大,逆反应速率减小
D
向c、d两支试管中加入4 mL 0.01 mol/LKMnO4酸性溶液和2 mL 0.1 mol/LH2C2O4溶液,再向c试管中加入少量固体,c试管中溶液先褪色
对该反应有催化作用
A. A B. B C. C D. D
12. 某温度下,恒容密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+W(s) ΔH >0,下列说法正确的是
A. 平衡后加入少量W,逆反应速率突然增大,正反应速率逐渐增大直到建立新平衡状态
B. 平衡后升高温度,平衡正向移动,ΔH增大
C. 当反应物X与Y的投料比为1:1时,平衡后Z物质的体积含量最高
D. 容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化时,反应达到平衡
13. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 利用装置甲测定化学反应速率
B. 利用装置乙证明对H2O2分解反应Fe3+催化效果好于Cu2+
C. 利用装置丙探究温度对平衡2NO2(g)⇌N2O4(g)的影响
D. 利用装置丁探究压强对平衡H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的影响
14. 化学家Gerhard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,其示意图如图:
下列说法错误的是
A. ①表示、分子中均是单键
B. ②→③需要吸收能量
C. 若在催化剂表面的吸附和分解速率慢,是决速步骤,可以适当增大浓度,提高整体反应的速率
D. 当温度和体积一定时,在原料气中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
15. 一定温度时,向2.0L恒容密闭容器中充入2mol 和1mol 发生反应:。经过一段时间后达到平衡,反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
2
4
6
8
n()/mol
0
0.8
1.4
1.8
1.8
下列说法正确的是
A. 反应在前2s的平均速率
B. 保持其他条件不变,体积压缩到1.0L,平衡常数将增大
C. 相同温度下,起始时向容器中充入4mol ,达到平衡时,的转化率大于10%
D. 若把条件“恒温恒容”改为“绝热恒容”,则平衡后n()<1.8mol
三、非选择题:本题共5小题,共60分
16. Ⅰ.125℃时,在体积为2L的密闭容器中,A、B、C发生反应:,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率增大。
下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图及各阶段的平衡常数:
(1)根据如图判断,在时刻改变的外界条件是__________________。
(2)之间的关系为____________(用“>”、“<”或“=”连接)。
(3)以上各段时间中,C的百分含量最高的时间段是____________。
Ⅱ.对于以下两个反应,只加入反应物建立平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。
(4):再充入,平衡向______方向移动(选填“正反应”、“逆反应”或“不移动”),达到平衡后,的转化率______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5):再充入HI(g),达到平衡后,HI的分解率______(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),HI的百分含量______。
17. 合成氨的发展体现了化学科学与技术的不断进步。20世纪初,以和为原料的工业合成氨方法研制成功,其反应为: 。铁触媒催化合成氨的反应进程如图所示(图中“*”表示吸附在催化剂表面的物质)。
(1)该反应进程中决速步骤的反应方程式为__________________,合成氨反应能自发进行的条件是______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)在恒温恒容条件下,欲提高的转化率,下列措施可行的是______(填序号)。
A. 向容器中按原比例再充入原料气 B. 向容器中再充入惰性气体
C. 改变反应的催化剂 D. 液化生成物分离出氨
(3)下列关于工业合成氨的说法正确的是______。
A. 因为<0,所以该反应一定能自发进行
B. 采用高压是为了加快反应速率,但会使反应物的转化率下降
C. 该反应属于熵减反应
D. 使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示物质的量)。
①图象中和的关系是:_______(填“>”“<”或“=”)。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的是_______(填字母)。
18. 可发生二聚反应生成,化学方程式为。该反应的正反应速率方程为,逆反应速率方程为,其中、分别为正、逆反应的速率常数。回答下列问题:
(1)上述反应在______(填“高温”或“低温”)下容易自发进行;反应达到平衡后,升高温度可使体系颜色______(填“加深”或“变浅”)。
(2)已知:表示速率常数的对数。时,,。
①时,上述反应的化学平衡常数______。
②时,某时刻恒容密闭容器中、浓度均为,此时______(填>或<)
(3)恒温恒容条件下,上述反应达到平衡后,继续通入一定量的,则的平衡转化率将______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),的平衡浓度将______;恒温恒压条件下,上述反应达到平衡后,继续通入一定量的,的平衡转化率将______。
19. Ⅰ.硫代硫酸钠()是中学阶段常见的化学试剂。它在酸性条件下不稳定,可与稀硫酸发生反应:。现利用该反应探究外界条件对反应速率的影响。
实验编号
0.1mol/L溶液体积/mL
0.1mol/L溶液体积/mL
水的体积/mL
温度/℃
出现浑浊所用时间/s
1
4.0
3.0
1.0
20
2
2.0
3.0
20
3
3.0
3.0
30
(1)完成此实验设计,其中:=______,=______。
(2)对比实验1、2可探究____________对反应速率的影响。
Ⅱ.一定温度下,在密闭容器中发生反应,正反应速率表达式为(k是正反应速率常数,只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示:
序号
c(A)/
c(B)/
/()
Ⅰ
0.10
0.10
0.15
Ⅱ
0.20
0.20
2.40
Ⅲ
0.20
0.10
1.20
(3)n=______。
(4)向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入0.6mol A(g)和0.3mol B(g),发生上述反应,测得n(C)随时间的变化如图所示:
①物质D的聚集状态为______。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为______(用a、b、c表示)。
③在温度为压强为时,此反应中A的平衡转化率为:______。
20. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气中普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。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)若只发生反应②,下列叙述一定说明反应②达到平衡状态的是______(填标号)。
A. 断裂4molC−H键的同时断裂4molH−H键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)若在恒容容器中发生反应②,请列举两种既能提高反应速率又能提高转化率的措施______、______。
(4)在恒压密闭容器中,充入0.2mol与0.4mol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下列说法错误的是______。
A.压强:
B.维持温度不变,向A点状态的容器中充入氩气,的转化率降低
C.A、B、C三点的平衡常数大小:
②B点处,容器体积为2L,则时该反应的平衡常数______L/mol。
(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___________。
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山东德州市夏津第一中学2026-2027学年高二上学期
第一次月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 S-32
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学在生活中的应用随处可见。下列有关化学反应速率的描述错误的是
A. 食品抽真空包装是为了减少包装袋内空气,减缓食物氧化变质速率
B. 冶炼铁时将铁矿石粉碎可增大反应的接触面积,加快反应速率
C. 烘焙糕点使用小苏打作催化剂,加快烘焙速率
D. 将食物存放在冰箱中,可降低食物腐败速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.食品抽真空包装会大幅降低包装袋内氧气的浓度,食物氧化变质属于和氧气发生的氧化反应,反应物浓度降低时,化学反应速率会减慢,A不符合题意;
B.将铁矿石粉碎后,铁矿石的颗粒粒径减小,固体反应物的总接触面积显著增大,反应物接触更充分,能够加快冶炼过程中的反应速率,B不符合题意;
C.烘焙糕点使用的小苏打是碳酸氢钠,在烘焙受热时会自身发生分解反应,反应释放的二氧化碳气体会让糕点变得蓬松多孔,它并非催化剂,并不能加快烘焙速率,C符合题意;
D.食物腐败属于发生在食物内的氧化/微生物反应类过程,温度降低时,反应体系内活化分子占比下降,有效碰撞频率降低,化学反应速率减慢,因此将食物放在冰箱低温环境下可以延缓腐败,D不符合题意;
故选C。
2. 关于反应,下列说法中,正确的是
A. 该反应在较低温度下可以自发进行
B. 增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
C. 温度升高,反应所需活化能减少,反应速率增大
D. 催化剂不参与化学反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应自发进行的判据为,该反应,且气体分子数减少,,较低温度下数值较小,可满足,反应可自发进行,A正确;
B.增大反应物浓度,仅能提高单位体积内活化分子数目,活化分子百分数不变,B错误;
C.升高温度不会改变反应所需的活化能,是通过提高活化分子百分数来加快反应速率,C错误;
D.催化剂会参与化学反应过程,仅反应前后质量和化学性质保持不变,D错误;
故选A。
3. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中有化学平衡,当加入硝酸银溶液后,溶液颜色变浅
B. 合成氨反应(正反应为放热反应),为提高氨的产量,理论上应采取降低温度的措施
C. 反应,平衡后,缩小容器容积可使体系颜色变深
D. 对于 (正反应吸热),达到平衡后,升高温度体系颜色变深
【答案】C
【解析】
【详解】A.加入硝酸银溶液时,与反应生成沉淀,使浓度减小,平衡正向移动,浓度降低,溶液颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.合成氨反应正反应为放热反应,降低温度平衡向放热的正向移动,氨的产率提高,可用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.反应为气体分子数不变的反应,缩小容器容积时压强增大,平衡不移动,体系颜色变深是因为体积减小导致浓度增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.反应正反应吸热,升高温度平衡向吸热的正向移动,浓度增大,体系颜色变深,可用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
4. 下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是
A. 1 mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]<S[H2O(g)]
B. 常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
C. 2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) △H>0能否自发进行与温度有关
D. 放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.同一物质在不同状态下熵值不同,一般规律是熵值:气态>液态>固态,所以1 mol H2O在不同状态时的熵值大小关系为:S[H2O(s)]<S[H2O(g)],A正确;
B.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)是气体体积增大的反应,△S>0,该反应在常温下不能自发进行,说明△G=△H -T△S>0,由于△S>0,则根据关系式可知该反应的正反应是吸热反应,故该反应的△H>0,B正确;
C.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)的△H>0,△S>0,根据体系的自由能公式△G=△H -T△S,若在低温下,焓变为主,△G>0,反应不能自发进行;若在高温下熵变为主,△G<0,反应能自发进行,可见该反应能否自发进行与温度有关,C正确;
D.任何反应发生都有化学键的断裂与形成过程,断键吸热,成键放热,可见任何反应发生都需要活化过程,与反应类型是放热反应还是吸热反应无关,放热反应不一定能自发进行,而吸热反应也可能自发进行D错误;
故合理选项是D。
5. 对于可逆反应 ,下列四个图像及其描述正确的是
A. 图1表示压强对B%的影响,且a的压强大
B. 图2表示温度对该反应速率的影响
C. 图3表示压强/温度对C%的影响,温度高
D. 图4表示压强对该反应速率的影响
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应前后气体分子数相等,增大压强反应速率加快,但平衡不移动,则B%不变,结合图像可知a先到达平衡,则a对应的反应速率越快,压强大,故A正确;
B.温度升高,正逆反应速率均加快,故B错误;
C.压强一定时,降低温度,平衡正向移动,C%增大,则温度低,故C错误;
D.该反应前后气体分子数相等,增大压强正、逆反应速率同等程度增大,故D错误;
故选:A。
6. 在密闭容器中,可逆反应达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡建立时,B的浓度是原来的40%,则新平衡较原平衡而言,下列叙述正确的是
A. 物质B的质量分数减小 B. 物质A的转化率增大
C. 平衡向正反应方向移动 D. 化学计量数a和b的大小关系为
【答案】A
【解析】
【详解】A.保持温度不变将容器体积增大一倍,若平衡不移动,的浓度应为原来的50%,实际新平衡时浓度为原来的40%,说明平衡逆向移动,的物质的量减小,反应体系总质量不变,故的质量分数减小,A正确;
B.平衡逆向移动,更多的转化为,故的转化率减小,B错误;
C.由上述分析可知,平衡向逆反应方向移动,C错误;
D.减小压强平衡向气体总计量数更大的方向移动,该反应平衡逆向移动,说明逆反应方向气体计量数更大,故,D错误;
故选A。
7. COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g)∆H>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温,②恒压通入惰性气体,③增加CO的浓度,④减压,⑤加催化剂,⑥恒容通入惰性气体;能提高COCl2转化率的是( )
A. ①②④ B. ①④⑥ C. ②③⑥ D. ③⑤⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①正反应吸热,升温,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;
②正反应是气体分子数增大的反应,恒压通入惰性气体,体积增大,相当于减压,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;
③增加CO的浓度,平衡逆向移动,COCl2的转化率减小;
④正反应是气体分子数增大的反应,减压,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;
⑤加催化剂,平衡不移动,COCl2的转化率不变;
⑥恒容通入惰性气体,各组分的浓度不变,平衡不移动,COCl2的转化率不变;
能提高COCl2转化率的是①②④,答案选A。
8. 下列对化学平衡移动的分析中,错误的是
A. 已达到平衡的反应,加入高效催化剂,、均增大,且增大的倍数相同
B. 已达到平衡的反应,及时移除,的反应速率和转化率均增大
C. 恒温恒容时,向已达到平衡的反应中,再充入CO,平衡时c(CO)不变
D. 对于反应,其他反应条件相同时,恒压条件下的反应比恒容条件下的反应更快达到平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂的作用是同等程度降低正、逆反应的活化能,因此可以同步增大正反应速率和逆反应速率,且二者增大的倍数完全相同,加入催化剂后化学平衡不发生移动,A正确;
B.对于平衡体系,及时移除产物后,体系中生成物浓度瞬间降低,逆反应速率骤减,平衡向正反应方向移动,此时会消耗更多的,因此的转化率确实增大;但移动过程中,体系内各气态反应物的浓度是从原平衡的浓度水平逐步降低的,因此的反应速率是小于原平衡速率,B错误;
C.该反应的平衡常数表达式为,因为反应中所有其他物质均为固体,浓度视为定值。恒温条件下平衡常数仅由温度决定,温度不变则不变,因此即使恒温恒容充入,重新达到平衡时,的数值和原平衡完全一致,C正确;
D. 反应是气体分子总数减少的反应:恒容条件下,反应正向进行时体系总压强会随气体分子数减少而逐步降低;恒压条件下,体系压强始终维持在初始的较高水平,相当于对恒容的减压过程进行了补偿,体系中所有气体的浓度均大于恒容体系同阶段的浓度,反应速率更快,因此会比恒容条件下更早达到平衡,D正确;
故选B。
9. 我国科研人员研究了不同含金催化剂催化乙烯加氢的反应历程如下图所示(已知反应: ),下列说法正确的
A. 该反应达到平衡后,升高温度平衡正向移动
B. 两种催化剂作用下的总反应的化学平衡常数不同
C. 使用催化乙烯加氢的反应速率更快
D. 稳定性:过渡态1>过渡态2
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图知,该反应为放热反应,即;升高温度,平衡向吸热方向移动,即逆向移动,A错误;
B.化学平衡常数大小只与温度有关,催化剂改变化学反应速率,不影响平衡常数,B错误;
C.由图知,作催化剂时反应的活化能更小,催化效果更好,反应速率更快,C正确;
D.能量越低越稳定,则过渡态2更稳定,D错误;
故答案选C。
10. 萨巴蒂尔反应与电解水装置联合使用可以实现载人航天器中二氧化碳的再循环利用,萨巴蒂尔反应为:。在一定温度下,向恒容密闭容器中加入和发生该反应,2 min后达到平衡,的转化率为50%,下列说法正确的是
A. 0-2 min,
B. 平衡时向容器中充入惰性气体,平衡正向移动
C. 平衡后再加入,平衡向正向移动,的转化率增大
D. 保持其它条件不变,将恒容容器改为恒压容器,达平衡时反应放出的热量大于82.45 kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A.题目未给出容器体积,无法计算的浓度变化量,因此无法确定的数值,A错误;
B.恒容容器中充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度均不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,B错误;
C.平衡后加入,反应物浓度增大,平衡正向移动,但新增的无法完全转化,的整体转化率减小,C错误;
D.该反应为气体分子数减小的反应,恒容条件下反应达平衡时体系压强小于初始压强,改为恒压容器相当于增大压强,平衡正向移动,参与反应的物质的量大于,因此放出的热量大于,D正确;
故选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列有关实验的结论或推测正确的是
选项
实验
结论或推测
A
向的溶液中滴入1滴KSCN溶液,溶液变红,再加入少量KCl固体,溶液红色变浅
浓度增大,使平衡向生成的方向移动
B
取 KI溶液于试管中,加入溶液,滴入5滴15% KSCN溶液,溶液变血红色
KI与的反应是可逆反应
C
在恒容密闭容器中发生反应:,平衡后把容器体积缩小一半
正反应速率增大,逆反应速率减小
D
向c、d两支试管中加入4 mL 0.01 mol/LKMnO4酸性溶液和2 mL 0.1 mol/LH2C2O4溶液,再向c试管中加入少量固体,c试管中溶液先褪色
对该反应有催化作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.与的显色平衡本质为: ,加入少量KCl固体,增大,与发生络合反应生成,使得浓度减小,使平衡向消耗的方向移动,溶液红色变浅,A错误;
B. 的物质的量远过量,因此反应结束后体系中本身就会剩余大量未反应的,滴加后溶液变红无法证明该反应存在限度、属于可逆反应,B错误;
C.恒容密闭容器中平衡后将容器体积缩小一半,体系内所有气态物质的浓度均瞬间增大为原来的2倍,因此正、逆反应速率都会同步增大,C错误;
D.两组实验控制了浓度、浓度、反应温度等其他所有条件完全一致,且草酸过量,仅向c试管中额外加入了少量固体,最终c试管溶液先褪色,说明反应速率更快,可证明对该氧化还原反应有催化作用,D正确;
故选D。
12. 某温度下,恒容密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+W(s) ΔH >0,下列说法正确的是
A. 平衡后加入少量W,逆反应速率突然增大,正反应速率逐渐增大直到建立新平衡状态
B. 平衡后升高温度,平衡正向移动,ΔH增大
C. 当反应物X与Y的投料比为1:1时,平衡后Z物质的体积含量最高
D. 容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化时,反应达到平衡
【答案】CD
【解析】
【详解】A.W是固体,增加固体的量不会改变反应速率,平衡不移动,加入少量W后,正、逆反应速率均不发生变化,不会出现速率突变,A错误;
B.该反应代表正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,但是反应的固有属性,仅随反应本身与计量数变化,不随温度改变,B错误;
C.当两种反应物按化学计量数之比1:1投料时,产物Z的生成效率最高,平衡后Z物质的体积含量最高,C正确;
D.体系中W是固体,反应前后气体的总物质的量始终不变,但气体的总质量会随反应进行发生变化(正向进行时气体总质量减小,逆向进行时气体总质量增大)。根据混合气体的平均摩尔质量,不变、不再变化说明不再改变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确;
故选CD。
13. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 利用装置甲测定化学反应速率
B. 利用装置乙证明对H2O2分解反应Fe3+催化效果好于Cu2+
C. 利用装置丙探究温度对平衡2NO2(g)⇌N2O4(g)的影响
D. 利用装置丁探究压强对平衡H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.装置甲中产生的气体可能通过长颈漏斗流失,A错误;
B.两份溶液中,三价铁离子和铜离子的浓度不同,不能比较,B错误;
C.温度不同,两边的反应中平衡移动的方向不同,气体颜色有差别,C正确;
D.该反应前后气体计量系数相同,改变压强,平衡不移动,D错误;
故选C。
14. 化学家Gerhard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,其示意图如图:
下列说法错误的是
A. ①表示、分子中均是单键
B. ②→③需要吸收能量
C. 若在催化剂表面的吸附和分解速率慢,是决速步骤,可以适当增大浓度,提高整体反应的速率
D. 当温度和体积一定时,在原料气中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
【答案】AD
【解析】
【详解】A.分子内为氮氮三键,并非单键;仅分子内是H-H单键,A错误;
B.过程②→③是吸附后的、的共价键断裂,得到N原子和H原子;化学键断裂需要吸收能量,因此该过程需要吸收能量,B正确;
C.总反应的速率由反应历程中最慢的决速步骤决定,若的吸附和分解是决速步骤,适当增大浓度,可以加快的吸附和分解速率,从而提高整体反应的速率,C正确;
D.当温度和体积一定时,在原料气中添加少量惰性气体,各物质浓度不变,平衡不移动,因此不会提高平衡转化率,D错误;
故选AD。
15. 一定温度时,向2.0L恒容密闭容器中充入2mol 和1mol 发生反应:。经过一段时间后达到平衡,反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
2
4
6
8
n()/mol
0
0.8
1.4
1.8
1.8
下列说法正确的是
A. 反应在前2s的平均速率
B. 保持其他条件不变,体积压缩到1.0L,平衡常数将增大
C. 相同温度下,起始时向容器中充入4mol ,达到平衡时,的转化率大于10%
D. 若把条件“恒温恒容”改为“绝热恒容”,则平衡后n()<1.8mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应在前2s内,生成的 物质的量为,容器体积为,则。 根据反应速率之比等于化学计量数之比:,并非,A错误;
B.平衡常数仅与温度有关,温度不变时,压缩体积改变压强,平衡常数不会发生变化,B错误;
C.原平衡体系中,8s时的物质的量为,即平衡时生成了,对应的转化率为。 相同温度下,若起始向容器中充入,根据等效平衡规律,达到平衡时的物质的量为,此时的转化率为。 现在起始充入,相当于在上述等效体系的基础上加压,该反应正反应为气体分子数减小的反应,加压后平衡向生成的方向移动,因此的转化率小于10%,C错误;
D.该反应的,为放热反应。若将条件改为绝热恒容,反应过程中体系放出的热量无法及时散失,容器内温度会高于恒温条件下的温度;升高温度会使放热反应的平衡逆向移动,因此平衡后的物质的量小于恒温条件下的,即,D正确;
故选D。
三、非选择题:本题共5小题,共60分
16. Ⅰ.125℃时,在体积为2L的密闭容器中,A、B、C发生反应:,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率增大。
下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图及各阶段的平衡常数:
(1)根据如图判断,在时刻改变的外界条件是__________________。
(2)之间的关系为____________(用“>”、“<”或“=”连接)。
(3)以上各段时间中,C的百分含量最高的时间段是____________。
Ⅱ.对于以下两个反应,只加入反应物建立平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。
(4):再充入,平衡向______方向移动(选填“正反应”、“逆反应”或“不移动”),达到平衡后,的转化率______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5):再充入HI(g),达到平衡后,HI的分解率______(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),HI的百分含量______。
【答案】(1)升高温度
(2)
(3)
(4) ①. 正反应 ②. 变小
(5) ①. 不变 ②. 不变
【解析】
【分析】已知达到平衡后,降低温度,A的转化率增大,说明降低温度使平衡正向移动,则该反应的正反应为放热反应;
【小问1详解】
在时刻,正、逆反应速率均突然增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,说明此时改变的外界条件是升高温度。
【小问2详解】
化学平衡常数仅受温度影响;时刻升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故 ; 时刻正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,改变的条件为加入催化剂,温度不变,故 ; 时刻正、逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,改变的条件为减小压强(增大体积),温度不变,故 ;综合可得 。
【小问3详解】
阶段反应正向进行,C的百分含量逐渐增大,在 阶段达到第一次平衡,此时C的百分含量达到最大; 时刻升温,平衡逆向移动,C的百分含量减小;时刻加入催化剂,平衡不移动,C的百分含量不变;时刻减小压强,平衡逆向移动,C的百分含量进一步减小;因此,C的百分含量最高的时间段为。
【小问4详解】
保持温度和体积不变,再充入 ,反应物浓度瞬间增大,根据勒夏特列原理,反应向正反应方向移动;由于容器体积不变,充入使得体系总压强增大,对于气体分子数增大的反应,增大压强相当于在等效平衡的基础上使平衡逆向移动,因此达到新平衡后, 的转化率变小。
【小问5详解】
在密闭容器中,,再充入HI(g),相当于加压,该反应前后气体分子数不变,因此平衡不移动, HI的分解率不变,HI的百分含量不变。
17. 合成氨的发展体现了化学科学与技术的不断进步。20世纪初,以和为原料的工业合成氨方法研制成功,其反应为: 。铁触媒催化合成氨的反应进程如图所示(图中“*”表示吸附在催化剂表面的物质)。
(1)该反应进程中决速步骤的反应方程式为__________________,合成氨反应能自发进行的条件是______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)在恒温恒容条件下,欲提高的转化率,下列措施可行的是______(填序号)。
A. 向容器中按原比例再充入原料气 B. 向容器中再充入惰性气体
C. 改变反应的催化剂 D. 液化生成物分离出氨
(3)下列关于工业合成氨的说法正确的是______。
A. 因为<0,所以该反应一定能自发进行
B. 采用高压是为了加快反应速率,但会使反应物的转化率下降
C. 该反应属于熵减反应
D. 使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示物质的量)。
①图象中和的关系是:_______(填“>”“<”或“=”)。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的是_______(填字母)。
【答案】(1) ①. ②. 低温 (2)AD (3)C
(4) ①. > ②. c
【解析】
【小问1详解】
决速步骤是基元反应中活化能(反应物到过渡态的能量差)最大的步骤,从反应进程图可见,是总反应的决速步。合成氨反应的(放热),反应后气体分子数减少、,根据自发反应判据,只有低温下才能满足该不等式,因此自发条件为低温。
【小问2详解】
A.恒温恒容按原比例充入原料气,相当于体系总压强增大,平衡向气体分子数减少的正向移动,氢气转化率提高,A正确;
B.充入惰性气体,恒容条件下各反应物、生成物浓度不变,平衡不移动,氢气转化率不变,B错误;
C.催化剂只改变反应速率,不影响平衡状态,转化率不变,C错误;
D.液化分离出氨气,生成物浓度降低,平衡正向移动,氢气转化率提高D正确;
故答案选AD。
【小问3详解】
A.反应自发需要同时满足焓变和熵变的共同要求,仅不能判定任意温度都自发,该反应高温下,不能自发,A错误;
B.合成氨是气体分子数减少的反应,高压既加快反应速率,也会使平衡正向移动,提高反应物转化率,B错误;
C.反应后气体总物质的量从4mol变为2mol,混乱度降低,属于熵减反应,C正确;
D.催化剂通过降低反应的活化能加快速率,不改变反应的ΔH,D错误;
故答案选C。
【小问4详解】
①合成氨为放热反应,其他条件相同时,温度越低,平衡时氨气的体积分数越高。相同起始下对应的平衡氨气体积分数更高,说明温度更低,所以>;
②增大起始氢气的物质的量,平衡正向移动,氮气的转化率会随氢气投料增加而升高;同时温度越低越有利于平衡正向移动、提升氮气转化率。四点中c点的氢气投料量更大、所处温度更低,因此c点氮气的转化率最高。
18. 可发生二聚反应生成,化学方程式为。该反应的正反应速率方程为,逆反应速率方程为,其中、分别为正、逆反应的速率常数。回答下列问题:
(1)上述反应在______(填“高温”或“低温”)下容易自发进行;反应达到平衡后,升高温度可使体系颜色______(填“加深”或“变浅”)。
(2)已知:表示速率常数的对数。时,,。
①时,上述反应的化学平衡常数______。
②时,某时刻恒容密闭容器中、浓度均为,此时______(填>或<)
(3)恒温恒容条件下,上述反应达到平衡后,继续通入一定量的,则的平衡转化率将______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),的平衡浓度将______;恒温恒压条件下,上述反应达到平衡后,继续通入一定量的,的平衡转化率将______。
【答案】(1) ①. 低温 ②. 加深
(2) ①. 10 ②. <
(3) ①. 增大 ②. 增大 ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
该反应正向为气体分子数减少的放热反应,即 且 。根据吉布斯自由能判据 时反应自发进行,可知该反应在低温下容易自发进行。反应达到平衡后,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,生成更多的红棕色气体 ,因此体系颜色加深。
【小问2详解】
① 反应达到平衡时,正逆反应速率相等,即 ,可得 。由此推导出化学平衡常数 。根据对数运算法则,,解得 。② 此时体系的浓度商 。因为 ,说明反应未达到平衡且将向逆反应方向进行,因此正反应速率小于逆反应速率,即 。
【小问3详解】
恒温恒容条件下,继续通入一定量的 ,相当于在原平衡的基础上增大体系压强。增大压强使平衡向气体分子数减少的方向(即正向)移动,因此 的平衡转化率增大;根据勒夏特列原理,平衡移动只能减弱改变而不能完全抵消改变,故 的平衡浓度最终仍将增大。恒温恒压条件下,继续通入一定量的 ,由于容器体积随之成比例扩大,最终建立的平衡与原平衡为完全等效平衡,因此 的平衡转化率不变。
19. Ⅰ.硫代硫酸钠()是中学阶段常见的化学试剂。它在酸性条件下不稳定,可与稀硫酸发生反应:。现利用该反应探究外界条件对反应速率的影响。
实验编号
0.1mol/L溶液体积/mL
0.1mol/L溶液体积/mL
水的体积/mL
温度/℃
出现浑浊所用时间/s
1
4.0
3.0
1.0
20
2
2.0
3.0
20
3
3.0
3.0
30
(1)完成此实验设计,其中:=______,=______。
(2)对比实验1、2可探究____________对反应速率的影响。
Ⅱ.一定温度下,在密闭容器中发生反应,正反应速率表达式为(k是正反应速率常数,只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示:
序号
c(A)/
c(B)/
/()
Ⅰ
0.10
0.10
0.15
Ⅱ
0.20
0.20
2.40
Ⅲ
0.20
0.10
1.20
(3)n=______。
(4)向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入0.6mol A(g)和0.3mol B(g),发生上述反应,测得n(C)随时间的变化如图所示:
①物质D的聚集状态为______。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为______(用a、b、c表示)。
③在温度为压强为时,此反应中A的平衡转化率为:______。
【答案】(1) ①. 3.0 ②. 2.0
(2)硫代硫酸钠的浓度
(3)1 (4) ①. 气态 ②. ③. 50%
【解析】
【小问1详解】
本实验采用控制变量法,保证每组实验溶液总体积相等,仅改变待探究的变量:实验1总体积为,因此实验2中;实验3总体积同样为8.0 mL,因此。
【小问2详解】
实验1、2温度、硫酸体积均相同,仅 的加入量不同,混合后其浓度不同,因此探究的是硫代硫酸钠(反应物)浓度对反应速率的影响。
【小问3详解】
对比实验Ⅱ和Ⅲ:温度相同,均为,从变为,速率从变为,速率变为原来的2倍,代入速率公式,,可得,因此。
【小问4详解】
①由图可知,根据温度均为T1 的两条线判断,依据“先拐先平衡”,故P2>P1,增大压强,C的物质的量减小,说明平衡逆向移动,逆向是气体体积减小方向,故D为气体;
②分析a和b两点:由图可知,a点未达到平衡状态,正反应速率大于逆反应速率,从a到b的过程中反应正向进行,不断增大,逆反应速率逐渐增大,b点到达平衡状态,正反应速率等于逆反应速率,故b点的逆反应速率大于a点的逆反应速率;分析b和c两点:由图可知,两点均达到平衡状态,正逆反应速率相等,根据“先拐先平衡”c点对应的温度高于b点对应的温度,故c点的速率大于b点的速率,因此逆反应速率顺序为;
③ 、下平衡时生成,根据反应计量关系,可知反应消耗的A的物质的量为,A的初始量为,因此A的平衡转化率为。
20. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气中普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。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)若只发生反应②,下列叙述一定说明反应②达到平衡状态的是______(填标号)。
A. 断裂4molC−H键的同时断裂4molH−H键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)若在恒容容器中发生反应②,请列举两种既能提高反应速率又能提高转化率的措施______、______。
(4)在恒压密闭容器中,充入0.2mol与0.4mol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下列说法错误的是______。
A.压强:
B.维持温度不变,向A点状态的容器中充入氩气,的转化率降低
C.A、B、C三点的平衡常数大小:
②B点处,容器体积为2L,则时该反应的平衡常数______L/mol。
(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___________。
【答案】(1) (2)ACD
(3) ①. 增加浓度 ②. 升温
(4) ①. C ②. 200
(5)DE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;EF段已经平衡,升高温度,平衡逆向移动,转化率减小
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应① - 反应③即可得到反应②。当总反应由两个反应相减得到时,总反应的平衡常数等于两个分步反应平衡常数的商,因此。
【小问2详解】
A.断裂4 mol C-H键代表消耗1 mol (正反应方向),断裂4 mol H-H键代表消耗4 mol (逆反应方向),正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,A符合题意;
B.反应从反应物投料开始,和的生成比例始终为1:4,二者浓度之比始终为定值,不能说明反应达到平衡,B不符合题意;
C.恒温恒压,密度。 全部都是气体,根据质量守恒,不变; 该反应前后气体物质的量不等,恒温恒压,反应进行时体积V会改变,密度就会改变。 当密度不再变化,说明体积不再变化,气体总物质的量不变,达到平衡,C符合题意;
D.该比值是反应②的浓度商,恒容绝热条件下温度会随反应进行变化,平衡常数随温度改变,当该比值不再变化时,说明体系温度、各物质浓度均不再改变,反应达平衡,D符合题意;
故选ACD。
【小问3详解】
由盖斯定律得,反应②为吸热反应:增大反应物的浓度,既能加快反应速率,又能使平衡正向移动,提高的转化率;升高温度,反应速率加快,且吸热反应平衡正向移动,转化率提升。
【小问4详解】
①A.反应③是气体分子数减少的反应(反应物3 mol气体,生成物2 mol气体),相同温度下增大压强平衡正向移动,平衡转化率升高,因此相同温度下对应的转化率更高,即,A正确。
B.恒压条件下充入氩气,容器体积增大,各物质分压降低,平衡向气体分子数增大的方向(逆反应方向)移动,转化率降低,B正确。
C.反应③,为放热反应,温度升高平衡逆向移动,平衡常数减小。A、B温度相同,C点温度,即,C错误;
故选C。
②B点平衡转化率为80%,转化的为,列三段式:;平衡时平衡常数 。
【小问5详解】
该曲线是相同反应时间下的转化率,并非平衡转化率:低温段反应速率慢,体系还未达到平衡,温度越高反应速率越快,单位时间内消耗的越多,转化率上升;达到最高点E后,体系已经达到平衡,放热反应升温平衡左移,平衡转化率随温度升高而降低。
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