精品解析:四川广安市岳池县第一中学2026-2027学年高二上学期第一次月考 化学试题
2026-10-18
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内容正文:
岳池一中高2025级第三学期第一次月考化学卷
(相对分子质量:N:14;H:1)
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 下列关于能量变化的说法正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 《劝学》中描述“冰,水为之,而寒于水”,说明水和冰相比,水的能量更高
C. 化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
D. (s,白磷)(s,红磷) ,则白磷比红磷稳定
2. 下列分析正确的是
A. 一个化学反应需加热才能发生,该反应的
B. 测定中和反应反应热的实验中,每次平行实验至少需要测量3次温度
C. 化学反应放出的热量越多,反应物本身具有的能量一定越低
D. 稀溶液中: ,若将含的稀溶液与含的稀溶液混合,放出的热量等于
3. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了
A. 增大化学反应速率 B. 提高平衡混合物中氨的含量
C. 降低氨的沸点 D. 提高氮气和氢气的利用率
4. 已知的燃烧热,下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
5. 下列关于中和热的说法中,正确的是
A. 中和热是指1mol酸和1mol碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量
B. 中和热是指稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量
C. 中和热是指所有酸和碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量
D. 中和热的数值是固定不变的
6. 水凝结成冰的过程的焓变和熵变正确的是
A. B.
C. D.
7. 利用下列实验装置能达到相应实验目的的是
A. 图①证明碳酸氢钠受热易分解 B. 图②配制一定物质的量浓度的溶液
C. 图③可用于分离和 D. 图④测量中和反应反应热
8. 物质a生成物质c的反应历程和能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 物质a生成物质b一定需要加热
B. 物质a生成物质c的反应和物质b生成物质c的反应均是放热反应
C. 物质a、b、c中,物质b最稳定
D. 物质a生成物质c的能量变化为E1—E4
9. 根据下列化学键键能数据,计算反应的为
化学键
N-H
O-H
键能/()
498
946
391
463
A. B.
C. D.
10. 在密闭容器中进行反应:,下列说法错误的是
A. 降低温度会使反应速率减小
B. 2mol与1mol充分反应后生成2mol
C. 达到平衡状态时,仍有与反应生成
D. 通过调控反应条件,可提高该反应进行的程度
11. CO和在一定条件下可以合成乙醇:下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是
A. 反应体系中CO和的物质的量浓度相同
B. 正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等
C. 恒容容器中气体的密度不再改变
D. 反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
12. 某同学用相同质量的锌粉先后与盐酸及未知浓度的盐酸反应,记录相关数据,两个反应的过程中放出气体的体积随反应时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 未知浓度的盐酸中所含的分子有和
B. 未知浓度的盐酸的浓度小于
C. 在水中的电离方程式为
D. 该反应的离子方程式为
13. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案中设计或结论不正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
温度
将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
B
浓度
向已加入5 mL 0.005 mol/L 溶液和5 mL 0.015 mol/L KSCN溶液的试管中,再加入少量铁粉
溶液红色变浅
减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动
C
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体,分解达到平衡后再充入100 mL Ar
气体颜色不变
恒温恒容通入惰性气体,装置内压强增大,但是平衡不移动
D
催化剂
向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol/L 溶液,水浴加热
上层液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
14. 甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法正确的是
A. 总反应的原子利用率为
B. 总反应为吸热反应
C. 该历程的决速步骤为反应ii
D. HI为总反应的催化剂,可降低反应的焓变
15. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图。下列说法正确的是
A. 该反应过程中涉及到极性键和非极性键的断裂和形成
B. 反应Ⅱ的热化学方程式为:
C. 选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,减少过程中的能耗和反应的焓变
D. 1 mol 和1 mol 的总键能大于1 mol 和3 mol 的总键能
二、填空题(共55分)
16. 利用煤气化产物制备甲醇,甲醇是一种可再生液态燃料,具有广泛应用前景。
(1)煤气化反应为,在恒温恒容的密闭容器中反应达到平衡,向其中补充,其v(正)_______(填“变快”“不变”或“变慢”,下同);保持体积不变,充入 ,其v(正)_______。
(2)工业上利用CO可生产燃料甲醇,发生如下反应:。在密闭容器内,按照物质的量之比1∶2通入CO和H2,时该反应体系中随时间的变化如下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
0.020
0.011
0.008
0.007
0.007
0.007
①表示变化的曲线是_______,用H2表示内平均反应速率v(H2)=_______mol•L-1•min-1。
②平衡时H2的浓度为_______mol•L-1。
③反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是_______。
A.v(A)=0.7mol•L-1•min-1 B.v(B)=0.9mol•L-1•min-1
C.v(C)=0.03mol•L-1•s-1 D.v(D)=0.8mol•L-1•min-1
17. 25 mL0.5 mol/L的硫酸与50 mL0.55 mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是________;由图可知该装置有不妥之处,应如何改进?______________________。
(2)若用相同浓度和体积的氨水代替NaOH进行上述实验,测得的中和热ΔH______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)肼(N2H4,N为-2价)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8 g气体肼在上述反应中放出142 kJ热量,请写出上述反应的热化学方程式_____________________。
(4)已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-27.6 kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-58.8 kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=+38.4 kJ/mol
求以下热化学方程式的焓变:FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=________。
(5)①已知:P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1;破坏PCl5中1molP-Cl键所需能量为c kJ,破坏PCl3中1 molP-Cl键所需能量为1.2c kJ,则破坏Cl2中1molCl-Cl键所需的能量为________。
②已知拆开晶体硅中1 molSi-Si键,二氧化硅固体中1 molSi-O键,氧气中的1 molO=O键分别需要提供a kJ、b kJ、c kJ能量,请写出晶体硅与氧气反应生成二氧化硅固体的热化学方程式:_____________________。
18. 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“=”)。
19. 当前能源危机是一个全球性问题,开源节流是应对能源危机的重要举措。
(1)下列做法有利于能源“开源节流”的是___________(填字母)。
A. 大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
B. 大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
C. 开发太阳能、水能、风能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
D. 减少资源消耗,加大资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
则在通常状况下,金刚石和石墨相比较,________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH=______________。
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ/mol、497 kJ/mol。而ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,则N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol。NO分子中化学键的键能为:__________________kJ/mol。
(4)治理NO通常是在氧化剂作用下,将NO氧化成溶解度高的NO2,然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用作氧化NO的是_____________(填序号)。
A. NaCl溶液 B. NaOH溶液 C. Na2CO3溶液 D. KMnO4溶液
(5)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下:
过程Ⅰ为___________过程(填“吸热”或“放热”)。已知过程Ⅰ的焓变为a kJ/mol,过程Ⅱ的焓变为b kJ/mol,则CO与NO反应的热化学方程式为:_______________________________。
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岳池一中高2025级第三学期第一次月考化学卷
(相对分子质量:N:14;H:1)
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 下列关于能量变化的说法正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 《劝学》中描述“冰,水为之,而寒于水”,说明水和冰相比,水的能量更高
C. 化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
D. (s,白磷)(s,红磷) ,则白磷比红磷稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应的吸放热由反应物和生成物的总能量相对大小决定,与反应是否需要加热无关,如铝热反应需要加热引发但属于放热反应,A错误;
B.冰融化变为水需要吸收热量,说明等质量的水的总能量高于冰,B正确;
C.化学反应伴随的能量变化形式除了吸热、放热的热能形式,还可以表现为光能、电能等,C错误;
D.该反应,为放热反应,说明红磷的总能量低于白磷,能量越低物质越稳定,因此红磷比白磷稳定,D错误;
故选B。
2. 下列分析正确的是
A. 一个化学反应需加热才能发生,该反应的
B. 测定中和反应反应热的实验中,每次平行实验至少需要测量3次温度
C. 化学反应放出的热量越多,反应物本身具有的能量一定越低
D. 稀溶液中: ,若将含的稀溶液与含的稀溶液混合,放出的热量等于
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应吸放热与反应条件无必然联系,一个化学反应需加热才能发生,不能说明该反应是吸热反应,比如燃烧反应通常需要点燃(加热条件)但属于放热反应,A错误;
B.测定中和反应反应热的实验中,需要测量初始酸、碱溶液的温度以及混合溶液的最高温度,因此每次平行实验至少需要测量3次温度,B正确;
C.化学反应放出的热量多少,不仅和反应物本身总能量有关,还和生成物总能量有关,反应放热多少,应看反应物总能量与生成物总能量的差值,不是只看反应物能量,C错误;
D.两者混合时,除了发生生成水的中和反应外,还会发生和生成BaSO4沉淀的过程,该充电过程也会释放热量,所以放出的热量大于57.3 kJ,D错误
故选B。
3. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了
A. 增大化学反应速率 B. 提高平衡混合物中氨的含量
C. 降低氨的沸点 D. 提高氮气和氢气的利用率
【答案】D
【解析】
【分析】合成氨气+,合成氨工业中氢气和氮气在催化剂作用下生成氨气的反应为可逆反应,反应后的混合气分离出氨气后还含有氢气和氮气,进行循环操作可以提高氮气和氢气的利用率,降低成本。
【详解】A.分离氢气与氮气,无法与增大化学反应速率,A不符合题意;
B.反应后的混合气分离出氨气后还含有氢气和氮气,进行循环操作,与提高平衡混合物中氨的含量无必然关系,B不符合题意;
C.循环操作与沸点无关,C不符合题意;
D.进行循环操作可以提高氮气和氢气的利用率,D符合题意;
故答案为:D。
4. 已知的燃烧热,下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.在101 kPa时,1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。所给方程式表示2mol完全燃烧生成指定产物和,其焓变,热化学方程式书写正确,A正确;
B.燃烧热要求生成的水为液态,该方程式中为气态,B错误;
C.完全燃烧所得的含硫产物为,不是,C错误;
D.完全燃烧所得的含硫产物为,不是,D错误;
故选A。
5. 下列关于中和热的说法中,正确的是
A. 中和热是指1mol酸和1mol碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量
B. 中和热是指稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量
C. 中和热是指所有酸和碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量
D. 中和热的数值是固定不变的
【答案】B
【解析】
【详解】A.未限定酸、碱为强酸强碱,也未说明是稀溶液环境,若为弱酸弱碱,电离会吸热,酸和碱反应生成水的放热会小于中和热数值;且二元酸和二元碱反应生成的水远多于1mol,描述本身也不严谨,A错误;
B.中和热的核心定义为稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成液态水时放出的热量,该选项表述符合中和热的定义要求,B正确;
C.弱酸、弱碱电离过程会吸收热量,若为弱酸弱碱反应生成水,放出的热量小于中和热数值,若反应伴随沉淀生成等额外热效应,放热量也会有差异,因此并非所有酸碱反应生成水的热量都是中和热,C错误;
D.中和热的前提是限定在稀的溶液强酸强碱体系,若反应体系的条件改变(比如生成难溶盐、使用浓溶液稀释额外放热等),反应的放热数值会偏离标准中和热,并非所有中和场景下数值都固定不变,D错误;
故选B。
6. 水凝结成冰的过程的焓变和熵变正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.水凝结成冰为放热过程,焓变;液态变为固态,体系混乱度降低,熵变,A正确;
B.该过程为放热过程,应小于0,且混乱度减小,应小于0,B错误;
C.该过程为放热过程,应小于0,C错误;
D.该过程体系混乱度减小,应小于0,D错误;
答案选A。
7. 利用下列实验装置能达到相应实验目的的是
A. 图①证明碳酸氢钠受热易分解 B. 图②配制一定物质的量浓度的溶液
C. 图③可用于分离和 D. 图④测量中和反应反应热
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热碳酸氢钠固体时试管口应略向下倾斜,防止反应生成的水倒流炸裂试管,图①试管口向上,A错误;
B.容量瓶仅用于配制一定物质的量浓度的溶液,不能用于溶解固体,固体应在烧杯中溶解并冷却至室温后再转移至容量瓶,B错误;
C.蒸馏操作中温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处测定馏分温度,图③温度计插入反应液面下,装置错误,C错误;
D.图④装置有隔热层减少热量散失,配有温度计测量温度、玻璃搅拌器使溶液混合均匀,可用于测量中和反应反应热,D正确;
故答案选D。
8. 物质a生成物质c的反应历程和能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 物质a生成物质b一定需要加热
B. 物质a生成物质c的反应和物质b生成物质c的反应均是放热反应
C. 物质a、b、c中,物质b最稳定
D. 物质a生成物质c的能量变化为E1—E4
【答案】B
【解析】
【详解】A.a生成b为吸热反应但不一定需要加热,A错误;
B.反应物总能量高于生成物总能量的反应为放热反应,a的总能量高于c,b的总能量也高于c,因此两个反应均为放热反应,B正确;
C.物质能量越低越稳定,三种物质中c的能量最低,因此c最稳定,C错误;
D.a生成c的能量变化为总反应的焓变,仅与始态和终态有关,即,不等于,D错误;
故本题选B。
9. 根据下列化学键键能数据,计算反应的为
化学键
N-H
O-H
键能/()
498
946
391
463
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】化学反应中,旧化学键断裂时吸收能量,形成新化学键时释放能量,即反应物键能之和-生成物键能之和,则。
故选B。
10. 在密闭容器中进行反应:,下列说法错误的是
A. 降低温度会使反应速率减小
B. 2mol与1mol充分反应后生成2mol
C. 达到平衡状态时,仍有与反应生成
D. 通过调控反应条件,可提高该反应进行的程度
【答案】B
【解析】
【详解】A.降低温度会使体系内活化分子百分数降低,有效碰撞频率减小,反应速率减小,A正确;
B.该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此与充分反应后生成的物质的量小于,B错误;
C.化学平衡是动态平衡,达到平衡状态时正、逆反应速率相等但不为0,因此仍有与反应生成,C正确;
D.通过调控反应条件(如增大压强、增大反应物浓度等)可使平衡正向移动,提高该反应进行的程度,D正确;
故选B
11. CO和在一定条件下可以合成乙醇:下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是
A. 反应体系中CO和的物质的量浓度相同
B. 正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等
C. 恒容容器中气体的密度不再改变
D. 反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应达到平衡的标志是各物质浓度保持不变,而非浓度相等,和浓度相同,不能说明浓度保持不变,无法说明达到平衡,故不选A;
B.根据反应计量数关系,平衡时应满足,二者速率相等时正逆反应速率不相等,未达到平衡,故不选B;
C.反应体系中所有物质均为气体,总质量不变,恒容条件下气体体积不变,故密度始终恒定,密度不变无法说明达到平衡,故不选C;
D.某组分的物质的量浓度不再变化是化学平衡状态的特征之一,反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化,说明反应达到最大限度,故选D;
12. 某同学用相同质量的锌粉先后与盐酸及未知浓度的盐酸反应,记录相关数据,两个反应的过程中放出气体的体积随反应时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 未知浓度的盐酸中所含的分子有和
B. 未知浓度的盐酸的浓度小于
C. 在水中的电离方程式为
D. 该反应的离子方程式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.是强电解质,在水溶液中完全电离为离子,盐酸中仅存在分子,不存在分子,A错误;
B.其他条件相同时,反应物浓度越大反应速率越快,未知浓度的盐酸对应的曲线斜率更小、反应速率更慢,故其浓度小于,B正确;
C.为强酸,在水中完全电离,电离出的以水合氢离子形式存在,电离方程式,书写正确,C正确;
D.锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,为强酸可拆,离子方程式,书写正确,D正确;
故选A。
13. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案中设计或结论不正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
温度
将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
B
浓度
向已加入5 mL 0.005 mol/L 溶液和5 mL 0.015 mol/L KSCN溶液的试管中,再加入少量铁粉
溶液红色变浅
减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动
C
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体,分解达到平衡后再充入100 mL Ar
气体颜色不变
恒温恒容通入惰性气体,装置内压强增大,但是平衡不移动
D
催化剂
向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol/L 溶液,水浴加热
上层液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.混合气体中存在平衡,其中呈红棕色,无色,正反应为放热反应。将烧瓶浸泡在热水中,温度升高,平衡向吸热的逆反应方向移动,浓度增大,气体颜色变深,A正确;
B.混合溶液中存在显色平衡。加入铁粉后,发生反应,使浓度减小,显色平衡向逆反应方向移动,红色物质浓度减小,溶液红色变浅,B正确;
C.HI分解达到平衡时,容器中存在平衡。恒温恒容充入Ar,气体总物质的量增大,容器内总压强增大,但各反应物和生成物的物质的量及容器体积均未改变,各物质浓度不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,浓度不变,气体颜色不变,C正确;
D.在稀硫酸催化、水浴加热条件下,乙酸乙酯发生可逆水解,反应为,乙酸乙酯被消耗,上层液体逐渐减少。催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率,缩短达到平衡所需的时间,但不能使化学平衡发生移动,因此不能根据上层液体减少得出催化剂使平衡向正反应方向移动的结论,D错误;
故选D。
14. 甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法正确的是
A. 总反应的原子利用率为
B. 总反应为吸热反应
C. 该历程的决速步骤为反应ii
D. HI为总反应的催化剂,可降低反应的焓变
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据反应物和生成物可知,总反应为,反应物中所有原子全部转化为目标产物乙酸,无副产物,原子利用率为,A正确;
B.由能量变化图可知,反应物总能量高于生成物总能量,总反应为放热反应,B错误;
C.多步反应的决速步骤为活化能最大的步骤,经计算反应ⅰ活化能为,反应ⅱ活化能为,反应ⅲ活化能为,故决速步骤为反应ⅲ,C错误;
D.先参与反应后又生成,为总反应的催化剂,催化剂可降低反应的活化能,但催化剂不改变反应的焓变,D错误;
故选A。
15. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图。下列说法正确的是
A. 该反应过程中涉及到极性键和非极性键的断裂和形成
B. 反应Ⅱ的热化学方程式为:
C. 选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,减少过程中的能耗和反应的焓变
D. 1 mol 和1 mol 的总键能大于1 mol 和3 mol 的总键能
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应过程中仅存在极性键的断裂和非极性键的形成,无非极性键的断裂,A错误;
B.由能量图可知反应Ⅱ反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,热化学方程式的,B错误;
C.催化剂可降低反应的活化能、减少过程能耗,但不能改变反应物和生成物的总能量差,即不改变反应的焓变,C错误;
D.总反应为吸热反应,,又反应物总键能生成物总键能,因此和的总键能大于和的总键能,D正确;
故选D。
二、填空题(共55分)
16. 利用煤气化产物制备甲醇,甲醇是一种可再生液态燃料,具有广泛应用前景。
(1)煤气化反应为,在恒温恒容的密闭容器中反应达到平衡,向其中补充,其v(正)_______(填“变快”“不变”或“变慢”,下同);保持体积不变,充入 ,其v(正)_______。
(2)工业上利用CO可生产燃料甲醇,发生如下反应:。在密闭容器内,按照物质的量之比1∶2通入CO和H2,时该反应体系中随时间的变化如下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
0.020
0.011
0.008
0.007
0.007
0.007
①表示变化的曲线是_______,用H2表示内平均反应速率v(H2)=_______mol•L-1•min-1。
②平衡时H2的浓度为_______mol•L-1。
③反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是_______。
A.v(A)=0.7mol•L-1•min-1 B.v(B)=0.9mol•L-1•min-1
C.v(C)=0.03mol•L-1•s-1 D.v(D)=0.8mol•L-1•min-1
【答案】(1) ①. 不变 ②. 不变
(2) ①. b ②. 0.006 ③. 0.007 ④. A
【解析】
【小问1详解】
①为固体,加入后不影响碳的浓度,故正反应速率不变;
②体积不变,充入氩气,体系中各气体的浓度不变,故正反应速率不变;
【小问2详解】
①向体系中按照物质的量之比1∶2通入CO和H2,根据表中数据,开始时通入CO的物质的量为0.020mol,则通入氢气的物质的量为0.040mol,3分钟后CO的物质的量不再改变,则反应达到平衡,消耗的CO的物质的量为0.013mol,则消耗的氢气的物质的量为0.026mol,生成的甲醇的物质的量为0.013mol,容器体积为2L,则达平衡时甲醇的浓度为0.0065mol/L,故表示变化的曲线是b;
②根据表格数据,内,CO的物质的量变化为0.012mol,则氢气的物质的量变化量为0.024mol,容器体积为2L,则用H2表示内平均反应速率v(H2)==0.006mol•L-1•min-1;
③向体系中按照物质的量之比1∶2通入CO和H2,根据表中数据,开始时通入CO的物质的量为0.020mol,则通入氢气的物质的量为0.040mol,3分钟后CO的物质的量不再改变,则反应达到平衡,消耗的CO的物质的量为0.013mol,消耗氢气的物质的量为0.026mol,平衡时体系中氢气的物质的量为0.040mol-0.026mol=0.014mol,体积为2L,则氢气的浓度为0.007mol/L;
④将所有物质的速率均换算为A的速率,B选项中v(B)=0.9mol•L-1•min-1,换算成A的速率为0.45mol•L-1•min-1;C选项中v(C)=0.03mol•L-1•s-1,换算成A的速率为0.6mol•L-1•min-1;D选项中v(D)=0.8mol•L-1•min-1,换算成A的速率为0.4 mol•L-1•min-1;故速率最快的是A;
17. 25 mL0.5 mol/L的硫酸与50 mL0.55 mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是________;由图可知该装置有不妥之处,应如何改进?______________________。
(2)若用相同浓度和体积的氨水代替NaOH进行上述实验,测得的中和热ΔH______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)肼(N2H4,N为-2价)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8 g气体肼在上述反应中放出142 kJ热量,请写出上述反应的热化学方程式_____________________。
(4)已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-27.6 kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-58.8 kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=+38.4 kJ/mol
求以下热化学方程式的焓变:FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=________。
(5)①已知:P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1;破坏PCl5中1molP-Cl键所需能量为c kJ,破坏PCl3中1 molP-Cl键所需能量为1.2c kJ,则破坏Cl2中1molCl-Cl键所需的能量为________。
②已知拆开晶体硅中1 molSi-Si键,二氧化硅固体中1 molSi-O键,氧气中的1 molO=O键分别需要提供a kJ、b kJ、c kJ能量,请写出晶体硅与氧气反应生成二氧化硅固体的热化学方程式:_____________________。
【答案】(1) ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. 小烧杯上沿紧贴硬纸板;碎泡沫塑料填充满大烧杯
(2)偏大 (3)
(4)-16.8 kJ/mol
(5) ①. kJ ②. Si(s)+O2(g)=SiO2(s) ΔH=(2a+c-4b) kJ/mol
【解析】
【分析】ΔH=反应物总键能-生成物总键能,ΔH=生成物总能量-反应物总能量;
【小问1详解】
从实验装置看,该实验中缺少环形玻璃搅拌棒,用于搅拌溶液,使之混合均匀;同时装置中大小烧杯之间存在间隙,易导致热量散失,应将小烧杯上沿紧贴硬纸板,同时使用碎泡沫塑料填充满大烧杯。
【小问2详解】
若用氨水代替NaOH,由于是弱碱,其电离过程需要吸热,导致反应过程中放出的热量减小,求得中和热ΔH偏大;
【小问3详解】
的质量为32 g,8 g气体肼反应放出142 kJ的热量,则2 mol气体肼反应放出的热量为,则热化学方程式为。
【小问4详解】
由盖斯定律可得
【小问5详解】
①4PCl3 (g)+4Cl2(g)=4PCl5(g) ,含,含,破坏PCl5中1 molP-Cl键所需能量为c kJ,破坏PCl3中1 molP-Cl键所需能量为1.2c kJ,设破坏1 molCl-Cl键所需能量为e kJ则,则;
②已知1 mol晶体硅中有2 molSi-Si键,1 mol二氧化硅中有4 molSi-O键,根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则热化学方程式为
18. 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。
19. 当前能源危机是一个全球性问题,开源节流是应对能源危机的重要举措。
(1)下列做法有利于能源“开源节流”的是___________(填字母)。
A. 大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
B. 大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
C. 开发太阳能、水能、风能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
D. 减少资源消耗,加大资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
则在通常状况下,金刚石和石墨相比较,________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH=______________。
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ/mol、497 kJ/mol。而ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,则N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol。NO分子中化学键的键能为:__________________kJ/mol。
(4)治理NO通常是在氧化剂作用下,将NO氧化成溶解度高的NO2,然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用作氧化NO的是_____________(填序号)。
A. NaCl溶液 B. NaOH溶液 C. Na2CO3溶液 D. KMnO4溶液
(5)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下:
过程Ⅰ为___________过程(填“吸热”或“放热”)。已知过程Ⅰ的焓变为a kJ/mol,过程Ⅱ的焓变为b kJ/mol,则CO与NO反应的热化学方程式为:_______________________________。
【答案】(1)ACD (2) ①. 石墨 ②. -393.5 kJ·mol-1
(3)631.5 (4)D
(5) ①. 吸热 ②. 2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH =(a+b) kJ/mol
【解析】
【小问1详解】
“开源节流”旨在开发新能源并减少化石能源的消耗,提高资源的利用率。
A.发展沼气转化为清洁能源,A符合题意;
B.大力开采化石能源会加速资源枯竭,B不符合题意;
C.开发新能源减少化石燃料使用,C符合题意;
D.资源的循环再生,均符合“开源节流”的理念,D符合题意;
故选ACD;
【小问2详解】
由能量变化图可知,等质量的金刚石总能量高于石墨总能量。物质的能量越低越稳定,因此通常状况下石墨更稳定。石墨的燃烧热是指 石墨完全燃烧生成 时放出的热量。根据盖斯定律,石墨完全燃烧的焓变等于其不完全燃烧生成 的焓变与 继续燃烧生成 的焓变之和,即 ;
【小问3详解】
根据反应热与键能的关系:。设 分子中化学键的键能为 ,代入数据可得:,解得 ;
【小问4详解】
要将 氧化成溶解度高的 ,需要加入氧化剂。在给出的选项中,、、 均无强氧化性,只有 溶液具有强氧化性,能够氧化 ,故选D;
【小问5详解】
由过程示意图可知,过程Ⅰ中 分子在催化剂表面解离成 原子和 原子,该过程为化学键的断裂过程,断键需要吸收能量,故为吸热过程。根据盖斯定律,将过程Ⅰ和过程Ⅱ相加即可得到总反应,总反应的焓变 ,因此, 与 反应的热化学方程式为:。
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