(课时作业)阶段素养测评卷-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)
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内容正文:
阶段素养测评卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷50分,第Ⅱ卷50分,共100分,考试时间45分钟。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Na—23 P—31
第Ⅰ卷 (选择题 共50分)
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50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.下列事实可以用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
B.2NO2(g)N2O4(g),压缩容器容积,气体颜色变深
C.高锰酸钾溶液与草酸溶液发生化学反应时,刚开始缓慢,随后反应迅速加快
D.向稀KOH溶液中加入少量蒸馏水,KOH溶液中氢氧根离子浓度降低
2.对于化学反应方向,下列说法错误的是 ( )
A.非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应
B.一定温度下,反应2NaCl(s)2Na(s)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS>0
C.自发进行的化学反应的方向,应由焓变和熵变的复合判据来判断
D.常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)2Na2SO4(s)能自发进行,则该反应的ΔH<0
3.氢气可通过下列反应制得:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,为了提高氢气在平衡体系中所占的比例,可采取的措施是 ( )
A.减小压强 B.降低温度
C.更换催化剂 D.减小CO的浓度
4.[2025·湖北黄冈中学高二月考] 对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压[p(B)]代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g),在T ℃时的平衡常数 Kp=a,则下列说法正确的是 ( )
A.Kp=
B.升高温度,若Kp增大,则该反应为吸热反应
C.该反应达到平衡状态后,增大压强,平衡向左移动,Kp减小
D.T ℃时,反应CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+2H2 (g)的平衡常数Kp=a
5.我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂,由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程,其示意图如下:
下列说法不正确的是 ( )
A.总反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O
B.温度越高,催化剂的催化效果一定越好
C.在反应历程中,H—H与CO断裂吸收能量
D.在反应历程中,催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能
6.在容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的H2S气体,发生反应2H2S(g)S2(g)+2H2(g) ΔH,平衡时三种组分的物质的量与温度的关系如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.反应2H2S(g)S2(g)+2H2(g)的ΔH<0
B.T1 K时,向X点容器中再充入3 mol H2S和3 mol H2,上述反应平衡不移动
C.X点和Y点气体的压强之比为15∶16
D.T2 K时,若起始时向容器中充入8 mol H2S气体,则平衡时H2S的转化率大于66.7%
7.在一恒容密闭容器中加入等物质的量的A、B,发生如下反应:2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g),平衡常数随温度和压强的变化如表所示:
压强/MPa
平衡常数
温度/℃
1.0
1.5
2.0
300
a
b
16
516
c
64
e
800
160
f
g
下列判断正确的是 ( )
A.g>f
B.ΔH<0
C.2.0 MPa、800 ℃时,A的转化率最小
D.1.5 MPa、300 ℃时,B的转化率为50%
8.温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容条件,已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,测得反应达到平衡时的有关数据如表所示。
容器1
容器2
容器3
反应物投入量
1 mol N2、3 mol H2
2 mol NH3
4 mol NH3
NH3的浓度/ (mol·L-1)
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
吸收c kJ
体系的压强/Pa
p1
p2
p3
反应物的转化率α
α1
α2
α3
下列说法正确的是 ( )
A.a+b=92 B.2c1>c3 C.2p1<p3 D.α1+α3=1
9.N2H4是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L-Ru-NH3]+表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4,其反应机理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配体NH3失去质子能力增强
B.M中Ru的化合价为+3价
C.该过程有非极性键的形成
D.该过程的总反应式:4NH3-2e-N2H4+2N
10.恒压下,向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g),发生如下反应。
主反应:CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g) ΔH1
副反应:CH3OH(g)+CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)+H2O(g) ΔH2
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数δ[如δ(CH3COOH)=]随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.ΔH1<0,ΔH2>0
D.L、M、N三点的平衡常数:K(L)=K(M)>K(N)
第Ⅱ卷 (非选择题 共50分)
二、非选择题:本题共2小题,共50分。
11.(25分)Ⅰ.已知碘的四氯化碳溶液能与K2C2O4溶液发生反应I2+K2C2O42KI+2CO2↑,甲、乙两个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素,设计实验如下方案。
(1)甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体的体积来比较化学反应速率的大小,实验装置如图所示。
实验1.在光亮处将M溶液一次性放入锥形瓶中并不断搅拌,然后关闭活塞。
实验2.用黑纸袋包住锥形瓶后再将M溶液一次性放入锥形瓶中并不断搅拌,然后关闭活塞。
两次实验所用M溶液与N溶液相同。
1 盛装M溶液的仪器名称为 , a的作用是 。
②该实验探究的是 对化学反应速率的影响。
③在反应停止前,相同时间内注射器中所得CO2的体积较多的是 (填“实验1”或“实验2”)。
(2)乙组:通过测定溶液褪色所用时间来比较化学反应速率的大小,实验装置如图所示。
实验时将M溶液和N溶液同时加入三颈烧瓶中,并不断搅拌,M、N的成分以及水浴温度如下表:
序号
M溶液
N溶液
水浴温度
A
含0.01 mol碘的四氯化碳溶液20 mL
20 mL 0.4 mol·L-1的K2C2O4溶液
40 ℃
B
含0.01 mol碘的四氯化碳溶液20 mL
20 mL 0.8 mol·L-1的K2C2O4溶液
40 ℃
C
含0.01 mol碘的四氯化碳溶液20 mL
20 mL 0.8 mol·L-1的K2C2O4溶液
50 ℃
1 该实验探究的是 对化学反应速率的影响。
2 该组同学始终没有观察到实验A的溶液褪色,其原因是 。
Ⅱ.对于恒容密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应是放热反应),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化关系如图所示。
(3)a点时正反应速率 逆反应速率,c点时正反应速率 逆反应速率。(填“>”“<”或“=”)
(4)d点处n(N2) (填“>”“<”或“=”)e点处n(N2),原因是 。
(5)起始时加入氢气的物质的量为 mol。
12.(25分)汽车尾气中的NO和CO在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体。
(1)在100 kPa和指定温度下,由元素最稳定的单质生成1 mol化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知CO(g)、CO2(g)、NO(g)的标准摩尔生成焓分别为-110.5 kJ·mol-1、-393.5 kJ·mol-1、+90.25 kJ·mol-1。写出催化转化器中反应的热化学方程式: 。
(2)向容积相等的M、N两个恒容容器中各充入1 mol CO和1 mol NO气体,分别在恒温和绝热条件下发生上述反应。测得气体压强与时间的关系如图所示。
①在恒温恒容条件下,下列说法表明该反应达到平衡状态的是 。(填选项)
A.混合气体的密度保持不变
B.断裂1 mol N≡N同时形成4 mol CO
C.当c(NO)=c(CO2)时,该反应处于平衡状态
②容器 (填“M”或“N”)在绝热条件下反应。
③气体总物质的量:a (填“>”“<”或“=”)b。
(3)催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(X、Y)进行反应,测量逸出气体中NO含量,从而测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示。
①曲线上a点的脱氮率 (填“>”“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。
②催化剂Y条件下,温度高于650 K时脱氮率随温度升高而下降的原因可能是 。
(4)在压强为p1 kPa的恒压条件下,温度恒为T K的体系中,投料比=1时,CO的平衡转化率为80%,则压强平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
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阶段素养测评卷
1.A [解析] Fe(SCN)3溶液中存在平衡:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入KSCN(s),SCN-浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液颜色加深,能用勒夏特列原理解释,故A正确;容器容积减小,NO2与N2O4浓度都增大,颜色加深,不能用勒夏特列原理解释,故B错误;高锰酸钾(KMnO4)溶液与草酸溶液发生化学反应,生成的Mn2+可加快反应速率,所以化学反应刚开始时缓慢,随后迅速加快,不能用勒夏特列原理解释,故C错误;KOH为可溶性的电解质,在水溶液中完全电离,加水稀释导致溶液体积增大,KOH溶液中c(OH-)减小,不能用勒夏特列原理解释,故D错误。
2.A [解析] 根据ΔG=ΔH-TΔS<0,反应可以自发进行,故某些非自发的反应也能通过改变条件使其成为自发反应,故A错误;反应2NaCl(s)2Na(s)+Cl2(g)是熔融NaCl的电解,属于吸热反应,则ΔH>0,反应后气体分子数增多,是熵增的过程,则ΔS>0,故B正确;根据ΔG=ΔH-TΔS<0的反应可以自发进行,自发进行的化学反应的方向,应由焓变和熵变的复合判据来判断,故C正确;ΔG=ΔH-TΔS<0,常温可以自发进行,该反应ΔS<0,则ΔH<0,故D正确。
3.B [解析] 根据勒夏特列原理,减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,但此反应方程式中反应前后气体的化学计量数之和相等,平衡不移动,故A错误;根据勒夏特列原理,降低温度,平衡向放热反应方向进行,此反应正反应方向为放热反应,平衡向正反应方向移动,可提高氢气在平衡体系中所占的比例,故B正确;催化剂对化学平衡无影响,故C错误;减小CO的浓度,平衡向逆反应方向移动,降低氢气在平衡体系中所占的比例,故D错误。
4.B [解析] 根据方程式知,反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)的Kp=,A错误;升高温度,若Kp增大,则说明平衡正向移动,则该反应为吸热反应,B正确;Kp只与温度有关,则该反应达到平衡状态后,增大压强,平衡向左移动,Kp不变,C错误;反应为倍数关系,K为指数关系,则T ℃时,反应CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+2H2 (g)的平衡常数Kp=,D错误。
5.B [解析] 由图可知CO2和H2转化为产品CH4,还生成水,则总反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O,故A正确;催化剂都有合适的催化温度,在合适的温度时催化效果最好,不一定温度越高催化效果越好,故B错误;化学变化中有化学键的断裂和形成,断键吸收能量,则反应历程中,H—H与CO断裂吸收能量,故C正确;该历程中催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能,故D正确。
6.B [解析] 由图可知,升高温度,平衡时H2S的物质的量减小,H2和S2的物质的量增大,即升高温度,平衡正向移动,则该反应ΔH>0,故A错误。T1 K时,假设起始时n(H2S)=x mol,H2S的转化量为2y mol,列三段式如下:
由题图可知,n(H2S)=n(H2)=2 mol,则x-2y=2,2y=2,解得x=4,y=1,此时α(H2S)=×100%=50%,已知平衡时,n(H2S)=n(H2)=2 mol,n(S2)=1 mol,则c(H2S)= c(H2)=1 mol·L-1,c(S2)=0.5 mol·L-1,K===0.5,向X点容器中再充入3 mol H2S和3 mol H2,Q==0.5=K,平衡不移动,故B正确。根据B项分析可知,T1 K时,X点平衡时气体的总物质的量为5 mol;Y点时n(H2S)=n(S2),设H2S转化量为z mol,则4-z=0.5z,解得z=,平衡时气体总物质的量为 mol,由于X点与Y点温度不同,两点压强之比不等于5∶=15∶16,故C错误。由C选项分析可知,T2 K时,当起始时充入n(H2S)=4 mol时,硫化氢转化率为×100%≈66.7%,若起始时向容器中充入8 mol H2S气体,与原平衡相比,相当于增大了压强,平衡逆向移动,因此平衡时H2S的转化率小于66.7%,故D错误。
7.D [解析] 平衡常数只与温度相关,温度不变,K不变,故g=f=160,故A错误;由表格中的数据可知,平衡常数随温度升高而增大,则正反应为吸热反应,ΔH>0,故B错误;对于吸热反应,温度越高,平衡常数越大,A的转化率越大,故C错误;该反应为反应前后气体分子数不变的反应,恒容即恒压,设开始加入时A、B的物质的量均为a mol,转化量均为x mol,容器容积为V L,则300 ℃达平衡时,A、B的物质的量均为(a-x) mol,D的物质的量为2x mol,则有=16,解得=,故B的转化率为50%,故D正确。
8.A [解析] 容器1投入1 mol N2和3 mol H2,容器2投入2 mol NH3,两个容器中最终达等效平衡,根据盖斯定律,两个容器中的能量变化量之和为92 kJ,即a+b=92,A正确;容器1和容器2等效,所以c1=c2,容器3中充入4 mol NH3,是容器2的2倍,相当于增大压强,平衡正向移动,所以容器3中氨气的浓度大于容器2中氨气浓度的2倍,即2c1<c3,B错误;容器1和容器2等效,p1=p2,容器3中充入4 mol NH3,是容器2的2倍,相当于增大压强,平衡正向移动,所以容器3中压强小于容器2中压强的2倍,即2p1=2p2>p3,C错误;容器1和容器2等效,则α1+α2=1,容器3中充入4 mol NH3,是容器2的2倍,若平衡不移动,α2=α3,由于容器3中相当于容器2增大压强,平衡正向移动,氨的转化率减小,所以α1+α3<1,D错误。
9.B [解析] Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,[L-Ru-NH3]2+中的Ru带有更多的正电荷,其与N原子成键后,Ru吸引电子的能力比Ru(Ⅱ)中强,这种作用使得配体NH3中N—H的极性变强,更容易断裂,因此配体NH3失去质子(H+)的能力增强,A正确;[L-Ru-NH3]+中的Ru为+2价,当其变为 [L-Ru-NH3]2+后,Ru为+3价,2个[L-Ru-NH3]2+失去2个质子后,每个N原子产生了1个孤电子对,Ru仍为+3价,当[L-Ru-NH2]+变为M时,N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给Ru 1个电子,其中Ru变为+2价,M到合成N2H4步骤,Ru保持+2价不变,B不正确;M转变为[L-Ru-NH2-NH2-Ru-L]2+时,有N—N非极性键形成,C正确;从整个过程来看,4个NH3失去了2个电子后生成了1个N2H4和2个N,Ru(Ⅱ)是催化剂,因此,该过程的总反应式为4NH3-2e-N2H4+2N,D正确。
10.D [解析] 图中曲线表示的是两种含碳产物的分布分数,即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3),若投料比x代表,x越大,可看作是CH3OH的量增多,由主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3的分布分数越大,则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3的分布分数,曲线c或曲线d表示CH3COOH的分布分数,据此分析可知A、B均正确,则假设错误,所以投料比x代表,曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH),曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)。根据分析可知,投料比x代表,故A错误。曲线c表示CH3COOCH3的分布分数,故B错误。当同一投料比时,由曲线a和曲线b可知,温度越高则δ(CH3COOH)越大,说明温度升高主反应的平衡正向移动,ΔH1>0;当同一投料比时,由曲线c和曲线d可知,温度越高则δ(CH3COOCH3)越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,ΔH2<0,故C错误。L、M、N三点对应副反应(ΔH2<0),且TN>TM=TL,升高温度平衡逆向移动,K(L)=K(M)>K(N),故D正确。
11.(1)①分液漏斗 平衡气压,减少误差 ②光照 ③实验1
(2)①反应温度和反应物浓度 ②碘单质过量
(3)> > (4)= d点和e点处于同一平衡状态,各组分含量保持不变 (5)1.3
[解析] (1)甲组探究中通过测定单位时间内生成CO2气体的体积来比较化学反应速率。加M溶液时,实验1中锥形瓶在光亮处、实验2中用黑纸袋包住锥形瓶,其余条件全部相同,则甲组探究的是光照对化学反应速率的影响。
①盛装M溶液的仪器名称为分液漏斗;该反应中产生气体,若没有a,则M中的液体有可能因锥形瓶内气压增大而难以顺利滴下,同时加入的M溶液的体积会被作为产生的气体中的一部分被计量、引起误差,故a的作用是平衡气压,减少误差。
②根据分析可知,该实验探究的是光照对化学反应速率的影响。
③实验1在光照下进行、实验2在暗处进行,前者速率大,则在反应停止前,相同时间内注射器中所得CO2的体积较多的是实验1。
(2)乙组实验中通过测定溶液褪色所用时间来比较化学反应速率,则M的浓度、物质的量均相同,A与B相比,K2C2O4浓度不同,A的K2C2O4浓度较小,故A与B实验探究的是反应物浓度对化学反应速率的影响;B与C相比,只有温度不同,B的温度低,则B与C实验探究的是反应温度对化学反应速率的影响。
①据分析,乙组实验探究的是反应温度和反应物浓度对化学反应速率的影响。
②要通过褪色快慢来比较反应速率,实验中碘应该等量且少量,实验A、B、C中,碘均为0.01 mol,K2C2O4分别为0.008 mol、0.016 mol、0.016 mol,由反应I2+K2C2O42KI+2CO2↑可知,实验A中碘过量,则实验过程中该组同学始终没有观察到实验A的溶液褪色。
(3)由图像可知,a点后氨气和氢气物质的量随时间发生变化,说明反应未达平衡,此时氢气物质的量减小,氨气物质的量增加,说明反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率;c点时虽然氨气和氢气物质的量相等,但是c点后仍随时间变化,说明反应仍未达到平衡,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率。
(4)起始量一定,d、e两点后NH3和H2的物质的量不随时间变化而改变,为化学平衡状态,此时氮气物质的量不变,即d点和e点n(N2)相等。
(5)由图可知,达平衡时NH3的物质的量增加0.6 mol,根据化学方程式,H2的物质的量减少0.9 mol,则氢气起始量为0.9 mol+0.4 mol=1.3 mol。
12.(1)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ·mol-1
(2)①B ②M ③<
(3)①< ②温度超过650 K时,催化剂的活性降低,催化效果减弱;升温使该反应平衡逆向移动,脱氮率下降
(4) (kPa)-1
[解析] (1)已知CO(g)、CO2(g)、NO(g)的标准摩尔生成焓分别为-110.5 kJ·mol-1、-393.5 kJ·mol-1、+90.25 kJ·mol-1,则有①C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1=-110.5 kJ·mol-1,②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1,③N2(g)+O2(g)NO(g) ΔH3=+90.25 kJ·mol-1,由盖斯定律,②×2-①×2-③×2可得目标化学方程式,即催化转化器中反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ·mol-1。
(2)①混合气体密度等于气体总质量除以容器容积,气体总质量不变,容器容积不变,密度始终不变,因此混合气体的密度保持不变,不能说明达到平衡状态,故A不符合题意;断裂1 mol N≡N,指逆反应,同时形成4 mol CO,指正反应,此时v正=v逆,可说明达到平衡状态,故B符合题意;当c(NO)=c(CO2)时,不能确定各物质浓度是否再发生变化,不能说明该反应处于平衡状态,故C不符合题意。
②由于该正反应是气体分子数减小的放热反应,因此绝热时,容器内温度升高,压强可能增大,则容器M在绝热条件下反应。
③反应过程中M容器的温度高于N容器,a、b两点时容积、压强相等,则温度高时气体物质的量小,气体总物质的量:a<b。
(3)①该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,由催化剂Y条件下的脱氮率可知,曲线上a点未达到平衡,脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率。
②催化剂Y条件下,温度高于650 K时脱氮率随温度升高而下降的原因可能是温度超过650 K时,催化剂的活性降低,催化效果减弱;升温使该反应平衡逆向移动,脱氮率下降。
(4)在压强为p1 kPa的恒压条件下,温度恒为T K的体系中,投料比=1时,设初始时CO、NO物质的量都为1 mol,CO的平衡转化率为80%,建立三段式:
则Kp== (kPa)-1。
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