精品解析:湖南省长沙市雅礼中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-13
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内容正文:
2026年下学期第一次质量检测试卷
高二化学
时量:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Co-59 Cu-64
第Ⅰ卷 (选择题)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42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. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制的氯水在光照条件下颜色变浅
B. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 加入催化剂可以加快合成氨的速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.新制氯水中存在平衡,光照条件下分解浓度降低,平衡正向移动,浓度减小颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.工业制硫酸的反应为可逆反应,使用过量空气可增大浓度,平衡正向移动提高利用率,可用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.氯气与水的反应为可逆反应,饱和食盐水中浓度较高,平衡逆向移动可减少的溶解,可用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.催化剂只能同等程度改变正逆反应速率,不影响化学平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
2. 电化学原理在生产生活中的用途十分广泛,下列说法正确的是
A. 铅蓄电池在放电时,正极与负极质量均增加
B. 钢铁发生电化学腐蚀时,铁失去电子生成
C. 利用外加电流法保护闸门时,闸门与电源正极相连
D. 氯碱工业中电解饱和食盐水,阴极放电生成金属钠
【答案】A
【解析】
【详解】A.铅蓄电池放电时,负极Pb失电子结合生成,正极得电子后也结合生成,正负极质量均增加,A正确;
B.钢铁发生电化学腐蚀时,铁作为负极失去电子生成,不是,B错误;
C.外加电流法保护闸门时,闸门需作阴极被保护,应与电源负极相连,若连接正极会加速闸门腐蚀,C错误;
D.氯碱工业电解饱和食盐水时,阴极上得电子能力强于,是放电生成,不会放电生成金属钠,D错误;
故答案为A。
3. 下列对熵变的判断中不正确的是
A. 少量的食盐溶于水中: B. 碳和氧气反应生成CO(g):
C. 气态水变成液态水: D. CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g):
【答案】C
【解析】
【详解】A.食盐溶解于水时,氯化钠固体解离为自由移动的离子,体系混乱度增大,,A正确;
B.碳和氧气反应生成CO的反应为,反应后气体物质的量增大,体系混乱度增大,,B正确;
C.气态水变成液态水,分子运动受限,体系混乱度减小,,题干判断,C错误;
D.固体受热分解生成气体,体系混乱度明显增大,,D正确;
故答案为C。
4. 下列说法正确的是
A. 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合发生反应,该反应的ΔH<0
B. 对于反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),断开 1mol H-H键、Cl-Cl键、H-Cl键所需的能量分别为a、b、ckJ(a、b、c均大于零),则该反应的
C. 在25℃、101kPa下,1mol H2气体完全燃烧生成液态水,放出的热量是akJ,则该反应的热化学方程式为:
D. 若反应物总能量低于生成物总能量,则该反应是放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是典型的常温自发吸热反应,并非,A错误;
B.焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,对于反应 ,断开1mol H-H键、1mol Cl-Cl键吸收的总能量为,形成2mol H-Cl键释放的总能量为,因此反应的,B正确;
C.放热反应的焓变应为负值,1 mol 完全燃烧生成液态水放出热量,则2 mol 反应的焓变应为,选项中焓变符号错误,C错误;
D.若反应物总能量低于生成物总能量,反应过程中需要从外界吸收能量,该反应属于吸热反应,而非放热反应,D错误;
故选B。
5. 从下列实验事实所引出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
其他条件相同,与稀硫酸反应时,Na2S2O3浓度越大,析出浑浊所用时间越短
其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率加快
B
反应前后催化剂的质量和化学性质没有发生改变
催化剂一定不参与化学反应
C
取1mL 0.1mol/L KI溶液于试管中,加入5mL 0.1mol/L FeCl3溶液,滴入5滴15%KSCN溶液,溶液变血红色
KI与FeCl3的反应存在限度
D
密闭容器中发生,容器体积压缩为原来的一半,气体颜色加深
平衡逆向移动,I2(g)浓度变大
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.其他条件相同时,反应物浓度越大,反应析出硫单质变浑浊的时间越短,说明其他条件不变时,增大反应物浓度,能加快反应速率,A正确;
B.催化剂反应前后质量和化学性质不变,但催化剂可以参与化学反应、改变反应历程来加快反应速率,B错误;
C.该实验中过量,即使完全反应,体系中仍会剩余大量,滴加KSCN溶液必然变红,不能证明该可逆反应存在限度,C错误;
D.该反应是气体分子数不变的反应,压缩容器体积增大压强时平衡不移动,颜色加深是因为体积减半直接导致浓度变大,并非平衡逆向移动,D错误;
故选A。
6. 可逆反应A(g)+B(g)C(s)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列说法正确的是
A. 增加A 的量或者减少C的量,平衡都会向正反应方向移动
B. 升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C. 压缩容器增大压强,平衡不移动,v正、v逆不变
D. 加入催化剂,B的平衡转化率提高
【答案】B
【解析】
【详解】A.C是固体,固体的浓度视为常数,减少C的量不会改变反应体系中各物质的浓度,因此平衡不发生移动,A错误;
B.升高温度会使活化分子百分数增大,正、逆反应速率均增大;该反应ΔH<0为放热反应,根据勒夏特列原理,升温会使平衡向吸热的逆反应方向移动,B正确;
C.该反应前后气体分子数不变,压缩容器增大压强时平衡不移动,但压缩后气体浓度增大,正、逆反应速率会同等程度增大,并非不变,C错误;
D.催化剂只能同等程度改变正、逆反应速率,不会使平衡发生移动,因此B的平衡转化率不会改变,D错误;
故选B。
7. 镁一海水电池可为灯塔提供能源,其装置如图所示。下列有关镁一海水电池的说法正确的是
A. 镁被还原
B. 该电池工作一段时间后,左侧溶液质量减轻
C. 正极的电极反应式为
D. 若电池工作时,从交换膜左侧向右侧迁移
【答案】C
【解析】
【详解】A.该原电池中Mg作负极,发生失电子的氧化反应,镁元素化合价从0价升高为+2价,镁被氧化而非还原,A错误;
B.左侧为正极区,发生反应为 ,同时右侧的会通过质子交换膜迁移进入左侧区域:每有2mol电子转移时,有2 g 从右侧进入左侧,且转化为进入溶液,左侧溶液总质量是增加的,不会减轻,B错误;
C.左侧为正极区,在酸化条件下,作为氧化剂得到电子发生还原反应,电极反应式为,C正确;
D.该电池的交换膜为质子交换膜,只允许通过,无法穿过质子交换膜发生迁移,D错误;
综上,本题正确选项为C。
8. 在不同温度或压强下发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),测得D的百分含量随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述中正确的是
A.
B. 该反应为吸热反应
C. 化学方程式系数m+n<p+q
D. 加催化剂,有利于平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A. 图像中曲线先出现拐点、先达到平衡,说明温度下反应速率更快,因此温度关系为: ;图像中曲线先出现拐点、先达到平衡,说明压强下反应速率更快,因此压强关系为:,A错误;
B.平衡时温度更高的对应的D%更低,说明升高温度后,D的百分含量减小,平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,升温平衡应向吸热方向移动,因此逆反应是吸热反应、正反应是放热反应,B错误;
C. 平衡时压强更大的对应的D%更低,说明增大压强后,D的百分含量减小,平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,增大压强平衡会向气体分子数减小的方向移动,因此逆反应方向是气体分子数减小的方向,即,C正确;
D.催化剂只能同等程度改变正、逆反应速率,不会使化学平衡发生移动,D错误;
故选C。
9. 羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中合成,反应为 。不同投料的实验结果如下表:
序号
温度/K
起始投料
平衡状态
①
1.0
1.0
0.6
②
2.0
2.0
③
1.0
1.0
已知:用浓度计算的平衡常数为,用分压计算的平衡常数为。下列叙述错误的是
A. 根据表格信息可知,
B. 若,则
C. 若缩小容器容积,正、逆反应速率同倍数增大
D. 上述可逆反应的
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应是等气体分子数反应,①、②温度相同,②的初始投料是①的2倍,相当于加压,但加压平衡不移动,故②中平衡时氢气物质的量是①的2倍,即m =1.2,A项错误:
B.若,则③相对于①平衡向左移动,该反应的正反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,则,B项正确;
C.若缩小容器容积,相当于加压,各物质浓度增大,但反应前后化学计量数相等,平衡不移动,故正、逆反应速率同倍数增大,C项正确;
D.对于等气体分子数反应,各物质的浓度之比等于气体分压之比,也等于物质的量分数或物质的量之比,故同温度下,浓度平衡常数和压强平衡常数的数值相等,D项正确;
故选A。
10. CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4制备CS2,在2 L恒容密闭容器中S8(s)受热先分解成气态S2,然后发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g) ΔH1,一定条件下,平衡时S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. ΔH1>0
B. 某温度下,恒容密闭容器中只发生反应:2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),当混合气体密度不变时,则此反应一定达到平衡状态
C. 若容器内只发生反应:S8(s)4S2(g),平衡后恒温压缩体积,再次达到平衡时S2(g)的浓度不变
D. 若起始加入2 mol CH4,2 min达到平衡时甲烷转化率为30%,则0~2 min内H2S的平均反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,甲烷的平衡转化率降低,说明升高温度S2与CH4的反应平衡逆向移动,则CH4与S2的正反应为放热反应,A项错误;
B.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,则反应前后气体密度始终不变,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,B项错误;
C.温度不变,平衡常数不变,K=c4(S2),平衡后恒温压缩体积,再次达到平衡时S2(g)的浓度不变,C项正确;
D.0~2 min内H2S的平均反应速率为=0.3 mol·L-1·min-1,D项错误;
故选:C。
11. 甲酸分解的两种反应:① ,② 。一定温度下,使用某催化剂时反应历程如图。下列说法错误的是
A.
B. 反应②的选择性一定高于反应①的选择性
C. 反应①的决速步为
D. 若反应历程不变,升高温度反应①的选择性可能下降
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据反应历程图知,反应①中反应物的总能量低于生成物的总能量,则,反应②中反应物的总能量高于生成物的总能量,则,A正确;
B.从反应历程可知,反应①的活化能小于反应②的活化能,反应①速率大于反应②,则说明在该温度下催化剂对反应①的选择性优于反应②,但温度不同,催化剂的活性不同,则其他条件下,反应①的选择性不一定优于反应②,B错误;
C.活化能越大,反应速率越慢,反应①的决速步为活化能最大的步骤,即,C正确;
D.催化剂的活性受温度影响,升高温度后,若该催化剂对反应①的催化活性降低,就会导致反应①的选择性下降,D正确;
故选B。
12. 近日,中国科学院化学研究所使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂,进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸,原理如图所示(OA为HOOC-COOH,GX为HOOC-CHO,GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是
A. 活化能:反应ⅱ>反应ⅲ
B. GX→GC反应式为:
C. 反应ⅳ的原子利用率为100%
D. 反应ⅴ在阳极区生成甘氨酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.活化能越小,反应越快,反应ⅱ为快反应,反应ⅲ为慢反应,故活化能:反应ⅱ<反应ⅲ,A项错误;
B.GX→GC为HOOC-CHO被还原为HOOC-CH2OH的过程,GX得电子,发生还原反应,反应式为:,B项正确;
C.反应ⅳ中GX和NH2OH反应,生成HOOCCHNOH和H2O,原子利用率不是100%,C项错误;
D.分析HOOCCHNOH和HOOCCH2NH2的分子结构,可知反应ⅴ中HOOCCHNOH脱氧加氢生成HOOCCH2NH2,该反应为还原反应,故反应ⅴ在阴极区生成甘氨酸,D项错误;
答案选B。
13. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A. 反应的焓变
B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加
C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D. 450℃时,提高的值或增大压强,均能使平衡转化率达到X点的值
【答案】D
【解析】
【详解】A.由盖斯定律可知反应的焓变,A错误;
B.为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的含量降低,故的平衡选择性随着温度的升高而降低,B错误;
C.由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高,为最佳温度范围,C错误;
D.450℃时,提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率,增大压强反应I平衡正向移动,可提高二氧化碳的平衡转化率,均能使平衡转化率达到X点的值,D正确。
故选D。
【点睛】
14. 室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度(mol/L)相等,同时发生以下两个反应:①;②,反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误的是
A. 0~30 min时间段内,Y的平均反应速率为
B. 反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C. 如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为Z
D. 反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图中数据可知,30min时,M、Z的浓度分别为0.300和0.125 ,则M的变化量为0.5-0.300 =0.200 ,其中转化为Y的变化量为0.200-0.125 =0.075 。因此,时间段内,Y的平均反应速率为,A错误;
B.由题中信息可知,反应①和反应②的速率之比为,Y和Z分别为反应①和反应②的产物,且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1),因此反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比等于 ,由于k1、k2为速率常数,故该比值保持不变,B正确;
C.结合A、B的分析可知反应开始后,在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=,因此,如果反应能进行到底,反应结束时有 的M转化为Z,即62.5%的M转化为Z,C正确;
D.由以上分析可知,在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少,因此,反应①的化学反应速率较小,在同一体系中,活化能较小的化学反应速率较快,故反应①的活化能比反应②的活化能大,D正确;
故选A。
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、填空题(此题包括4小题,每空2分,共58分)
15. 研究化学反应过程与能量变化的关系具有重要意义。请回答下列问题:
(1)下列属于吸热反应的是________。
A. 冰融化成水 B. CaCO3受热分解 C. 钠与水反应 D. 铝和氧化铁反应
(2)试比较反应热的大小:①ΔH1 ②ΔH2,则ΔH1__________ΔH2 (填“>”或“<”)。
(3)ΔH=-58 该反应在________(填“高温”或“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是________。
A. (a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D. 在实验(c)中若用 NaOH固体代替稀NaOH 溶液,测得的中和反应的反应热ΔH偏小
(5)NH3和CO2合成尿素 和H2O的能量变化如图所示,写出该反应的热化学方程式:__________________________________。
(6)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
H—H
键能 (kJ/mol)
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。
(7)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如图所示。
反应I:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式:___________________________________。
【答案】(1)B (2)>
(3)低温 (4)D
(5)
(6)
(7)
【解析】
【小问1详解】
A.冰融化成水是物质状态的改变,属于物理变化,不是化学反应,A错误;
B.受热分解需要吸收热量,属于吸热反应,B正确;
C.钠与水反应剧烈并放出大量热,属于放热反应,C错误;
D.铝和氧化铁发生的铝热反应会放出大量的热,属于放热反应,D错误;
故选B;
【小问2详解】
两个反应均为放热反应,为负值;生成气态水时,气态水的能量高于液态水,反应①放出的总热量更少,放热越少则的数值越大,因此;
【小问3详解】
反应自发进行的判据是:该反应,且正反应气体分子数减少,,只有低温条件下的绝对值足够小,才能满足,因此低温下自发;
【小问4详解】
A.(a)铝与盐酸反应放热,(b)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,(c)中和反应放热,并非都是放热反应,A错误;
B.铝片与铝粉仅表面积不同,等质量铝完全反应时物质的量相同,释放热量由反应焓变和物质的量决定,与表面积无关,热量不变,B错误;
C.铁质搅拌器导热性强,会导致热量散失增加,使测得温度变化偏小,中和热数值偏低,对实验结果有影响,C错误;
D.NaOH固体溶于水放热,中和反应本身放热,测定时会包含溶解热,导致总热量偏大,测得的中和反应的反应热ΔH偏小,D正确;
故答案为:D;
【小问5详解】
由能量图可知,反应物总能量比中间产物高159.47 kJ/mol,生成物总能量比中间产物高72.49 kJ/mol,因此反应物总能量比生成物总能量高,反应放热,故热化学方程式;
【小问6详解】
反应焓变=反应物总键能-生成物总键能:;
【小问7详解】
根据图知,反应Ⅱ为,利用盖斯定律将-I-Ⅲ即得。
16. 电化学原理在探究物质性质和实际生产中应用广泛。
Ⅰ.甲醇(CH3OH)是一种绿色能源。如图所示,某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(1)电池工作一段时间后,甲中电解质溶液的碱性______(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)乙装置中,石墨电极(C)的电极反应式为_________________。
(3)若在标准状况下,有2.24L 氧气参加反应,丙装置中阴极析出铜的质量为______g。
Ⅱ.设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸钠生成 ,将 转化为Co2+,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池 (阳膜均为阳离子交换膜)。
(4)装置工作时,左侧装置中阳离子的移动方向是___________(填“向左”、“向右”或“不移动”)穿过阳膜。
(5)乙室电极反应式为___________________。若甲室 减少 200 mg,乙室增加Co2+ 300mg,则此时_____________________(填“已进行过”或“未进行过”)溶液转移。
(6)外电路转移4mol电子时,a、c两极共产生标准状况下CO2的体积为_______L。
【答案】(1)减弱 (2) (3)12.8
(4)向右 (5) ①. ②. 已进行过 (6)44.8
【解析】
【分析】Ⅰ.甲池为原电池做电源,通入甲醇的一极为负极,通入氧气的一极为正极,乙池、丙池为电解池,乙池为氯碱工业,其中Fe电极连电源负极做阴极,石墨(C)作阳极,丙池为粗铜的精炼,其中精铜做阴极,粗铜做阳极。
Ⅱ.已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池,则左侧为电解池。将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2+,则钴元素化合价降低,LiCoO2(s)为正极(d极),发生还原反应:,c极为电池负极,发生氧化反应:,与d极相连的a极为电解池阳极,发生氧化反应:,与c极相连的b极为电解池阴极,发生还原反应:。
【小问1详解】
甲为碱性甲醇燃料电池,总反应为 ,反应过程中不断消耗、同时生成水稀释电解质,因此电解质溶液的碱性减弱。
【小问2详解】
石墨(C)电极为阳极,阳极上氯离子放电,电极反应式为:;
【小问3详解】
标准状况下的物质的量为,1 mol 参与反应得到4 mol电子,因此整个电路转移电子的物质的量为。丙为粗铜精炼装置,阴极反应为,根据电子守恒,析出Cu的物质的量为,对应质量为。
【小问4详解】
左侧为电解池,电解池中阳离子向阴极移动,b为阴极,因此阳离子向右穿过阳膜移动。
【小问5详解】
乙室为原电池正极区,得电子被还原为,结合酸性环境配平得到电极反应式:。 若未进行溶液转移,左侧甲室阴极b的反应为,电路转移1 mol电子,对应甲室会有0.5mol (即质量减少29.5g)得到电子被还原为Co,乙室正极d转移1 mol电子时,生成1mol (即增加59g ),理论上乙室增量应为甲室减量的2倍。本题中乙室增加300 mg、甲室减少200 mg,乙室增量不足甲室减量的2倍,说明甲室有额外的是由乙室转移而来,因此已进行过溶液转移。
【小问6详解】
a极(电解池阳极)和c极(原电池负极)均发生乙酸钠被氧化为的反应:,每转移8 mol电子,单个电极生成2 mol 。因此外电路总共转移4 mol电子时,a、c两个电极各生成1 mol ,共生成2 mol ,标准状况下体积为。
17. 某小组同学欲探究浓度对平衡的影响设计了如下实验:已知:
(1)实验iv是_______________的对照实验。
A.实验I B.实验ii C.实验iii
(2)i中观察到的现象是_______________________,请结合化学用语用平衡移动原理进行解释__________________________________。
(3)ii中观察到溶液红色褪去,原因是铁粉参与了反应:_____________________(写离子方程式),减小了c(Fe3+),使平衡向逆反应方向移动。
(4)iii中观察到溶液红色变浅,对此现象产生的原因进行探究:
①甲同学查阅文献后推测:草酸根离子()具有还原性,可能与Fe3+反应,产生一种气体,该气体的化学式是____________。
②乙同学查阅文献后推测:Fe3+可能与反应产生 (黄色)。
取试管iii中产物滴加 K3[Fe(CN)6]溶液,发现无蓝色沉淀生成,说明_________(填“甲”或“乙”)同学的推测较为合理。将上述混合溶液静置12小时后,观察到有蓝色沉淀生成,对此现象的合理解释是_______。
【答案】(1)AC (2) ①. 溶液红色加深 ②. 加入饱和溶液后,溶液中增大,使 平衡正向移动,生成的浓度增大
(3)
(4) ①. ②. 乙 ③. 与 发生氧化还原反应速率较慢,与 反应产生 速率较快
【解析】
【分析】本实验围绕平衡,探究浓度对化学平衡移动的影响:先配制初始的红色平衡体系,将其均分为4份后,设置多组平行操作:实验i增大体系中、实验ii加入铁粉消耗、实验iii加入草酸钾,同时设置仅加等量蒸馏水的空白对照实验iv,排除加入试剂时溶液稀释本身对体系颜色的干扰,通过对比各组与对照的现象差异,验证浓度改变对平衡移动的影响,同时进一步探究草酸根和的反应本质。
【小问1详解】
实验i和实验iii分别向体系中滴加了4滴溶液,会引起溶液体积的微小变化,从而对离子浓度产生稀释作用。为了排除体积变化对实验现象的干扰,实验iv滴加了4滴蒸馏水作为空白对照,保证了与实验i、iii的体积变化一致。因此实验iv是实验i和实验iii的对照实验,故选AC。
【小问2详解】
体系中存在平衡 ,加入饱和溶液后,溶液中增大,使上述平衡正向移动,生成更多的红色,生成的浓度增大,因此溶液红色加深。
【小问3详解】
铁粉作为还原剂,将三价铁还原为二价亚铁,直接降低浓度,使络合平衡逆向移动,红色褪去,其反应的离子方程式为:。
【小问4详解】
①草酸根具有还原性,被氧化时,C元素从+3价升为+4价,对应氧化产物为。
②是检验的特征试剂,无蓝色沉淀说明体系中没有生成,证明没有将还原,因此甲的还原性推测不成立,乙的络合推测更合理。滴加 溶液检验试管 iii 中产物,未检出 ,但在 12 小时后检出了 ,说明与 能发生氧化还原反应,但因与 发生氧化还原反应速率较慢,与 反应产生 速率较快,导致12个小时后才观察到有蓝色沉淀的现象。
18. 将CO2转化利用,利于实现碳资源的有效循环。CO2可用于催化加氢制甲醇,反应为:
主反应:
副反应:
(1)恒温条件下,在容积为2L 的密闭容器中,充入 1molCO2和3molH2,仅发生主反应,测得 和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0min
3min
6min
9min
12min
n(CH3OH)/mol
0
0.50
0.65
0.75
0.75
n(CO2)/mol
1
0.50
0.35
a
0.25
①a=_________mol;3~6min内,用二氧化碳表示的平均反应速率v(CO2)=_____________。
②达平衡时,混合气体中CH3OH 的物质的量分数为_____________。
(2)一定温度下,在恒容密闭反应器中充入适量CO2和H2,下列能说明主反应达到平衡状态的是____________(填标号)。
A. B. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
C. 混合气体的密度保持不变 D. CH3OH(g)的体积分数保持不变
(3)主反应在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。
在有催化剂下,该反应历程中决速步骤的化学方程式为______________________,无催化剂反应时该步骤的活化能______________eV。
(4)维持压强、CO2和H2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同的时间,测得不同温度下CO2转化率和甲醇选择性随温度变化关系如下图所示:
不考虑催化剂活性影响,分析235℃后图中两条曲线下降的原因_________________。
(5)在压强为pkPa的恒温恒压密闭容器中,加入1molCO2和3molH2反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为80%,甲醇的选择性为62.5%,则主反应在该温度下的平衡常数Kp=________kPa-2(用含p的代数式表示,用气体分压代替平衡浓度,某气体分压=总压×该气体的物质的量分数)。
【答案】(1) ①. 0.25 ②. ③. (2)BD
(3) ①. (或) ②.
(4)主反应,升温平衡逆向移动,副反应,升温平衡正向移动,温度高于235℃后,升温主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度,使得总转化率降低,同时甲醇的生成量减少,甲醇的选择性降低
(5)
【解析】
【小问1详解】
① 主反应中消耗的与生成的相等,9min时,说明消耗了0.75mol ,初始为1mol,因此。 3~6min内, ,容器体积为2 L,时间间隔3 min,因此。
② 平衡时,根据题意列三段式:,平衡时气体总物质的量为,因此的物质的量分数为。
【小问2详解】
A.平衡时正逆反应速率关系应为,不满足平衡速率关系,反应未达平衡,A错误;
B.气体总质量不变,主反应前后气体总物质的量减小,根据,平均摩尔质量是变量,变量不变,说明反应达到平衡,B正确;
C.气体总质量不变,恒容容器中体积不变,根据,密度始终为定值,密度不变不能说明平衡,C错误;
D.的体积分数保持不变,说明各组分浓度不再变化,反应达到平衡,D正确;
故选BD。
【小问3详解】
决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤,有催化剂时最大能垒对应TS3的过渡态,对应反应为(或);无催化剂时该步骤的过渡态相对能量为,反应物初始相对能量为,因此活化能为。
【小问4详解】
主反应,为放热反应,升温平衡逆向移动;副反应,为吸热反应,升温平衡正向移动;温度高于235℃后,升温主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度,使得总转化率降低,同时甲醇的生成量减少,甲醇的选择性降低,两条曲线均下降。
【小问5详解】
平衡时消耗的为,生成的物质的量为,生成CO的物质的量为,平衡时,根据氧原子守恒,,根据氢原子守恒,总物质的量为。代入表达式: 。
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2026年下学期第一次质量检测试卷
高二化学
时量:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Co-59 Cu-64
第Ⅰ卷 (选择题)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42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. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制的氯水在光照条件下颜色变浅
B. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 加入催化剂可以加快合成氨的速率
2. 电化学原理在生产生活中的用途十分广泛,下列说法正确的是
A. 铅蓄电池在放电时,正极与负极质量均增加
B. 钢铁发生电化学腐蚀时,铁失去电子生成
C. 利用外加电流法保护闸门时,闸门与电源正极相连
D. 氯碱工业中电解饱和食盐水,阴极放电生成金属钠
3. 下列对熵变的判断中不正确的是
A. 少量的食盐溶于水中: B. 碳和氧气反应生成CO(g):
C. 气态水变成液态水: D. CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g):
4. 下列说法正确的是
A. 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合发生反应,该反应的ΔH<0
B. 对于反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),断开 1mol H-H键、Cl-Cl键、H-Cl键所需的能量分别为a、b、ckJ(a、b、c均大于零),则该反应的
C. 在25℃、101kPa下,1mol H2气体完全燃烧生成液态水,放出的热量是akJ,则该反应的热化学方程式为:
D. 若反应物总能量低于生成物总能量,则该反应是放热反应
5. 从下列实验事实所引出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
其他条件相同,与稀硫酸反应时,Na2S2O3浓度越大,析出浑浊所用时间越短
其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率加快
B
反应前后催化剂的质量和化学性质没有发生改变
催化剂一定不参与化学反应
C
取1mL 0.1mol/L KI溶液于试管中,加入5mL 0.1mol/L FeCl3溶液,滴入5滴15%KSCN溶液,溶液变血红色
KI与FeCl3的反应存在限度
D
密闭容器中发生,容器体积压缩为原来的一半,气体颜色加深
平衡逆向移动,I2(g)浓度变大
A. A B. B C. C D. D
6. 可逆反应A(g)+B(g)C(s)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列说法正确的是
A. 增加A 的量或者减少C的量,平衡都会向正反应方向移动
B. 升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C. 压缩容器增大压强,平衡不移动,v正、v逆不变
D. 加入催化剂,B的平衡转化率提高
7. 镁一海水电池可为灯塔提供能源,其装置如图所示。下列有关镁一海水电池的说法正确的是
A. 镁被还原
B. 该电池工作一段时间后,左侧溶液质量减轻
C. 正极的电极反应式为
D. 若电池工作时,从交换膜左侧向右侧迁移
8. 在不同温度或压强下发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),测得D的百分含量随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述中正确的是
A.
B. 该反应为吸热反应
C. 化学方程式系数m+n<p+q
D. 加催化剂,有利于平衡向正反应方向移动
9. 羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中合成,反应为 。不同投料的实验结果如下表:
序号
温度/K
起始投料
平衡状态
①
1.0
1.0
0.6
②
2.0
2.0
③
1.0
1.0
已知:用浓度计算的平衡常数为,用分压计算的平衡常数为。下列叙述错误的是
A. 根据表格信息可知,
B. 若,则
C. 若缩小容器容积,正、逆反应速率同倍数增大
D. 上述可逆反应的
10. CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4制备CS2,在2 L恒容密闭容器中S8(s)受热先分解成气态S2,然后发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g) ΔH1,一定条件下,平衡时S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. ΔH1>0
B. 某温度下,恒容密闭容器中只发生反应:2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),当混合气体密度不变时,则此反应一定达到平衡状态
C. 若容器内只发生反应:S8(s)4S2(g),平衡后恒温压缩体积,再次达到平衡时S2(g)的浓度不变
D. 若起始加入2 mol CH4,2 min达到平衡时甲烷转化率为30%,则0~2 min内H2S的平均反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
11. 甲酸分解的两种反应:① ,② 。一定温度下,使用某催化剂时反应历程如图。下列说法错误的是
A.
B. 反应②的选择性一定高于反应①的选择性
C. 反应①的决速步为
D. 若反应历程不变,升高温度反应①的选择性可能下降
12. 近日,中国科学院化学研究所使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂,进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸,原理如图所示(OA为HOOC-COOH,GX为HOOC-CHO,GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是
A. 活化能:反应ⅱ>反应ⅲ
B. GX→GC反应式为:
C. 反应ⅳ的原子利用率为100%
D. 反应ⅴ在阳极区生成甘氨酸
13. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A. 反应的焓变
B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加
C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D. 450℃时,提高的值或增大压强,均能使平衡转化率达到X点的值
14. 室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度(mol/L)相等,同时发生以下两个反应:①;②,反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误的是
A. 0~30 min时间段内,Y的平均反应速率为
B. 反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C. 如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为Z
D. 反应①的活化能比反应②的活化能大
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、填空题(此题包括4小题,每空2分,共58分)
15. 研究化学反应过程与能量变化的关系具有重要意义。请回答下列问题:
(1)下列属于吸热反应的是________。
A. 冰融化成水 B. CaCO3受热分解 C. 钠与水反应 D. 铝和氧化铁反应
(2)试比较反应热的大小:①ΔH1 ②ΔH2,则ΔH1__________ΔH2 (填“>”或“<”)。
(3)ΔH=-58 该反应在________(填“高温”或“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是________。
A. (a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D. 在实验(c)中若用 NaOH固体代替稀NaOH 溶液,测得的中和反应的反应热ΔH偏小
(5)NH3和CO2合成尿素 和H2O的能量变化如图所示,写出该反应的热化学方程式:__________________________________。
(6)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
H—H
键能 (kJ/mol)
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。
(7)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如图所示。
反应I:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式:___________________________________。
16. 电化学原理在探究物质性质和实际生产中应用广泛。
Ⅰ.甲醇(CH3OH)是一种绿色能源。如图所示,某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(1)电池工作一段时间后,甲中电解质溶液的碱性______(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)乙装置中,石墨电极(C)的电极反应式为_________________。
(3)若在标准状况下,有2.24L 氧气参加反应,丙装置中阴极析出铜的质量为______g。
Ⅱ.设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸钠生成 ,将 转化为Co2+,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池 (阳膜均为阳离子交换膜)。
(4)装置工作时,左侧装置中阳离子的移动方向是___________(填“向左”、“向右”或“不移动”)穿过阳膜。
(5)乙室电极反应式为___________________。若甲室 减少 200 mg,乙室增加Co2+ 300mg,则此时_____________________(填“已进行过”或“未进行过”)溶液转移。
(6)外电路转移4mol电子时,a、c两极共产生标准状况下CO2的体积为_______L。
17. 某小组同学欲探究浓度对平衡的影响设计了如下实验:已知:
(1)实验iv是_______________的对照实验。
A.实验I B.实验ii C.实验iii
(2)i中观察到的现象是_______________________,请结合化学用语用平衡移动原理进行解释__________________________________。
(3)ii中观察到溶液红色褪去,原因是铁粉参与了反应:_____________________(写离子方程式),减小了c(Fe3+),使平衡向逆反应方向移动。
(4)iii中观察到溶液红色变浅,对此现象产生的原因进行探究:
①甲同学查阅文献后推测:草酸根离子()具有还原性,可能与Fe3+反应,产生一种气体,该气体的化学式是____________。
②乙同学查阅文献后推测:Fe3+可能与反应产生 (黄色)。
取试管iii中产物滴加 K3[Fe(CN)6]溶液,发现无蓝色沉淀生成,说明_________(填“甲”或“乙”)同学的推测较为合理。将上述混合溶液静置12小时后,观察到有蓝色沉淀生成,对此现象的合理解释是_______。
18. 将CO2转化利用,利于实现碳资源的有效循环。CO2可用于催化加氢制甲醇,反应为:
主反应:
副反应:
(1)恒温条件下,在容积为2L 的密闭容器中,充入 1molCO2和3molH2,仅发生主反应,测得 和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0min
3min
6min
9min
12min
n(CH3OH)/mol
0
0.50
0.65
0.75
0.75
n(CO2)/mol
1
0.50
0.35
a
0.25
①a=_________mol;3~6min内,用二氧化碳表示的平均反应速率v(CO2)=_____________。
②达平衡时,混合气体中CH3OH 的物质的量分数为_____________。
(2)一定温度下,在恒容密闭反应器中充入适量CO2和H2,下列能说明主反应达到平衡状态的是____________(填标号)。
A. B. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
C. 混合气体的密度保持不变 D. CH3OH(g)的体积分数保持不变
(3)主反应在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。
在有催化剂下,该反应历程中决速步骤的化学方程式为______________________,无催化剂反应时该步骤的活化能______________eV。
(4)维持压强、CO2和H2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同的时间,测得不同温度下CO2转化率和甲醇选择性随温度变化关系如下图所示:
不考虑催化剂活性影响,分析235℃后图中两条曲线下降的原因_________________。
(5)在压强为pkPa的恒温恒压密闭容器中,加入1molCO2和3molH2反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为80%,甲醇的选择性为62.5%,则主反应在该温度下的平衡常数Kp=________kPa-2(用含p的代数式表示,用气体分压代替平衡浓度,某气体分压=总压×该气体的物质的量分数)。
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