精品解析:山西省部分学校2026-2027学年高二上学期10月联考 化学试题
2026-10-20
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内容正文:
2026—2027学年10月高二年级素质测试
化学
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本试卷命题范围:选择性必修1第一、二章。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列变化过程中一定不存在化学能转化为热能的是
A.木材燃烧
B.谷物酿酒
C.干冰升华
D.鞭炮燃放
A. A B. B C. C D. D
2. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
选项
热化学方程式
结论
A
分解2 mol液态水,吸收483.6 kJ热量
B
当反应生成2 mol氨气,放出92.4 kJ热量
C
稀硫酸与溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量
D
的燃烧热为
A. A B. B C. C D. D
3. 一定温度下,在5 L的恒容密闭容器中,反应进行半分钟后,测得NO的物质的量增加了0.3 mol。在此段时间内,用NH3表示的化学反应速率为
A. B. C. D.
4. 如图所示,曲线表示放热反应进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按曲线进行,可采取的措施是
A. 增大压强 B. 升高温度 C. 及时移除 D. 加大的投放量
5. 以下判断正确的是
A. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1,该反应低温才能自发
B. 通常化学反应的△S越大,越有利于反应自发进行,所以△S>0时反应必能自发
C. 常温下,反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D. 化学反应的速率越大,表明反应的活化能越小,故反应进行的程度就越大
6. 某工业生产中发生反应:。下列有关该工业生产的说法正确的是
A. 工业上合成M时,一定采用高压条件,因为高压有利于M的生成
B. 若物质B价廉易得,工业上一般采用加入过量的B,以提高A和B的转化率
C. 工业上一般采用较高温度合成M,因温度越高,反应物的转化率越高
D. 工业生产中常采用催化剂,因为生产中使用催化剂可提高M的日产量
7. 在一定条件下,在容积为2L的密闭容器中,将2molA气体和3molB气体相混合,发生如下反应:2A(g)+3B(g)⇌xC(g)+3D(g),4s后该反应达到平衡时,生成2.4molD,并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1,下列有关叙述错误的是
A. x=1 B. 0~4s内,v(B)=0.3mol·L-1·s-1
C. α(A):α(B)=1:1 D. 该反应的平衡常数为64
8. 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A. 的燃烧热为890kJ/mol,其热化学方程式为
B. 已知,则C的燃烧热为
C. 的燃烧热为,则电解的热化学方程式为
D. 与NaOH溶液反应:
9. 某小组用50mL注射器吸入20mL和的混合气体,活塞位于Ⅰ处。封闭注射器后将活塞拉到Ⅱ处。下列叙述错误的是
A. 该实验研究了压强对平衡移动的影响 B. 向外拉动活塞,增大
C. 活塞拉到Ⅱ处后,气体颜色最终变浅 D. 保持温度不变,推拉活塞,平衡常数K保持不变
10. 已知中和热测定实验中用盐酸和溶液进行实验,下列说法不正确的是
A. 酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应立即倒入小烧杯中,不断用玻璃搅拌器搅拌
B. 某同学通过实验测出中和反应生成反应热,造成这一结果原因可能是用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液温度
C. 用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的中和反应反应热不变
D. 改用盐酸跟溶液进行反应,求出的中和热和原来相同
11. 我国学者采用量子力学法研究了钯基作催化剂时,用和制备的机理,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 钯基催化剂可改变该反应中单位体积内活化分子百分数和单位时间产率
B. 过程是该段反应历程中的决速步骤
C. 五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质最稳定
D. 该段反应过程中,生成1mol共吸收热量65.7kJ
12. 向某密闭容器中加入0.3mol A,0.1mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[阶段的变化未画出]。乙图为时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,时刻为使用催化剂。下列说法中不正确的是
A. 若,用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为
B. 阶段改变的条件一定为减小压强
C. 该容器的容积为2L
D. 阶段,容器内A的物质的量减少了0.06mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式
13. 已知反应:生成的初始速率与NO、的初始浓度的关系为,k为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示
实验数据
初始浓度
生成的初始速率/( )
1
2
3
下列说法中不正确的是。
A. 关系式中、
B. 800℃时,k的值为
C. 若800℃时,初始浓度,则生成的初始速率为
D. 当其他条件不变时,升高温度,速率常数将增大
14. 乙烯可用于制备乙醇:。向10 L某恒容密闭容器中通入和发生上述反应,测得的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B. a、b点对应的平衡常数
C. a点对应的体系中,反应从开始到平衡的2 min内,
D. b点对应的体系中,
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 向某恒容密闭容器中加入4 mol A、1.2 mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[已知阶段c(B)未画出]。乙图为时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,在、、、时刻各改变一种不同的条件,已知时刻为使用催化剂。
(1)若,则阶段的反应速率为_________________。
(2)时刻改变的条件为_____________,时刻改变的条件为____________,该反应的逆反应为____________(填“吸热反应”或“放热反应”)。B的起始物质的量为________________。
(3)图乙中共有Ⅰ~Ⅴ五处平衡,其平衡常数与Ⅰ处的平衡常数不相等的是_____________(填“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”或“Ⅴ”)。
(4)写出该反应的化学方程式_____________________________________________________。
16. 完成下列问题。
(1)已知充分燃烧a g乙炔()气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,乙炔的燃烧热热化学方程式为______________________________________________。
(2)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼()和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。
已知:;
若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水,则整个过程中放出的热量为_______________。
(3)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则由C(石墨,s)和反应生成1 mol 的焓变为_______________。(用,,表达)
(4)化学键的键能是原子间形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能数据:H—S:;S—S:;S=O:;H—O:。已知反应:,其反应产物中的固体S实为,实际分子是一个8元环状分子(即),试根据这些数据计算已知反应的反应热:则______________(用a、b、c、d表示)。若已知,试写出和反应生成的热化学方程式为:________________________________________。
(5)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将转化为。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。(单位为)
该反应的热化学方程式:_____________。(用相对能量的变化来表示)
(6)已知室温下1 g甲硅烷自燃生成和液态水放出热量44.6 kJ,则甲硅烷自燃的热化学方程式为__________________________________________________________________。
17. 一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料,焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应:
I:
II:
III:
(1)当反应I达到平衡后,下列措施可提高正反应速率的是_______(填标号)。
A. 加入焦炭 B. 通入CO C. 升高温度 D. 分离出氢气
(2)若在恒温恒容容器中仅发生反应II,则下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A. 容器内气体的压强不变
B. 容器内气体的总质量不变
C. 容器内气体的平均相对分子质量不变
D. 单位时间内,每有2 mol 键断裂,同时有1 mol 键断裂
(3)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和,发生反应,和的物质的量变化如下表所示。
条件
保持温度为/℃
时间
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
物质的量
2.0
1.4
1.0
0.70
0.50
0.40
0.40
物质的量
0
0.3
0.50
0.65
0.75
0.80
0.80
①内,以表示的该反应速率___________,最终达平衡时的转化率___________,该温度℃下的平衡常数___________。
②保持温度℃不变,向该密闭容器中加入该四种反应混合物各,该时刻,正、逆反应速率的大小关系为:___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ•mol-1 ,该反应在_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
18. 工业采用催化氧化处理废气: 。
(1)反应机理为:
ⅰ:
ⅱ: ___________。
(2)在,恒容容器中,通入和各模拟处理废气。
①能判断该反应达到平衡的判据是___________。(填标号)
a.体系压强保持不变 b.体系颜色保持不变
c.体系中 d.消耗生成
②若平衡时总压为,的转化率为,则该反应的平衡常数___________。(用平衡分压代替平衡浓度计算)
(3)工业上将和[分别为或]以不同流速通入反应器中,在或下进行反应,分钟时检测流出气成分,绘制流速与转化率曲线,如图所示:
已知:
ⅲ:较低流速下转化率可近似为平衡转化率;
ⅳ:曲线a、b所示反应中相同,温度不同,曲线a、c所示反应中温度相同,不同。
①曲线表示在温度为___________,为___________的条件下的反应。
②设点的转化率为平衡转化率,曲线上点后减小的原因为___________。
③较高流速时,N点的转化率大于M点的原因为___________,M点的___________。
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2026—2027学年10月高二年级素质测试
化学
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本试卷命题范围:选择性必修1第一、二章。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列变化过程中一定不存在化学能转化为热能的是
A.木材燃烧
B.谷物酿酒
C.干冰升华
D.鞭炮燃放
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.木材燃烧属于放热化学反应,反应过程中化学能转化为热能,A不符合题意;
B.谷物酿酒属于缓慢氧化的放热反应,过程中存在化学能转化为热能,B不符合题意;
C.干冰升华是固态变为气态的物理变化,没有发生化学反应,一定不存在化学能转化为热能,C符合题意;
D.鞭炮燃放属于剧烈的放热反应,反应过程中存在化学能转化为热能,D不符合题意;
故答案选C。
2. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
选项
热化学方程式
结论
A
分解2 mol液态水,吸收483.6 kJ热量
B
当反应生成2 mol氨气,放出92.4 kJ热量
C
稀硫酸与溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量
D
的燃烧热为
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.热化学方程式描述的是生成2 mol气态水的放热反应,但结论涉及分解2 mol液态水,状态不匹配,A错误;
B.热化学方程式中ΔH = -92.4 kJ·mol⁻¹表示生成2 mol氨气时放出92.4 kJ热量,结论与之相符,B正确;
C.该热化学方程式表示标准中和热,但稀硫酸与反应除中和外还生成沉淀,沉淀热使总放热量大于57.3 kJ,C错误;
D.燃烧热要求完全燃烧生成稳定产物(如),但方程式中产物为,不是完全燃烧,故并非甲醇的燃烧热,D错误;
故答案选B。
3. 一定温度下,在5 L的恒容密闭容器中,反应进行半分钟后,测得NO的物质的量增加了0.3 mol。在此段时间内,用NH3表示的化学反应速率为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若反应进行半分钟后NO的物质的量增加了0.3 mol,则用NO浓度变化表示的反应速率为v(NO)=,根据反应方程式中物质反应转化关系可知:在此段时间内,用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=v(NO)=0.002 mol/(L∙s),故合理选项是A。
4. 如图所示,曲线表示放热反应进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按曲线进行,可采取的措施是
A. 增大压强 B. 升高温度 C. 及时移除 D. 加大的投放量
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应前后气体分子数不变,增大压强,平衡不移动,X的转化率不变,但反应速率增大,达到平衡的时间缩短,A正确;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X的转化率减小,B错误;
C.及时移除,平衡正向移动,X的转化率增大,C错误;
D.加大的投放量,平衡正向移动,X的转化率增大,D错误;
故选A。
5. 以下判断正确的是
A. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1,该反应低温才能自发
B. 通常化学反应的△S越大,越有利于反应自发进行,所以△S>0时反应必能自发
C. 常温下,反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D. 化学反应的速率越大,表明反应的活化能越小,故反应进行的程度就越大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1,该反应△S>0,△H>0,根据吉布斯自由能判断该反应高温才能自发,A错误;
B.通常化学反应的△S越大,越有利于反应自发进行,但一个反应是否自发进行还要结合△H判断,所以△S>0时反应未必能自发,B错误;
C.常温下,反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行,因其熵变△S>0判断自发,则该反应的焓变判断不能自发,即ΔH>0,C正确;
D.化学反应的速率越大,表明反应的活化分子浓度越大,活化能决定活化分子能量大小,反应进行的程度表示平衡达到的状态,反应速率决定达到平衡的时间,D错误;
故选C。
6. 某工业生产中发生反应:。下列有关该工业生产的说法正确的是
A. 工业上合成M时,一定采用高压条件,因为高压有利于M的生成
B. 若物质B价廉易得,工业上一般采用加入过量的B,以提高A和B的转化率
C. 工业上一般采用较高温度合成M,因温度越高,反应物的转化率越高
D. 工业生产中常采用催化剂,因为生产中使用催化剂可提高M的日产量
【答案】D
【解析】
【详解】A.如常压下转化率较大,则不采用高压,且考虑对设备的承压要求,则不一定采用高压,故A错误;
B.加入B,平衡正向移动,A的转化率增大,但B的转化率减小,故B错误;
C.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,转化率减小,故C错误;
D.催化剂可以提高反应速率,单位时间内生成更多的M,提高M的日产量,故D正确;
答案选D。
7. 在一定条件下,在容积为2L的密闭容器中,将2molA气体和3molB气体相混合,发生如下反应:2A(g)+3B(g)⇌xC(g)+3D(g),4s后该反应达到平衡时,生成2.4molD,并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1,下列有关叙述错误的是
A. x=1 B. 0~4s内,v(B)=0.3mol·L-1·s-1
C. α(A):α(B)=1:1 D. 该反应的平衡常数为64
【答案】D
【解析】
【详解】A.达到平衡时,测得C的反应速率0.1mol/(L·s),求得达到平衡时,生成C的物质的量为0.1mol/(L·s)×4s×2L=0.8mol,根据反应方程式,求得x=1,故A说法正确;
B.4s内消耗B的物质的量为2.4mol,则v(B)==0.3mol/(L·s),故B说法正确;
C.B的转化率为=80%,达到平衡时,消耗A的物质的量为0.8mol×2=1.6mol,则A的转化率为=80%,因此两种物质的转化率之比为1∶1,故C说法正确;
D.该反应的平衡常数K==640,故D说法错误;
答案为D。
8. 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A. 的燃烧热为890kJ/mol,其热化学方程式为
B. 已知,则C的燃烧热为
C. 的燃烧热为,则电解的热化学方程式为
D. 与NaOH溶液反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的燃烧热为890kJ/mol,则其热化学方程式为,A项错误;
B.已知,生成的不是C完全燃烧生成的指定的产物,故无法计算C的燃烧热, B项错误;
C.的燃烧热为,的燃烧热的热化学方程式为,那么电解的热化学方程式为,C项正确;
D.为弱电解质,电离时吸热,故该反应的反应热,D项错误;
答案选C。
9. 某小组用50mL注射器吸入20mL和的混合气体,活塞位于Ⅰ处。封闭注射器后将活塞拉到Ⅱ处。下列叙述错误的是
A. 该实验研究了压强对平衡移动的影响 B. 向外拉动活塞,增大
C. 活塞拉到Ⅱ处后,气体颜色最终变浅 D. 保持温度不变,推拉活塞,平衡常数K保持不变
【答案】B
【解析】
【分析】和的混合气体之间的反应为;
【详解】A.活塞向外拉,管内容积增大,c()、c()浓度减小,颜色变浅,管内压强减小,平衡向着生成的方向进行,气体颜色变深,但比原来颜色浅,研究了压强对平衡移动的影响,A正确;
B.活塞向外拉,管内容积增大,c()、c()浓度减小,B错误;
C.由A分析,活塞拉到Ⅱ处后,气体颜色最终变浅,C正确;
D.平衡常数受温度影响,温度不变,K不变,D正确;
故选B。
10. 已知中和热测定实验中用盐酸和溶液进行实验,下列说法不正确的是
A. 酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应立即倒入小烧杯中,不断用玻璃搅拌器搅拌
B. 某同学通过实验测出中和反应生成反应热,造成这一结果原因可能是用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液温度
C. 用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的中和反应反应热不变
D. 改用盐酸跟溶液进行反应,求出的中和热和原来相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸碱混合时为了减少实验过程中的热量损失,要将量筒中NaOH溶液迅速倒入量热计内筒中,并且迅速盖上盖板,且反应过程用环形玻璃搅拌器上下搅拌混合液,使得酸碱混合均匀、充分反应,使溶液各处温度相同,A正确;
B.某同学通过实验测出中和反应生成反应热,则生成1 mol水时中和反应反应热的数值偏大,实验中测得的热量偏大,造成这一结果原因不可能是用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液温度引起的,因为:若用温度计测定稀盐酸溶液起始温度后直接测定稀氢氧化钠溶液的温度,则氢氧化钠溶液的起始温度偏高,测得的热量偏小,B错误;
C.用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,氢氧化钠溶液体积高于所需量的体积,但由于碱过量,反应产生水的量以不足量的HCl为标准,故产生的水的量不变,则放出的热量不变,测得的中和反应反应热ΔH不变,C正确;
D.反应放出的热量与所用酸和碱的量有关,但生成1 mol水时中和反应反应热的大小与参加反应的酸碱用量无关,D正确;
故合理选项是B。
11. 我国学者采用量子力学法研究了钯基作催化剂时,用和制备的机理,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 钯基催化剂可改变该反应中单位体积内活化分子百分数和单位时间产率
B. 过程是该段反应历程中的决速步骤
C. 五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质最稳定
D. 该段反应过程中,生成1mol共吸收热量65.7kJ
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂降低了反应的活化能,让更多的普通分子转化为活化分子,活化分子百分数增大,化学反应速率加快,单位时间产率增加,A正确;
B.能垒(活化能)越大反应速率越慢,最慢的反应历程是决速步骤,由题干历程图可知,该历程中决速步骤的反应为或,B错误;
C.五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质具有的能量最高,是最不稳定的,C错误;
D.根据图示信息,该反应过程中,生成1 mol时,起始相对能量为0kJ,终点相对能量为-65.7kJ,表示该段过程放出热量65.7kJ,即该反应不是吸收热量,D错误;
故答案为:A。
12. 向某密闭容器中加入0.3mol A,0.1mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[阶段的变化未画出]。乙图为时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,时刻为使用催化剂。下列说法中不正确的是
A. 若,用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为
B. 阶段改变的条件一定为减小压强
C. 该容器的容积为2L
D. 阶段,容器内A的物质的量减少了0.06mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,该反应的热化学方程式
【答案】D
【解析】
【分析】根据图乙可知,时刻为使用催化剂,正、逆反应速率均增大,且化学平衡不移动;阶段改变条件平衡不移动,且正、逆反应速率均减小,由于四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,且改变温度或浓度,平衡均发生移动,则阶段改变的条件为减小压强,反应为等体积反应;时刻正、逆反应速率中只有一个增大,应是改变某一物质的浓度;时刻正、逆反应速率都增大,应是升高温度。
【详解】A.时,用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为,A正确;
B.根据分析,阶段改变的条件为减小压强,B正确;
C.根据图甲,A物质的起始浓度为,初始时密闭容器中加入0.3mol A,则该容器的容积为2L,C正确;
D.根据图甲,A物质的转化量为,C物质的生成量为,则反应中物质A与C的化学计量数之比为;根据分析可知,减小压强,化学平衡不移动,说明该反应中气体的化学计量数之和前后相等,则化学方程式为;阶段,容器内A的物质的量减少了0.06mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,3molA反应吸收的热量为,因此该反应的热化学方程式为,D错误;
答案选D。
13. 已知反应:生成的初始速率与NO、的初始浓度的关系为,k为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示
实验数据
初始浓度
生成的初始速率/( )
1
2
3
下列说法中不正确的是。
A. 关系式中、
B. 800℃时,k的值为
C. 若800℃时,初始浓度,则生成的初始速率为
D. 当其他条件不变时,升高温度,速率常数将增大
【答案】C
【解析】
【分析】将3组实验数据带入公式,则有:①,②,③联立①②③式可解得:x=2,y=1,k=8×104,则生成的初始速率公式为
【详解】A.根据分析可知x=2,y=1,故A正确;
B.根据公式和实验数据解得k=8×104,故B正确;
C.根据生成的初始速率公式,带入NO和的初始浓度有,故C错误;
D.当其他条件不变时,生成的初始速率与k成正比,温度越高,反应速率越大,则k越大,故D正确;
故选C。
14. 乙烯可用于制备乙醇:。向10 L某恒容密闭容器中通入和发生上述反应,测得的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B. a、b点对应的平衡常数
C. a点对应的体系中,反应从开始到平衡的2 min内,
D. b点对应的体系中,
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应(),升高温度平衡逆向移动,乙烯的平衡转化率减小,由图可知,相同投料比X时,对应的乙烯平衡转化率高于,说明温度更低,即,A错误;
B.平衡常数K仅与温度有关,a处于温度、b处于温度,由A可知,温度升高平衡逆向移动,K减小,即,B错误;
C.a点X=1.0,即与的物质的量相等,得m=2,据图中信息列三段式:,容器体积为10 L ,反应时间2 min ,则,C错误;
D.由a、b、c点可知,a、c点对应的平衡常数相等,b、c点对应的体系起始投料比相同,将c点对应的体系列三段式:,则,解得m=1.8,b、c点对应的体系起始投料比相同,所以b点对应体系中,m=1.8,D正确;
故答案选D。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 向某恒容密闭容器中加入4 mol A、1.2 mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[已知阶段c(B)未画出]。乙图为时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,在、、、时刻各改变一种不同的条件,已知时刻为使用催化剂。
(1)若,则阶段的反应速率为_________________。
(2)时刻改变的条件为_____________,时刻改变的条件为____________,该反应的逆反应为____________(填“吸热反应”或“放热反应”)。B的起始物质的量为________________。
(3)图乙中共有Ⅰ~Ⅴ五处平衡,其平衡常数与Ⅰ处的平衡常数不相等的是_____________(填“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”或“Ⅴ”)。
(4)写出该反应的化学方程式_____________________________________________________。
【答案】(1)
(2) ①. 加催化剂 ②. 减小压强 ③. 放热反应 ④. 2.0 mol
(3)Ⅴ (4)
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,内C的浓度变化为,根据反应速率定义: 。
【小问2详解】
由题干知,时刻改变的条件为加入催化剂,催化剂会同等程度增大正逆反应速率,使平衡不移动,对应图乙时刻后速率同步升高且平衡不动的特征。时刻速率同等程度降低、平衡不移动,说明是减小压强;只有反应前后气体分子总数相等的反应,改变压强才不会使平衡移动。时刻正逆速率均突变,且,说明是升高温度,平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,逆反应为放热反应。由图甲得容器体积;内,,结合反应前后气体系数和相等,可得A、B为反应物,C为生成物,且A、B、C的化学计量数之比为,因此该阶段B的浓度减少量为,B的起始浓度为,起始物质的量为。
【小问3详解】
平衡常数只与温度有关,时刻改变反应物或生成物浓度、时刻加催化剂、时刻减小压强,均未改变温度,因此Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的平衡常数相等;时刻升高了温度,平衡常数发生变化,因此只有Ⅴ的平衡常数与Ⅰ不相等。
【小问4详解】
结合第2问分析,A、B为反应物,C为生成物,A、B、C的化学计量数之比为,且反应为可逆反应,推导出化学方程式为。
16. 完成下列问题。
(1)已知充分燃烧a g乙炔()气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,乙炔的燃烧热热化学方程式为______________________________________________。
(2)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼()和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。
已知:;
若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水,则整个过程中放出的热量为_______________。
(3)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则由C(石墨,s)和反应生成1 mol 的焓变为_______________。(用,,表达)
(4)化学键的键能是原子间形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能数据:H—S:;S—S:;S=O:;H—O:。已知反应:,其反应产物中的固体S实为,实际分子是一个8元环状分子(即),试根据这些数据计算已知反应的反应热:则______________(用a、b、c、d表示)。若已知,试写出和反应生成的热化学方程式为:________________________________________。
(5)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将转化为。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。(单位为)
该反应的热化学方程式:_____________。(用相对能量的变化来表示)
(6)已知室温下1 g甲硅烷自燃生成和液态水放出热量44.6 kJ,则甲硅烷自燃的热化学方程式为__________________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)163.52 kJ
(3)
(4) ①. ②.
(5)
(6)
【解析】
【小问1详解】
充分燃烧生成1 mol气体,根据碳原子守恒可知消耗了0.5 mol,0.5 mol燃烧放出热量,则1 mol完全燃烧生成气体和液态水放出热量,燃烧热要求可燃物的化学计量数为1,故乙炔的燃烧热热化学方程式为 ;
【小问2详解】
已知:①;
②;
根据盖斯定律,由①-②可得:,
6.4 g液态肼的物质的量为,则整个过程中放出的热量为;
【小问3详解】
目标反应为 ,根据盖斯定律,将已知反应进行组合:即可得到目标反应,故其焓变为;
【小问4详解】
反应的焓变,由图可知1个分子中含有8个键,即1 mol含有8 mol键,则3 mol(相当于)含有3 mol键;,解得;
已知,结合原反应,根据盖斯定律将原反应减去该水的气化反应,可得生成液态水的热化学方程式为;
【小问5详解】
由反应历程图可知,反应物相对总能量为0,生成物相对总能量为(单个分子),则1 mol该反应的焓变,故该反应的热化学方程式为;
【小问6详解】
1 g甲硅烷()自燃放出热量44.6 kJ,甲硅烷的摩尔质量为,则1 mol甲硅烷自燃放出热量为,故其自燃的热化学方程式为。
17. 一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料,焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应:
I:
II:
III:
(1)当反应I达到平衡后,下列措施可提高正反应速率的是_______(填标号)。
A. 加入焦炭 B. 通入CO C. 升高温度 D. 分离出氢气
(2)若在恒温恒容容器中仅发生反应II,则下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A. 容器内气体的压强不变
B. 容器内气体的总质量不变
C. 容器内气体的平均相对分子质量不变
D. 单位时间内,每有2 mol 键断裂,同时有1 mol 键断裂
(3)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和,发生反应,和的物质的量变化如下表所示。
条件
保持温度为/℃
时间
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
物质的量
2.0
1.4
1.0
0.70
0.50
0.40
0.40
物质的量
0
0.3
0.50
0.65
0.75
0.80
0.80
①内,以表示的该反应速率___________,最终达平衡时的转化率___________,该温度℃下的平衡常数___________。
②保持温度℃不变,向该密闭容器中加入该四种反应混合物各,该时刻,正、逆反应速率的大小关系为:___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ•mol-1 ,该反应在_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
【答案】(1)BC (2)D
(3) ①. 0.03mol/(L•min) ②. 80% ③. 4 ④. >
(4)低温
【解析】
【小问1详解】
A.焦炭是固体,加入焦炭,反应速率几乎不变,故不选A;.
B.通入CO,生成物浓度增大,平衡逆向移动,逆反应速率先增大后减小,正反应速率增大,故选B;
C.升高温度,反应速率加快,故选C;
D.分离出氢气,生成物浓度减小,平衡正向移动,逆反应速率先减小后增大,正反应速率减小,故不选D;
选BC。
【小问2详解】
A.反应前后气体系数和相同,压强是恒量,容器内气体的压强不变,反应不一定平衡,故不选A;
B.根据质量守恒定律,气体总质量是恒量,容器内气体的总质量不变,反应不一定平衡,故不选B;
C.气体总质量不变、气体总物质的量不变,平均相对分子质量是恒量,容器内气体的平均相对分子质量不变,反应不一定平衡,故不选C;
D.单位时间内,每有2mol 键断裂,同时有1mol 键断裂,正、逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故选D;
选D。
【小问3详解】
①0~5min内,Δn(NO)=2.0mol-1.4mol=0.6mol,则Δn(CO2)=0.5×0.6mol=0.3mol,浓度变化量是0.15mol/L,则v(CO2)=0.15mol/L÷5min=0.03mol/(L•min);根据表格数据,25min时,反应已达到平衡,列化学平衡三段式(单位是mol),则
最终达平衡时NO的转化率a=×100%=80%,K==4;
②保持温度T℃不变,向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol,浓度均是1mol/L,Qc==1<4,所以反应正向进行,v正(NO)>v逆(NO)。
【小问4详解】
已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ•mol-1,该反应为放热的,熵减的反应,根据ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行分析,在低温下能自发进行。
18. 工业采用催化氧化处理废气: 。
(1)反应机理为:
ⅰ:
ⅱ: ___________。
(2)在,恒容容器中,通入和各模拟处理废气。
①能判断该反应达到平衡的判据是___________。(填标号)
a.体系压强保持不变 b.体系颜色保持不变
c.体系中 d.消耗生成
②若平衡时总压为,的转化率为,则该反应的平衡常数___________。(用平衡分压代替平衡浓度计算)
(3)工业上将和[分别为或]以不同流速通入反应器中,在或下进行反应,分钟时检测流出气成分,绘制流速与转化率曲线,如图所示:
已知:
ⅲ:较低流速下转化率可近似为平衡转化率;
ⅳ:曲线a、b所示反应中相同,温度不同,曲线a、c所示反应中温度相同,不同。
①曲线表示在温度为___________,为___________的条件下的反应。
②设点的转化率为平衡转化率,曲线上点后减小的原因为___________。
③较高流速时,N点的转化率大于M点的原因为___________,M点的___________。
【答案】(1)+97.2(或97.2)
(2) ①. ab ②.
(3) ①. ②. 4:4 ③. (因流速慢)压强减小,平衡逆向移动 ④. 反应未平衡,相同,流速相同,N点温度比M点高,反应速率快 ⑤. 或0.0017
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,总反应=反应ⅰ×2 +反应ⅱ,因此:ΔH=2ΔH1+H2,代入数据:−114.4=2×(−105.8)+ΔH2,解得:ΔH2=+97.2(或97.2)kJ/mol。
【小问2详解】
① a. 总反应是气体分子数减少的反应,压强随反应进行而减小,压强不变时说明达到平衡,a合理;
b. 反应中只有氯气有颜色,颜色不变说明浓度不变,达到平衡,b合理;
c. 体系中氯气和水的系数比相等,故氯气和水的物质的量始终相等,故与平衡无关,c不合理;
d.正逆反应速率关系应为消耗消耗,而消耗生成,时速率方向均为正反应,未体现逆反应,d不合理;
因此选:ab。
②HCl转化率为 80%,则反应的HCl为1 mol×80%=0.8 mol,根据反应式:
平衡总物质的量:0.2+0.8+0.4+0.4=1.8 mol;
分压 = 总压×物质的量分数,即:p(HCl)=p×,p(O2)=p×,p(Cl2)=p×,p(H2O)=p×,反应的平衡常数。
【小问3详解】
①总反应为放热反应,低温下平衡转化率更高,故c表示360℃;氧气越多,HCl转化率更大,故曲线c为4:4条件下的反应。
②(因流速慢)压强减小,平衡逆向移动,故P点后转化率减小。
③较高流速下反应未达平衡,转化率由反应速率决定:相同,流速相同,N点温度比M点高,反应速率快,转化率高。M点HCl的流速为0.17mol/h,转化率为60%,故M点的=或0.0017。
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