精品解析:广东揭阳市普宁市华侨中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-20
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内容正文:
普宁市华侨中学2026-2027学年度第一学期高二第一次月考
化学科试题
满分100分,考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Mg-24 Cl-35.5
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中,不属于合金的是
A.硬铝飞机外壳
B.不锈钢拉手
C.青铜托盘
D.陶瓷碗
A. A B. B C. C D. D
2. 化学反应常常伴随着热量的释放或吸收。下列说法正确的是
A. 吸热反应都需要加热才能顺利进行
B. C(s,石墨)(s,金刚石) ,则石墨比金刚石稳定
C. 稀与稀溶液发生中和反应,生成时放出的热量等于57.3 kJ
D. 甲醇的燃烧热为,则
3. 和反应生成过程中能量变化如下图所示,下列说法不正确的是
A. 结合生成时,放出498 kJ能量
B. 断裂分子中的化学键,需要吸收632 kJ能量
C. 该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
D. 该反应的热化学方程式为
4. 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.
5. 的盐酸与的NaOH溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法不正确的是
A. 为防止混合溶液时溅出产生误差,混合时速度要慢
B. 玻璃搅拌器材料若用铜代替,则测得的会偏大
C. 测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
D. 为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
6. 科学家利用太阳能分解水生成的氢气与煤化工厂产生的CO2、CO反应生成甲醇。
已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g=2CO2(g) △H=-566.0kJ/mol
③CO(g)+2H2(g)=CH3OH(1) △H=-128.1kJ/mol
则反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(g)的反应热△H为
A. +86.9kJ/mol B. +652.9kJ/mol C. -86.9kJ/mol D. -652.9kJ/mol
7. NA为阿伏加德罗常数的值,下列以物质的量为中心的计算正确的是
A. 溶液中,含有钠离子的数目为
B. 标准状况下,中所含分子数约为
C. 常温常压下,的质量为16 g
D. 2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为
8. X、Y、Z、R、Q为原子序数依次增大的5种短周期元素,X原子L层有5个电子,Y与Z形成的淡黄色化合物甲可用作呼吸面具的供氧剂,R的周期序数与主族序数相等,Q的最外层电子数是最内层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 和同浓度的盐酸反应的剧烈程度:Z<R
B. 简单氢化物的稳定性:Y<Q
C. Z、R、Q最高价氧化物的水化物两两间可以反应
D. 甲中阴、阳离子的个数比为1:1
9. 一定温度下,在1L的密闭容器中,加入1mol N2和3mol H2,发生反应:。在10min末时,测得H2的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A. v(H2)=0.24mol·L-1·min-1
B.
C. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 加入适宜的催化剂,可使反应物活化分子百分数增大
10. 下列生产或实验事实引出的结论不正确的是
选项
事实
结论
A.
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B.
工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3
增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
C.
在容积不变的密闭容器中发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),向其中通入氩气
反应速率减慢
D.
A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A. A B. B C. C D. D
11. 如图为氯气及氯的化合物的“价-类”二维图,下列叙述错误
A. 常温下,a的稀溶液与二氧化锰反应可制取b B. d和f物质均有强的氧化性
C. c和f均可用于环境杀菌消毒 D. d能与氢氧化钠溶液反应
12. 利用可制备合成气(、),反应历程分两步:
步骤Ⅰ:
步骤Ⅱ:
上述反应中为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图。下列说法正确的是
A. 该反应的 B. 使用催化剂可以减小该反应的焓变
C. 决定制备合成气反应速率的是步骤Ⅱ D. 升高温度,有利于提高的平衡转化率
13. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 用排饱和食盐水的方法收集
B. 在一定条件下,氢气和碘蒸气反应达到平衡后,加压,混合气体颜色加深
C. 反应(正反应为放热反应),达平衡后,升高温度体系颜色变深
D. 合成三氧化硫过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
14. 对于反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在恒温恒容条件下,下列叙述不能说明反应已达到平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再变化
B. 混合气体的平均摩尔质量不再变化
C. v正(NO)=2v逆(N2)
D. 容器内压强不再变化
15. 在CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0,下列说法正确的是
A. 该反应的反应类型为氧化还原反应
B. 该反应的平衡常数表达式为
C. 仅增大[Cu(H2O)4]2+的浓度,反应达到平衡后,该反应的平衡常数增大
D. 适当升高温度,该反应的平衡常数增大
16. 关于可逆反应 ,下列关于示意图的解释与图像相符的是
A.
B.时刻改变的条件为升高温度
C.Y可表示平衡时CO(g)的质量分数
D.②表示加入了催化剂
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4小题,每空2分,除了特殊标注外,共56分。
17. 化学反应常伴随热效应。其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
Ⅰ.某化学实验小组甲组同学欲测定反应的热效应,设计如下实验。
实验步骤:在装有温度计和玻璃搅拌器的烧杯中先加入已恒定为室温的 溶液100 mL,使用玻璃搅拌器搅拌,待温度计数字稳定读数后,迅速加入 溶液100 mL。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度,计算出溶液上升的温度。重复上述操作3次,记录实验数据如表所示:
室温/℃
20.0
20.0
20.0
0.70
0.69
0.71
已知:①反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
②本实验条件下,混合溶液的密度和比热容分别按照1 g/mL和进行计算。
回答下列问题:
(1)配制 的溶液,需要 溶液的体积为________mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是________。
A. B. C. D.
(3)由题给数据计算可知反应Ⅰ的________kJ/mol。
(4)反应的热效应________kJ/mol。
Ⅱ.乙组同学也借鉴以上的方法,测量反应A:的焓变。
已知:
查阅资料:配制溶液时需加入酸,这是因为当pH大于1时会生成。
提出猜想:Fe粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
(5)验证猜想 用pH试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和________________________________(用离子方程式表示)。
实验小结 猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
(6)优化设计 乙组同学重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为______________________________________。
18. 利用油脂厂废弃的镍(Ni)催化剂(主要含有Ni、Al、Fe,还含少量的NiO、、)制备 的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)为加快“碱浸”的速率,可采取的措施有________(任写一条)。
(2)“碱浸”中NaOH溶液的作用有________。
(3)写出金属Al与NaOH溶液反应的离子方程式________________________。
(4)“滤液2”中含有的金属阳离子主要有________(填离子符号)。
(5)的电子式为________。
(6)“系列操作”为________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(7)在强碱溶液中可用NaClO氧化制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH(难溶于水),写出反应的离子方程式________________________。
19. 学习小组利用草酸()溶液与溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行如下实验:
实验序号
实验温度/K
有关物质
紫色褪去所需时间/s
0.02 mol/L
KMnO4溶液
0.1 mol/L
H2C2O4溶液
3 mol/L
H2SO4溶液
试剂X
V/mL
V/mL
V/mL
V/mL
①
298
2
4
1
1
无
②
298
2
3
无
③
313
2
4
1
1
无
④
313
2
2
无
⑤
313
2
4
1
1
有
已知: 。
回答下列问题:
(1)通过实验①②,可探究________的改变对化学反应速率的影响,其中________。
(2)通过实验③④可探究氢离子的浓度变化对化学反应速率的影响,由此可以得出的实验结论是________。
(3)实验③,0~8 s内________(忽略溶液体积的变化,结果保留三位有效数字)。
(4)草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应机理如下图所示。
根据上图写出锰酸钾()与反应的离子方程式为________________________。
为验证催化剂对反应速率的影响,实验⑤中试剂最好选用________(填序号)
a.溶液 b.溶液
c.粉末 d.粉末
20. 温室气体转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。已知:
①
②
(1)反应③的平衡常数表达式,写出反应③的热化学方程式________________,K与K1、K2之间的关系:K=___________。
(2)工业上有一种用生产甲醇的方法: 。如图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。
①反应物X是________(填“”或“”)。
②在恒温、恒容条件下,下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内气体密度保持不变 B.容器内压强保持不变
C.的体积分数保持不变 D.的比值保持不变
③如果要加快反应速率并且提高平衡转化率,可以采取的措施是________________(写一个即可)
(3)恒温下,往一个4 L的密闭容器中充入和,反应过程中测得的浓度随时间变化如下表所示:
时间/min
5
10
15
20
25
30
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
①此条件下的平衡转化率为________,该反应的化学平衡常数K=________。
②若维持容器体积不变,温度不变,往原平衡体系中加入、和各4 mol,化学平衡将向________反应方向移动(填“正”或“逆”)。
③在合成氨工业中,原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应是: 。吸收CO后的铜氨液经过适当处理可再生,恢复其吸收CO的能力,可循环使用,铜氨液再生的生产适宜条件应是__________。
A.低温高压 B.低温低压 C.高温高压 D.高温低压
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普宁市华侨中学2026-2027学年度第一学期高二第一次月考
化学科试题
满分100分,考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Mg-24 Cl-35.5
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中,不属于合金的是
A.硬铝飞机外壳
B.不锈钢拉手
C.青铜托盘
D.陶瓷碗
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.硬铝是性能优良的铝合金,A不符合题意;
B.不锈钢是性能优良的铁合金,B不符合题意;
C.青铜是性能优良的铜合金,C不符合题意;
D.陶瓷的主要成分是硅酸盐,不属于合金,D符合题意;
故答案选D。
2. 化学反应常常伴随着热量的释放或吸收。下列说法正确的是
A. 吸热反应都需要加热才能顺利进行
B. C(s,石墨)(s,金刚石) ,则石墨比金刚石稳定
C. 稀与稀溶液发生中和反应,生成时放出的热量等于57.3 kJ
D. 甲醇的燃烧热为,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.吸热反应不一定需要加热才能进行,例如与的反应为吸热反应,常温下即可发生,A错误;
B.反应的,说明石墨的总能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,故石墨比金刚石稳定,B正确;
C.稀与稀反应时,除了生成外,还会生成沉淀,生成沉淀的过程也会放热,故生成时放出的热量大于,C错误;
D.燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,甲醇的燃烧热为,则甲醇完全燃烧的,D错误;
故选B。
3. 和反应生成过程中能量变化如下图所示,下列说法不正确的是
A. 结合生成时,放出498 kJ能量
B. 断裂分子中的化学键,需要吸收632 kJ能量
C. 该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
D. 该反应的热化学方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,该反应的热化学方程式为:
【详解】A.成键放出能量,2mol气态氧原子结合生成时,能放出498 kJ能量,A正确;
B.由图中可知,生成2 mol NO放出能量2×632 kJ,断裂 1 mol NO分子中的化学键,需要吸收632 kJ能量,B正确;
C.此反应为吸热反应,该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,C错误;
D.由分析可知,反应的热化学方程式为: ,D正确;
故选C。
4. 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。
5. 的盐酸与的NaOH溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法不正确的是
A. 为防止混合溶液时溅出产生误差,混合时速度要慢
B. 玻璃搅拌器材料若用铜代替,则测得的会偏大
C. 测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
D. 为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.混合时速度过慢会导致热量大量散失,增大实验误差,应在防止溅出的同时快速混合,A错误;
B.铜是热的良导体,用铜代替玻璃搅拌器会导致热量散失增多,测得的反应放热偏小,为负值,故测得的偏大,B正确;
C.中和反应放热,反应完全时温度达到最高,需随时读取温度并记录最高温度作为反应终止温度,C正确;
D.采用稍过量的溶液,可保证盐酸完全被中和,减小实验误差,D正确;
故本题选A。
6. 科学家利用太阳能分解水生成的氢气与煤化工厂产生的CO2、CO反应生成甲醇。
已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g=2CO2(g) △H=-566.0kJ/mol
③CO(g)+2H2(g)=CH3OH(1) △H=-128.1kJ/mol
则反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(g)的反应热△H为
A. +86.9kJ/mol B. +652.9kJ/mol C. -86.9kJ/mol D. -652.9kJ/mol
【答案】C
【解析】
【详解】由盖斯定律③+①×-②×可得反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(g),△H=(-128.1) +(-483.6)×-(-566.0)×=-86.9kJ/mol,故选:C。
7. NA为阿伏加德罗常数的值,下列以物质的量为中心的计算正确的是
A. 溶液中,含有钠离子的数目为
B. 标准状况下,中所含分子数约为
C. 常温常压下,的质量为16 g
D. 2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.,题干未给出溶液体积,无法确定钠离子数目,A错误;
B.标准状况下不是气体,22.4 L 的物质的量不等于1 mol,分子数不等于6.02×1023,B错误;
C.常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L/mol,11.2 L 的物质的量小于0.5 mol,质量小于16 g,C错误;
D.2.4 g Mg(0.1 mol)完全反应变成镁离子时失去0.2 mol电子,电子数目为0.2,D正确;
故答案选D。
8. X、Y、Z、R、Q为原子序数依次增大的5种短周期元素,X原子L层有5个电子,Y与Z形成的淡黄色化合物甲可用作呼吸面具的供氧剂,R的周期序数与主族序数相等,Q的最外层电子数是最内层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 和同浓度的盐酸反应的剧烈程度:Z<R
B. 简单氢化物的稳定性:Y<Q
C. Z、R、Q最高价氧化物的水化物两两间可以反应
D. 甲中阴、阳离子的个数比为1:1
【答案】C
【解析】
【分析】X原子L层有5个电子,为;Y与Z形成的淡黄色供氧剂为,原子序数Y<Z,故Y为,Z为;R周期序数与主族序数相等且原子序数大于,为;Q最外层电子数是最内层的3倍,最外层电子数为6,为。
【详解】A.金属性,和同浓度盐酸反应剧烈程度即,A错误;
B.非金属性,非金属性越强简单氢化物越稳定,故稳定性即,B错误;
C.Z、R、Q最高价氧化物的水化物分别为、、,与发生中和反应,两性氢氧化物既可与反应也可与反应,两两间可以反应,C正确;
D.甲为,阴离子为、阳离子为,阴、阳离子个数比为,D错误;
故答案选C。
9. 一定温度下,在1L的密闭容器中,加入1mol N2和3mol H2,发生反应:。在10min末时,测得H2的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是
A. v(H2)=0.24mol·L-1·min-1
B.
C. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 加入适宜的催化剂,可使反应物活化分子百分数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.计算,则,A错误;
B.化学反应速率之比等于化学计量数之比,故,B错误;
C.升高温度,单位体积内活化分子百分数增大,正、逆反应速率均增大,C错误;
D.加入适宜的催化剂可降低反应活化能,使反应物活化分子百分数增大,D正确;
故选D。
10. 下列生产或实验事实引出的结论不正确的是
选项
事实
结论
A.
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B.
工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3
增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
C.
在容积不变的密闭容器中发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),向其中通入氩气
反应速率减慢
D.
A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.只有温度不同,温度高,反应产生沉淀的时间缩短,说明升高反应温度,化学反应速率加快,A正确;
B.在SO3的吸收阶段,当从上向下喷洒浓硫酸时,浓硫酸与SO3接触面积增大,吸收SO3更快,更多,可以说明增大接触面积,化学反应速率加快,B正确;
C.在体积的密闭容器中再充入氩气,反应混合物的浓度不变,因此化学反应速率不变,并不会变小,C错误;
D.两个试管中H2O2的浓度和体积相同,B试管中加入2 ~ 3滴FeCl3溶液,A中无催化剂,结果B中产生气泡快,能说明催化剂可以改变化学反应速率,D正确;
故合理选项是C。
11. 如图为氯气及氯的化合物的“价-类”二维图,下列叙述错误
A. 常温下,a的稀溶液与二氧化锰反应可制取b B. d和f物质均有强的氧化性
C. c和f均可用于环境杀菌消毒 D. d能与氢氧化钠溶液反应
【答案】A
【解析】
【分析】a是氯元素显-1的氢化物,即a为HCl,b为0价的铝单质,即b为Cl2,c为显+4价氯的氧化物,即c为ClO2,d为显+1的氯元素的酸,即d为HClO,e为显+5价氯元素的盐,即e为氯酸盐,同理f为次氯酸盐,据此分析;
【详解】A.二氧化锰只与浓盐酸在加热条件下生成氯气,不与稀盐酸反应,故A说法错误;
B.d为HClO,f为次氯酸盐,两者均有强氧化性,故B说法正确;
C.c为ClO2,f为次氯酸盐,均有强氧化性,能对环境杀菌消毒,故C说法正确;
D.d为HClO,属于酸,能与NaOH溶液发生中和反应,故D说法正确;
答案为A。
12. 利用可制备合成气(、),反应历程分两步:
步骤Ⅰ:
步骤Ⅱ:
上述反应中为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图。下列说法正确的是
A. 该反应的 B. 使用催化剂可以减小该反应的焓变
C. 决定制备合成气反应速率的是步骤Ⅱ D. 升高温度,有利于提高的平衡转化率
【答案】D
【解析】
【分析】将两步反应相加并约去中间物种C(ads),总反应为,图中总反应物和生成物的能量分别为和,且,所以总反应吸热,步骤Ⅰ、Ⅱ正反应的活化能分别为、;由图中两根活化能箭头的跨度可知,。
【详解】A.反应焓变等于生成物总能量与反应物总能量之差,图中生成物总能量为,反应物总能量为,因此正确关系为,原式将相减次序颠倒,A错误;
B.催化剂能改变反应途径、降低活化能,但不改变反应物和生成物的总能量差值,因此不改变反应焓变,B错误;
C.由分析中的活化能比较可知,步骤Ⅰ正反应的活化能大于步骤Ⅱ正反应的活化能。活化能较大的步骤反应较慢,因此决定总反应速率的是步骤Ⅰ,C错误;
D.由分析可知,该总反应为吸热反应。升高温度,平衡向吸热的正反应方向移动,被进一步消耗,其平衡转化率提高,D正确;
故选D。
13. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 用排饱和食盐水的方法收集
B. 在一定条件下,氢气和碘蒸气反应达到平衡后,加压,混合气体颜色加深
C. 反应(正反应为放热反应),达平衡后,升高温度体系颜色变深
D. 合成三氧化硫过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
【答案】B
【解析】
【分析】勒夏特列原理的内容为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用。
【详解】A.氯气和水反应生成HCl和HClO,存在化学平衡,饱和食盐水中氯离子浓度大,抑制氯气溶解,所以收集氯气用排饱和食盐水的方法,能用化学平衡移动原理解释,故A不选;
B.氢气和碘蒸气反应存在平衡H2(g)+I2(g)2HI(g),该反应前后气体的体积不变,增大压强,平衡不移动,增大平衡体系的压强,气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,不能用平衡移动原理解释,故B选;
C.正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,体系颜色变深,可用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.增加氧气的量平衡正向移动,所以提高二氧化硫的转化率,符合平衡移动的原理,故D不选;
故选:B。
14. 对于反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在恒温恒容条件下,下列叙述不能说明反应已达到平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再变化
B. 混合气体的平均摩尔质量不再变化
C. v正(NO)=2v逆(N2)
D. 容器内压强不再变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应中所有物质均为气体,根据质量守恒,混合气体总质量始终不变,恒温恒容条件下容器体积不变,由可知,密度始终为定值,故密度不再变化不能说明反应达到平衡,A符合题意;
B.混合气体总质量不变,反应前后气体总物质的量减小,平均摩尔质量为变量,当平均摩尔质量不再变化时,说明反应达到平衡,B不符合题意;
C.当时,可推导出,正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,C不符合题意;
D.恒温恒容条件下,气体压强与总物质的量成正比,反应前后气体总物质的量变化,压强为变量,当压强不再变化时,说明反应达到平衡,D不符合题意;
故选A。
15. 在CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0,下列说法正确的是
A. 该反应的反应类型为氧化还原反应
B. 该反应的平衡常数表达式为
C. 仅增大[Cu(H2O)4]2+的浓度,反应达到平衡后,该反应的平衡常数增大
D. 适当升高温度,该反应的平衡常数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应中没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,A错误;
B.平衡常数表达式中H2O的浓度作为溶剂不参与,正确表达式应为,B错误;
C.平衡常数仅与温度有关,浓度变化不影响K值,C错误;
D.ΔH>0为吸热反应,升温使平衡正向移动,K值增大,D正确;
故选D。
16. 关于可逆反应 ,下列关于示意图的解释与图像相符的是
A.
B.时刻改变的条件为升高温度
C.Y可表示平衡时CO(g)的质量分数
D.②表示加入了催化剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】AC
【解析】
【详解】A.压强越大反应速率越快,达到平衡时间越短,由图可知;该反应正反应为气体分子数减小的反应,加压平衡正向移动,体积分数增大,图中对应的体积分数更大,符合规律,A正确;
B.升高温度会使正、逆反应速率均瞬时增大,但图中时刻瞬时不变,仅突变,且该反应,升高温度平衡逆向移动,应满足,与图中不符,B错误;
C.该反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,的质量增大,平衡时的质量分数随温度升高而增大,与图像趋势一致,C正确;
D.催化剂仅加快反应速率,不改变平衡状态,平衡时混合气体总压强应相同,图中①反应速率更快、先达到平衡,故①表示加入了催化剂,D错误;
故选AC。
二、非选择题:本题共4小题,每空2分,除了特殊标注外,共56分。
17. 化学反应常伴随热效应。其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
Ⅰ.某化学实验小组甲组同学欲测定反应的热效应,设计如下实验。
实验步骤:在装有温度计和玻璃搅拌器的烧杯中先加入已恒定为室温的 溶液100 mL,使用玻璃搅拌器搅拌,待温度计数字稳定读数后,迅速加入 溶液100 mL。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度,计算出溶液上升的温度。重复上述操作3次,记录实验数据如表所示:
室温/℃
20.0
20.0
20.0
0.70
0.69
0.71
已知:①反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
②本实验条件下,混合溶液的密度和比热容分别按照1 g/mL和进行计算。
回答下列问题:
(1)配制 的溶液,需要 溶液的体积为________mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是________。
A. B. C. D.
(3)由题给数据计算可知反应Ⅰ的________kJ/mol。
(4)反应的热效应________kJ/mol。
Ⅱ.乙组同学也借鉴以上的方法,测量反应A:的焓变。
已知:
查阅资料:配制溶液时需加入酸,这是因为当pH大于1时会生成。
提出猜想:Fe粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
(5)验证猜想 用pH试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和________________________________(用离子方程式表示)。
实验小结 猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
(6)优化设计 乙组同学重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为______________________________________。
【答案】(1)5.0 (2)C
(3)-56.7 (4)+0.6
(5)
(6)测量Cu粉与Fe2(SO4)3溶液反应的焓变,再结合Fe与CuSO4溶液反应的焓变,利用盖斯定律计算
【解析】
【分析】量热法测定反应热时,先由体系温度变化求出反应放出的热量,再除以参加反应的物质的量得到焓变。甲组用NaOH与CH3COOH中和,测得中和反应的焓变;由盖斯定律,醋酸电离的焓变等于其中和焓变与氢离子、氢氧根离子中和焓变之差。乙组测Fe与Fe2(SO4)3反应的焓变时,Fe会与溶液中的氢离子反应生成H2,干扰测定;可先测Cu与Fe2(SO4)3反应的焓变,再结合Fe与CuSO4反应的焓变,用盖斯定律间接求算。
【小问1详解】
配制240 mL 0.1 mol/L CH3COOH溶液,应选择250 mL容量瓶配制,所需5 mol/L CH3COOH溶液的体积为250 mL×0.1 mol/L÷5 mol/L=5.0 mL。
【小问2详解】
容量瓶使用前应检漏;转移溶液时用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在刻度线以下;定容时加水至刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管滴加至凹液面最低处与刻度线相切,最后盖塞颠倒摇匀。
A.没有盖玻璃塞,溶液会溅出,A错误;
B.视线没有与刻度线保持水平,B错误;
C.操作正确,C正确;
D.应该双手操作,另一只手没有托住瓶底,D错误;
故选C。
【小问3详解】
三次测得温度升高分别为0.70、0.69、0.71 °C,平均升高0.70 °C。溶液总质量为200 mL×1 g/mL=200 g,放出的热量为4.05 J/(g⋅°C)×200 g×0.70 °C=567 J=0.567 kJ。参加反应的CH3COOH为0.10 mol/L×0.100 L=0.010 mol,故反应Ⅰ的焓变为-0.567 kJ÷0.010 mol=-56.7 kJ/mol。
【小问4详解】
反应Ⅰ为醋酸与氢氧根离子的中和反应,反应Ⅱ为氢离子与氢氧根离子生成水的反应。由盖斯定律,反应Ⅰ−反应Ⅱ即得醋酸的电离方程式,故醋酸电离的焓变为-56.7 kJ/mol−(-57.3 kJ/mol)=+0.6 kJ/mol。
【小问5详解】
向Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅并有气泡,说明Fe与溶液中的氢离子发生反应:。
【小问6详解】
直接测Fe与Fe2(SO4)3反应的焓变时,Fe会与溶液中的氢离子反应生成H2,干扰测定。可先测Cu粉与Fe2(SO4)3溶液反应的焓变,再结合Fe与CuSO4溶液反应的焓变,利用盖斯定律计算:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4,两式相加得Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。
18. 利用油脂厂废弃的镍(Ni)催化剂(主要含有Ni、Al、Fe,还含少量的NiO、、)制备 的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)为加快“碱浸”的速率,可采取的措施有________(任写一条)。
(2)“碱浸”中NaOH溶液的作用有________。
(3)写出金属Al与NaOH溶液反应的离子方程式________________________。
(4)“滤液2”中含有的金属阳离子主要有________(填离子符号)。
(5)的电子式为________。
(6)“系列操作”为________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(7)在强碱溶液中可用NaClO氧化制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH(难溶于水),写出反应的离子方程式________________________。
【答案】(1)
粉碎废镍催化剂(或适当升高温度、适当增大溶液浓度、搅拌等)
(2)
除去油脂、及其氧化物
(3)
(4)
、、
(5)
(6)
蒸发浓缩 (7)
【解析】
【分析】废镍催化剂中含有油脂、、等,可通过碱浸除去;剩余的、及其氧化物通过酸浸转化为相应的金属阳离子(、、);利用的氧化性将氧化为,再通过加入溶液调节pH使转化为沉淀除去,最终得到纯净的溶液,经结晶等操作得到目标产物。
【小问1详解】
粉碎固体以增大接触面积、适当升高温度、适当增大反应物的浓度、搅拌等措施均可加快“碱浸”的反应速率。
【小问2详解】
废镍催化剂来自油脂厂,表面附着有油脂,且原料中含有能与强碱反应的和,因此“碱浸”中溶液的作用是除去油脂、及其氧化物。
【小问3详解】
金属与溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为 。
【小问4详解】
碱浸后的滤饼中主要含有未反应的、、、,加入稀硫酸酸浸后,金属及其氧化物溶解,生成的金属阳离子主要有、、。
【小问5详解】
为共价化合物,分子中存在两个键和一个键,氧原子最外层达到8电子稳定结构,其电子式为 。
【小问6详解】
从可溶性盐溶液中提取带有结晶水的晶体,常规的系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。因此第一步操作为蒸发浓缩。
【小问7详解】
在强碱性溶液中,具有强氧化性,能将氧化为难溶的沉淀,自身被还原为。根据得失电子守恒(由+2价升至+3价,失去1个电子;由+1价降至-1价,得到2个电子)和电荷守恒,配平后反应的离子方程式为。
19. 学习小组利用草酸()溶液与溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行如下实验:
实验序号
实验温度/K
有关物质
紫色褪去所需时间/s
0.02 mol/L
KMnO4溶液
0.1 mol/L
H2C2O4溶液
3 mol/L
H2SO4溶液
试剂X
V/mL
V/mL
V/mL
V/mL
①
298
2
4
1
1
无
②
298
2
3
无
③
313
2
4
1
1
无
④
313
2
2
无
⑤
313
2
4
1
1
有
已知: 。
回答下列问题:
(1)通过实验①②,可探究________的改变对化学反应速率的影响,其中________。
(2)通过实验③④可探究氢离子的浓度变化对化学反应速率的影响,由此可以得出的实验结论是________。
(3)实验③,0~8 s内________(忽略溶液体积的变化,结果保留三位有效数字)。
(4)草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应机理如下图所示。
根据上图写出锰酸钾()与反应的离子方程式为________________________。
为验证催化剂对反应速率的影响,实验⑤中试剂最好选用________(填序号)
a.溶液 b.溶液
c.粉末 d.粉末
【答案】(1) ①. (或草酸)溶液浓度 ②. 1
(2)其他条件相同时,氢离子浓度越大,化学反应速率越快
(3)
(4) ①. ②. d
【解析】
【分析】实验用控制变量法研究外界条件对反应速率的影响:各组溶液总体积均为8 mL,①②只改变草酸溶液的体积,③④只改变H2SO4溶液的体积并用水补足;KMnO4的紫红色褪去表示其被完全消耗,由消耗量结合反应方程式可计算草酸的反应速率。实验⑤加入含二价锰离子的试剂,用于检验二价锰离子的催化作用;机理图中锰酸钾与二价锰离子转化为MnO2。
【小问1详解】
实验①②的温度相同,KMnO4溶液、H2SO4溶液的体积分别相同,氢离子浓度相同,只有草酸溶液的体积由4 mL变为3 mL,因此探究的是草酸溶液浓度对化学反应速率的影响。为保证溶液总体积为8 mL且氢离子浓度不变,实验②中H2SO4溶液仍取1 mL,即V1=1。
【小问2详解】
实验③④的温度相同,KMnO4溶液和草酸溶液的体积分别相同,④中H2SO4溶液的体积由1 mL增至2 mL(用水补足总体积),氢离子浓度增大,紫色褪去所需时间t4<8 s,说明其他条件相同时,氢离子浓度越大,化学反应速率越快。
【小问3详解】
实验③中KMnO4溶液为2 mL 0.02 mol/L,混合后稀释至8 mL,浓度变为原来的四分之一,即0.005 mol/L;草酸溶液为4 mL 0.1 mol/L,混合后浓度为0.05 mol/L。0~8 s内紫色恰好褪去,KMnO4完全反应,其浓度减小0.005 mol/L;由反应方程式中草酸与KMnO4的化学计量数之比为5∶2可知,草酸浓度减小0.0125 mol/L,故。
【小问4详解】
由图可知,锰酸钾中锰元素为+6价,二价锰离子中锰元素为+2价,二者发生归中反应生成MnO2,根据得失电子守恒和原子守恒可得:
为验证二价锰离子的催化作用,实验⑤应在温度和其他试剂用量与③相同的条件下加入试剂X。
a.加入1 mL 0.1 mol/L MnCl2溶液,溶液体积由8 mL增大到9 mL,各物质浓度被稀释,且引入的氯离子能被酸性高锰酸钾氧化,干扰实验,a错误;
b.加入1 mL 0.1 mol/L MnSO4溶液,虽能提供二价锰离子,但同样使溶液体积增大、浓度改变,b错误;
c.加入MnCl2粉末,引入的氯离子能被酸性高锰酸钾氧化,干扰实验,c错误;
d.加入MnSO4粉末,既提供二价锰离子起催化作用,又不引入易被氧化的离子、不改变溶液体积,d正确;
故答案为d。
20. 温室气体转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。已知:
①
②
(1)反应③的平衡常数表达式,写出反应③的热化学方程式________________,K与K1、K2之间的关系:K=___________。
(2)工业上有一种用生产甲醇的方法: 。如图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。
①反应物X是________(填“”或“”)。
②在恒温、恒容条件下,下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内气体密度保持不变 B.容器内压强保持不变
C.的体积分数保持不变 D.的比值保持不变
③如果要加快反应速率并且提高平衡转化率,可以采取的措施是________________(写一个即可)
(3)恒温下,往一个4 L的密闭容器中充入和,反应过程中测得的浓度随时间变化如下表所示:
时间/min
5
10
15
20
25
30
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
①此条件下的平衡转化率为________,该反应的化学平衡常数K=________。
②若维持容器体积不变,温度不变,往原平衡体系中加入、和各4 mol,化学平衡将向________反应方向移动(填“正”或“逆”)。
③在合成氨工业中,原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应是: 。吸收CO后的铜氨液经过适当处理可再生,恢复其吸收CO的能力,可循环使用,铜氨液再生的生产适宜条件应是__________。
A.低温高压 B.低温低压 C.高温高压 D.高温低压
【答案】(1) ①.
②.
(2) ①.
②.
BC ③.
增大压强(或增大 的浓度)
(3) ①.
②.
③.
逆 ④.
D
【解析】
【小问1详解】
根据反应③的平衡常数表达式 ,可知生成物为 和 ,反应物为 和 ,其化学方程式为 。
根据盖斯定律,将已知反应进行组合:反应③ = 2 × 反应① - 反应②。
因此。同理,化学平衡常数的关系为 。
【小问2详解】
① 增大投料比 ,相当于不断增加 的量,平衡正向移动,会使 的转化率增大,而 自身的转化率减小,图中X的转化率随投料比增大而增大,故X是。
②
A.在恒容容器中,气体总质量不变,密度始终保持不变,不能说明达到平衡状态,A错误;
B.该反应前后气体分子数不相等,压强不变说明混合气体的总物质的量不再变化,即达到平衡状态,B正确;
C. 的体积分数保持不变是各组分含量不变的体现,说明达到平衡状态,C正确;
D.若初始未加入生成物,反应过程中生成的 和 的物质的量之比始终为化学计量数之比 1:1,不能说明达到平衡状态,D错误。
故答案选BC。
③ 要加快反应速率且提高 的平衡转化率,可以采取“增大压强”或“增大 的浓度”的措施(加压使体积缩小,浓度增大,速率加快,且平衡向气体分子数减少的正向移动;增大反应物 浓度,速率加快,且平衡正向移动)。
【小问3详解】
① 20 min时反应达到平衡,,则生成的 。根据方程式 ,消耗的 ,消耗的 。 的平衡转化率为 。平衡时各物质的浓度为:,。该反应的化学平衡常数 。② 往原平衡体系中加入 、 和 各 ,相当于各物质的浓度均瞬间增加 。此时 ,,。浓度商 。因为 ,所以化学平衡将向逆反应方向移动。③ 铜氨液吸收 的反应为放热反应()且正向气体分子数减少。铜氨液再生即促使该平衡逆向移动以释放出 ,根据勒夏特列原理,逆向移动需要提供高温(有利于吸热方向)和低压(有利于气体分子数增多方向)的条件,故答案选D。
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