精品解析:内蒙古赤峰第四中学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:
赤峰第四中学2026-2027学年第一学期月考试题
高二化学
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
B. 自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C. 常温下,反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D. 反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
2. 下列反应既属于氧化还原反应,且能量变化符合如图中曲线的是
A. 铝热反应 B. 硫单质在氧气中燃烧
C. 灼热的木炭与反应 D. 碳酸钙的分解
3. 物质变化与能量变化是化学反应的两大特征。反应和反应的能量变化分别如图甲和图乙所示。下列说法正确的是
A. 由图甲可推测,分解为和时释放能量
B. 由图乙可知,反应涉及的三种物质中最稳定
C. 由图乙可知,反应生成1 mol NO吸收90 kJ能量
D. 图甲也可以表示反应的能量变化
4. 下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是
A. 测量盐酸温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
B. 为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C. 所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
D. 若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
5. 化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行:①A+B→X(吸收能量),②X→C(放出能量)。如图所示示意图中表示总反应过程中能量变化的是
A. B. C. D.
6. 对于可逆反应,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. v(A)=0.3 B. v(B)=1.8
C. v(C)=0.7 D. v(D)=2.0
7. 下列热化学方程式正确的是
A. 乙醇燃烧热的热化学方程式:
B. 氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的中和热:
C. 石墨比金刚石更稳定,它们之间相互转化的热化学方程式:C(金刚石,s)=C(石墨,s)
D. 硫燃烧的热化学方程式:
8. 对于可逆反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),在一定温度下,其平衡常数为K。下列说法正确的是
A. K=c2(CO)c(C)·c(CO2)
B. 升温和增大压强均改变K
C. C(s)+CO2(g) CO(g)的K′=
D. 使用合适的催化剂可以改变K
9. 相同温度和压强下,关于反应的,下列判断错误的是
①
②
③
④
⑤
A. B.
C. D.
10. FeS2可用作光电材料,二硫化物(R-S-S-R)在铁表面作用生成FeS2的反应历程如图所示。下列有关说法错误的是
A. 过渡态1最稳定 B. 第Ⅱ步为决速步骤
C. 总反应的ΔH<0 D. 若加入催化剂,第Ⅰ步活化能小于155.1kJ/mol
11. 对于已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动,下列有关叙述正确的是
①平衡常数不一定增大;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥生成物的质量分数一定增加;
A. ①②③ B. ①②⑤ C. ②③④ D. ④⑤⑥
12. 某小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计如下实验。下列说法错误的是
实验编号
温度/℃
溶液
酸性溶液
浓度/()
体积/mL
浓度/()
体积/mL
体积/mL
①
25
0.20
2.0
0.01
4.0
2.0
②
25
0.20
1.0
0.01
4.0
a
③
50
0.20
2.0
0.01
4.0
2.0
A. ②③探究的是温度对化学反应速率的影响
B. a=3.0
C. 化学反应速率由大到小的顺序:③>①>②
D. 该实验可依据酸性溶液完全褪色所需的时间来判断反应快慢
13. 反应的速率和平衡图像如下,下列判断正确的是
A. 图1中,,该反应正反应为吸热反应
B. 图3中,表示反应速率的是点3
C. 图2中,该反应m+n<p
D. 图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
14. 据文献报道,某反应的反应历程如图所示,下列有关该历程的说法错误的是
A. 属于分解反应
B. 是中间产物
C. 是催化剂
D. 总反应化学方程式为
15. 相同温度下体积均为1.5 L的两个恒容容器中发生可逆反应:,实验测得有关数据如下表:
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡时体系能量的变化
X2
Y2
XY3
①
1
3
0
放热46.3 kJ
②
0.8
2.4
0.4
Q(Q>0)
下列叙述不正确的是
A. 容器①中达到平衡时,Y2的转化率为50%
B. Q=27.78kJ
C. 容器①、②中反应的平衡常数相等,K=
D. 相同温度下,起始时向容器中充入1.0X2mol、3.0molY2和2molXY3,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(共4题,共55分)
16. 物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位,通过深入研究这些变化,可以更好地理解和利用化学反应,为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题:
(1)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
已知:
共价键
H-H
Cl-Cl
键能/()
436
247
则H-Cl键的键能为______。
(2)如图是1mol (g)与1mol CO(g)反应生成1mol (g)和1mol NO(g)的过程中能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式:__________________。
②若在该反应体系中加入催化剂,则对反应热______(填“有”或“无”)影响。
(3)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石()转化为,再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在:1000℃时反应的热化学方程式如下:
i.直接氯化:
ii.碳氯化:
则反应的=______。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50mL 0.50的盐酸,则还需加入______(填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.50mL 0.50氨水
C.50mL 0.55 NaOH溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将______(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铜制搅拌器后,实验测得的______。
17. 随着我国碳中和、碳达峰目标的确定,的综合利用备受关注。已知,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的和2.4mol的,测得和的物质的量随时间变化如图。请回答:
(1)下列措施能加快反应速率的是______。
A.往容器中充入增大压强
B.升高温度
C.选择高效的催化剂
(2)0-2min 的反应速率为______。
(3)恒容密闭条件下,能说明反应已达平衡状态的是______。
A.
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. 容器中浓度与浓度之比为1:1
D. 混合气体的密度保持不变
(4)欲增大平衡时的转化率,可采取的措施是______。
(5)已知T℃下反应的平衡常数K=0.025.保持容器温度不变,向1L的某密闭容器中充入CO2、H2、CH3OH、H2O各1mol,反应一段时间后测得n(H2O)=0.7mol,请说明平衡移动的方向:______。(填“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”)
(6)已知达到平衡后反应速率v随时间t的关系如图所示:
①据图判断,在t3时刻改变的外界条件是______。
②a、b、c对应的平衡状态中,甲醇的体积分数最大的是状态______。
18. 根据所学知识回答下列问题:
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在200 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
上述实验过程中,反应速率最大的时间段是______(选填字母作答),该时间段反应速率最大的主要原因是__________________。
A.0-1 min B.1-2 min C.2-3min D.3-4 min E.4-5 min
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),<0,NO的物质的量变化如下表所示。
保持温度为T/℃
时间
0 min
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
NO物质的量/mol
2.0
1.4
1.0
0.70
0.50
0.40
0.40
最终达平衡时N2的物质的量百分含量x=______,NO的转化率α=______,该温度T℃下的平衡常数K=______。
(3)已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ,其中物质C的含量与温度、压强的关系如图所示。
①该反应在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)______下能自发进行。
②若物质C是某种含碳氧化物,则物质C为______(填“CO”或“CO2”),p1、p2的大小关系是p1______p2(填“>”、“<”或“=”)。
19. 2024年10月16—18日在北京举办的“国际风能大会暨展览会”的主题是氢能、海上工程及制备、新型储能等;“液态阳光”是指利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产“绿色”氢能,再与从空气中捕获的二氧化碳通过催化过程转化为甲醇等液体燃料。主要涉及以下反应。
i
ii
iii
温度
250℃
300℃
350℃
0.01
0.05
0.1
回答下列问题:
(1)由上述信息,写出甲醇燃烧热的热化学方程式__________________。
(2)升高温度时,反应iii的平衡常数随温度变化如上表,则反应iii正反应活化能______(填“大于”或“小于”)逆反应活化能。
已知:(3)题中涉及的物质在反应条件下都为气态
(3)①恒温恒压条件下,密闭容器中同时进行反应ii和iii,平衡后再充入惰性气体,反应iii平衡将______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②恒温恒容条件下,按1:1的体积比投入和在密闭容器中进行反应,达到平衡状态的标志是______(填选项字母)。
A.混合气体的密度不再改变的状态
B.混合气体的压强不再改变的状态
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
D.体积分数不再改变的状态
(4)催化加氢制甲醇,在减少排放的同时实现了的资源化,该反应可表示为:。保持起始反应物,T=250℃时随压强变化的曲线和时随温度变化的曲线如图。
已知:表示平衡体系中甲醇的物质的量分数。
①250℃时等温过程曲线为______(填“a”或“b”)
②当恒定不变时,若温度为210℃,达到平衡时的=______。(保留三位有效数字)(,p(A)(分压)=n(A)/n总×p总)
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赤峰第四中学2026-2027学年第一学期月考试题
高二化学
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
B. 自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C. 常温下,反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D. 反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
【答案】C
【解析】
【详解】A.放热反应△H<0,△S<0时低温自发进行,高温非自发进行,吸热反应△H>0,△S>0时,高温反应自发进行,故A错误;
B.焓变和熵变共同决定反应是否自发,所以自发反应的熵不一定增大,非自发反应的熵也不一定减小,故B错误;
C.反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)的ΔS>0,但在常温下不能自发进行,则表明该反应的△H>0,故C正确;
D.该反应能自发进行,则△G=△H-T△S<0,该反应△S<0,要使该反应△G=△H-T△S<0,△H<0,故D错误。
答案选C。
2. 下列反应既属于氧化还原反应,且能量变化符合如图中曲线的是
A. 铝热反应 B. 硫单质在氧气中燃烧
C. 灼热的木炭与反应 D. 碳酸钙的分解
【答案】C
【解析】
【分析】该反应是反应物能量低于生成物能量,该反应为吸热反应。
【详解】A.铝热反应是放热反应,A不符合;
B.S在氧气中燃烧为放热反应,B不符合;
C.灼热的木炭与CO2反应是吸热反应,也是氧化还原反应,C符合;
D.碳酸钙分解属于吸热反应,但不属于氧化还原反应,D不符合;
答案选C。
3. 物质变化与能量变化是化学反应的两大特征。反应和反应的能量变化分别如图甲和图乙所示。下列说法正确的是
A. 由图甲可推测,分解为和时释放能量
B. 由图乙可知,反应涉及的三种物质中最稳定
C. 由图乙可知,反应生成1 mol NO吸收90 kJ能量
D. 图甲也可以表示反应的能量变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.由甲图可知,反应为放热反应,故分解为和时吸收能量,故A错误;
B.由图乙可知,N2中氮氮三键键能最大,最稳定,故B错误;
C.由图乙可知,反应生成2 mol NO吸收能量为946+498-632-632=180kJ,反应生成1 mol NO吸收90 kJ能量,故C正确;
D.为吸热反应,而图甲为放热反应,故D错误;
故选C。
4. 下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是
A. 测量盐酸温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
B. 为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C. 所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
D. 若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
【答案】A
【解析】
【详解】A.测量盐酸温度的温度计未洗涤,残留的盐酸会与反应,导致测得的初始温度偏高,反应前后温度差偏小,计算得到的放热数值偏小,该反应为负值,因此测得的偏大而非偏小,A错误;
B.为保证盐酸完全被中和,可采用稍过量的溶液,B正确;
C.中和反应热测定实验中,需要用量筒量取酸碱体积、烧杯作反应容器、温度计测量温度、玻璃搅拌器搅拌,C正确;
D.醋酸为弱酸,电离过程吸热,反应放出的总热量减少,为负值,因此计算所得反应热偏大,D正确;
故选A。
5. 化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行:①A+B→X(吸收能量),②X→C(放出能量)。如图所示示意图中表示总反应过程中能量变化的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中生成物的总能量低于反应物的总能量,总反应为放热反应,不符合总反应吸热的要求,A错误;
B.图中中间产物的总能量低于生成物的总能量,第二步反应为吸热反应,不符合第二步放热的要求,B错误;
C.图中能量大小关系为,满足总反应吸热、第一步吸热、第二步放热的所有要求,C正确;
D.图中中间产物的总能量低于反应物的总能量,第一步反应为放热反应,不符合第一步吸热的要求,D错误;
故选C。
6. 对于可逆反应,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. v(A)=0.3 B. v(B)=1.8
C. v(C)=0.7 D. v(D)=2.0
【答案】D
【解析】
【详解】将各个选项的反应速率统一换算为用表示,进而比较四个选项的反应速率快慢;B为固态物质,其浓度视为常数,不能用于表示化学反应速率;v(A)=0.3;根据反应速率与化学计量数成正比,v(C)=0.7换算为用表示的速率为;v(D)=2.0换算为用表示的速率为,数值最大,反应速率最快,故答案选D。
7. 下列热化学方程式正确的是
A. 乙醇燃烧热的热化学方程式:
B. 氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的中和热:
C. 石墨比金刚石更稳定,它们之间相互转化的热化学方程式:C(金刚石,s)=C(石墨,s)
D. 硫燃烧的热化学方程式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热定义为1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时的反应热,氢元素的指定产物为液态水,该方程式中为气态,不符合燃烧热定义,A错误;
B.热化学方程式必须标注所有物质的聚集状态,该方程式未标明各物质的聚集状态,B错误;
C.物质能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定说明石墨能量更低,金刚石转化为石墨为放热反应,,热化学方程式书写符合规范,C正确;
D.硫燃烧属于放热反应,应为负值,该方程式中为正值,不符合反应事实,D错误;
故答案选C。
8. 对于可逆反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),在一定温度下,其平衡常数为K。下列说法正确的是
A. K=c2(CO)c(C)·c(CO2)
B. 升温和增大压强均改变K
C. C(s)+CO2(g) CO(g)的K′=
D. 使用合适的催化剂可以改变K
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡常数表达式中,固体和纯液体的浓度视为常数,不写入表达式。该反应中C是固体,正确的平衡常数应为,A错误;
B.平衡常数只与温度有关,压强改变不会影响平衡常数的数值,B错误;
C.原反应的,新反应是原反应系数同时乘以1/2得到的,其平衡常数,C正确;
D.催化剂只改变反应速率,不影响平衡状态,也不会改变平衡常数的数值,D错误;
故选C。
9. 相同温度和压强下,关于反应的,下列判断错误的是
①
②
③
④
⑤
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,由反应⑤减去反应③可得到反应④,因此,A正确;
B.反应②为甲烷分解反应,断裂化学键需要吸收能量,因此;已知反应为吸热反应,其逆反应即反应④为放热反应,因此,B错误;
C.根据盖斯定律,由反应①反应②反应⑤可得到反应③,因此,C正确;
D.根据盖斯定律,反应①反应②反应④,因,故,D正确;
故选B。
10. FeS2可用作光电材料,二硫化物(R-S-S-R)在铁表面作用生成FeS2的反应历程如图所示。下列有关说法错误的是
A. 过渡态1最稳定 B. 第Ⅱ步为决速步骤
C. 总反应的ΔH<0 D. 若加入催化剂,第Ⅰ步活化能小于155.1kJ/mol
【答案】A
【解析】
【详解】A.物质能量越低越稳定,过渡态的能量均高于各中间体、反应物和产物,过渡态1能量最高,并非最稳定,而是最不稳定,A错误;
B.反应的决速步骤为活化能最大的步骤,第Ⅱ步活化能为,是三步中最大的,故第Ⅱ步为决速步骤,B正确;
C.总反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,故,C正确;
D.催化剂可以降低反应的活化能,因此加入催化剂后第Ⅰ步活化能小于,D正确;
故答案选A。
11. 对于已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动,下列有关叙述正确的是
①平衡常数不一定增大;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥生成物的质量分数一定增加;
A. ①②③ B. ①②⑤ C. ②③④ D. ④⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①平衡常数仅与温度有关,若改变浓度、压强使平衡正移,温度不变则平衡常数不变,若升高温度使吸热反应的平衡正移则平衡常数增大,故平衡常数不一定增大,正确;
②平衡正移时生成物的产量一定增加,正确;
③增大某一反应物浓度使平衡向正反应方向移动时,该反应物的转化率减小,错误;
④若增大反应物浓度使平衡正向移动,被增大浓度的反应物最终浓度高于原平衡浓度;若加压使气体分子数减小的反应平衡正向移动,反应物浓度因容器体积缩小而高于原平衡浓度,故反应物浓度不一定降低,错误;
⑤ 平衡正移的本质是正反应速率大于逆反应速率,正确;
⑥若加入大量反应物使平衡正向移动,生成物质量增加幅度小于体系总质量增加幅度时,生成物的质量分数会降低,错误;
符合题意的为①②⑤,故答案选B。
12. 某小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计如下实验。下列说法错误的是
实验编号
温度/℃
溶液
酸性溶液
浓度/()
体积/mL
浓度/()
体积/mL
体积/mL
①
25
0.20
2.0
0.01
4.0
2.0
②
25
0.20
1.0
0.01
4.0
a
③
50
0.20
2.0
0.01
4.0
2.0
A. ②③探究的是温度对化学反应速率的影响
B. a=3.0
C. 化学反应速率由大到小的顺序:③>①>②
D. 该实验可依据酸性溶液完全褪色所需的时间来判断反应快慢
【答案】A
【解析】
【详解】A.②和③存在温度、浓度两个变量,不符合控制变量法的要求,无法探究温度对化学反应速率的影响,A错误;
B.探究反应速率影响因素需控制溶液总体积相同,实验①总体积为,因此,B正确;
C.③与①其他条件一致,③温度更高,反应速率:③①;①与②温度一致,①中浓度更大,反应速率:①②,因此速率顺序为③①②,C正确;
D.酸性溶液显紫色,三组实验中初始量相同,根据反应,且均过量,可依据溶液完全褪色所需时间判断反应快慢,时间越短反应速率越快,D正确;
故选A。
13. 反应的速率和平衡图像如下,下列判断正确的是
A. 图1中,,该反应正反应为吸热反应
B. 图3中,表示反应速率的是点3
C. 图2中,该反应m+n<p
D. 图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1中先达到平衡,反应速率更快,故;升高温度,平衡时减小,说明平衡逆向移动,该反应正反应为放热反应,A错误;
B.图3中曲线为对应温度下的平衡状态,点2和点4为平衡状态,点1对应温度下的平衡B的转化率小于点1实际的转化率,说明此时反应需要逆向移动,故,点3对应温度下的平衡的转化率大于点3的实际转化率,说明反应需正向移动达到平衡,故,B正确;
C.图2中恒温下增大压强,增大,说明平衡正向移动,正反应为气体分子数减小的反应,故,C错误;
D.图4中若,增大压强或使用催化剂都可以加快反应速率且不改变平衡状态,故曲线可能是使用了催化剂或增大压强,并非一定使用催化剂,D错误;
故答案选B。
14. 据文献报道,某反应的反应历程如图所示,下列有关该历程的说法错误的是
A. 属于分解反应
B. 是中间产物
C. 是催化剂
D. 总反应化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应的反应物仅为一种,生成物有三种,符合分解反应“一变多”的特征,属于分解反应,A正确;
B.是反应过程中生成、后续又被消耗的物种,属于中间产物,B正确;
C.参与反应,反应结束后又重新生成,质量和化学性质不变,是该反应的催化剂,C正确;
D.根据反应历程可知,反应物为、、,生成物为、,选项给出的总反应遗漏了反应物,与实际历程不符,总反应的化学方程式为:,D错误;
故选D。
15. 相同温度下体积均为1.5 L的两个恒容容器中发生可逆反应:,实验测得有关数据如下表:
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡时体系能量的变化
X2
Y2
XY3
①
1
3
0
放热46.3 kJ
②
0.8
2.4
0.4
Q(Q>0)
下列叙述不正确的是
A. 容器①中达到平衡时,Y2的转化率为50%
B. Q=27.78kJ
C. 容器①、②中反应的平衡常数相等,K=
D. 相同温度下,起始时向容器中充入1.0X2mol、3.0molY2和2molXY3,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应:X2 (g)+3Y2(g)2XY3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1知容器①中达到平衡时放热46.3 kJ,则参加反应Y2的物质的量为1.5mol,Y2的转化率为50%,A正确;
B.容器②中按化学计量数转化到左边可得X20.2mol,Y20.6mol,所以X2总量为1mol,Y2总量为3mol,与容器①中相同物质的物质的量相等,容器①②为等效平衡,达平衡后各物质的物质的量①和②相同,由①知平衡时XY3的物质的量为1mol,则容器②反应正向进行,达平衡时生成XY3的物质的量为0.6mol,根据反应:X2 (g)+3Y2(g)2XY3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1知放出的热量Q==27.78kJ,B正确;
C.容器①、②中温度相同,反应的平衡常数相等,根据容器①知各物质的平衡浓度为:c(X2)=1/3mol/L,c(Y2)=1mol/L,c(XY3)=2/3mol/L,K= c2(XY3)/ c(X2) c3(Y2)=4/3,C错误;
D.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 X2 mol 、3.0 mol Y2和2 mol XY3,各物质的浓度为:c(X2)=2/3mol/L,c(Y2)=2mol/L,c(XY3)=4/3mol/L,Q= c2(XY3)/ c(X2) c3(Y2)=1/3<K=4/3,反应正向进行,达到平衡前v(正)>v(逆),D正确;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(共4题,共55分)
16. 物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位,通过深入研究这些变化,可以更好地理解和利用化学反应,为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题:
(1)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
已知:
共价键
H-H
Cl-Cl
键能/()
436
247
则H-Cl键的键能为______。
(2)如图是1mol (g)与1mol CO(g)反应生成1mol (g)和1mol NO(g)的过程中能量变化示意图。
①请写出该反应的热化学方程式:__________________。
②若在该反应体系中加入催化剂,则对反应热______(填“有”或“无”)影响。
(3)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石()转化为,再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在:1000℃时反应的热化学方程式如下:
i.直接氯化:
ii.碳氯化:
则反应的=______。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50mL 0.50的盐酸,则还需加入______(填字母)。
A.1.0g NaOH固体
B.50mL 0.50氨水
C.50mL 0.55 NaOH溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将______(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铜制搅拌器后,实验测得的______。
【答案】(1)434 (2) ①. ②. 无
(3)-223 (4) ①. C ②. 不变 ③. 偏大
【解析】
【小问1详解】
化学反应的焓变;设键的键能为 ,根据题意可得:,解得 ;
【小问2详解】
① 由图可知,该反应的焓变 ,故该反应的热化学方程式为:;
② 若在该反应体系中加入催化剂,催化剂只能降低反应所需的活化能,改变反应途径和反应速率,但不改变反应物和生成物的总能量,因此对反应热(焓变)无影响;
【小问3详解】
已知:i.;
ii. ;
根据盖斯定律,将反应ii减去反应i,即可得到目标反应 ;因此,该反应的 ;
【小问4详解】
① 测定中和热时,为了保证盐酸完全反应,通常加入稍过量的碱溶液;
A.固体溶解时会放出大量的热,导致中和热数值偏高;
B.氨水是弱碱,电离时会吸收热量,导致中和热数值偏低;
C.加入稍过量的溶液,能保证盐酸完全反应,且不产生其他热效应,符合要求;
故选C;
② 将铝片更换为等质量的铝粉,增大了反应物的接触面积,反应速率加快,但反应物和生成物的总能量未变,故释放出的总能量不变;
将玻璃搅拌器改为铜制搅拌器,由于铜是热的良导体,会导致实验过程中热量散失增加,测得的温度差偏小,计算出的热量偏小;由于中和反应为放热反应(),热量偏小会导致测得的偏大(即负值的绝对值偏小)。
17. 随着我国碳中和、碳达峰目标的确定,的综合利用备受关注。已知,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的和2.4mol的,测得和的物质的量随时间变化如图。请回答:
(1)下列措施能加快反应速率的是______。
A.往容器中充入增大压强
B.升高温度
C.选择高效的催化剂
(2)0-2min 的反应速率为______。
(3)恒容密闭条件下,能说明反应已达平衡状态的是______。
A.
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. 容器中浓度与浓度之比为1:1
D. 混合气体的密度保持不变
(4)欲增大平衡时的转化率,可采取的措施是______。
(5)已知T℃下反应的平衡常数K=0.025.保持容器温度不变,向1L的某密闭容器中充入CO2、H2、CH3OH、H2O各1mol,反应一段时间后测得n(H2O)=0.7mol,请说明平衡移动的方向:______。(填“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”)
(6)已知达到平衡后反应速率v随时间t的关系如图所示:
①据图判断,在t3时刻改变的外界条件是______。
②a、b、c对应的平衡状态中,甲醇的体积分数最大的是状态______。
【答案】(1)BC (2) (3)AB
(4)增大压强(或降低温度,答案合理即可)
(5)向逆反应方向移动
(6) ①. 升高温度 ②. a
【解析】
【小问1详解】
A.恒容容器中充入增大压强,但反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变;
B.升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快;
C.选择高效的催化剂,降低反应活化能,反应速率加快;
故选BC;
【小问2详解】
根据图像数据,0~2min内生成的物质的量为,容器容积为,则的浓度变化量为;因此用表示的反应速率为;
【小问3详解】
A.根据反应速率之比等于化学计量数之比,当时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A正确;
B.该反应前后气体总质量不变,但气体总物质的量减小,因此平均相对分子质量是一个变量,当其保持不变时说明反应达到平衡状态,B正确;
C.由于生成物初始浓度为0且按生成,容器中与的浓度之比始终为,不能说明达到平衡,C错误;
D.恒容容器中气体总质量不变,气体密度始终保持不变,不能说明达到平衡,D错误;
故选AB;
【小问4详解】
该反应为气体体积减小的放热反应,欲增大的转化率,即使平衡正向移动,根据勒夏特列原理,可采取的措施有:增大压强、降低温度、增大的浓度或及时分离出产物等;
【小问5详解】
反应一段时间后测得,说明消耗了和,同时生成了和;此时容器()中各物质的浓度分别为:,,,;此时的浓度商,说明反应未达到平衡,且平衡向逆反应方向移动;
【小问6详解】
①在时刻,正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,该反应是放热反应,说明改变的外界条件是升高温度;
②根据常见的速率-时间图像分析,时刻正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,导致甲醇的体积分数减小,即状态a的甲醇体积分数大于状态b;
时刻正逆反应速率相等且均增大,说明改变的条件是加入催化剂,平衡不移动,状态b和状态c的甲醇体积分数相等;
因此,甲醇体积分数最大的是状态a。
18. 根据所学知识回答下列问题:
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在200 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
上述实验过程中,反应速率最大的时间段是______(选填字母作答),该时间段反应速率最大的主要原因是__________________。
A.0-1 min B.1-2 min C.2-3min D.3-4 min E.4-5 min
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),<0,NO的物质的量变化如下表所示。
保持温度为T/℃
时间
0 min
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
NO物质的量/mol
2.0
1.4
1.0
0.70
0.50
0.40
0.40
最终达平衡时N2的物质的量百分含量x=______,NO的转化率α=______,该温度T℃下的平衡常数K=______。
(3)已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ,其中物质C的含量与温度、压强的关系如图所示。
①该反应在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)______下能自发进行。
②若物质C是某种含碳氧化物,则物质C为______(填“CO”或“CO2”),p1、p2的大小关系是p1______p2(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. C ②. 反应放热,温度升高,反应速率增大
(2) ①. 40% ②. 80% ③. 4
(3) ①. 低温 ②. CO2 ③. <
【解析】
【小问1详解】
根据表中数据,分别计算各时间段内产生的氢气体积:0-1 min为,1-2 min为,2-3 min为,3-4 min为,4-5 min为,2-3 min内产生的氢气体积最大,故反应速率最大,故选C;
锌与稀盐酸的反应是放热反应,随着反应的进行,溶液温度逐渐升高,反应速率加快,同时盐酸浓度逐渐减小,反应速率减慢,在2-3 min内,温度升高的影响占据主导地位,因此反应速率最大;
【小问2详解】
由表中数据可知,25 min时反应达到平衡,此时消耗的NO物质的量为 ,根据化学方程式 ,平衡时生成的 和 均为 ,反应前后气体总物质的量不变,始终为 ,平衡时 的物质的量百分含量 ,NO的转化率 ,平衡时各气体的浓度分别为:,,该温度下的平衡常数 ;
【小问3详解】
① 该反应的正反应是放热反应(),且正向气体分子数减少(),根据吉布斯自由能判据 时反应自发进行可知,该反应在低温下能自发进行;
② 由图可知,随着温度升高,物质C的含量降低,由于正反应放热,升高温度平衡逆向移动,生成物含量降低,故C为生成物,结合C是含碳氧化物,可知C为 ,该反应正向是气体分子数减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡正向移动, 的含量增大,图中相同温度下 对应的C含量更高,说明压强 ,即 。
19. 2024年10月16—18日在北京举办的“国际风能大会暨展览会”的主题是氢能、海上工程及制备、新型储能等;“液态阳光”是指利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产“绿色”氢能,再与从空气中捕获的二氧化碳通过催化过程转化为甲醇等液体燃料。主要涉及以下反应。
i
ii
iii
温度
250℃
300℃
350℃
0.01
0.05
0.1
回答下列问题:
(1)由上述信息,写出甲醇燃烧热的热化学方程式__________________。
(2)升高温度时,反应iii的平衡常数随温度变化如上表,则反应iii正反应活化能______(填“大于”或“小于”)逆反应活化能。
已知:(3)题中涉及的物质在反应条件下都为气态
(3)①恒温恒压条件下,密闭容器中同时进行反应ii和iii,平衡后再充入惰性气体,反应iii平衡将______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②恒温恒容条件下,按1:1的体积比投入和在密闭容器中进行反应,达到平衡状态的标志是______(填选项字母)。
A.混合气体的密度不再改变的状态
B.混合气体的压强不再改变的状态
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
D.体积分数不再改变的状态
(4)催化加氢制甲醇,在减少排放的同时实现了的资源化,该反应可表示为:。保持起始反应物,T=250℃时随压强变化的曲线和时随温度变化的曲线如图。
已知:表示平衡体系中甲醇的物质的量分数。
①250℃时等温过程曲线为______(填“a”或“b”)
②当恒定不变时,若温度为210℃,达到平衡时的=______。(保留三位有效数字)(,p(A)(分压)=n(A)/n总×p总)
【答案】(1)
(2)大于 (3) ①. 正向 ②. BCD
(4) ①. a ②. 9.26×10-13
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将反应ii逆写可得:;将反应i逆写并乘以可得:;将两式相加,即可得到甲醇燃烧热的热化学方程式:;
【小问2详解】
由表格数据可知,随着温度升高,平衡常数逐渐增大,说明反应iii的正反应为吸热反应(),由于反应热,因此正反应活化能大于逆反应活化能;
【小问3详解】
①恒温恒压条件下充入惰性气体,容器体积增大,对于反应ii(正向气体分子数减小),体积增大导致其平衡逆向移动,使得体系中和的物质的量相对增大,的物质的量相对减小,对于反应iii,其浓度商随之减小,此时,因此反应iii的平衡将正向移动;
②A.恒容条件下混合气体的总质量和总体积均不变,密度始终不变,不能作为平衡标志,A错误;
B.该反应前后气体分子数不同,恒容下压强会随反应进行而改变,压强不再改变说明达到平衡状态,B正确;
C.混合气体总质量不变,但总物质的量随反应进行而改变,平均相对分子质量不再改变说明达到平衡状态,C正确;
D.由于和按1:1投料在密闭容器中进行反应,体积分数不再改变说明达到平衡状态,D正确;
故答案选BCD;
【小问4详解】
①该反应正向为放热且气体分子数减小的反应。温度升高,平衡逆向移动,甲醇的物质的量分数减小;压强增大,平衡正向移动,甲醇的物质的量分数增大。图中曲线a随横坐标增大而增大,表示等温过程随压强变化的曲线;曲线b随横坐标增大而减小,表示等压过程随温度变化的曲线。因此250℃时等温过程曲线为a;
②由图可知,当、温度为210℃时,;设起始,,平衡时生成为,列出三段式为
平衡时总物质的量为,则,解得,
则平衡时各物质的物质的量分数为:,,,;各物质的分压为:,,,;平衡常数,
代入,计算得。
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