内容正文:
答案解析
1、c
2、B
【详解】B,设co、H2的投料都是amol,反应消耗xmolC0、2 kmoIH2:,生成xmol
甲醇,则反应体系中c0的物质的量为a-x)mol、H2的物质的量为a-2x)mol、甲醇的物
质的量为,Xmol,混合气体中C0体积分数为(axHa2x*×
a-x
=0.5,混合气体中C0体
积分数是恒量,混合气体中C0体积分数不变时,反应不一定平衡,故选B:
3.D年30
【详解】B.根据反应历程图可知,18O,中0原子形成了CO2和H2O,B正确:
C.根据反应历程图可知,HAP为该反应催化剂,可提高HCHO与O2的反应速率,C
正确:
D.HCHO在反应中,存在C-H键的断裂和C-O键的形成,D错误:
4.D
e5、D
6、Ae7、D8、B
9、A
【详解】A.体系由反应物开始,达到平衡前反应始终向正反应方向进行:d点之后
正反应速率仍在下降,说明d点尚未达到平衡,因此d点的正反应速率大于逆反应速
率,A正确:
B随反应进行,反应物浓度减小,但绝热容器内正反应速率先增大,说明正反应放
出的热量使体系温度升高,故△H<O,B错误:
C.c点只是正反应速率的最大值点;c点后体系仍向正反应方向进行,C0继续被消
耗,其转化率继续增大,所以c点时C0的转化率不是最大值,C错误;
D。该反应前后气体总物质的量不变,故A=0,恒容时口-”。正反应放热且从
a点到d点反应仍向正向进行,体系温度依次升高,因此P>P。>P>P,D错误:
10、B
11、A
12、D
13、D
【详解】A.决速步骤为反应历程中活化能最大的步骤,路径1中活化能最大的是第
一步基元反应CH,OH=CH,O'+H',为路径1的决速步骤,A错误:
B.路径2第一步基元反应的活化能高于路径1第一步,反应优先进行活化能更低的
路径,因此路径1是甲醇脱氢制甲醛的主要路径,B错误:
C.H-H键的键能是气态氢原子形成1mo1气态H2所释放的能量,图示最后一步除了
H-H键形成,还包含产物从催化剂表面脱附的能量变化,因此22.25kJmo不是
9
H-H键的键能,C错误:
D.路径1第一步断裂0-H键,路径2第一步断裂C-H键,路径1第一步的活化能
低于路径2第一步,说明断裂0-H键需要的能量更低,因此甲醇中的O-H键比
C-H键易断裂,D正确:
4
14、C
【详解】A.由分析,曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化,A正确:
C.500℃、1.0×10Pa条件下,H2的平衡产率为80%,此时C0与C02的选择性均为
50%,设n(co)=n(C02=xmol,反应l:C,H,0H(g)+3H20(g)=2C02(g)+6H2(g),
生成2 x mol co2和6 x mol H2,对反应l:C0z(g)+H2(g)=C0(g)+H,0(g),消耗xmol
的C02与xmol的H2,生成xmol的C0。平衡时的H2的物质的量应该为6x-X=5xmol,
设投入乙醇的物质的量为1mol,则5xmol=80%x1mol×6,解得×=0.96mol,所以
乙醇的消耗量应该等于0.96mol+0.96mol-0.96mol,平衡转化率等于
0.96mol
×100%=96%,C错误:
lmol
E.一定温度下,加入CO(s)吸收Co2,导致反应1平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向
移动,平衡时H2的产率增大。D正确。
15、【答案】(1)2Mm0:+5H,C204+6H*=2Mn24+10C02↑+8H20,反应生成的M2+
起催化作用(或反应放热使体系温度升高),反应物浓度减小(2)
C503+H20=2Cr0+2HH
K.cCob)
(3)溶液由蓝色变为黄色
c(Cr
B(4)
>H
【详解】(2)根据平衡常数的定义,纯液体H,0不列入表达式,该反应的平衡常数表
达式为K=
2(Co)2(H)
(4)1时刻压强迅速减小,说明容器体积增大,反应
c(Cr)
物浓度减小,反应速率减慢,达到新平衡时E点的浓度小于B点,故正反应速率V。>V:
4时刻压强迅速增大,说明容器体积减小,压强增大,平衡2N0,(g)户N,0,(g)正
向移动,气体总物质的量减小。根据平均相对分子质量M=m,气体总质量m不变,
总物质的量n越小,平均相对分子质量越大。F到H的过程中平衡不断正向移动,H
点达到新平衡,此时气体总物质的量最小,故平均相对分子质量最大的点为H。
16、【答案】(1)除去Mg0
(2)
1:10
:160℃
增大固液比和升高温度,对钛浸出率的提升不大,且
增加生产成本
(3)2FeTi03+6H2S0.=2Ti0S0+fe2(S0a)3+S02个+6H20
(4)
回收绿矾表面吸附的钛液,并减少绿矾的溶解
漏斗、烧杯
(514.75
【详解】(4)得到的绿矾晶体表面还残留得有部分钛液,用冷水洗涤的目的是将绿矾
晶体表面的钛液洗去,重新回收利用,由于冰水的温度较低,可以降低绿矾晶体的溶
解度,减少绿矾的溶解。
(6)10kg钛铁矿中含有的FeTi03的质量为:m=10kg×95%=9.5kg,钛元素在整个流程
FeTiO,
TiO,
中损失率为5%,设钛白粉的质量为×kg152
80
解x=4.75kg。
9.5×1-5%)
17、【答案】(1)
吸收
H
降低活化能(或降低能垒(合理即可)
(2)
-393.5-137.0
(3)温度低于T,K时,随着温度升高,催化剂活性增强,乙烷的选
择性增强:温度高于T。K,催化剂失去活性,乙烷的选择性降低(合理即可)
(4)118.75
【详解】(1)断裂氢气中的化学键需要吸收热量,由转化关系可知,氢气断键后形成
的粒子是H,Au一TO,是催化剂,从能量角度分析,Au-TO,的作用是降低活化能,
提高反应速率:
秀(2)已知H2、C,H,(g)、H,0(g)的△,H品分别为0、+52.3 kJ.mol、-241.8kJ-mo,
由副反应2C0(g)+6H2(g)=CH,(g)+4H,0(g)△H2=127.9 kJ.mol1可知,
△H(C,H)+4×△,H0(H,O)-2?△,H0C02=-127.9kJmo,代入数据:,则C02(g)
的△H=-393.5 kJ.mol①-②得,
烤
11
△H=(-264.9kmol)-(-127.9kJmo)=-137.0kJmo':
(4)达到平衡时,C02的转化率为50%,可知反应的C02为1mol,乙烯为0.1mol,
发生副反应:2C0(g)+6H2(g)=C,H,(g)+4H,0(g)△wh,=-127.9motr'的C0,为
02mol.放出的热量为1279呢mo02mo=1279,主反
2C0,(g)+7H2(g)=C2H(g)+4H,0(g)△H,一264.9 kJ.mol'的C02为0.8mol,放出的
热量为264,9.m0rx0mo10596,放出的总热量为1279k1410596118.75
18、【答案】(1)不变
(2)低温
△G=△H-T△S<0时反应可自发进行。升高温度,CO2的平衡转化率
下降,说明该反应△H<0,因其△S<0,低温下才能满足△G<0
B(3)0.1
2.0×10-3
【详解】(1)平衡后充入C02,由于增加了产物的量,化学平衡逆
向移动,但由于化学平衡常数K品,K只与温度有关,温度不变,化学平衡常
数不变,则在恒容条件下,平衡时二氧化碳和一氧化碳的物质的量分数与原平衡相同,
故平衡后C0的体积分数保持不变。(3)结合题给信息可知,平衡时生成的2-甲基己
醛的物质的量=1molx50%×(1-80%)=0.1mol;1-己烯(g)、C0(g、Hz(g)的物质的量分别为
1mol-1molx50%=0.5mol、0.5mol、0.5mol,生成正庚醛的物质的量为
1mol×50%×80%=0.4mol,则平衡时气体,总物质的量=0.5mol+0.5mol+0.5mol+0.1
mol+0.4mol=2mol,平衡时的总压强=2mo
×I20kPa=80kPa,合成正庚醛反应的
3mol
0.4mol
×80kPa
Kp=
2mol
=2×103。
.0.5mol
×80kPa)
2mol
122025级高二上学期10月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1C-120-16N-14S-32Fe-56Ti48
一、选择题:本题共14题,每题3分,共42分。在每个小题的四个选项中只有一项
是符合题目要求的。
1.化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A竹简的成分之一纤维素是天然高分子,
B.龟甲的成分之一羟基磷灰石是无机物
C.古陶瓷修复所用的熟石膏成分为Ca(OH2D.古壁画颜料中的铁红,其成分为Fe2O:
2.工业上合成甲醇的反应:C0(g)+2H,(g)兰CH,OH(g),在恒温、恒容密闭容器
中充入等物质的量的C0气体和H,气体,下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是
A.2v(CO)=v(H2)
B.混合气体中C0体积分数不变时
C.
c(co)
比值不变时
g
D.容器内气体的平均摩尔质量不变时
c(H2)
3.科研人员研究发现:HCHO(甲醛)与O,在羟基磷灰石(HAP)表面氧化生成CO2、
H,O,其反应历程如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法错误的是
A,用HAP能高效去除甲醛,符合绿色化学理念
OCa
B.若反应中用O2,产物C02和H,0均含1“0
00
过酸态
C.HAP做催化剂,能提高HCHO与O,的反应速率智ico
是6uo
⊙00
●0oc0,
D.HCHO在反应中,CH键和C-O键均发生断裂
0-0-0
4.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于某恒容密闭容器中,
(HAP)
↑-lgK
发生反应NH2C00NH4(S)≠2NH3(g)+CO2(g)△H,该反应
a
的平衡常数的负对数(gK)随温度(T)变化的曲线如图所示,
b
下列说法错误的是
A.平衡常数:K。<K<K。
B.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能2升,场253040TC
C.压强:pa<pb<pc
1
D.若△H的值不再随时间变化而改变,则该反应达到平衡女而心
5.下列说法中错误的是
的新可5义
A.凡是放热反应而且熵增加的反应,就更易自发进行
B.对于同一物质在不同状态时的熵值是:气态>液态>固态
C.平衡常数K值越大,则可逆反应进行越完全,反应物的转化率越大
D.凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞
6.下列实验装置(部分夹持装置略)或操作能达到相应实验月的的是
2滴FeCl溶液
学密内
8
mL0.2mol/1
H,(g)+L2(g)→2HI(g
NaHSO,率液
一热水
NO2、N2O
混合气体
2mL5%H202溶液
A.探究温度对化
B.
探究浓度对化学
C.推动活塞探究压强
D.验证FeCl3对HO2
学平衡的影响
反应速率的影响
对平衡的影响
分解的催化作用
7NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.1L0.5mol/LCH3C0OH溶液中含有的氢离子数为0.05NA
B.密闭容器中2moNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA
C.由N2(g)+3Hz(g)片2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,可知在相同条件下2moN2与6molH2
反应放出的热量184.4kJ/mol
D.某电池的总反应为Fe+2Fe3t-3Fe2+,当有5.6gFe溶解时电路中有0.2mole通过
8.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.实验室制氯气时,常用排饱和食盐水的方法除去CL2中的HC
B.在工业合成氨过程中采用的合成温度一般为400500℃
C,工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高SO,的转化率
兴分烟
D.向重铬酸钾(K,C,O,)溶液中滴加少量NaOH溶液,溶液颜色由橙色变为黄色
9.向绝热恒容密闭容器中通入CO(g)和H,O(g),在一定条
个(正)
c d
件下发生反应:CO(g)+H,O(g)C0,(g)+H(g)△H,
同1E11△
该反应的正反应速率随着时间变化的示意图如图所示。
下列说法正确的是
效4
A.d点:(正)>v(逆)
B.该反应的△H>0
C.c点时CO的转化率最大
D.a、b、c、d四点的压强:c>d>b>a
10.恒压时,S02和02在起始物质的量n(S0,)=n(0,)片2.0×102mol时发生反应:
2S0,(g+O,(g)三2S0,(g),测得不同温度下S0,的平衡转化率。有关说法正确
的是
A.若a点使用了催化剂,则b点未使用催化剂
个S0,平衡转化率
B.该反应的逆反应吸热
C.若将起始n(S0,)和n(O,)变为原来一半,图象发生改变
50%
D.T℃时,平衡常数K=200
3
1L.加热N,O,依次发生的分解反应为:
DN2Os(g)N2O3(g)+O2(g)
②N2O(g)=N2O(g)+O2(g)在容积为2L的密闭容器中充入8moN,O,加热到t℃,
达到平衡状态后02为9mol,N,03为3.4mol。则t℃时反应①的平衡常数为
HA.8.5
B.9.6
C.10.2-gsrD.10.7
12.在557℃密闭容器中进行反应:C0(g)+H2O(g)→C02(g)十H2(g)。若C0起始浓度
为2.0mol·L,水蒸气起始浓度为3.0mol·L,达到平衡后,测得C02浓度为1.2
mol·L,下列说法错误的是
A.该反应达到平衡状态时,C0的转化率为60%一
B.557℃时,该反应的平衡常数K=1
C.反应达到平衡时,再充入1.0molC0和1.5molH20(g),达到新的平衡时,C02体
积分数与原平衡相同
D.若以1.0moLC0(g),1.5mol/LH20(g),0.5mol/LC02(g,0.5mo/LH2(g为起始浓度,
平衡逆向进行
13在铜催化作用下甲醇无氧脱氢生产甲醛有两种可能路径,反应机理如下图所示(*
表示吸附在催化剂表面,T$表示过渡态)。下列说法正确的是
-…一路径到
…路径2
06,
80
96.5
品
84.00
58.86
76.22
军
TS-261.75
TS-1
-25.09
十,
-37.63
96.5
反应过程
A.路径1决速步骤为CH,O=HCHO'+H
B.路径2是制甲醛的主要路径
C.H-H键的键能为22.25k·mol
D,甲醇中的O-H键比C-H键易断裂
14.乙醇一水催化重整可获得H2。发生的主要反应如下:
反应1:C,H,OH(g)+3H,0(g)=2C02(g)+6H2(g)△H=+173.3kJ·mo
反应Ⅱ:C0(g)+H2(g)=C0(g)+H,0(g)AH=+41.2 kJ.mol-
在恒压1.0x10Pa、按n(C,H,OH:n(H,O)=1:3通入,若仅考虑上述反应I、Ⅱ,
平衡时CO2和CO的选择性及H,的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性=
m坐嘘(CO)
a(C0,)+n(C可*100%,C0,的选择性类似。
下列说法错误的是
100
A.图中曲线②表示平衡时H,产率随温度的变化S80
①
B.60℃,若气体密度不变,说明体系已达平衡
60
人四
(500,50)
C.500℃、1.0x10Pa条件下,H2的平衡产率为
40
80%,则C,H,0H的平衡转化率为90%1
0100200300400500600700
TIC
D.一定温度下,加入CaO(s),能提高平衡时H,的产率
二、非选择题:共4题,共58分
武为卡火4么用方3边团女,
15.(16分)化学反应速率与化学平衡的移动。
I.用酸性KM0,和H,C,O,反应研究影响反应速率的因素。某实验小组欲通过测定
单位时间内生成C0,的速率,反应速率如图:
(1)写出KMnO,和H,C,0,反应的离子方程式
其中
速
(~马时间内速率变快的主要原因可能是:
以
。
时间
后速率减慢的原因是
Ⅱ.结合探究影响化学平衡移动的因素实验。填写下列空白:
(2)往2ml0.1mol/LK,C,0,溶液中加入5滴6mol/LNaOH溶液,溶液由橙色变为黄色,
原因是K,C,O,溶液中存在平衡体系:
(用离子方程式表示),该反应的平
衡常数的表达式为
3)在CuC,溶液中存在如下平衡:「Cu(H,0),(蓝色)+4CI=[CuC](黄
色)+4H,0△H>0。取少量CuC,溶液于一支试管中,加热。现象为:
下列操作可以使CCL,溶液由黄绿色变为蓝绿色的是
A.加入适量NaC固体B.加AgNO,溶液
,C.增大压强D.加催化剂
(4)利用现代手持技术可以探究压强对2NO2(g)、≥N,0,(g)化学平衡移动的影响。在
恒定温度和标准压强条件下,往针筒中充入一定体积的NO,气体后密封并保持活塞位
置不变。分别在4、时刻迅速移动活塞后并保压kP:
100
持活塞位置不变,传感器测定出针筒内气体压强
变化如图所示。
B、E两点对应的正反应速率大小为
D
70
66
ge(请填“>”、“<"或"=",E、F、G、H
与时间s
四点时对应气体的平均相对分子质量最大的点为
16.(16分)钛白粉(纳米级T02广泛用作功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等
白色无机颜料,是白色颜料中着色力最强的一种,具有优良的遮盖力和着色牢度,适
用于不透明的白色制品。以钛铁矿(主要成分为FeTiO,、MO)为原料制各高纯度钛白
粉,同时得到绿矾的工艺流程如图1。
钛铁矿
稀硫酸浸出
过滤
滤渣
加入热浓
加Fc粉
过滤
滤液
H2S04反应2h
FeSO7H2O
一系列操作
废液
钛液
加热煮沸
过滤
HTO,固体
水洗
煅烧
T02
图1
己知:常温下,稀硫酸几乎与FeTiO3不反应。
(1)稀硫酸浸出的目的是
95
(2)图2、图3分别为不同固液比、温
85
80
度下滤渣与热浓硫酸反应时的T浸
80
出率,据图分析,最适合的固液比和
60
温度分别是
和
65
,原因为
1:51:10:151:201:25
120140160180200
固液比
浸出温度℃
图2
图3
(3)若用浓硫酸浸出后T元素的存在形式为Ti024,则浓硫酸与FeO3反应的化学方程
式为
(4)“一系列操作”得到的绿矾先用稀钛液洗涤,再用冰水洗涤的目的是
过滤时用到的玻璃仪器有玻璃棒、
(5)若取10kg钛铁矿(FTiO3的质量分数为95%,)经过上述流程(钛元素在整个流程中
损失率为5%),则可制得钛白粉固体的质量为
kg。
17.(14分)近日,我国科学家在光催化下实现了常温氢气异裂,并在光催化剂上利
用太阳光实现二氧化碳加氢制乙烷,选择性达90%。
主反应:2C02(g)+7H2(g)C2H6(g)+4H20(g)H,=-264.9 kJ-mol
副反应:2C02(g)+6H2(g)=C,H,(g)+4H20(g)△H2=-127.9
kJ.mol
回答下列问题:
H
(1)“氢气异裂“如图所示。
在Au-TiO,表面断裂氢气键需要
(填“放出”或“吸收”能量,形成的粒子是
(填离子符号),
Au-TiO2的作用是
(从能量角度分析)。
(2)标准摩尔生成焓指在标准状态(通常为298.15K,100kPa)下,由最稳定单质化合生
成1摩尔该化合物时的焓变,符号为△,H。,单位为kmo尸,最稳定单质的标准摩
尔生成焓为0。C,H,(g)、H,0(g)的△,H分别为+52.3kmol'、-241.8kmol1。
①根据上述反应焓变以及标准摩尔生成焓计算CO,(g)的△/R=kmor'。
②C,H(g)+H2(g)=C,H(g)△H=
kJ.mol-
的,价
3)在Au/BiVO,催化剂作用下,向恒容密闭容器中投入适当CO,和H2,测得乙烷的
选择性[乙烷的选择性=aC,H)+n(C,H,)
n(C2H)
乙烷的选择性
×100%]随温度
变化关系如图所示。解释温度为TK时乙烷的选择性达
到"峰值”的原因:
→温度K
(4某温度下,向反应器中充入2molC02和7molH2,只发生上述主反应、副反应。
达到平衡时,C02的转化率为50%,乙烯为0.1mol,则放出的热量为
kJ.
18.(12分)C02的过度排放会造成另一种“大气污染”--温室效应。C0,是目前大
气中含量最高的一种温室气体,因此,控制和治理CO,是解决温室效应的有效途径。
(1)高炉炼铁会排放大量的CO2和烟尘,必须进行严格的控制。已知:
3C0(g)+Fe,0,(s)=2Fe(s)+3C0,(g)△H=-30kJ·molr,若在恒温恒容密闭容
器中发生该反应,当达到平衡后,充入C02,则达到新平衡后c0的体积分数(填
“增大”“减小"或“不变”)。
分配.酒-A
(2)科学家积极探索新技术利用C0,合成低碳烯烃:
2CO2 (g)+6H2 (g)CH,=CH(g)+4H,O(g)AlI=a kJ.mol,
测得温度对CO,
的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图所示,请回答。
70
①上述由CO2合成CH2=CH,的反应在
60
C02平衡转化率
M(250.50)N
(填“高温”或“低温")下自发进行,
50f
40
理由是
30
催化效黎
②在容积为1L的恒容密闭容器中,充入3
09
100150200250300350温度/℃molH,和1molC02,测得温度对C02的平
衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法错误的是
(填字母)。
A.平衡常数大小:KM>KN
B.催化剂在250℃时催化效率最高,所以该反应只能选在250℃进行
C.图中M点时,乙烯(CH2=CH2)的体积分数约为7.7%
D.压强不变时可证明化学反应已达到平衡状态
(3)某温度下,向恒容密闭容器中加入某催化剂和1molC0、1molH2和1mol
1-己烯气体发生反应:CH2g,1-己烯)+H2(g)+CO(g)C,H,0g,正庚醛)、
C,H2g,1-己烯)+H2(g)+C0(g)C,H,0(g,2-甲基己醛),初始压强为120kPa,
达到平衡时1-己烯的转化率为50%,正庚醛的选择性为80%[正庚醛的选择性
(正庚醛)+2-甲基己胎×10%】,牛成的2.甲基己醛的物质的量为
n(正庚醛)
mol,则该温度下,合成正庚醛反应的K。=上kPa(已知:K,为用分
压替代浓度计算的平衡常数,分压总压×物质的量分数)。
1风3
.迎心张金通下保中这户g场是
野角,子禁2喻引,华0行头:的净食)园
8