精品解析:安徽六安市叶集皖西当代中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
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内容正文:
叶集皖西当代中学高二年级10月月考
化学试题(A)
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案填在答题卡上,选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把签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.本卷命题范图:人教版选择性必修1第一章~第二章。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
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. 化学与生产、生活密切相关。下列不能加快化学反应速率的是
A. 用高压锅炖食材
B. 塑料制品暴露在阳光下腐蚀
C. 利用冰箱冷藏保存食物
D. 大理石与盐酸反应制取时,将块状大理石粉碎
2. 下列关于有效碰撞理论与影响反应速率因素之间关系正确的是
A. 升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
B. 加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
C. 活化分子一定能发生碰撞,分子间发生碰撞一定能发生化学反应
D. 增大反应物浓度,可提高单位体积内活化分子百分数,从而提高反应速率
3. 下列反应中为吸热反应的是
A. 氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应 B. 黄铁矿在空气中燃烧
C. NaOH溶液与溶液反应 D. Al在高温条件下与反应
4. 对于可逆反应A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是
A. υ(A)=0.3mol•L-1•s-1 B. υ(B)=1.8mol•L-1•s-1
C. υ(C)=0.7mol•L-1•s-1 D. υ(D)=2.0mol•L-1•s-1
5. 下列热化学方程式中的ΔH能表示物质燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
6. 某温度时,在一定体积的密闭容器中,某一反应中气体、的物质的量随时间变化的曲线如图所示,则该反应的化学方程式可能是下列的
A.
B.
C.
D.
7. 关于化学反应进行的方向,下列说法正确的是
A. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
B. 反应物总能量低于生成物总能量,该反应一定不能自发进行
C. 等物质的量的单质硫,其熵的大小关系为
D. 反应在常温下能自发进行,是因为
8. 下列为实验室由硫铁矿烧渣(含FeO、、等)制取氯化铁的实验步骤和装置,其中不含有速率调控操作的是
A.酸溶
B.过滤
C.滴加
D.蒸发
A. A B. B C. C D. D
9. 下列说法中能说明反应达到平衡状态的有几个
①
②
③温度、压强一定时,混合气体的密度不再变化
④温度、压强一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤温度、体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑥温度、体积一定时,容器内压强不再变化
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
10. 对于化学反应的自发性,下列判断依据错误的是
A. 焓变是决定反应自发性的唯一因素
B. 自发反应的判断依据为
C. 熵增且放热的反应一定能自发进行
D. 焓变(ΔH)、熵变(ΔS)和温度共同决定反应能否自发
11. 已知:为放热反应。下列叙述错误的是
A. 反应物的总能量高于生成物的总能量
B. 反应也一定是放热反应
C. 升高温度,该反应的活化能增大
D. 加入催化剂,可以降低该反应的活化能
12. 氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得。在催化剂作用下,HCOOH催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况如图所示。下列叙述正确的是
A. HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B. 该反应的决速步是:中间体→中间体
C. 在催化剂表面解离键比解离键更容易
D. HCOOH催化释放氢的热化学方程式为: eV
13. 向一恒容密闭容器中加入物质,发生基元反应:,,温度为、时,各组分的物质的量浓度与时间的关系如图1、图2所示。温度为时,的浓度随时间的变化关系为,为反应的速率常数。
下列说法不正确的是
A. T1<T2
B. 温度为时,反应一半需要的时间为
C. 的浓度达到最大值时,的生成速率等于消耗速率
D. 加入某催化剂,仅使反应的速率增大,则的浓度最大值将减小
14. 溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为XY,一定温度下,X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 内,Y的化学反应速率为
B. 加入合适的催化剂,可提高X的消耗速率
C. 时,X的消耗速率小于生成速率
D. 反应到达平衡状态后,增大X的浓度,平衡常数不变
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某实验小组同学研究中和反应的反应热,已知反应中放出的热量。
(1)小组同学用如图所示装置进行中和反应的反应热测定,该装置缺少的仪器是__________。
(2)采用盐酸与溶液混合,其中,NaOH溶液稍过量的原因是______________________________。
(3)烧杯间填满碎纸条的作用是______________________________;若烧杯间没有碎纸条,求得的ΔH将__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)若用的盐酸与的NaOH溶液进行反应,放出的热量_________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)操作(2)。已知:中和反应的反应热的理论值为。若用溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合,则放出的热量________。
(5)用的盐酸与的NaOH溶液进行实验,测得实验数据如下表。
实验次数
起始温度
终止温度
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.4
4
26.4
26.2
26.3
29.6
可以近似地认为的盐酸与的NaOH溶液的密度都是,反应后生成的溶液的比热容。则该实验测得中和反应的反应热ΔH =__________(结果保留一位小数)。
16. 影响化学反应速率的因素有很多,某课外小组用实验的方法进行探究。
(1)实验一:取3 mol·L-1的H2O2溶液各10 mL分别按下表进行实验。
实验序号
V/mL(H2O2溶液)
V/mL (FeCl3溶液)
MnO2质量/g
反应温度/℃
V(水)/mL
1
10
2
0
50
8
2
10
2
0
30
8
3
10
0
1
30
a
①实验1、2研究的是___________________________对H2O2分解速率的影响。
②表中a为__________,如果实验3中30 s时共收集到气体的体积为11.2 mL(已折算成标准状况下),则用过氧化氢表示的0~30 s的平均反应速率为_______________mol·L-1·min-1。
(2)H2O2的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下H2O2浓度随时间的变化如下图所示:
①图甲表明,___________相同时,___________越大,H2O2分解速率越大。
②图乙表明,___________相同时,___________越大,H2O2分解速率越大。
(3)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,研究小组的同学设计了如图所示的实验。
①可通过观察___________________,比较得出结论。
②有同学提出将0.1 mol·L-1FeCl3溶液改为0.05 mol·L-1Fe2(SO4)3更为合理,其理由是________________________________。
17. 氨是最基本的化工原料之一,用途广泛。自1913年合成氨工业化以来,科学家一直致力于合成氨技术的研究和发展。已知:
(1)有关温度对该反应自发性的影响,下列说法正确的是________。
A. 低温自发 B. 高温自发
C. 任何温度下均自发 D. 任何温度下均不自发
(2)合成氨反应中部分共价键的键能如下表所示:
共价键
键能()
436
946
计算的键能为________。
A. 1173 B. 782 C. 391 D. 360
(3)如图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分。
①反应历程中,表示使用了铁催化剂的是________(填“实线”或者“虚线”),基元反应有________个。
②反应历程中,控速步骤的反应为________。
A.
B.
C.
D.
(4)工业合成氨采用铁催化剂,需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是______________________________________。
(5)实验室模拟工业合成氨,在铁催化剂作用下,500℃时,将和充入某恒容密闭容器中发生反应。测得体系中相关组分的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
①图中表示的物质的量随时间变化的曲线是________。
A. B. C.
②b点的物质的量分数为________。
18. 回答下列问题:
(1)丙烯腈(C3H3N)在农药、香料、金属缓蚀剂或液晶材料等方面应用广泛,氨氧化法是丙烯腈的重要生产方法,其制备原理为 。向一定温度下的恒容密闭容器中充入2mol C3H6、2molNH3、2.6mol O2,在不同催化剂作用下发生上述反应,相同时间内C3H6的转化率随温度的变化如图所示(假设无副反应发生、温度对催化剂的活性无影响)。
①从微观角度分析,单位时间内断裂1molN-H键的同时________(填“断裂”或“形成”)H—O键________mol,反应达到化学平衡状态。
②使用催化剂________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),该反应的活化能最低;T3K之前C3H6的转化率随温度升高而增大的原因是________。
(2)肼(N2H4)被视为一种极具应用潜力的化学储氢材料。肼释氢过程中发生的主副反应有:
反应序号
反应
化学平衡常数
主反应
反应ⅰ
副反应
反应ⅱ
①已知,反应ⅲ: 。则________。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器内加入一定量N2H4,发生上述主副反应。经历5min反应均达到平衡,测得起始和平衡压强分别为50kPa和130kPa,混合物中NH3的平衡分压p(NH3)为10kPa。在内反应ⅱ的速率________。
(3)500℃时,在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2,发生反应: ,平衡时体系压强为,测得CO2 (g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化关系如图所示。
①平衡时H2的转化率为________。
②该温度下平衡常数Kp=________(用含的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
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叶集皖西当代中学高二年级10月月考
化学试题(A)
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案填在答题卡上,选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把签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.本卷命题范图:人教版选择性必修1第一章~第二章。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
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. 化学与生产、生活密切相关。下列不能加快化学反应速率的是
A. 用高压锅炖食材
B. 塑料制品暴露在阳光下腐蚀
C. 利用冰箱冷藏保存食物
D. 大理石与盐酸反应制取时,将块状大理石粉碎
【答案】C
【解析】
【详解】A.高压锅通过提升内部压强使水的沸点升高,体系温度上升,温度升高会加快反应速率,能加快炖制食材的化学反应速率,A不符合题意;
B.阳光照射能升高温度,还可为塑料的老化降解提供能量,会加快塑料被腐蚀的化学反应速率,B不符合题意;
C.冰箱冷藏是通过降低温度,减慢食物腐败变质的化学反应速率,延长食物保存时间,不能加快化学反应速率,C符合题意;
D.将块状大理石粉碎,增大了大理石与盐酸的接触面积,加快反应生成的化学反应速率,D不符合题意;
故选C。
2. 下列关于有效碰撞理论与影响反应速率因素之间关系正确的是
A. 升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
B. 加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
C. 活化分子一定能发生碰撞,分子间发生碰撞一定能发生化学反应
D. 增大反应物浓度,可提高单位体积内活化分子百分数,从而提高反应速率
【答案】A
【解析】
【详解】A.升高温度时,反应物分子平均能量升高,更多普通分子转化为活化分子,活化分子百分数增大,有效碰撞频率提高,反应速率加快,A正确;
B.加入催化剂可降低反应的活化能,使更多普通分子成为活化分子,活化分子百分数增大,从而加快反应速率,选项中活化分子百分数不变的描述错误,B错误;
C.活化分子发生碰撞时只有具有合适的取向才是能引发化学反应的有效碰撞,因此活化分子不一定发生有效碰撞,分子间碰撞也不一定发生化学反应,C错误;
D.增大反应物浓度,单位体积内活化分子的数目增多,但活化分子百分数不变,D错误;
故选A。
3. 下列反应中为吸热反应的是
A. 氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应 B. 黄铁矿在空气中燃烧
C. NaOH溶液与溶液反应 D. Al在高温条件下与反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应是高中阶段典型的吸热反应,A正确;
B.燃烧反应均为放热反应,黄铁矿在空气中燃烧属于放热反应,B错误;
C.酸碱中和反应均为放热反应,溶液与溶液的中和反应为放热反应,C错误;
D.与的铝热反应为放热反应,仅需高温条件引发,反应过程释放大量热量,D错误;
故选A。
4. 对于可逆反应A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是
A. υ(A)=0.3mol•L-1•s-1 B. υ(B)=1.8mol•L-1•s-1
C. υ(C)=0.7mol•L-1•s-1 D. υ(D)=2.0mol•L-1•s-1
【答案】B
【解析】
【分析】速率快慢比较需选择同一参照物,故以A的速率作参照物进行速率比较:
【详解】A.直接给出;
B.B为气态物质,可表示反应速率,根据反应速率与化学计量数成正比,;
C.根据速率关系,换算得 ;
D.根据速率关系,换算得 1;
故选B。
5. 下列热化学方程式中的ΔH能表示物质燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.原式生成一氧化碳,一氧化碳还能继续燃烧,说明碳没有完全燃烧;碳完全燃烧应生成二氧化碳,对应燃烧热反应为,原式的焓变不能表示碳的燃烧热,A错误;
B.反应中生成的是水蒸气,而氢气的燃烧热要求生成液态水,对应为燃烧热反应为,原式的焓变不能表示氢气的燃烧热,B错误;
C.原式表示一氧化碳完全燃烧的焓变,而燃烧热以可燃物为标准;将化学计量数与焓变同时除以2,得对应的燃烧热的热化学方程式 ,故原式的焓变不是一氧化碳的燃烧热,C错误;
D.反应中甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,符合燃烧热对可燃物用量及产物的要求,所对应的热化学方程式为 ,D正确;
故选D。
6. 某温度时,在一定体积的密闭容器中,某一反应中气体、的物质的量随时间变化的曲线如图所示,则该反应的化学方程式可能是下列的
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,从反应开始,X的物质的量减少,Y的物质的量增加,则X为反应物、Y为生成物,最终X、Y的物质的量都不再改变时都不是零,说明为可逆反应,开始至平衡时,,,则X、Y的化学计量数之比为2∶1,所以反应方程式为或,故选B;
7. 关于化学反应进行的方向,下列说法正确的是
A. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
B. 反应物总能量低于生成物总能量,该反应一定不能自发进行
C. 等物质的量的单质硫,其熵的大小关系为
D. 反应在常温下能自发进行,是因为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应的自发性仅表示反应在热力学上可能发生,不涉及反应速率,因此无法预测反应快慢,A错误;
B.反应物总能量低于生成物总能量时反应吸热,但若熵增且温度足够高,反应仍可自发,B错误;
C.熵(S)表示体系的混乱度,同一物质的气态混乱度最大,液态次之,固态最小,故熵的大小关系, C错误;
D.该反应为气体分子总数减小的反应为熵减的反应即。该反应在常温下自发,说明,且足够大,使,是自发的主要驱动因素,D正确;
故选D。
8. 下列为实验室由硫铁矿烧渣(含FeO、、等)制取氯化铁的实验步骤和装置,其中不含有速率调控操作的是
A.酸溶
B.过滤
C.滴加
D.蒸发
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸溶过程中进行搅拌,能够增大烧渣与酸的接触面积,加快酸溶速率,含有速率调控操作,A不符合题意;
B.过滤操作中玻璃棒的作用是引流,避免液体洒出,该操作仅用于分离固液混合物,不含有速率调控操作,B符合题意;
C.使用分液漏斗滴加,可通过控制活塞调节滴加速率,从而控制氧化反应速率,含有速率调控操作,C不符合题意;
D.蒸发过程中加热、搅拌,可升高温度加快溶剂挥发速率,含有速率调控操作,D不符合题意;
故选B。
9. 下列说法中能说明反应达到平衡状态的有几个
①
②
③温度、压强一定时,混合气体的密度不再变化
④温度、压强一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤温度、体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑥温度、体积一定时,容器内压强不再变化
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】
【详解】①平衡时正逆反应速率比等于化学计量数比,应为,题干关系式不满足,不能说明平衡,①错误;
②浓度比等于计量数比为瞬时特殊状态,不代表各组分浓度恒定,不能说明平衡,②错误;
③反应前后气体总质量恒定,温度、压强一定时,根据理想气体状态方程,气体体积随总物质的量变化,由密度知,是变量,变量不变说明反应达平衡,③正确;
④混合气体总质量恒定,反应前后变化,由平均相对分子质量知,是变量,变量不变说明反应达平衡,④正确;
⑤气体颜色由浓度决定,颜色不变说明恒定,反应达平衡,⑤正确;
⑥温度、体积一定时,根据理想气体状态方程,压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明恒定,反应达平衡,⑥正确;
综上共有4个说法可证明反应达平衡,故选C。
10. 对于化学反应的自发性,下列判断依据错误的是
A. 焓变是决定反应自发性的唯一因素
B. 自发反应的判断依据为
C. 熵增且放热的反应一定能自发进行
D. 焓变(ΔH)、熵变(ΔS)和温度共同决定反应能否自发
【答案】A
【解析】
【详解】A.化学反应自发性由焓变、熵变和反应温度共同决定,焓变不是唯一决定因素,A错误;
B.等温等压条件下,反应自发进行的判据为,B正确;
C.熵增反应,放热反应,代入,可得任意温度下均小于0,反应一定能自发进行,C正确;
D.根据可知,焓变、熵变和温度共同决定反应能否自发,D正确;
故选A。
11. 已知:为放热反应。下列叙述错误的是
A. 反应物的总能量高于生成物的总能量
B. 反应也一定是放热反应
C. 升高温度,该反应的活化能增大
D. 加入催化剂,可以降低该反应的活化能
【答案】C
【解析】
【详解】A.放热反应的宏观本质为反应物总能量高于生成物总能量,A正确;
B.同种物质气态能量高于液态,生成液态比生成气态额外多出的放热过程,总反应仍为放热反应,B正确;
C.活化能是反应的固有属性,仅与反应本身、催化剂有关,升高温度只能提高活化分子百分数,不会改变反应活化能,C错误;
D.催化剂的作用机理就是降低反应的活化能,从而加快反应速率,D正确;
故本题选C。
12. 氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得。在催化剂作用下,HCOOH催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况如图所示。下列叙述正确的是
A. HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B. 该反应的决速步是:中间体→中间体
C. 在催化剂表面解离键比解离键更容易
D. HCOOH催化释放氢的热化学方程式为: eV
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题干可知方程式为,HCOOH催化释放氢的过程中有极性键(C-H键、O-H键)的断裂和非极性键(H-H键)的形成,A正确;
B.决速步由反应最慢的一步即正反应活化能最大的决定,活化能为0.96-0.53=0.43 eV,活化能为1.20-0.58=0.62 eV,活化能为0.06-(-0.32)=0.38 eV,决速步为,B错误;
C.在催化剂表面解离键是活化能为0.62 eV,解离键是活化能为0.43 eV,故在催化剂表面解离键比解离键更难,C错误;
D.热化学方程式中的单位应该是,D错误;
故选A。
13. 向一恒容密闭容器中加入物质,发生基元反应:,,温度为、时,各组分的物质的量浓度与时间的关系如图1、图2所示。温度为时,的浓度随时间的变化关系为,为反应的速率常数。
下列说法不正确的是
A. T1<T2
B. 温度为时,反应一半需要的时间为
C. 的浓度达到最大值时,的生成速率等于消耗速率
D. 加入某催化剂,仅使反应的速率增大,则的浓度最大值将减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度越高,反应速率越快,相同时间内反应物消耗越快。对比两图可知:温度下浓度下降更快,反应速率更快,因此,T1<T2,A正确;
B.根据题目给出的,可以将公式变形为:,当反应一半时,,代入得:,B错误;
C.N是中间产物:浓度增大时,的生成速率大于消耗速率;浓度达到最大值后开始下降,此时的生成速率小于消耗速率,因此浓度最大时,生成速率等于消耗速率,C正确;
D.催化剂仅改变反应速率,不改变浓度变化的趋势:若仅增大的反应速率,生成后消耗更快,会使的浓度最大值减小,D正确。
故选B。
14. 溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为XY,一定温度下,X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 内,Y的化学反应速率为
B. 加入合适的催化剂,可提高X的消耗速率
C. 时,X的消耗速率小于生成速率
D. 反应到达平衡状态后,增大X的浓度,平衡常数不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中横坐标以为单位,在内,Y的浓度由增大到,用Y的浓度变化表示该时段的平均反应速率,有,A正确;
B.合适的催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率,可以提高X的消耗速率,B正确;
C.在时,X的浓度仍在减小,说明单位时间内X的消耗量大于生成量,因此X的消耗速率大于生成速率,C错误;
D.化学平衡常数只与温度有关,因此增大X的浓度,平衡常数不变,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某实验小组同学研究中和反应的反应热,已知反应中放出的热量。
(1)小组同学用如图所示装置进行中和反应的反应热测定,该装置缺少的仪器是__________。
(2)采用盐酸与溶液混合,其中,NaOH溶液稍过量的原因是______________________________。
(3)烧杯间填满碎纸条的作用是______________________________;若烧杯间没有碎纸条,求得的ΔH将__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)若用的盐酸与的NaOH溶液进行反应,放出的热量_________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)操作(2)。已知:中和反应的反应热的理论值为。若用溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合,则放出的热量________。
(5)用的盐酸与的NaOH溶液进行实验,测得实验数据如下表。
实验次数
起始温度
终止温度
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.4
4
26.4
26.2
26.3
29.6
可以近似地认为的盐酸与的NaOH溶液的密度都是,反应后生成的溶液的比热容。则该实验测得中和反应的反应热ΔH =__________(结果保留一位小数)。
【答案】(1)玻璃搅拌器
(2)使盐酸完全被中和
(3) ①. 防止热量散失 ②. 偏大
(4) ①. 大于 ②. 小于
(5)-56.8
【解析】
【分析】本实验目的为测定中和反应的反应热,实验原理为,中和反应反应热为生成1mol水时放出的热量,对应焓变为负值。实验装置需减少热量散失,同时保证一种反应物完全过量以确保另一种反应物完全反应。
【小问1详解】
中和热测定实验中,为使酸碱混合均匀、反应充分,需使用玻璃搅拌器搅拌,故该装置缺少的仪器是玻璃搅拌器。
【小问2详解】
NaOH溶液稍过量,可保证盐酸完全参与中和反应,避免因盐酸未完全反应导致测得的放热量偏小,减小实验误差。
【小问3详解】
烧杯间填满碎纸条可减少实验过程中的热量散失,提升测定结果的准确度。若烧杯间没有碎纸条,反应放出的热量会散失到环境中,测得的终止温度偏低,温度差偏小,计算得到的反应放出热量偏小,因焓变为负值,求得的将偏大。
【小问4详解】
用60mL 0.50的盐酸与50mL 0.55的NaOH溶液反应,生成水的物质的量大于操作2中生成水的物质的量,反应放出的热量与参与反应的物质的量成正比,故放出的热量大于操作2。为弱酸,电离过程需要吸收热量,故1L 1溶液与等体积等浓度NaOH溶液反应时,总放出的热量小于57.3kJ。
【小问5详解】
首先处理实验数据,实验2的温度差为,与其余三组数据偏差过大,属于异常数据,予以剔除。剩余三组实验的温度差分别为、、,温度差平均值为。 反应后溶液总体积为,总质量为,反应放出的热量。 反应生成水的物质的量为,故中和反应的反应热。
16. 影响化学反应速率的因素有很多,某课外小组用实验的方法进行探究。
(1)实验一:取3 mol·L-1的H2O2溶液各10 mL分别按下表进行实验。
实验序号
V/mL(H2O2溶液)
V/mL (FeCl3溶液)
MnO2质量/g
反应温度/℃
V(水)/mL
1
10
2
0
50
8
2
10
2
0
30
8
3
10
0
1
30
a
①实验1、2研究的是___________________________对H2O2分解速率的影响。
②表中a为__________,如果实验3中30 s时共收集到气体的体积为11.2 mL(已折算成标准状况下),则用过氧化氢表示的0~30 s的平均反应速率为_______________mol·L-1·min-1。
(2)H2O2的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下H2O2浓度随时间的变化如下图所示:
①图甲表明,___________相同时,___________越大,H2O2分解速率越大。
②图乙表明,___________相同时,___________越大,H2O2分解速率越大。
(3)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,研究小组的同学设计了如图所示的实验。
①可通过观察___________________,比较得出结论。
②有同学提出将0.1 mol·L-1FeCl3溶液改为0.05 mol·L-1Fe2(SO4)3更为合理,其理由是________________________________。
【答案】(1) ①. 温度 ②. 10 ③. 0.1
(2) ①. pH ②. H2O2浓度 ③. H2O2浓度 ④. NaOH溶液浓度
(3) ①. 气泡产生的快慢 ②. 使两种溶液中的阴离子相同,避免产生干扰
【解析】
【小问1详解】
①对比实验1和实验2可知,两者的溶液体积、溶液体积、质量以及水的体积均相同,唯一的不同点是反应温度(和),因此这两个实验研究的是温度对分解速率的影响;
②根据控制变量法的要求,为了使实验2和实验3具有可比性,混合后溶液的总体积必须相等,实验1和2的总体积为,实验3中未加溶液,故需加水补齐体积,即;标准状况下的物质的量为,根据反应方程式 ,消耗的的物质的量为,溶液总体积为,则,时间,故;
【小问2详解】
①观察图甲可知,实验条件均为(即pH相同),三条曲线的初始浓度不同,浓度越大的曲线下降越快,说明H2O2分解速率越大;
②观察图乙可知,三条曲线的初始浓度相同,但加入的溶液浓度不同,溶液浓度越大,曲线下降越快,说明H2O2分解速率越大;
【小问3详解】
①比较不同催化剂的催化效果,最直观的方法是观察产生气泡的快慢;
②原实验方案中分别使用了溶液和溶液,不仅阳离子不同,阴离子也不同,这不符合控制变量法的要求,若将溶液改为溶液,不仅保证了的浓度仍为,而且使两种催化剂溶液中的阴离子均为,从而排除了阴离子不同对实验结果的干扰。
17. 氨是最基本的化工原料之一,用途广泛。自1913年合成氨工业化以来,科学家一直致力于合成氨技术的研究和发展。已知:
(1)有关温度对该反应自发性的影响,下列说法正确的是________。
A. 低温自发 B. 高温自发
C. 任何温度下均自发 D. 任何温度下均不自发
(2)合成氨反应中部分共价键的键能如下表所示:
共价键
键能()
436
946
计算的键能为________。
A. 1173 B. 782 C. 391 D. 360
(3)如图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分。
①反应历程中,表示使用了铁催化剂的是________(填“实线”或者“虚线”),基元反应有________个。
②反应历程中,控速步骤的反应为________。
A.
B.
C.
D.
(4)工业合成氨采用铁催化剂,需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是______________________________________。
(5)实验室模拟工业合成氨,在铁催化剂作用下,500℃时,将和充入某恒容密闭容器中发生反应。测得体系中相关组分的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
①图中表示的物质的量随时间变化的曲线是________。
A. B. C.
②b点的物质的量分数为________。
【答案】(1)A (2)C
(3) ①. 实线 ②. 4 ③. A
(4)500℃左右铁催化剂的活性最大
(5) ①. C ②. 20%
【解析】
【小问1详解】
该反应的,且反应前后气体的化学计量数之和由4减小为2,故。由反应自发进行的判据可知,温度较低时,较小,反应能够自发进行。
故选A;
【小问2详解】
反应焓变等于反应物总键能与生成物总键能之差。按题给方程式,反应物中有1个和3个,生成物中有6个。用表示相应共价键的键能,则。代入题给数据,得,解得。
故选C;
【小问3详解】
①催化剂能够改变反应历程,降低反应的活化能。图中实线对应的能垒低于虚线,因此实线表示使用了铁催化剂的反应历程。图示历程中有4个能量峰,每个能量峰对应一个基元反应,故基元反应有4个。
②比较各步反应物能量与其后能量峰的差值,可知吸附的氮分子解离为氮原子这一步的活化能最大,反应速率最慢,因而是控速步骤。该步骤的反应为。
故选A;
【小问4详解】
催化剂的活性与温度有关,铁催化剂在500℃左右活性最大,能够有效加快合成氨反应。因此,将反应温度控制在500℃左右的主要原因是使铁催化剂充分发挥催化作用;
【小问5详解】
①起始时只充入氮气和氢气,氨的物质的量为0;随着反应进行,氨不断生成,其物质的量逐渐增大。图中只有从原点开始上升,因此表示氨的物质的量随时间的变化。
故选C。
②氢气的初始物质的量为氮气的3倍,因此初始值较大的表示氢气,另一条下降曲线表示氮气。b点是与的交点,故此时氮气与氨的物质的量相等。设到b点时反应的氮气为,根据,此时,,。由得,于是,,。氨的物质的量分数为。
18. 回答下列问题:
(1)丙烯腈(C3H3N)在农药、香料、金属缓蚀剂或液晶材料等方面应用广泛,氨氧化法是丙烯腈的重要生产方法,其制备原理为 。向一定温度下的恒容密闭容器中充入2mol C3H6、2molNH3、2.6mol O2,在不同催化剂作用下发生上述反应,相同时间内C3H6的转化率随温度的变化如图所示(假设无副反应发生、温度对催化剂的活性无影响)。
①从微观角度分析,单位时间内断裂1molN-H键的同时________(填“断裂”或“形成”)H—O键________mol,反应达到化学平衡状态。
②使用催化剂________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),该反应的活化能最低;T3K之前C3H6的转化率随温度升高而增大的原因是________。
(2)肼(N2H4)被视为一种极具应用潜力的化学储氢材料。肼释氢过程中发生的主副反应有:
反应序号
反应
化学平衡常数
主反应
反应ⅰ
副反应
反应ⅱ
①已知,反应ⅲ: 。则________。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器内加入一定量N2H4,发生上述主副反应。经历5min反应均达到平衡,测得起始和平衡压强分别为50kPa和130kPa,混合物中NH3的平衡分压p(NH3)为10kPa。在内反应ⅱ的速率________。
(3)500℃时,在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2,发生反应: ,平衡时体系压强为,测得CO2 (g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化关系如图所示。
①平衡时H2的转化率为________。
②该温度下平衡常数Kp=________(用含的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. 断裂 ②. 2 ③. Ⅰ ④. 反应未达到平衡,温度越高,反应速率越快,单位时间内的转化率越大
(2) ①. -471.0 ②. 2
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
①单位时间内消耗(断裂键)的同时消耗(断裂键),反应达到化学平衡状态,因此当断裂键的同时断裂键,反应达到化学平衡状态;
②由图可知,未达到平衡时,单位时间内催化剂Ⅰ对应的转化率最大,说明催化剂Ⅰ的催化效率最高,反应速率最大,反应的活化能最小;之前,反应未达到平衡,单位时间内的转化率受反应速率影响,温度越高,反应速率越快,因此的转化率随温度升高而增大;
【小问2详解】
①反应ⅲ: ,根据盖斯定律,ⅲ+ⅱ=3×ⅰ,,;
②在内反应ⅱ的速率;
【小问3详解】
①由图可知,平衡时,根据方程式可知,转化率为;
②平衡时,,,,平衡后气体总物质的量浓度为,、、和的物质的量分数分别为、、、,其分压分别为、、、,则该温度下平衡常数。
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