精品解析:新疆克拉玛依市第一中学2026-2027学年高二上学期10月期中考试 化学试题
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内容正文:
克拉玛依市第一中学高二年级(2024级,2025级)化学学科
第5、9学段Ⅱ层教与学质量诊断问卷
考试时长:100分钟 卷面分值:100分
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24 Si-28 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题(共45分)
1. 化学能与热能的相互转化是能量利用的重要途径。下列相关变化没有涉及化学能与热能转化的是
A.高炉炼铁
B.冰雪融化
C.发射火箭
D.煤气燃烧
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.高炉炼铁过程中发生氧化铁还原为铁的化学反应,反应伴随热量变化,涉及化学能与热能的转化,A不符合题意;
B.冰雪融化是由固态变为液态的物理变化,无化学反应发生,仅涉及热能的吸收,不涉及化学能与热能的转化,B符合题意;
C.发射火箭时燃料发生燃烧反应,释放大量热量,涉及化学能与热能的转化,C不符合题意;
D.煤气燃烧是放热的化学反应,化学能转化为热能,涉及化学能与热能的转化,D不符合题意;
故选B。
2. 下列热化学方程式正确的是
A. 甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: kJ·mol-1
B. 一定条件下, kJ·mol-1,2mol参与分解时,吸收热量9.48kJ
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不相同
D. 在稀溶液中: kJ·mol-1,若将含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1,即在25℃、101kPa时,1mol甲烷在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时,放热890.3kJ,当生成的水为水蒸气时,放热小于890.3kJ,故A错误;
B.反应为可逆反应,进行不完全,则2mol参与分解时,吸收热量不为9.48kJ,故B错误;
C.反应的焓变与反应条件光照、点燃无关,两者的焓变相同,故C错误;
D.浓硫酸溶于水放出大量的热,则含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ,故D正确;
故选D。
3. 参考表中数据判断,下列分子受热时最稳定的是(298.15 K、101 kPa条件下)
化学键
H-O
H-N
H-Br
H-C
键能/(kJ·)
462.8
390.8
366
413.4
A. B. C. HBr D. CH4
【答案】A
【解析】
【详解】A.中的化学键为键,键能为,键能越大化学键越难断裂,分子越稳定,键是选项对应化学键中键能最大的,因此最稳定,A符合题意;
B.中的化学键为键,键能为,键能小于键,分子稳定性弱于,B不符合题意;
C.中的化学键为键,键能为,是四个化学键中键能最小的,分子稳定性最弱,C不符合题意;
D.中的化学键为键,键能为,键能小于键,分子稳定性弱于,D不符合题意;
故答案选A。
4. 工业制氢原理:。改变下列条件既能提高产生氢气的速率又能提高活化分子百分数的是
①将炭块改为炭粉 ②增大水蒸气浓度 ③适当升高温度 ④加入高效催化剂
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
【答案】D
【解析】
【详解】①将炭块改为炭粉,可以增大C与的接触面积,可以使反应速率加快,但不能提高活化分子百分率,①错误;
②增大水蒸气浓度,可以加快反应速率,但不能提高活化分子百分率,②错误;
③适当升高温度,可以使更多的普通分子变为活化分子,因此既能提高反应速率,也能提高活化分子百分率,③正确;
④加入高效催化剂,可以降低反应的活化能,使更多的普通分子变化为活化分子,既能提高反应速率,也能提高活化分子百分率,④正确;
故选D。
5. 对化学反应的速率和平衡的影响,不同反应的反应物、生成物的百分含量及反应速率与温度、压强、时间的关系如图,则下列判断正确的是
A. 由图可知,该反应的正反应为吸热反应
B. 由图可知,该反应
C. 若图是绝热条件下速率和时间的图像,说明该反应的正反应为吸热反应
D. 图中的曲线一定是加入了催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图a可知,T1先达到平衡,则T1>T2,且T1对应C%含量低,升高温度平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,A错误;
B.由图b可知,增大压强,C%含量增大,说明平衡正向移动,反应为气体分子数减小的反应,该反应m+n>p,B正确;
C.图c是绝热条件下速率和时间的图像,可知最初随着反应进行,温度升高,速率加快,则说明此反应的正反应为放热反应,C错误;
D.图d中,若m+n=p,该反应为气体体积不变的反应,图中a、b平衡状态相同,则a曲线可能使用了催化剂或增大压强,D错误;
故选B。
6. 工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~500℃下的催化氧化:,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A. 使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B. 在上述条件下,SO2不可能100%地转化为SO3
C. 提高反应时的温度,可以实现SO2的完全转化
D. 通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂的使用,可以缩短反应达到平衡的时间,提高生产效率,A项正确;
B.可逆反应不能完全转化,B项正确;
C.该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于SO2的转化,C项错误;
D.改变反应条件,促进反应正向进行,有利于提高反应进行的程度,D项正确;
故选C。
7. 实验表明:少量的可以催化分解。下面图1是催化过程的机理,图2是有、无存在下分解的能量变化示意图。下列说法不正确的是
A. 分解是放热反应 B. i发生反应:
C. 反应速率:ii>i D. 加入可降低分解反应的活化能和焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图2能量变化可知,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,A正确;
B.如图1所示,i步骤为与反应生成中间产物和,反应式为,B正确;
C.反应速率取决于活化能,活化能越低速率越快,图2中催化反应分两步,i步骤活化能高于ii步骤,故i速率慢于ii,即反应速率,C正确;
D.焓变由反应物和生成物能量差决定,催化剂不改变反应焓变,但是可以减低反应的活化能,D错误;
故答案选D。
8. 对于反应,以下化学反应速率由快到慢的排序是
①
②
③
④
A. ②>①>③>④ B. ③>①>④>② C. ①>④>②>③ D. ③>④>②>①
【答案】B
【解析】
【分析】比较不同物质表示的反应速率时,需先统一单位,再将各物质的反应速率除以其对应的化学计量数,所得数值越大,反应速率越快。反应中,计量数为4,计量数为1,统一单位为计算:
【详解】①,比值为;
②,比值为;
③,比值为;
④,比值为;
速率排序为,故本题选B。
9. 碳酸二甲酯作为一种绿色羰基化试剂,在有机合成中广泛应用于羰基化、甲基化等反应。其中一种合成方案的反应机理如图所示(吸附在催化剂表面上的物质用*标注)。
下列说法错误的是
A. 前两个基元反应均为吸热反应
B. 是该反应的催化剂,降低了该反应的焓变
C. 经过过渡态I的基元反应为该反应的决速步骤
D. 升高温度能提高碳酸二甲酯的产率
【答案】B
【解析】
【详解】A.第一个基元反应吸热,第二个基元反应吸热,第三个基元反应放热,A正确;
B.参与反应,最终又生成了,所以是催化剂,但催化剂只能降低活化能,不能改变反应的焓变,B错误;
C.决速步骤是活化能最大的基元反应,活化能为过渡态能量与对应基元反应反应物能量的差值,由题图可知,过渡态I对应基元反应的活化能最大,为,故经过过渡态I的基元反应为决速步骤,C正确;
D.总反应为吸热反应,升温使平衡正向移动,能提高碳酸二甲酯的产率,D正确;
故选B。
10. 一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生可逆反应,当m、n、p、q为任意正整数时,下列说法一定能说明反应已达到平衡状态的有几个
①体系的压强不再发生变化
②体系的密度不再发生变化
③各组分物质的量浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤物质的量之比
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】C
【解析】
【详解】①体系的压强变化取决于气体物质的量变化,若m+n=p,压强始终不变,无法判断平衡,因此①不一定正确;
②反应过程中气体总质量会发生变化(D是固体),而容器容积不变,导致混合气体密度发生变化。当体系的密度不再变化时,说明反应达到平衡状态,②正确;
③浓度不变是平衡的直接标志(气体浓度有效,固体浓度无意义),③正确;
④质量分数不变说明各物质质量不再变化,达到平衡,④正确;
⑤物质的量之比等于系数比是瞬时状态,无法确定平衡,⑤错误;
正确的条件为②、③、④,共3个。
故选C。
11. 下列说法不正确的是
A. 水凝结成冰的过程中,体系的
B. 发生离子反应的条件之一是生成气体,此过程是一个的过程
C. 溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
D. 化学反应自发进行的方向,与反应的和都有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.水凝结成冰时,体系由液态变为固态,混乱度减小,因此,A不符合题意;
B.离子反应生成气体,体系混乱度增大,因此,B不符合题意;
C.溶于水虽然吸热(),但该过程是熵增的物理过程,根据自发过程判据,常温下,可自发进行,C符合题意;
D.化学反应自发进行的方向由吉布斯自由能变判断,与和都有关,D不符合题意;
故选C。
12. 可逆反应:在t ℃下达到平衡状态,其平衡常数可表示为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,且固体的浓度视为常数不写入表达式,平衡常数的表达式为:K=,D正确;
故选D。
13. 某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0.如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A. t2时速率加快,平衡正向移动 B. t3时降低了温度
C. t5时增大了压强 D. t6的转化率最低
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,t2时正逆反应速率同等程度增大;t3时正逆反应速率均减小,但逆反应速率大,平衡逆向移动;t5时正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动;
【详解】A.图像中t2时正逆反应速率同等程度增大,应为使用催化剂,平衡不移动,故A错误;
B.该反应为放热反应,且气体体积减小的反应,t3时正逆反应速率均减小,但逆反应速率大,平衡逆向移动,则应为减小压强,故B错误;
C.该反应为放热反应,且气体体积减小的反应,t5时正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,则应为升高温度,故C错误;
D.由图可知,t5~t6段,t5时平衡逆向移动,则t6时反应物的转化率比前面所有时刻都低,故D正确;
答案选D。
14. 我国科学家研发出一种利用乙醇进行绿色制氢的新途径,并实现高附加值乙酸的生产,涉及的反应有:
反应Ⅰ. ;
反应Ⅱ. ;
反应Ⅲ. 。
则下列关系式正确的是
A. ; B. ;
C. ; D. ;
【答案】A
【解析】
【详解】由盖斯定律可得反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ,则,,故选A。
15. 人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO,37 ℃时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是
A. CO与HbO2反应的平衡常数K=
B. 人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C. 当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D. 把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒,其原理是使上述平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A项,根据化学方程式可知平衡常数表达式为K=,故A项正确;
B项,c(CO)增大,CO+HbO2O2+HbCO平衡正向移动,故B项正确;
C项,K==220,当=0.02时,此时==9×10-5,故C项错误;
D项,增大c(O2),使CO+HbO2O2+HbCO平衡逆向移动解毒,故D项正确。
综上所述,本题正确答案为C。
二、非选择题(5小题,共55分)
16. 氢气被视为未来理想的能源,科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。在101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。
(1)氢气的燃烧热_______。
(2)该反应的热化学方程式为_______。
(3)已知H—O键能为,O=O键能为,1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量,计算H—H键能为_______。
(4)已知甲烷的燃烧热,乙醇的燃烧热,计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为_______、_______,并据此说明氢气作为能源的优点是_______。
【答案】(1)
(2)
(3)436 (4) ①. 55.6kJ ②. 29.1kJ ③. 相同质量时,三种物质中H2燃烧放出的热量最多
【解析】
【小问1详解】
燃烧热指在101kPa下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,该条件下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,1molH2为2g,燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量,故氢气的燃烧热;
【小问2详解】
101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,即1molH2完全燃烧生成液态水放出142.9×2kJ=571.6kJ的热量,上述反应的热化学方程式为;
【小问3详解】
1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量,热化学方程式为,,即=(H—H键能)+-,解得H—H键能=;
【小问4详解】
已知甲烷的燃烧热,乙醇的燃烧热,25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为=55.6kJ、=29.1kJ,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,氢气作为能源的优点是相同质量时,三种物质中H2燃烧放出的热量最多。
17. 根据所学知识回答下列问题:
(1)黄铁矿(主要成分为)的燃烧是工业上制硫酸时得到的途径之一,其燃烧的热化学方程式为 kJ·mol-1。
①该反应属于___________(填“放热”或“吸热”)反应。
②表示燃烧热的热化学方程式为___________。
③下列反应的能量变化与上述反应能量变化相符的是___________(填标号)。
A.天然气的燃烧 B.氢硫酸的电离 C.煅烧大理石 D.过氧化氢的分解
④该反应中,每生成0.8mol,此时消耗的质量为___________g。
(2)通常状况下,某实验兴趣小组利用如图所示装置进行中和反应反应热的测定。
已知:通常状况下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol时,放出57.3kJ热量。
①该装置有一处明显的错误,该错误为___________。
②仪器a的名称为___________。
③若仅用等体积等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行该实验,发生反应的离子方程式为___________,此时所得___________(填“>”“<”或“=”)-57.3kJ·mol-1,理由为___________。
【答案】(1) ①. 放热 ②. kJ·mol-1 ③. AD ④. 35.2
(2) ①. 温度计未放入内筒中 ②. 玻璃搅拌器 ③. ④. > ⑤. 的电离需要吸收热量,使得中和反应反应热的数值变小,但该反应为放热反应,则kJ·mol-1(或其他合理答案)
【解析】
【小问1详解】
①该反应焓变小于0,属于放热反应。
②燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;结合已知热化学方程式,则燃烧热的热化学方程式为kJ·mol-1。
③A.天然气的燃烧为放热反应;
B.氢硫酸的电离为一个吸热过程;
C.煅烧大理石生成氧化钙和二氧化碳,为吸热反应;
D.过氧化氢的分解生成水和氧气,为放热反应;
故选AD;
④该反应中,每生成0.8mol,此时消耗的质量为1.1mol×32g/mol=35.2g;
【小问2详解】
①该装置有一处明显的错误,该错误为温度计未放入内筒中,不能准确测量反应中溶液的温度;
②仪器a的名称为玻璃搅拌器;
③若仅用等体积等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行该实验,醋酸为弱酸,不能拆,发生反应的离子方程式为,醋酸电离过程吸热,中和反应为放热反应,焓变为负值,则此时所得>-57.3kJ·mol-1,理由为:的电离需要吸收热量,使得中和反应反应热的数值变小,但该反应为放热反应,则kJ·mol-1(或其他合理答案)。
18. 关注化学反应中的物质和能量变化是认识和研究化学反应的重要视角。
(1)在2.0L恒温恒容密闭容器中充入和,发生反应:,反应时测得的物质的量为。
①内,_______(用含的代数式表示)。
②反应至时,的转化率为_______。
(2)甲烷可以消除氮氧化物的污染:。
①在不改变初始浓度的条件下,加快反应速率的措施有_______(填一条)。
②若在恒温恒容密闭容器中充入和发生上述反应,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.的物质的量之比为1:1:2
B.混合气体中的物质的量分数保持不变
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的压强不再改变
(3)在催化剂作用下,利用含的废气协同处理烟气中的,转化为无污染气体的同时得到S单质,该反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 适当升温、使用活性更强的催化剂等 ②. BD
(3)
【解析】
【小问1详解】
①反应时测得氢气的物质的量为,由方程式可知,内,氨气的反应速率为。
②反应时测得的物质的量为,则氢气反应了,根据方程式计量关系,氮气反应了,其转化率为:。
【小问2详解】
①在不改变初始浓度的条件下,加快反应速率的措施有适当升温、使用活性更强的催化剂等。
②A.的物质的量之比为,是方程式的计量系数关系,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故A错误;
B.混合气体中的物质的量分数保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故B正确;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,恒容密闭容器的体积不变,所以混合气体的密度始终不变,混合气体的密度保持不变,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故C错误;
D.该反应是气体体积增大的反应,反应中容器内压强增大,当容器内压强保持不变,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D正确;
故选BD。
【小问3详解】
由题意可知,催化剂作用下,二氧化氮与硫化氢反应生成氮气、硫和水,反应的化学方程式为:。
19. 将转化为高附加值碳基燃料,可有效减少碳排放。将和在催化剂作用下,可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应:
i.
ii.
iii.
(1)利用不同催化剂,在一定温度和反应时间条件下,测得产物的生成速率与催化剂的关系如图可知有利于制甲烷的催化剂是___________。
(2)不同条件下,投料,发生上述反应,的平衡转化率与温度的关系如图2.升高温度,反应i的化学平衡常数___________(填“增大”或“减小”);、、由大到小的顺序是___________。压强为的条件下,温度高于600℃之后,随着温度升高转化率增大的原因是___________。
(3)①在某温度下,向恒容容器中充入和,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时气体的总物质的量为17mol,,则___________kPa/min,该温度下反应ii的化学平衡常数K=___________。
②若保持温度不变压缩容器的体积,的物质的量___________(填“增加”“减小”或“不变”),反应i的平衡将___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1)Pt@h-BN3
(2) ①. 减小 ②. ③. 平衡转化率为反应i和反应的平衡转化率之和。ⅰ为放热反应;ⅱ为吸热反应。600℃之后,转化率主要取决于反应ⅱ
(3) ①. 0.1 ②. 1 ③. 增加 ④. 正向
【解析】
【小问1详解】
根据图示,在一定温度和反应时间条件下,使用催化剂Pt@h-BN3甲烷的生成速率最大且CO的速率最小,所以有利于制甲烷的催化剂是Pt@h-BN3。
【小问2详解】
ii. ;
iii. ;
根据盖斯定律ii+ iii得 =,正反应放热,升高温度,反应i的化学平衡常数减小;其它条件不变,增大压强i正向移动,的平衡转化率增大,所以、、由大到小的顺序是。平衡转化率为反应i和反应ii的平衡转化率之和。ⅰ为放热反应;ⅱ为吸热反应。600℃之后,转化率主要取决于反应ⅱ,所以温度高于600℃之后,随着温度升高转化率增大;
【小问3详解】
①在某温度下,向恒容容器中充人和,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时气体的总物质的量为17mol,反应i气体物质的量减小,压强减小是因为发生反应i
,7-x+12-4x+x+2x=17,x=1,所以甲烷的 kPa/min;恒温、恒容,压强比等于物质的量比,则平衡时气体物质的量为17mol,,n(CO)=3mol,n(CH4)=1mol,1molCO2参加反应i、3molCO2参加反应ⅱ,反应i消耗氢气4mol、反应ⅱ消耗氢气3mol,平衡时容器中n(CO)=3mol、n(H2)=5mol、n(CO2)=3mol、n(H2O)=5mol,则该温度下反应ii的化学平衡常数K==1;
②若保持温度不变,压缩容器的体积,反应ⅰ为正向移动,的物质的量增加。
20. 某研究性学习小组利用草酸溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验设计如下(假设溶液混合时体积可以加和):
实验序号
实验温度(K)
酸性KMnO4溶液
草酸溶液
水
溶液褪色时间
①
298
0.02
2.0
0.10
4.0
0
②
T
0.02
2.0
0.10
3.0
a
8.0
③
343
0.02
2.0
0.10
3.0
a
④
373
0.02
2.0
0.10
3.0
a
(1)乙同学欲通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则a=______,T=______。若t1<8s,可以得出的结论是:___________________________。
(2)在实验②的条件下,可以计算,从反应开始到结束,KMnO4消耗的平均反应速率是______mol/(L·s) (保留两位有效数字)。
(3)通过比较实验②、③的结果,可以探究______________变化对化学反应速率的影响。
(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示,并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是_____________________。
【答案】(1) ①.
1.0 ②.
298 ③.
其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快
(2)
(3)
温度 (4)
催化作用(或自催化作用)
【解析】
【小问1详解】
欲通过实验①、②探究反应物浓度对反应速率的影响,需要控制温度和溶液总体积相同,仅改变草酸的浓度。实验①的溶液总体积为 ,则实验②的总体积也应为 ,故水的体积 ;温度应保持不变,故 ;实验①中草酸的浓度大于实验②,若 ,说明实验①的反应速率更快,由此可得出结论:其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快;
【小问2详解】
在实验②中,混合后溶液的总体积为 。 的初始物质的量为 。由于草酸过量, 最终完全消耗。 浓度的变化量 。则从反应开始到结束, 消耗的平均反应速率 (保留两位有效数字);
【小问3详解】
对比实验②和③的数据可知,除了温度不同(分别为298K和343K)外,其他条件如各物质的体积和浓度均相同,因此这两个实验是为了探究温度变化对化学反应速率的影响;
【小问4详解】
由 随时间变化的趋势图可知,随着反应的进行,曲线的斜率(代表反应速率)先逐渐增大后减小。在反应物浓度逐渐减小的情况下,反应速率初期反而加快,说明反应生成的 对该反应起到了催化作用(或自催化作用),降低了反应的活化能,从而加快了反应速率。
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克拉玛依市第一中学高二年级(2024级,2025级)化学学科
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相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24 Si-28 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题(共45分)
1. 化学能与热能的相互转化是能量利用的重要途径。下列相关变化没有涉及化学能与热能转化的是
A.高炉炼铁
B.冰雪融化
C.发射火箭
D.煤气燃烧
A. A B. B C. C D. D
2. 下列热化学方程式正确的是
A. 甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: kJ·mol-1
B. 一定条件下, kJ·mol-1,2mol参与分解时,吸收热量9.48kJ
C. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不相同
D. 在稀溶液中: kJ·mol-1,若将含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
3. 参考表中数据判断,下列分子受热时最稳定的是(298.15 K、101 kPa条件下)
化学键
H-O
H-N
H-Br
H-C
键能/(kJ·)
462.8
390.8
366
413.4
A. B. C. HBr D. CH4
4. 工业制氢原理:。改变下列条件既能提高产生氢气的速率又能提高活化分子百分数的是
①将炭块改为炭粉 ②增大水蒸气浓度 ③适当升高温度 ④加入高效催化剂
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
5. 对化学反应的速率和平衡的影响,不同反应的反应物、生成物的百分含量及反应速率与温度、压强、时间的关系如图,则下列判断正确的是
A. 由图可知,该反应的正反应为吸热反应
B. 由图可知,该反应
C. 若图是绝热条件下速率和时间的图像,说明该反应的正反应为吸热反应
D. 图中的曲线一定是加入了催化剂
6. 工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~500℃下的催化氧化:,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A. 使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B. 在上述条件下,SO2不可能100%地转化为SO3
C. 提高反应时的温度,可以实现SO2的完全转化
D. 通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
7. 实验表明:少量的可以催化分解。下面图1是催化过程的机理,图2是有、无存在下分解的能量变化示意图。下列说法不正确的是
A. 分解是放热反应 B. i发生反应:
C. 反应速率:ii>i D. 加入可降低分解反应的活化能和焓变
8. 对于反应,以下化学反应速率由快到慢的排序是
①
②
③
④
A. ②>①>③>④ B. ③>①>④>② C. ①>④>②>③ D. ③>④>②>①
9. 碳酸二甲酯作为一种绿色羰基化试剂,在有机合成中广泛应用于羰基化、甲基化等反应。其中一种合成方案的反应机理如图所示(吸附在催化剂表面上的物质用*标注)。
下列说法错误的是
A. 前两个基元反应均为吸热反应
B. 是该反应的催化剂,降低了该反应的焓变
C. 经过过渡态I的基元反应为该反应的决速步骤
D. 升高温度能提高碳酸二甲酯的产率
10. 一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生可逆反应,当m、n、p、q为任意正整数时,下列说法一定能说明反应已达到平衡状态的有几个
①体系的压强不再发生变化
②体系的密度不再发生变化
③各组分物质的量浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤物质的量之比
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
11. 下列说法不正确的是
A. 水凝结成冰的过程中,体系的
B. 发生离子反应的条件之一是生成气体,此过程是一个的过程
C. 溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
D. 化学反应自发进行的方向,与反应的和都有关
12. 可逆反应:在t ℃下达到平衡状态,其平衡常数可表示为
A. B.
C. D.
13. 某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0.如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A. t2时速率加快,平衡正向移动 B. t3时降低了温度
C. t5时增大了压强 D. t6的转化率最低
14. 我国科学家研发出一种利用乙醇进行绿色制氢的新途径,并实现高附加值乙酸的生产,涉及的反应有:
反应Ⅰ. ;
反应Ⅱ. ;
反应Ⅲ. 。
则下列关系式正确的是
A. ; B. ;
C. ; D. ;
15. 人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO,37 ℃时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是
A. CO与HbO2反应的平衡常数K=
B. 人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C. 当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D. 把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒,其原理是使上述平衡向逆反应方向移动
二、非选择题(5小题,共55分)
16. 氢气被视为未来理想的能源,科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。在101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。
(1)氢气的燃烧热_______。
(2)该反应的热化学方程式为_______。
(3)已知H—O键能为,O=O键能为,1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量,计算H—H键能为_______。
(4)已知甲烷的燃烧热,乙醇的燃烧热,计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为_______、_______,并据此说明氢气作为能源的优点是_______。
17. 根据所学知识回答下列问题:
(1)黄铁矿(主要成分为)的燃烧是工业上制硫酸时得到的途径之一,其燃烧的热化学方程式为 kJ·mol-1。
①该反应属于___________(填“放热”或“吸热”)反应。
②表示燃烧热的热化学方程式为___________。
③下列反应的能量变化与上述反应能量变化相符的是___________(填标号)。
A.天然气的燃烧 B.氢硫酸的电离 C.煅烧大理石 D.过氧化氢的分解
④该反应中,每生成0.8mol,此时消耗的质量为___________g。
(2)通常状况下,某实验兴趣小组利用如图所示装置进行中和反应反应热的测定。
已知:通常状况下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol时,放出57.3kJ热量。
①该装置有一处明显的错误,该错误为___________。
②仪器a的名称为___________。
③若仅用等体积等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行该实验,发生反应的离子方程式为___________,此时所得___________(填“>”“<”或“=”)-57.3kJ·mol-1,理由为___________。
18. 关注化学反应中的物质和能量变化是认识和研究化学反应的重要视角。
(1)在2.0L恒温恒容密闭容器中充入和,发生反应:,反应时测得的物质的量为。
①内,_______(用含的代数式表示)。
②反应至时,的转化率为_______。
(2)甲烷可以消除氮氧化物的污染:。
①在不改变初始浓度的条件下,加快反应速率的措施有_______(填一条)。
②若在恒温恒容密闭容器中充入和发生上述反应,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.的物质的量之比为1:1:2
B.混合气体中的物质的量分数保持不变
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的压强不再改变
(3)在催化剂作用下,利用含的废气协同处理烟气中的,转化为无污染气体的同时得到S单质,该反应的化学方程式为_______。
19. 将转化为高附加值碳基燃料,可有效减少碳排放。将和在催化剂作用下,可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应:
i.
ii.
iii.
(1)利用不同催化剂,在一定温度和反应时间条件下,测得产物的生成速率与催化剂的关系如图可知有利于制甲烷的催化剂是___________。
(2)不同条件下,投料,发生上述反应,的平衡转化率与温度的关系如图2.升高温度,反应i的化学平衡常数___________(填“增大”或“减小”);、、由大到小的顺序是___________。压强为的条件下,温度高于600℃之后,随着温度升高转化率增大的原因是___________。
(3)①在某温度下,向恒容容器中充入和,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时气体的总物质的量为17mol,,则___________kPa/min,该温度下反应ii的化学平衡常数K=___________。
②若保持温度不变压缩容器的体积,的物质的量___________(填“增加”“减小”或“不变”),反应i的平衡将___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
20. 某研究性学习小组利用草酸溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验设计如下(假设溶液混合时体积可以加和):
实验序号
实验温度(K)
酸性KMnO4溶液
草酸溶液
水
溶液褪色时间
①
298
0.02
2.0
0.10
4.0
0
②
T
0.02
2.0
0.10
3.0
a
8.0
③
343
0.02
2.0
0.10
3.0
a
④
373
0.02
2.0
0.10
3.0
a
(1)乙同学欲通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则a=______,T=______。若t1<8s,可以得出的结论是:___________________________。
(2)在实验②的条件下,可以计算,从反应开始到结束,KMnO4消耗的平均反应速率是______mol/(L·s) (保留两位有效数字)。
(3)通过比较实验②、③的结果,可以探究______________变化对化学反应速率的影响。
(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示,并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是_____________________。
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