2026-2027学年高二上学期期中考试自编模拟化学试卷(选必1第1、2章+第3章1-2节)(A卷)(全国)
2026-10-18
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内容正文:
2026-2027学年高二上学期期中考试模拟试卷(A卷)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。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.回答第Ⅰ卷时,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.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第1、2章和第3章第1-2节(人教版选择性必修1)。
5.难度系数:0.7
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 S-32 Cl-35.5 Mn-55
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更高
B.曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的变化只有化学能转化为热能
C.于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的石灰石煅烧是吸热反应
D.苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”所指高温时碳与水蒸气反应为放热反应
2.下列关于自发过程的说法中,正确的是
A.能够自发进行的反应一定是放热反应 B.的反应均是自发进行的反应
C.能够自发进行的反应一定是熵增的反应 D.反应是否自发进行必须综合考虑体系的焓变与熵变
3.在下列变化中,体系的熵值增加的是
A.水结冰 B.水蒸气冷凝
C.蔗糖在水中溶解 D.
4.在的溶液中存在如下电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,增大 B.加水稀释,平衡正向移动,增大
C.加入少量固体,平衡逆向移动,增大
D.通入少量,平衡正向移动,减小
5.已知硼酸()是一种弱酸,向硼酸中滴加足量的NaOH溶液只生成。下列说法正确的是
A.硼酸是三元酸
B.从分类角度来看属于正盐
C.硼酸在水中的电离方程式为
D.硼酸与NaOH反应的离子方程式为
6.常温下,在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A.由水电离产生的的溶液中:、、、
B.使甲基橙显黄色的溶液中:、、、
C.能使KSCN溶液变红的溶液中:、、、
D.常温下,的溶液:、、、
7.某兴趣小组用甲图所示装置探究常温下分别在饱和碳酸氢钠溶液与水中的溶解情况,并用压强传感器监测实验过程中压强的变化结果如乙图所示。
下列说法错误的是
A.点溶液的
B.由图可知实验室可采用排水法收集
C.产生乙图这种结果是因为抑制了的溶解
D.集气瓶中压强显著增大的原因是加入的液体压缩了体积
8.时,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是
A.物质的量浓度:
B.与足量锌粉反应,醋酸产生的氢气多
C.稀释相同倍数后,醋酸的pH变化大
D.中和等浓度的NaOH溶液,盐酸消耗的体积多
9.下列说法正确的是
A.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的不同
B.升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
C.用广泛试纸测得某溶液的为2.3
D.在时,与反应达到平衡状态放出热量,其热化学方程式为:
10.下列说法正确的是
①相同温度下,相等的盐酸、溶液中,相等
②某温度下,纯水中,其呈中性
③常温下的硝酸溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为
④相同条件下,中和和体积均相等的氨水、溶液,所需的物质的量相同
⑤用广泛pH试纸测得新制氯水溶液的pH值是3
⑥将的盐酸稀释一倍后,变为2.3(已知)
⑦相同且相同体积的①盐酸、②硫酸、③醋酸中,分别加入足量锌,相同状况下产生的:③>①=②
⑧室温,将的盐酸稀释到,所得溶液的为9
A.①②③⑥⑦ B.②⑤⑦ C.①②③⑤ D.①④⑦
11.在恒温恒容的密闭容器中,进行如下可逆反应:,现有三个相同体积的容器甲、乙、丙,在相同温度下分别投入:
甲:和 乙:和 丙:和
达到平衡后,关于各容器中反应物转化率的说法,正确的是
A.甲中A的转化率大于乙中A的转化率 B.乙中A的转化率大于甲中A的转化率
C.丙中A的转化率小于甲中A的转化率 D.甲、乙两容器中A的转化率相等
12.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的反应。我国学者发现T℃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所示(已知:为,为,为)。下列说法正确的是
A.为该反应的催化剂 B.活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.反应Ⅱ过程中有极性的键断裂和非极性键的形成 D.反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应
13.已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,Ⅰ表示中间体。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应 B.该历程中的最大能垒(活化能)
C.使用高效催化剂可以降低反应所需的活化能和反应热 D.该反应历程中包含3个基元反应
14.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
15.大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线,已知反应:,在有存在时(对反应有催化作用)的反应机理为:基元反应①:,基元反应②:,反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.表示存在时反应过程的能量变化
B.是反应的催化剂,改变了反应历程,但不变
C.决定反应速率的是基元反应②
D.增大压强能增加单位体积内总分子数、
加入催化剂能增大活化分子百分数
第II卷(非选择题 共55分)
16.(14分)燃料燃烧过程中释放出的热量是人类生产生活所需要能量的重要来源。
(1)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ:
途径Ⅱ:先制成水煤气:
再燃烧水煤气:
途径Ⅰ放出的热量________________(填“>”“<”或“=”)途径Ⅱ放出的热量,、、、的数学等式关系为________________。
(2)已知某些燃料的燃烧热如表所示:
燃料
(l,辛烷)
燃烧热
-286.0
-283.0
-890.0
-5518.0
写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式________________________。
(3)燃料的热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,其常用的单位为kJ/g。上表所列燃料中热值最大的是________________(填化学式),放出相同的热量时选择________________(填“”或“”)作为燃料产生的二氧化碳较少。
(4)现有112 L(折算成标准状况下)与的混合气体,完全燃烧生成和时放出3846.0 kJ的热量,则原混合气体中与的物质的量之比是________________(填序号)。
A.4∶1 B.1∶4 C.1∶2 D.2∶1
(5)将上题所生成的气体通入3 L 2 mol/L溶液中充分反应(不考虑气体的逸出),所得的盐为________________(填化学式),反应放出热量m kJ。若该条件下,将1 mol通入1 L 2 mol/L溶液中充分反应放出n kJ的热量。则与溶液反应生成的热化学方程式为________________(用含m、n的式子表示)。
17.(14分)非金属元素在生产生活中扮演着重要角色,在众多化工原料和产品中,都能见到硫和氮等元素的踪迹。
I.是一种弱酸,其性质不稳定,受热易分解。它的一种盐是常见的防腐剂、护色剂。
(1)NaNO2的化学名称为__________。
(2)分解的产物中有一种强酸和一种无色有毒气体,二者物质的量之比为,写出受热分解的化学方程式____________________。
(3)溶液中存在着电离平衡。下列操作中,能够使平衡向正反应方向移动的是_____(填字母,下同):达到新的平衡后增大的是_____。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加入固体
Ⅱ.以黄铁矿、纯碱为原料,制备硫代硫酸钠的转化关系如下图所示。A、B、C均为含硫元素的物质,A为气体,B为淡黄色固体。
(4)S元素在元素周期表中的位置是__________。
(5)反应①将黄铁矿粉碎后充分煅烧,生成A和,A为__________ (填化学式)。
(6)在酸性条件下不稳定,写出向溶液中滴加稀硫酸的离子方程式_______________。
(7)反应③除B外,还生成FeO。若B与C恰好按1:1的比例完全反应,则理论上反应①和反应③需要消耗的氧气质量之比为__________。
18.(12分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题:
光气在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。工业上常利用废气CO2通过反应: ,制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压密闭容器中充入1mol CO2与足量的碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
(1)①T℃时,在容器中若充入稀有气体,平衡______移动(填“正向”“逆向”或“不”,下同);若充入等体积的CO2和CO,平衡______移动。
②CO体积分数为80%时,CO2的转化率为______。
(2)研究表明,温度、压强对反应
“ ”中反应物乙苯的平衡转化率影响如下图所示:
则______0(填“>”“<”或“=”),压强、、从大到小的顺序是______。
(3)CO可被氧化:。当温度高于225℃时,反应速率、,、分别为正、逆反应速率常数。则、与该反应的平衡常数K之间的关系为______。
19.(15分)甲醇()是全球产量仅次于乙烯的第二大基础化工原料,既是“合成原料的万能钥匙”,又是极具前景的清洁燃料与氢能载体,在能源安全与碳中和路径中扮演着关键角色。
I.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了光催化加氢合成甲醇的反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。
(1)被催化剂吸附后,能量___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(2)该反应历程中,决速步骤的反应方程式为_________________________________。
(3)下列说法正确的有________。
A.该光催化剂节能高效,可提高加氢合成甲醇的平衡转化率
B.该反应绿色环保,原子利用率为
C.该反应过程中只涉及极性键断裂和形成
D.催化剂可以通过改变反应进行的方式改变活化能
II.某温度下,将足量甲醇液体快速注入抽真空的刚性密闭容器,加入选择性催化剂,检测其实时压强随时间变化图如下:
时刻进行甲醇的蒸发平衡反应①:
时刻加入使反应②:催化分解制氢的选择性催化剂
(4)求___________。
(5)从平衡移动分析最适宜甲醇分解制氢的条件是________。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(6)判断时刻甲醇分压与时刻甲醇分压的大小关系:___________(填“”、“”或“”)。
(7)在时刻改变下列条件,重新平衡之后,下列预测正确的有________。
A.升高温度,的物质的量增加
B.压缩容器,的体积分数下降
C.增大容器体积,的转化率上升
D.将和CO按通入体系,CO分压下降
(8)计算该温度下反应②的平衡压强常数___________(用、表示)。
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2026-2027学年高二上学期期中考试模拟试卷(A卷)全解全析
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。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.回答第Ⅰ卷时,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.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第1、2章和第3章第1-2节(人教版选择性必修1)。
5.难度系数:0.7
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 S-32 Cl-35.5 Mn-55
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更高
B.曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的变化只有化学能转化为热能
C.于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的石灰石煅烧是吸热反应
D.苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”所指高温时碳与水蒸气反应为放热反应
【答案】C
【详解】A.等质量的冰融化成水需要吸收热量,说明水的能量高于冰,冰的能量更低,A错误;
B.豆萁燃烧过程中,化学能除转化为热能外,还会转化为光能,并非只有化学能转化为热能,B错误;
C.石灰石煅烧是高温分解为和的反应,属于吸热反应,C正确;
D.高温下碳与水蒸气反应生成和,该反应为吸热反应,D错误;
故选C。
2.下列关于自发过程的说法中,正确的是
A.能够自发进行的反应一定是放热反应
B.的反应均是自发进行的反应
C.能够自发进行的反应一定是熵增的反应
D.反应是否自发进行必须综合考虑体系的焓变与熵变
【答案】D
【详解】A.若反应且,高温下也可满足自发进行,因此能够自发进行的反应不一定是放热反应,A错误;
B.的反应若,高温下,反应不能自发进行,因此的反应不一定均能自发进行,B错误;
C.若反应且,低温下也可满足自发进行,因此能够自发进行的反应不一定是熵增的反应,C错误;
D.反应自发的判据为,反应是否自发进行需要结合焓变、熵变和温度共同判断,即必须综合考虑体系的焓变与熵变,D正确;
故选D。
3.在下列变化中,体系的熵值增加的是
A.水结冰 B.水蒸气冷凝
C.蔗糖在水中溶解 D.
【答案】C
【详解】A.水结冰是液态水变为固态冰,体系混乱度减小,熵值减小,A错误;
B.水蒸气冷凝是气态水变为液态水,体系混乱度减小,熵值减小,B错误;
C.蔗糖在水中溶解,蔗糖晶体分散为自由移动的分子,体系混乱度增大,熵值增加,C正确;
D.反应中反应物为两种气体,生成物为固体,体系混乱度减小,熵值减小,D错误;
故选C。
4.在的溶液中存在如下电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,增大
B.加水稀释,平衡正向移动,增大
C.加入少量固体,平衡逆向移动,增大
D.通入少量,平衡正向移动,减小
【答案】B
【详解】A.弱电解质的电离为吸热过程,温度升高,平衡正向移动,增大,A正确;
B.越稀越电离,加水稀释,平衡正向移动,但减小,B错误;
C.加入,增大,平衡逆向移动,增大,C正确;
D.通入少量,平衡正向移动,不变,增大,则减小,D正确;
故选B。
5.已知硼酸()是一种弱酸,向硼酸中滴加足量的NaOH溶液只生成。下列说法正确的是
A.硼酸是三元酸
B.从分类角度来看属于正盐
C.硼酸在水中的电离方程式为
D.硼酸与NaOH反应的离子方程式为
【答案】B
【分析】由题给产物可知,盐中的阴离子为。将其与比较可知,每个硼酸分子结合一个形成该阴离子。根据原子守恒,硼酸与氢氧化钠的反应可表示为,因此硼酸与氢氧化钠完全反应时的物质的量之比为。
【详解】A.酸的元数不能仅根据其化学式中的氢原子数判断。由硼酸与氢氧化钠的反应关系可知,1 mol硼酸完全反应消耗1 mol NaOH,因此硼酸是一元酸,A错误;
B.题中加入足量NaOH后只生成,说明该盐是硼酸与氢氧化钠完全中和的产物。盐中的离子为和,其中的氢原子和羟基属于整个酸根离子的组成部分,不能据此将其判为酸式盐或碱式盐,因此属于正盐,B正确;
C.硼酸是弱酸,应使用可逆号表示其在水中的电离;由题给产物可知,形成的阴离子为。硼酸结合水电离产生的,溶液中同时产生,因此电离方程式应为。原式的关系符号和阴离子均不正确,且遗漏了参与反应的水,C错误;
D.硼酸是弱酸,在离子方程式中应保留其化学式;NaOH和生成的可溶性盐拆成离子后,消去两边的,得到正确的离子方程式为,不能写成,D错误;
故选B。
6.常温下,在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A.由水电离产生的的溶液中:、、、
B.使甲基橙显黄色的溶液中:、、、
C.能使KSCN溶液变红的溶液中:、、、
D.常温下,的溶液:、、、
【答案】D
【详解】A.由水电离产生的的溶液中水的电离被抑制,溶液可能呈酸性或碱性,酸性条件下具有强氧化性,可与发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;
B.甲基橙显黄色的溶液,若为酸性,与结合生成弱电解质;若为碱性,与生成沉淀,不能大量共存,B错误;
C.能使KSCN溶液变红的溶液含大量,与发生双水解反应生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体,不能大量共存,C错误;
D.常温下,则,溶液呈碱性,、、、之间互不反应,也不与反应,可大量共存,D正确;
故选D。
7.某兴趣小组用甲图所示装置探究常温下分别在饱和碳酸氢钠溶液与水中的溶解情况,并用压强传感器监测实验过程中压强的变化结果如乙图所示。
下列说法错误的是
A.点溶液的
B.由图可知实验室可采用排水法收集
C.产生乙图这种结果是因为抑制了的溶解
D.集气瓶中压强显著增大的原因是加入的液体压缩了体积
【答案】B
【详解】A.点为溶于水形成的碳酸溶液,碳酸电离使溶液显酸性,故,A正确;
B.从图像可以看出,二氧化碳在水中仍有可观的溶解量,排水法收集二氧化碳会导致收集效率低,因此实验室常规并不采用排水法收集二氧化碳,B错误;
C.溶于水存在平衡,饱和碳酸氢钠溶液中高浓度的会使上述平衡逆向移动,抑制的溶解,因此抑制的溶解,C正确;
D.加入液体时,瓶内气体的存在空间被液体占据,气体体积被压缩,因此压强瞬间显著增大,D正确;
故答案选B。
8.时,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是
A.物质的量浓度:
B.与足量锌粉反应,醋酸产生的氢气多
C.稀释相同倍数后,醋酸的pH变化大
D.中和等浓度的NaOH溶液,盐酸消耗的体积多
【答案】B
【详解】A.是强酸完全电离,是弱酸部分电离,等pH说明两溶液中相等,因此,A错误;
B.两溶液体积相同,更大,故总物质的量更多,与足量锌粉反应时,产生氢气的量由酸的总物质的量决定,因此醋酸产生的氢气多,B正确;
C.稀释相同倍数时,醋酸的电离平衡正向移动,会补充电离出,因此醋酸中下降幅度更小,pH变化更小,C错误;
D.中和反应消耗的量与酸的总物质的量成正比,的物质的量更大,因此醋酸消耗等浓度溶液的体积更多,D错误;
故选B。
9.下列说法正确的是
A.同温同压下,反应在光照和点燃条件下的不同
B.升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
C.用广泛试纸测得某溶液的为2.3
D.在时,与反应达到平衡状态放出热量,其热化学方程式为:
【答案】B
【详解】A.焓变只与反应物和生成物的总能量相对大小有关,与反应条件无关,同温同压下该反应光照和点燃的相同,A错误;
B.升高温度,分子平均能量升高,活化分子的百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增加,反应速率增大,B正确;
C.广泛试纸的测量精度为1,只能得到整数的,无法测得,C错误;
D.与合成氨的反应为可逆反应,和不能完全反应,热化学方程式中的对应反应物完全转化的焓变,故,D错误;
故答案选B。
10.下列说法正确的是
①相同温度下,相等的盐酸、溶液中,相等
②某温度下,纯水中,其呈中性
③常温下的硝酸溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为
④相同条件下,中和和体积均相等的氨水、溶液,所需的物质的量相同
⑤用广泛pH试纸测得新制氯水溶液的pH值是3
⑥将的盐酸稀释一倍后,变为2.3(已知)
⑦相同且相同体积的①盐酸、②硫酸、③醋酸中,分别加入足量锌,相同状况下产生的:③>①=②
⑧室温,将的盐酸稀释到,所得溶液的为9
A.①②③⑥⑦ B.②⑤⑦ C.①②③⑤ D.①④⑦
【答案】A
【详解】①相同温度下为定值,pH相等则相等,,故两溶液中相等,①正确;
②纯水中始终满足,无论数值多少均呈中性,②正确;
③常温下pH=1的硝酸电离出,溶液中,是由水电离出的,则水电离出的,则硝酸电离出的与水电离出的之比值为,③正确;
④pH、体积均相等的氨水和NaOH溶液相比,氨水的总浓度远大于NaOH溶液,则中和时氨水消耗HCl更多,所需HCl物质的量不相等,④错误;
⑤新制氯水具有漂白性,可漂白广泛pH试纸,无法测得其pH为3,⑤错误;
⑥pH=2的盐酸中,稀释一倍后,,⑥正确;
⑦相同和体积的强酸(盐酸、硫酸)可电离的总物质的量相等,醋酸是弱酸,溶液中还存在大量未电离的溶质,最终能提供的更多,故产氢量③>①=②,⑦正确;
⑧的盐酸中,加水稀释到时,溶液中的应包含盐酸和水电离的浓度之和,该数值接近,所得溶液的接近7,但一定小于7,不可能为9显碱性,⑧错误;
综上所述①②③⑥⑦均正确,④⑤⑧均错误;
故答案选A。
11.在恒温恒容的密闭容器中,进行如下可逆反应:,现有三个相同体积的容器甲、乙、丙,在相同温度下分别投入:
甲:和
乙:和
丙:和
达到平衡后,关于各容器中反应物转化率的说法,正确的是
A.甲中A的转化率大于乙中A的转化率
B.乙中A的转化率大于甲中A的转化率
C.丙中A的转化率小于甲中A的转化率
D.甲、乙两容器中A的转化率相等
【答案】B
【详解】乙的投料为甲的2倍,恒温恒容条件下相当于对甲的平衡体系增大压强,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,乙中的转化率大于甲;丙和甲中的投料量相同,丙中的浓度更大,增大反应物的浓度平衡正向移动,的转化率增大,故丙中的转化率大于甲中的转化率,故选B。
12.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的反应。我国学者发现T℃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所示(已知:为,为,为)。下列说法正确的是
A.为该反应的催化剂
B.活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.反应Ⅱ过程中有极性的键断裂和非极性键的形成
D.反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应
【答案】C
【详解】A.是反应Ⅰ的生成物、反应Ⅱ的反应物,属于中间产物,不是催化剂,A错误;
B.活化能为反应物到对应过渡态的能量差,由能量图可知反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ,B错误;
C.反应Ⅱ为和反应生成和,过程中断裂、等极性键,形成非极性键,存在极性键断裂和非极性键形成,C正确;
D.反应Ⅰ生成物总能量高于反应物,为吸热反应,仅反应Ⅱ为放热反应,并非二者均为放热反应,D错误;
故答案选C。
13.已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,Ⅰ表示中间体。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.该历程中的最大能垒(活化能)
C.使用高效催化剂可以降低反应所需的活化能和反应热
D.该反应历程中包含3个基元反应
【答案】D
【详解】A.由图可知,反应物的相对能量为,生成物的相对能量为,生成物总能量低于反应物总能量,因此该反应为放热反应,A错误;
B.最大能垒是过渡态与前一个中间体/反应物的能量差:TS2对应的正反应活化能为,B错误;
C.催化剂可以降低反应所需的活化能,但只能改变反应路径,不能改变反应物和生成物的总能量差,因此反应热是不变的,C错误;
D.基元反应对应“反应物→过渡态→中间体/生成物”的完整步骤,图中共有3个过渡态(TS1、TS2、TS3),对应3个基元反应,D正确;
故答案选D。
14.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
【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。
15.大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线,已知反应:,在有存在时(对反应有催化作用)的反应机理为:基元反应①:,基元反应②:,反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.表示存在时反应过程的能量变化
B.是反应的催化剂,改变了反应历程,但不变
C.决定反应速率的是基元反应②
D.增大压强能增加单位体积内总分子数、加入催化剂能增大活化分子百分数
【答案】C
【详解】A.是反应的催化剂,能降低反应的活化能,曲线b的活化能低于曲线a,因此b表示存在时反应过程的能量变化,A正确;
B.催化剂可以改变反应历程,降低反应的活化能,但反应的只由反应的始态和终态决定,与反应历程无关,因此反应的不变,B正确;
C.多步基元反应的总反应速率由活化能最大的慢反应决定,由图可知,即基元反应①的活化能更大,为决速步,因此决定总反应速率的是基元反应①,C错误;
D.增大压强,可通过缩小反应体系体积实现的,会让单位体积内的总分子数增加;加入催化剂,可以降低反应的活化能,使一部分能量较低的分子变为活化分子,从而增大活化分子百分数,D正确;
故选C。
第II卷(非选择题 共55分)
16.(14分)燃料燃烧过程中释放出的热量是人类生产生活所需要能量的重要来源。
(1)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ:
途径Ⅱ:先制成水煤气:
再燃烧水煤气:
途径Ⅰ放出的热量________________(填“>”“<”或“=”)途径Ⅱ放出的热量,、、、的数学等式关系为________________。
(2)已知某些燃料的燃烧热如表所示:
燃料
(l,辛烷)
燃烧热
-286.0
-283.0
-890.0
-5518.0
写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式________________________。
(3)燃料的热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,其常用的单位为kJ/g。上表所列燃料中热值最大的是________________(填化学式),放出相同的热量时选择________________(填“”或“”)作为燃料产生的二氧化碳较少。
(4)现有112 L(折算成标准状况下)与的混合气体,完全燃烧生成和时放出3846.0 kJ的热量,则原混合气体中与的物质的量之比是________________(填序号)。
A.4∶1 B.1∶4 C.1∶2 D.2∶1
(5)将上题所生成的气体通入3 L 2 mol/L溶液中充分反应(不考虑气体的逸出),所得的盐为________________(填化学式),反应放出热量m kJ。若该条件下,将1 mol通入1 L 2 mol/L溶液中充分反应放出n kJ的热量。则与溶液反应生成的热化学方程式为________________(用含m、n的式子表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)B
(5)
【详解】(1)根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关。途径Ⅰ和途径Ⅱ的始态和终态完全相同,故放出的总热量相等。将途径Ⅱ的三个反应依次命名为反应①、②、③,根据盖斯定律,将反应①+反应②+反应③即可得到途径Ⅰ的反应,故焓变关系为;
(2)燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定稳定产物时放出的热量。辛烷燃烧生成液态水和二氧化碳气体,结合表格数据,其热化学方程式为:;
(3)根据表中数据计算各燃料的热值:为,为,为,辛烷为,故热值最大的是。生成1 mol时,放出热量,放出热量,故放出相同热量时,产生的二氧化碳较少;
(4)混合气体的总物质的量为。设和的物质的量分别为和,则有,,解得,。故原混合气体中与的物质的量之比为,故答案选B;
(5)上题中生成的物质的量为4 mol,的物质的量为。,介于1:1和1:2之间,故反应生成的盐为和。设生成和的物质的量分别为和,由碳原子和钾原子守恒得,,解得,。根据题意,4 mol和6 mol反应放热m kJ,热化学方程式为:(反应Ⅰ);1 mol与2 mol反应生成的热化学方程式为:(反应Ⅱ);根据盖斯定律,可得,其。
17.(14分)非金属元素在生产生活中扮演着重要角色,在众多化工原料和产品中,都能见到硫和氮等元素的踪迹。
I.是一种弱酸,其性质不稳定,受热易分解。它的一种盐是常见的防腐剂、护色剂。
(1)NaNO2的化学名称为__________。
(2)分解的产物中有一种强酸和一种无色有毒气体,二者物质的量之比为,写出受热分解的化学方程式____________________。
(3)溶液中存在着电离平衡。下列操作中,能够使平衡向正反应方向移动的是_____(填字母,下同):达到新的平衡后增大的是_____。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加入固体
Ⅱ.以黄铁矿、纯碱为原料,制备硫代硫酸钠的转化关系如下图所示。A、B、C均为含硫元素的物质,A为气体,B为淡黄色固体。
(4)S元素在元素周期表中的位置是__________。
(5)反应①将黄铁矿粉碎后充分煅烧,生成A和,A为__________ (填化学式)。
(6)在酸性条件下不稳定,写出向溶液中滴加稀硫酸的离子方程式_______________。
(7)反应③除B外,还生成FeO。若B与C恰好按1:1的比例完全反应,则理论上反应①和反应③需要消耗的氧气质量之比为__________。
【答案】(1)
亚硝酸钠
(2)
(3) AB AC
(4)
第三周期第VIA族
(5)
(6)
(7)
【详解】(1) 是由钠离子和亚硝酸根离子构成的盐,其化学名称为亚硝酸钠;
(2) 受热分解生成一种强酸(即硝酸 )和一种无色有毒气体(即一氧化氮 ),且二者物质的量之比为 ,根据氧化还原反应规律及原子守恒,该反应的化学方程式为 。
(3)弱电解质的电离过程是吸热的,升高温度,电离平衡正向移动,达到新平衡后 增大;加水稀释,电离平衡正向移动,但由于溶液体积增大,达到新平衡后 减小;加入 固体,溶液中 浓度瞬间增大,平衡逆向移动,但达到新平衡后 仍比原平衡大。因此,能够使平衡向正反应方向移动的是A、B,达到新的平衡后 增大的是A、C;
(4)S元素的原子序数为16,核外电子排布为2、8、6,位于元素周期表第三周期第VIA族;
(5)黄铁矿(主要成分为 )在足量空气中充分煅烧,发生反应 ,生成的气体A为 ;
(6) 在酸性条件下不稳定,会发生歧化反应,生成硫单质沉淀、二氧化硫气体和水,其离子方程式为 ;
(7)反应①的化学方程式为 ;反应②中 通入足量纯碱溶液生成 (即物质C);反应③中黄铁矿在少量空气中反应生成 和淡黄色固体S(即物质B),化学方程式为 ,B与C恰好按 的比例完全反应生成 ,假设反应消耗了 S,则同时需消耗 ,生成 S,根据反应③可知需消耗 ;生成 需要 ,根据反应①可知生成 需消耗 。因此,理论上反应①和反应③需要消耗的氧气物质的量之比为 ,同种物质的质量之比等于物质的量之比,故质量之比也为 。
18.(12分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题:
光气在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。工业上常利用废气CO2通过反应: ,制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压密闭容器中充入1mol CO2与足量的碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
(1)①T℃时,在容器中若充入稀有气体,平衡______移动(填“正向”“逆向”或“不”,下同);若充入等体积的CO2和CO,平衡______移动。
②CO体积分数为80%时,CO2的转化率为______。
(2)研究表明,温度、压强对反应
“ ”中反应物乙苯的平衡转化率影响如下图所示:
则______0(填“>”“<”或“=”),压强、、从大到小的顺序是______。
(3)CO可被氧化:。当温度高于225℃时,反应速率、,、分别为正、逆反应速率常数。则、与该反应的平衡常数K之间的关系为______。
【答案】(1) 正向 不 67%
(2) >
(3)
【详解】(1)①该反应正向气体分子数增大,恒温恒压时充入稀有气体相当于减压,平衡正向移动;由图像可知,T℃反应达到平衡时CO2、CO的体积分数相同,即浓度相等,恒压时充入等体积的CO2、CO,平衡不移动;
②设CO2的转化率为a,由已知列三段式:,列出关系式:,解得a=0.67,CO2的转化率为67%;
(2)温度越高,乙苯的平衡转化率越高,说明升高温度,平衡正向移动,;该反应是气体分子数增大的反应,压强越大,乙苯的平衡转化率越低,所以;
(3)
达到平衡时,,即,所以。
19.(15分)甲醇()是全球产量仅次于乙烯的第二大基础化工原料,既是“合成原料的万能钥匙”,又是极具前景的清洁燃料与氢能载体,在能源安全与碳中和路径中扮演着关键角色。
I.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了光催化加氢合成甲醇的反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。
(1)被催化剂吸附后,能量___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(2)该反应历程中,决速步骤的反应方程式为_________________________________。
(3)下列说法正确的有________。
A.该光催化剂节能高效,可提高加氢合成甲醇的平衡转化率
B.该反应绿色环保,原子利用率为
C.该反应过程中只涉及极性键断裂和形成
D.催化剂可以通过改变反应进行的方式改变活化能
II.某温度下,将足量甲醇液体快速注入抽真空的刚性密闭容器,加入选择性催化剂,检测其实时压强随时间变化图如下:
时刻进行甲醇的蒸发平衡反应①:
时刻加入使反应②:催化分解制氢的选择性催化剂
(4)求___________。
(5)从平衡移动分析最适宜甲醇分解制氢的条件是________。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(6)判断时刻甲醇分压与时刻甲醇分压的大小关系:___________(填“”、“”或“”)。
(7)在时刻改变下列条件,重新平衡之后,下列预测正确的有________。
A.升高温度,的物质的量增加
B.压缩容器,的体积分数下降
C.增大容器体积,的转化率上升
D.将和CO按通入体系,CO分压下降
(8)计算该温度下反应②的平衡压强常数___________(用、表示)。
【答案】(1)降低
(2)HCOO*+5H*=HCOOH*+4H*或HCOO*+H*=HCOOH*
(3)D
(4)+127.9kJ·mol-1
(5)B
(6)=
(7)AC
(8)
【详解】(1)如图,CO2(g)+6H*到CO2*+6H*,纵坐标相对能量降低,则被催化剂吸附后,能量降低;
(2)决速步骤:反应历程中活化能最大的一步(能垒最高),图中过渡态2所处的步骤的能垒最高,反应物为HCOO*+5H*,生成HCOOH*+4H*;故反应方程式为:HCOO*+5H*=HCOOH*+4H*或HCOO*+H*=HCOOH*;
(3)A.催化剂不能改变平衡转化率,只加快反应速率;A错误;
B.总反应CO2+3H2CH3OH+H2O,生成物2种,原子利用率不是100%;B错误;
C.反应过程中涉及H-H非极性键的断裂,C错误;
D.催化剂改变反应路径(反应进行方式),从而降低活化能,D正确;
故选D;
(4)①CH3OH(l)CH3OH(g) ΔH1=+37.4kJ·mol-1;
② CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2=+90.5kJ·mol-1;
由盖斯定律得:目标反应=反应①+反应②,则ΔH=+37.4+90.5=+127.9kJ· mol-1;
(5)反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的ΔH>0,正向气体分子数增大;要使平衡正向移动,可采用高温、低压条件;故选B;
(6)t1时,只有蒸发平衡①,CH3OH(g)分压为x;t2加入催化剂,CH3OH(g)发生分解反应②,消耗CH3OH(g);液体甲醇继续蒸发补充,重新平衡后,同温度下液体饱和蒸气压不变;t3达到新平衡,体系里液态甲醇足量,CH3OH(g)分压仍等于饱和蒸气压;故p1=p2;
(7)A.升高温度,平衡正向移动,H2物质的量增加,A正确;
B.压缩容器(加压),平衡逆向移动。但液态甲醇会蒸发,甲醇分压维持饱和蒸气压不变。加压逆向移动使CH3OH(g)物质的量增多,CH3OH(g)体积分数上升,B错误;
C.增大容器体积,减压,平衡正向移动,CH3OH(g)转化率上升;C正确;
D.将H2和CO按1:1通入体系,生成物浓度增大,平衡逆向移动。逆向消耗CO,CO分压先增大,逆向消耗一部分,但最终分压仍然高于原来,D错误;
故选AC;
(8)t3平衡:CH3OH(g)分压:p(CH3OH)=x;总压y=p(CH3OH) + p(CO) + p(H2);p(H2)=2p(CO);设分解生成的CO的分压p(CO)=a,则p(H2)=2a;总压y=x+a+2a3a=y-xa=;p(CO)=,p(H2)=;则Kp===Pa2。
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