精品解析:安徽省怀宁县高河中学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:
2026年秋高河中学高二第一次学情检测化学试题
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:可能用到的相对原子质量:N-14 O-16 Na-23 Fe-56
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. 化学反应速率的调控在生产生活中具有重要意义。下列说法正确的是
A. 食品在冰箱中低温冷藏,是因为低温降低了食品变质反应的活化能
B. 增大反应体系总压强,一定能加快化学反应的速率
C. 炎热夏天食品更容易变酸变质,是因为温度升高使反应速率加快
D. 为加快反应速率,工业生产中的反应都应在高温高压条件下进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.低温不会降低反应的活化能,仅能降低活化分子百分数以减慢食品变质反应速率,活化能由反应本身性质决定,只有催化剂可以改变反应活化能,A错误;
B.对于无气体参与的反应,或恒容条件下充入惰性气体增大总压的情况,反应物浓度不变,反应速率不变,因此增大总压强不一定能加快化学反应速率,B错误;
C.温度升高会增大活化分子百分数,有效碰撞频率提高,食品变质反应速率加快,因此炎热夏天食品更容易变酸变质,C正确;
D.工业生产需综合考虑反应速率、平衡转化率、设备成本、催化剂活性等多方面因素,并非所有反应都适宜在高温高压条件下进行,D错误;
故选C。
2. 已知:C(石墨,s)⇌C(金刚石,s)。下列说法正确的是
A. 金刚石比石墨更稳定
B. 该反应中,正反应的活化能大于逆反应的活化能
C. 金刚石与石墨都是碳元素组成的单质,因此二者具有相同的燃烧热
D. 等质量时,石墨的能量比金刚石的能量更高
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨转化为金刚石的,为吸热反应,说明石墨的能量更低,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石更稳定,A错误;
B.反应的焓变满足(为正反应活化能,为逆反应活化能),该反应,因此正反应的活化能大于逆反应的活化能,B正确;
C.金刚石和石墨的内能不同,1mol二者完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量不同,因此二者燃烧热不相等,C错误;
D.该反应为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,因此等质量时,石墨的能量比金刚石的能量更低,D错误;
故选B。
3. 化合物甲是一种重要的化工原料,其结构如图所示,是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y是空气中含量最多的元素,是一种常见的溶剂,Z和E同主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 三种元素只能构成共价化合物
C. 中每个原子最外层均满足稳定结构
D. 非金属性:
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y是空气中含量最多的元素,是一种常见的溶剂,Z和E同主族,可以推测出Y是氮元素,X是氢元素,Z是氧元素,根据结构图所示W带一个单位的正电荷,且在氧元素后面W为Na ,结构图所示,E连接了Z和Y,且和氧元素同主族,那么为S;
【详解】A.根据以上分析,W为Na,Y为N,Z为O,同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小,故原子半径N>O;Na位于第三周期,电子层数多于第二周期的N、O,原子半径Na>N,因此原子半径W>Y>Z,A正确;
B.X(H)、Y(N)、Z(O)可形成离子化合物如NH4NO3(含和),并非只能构成共价化合物,B错误;
C.X2Z为H2O,H原子最外层电子数为2,不满足8e-稳定结构,C错误;
D.Z为O,E为S,同主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性O>S,即Z>E,D错误;
故答案选A。
4. 下列事实中一定不能证明CH3COOH是弱电解质的是
A. 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1
B. CH3COONa和H3PO4反应,生成CH3COOH
C. 用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗
D. 等c(H+)、等体积的盐酸、CH3COOH溶液和足量锌反应,CH3COOH放出的H2较多
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中c(H+)<c(CH3COOH),说明CH3COOH部分电离,存在电离平衡,证明CH3COOH是弱电解质,A不符合题意;
B.H3PO4为中强酸,属于弱电解质,H3PO4能与CH3COONa反应生成CH3COOH,则酸性:H3PO4>CH3COOH,证明CH3COOH为弱电解质,B不符合题意;
C.用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗,原因可能是溶液中离子浓度较小,不能证明CH3COOH是弱电解质,C符合题意;
D.等c(H+)、等体积的盐酸、CH3COOH溶液中H+物质的量相同,和足量锌反应,CH3COOH放出的H2较多,说明醋酸是部分电离,存在电离平衡,属于弱电解质,D不符合题意;
故选C。
5. 化学是一门以实验为基础的学科。下列选项根据实验操作和现象得出的结论不正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向FeSO4溶液中先滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变血红色
FeSO4溶液已变质
B
盐酸和碳酸氢钠溶液反应时试管温度降低
该反应是吸热反应
C
用洁净的铂丝蘸取X溶液进行焰色试验,观察到黄色火焰
X溶液中含有Na+
D
压缩封有和混合气体的注射器,发现气体颜色先变深后变浅
压缩后平衡向生成N2O4的方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向溶液先滴加溶液无明显现象,说明原溶液不含,未变质,滴加氯水后变红是将氧化为,结论错误,A符合题意;
B.盐酸与碳酸氢钠溶液反应时试管温度降低,说明反应过程吸收热量,该反应为吸热反应,结论正确,B不符合题意;
C.钠元素的焰色为黄色,焰色试验观察到黄色火焰,说明溶液含,结论正确,C不符合题意;
D.压缩混合气体时,体积减小使浓度瞬间增大颜色加深,随后平衡向生成的正向移动,浓度降低颜色变浅,但颜色要比没加压之前深,结论正确,D不符合题意;
故选A。
6. 利用铜基催化剂可将温室气体中的与转化为,其反应历程如图所示。下列说法正确的是
A. 过程I和Ⅱ中均存在键的断裂
B. 增大铜基催化剂的用量,反应焓变也降低
C. 催化剂改变了反应历程,降低了反应的活化能
D. 该反应的原子利用率小于
【答案】C
【解析】
【详解】A.过程I中发生键断裂,过程II是中间物种结合形成过渡态,无键断裂,并非两个过程都存在键断裂,A错误;
B.反应焓变由反应物和生成物的总能量差决定,与催化剂用量无关,增大催化剂用量,焓变不变,B错误;
C.催化剂的作用机理是改变反应历程,降低反应的活化能,从而加快反应速率,C正确;
D.该反应的总反应为:,反应物所有原子均转化为目标产物,原子利用率为,D错误;
故选C。
7. 汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g) △H=-373.4KJ/mol。在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是:
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为气体计量数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A选项错误;
B.同理,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,B选项错误;
C.平衡常数只与热效应有关,与物质的量无关,C选项正确;
D.增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO的转化率减小,D选项错误。
故选C。
8. 在4 L恒容密闭容器中充入4 mol A气体和4 mol B气体,在一定条件下发生反应:,达到平衡时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为,下列判断正确的是
A.
B. 平衡时A的浓度为
C. B的转化率为20%
D. 达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的
【答案】B
【解析】
【分析】达到平衡时,D的物质的量:,列反应的三段式:
【详解】A.根据生成C和的物质的量之比等于化学计量数之比,,解得,A错误;
B.平衡时的物质的量为,浓度为,B正确;
C.的转化率为,C错误;
D.恒温恒容下压强比等于气体总物质的量之比,反应前总物质的量为,平衡总物质的量为,故平衡压强为反应前的,D错误;
故选B。
9. 一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 三点溶液中:
B. 若使b点溶液中增大、减小,可加入固体
C. 三点溶液中醋酸的电离程度:
D. 三点溶液用等浓度的KOH溶液中和,消耗KOH溶液的体积:
【答案】B
【解析】
【分析】冰醋酸本身几乎不电离,开始阶段加入水较少时,随着水的加入,冰醋酸溶于水开始电离,溶液中的离子浓度不断增加,溶液的导电能力增强;后续再继续加入水,虽然电离平衡会正向移动,但是溶液中离子的浓度仍然不断降低,溶液的导电能力减弱,由此解答;
【详解】A.溶液中离子浓度越大,溶液的导电能力越强,由图可知,导电能力:,因此溶液中:,A错误;
B.醋酸的电离平衡为,加入后,溶液中浓度变大,电离平衡逆向移动,溶液中增大、减小,B正确;
C.随着水的不断加入,电离平衡正向移动,醋酸的电离程度不断增大,因此电离程度:,C错误;
D.a、b、c三点只是加水的多少不同,醋酸的总物质的量不变,用等浓度中和时消耗的体积相等,即,D错误;
故选B。
10. 下列有关有效碰撞理论和活化能的认识,正确的是
A. 减小容器的容积(对于气体反应),单位体积内活化分子数增大,故反应速率增大
B. 温度升高,分子动能增加,反应所需活化能减小,故反应速率增大
C. 选用适当的催化剂,分子运动加快,增加了碰撞频率,故反应速率增大
D. 在反应体系中增大反应物浓度,活化分子百分数增大,故反应速率增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.减小容器容积(对于气体反应)相当于增大压强,单位体积内分子总数增加,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子数增大,有效碰撞频率升高,反应速率增大,A正确;
B.温度升高会使活化分子百分数增大,但反应所需活化能是反应的固有属性,不会随温度升高减小,B错误;
C.催化剂通过降低反应的活化能,增大活化分子百分数来加快反应速率,不能加快分子运动、增加碰撞频率,C错误;
D.增大反应物浓度会使单位体积内活化分子数增多,但活化分子百分数仅由温度、催化剂决定,浓度不改变该数值,D错误;
故选A。
11. 以下图像对应的叙述正确的是
A. 图甲:A的平衡转化率为50%
B. 图乙:时刻改变的条件只能是加入催化剂
C. 图丙:升高温度,图中反应的平衡常数减小
D. 图丁:对于反应,
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,A的平衡转化率为=50%,故A正确;
B.图乙中,时刻改变的条件反应速率加快,但平衡不移动,可能是加入催化剂;由于该反应时气体体积相等的反应,也可能是增大压强,故B错误;
C.由图可知,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,故C错误;
D.由图可知,当压强都为P2时,T1>T2,升高温度,C的百分含量降低,说明平衡逆向移动,反应为放热反应;当温度都为T1时,P2>P1,增大压强,C的百分含量升高,平衡正向移动,说明,故D错误。
答案选A。
12. 和是环境污染性气体,可在表面转化为无害气体,其反应为:,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法正确的是
A. 由图1可知
B. 由图1可知作催化剂,可使反应的焓变减小
C. 由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能,所以
D. 由图2可知该反应过程中只涉及极性键的断裂和生成
【答案】A
【解析】
【分析】根据图1可知催化剂为,第一步反应1:,第二步反应2:;根据图2可知该转化为放热反应,,据此分析解答。
【详解】A.根据分析和盖斯定律,反应1+反应2得,则,A正确;
B.根据分析,催化剂为,但催化剂只能降低活化能,加快反应速率,不能改变焓变,焓变只与反应物的始态和生成物的终态有关,与反应的路径无关,B错误;
C.为正反应的活化能,为逆反应的活化能,由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能,焓变=正反应的活化能逆反应的活化能=,C错误;
D.在反应中,、、都含的极性键,但生成的中含非极性键,所以该反应过程中涉及到非极性键的生成,D错误;
故答案为:A。
13. 汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下可发生反应:。分别向三个容积相等的恒容密闭容器中通入等量的CO和NO进行上述反应,起始时CO浓度均为4×10-3 mol·L-1,不同条件下达平衡时的数据如下表所示()。下列说法错误的是
实验编号
温度(℃)
催化剂比表面积(m2·g-1)
平衡时CO浓度(mol·L-1)
达到平衡的时间(min)
Ⅰ
280
80
1×10-3
Ⅱ
280
120
1×10-3
Ⅲ
360
80
2×10-3
A. 该反应的
B. 实验Ⅲ中, min内
C. 相同条件下催化剂比表面积越大,化学反应速率越快
D. 其他条件相同时将实验Ⅲ的恒容容器改为恒压容器,达平衡时
【答案】D
【解析】
【详解】A.对比实验Ⅰ(280℃)和实验Ⅲ(360℃),温度升高,CO平衡浓度从1×10-3 mol/L增至2×10-3 mol/L,说明升温使平衡逆向移动,故反应放热,ΔH < 0,A正确;
B.实验Ⅲ中,CO起始浓度4×10-3 mol/L,平衡浓度2×10-3 mol/L,Δc(CO) = 2×10-3 mol/L。由反应计量比2CO ~ N2,Δc(N2) = () × Δc(CO) = 1.0×10-3 mol/L,故v(N2) = mol·L⁻¹·min⁻¹,B正确;
C.实验Ⅰ和Ⅱ温度相同(280℃),催化剂比表面积Ⅱ(120 m2/g)大于Ⅰ(80 m2/g),平衡时间t2 < t1,说明速率更快,C正确;
D.反应2CO + 2NO = 2CO2 + N2气体分子数减少(4→3)。恒容改恒压后,压强恒定有利于正向移动,c(CO2)应大于恒容时的2×10-3 mol/L,故c(CO2) = 2×10-3 mol/L不成立,D错误;
故选D。
14. 一定条件下将和加入容积不变的密闭容器中合成乙烯:
已知温度对的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法错误的是
A. 平衡常数
B. ,催化剂对平衡转化率有一定的影响
C. 延长反应时间或采用性能更优良的催化剂可以提高点实际转化率
D. 保持点温度不变,向容器中再充入一定量的,转化率可能会增大到50%
【答案】B
【解析】
【分析】由上图可知,随着温度升高,平衡转化率逐渐降低,则可以表明该反应是放热反应。
【详解】A.由分析知,该反应为放热反应,温度越低平衡常数越大,点温度低于点,故,A正确;
B.催化剂只改变反应速率,不改变平衡状态,对平衡转化率无影响,B错误;
C.点反应未达到平衡状态,延长反应时间可使反应更接近平衡,更优良的催化剂可加快反应速率,均能提高实际转化率,C正确;
D.点温度不变,向容器中再充入,平衡正向移动,平衡转化率升高,若充入的量足够多,转化率可能达到50%,D正确;
故选B。
二、非选择题(每空2分,共58分)
15. 用如图所示的装置测定中和反应反应热。
实验药品:盐酸(分两次使用)、溶液、氨水。
实验步骤:略。
已知:水的比热容;弱碱电离时吸热。
回答下列问题。
(1)从实验装置上看,还缺少______________________。
(2)该仪器______(填"能"或"不能")用铜质材料替代,理由是______________________________。
(3)装置中隔热层的作用是______________________________。
反应物
起始温度
最高温度
甲组(HCl+NaOH)
15.0
18.3
乙组()
15.0
18.1
(4)两组实验结果存在差异的原因是______________________________。
(5)乙组实验测得的中和热ΔH=______________(保留一位小数)。
(6)某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得反应热偏大,则可能的原因是__________(填序号)。
A. 做该实验时室温较高 B. 测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度
C. 杯盖未盖严 D. NaOH溶液一次性迅速倒入
【答案】(1)玻璃搅拌器
(2) ①. 不能 ②. 金属材料易导热,热量损失大
(3)减少实验过程中的热量损失
(4)氨水是弱碱,电离时需要吸收热量,导致放出的热量较少
(5)−51.8 kJ/mol (6)BC
【解析】
【分析】本题考查中和反应反应热的测定实验。解题的关键在于熟悉量热计的构造及各部分的作用,理解中和热测定的原理和误差分析方法。
【小问1详解】
由简易量热计的构造可知,为了使酸碱溶液混合均匀并充分反应,该装置还缺少的仪器是玻璃搅拌器(或环形玻璃搅拌棒)。
【小问2详解】
金属铜是热的良导体,如果用铜质材料替代玻璃搅拌器,会导致反应产生的热量沿搅拌器散失,使测得的温度变化偏小,从而增大实验误差,故不能替代。
【小问3详解】
中和热测定实验成功的关键是做好保温工作,因此装置中隔热层的作用是减少实验过程中的热量损失。
【小问4详解】
甲组是强酸与强碱的反应,乙组是强酸与弱碱氨水的反应。由于一水合氨是弱碱,在溶液中发生电离时需要吸收热量,导致乙组放出的总热量较少,温度升高幅度较小。
【小问5详解】
乙组实验中,盐酸分两次使用,每次取。盐酸和氨水混合后,溶液总体积为,近似认为溶液密度为,则溶液总质量。温度变化。反应放出的热量。反应生成水的物质的量。则中和热。
【小问6详解】
反应热为负值,测得偏大,说明测得的放热量偏小,即温度差偏小。
A.做该实验时室温较高,对实验体系内部的温差测定无直接明显影响,不会导致偏大,A不符合题意;
B.测完盐酸的温度直接测溶液温度,温度计上残留的盐酸会与提前发生中和反应放出热量,这部分热量未被量热计记录,导致最终测得的温差变小,放热量偏小,偏大,B符合题意;
C.杯盖未盖严会导致反应过程中的热量散失到空气中,测得的最高温度偏低,温差变小,偏大,C符合题意;
D.溶液一次性迅速倒入是正确的规范操作,能有效减少混合过程中的热量散失,不会导致偏大,D不符合题意;
故选BC。
16. 铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。以铬铁矿(主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2)为原料制备重铬酸钾,其工艺流程如下:
已知:
回答下列问题:
(1)Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为______。
(2)为了提高煅烧速率,可以采取的措施是____________________________________________(写一条)。
(3)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式为______________________________________。
(4)浸取工序中滤渣的主要成分:Fe2O3、H2SiO3、MgO、________(填化学式)。
(5)酸化工序中通过加压增大CO2的溶解度,保证酸化反应充分进行,从平衡移动的角度解释“酸化”的原因____________________________________________________________。
(6)分离工序中经________________________、低温过滤、洗涤、干燥可得到K2Cr2O7固体。
(7)滤液Ⅱ中可循环利用的物质是____________(填化学式)。
【答案】(1)+3 (2)粉碎铬铁矿(或增大空气通入量、搅拌等)
(3)
(4)Al(OH)3 (5)增大溶液中氢离子浓度,使平衡正向移动,使转化为
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
(7)KHCO3
【解析】
【分析】该流程以铬铁矿(含Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2)为原料,先和过量KOH在400~500℃、空气参与下煅烧,将Cr元素转化为可溶性铬酸盐,同时Al2O3、SiO2分别转化为四羟基合铝酸钾、硅酸盐,铁、镁元素转化为不溶性氧化物;之后用KHCO3-K2CO3溶液浸取,过滤除去Fe2O3、MgO、H2SiO3、Al(OH)3等滤渣;滤液经蒸发分离后,加压通入过量CO2酸化,利用平衡移动将转化为,最后通过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到K2Cr2O7产品,滤液中KHCO3可返回浸取工序循环利用。
【小问1详解】
化合物中Fe为+2价,整体显-1价,设Cr化合价为x,根据化合价代数和为0:,解得x=+3。
【小问2详解】
粉碎铬铁矿,增大反应物接触面积(或增大空气通入量、搅拌等)提高煅烧速率。
【小问3详解】
煅烧时O2作为氧化剂,将+3价Cr氧化为+6价、+2价Fe氧化为+3价,在KOH碱性环境下生成K2CrO4、Fe2O3和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒可得方程式。
【小问4详解】
铬铁矿中的Al2O3煅烧时和KOH反应生成可溶性,浸取时体系中的会和发生反应生成沉淀,进入滤渣。
【小问5详解】
加压下CO2溶解度增大,溶液中H+浓度升高,使平衡正向移动,促进转化为。
【小问6详解】
重铬酸钾的溶解度随温度降低显著减小,先蒸发浓缩提高溶液浓度,再冷却降温可使K2Cr2O7结晶析出,后续经过滤、洗涤、干燥得到产品。
【小问7详解】
酸化过程生成大量KHCO3,可返回浸取工序重复使用,提升原料利用率。
17. 用氢气还原二氧化碳制备低碳烃是实现碳中和的重要途径。还原二氧化碳制备乙烯和甲烷的反应如下:
I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应I,下列能说明反应I达到平衡状态的是______(填字母)。
A.体系压强不再变化
B.气体的平均摩尔质量不再变化
C.的体积分数保持不变
D.
E.混合气体的密度保持不变
(2)一定温度下,向5 L刚性密闭容器中充入n mol CO2和0.3 mol H2,发生反应I,测得平衡时CO2和H2的转化率(α)随n的变化如图甲所示。其中表示CO2平衡转化率的曲线为______(填"L1"或"L2");该温度下反应I的平衡常数K=______________________(列出计算式即可);若改为向初始容积为5 L的恒压密闭容器中充入起始等量的原料气,平衡时CO2的转化率___________(填">""="或"<")20%。
在某种催化剂的作用下,在容积为2.0 L的恒容密闭容器中充入和,体系中主要发生上述反应I和反应Ⅱ两个竞争反应。
(3)840℃时该催化剂主要选择________(填"反应I"或"反应Ⅱ")。
(4)P点__________(填"是"或"不是")该反应的平衡状态。
(5)490K之后,甲烷产率下降,请分析其变化产生的原因__________________________________。
【答案】(1)ABC (2) ①. L2 ②. ③. >
(3)反应I (4)不是
(5)放热反应,升温平衡逆向移动(或未达平衡,升温后催化剂活性降低,速率下降)
【解析】
【小问1详解】
A.反应I正向是气体分子数减小的反应,恒容下压强随反应进行而减小,压强不再变化说明达到平衡,正确;
B.气体总质量守恒,但总物质的量在变,平均摩尔质量在变,不变说明达到平衡,正确;
C.各组分体积分数保持不变是平衡的标志,正确;
D.达到平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比,应有,错误;
E.恒容容器中气体总质量不变,密度始终不变,不能说明达到平衡,错误;
故选ABC。
【小问2详解】
随着初始物质的量的增加,的转化率会减小,故 表示的转化率曲线。当 时,的转化率为20%,消耗为,根据反应方程式,消耗为。此时的转化率也为20%,则 。平衡时,,,。容器体积为 5 L,各物质的平衡浓度分别为,,,,代入平衡常数表达式得。恒压条件下,随着反应进行气体分子数减少,体积减小,相当于在恒容平衡基础上加压,平衡正向移动, 的转化率。
【小问3详解】
由图1可知,840℃时体系中主要产物为,其物质的量远大于,故催化剂主要选择生成乙烯的反应,即反应I。
【小问4详解】
图2中P点之后甲烷的产率仍在升高,说明P点时反应未达到平衡状态,正向反应速率大于逆向反应速率。
【小问5详解】
甲烷产率下降的原因主要有两方面:一是反应Ⅱ为放热反应,达到平衡后升高温度,平衡逆向移动,导致甲烷产率下降;二是由图2可知,温度升高导致催化剂活性降低,反应速率减慢,在相同时间内生成的甲烷减少,产率下降。
18. 2024年6月7日,国家发展改革委等5部门联合发布合成氨等4个行业节能降碳专项行动计划,部署系列重点任务。回答下列问题:
(1)合成氨反应,其能量变化如图所示。
①该反应通常用铁触媒作催化剂,加催化剂的作用是____。加入催化剂后图中____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②已知部分化学键键能数据如表所示:
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/()
436
x
945
则表中____。
(2)工业上可以用催化剂催化水煤气变换反应制取氢气[],该过程示意图如图所示。
过程Ⅰ中有____(填“极性键”或“非极性键”)的断裂。过程Ⅳ需要____(填“吸收”或“放出”)能量。
(3)以稀有金属(镧、钌和锆)为催化剂合成氨的机理如图所示。由和合成1 mol氨气,转移的电子的物质的量为____。
(4)工业上用氨气制硝酸。氨气在高温下经催化氧化后所得的气体需要经过热交换器处理,其目的是___________。
(5)对于合成氨反应,当其他条件不变时,只改变一个反应条件,以下措施能加快生成的反应速率的是____(填字母)。
a.升高温度 b.提高、的投料量 c.恒容下充入Ar
【答案】(1) ①. 加快反应速率 ②. 不变 ③. 391
(2) ①. 极性键 ②. 吸收
(3)3 mol (4)利用反应放出的热量对进入热交换器的原料气体预热,使能量得到充分利用,并加快反应速率
(5)ab
【解析】
【小问1详解】
①催化剂能改变反应历程,降低反应的活化能,从而加快反应速率。图中A、C分别对应反应物和生成物的能量,催化剂不改变反应物和生成物的能量,因此二者的能量差不变,即不变。
②反应焓变等于断裂反应物中化学键所吸收的总能量与形成生成物中化学键所放出的总能量之差。按题给反应方程式,每生成2 mol氨气,断裂的N≡N键、H—H键的物质的量分别为1 mol、3 mol,形成的N—H键的物质的量为6 mol。表中为N—H键键能以为单位时的数值,因此有,解得;
【小问2详解】
根据图例,白色小球代表H原子,黑色小球代表O原子。过程Ⅰ中,水分子中的O—H键发生断裂,该键由不同种元素的原子形成,属于极性键。过程Ⅳ中,生成的二氧化碳和氢气从催化剂表面脱离,需要克服它们与催化剂表面的相互作用,因此需要吸收能量;
【小问3详解】
中N元素的化合价为0,中N元素的化合价为−3,因此每个N原子在该转化中得到3个电子。生成1 mol氨气时,参与转化的N原子的物质的量为1 mol,故转移电子的物质的量为;
【小问4详解】
氨气在高温、催化剂作用下被氧化为一氧化氮和水,反应为。该反应放热,反应后所得气体温度较高。使这些气体经过热交换器,可将热量传递给进入的原料气体,预热原料气体,提高反应速率,同时充分利用反应放出的热量,减少外部供热;
【小问5详解】
a.其他条件不变时,升高温度使活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加,生成的反应速率加快,a正确;
b.其他条件不变时,提高、的投料量,会增大反应物浓度,使有效碰撞次数增加,生成的反应速率加快,b正确;
c.恒容下充入Ar,、的物质的量和容器体积均不变,反应物浓度不变,因此生成的反应速率不变,c错误;
故选ab。
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2026年秋高河中学高二第一次学情检测化学试题
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:可能用到的相对原子质量:N-14 O-16 Na-23 Fe-56
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. 化学反应速率的调控在生产生活中具有重要意义。下列说法正确的是
A. 食品在冰箱中低温冷藏,是因为低温降低了食品变质反应的活化能
B. 增大反应体系总压强,一定能加快化学反应的速率
C. 炎热夏天食品更容易变酸变质,是因为温度升高使反应速率加快
D. 为加快反应速率,工业生产中的反应都应在高温高压条件下进行
2. 已知:C(石墨,s)⇌C(金刚石,s)。下列说法正确的是
A. 金刚石比石墨更稳定
B. 该反应中,正反应的活化能大于逆反应的活化能
C. 金刚石与石墨都是碳元素组成的单质,因此二者具有相同的燃烧热
D. 等质量时,石墨的能量比金刚石的能量更高
3. 化合物甲是一种重要的化工原料,其结构如图所示,是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y是空气中含量最多的元素,是一种常见的溶剂,Z和E同主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 三种元素只能构成共价化合物
C. 中每个原子最外层均满足稳定结构
D. 非金属性:
4. 下列事实中一定不能证明CH3COOH是弱电解质的是
A. 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1
B. CH3COONa和H3PO4反应,生成CH3COOH
C. 用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗
D. 等c(H+)、等体积的盐酸、CH3COOH溶液和足量锌反应,CH3COOH放出的H2较多
5. 化学是一门以实验为基础的学科。下列选项根据实验操作和现象得出的结论不正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向FeSO4溶液中先滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变血红色
FeSO4溶液已变质
B
盐酸和碳酸氢钠溶液反应时试管温度降低
该反应是吸热反应
C
用洁净的铂丝蘸取X溶液进行焰色试验,观察到黄色火焰
X溶液中含有Na+
D
压缩封有和混合气体的注射器,发现气体颜色先变深后变浅
压缩后平衡向生成N2O4的方向移动
A. A B. B C. C D. D
6. 利用铜基催化剂可将温室气体中的与转化为,其反应历程如图所示。下列说法正确的是
A. 过程I和Ⅱ中均存在键的断裂
B. 增大铜基催化剂的用量,反应焓变也降低
C. 催化剂改变了反应历程,降低了反应的活化能
D. 该反应的原子利用率小于
7. 汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g) △H=-373.4KJ/mol。在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是:
A. B.
C. D.
8. 在4 L恒容密闭容器中充入4 mol A气体和4 mol B气体,在一定条件下发生反应:,达到平衡时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为,下列判断正确的是
A.
B. 平衡时A的浓度为
C. B的转化率为20%
D. 达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的
9. 一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 三点溶液中:
B. 若使b点溶液中增大、减小,可加入固体
C. 三点溶液中醋酸的电离程度:
D. 三点溶液用等浓度的KOH溶液中和,消耗KOH溶液的体积:
10. 下列有关有效碰撞理论和活化能的认识,正确的是
A. 减小容器的容积(对于气体反应),单位体积内活化分子数增大,故反应速率增大
B. 温度升高,分子动能增加,反应所需活化能减小,故反应速率增大
C. 选用适当的催化剂,分子运动加快,增加了碰撞频率,故反应速率增大
D. 在反应体系中增大反应物浓度,活化分子百分数增大,故反应速率增大
11. 以下图像对应的叙述正确的是
A. 图甲:A的平衡转化率为50%
B. 图乙:时刻改变的条件只能是加入催化剂
C. 图丙:升高温度,图中反应的平衡常数减小
D. 图丁:对于反应,
12. 和是环境污染性气体,可在表面转化为无害气体,其反应为:,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法正确的是
A. 由图1可知
B. 由图1可知作催化剂,可使反应的焓变减小
C. 由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能,所以
D. 由图2可知该反应过程中只涉及极性键的断裂和生成
13. 汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下可发生反应:。分别向三个容积相等的恒容密闭容器中通入等量的CO和NO进行上述反应,起始时CO浓度均为4×10-3 mol·L-1,不同条件下达平衡时的数据如下表所示()。下列说法错误的是
实验编号
温度(℃)
催化剂比表面积(m2·g-1)
平衡时CO浓度(mol·L-1)
达到平衡的时间(min)
Ⅰ
280
80
1×10-3
Ⅱ
280
120
1×10-3
Ⅲ
360
80
2×10-3
A. 该反应的
B. 实验Ⅲ中, min内
C. 相同条件下催化剂比表面积越大,化学反应速率越快
D. 其他条件相同时将实验Ⅲ的恒容容器改为恒压容器,达平衡时
14. 一定条件下将和加入容积不变的密闭容器中合成乙烯:
已知温度对的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法错误的是
A. 平衡常数
B. ,催化剂对平衡转化率有一定的影响
C. 延长反应时间或采用性能更优良的催化剂可以提高点实际转化率
D. 保持点温度不变,向容器中再充入一定量的,转化率可能会增大到50%
二、非选择题(每空2分,共58分)
15. 用如图所示的装置测定中和反应反应热。
实验药品:盐酸(分两次使用)、溶液、氨水。
实验步骤:略。
已知:水的比热容;弱碱电离时吸热。
回答下列问题。
(1)从实验装置上看,还缺少______________________。
(2)该仪器______(填"能"或"不能")用铜质材料替代,理由是______________________________。
(3)装置中隔热层的作用是______________________________。
反应物
起始温度
最高温度
甲组(HCl+NaOH)
15.0
18.3
乙组()
15.0
18.1
(4)两组实验结果存在差异的原因是______________________________。
(5)乙组实验测得的中和热ΔH=______________(保留一位小数)。
(6)某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得反应热偏大,则可能的原因是__________(填序号)。
A. 做该实验时室温较高 B. 测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度
C. 杯盖未盖严 D. NaOH溶液一次性迅速倒入
16. 铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。以铬铁矿(主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2)为原料制备重铬酸钾,其工艺流程如下:
已知:
回答下列问题:
(1)Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为______。
(2)为了提高煅烧速率,可以采取的措施是____________________________________________(写一条)。
(3)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式为______________________________________。
(4)浸取工序中滤渣的主要成分:Fe2O3、H2SiO3、MgO、________(填化学式)。
(5)酸化工序中通过加压增大CO2的溶解度,保证酸化反应充分进行,从平衡移动的角度解释“酸化”的原因____________________________________________________________。
(6)分离工序中经________________________、低温过滤、洗涤、干燥可得到K2Cr2O7固体。
(7)滤液Ⅱ中可循环利用的物质是____________(填化学式)。
17. 用氢气还原二氧化碳制备低碳烃是实现碳中和的重要途径。还原二氧化碳制备乙烯和甲烷的反应如下:
I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应I,下列能说明反应I达到平衡状态的是______(填字母)。
A.体系压强不再变化
B.气体的平均摩尔质量不再变化
C.的体积分数保持不变
D.
E.混合气体的密度保持不变
(2)一定温度下,向5 L刚性密闭容器中充入n mol CO2和0.3 mol H2,发生反应I,测得平衡时CO2和H2的转化率(α)随n的变化如图甲所示。其中表示CO2平衡转化率的曲线为______(填"L1"或"L2");该温度下反应I的平衡常数K=______________________(列出计算式即可);若改为向初始容积为5 L的恒压密闭容器中充入起始等量的原料气,平衡时CO2的转化率___________(填">""="或"<")20%。
在某种催化剂的作用下,在容积为2.0 L的恒容密闭容器中充入和,体系中主要发生上述反应I和反应Ⅱ两个竞争反应。
(3)840℃时该催化剂主要选择________(填"反应I"或"反应Ⅱ")。
(4)P点__________(填"是"或"不是")该反应的平衡状态。
(5)490K之后,甲烷产率下降,请分析其变化产生的原因__________________________________。
18. 2024年6月7日,国家发展改革委等5部门联合发布合成氨等4个行业节能降碳专项行动计划,部署系列重点任务。回答下列问题:
(1)合成氨反应,其能量变化如图所示。
①该反应通常用铁触媒作催化剂,加催化剂的作用是____。加入催化剂后图中____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②已知部分化学键键能数据如表所示:
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/()
436
x
945
则表中____。
(2)工业上可以用催化剂催化水煤气变换反应制取氢气[],该过程示意图如图所示。
过程Ⅰ中有____(填“极性键”或“非极性键”)的断裂。过程Ⅳ需要____(填“吸收”或“放出”)能量。
(3)以稀有金属(镧、钌和锆)为催化剂合成氨的机理如图所示。由和合成1 mol氨气,转移的电子的物质的量为____。
(4)工业上用氨气制硝酸。氨气在高温下经催化氧化后所得的气体需要经过热交换器处理,其目的是___________。
(5)对于合成氨反应,当其他条件不变时,只改变一个反应条件,以下措施能加快生成的反应速率的是____(填字母)。
a.升高温度 b.提高、的投料量 c.恒容下充入Ar
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