精品解析:河南周口市项城市第三高级中学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:
项城三高2026-2027学年度上期第一次考试
高二化学试卷
满分100分,考试时间75分钟
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,所有答案都写在答题卷上
一、单选题(本题共14小题,共42分,每题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A. 食盐中添加碘酸钾 B. 家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥
C. 医护人员冷藏存放“新冠”疫苗 D. 工业矿石冶炼前先将矿石粉碎
2. 下列说法正确的是
A. 已知: ,每进行1mol该反应,有890.3kJ热能转化为化学能
B. 若在一定条件下, ,则黑磷的稳定性更好
C. 由 知,的燃烧热
D. 一定条件下,若向某密闭容器中充入1mol 和1 mol ,充分反应后放出b kJ热量,则
3. 下列关于化学平衡的说法中正确的是
A. 一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B. 当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等都等于0
C. 平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D. 化学平衡不可以通过改变条件而改变
4. 实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是
A. 所有的放热反应都是自发进行的
B. 所有的自发反应都是放热的
C. 焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素
D. 焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素
5. 下列说法或表示方法中正确的是
A. 相同条件下,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,反应的热效应
B. 由C(石墨)→C(金刚石) ,可知金刚石比石墨稳定
C. 的燃烧热是,则反应
D. 已知 ,则含1 mol NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出热量小于57.3 kJ
6. 下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是
A. 有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,单位体积内活化分子数增多
B. 增大反应物浓度,使活化分子百分数增大
C. 升高温度,使反应物分子中活化分子百分数增大
D. 加入适宜的催化剂,使反应物分子中活化分子百分数增大
7. 在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:N2+3H22NH3。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A. 气体的压强不再变化 B. 混合物的密度不再变化
C. H2的体积分数不再变化 D. 各物质的浓度不再变化
8. 下列反应的能量变化与下图示能量变化相符合的是
A. 石灰石煅烧的反应 B. 金属铝与稀硫酸的反应
C. 稀盐酸与碳酸氢钠的反应 D. 氯化铵与氢氧化钡的反应
9. 在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应;X(g)+2Y(g)⇌3Z(g),下列叙述中能说明反应达到化学平衡状态的是
A. 单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ
B. 混合气体总的物质的量不再变化
C. 容器内的压强不再变化
D. Z的生成速率与Z的分解速率相等
10. 如图所示曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A. 升高温度 B. 加大X的投入量
C. 加催化剂 D. 减小压强
11. 在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增加的方法是
①增大反应物浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A. ① ③ B. ② ⑤ C. ② ④ D. ① ⑤
12. 在恒容的密闭容器中,与反应生成,其化学反应速率分别用、、表示。已知:,,则此反应可表示为
A. B. C. D.
13. 在298K时,实验测得溶液中的反应:在不同浓度时的化学反应速率(v)见下表。由此可推出当时的反应速率为
实验编号
1
2
3
4
5
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
0.00760
0.0152
0.0228
0.0152
0.0228
A. B.
C. D.
14. 甲烷、水蒸气催化重整是工业制备氢气的方法之一,其反应为。在压强为p和不同温度下,平衡体系中氢气的体积分数与甲烷、水蒸气的投料比[用表示]的变化关系如图所示。
已知:。
下列说法错误的是
A. 该反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能
B. 向平衡体系中加入适量的,可提高氢气的产率
C. M点甲烷的平衡转化率为
D. 在压强为p和600℃时,若向反应器中充入和,平衡时氢气的体积分数小于
二、非选择题(共4道题,58分)
15. 用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_________(填“偏大、偏小、无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_________(填“相等、不相等”),所求中和热_______(填“相等、不相等”),简述理由_______。
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会______;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
16. 某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式为_____________________________。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率 = ______________________。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的____倍。
②若此时将容器的容积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为____(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在内反应速率与时间图像如图所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是____(填字母)。
A. 在时增大了压强 B. 在时加入了催化剂
C. 在时降低了温度 D. 时X的转化率最高
17. Ⅰ.硫铁矿焙烧得到的可用于制备硫酸,所得的在转化器中催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。
(1)上述反应所用的催化剂是_________。
(2)该反应可自发进行的条件_________。
A. 低温自发 B. 高温自发 C. 任意温度都可自发 D. 都不能自发
(3)分析图可知,下列说法正确的是_______。(不定项)
A. 催化剂可以增加活化分子的百分数 B. 路径中,决速步骤是反应Ⅱ
C. 升高温度有利于平衡转化率提升 D. 达到化学平衡时,2v正(O2)= v逆(SO2)
(4)催化过程分两步进行,将反应Ⅱ的方程式补全:
反应Ⅰ:A+SO2=B+SO3 (A:催化剂、B:中间产物)
反应Ⅱ:___________。
Ⅱ.载人航天器中,利用萨巴蒂尔反应将航天员呼出的CO2转化为H2O,再通过电解H2O获得O2,实现O2的再生。
已知:①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9 kJ / mol
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ/ mol
请回答:
(5)反应②属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(6)反应①消耗1 mol CO2(g)时,反应_____(填“吸收”或“放出”)热量,其数值为_______kJ,反应②热量变化为571.6kJ时,生成O2(g)的质量为_______。
(7)反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=_______。
18. Ⅰ.在一个容积不变的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常数(K)和温度(t)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
请填写下列空白。
(1)该反应的平衡常数表达式为K=______;该反应为____反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在830℃时,向容器中充入1mol CO,保持温度不变,反应达到平衡后,其平衡常数______1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。830℃时,反应已达平衡,在其他条件不变,扩大容器体积,平衡________________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(3)若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为____________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
Ⅱ.3Fe( s )+4H2O( g )=Fe3O4( s )+4H2( g )。回答下列问题:
(4)增加 Fe 的量,正反应速率_______。(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
(5)将容器的容积缩小一半,正反应速率______,逆反应速率______。
(6)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,正反应速率______,逆反应速率______。
(7)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,正反应速率______。
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项城三高2026-2027学年度上期第一次考试
高二化学试卷
满分100分,考试时间75分钟
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,所有答案都写在答题卷上
一、单选题(本题共14小题,共42分,每题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A. 食盐中添加碘酸钾 B. 家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥
C. 医护人员冷藏存放“新冠”疫苗 D. 工业矿石冶炼前先将矿石粉碎
【答案】A
【解析】
【详解】A.食盐中添加碘酸钾是为了防止碘缺乏病,与反应速率无关,A符合题意;
B.潮湿环境中Fe和C及电解质溶液构成原电池而加速腐蚀,为防止家用铁锅、铁铲等餐具被腐蚀,应该保持干燥,与反应速率有关,B不符合题意;
C.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗,可以降低温度,防止“新冠”疫苗高温变质,与反应速率有关,C不符合题意;
D.工业矿石冶炼前先将矿石粉碎,增大接触面积,加快反应速率,与反应速率有关,D不符合题意;
答案选A。
2. 下列说法正确的是
A. 已知: ,每进行1mol该反应,有890.3kJ热能转化为化学能
B. 若在一定条件下, ,则黑磷的稳定性更好
C. 由 知,的燃烧热
D. 一定条件下,若向某密闭容器中充入1mol 和1 mol ,充分反应后放出b kJ热量,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是放热反应,应该是化学能转化为热能,故A错误;
B. ,反应放热,说明白磷的能量高于黑磷,故黑磷更稳定,故B正确;
C.燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定物质所放出的热量,N元素的稳定物质是N2,故C错误;
D.1mol 和1 mol 是可逆反应,反应物不能完全转化,故 ,故D错误。
答案选B。
3. 下列关于化学平衡的说法中正确的是
A. 一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B. 当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等都等于0
C. 平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D. 化学平衡不可以通过改变条件而改变
【答案】A
【解析】
【分析】当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应达到化学反应限度,此时各物质的浓度不再发生改变,但化学平衡为动态平衡,当外界条件发生变化时,平衡发生移动。
【详解】当可逆反应达到平衡状态时,各物质的浓度不再发生改变,达到化学反应限度,故A正确;当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为零,故B错误;化学平衡为动态平衡,因正逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度都不再改变,故C错误;化学平衡为动态平衡,当外界条件发生变化,正逆反应速率不相等时,平衡发生移动,故D错误。
4. 实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是
A. 所有的放热反应都是自发进行的
B. 所有的自发反应都是放热的
C. 焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素
D. 焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】多数能自发进行的反应都是放热反应,并不是所有自发进行的反应都是放热反应,如氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应是自发进行的吸热反应,所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素,但不是唯一因素,C正确。
故选C。
5. 下列说法或表示方法中正确的是
A. 相同条件下,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,反应的热效应
B. 由C(石墨)→C(金刚石) ,可知金刚石比石墨稳定
C. 的燃烧热是,则反应
D. 已知 ,则含1 mol NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出热量小于57.3 kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫蒸气的能量高于硫固体,燃烧时放热更多,ΔH更小(更负),因此ΔH1<ΔH2,A错误;
B.ΔH=+1.9kJ/mol表明石墨转化为金刚石吸热,金刚石能量更高,稳定性更差,B错误;
C.燃烧热是化学术语,指在25℃、100kPa条件下,1mol纯物质与氧气完全燃烧生成指定化合物时释放的热量,的燃烧热是,对应生成液态水,则反应 ,C错误;
D.醋酸为弱酸,中和时需额外吸收热量,导致总放热小于57.3kJ,D正确;
故选D。
6. 下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是
A. 有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,单位体积内活化分子数增多
B. 增大反应物浓度,使活化分子百分数增大
C. 升高温度,使反应物分子中活化分子百分数增大
D. 加入适宜的催化剂,使反应物分子中活化分子百分数增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大压强(减小容积)使单位体积内分子总数增加,活化分子数相应增加,但活化分子百分数不变,A正确;
B.增大反应物浓度只增加单位体积内分子总数和活化分子数,活化分子百分数不变,B错误;
C.升高温度使更多分子获得足够能量成为活化分子,活化分子百分数增大,C正确;
D.催化剂降低反应活化能,使更多分子成为活化分子,活化分子百分数增大,D正确;
故选B。
7. 在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:N2+3H22NH3。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A. 气体的压强不再变化 B. 混合物的密度不再变化
C. H2的体积分数不再变化 D. 各物质的浓度不再变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应正反应方向气体分子数减小,恒温恒容条件下,气体总物质的量随反应进行发生变化,压强与气体总物质的量成正比,故压强为变量,压强不再变化可说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.反应中所有物质均为气态,混合气体总质量始终不变,容器容积不变,根据可知,混合气体密度始终为定值,故密度不再变化不能说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C.反应建立平衡的过程中,的物质的量不断变化,其体积分数为变量,故的体积分数不再变化可说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.各物质的浓度不再变化是可逆反应达到平衡状态的特征标志,可说明反应达到平衡状态,D不符合题意;
故选B。
8. 下列反应的能量变化与下图示能量变化相符合的是
A. 石灰石煅烧的反应 B. 金属铝与稀硫酸的反应
C. 稀盐酸与碳酸氢钠的反应 D. 氯化铵与氢氧化钡的反应
【答案】B
【解析】
【分析】反应物总能量比生成物总能量高,则相应的反应为放热反应。
【详解】A.石灰石煅烧的反应是分解反应,为吸热反应,A不符合题意;
B.金属铝与稀硫酸的反应属于放热反应,B符合题意;
C.稀盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应,C不符合题意;
D.氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应,D不符合题意;
答案选B。
9. 在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应;X(g)+2Y(g)⇌3Z(g),下列叙述中能说明反应达到化学平衡状态的是
A. 单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ
B. 混合气体总的物质的量不再变化
C. 容器内的压强不再变化
D. Z的生成速率与Z的分解速率相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.描述的是同一方向(正反应)的速率关系,不能体现正反应速率等于逆反应速率,A错误;
B.对于反应X(g) + 2Y(g) ⇌ 3Z(g),反应前后气体分子数相等,故气体总物质的量在反应过程中始终保持不变,总的物质的量不再变化无法作为平衡判断依据,B错误;
C.对于反应X(g) + 2Y(g) ⇌ 3Z(g),反应前后气体分子数相等,故容器内压强在反应过程中始终保持不变,容器内的压强不再变化无法作为平衡判断依据,C错误;
D.直接表明Z的正逆反应速率相等,符合平衡定义,D正确;
故答案选D。
10. 如图所示曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A. 升高温度 B. 加大X的投入量
C. 加催化剂 D. 减小压强
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.升高温度,反应速率加快,但平衡逆向移动,X的转化率降低,故不选A;
B.加大X的投入量,平衡正向移动,X的转化率降低,故不选B;
C.加催化剂,反应速率加快,平衡不移动,X的转化率不变,故选C;
D.减小压强,反应速率减慢,故不选D;
11. 在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增加的方法是
①增大反应物浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A. ① ③ B. ② ⑤ C. ② ④ D. ① ⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①增大反应物浓度,增大了单位体积内活化分子数,活化分子百分数不改变; ②升高温度可以增加活化分子总数和活化分子百分数;③增大压强可以增加单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不改变;④移去生成物不能增大活化分子数和活化分子百分数;⑤加入催化剂降低了活化能,增大了活化分子百分数和活化分子数。
故选B。
12. 在恒容的密闭容器中,与反应生成,其化学反应速率分别用、、表示。已知:,,则此反应可表示为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】反应速率比等于系数比,根据速率关系,A、B、C的系数比为2:3:2,对应反应式,故选A。
13. 在298K时,实验测得溶液中的反应:在不同浓度时的化学反应速率(v)见下表。由此可推出当时的反应速率为
实验编号
1
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5
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0.200
0.300
0.100
0.100
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0.100
0.100
0.200
0.300
0.00760
0.0152
0.0228
0.0152
0.0228
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】观察图表可以看出,当碘化氢的浓度成倍变化,而过氧化氢的浓度不发生变化时(实验1、2、3),化学反应速率与1号中化学反应速率相比,也成倍变化;当过氧化氢的浓度成倍变化,而碘化氢的浓度不发生变化时(实验1、4、5),该反应速率与1号中化学反应速率相比,也成倍变化,故当碘化氢浓度变为1号中的5倍,且过氧化氢浓度变化为1号中的4倍,则化学反应速率变化为1号中的20倍,即为:0.0076mol·L-1·s-1×4×5=0.152mol·L-1·s-1,故A正确;
14. 甲烷、水蒸气催化重整是工业制备氢气的方法之一,其反应为。在压强为p和不同温度下,平衡体系中氢气的体积分数与甲烷、水蒸气的投料比[用表示]的变化关系如图所示。
已知:。
下列说法错误的是
A. 该反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能
B. 向平衡体系中加入适量的,可提高氢气的产率
C. M点甲烷的平衡转化率为
D. 在压强为p和600℃时,若向反应器中充入和,平衡时氢气的体积分数小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,在投料比相同时,温度越高,氢气的体积分数越大,该反应为吸热反应,正反应的活化能大于逆反应的活化能,故A正确;
B.为吸热反应,向平衡体系中加入适量的,可吸收部分并放出热量,使平衡正向移动,可提高氢气的产率,故B正确;
C.M点,设起始为,为,转化量为,列三段式:
平衡时混合气体总物质的量为,平衡体系中氢气的体积分数,解得,M点甲烷的平衡转化率为,故C正确;
D.在压强为p和时,向反应器中充入、与充入、,最终建立同一平衡;若向反应器中充入和,相当于在原平衡的基础上再充入,平衡虽然逆向移动,但重新达到平衡时,氢气的体积分数大于,故D错误;
故答案为:D。
二、非选择题(共4道题,58分)
15. 用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_________(填“偏大、偏小、无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_________(填“相等、不相等”),所求中和热_______(填“相等、不相等”),简述理由_______。
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会______;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【答案】 ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. 减少实验过程中的热量损失 ③. 偏小 ④. 不相等 ⑤. 相等 ⑥. 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关 ⑦. 偏小
【解析】
【详解】(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失;
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,会有热量散失,导致测得反应混合液的温度将偏低,则求得的中和热数值偏小;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用60mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量不相等,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,中和热数值相等;
(5)氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ,即测得的中和热的数值会偏小。
16. 某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式为_____________________________。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率 = ______________________。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的____倍。
②若此时将容器的容积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为____(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在内反应速率与时间图像如图所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是____(填字母)。
A. 在时增大了压强 B. 在时加入了催化剂
C. 在时降低了温度 D. 时X的转化率最高
【答案】(1)
(2)
(3) ①. 0.9 ②. 放热 (4)B
【解析】
【分析】物质的量随时间变化图中,X、Y的物质的量均由1.0 mol开始减小,Z的物质的量由0开始增大,说明X、Y是反应物,Z是生成物。2 min时,X、Y、Z的物质的量分别为0.7 mol、0.9 mol、0.2 mol,此后三者的物质的量均保持不变,说明反应达到平衡。由反应前后三种物质的物质的量变化,可以确定反应的化学计量数之比,并计算平均反应速率及气体总物质的量的变化。
【小问1详解】
反应开始至2 min,消耗X的物质的量为,消耗Y的物质的量为,生成Z的物质的量为0.2 mol,此后三者的物质的量均保持不变,说明反应达到平衡,该反应是可逆反应。同一反应中,各物质变化的物质的量之比等于其化学计量数之比,故X、Y、Z的化学计量数之比为,因此该反应的化学方程式为:;
【小问2详解】
反应开始至2 min,生成Z的物质的量为0.2 mol,容器的容积为2 L,因此;
【小问3详解】
①X、Y、Z均为气体,开始时气体总物质的量为,平衡时气体总物质的量为。恒温恒容时,气体压强之比等于其物质的量之比,则平衡时与开始时的压强之比为;
②缩小容器容积,各气体的浓度增大,压强增大。反应的正反应是气体分子数减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动。容器不与外界进行热交换,平衡正向移动后温度升高,说明正反应放出热量,故填“放热”;
【小问4详解】
A.图中时,逆反应速率突然增大,正反应速率瞬间不变,随后逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,这符合增大生成物Z浓度的变化。若通过压缩容器增大压强,正、逆反应速率均应增大,且该反应应向气体分子数减少的正反应方向移动,与图像不符,A错误;
B.图中时,正、逆反应速率同时增大,且始终相等,说明反应速率增大而平衡没有移动。加入催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,不使化学平衡移动,与图像相符,B正确;
C.图中时,正、逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动。该反应的正反应放热,若降低温度,虽然正、逆反应速率均减小,但平衡应向放热的正反应方向移动,此时应有,与图像不符,C错误;
D.在内,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,X的物质的量增大,转化率降低;内达到新的平衡,X的转化率保持在降低后的数值。因此,时X的转化率并非最高,D错误;
故选B。
17. Ⅰ.硫铁矿焙烧得到的可用于制备硫酸,所得的在转化器中催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。
(1)上述反应所用的催化剂是_________。
(2)该反应可自发进行的条件_________。
A. 低温自发 B. 高温自发 C. 任意温度都可自发 D. 都不能自发
(3)分析图可知,下列说法正确的是_______。(不定项)
A. 催化剂可以增加活化分子的百分数 B. 路径中,决速步骤是反应Ⅱ
C. 升高温度有利于平衡转化率提升 D. 达到化学平衡时,2v正(O2)= v逆(SO2)
(4)催化过程分两步进行,将反应Ⅱ的方程式补全:
反应Ⅰ:A+SO2=B+SO3 (A:催化剂、B:中间产物)
反应Ⅱ:___________。
Ⅱ.载人航天器中,利用萨巴蒂尔反应将航天员呼出的CO2转化为H2O,再通过电解H2O获得O2,实现O2的再生。
已知:①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9 kJ / mol
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ/ mol
请回答:
(5)反应②属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(6)反应①消耗1 mol CO2(g)时,反应_____(填“吸收”或“放出”)热量,其数值为_______kJ,反应②热量变化为571.6kJ时,生成O2(g)的质量为_______。
(7)反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=_______。
【答案】(1)
五氧化二钒(或 ) (2)A (3)AD
(4)
(5)
吸热 (6) ①.
放出 ②.
252.9 ③.
32 g (7)
【解析】
【小问1详解】
工业制硫酸中,二氧化硫在接触室中利用 作为催化剂催化氧化为三氧化硫。
【小问2详解】
该反应为气体分子数减小的放热反应、。根据吉布斯自由能公式,若要自发进行,需满足,即,故低温时反应可自发进行。
【小问3详解】
A.催化剂通过降低反应的活化能,使更多分子成为活化分子,从而加快反应速率,A正确;
B.由图可知,反应路径中第一个“峰”(对应反应I)高于第二个“峰”(对应反应Ⅱ),因此反应I的活化能更高,是决速步骤,B错误;
C.该反应为 放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,二氧化硫转化率降低,C错误;
D.平衡时正逆反应速率满足计量数关系,,即,平衡时,因此,D正确;
故选AD。
【小问4详解】
总反应为,反应I为,由总反应-反应I=反应Ⅱ得:。
【小问5详解】
已知反应②的,故为吸热反应。
【小问6详解】
反应①为放热反应,消耗放出热量; 反应②为,。当热量变化为 时,即反应了, 生成了,其质量为。
【小问7详解】
目标反应:,已知:(1) ,(2);由盖斯定律:目标反应=-①- 2×②,。
18. Ⅰ.在一个容积不变的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常数(K)和温度(t)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
请填写下列空白。
(1)该反应的平衡常数表达式为K=______;该反应为____反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在830℃时,向容器中充入1mol CO,保持温度不变,反应达到平衡后,其平衡常数______1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。830℃时,反应已达平衡,在其他条件不变,扩大容器体积,平衡________________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(3)若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为____________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
Ⅱ.3Fe( s )+4H2O( g )=Fe3O4( s )+4H2( g )。回答下列问题:
(4)增加 Fe 的量,正反应速率_______。(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
(5)将容器的容积缩小一半,正反应速率______,逆反应速率______。
(6)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,正反应速率______,逆反应速率______。
(7)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,正反应速率______。
【答案】(1) ①.
②.
吸热 (2) ①.
等于 ②.
不移动 (3)
逆反应方向 (4)
不变 (5) ①.
增大 ②.
增大 (6) ①.
不变 ②.
不变 (7)
减小
【解析】
【小问1详解】
根据化学平衡常数的定义,该反应的平衡常数表达式为 ;由表格数据可知,随着温度的升高,平衡常数 逐渐增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应为吸热反应。
【小问2详解】
化学平衡常数只与温度有关,温度保持830℃不变,则平衡常数不变,仍等于1.0。该反应前后气体的化学计量数之和相等(即气体分子数不变),在其他条件不变时,扩大容器体积相当于减小压强,压强改变平衡不移动。
【小问3详解】
1200℃时,此时反应的浓度商 ,由表格可知1200℃时的平衡常数 ,此时,说明反应未达到平衡,且平衡将向逆反应方向移动。
【小问4详解】
为纯固体,其浓度视为常数,增加固体的量不会改变其有效浓度,因此正反应速率不变。
【小问5详解】
将容器的容积缩小一半,体系内各气体的浓度均增大,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞频率提高,因此正反应速率增大,逆反应速率增大。
【小问6详解】
保持容器的容积不变,充入惰性气体,虽然体系的总压强增大,但参与反应的各气体的物质的量和容器体积均未改变,即各反应气体的浓度并未发生改变,因此正反应速率不变,逆反应速率不变。
【小问7详解】
保持压强不变,充入惰性气体,为了维持总压强恒定,容器的容积必然增大,参与反应的各气体的浓度减小,因此正反应速率减小。
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