精品解析:陕西咸阳市武功县普集高级中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-19
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内容正文:
普集高中2026—2027学年度高二第一学期月质量检测
高二化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
考号:__________姓名__________班级__________
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:选择性必修1(第一章、第二章1,2节部分)。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Fe56 Cu64
一、选择题(共15个小题,每小题4分,共60分。每小题只有一项是符合题目要求的。)
1. 生活处处都与化学反应有关,下列生活中发生的反应属于吸热反应的是
A. 钢铁生锈 B. 蒸馒头时小苏打受热分解
C. 食物的腐败 D. 生石灰制熟石灰
2. 已知:,不同条件下反应过程能量变化如图所示。
下列说法中不正确的是
A. 反应的△H<0
B. 过程b使用了催化剂
C. 使用催化剂不能提高活化分子百分数
D. 过程b发生两步反应,第一步为吸热反应,且反应比第二步慢
3. 我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用如下示意图表示,下列说法不正确的是
A. ①→②过程属于放热反应
B. 由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%
C. 反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成
D. X的空间结构为正四面体,Y的结构式为O﹣C﹣O、M为乙醇(C2H5OH)
4. 下列关于热化学方程式的描述或结论正确的是
选项
已知热化学方程式
有关描述或结论
A
氧气的能量比臭氧的高
B
含的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出的热量约为14.3 kJ
C
丙烷比乙烯稳定
D
①
②
A. A B. B C. C D. D
5. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. 已知正丁烷的燃烧热为2878,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为
B. 已知在一定条件下,2mol 与1mol 充分反应后,释放出98kJ的热量,则其热化学方程式为
C. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为
D. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
6. 下列关于化学反应速率的说法正确的是
A. 催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能,加快反应速率
B. 升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大,且对正反应速率影响更大
C. 增大压强一定可以增大反应速率
D. 其它条件不变时,充入反应物,一定可以加快反应速率
7. ,反应达平衡时,下列措施能提高转化率的是
①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加的浓度 ④加压 ⑤催化剂
A. ①④ B. ①② C. ②⑤ D. ③④
8. 已知反应2NO + 2H2 = N2 + 2H2O的速率方程为υ= kc2(NO)· c(H2)(k为速率常数),其反应历程如下:
① 2NO + H2 → N2+H2O2 慢 ; ② H2O2 + H2 → 2H2O 快
下列说法不正确的是
A. 升高温度,可提高反应①、②的反应速率
B. c (NO) 、c(H2)增大相同的倍数,对总反应的反应速率的影响程度相同
C. 该反应的快慢主要取决于反应①
D. 可逆反应使用催化剂加快反应速率时,正逆反应的活化能均减小
9. 某温度下,密闭容器中发生反应 下列说法正确的是
A. 当时,反应达到平衡状态
B. 当12个键断裂的同时有12个键形成,反应达到平衡状态
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. 其他条件不变,仅将容器体积扩大一倍,再次达到平衡时,的新平衡浓度最终比原平衡时浓度减小
10. 上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ 反应物的相对能量为0kJ/mol]的反应历程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变:
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是AuF
C. 催化剂可以增大活化分子百分数,但不能改变平衡转化率
D. 稳定性:过渡态1>过渡态2
11. 下列实验方案能达到相应目的的是
选项
实验方案
目的
A
常温下,将等质量、等直径的铝粒分别加入和溶液中反应
比较浓度对化学反应速率的影响
B
常温下,向某密闭容器中充入气体,一段时间后压缩容器体积为原来的一半,观察气体颜色变化
探究压强对化学平衡的影响
C
向两份等浓度等体积的溶液中分别加入2滴等浓度的和溶液,观察产生气泡的速率
探究和的催化能力强弱
D
向5mL 溶液中滴加溶液5~6滴,充分反应,测得溶液中除含有外,还含有
判断该反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
12. 在恒温恒容密闭容器中,投入一定量X,发生反应:,下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是
①单位时间内生成n mol Z的同时消耗2n mol Y
②Y的浓度不再改变
③Y与Z的物质的量之比为2:1
④2v(Y)正=v(Z)逆
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥容器内密度不再改变
A. ①②③ B. ①②⑤ C. ②③⑤ D. ②④⑥
13. NH3原NO,其反应过程与能量关系如图1所示;有氧条件下,Fe3+催化NH3还原NO的反应历程如图2所示。下列说法正确的是
A. 图1所示热化学方程式为
B. 图1所示反应产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:3
C. 图2所示过程中的物质的量减少
D. 图2所示过程生成1mol氮气,转移电子的数目为2.4mol
14. 在一定体积的密闭容器中,进行如下反应:,其化学平衡常数和温度的关系如下表所示:
℃
700
800
830
1000
1200
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
下列说法错误的是
A. 该反应化学平衡常数的表达式
B. 该反应为吸热反应
C. 某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:,试判此时的温度为830℃
D. 700℃下,测得某容器中、、CO、浓度均为则此时
二、填空题(本大题共4小题,合计58分)
15. 能源是现代社会物质文明的原动力,研究化学反应能量变化意义重大。回答下列问题:
Ⅰ.氢能是极具发展潜力的清洁能源,被誉为“21世纪终极能源”。氢气的制备和应用是目前的研究热点。
(1)①由如图的能量转化关系可知生成需要________(填“吸收”或“放出”)________能量。
②已知和的摩尔燃烧焓分别为、。则的__________。
Ⅱ.化学反应中的能量变化对生产生活有着重要意义。回答下列问题:
(2)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:① ② ,则、、、之间的数学关系式是__________。
(3)火箭常用(肼)作燃料,与氧化剂反应生成和水蒸气。
已知:
①请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式:____________________。
②与足量反应生成和液态水时,放出的热量是__________。
Ⅲ.某化学小组用盐酸、溶液和如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
(4)从图中实验装置看,缺少的一种玻璃仪器是__________;溶液稍过量的原因是__________。
(5)某次实验测得中和热的数值小于(理论值),产生偏差的原因可能是__________(填标号)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数
C.盐酸与溶液混合后立即记录温度
D.一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
E.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度
(6)利用量热计可测量反应热。
借鉴中和反应反应热的测量方法,某同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。其中一次的实验结果见下表。
反应试剂
体系温度/
溶液
粉
反应前
反应后
所用溶液的密度、比热容分别近似取和并忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。则__________(用含、的代数式表示)。
16. 研究化学反应中的能量变化具有重要价值。定量计算和测量则是常用的研究方法。
(1)通过化学键的键能可计算化学反应的反应热。已知几种共价键的键能数据如下:
共价键
键能
413
436
463
745
则和反应生成和气态的热化学方程式为____________________。
(2)利用简单碰撞理论和活化能概念可解释反应过程中的能量变化。
①下列关于简单碰撞理论的说法正确的是__________(填字母)。
A.发生有效碰撞的分子不一定是活化分子
B.某些反应的点燃或加热条件是为了使普通分子获得能量转变为活化分子
C.基元反应的实质是活化分子有合适取向的碰撞
D.反应活化能越大,则反应过程中单位体积内的有效碰撞次数越多
②水煤气变换反应为。若无催化剂时该反应体系的相对能量随反应过程变化如图所示,则该反应的__________(用含、的代数式表示)。
已知该反应在固体催化剂催化下分两步完成:
Ⅰ.
Ⅱ.
在图中画出该反应在催化下的相对能量—反应过程示意图__________(已知的相对能量为0)。
(3)某小组研究了铜片与反应的速率,
实验现象记录如下表。
实验
时间段
现象
①
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验Ⅰ:监测上述反应过程中溶液温度的变化,所得曲线如下图:
实验Ⅱ:②~④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、,结果显示:、对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率。
实验Ⅲ:在试管中加入铜片和,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有。
①根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:______________________________。
②实验Ⅰ的结论:温度升高__________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
③实验Ⅱ的目的是:_____________________________________。
17. 回答下列问题
(1)时,在体积的密闭容器中发生反应,随时间的变化如下表:
时间()
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①如图中点处,(正)__________(逆)(填“<”、“=”或“>”)。
②图中表示的变化的曲线是__________。
③下列不能使该反应的反应速率增大的是__________。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
(2)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实验序号
实验温度/
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/
溶液(含硫酸)
溶液
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
1
①通过实验、,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,根据实验数据分析__________;通过实验__________(实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
②组实验中溶液褪色时间__________(填“<”、“=”或“>”),组实验的反应速率__________。(用含有的式子表示)
③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示,其中时间内速率变快的主要原因可能是:a、产物(或)是反应的催化剂:b、______________________________。
18. 氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物是科学研究的重点内容:在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请回答下列问题:
(1)试比较K1、K2的大小,K1___________K2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.3v正(N2)=v逆(H2)
c.v正(NH3)=v逆(NH3)
d.混合气体的密度保持不变
(3)400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=___________。当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3mol⋅L−1、2mol⋅L−1、1mol⋅L−1时,则该反应的v正(N2)___________v逆(N2)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)下图为一定温度下,N2和H2以1:3进行反应,平衡时,NH3的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大,NH3的体积分数增大的原因是___________。
②比较b点和a点:平衡常数K(a)___________K(b)(填“>”、“<”或“=”,下同),N2的浓度c(a)___________c(b)。
③计算b点的平衡常数Kp=___________(Mpa)-2(用分压表示的平衡常数,结果保留2位有效数字)
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普集高中2026—2027学年度高二第一学期月质量检测
高二化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
考号:__________姓名__________班级__________
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:选择性必修1(第一章、第二章1,2节部分)。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Fe56 Cu64
一、选择题(共15个小题,每小题4分,共60分。每小题只有一项是符合题目要求的。)
1. 生活处处都与化学反应有关,下列生活中发生的反应属于吸热反应的是
A. 钢铁生锈 B. 蒸馒头时小苏打受热分解
C. 食物的腐败 D. 生石灰制熟石灰
【答案】B
【解析】
【详解】A.钢铁生锈是铁与氧气、水发生的缓慢氧化反应,属于放热反应,A不符合题意;
B.小苏打(碳酸氢钠)受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,分解反应通常需要吸收热量,该反应属于吸热反应,B符合题意;
C.食物腐败是缓慢氧化过程,释放热量,属于放热反应,C不符合题意;
D.生石灰(氧化钙)与水反应生成熟石灰(氢氧化钙),该反应放出大量的热,属于放热反应,D不符合题意;
故选B。
2. 已知:,不同条件下反应过程能量变化如图所示。
下列说法中不正确的是
A. 反应的△H<0
B. 过程b使用了催化剂
C. 使用催化剂不能提高活化分子百分数
D. 过程b发生两步反应,第一步为吸热反应,且反应比第二步慢
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,生成物的总能量低于反应物的总能量,所以反应的△H<0,A正确;
B.图中信息显示,过程b中活化能降低,则使用了催化剂,B正确;
C.使用催化剂,可以降低反应的活化能,从而提高单位体积内的活化分子数和活化分子百分数,C不正确;
D.过程b发生两步反应,第一步反应生成物的能量高于反应物的能量,为吸热反应,且第一步反应的正反应的活化能大于第二步,所以第一步反应比第二步慢,D正确;
故选C。
3. 我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用如下示意图表示,下列说法不正确的是
A. ①→②过程属于放热反应
B. 由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%
C. 反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成
D. X的空间结构为正四面体,Y的结构式为O﹣C﹣O、M为乙醇(C2H5OH)
【答案】D
【解析】
【分析】根据图中所示,反应物是CH4、CO2,生成物是CH3COOH,反应历程是:在催化剂作用下CH4断裂一个C-H键,CO2断裂一个C=O中的π键,然后发生加成反应,原子间重新组合生成CH3COOH。
【详解】A.①→②过程反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,A正确;
B.X、Y生成M的总反应方程式为CH4+CO2 CH3COOH,原子利用率为100%,B正确;
C.根据反应的历程示意图和总反应方程式可知,反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成,C正确;
D.X的分子结构是正四面体,Y的结构式为O=C=O、M为乙酸,D错误;
故选D。
4. 下列关于热化学方程式的描述或结论正确的是
选项
已知热化学方程式
有关描述或结论
A
氧气的能量比臭氧的高
B
含的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出的热量约为14.3 kJ
C
丙烷比乙烯稳定
D
①
②
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.由热化学方程式可知,该反应为吸热反应,故臭氧的能量比氧气的高,A错误;
B.由热化学方程式可知,1 mol NaOH与HCl完全反应生成1 molH2O放出57.3 kJ热量,则含10.0 g NaOH(0.25 mol)的稀溶液与稀盐酸完全反应放出的热量约为,B正确;
C.由热化学方程式可知,丙烷吸收能量,分解为乙烯和甲烷两种物质,无法比较反应物与其中一种生成物的稳定性,C错误;
D.由热化学方程式①、②可知,①为石墨(s)完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,②为石墨(s)不完全燃烧生成一氧化碳放出的热量,、均小于0,石墨(s)完全燃烧放出的热量多,越小,故<,D错误;
故选B。
5. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. 已知正丁烷的燃烧热为2878,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为
B. 已知在一定条件下,2mol 与1mol 充分反应后,释放出98kJ的热量,则其热化学方程式为
C. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为
D. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为 ,A错误;
B.该反应为可逆反应,2mol与1mol不能完全反应,释放的98kJ热量不是2mol完全反应的反应热,因此题干给出的热化学方程式的数值错误,B错误;
C.在稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1mol 放出的热量是中和热,C正确;
D.石墨转化为金刚石吸收能量,则石墨能量低于金刚石,能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,D错误;
故答案为:C。
6. 下列关于化学反应速率的说法正确的是
A. 催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能,加快反应速率
B. 升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大,且对正反应速率影响更大
C. 增大压强一定可以增大反应速率
D. 其它条件不变时,充入反应物,一定可以加快反应速率
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂改变了反应历程,降低了反应所需要的活化能,从而增加了活化分子百分数,使反应速率加快,故A项正确;
B.升高温度正、逆反应速率都增大,若该反应正反应为放热反应,对逆反应速率影响更大,故B项错误;
C.对于没有气体参加的反应,增大压强对反应物的浓度几乎没有影响,不会增大化学反应速率,故C项错误;
D.对于有固体、纯液体参与的反应,固体、纯液体在反应中可视为浓度不变,故增加其量并不能改变反应速率,故D项错误;
故本题选A。
7. ,反应达平衡时,下列措施能提高转化率的是
①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加的浓度 ④加压 ⑤催化剂
A. ①④ B. ①② C. ②⑤ D. ③④
【答案】A
【解析】
【详解】该反应的,正反应放热;反应物与生成物中气体的化学计量数之和分别为4和2,正反应是气体分子数减小的反应。
①降低温度,平衡向放热的正反应方向移动,消耗更多的,其转化率提高,符合题意;
②恒压通入惰性气体,容器体积增大,各反应气体的浓度均减小,平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动,的转化率降低,不符合题意;
③其他条件不变,仅增加的浓度,平衡向正反应方向移动。对于多种反应物参与的可逆反应,增加一种反应物的用量,能提高其他反应物的平衡转化率,但会降低所增加反应物自身的平衡转化率,因此的转化率降低,不符合题意;
④加压使容器体积减小,各反应气体的浓度均增大,平衡向气体分子数减小的正反应方向移动,的转化率提高,符合题意;
⑤催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,不改变平衡状态,的平衡转化率不变,不符合题意。
故选A。
8. 已知反应2NO + 2H2 = N2 + 2H2O的速率方程为υ= kc2(NO)· c(H2)(k为速率常数),其反应历程如下:
① 2NO + H2 → N2+H2O2 慢 ; ② H2O2 + H2 → 2H2O 快
下列说法不正确的是
A. 升高温度,可提高反应①、②的反应速率
B. c (NO) 、c(H2)增大相同的倍数,对总反应的反应速率的影响程度相同
C. 该反应的快慢主要取决于反应①
D. 可逆反应使用催化剂加快反应速率时,正逆反应的活化能均减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度,物质的内能增加,活化分子数目增加,有效碰撞次数增加,化学反应速率加快,故升高温度,可提高反应①、②的速率,A正确;
B.根据速率方程为:υ=kc2(NO)· c(H2)可知:c(NO)的改变对化学反应速率的影响大于c(H2)的改变对化学反应速率的影响,故c(NO)、c(H2)增大相同的倍数,对总反应的反应速率的影响程度不相同,B错误;
C.对于多步反应,总反应速率由慢反应决定,根据已知信息可知反应①是慢反应,反应②是快反应,所以该反应的快慢主要取决于慢反应①,C正确;
D.催化剂可以提高活化分子百分数,加快反应速率,使用催化剂加快反应速率时,正逆反应的活化能均减小,D正确;
故合理选项是B。
9. 某温度下,密闭容器中发生反应 下列说法正确的是
A. 当时,反应达到平衡状态
B. 当12个键断裂的同时有12个键形成,反应达到平衡状态
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. 其他条件不变,仅将容器体积扩大一倍,再次达到平衡时,的新平衡浓度最终比原平衡时浓度减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.当4v(NH3)正=6v(H2O)逆时,正反应速率与逆反应速率不等于化学计量数之比,此时反应未达平衡,A错误;
B.12个N-H键断裂和12个O-H键形成均属于正反应方向,无法判断正逆反应速率是否相等,不能判断反应是否达到平衡状态,B错误;
C.升高温度时,正、逆反应速率均增大,但逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数,平衡逆向移动,而非正反应速率减小,C错误;
D.容器体积扩大一倍,NO浓度瞬间减半,随后因压强减小,平衡向正反应方向移动,但最终NO的新平衡浓度仍小于原平衡浓度,D正确;
答案选D。
10. 上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ 反应物的相对能量为0kJ/mol]的反应历程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变:
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是AuF
C. 催化剂可以增大活化分子百分数,但不能改变平衡转化率
D. 稳定性:过渡态1>过渡态2
【答案】C
【解析】
【详解】A.焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,生成物相对能量为,反应物总能量为,故,A错误;
B.反应活化能越小催化效果越好,经计算对应的活化能为,对应的活化能为,故催化效果更好,B错误;
C.催化剂通过降低反应活化能,使更多普通分子变为活化分子,增大活化分子百分数,加快反应速率,但催化剂不改变反应的平衡状态,不能改变平衡转化率,C正确;
D.物质能量越低稳定性越强,过渡态1的能量高于过渡态2,故稳定性:过渡态1<过渡态2,D错误;
故选C。
11. 下列实验方案能达到相应目的的是
选项
实验方案
目的
A
常温下,将等质量、等直径的铝粒分别加入和溶液中反应
比较浓度对化学反应速率的影响
B
常温下,向某密闭容器中充入气体,一段时间后压缩容器体积为原来的一半,观察气体颜色变化
探究压强对化学平衡的影响
C
向两份等浓度等体积的溶液中分别加入2滴等浓度的和溶液,观察产生气泡的速率
探究和的催化能力强弱
D
向5mL 溶液中滴加溶液5~6滴,充分反应,测得溶液中除含有外,还含有
判断该反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.的为浓硫酸,常温下铝遇浓硫酸发生钝化,反应不能持续进行,无法比较浓度对化学反应速率的影响,A错误;
B.存在平衡,压缩容器体积为原来的一半时,浓度瞬间增大,气体颜色加深,随后压强增大平衡正向移动,浓度减小,颜色变浅,可通过颜色变化探究压强对化学平衡的影响,B正确;
C.等浓度的和溶液中,和的浓度不相等,且阴离子种类不同,未控制单一变量,无法探究二者催化能力强弱,C错误;
D.该实验中过量,反应后必然有剩余,无法证明反应存在限度,不能判断该反应是可逆反应,D错误;
故选B。
12. 在恒温恒容密闭容器中,投入一定量X,发生反应:,下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是
①单位时间内生成n mol Z的同时消耗2n mol Y
②Y的浓度不再改变
③Y与Z的物质的量之比为2:1
④2v(Y)正=v(Z)逆
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥容器内密度不再改变
A. ①②③ B. ①②⑤ C. ②③⑤ D. ②④⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①单位时间内生成nmolZ的同时消耗2nmolY,即正、逆反应速率相等,说明反应已达平衡,①符合题意;
②Y的浓度不再改变,说明正、逆反应速率相等,反应已达平衡,②符合题意;
③反应开始后Y与Z的物质的量之比一直为2:1,所以Y与Z的物质的量之比为2:1 不能说明反应是否达到平衡,③不符合题意;
④2v(Y)正=v(Z)逆不能说明正逆反应速率相等,根据反应速率之比等于计量数之比,v(Y)正=2v(Z)逆才能说明反应达到平衡状态,④不符合题意;
⑤该反应前后为物质的量改变的反应,因此混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应已达平衡,⑤符合题意;
⑥气体总质量不变,体积不变,容器内密度始终不变,因此容器内密度不再改变,不能说明反应已达平衡,⑥不符合题意;
综上所述,①②⑤能说明反应已达平衡,B符合题意。
13. NH3原NO,其反应过程与能量关系如图1所示;有氧条件下,Fe3+催化NH3还原NO的反应历程如图2所示。下列说法正确的是
A. 图1所示热化学方程式为
B. 图1所示反应产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:3
C. 图2所示过程中的物质的量减少
D. 图2所示过程生成1mol氮气,转移电子的数目为2.4mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.热化学方程式为4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能=(a-b)kJ/mol,A错误;
B.图1所示反应方程式为:4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g),反应产物中氧化产物与还原产物为N2,其中有4个N被氧化,6个N被还原,故氧化产物与还原产物物质的量之比为2:3,B正确;
C.由题干图示信息可知,图2所示过程中作催化剂,故其物质的量在反应前后保持不变,C错误;
D.由题干图示信息可知,图2所示过程发生的总反应为:4NH3+4NO+O24N2+6H2O,故生成1mol氮气,转移电子的数目为3mol,D错误;
故答案为:B。
14. 在一定体积的密闭容器中,进行如下反应:,其化学平衡常数和温度的关系如下表所示:
℃
700
800
830
1000
1200
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
下列说法错误的是
A. 该反应化学平衡常数的表达式
B. 该反应为吸热反应
C. 某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:,试判此时的温度为830℃
D. 700℃下,测得某容器中、、CO、浓度均为则此时
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡常数表达式为生成物浓度幂的乘积除以反应物浓度幂的乘积,与反应式对应,A正确;
B.K随温度升高而增大,说明升温促进正反应,反应吸热,B正确;
C.当时,K=1.0,对应表格中830℃,C正确;
D.700℃时K=0.6,此时浓度商Q=1.0>K,反应逆向进行,,D错误;
故选D。
二、填空题(本大题共4小题,合计58分)
15. 能源是现代社会物质文明的原动力,研究化学反应能量变化意义重大。回答下列问题:
Ⅰ.氢能是极具发展潜力的清洁能源,被誉为“21世纪终极能源”。氢气的制备和应用是目前的研究热点。
(1)①由如图的能量转化关系可知生成需要________(填“吸收”或“放出”)________能量。
②已知和的摩尔燃烧焓分别为、。则的__________。
Ⅱ.化学反应中的能量变化对生产生活有着重要意义。回答下列问题:
(2)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:① ② ,则、、、之间的数学关系式是__________。
(3)火箭常用(肼)作燃料,与氧化剂反应生成和水蒸气。
已知:
①请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式:____________________。
②与足量反应生成和液态水时,放出的热量是__________。
Ⅲ.某化学小组用盐酸、溶液和如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
(4)从图中实验装置看,缺少的一种玻璃仪器是__________;溶液稍过量的原因是__________。
(5)某次实验测得中和热的数值小于(理论值),产生偏差的原因可能是__________(填标号)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数
C.盐酸与溶液混合后立即记录温度
D.一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
E.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度
(6)利用量热计可测量反应热。
借鉴中和反应反应热的测量方法,某同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。其中一次的实验结果见下表。
反应试剂
体系温度/
溶液
粉
反应前
反应后
所用溶液的密度、比热容分别近似取和并忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。则__________(用含、的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 放出 ②. 45.5 ③. -93.8
(2)
(3) ①. ②. 655.2
(4) ①. (环形)玻璃搅拌器 ②. 为了保证盐酸完全中和
(5)ACE (6)
【解析】
【小问1详解】
①根据图示,反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应。生成放出的能量为。的物质的量为,故生成放出的能量为。
②已知:i.
ii.
iii.
根据盖斯定律,由可得:,则。
【小问2详解】
根据盖斯定律,将途径Ⅱ中的反应相加可得途径Ⅰ的反应:
三式相加得,故。
【小问3详解】
①由图可知:
i.
ii.
根据盖斯定律,由得:,。
②由图知,。
与反应生成气态水放出的热量为。
生成液态水还会放出的热量。
故总共放出的热量为。
【小问4详解】
中和热测定实验中,为了使反应物充分混合并快速反应,需要使用环形玻璃搅拌器。为了保证盐酸被完全中和,减少实验误差,通常使溶液稍过量。
【小问5详解】
A.实验装置保温、隔热效果差,会导致热量散失,测得的最高温度偏低,中和热数值偏小,故A符合;
B.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数,实际量取的盐酸体积偏大,反应放出的热量偏多,测得的温差偏大,中和热数值偏大,故B不符合;
C.盐酸与溶液混合后立即记录温度,此时反应未达到最高温度,测得的温差偏小,中和热数值偏小,故C符合;
D.一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,能有效减少热量散失,是正确的操作,不会导致中和热数值偏小,故D不符合;
E.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度,温度计上的盐酸会与反应放热,导致溶液的起始温度偏高,最终测得的温差偏小,中和热数值偏小,故E符合。
故选ACE。
【小问6详解】
溶液中含有的物质的量为。粉的物质的量为,Fe过量,反应按的量计算。
100mL溶液的质量为100g,反应放出的热量。
参加反应的为,则该反应的焓变。
16. 研究化学反应中的能量变化具有重要价值。定量计算和测量则是常用的研究方法。
(1)通过化学键的键能可计算化学反应的反应热。已知几种共价键的键能数据如下:
共价键
键能
413
436
463
745
则和反应生成和气态的热化学方程式为____________________。
(2)利用简单碰撞理论和活化能概念可解释反应过程中的能量变化。
①下列关于简单碰撞理论的说法正确的是__________(填字母)。
A.发生有效碰撞的分子不一定是活化分子
B.某些反应的点燃或加热条件是为了使普通分子获得能量转变为活化分子
C.基元反应的实质是活化分子有合适取向的碰撞
D.反应活化能越大,则反应过程中单位体积内的有效碰撞次数越多
②水煤气变换反应为。若无催化剂时该反应体系的相对能量随反应过程变化如图所示,则该反应的__________(用含、的代数式表示)。
已知该反应在固体催化剂催化下分两步完成:
Ⅰ.
Ⅱ.
在图中画出该反应在催化下的相对能量—反应过程示意图__________(已知的相对能量为0)。
(3)某小组研究了铜片与反应的速率,
实验现象记录如下表。
实验
时间段
现象
①
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验Ⅰ:监测上述反应过程中溶液温度的变化,所得曲线如下图:
实验Ⅱ:②~④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、,结果显示:、对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率。
实验Ⅲ:在试管中加入铜片和,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有。
①根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:______________________________。
②实验Ⅰ的结论:温度升高__________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
③实验Ⅱ的目的是:_____________________________________。
【答案】(1)
(2) ①. BC ②. ③.
(3) ①. 反应速率开始慢,之后先变快后变慢 ②. 不是 ③. 探究、、能否加快铜和硝酸反应的速率
【解析】
【小问1详解】
根据反应热 ,该反应的 ,由此可写出对应的热化学方程式为;
【小问2详解】
① A.发生有效碰撞的分子一定是活化分子,故A错误;
B.加热或点燃等条件可以使普通分子获得能量转化为活化分子,故B正确;
C.基元反应的实质是活化分子发生有合适取向的有效碰撞,故C正确;
D.反应活化能越大,活化分子百分数越小,单位体积内的有效碰撞次数越少,故D错误;
故选BC;
② 焓变等于正反应活化能减去逆反应活化能,因此;催化剂不改变反应的始态和终态,仅降低总活化能,且该反应分两步进行,因此出现两个过渡态能量峰,结合两步的焓变正负,第一步吸热、第二步放热,即可画出对应图像;
【小问3详解】
① 根据表格中记录的现象,0~15 min 气泡极少,15~30 min 气泡由较多变为大量,30~50 min 气泡较少,说明该反应的速率随时间的变化情况是先慢后快,然后再变慢;
② 结合实验Ⅰ的温度变化曲线可知,在 15~30 min 反应速率明显加快的时间段内,溶液温度基本保持在 26℃ 左右没有明显升高,这说明温度升高不是导致该阶段反应速率加快的主要原因;
③ 实验Ⅱ中分别向试管中加入了 固体、通入 气体和 气体,这些都是铜与硝酸反应可能生成的产物,因此该实验的目的是探究反应产物(、、)对反应速率的影响。
17. 回答下列问题
(1)时,在体积的密闭容器中发生反应,随时间的变化如下表:
时间()
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①如图中点处,(正)__________(逆)(填“<”、“=”或“>”)。
②图中表示的变化的曲线是__________。
③下列不能使该反应的反应速率增大的是__________。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
(2)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实验序号
实验温度/
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/
溶液(含硫酸)
溶液
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
1
①通过实验、,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,根据实验数据分析__________;通过实验__________(实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
②组实验中溶液褪色时间__________(填“<”、“=”或“>”),组实验的反应速率__________。(用含有的式子表示)
③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示,其中时间内速率变快的主要原因可能是:a、产物(或)是反应的催化剂:b、______________________________。
【答案】(1) ①. > ②. b ③. A
(2) ①. 1 ②. BC ③. < ④. ⑤. 该反应为放热反应
【解析】
【小问1详解】
①A点时的物质的量仍随时间减小,说明反应正向进行,尚未达到平衡状态,因此。
②根据表格数据,平衡时。根据化学方程式可知,生成的的物质的量也为,其平衡浓度为。图中曲线b的平衡浓度趋近于,故表示变化的是曲线b;
③A.及时分离出气体,生成物浓度降低,反应速率减小,A符合;
B.适当升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大,B不符合;
C.增大的浓度,反应物浓度增大,反应速率增大,C不符合;
D.选择高效催化剂,降低反应活化能,反应速率增大,D不符合;
故选A。
【小问2详解】
①探究浓度对反应速率的影响时,需保证温度、溶液总体积相同,仅改变的浓度。实验A的总体积为,因此实验B的总体积也应为6mL,故。探究温度对反应速率的影响时,需保证所有反应物浓度、总体积相同,仅改变温度,实验B和C中、的用量相同,总体积相同,仅温度不同,因此通过实验BC可探究温度对反应速率的影响。
②实验C的温度为313K,高于实验B的温度,温度越高反应速率越快,因此溶液褪色所需时间更短,故。C组实验中,混合后溶液总体积为6 mL即,的物质的量为,因此,反应速率。
③时间内速率变快,除生成的作催化剂外,该反应为放热反应,反应放出的热量使体系温度升高,反应速率加快。
18. 氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物是科学研究的重点内容:在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请回答下列问题:
(1)试比较K1、K2的大小,K1___________K2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.3v正(N2)=v逆(H2)
c.v正(NH3)=v逆(NH3)
d.混合气体的密度保持不变
(3)400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=___________。当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3mol⋅L−1、2mol⋅L−1、1mol⋅L−1时,则该反应的v正(N2)___________v逆(N2)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)下图为一定温度下,N2和H2以1:3进行反应,平衡时,NH3的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大,NH3的体积分数增大的原因是___________。
②比较b点和a点:平衡常数K(a)___________K(b)(填“>”、“<”或“=”,下同),N2的浓度c(a)___________c(b)。
③计算b点的平衡常数Kp=___________(Mpa)-2(用分压表示的平衡常数,结果保留2位有效数字)
【答案】(1)> (2)bc
(3) ①. 2 ②. >
(4) ①. 合成氨是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向合成氨的方向移动,NH3的体积分数增大 ②. = ③. < ④. 0.037或
【解析】
【小问1详解】
反应的焓变小于零,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故K1>K2;
【小问2详解】
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2,不能说明正逆反应速率相等,不能说明达到平衡状态,a不符合题意;
b.反应速率比等于系数比,3v正(N2)=v逆(H2),说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,b符合题意;
c.v正(NH3)=v逆(NH3) 说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,c符合题意;
d.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,d不符合题意;
故选bc;
【小问3详解】
400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为0.5,则反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数;当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3mol⋅L−1、2mol⋅L−1、1mol⋅L−1时,,则反应正向进行,v正(N2)>v逆(N2);
【小问4详解】
①合成氨是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向合成氨的方向移动,NH3的体积分数增大,故随压强增大,NH3的体积分数增大;
②平衡常数受温度影响,压强不改变平衡常数,故平衡常数K(a)=K(b)。
a点时,压强为28MPa时,氨气的体积分数为48%,故氮气的分压为28×=3.64,b点时,压强为60MPa时,氨气的体积分数为60%,故氮气的分压为60×=6,故b点氮气分压更大,所以b点氮气浓度更大。
③b点氨气的体积分数为60%,总压强为60Mpa,假设氮气、氢气的投料分别为1mol、3mol;
,a=0.75mol,氮气、氢气、氨气的物质的量分别为0.25mol、0.75mol、1.5mol,总的物质的量为2.5mol,平衡常数 (Mpa)-2。
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