内容正文:
石家庄二中2026-2027学年第一学期10月月考化学试卷
时长:75min 满分:100分
可能用到的相对原子质量:Mg-24
一、单选题(共58分,1-2题每题2分,3-20每题3分)
1. 下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
HNO3
NaCl
BaSO4
盐酸
弱电解质
CH3COOH
NH3
H2SO4
Fe(OH)3
非电解质
C6H12O6(葡萄糖)
CO2
C2H5OH
H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.HNO3在水溶液中完全电离成H+和,HNO3属于强电解质,CH3COOH在水溶液中部分电离成H+和CH3COO-,CH3COOH属于弱电解质,葡萄糖是在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物,葡萄糖属于非电解质,A项正确;
B.NaCl在水溶液中完全电离成Na+和Cl-,NaCl属于强电解质,NH3和CO2都属于非电解质,B项错误;
C.BaSO4和H2SO4都属于强电解质,C2H5OH属于非电解质,C项错误;
D.盐酸属于混合物,盐酸既不属于电解质、也不属于非电解质,H2O属于弱电解质,D项错误;
答案选A。
2. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 和反应后生成,需要催化剂
B. 500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
C. 对平衡体系,缩小容器的体积,混合气体的颜色突然加深
D. 工业合成氨时,适当增大浓度,以提高的转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂能加快反应速率,催化剂不能使平衡移动,不能用勒夏特列原理解释和反应后生成,需要催化剂,故不选A;
B.合成氨反应放热,升高温度平衡逆向移动,不能用勒夏特列原理解释500℃左右比室温更有利于合成氨的反应,故不选B;
C.对平衡体系,缩小容器的体积,平衡正向移动,不能用勒夏特列原理解释混合气体的颜色突然加深,故不选C;
D.工业合成氨时,适当增大浓度,平衡正向移动,可以用勒夏特列原理解释的转化率增大,故选D;
选D。
3. 下列关于化学反应方向和调控的说法正确的是
A. 工业上增加炼铁高炉的高度可以有效降低尾气中CO的含量
B. 能自发进行,则其可能大于0
C. 根据平衡移动原理,合成氨时压强越大越好
D. 合成氨工业中,温度越高,速率越快,生产效益越好
【答案】B
【解析】
【详解】A.炼铁高炉中CO还原氧化铁的反应为可逆反应,增加高炉高度不改变反应的平衡状态,无法降低尾气中CO的含量,A错误;
B.该反应正向气体总物质的量增大,故,根据自发反应判据,温度较高时,即使也可能满足,反应可自发进行,因此可能大于0,B正确;
C.虽然加压利于合成氨反应平衡正向移动,但过高压强会大幅提升设备、能耗成本,实际生产中并非压强越大越好,C错误;
D.合成氨为放热反应,温度过高会使平衡逆向移动,氨气产率下降,且催化剂仅在适宜温度下活性最高,并非温度越高生产效益越好,D错误;
故选B。
4. 化学反应速率与限度和生产生活密切相关,下列说法正确的是
A. 工业上利用金属钠和氯化钾在高温下反应[]制备金属钾
B. 硫酸工业中,在高温高压催化剂作用下发生反应:,可提高生产效益
C. 合成氨工业中,常采用多加入氢气的方式,提高氮气转化率,节约成本
D. 使用铜基催化剂,可降低二氧化碳加氢合成甲醇的反应焓变
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应能发生是因为的沸点低于,高温下以气体形式逸出,使平衡正向移动,工业上可利用该反应制备金属钾,A正确;
B.硫酸工业中的正反应为放热反应,高温会使平衡逆向移动降低转化率,且常压下转化率已较高,高压会增加生产成本,采用高温高压反而会降低生产效益,B错误;
C.合成氨工业中,氮气来自空气成本较低,氢气成本更高,若多加入氢气会导致氢气转化率降低,增加生产成本,通常是适当提高氮气的比例提高氢气转化率来节约成本,C错误;
D.催化剂只能降低反应的活化能,加快反应速率,不能改变反应物和生成物的总能量差,即不能改变反应焓变,D错误;
故选A。
5. 下列不能表明醋酸是弱电解质的是
A. 0.1mol/L 的醋酸水溶液中, c(H⁺)约为
B. 常温下醋酸水溶液的导电性比盐酸弱
C. 相同c(H⁺)的醋酸溶液和盐酸稀释相同倍数后,醋酸的c(H⁺)更大
D. 醋酸稀溶液中同时存在 CH3COOH和CH3COO⁻
【答案】B
【解析】
【详解】A.0.1mol/L的醋酸水溶液中c(H⁺)约为10-3mol/L,说明醋酸不能完全电离,存在电离平衡,为弱电解质,A错误;
B.常温下醋酸水溶液的导电性比盐酸弱,只能说明醋酸溶液中离子浓度比盐酸溶液中离子浓度小,但不能说明醋酸是部分电离,因为没有控制相同浓度等条件,不能表明醋酸是弱电解质,B正确;
C.相同c(H⁺)的醋酸溶液和盐酸稀释相同倍数后,醋酸的c(H⁺)更大,说明醋酸存在电离平衡,稀释时电离平衡正向移动,能表明醋酸是弱电解质,C错误;
D.醋酸稀溶液中同时存在CH3COOH和CH3COO⁻,说明醋酸不能完全电离,存在电离平衡,为弱电解质,D错误;
故选B。
6. 人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO,37 ℃时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是
A. CO与HbO2反应的平衡常数K=
B. 人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C. 当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D. 把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒,其原理是使上述平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A项,根据化学方程式可知平衡常数表达式为K=,故A项正确;
B项,c(CO)增大,CO+HbO2O2+HbCO平衡正向移动,故B项正确;
C项,K==220,当=0.02时,此时==9×10-5,故C项错误;
D项,增大c(O2),使CO+HbO2O2+HbCO平衡逆向移动解毒,故D项正确。
综上所述,本题正确答案为C。
7. 下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数,则下列说法错误的是
A. 氢硫酸的酸性弱于亚硫酸
B. 将少量的气体通入溶液中反应的离子方程式为
C. 常温下,加水稀释醋酸溶液,的值增大
D. 恒温下,向氢硫酸溶液中加入固体,氢硫酸的电离平衡常数不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢硫酸的Ka1小于亚硫酸的Ka1,说明H2S的酸性弱于H2SO3,A正确;
B.SO2具有,将还原性,NaClO具有氧化性,少量的SO2气体通入NaClO溶液中发生氧化还原反应,反应离子方程式为,B错误;
C.稀释醋酸时,电离度增大,,c(H+)减小,则的值增大,C正确;
D.电离平衡常数仅与温度有关,温度不变,则电离平衡常数不变,D正确;
故选B。
8. 向两个相同锥形瓶中分别加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,然后分别注入2mL2mol/L盐酸、2mL2mol/L醋酸。测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 1号线是装有醋酸的瓶内气体压强变化曲线
B. 反应100s时,盐酸消耗的镁比醋酸少
C. 120s时的瞬时速率v(HCl)<v(CH3COOH)
D. 若改为加入0.06g镁条,反应结束时加入盐酸的锥形瓶内压强较大
【答案】C
【解析】
【分析】盐酸为强酸,醋酸为弱酸,反应开始时,盐酸中H+浓度较大,反应速率较快,锥形瓶内气体的压强增大较快,则1号线是装有盐酸的瓶内气体压强变化曲线,2号线是装有醋酸的瓶内气体压强变化曲线,据此解答。
【详解】A.由分析可知,1号线是装有盐酸的瓶内气体压强变化曲线,A错误;
B.由于盐酸中H+浓度大于醋酸中H+浓度,反应速率较快,则反应100s时,盐酸消耗的镁比醋酸多,B错误;
C.1号线、2号线分别是装有盐酸、醋酸的瓶内气体压强变化曲线,由图可知,120s时,1号线的斜率小于2号线的斜率,则120s时的瞬时速率:v(HCl)<v(CH3COOH),C正确;
D.盐酸和醋酸等浓度、等体积,二者的物质的量均为0.004mol,分别与镁条反应时均消耗0.002mol镁条(即0.048g),若改为加入0.06g镁条,则镁条过量,盐酸、醋酸分别与镁条反应产生氢气的物质的量相等,反应结束时两个相同的锥形瓶内压强相等,D错误;
故选C。
9. 工业冶炼钢的生产中,降低生铁中碳的含量发生反应:FeO(s)+C(s)Fe(s)+CO(g),某温度下,向恒容密闭容器中充入足量的FeO(s)和C(s)发生上述反应达到平衡1,测得c(CO)=a mol·L-1。此时其他条件不变,再充入少量CO(g),平衡移动且达到平衡2。下列叙述正确的是
A. 当气体摩尔质量不随时间变化时达到平衡状态
B. 平衡1逆向移动达到平衡2
C. 平衡2时c(CO)>a mol·L-1
D. 平衡时加入少量FeO(s),导致v正>v逆
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应中气体只有,气体摩尔质量始终等于的摩尔质量,为固定值,无法据此判断是否达到平衡,A错误;
B.充入少量后,生成物浓度瞬时增大,浓度商,平衡逆向移动最终达到平衡2,B正确;
C.温度不变,平衡常数不变,故平衡2时,C错误;
D.为固体,加入固体不影响反应速率和平衡状态,平衡时,D错误;
故选B。
10. 某温度下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol EtOH(g)(乙醇),发生反应:2EtOH(g)Et2O(g)+H2O(g) ΔH达到平衡时,c(H2O)=0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是
A. 若温度升高,EtOH(g)的平衡转化率增大,则上述反应△H<0
B. 再充入1 mol N2(g)(不参与反应),上述平衡向右移动
C. 再充入1 mol EtOH(g),平衡时c(Et2O)<0.8 mol·L-1
D. 再充入1 mol EtOH(g)和1molEt2O(g),此时v正>v逆
【答案】D
【解析】
【分析】首先计算该温度下反应的平衡常数,列三段式如下:,该温度下平衡常数。
【详解】A.温度升高,EtOH平衡转化率增大,说明升温平衡正向移动,根据勒夏特列原理,正反应为吸热反应,即,A错误;
B.容器为刚性恒容容器,充入不参与反应的后,体系总压增大,但EtOH、、的浓度均不发生变化,平衡不移动,B错误;
C.该反应气体分子数不变(反应物2 mol气体,生成物共1+1=2 mol气体)。 再充入1 mol EtOH(g),相当于等比例加压,平衡不移动,原平衡c(Et2O)=0.4 mol/L;新起始浓度c(EtOH)=2 mol/L,恒温、反应前后分子数不变,等效于原平衡浓度加倍,故达到新平衡,C错误;
D.再充入1 mol EtOH(g)和1 mol 后,各物质浓度:,,,计算浓度商,反应正向进行,,D正确;
故选D。
11. 在一定温度下的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.35mol/L,下列有关判断不正确的是
A. x+y>z B. 平衡向逆反应方向移动
C. B的转化率升高 D. C的体积分数减小
【答案】C
【解析】
【分析】保持温度不变将容器容积扩大为原来两倍的瞬间,若平衡不移动,A的浓度应为原来的,即0.25 mol/L,但新平衡时A的实际浓度为0.35 mol/L,大于0.25 mol/L,说明扩大容积(减小压强)后,平衡向生成A的逆反应方向发生了移动。 根据勒夏特列原理,减小压强平衡会向气体分子数增多的方向移动,因此逆反应方向是气体分子数增大的方向,即反应物总气体计量数大于生成物,则,据此分析。
【详解】A.据分析,,A正确;
B.由上述分析可知,平衡向逆反应方向移动,B正确;
C.平衡逆向移动,反应物B的消耗量减少,故B的转化率降低,C错误;
D.平衡逆向移动,生成物C的量减少,故C的体积分数减小,D正确;
故选C。
12. 下列由实验操作及现象能够得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),压缩容器体积,气体颜色变深
增大压强,平衡向逆反应方向移动
B
在两组相同的合成氨反应中,其他条件相同,一组加入催化剂,另一组不加催化剂,加入催化剂的一组较快达到平衡状态
催化剂可以降低反应活化能、提高活化分子百分数、加快化学反应速率
C
向等体积浓度均为0.2mol/L的H2C2O4溶液中分别滴入5mL0.2mol/LKMnO4溶液和1mL0.1mol/L的KMnO4溶液,1mL0.1mol/L的KMnO4溶液褪色较快
其他条件相同,浓度越大化学反应速率不一定越快
D
取10mL0.1mol/LFeCl3溶液,加入几滴0.1mol/LKI溶液,充分反应后,取上层清液滴入KSCN溶液,溶液变成红色
Fe3+与I-发生的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应为气体分子数不变的反应,增大压强平衡不移动,气体颜色变深是因为压缩体积使浓度增大,A错误;
B.催化剂可以降低反应活化能,提高活化分子百分数,有效碰撞频率增大,化学反应速率加快,因此加入催化剂的合成氨反应更快达到平衡,结论成立,B正确;
C.两组实验发生反应,应保持草酸过量进行实验(未标注),两组实验中的物质的量不相等,的物质的量远大于,若前者过量,则前者无法完全褪色,实验变量不唯一,不能得出浓度越大反应速率不一定越快的结论,C错误;
D.实验中过量,反应后仍有剩余的,滴加溶液变红不能证明反应为可逆反应,需保证完全消耗后仍检测到才可证明,D错误;
故选B。
13. 在密闭容器中进行反应:,有关下列图像说法不正确的是
A. 依据图可判断正反应为放热反应
B. 在图中,虚线可表示使用了催化剂
C. 若正反应的,图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D. 由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的
【答案】D
【解析】
【详解】A.依据图可知,当反应达到平衡后,由于升高温度, ,平衡逆向移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,因此可判断正反应为放热反应,故A正确;
B.在图中,最后达到的平衡状态相同,但是达到平衡所需要的时间缩短,由于该反应是气体体积减小的反应,不是改变压强,所以虚线可表示是加入了催化剂,故B正确;
C.若正反应的,升高温度,正逆反应速率都增大,根据平衡移动原理,平衡逆向移动,,故可以用图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动,故C正确;
D.由于升高温度,气体的平均相对分子质量减小,则说明气体分子数增多,即升高温度,平衡逆向移动,逆向是吸热方向,可推知正反应的,故D错误;
选D。
14. T℃时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化为图中实线,下列判断正确的是
A. T℃时,该反应的平衡常数为4
B. e点没有达到平衡,此时反应正向进行
C. 若c点、e点均为平衡点,则此时容器内的温度关系为T(c)>T(d)>T(e)
D. 该反应在高温下自发
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,T℃a点反应达到平衡时A、B的浓度分别为4mol/L、1mol/L,该反应的平衡常数K==0.25,故A错误;
B.由图可知,T℃e点反应浓度熵Qc=>0.25,则反应向逆反应方向进行,故B错误;
C.若c点、e点均为平衡点,则此时c点平衡常数小于0.25、e点平衡常数大于0.25,该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,平衡常数小,则容器内的温度关系为T(c)>T(d)>T(e),故C正确;
D.该反应是熵减的放热反应,低温条件下反应ΔH—TΔS<0,能自发进行,故D错误;
故选C。
15. 工业上可采用催化裂解丁烷制备乙烯和丙烯。已知正丁烷催化裂解的主要反应为:
i.C4H10(g)⇌C2H4(g)+C2H6(g) ΔH1>0
ii.C4H10(g)⇌ CH4(g)+C3H6(g) ΔH2>0
在恒容密闭容器中充入正丁烷发生上述反应,下列说法正确的是
A. 当混合气体的密度不再改变时,反应达到平衡状态
B. 升高温度,反应i的正反应速率增大,逆反应速率减小
C. 达到平衡后,再充入少量正丁烷,正丁烷的转化率增大
D. 使用高效催化剂能提高单位时间内乙烯的产率
【答案】D
【解析】
【详解】A.恒容容器中气体总质量不变,体积不变,密度始终不变,不能作为平衡标志,A错误;
B.升温正逆反应速率均增大,B错误;
C.反应物只有正丁烷一种气体,达到平衡后再充入少量正丁烷,相当于增大体系压强。两个反应都是气体分子数增多的反应,增大压强平衡均逆向移动,正丁烷的转化率会减小,C错误;
D.催化剂加快反应速率,提高单位时间产率,D正确;
故答案选D。
16. 天然气的主要成分为甲烷,利用天然气可合成很多附加值更高的原料气。下面两个合成反应的(,时反应能够自发进行)随温度变化如图所示。下列说法错误的是
①
②
A. 反应①的正反应活化能高于逆反应活化能
B. 温度高于1073 K,反应②能够自发进行
C. 相同温度时,,说明
D. 减小反应①中的浓度,稍后正反应速率将减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应①为吸热反应,,根据可知,反应①的正反应活化能高于逆反应活化能,A正确;
B.由图像可知,对于反应②,当温度高于1073K后,,反应②能自发进行,B正确;
C.根据可知,图像中直线的斜率为,观察图像可知,反应②对应直线的斜率的绝对值大于反应①对应直线的斜率的绝对值,,C错误
D.减小反应①中氢气的浓度,平衡正向移动,反应物的浓度降低,正反应的速率减小,D正确;
故选C。
17. 某温度下,恒压装置中N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,。N2的平衡转化率()与体系总压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是:
A. 平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)<K(B)
B. 上述反应在达到平衡后,充入He气,H2的转化率减小
C. 升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
D. 将1mol氮气、3mol氢气,置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.在某温度下进行的反应,温度不变,平衡常数不变,故错误;B.在恒压条件下,充入氦气,体积变大,平衡逆向移动,故氢气的转化率减小,故正确;C.升温平衡逆向移动,正逆反应速率都增大,故错误;D.由于反应为可逆反应,所以当将1 mol 氮气、 3 mol 氢气,置于 1 L 密闭容器中时,不能完全反应,反应热比92.4 kJ少,故错误。故选B。
点睛:注意平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。向容器中充入惰性气体时,一定要注意前提,若在恒容条件下,充入惰性气体,虽然压强变大,但平衡体系中各气体的浓度不变,所以平衡不移动。若在恒压条件下,充入惰性气体,容器的体积变大,各气体的浓度均减小,等同于减压,按平衡移动原理进行分析即可。
18. 已知合成氨反应:,反应速率方程为(k为常数,随温度的升高而增大)。下图表示在恒压密闭容器中,不同温度下,达到平衡时的体积分数与投料比的关系。下列说法正确的是
A. 该反应在高温条件下能自发进行
B. A、B、C三点的转化率关系为
C. 其他条件不变,减小可使合成氨速率减慢
D. 平衡常数
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应,反应后气体分子数减少故,根据,仅低温下反应可自发,高温下不能自发进行,A错误;
B.A、B、C温度相同,投料比越大,的转化率越高,故转化率关系为,B错误;
C.根据速率方程,在速率表达式中为负指数项,减小会使反应速率增大,C错误;
D.平衡常数仅与温度有关,A、B、C温度相同,故;该反应为放热反应,相同投料比下对应的体积分数更小,说明,温度升高平衡逆向移动,平衡常数减小,故,D正确;
故选D。
19. 恒容容器甲、乙与恒压容器丙开始时的体积相同,容器甲和容器丙均充入2molSO2和1molO2气体,容器乙中充入4mol SO3,经过一段时间,在相同温度下达到平衡。有关平衡时的叙述正确的是
A. 甲中SO2的转化率和乙中SO3的转化率之和为1
B. 达平衡时,甲用时间比丙长
C. 丙中SO3的体积分数比甲中小
D. 若乙、丙中皆再加入同量的氮气,平衡不移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.若容器甲恒温恒容,容器乙中充入4mol SO3,平衡逆向进行,二氧化硫转化率减小,因此甲中SO2的转化率和乙中SO3的转化率之和小于1,故A错误;
B.由于丙中压强大于甲,压强越大,反应速率越快,先达到平衡状态,则达平衡时,甲用时间比丙长,故B正确;
C.在恒压条件下发生反应,相当于增大压强,平衡正向进行,则甲中SO3的体积分数小于丙,故C错误;
D.甲为恒容容器,加入同量氮气,各物质的浓度不变,则平衡不移动,丙为恒压容器,加入同量的氮气,容器体积增大,各物质的浓度减小,平衡逆向移动,故D错误;
故选:B。
20. 利用催化加氢可制乙烯,反应为 ,在两个恒容密闭容器中,分别加入2mol、4mol,分别选用两种催化剂,反应进行相同时间,测得转化率随反应温度的变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 使用催化剂Ⅰ时反应的活化能高于催化剂Ⅱ
B. 温度高于,转化率降低的原因一定是催化剂活性降低
C. b、d两状态下,化学反应速率相等
D. 温度下充入稀有气体,转化率不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图示信息相同温度下催化剂I条件下转化率高,这说明催化剂I的效率高,活化能较小,所以使用催化剂Ⅰ时反应的活化能低于催化剂Ⅱ,故A错误;
B.图中a、b、c和d点状态,反应达到平衡状态时,CO2的转化率不再变化,即平衡状态是c、d,达到平衡以后,温度升高,平衡逆向移动,CO2的转化率逐渐减小,因此温度高于,转化率降低的原因不一定是催化剂活性降低,故B错误;
C.b、d两状态下,温度不同,化学反应速率不相等,故C错误;
D.温度下充入稀有气体,容积不变,浓度不变,平衡不移动,所以转化率不变,故D正确;
故选D。
二、填空题(共42分,除特殊标注外,每空2分)
21. 已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示。常温条件下,回答下列问题:
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)写出HClO的电离常数表达式______________,当温度升高时,HClO的Ka_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,导电能力随加水量的变化情况如图所示:
A、B、C三点对应的溶液中氢离子浓度由大到小的顺序为_________________________。
(3)向NaClO溶液通入少量的离子方程式为__________________________________。
(4)向溶液中加入过量溶液的离子方程式为____________________________。
(5)若初始时HClO溶液中HClO的浓度为,则_________。
(6)向溶液中逐滴加入溶液至10-5,此时溶液中_________。
【答案】(1) ①. ②. 增大
(2)B>A>C (3)
(4)
(5)
(6)
【解析】
【小问1详解】
是一元弱酸,在水溶液中部分电离,其电离方程式为,根据电离平衡常数的定义,其表达式为;弱电解质的电离过程是吸热过程,当温度升高时,电离平衡向正反应方向(即电离方向)移动,因此电离平衡常数增大;
【小问2详解】
溶液的导电能力主要取决于溶液中自由移动离子的浓度,离子浓度越大,导电能力越强,在冰醋酸加水稀释的过程中,导电能力先增大后减小,说明溶液中的离子浓度先增大后减小,对于一元弱酸醋酸而言,溶液中的离子主要由醋酸电离产生,氢离子浓度与溶液中总离子浓度的变化趋势一致,由图可知,导电能力大小顺序为B > A > C,因此对应的氢离子浓度由大到小的顺序也为B > A > C;
【小问3详解】
由表格中的电离平衡常数数据可知,酸性强弱顺序为:,根据“强酸制弱酸”的原理,碳酸的第一步电离能制取次氯酸,但次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子,故反应只能生成碳酸氢根离子而不能生成碳酸根离子,因此,向溶液中通入少量的离子方程式为 ;
【小问4详解】
由表格数据可知,各酸的电离常数大小关系为:,这说明醋酸的酸性弱于磷酸,但强于 和,因此,向溶液中加入过量的溶液时,醋酸只能将质子化为,而不能进一步生成,该反应的离子方程式为;
【小问5详解】
在溶液中存在电离平衡:,设电离产生的,则,由于是弱酸,电离程度很小,平衡时,代入电离常数表达式,解得,即 ,所以溶液中;
【小问6详解】
混合溶液中存在碳酸的第二步电离平衡:,其电离平衡常数表达式为,当逐滴加入溶液至 时,将氢离子浓度代入上述表达式进行变形,可得 。
22. 利用化学反应原理分析指导工业生产具有重要的现实意义。
Ⅰ.工业合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,T1℃时在容积为4 L的恒容密闭容器中通入2mol N2和6 mol H2发生反应。
(1)5min时反应达到平衡状态,容器内气体压强变为初始时的80%,求:达平衡时N2(g)的转化率为___________,0~5 min内该反应的平均速率v(H2)=___________;
(2)对于该反应,既可以提高平衡体系中NH3的百分含量,又能加快反应速率的措施是___________(填序号);
a.升高温度
b.将平衡体系中的NH3(g)分离出来
c.向平衡体系中再通入一定量NH3(g)
d.通入一定量氦气以增大体系压强
e.改为在恒压容器中进行反应
f.加入合适的催化剂
Ⅱ.工业上以CO2、H2为原料合成CH3OH的反应原理为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ·mol-1,该反应由两个分步反应构成:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1= +40.9 kJ·mol-1
第二步:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2= -90.4 kJ·mol-1
(3)不同压强下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,实验测定CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________,当温度为T1时,三条曲线几乎交于一点的原因是________。
【答案】(1) ①. 40% ②. 0.12mol/(L·min)
(2)ce (3) ①. p1>p2>p3 ②. T1温度时以第一步反应为主,反应前后气体分子数相等,故压强改变对CO2的平衡转化率几乎无影响
【解析】
【小问1详解】
设反应达到平衡时消耗了,列出三段式:,平衡时混合气体的总物质的量为,在恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,即 ,解得,则的转化率为 ;内,的平均反应速率;
【小问2详解】
a.升高温度,反应速率加快,但正反应为放热反应,平衡逆向移动,的百分含量降低,a不符合题意;
b.将平衡体系中的分离出来,生成物浓度降低,反应速率减慢,b不符合题意;
c.向平衡体系中再通入一定量,反应速率加快,建立新平衡时,相当于增大压强,提高平衡体系中的百分含量,c符合题意;
d.恒容下通入氦气增大压强,反应体系中各物质的分压和浓度均不变,反应速率不变,平衡不移动,d不符合题意;
e.该反应是气体分子数减小的反应,改为在恒压容器中进行,随着反应的进行容器体积缩小,相当于在恒容的基础上增大压强,反应速率加快,且平衡正向移动,的百分含量提高,e符合题意;
f.加入合适的催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,的百分含量不变,f不符合题意;
故选ce。
【小问3详解】
总反应是气体分子数减小的反应,在相同温度下(如较低温度区域),增大压强,平衡正向移动,的转化率增大,由图可知,相同温度下的转化率,因此压强大小顺序为;该合成反应由两步组成,第一步为吸热反应,第二步为放热反应,当温度升高到时,放热的第二步反应平衡严重逆向移动(或几乎不发生),体系中主要发生第一步反应(),由于第一步反应前后气体分子数相等,改变压强对该平衡的移动没有影响,因此不同压强下的转化率几乎相等,三条曲线交于一点。
23. 大气中二氧化碳浓度升高引起了包括全球变暖在内的一系列气候变化问题。科学家拟将二氧化碳转化为液态阳光甲醇()。
Ⅰ.寻找合适的化学反应
根据化学反应原理设计了如下两个合成甲醇的反应:
①
②
(1)结合所学知识,分析、解释反应②能否正向自发进行:________________________________。
Ⅱ.寻找适宜的反应条件
液态阳光甲醇合成技术是利用氢气还原二氧化碳生产甲醇,涉及的主要反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
在不同催化剂作用下,相同时间段内的选择性和产率随温度的变化如图所示:
已知:,的平衡产率=。
(2)合成甲醇的适宜条件是________________。
(3)由图可知,温度升高产率先升高后降低,降低的可能原因是_____________________。
(4)下列措施有利于提高转化为平衡转化率的是______。
A. 增大体系压强
B. 提高和的投料比
C. 体积和投料比不变,提高反应物浓度
D. 选择催化效率更高的催化剂
(5)恒温条件下,向1 L反应器中通入3 mol 、1 mol 发生反应:
ⅰ.
ⅱ.
的平衡转化率及的平衡产率随温度变化关系如图所示:
①600 K时,反应ⅱ的平衡常数 = __________________(列出计算式即可)。
②已知T℃时,反应ⅰ的平衡常数,反应到t时刻各组分的浓度如下:
物质
浓度/
0.10
0.30
1.20
1.20
t时刻反应ⅰ的正、逆速率大小:______(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)不能,反应②的,且为熵减反应,在任何温度下均不能正向自发进行
(2)230 ℃、使用CZ(Zr−1)T催化剂
(3)合成甲醇的反应ⅰ为放热反应,升温不利于甲醇的平衡生成;生成一氧化碳的反应ⅱ为吸热反应,升温有利于该副反应,降低甲醇的选择性 (4)AC
(5) ①. ②. <
【解析】
【小问1详解】
反应②的焓变,为吸热反应;气体分子数减少,。根据吉布斯自由能判据,在任何温度下,故不能正向自发进行。
【小问2详解】
由图可知,在且使用催化剂时,的产率达到最高,且选择性也较高,故合成甲醇的适宜条件是、催化剂。
【小问3详解】
温度低于时,反应未达到平衡,升高温度反应速率加快,产率升高(或催化剂活性增强);反应ⅰ为放热反应,温度高于时,升高温度平衡逆向移动,导致产率降低。
【小问4详解】
A.反应ⅰ正向体积减小,增大压强平衡正向移动,转化率提高,A正确;
B.提高和的投料比,相当于增大浓度,的转化率降低,B错误;
C.体积和投料比不变,提高反应物浓度相当于增大体系压强,平衡正向移动,转化率提高,C正确;
D.催化剂不能使化学平衡移动,转化率不变,D错误;
故选AC。
【小问5详解】
①600 K时,的平衡转化率为 28%,的平衡产率为 20%。初始,。平衡时,生成的,消耗的。反应ⅰ消耗,生成,消耗;反应ⅱ消耗,生成,生成,消耗。平衡时各物质的物质的量为:,,,。容器体积为 1 L,浓度在数值上等于物质的量,故。
②时刻反应ⅰ的浓度商,反应逆向进行,故。
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石家庄二中2026-2027学年第一学期10月月考化学试卷
时长:75min 满分:100分
可能用到的相对原子质量:Mg-24
一、单选题(共58分,1-2题每题2分,3-20每题3分)
1. 下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
HNO3
NaCl
BaSO4
盐酸
弱电解质
CH3COOH
NH3
H2SO4
Fe(OH)3
非电解质
C6H12O6(葡萄糖)
CO2
C2H5OH
H2O
A. A B. B C. C D. D
2. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 和反应后生成,需要催化剂
B. 500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
C. 对平衡体系,缩小容器的体积,混合气体的颜色突然加深
D. 工业合成氨时,适当增大浓度,以提高的转化率
3. 下列关于化学反应方向和调控的说法正确的是
A. 工业上增加炼铁高炉的高度可以有效降低尾气中CO的含量
B. 能自发进行,则其可能大于0
C. 根据平衡移动原理,合成氨时压强越大越好
D. 合成氨工业中,温度越高,速率越快,生产效益越好
4. 化学反应速率与限度和生产生活密切相关,下列说法正确的是
A. 工业上利用金属钠和氯化钾在高温下反应[]制备金属钾
B. 硫酸工业中,在高温高压催化剂作用下发生反应:,可提高生产效益
C. 合成氨工业中,常采用多加入氢气的方式,提高氮气转化率,节约成本
D. 使用铜基催化剂,可降低二氧化碳加氢合成甲醇的反应焓变
5. 下列不能表明醋酸是弱电解质的是
A. 0.1mol/L 的醋酸水溶液中, c(H⁺)约为
B. 常温下醋酸水溶液的导电性比盐酸弱
C. 相同c(H⁺)的醋酸溶液和盐酸稀释相同倍数后,醋酸的c(H⁺)更大
D. 醋酸稀溶液中同时存在 CH3COOH和CH3COO⁻
6. 人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO,37 ℃时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是
A. CO与HbO2反应的平衡常数K=
B. 人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C. 当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D. 把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒,其原理是使上述平衡向逆反应方向移动
7. 下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数,则下列说法错误的是
A. 氢硫酸的酸性弱于亚硫酸
B. 将少量的气体通入溶液中反应的离子方程式为
C. 常温下,加水稀释醋酸溶液,的值增大
D. 恒温下,向氢硫酸溶液中加入固体,氢硫酸的电离平衡常数不变
8. 向两个相同锥形瓶中分别加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,然后分别注入2mL2mol/L盐酸、2mL2mol/L醋酸。测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 1号线是装有醋酸的瓶内气体压强变化曲线
B. 反应100s时,盐酸消耗的镁比醋酸少
C. 120s时的瞬时速率v(HCl)<v(CH3COOH)
D. 若改为加入0.06g镁条,反应结束时加入盐酸的锥形瓶内压强较大
9. 工业冶炼钢的生产中,降低生铁中碳的含量发生反应:FeO(s)+C(s)Fe(s)+CO(g),某温度下,向恒容密闭容器中充入足量的FeO(s)和C(s)发生上述反应达到平衡1,测得c(CO)=a mol·L-1。此时其他条件不变,再充入少量CO(g),平衡移动且达到平衡2。下列叙述正确的是
A. 当气体摩尔质量不随时间变化时达到平衡状态
B. 平衡1逆向移动达到平衡2
C. 平衡2时c(CO)>a mol·L-1
D. 平衡时加入少量FeO(s),导致v正>v逆
10. 某温度下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol EtOH(g)(乙醇),发生反应:2EtOH(g)Et2O(g)+H2O(g) ΔH达到平衡时,c(H2O)=0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是
A. 若温度升高,EtOH(g)的平衡转化率增大,则上述反应△H<0
B. 再充入1 mol N2(g)(不参与反应),上述平衡向右移动
C. 再充入1 mol EtOH(g),平衡时c(Et2O)<0.8 mol·L-1
D. 再充入1 mol EtOH(g)和1molEt2O(g),此时v正>v逆
11. 在一定温度下的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.35mol/L,下列有关判断不正确的是
A. x+y>z B. 平衡向逆反应方向移动
C. B的转化率升高 D. C的体积分数减小
12. 下列由实验操作及现象能够得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),压缩容器体积,气体颜色变深
增大压强,平衡向逆反应方向移动
B
在两组相同的合成氨反应中,其他条件相同,一组加入催化剂,另一组不加催化剂,加入催化剂的一组较快达到平衡状态
催化剂可以降低反应活化能、提高活化分子百分数、加快化学反应速率
C
向等体积浓度均为0.2mol/L的H2C2O4溶液中分别滴入5mL0.2mol/LKMnO4溶液和1mL0.1mol/L的KMnO4溶液,1mL0.1mol/L的KMnO4溶液褪色较快
其他条件相同,浓度越大化学反应速率不一定越快
D
取10mL0.1mol/LFeCl3溶液,加入几滴0.1mol/LKI溶液,充分反应后,取上层清液滴入KSCN溶液,溶液变成红色
Fe3+与I-发生的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
13. 在密闭容器中进行反应:,有关下列图像说法不正确的是
A. 依据图可判断正反应为放热反应
B. 在图中,虚线可表示使用了催化剂
C. 若正反应的,图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D. 由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的
14. T℃时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化为图中实线,下列判断正确的是
A. T℃时,该反应的平衡常数为4
B. e点没有达到平衡,此时反应正向进行
C. 若c点、e点均为平衡点,则此时容器内的温度关系为T(c)>T(d)>T(e)
D. 该反应在高温下自发
15. 工业上可采用催化裂解丁烷制备乙烯和丙烯。已知正丁烷催化裂解的主要反应为:
i.C4H10(g)⇌C2H4(g)+C2H6(g) ΔH1>0
ii.C4H10(g)⇌ CH4(g)+C3H6(g) ΔH2>0
在恒容密闭容器中充入正丁烷发生上述反应,下列说法正确的是
A. 当混合气体的密度不再改变时,反应达到平衡状态
B. 升高温度,反应i的正反应速率增大,逆反应速率减小
C. 达到平衡后,再充入少量正丁烷,正丁烷的转化率增大
D. 使用高效催化剂能提高单位时间内乙烯的产率
16. 天然气的主要成分为甲烷,利用天然气可合成很多附加值更高的原料气。下面两个合成反应的(,时反应能够自发进行)随温度变化如图所示。下列说法错误的是
①
②
A. 反应①的正反应活化能高于逆反应活化能
B. 温度高于1073 K,反应②能够自发进行
C. 相同温度时,,说明
D. 减小反应①中的浓度,稍后正反应速率将减小
17. 某温度下,恒压装置中N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,。N2的平衡转化率()与体系总压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是:
A. 平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)<K(B)
B. 上述反应在达到平衡后,充入He气,H2的转化率减小
C. 升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
D. 将1mol氮气、3mol氢气,置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ
18. 已知合成氨反应:,反应速率方程为(k为常数,随温度的升高而增大)。下图表示在恒压密闭容器中,不同温度下,达到平衡时的体积分数与投料比的关系。下列说法正确的是
A. 该反应在高温条件下能自发进行
B. A、B、C三点的转化率关系为
C. 其他条件不变,减小可使合成氨速率减慢
D. 平衡常数
19. 恒容容器甲、乙与恒压容器丙开始时的体积相同,容器甲和容器丙均充入2molSO2和1molO2气体,容器乙中充入4mol SO3,经过一段时间,在相同温度下达到平衡。有关平衡时的叙述正确的是
A. 甲中SO2的转化率和乙中SO3的转化率之和为1
B. 达平衡时,甲用时间比丙长
C. 丙中SO3的体积分数比甲中小
D. 若乙、丙中皆再加入同量的氮气,平衡不移动
20. 利用催化加氢可制乙烯,反应为 ,在两个恒容密闭容器中,分别加入2mol、4mol,分别选用两种催化剂,反应进行相同时间,测得转化率随反应温度的变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 使用催化剂Ⅰ时反应的活化能高于催化剂Ⅱ
B. 温度高于,转化率降低的原因一定是催化剂活性降低
C. b、d两状态下,化学反应速率相等
D. 温度下充入稀有气体,转化率不变
二、填空题(共42分,除特殊标注外,每空2分)
21. 已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示。常温条件下,回答下列问题:
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)写出HClO的电离常数表达式______________,当温度升高时,HClO的Ka_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,导电能力随加水量的变化情况如图所示:
A、B、C三点对应的溶液中氢离子浓度由大到小的顺序为_________________________。
(3)向NaClO溶液通入少量的离子方程式为__________________________________。
(4)向溶液中加入过量溶液的离子方程式为____________________________。
(5)若初始时HClO溶液中HClO的浓度为,则_________。
(6)向溶液中逐滴加入溶液至10-5,此时溶液中_________。
22. 利用化学反应原理分析指导工业生产具有重要的现实意义。
Ⅰ.工业合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,T1℃时在容积为4 L的恒容密闭容器中通入2mol N2和6 mol H2发生反应。
(1)5min时反应达到平衡状态,容器内气体压强变为初始时的80%,求:达平衡时N2(g)的转化率为___________,0~5 min内该反应的平均速率v(H2)=___________;
(2)对于该反应,既可以提高平衡体系中NH3的百分含量,又能加快反应速率的措施是___________(填序号);
a.升高温度
b.将平衡体系中的NH3(g)分离出来
c.向平衡体系中再通入一定量NH3(g)
d.通入一定量氦气以增大体系压强
e.改为在恒压容器中进行反应
f.加入合适的催化剂
Ⅱ.工业上以CO2、H2为原料合成CH3OH的反应原理为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ·mol-1,该反应由两个分步反应构成:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1= +40.9 kJ·mol-1
第二步:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2= -90.4 kJ·mol-1
(3)不同压强下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,实验测定CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________,当温度为T1时,三条曲线几乎交于一点的原因是________。
23. 大气中二氧化碳浓度升高引起了包括全球变暖在内的一系列气候变化问题。科学家拟将二氧化碳转化为液态阳光甲醇()。
Ⅰ.寻找合适的化学反应
根据化学反应原理设计了如下两个合成甲醇的反应:
①
②
(1)结合所学知识,分析、解释反应②能否正向自发进行:________________________________。
Ⅱ.寻找适宜的反应条件
液态阳光甲醇合成技术是利用氢气还原二氧化碳生产甲醇,涉及的主要反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
在不同催化剂作用下,相同时间段内的选择性和产率随温度的变化如图所示:
已知:,的平衡产率=。
(2)合成甲醇的适宜条件是________________。
(3)由图可知,温度升高产率先升高后降低,降低的可能原因是_____________________。
(4)下列措施有利于提高转化为平衡转化率的是______。
A. 增大体系压强
B. 提高和的投料比
C. 体积和投料比不变,提高反应物浓度
D. 选择催化效率更高的催化剂
(5)恒温条件下,向1 L反应器中通入3 mol 、1 mol 发生反应:
ⅰ.
ⅱ.
的平衡转化率及的平衡产率随温度变化关系如图所示:
①600 K时,反应ⅱ的平衡常数 = __________________(列出计算式即可)。
②已知T℃时,反应ⅰ的平衡常数,反应到t时刻各组分的浓度如下:
物质
浓度/
0.10
0.30
1.20
1.20
t时刻反应ⅰ的正、逆速率大小:______(填“>”、“<”或“=”)。
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