内容正文:
射洪中学高2025级高二上期第一次综合素质测评
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
第I卷(选择题 共45分)
一、选择题(每小题3分,共15道题,共45分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A. 铝片与稀盐酸反应 B. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C. 灼热的炭与水蒸气的反应 D. 甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应
2. 在带有活塞的密闭容器中发生反应,采取下列措施不能加快正反应速率的是
A. 增加的量 B. 保持容器体积不变,增加进入量
C. 充入He,保持容器内压强不变 D. 升高体系温度
3. 对反应A+B=AB来说,常温下按以下情况进行反应:
①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol
②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol
③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL
④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL
四者反应速率的大小关系是
A. ②>①>④>③ B. ④>③>②>①
C. ①>②>④>③ D. ①>②>③>④
4. 下列事实不能从平衡移动的角度解释的是
A. 打开可乐瓶盖有气泡冒出
B. 实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 氯水中加入碳酸钙粉末可以提高氯水中次氯酸的浓度
D. 一定条件下,当反应 达到平衡后,缩小容积,气体颜色加深
5. 在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5,发生反应:
反应1:N2O5(g)=N2O4(g)+O2(g) ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
现有下列情况:
①混合气体的密度保持不变;②气体压强保持不变;③气体的平均摩尔质量保持不变;④保持不变;⑤O2的物质的量保持不变;⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2
能表明反应2一定达到平衡状态的是
A. ①②③⑤ B. ②③④⑥ C. ①③⑤⑥ D. ②③④⑤
6. 将气体和气体在的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:,若经后测得的浓度为,则下列说法中不正确的是
A. 用物质表示的平均反应速率为
B. 用物质表示的平均反应速率为
C. 时,物质的转化率为
D. 用A、B、C来表示反应速率,其速率之比为
7. 设为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①
②
相关数据如下表:
化学键
C=O
O=O
C—H
O—H
键能/()
798
413
463
下列说法正确的是
A. 甲烷的燃烧热为
B.
C. 上表中
D. 当有个C—H断裂时,该反应放出的热量一定为
8. 下列热化学方程式或说法正确的是
A. 稀盐酸与稀溶液反应生成1 mol水时中和热为,则稀与稀溶液反应生成1 mol水时放热57.3 kJ
B. 甲烷燃烧热为,则
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下相同
D. 需要加热才能进行的反应一定是吸热反应
9. 一定温度下,向体积为1 L的恒容密闭容器中加入1 mol A(g)和1 mol B(g),发生反应。若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 正反应活化能小于逆反应活化能
B. 当容器中不再改变时,说明反应达到了平衡状态
C. 达平衡后再加入1 mol C(g),反应再次达到平衡时,C的体积分数增大
D. 由图可知,加催化剂之后原反应分成了两步,第一步反应较慢
10. 向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,t3时刻为使用催化剂。下列说法中正确的是
A. 若t1=15 s,用A的浓度变化表示t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B. t4~t5阶段改变的条件一定为减小压强
C. 该容器的容积为2 L,B的起始物质的量为0.02 mol
D. t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式3A(g)B(g)+2C(g)ΔH=-50a kJ·mol-1
11. 恒容反应器中,发生反应(羟基乙醛),Rh和Rh/Mn均能催化该反应,反应历程如图所示,其中为中间体,为过渡态。下列描述正确的是
A. “CO插入”步骤的ΔH为
B. Rh催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤
C. Rh/Mn催化作用下,羟基乙醛的生成速率更小
D. 反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大
12. 一定温度下:在的四氯化碳溶液()中发生分解反应:。在不同时刻测量放出的体积,换算成浓度如下表:
0
600
1200
1710
2220
2820
x
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是
A. ,生成的平均速率为
B. 反应时,放出的体积为(标准状况)
C. 反应达到平衡时,
D. 推测上表中的x为3930
13. 科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的化学方程式为:,若反应在恒容密闭容器中进行,由该反应相关图象作出的判断正确的是
A. 甲图中改变的反应条件为升温
B. 乙图中温度,纵坐标可代表NO的百分含量
C. 丙图中压强,纵坐标可代表NO的体积分数
D. 丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
14. 在的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的气体,一定条件下发生反应:,已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
20
60
210
平衡常数
2
下列说法正确的是
A. 上述生成的反应为吸热反应
B. 20℃时反应的平衡常数为
C. 在60℃时,测得某时刻的物质的量均为,则此时
D. 60℃达到平衡时,测得,则的平衡浓度为
15. 下列实验所选试剂及操作能达到目的的是
选项
实验目的
试剂及操作
A
探究其他离子对化学平衡的影响
向溶液中加入2滴KSCN溶液,产生血红色,再加入少量KCl溶液后血红色变浅
B
证明溶液中存在和转化
向 溶液中加入2滴溶液,通过观察溶液颜色变化,判断平衡移动方向
C
探究温度对平衡的影响:
分别将两支装有和HCl混合溶液的试管放置在冷、热水中。
D
探究压强对平衡的影响
注射器吸入20 mL 和的混合气体,封闭细口,标记活塞位置为Ⅰ。把活塞迅速拉到Ⅱ处,比较管内混合气体颜色在Ⅰ处和刚拉到Ⅱ处时的深浅
A. A B. B C. C D. D
第II卷(选择题 共55分)
二、非选择题(本大题共4小题,共55分)
16. I、用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________>________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min时收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min时,c()=________mol·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL,反应前后体积变化忽略不计)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定____________________________来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物Mn2+是反应的催化剂,②________。
II、某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
(5)利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,则还需加入__________(填字母)。
A. 1.0 g NaOH固体 B. 50 mL 0.50 mol·L-1氨水 C. 50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液
(6)分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁制搅拌器后,实验测得的__________。
17. CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。
(1)CO和H2可以合成简单有机物,已知CO、H2合成CH3OH、HCOOCH3的能量变化如下图所示,计算2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH=__________
已知键能数据如下表。
化学键
H—H
C—O
H—O
C—H
键能/(kJ·mol-1)
436
326
a
464
414
则的键能为( )。
(2)已知:
反应1:2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH=-128.8 kJ·mol-1
反应2:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-78.1 kJ·mol-1
假设某温度下,反应1的速率大于反应2的速率,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。
(3)金属氢化物催化CO2合成甲酸盐
科学家报道了CO2可插入锌氢化物的Zn—H键,从而制备甲酸盐。能量-反应进程图如图所示(L为中性配体,TS表示过渡态)。
该历程的决速步是第________步;升温会________(填“增大”或“减小”)正反应热力学倾向(反应限度)。
18. 汽车尾气中含有和等有害气体,三元催化转化器可将汽车尾气中的和转化为和。回答下列问题:
(1)若反应每生成,放出热量,该反应的热化学方程式为________________________。
(2)一定温度下,在容积为的恒容密闭容器中分别充入和及催化剂,发生上述反应,反应过程中部分反应物和生成物的物质的量的变化关系如图1所示:
①20 min前,CO的生成速率_________(填“>”“<”或“=”)CO的消耗速率。
②已知:转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比。当反应达到平衡时,NO的转化率是___________(保留3位有效数字)。
③下列说法正确的是___________(填字母)。
A.20 min后,瞬时速率
B.20 min后,
C.当时,反应达到平衡状态
D.25 min时,增加的量至a点,逆反应速率加快
(3)为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下表所示三组实验。
实验编号
NO初始浓度
初始浓度
催化剂的比表面积
Ⅰ
280
82
Ⅱ
350
82
Ⅲ
280
124
①_________,__________。
②能验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响的是实验_________(填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅲ中,NO的物质的量浓度随时间的变化曲线如图2所示,其中表示实验I的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。
19. 甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与的混合气体)合成甲醇,反应为。回答下列问题:
(1)CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是_________(填“>”、“<”或“=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_______________。
③下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是_________________(填标号)。
a.的体积分数不再改变
b.
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变
d.同一时间内,消耗0.04 mol ,生成0.02 mol
(2)在温度为T的条件下,往一容积为2 L的密闭容器中,充入0.3 mol CO与0.4 mol 发生反应生成,平衡时,测得物质的量为0.15 mol。
①温度为T时CO的转化率___________,化学平衡常数K=____________。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的浓度,CO为0.1 mol/L、为0.2 mol/L、为0.2 mol/L,此时_____________(“>”、“<”或“=”)。
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射洪中学高2025级高二上期第一次综合素质测评
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
第I卷(选择题 共45分)
一、选择题(每小题3分,共15道题,共45分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A. 铝片与稀盐酸反应 B. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C. 灼热的炭与水蒸气的反应 D. 甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.铝片与稀盐酸的反应为放热反应,故A错误;
B.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,但不是氧化还原反应,故B错误;
C.灼热的炭与水蒸气的反应为氧化还原反应,同时也是吸热反应,故C正确;
D.甲烷(CH4)在O2中的燃烧为放热反应,故D错误。
故选:C。
2. 在带有活塞的密闭容器中发生反应,采取下列措施不能加快正反应速率的是
A. 增加的量 B. 保持容器体积不变,增加进入量
C. 充入He,保持容器内压强不变 D. 升高体系温度
【答案】C
【解析】
【详解】A.其他条件不变时,增加的量,使其浓度增大,逆反应速率先增大。改变瞬间,的浓度不变,正反应速率暂时不变;随后逆反应生成,可使的浓度增大,从而加快正反应速率,A不符合题意;
B.保持容器体积不变,增加进入量,的浓度增大,正反应速率加快,B不符合题意;
C.He不参与该反应,充入He并保持容器内压强不变,容器体积增大,的浓度减小,正反应速率减慢,C符合题意;
D.升高体系温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,正、逆反应速率均加快,D不符合题意;
故选C。
3. 对反应A+B=AB来说,常温下按以下情况进行反应:
①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol
②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol
③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL
④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL
四者反应速率的大小关系是
A. ②>①>④>③ B. ④>③>②>①
C. ①>②>④>③ D. ①>②>③>④
【答案】A
【解析】
【详解】①c(A)=c(B)==0.5 mol·L-1;②c(A)=c(B)==1 mol·L-1;③c(A)=c(B)==0.05 mol·L-1;④c(A)=c(B)==0.25 mol·L-1;在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越大,所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③,故A正确;答案:A。
4. 下列事实不能从平衡移动的角度解释的是
A. 打开可乐瓶盖有气泡冒出
B. 实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 氯水中加入碳酸钙粉末可以提高氯水中次氯酸的浓度
D. 一定条件下,当反应 达到平衡后,缩小容积,气体颜色加深
【答案】D
【解析】
【详解】A.可乐中存在。打开瓶盖后,压强减小,平衡向二氧化碳逸出的方向移动,因而有气泡冒出,能够从平衡移动的角度解释,A不符合题意;
B.氯气与水发生反应:。饱和食盐水中浓度较大,使该平衡向左移动,抑制氯气与水反应,从而抑制氯气溶解,因此可用排饱和食盐水的方法收集氯气,能够从平衡移动的角度解释,B不符合题意;
C.氯水中存在平衡。加入碳酸钙粉末后,发生反应,消耗,使上述平衡向右移动,从而提高氯水中次氯酸的浓度,能够从平衡移动的角度解释,C不符合题意;
D.呈红棕色,无色。缩小容积的瞬间,的浓度增大,气体颜色加深;随后,压强增大使的平衡向气体分子数减小的方向移动,即向右移动,消耗部分,使颜色比刚压缩时变浅但比压缩前深。可见,平衡移动使颜色变浅,颜色加深的主要原因是压缩导致浓度增大,这不能从平衡移动的角度解释,D符合题意;
故选D。
5. 在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5,发生反应:
反应1:N2O5(g)=N2O4(g)+O2(g) ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
现有下列情况:
①混合气体的密度保持不变;②气体压强保持不变;③气体的平均摩尔质量保持不变;④保持不变;⑤O2的物质的量保持不变;⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2
能表明反应2一定达到平衡状态的是
A. ①②③⑤ B. ②③④⑥ C. ①③⑤⑥ D. ②③④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①反应中各物质均为气体,混合气体的总质量不变,且反应在恒容条件下进行,则混合气体的密度始终不变,故不能判断是否达到平衡,错误;
②反应2的平衡建立过程中,气体总物质的量不断变化,则气体压强不断变化,当气体压强保持不变时,反应2达到平衡状态,正确;
③平衡建立过程中,混合气体的总质量不变,但其总物质的量不断变化,故当气体的平均摩尔质量保持不变时,反应2达到平衡状态,正确;
④不是平衡常数,在反应过程中是个变量,若其保持不变,说明反应2达到平衡状态,正确;
⑤反应1是不可逆反应,O2的物质的量始终保持不变,不能据此判断反应2是否达到平衡,错误;
⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2,正、逆反应速率相等,反应2达到平衡状态,正确。
综上所述正确的为②③④⑥;
故选B。
6. 将气体和气体在的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:,若经后测得的浓度为,则下列说法中不正确的是
A. 用物质表示的平均反应速率为
B. 用物质表示的平均反应速率为
C. 时,物质的转化率为
D. 用A、B、C来表示反应速率,其速率之比为
【答案】B
【解析】
【分析】将 4mol A 气体和 2mol B 气体在 2L 的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应 2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(s),若经 2s后测得 C 的浓度为0.9mol•L-1•s-1 ,依据化学平衡三段式列式计算
,
以此解题。
【详解】A.用物质A表示反应的平均速率=,A正确;
B.用物质D表示反应的平均速率=v(A)= ×0.3mol/L•s=0.4mol/L•s,B错误;
C.2s末物质A的转化率=×100%=30%,C正确;
D.化学反应速率之比等于化学计量数之比,D正确;
故选B。
7. 设为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①
②
相关数据如下表:
化学键
C=O
O=O
C—H
O—H
键能/()
798
413
463
下列说法正确的是
A. 甲烷的燃烧热为
B.
C. 上表中
D. 当有个C—H断裂时,该反应放出的热量一定为
【答案】C
【解析】
【详解】A.表示甲烷燃烧热时,1mol甲烷完全燃烧,碳元素转化为,氢元素转化为,其燃烧热的焓变为,A错误;
B.根据盖斯定律,将反应①减去反应②,得到,则,B错误;
C.反应焓变等于断键吸收的能量减去成键释放的能量,对于反应②,1mol甲烷完全燃烧时,断裂4molC—H和2molO=O,形成2molC=O和4molO—H。断键吸收的能量为,成键放出的能量为。因此,解得,C正确;
D.每个甲烷分子中含有4个C—H,断裂个C—H对应1mol甲烷参加反应。1mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出热量,生成气态水时放出热量。该说法未限定产物水的状态,不能确定放出的热量一定为,D错误;
故选C。
8. 下列热化学方程式或说法正确的是
A. 稀盐酸与稀溶液反应生成1 mol水时中和热为,则稀与稀溶液反应生成1 mol水时放热57.3 kJ
B. 甲烷燃烧热为,则
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下相同
D. 需要加热才能进行的反应一定是吸热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀盐酸与稀溶液反应的实质是,生成1 mol水放热57.3 kJ。稀与稀溶液反应时,除生成水外,还发生,生成沉淀也放出热量,因此生成1 mol水时放出的总热量大于57.3 kJ,A错误;
B.燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,其中氢元素对应的指定产物是液态水。甲烷的燃烧热为,原式将水写成气态,物质状态与所给焓变不对应。正确的热化学方程式为,B错误;
C.同温同压下,光照和点燃只是引发反应的不同条件,反应物和生成物的种类、物质的量及状态均相同。根据盖斯定律,反应的焓变只与反应物的始态和生成物的终态有关,与反应途径无关,因此反应在这两种条件下的相同,C正确;
D.加热是反应进行的条件,反应吸热还是放热取决于反应物和生成物的总能量高低,不能仅根据是否需要加热来判断。例如铝热反应需要高温引发,却是放热反应,其反应方程式为,D错误;
故选C。
9. 一定温度下,向体积为1 L的恒容密闭容器中加入1 mol A(g)和1 mol B(g),发生反应。若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 正反应活化能小于逆反应活化能
B. 当容器中不再改变时,说明反应达到了平衡状态
C. 达平衡后再加入1 mol C(g),反应再次达到平衡时,C的体积分数增大
D. 由图可知,加催化剂之后原反应分成了两步,第一步反应较慢
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中a的能量比c的能量低,该反应为吸热反应,故正反应活化能大于逆反应活化能,A错误;
B.A、B的起始物质的量均为1mol,反应过程中二者按相同的物质的量消耗,故该比值在未达到平衡时也保持不变,不能作为反应达到平衡的标志,B错误;
C.起始加入1 mol A(g)和1 mol B(g)等效于加2molC(g)达到的平衡状态,若平衡后再加入1 mol C(g),恒温恒容条件下,对C体积分数的影响相当于加压带来的影响,加压平衡不移动,故再次达到平衡时C的体积分数不变,C错误;
D.能量曲线有两个峰,说明加入催化剂后反应分为两步。第一步从a到左侧峰顶的能量差,大于第二步中从b到右侧峰顶的能量差,即第一步的活化能较大。在相同温度下,活化能较大的步骤反应较慢,因此第一步反应较慢,D正确;
故选D。
10. 向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,t3时刻为使用催化剂。下列说法中正确的是
A. 若t1=15 s,用A的浓度变化表示t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B. t4~t5阶段改变的条件一定为减小压强
C. 该容器的容积为2 L,B的起始物质的量为0.02 mol
D. t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式3A(g)B(g)+2C(g)ΔH=-50a kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.若t1=15s,A在t0~t1时间段的平均反应速率v=△c/△t=(0.15−0.06)/15mol/(L·s)=0.006mol•L-1•s-1,故A错误;
B.如t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度,平衡移动发生移动,则正逆反应速率不相等,应为降低压强,故B正确;
C.反应中A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L,C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L,反应中A与C的计量数之比为0.09:0.06=3:2,t3~t4阶段与t4~t5阶段正逆反应速率都相等,而t3~t4阶段为使用催化剂,则t4~t5阶段应为减小压强,则该反应中气体的化学计量数之和前后相等,则有:3A(g)B(g)+2C(g),根据方程式可知消耗0.09mol/L的A,则生成0.03mol/L的B,容器的体积为2L,生成B的物质的量为0.06mol,平衡时B的物质的量为0.1mol,所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol,故C错误;
D.反应的方程式为3A(g)B(g)+2C(g),A的物质的量减少0.06mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,则A的物质的量减少3mol,与外界的热交换总量为50akJ,根据图象可知t5~t6阶段应为升高温度,A的物质的量减少,说明反应向正反应方向移动,则正反应吸热,故该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)△H=+50akJ•mol-1,故D错误;
故选B。
11. 恒容反应器中,发生反应(羟基乙醛),Rh和Rh/Mn均能催化该反应,反应历程如图所示,其中为中间体,为过渡态。下列描述正确的是
A. “CO插入”步骤的ΔH为
B. Rh催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤
C. Rh/Mn催化作用下,羟基乙醛的生成速率更小
D. 反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大
【答案】B
【解析】
【分析】由能量历程图判断某一步骤的反应热时,应比较该步骤终态与始态的能量;判断活化能时,应比较过渡态与该步骤始态的能量。催化反应中,活化能最大的步骤为决速步骤;温度对平衡的影响由总反应的热效应决定。
【详解】A.图中“CO插入”步骤的始态和终态能量分别为−1.1和−16.5,故,并非−17.6,A错误;
B.Rh催化时,“CO插入”“加氢”“氢解”步骤的正向活化能依次为、、,其中“加氢”步骤的活化能最大,为决速步骤,B正确;
C.Rh/Mn催化时,“加氢”和“氢解”步骤的活化能变化分别为和,关键能垒降低,羟基乙醛的生成速率更大,C错误;
D.总反应的反应热为,正反应为放热反应。升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,羟基乙醛的平衡浓度减小,D错误;
故选B。
12. 一定温度下:在的四氯化碳溶液()中发生分解反应:。在不同时刻测量放出的体积,换算成浓度如下表:
0
600
1200
1710
2220
2820
x
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是
A. ,生成的平均速率为
B. 反应时,放出的体积为(标准状况)
C. 反应达到平衡时,
D. 推测上表中的x为3930
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.,的变化量为(0.96-0.66)==0.3,在此时间段内的变化量为其2倍,即0.6,因此,生成的平均速率为,A说法不正确;
B.由表中数据可知,反应时,的变化量为(1.40-0.35)==1.05,其物质的量的变化量为1.050.1L=0.105mol,的变化量是其,即0.0525mol,因此,放出的在标准状况下的体积为0.0525mol 22.4L/mol=,B说法不正确;
C.反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比,,C说法不正确;
D.分析表中数据可知,该反应经过1110s(600-1710,1710-2820)后的浓度会变为原来的,因此,的浓度由0.24变为0.12时,可以推测上表中的x为(2820+1110)=3930,D说法正确。
综上所述,本题选D。
13. 科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的化学方程式为:,若反应在恒容密闭容器中进行,由该反应相关图象作出的判断正确的是
A. 甲图中改变的反应条件为升温
B. 乙图中温度,纵坐标可代表NO的百分含量
C. 丙图中压强,纵坐标可代表NO的体积分数
D. 丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.升高温度正、逆反应速率都加快,化学平衡逆向移动,即逆反应速率增大的幅度大于正反应,故甲图中改变的反应条件为升温,A正确;
B.由乙图所示信息可知,T2时反应速率更快,故温度,温度升高,平衡逆向移动,而纵坐标所示的数值越小,则纵坐标不可能代表NO的百分含量,B错误;
C.由丙图信息可知,P2时的反应速率更大,故压强,增大压强上述平衡正向移动,而纵坐标所示的数值越大,故纵坐标不可能代表NO的体积分数,C错误;
D.曲线表示平衡常数与温度的关系,曲线上各点都是平衡点, 升高温度平衡逆向移动,正反应的平衡常数减小,逆反应的平衡常数增大,D错误;
故答案为:A。
14. 在的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的气体,一定条件下发生反应:,已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
20
60
210
平衡常数
2
下列说法正确的是
A. 上述生成的反应为吸热反应
B. 20℃时反应的平衡常数为
C. 在60℃时,测得某时刻的物质的量均为,则此时
D. 60℃达到平衡时,测得,则的平衡浓度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度升高平衡常数减小,说明升温平衡逆向移动,可知生成Ni(CO)4的反应为放热反应,故A错误;
B.20℃时,平衡常数为5×104,正逆反应的平衡常数互为倒数,所以反应的平衡常数为,故B错误;
C.在60℃时,测得某时刻的物质的量均为,此时浓度商Q=,所以反应逆向进行,v(逆)>v(正),故C错误;
D.60℃达到平衡时,,K=,即的平衡浓度为,D正确;
选D。
15. 下列实验所选试剂及操作能达到目的的是
选项
实验目的
试剂及操作
A
探究其他离子对化学平衡的影响
向溶液中加入2滴KSCN溶液,产生血红色,再加入少量KCl溶液后血红色变浅
B
证明溶液中存在和转化
向 溶液中加入2滴溶液,通过观察溶液颜色变化,判断平衡移动方向
C
探究温度对平衡的影响:
分别将两支装有和HCl混合溶液的试管放置在冷、热水中。
D
探究压强对平衡的影响
注射器吸入20 mL 和的混合气体,封闭细口,标记活塞位置为Ⅰ。把活塞迅速拉到Ⅱ处,比较管内混合气体颜色在Ⅰ处和刚拉到Ⅱ处时的深浅
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.加入KCl溶液,在增加和的同时,也加入了水,使溶液体积增大,血红色变浅可能由稀释引起。未设置加入等体积水的对照实验,不能将颜色变化归因于其他离子对化学平衡的影响,且实际上和也不参与反应,A错误;
B.HI溶液不仅提供,还引入具有还原性的。酸性条件下,具有强氧化性,能将氧化,发生反应。该反应消耗并生成有色物质碘单质,干扰通过颜色变化判断铬酸根与重铬酸根之间的平衡移动,不能达到实验目的,B错误;
C.两支试管装有相同的和HCl混合溶液,分别置于冷水和热水中,可对比温度改变对平衡的影响。题给平衡的正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,蓝色的浓度增大,溶液变蓝;降低温度,平衡逆向移动,粉红色的浓度增大,溶液变为粉红色。通过比较两支试管中溶液的颜色,可以探究温度对平衡的影响,C正确;
D.把活塞从Ⅰ处迅速拉到Ⅱ处的瞬间,气体体积增大,的浓度立即减小,颜色变浅,这种瞬间变化主要由扩大气体体积造成,不能说明平衡移动,随后气体颜色会逐渐加深但最终比最初浅。要探究压强对平衡的影响,需比较刚拉到Ⅱ处与重新达到平衡时的颜色(对于,减小压强使平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动,的浓度较刚拉到Ⅱ处时增大,颜色逐渐加深),D错误;
故选C。
第II卷(选择题 共55分)
二、非选择题(本大题共4小题,共55分)
16. I、用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________>________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min时收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min时,c()=________mol·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL,反应前后体积变化忽略不计)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定____________________________来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物Mn2+是反应的催化剂,②________。
II、某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
(5)利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,则还需加入__________(填字母)。
A. 1.0 g NaOH固体 B. 50 mL 0.50 mol·L-1氨水 C. 50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液
(6)分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁制搅拌器后,实验测得的__________。
【答案】(1) ①. 浓度 ②. ② ③. ①
(2)0.0052 (3)KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需时间) (4)反应放热
(5)C (6) ①. 不变 ②. 偏大
【解析】
【分析】I. 探究浓度对反应速率的影响时,需采用控制变量法,保持其他条件相同,只改变其中一种反应物的浓度。通过测定单位时间内产生气体的体积或溶液褪色所需时间来衡量反应速率。反应过程中速率加快的原因通常考虑温度升高(放热反应)或催化剂(如自催化反应)的影响。II. 中和热测定实验中,为了保证酸或碱完全反应,通常使另一种反应物稍过量;必须使用强酸和强碱的稀溶液,避免弱电解质电离吸热或固体溶解热的影响;实验装置需做好保温隔热措施,避免热量散失导致测定误差。
【小问1详解】
对比实验①和②可知,两组实验中溶液的体积和浓度均相同,溶液的体积相同但浓度不同,因此该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响。反应物浓度越大,化学反应速率越快,相同时间内产生的体积越大,故体积大小关系为② ①;
【小问2详解】
标准状况下的物质的量为 。根据离子方程式 ,反应消耗的 。初始时 ,则时剩余的 。混合溶液总体积为,故 ;
【小问3详解】
溶液呈紫红色,反应后被还原为无色的,因此除了测定生成的体积外,还可以通过测定溶液完全褪色所需的时间来比较反应速率;
【小问4详解】
该反应是放热反应,随着反应的进行,放出热量使溶液温度升高,温度升高会使化学反应速率加快,故时间内速率变快的主要原因除了催化作用外,还可能是反应放热,使溶液温度升高;
【小问5详解】
A.测定中和热时,为了保证盐酸完全被中和,加入的溶液应稍过量,且必须是强碱溶液。固体溶解时会放出大量热,导致测定结果偏高,A不符合题意;
B.氨水是弱碱,电离时会吸收热量,导致测定结果偏低,B不符合题意;
C.溶液浓度稍大于盐酸,能保证盐酸完全反应,且没有溶解热或电离热的影响,C符合题意;
故选C。
【小问6详解】
将铝片更换为等质量的铝粉,增大了固体接触面积,反应速率加快,但由于反应物和生成物的状态及质量未变,反应的焓变不变,故释放出的总能量不变。将玻璃搅拌器改为铁制搅拌器,由于铁是热的良导体,会导致实验过程中热量散失增加,测得的温度差 偏小,计算出的放热量偏小;因为中和反应的 ,放热量偏小会导致测得的 偏大。
17. CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。
(1)CO和H2可以合成简单有机物,已知CO、H2合成CH3OH、HCOOCH3的能量变化如下图所示,计算2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH=__________
已知键能数据如下表。
化学键
H—H
C—O
H—O
C—H
键能/(kJ·mol-1)
436
326
a
464
414
则的键能为( )。
(2)已知:
反应1:2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH=-128.8 kJ·mol-1
反应2:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-78.1 kJ·mol-1
假设某温度下,反应1的速率大于反应2的速率,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。
(3)金属氢化物催化CO2合成甲酸盐
科学家报道了CO2可插入锌氢化物的Zn—H键,从而制备甲酸盐。能量-反应进程图如图所示(L为中性配体,TS表示过渡态)。
该历程的决速步是第________步;升温会________(填“增大”或“减小”)正反应热力学倾向(反应限度)。
【答案】(1) ①. +135.4 kJ·mol-1 ②. 1054 kJ·mol-1
(2)A (3) ①. 1 ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
根据题图可写出①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-106.0 kJ·mol-1、②2CO(g)+2H2(g)=HCOOCH3(g) ΔH2=-76.6 kJ·mol-1,根据盖斯定律②-①×2可得出2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) ,ΔH=ΔH2-ΔH1×2=-76.6 kJ·mol-1-(-106.0 kJ·mol-1) ×2=+135.4 kJ·mol-1;
根据反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-106.0 kJ·mol-1,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,代入数据可得-106.0=a+436×2-(414×3+326+464),解得a=1054,则的键能为1054 kJ·mol-1。
【小问2详解】
反应1、反应2均为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量;并且反应1放出的热量多(生成物能量更低),同时反应速率由活化能决定,反应1的速率快则说明反应1的活化能小,只有A图符合该特征,故选A。
【小问3详解】
决速步是反应历程中活化能最大的步骤,图中TS1对应的第1步活化能远大于TS2对应的第2步活化能,因此决速步为第1步;该反应的反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,升温会使平衡逆向移动,因此正反应的热力学倾向(反应限度)减小。
18. 汽车尾气中含有和等有害气体,三元催化转化器可将汽车尾气中的和转化为和。回答下列问题:
(1)若反应每生成,放出热量,该反应的热化学方程式为________________________。
(2)一定温度下,在容积为的恒容密闭容器中分别充入和及催化剂,发生上述反应,反应过程中部分反应物和生成物的物质的量的变化关系如图1所示:
①20 min前,CO的生成速率_________(填“>”“<”或“=”)CO的消耗速率。
②已知:转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比。当反应达到平衡时,NO的转化率是___________(保留3位有效数字)。
③下列说法正确的是___________(填字母)。
A.20 min后,瞬时速率
B.20 min后,
C.当时,反应达到平衡状态
D.25 min时,增加的量至a点,逆反应速率加快
(3)为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下表所示三组实验。
实验编号
NO初始浓度
初始浓度
催化剂的比表面积
Ⅰ
280
82
Ⅱ
350
82
Ⅲ
280
124
①_________,__________。
②能验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响的是实验_________(填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅲ中,NO的物质的量浓度随时间的变化曲线如图2所示,其中表示实验I的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。
【答案】(1) [或 ]
(2) ①. < ②. 33.3% ③. BD
(3) ①. ②. ③. Ⅰ和Ⅲ ④. 甲
【解析】
【小问1详解】
汽车尾气中的 和 转化为 和 ,反应的化学方程式为 ;已知每生成 放出 热量,则该反应的焓变 。标明各物质的状态后,该反应的热化学方程式为:;
【小问2详解】
① 前,反应物不断消耗,生成物不断增加,反应正向进行,尚未达到平衡状态。因此, 的生成速率(即逆反应速率)小于 的消耗速率(即正反应速率),填“”;
② 由图1可知,反应达到平衡时生成了 ,根据化学方程式 可知,消耗的 物质的量与生成的 相等,即消耗了 。 的初始物质的量为 ,故 的转化率为 ;
③ A. 后反应达到动态平衡,正逆反应速率相等且不为零,即瞬时速率 ,A错误;
B.由图可知,20 min后反应达到动态平衡,正逆反应速率相等,根据化学计量数关系,,B正确;
C. 和 的初始物质的量均为 ,且反应中按 的比例消耗,因此在反应的任何时刻都有 ,这不能说明反应已达到平衡状态,C错误;
D. 时,增加生成物 的量至 a 点,生成物浓度瞬间增大,导致逆反应速率瞬间加快,D正确;
答案选BD。
【小问3详解】
① 根据控制变量法原则,探究某一因素对反应速率的影响时,必须保持其他条件完全相同,实验Ⅰ和Ⅱ旨在探究温度的影响,故 的初始浓度应保持一致,即 ;实验Ⅰ和Ⅲ旨在探究催化剂比表面积的影响,故 的初始浓度应保持一致,即 ;
② 实验Ⅰ和Ⅲ的温度、反应物初始浓度均相同,唯一的变量是催化剂的比表面积,因此这两组实验能验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响;
③ 实验Ⅲ中催化剂的比表面积()大于实验Ⅰ(),接触面积越大,反应速率越快,达到平衡所需的时间越短。在图2中,曲线乙较早趋于平缓,先达到平衡,代表实验Ⅲ;曲线甲达到平衡所需时间较长,代表实验Ⅰ。
19. 甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与的混合气体)合成甲醇,反应为。回答下列问题:
(1)CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是_________(填“>”、“<”或“=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_______________。
③下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是_________________(填标号)。
a.的体积分数不再改变
b.
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变
d.同一时间内,消耗0.04 mol ,生成0.02 mol
(2)在温度为T的条件下,往一容积为2 L的密闭容器中,充入0.3 mol CO与0.4 mol 发生反应生成,平衡时,测得物质的量为0.15 mol。
①温度为T时CO的转化率___________,化学平衡常数K=____________。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的浓度,CO为0.1 mol/L、为0.2 mol/L、为0.2 mol/L,此时_____________(“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①.
> ②.
③.
ac (2) ①.
50% ②.
400 ③.
>
【解析】
【小问1详解】
① 该反应正向为气体分子数减少的反应。相同温度下,增大压强,平衡正向移动,的转化率增大。由图可知,相同温度时对应的转化率大于,故。
② 由图可知,压强一定时,随着温度升高,的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应。化学平衡常数仅受温度影响,温度升高,平衡常数减小。A、B两点温度相同,则;C点温度高于A、B点,则,综合可得。
③ a.的体积分数不再改变,说明各组分的含量保持不变,反应达到平衡状态,a正确;
b.平衡时正逆反应速率相等,用不同物质表示反应速率应满足计量数关系,正确关系应为,题给比例不符合平衡特征,b错误;
c.反应前后气体总质量不变,但气体总物质的量在反应过程中会发生变化,因此平均摩尔质量是变量,当混合气体的平均摩尔质量不再改变时,说明反应达到平衡状态,c正确;
d.消耗和生成均表示正反应方向,不能说明正逆反应速率相等,d错误,
故选ac。
【小问2详解】
① 根据题意列出三段式:,的转化率 。容器体积为,平衡时各物质的浓度分别为,,。化学平衡常数。
② 此时的浓度商。因为,所以反应正向进行,即。
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