广西贵港市平南县部分中学2026-2027学年高二上学期10月期中考试 化学试题
2026-10-23
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内容正文:
高 二 化 学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在 答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修1第一章至第二章。
5.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Mg :24
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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.将 CO₂ 转化为高附加值产品,能实现碳资源的高效利用。下列反应属于熵增过程的是 A.CO₂(g)+H₂(g)=HCOOH(g)
B.CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(g)
C.CO₂(g)+2NH₃(g)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)
D.CO₂(g)+CH₄(g)=2CO(g)+2H₂(g)
2.下列不属于自发进行的变化的是
A. 干冰的升华
B. Al 在空气中生锈
C. 水在室温下发生分解反应生成H₂ 和O₂ D. Cl₂ 泄露后扩散至大气中
3.下列可用来表示软脂酸[CH₃(CH₂)1₄COOH] 燃烧热的热化学方程式的是
A.CH₃(CH₂)14COOH(s)+23O₂(g) =16CO₂(g)+16H₂O(1) △H=-9977kJ·mol⁻¹
B.CH₃(CH₂)14COOH(s)+23O₂(g) =16CO₂(g)+16H₂O(g) △H=-9977 kJ·mol⁻¹
C.CH₃(CH₂)14COOH(s)+23O₂(g) =16CO₂(g)+16H₂O(g) △H=-9977 kJ
D.CH₃(CH₂)14COOH+23O₂ =16CO₂+16H₂O △H=-9977 kJ·mol- ¹
4.实验室配制碘水时,通常将I₂ 溶于KI 溶液中,发生的反应为I₂(aq)+I⁻(aq) ⇌I₃ (aq)
△H 。 下列说法正确的是
已知:忽略溶液混合时体积和温度的变化。
A. 加水稀释,平衡正向移动
B. 加入少量AgNO₃ 固体,平衡逆向移动
C. 加入少量的FeCl₃ 溶液,平衡正向移动
D.加人少量的I₂, 该反应的△H 增大
【高二化学 第1页(共6页)】
5.对于可逆反应4NH₃(g)+5O₂(g) ⇌4NO(g)+6H₂O(g), 下列速率关系式正确的是
A. B. C. D.
6.CO₂ 和 H₂ 通过逆水煤气变换反应生成CO 和 H₂O 的是的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应过程中只存在非极性键的断裂
B.Cu-ZrO₂ 催化剂使该反应的活化能高于无催化剂时反应的活化能
C. 对于反应CO₂(g)+H₂(g) = CO(g)+H₂O(g) △H,Cu-ZrO₂ 催化剂不能改变该反应的△H
D.Cu-ZrO₂ 催化剂不能使单位体积内该反应的反应物分子中活化分子的数目增多
7.某化学反应的平衡常数表达式为,则该反应的化学方程式可能为
A.2CO₂(g) ⇌2CO(g)+O₂(g)
B.2CO(g)+O₂(g) ⇌2CO₂(g)
C.3CO(g)+Fe₂O₃(s) ⇌3CO₂(g)+2Fe(s)
D.CO(g)+CuO(s) ⇌ CO₂(g)+Cu(s)
8.反应M→P+Q △H 的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.该反应属于放热反应
B. 反应M→P+Q 的△H=△E₁ 一△E₂
C. 该反应可能为CaCO₃(s) = CaO(s)+CO₂(g) D.M→M* 的过程为吸热过程
9.在某容器中,放入一定量的FeO(s) 并充入一定量的CO(g) 后,立即将容器密闭。一定条件 下,发生反应FeO(s)+CO(g) ⇌ Fe(s)+CO₂(g), 下列说法正确的是
A. 当 CO₂ 的体积分数不再改变时,该反应未达到平衡
B.仅压缩容器体积,该反应的正、逆反应速率均加快
C. 加入适宜的催化剂,该反应的平衡常数将增大
D. 反应达平衡后,密闭容器中可能无CO
【高二化学 第2页(共6页)】
10. 在某密闭容器中,充入0.1 mol N₂ 、0.3 mol H₂ 、0.2 mol NH₃,发生反应
N₂(g)+3H₂(g) ⇌2NH₃ ( g), 反应达到平衡时,下列数据不合理的是
A.n(N₂)=0.08mol
B. 原子个数比:
C. m(NH3)=6.8g
D. 混合气体的平均相对分子质量为13.6
11.利用图示实验(夹持装置已略去)探究温度对化学平衡的影响。下列说法错误的是
A. 升高温度,有利于反应N₂O₄(g) ⇌2NO₂(g) 正向进行
B. 对于2NO₂(g) ⇌N₂O₄(g),浸泡在冷水中的烧瓶内气体颜色变浅,可知 该反应为放热反应
C.浸泡在热水中,可加快正反应速率,减小逆反应速率
D. 无论浸泡在冷水中还是热水中,1 mol N₂O₄(g)都不能完全转化为2 mol NO₂(g)
12.在某密闭容器中进行反应:PCl₃(g)+Cl₂(g)—PCl₅(g) 。在不同温度下,产物PCls 的物 质的量与反应时间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.T₁<T₂、△H<0
B.T₁>T₂、△H<0
C.T₁>T₂、△H>0
D.T₁<T₂、△H>0
13.在容积不变的密闭容器中,充入0.1 mol 的 CO₂( g) 和0.3 mol H₂(g),发生反应CO₂(g)+
3H₂(g)—H₂O(g)+ CH₃OH(g) 。得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 平衡常数:K(c)>K(b)
B.反应速率:v(a)<v(b)
C. 混合气体中氧元素的质量:m(a)=m(b)=m(c)
D. 混合气体的密度:p(a)=p(b)=p(c)
14.已知某温度下,反应:①2NO(g) ⇌N₂(g)+O₂(g) K₁=10a; ② 2H₂(g)+O₂(g) ⇌2H₂O(g) K₂=10°; ③2CO₂(g) ⇌2CO(g)+O₂(g) K₃=10c 。 下列说法错误的是
A. 对于反应①,每生成0.1 mol O₂,同时消耗0.2 mol NO
B. 对于反应 CO₂(g)+H₂(g)—CO(g)+H₂O(g) K₄, 则 K₄=
C. 对于反应①、②和③,升高温度,上述反应的反应速率均增大
D. 若 a>b>0, 则该温度下,NO 、H₂O 两种化合物分解放出O₂ 的程度大的为H₂O
【高二化学 第 3 页 ( 共 6 页 ) 】
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. (15分)化学反应常伴随能量的变化。回答下列问题:
I. F-(aq) 和CH₃I(aq) 反应生成 I- (aq) 和 CH₃F(aq) 的历程如图所示。
(1)该反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应;该反应的反应物的键能总和 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的键能总和。
(2)该反应历程中表示吸热过程的为 (填“a→b” 或“b→c”)。
(3)该反应的热化学方程式为 △H= -2.002 eV。 Ⅱ.SNCR 是一种烟气脱硝技术,发生反应的化学方程式为4NO(g)+4NH₃(g)+O₂(g)
= 4N₂(g)+6H₂O(g) △H。
(4)已知相关化学键的键能如表所示。
化学键
N≡0(NO气体)
N—H
O=0
N=N
H—0
键能/(kJ ·mol-1)
a
b
C
d
e
△H= (用含a、b、c、d、e的代数式表示)kJ ·mol⁻¹。
(5)温度对脱硝效率和氨逸出量的影响如图所示。
①脱硝效率若要控制在50%及50%以上,所需的最低温度为 ℃。
②对于反应4NO(g)+4NH₃(g)+O₂(g) == 4N₂(g)+6H₂O(1)△H₁,△H₁ (填 “>”“<”或“=”)△H。
③该反应中,每生成0.6 mol H₂O(g),同时断裂_ mol N—H。
16. (14分)向两个锥形瓶中各加入0.05 g 镁条,塞紧橡胶塞(密封性良好),然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L⁻¹ 盐酸、2 mL 2 mol·L⁻¹ 醋酸,进行反应,实验过程中测得锥形瓶内 气体的压强随时间的变化如图所示(不考虑温度的变化)。回答下列问题:
【高二化学 第4页(共6页】
时间/s
(1)曲线I 表示 (填“盐酸”或“醋酸”)与镁条反应时瓶内气体压强随时间的变化。
(2)对于曲线I 的反应,若保持其他条件不变,将镁条换成镁粉:
①该反应的化学方程式为 ◎
②0~t₁s 内,与原镁条与酸的反应速率相比,镁粉与酸的反应速率更快,原因为
0
(3)由题意可知,镁条与酸的反应中 (填“镁条”或“酸”)过量。
(4)分析曲线Ⅱ:
①酸根离子的物质的量:a _(填“>”“<”或“=”)c; 判断的理由为 o
②反应进行至d 点时,0~t₂ s 内,v(H₂ )=. (用含 p₁ 、p₂ 和t₂ 的代数式表示) kPa·s⁻¹。
17. (14分)C₃H₈ 是一种重要的化工原料,其在生产、生活中具有广泛的应用。回答下列问题:
(1)恒容密闭容器中,等物质的量的C₃H₈ 和SO₂ 发生的总反应为3C₃H₈(g)+SO₂(g) ⇌ 3C₃H₆(g)+H₂S(g)+2H₂O(g),达到平衡时,部分相关物质的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
①该反应的平衡常数表达式为K= 0
②曲线b表示 (填“C₃H₆”“H₂S” 或“H₂O”) 的物质的量分数随温度的变化 关系。
③Q 点时 C₃H₈ 的消耗速率 (填“>”“<”或“=”)曲线c 对应物质的生成速率。
(2)可用CO₂ 氧化烷烃脱氢制取烯烃。向密闭容器中充入 C₃H₈ 、CO₂ 和 He ( 体积比为
1:1:2),维持压强为po kPa, 发生反应C₃H₈ (g)+CO₂ (g)⇌C₃H₆ (g)+H₂O(g)+CO(g)。
测得C₃H₈(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示。
【高二化学 第5页(共6页)】
CH的平衡转化率/%
T/℃
①随着温度的升高,该反应的平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”),判断的依据为 。
②混合气体中C₃H₈ 的分压:b (填“>”“<”或“=”)c。
③混合气体中所含碳元素的质量分数:w(a) (填“>”“<”或“=”)w(b)。
18. (15分)利用1,2-二氯乙烷与乙炔生产氯乙烯过程中发生的主要反应有:
I.C₂H₄Cl₂(g) ⇌C₂H₃Cl(g)+HCl(g)K₁ △H₁>0;
Ⅱ.C₂H₂(g)+HCl(g) ⇌ C₂H₃Cl(g)K₂ △H₂<0;
Ⅲ.C₂H₄Cl₂(g)+C₂H₂(g) ⇌ 2C₂H₃Cl(g) K₃ △H₃<0。
已知:①△H₂ < △H₃ ;
② (R、C均为常数)。
回答下列问题:
(1)反应I 的△S (填“>”或“<”)0, (填“低温”或“高温”)条件有利于该反 应自发进行。
(2)反应Ⅲ的K₃ = (用含K₁ 、K₂的代数式表示)。
(3)上述三个反应的ln K(K 为平衡常数)随(T 为温度)的变化如图1
所示。
①代表反应I 的曲线是 (填“a”“b” 或“c”)。
②曲线a 的斜率大于曲线c 的斜率,其原因为 0
(4)一定温度下,在压强为4.2 MPa 的恒压密闭容器中,充入0.1 mol C₂H₂ (g)、0.1 mol C₂H₄Cl₂(g), 采用含Ru 催化剂,只发生反应I 和Ⅱ。反应达到平衡后,测得 C₂H₂ 的物 质的量为0.06 mol,HCl 的物质的量为0.01 mol。
①反应Ⅱ的能量变化如图2所示,曲线 (填“m” 或“n”) 表 示该反应过程中有催化剂参与。
②反应达平衡时,C₂H₄Cl₂ 的平衡转化率为_ %。
③反应I 的平衡常数 Kp= (分压=物质的量分数× 图2 总压)。
【高二化学 第6页(共6页)】
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高二化学试卷 参考答案与解析
本试卷满分 100 分,考试用时 75 分钟。主要考试内容:人教版选择性必修 1 第一章至第二章。
一、选择题答案速查表
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
D
C
A
B
D
C
C
C
B
C
C
B
A
D
二、选择题逐题解析
第 1 题 【答案】D
解析: 熵增过程即体系混乱度增大的过程,通常气体分子数增加的反应为熵增过程。
· A 项:CO₂(g) + H₂(g) → HCOOH(g),2 mol 气体 → 1 mol 气体,气体分子数减少,熵减。
· B 项:CO₂(g) + 4H₂(g) → CH₄(g) + 2H₂O(g),5 mol 气体 → 3 mol 气体,熵减。
· C 项:CO₂(g) + 2NH₃(g) → CO(NH₂)₂(s) + H₂O(g),3 mol 气体 → 1 mol 气体 + 1 mol 固体,熵减。
· D 项:CO₂(g) + CH₄(g) → 2CO(g) + 2H₂(g),2 mol 气体 → 4 mol 气体,气体分子数增加,熵增。
第 2 题 【答案】C
解析: 自发过程是指在一定条件下无需外界做功就能自动进行的过程。
· A 项:干冰升华在室温下可自发进行。
· B 项:Al 在空气中生锈是自发过程。
· C 项:水在室温下分解为 H₂ 和 O₂ 不能自发进行,需要通电等外界条件。
· D 项:Cl₂ 泄露后扩散至大气中是自发过程。
第 3 题 【答案】A
解析: 燃烧热的热化学方程式需满足:① 1 mol 可燃物完全燃烧;② 生成稳定氧化物(CO₂(g)、H₂O(l));③ ΔH 单位为 kJ·mol⁻¹。
· A 项:H₂O 为液态(l),状态标注完整,ΔH 单位正确,符合燃烧热定义。
· B 项:H₂O 为气态(g),不是标准状态下的稳定形式。
· C 项:H₂O 为气态(g),且 ΔH 单位为 kJ 而非 kJ·mol⁻¹。
· D 项:未标注各物质聚集状态。
第 4 题 【答案】B
解析: I₂(aq) + I⁻(aq) ⇌ I₃⁻(aq)
· A 项:加水稀释,各离子浓度均减小,平衡向粒子数增多方向(逆向)移动。错误。
· B 项:加入 AgNO₃ 固体,Ag⁺ 与 I⁻ 生成 AgI 沉淀,[I⁻] 减小,平衡逆向移动。正确。
· C 项:加入 FeCl₃ 溶液,Fe³⁺ 氧化 I⁻ 生成 I₂,[I⁻] 减小,平衡逆向移动。错误。
· D 项:加入 I₂ 不改变反应的 ΔH(ΔH 为状态函数,与反应物用量无关)。错误。
第 5 题 【答案】D
解析: 对于反应 4NH₃(g) + 5O₂(g) ⇌ 4NO(g) + 6H₂O(g),速率之比等于化学计量数之比:v(NH₃):v(O₂):v(NO):v(H₂O) = 4:5:4:6。
· A 项:v(NO)/v(O₂) = 4/5 ≠ 5/4。错误。
· B 项:v(H₂O)/v(O₂) = 6/5 ≠ 5/6。错误。
· C 项:v(NH₃)/v(O₂) = 4/5 ≠ 5/4。错误。
· D 项:v(NH₃)/v(H₂O) = 4/6 = 2/3。正确。
第 6 题 【答案】C
解析: CO₂ 和 H₂ 在 Cu-ZrO₂ 催化剂表面发生逆水煤气变换反应。
· A 项:反应过程中 CO₂ 中的 C=O 极性键发生断裂,并非”只存在非极性键的断裂”。错误。
· B 项:催化剂降低反应的活化能,而非升高。错误。
· C 项:催化剂只改变反应路径和活化能,不改变反应的始态和终态,因此不能改变 ΔH。正确。
· D 项:催化剂使更多分子成为活化分子,单位体积内活化分子数目增多。错误。
第 7 题 【答案】C
解析: 平衡常数表达式 K = c³(CO₂)/c³(CO),说明生成物中 CO₂ 的系数为 3,反应物中 CO 的系数为 3,且其他参与反应的物质为固体或纯液体(不出现在 K 表达式中)。
· A 项:K = c²(CO)·c(O₂)/c²(CO₂),与表达式不符。错误。
· B 项:K = c²(CO₂)/[c²(CO)·c(O₂)],与表达式不符。错误。
· C 项:3CO(g) + Fe₂O₃(s) ⇌ 3CO₂(g) + 2Fe(s),K = c³(CO₂)/c³(CO)(固体不写入)。正确。
· D 项:CO(g) + CuO(s) ⇌ CO₂(g) + Cu(s),K = c(CO₂)/c(CO),指数不符。错误。
第 8 题 【答案】C
解析: 由能量变化图可知,反应物 M 的能量高于生成物 P+Q 的能量,该反应为放热反应(ΔH < 0)。
· A 项:生成物能量低于反应物,为放热反应。正确。
· B 项:ΔH = 正反应活化能 - 逆反应活化能 = ΔE₁ - ΔE₂。正确。
· C 项:CaCO₃(s) = CaO(s) + CO₂(g) 为吸热反应,与该图(放热)不符。错误。
· D 项:M → M* 为吸收能量到达过渡态的过程,是吸热过程。正确。
第 9 题 【答案】B
解析: FeO(s) + CO(g) ⇌ Fe(s) + CO₂(g)
· A 项:当 CO₂ 的体积分数不再改变时,说明各组分浓度不再变化,反应已达到平衡。错误。
· B 项:压缩容器体积,各气体浓度增大,正、逆反应速率均加快(虽然平衡不移动,因为反应前后气体分子数相等)。正确。
· C 项:催化剂只改变反应速率,不改变平衡常数。错误。
· D 项:可逆反应不能进行到底,平衡后容器中一定有 CO 存在。错误。
第 10 题 【答案】C
解析: 初始充入 0.1 mol N₂、0.3 mol H₂、0.2 mol NH₃,反应 N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)。
· A 项:若 n(N₂) = 0.08 mol,反应向右进行 0.02 mol,各量均在合理范围内。合理。
· B 项:由原子守恒,N 原子 : H 原子 = (0.1×2+0.2×1) : (0.3×2+0.2×3) = 0.4 : 1.2 = 1 : 3,始终成立。合理。
· C 项:m(NH₃) = 6.8 g 即 n(NH₃) = 0.4 mol,需反应向右进行 0.1 mol(N₂ 完全消耗),可逆反应不能进行到底,不合理。
· D 项:混合气体总质量 = 0.1×28 + 0.3×2 + 0.2×17 = 6.8 g,平均相对分子质量在 11.33~17 之间,13.6 在范围内。合理。
第 11 题 【答案】C
解析: 探究温度对 2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g) 平衡的影响。
· A 项:升高温度有利于吸热方向,N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) 为吸热反应,正向进行程度增大。正确。
· B 项:冷水中颜色变浅说明 NO₂ 减少、平衡正向移动,故 2NO₂ → N₂O₄ 为放热反应。正确。
· C 项:升高温度,正、逆反应速率均增大,而非”减小逆反应速率”。错误。
· D 项:可逆反应不能进行到底,无论何种温度都不能完全转化。正确。
第 12 题 【答案】B
解析: 由 n(PCl₅)-时间图可知:T₁ 曲线起始斜率更大(反应速率更快),说明 T₁ > T₂;但 T₁ 下平衡时 n(PCl₅) 较低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH < 0。
· T₁ > T₂ 且 ΔH < 0。正确。
第 13 题 【答案】A
解析: 由甲醇产率-温度图可知,随温度升高甲醇产率降低,说明正反应为放热反应,平衡常数随温度升高而减小。
· A 项:c 点温度高于 b 点,放热反应 K 随温度升高而减小,故 K(c) < K(b)。选项说 K(c) > K(b),错误。
· B 项:a 点温度低于 b 点,温度低反应速率慢,v(a) < v(b)。正确。
· C 项:密闭容器中氧元素质量守恒,m(a) = m(b) = m(c)。正确。
· D 项:恒容容器中气体总质量和体积均不变,密度始终相等。正确。
第 14 题 【答案】D
解析:
· A 项:反应① 2NO ⇌ N₂ + O₂,每生成 1 mol O₂ 消耗 2 mol NO,故生成 0.1 mol O₂ 消耗 0.2 mol NO。正确。
· B 项:目标反应 CO₂ + H₂ ⇌ CO + H₂O = ½(反应② + 反应③),K₄ = (K₂·K₃)^(1/2) = √(10^(b+c))。正确。
· C 项:升高温度,所有化学反应速率均增大。正确。
· D 项:若 a > b > 0,则 K₁ = 10^a > 1(NO 易分解),H₂O 分解的 K = 1/K₂ = 10^(-b) < 1(H₂O 难分解),故 NO 分解放出 O₂ 的程度更大。选项说 H₂O 更大,错误。
三、非选择题参考答案
第 15 题(15 分)
(1) 放热;小于
解析: 由反应历程能量图可知,反应物 F⁻(aq) + CH₃I(aq) 的总能量(0.000 eV)高于生成物 I⁻(aq) + CH₃F(aq) 的总能量(-2.002 eV),故为放热反应。放热反应中,反应物的键能总和小于生成物的键能总和(形成更强化学键释放更多能量)。
(2) a → b
解析: 由能量图可知,a 点能量为 -0.852 eV,b 点能量为 -0.733 eV,a → b 能量升高,为吸热过程;b → c 能量降低(-0.733 → -0.760),为放热过程。
(3) F⁻(aq) + CH₃I(aq) = I⁻(aq) + CH₃F(aq)
(4) (4a + 12b + c - 4d - 12e) kJ·mol⁻¹
解析: ΔH = 反应物键能总和 - 生成物键能总和
反应物断键:4 mol N≡O(4a)+ 12 mol N-H(12b)+ 1 mol O=O(c)= 4a + 12b + c
生成物成键:4 mol N≡N(4d)+ 12 mol H-O(12e)= 4d + 12e
ΔH = (4a + 12b + c) - (4d + 12e) = (4a + 12b + c - 4d - 12e) kJ·mol⁻¹
(5)
① 890
解析: 由脱硝效率-温度图可知,脱硝效率曲线在 890℃ 时达到 50%,之后继续升高至 925℃ 达到峰值 65%,因此控制在 50% 及以上所需的最低温度为 890℃。
② <
解析: 反应 4NO(g) + 4NH₃(g) + O₂(g) = 4N₂(g) + 6H₂O(l) 与原反应相比,生成物中 H₂O 由气态变为液态。H₂O(g) → H₂O(l) 为放热过程,因此生成液态水时放出的热量更多,ΔH₁ 更负,即 ΔH₁ < ΔH。
③ 1.2
解析: 由反应 4NO + 4NH₃ + O₂ = 4N₂ + 6H₂O 可知,每生成 6 mol H₂O(g) 断裂 12 mol N-H 键(4 mol NH₃ × 3 个 N-H 键)。故生成 0.6 mol H₂O(g) 时断裂 N-H 键 = 12 × 0.6/6 = 1.2 mol。
第 16 题(14 分)
(1) 盐酸
解析: 曲线 I 起始斜率更大,反应速率更快,说明 H⁺ 初始浓度更大,对应强酸盐酸。
(2)
① Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑
② 镁粉与酸的接触面积大于镁条,反应速率更快
(3) 镁条
解析: 0.05 g Mg 约为 0.00206 mol,2 mL 2 mol·L⁻¹ 酸含 H⁺(或可电离 H⁺)0.004 mol。由 Mg + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂ 可知,0.004 mol H⁺ 仅需 0.002 mol Mg 即可完全反应,Mg 过量。
(4)
① <
理由: 曲线 II 对应醋酸(弱酸),随着反应进行,H⁺ 被 Mg 消耗,醋酸电离平衡 CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺ 不断正向移动,醋酸根离子物质的量持续增加,故较晚时刻 c 点的酸根离子物质的量大于较早时刻 a 点。
② (p₂ - p₁)/t₂
解析: 0~t₂ s 内,容器内压强由 p₁ 变为 p₂,压强增量来源于 H₂ 的生成。v(H₂) = Δp/Δt = (p₂ - p₁)/t₂ kPa·s⁻¹。
第 17 题(14 分)
(1)
① K = c³(C₃H₆)·c(H₂S)·c²(H₂O) / [c³(C₃H₈)·c(SO₂)]
② H₂O
解析: 由反应 3C₃H₈(g) + SO₂(g) ⇌ 3C₃H₆(g) + H₂S(g) + 2H₂O(g),产物中 C₃H₆ 系数最大(3),H₂O 次之(2),H₂S 最小(1)。在物质的量分数-温度图中,三条上升曲线高度顺序为 c > b > a,故 c 对应 C₃H₆、b 对应 H₂O、a 对应 H₂S。
③ =
解析: Q 点为曲线 b(H₂O)与 C₃H₈ 曲线的交点。由化学计量关系 3C₃H₈ → 3C₃H₆ 可知,C₃H₈ 的消耗速率等于 C₃H₆(曲线 c 对应物质)的生成速率。
(2)
① 增大
判断依据: 由 C₃H₈ 平衡转化率-温度图可知,随温度升高 C₃H₈ 转化率增大,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,平衡常数随温度升高而增大。
② >
解析: b 点温度低于 c 点温度,c 点转化率更高,C₃H₈ 消耗更多,故 b 点 C₃H₈ 分压大于 c 点。
③ =
解析:设初始 C₃H₈、CO₂、He 物质的量分别为 1、1、2 mol。反应 C₃H₈(g) + CO₂(g) ⇌ C₃H₆(g) + H₂O(g) + CO(g) 中,反应物总质量 = 44 + 44 = 88 g,生成物总质量 = 42 + 18 + 28 = 88 g,反应前后气体总质量守恒(恒为 96 g,含 He 的 8 g)。碳元素全部存在于气态物质中,碳元素总质量恒为 48 g。因此碳元素质量分数 w(C) = 48/96 = 50%,与转化率无关,故 w(a) = w(b)。
第 18 题(15 分)
已知: Ⅰ. C₂H₄Cl₂(g) ⇌ C₂H₃Cl(g) + HCl(g) K₁ ΔH₁ > 0 Ⅱ. C₂H₂(g) + HCl(g) ⇌ C₂H₃Cl(g) K₂ ΔH₂ < 0 Ⅲ. C₂H₄Cl₂(g) + C₂H₂(g) ⇌ 2C₂H₃Cl(g) K₃ ΔH₃ < 0
(1) > ;高温
解析: 反应Ⅰ为 1 mol 气体 → 2 mol 气体,熵增,ΔS > 0。又 ΔH₁ > 0,由 ΔG = ΔH - TΔS < 0 可知,需高温条件使 TΔS > ΔH 才能自发进行。
(2) K₁K₂
解析: 反应Ⅲ = 反应Ⅰ + 反应Ⅱ,故 K₃ = K₁ × K₂。
(3)
① b
解析: 由 ln K = -ΔH/RT + C 可知,斜率 = -ΔH/R。反应Ⅰ的 ΔH₁ > 0,斜率为负,对应曲线 b(唯一斜率为负的曲线)。反应Ⅱ和Ⅲ的 ΔH < 0,斜率为正,其中 |ΔH₂| > |ΔH₃|(已知 ΔH₂ < ΔH₃ < 0),故曲线 a(较陡)对应反应Ⅱ,曲线 c(较缓)对应反应Ⅲ。
② 反应Ⅱ的 |ΔH| 大于反应Ⅲ的 |ΔH|(即 ΔH₂ < ΔH₃ < 0),由斜率 = -ΔH/R 可知,|ΔH| 越大斜率绝对值越大,故曲线 a 的斜率大于曲线 c。
(4)
① m
解析: 曲线 m 为虚线,活化能峰值较低,表示有催化剂参与降低了活化能。
② 50
解析: 设反应Ⅰ进行 x mol,反应Ⅱ进行 y mol。
平衡时:n(C₂H₄Cl₂) = 0.1 - x,n(C₂H₂) = 0.1 - y,n(C₂H₃Cl) = x + y,n(HCl) = x - y = 0.01
由 n(C₂H₂) = 0.06 mol 得 y = 0.04,代入得 x = 0.05
C₂H₄Cl₂ 平衡转化率 = (0.1 - 0.05)/0.1 × 100% = 50%
③ 0.36 MPa
解析: 平衡时各物质的量:C₂H₄Cl₂ = 0.05 mol,C₂H₂ = 0.06 mol,C₂H₃Cl = 0.09 mol,HCl = 0.01 mol,总物质的量 = 0.21 mol。
总压 P = 4.2 MPa
各物质分压: - p(C₂H₄Cl₂) = (0.05/0.21) × 4.2 = 1.0 MPa - p(C₂H₃Cl) = (0.09/0.21) × 4.2 = 1.8 MPa - p(HCl) = (0.01/0.21) × 4.2 = 0.2 MPa
Kp = p(C₂H₃Cl) × p(HCl) / p(C₂H₄Cl₂) = 1.8 × 0.2 / 1.0 = 0.36 MPa
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