精品解析:山东省日照市某校2026-2027学年高二上学期10月月考 化学试题
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内容正文:
2026-2027学年上学期10月质量检测
高二年级化学试题
(总分:100分 考试时间:90min)
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Zn-65
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
B. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
C. 由NO2、N2O4组成的平衡体系加压后颜色变深
D. 向氯水中加CaCO3后,溶液漂白性增强
【答案】C
【解析】
【详解】A.合成氨反应为:,不断从反应混合物中液化分离出氨气,可以使生成物浓度减小,有利于平衡向正反应方向移动,提高氨气的产率,则合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.氯气与水的反应为:,饱和食盐水中氯离子浓度大,有利于平衡向逆反应方向移动,降低氯气的溶解度,达到收集氯气的实验目的,则实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为:,该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体的颜色先变深后变浅,因此由二氧化氮、四氧化二氮组成的平衡体系加压后颜色变深不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.氯水中存在如下平衡:,向氯水中加入碳酸钙,碳酸钙与溶液中的氢离子反应使氢离子浓度浓度减小,平衡向正反应方向移动,使得溶液中次氯酸的浓度增大,漂白性增强,所以向氯水中加碳酸钙后,溶液漂白性增强能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
2. 下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
B. ,恒温、恒容下,反应体系中混合气体的平均摩尔质量保持不变
C. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应气体物质的量总和不变,恒温、恒容下压强始终保持不变,无法判断反应是否达到平衡状态,A选;
B.反应前后混合气体的物质的量变化,恒温、恒容下,反应体系中混合气体的总质量保持不变,平均摩尔质量保持不变说明混合气体的总物质的量保持不变,可以判定反应已达平衡状态,B不选;
C.反应中只有CO2为气体,密度不变说明气体质量不再变化,反应达平衡,C不选;
D.恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变,说明I2的浓度不再变化,说明反应已达平衡,D不选;
故选A。
3. 将NH3与废弃的太阳能面板Si材料进行球磨反应,制备高纯度H2,反应如下:
反应Ⅰ:4NH3(g)+3Si(s)=6H2(g)+Si3N4(s) ΔH1 K1;
反应Ⅱ:2NH3(g)=N2(g)+3H2(g) ΔH2 K2;
反应Ⅲ:3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s) ΔH3 K3。
则ΔH3与K3分别为
A. ; B. ;
C. ; D. ;
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅰ-2×反应Ⅱ,故;平衡常数运算规则为:反应扩大倍时平衡常数变为原平衡常数的次方,反应相减时平衡常数为两反应平衡常数相除,因此;
故选A。
4. 速率和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题,下列有关说法正确的是
A. mA(g)+nB(g)pC(g),平衡时A的浓度等于0.5mol/L,将容器体积扩大一倍,达到新的平衡后A的浓度变为0.3mol/L,则计量数m+n<p
B. 将纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中,在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),则CO2的体积分数不变可以作为平衡判断的依据
C. N2O4(g)2NO2(g),升高温度, v(正)增大,v(逆)减小,平衡向正反应方向移动
D. 对于反应A(g)+B(g)2C(g),起始充入等物质的量的A和B,达到平衡时A的体积分数为n%,此时若给体系加压则A的体积分数不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.将容器体积扩大一倍,若平衡不移动,A的浓度应变为,实际新平衡A浓度为,说明平衡逆向移动,减压平衡向气体分子数增大的方向移动,故,A错误;
B.该反应的反应物为固体,生成物和的物质的量之比始终为,的体积分数始终为,故其体积分数不变不能作为平衡判断依据,B错误;
C.升高温度,活化分子百分数增大,、均增大,不会出现减小的情况,C错误;
D.该反应为反应前后气体分子数不变的反应,加压平衡不移动,故A的体积分数不变,D正确;
故选D。
5. 研究加氢制甲醇对缓解温室效应有重要意义,其反应方程式为 ,下列说法正确的是
A. 压缩容器体积增大压强,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B. 催化剂降低了反应的活化能,使反应的平衡常数增大
C. 反应物总键能小于生成物的总键能
D. 只增大的浓度能提高平衡时的转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.压缩容器体积增大压强时,体系中所有气体物质的浓度均增大,正、逆向反应速率均增大,A错误;
B.催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,但平衡常数仅与温度有关,催化剂不能改变平衡常数,B错误;
C.反应焓变反应物总键能 生成物总键能,该反应,因此反应物总键能小于生成物总键能,C正确;
D.只增大的浓度,平衡正向移动,的转化率升高,但自身的转化率会降低,D错误。
6. 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的有几项
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中的气体平均相对分子质量不变
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】A
【解析】
【详解】①未指明反应速率的正逆方向,且速率比值与反应计量数关系不匹配(平衡时应满足),无法判断反应是否达到平衡,不符合题意;
②该反应为气体总物质的量增大的反应,恒温恒容条件下总压强与气体总物质的量成正比,总压强不变说明气体总物质的量恒定,反应达到平衡,符合题意;
③混合气体密度,容器体积恒定,反应正向进行时气体总质量增大、密度增大,密度不变说明气体总质量恒定,反应达到平衡,符合题意;
④反应生成的和物质的量之比恒为,氨气的体积分数始终为,无论是否平衡都不变,无法判断平衡,不符合题意;
⑤混合气体平均相对分子质量,因恒为,代入计算可得恒为26,无论是否平衡都不变,无法判断平衡,不符合题意。
综上符合题意的共2项;
故答案选A。
7. 已知水中存在电离平衡:。下列说法正确的是
A. 升高温度,增大,纯水pH不变
B. 向水中通入少量HCl,增大,不变
C. 向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,降低
D. 向水中加入等物质的量的硫酸和HCl,平衡向逆反应方向移动,水电离出的相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.水的电离为吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,增大,增大,,因此减小,A错误;
B.向水中通入少量,完全电离使增大,抑制水的电离,仅与温度有关,温度不变则不变,B正确;
C.向水中加入氨水,电离出使增大,水的电离平衡逆向移动,但是不会抵消增大的程度,最终升高,C错误;
D.硫酸为二元强酸,为一元强酸,等物质的量的二者电离出的不同,对水的电离抑制程度不同,故水电离出的不同,D错误;
故选B。
8. 在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A. d点对应的溶液中可以大量存在:、、、
B. b点对应的溶液中可以大量存在:、、、
C. c点对应的溶液中可以大量存在:、、、
D.
【答案】A
【解析】
【分析】水的电离平衡为,一定温度下,水的离子积为常数,因此同一条曲线上的各点对应相同的水的离子积。25℃曲线上的a点满足,故25℃时;另一条曲线上的c点满足,故该温度下。据各点所属曲线及已知离子浓度,可确定另一种离子的浓度,并通过比较与判断溶液的酸碱性。
【详解】A.d点所在曲线对应的,该点,由可得。由于,溶液呈碱性,、、、在该条件下能够大量共存,A正确;
B.b点位于25℃曲线上,,且,由可得。由于,溶液呈酸性,在酸性条件下能氧化,反应为,这些离子不能大量共存,B错误;
C.c点满足,溶液呈中性,但与会发生反应,不能大量共存,C错误;
D.c点所在曲线对应的,大于25℃时的。水的电离是吸热过程,升高温度促进水的电离,使水的离子积增大,因此该曲线对应的温度高于25℃,即,D错误;
故选A。
9. 向恒容密闭容器中通入和,发生反应: 。不同温度(、)下,测得随时间的变化曲线如图所示。
下列说法不正确的是
A. 达到平衡的时间:,可推断温度:
B. 该反应为吸热反应且平衡时,可推断温度:
C. 时,向容器中充入氮气,则平衡时
D. 时,的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,温度下先达到平衡,即,温度下的速率快,所以>,故A正确;
B.该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,物质的量增大,由图可知,,可推断温度:,故B正确;
C.时,向容器中充入氮气,各物质浓度不变,平衡不移动,则氢气物质的量与原平衡相等为1.8mol,故C错误;
D.时,的平衡转化率,由化学方程式得,所以,故D正确;
故选C。
10. 二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下:
I:
II:
在恒压密闭容器中,时,CO2平衡转化率、CH3OH平衡产率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际产率随温度变化如图所示。
CH3OH的产率可表示为。下列说法正确的是
A. ,
B. 500 K时,反应II的平衡常数为96.6
C. 500 K时CO的实际产率大于平衡时的产率
D. 温度高于520 K,CH3OH实际产率下降的原因是催化剂活性下降
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,平衡产率降低,说明反应Ⅰ为放热反应,,平衡产率等于平衡转化率与平衡产率之差,该差值随温度升高而增大,说明反应Ⅱ为吸热反应,,A错误;
B.取起始、的物质的量分别为、,平衡时,,,,,,反应Ⅱ前后气体总物质的量不变,,96.6约为该数值的倒数,B错误;
C.时,平衡产率为,实际产率为,故实际产率大于平衡时的产率,C正确;
D.反应Ⅰ为放热反应,升高温度使其平衡逆向移动,温度高于时,实际产率下降主要受平衡产率下降的影响,不能据此判断催化剂活性下降,D错误;
故答案选C。
二、选择题:本题共5个小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全选对得4分,选对但不全得2分,选错不得分。
11. 在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A. 反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0
B. 图中X点所示条件下,延长反应时间不能提高NO转化率
C. 图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D. 380℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
【答案】D
【解析】
【详解】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低,说明温度较低时反应较慢,一段时间内并未达到平衡,由温度较高时,已达到平衡时的NO转化率可知,温度越高NO转化率越低,说明温度升高平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理可知该反应的正反应为放热反应,则ΔH<0 ,A错误;
B.根据上述分析,X点时,反应还未到达平衡状态,反应正向进行,所以延长反应时间能提高NO的转化率,B错误;
C.Y点时反应已经达到平衡状态,此时增加O2的浓度,使得正反应速率大于逆反应速率,化学平衡向正反应方向移动,可以提高NO的转化率,C错误;
D.设NO起始浓度为a mol/L,由此列出三段式:,NO的转化率为50%,则,解得,故平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5a mol/L、(5.0×10-4-0.25a) mol/L、0.5a mol/L,化学平衡常数K==2000,D正确;
故选D。
12. 催化氧化偶联制是科学研究的热点问题之一,相关反应如下:
氧化偶联:反应①
深度氧化:反应②
反应③
750℃、0.6 MPa,不同投料比的烷氧混合气体以相同流速通过催化反应器,测得投料比对甲烷转化率和的选择性及碳氧化物(CO、)的选择性的影响如图所示。已知:;。图中a代表,下列说法错误的是
A. 曲线c代表
B.
C. 投料比时,的产率为6%
D. 增大反应物的投料比,和均减小
【答案】CD
【解析】
【分析】起始投料比增大相当于增大甲烷的浓度,平衡向正反应方向移动,但甲烷的转化率减小,所以曲线c代表甲烷的转化率;由题意可知,曲线a代表乙烯的选择性,则曲线b表示碳的氧化物的选择性。
【详解】A.由分析可知,曲线c代表甲烷的转化率,A正确;
B.由碳原子个数守恒可得:n转化(CH4)=2 n生成(C2H4)+ n生成(COx),由题给公式可得:,整理可得:,B正确;
C.由图可知,投料比为8时,甲烷的转化率为0.15、乙烯的选择性为0.8,设起始甲烷的物质的量为x mol,则平衡时乙烯的物质的量为:x mol×0.15×0.8×=0.06x mol,所以乙烯的产率为:,C错误;
D.由图可知,大投料比时,甲烷的转化率减小,乙烯的选择性先增大后减小,D错误;
故选CD。
13. 一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中,进行“甲烷重整”反应:,下列说法不正确的是
“甲烷重整”的原理
已知:“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数
温度/℃
850
1000
1200
1400
K
0.5
2
275
1772
A. 物质a可能是
B. 若增大的值,则的平衡转化率降低
C. “甲烷重整”反应:,,温度较高时可自发进行
D. 1000℃时,若容器中、,则反应处于平衡状态
【答案】D
【解析】
【分析】该图展示了甲烷重整的分步循环路径,总反应为 ,分为两个基元步骤:①与反应生成和物质a;②与 a反应,生成、和。
【详解】A.反应①中和反应生成,氢元素化合价降低被还原,铁元素被氧化生成铁的氧化物,符合价态变化规律,物质a可能是,A正确;
B.增大的值,相当于恒容下增大的相对浓度,其他条件不变时,增加某一反应物浓度,该反应物自身平衡转化率降低,B正确;
C.由表格数据可知,温度升高平衡常数增大,说明正反应为吸热反应,;反应为气体总物质的量增大的反应,混乱度增大,;根据,高温时,反应可自发进行,C正确;
D.1000℃时,容器体积为2L,各物质浓度分别为,,浓度商,反应正向进行,未达到平衡状态,D错误;
故选D。
14. 在某密闭容器中,反应达到平衡时,B的浓度为,若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,达到新平衡时B的浓度降为。下列判断不正确的是
A.
B. 容积扩大到原来的3倍后,平衡向逆反应方向移动
C. D的体积分数减小
D. 达到新平衡时,A、B的浓度减小,C、D的浓度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.压强减小,平衡向气体总物质的量增大的方向移动,现平衡逆向移动,说明逆反应方向气体计量数之和更大,即,A正确;
B.假设平衡不移动,容积扩大为原来3倍时B的浓度应为,实际新平衡B浓度为,说明平衡向生成B的方向即逆反应方向移动,B正确;
C.平衡逆向移动,生成物D的物质的量减少,混合气体总物质的量增大,故D的体积分数减小,C正确;
D.容器容积扩大为原来的3倍,所有物质的浓度都先降低为原平衡的,即使平衡移动,新平衡时A、B、C、D的浓度均小于原平衡浓度,不会出现C、D浓度增大的情况,D错误;
故答案选D。
15. 将注入抽空的密闭恒容容器中,在下,使其裂解制备;同时发生副反应:。反应过程中各成分分压随时间变化关系如图所示。已知:组分的分压总压的物质的量分数;。下列说法正确的是
A. 曲线①表示的是或者的分压变化曲线
B. 反应至时,系统总压约为
C. 反应时段,的平均生成速率约为
D. 提高反应温度,的值不变
【答案】BC
【解析】
【分析】根据图像可知,随着反应的进行,曲线③的分压逐渐降低,代表反应物的分压变化。曲线①和②的分压从 0 开始逐渐升高,代表生成物。题干已知,说明主反应速率大于副反应速率,相同时间内主反应生成的产物分压更高。因此,位置较高的曲线①代表的是主反应产物 的分压变化曲线,位置较低的曲线②代表的是副反应产物或 CO2的分压变化曲线。
【详解】A.由分析可知,曲线②代表的是副反应产物或 CO2的分压变化曲线,A错误;
B.恒容容器中,分压与物质的量成正比,结合反应的计量关系分析总压: 初始时,时:剩余的分压约为10 kPa;主反应生成的、分压均约为50 kPa;副反应生成的、分压均约为40 kPa。 总压为所有组分分压之和:,B正确;
C.时段,的分压从0增长至约50 kPa,根据平均反应速率定义: , 因此的平均生成速率约为,C正确;
D.主反应和副反应具有不同的活化能。当提高反应温度时,两个反应的反应速率都会加快,但由于活化能的差异,速率常数增大的倍数不同。因此,两者反应速率的比值会发生改变,D错误;
故选BC。
三、非选择题:本题共5个小题,无特殊备注外每空2分,共60分。
16. 氢能作为最清洁、可以再生循环的二次能源。贵州省得天独厚的煤炭资源让制氢成本很低。回答下列问题:
煤气化制氢是目前最有前景的化石燃料制氢工艺。发生如下反应
①
②
(1)C(s)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。
(2)下列操作中,能提高煤炭平衡转化率的是______(填标号)。
A. 将煤炭粉碎 B. 恒温恒容下通入水蒸气
C. 及时移走H2 D. 使用催化剂
(3)恒温恒压下,1molH2O(g)和足量煤炭反应达平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO2(g)的物质的量为0.2mol,H2的物质的量为______mol;则以体系中各物质的量分数表示反应①的平衡常数Kx=____________。同温同压条件下,再向体系中通入1molH2O(g)与H2O(g)的平衡转化率______(填“增大”“减小”或“不变”);平衡时,H2O(g)与H2的物质的量之比为______。
【答案】(1) (2)BC
(3) ①. 0.5 ②. ③. 不变 ④.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将已知反应①+反应②,即可得到目标热化学方程式:,热化学方程式为;
【小问2详解】
A.将煤炭粉碎仅能增大接触面积,加快反应速率,但不能使平衡移动,无法提高平衡转化率,A不符合题意;
B.恒温恒容下通入水蒸气,反应物浓度增大,平衡正向移动,煤炭的平衡转化率提高,B符合题意;
C.及时移走,生成物浓度减小,平衡正向移动,煤炭的平衡转化率提高,C符合题意;
D.催化剂仅改变反应速率,不影响平衡状态,无法改变平衡转化率,D不符合题意;
故选BC。
【小问3详解】
初始为1 mol,转化率50%,说明共消耗0.5 mol,已知平衡时为0.2 mol,列三段式,,则生成的物质的量为0.5 mol;平衡时为,为,为0.2 mol,总气体物质的量为,反应①的;恒温恒压下再通入1 mol ,新通入的水蒸气与原体系等效平衡,各物质比例不发生变化,因此的平衡转化率不变;原平衡中与物质的量之比为,通入1 mol水蒸气后总初始为2 mol,转化率仍为50%,结合等效平衡关系可得,二者物质的量之比为。
17. 含硫物质具有广泛的应用,回答下列问题:
(1)已知:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1;
4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2;
2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) ΔH3;
6S(g)=3S2(g) ΔH4
ΔH1=____(用ΔH2、ΔH3、ΔH4表示)。
(2)接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98kJ·mol-1.钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。已知:V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24kJ·mol-1.V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为__________________。
(3)利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储的流程如图所示。
①反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的质量之比为____。
②已知ΔG<0时反应能自发进行,ΔG=ΔH-T×ΔS。若反应Ⅰ的焓变ΔH=+551kJ·mol-1,熵变ΔS=+500J·mol-1·K-1,则反应Ⅰ正向自发进行的最低温度为____K。
(4)SO2直接排放会造成环境污染。
①我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到固态硫的方法,用此法来除去SO2,已知反应每转移1 mol电子时放出67.5 kJ能量,则该反应的热化学方程式为____________________________。
②工业上也常用NaClO的碱溶液吸收SO2,研究发现,Ca(ClO)2也可用于脱硫,且脱硫效果比NaClO好,Ca(ClO)2属于______(填“强电解质”或“弱电解质”),Ca(ClO)2脱硫的离子方程式为_____________。
【答案】(1)ΔH4+3ΔH3-ΔH2
(2)2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351kJ·mol-1
(3) ①. 1∶2 ②. 1102
(4) ①. 2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-270.0 kJ·mol-1 ②. 强电解质 ③. Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+Cl-+2H+
【解析】
【小问1详解】
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1,②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2,③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) ΔH3,④6S(g)=3S2(g) ΔH4,根据盖斯定律,①=④+③×3-②,ΔH1=ΔH4+3ΔH3-ΔH2;
【小问2详解】
由图可知,①V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s) ΔH1=-399kJ·mol-1,由已知信息可知,②V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①-②×2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399kJ·mol-1)-2×(-24kJ·mol-1)=-351kJ·mol-1;
【小问3详解】
①反应Ⅱ的化学方程式为3SO2+2H2O2H2SO4+S,氧化剂为转化为S的SO2,还原剂为转化为H2SO4的SO2,氧化剂和还原剂的质量之比即物质的量之比为1∶2;
②由ΔG=ΔH-T×ΔS可知,T=,ΔG<0,反应Ⅰ正向自发进行的最低温度T===1102 K;
【小问4详解】
①用CO还原SO2得到固态硫,硫元素化合价从+4价降低到0价,碳元素化合价从+2价升高到+4价,产物为CO2,化学方程式为SO2+2CO=S+2CO2,反应每转移1 mol电子时放出67.5 kJ能量,1 mol SO2转移4 mol电子,所以该反应的ΔH =-270.0 kJ·mol-1,热化学方程式为2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-270.0 kJ·mol-1;
②Ca(ClO)2属于盐类,是强电解质;Ca(ClO)2和SO2反应生成硫酸钙沉淀,ClO-被还原为Cl-,离子方程式为Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+Cl-+2H+。
18. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。已知下列反应的热化学方程式:
① (平衡常数)
② (平衡常数)
③ (平衡常数)
(1)ΔH2 =_____________(需算出具体数值);______________(用含和的代数式表示)。
(2)若容器中只发生反应②,下列叙述一定能说明反应②达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 断裂4 mol键的同时生成4 mol键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)列举两种可提高反应②中转化率的措施____________________。
(4)在恒压密闭容器内,充入0.2mol(g)与0.4mol(g)只发生反应③。(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①请回答:比较压强:______(填“>”“<”或“=”),维持温度不变,向A点状态的容器中充入氩气,的转化率______(填“升高”“降低”或“不变”)。
②B点处,容器体积为2 L,则℃时该反应的平衡常数K=___________L/mol。
③比较A、B、C三点的平衡常数大小___________(用KA、KB、KC表示)。
【答案】(1) ①. +261 kJ/mol ②. (2)CD
(3)增大浓度、及时移出生成物(或适当升高温度、减小压强,任意回答2条,合理即可)
(4) ①. > ②. 降低 ③. 200 ④.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可得,反应②=反应①-反应③,,反应平衡常数。
【小问2详解】
A.断裂4 mol键表示反应消耗1 mol,生成4 mol键表示反应生成4 mol,由反应②化学方程式可知两者均表示正反应速率,不能判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;
B.由反应②方程式可知反应中与物质的量变化量之比为1:4,恒温恒容条件下,两者浓度之比等于物质的量之比,始终为1:4,不能判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.反应②气体总物质的量随着反应的进行而变化,反应物和生成物均为气体,容器内气体总质量不变,恒温恒压条件下,混合气体体积与气体总物质的量成正比,混合气体体积会发生变化,密度也随之变化,反应平衡时,混合气体总质量、气体体积保持恒定,混合气体密度保持不变,C符合题意;
D.由盖斯定律可得反应②焓变,恒容绝热条件下,随着反应的进行,容器内温度不断变化,反应平衡常数随之变化,当反应达到平衡状态时,容器内温度保持不变,不再改变,D符合题意;
故答案选CD;
【小问3详解】
反应②,正反应为吸热反应、气体分子数增加,可通过增大浓度、及时移出生成物、适当升高温度、减小压强等操作使得反应平衡正向移动,增大反应②中的转化率;
【小问4详解】
① 由已知信息反应③,正反应为气体分子总数减小的反应,相同温度下,增大压强,反应平衡向气体分子数减小的方向移动,即反应平衡正向移动,平衡转化率增大,因此可得压强大小关系为>;温度不变、恒压密闭容器中充入氩气,容器体积增大,容器内各气体浓度减小,反应平衡逆向(向气体分子数增加的方向)移动,转化率降低;
② B点平衡转化率为80%,则转化了,列三段式可得:
反应平衡常数。
③反应平衡常数只与温度有关,A、B点温度均为,反应平衡常数不变,即,由图像可知温度,反应③,正反应为放热反应、逆反应为吸热反应,温度升高,反应平衡逆向移动(向吸热反应方向移动),反应平衡常数减小,故。
19. 五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、石油精炼的催化剂等。科研人员研制了一种从废钒催化剂(含有V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)中回收钒的工艺,其主要流程如图1:
(1)滤渣1的主要成分是____________(填化学式)。
(2)已知有机萃取剂萃取VO2+的能力比萃取的能力强。“酸浸”时,V2O4发生反应的离子方程式为;FeSO4和V2O5发生反应的离子方程式为__________________。
(3)“萃取”和“反萃取”时,将发生(R表示,HA表示有机萃取剂),“反萃取”加入试剂____________(填化学式)。
(4)已知溶液中与可相互转化:,且NH4VO3为沉淀。“沉钒”时通入氨气的作用是________________________________。
(5)以沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂中V的质量之比)表示“沉钒”的回收率。请解释图2,温度超过80℃以后,沉钒率下降的可能原因之一是________________________。
(6)“煅烧”过程中发生的化学方程式为________________________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
氨气与氢离子结合,使平衡正向移动,促进转化为,同时增大溶液中的浓度,促进沉淀析出
(5)
温度升高,氨更易从氨水中逸出,使溶液中氨的含量降低,消耗氢离子并提供铵根离子的作用减弱,不利于钒转化并形成偏钒酸铵沉淀,沉钒率下降
(6)
【解析】
【分析】“酸浸”时转化为,转化成,可使转化为,氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子,只有不溶,则过滤得到的滤渣1为;滤液中加将氧化为,再加KOH时,、转化为、沉淀,过滤得滤渣2为、;滤液2萃取、分液,水相中蒸发结晶分离出硫酸钾,有机相1反萃取分离出有机萃取剂,水相含,氧化时将转化为,溶液中与可相互转化:,“沉钒”得到偏钒酸铵()沉淀,“煅烧”时分解生成,据此分析解题。
【小问1详解】
废钒催化剂中的不溶于硫酸,其余金属氧化物均可与酸反应溶解,因此酸浸后滤渣1的主要成分为;
【小问2详解】
酸浸时加入的作还原剂,将+5价的还原为(V为+4价),自身被氧化为,结合酸性环境配平得到该离子方程式为;
【小问3详解】
根据萃取平衡,反萃取需要使平衡逆向移动,使钒由有机相回到水相,增大水层中的浓度可推动平衡逆向移动,因此“反萃取”加入试剂为;
【小问4详解】
氨气与氢离子反应生成,氢离子浓度降低,使转化平衡右移,促进转化为,同时增大溶液中的浓度,促进沉淀析出;
【小问5详解】
图2表明,温度超过80℃后沉钒率下降,温度升高,氨更易从氨水中逸出,使溶液中氨的含量降低,消耗氢离子并提供铵根离子的作用减弱,不利于钒转化并形成偏钒酸铵沉淀,因而沉钒率下降;
【小问6详解】
煅烧分解生成目标产物,同时释放氨气和水蒸气,配平反应方程式为。
20. 甲醇-水蒸气重整在工业生产中用途广泛,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1) ΔH=______,该反应自发进行的条件是______(填字母)。
A.高温 B.低温 C.所有温度 D.所有温度均不自发
(2)在T℃、100MPa下,将1.0molCH3OH(g)和1.5molH2O(g)充入放有催化剂的5L恒容密闭容器中反应。H2(g)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)的物质的量与时间的关系如图所示。
已知曲线a、d对应的物质分别是H2和CO,则曲线b、c对应的物质的化学式分别是____________、____________。
(3)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入0.5molCH3OH(g),只发生反应,下列能判断反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A. CO与H2的物质的量之比为1:2
B. CH3OH的转化率为100%
C. CO、H2、CH3OH的物质的量浓度均不再发生变化
D. 用同种物质表示的正反应速率等于逆反应速率且不为0
【答案】(1) ①.
+49.7 ②. A
(2) ①.
②.
(3)CD
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将反应Ⅰ和反应Ⅱ相加即可得到目标反应方程式,因此目标反应的焓变。该反应的正反应是一个气体分子数增加的反应,即熵变,且焓变,根据反应自发进行的判据,可知该反应在高温条件下才能自发进行,故选A;
【小问2详解】
已知曲线a为、d为CO,剩余两种曲线对应组分和,初始投料为和,因此初始时的物质的量为,是体系初始量最高的物质,对应图中从以上开始下降的曲线c,即c为;为反应II的产物,随反应进行物质的量逐渐增大,对应上升趋势的曲线b;因此b对应,c对应;
【小问3详解】
A.容器中初始只充入了,根据反应计量数关系,反应过程中生成的与的物质的量之比始终为1:2,这与反应是否达到平衡无关,不能作为平衡状态的判断依据,A不符合题意;
B.该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此的转化率不可能达到100%,B不符合题意;
C.反应体系中各物质的物质的量浓度均不再发生变化,是化学平衡状态的宏观特征,可以判断反应已达到平衡状态,C符合题意;
D.用同种物质表示的正反应速率等于逆反应速率且不为0,意味着物质的消耗速率等于生成速率,这是化学平衡状态的本质特征,可以判断反应已达到平衡状态,D符合题意;
故选CD。
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2026-2027学年上学期10月质量检测
高二年级化学试题
(总分:100分 考试时间:90min)
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Zn-65
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
B. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
C. 由NO2、N2O4组成的平衡体系加压后颜色变深
D. 向氯水中加CaCO3后,溶液漂白性增强
2. 下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
B. ,恒温、恒容下,反应体系中混合气体的平均摩尔质量保持不变
C. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D. ,恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
3. 将NH3与废弃的太阳能面板Si材料进行球磨反应,制备高纯度H2,反应如下:
反应Ⅰ:4NH3(g)+3Si(s)=6H2(g)+Si3N4(s) ΔH1 K1;
反应Ⅱ:2NH3(g)=N2(g)+3H2(g) ΔH2 K2;
反应Ⅲ:3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s) ΔH3 K3。
则ΔH3与K3分别为
A. ; B. ;
C. ; D. ;
4. 速率和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题,下列有关说法正确的是
A. mA(g)+nB(g)pC(g),平衡时A的浓度等于0.5mol/L,将容器体积扩大一倍,达到新的平衡后A的浓度变为0.3mol/L,则计量数m+n<p
B. 将纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中,在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),则CO2的体积分数不变可以作为平衡判断的依据
C. N2O4(g)2NO2(g),升高温度, v(正)增大,v(逆)减小,平衡向正反应方向移动
D. 对于反应A(g)+B(g)2C(g),起始充入等物质的量的A和B,达到平衡时A的体积分数为n%,此时若给体系加压则A的体积分数不变
5. 研究加氢制甲醇对缓解温室效应有重要意义,其反应方程式为 ,下列说法正确的是
A. 压缩容器体积增大压强,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B. 催化剂降低了反应的活化能,使反应的平衡常数增大
C. 反应物总键能小于生成物的总键能
D. 只增大的浓度能提高平衡时的转化率
6. 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的有几项
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中的气体平均相对分子质量不变
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
7. 已知水中存在电离平衡:。下列说法正确的是
A. 升高温度,增大,纯水pH不变
B. 向水中通入少量HCl,增大,不变
C. 向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,降低
D. 向水中加入等物质的量的硫酸和HCl,平衡向逆反应方向移动,水电离出的相同
8. 在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A. d点对应的溶液中可以大量存在:、、、
B. b点对应的溶液中可以大量存在:、、、
C. c点对应的溶液中可以大量存在:、、、
D.
9. 向恒容密闭容器中通入和,发生反应: 。不同温度(、)下,测得随时间的变化曲线如图所示。
下列说法不正确的是
A. 达到平衡的时间:,可推断温度:
B. 该反应为吸热反应且平衡时,可推断温度:
C. 时,向容器中充入氮气,则平衡时
D. 时,的平衡转化率
10. 二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下:
I:
II:
在恒压密闭容器中,时,CO2平衡转化率、CH3OH平衡产率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际产率随温度变化如图所示。
CH3OH的产率可表示为。下列说法正确的是
A. ,
B. 500 K时,反应II的平衡常数为96.6
C. 500 K时CO的实际产率大于平衡时的产率
D. 温度高于520 K,CH3OH实际产率下降的原因是催化剂活性下降
二、选择题:本题共5个小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全选对得4分,选对但不全得2分,选错不得分。
11. 在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A. 反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0
B. 图中X点所示条件下,延长反应时间不能提高NO转化率
C. 图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D. 380℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
12. 催化氧化偶联制是科学研究的热点问题之一,相关反应如下:
氧化偶联:反应①
深度氧化:反应②
反应③
750℃、0.6 MPa,不同投料比的烷氧混合气体以相同流速通过催化反应器,测得投料比对甲烷转化率和的选择性及碳氧化物(CO、)的选择性的影响如图所示。已知:;。图中a代表,下列说法错误的是
A. 曲线c代表
B.
C. 投料比时,的产率为6%
D. 增大反应物的投料比,和均减小
13. 一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中,进行“甲烷重整”反应:,下列说法不正确的是
“甲烷重整”的原理
已知:“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数
温度/℃
850
1000
1200
1400
K
0.5
2
275
1772
A. 物质a可能是
B. 若增大的值,则的平衡转化率降低
C. “甲烷重整”反应:,,温度较高时可自发进行
D. 1000℃时,若容器中、,则反应处于平衡状态
14. 在某密闭容器中,反应达到平衡时,B的浓度为,若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,达到新平衡时B的浓度降为。下列判断不正确的是
A.
B. 容积扩大到原来的3倍后,平衡向逆反应方向移动
C. D的体积分数减小
D. 达到新平衡时,A、B的浓度减小,C、D的浓度增大
15. 将注入抽空的密闭恒容容器中,在下,使其裂解制备;同时发生副反应:。反应过程中各成分分压随时间变化关系如图所示。已知:组分的分压总压的物质的量分数;。下列说法正确的是
A. 曲线①表示的是或者的分压变化曲线
B. 反应至时,系统总压约为
C. 反应时段,的平均生成速率约为
D. 提高反应温度,的值不变
三、非选择题:本题共5个小题,无特殊备注外每空2分,共60分。
16. 氢能作为最清洁、可以再生循环的二次能源。贵州省得天独厚的煤炭资源让制氢成本很低。回答下列问题:
煤气化制氢是目前最有前景的化石燃料制氢工艺。发生如下反应
①
②
(1)C(s)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。
(2)下列操作中,能提高煤炭平衡转化率的是______(填标号)。
A. 将煤炭粉碎 B. 恒温恒容下通入水蒸气
C. 及时移走H2 D. 使用催化剂
(3)恒温恒压下,1molH2O(g)和足量煤炭反应达平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO2(g)的物质的量为0.2mol,H2的物质的量为______mol;则以体系中各物质的量分数表示反应①的平衡常数Kx=____________。同温同压条件下,再向体系中通入1molH2O(g)与H2O(g)的平衡转化率______(填“增大”“减小”或“不变”);平衡时,H2O(g)与H2的物质的量之比为______。
17. 含硫物质具有广泛的应用,回答下列问题:
(1)已知:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1;
4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2;
2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) ΔH3;
6S(g)=3S2(g) ΔH4
ΔH1=____(用ΔH2、ΔH3、ΔH4表示)。
(2)接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98kJ·mol-1.钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。已知:V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24kJ·mol-1.V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为__________________。
(3)利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储的流程如图所示。
①反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的质量之比为____。
②已知ΔG<0时反应能自发进行,ΔG=ΔH-T×ΔS。若反应Ⅰ的焓变ΔH=+551kJ·mol-1,熵变ΔS=+500J·mol-1·K-1,则反应Ⅰ正向自发进行的最低温度为____K。
(4)SO2直接排放会造成环境污染。
①我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到固态硫的方法,用此法来除去SO2,已知反应每转移1 mol电子时放出67.5 kJ能量,则该反应的热化学方程式为____________________________。
②工业上也常用NaClO的碱溶液吸收SO2,研究发现,Ca(ClO)2也可用于脱硫,且脱硫效果比NaClO好,Ca(ClO)2属于______(填“强电解质”或“弱电解质”),Ca(ClO)2脱硫的离子方程式为_____________。
18. 油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并利用。已知下列反应的热化学方程式:
① (平衡常数)
② (平衡常数)
③ (平衡常数)
(1)ΔH2 =_____________(需算出具体数值);______________(用含和的代数式表示)。
(2)若容器中只发生反应②,下列叙述一定能说明反应②达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 断裂4 mol键的同时生成4 mol键
B. 恒温恒容,和浓度之比不再变化
C. 恒温恒压,混合气体的密度不再变化
D. 恒容绝热,不再变化
(3)列举两种可提高反应②中转化率的措施____________________。
(4)在恒压密闭容器内,充入0.2mol(g)与0.4mol(g)只发生反应③。(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①请回答:比较压强:______(填“>”“<”或“=”),维持温度不变,向A点状态的容器中充入氩气,的转化率______(填“升高”“降低”或“不变”)。
②B点处,容器体积为2 L,则℃时该反应的平衡常数K=___________L/mol。
③比较A、B、C三点的平衡常数大小___________(用KA、KB、KC表示)。
19. 五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、石油精炼的催化剂等。科研人员研制了一种从废钒催化剂(含有V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)中回收钒的工艺,其主要流程如图1:
(1)滤渣1的主要成分是____________(填化学式)。
(2)已知有机萃取剂萃取VO2+的能力比萃取的能力强。“酸浸”时,V2O4发生反应的离子方程式为;FeSO4和V2O5发生反应的离子方程式为__________________。
(3)“萃取”和“反萃取”时,将发生(R表示,HA表示有机萃取剂),“反萃取”加入试剂____________(填化学式)。
(4)已知溶液中与可相互转化:,且NH4VO3为沉淀。“沉钒”时通入氨气的作用是________________________________。
(5)以沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂中V的质量之比)表示“沉钒”的回收率。请解释图2,温度超过80℃以后,沉钒率下降的可能原因之一是________________________。
(6)“煅烧”过程中发生的化学方程式为________________________。
20. 甲醇-水蒸气重整在工业生产中用途广泛,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1) ΔH=______,该反应自发进行的条件是______(填字母)。
A.高温 B.低温 C.所有温度 D.所有温度均不自发
(2)在T℃、100MPa下,将1.0molCH3OH(g)和1.5molH2O(g)充入放有催化剂的5L恒容密闭容器中反应。H2(g)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)的物质的量与时间的关系如图所示。
已知曲线a、d对应的物质分别是H2和CO,则曲线b、c对应的物质的化学式分别是____________、____________。
(3)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入0.5molCH3OH(g),只发生反应,下列能判断反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A. CO与H2的物质的量之比为1:2
B. CH3OH的转化率为100%
C. CO、H2、CH3OH的物质的量浓度均不再发生变化
D. 用同种物质表示的正反应速率等于逆反应速率且不为0
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