精品解析:山东省百师联盟2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-16
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内容正文:
高二化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为90分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Cu—64
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. 下列化学与文化结合的场景中描述错误的是
A. “炉火照天地,红星乱紫烟”描绘了古代炼铜的场景,炼铜时C还原CuO反应为放热反应,但仍需不断补充能量
B. “煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”描述了豆萁燃烧产生热量煮豆的过程,其中豆萁燃烧放出的热量大于釜传递的热量
C. “尚吐石窦油,颇疑岩腹烧”描绘了石油从石缝中涌出的奇特景象,石油经过提炼后得到的汽油有固定的燃烧热
D. “路遥知马力,日久见人心”描述了马在长途跋涉过程中的惊人毅力,马长期拉货物过程中体内脂肪提供能量的过程是放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳还原CuO的反应经计算ΔH为负,属于放热反应,但高温条件需维持,因此需补充能量,A正确;
B.豆萁燃烧释放的总热量大于有效传递的热量,因存在热损失,B正确;
C.汽油是混合物,不同组分燃烧热不同,无固定燃烧热,C错误;
D.脂肪代谢为氧化反应,释放能量属于放热反应,D正确;
故选C。
2. 100ml 2mol/L的盐酸与过量的锌片反应时,为减慢反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是
A. 加入几滴氯化铜溶液 B. 加入适量的NaOH固体
C. 加入适量的氯化钠溶液 D. 加入等体积、等浓度的硝酸钾溶液
【答案】C
【解析】
【分析】锌过量,盐酸完全反应,H2总量由H+的物质的量决定。需降低反应速率而不改变H⁺总量。
【详解】A.锌与氯化铜溶液反应生成铜,溶液中形成Cu-Zn原电池,加快反应,A错误;
B.NaOH消耗H⁺,减少H2总量,B错误;
C.稀释降低H⁺浓度,减缓反应,但总H⁺量不变,C正确;
D.在酸性条件下与Zn反应生成NO,H2总量减少,D错误;
故选C。
3. 下列有关装置的说法正确的是
A. 装置Ⅰ的Mg为原电池的负极 B. 装置Ⅱ为一次电池,Pb得到电子作负极
C. 装置Ⅲ可构成原电池 D. 装置Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向碳棒
【答案】D
【解析】
【详解】A.I为原电池装置,Al为负极,A错误;
B.II中铅蓄电池为二次电池,铅作负极,失去电子,B错误;
C.III中两个电极材料相同,不能构成原电池,C错误;
D.IV中锌为负极,碳棒为正极,电子由负极流出沿导线流向正极,即电子由锌通过导线流向碳棒,D正确;
故选D。
4. 化学反应的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式为
A. kJ·mol
B. kJ·mol
C. kJ·mol
D. kJ·mol
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可以看出mol和mol断键吸收的能量共为a kJ,N原子与H原子形成1mol时放出的能量为b kJ,所以 kJ/mol,而1mol的转化为1mol的放出的热量为c kJ,根据盖斯定律可知: kJ/mol,A正确;
B.由A可知, kJ/mol,则 kJ/mol,B错误;
C.由图可以看出mol和mol断键吸收的能量共为a kJ,N原子与H原子形成1mol的放出的能量为b kJ,所以 kJ/mol,C错误;
D. kJ/mol,则 kJ·mol,D错误;
故选A。
5. 对于反应,下列图象正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度越高反应速率越快,400℃比200℃先达到平衡,符合“先拐先平温度高”的规律;该反应,正反应吸热,升高温度平衡正向移动,B的物质的量分数应减小,图像中400℃平衡时B的物质的量分数高于200℃,不符合规律,A错误;
B.该反应正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,A的转化率增大;正反应吸热,升高温度平衡正向移动,同压强下温度越高A的转化率越大,图像中压强越大、温度越高A的转化率越大,符合规律,B正确;
C.升高温度平衡正向移动,反应物C被消耗,C的物质的量分数应随温度升高而减小,但图像中C的物质的量分数随温度升高而增大;且增大压强平衡正向移动,同温度下压强越大C的物质的量分数越小,图像中压强越大C的物质的量分数越大,均不符合规律,C错误;
D.正反应吸热,升高温度平衡正向移动,A的转化率应随温度升高而增大,但图像中A的转化率随温度升高而减小,不符合规律,D错误;
故选B。
6. 某温度时,在2 L的恒容密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图6所示。下列说法正确的是
A. 由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
B. 反应至2 min时,用Z的浓度变化表示的反应速率为
C. 2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的密度与起始时相同
D. 恒容时充入X或及时分离出Z都能加快反应速率
【答案】C
【解析】
【分析】根据曲线变化可知X、Y为反应物,Z为生成物,且反应物的量有剩余且不变可知该反应为可逆反应,变化量之比即为系数比,故该方程式为;
【详解】A.根据曲线变化可知X、Y为反应物,Z为生成物,变化量之比即为系数比,故该方程式为,A错误;
B.反应到2 min时,该反应已达平衡,Z的物质的量不再改变,净速率为0,是0 到2 min内的平均速率,B错误;
C.X、Y、Z(均为气体)反应前后气体的质量守恒,恒容容器体积不变,密度不变,C正确;
D.恒容时分离出Z使浓度减小,速率减慢,D错误;
故选C。
7. 电化学腐蚀、防护与利用在日常生活中比较常见。下列各图不能达到相应目的的是
A. 图甲:从粗银(含Cu、Au等)中提纯银
B. 图乙:铜板打上铁铆钉后,铜板不易被腐蚀
C. 图丙:铁钥匙上镀铜
D. 图丁:保护钢闸门不被腐蚀
【答案】D
【解析】
【详解】A.电解精炼银时,粗银作阳极接电源正极,纯银作阴极接电源负极,电解质为溶液,符合电解精炼原理,可实现粗银提纯,A正确;
B.铜板与铁铆钉接触处形成原电池,比活泼作负极,作正极被保护,因此铜板不易被腐蚀,B正确;
C.铁钥匙镀铜时,镀层金属作阳极接电源正极,待镀件铁钥匙作阴极接电源负极,电解质为溶液,符合电镀原理,可实现镀铜,C正确;
D.外接电源法保护钢闸门需将钢闸门接电源负极作阴极被保护,图中钢闸门接电源正极,作阳极会发生失电子的氧化反应被加速腐蚀,不能达到保护目的,D错误;
故本题选D。
8. 绿色电源甲酸燃料电池装置如图。该电池工作时,下列叙述不正确的是
A. 发生氧化反应
B. 从电极经离子交换膜迁移至电极
C. 每消耗,电路中转移电子
D. 电极的电极反应方程式为:
【答案】C
【解析】
【分析】根据甲酸燃料电池装置图:电解质溶液为酸性,在电极a失去电子生成,则电极a为负极,电极反应式为:;电极b为正极,得到电子生成,电极反应式为:,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,在电极a失去电子生成,发生氧化反应,A正确;
B.在原电池装置中,阳离子移向正极,根据分析,从负极电极经离子交换膜迁移至正极电极,B正确;
C.根据负极电极反应式为可知,消耗即,电路中转移的电子数为:,C错误;
D.根据分析,燃料电池的正极是得到电子生成,电极反应式为:,D正确;
故答案为:C。
9. CuI是一种不溶于水的白色固体,可以由反应得到。现以石墨为阴极,以Cu为阳极电解KI溶液,通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。下列叙述正确的是
A. 阴极区溶液呈红色,电极反应为
B. 阴极区溶液呈蓝色,阳极生成的向阴极移动
C. 阳极区有白色沉淀生成,原因是
D. 阳极区溶液呈蓝色,电极反应是
【答案】C
【解析】
【详解】A.阴极区溶液呈红色,阴极得到电子发生还原反应,电极反应为,A错误;
B.阴极区生成使酚酞变红,因此阴极区溶液呈红色,且阳极生成的会与反应生成沉淀,不会向阴极移动,B错误;
C.阳极反应为,生成的为白色沉淀,C正确;
D.阳极区溶液因生成会变蓝,电极反应式应为,D错误;
故选C。
10. 紫外光照射时,不同催化剂作用下将 CO2和 H2O(g)转化为 CH4和O2,CH4产量随光照时间的变化如图1,以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将 CO2和 CH4直接转化成乙酸,不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图 2.下列有关说法正确的是
A. 由图1 知,在 0~15h 内,CH4的平均生成速率由大到小的顺序: III>II>I
B. 由图1 知,在0~35 h 内,CH4的平均生成速率由大到小的顺序: II>III> I
C. 由图2 知,250℃时催化剂的活性最高
D. 由图2 知,乙酸的生成最佳温度范围: 400℃以上
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图1知,0~15内相同时间下产量II>III>I,平均生成速率与产量成正比,故顺序为II>III>I,A错误;
B.由图1知,0~35内最终产量III>II>I,故平均生成速率顺序为III>II>I,B错误;
C.由图2知,250℃时催化剂的催化效率达到最大值,故催化剂活性最高,C正确;
D.由图2知,400℃以上催化剂催化效率为0,已经失活,乙酸生成最佳温度为250℃左右,此时催化活性高且生成速率较快,D错误;
故选C。
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. 下列实验设计恰当的是
A.准确测量中和反应的反应热
B.探究压强对化学平衡的影响
C.测生成的速率
D.探究、对分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.银质搅拌器、纯铜杯盖都是导热性好的材料,会使体系热量散失,导致测定的反应热的值不准,设计不恰当,A错误;
B.该装置可通过压缩或拉伸活塞来改变体系压强,观察气体颜色变化,从而探究压强对化学平衡 的影响,设计合理,B正确;
C.图示装置中反应产生的气体会从长颈漏斗逸出,不能测H2生成的速率,应该用分液漏斗,同时需要计时的秒表,设计不恰当,C错误;
D.探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率的影响,需要让两支试管中H2O2的浓度保持相同,且对应阴离子种类也要相同,设计不恰当,D错误;
故选B。
12. 和CO是环境污染性气体,可在催化剂表面转化为无害气体,其总反应为 。有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。
下列说法正确的是
A. 为该反应的催化剂
B.
C. 反应过程中只涉及极性键的断裂和形成
D. 与CO的键能总和小于与的键能总和
【答案】AD
【解析】
【详解】A.先参与反应,最终又生成,反应前后质量和化学性质不变,为该反应的催化剂,A正确;
B.根据盖斯定律,从图乙可知反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,则正反应活化能逆反应活化能,B错误;
C.反应过程中生成了,中的非极性键,因此不只涉及极性键的断裂和形成,C错误;
D.放热反应的反应物总键能生成物总键能,因此与的键能总和小于与的键能总和,D正确;
故选AD。
13. 在600 K条件下,反应的反应速率方程为,为速率常数,只与温度、催化剂有关;,均为反应物的级数,它们之和为总反应的级数。实验测得初始浓度与速率的关系如下表。
实验
①
0.010
0.010
②
0.010
0.020
③
0.030
0.020
下列叙述正确的是
A. 其他条件不变,加催化剂,减小 B.
C. 其他条件不变,升高温度,增大 D. 该反应总反应的级数为2
【答案】BC
【解析】
【详解】A.加入催化剂可降低反应活化能,加快反应速率,其他条件不变时速率常数增大而非减小,A错误;
B.先计算反应级数:对比实验①和②,不变,变为原来2倍,初始速率也变为2倍,得;对比实验②和③,不变,变为原来3倍,初始速率变为原来的倍,得。代入实验①数据:,解得,B正确;
C.其他条件不变,升高温度反应速率加快,浓度不变时速率常数增大,C正确;
D.总反应级数为,D错误;
故选BC。
14. 一定温度下,以C2H4和H2为原料,在CO存在和催化剂的作用下,合成丁烷和丁烯的反应历程如图。下列说法错误的是
A. 反应
B. 该温度下生成C4H8(g)的选择性大于C4H10(g)
C. 生成C4H10(g)反应的决速步为
D. 若反应历程不变,升高温度C4H10(g)的选择性可能下降
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应的生成物总能量高于反应物总能量,反应吸热,,A正确;
B.分叉点处,生成的活化能大于生成的活化能,活化能越低反应速率越快,因此该温度下的选择性更大,B错误;
C.决速步是总反应中活化能最大的基元反应,生成的基元步骤中,的活化能最大,为决速步,C正确;
D.升高温度时,活化能更大的生成的反应速率提升幅度更大,因此的选择性可能下降,D正确;
故选B。
15. 某兴趣小组测定与KI反应的化学反应速率,实验过程如下:
已知:①实验中仅发生两个反应:(较慢);(极快)
②淀粉遇显蓝色
下列说法正确的是
A. 加入溶液时应采用逐滴加入的方式
B. 当溶液刚好从无色变为蓝色时,立即停止计时
C. 若记录时间为30 s,则
D. 利用该原理也可测定酸性与KI反应的化学反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.测定反应速率需要保证反应物同时开始反应,若逐滴加入,无法准确确定反应起始时间,导致计时误差,应一次性快速加入,A错误;
B.当完全消耗后,溶液中才会积累,使淀粉从无色变为蓝色,因此刚好变蓝时立即停止计时,符合实验原理,B正确;
C.计算反应速率: 总溶液体积,。 根据反应关系:,得,时间,则: ,与题目中不符,C错误;
D.酸性本身为紫色,会干扰终点蓝色的观察,且氧化性强,会优先氧化,无法用该原理测定反应速率,D错误;
故选B。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 已知相关反应的热化学方程式如表所示(反应条件略)。
反应编号
热化学方程式
①
②
③
④
⑤
(1)__________。
(2)若将与足量混合后充分燃烧,恢复至25℃,放出的热量_______________241.8 kJ(填“>”“<”或“=”)。
(3)在实验室测定中和反应的反应热时,常用盐酸与溶液反应。
①实验中NaOH溶液稍过量的目的是__________________________________________________。
②若用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,测得的_________(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是__________________________________________________。
③若将盐酸换成等浓度、等体积的醋酸溶液,测得的_________(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2)> (3) ①. 确保盐酸被完全中和 ②. 偏大 ③. 铜丝导热性好,热量散失多,反应放出的热量偏小 ④. >
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应③由-(反应①+反应②)得到: ;
【小问2详解】
反应④的产物是气态水,25℃时水为液态,气态水变为液态水会额外放出液化热,因此1mol 完全燃烧生成液态水放出的总热量大于241.8 kJ;
【小问3详解】
①稍过量的NaOH可以确保定量的盐酸完全反应,避免因盐酸未完全中和导致测定的反应热偏小,降低实验误差;
②铜是热的良导体,相比玻璃搅拌器,铜质搅拌器会加速反应体系的热量向外散失,使测得的反应前后温度差偏小,计算得到的放出热量数值更小;由于中和热的是带负号的数值,放热越少,的数值越大,即测得的偏大;
③醋酸是弱电解质,电离过程需要吸收热量,会抵消一部分中和反应放出的热量,最终总放热量小于57.3kJ,带负号的就会大于。
17. CO和均为工业生产的重要原料。
(1)工业上可通过反应制取,制备过程中涉及如下两个反应:
①
②
写出表示燃烧热的热化学方程式:_______________________________。
(2)可用于制备甲酸(HCOOH)。发生反应:。在恒压条件下发生该反应时,充入稀有气体会使反应物的平衡转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”),试解释其原因:______________________________。
(3)可以与催化合成甲醇(),发生反应: 。向1 L和2 L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和发生该反应。两容器中平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
则甲容器对应的变化曲线为__________(填“”或“”);a、b、c三点对应的反应速率由大到小的顺序为__________;下该反应的平衡常数__________。
【答案】(1)
(2) ①. 减小 ②. 恒压条件下发生该反应时,充入稀有气体会使容积增大,相当于减压,平衡逆向移动
(3) ①. ②. b>c>a ③. 4
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,由反应② - 反应①可得目标反应,,故燃烧热的热化学方程式为。
【小问2详解】
该反应为气体分子数减小的反应,在恒压条件下充入稀有气体,为了保持压强不变,容器体积必然增大,这相当于对原平衡体系减压,平衡将向气体分子数增大的方向(即逆反应方向)移动,因此反应物的平衡转化率减小。
【小问3详解】
该反应正向为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,的体积分数增大。甲容器容积为,乙容器容积为,甲容器内压强更大,故甲容器对应曲线;温度越高反应速率越快,则速率 ,b、c点温度相同,但b点压强大于c点,压强越大反应速率越快,故速率 ,综合可得反应速率由大到小的顺序为 ;
b点时甲醇的体积分数为,设转化的浓度为,列三段式:
根据题意有 ,解得。
则平衡时各物质的浓度分别为:,,,。
平衡常数 。
18. 研究化学反应速率对于科学研究和工农业生产具有重要的指导意义。
【实验原理】硫酸与溶液混合,会产生乳白色浑浊物和有刺激性气味的气体。
【实验用品】溶液、溶液、蒸馏水、试管、烧杯、量筒、胶头滴管等。
实验一:测定化学反应速率(装置如图)
(1)除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验仪器是__________(填名称);圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)该反应速率的测定值比实际值偏小,其原因是________________________________________。
实验二:探究化学反应速率的影响因素并定量计算
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
温度/℃
浓度/()
体积/mL
浓度/()
体积/mL
体积/mL
Ⅰ
0.1
8
0.5
10
20
Ⅱ
0.1
10
0.5
10
0
Ⅲ
0.1
10
0.5
10
0
30
(3)①实验Ⅰ、Ⅱ探究__________对化学反应速率的影响。
②__________,__________。
③用pH传感器测得实验Ⅲ在40 s时,则该反应在40 s内的平均反应速率__________。
【答案】(1) ①. 计时器(或秒表) ②.
(2)部分溶于水,使收集到的体积小于实际生成量
(3) ①. 溶液的浓度 ②. 2 ③. 20 ④.
【解析】
【小问1详解】
测定化学反应速率需要测量产生一定体积气体所需的时间,因此除给定仪器外还需要秒表;硫代硫酸钠与硫酸发生歧化反应,生成硫单质、二氧化硫气体和水,反应的离子方程式为。
【小问2详解】
由于生成的气体易溶于水,会导致量气筒中收集到的气体体积偏小,从而使测得的反应速率比实际值偏小。
【小问3详解】
①实验Ⅰ、Ⅱ中的浓度、体积均相同,只有溶液的体积不同,故探究的是溶液的浓度对化学反应速率的影响。
②为控制单一变量,三组实验的总体积应相等,则;反应温度也应相同,故。
③实验Ⅲ中,混合后的初始浓度为;时的浓度降至,则内的浓度减少;根据方程式,由化学计量数关系可知的浓度减少,则该反应在内的平均反应速率。
19. 回答下列问题:
(1)对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
①以下为铝材表面处理的一种方法:
以铝材为阳极,在溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为________。
②利用上图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法:若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________(填“M”或“N”)处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学保护法称为________。
(2)根据所学电化学知识,回答下列问题,
①甲池中通入的电极名称是________极;乙池中石墨电极反应式为___________;丙池中反应的离子方程式为__________。
②反应一段时间后,甲池中消耗(标准状况下),此时乙池溶液的________;若向乙池中加入________,其质量为________g,能使溶液恢复到原浓度(假设电解前后溶液的体积不变,均为)。
【答案】(1) ①. ②. N ③. 牺牲阳极的阴极保护法
(2) ①. 负极 ②. ③. ④. ⑤. CuO(或CuCO3) ⑥. 4(或6.2)
【解析】
【小问1详解】
①铝在阳极失电子生成氧化铝,电极方程式:;
②若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于N处,形成电解池装置,铁与电源负极相连作阴极;若X为锌,开关K置于M处,则锌比铁活泼,锌作负极,铁作正极,形成原电池装置,该保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法;
【小问2详解】
①甲池中与氧气发生反应,失电子,则通入的电极作负极,通氧气的电极作正极,则乙池中石墨电极作阳极,电极反应式为:;丙池中为电解氯化镁溶液,电解反应的离子方程式为:;
②甲池中正极反应为:,当消耗(标准状况下),即0.025molO2,转移电子:0.1mol;结合乙池中电极反应:,当转移0.1mol电子时,生成0.1mol氢离子,;乙池中总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,电解后可向溶液中加0.05molCuO或0.05mol CuCO3使溶液恢复到原浓度,若加CuO,则质量为:0.05mol×80g/mol=4g,若加碳酸铜,则质量为:0.05mol×124g/mol=6.2g。
20. 甲醇()不仅是重要的化工原料,还是性能优良的车用燃料。
和在催化作用下可以合成甲醇,发生反应Ⅰ:
,此反应分两步进行:
反应ⅰ:
反应ⅱ:……
(1)反应ⅱ的化学方程式为__________________________________________________。
(2)在绝热恒容的密闭容器中,将和按物质的量之比为1∶3投料发生该反应,下列不能说明该反应已达到平衡状态的是__________(填字母)。
A. 和的转化率相等
B. 体系的温度保持不变
C. 单位时间体系内减少的同时增加
D. 合成的反应限度达到最大
(3)在合成甲醇的反应中同时存在反应Ⅱ: 。维持压强为6.4 MPa,和按物质的量之比为1∶3投料发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,测得在不同温度下,反应在相同时间内的转化率、甲醇()的选择性如图所示[的选择性]。
①反应Ⅰ的___________0(填“<”或“>”),判断依据是______________________________;该反应自发进行的条件是_______________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
②在时,若反应从开始到达a点所用时间为5 min,用甲醇分压的变化量表示的反应速率________,反应Ⅱ的__________(指用气体的平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A气体的平衡分压气体的物质的量分数;结果用分数表示)。
③为了提高的选择性,可以采取的措施是______________________________(写出一点即可)。
【答案】(1) (2)AC
(3) ①. < ②. 温度高于时,的转化率随温度升高而下降;而反应Ⅱ随温度升高,平衡正向移动,的转化率增大,所以反应Ⅰ随温度升高,的转化率应减小,平衡逆向移动,则反应Ⅰ是放热反应 ③. 低温 ④. 0.16 ⑤. ⑥. 加入合适的催化剂、增大压强、适当降低温度
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,总反应减去反应i的方程式,即可得到反应ii的化学方程式:。
【小问2详解】
A.投料比n(CO2):n(H2)=1:3,与反应计量数之比完全相同,无论反应是否达到平衡,两者的转化率始终相等,因此不能说明反应达平衡,A符合题意;
B.绝热容器与外界无热交换,反应存在热效应,若体系温度保持不变,说明反应的热量变化停止,正逆反应速率相等,反应达平衡,B不符合题意;
C.单位时间减少3 mol H2是正反应方向,同时增加1 mol H2O也是正反应方向,仅描述正反应速率,无法说明正逆反应速率相等,不能说明反应达平衡,C符合题意;
D.合成CH3OH的反应限度达到最大,即反应达到该条件下的最大限度,也就是平衡状态,可以说明反应达平衡,D不符合题意;
故答案选AC。
【小问3详解】
①由图像可知,温度高于T1 K时,二氧化碳的转化率随温度升高而降低,说明升高温度不利于二氧化碳的转化,而反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,反应Ⅱ平衡正向移动,二氧化碳转化率增大,则反应Ⅰ应随温度升高,的转化率应减小,平衡逆向移动,则反应Ⅰ是放热反应即;该反应、,由自发可知,只有在低温条件下才能自发进行,故该反应自发进行的条件是低温。
②设起始CO2的物质的量为1 mol,H2为3 mol,总反应的CO2转化率为50%,因此总消耗CO2的物质的量为1 mol50%=0.5 mol;甲醇选择性为80%,因此生成CH3OH消耗的CO2为0.5 mol80%=0.4 mol,副反应Ⅱ消耗的CO2为0.5 mol-0.4 mol=0.1 mol,反应Ⅰ消耗的CO2为0.4 mol,H2 为1.2 mol,生成的CH3OH 为0.4 mol, H2O为0.4 mol,副反应2消耗的CO2为0.1mol、H2为0.1 mol,生成的CO2 0.1 mol,H2O为0.1 mol,平衡时各物质的量为n(CO2)=0.5mol、n(H2)= 1.7 mol, n(CH3OH)= 0.4 mol,n(CO)=0.1 mol,n(H2O)==0.5 mol, 总物质的量n总=3.2 mol,甲醇的平衡分压为;反应速率,反应Ⅱ的Kp表达式为。
③甲醇选择性指转化的CO2中生成甲醇的比例,可通过促进反应Ⅰ、抑制副反应Ⅱ实现:反应Ⅰ为气体分子数减少的反应,增大压强可使反应Ⅰ平衡正向移动,提高甲醇选择性;反应Ⅰ为放热反应,适当降低温度可使反应Ⅰ平衡正向移动,提高甲醇选择性;选择对反应Ⅰ催化活性更高的催化剂,可加快反应Ⅰ的速率,提高甲醇选择性;任选一点即可。
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高二化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为90分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Cu—64
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. 下列化学与文化结合的场景中描述错误的是
A. “炉火照天地,红星乱紫烟”描绘了古代炼铜的场景,炼铜时C还原CuO反应为放热反应,但仍需不断补充能量
B. “煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”描述了豆萁燃烧产生热量煮豆的过程,其中豆萁燃烧放出的热量大于釜传递的热量
C. “尚吐石窦油,颇疑岩腹烧”描绘了石油从石缝中涌出的奇特景象,石油经过提炼后得到的汽油有固定的燃烧热
D. “路遥知马力,日久见人心”描述了马在长途跋涉过程中的惊人毅力,马长期拉货物过程中体内脂肪提供能量的过程是放热反应
2. 100ml 2mol/L的盐酸与过量的锌片反应时,为减慢反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是
A. 加入几滴氯化铜溶液 B. 加入适量的NaOH固体
C. 加入适量的氯化钠溶液 D. 加入等体积、等浓度的硝酸钾溶液
3. 下列有关装置的说法正确的是
A. 装置Ⅰ的Mg为原电池的负极 B. 装置Ⅱ为一次电池,Pb得到电子作负极
C. 装置Ⅲ可构成原电池 D. 装置Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向碳棒
4. 化学反应的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式为
A. kJ·mol
B. kJ·mol
C. kJ·mol
D. kJ·mol
5. 对于反应,下列图象正确的是
A. B. C. D.
6. 某温度时,在2 L的恒容密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图6所示。下列说法正确的是
A. 由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
B. 反应至2 min时,用Z的浓度变化表示的反应速率为
C. 2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的密度与起始时相同
D. 恒容时充入X或及时分离出Z都能加快反应速率
7. 电化学腐蚀、防护与利用在日常生活中比较常见。下列各图不能达到相应目的的是
A. 图甲:从粗银(含Cu、Au等)中提纯银
B. 图乙:铜板打上铁铆钉后,铜板不易被腐蚀
C. 图丙:铁钥匙上镀铜
D. 图丁:保护钢闸门不被腐蚀
8. 绿色电源甲酸燃料电池装置如图。该电池工作时,下列叙述不正确的是
A. 发生氧化反应
B. 从电极经离子交换膜迁移至电极
C. 每消耗,电路中转移电子
D. 电极的电极反应方程式为:
9. CuI是一种不溶于水的白色固体,可以由反应得到。现以石墨为阴极,以Cu为阳极电解KI溶液,通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。下列叙述正确的是
A. 阴极区溶液呈红色,电极反应为
B. 阴极区溶液呈蓝色,阳极生成的向阴极移动
C. 阳极区有白色沉淀生成,原因是
D. 阳极区溶液呈蓝色,电极反应是
10. 紫外光照射时,不同催化剂作用下将 CO2和 H2O(g)转化为 CH4和O2,CH4产量随光照时间的变化如图1,以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将 CO2和 CH4直接转化成乙酸,不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图 2.下列有关说法正确的是
A. 由图1 知,在 0~15h 内,CH4的平均生成速率由大到小的顺序: III>II>I
B. 由图1 知,在0~35 h 内,CH4的平均生成速率由大到小的顺序: II>III> I
C. 由图2 知,250℃时催化剂的活性最高
D. 由图2 知,乙酸的生成最佳温度范围: 400℃以上
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. 下列实验设计恰当的是
A.准确测量中和反应的反应热
B.探究压强对化学平衡的影响
C.测生成的速率
D.探究、对分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
12. 和CO是环境污染性气体,可在催化剂表面转化为无害气体,其总反应为 。有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。
下列说法正确的是
A. 为该反应的催化剂
B.
C. 反应过程中只涉及极性键的断裂和形成
D. 与CO的键能总和小于与的键能总和
13. 在600 K条件下,反应的反应速率方程为,为速率常数,只与温度、催化剂有关;,均为反应物的级数,它们之和为总反应的级数。实验测得初始浓度与速率的关系如下表。
实验
①
0.010
0.010
②
0.010
0.020
③
0.030
0.020
下列叙述正确的是
A. 其他条件不变,加催化剂,减小 B.
C. 其他条件不变,升高温度,增大 D. 该反应总反应的级数为2
14. 一定温度下,以C2H4和H2为原料,在CO存在和催化剂的作用下,合成丁烷和丁烯的反应历程如图。下列说法错误的是
A. 反应
B. 该温度下生成C4H8(g)的选择性大于C4H10(g)
C. 生成C4H10(g)反应的决速步为
D. 若反应历程不变,升高温度C4H10(g)的选择性可能下降
15. 某兴趣小组测定与KI反应的化学反应速率,实验过程如下:
已知:①实验中仅发生两个反应:(较慢);(极快)
②淀粉遇显蓝色
下列说法正确的是
A. 加入溶液时应采用逐滴加入的方式
B. 当溶液刚好从无色变为蓝色时,立即停止计时
C. 若记录时间为30 s,则
D. 利用该原理也可测定酸性与KI反应的化学反应速率
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 已知相关反应的热化学方程式如表所示(反应条件略)。
反应编号
热化学方程式
①
②
③
④
⑤
(1)__________。
(2)若将与足量混合后充分燃烧,恢复至25℃,放出的热量_______________241.8 kJ(填“>”“<”或“=”)。
(3)在实验室测定中和反应的反应热时,常用盐酸与溶液反应。
①实验中NaOH溶液稍过量的目的是__________________________________________________。
②若用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,测得的_________(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是__________________________________________________。
③若将盐酸换成等浓度、等体积的醋酸溶液,测得的_________(填“>”“<”或“=”)。
17. CO和均为工业生产的重要原料。
(1)工业上可通过反应制取,制备过程中涉及如下两个反应:
①
②
写出表示燃烧热的热化学方程式:_______________________________。
(2)可用于制备甲酸(HCOOH)。发生反应:。在恒压条件下发生该反应时,充入稀有气体会使反应物的平衡转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”),试解释其原因:______________________________。
(3)可以与催化合成甲醇(),发生反应: 。向1 L和2 L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和发生该反应。两容器中平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
则甲容器对应的变化曲线为__________(填“”或“”);a、b、c三点对应的反应速率由大到小的顺序为__________;下该反应的平衡常数__________。
18. 研究化学反应速率对于科学研究和工农业生产具有重要的指导意义。
【实验原理】硫酸与溶液混合,会产生乳白色浑浊物和有刺激性气味的气体。
【实验用品】溶液、溶液、蒸馏水、试管、烧杯、量筒、胶头滴管等。
实验一:测定化学反应速率(装置如图)
(1)除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验仪器是__________(填名称);圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)该反应速率的测定值比实际值偏小,其原因是________________________________________。
实验二:探究化学反应速率的影响因素并定量计算
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
温度/℃
浓度/()
体积/mL
浓度/()
体积/mL
体积/mL
Ⅰ
0.1
8
0.5
10
20
Ⅱ
0.1
10
0.5
10
0
Ⅲ
0.1
10
0.5
10
0
30
(3)①实验Ⅰ、Ⅱ探究__________对化学反应速率的影响。
②__________,__________。
③用pH传感器测得实验Ⅲ在40 s时,则该反应在40 s内的平均反应速率__________。
19. 回答下列问题:
(1)对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
①以下为铝材表面处理的一种方法:
以铝材为阳极,在溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为________。
②利用上图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法:若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________(填“M”或“N”)处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学保护法称为________。
(2)根据所学电化学知识,回答下列问题,
①甲池中通入的电极名称是________极;乙池中石墨电极反应式为___________;丙池中反应的离子方程式为__________。
②反应一段时间后,甲池中消耗(标准状况下),此时乙池溶液的________;若向乙池中加入________,其质量为________g,能使溶液恢复到原浓度(假设电解前后溶液的体积不变,均为)。
20. 甲醇()不仅是重要的化工原料,还是性能优良的车用燃料。
和在催化作用下可以合成甲醇,发生反应Ⅰ:
,此反应分两步进行:
反应ⅰ:
反应ⅱ:……
(1)反应ⅱ的化学方程式为__________________________________________________。
(2)在绝热恒容的密闭容器中,将和按物质的量之比为1∶3投料发生该反应,下列不能说明该反应已达到平衡状态的是__________(填字母)。
A. 和的转化率相等
B. 体系的温度保持不变
C. 单位时间体系内减少的同时增加
D. 合成的反应限度达到最大
(3)在合成甲醇的反应中同时存在反应Ⅱ: 。维持压强为6.4 MPa,和按物质的量之比为1∶3投料发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,测得在不同温度下,反应在相同时间内的转化率、甲醇()的选择性如图所示[的选择性]。
①反应Ⅰ的___________0(填“<”或“>”),判断依据是______________________________;该反应自发进行的条件是_______________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
②在时,若反应从开始到达a点所用时间为5 min,用甲醇分压的变化量表示的反应速率________,反应Ⅱ的__________(指用气体的平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A气体的平衡分压气体的物质的量分数;结果用分数表示)。
③为了提高的选择性,可以采取的措施是______________________________(写出一点即可)。
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