精品解析:山东省泰安第一中学2026-2027学年高二上学期10月月考 化学试题
2026-10-18
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内容正文:
泰安一中青年路校区高二上学期10月份诊断性测试
2026.10
可能用到的相对原子质量:S32 O16
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列关于化学反应的方向和判据的说法中,不正确的是
A. 若某反应的,,该反应在任何温度下都能自发进行
B. 催化剂能降低反应焓变,改变反应的自发性
C. ,该反应在常温下可自发进行,说明该反应的
D. 反应能否自发进行与温度有关
2. 下列说法正确的是
A. 葡萄糖的摩尔燃烧焓是,则
B. 在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
C. 已知稀溶液中,,则稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D. 已知HCl和NaOH反应的中和热,则稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
3. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法中正确的是
A. 图甲:石墨转变为金刚石是放热反应
B. 图乙:白磷比红磷稳定
C. 图丙:和的键能总和小于和的键能总和
D. 图丁:将与充入密闭容器中发生反应,当充分反应后,放出热量
4. 用含少量银和锌的粗铜作阳极,纯铜片作阴极,CuSO4溶液作电解液,电解一段时间后,阳极质量减少了x g,则下列说法错误的是
A. 两极得失电子相等
B. 阳极溶解的金属的物质的量之和等于析出的铜的物质的量
C. 阴极质量增加b g,b<x
D. 阳极质量减少的x g为锌和铜的质量
5. 用下列实验装置进行相应的实验,不能达到实验目的的是( )
A. B.
C. D.
A. 测量锌粒和的硫酸反应生成的体积
B. 验证对过氧化氢的分解有催化作用
C. 验证温度对分解反应有催化作用
D. 探究温度对化学平衡的影响
6. 科研人员发明了一种电池,通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开,形成M、R、N三个电解质溶液区域,电解质分别为KOH、、中的一种,结构示意图如图(已知)。该电池放电时,下列说法错误的是
A. 通过X移向M区
B. R区电解质溶液浓度逐渐增大
C. N区电极反应为
D. Y为阴离子交换膜
7. 利用双极膜电解制备,捕集烟气中,制备,原理如图所示:
已知:双极膜为复合膜,可在直流电的作用下,将膜间的解离,提供和。
下列说法正确的是
A. 阴极反应式:
B. Ⅰ为阴离子交换膜,Ⅱ为阳离子交换膜
C. 电路中转移电子时,整套装置将制得
D. 电路中转移电子时,离子交换膜Ⅱ与双极膜之间的隔室能生成
8. 某可逆反应aA+bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1),反应热为ΔH.保持温度不变,将化学方程式的书写做如下改变,则ΔH和K数值的相应变化为
A. 写成2aA+2bB2cC,ΔH值、K均扩大了1倍
B. 写成2aA+2bB2cC,ΔH值扩大了1倍,K保持不变
C. 写成cCaA+bB,ΔH值、K变为原来的相反数
D. 写成cCaA+bB,ΔH值变为原来的相反数,K变为原来的倒数
9. 在恒温下容积固定的密闭容器中,能充分说明反应已达到平衡状态的是
A. 生成的速率与生成的速率相等 B. 反应容器中的气体压强不随时间而变化
C. 、、各浓度之比为 D. 混合气体的密度一定
10. 某温度下,密闭容器中发生反应,平衡时测得X的浓度是0.50mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来容积的2倍,当达到新平衡时,测得X的浓度是0.30mol·L-1。则下列叙述正确的是
A. 可逆反应的化学计量数:a+b<c
B. 达到新平衡时,混合物中Z的质量分数变小
C. 扩大容器的容积时,正增大,逆减小
D. 达到新平衡时,物质X的转化率增大
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一到两个选项符合题意。)
11. 焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:2C(s)+O2(g)=2CO(g);反应②:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),反应①②的反应趋势与温度关系如图所示(假设ΔH、ΔS不随温度变化)。下列说法错误的是
其中ΔG=ΔH-TΔS
A. 反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0,ΔH>0
B. 983 K是两个反应主次趋势变化的转折点
C. L1对应反应①
D. 当温度低于983 K时,过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主
12. 工业冶炼钢的生产中,降低生铁中碳的含量发生反应:,某温度下,向恒容密闭容器中充入足量的和发生上述反应达到平衡1,测得。此时其他条件不变,再充入少量,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
D. 平衡时加入少量,导致
13. 某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A. t2时加入催化剂 B. t3时降低了温度
C. t5时增大了压强 D. t4~t5时间内转化率一定最低
14. 一定条件下,在一密闭容器中投入一定量的氨气,发生反应,达到平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 压强:
B. b、c两点对应的平衡常数:
C. a点:
D. a点:的转化率为1/4
15. 为有效降低汽车尾气污染物的排放,我国科研人员研究出某反应可有效将污染物进行转化。在一定条件下,该反应经历三个基元反应,每个反应的历程如图所示(TS表示过渡态且图中物质均为气态),下列说法正确的是
A. 该反应过程中只涉及极性键的断裂与形成
B. 该化学反应的速率主要由反应①决定
C. 该过程的总反应为
D. 采用高温条件,可加快反应速率,提高平衡转化率
三、非选择题:本题共5小题,每题12分共60分。
16. 中国载人航天,以星辰为纸、梦想为墨,在浩瀚宇宙中书写着东方大国的壮丽史诗。空间站中的一种氧气再生方法如图:
已知:i.萨巴蒂尔反应器中发生的反应为,该反应在一定温度下可自发进行。
ii.在298 K时,无限稀释溶液中几种离子的无限稀释摩尔电导率如表:
离子种类
无限稀释摩尔电导率
349.82
198.0
79.8
76.34
72
73.52
50.11
注:摩尔电导率越大,溶液的导电性越好。回答下列问题:
(1)从化学反应能量变化角度分析,下列属于放热反应的有__________(填选项字母)。
A. 电解水 B. 人的有氧呼吸 C. 萨巴蒂尔反应 D. 甲烷燃烧反应
(2)由表中数据分析,为了增强水溶液的导电性,电解水装置中电解质最好选__________(填试剂化学式);若电极为惰性电极,电解一段时间后溶液中的______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)生活中常用的碱性锌锰干电池,正极的电极反应式为__________。
(4)用盐酸与溶液进行中和反应热的测定。稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度均可视为,反应后生成的溶液的比热容。
①测定中和反应热的装置中,内筒和外壳的上口要相齐,主要目的是__________;重复实验三次,测得温度平均升高3.0℃,计算生成的__________。
②实验时若测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,直接去测NaOH溶液的温度,会导致测得的__________(“偏大”“偏小”或“无影响”)。
17. 完成下列问题。
(1)已知:
则催化氢化合成甲醇的__________。
(2)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
①该反应的平衡常数表达式为____________________。
②如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
a.由表中数据判断该反应的___________0(填“>”、“=”或“<”)。
b.某温度下,将2 mol CO和6 mol 充入2 L的密闭容器中,充分反应10s后达到平衡时测得,则CO的转化率为__________________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是_______________。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.恒容充入 e.分离出甲醇
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中通入等物质的量的和,初始压强为100 kPa,发生反应:达平衡时压强变为110 kPa,该反应的平衡常数__________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
18. Ⅰ、在2 L密闭容器中进行反应: ,m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如表所示:
X
Y
Z
Q
起始/mol
0.7
1
2 min末/mol
0.8
2.7
0.8
2.7
3 min末/mol
0.8
已知:2 min内,。
(1)试确定以下物质的物质的量:起始时__________,__________。
(2)化学方程式中__________,__________,__________,__________。
(3)用Z表示2 min内的反应速率为______________________________。
Ⅱ.某可逆反应在体积为5 L的密闭容器中进行,0~3 min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体):
(4)该反应的化学方程式为______________________________。
(5)在密闭容器里,通入 、 、 ,发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是__________(填字母标号)。
A. 降低温度 B. 加入催化剂
C. 增大容器体积 D. 恒容下,充入He
(6)加热依次发生的分解反应为① ②在2 L密闭容器中充入,加热到T ℃,达到平衡状态后为9 mol,为3.4 mol,则T ℃时反应①的平衡常数的值为 。
A. 10.7 B. 8.5 C. 9.6 D. 10.2
19. 回答下列问题。
(1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护,烧杯内液体均为饱和食盐水。
①在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是__________(填装置序号)。
②为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述__________(填装置序号)装置原理进行防护。
(2)某同学设计了一种甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,如下图所示,
其中乙装置中间X为阳离子交换膜。电极A是__________极(“正”或“负”),电池工作时电极B的电极反应式为________________________________________。
(3)如果丙装置中粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,溶液的浓度将__________(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)若将甲装置改为铅蓄电池,当乙装置共产生标况下0.2 mol气体时,铅蓄电池的负极增重______g。
20. 溴代烷的制备,常规工艺分“氧化”和“溴化”两个过程,通常以在合适温度下催化氧化HBr制备(溴易液化),注意控制温度和压强,再利用完成溴代过程来制备;新工艺是将烷烃、和混合,直接催化。“氧化溴化”得到溴代烷。回答下列问题:
(1)“溴化”时容器体积可变。在温度为时,向容器投入初始浓度均为的和,发生反应:,保持温度不变,压缩容器体积,测得不同容积下的平衡浓度如下表:
容器体积
m
0.09
0.25
当容器体积从缩小到,测得此时容器内只有气态组分,平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”),___________;容器体积缩小到时,平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。温度时,此反应在容积为和时化学平衡常数分别为、,则___________(填“>”“<”或“=”)。
(2)新工艺氧化溴化反应: 。反应起始物料、分别为、、时,在不同条件下达到平衡,设体系中物质的量分数为,、如图所示。
曲线I:为下的,曲线II:为下的
b点对应的温度为___________;a点对应的反应条件为___________;c点时,平衡常数___________(“>”“<”或“=”)。
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泰安一中青年路校区高二上学期10月份诊断性测试
2026.10
可能用到的相对原子质量:S32 O16
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列关于化学反应的方向和判据的说法中,不正确的是
A. 若某反应的,,该反应在任何温度下都能自发进行
B. 催化剂能降低反应焓变,改变反应的自发性
C. ,该反应在常温下可自发进行,说明该反应的
D. 反应能否自发进行与温度有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应自发的判据为(时反应自发),若、,则任意温度下均满足,反应在任何温度下都能自发进行,A正确;
B.催化剂只能降低反应的活化能,不改变反应的焓变,也不能改变反应的自发性,B错误;
C.该反应,常温下可自发进行说明常温下,推导可得,且反应生成气体,混乱度增大,也符合的结论,C正确;
D.该反应,且生成气体故,仅当温度足够高时满足,反应可自发进行,因此能否自发进行与温度有关,D正确;
故选B。
2. 下列说法正确的是
A. 葡萄糖的摩尔燃烧焓是,则
B. 在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
C. 已知稀溶液中,,则稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D. 已知HCl和NaOH反应的中和热,则稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
【答案】A
【解析】
【详解】A.葡萄糖的摩尔燃烧焓指1mol葡萄糖完全燃烧生成和液态时的焓变,反应热与反应物的物质的量成正比,0.5mol葡萄糖完全燃烧的焓变,热化学方程式书写正确,A正确;
B.与生成的反应为可逆反应,1mol和0.5mol不能完全反应,热化学方程式的对应反应物完全反应的焓变,因此2mol完全反应放出的热量大于158.4kJ,即,B错误;
C.稀氨水中的为弱电解质,电离过程吸收热量,因此与稀盐酸反应生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ,C错误;
D.稀硫酸与氢氧化钡反应时,除了和生成水的放热,还有和生成沉淀的放热,因此生成1mol水时放出的热量大于57.3kJ,D错误;
故选A。
3. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法中正确的是
A. 图甲:石墨转变为金刚石是放热反应
B. 图乙:白磷比红磷稳定
C. 图丙:和的键能总和小于和的键能总和
D. 图丁:将与充入密闭容器中发生反应,当充分反应后,放出热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲可知,金刚石所具有的能量比石墨的高,因此石墨转变为金刚石是吸热反应,A错误;
B.由图乙可知,红磷所具有的能量比白磷的低,因此红磷更稳定,B错误;
C.由图丙可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热反应,即反应物分子的化学键断裂吸收的总能量低于生成物分子的化学键形成放出的总能量,即和的键能总和小于和的键能总和,C正确;
D.由图丁可知,反应的焓变为生成物能量减去反应物能量,,但是反应为可逆反应,与不能完全反应,放出的热量小于,D错误;
故选C。
4. 用含少量银和锌的粗铜作阳极,纯铜片作阴极,CuSO4溶液作电解液,电解一段时间后,阳极质量减少了x g,则下列说法错误的是
A. 两极得失电子相等
B. 阳极溶解的金属的物质的量之和等于析出的铜的物质的量
C. 阴极质量增加b g,b<x
D. 阳极质量减少的x g为锌和铜的质量
【答案】D
【解析】
【分析】含少量银和锌的粗铜作阳极,纯铜片作阴极,CuSO4溶液作电解液,构成电解法精炼铜装置。
【详解】A.电解池中阴阳两个电极得失电子一定相等,故A正确;
B.由于粗铜中含有Zn和Ag,在电解过程中阳极先是锌失去电子,然后是铜失去电子,Ag落入阳极泥;而阴极一直是铜析出。在电解过程中,两极得失电子相等,所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量,故B正确;
C.由于M(Zn)>M(Cu),且还有一部分Ag要落入阳极泥,所以阳极减少的金属的质量大于阴极析出铜的质量,即b<x,故C正确;
D.阳极质量减少的x g为锌、铜和落入阳极泥的银的质量,故D错误;
选D。
5. 用下列实验装置进行相应的实验,不能达到实验目的的是( )
A. B.
C. D.
A. 测量锌粒和的硫酸反应生成的体积
B. 验证对过氧化氢的分解有催化作用
C. 验证温度对分解反应有催化作用
D. 探究温度对化学平衡的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A.可以用注射器的刻度测量锌粒和3mol·L-1的硫酸反应生成 的体积,A正确;
B.有两个变量,分别是温度和催化剂,应控制单一变量,B错误;
C.控制单一变量温度,可验证温度对 分解反应有促进作用,C正确;
D.通过观察烧瓶中气体颜色的变化探究温度对化学平衡的影响,D正确;
故选B。
6. 科研人员发明了一种电池,通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开,形成M、R、N三个电解质溶液区域,电解质分别为KOH、、中的一种,结构示意图如图(已知)。该电池放电时,下列说法错误的是
A. 通过X移向M区
B. R区电解质溶液浓度逐渐增大
C. N区电极反应为
D. Y为阴离子交换膜
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,铝极上铝失去电子发生氧化反应为负极、则PbO2极为正极;铝生成四羟基合铝酸根离子,则M区电解质为KOH,N区通入硫酸、排出硫酸且,说明N区消耗,因此N区电解质为;中间R区的电解质为剩余的;放电时铝极反应为,PbO2电极反应为;
【详解】A.原电池中阳离子向正极移动,应从M区(负极区)通过X移向R区,而非移向M区,A错误;
B.M区的通过X进入R区,N区的通过Y进入R区,R区浓度逐渐增大,B正确;
C.N区为正极区,酸性条件下得电子发生还原反应,电极反应为,C正确;
D.放电时,消耗,则Y允许通过进入R区,故Y为阴离子交换膜,D正确;
故选A。
7. 利用双极膜电解制备,捕集烟气中,制备,原理如图所示:
已知:双极膜为复合膜,可在直流电的作用下,将膜间的解离,提供和。
下列说法正确的是
A. 阴极反应式:
B. Ⅰ为阴离子交换膜,Ⅱ为阳离子交换膜
C. 电路中转移电子时,整套装置将制得
D. 电路中转移电子时,离子交换膜Ⅱ与双极膜之间的隔室能生成
【答案】C
【解析】
【分析】由图知,与电源负极相连的电极为阴极,阴极的电极反应式为,与电源正极相连的电极反应式为,钠离子通过离子交换膜Ⅰ移向阴极,故Ⅰ为阳离子交换膜,硫酸根通过离子交换膜Ⅱ向右移动,故Ⅱ阴离子交换膜,双极膜处氢离子向左移动,氢氧根向右移动,钠离子通过阳离子交换膜向左移动,硫酸根通过阴离子交换膜向右移动,据此回答。
【详解】A.由分析知,阴极反应式:,A错误;
B.由分析知,Ⅰ为阳离子交换膜,Ⅱ为阴离子交换膜,B错误;
C.电路中转移电子时,2molNa+通过离子交换膜Ⅰ在阴极附近得到2molNaOH,同理,在双极膜和阳离子交换膜之间得到2molNaOH,共得到,C正确;
D.电路中转移电子时,双极膜处氢离子向左移动,离子交换膜Ⅱ与双极膜之间的隔室能生成,D错误;
故选C。
8. 某可逆反应aA+bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1),反应热为ΔH.保持温度不变,将化学方程式的书写做如下改变,则ΔH和K数值的相应变化为
A. 写成2aA+2bB2cC,ΔH值、K均扩大了1倍
B. 写成2aA+2bB2cC,ΔH值扩大了1倍,K保持不变
C. 写成cCaA+bB,ΔH值、K变为原来的相反数
D. 写成cCaA+bB,ΔH值变为原来的相反数,K变为原来的倒数
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学方程式系数扩大两倍,K变为K2,A错误;
B.化学方程式系数扩大两倍,K变为K2,B错误;
C.化学方程式中反应物和生成物互换,K变为原来的倒数,C错误;
D.化学方程式中反应物和生成物互换,ΔH值变为原来的相反数,K变为原来的倒数,D正确;
故选D。
9. 在恒温下容积固定的密闭容器中,能充分说明反应已达到平衡状态的是
A. 生成的速率与生成的速率相等 B. 反应容器中的气体压强不随时间而变化
C. 、、各浓度之比为 D. 混合气体的密度一定
【答案】B
【解析】
【详解】A.生成是逆反应方向,生成是正反应方向,平衡时二者速率比应为1:2,速率相等时反应未平衡,A错误;
B.该反应为反应前后气体分子数减小的反应,恒温恒容时气体压强与总物质的量成正比,压强不随时间变化说明气体总物质的量不变,反应达到平衡,B正确;
C.三种物质浓度比为仅为某一时刻的可能状态,无法说明各组分浓度不再变化,不能判断平衡,C错误;
D.反应体系中全为气体,总质量恒定,容器容积固定,根据,密度始终为定值,无法说明反应达到平衡,D错误;
故选B。
10. 某温度下,密闭容器中发生反应,平衡时测得X的浓度是0.50mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来容积的2倍,当达到新平衡时,测得X的浓度是0.30mol·L-1。则下列叙述正确的是
A. 可逆反应的化学计量数:a+b<c
B. 达到新平衡时,混合物中Z的质量分数变小
C. 扩大容器的容积时,正增大,逆减小
D. 达到新平衡时,物质X的转化率增大
【答案】B
【解析】
【分析】达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来容积的两倍,若平衡不移动Y和Z的浓度变为原来的0.5倍,而当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的0.3倍,可知体积增大、压强减小,平衡逆向移动,使浓度由0.5倍减小为0.3倍,以此来解答。
【详解】A.由分析可知,增大体积减小压强,平衡逆向移动,即正反应是一个气体体积减小的方向,可逆反应的化学计量数:a+b>c,A错误;
B.由分析可知,增大体积减小压强,平衡逆向移动,达到新平衡时,混合物中Z的质量分数变小,B正确;
C.扩大容器的容积时,反应物和生成物的浓度均减小,故正减小,逆减小,C错误;
D.由分析可知,增大体积减小压强,平衡逆向移动,达到新平衡时,物质X的转化率减小,D错误;
故答案为:B。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一到两个选项符合题意。)
11. 焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:2C(s)+O2(g)=2CO(g);反应②:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),反应①②的反应趋势与温度关系如图所示(假设ΔH、ΔS不随温度变化)。下列说法错误的是
其中ΔG=ΔH-TΔS
A. 反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0,ΔH>0
B. 983 K是两个反应主次趋势变化的转折点
C. L1对应反应①
D. 当温度低于983 K时,过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据题给化学方程式可知,反应②为燃烧反应属于放热反应,所以ΔH<0,A错误;
B.ΔG=ΔH-TΔS越小,说明反应能够发生的趋势越大,983 K时两反应的ΔH-TΔS相等,之后两反应的ΔG大小关系发生变化,则反应主次趋势发生变化,B正确;
C.反应①生成物气体的计量数大于反应物气体的计量数,ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG随温度T升高线性减小,斜率为负值,L2对应反应①,L1对应反应②,C错误;
D.当温度低于983 K时,L1的ΔG更小,所以以反应②为主,产物以CO2为主,D正确;
故选AC。
12. 工业冶炼钢的生产中,降低生铁中碳的含量发生反应:,某温度下,向恒容密闭容器中充入足量的和发生上述反应达到平衡1,测得。此时其他条件不变,再充入少量,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
D. 平衡时加入少量,导致
【答案】BC
【解析】
【详解】A.该反应中气体仅为,气体摩尔质量始终等于的摩尔质量,为固定值,当气体摩尔质量不随时间变化时,无法判断是否达到平衡,A错误;
B.充入少量后,生成物浓度瞬时增大,浓度商,平衡逆向移动达到平衡2,B正确;
C.温度不变,平衡常数不变,该反应的平衡常数表达式为,故平衡2时,C正确;
D.为固体,加入固体不改变反应物浓度,不影响反应速率和平衡状态,平衡时,D错误;
故选BC。
13. 某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A. t2时加入催化剂 B. t3时降低了温度
C. t5时增大了压强 D. t4~t5时间内转化率一定最低
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,t2时刻,改变条件,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,该反应正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,不可能是改变压强,故改变条件为使用催化剂,故A正确;
B.t3时刻,改变条件,正、逆反应速率降低,且正反应速率降低更多,平衡向逆反应移动,该反应正反应是放热反应,温度降低,平衡向正反应移动,故不可能为降低温度,故B错误;
C.t5时刻,改变条件,正、逆反应速率都增大,且逆反应速率增大更多,平衡向逆反应移动,该反应正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,不可能是改变压强,该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,故改变条件为升高温度,故C错误;
D.t2时刻,使用催化剂,平衡不移动,X的转化率不变,t3时刻,平衡向逆反应移动,X的转化率减小,t5时刻,升高温度,平衡向逆反应移动,X的转化率降低,则t6之后转化率更低,故D错误;
本题答案选A。
14. 一定条件下,在一密闭容器中投入一定量的氨气,发生反应,达到平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 压强:
B. b、c两点对应的平衡常数:
C. a点:
D. a点:的转化率为1/4
【答案】BD
【解析】
【分析】该反应为吸热且气体分子数增大的可逆反应。相同温度下压强越小,平衡正向移动程度越大,N2 的体积分数越大,故 p1 对应较低压强;平衡常数只随温度升高而增大;a 点 N2 的体积分数为 0.1。
【详解】A.相同温度下,压强越小平衡正向移动程度越大,N2 体积分数越大;同温下 p1 的 N2 体积分数大于 p2,故 p1 对应较低压强,A错误;
B.平衡常数仅与温度有关,该反应 ΔH>0,温度越高平衡常数越大;c 点温度高于 b 点,故 Kc>Kb,B正确;
C.平衡时不同物质的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,应为 3v正(NH3)=2v逆(H2),C错误;
D.设起始 NH3 为 1 mol,转化率为 x,则平衡时 NH3 为 1-x mol、N2 为 0.5x mol、H2 为 1.5x mol,总物质的量为 1+x mol;由 N2 的体积分数为 0.1 ,得 0.5x=0.1(1+x),解得 x=0.25,即 NH3 的转化率为 25%,D正确。
故选BD。
15. 为有效降低汽车尾气污染物的排放,我国科研人员研究出某反应可有效将污染物进行转化。在一定条件下,该反应经历三个基元反应,每个反应的历程如图所示(TS表示过渡态且图中物质均为气态),下列说法正确的是
A. 该反应过程中只涉及极性键的断裂与形成
B. 该化学反应的速率主要由反应①决定
C. 该过程的总反应为
D. 采用高温条件,可加快反应速率,提高平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.从3个反应历程看,该反应过程中不仅涉及极性键的断裂与形成,还涉及非极性键的形成,A错误;
B.比较3个反应历程的活化能可知,反应①的活化能最大,故反应速率最慢,是总反应的决速步,正确;
C.结合3个反应历程的相对能量差可知,总反应的,错误;
D.该总反应为放热反应,故采用高温条件可加快反应速率,但会降低平衡转化率,错误;
故选B。
三、非选择题:本题共5小题,每题12分共60分。
16. 中国载人航天,以星辰为纸、梦想为墨,在浩瀚宇宙中书写着东方大国的壮丽史诗。空间站中的一种氧气再生方法如图:
已知:i.萨巴蒂尔反应器中发生的反应为,该反应在一定温度下可自发进行。
ii.在298 K时,无限稀释溶液中几种离子的无限稀释摩尔电导率如表:
离子种类
无限稀释摩尔电导率
349.82
198.0
79.8
76.34
72
73.52
50.11
注:摩尔电导率越大,溶液的导电性越好。回答下列问题:
(1)从化学反应能量变化角度分析,下列属于放热反应的有__________(填选项字母)。
A. 电解水 B. 人的有氧呼吸 C. 萨巴蒂尔反应 D. 甲烷燃烧反应
(2)由表中数据分析,为了增强水溶液的导电性,电解水装置中电解质最好选__________(填试剂化学式);若电极为惰性电极,电解一段时间后溶液中的______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)生活中常用的碱性锌锰干电池,正极的电极反应式为__________。
(4)用盐酸与溶液进行中和反应热的测定。稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度均可视为,反应后生成的溶液的比热容。
①测定中和反应热的装置中,内筒和外壳的上口要相齐,主要目的是__________;重复实验三次,测得温度平均升高3.0℃,计算生成的__________。
②实验时若测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,直接去测NaOH溶液的温度,会导致测得的__________(“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)BCD (2) ①. H2SO4 ②. 增大
(3)
(4) ①. 减少热量散失 ②. -50.16 ③. 偏大
【解析】
【分析】人的有氧呼吸吸入氧气将有机物氧化分解释放二氧化碳,二氧化碳经过富集,在萨巴蒂尔反应器中发生的反应,得到甲烷和水,生成的水经过电解生成氢气,氢气可通入萨巴蒂尔反应器中循环利用。
【小问1详解】
A.电解水需要外界提供电能,属于吸热反应,A不符合题意;
B.人的有氧呼吸将有机物氧化分解并释放能量,属于放热反应,B符合题意;
C.萨巴蒂尔反应中气体分子数减小,即 ,该反应在一定温度下可自发进行,根据 ,推知 ,属于放热反应,C符合题意;
D.甲烷燃烧放出大量热,属于放热反应,D符合题意。
故答案选BCD。
【小问2详解】
根据表格数据, 的无限稀释摩尔电导率最大,为了显著增强水溶液的导电性且保证电解产物为氢气和氧气,电解质最好选用 。若使用惰性电极电解硫酸溶液,实质是电解水,溶剂水不断消耗减少,而硫酸的物质的量基本不变,导致溶液体积减小、浓度增大,因此溶液中的 增大。
【小问3详解】
碱性锌锰干电池中,正极发生还原反应,二氧化锰得到电子生成 ,在碱性条件下的电极反应式为 。
【小问4详解】
① 测定中和反应热时,内筒和外壳的上口相齐可以最大程度地减少装置内部与外界的热量交换,从而减少热量散失。反应中盐酸的物质的量为 , 的物质的量为 ,,盐酸不足,生成水的物质的量为 。反应放出的热量 ,则生成 的 。② 测量盐酸温度后未洗净温度计直接测 溶液温度,温度计上残留的少量盐酸会与 提前发生中和反应并放热,这部分热量未计入正式混合后的温升中,导致测得的温差 偏小,计算出的放热量绝对值偏小。由于中和反应的 ,放热越少, 的数值越接近0,即测得的 偏大。
17. 完成下列问题。
(1)已知:
则催化氢化合成甲醇的__________。
(2)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
①该反应的平衡常数表达式为____________________。
②如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
a.由表中数据判断该反应的___________0(填“>”、“=”或“<”)。
b.某温度下,将2 mol CO和6 mol 充入2 L的密闭容器中,充分反应10s后达到平衡时测得,则CO的转化率为__________________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是_______________。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.恒容充入 e.分离出甲醇
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中通入等物质的量的和,初始压强为100 kPa,发生反应:达平衡时压强变为110 kPa,该反应的平衡常数__________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)-48.9
(2) ①. ②. < ③. 80%
(3)de (4)15
【解析】
【小问1详解】
已知:
①
②
根据盖斯定律,将①+②可得目标反应:,则 。
【小问2详解】
①根据化学平衡常数的定义,该反应的平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积除以反应物平衡浓度幂之积,表达式为 。
②由表中数据可知,随着温度升高(250℃升至350℃),平衡常数
逐渐减小,说明升高温度平衡逆向移动。根据勒夏特列原理,升温平衡向吸热方向移动,故正反应为放热反应,即 ;
初始时 ,平衡时测得 ,则反应消耗的 。CO的转化率 。
【小问3详解】
a.该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,CO转化率降低,a不符合题意;
b.加入催化剂,只能加快反应速率,平衡不移动,转化率不变,b不符合题意;
c.增加CO的浓度,平衡正向移动,但CO自身的转化率降低,c不符合题意;
d.恒容充入 ,平衡正向移动,CO转化率增大,d符合题意;
e.分离出甲醇,生成物浓度减小,平衡正向移动,CO转化率增大,e符合题意。
故答案选d、e。
【小问4详解】
恒容密闭容器中通入等物质的量的 和 ,初始总压强为 ,则初始分压 ,。设反应消耗的 分压为 ,列三段式:
平衡时总压为 ,解得 。
平衡时各物质的分压为:,,。
该反应的平衡常数 。
18. Ⅰ、在2 L密闭容器中进行反应: ,m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如表所示:
X
Y
Z
Q
起始/mol
0.7
1
2 min末/mol
0.8
2.7
0.8
2.7
3 min末/mol
0.8
已知:2 min内,。
(1)试确定以下物质的物质的量:起始时__________,__________。
(2)化学方程式中__________,__________,__________,__________。
(3)用Z表示2 min内的反应速率为______________________________。
Ⅱ.某可逆反应在体积为5 L的密闭容器中进行,0~3 min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体):
(4)该反应的化学方程式为______________________________。
(5)在密闭容器里,通入 、 、 ,发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是__________(填字母标号)。
A. 降低温度 B. 加入催化剂
C. 增大容器体积 D. 恒容下,充入He
(6)加热依次发生的分解反应为① ②在2 L密闭容器中充入,加热到T ℃,达到平衡状态后为9 mol,为3.4 mol,则T ℃时反应①的平衡常数的值为 。
A. 10.7 B. 8.5 C. 9.6 D. 10.2
【答案】(1) ①. 2.3 ②. 3
(2) ①. 1 ②. 4 ③. 2 ④. 3
(3)
(4) (5)AC (6)B
【解析】
【小问1详解】
在 内,Z的物质的量变化量 ,说明反应逆向进行。
已知 ,则Q的物质的量变化量大小为 。因反应逆向进行,Q作为生成物其物质的量减少,故起始 。
由 可知,Y的物质的量变化量大小为 。因反应逆向进行,Y作为反应物其物质的量增加,故起始 。
【小问2详解】
内各物质的物质的量变化量大小分别为:;;;。化学计量数之比等于物质的量变化量之比,即 ,故 。
【小问3详解】
用Z表示 内的反应速率为 。
【小问4详解】
由图象可知,在 内,A的物质的量减少 ,B的物质的量减少 ,C的物质的量增加 。 后各物质的量不再变化,说明反应达到平衡。A、B为反应物,C为生成物,变化量之比等于化学计量数之比,即 ,故该反应的化学方程式为 。
【小问5详解】
A.降低温度,活化分子百分数降低,反应速率减小,A正确;
B.加入催化剂,降低反应活化能,反应速率增大,B错误;
C.增大容器体积,各气体物质的浓度减小,反应速率减小,C正确;
D.恒容下充入He,反应体系中各反应气体的浓度不变,反应速率不变,D错误。
故选AC。
【小问6详解】
设反应①消耗了 ,反应②消耗了 。
根据方程式:
①
②
达到平衡时,体系中 的物质的量为 , 的物质的量为 。联立解得 ,。平衡时剩余的 物质的量为 。容器体积为 ,则各物质的平衡浓度分别为:,,。反应①的平衡常数 。故选B。
19. 回答下列问题。
(1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护,烧杯内液体均为饱和食盐水。
①在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是__________(填装置序号)。
②为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述__________(填装置序号)装置原理进行防护。
(2)某同学设计了一种甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,如下图所示,
其中乙装置中间X为阳离子交换膜。电极A是__________极(“正”或“负”),电池工作时电极B的电极反应式为________________________________________。
(3)如果丙装置中粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,溶液的浓度将__________(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)若将甲装置改为铅蓄电池,当乙装置共产生标况下0.2 mol气体时,铅蓄电池的负极增重______g。
【答案】(1) ①. ① ②. ②③
(2) ①. 正 ②.
(3)减小 (4)9.6
【解析】
【分析】电化学串联装置中电极极性的判断由电解池的需求确定:乙中Fe若作阳极会失去电子溶解,故Fe只能作阴极、C作阳极,据此可确定电源的正、负极与甲中各气体入口。甲的负极上甲醇在碱性条件下被氧化,正极上O2被还原。丙为粗铜精炼,粗铜作阳极、纯铜作阴极,阳极溶解的铜少于阴极析出的铜,故溶液中硫酸铜的浓度减小。小问4由乙中两极气体的物质的量求出转移电子数,再按铅蓄电池负极(Pb转化为硫酸铅)每转移2 mol电子增重96 g计算。
【小问1详解】
在相同条件下比较三种装置:装置①中Fe比Cu活泼,Fe作原电池负极发生吸氧腐蚀,且无外接保护,腐蚀最快;装置②中Zn比Fe活泼,Fe作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法;装置③中Fe连接电源的负极、石墨连接电源的正极,Fe作电解池阴极被保护,属于外加电流的阴极保护法。因此铁电极腐蚀最快的是①,可采用②③装置的原理防止Fe被腐蚀。
【小问2详解】
乙装置为电解饱和食盐水:若Fe作阳极,Fe会失去电子而溶解,故Fe只能作阴极、C作阳极,C接电源正极、Fe接电源负极。由装置连线可知,甲中左侧电极A经导线连到丙的阳极粗铜,右侧电极B连到乙的阴极Fe,因此A是正极、B是负极。燃料电池中通入甲醇的电极B为负极,甲醇在KOH溶液中失去电子,电极反应式为;通入空气的电极A为正极,其电极反应式为。
【小问3详解】
丙装置为粗铜精炼:阳极(粗铜)中Zn、Cu等金属失去电子溶解,阴极上只有Cu2+得到电子析出。由于阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量(不足的电子由Zn等更活泼金属的溶解提供),因此溶液中CuSO4的浓度将减小。
【小问4详解】
乙装置电解饱和食盐水:阴极上水得电子生成H2,阳极上Cl−失去电子生成Cl2,当共产生标准状况下0.2 mol气体时,即生成0.1 mol H2和0.1 mol Cl2,电路中转移电子的物质的量为0.2 mol。铅蓄电池负极反应为,每转移2 mol电子负极增重96 g(1 mol Pb结合1 mol硫酸根生成1 mol PbSO4),故转移0.2 mol电子时负极增重。
20. 溴代烷的制备,常规工艺分“氧化”和“溴化”两个过程,通常以在合适温度下催化氧化HBr制备(溴易液化),注意控制温度和压强,再利用完成溴代过程来制备;新工艺是将烷烃、和混合,直接催化。“氧化溴化”得到溴代烷。回答下列问题:
(1)“溴化”时容器体积可变。在温度为时,向容器投入初始浓度均为的和,发生反应:,保持温度不变,压缩容器体积,测得不同容积下的平衡浓度如下表:
容器体积
m
0.09
0.25
当容器体积从缩小到,测得此时容器内只有气态组分,平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”),___________;容器体积缩小到时,平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。温度时,此反应在容积为和时化学平衡常数分别为、,则___________(填“>”“<”或“=”)。
(2)新工艺氧化溴化反应: 。反应起始物料、分别为、、时,在不同条件下达到平衡,设体系中物质的量分数为,、如图所示。
曲线I:为下的,曲线II:为下的
b点对应的温度为___________;a点对应的反应条件为___________;c点时,平衡常数___________(“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 不 ②. 0.027 ③. 逆向 ④. 大于
(2) ①. ②. 、 ③. 大于
【解析】
【小问1详解】
容器体积从缩小到时,测得此时容器内仅有四种气态组分,为气体,此时反应是气体体积不变的反应,温度不变时压缩容器体积,反应的平衡不发生移动,不变,即,解得m=0.027;
T K容器体积缩小到时发生的反应为,,时,说明平衡逆向移动,此时溴从气态变成液态。TK时,此反应在容积为时和时化学平衡常数,K1>K2。
【小问2详解】
由题干反应方程式 可知,恒温恒容下,增大压强平衡正向移动,即随着压强增大而增大,恒温时,压强增大,增大,因此过b点的为,即曲线Ⅰ,由图可知,b点对应的反应条件为、;平衡移动原理同理过a点的为x(CH3Br)-T,即曲线Ⅱ,根据上面分析,图像中曲线a为、,c点曲线Ⅰ为500K,曲线Ⅱ为625℃左右,反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,因此平衡常数大于。
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