内容正文:
榆次一中高二年级第一学期10月考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
第Ⅰ卷
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 当今世界面临日益加剧的能源危机,下列关于能源的描述不正确的是
A. 提高燃料的利用效率是解决能源危机的方向
B. 正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
C. 新能源的优点是可以再生、没有污染或者很少污染
D. 燃烧热是评价燃料优劣的唯一标准
【答案】D
【解析】
【详解】A、解决能源问题的根本出路就是:节约能源,提高现有能源利用率,积极寻找和开发新能源,故A正确;
B、要积极开发新能源,寻找替代传统和常规能源,所以人们正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等,故B正确;
C、新能源相对于化石燃料来讲,资源丰富、可以再生、污染轻,对环境友好,故C正确;
D、评价燃料的优劣还应当考虑到是否对环境有污染,故D错误;
故选D。
2. 下列关于化学反应速率的说法正确的是
A. 升高温度可降低化学反应的活化能,提高了活化分子百分数,加快化学反应速率
B. 反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C. 在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,让它们与等量的氢气反应,反应速率相同
D. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度使分子的内能增加、原来能量比较低的普通分子也能变为活化分子,提高了活化分子百分数,可加快化学反应速率,但不能降低化学反应的活化能,A不正确;
B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,单位时间内单位体积的空间内有效碰撞的次数增加,故反应速率增大,B正确;
C.在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,由于两者的氧化性不同,氧化性强的化学反应速率快,因此,它们与等量的氢气反应的化学反应速率不相同,C不正确;
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加单位体积空间内活化分子的数目,单位时间内单位体积的空间内有效碰撞的次数增加,从而使反应速率加快,但活化分子的百分数不变, D不正确;
本题选B。
3. 反应()分两步进行:①(),②()。下列图像能正确表示该反应过程中的能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.该图像中中间产物的能量低于反应物,且最终产物C的能量高于,不符合第一步反应吸热、总反应放热的规律,A错误;
B.该图像中能量高于,符合第一步反应的吸热特点;C能量低于且低于,符合第二步反应、总反应的放热特点,能量变化关系正确,B正确;
C.该图像中能量低于,说明第一步反应为放热反应,不符合的要求,C错误;
D.该图像中产物C的能量高于反应物,说明总反应为吸热反应,不符合总反应的要求,D错误;
故选B。
4. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知 ,则氢气的燃烧热为
B. 等质量的固态硫比液态硫完全燃烧时放出的热量少
C. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为
D. 已知 ,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,水的稳定状态为液态,该反应生成气态水,因此氢气燃烧热大于,A错误;
B.固态硫的能量低于等质量的液态硫,完全燃烧生成相同状态的时,反应物总能量越低,放出的热量越少,因此等质量固态硫完全燃烧放出的热量更少,B正确;
C.醋酸为弱电解质,电离过程需要吸收热量,因此1 mol醋酸与稀反应放出的热量小于57.4 kJ,,C错误;
D.碳完全燃烧生成放出的热量多于生成放出的热量,放热反应的为负值,放出热量越多越小,因此,D错误;
故选B。
5. 一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(Q>0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,则此条件下反应:C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的△H(单位为kJ·mol-1)为( )
A. +8QkJ B. +16QkJ C. -8QkJ D. -16QkJ
【答案】D
【解析】
【详解】由反应可建立以下关系式: C4H10——4CO2——8KOH,现吸收二氧化碳需消耗5mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,则n(KOH)= 5mol·L-1×0.1L=0.5mol,n(CH4)=×0.5mol=mol,即molC4H10燃烧放热QkJ(Q>0),则1molC4H10燃烧放热16QkJ(Q>0),△H=-16QkJ,故选D。
6. 对于反应 ,下列说法正确的是
A. 加入催化剂,改变了反应的途径,反应的也随之改变
B. 该反应,,在任何条件下都能自发进行
C. 恒温恒容条件下,混合气体密度不变时达到化学平衡状态
D. 达到平衡状态后,升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.加入催化剂,改变反应路径,影响反应速率,但不改变反应热,A错误;
B.该反应,,该反应在低温下进行,不是在任何条件下都能自发进行,B错误;
C.该反应中有非气体物质,恒温恒容条件下,混合气体密度不变,说明固体A的质量不变,说明反应到平衡,C正确;
D.升温,正逆反应速率都增大,D错误;
故选C。
7. 某化学研究小组在探究外界条件对反应A(g)+3B(g)2C(g)速率和平衡的影响时,作出如下图像。下列判断错误的是
A. 由图1可知,该反应ΔH<0 B. 由图2可知,a曲线使用了催化剂
C. 由图3可知,点1平衡正向移动 D. 由图4可知,P1>P2
【答案】C
【解析】
【详解】A.正逆反应速率相等时是平衡状态,接着随温度升高,平衡逆反应速率大于正反应速率,逆向移动,说明正反应放热,即∆H<0,A正确;
B.使用催化剂一般加快反应速率,但不影响平衡移动,a是使用催化剂时的曲线,B正确;
C.曲线上任意一点都表示达到平衡状态,点1在曲线上方未达到平衡状态,B的转化率减小,平衡逆向移动,C错误;
D.温度一定时,加压C的百分含量增加,则P1>P2,D正确;
故选C。
8. 向绝热恒容密闭容器中通入一定量的和,一定条件下发生反应: ,测得浓度随时间变化如表所示,下列说法正确的是
反应时间/s
40
50
60
70
80
90
100
110
浓度
0.10
0.14
0.21
0.26
0.30
0.32
0.33
0.33
A. 50s时,的生成速率为
B. 40s~90s时段:
C. 0s~50s的反应速率等于70s~80s的反应速率
D. 110s时,缩小容器体积再次达到平衡后,的转化率和浓度均保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.化学反应速率是平均速率,不是瞬时速率,因此不能计算50 s时SO3的生成速率,A错误;
B.根据速率与时间关系可知:在90 s后,SO3浓度还在增大,说明此时反应正向进行,未达到平衡状态,故在40 s~90 s时段:v正>v逆,B正确;
C.根据表格数据可知:在0 s~50 s的反应速率为,70 s~80 s的反应速率为,所以0 s~50 s的反应速率更小,C错误;
D.该反应是反应前后气体体积不变的反应,在110 s时,缩小容器,化学平衡不发生移动,因此SO2的转化率保持不变但浓度增大,D错误;
故选B。
9. 在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 mol X和2 mol Y,发生如下反应:判断反应达到平衡的标志是
A. 容器内气体平均摩尔质量不变
B. 容器内压强保持不变
C. 容器内Z和W的浓度之比保持不变
D. 消耗3 mol Y同时生成2 mol Z
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应中气体总物质的量恒定,正反应方向气体总质量随固体的消耗而增大,气体平均摩尔质量为变量,当其不变时说明反应达到平衡,A正确;
B.该反应前后气体总计量数均为3,根据理想气体状态方程,同温同体积下气体总物质的量恒定则压强始终不变,故压强不变不能说明反应达到平衡,B错误;
C.反应中和的生成量始终为,二者浓度之比始终为,该比值不变不能说明反应达到平衡,C错误;
D.消耗和生成均为正反应方向的变化,任意时刻都满足消耗同时生成,不能说明正逆反应速率相等,无法判断平衡,D错误;
故选A。
10. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 平衡混合气体加压后颜色变深
B. 合成氨时,将混合气体中的液化有利于提高产率
C. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 红棕色加压后颜色先变深后变浅
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应前后气体分子数相等,增大压强平衡不移动,加压后颜色变深是因为容器体积减小导致浓度增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;
B.合成氨反应为,将液化会减小生成物浓度,平衡正向移动,有利于提高产率,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.氯气与水存在平衡:,饱和食盐水中浓度大,使平衡逆向移动,降低氯气溶解度,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.存在平衡,加压瞬间容器体积减小,浓度增大颜色变深,随后平衡正向移动,浓度降低颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选A。
11. 不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示。下列说法不正确的是
A. 与含有的能量之和大于的能量
B. 过渡态物质的稳定性:过渡态过渡态2
C. 催化剂AuF下反应的焓变
D. 催化剂AuF下和催化剂下反应的反应热相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,A项正确;
B.物质的能量越高,越不稳定,过渡态1的相对能量高于过渡态2,所以过渡态1的稳定性小于过渡态2,B项错误;
C.反应的焓变,C项正确;
D.催化剂只改变反应速率,不改变反应的热效应,两催化剂下反应的反应热均为-129.6,D项正确;
答案选B。
12. t℃时,在两个容积都为1 L的恒温密闭容器中发生反应,受温度影响。下列说法正确的是
容器
物质的起始浓度/()
物质的平衡浓度/()
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(I2)
Ⅰ
0.1
0.1
0
0.07
Ⅱ
0
0
0.8
A. 平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中各物质转化率相同
B. 平衡时,容器Ⅱ中
C. 平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为
D. 平衡时,向容器Ⅰ中再通入0.1 mol H2、0.1 mol I2和0.2 mol HI,此时
【答案】C
【解析】
【详解】A.容器Ⅰ从反应物开始反应,平衡时和I2的转化率为;容器Ⅱ从生成物的 开始反应,Ⅱ反应前后气体分子数不变,容器Ⅱ起始等效于和,与容器Ⅰ投料比相同,属于等效平衡,平衡时浓度为容器Ⅰ的4倍,即,平衡时容器Ⅱ中反应物HI的转化率为。两者的转化率并不相同,A错误;
B.由A选项分析可知,容器Ⅱ平衡时浓度是,B错误;
C.反应前后气体总物质的量不变,容器Ⅰ总物质的量恒为0.2mol,容器Ⅱ总物质的量恒为0.8mol,恒温恒容下压强之比等于物质的量之比,即,C正确;
D.容器Ⅰ 原平衡中 、、,通入气体后 、、,浓度商,反应逆向进行,,D错误;
故答案选C。
13. 已知某些燃料的燃烧热数据如表所示:
燃料
甲烷
丙烷
乙醇
一氧化碳
∆H
-891.0kJ/mol
-2219.9kJ/mol
-1366.8kJ/mol
-283.0kJ/mol
使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是
A. 一氧化碳 B. 甲烷 C. 丙烷 D. 乙醇
【答案】B
【解析】
【详解】最能体现“低碳经济”理念的即为生成1mol二氧化碳放出热量最多的燃料,CH4生成1mol二氧化碳放出的热量为891.0kJ,丙烷(C3H8) 生成1mol二氧化碳放出的热量为=739.97kJ,乙醇(C2H6O)生成1mol二氧化碳放出的热量为=683.4kJ,CO生成1mol二氧化碳放出的热量为283.0kJ,综上所述生成1mol二氧化碳放出热量最多的是甲烷,则最能体现“低碳经济”理念的是甲烷,故答案为B。
14. 将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中,发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0,测得CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示;在催化剂、一定温度下对该反应进行研究,经过相同时间测CO转化率与反应温度的关系曲线如图2所示。下列说法错误的是
已知:反应速率v=v正−v逆=k正·c2(NO)·c2(CO)−k逆·c2(CO2)·c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。
A. 图像中A点逆反应速率小于B点正反应速率
B. 200℃时反应的平衡常数K=0.5
C. 200℃时当CO的转化率为40%时,v正∶v逆=20:81
D. C点转化率低于B点的原因可能是催化剂活性降低或平衡逆向移动造成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像中A点未达到该温度下的CO的平衡转化率,则反应正向进行,因此逆反应速率小于B点正反应速率,A正确;
B.在反应开始时将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中,则c(NO)=c(CO)=2 mol/L,由于200℃时CO的平衡转化率是50%,则根据物质反应转化关系可知平衡时c(NO)=c(CO)=c(CO2)=1 mol/L,c(N2)=0.5 mol/L,则该反应的平衡常数K=,B正确;
C.已知:反应速率v=v正−v逆=k正·c2(NO)·c2(CO)−k逆·c2(CO2)·c(N2),在200℃时K=0.5,当反应达到平衡时正、逆反应速率相等,则v正=v逆,k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),。在反应开始时将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中,c(NO)=c(CO)=2 mol/L,当CO的转化率为40%时,c(NO)=c(CO)=1.2 mol/L,c(CO2)=0.8 mol/L,c(N2)=0.4 mol/L,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆= k逆·c2(CO2)·c(N2),v正:v逆=,C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致CO的平衡转化率降低;催化剂只有在一定温度下才能达到其最佳催化活性,升高温度,催化剂催化活性降低,导致反应的反应物减少,因而CO的平衡转化率降低,D正确;
故合理选项是C。
第Ⅱ卷
二、非选择题
15. 完成下面各题。
(1)在25℃、101 kPa下,1 g甲烷燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为__________。
(2)以和为原料合成尿素。研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如图甲所示:
第一步:
第二步:
反应速率较快的是__________反应(填“第一步”或“第二步”)。
(3)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:
则M、N相比,较稳定的是__________。
(4)25℃、101 kPa时,合成氨反应
已知:H-H的键能为,N-H的键能为
①的键能为__________。
②25℃、101 kPa时,向恒容容器中通入和,充分反应后恢复原温度时放出的热量__________(填“大于”“小于”或“等于”)93 kJ。
③若在恒温、恒压条件下向此平衡体系中通入氩气,则平衡向__________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
【答案】(1)
(2)
第一步 (3)
M (4) ①.
945 ②.
小于 ③.
逆向
【解析】
【小问1详解】
甲烷的摩尔质量为 ,则甲烷的物质的量为。 甲烷完全燃烧生成 和液态水放热 ,则 甲烷完全燃烧放出的热量为 。燃烧热是指 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,故其热化学方程式为:。
【小问2详解】
反应的活化能越小,反应速率越快。由图甲的能量变化曲线可知,第一步反应的活化能(即反应物与第一个波峰的能量差)明显小于第二步反应的活化能(中间产物与第二个波峰的能量差),因此第一步反应的速率较快。
【小问3详解】
由题意可知,M转化为N的反应 ,该反应为吸热反应,说明生成物N的总能量高于反应物M的总能量。物质所具有的能量越低,其状态越稳定,因此M较稳定。
【小问4详解】
① 根据反应热与键能的关系:,设 的键能为 ,则有 ,解得 。
② 合成氨反应属于可逆反应,反应物无法转化为生成物。因此,向容器中通入和,实际参与反应的小于,故充分反应后放出的热量小于 。
③ 在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入惰性气体(氩气),为维持恒压,容器的体积会增大,导致原平衡体系中各反应气体的分压(或浓度)减小,相当于对体系减压,平衡将向着气体分子数增多的方向移动,即逆向移动。
16. Ⅰ.用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液测定计算中和反应的反应热。
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是__________。
(2)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的放出的热量会__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)若实验改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值__________(填“相等”或“不相等”)。
Ⅱ.某化学兴趣小组设计了硫代硫酸钠溶液和稀硫酸反应的系列实验,实验过程记录如下表。
实验序号
水浴温度/℃
0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
0.1 mol/L H2SO4溶液的体积/mL
加入水的体积/mL
溶液出现浑浊所用的时间/s
A
10
10
10
0
t1
B
10
5
10
V2
t2
C
40
10
10
0
t3
D
10
5
5
0
t4
(4)用化学方程式表示反应原理__________。
(5)实验过程中,反应速率最快的是(填实验序号)__________。
(6)实验A和B比较,可探究其他条件相同时Na2S2O3浓度对该反应速率的影响,V2=__________。
(7)为节省实验药品,某同学设计了D组实验,预测溶液出现浑浊所需时间为t4,与A组实验比较,理论上t4__________t1(填“>”、“<”、“=”)。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)偏小 (3) ①. 不相等 ②. 相等
(4)
(5)C (6)5
(7)=
【解析】
【分析】中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成液态水时的反应热。为保证HCl反应完,NaOH稍过量;
【小问1详解】
中和热测定实验中,为了使酸碱溶液迅速混合充分反应,且尽量减少搅拌过程中的热量散失,需要使用环形玻璃搅拌棒进行上下抽动搅拌,图中装置缺少该仪器。
【小问2详解】
氨水是弱碱,在溶液中发生电离的过程需要吸收热量,这会抵消掉一部分中和反应放出的热量,导致实际测得的放热量偏小。
【小问3详解】
改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,实际参与反应的NaOH溶液增多,放出的热量不相等;中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成液态水时的反应热。它是一个由反应本质决定的定值,与反应物的用量无关,故改变溶液的体积,所求中和热相等。
【小问4详解】
化学方程式表示反应原理为。
【小问5详解】
反应速率最快的是C,该反应温度最高,因此反应速率最快。
【小问6详解】
实验A和B比较,可探究其他条件相同时Na2S2O3浓度对该反应速率影响,则控制单一变量,应保障溶液总体积一致,因此。
【小问7详解】
D组实验与A组实验比较,两组反应物均为等体积等浓度溶液混合,二者浓度一样,温度一样,因此反应速率相同,理论上。
17. Ⅰ.完成下面小题。
(1)某工业废水中含有一定量的和,二者存在平衡:(黄色)(橙色),若向平衡体系滴加少量浓(不考虑温度的影响),溶液显__________色。
Ⅱ.密闭容器中发生如下反应:,根据下列速率—时间图象,回答下列问题。
(2)时刻所改变的外界条件是:__________。
(3)产物C的体积分数最大的时间段是__________。
(4)反应速率最大的时间段是__________。
Ⅲ.丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径,其化学方程式为一定温度下,向恒容密闭容器中充入1 mol,开始压强为,体积分数与反应时间的关系如图所示。
(5)下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_____________(填字母)。
A. 不变 B. 与的物质的量之比保持不变
C. 混合气体的密度不变 D.
(6)欲提高丙烷转化率,采取的措施是__________(填字母)。
A. 升高温度 B. 降低温度 C. 加催化剂 D. 及时分离出
(7)此温度下该反应的压强平衡常数__________kPa(用含的代数式表示,是用反应体系中气体的平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,平衡分压=总压×体积分数)。
【答案】(1)
橙 (2)
升高温度 (3)
(4)
(5)BD (6)AD
(7)
【解析】
【小问1详解】
滴加少量浓,溶液中浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动,浓度增大,因此溶液显橙色。
【小问2详解】
时刻,正、逆反应速率均瞬间增大,且逆反应速率大于正反应速率,说明平衡逆向移动。该反应正向为气体分子数减小的放热反应,若增大压强,平衡应正向移动;若升高温度,正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,与图象相符,故改变的条件是升高温度。
【小问3详解】
处于初始平衡状态;时刻逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,产物 C 的体积分数减小;时刻正逆反应速率同等程度增大,平衡不移动;时刻逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,C 的体积分数继续减小。因此,产物 C 的体积分数最大的时间段是 。
【小问4详解】
由速率-时间图象的纵坐标可以直接看出,在时间段内,反应速率处于最高水平,因此反应速率最大的时间段是。
【小问5详解】
A.是反应的焓变,与反应是否达到平衡无关,始终保持不变,不能作为判断标志,A错误;
B.与的物质的量之比保持不变,说明各组分的含量不再发生变化,能说明反应达到平衡状态,B正确;
C.在恒容密闭容器中,混合气体的总质量和总体积均不变,密度始终保持不变,不能作为判断标志,C错误;
D.,即正逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,D正确;
故选BD。
【小问6详解】
欲提高丙烷转化率,需使平衡正向移动。
A.该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,丙烷转化率提高,A正确;
B.该反应为吸热反应,降低温度平衡逆向移动,丙烷转化率降低,B错误;
C.加催化剂平衡不移动,丙烷转化率不变,C错误;
D.及时分离出 ,生成物浓度降低,平衡正向移动,丙烷转化率提高,D正确;
故选AD。
【小问7详解】
设反应达到平衡时消耗了 ,根据题意列三段式:,平衡时混合气体的总物质的量为 。由图可知,平衡时的体积分数为,即 ,解得。平衡时总物质的量为 ,恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,故平衡时的总压强 。平衡时各气体的分压分别为:,,,此温度下该反应的压强平衡常数 。
18. Ⅰ.完成下面小题。
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为:,它所对应的化学反应为:__________。
Ⅱ.利用合成淀粉涉及的关键反应如下:
①
②
③
(2)反应③__________,该反应的自发条件是__________(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”),该反应中活化能Ea(逆)__________Ea(正)(填<、>、=)。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:该反应平衡常数随温度的变化如表所示:
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
该反应的正反应方向是__________反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为__________。
Ⅲ.在一个容积不变的密闭容器中发生反应其平衡常数K和温度的关系如下表所示:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
(4)在1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、4 mol/L、4 mol/L,则此时平衡移动方向为__________(填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不移动”)。
【答案】(1)
(2) ①.
②.
低温自发 ③.
(3) ①.
放热 ②.
(4)
逆反应方向
【解析】
【小问1详解】
根据化学平衡常数表达式可知,生成物中含有气体,反应物中含有和气体。根据质量守恒定律,生成物中还应有碳元素,由于碳未出现在平衡常数表达式中,故碳为固态。因此该反应的化学方程式为。
【小问2详解】
根据盖斯定律,将反应①减去反应②即可得到反应③,故。该反应为放热反应且气体分子数减少,根据自由能判据时反应自发,可知该反应在低温下自发。由于反应放热,即,故逆反应活化能大于正反应活化能,即。
【小问3详解】
由表格数据可知,随着温度升高,平衡常数逐渐减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应。在时,。设的转化浓度为,则平衡时,,,。代入平衡常数表达式,解得。故的平衡转化率为。
【小问4详解】
在时,该反应的平衡常数。此时浓度商。因为,说明反应未达到平衡状态,且平衡向逆反应方向移动。
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榆次一中高二年级第一学期10月考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
第Ⅰ卷
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 当今世界面临日益加剧的能源危机,下列关于能源的描述不正确的是
A. 提高燃料的利用效率是解决能源危机的方向
B. 正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
C. 新能源的优点是可以再生、没有污染或者很少污染
D. 燃烧热是评价燃料优劣的唯一标准
2. 下列关于化学反应速率的说法正确的是
A. 升高温度可降低化学反应的活化能,提高了活化分子百分数,加快化学反应速率
B. 反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C. 在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,让它们与等量的氢气反应,反应速率相同
D. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快
3. 反应()分两步进行:①(),②()。下列图像能正确表示该反应过程中的能量变化的是
A. B.
C. D.
4. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知 ,则氢气的燃烧热为
B. 等质量的固态硫比液态硫完全燃烧时放出的热量少
C. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为
D. 已知 ,则
5. 一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(Q>0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,则此条件下反应:C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的△H(单位为kJ·mol-1)为( )
A. +8QkJ B. +16QkJ C. -8QkJ D. -16QkJ
6. 对于反应 ,下列说法正确的是
A. 加入催化剂,改变了反应的途径,反应的也随之改变
B. 该反应,,在任何条件下都能自发进行
C. 恒温恒容条件下,混合气体密度不变时达到化学平衡状态
D. 达到平衡状态后,升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
7. 某化学研究小组在探究外界条件对反应A(g)+3B(g)2C(g)速率和平衡的影响时,作出如下图像。下列判断错误的是
A. 由图1可知,该反应ΔH<0 B. 由图2可知,a曲线使用了催化剂
C. 由图3可知,点1平衡正向移动 D. 由图4可知,P1>P2
8. 向绝热恒容密闭容器中通入一定量的和,一定条件下发生反应: ,测得浓度随时间变化如表所示,下列说法正确的是
反应时间/s
40
50
60
70
80
90
100
110
浓度
0.10
0.14
0.21
0.26
0.30
0.32
0.33
0.33
A. 50s时,的生成速率为
B. 40s~90s时段:
C. 0s~50s的反应速率等于70s~80s的反应速率
D. 110s时,缩小容器体积再次达到平衡后,的转化率和浓度均保持不变
9. 在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 mol X和2 mol Y,发生如下反应:判断反应达到平衡的标志是
A. 容器内气体平均摩尔质量不变
B. 容器内压强保持不变
C. 容器内Z和W的浓度之比保持不变
D. 消耗3 mol Y同时生成2 mol Z
10. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 平衡混合气体加压后颜色变深
B. 合成氨时,将混合气体中的液化有利于提高产率
C. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 红棕色加压后颜色先变深后变浅
11. 不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示。下列说法不正确的是
A. 与含有的能量之和大于的能量
B. 过渡态物质的稳定性:过渡态过渡态2
C. 催化剂AuF下反应的焓变
D. 催化剂AuF下和催化剂下反应的反应热相等
12. t℃时,在两个容积都为1 L的恒温密闭容器中发生反应,受温度影响。下列说法正确的是
容器
物质的起始浓度/()
物质的平衡浓度/()
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(I2)
Ⅰ
0.1
0.1
0
0.07
Ⅱ
0
0
0.8
A. 平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中各物质转化率相同
B. 平衡时,容器Ⅱ中
C. 平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为
D. 平衡时,向容器Ⅰ中再通入0.1 mol H2、0.1 mol I2和0.2 mol HI,此时
13. 已知某些燃料的燃烧热数据如表所示:
燃料
甲烷
丙烷
乙醇
一氧化碳
∆H
-891.0kJ/mol
-2219.9kJ/mol
-1366.8kJ/mol
-283.0kJ/mol
使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是
A. 一氧化碳 B. 甲烷 C. 丙烷 D. 乙醇
14. 将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中,发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0,测得CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示;在催化剂、一定温度下对该反应进行研究,经过相同时间测CO转化率与反应温度的关系曲线如图2所示。下列说法错误的是
已知:反应速率v=v正−v逆=k正·c2(NO)·c2(CO)−k逆·c2(CO2)·c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。
A. 图像中A点逆反应速率小于B点正反应速率
B. 200℃时反应的平衡常数K=0.5
C. 200℃时当CO的转化率为40%时,v正∶v逆=20:81
D. C点转化率低于B点的原因可能是催化剂活性降低或平衡逆向移动造成的
第Ⅱ卷
二、非选择题
15. 完成下面各题。
(1)在25℃、101 kPa下,1 g甲烷燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为__________。
(2)以和为原料合成尿素。研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如图甲所示:
第一步:
第二步:
反应速率较快的是__________反应(填“第一步”或“第二步”)。
(3)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:
则M、N相比,较稳定的是__________。
(4)25℃、101 kPa时,合成氨反应
已知:H-H的键能为,N-H的键能为
①的键能为__________。
②25℃、101 kPa时,向恒容容器中通入和,充分反应后恢复原温度时放出的热量__________(填“大于”“小于”或“等于”)93 kJ。
③若在恒温、恒压条件下向此平衡体系中通入氩气,则平衡向__________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
16. Ⅰ.用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液测定计算中和反应的反应热。
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是__________。
(2)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的放出的热量会__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)若实验改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值__________(填“相等”或“不相等”)。
Ⅱ.某化学兴趣小组设计了硫代硫酸钠溶液和稀硫酸反应的系列实验,实验过程记录如下表。
实验序号
水浴温度/℃
0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
0.1 mol/L H2SO4溶液的体积/mL
加入水的体积/mL
溶液出现浑浊所用的时间/s
A
10
10
10
0
t1
B
10
5
10
V2
t2
C
40
10
10
0
t3
D
10
5
5
0
t4
(4)用化学方程式表示反应原理__________。
(5)实验过程中,反应速率最快的是(填实验序号)__________。
(6)实验A和B比较,可探究其他条件相同时Na2S2O3浓度对该反应速率的影响,V2=__________。
(7)为节省实验药品,某同学设计了D组实验,预测溶液出现浑浊所需时间为t4,与A组实验比较,理论上t4__________t1(填“>”、“<”、“=”)。
17. Ⅰ.完成下面小题。
(1)某工业废水中含有一定量的和,二者存在平衡:(黄色)(橙色),若向平衡体系滴加少量浓(不考虑温度的影响),溶液显__________色。
Ⅱ.密闭容器中发生如下反应:,根据下列速率—时间图象,回答下列问题。
(2)时刻所改变的外界条件是:__________。
(3)产物C的体积分数最大的时间段是__________。
(4)反应速率最大的时间段是__________。
Ⅲ.丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径,其化学方程式为一定温度下,向恒容密闭容器中充入1 mol,开始压强为,体积分数与反应时间的关系如图所示。
(5)下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_____________(填字母)。
A. 不变 B. 与的物质的量之比保持不变
C. 混合气体的密度不变 D.
(6)欲提高丙烷转化率,采取的措施是__________(填字母)。
A. 升高温度 B. 降低温度 C. 加催化剂 D. 及时分离出
(7)此温度下该反应的压强平衡常数__________kPa(用含的代数式表示,是用反应体系中气体的平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,平衡分压=总压×体积分数)。
18. Ⅰ.完成下面小题。
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为:,它所对应的化学反应为:__________。
Ⅱ.利用合成淀粉涉及的关键反应如下:
①
②
③
(2)反应③__________,该反应的自发条件是__________(填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”),该反应中活化能Ea(逆)__________Ea(正)(填<、>、=)。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:该反应平衡常数随温度的变化如表所示:
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
该反应的正反应方向是__________反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为__________。
Ⅲ.在一个容积不变的密闭容器中发生反应其平衡常数K和温度的关系如下表所示:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
(4)在1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、4 mol/L、4 mol/L,则此时平衡移动方向为__________(填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不移动”)。
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