精品解析:山东烟台市栖霞市第一中学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年高二化学月考(第一学期)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 对于固定体积的密闭容器中进行的反应:A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(g),能说明在恒温下可逆反应已经达到平衡状态的是
①反应容器中压强不随时间变化而变化
②单位时间内生成A的物质的量与消耗D的物质的量之比为1:2
③混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化
④反应混合气体的密度不随时间变化而变化
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】①该反应前后气体计量数之和不等,恒温恒容条件下压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明气体总物质的量不变,反应达到平衡;
②中生成和消耗均描述逆反应速率,无法证明正逆反应速率相等,不能判断反应达到平衡;
③反应体系中全为气体,总质量恒定,反应前后气体总物质的量发生变化,平均摩尔质量,其值不变说明总物质的量不变,反应达到平衡;
④恒容条件下气体总质量、容器体积均恒定,密度始终为定值,无法说明反应达到平衡;符合题意的有①③,B正确。
故选B。
2. 下列现象不能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制氯水中加入少量后,溶液漂白性增强
B. 向含有的红色溶液中加适量铁粉,振荡后溶液红色变浅
C. 硫酸工业中用和合成,采用常压而非高压条件
D. 工业上选择高压条件(10–30MPa)合成氨以提高原料的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.新制氯水中存在平衡,加入时,可与反应(酸性弱于碳酸,不与反应),使平衡正向移动,浓度增大,溶液漂白性增强,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.含的红色溶液中存在平衡,加入铁粉时,与反应生成,使浓度降低,平衡逆向移动,溶液红色变浅,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.催化氧化生成的反应为,正反应为气体分子数减小的反应,根据勒夏特列原理,加压会使平衡正向移动,提高的平衡转化率;但工业上选择常压条件,是因为常压下的平衡转化率已经很高,高压会大幅提升设备成本、降低经济效益,该生产条件的选择不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.合成氨反应为,正反应为气体分子数减小的反应,根据勒夏特列原理,加压会使平衡正向移动,提高原料的平衡转化率,因此工业上选择高压条件生产,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
3. 25 ℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)⇌Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。
下列判断正确的是
A. 25 ℃时,该反应的平衡常数K=2.2
B. 往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C. 往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
D. 升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH >0
【答案】A
【解析】
【详解】A.平衡时,,该反应平衡常数,A正确;
B.加入少量固体后,溶液中增大,平衡逆向移动,变大,B错误;
C.金属铅是固体,固体浓度视为常数,加入后平衡不移动,不变,C错误;
D.升高温度,增大,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应,D错误;
故选A。
4. 某密闭容器中发生反应:。如图所示为该反应的反应速率随时间变化的关系,、、时外界条件有所改变,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. 时加入了催化剂 B. 时降低了温度
C. 时增大了压强 D. 时间段内反应物转化率最小
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,时改变条件,正、逆反应速率均增大且相等,平衡不移动。该反应反应前后气体分子数不等,改变压强会使平衡移动,则时加入了催化剂,A正确;
B.该反应为放热反应,若时降低温度,平衡正向移动,正、逆反应速率均减小,且正反应速率大于逆反应速率,与图像不符,B错误;
C.该反应的正反应为气体体积减小的反应,若时增大压强,平衡正向移动,正、逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,与图像不符,C错误;
D.时间段内平衡逆向移动,反应物转化率减小,时间段内平衡逆向移动,转化率继续减小,显然时间段内转化率比时间段内转化率小,D错误;
故选A。
5. 甲烷制乙烯能有效缓解石油危机。甲烷在催化剂表面生成乙烯的两种反应历程如图。下列说法错误的是
A. Ⅰ的反应速率大于Ⅱ
B. Ⅰ、Ⅱ均可生成
C. 依次断开中的键所需能量不同
D. 步骤①逆过程的,故步骤①吸热
【答案】D
【解析】
【详解】A.多步反应总速率由活化能最大的决速步决定,历程Ⅰ决速步活化能最大值为,历程Ⅱ决速步活化能最大值为,活化能越小反应速率越快,故Ⅰ的反应速率大于Ⅱ,A正确;
B.历程Ⅱ生成两个,二者结合可得到;历程Ⅰ存在、等中间体,也可生成,故Ⅰ、Ⅱ均可生成,B正确;
C.断开第一个键后,剩余键受电子效应影响键能发生改变,故依次断开中的键所需能量不同,C正确;
D.反应焓变,步骤①为放热反应,D错误;
故选D。
6. 在体积恒为1L的恒温容器内可发生反应:,已知的沸点为,N的沸点为,化学平衡常数K的对数lgK随温度T的变化曲线如图(数据在该容器内测定),假设达到沸点时相关物质都能转化为气体,则下列说法正确的是
A. 任何温度下,增加容器内压强,平衡逆向移动
B. 当P的体积分数不变时,反应达到平衡状态
C. 无论M投料多少,常温下反应建立平衡后,Q的物质的量为
D. 时,不断分离出N可加快反应速率,提高P和Q的产率
【答案】C
【解析】
【详解】A.温度低于373 K时,M为固体,正反应气体分子数增大,增大压强平衡逆向移动;温度高于373 K时,M也转化为气体,反应前后气体分子数相等(均为3),增大压强平衡不移动。可见并非任何温度下增大压强平衡都逆向移动,A错误;
B.P和Q按1:1生成:温度较低时气体只有P和Q,P的体积分数恒为50%;温度较高(N也汽化)时,P、Q、N按1:1:1生成,P的体积分数仍为定值。因此P的体积分数不变不能说明反应达到了平衡状态,B错误;
C.常温(298 K)下,由lgK=−2可知K=c(P)·c(Q)=10−2。平衡时c(P)=c(Q)=0.1 mol/L,容器体积为1 L,故Q的物质的量为0.1 mol;无论M投料多少,Q的物质的量就由平衡常数决定,与M的投料量无关,C正确;
D.318 K时N已达到沸点并转化为气体,不断分离出N能使平衡正向移动,提高P和Q的产率;但分离产物并不能加快反应速率,D错误。
故答案为C。
7. 制备烯烃的主要反应有:
①
②
③
在恒容密闭容器中,投入一定量的,若仅考虑上述反应,平衡时、和的物质的量分数随温度的变化如图所示。
已知:烯烃的选择性。下列说法正确的是
A.
B. 下,达到平衡时的物质的量分数是72%
C. 下,达到平衡时与的选择性相等
D. 其他条件不变时,及时分离出,反应①的平衡常数增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,要得到目标反应,需对已知反应做如下变换: 反应①×2 + 反应②×+ 反应③×,因此,与A选项给出的焓变不符,A错误;
B.下,达到平衡时、物质的量分数为4%,物质的量分数为16%,设平衡时体系总气体的物质的量为x,由题知平衡时,根据碳守恒,反应的,由反应计量关系得生成,故的物质的量分数为72%,B正确;
C.根据题给选择性定义:烯烃的选择性,下两曲线交点处,因此二者选择性不相等,C错误;
D.平衡常数只与温度有关,温度不变时,分离出产物只会使平衡正向移动,不会改变反应①的平衡常数,D错误;
故选B。
8. 下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是
甲:
乙:
丙:
丁:
A. 图甲中K为化学平衡常数,P点处化学反应速率
B. 由图乙可知,,该反应的逆反应为放热反应
C. 图丙中时刻改变的条件一定是压缩容器增大压强
D. 图丁是向平衡后的溶液中加入少量KCl晶体,反应速率随时间变化的图像
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲P点的,平衡向正反应方向移动,,A正确;
B.根据图乙可知:温度为时比温度为时先达到平衡,说明温度:,升高温度,C%降低,说明升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,故该反应的逆反应是吸热反应,B错误;
C.图丙反应前后气体系数相等,改变的条件可能是加入催化剂也可能是增大压强,平衡不移动,反应速率增大,C错误;
D.图丁反应的离子是和,和不参与反应,向平衡后的溶液中加入少量KCl晶体,对反应速率没有影响,D错误;
故选A。
9. 一定条件下,密闭容器中存在反应:。起始状态I中有和,经下列过程达到各平衡状态。已知状态I和Ⅲ的固体质量相等,下列叙述正确的是
A. 从I到II的过程
B. 压强:(II)(Ⅲ)
C. 平衡常数:IIⅣ)
D. 逆反应速率:(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)(I)
【答案】B
【解析】
【分析】已知状态I和Ⅲ的固体质量相等,而平衡状态Ⅱ到平衡状态Ⅲ改变的条件为温度不变,扩大体积,平衡正向移动,固体质量减小,则平衡状态Ⅱ固体的质量大于平衡状态Ⅲ固体质量,因此起始状态I固体的质量小于平衡状态Ⅱ的固体质量,则起始状态I到平衡状态Ⅱ是从逆向开始建立平衡,
【详解】A.由分析知,从I到Ⅱ的过程中,反应逆向进行,反应消耗生成,气体物质的量减少,混乱度降低,因此该过程的,A错误;
B.平衡状态Ⅱ到平衡状态Ⅲ,温度不变,化学平衡常数不变。由,,, 所以温度不变时,不变,就不变,仅由温度决定,故。B正确;
C.正反应为吸热反应(),降低温度,平衡常数K减小,平衡状态Ⅱ到平衡状态Ⅲ,温度不变,平衡状态Ⅲ到平衡状态IV,温度降低,所以IIⅣ),C错误;
D.Ⅱ与Ⅲ:温度相同且平衡压强相等(相等),故逆反应速率相等,;:IV相比Ⅲ进行了降温,温度降低,反应速率减慢,故;状态I到平衡状态Ⅱ是逆向进行达到平衡,随着达到平衡,起始状态I中高于平衡时的浓度,因此状态I的逆反应速率大于状态Ⅱ达到了平衡时的速率,即,所以逆反应速率(I)>(Ⅱ)=( Ⅲ)>( Ⅳ)。D错误;
故答案选B。
10. 氧化制备分两步:Ⅰ. ,Ⅱ.
下,密闭容器中和均,反应达平衡时体系各组分物质的量随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A. N对应的组分是
B. 使用高效催化剂可提高该实验条件下的产率
C. 时,若体系压强改为,则M对应组分的物质的量减小
D. 若J、K交点纵坐标为0.7,则平衡时容器体积为开始时的1.35倍
【答案】D
【解析】
【分析】反应I和反应II都是吸热反应,因此升高温度,反应I和反应II的平衡均向右移动。C3H8和CO2只出现在反应物一侧,因此升高温度,C3H8和CO2平衡时的物质的量都将减少,对应图中的K和N。根据物料守恒,C3H8和C3H6的物质的量之和恒为1 mol,CO2和CO的物质的量之和也恒为1 mol,因此,这两对物种将对应图中的K、M和J、N。因此,L代表H2。而H2仅由反应I与C3H6按1:1的计量比产生,但H2还将在反应II中消耗,而C3H6不会被消耗,因此H2的物质的量应小于C3H6的物质的量,故J为C3H6,则N为C3H8;K为CO2,M为CO。而L则可能是H2或H2O。
【详解】A.由上述分析可知,N对应的组分是C3H8,A错误;
B.催化剂可以加快反应速率,但不能改变某一物种的转化率或产率,B错误;
C.550 °C时,若体系压强改为80 kPa,压强变化导致反应I的平衡向正反应方向移动,产生更多的H2,使反应II的平衡也向正方向移动,使M(CO)的物质的量增大,C错误;
D.若J、K交点纵坐标为0.7,即平衡时,因此,,,体系的总物质的量为2.7 mol。恒压时,气体体积与物质的量成正比,因此平衡时容器体积为开始时的倍,D正确。
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
11. 在恒温恒容密闭容器中加入一定量NH4NO3固体,发生如下反应:
2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,速率方程为v正=k1c2(NO2)和v逆=k2c(N2O4),k1和k2为反应速率常数。20min时,容器中N2的浓度为0.6mol·L-1。下列说法错误的是
A. 0~20min,H2O的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1
B. 升高温度时,k1和k2都增大且k2增大程度更大
C. 当容器内气体的密度保持不变时说明可逆反应已达到平衡
D. 2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数
【答案】C
【解析】
【详解】A.由N2的浓度为0.6mol·L-1,可求H2O的浓度为0.6mol·L-1=1.6mol·L-1,平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1,A正确;
B.升高温度,k1和k2都增大,平衡逆向移动可知k2增大程度更大,B正确;
C.若第一步NH4NO3分解为不可逆反应,NH4NO3完全分解后气体总质量不再变化,恒温恒容下气体密度恒定,无法说明第二步可逆反应达到平衡,C错误;
D.速率方程为v正=k1c2(NO2)和v逆=k2c(N2O4),平衡时,v正= k1c2(NO2)= v逆= k2c(N2O4),,D正确;
答案选C。
12. 二氧化碳的捕集、转化有利于实现“碳中和”的战略目标。一定温度下,和催化合成甲醇涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图所示(TS为过渡态)。下列说法正确的是
A. 以TS2为过渡态的反应,其正反应活化能为
B. 反应Ⅰ的
C. 催化剂通过降低反应的活化能,减小反应的,加快化学反应速率
D. 增大反应Ⅰ的反应物浓度能增加单位体积内活化分子百分数
【答案】A
【解析】
【详解】正反应活化能为过渡态能量减去对应基元反应反应物(中间体)的能量。
A.由图可知,TS2过渡态的相对能量为,其前一个中间体的相对能量为,活化能,A正确;
B.反应Ⅰ的反应物相对能量为0.00 eV,产物(最终状态)相对能量低于0.00 eV,故,B错误;
C.催化剂通过降低反应的活化能加快化学反应速率,对反应的没有影响,C错误;
D.增大反应Ⅰ的反应物浓度不能增加单位体积内活化分子百分数,能增加单位体积内活化分子数,D错误;
故选A。
13. 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。
14. 已知的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得在催化剂X表面反应的数据如下:
0
10
20
30
40
50
60
70
0
下列说法正确的是
A. ,
B. ,
C. 相同条件下,增大的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D. 其他条件不变,若起始浓度为,当浓度减至一半时共耗时
【答案】AD
【解析】
【分析】根据实验数据,相同时间间隔10 min内,的浓度减少量均为,说明反应速率为恒定值,与无关,因此速率方程中,,速率常数。每10 min消耗,20 min时,50 min时已完全消耗,因此。
【详解】A.推导得,,,因此,A正确;
B.0-10 min内,,换算为秒单位为,B错误;
C.该反应为零级反应,反应速率与浓度无关,增大浓度不能加快反应速率,增大催化剂X的表面积可加快反应速率,C错误;
D.其他条件不变,速率恒定为,起始浓度为,浓度减至一半时消耗的浓度为,所需时间为,D正确;
故选 AD。
15. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响,图像如图,下列判断正确的是
A. 图d中曲线a一定增加了催化剂
B. 由图b可知该反应m+n>p
C. 图c是绝热条件下速率和时间的图像,由此说明该反应吸热
D. 由图a可知,T1>T2,该反应的正反应为放热反应
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图d中曲线a反应速率更快、平衡时B%与b相同,若反应为气体分子数不变的反应(),增大压强也可加快反应速率且平衡不移动,故曲线a不一定加入了催化剂,A错误;
B.由图b可知,同一温度下,压强越大平衡时C%越高,说明增大压强平衡正向移动,正反应为气体分子数减小的反应,故,B正确;
C.绝热条件下反应初期速率逐渐升高,说明体系温度升高,反应放热,后期因反应物浓度降低速率下降,故该反应为放热反应,C错误;
D.由图a可知,下反应先达到平衡,故,平衡时对应C%更低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,D正确;
故答案选BD。
三、非选择题
16. 回答下列问题。
(1)向体积为的恒容密闭容器中通入2mol X气体和1mol Y固体,在一定温度下发生反应:。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃
100
150
200
平衡常数
1
1.2
1.4
该反应的平衡常数的表达式_________,ΔH_____0(填“>”“<”“=”)。
(2)在时,上述容器充入4mol X、2mol Y和2mol Z气体,则平衡向___________(填“左”或“右”或“不”)移动。
(3)臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为:某温度时,在体积为的刚性密闭容器中充入和发生反应。
①在恒温恒容条件下,下列事实能够证明该反应已经达到平衡的是______________(填标号)。
A. B.混合气体密度不再改变
C.的体积分数不再改变 D.与的体积比不再改变
②欲增加的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
A.充入氦气 B.升高温度 C.充入 D.充入和
③达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为,则的转化率为___________,
平衡常数___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. ②. >
(2)右 (3) ①. C ②. D ③. 50% ④.
【解析】
【小问1详解】
平衡常数是生成物与反应物浓度幂次积比值的常数,固体和纯液体浓度不变,不写入平衡常数表达式,故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,平衡常数随之增大,因此该反应为吸热反应,;
【小问2详解】
充入气体后,因此反应应向右移动;
【小问3详解】
①A.未指明正逆反应速率,无法判断是否达到平衡,A错误;
B.气体总质量和容器体积恒定,密度始终不变,B错误;
C.该反应为气体分子数减小的反应,当的体积分数不再改变,说明的分压不再发生变化,反应达到平衡,C正确;
D.该反应发生时只充入了反应物,而和的化学计量数相同,其体积比始终为1:1,D错误;
故选C;
②A.恒温恒容条件下,充入氦气,各物质浓度不变,平衡不移动,A错误;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,转化率降低,B错误;
C.增加的浓度,会导致其自身的转化率降低,C错误;
D.按原比例充入反应物,相当于增大反应物的分压,会使平衡正向移动,增大的平衡转化率,D正确;
故选D;
③列三段式如下:
转化率;总物质的量,各物质的分压为:,,,,所以。
17. 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)(标准状况)
50
120
232
290
310
上述实验过程中,反应速率最大时间段是__________(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.2-3 min D.3-4 min E.4-5 min
(2)某温度下在容积为1 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是__________。
②反应进行到2 min时,Y的转化率为__________。(提示:)
③3 min时,反应__________(填“是”或“否”)达到化学平衡。4 min时,正反应速率__________逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. C ②. 因反应放热,温度升高,反应速率增大
(2) ①. ②. 10% ③. 否 ④. >
【解析】
【小问1详解】
由表中累计氢气体积可知,各相邻1 min内生成氢气的体积依次为50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL。各段时间相同,2~3 min内生成氢气的体积最大,因此该时间段平均反应速率最大。反应前期放热使体系温度升高,升温对反应速率的促进作用超过盐酸浓度降低的影响。
故选C;
【小问2详解】
①由图可知,0~2 min内X、Y、Z的物质的量变化量分别为0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol,变化量之比为3∶1∶2,X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,因此反应方程式为。
②2 min时,Y的变化量为1.0 mol−0.9 mol=0.1 mol,因此Y的转化率为(1.0−0.9)÷1.0×100%=10%。
③3 min时,X、Y的物质的量仍在减小,Z的物质的量仍在增大,体系组成仍随时间变化,故反应未达到化学平衡。4 min时,X、Y仍在减小,Z仍在增大,说明反应仍沿正反应方向净进行,因此正反应速率大于逆反应速率。
18. 在恒容容器中进行反应。改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)a:b:c=_________。
(2)Ⅰ阶段中B的平均反应速率为_________。
(3)从Ⅱ阶段平衡到Ⅲ阶段采取的措施是___________________________。
(4)已知起始时容器压强为400Kpa,第一次平衡时的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡常数进行计算,平衡分压=总压×体积分数),该平衡常数_________(填“大于”“等于”或“小于”)第二次平衡的。
(5)第三次平衡后,再向容器中加入、、,再次达到平衡后,新平衡中的C的体积分数_________(填“大于”“等于”或“小于”)第三次平衡中的C的体积分数。
【答案】(1)1:3:2
(2)
(3)降温 (4) ①. ②. 等于
(5)大于
【解析】
【分析】本题以恒容容器中aA(g)+bB(g)⇌催化剂cC(g)反应的浓度-时间图像为情境,综合考查化学计量数之比、平均反应速率、外界条件对平衡的影响以及平衡分压与平衡常数。分析图像要抓住三处关键:Ⅰ阶段三种物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比;Ⅰ→Ⅱ阶段C的浓度突降后重新建立平衡,说明是移出C且温度不变(平衡常数不变);Ⅱ→Ⅲ阶段为降温,放热反应正向移动,C的浓度进一步增大。计算时先由浓度变化求出a:b:c,再用速率定义式计算平均速率,最后用各物质的量分数与总压求出分压并代入平衡常数表达式。
【小问1详解】
Ⅰ阶段中A、B的浓度分别由2.0 mol/L、6.0 mol/L减小到1.0 mol/L、3.0 mol/L,C的浓度由0增大到2.0 mol/L,浓度变化量之比为1.0:3.0:2.0;同一时间段内各物质的浓度变化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,故a:b:c=1:3:2。
【小问2详解】
Ⅰ阶段中B的浓度由6.0 mol/L减小到3.0 mol/L,历时20 min,根据平均反应速率的计算式可得。
【小问3详解】
对比Ⅱ、Ⅲ两阶段的平衡状态:Ⅲ阶段中C的浓度由0.76 mol/L增大到1.00 mol/L,B的浓度由1.86 mol/L减小到1.50 mol/L,平衡向正反应方向移动;已知ΔH<0,即正反应为放热反应,降低温度平衡向放热方向移动,所以从Ⅱ阶段平衡到Ⅲ阶段采取的措施是降温。
【小问4详解】
由起始状态可知,A、B的浓度分别为2.00 mol/L、6.00 mol/L,总浓度为8.00 mol/L、总压为400 kPa,即1.00 mol/L的浓度对应50 kPa的分压。第一次平衡时A、B、C的浓度分别为1.00 mol/L、3.00 mol/L、2.00 mol/L,总浓度为6.00 mol/L,三者的分压依次为50 kPa、150 kPa、100 kPa(某物质的分压=总压×该物质的体积分数)。用平衡分压代替平衡浓度计算可得;第二次平衡与第一次平衡的温度相同,平衡常数只与温度有关,故该平衡常数等于第二次平衡的,填“等于”。
【小问5详解】
第三次平衡后,向恒容容器中按化学计量数之比(1:3:2)加入0.5 mol A、1.5 mol B、1.0 mol C,相当于对原平衡体系加压:该反应前后气体分子数减小(a+b>c),增大压强时平衡向气体分子数减小的方向(正反应方向)移动,新平衡中C的体积分数大于第三次平衡中的C的体积分数,填“大于”。
19. 乙醇是重要的化工原料,利用和在催化剂作用下合成乙醇,发生的反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ在_____(填“低温”“高温”或“任何温度下”)自发进行。
(2)在恒容密闭容器中充入和发生上述反应,在不同温度下达到平衡,体系中、CO的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知:的选择性
①表示乙醇选择性的曲线是_____(填“”“”或“”);当温度高于时,曲线随温度的升高而增大的原因是_____。
②温度为时,的平衡转化率为_____(保留3位有效数字);
反应的平衡常数_____。
(3)已知和催化合成乙醇受空速(单位时间通过催化剂的气体量)的影响较大,的转化率随空速变化如图所示。当空速超过时,的转化率降低的原因可能是_____。
【答案】(1)低温 (2) ①. ②. 温度高于时,升高温度反应Ⅱ平衡逆向移动,反应Ⅰ平衡正向移动且程度更大或温度高于时,以反应Ⅰ为主,升高温度平衡正向移动 ③. 26.7%或0.267 ④. 13.2
(3)空速过高使反应混合气在催化剂表面的停留时间减少,不利于提高转化率
【解析】
【分析】(2)生成乙醇的反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应,升温时平衡逆向移动,转化为乙醇的占比降低,即乙醇的选择性随温度升高而减小,对应下降趋势的曲线;生成CO的反应I为吸热反应,升温时平衡正向移动,转化为CO的占比升高,即CO的选择性随温度升高而增大,对应上升趋势的曲线;是的平衡转化率曲线。
【小问1详解】
根据反应自发进行的判据:反应Ⅲ的,且该反应是气体分子数减少的反应即,低温下较小,的绝对值小于,可满足,反应自发进行,因此反应Ⅲ在低温下自发进行;
【小问2详解】
①由分析知表示乙醇选择性的曲线是;反应Ⅱ放热,升高温度平衡逆向移动,反应Ⅰ吸热,升高温度平衡正向移动,温度高于时,以反应Ⅰ为主,升高温度平衡正向移动,的转化率增大;
②时,由图可知总转化率为40%,即转化的总物质的量为;乙醇选择性为50%,因此转化为乙醇的为,转化为CO的为。 根据反应II计量关系:转化为乙醇的0.2 mol消耗0.6 mol,根据反应I计量关系:转化为CO的0.2 mol消耗0.2 mol,总消耗为0.8 mol,因此的平衡转化率为;该反应是反应Ⅰ的逆反应,时体系中、、、,恒容体系中浓度比等于物质的量之比,代入平衡常数表达式可得;
【小问3详解】
空速代表单位时间通过催化剂的气体总量,空速过高时,气流流速过快,会使反应混合气在催化剂表面的停留时间减少,大量来不及参与反应就随气流离开反应体系,因此不利于提高转化率,表观为转化率降低。
20. 五氧化二碘()是一种重要的工业试剂,常温下为白色针状晶体,可作氧化剂,除去空气中的一氧化碳。
反应I:;
反应II:;
反应III:。
回答下列问题:
(1)对于上述反应I、II、III:
①_______(用含的代数式表示),_______(用含的代数式表示)。
②查阅资料可知,_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于反应I自发进行,判断的理由为_______。
(2)时向盛有足量的5 L恒容密闭容器中充入0.25 mol CO,此时压强为,仅发生反应III:。
①下列对于反应III的说法正确的是_______(填标号)。
A.当时,该反应达到平衡
B.当反应达到平衡后,仅充入少量的,该反应的平衡常数不变
C.该反应中,每生成,同时消耗
D.当反应达到平衡后,仅充入少量的稀有气体,的平衡转化率不变
②时,若4 min时,反应达到平衡后固体质量减小2.4 g,则内,_______,该反应的平衡常数_______。
③CO的平衡转化率与的移出率的关系如图所示。
则_______,_______。
【答案】(1) ①. ②. ③. 低温 ④. 该反应为熵减、放热反应
(2) ①. BD ②. 0.0075 ③. 7.59375 ④. 60 ⑤. 62.5
【解析】
【小问1详解】
将反应I的化学计量数乘以,将反应III的化学计量数乘以后相加,所得反应恰为反应II。由盖斯定律,;反应方程式乘以某系数时,平衡常数变为原平衡常数的该系数次幂,故。
反应I为放热反应,且反应前后气体物质的量由5 mol变为0,故其为熵减反应。根据,降低温度有利于反应自发进行;
【小问2详解】
①A.反应中一氧化碳和二氧化碳的化学计量数相同,是化学计量关系造成的恒等关系,不能说明正、逆反应速率相等,A错误;
B.温度不变时,充入少量CO(g)会改变反应商并使平衡移动,但平衡常数不变,B正确;
C.每生成,按反应计量关系消耗0.1 mol CO(g),但题目没有给出标准状况,不能确定0.1 mol CO(g)的体积为2.24 L,C错误;
D.恒容条件下充入少量稀有气体,一氧化碳和二氧化碳的浓度不变,平衡不移动,CO的平衡转化率不变,D正确;
故选BD。
②每发生1 mol反应III,固体质量的减少量由确定,所以固体质量减小2.4 g对应0.030 mol反应,生成二氧化碳0.150 mol。由平均反应速率的定义,。
平衡时,,。纯固体不写入平衡常数表达式,因此。
③横轴为0时没有移出二氧化碳,此时CO的平衡转化率为=60%,故a=60%。设CO的平衡转化率为x,二氧化碳的移出率为y,同温度下平衡常数不变,故。图中纵坐标为80%时,x=0.80,y=b,代入上式得。
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2026年高二化学月考(第一学期)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 对于固定体积的密闭容器中进行的反应:A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(g),能说明在恒温下可逆反应已经达到平衡状态的是
①反应容器中压强不随时间变化而变化
②单位时间内生成A的物质的量与消耗D的物质的量之比为1:2
③混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化
④反应混合气体的密度不随时间变化而变化
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
2. 下列现象不能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制氯水中加入少量后,溶液漂白性增强
B. 向含有的红色溶液中加适量铁粉,振荡后溶液红色变浅
C. 硫酸工业中用和合成,采用常压而非高压条件
D. 工业上选择高压条件(10–30MPa)合成氨以提高原料的平衡转化率
3. 25 ℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)⇌Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。
下列判断正确的是
A. 25 ℃时,该反应的平衡常数K=2.2
B. 往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C. 往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
D. 升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH >0
4. 某密闭容器中发生反应:。如图所示为该反应的反应速率随时间变化的关系,、、时外界条件有所改变,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. 时加入了催化剂 B. 时降低了温度
C. 时增大了压强 D. 时间段内反应物转化率最小
5. 甲烷制乙烯能有效缓解石油危机。甲烷在催化剂表面生成乙烯的两种反应历程如图。下列说法错误的是
A. Ⅰ的反应速率大于Ⅱ
B. Ⅰ、Ⅱ均可生成
C. 依次断开中的键所需能量不同
D. 步骤①逆过程的,故步骤①吸热
6. 在体积恒为1L的恒温容器内可发生反应:,已知的沸点为,N的沸点为,化学平衡常数K的对数lgK随温度T的变化曲线如图(数据在该容器内测定),假设达到沸点时相关物质都能转化为气体,则下列说法正确的是
A. 任何温度下,增加容器内压强,平衡逆向移动
B. 当P的体积分数不变时,反应达到平衡状态
C. 无论M投料多少,常温下反应建立平衡后,Q的物质的量为
D. 时,不断分离出N可加快反应速率,提高P和Q的产率
7. 制备烯烃的主要反应有:
①
②
③
在恒容密闭容器中,投入一定量的,若仅考虑上述反应,平衡时、和的物质的量分数随温度的变化如图所示。
已知:烯烃的选择性。下列说法正确的是
A.
B. 下,达到平衡时的物质的量分数是72%
C. 下,达到平衡时与的选择性相等
D. 其他条件不变时,及时分离出,反应①的平衡常数增大
8. 下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是
甲:
乙:
丙:
丁:
A. 图甲中K为化学平衡常数,P点处化学反应速率
B. 由图乙可知,,该反应的逆反应为放热反应
C. 图丙中时刻改变的条件一定是压缩容器增大压强
D. 图丁是向平衡后的溶液中加入少量KCl晶体,反应速率随时间变化的图像
9. 一定条件下,密闭容器中存在反应:。起始状态I中有和,经下列过程达到各平衡状态。已知状态I和Ⅲ的固体质量相等,下列叙述正确的是
A. 从I到II的过程
B. 压强:(II)(Ⅲ)
C. 平衡常数:IIⅣ)
D. 逆反应速率:(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)(I)
10. 氧化制备分两步:Ⅰ. ,Ⅱ.
下,密闭容器中和均,反应达平衡时体系各组分物质的量随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A. N对应的组分是
B. 使用高效催化剂可提高该实验条件下的产率
C. 时,若体系压强改为,则M对应组分的物质的量减小
D. 若J、K交点纵坐标为0.7,则平衡时容器体积为开始时的1.35倍
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
11. 在恒温恒容密闭容器中加入一定量NH4NO3固体,发生如下反应:
2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,速率方程为v正=k1c2(NO2)和v逆=k2c(N2O4),k1和k2为反应速率常数。20min时,容器中N2的浓度为0.6mol·L-1。下列说法错误的是
A. 0~20min,H2O的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1
B. 升高温度时,k1和k2都增大且k2增大程度更大
C. 当容器内气体的密度保持不变时说明可逆反应已达到平衡
D. 2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数
12. 二氧化碳的捕集、转化有利于实现“碳中和”的战略目标。一定温度下,和催化合成甲醇涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图所示(TS为过渡态)。下列说法正确的是
A. 以TS2为过渡态的反应,其正反应活化能为
B. 反应Ⅰ的
C. 催化剂通过降低反应的活化能,减小反应的,加快化学反应速率
D. 增大反应Ⅰ的反应物浓度能增加单位体积内活化分子百分数
13. 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
14. 已知的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得在催化剂X表面反应的数据如下:
0
10
20
30
40
50
60
70
0
下列说法正确的是
A. ,
B. ,
C. 相同条件下,增大的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D. 其他条件不变,若起始浓度为,当浓度减至一半时共耗时
15. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响,图像如图,下列判断正确的是
A. 图d中曲线a一定增加了催化剂
B. 由图b可知该反应m+n>p
C. 图c是绝热条件下速率和时间的图像,由此说明该反应吸热
D. 由图a可知,T1>T2,该反应的正反应为放热反应
三、非选择题
16. 回答下列问题。
(1)向体积为的恒容密闭容器中通入2mol X气体和1mol Y固体,在一定温度下发生反应:。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃
100
150
200
平衡常数
1
1.2
1.4
该反应的平衡常数的表达式_________,ΔH_____0(填“>”“<”“=”)。
(2)在时,上述容器充入4mol X、2mol Y和2mol Z气体,则平衡向___________(填“左”或“右”或“不”)移动。
(3)臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为:某温度时,在体积为的刚性密闭容器中充入和发生反应。
①在恒温恒容条件下,下列事实能够证明该反应已经达到平衡的是______________(填标号)。
A. B.混合气体密度不再改变
C.的体积分数不再改变 D.与的体积比不再改变
②欲增加的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
A.充入氦气 B.升高温度 C.充入 D.充入和
③达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为,则的转化率为___________,
平衡常数___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
17. 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)(标准状况)
50
120
232
290
310
上述实验过程中,反应速率最大时间段是__________(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.2-3 min D.3-4 min E.4-5 min
(2)某温度下在容积为1 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是__________。
②反应进行到2 min时,Y的转化率为__________。(提示:)
③3 min时,反应__________(填“是”或“否”)达到化学平衡。4 min时,正反应速率__________逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
18. 在恒容容器中进行反应。改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)a:b:c=_________。
(2)Ⅰ阶段中B的平均反应速率为_________。
(3)从Ⅱ阶段平衡到Ⅲ阶段采取的措施是___________________________。
(4)已知起始时容器压强为400Kpa,第一次平衡时的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡常数进行计算,平衡分压=总压×体积分数),该平衡常数_________(填“大于”“等于”或“小于”)第二次平衡的。
(5)第三次平衡后,再向容器中加入、、,再次达到平衡后,新平衡中的C的体积分数_________(填“大于”“等于”或“小于”)第三次平衡中的C的体积分数。
19. 乙醇是重要的化工原料,利用和在催化剂作用下合成乙醇,发生的反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ在_____(填“低温”“高温”或“任何温度下”)自发进行。
(2)在恒容密闭容器中充入和发生上述反应,在不同温度下达到平衡,体系中、CO的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知:的选择性
①表示乙醇选择性的曲线是_____(填“”“”或“”);当温度高于时,曲线随温度的升高而增大的原因是_____。
②温度为时,的平衡转化率为_____(保留3位有效数字);
反应的平衡常数_____。
(3)已知和催化合成乙醇受空速(单位时间通过催化剂的气体量)的影响较大,的转化率随空速变化如图所示。当空速超过时,的转化率降低的原因可能是_____。
20. 五氧化二碘()是一种重要的工业试剂,常温下为白色针状晶体,可作氧化剂,除去空气中的一氧化碳。
反应I:;
反应II:;
反应III:。
回答下列问题:
(1)对于上述反应I、II、III:
①_______(用含的代数式表示),_______(用含的代数式表示)。
②查阅资料可知,_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于反应I自发进行,判断的理由为_______。
(2)时向盛有足量的5 L恒容密闭容器中充入0.25 mol CO,此时压强为,仅发生反应III:。
①下列对于反应III的说法正确的是_______(填标号)。
A.当时,该反应达到平衡
B.当反应达到平衡后,仅充入少量的,该反应的平衡常数不变
C.该反应中,每生成,同时消耗
D.当反应达到平衡后,仅充入少量的稀有气体,的平衡转化率不变
②时,若4 min时,反应达到平衡后固体质量减小2.4 g,则内,_______,该反应的平衡常数_______。
③CO的平衡转化率与的移出率的关系如图所示。
则_______,_______。
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