精品解析:江西抚州市崇仁县第一中学2026-2027学年高二上学期11月期中考试 化学试题
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内容正文:
2026-2027学年上学期化学学科阶段性作业二
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 S-32
一、单选题(共14道题,每道3分,共42分)
1. 下列图标中,中和反应反应热的测定实验不涉及的是
A. B. C. D.
2. 下列说法正确的是
A. 在101kPa和298K下,甲烷的燃烧热ΔH = - 890.3 kJ·mol-1,则甲烷完全燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH = - 890.3 kJ·mol-1
B. 已知4P(红磷,s)=P4(白磷,s) ΔH = +17 kJ·mol-1 ,则白磷比红磷更稳定
C. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH = - 57.3 kJ·mol-1,则稀盐酸与稀氨水反应的热化学方程式为NH3·H2O(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH = - 57.3 kJ·mol-1
D. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1 = - 57.3 kJ·mol-1,若向1L1mol·L-1NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为ΔH2,则ΔH1>ΔH2
3. 已知: 。若断裂键、键需要吸收的能量分别为、,则断裂键需要吸收的能量为
A. B. C. D.
4. 根据已知条件,对化学反应的判断正确的是
化学反应
已知条件
判断
A
一定条件下反应正向自发进行
B为气体
B
一定为非自发反应
C
一定条件下反应正向自发进行
一定存在
D
高温下反应能自发进行
A. A B. B C. C D. D
5. 对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B. C. D.
6. 已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 氯化铁溶液与足量硫氰化钾溶液充分反应产生沉淀
B. 的溶液中含有阴离子数为
C. 与氧气充分反应后气体分子总数为
D. 与充分反应后分子总数为
7. 已知二氧化氯()为新型绿色消毒剂,沸点为,可溶于水、有毒,浓度较高时易发生爆炸。甲装置中甲醇()与氯酸钠反应产生,碱性条件下与在乙装置制备少量,实验装置如图所示。下列说法正确的是
A. 实验中通入气体稀释,通入速率应尽可能慢
B. 装置甲烧瓶内可能有产生
C. 装置乙中应使用热水浴,以加快反应速率
D. 为配制分液漏斗中的混合液,应将甲醇溶液倒入浓硫酸中搅拌
8. 下图为工业合成氨的流程图,下列有关说法不正确的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B. 液态除可生产化肥外,还可作制冷剂
C. 步骤③④⑤均有利于提高原料的平衡转化率
D. 步骤②中“加压”可以提高原料的转化率
9. 在催化剂或催化剂作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。下列说法正确的是
A. 总反应是放热反应
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 图中的反应有极性键的断裂和非极性键的形成
D. ①转化为②的进程中,决速步骤为
10. T ℃下,在金表面充入N2O,的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关,n为反应级数,可以为正数、负数、0或分数、整数等),不同Au接触面积(S)下,随时间的变化关系如图所示。已知:物质消耗一半所用时间叫“半衰期”。
下列叙述错误的是
A. 根据题意可知,该反应为零级反应
B. 曲线L1和L2对比,其他条件相同,反应速率与催化剂接触面积成正比
C. 曲线L2和L3对比,其他条件相同,起始浓度越大,反应速率越大
D. 其他条件不变,若,初始浓度为,则半衰期为40 min
11. 下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
方案设计
现象
结论
A
平衡后,保持温度不变,减小容器的体积
气体颜色立刻变浅
减小体积后平衡向气体分子数减小的方向移动
B
将一支盛有2 mL
溶液的试管水浴加热片刻,取出置于冷水中
加热,溶液变为黄绿色,置于冷水后溶液由黄绿色变为蓝绿色
C
两支试管中分别盛有1mL 0.01mol/L和1mL 0.05mol/L的酸性高锰酸钾溶液,同时各加入2mL 0.1mol/L的草酸溶液,观察紫色褪去的快慢
装有1 mL 0.05mol/L的酸性高锰酸钾溶液试管中溶液褪色更快
其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率越快
D
将充有气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色逐渐变浅
正反应放热
A. A B. B C. C D. D
12. 在密闭容器中按物质的量之比充入CO和H2,发生反应,测得混合物中的平衡转化率与压强、温度的变化曲线如图所示。其中L(L1、L2)、X代表温度或压强。下列说法正确的是
A. X表示压强
B.
C. 当时,反应达到平衡状态
D. 若A点的压强为,则甲醇分压为
13. 一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:。进料浓度比分别为、、时,HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列有关叙述正确的是
A. 最下方曲线表示进料浓度比为
B. a、b、c三点中a点对应的O2平衡转化率最高
C. d点的平衡常数大于b点
D. 若c点坐标为则d点的平衡常数
14. 活性炭可用于还原防止空气污染,其反应原理为。在密闭容器中和足量炭发生该反应,维持温度不变,反应相同时间,测得不同体积下的转化率,如图所示。下列说法正确的是
A. 图中D点所示条件下,
B. 图中
C. 容器内的压强:
D. 向E点所示体系起始时充入更多,反应足够时间,转化率变大
二、填空题(共4道答题,58分)
15. 顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下图甲中的转化:
该反应的活化能(正)小于(逆)。该反应的速率方程可表示为:和,和在一定温度时为常数,分别称作正,逆反应速率常数。回答下列问题:
(1)顺式的分子式是_______,两种有机物分子的关系是_______,顺式和反式中更稳定的是_______(填顺式,或反式)。
(2)已知:温度下,,,该温度下反应的平衡常数值_______。
(3)温度下,恒容容器中投入顺式进行反应。图乙中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号),平衡常数值_______;温度_______(填“小于”“等于”或“大于”)。
(4)在固定温度下,给出一条提高顺式分子平衡转化率的措施_______。
16. 研究小组利用溶液和硫酸酸化的溶液的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,设计实验如下:
实验序号
实验温度
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间
溶液(含硫酸)
溶液
①
290
2
0.02
4
0.1
0
6
②
2
0.02
3
0.1
8
③
315
2
0.02
0.1
1
回答下列问题:
(1)_______;_______。
(2)通过实验①、②,可探究_______的改变对反应速率的影响。通过实验_______(填实验序号)可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(3)实验过程中,发现反应开始一段时间溶液褪色不明显,不久后迅速褪色。对迅速褪色的猜想如下:
猜想1:可能是反应放热使溶液升温导致。并重复实验②测定溶液温度变化如下
时间
0
2
4
6
8
10
温度
290
291
291
291.5
292
292
结合实验目的与表中数据,溶液迅速褪色与反应放热_______(填有或无)关系。
猜想2:可能是_______的影响。若证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的最佳试剂是_______(填标号)。
A.硫酸钾 B.水 C.二氧化锰 D.硫酸锰
(4)依然利用上述反应,研究其它因素对反应速率的影响时,为了实验能够成功,选用药品体积和浓度时要满足与的比值大于_______。
17. 完成下列问题
(1)、下,(气态)完全燃烧生成二氧化碳和水的反应中,每有个电子转移时,放出的热量,请写出表示燃烧热的热化学方程式:_______。
(2)在的恒容容器中,、按化学计量比投料后进行如下化学反应:,其化学平衡常数,起始压强为。
①在上述条件下,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
A.容器中压强不变 B.转化率达到
C. D.
②下若投入的、都是,反应后达平衡,则内用分压变化量代替浓度表示的反应速率为_______。
③下用分压代替浓度表示的平衡常数_______。
18. 铬铁矿主要成分为,杂质主要为硅和铝的氧化物,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示:
已知:焙烧后的产物是和,硅和铝的氧化物分别转化为和。
(1)工业上通常将铬铁矿粉碎,目的是_______。写出“焙烧”过程中参与的反应中_______。
(2)“水浸”后获得滤渣1的主要成分是,滤液用“调”至溶液呈中性,得到滤渣2,滤渣2的主要成分是_______,“调pH”后滤液显黄色,该滤液中存在的阴离子主要有_______、。
(3)用“酸化”过程中,溶液颜色由黄色逐渐转变为橙红色,参与的离子方程式为_______。
(4)从转化后的溶液中析出晶体的操作为_______。
(5)溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(i)
(ii)
某温度下,溶液中含铬物种的平衡浓度与的关系如图所示。
①平衡常数为,则_______(用、表示)。
②已知,该温度下,的平衡常数_______。
③点时浓度为_______。
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2026-2027学年上学期化学学科阶段性作业二
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 S-32
一、单选题(共14道题,每道3分,共42分)
1. 下列图标中,中和反应反应热的测定实验不涉及的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.该图标为热烫标志,中和反应反应热测定实验不涉及加热过程,所以不涉及该标志,A正确;
B.该图标为通风标志,盐酸易挥发,所以中和反应反应热测定实验涉及该标志,B错误;
C.该图标为护目镜标志,进行化学实验需佩戴护目镜,以保护眼睛,涉及该标志,C错误;
D.该图标为洗手标志,实验结束后,离开实验室前需用肥皂等清洗双手,涉及该标志,D错误;
故选A。
2. 下列说法正确的是
A. 在101kPa和298K下,甲烷的燃烧热ΔH = - 890.3 kJ·mol-1,则甲烷完全燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH = - 890.3 kJ·mol-1
B. 已知4P(红磷,s)=P4(白磷,s) ΔH = +17 kJ·mol-1 ,则白磷比红磷更稳定
C. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH = - 57.3 kJ·mol-1,则稀盐酸与稀氨水反应的热化学方程式为NH3·H2O(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH = - 57.3 kJ·mol-1
D. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1 = - 57.3 kJ·mol-1,若向1L1mol·L-1NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃烧热是 101 kPa、298 K 下 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时的热效应,水应为液态;题给方程式生成的是 H2O(g),与燃烧热定义不符,正确应为 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ⋅mol-1,A错误;
B.4P(红磷,s)=P4(白磷,s) ΔH=+17 kJ⋅mol-1 为吸热过程,说明白磷的能量高于红磷,而能量越低的物质越稳定,故红磷比白磷更稳定,B错误;
C.稀氨水是弱碱,电离时吸热,中和放出的热量小于强酸强碱的中和热 57.3 kJ⋅mol-1,故实际 ΔH 大于 -57.3 kJ⋅mol-1,不可能等于 -57.3 kJ⋅mol-1,C错误;
D.浓硫酸溶于水会放出大量热,向 NaOH 溶液中加入浓硫酸恰好完全反应时,总热效应为中和热与浓硫酸稀释热之和,放出的热量多于 ΔH1,故 ΔH2<ΔH1,即 ΔH1>ΔH2,D正确;
故答案为D。
3. 已知: 。若断裂键、键需要吸收的能量分别为、,则断裂键需要吸收的能量为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】反应热与键能的关系为反应物总键能生成物总键能,设断裂键吸收的能量为,代入,解得,即断裂键需要吸收的能量为,故选A。
4. 根据已知条件,对化学反应的判断正确的是
化学反应
已知条件
判断
A
一定条件下反应正向自发进行
B为气体
B
一定为非自发反应
C
一定条件下反应正向自发进行
一定存在
D
高温下反应能自发进行
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应自发的判据为,该反应,若反应正向自发进行必须满足,热力学温度,故,则B为气体,A正确;
B.该反应,结合,高温条件下可满足,反应可以自发进行,并非一定为非自发反应,B错误;
C.该反应,若(即),低温条件下也可满足实现自发进行,不一定存在,C错误;
D.该反应气体计量数减小,,结合,温度越高越易大于0,故高温下反应不能自发进行,D错误;
故答案选A。
5. 对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】提高反应温度,增大,说明反应的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确,
故选A。
6. 已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 氯化铁溶液与足量硫氰化钾溶液充分反应产生沉淀
B. 的溶液中含有阴离子数为
C. 与氧气充分反应后气体分子总数为
D. 与充分反应后分子总数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.与的反应为可逆反应,无法进行完全,且生成的是可溶性物质,并非沉淀,A错误;
B.溶液中存在平衡,1个转化为2个会使阴离子数目增多,(也会存在水电离出的),因此阴离子总数大于,B错误;
C.与先发生反应,与反应后生成 ,剩余,体系中还存在平衡,会使气体分子总数减少,因此充分反应后气体分子总数小于,C错误;
D.与的反应为,该反应前后气体总分子数不变,无论可逆反应进行的程度如何,体系中总物质的量始终为,因此分子总数为,D正确;
故选D。
7. 已知二氧化氯()为新型绿色消毒剂,沸点为,可溶于水、有毒,浓度较高时易发生爆炸。甲装置中甲醇()与氯酸钠反应产生,碱性条件下与在乙装置制备少量,实验装置如图所示。下列说法正确的是
A. 实验中通入气体稀释,通入速率应尽可能慢
B. 装置甲烧瓶内可能有产生
C. 装置乙中应使用热水浴,以加快反应速率
D. 为配制分液漏斗中的混合液,应将甲醇溶液倒入浓硫酸中搅拌
【答案】B
【解析】
【分析】装置甲是利用与在酸性条件下制备;装置乙是利用与、制备;装置丙的作用是吸收多余的,防止污染空气;
【详解】A.通入的作用是稀释,防止其浓度过高发生爆炸,若通入速率过慢,会导致浓度过高引发危险,且气流过慢无法将生成的顺利带入后续反应装置,A错误;
B.装置甲中在酸性条件下甲醇与转化为,氯元素的化合价降低被还原,作为还原剂,中碳元素为-2价,可被氧化为(其中碳元素为+2价),符合电子守恒关系,因此烧瓶内可能有产生,B正确;
C.已知的沸点为,若装置乙使用热水浴,会使快速挥发脱离反应体系,同时受热易分解,降低原料利用率,因此装置乙应采用冷水浴,C错误;
D.浓硫酸密度远大于甲醇溶液,且二者混合时会释放大量热,若将甲醇溶液倒入浓硫酸中,甲醇浮于浓硫酸表面,放热会导致液体飞溅,正确操作是将浓硫酸缓慢倒入甲醇溶液中并不断搅拌散热,D错误;
故选B。
8. 下图为工业合成氨的流程图,下列有关说法不正确的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B. 液态除可生产化肥外,还可作制冷剂
C. 步骤③④⑤均有利于提高原料的平衡转化率
D. 步骤②中“加压”可以提高原料的转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业合成氨的原料气中含有的含硫化合物、等杂质会使后续催化反应的催化剂失活(即催化剂中毒),步骤①的净化操作可除去这类有害杂质,能够防止催化剂中毒,A正确;
B.液态可用于制备铵态氮肥、硝态氮肥等各类化肥产品,且液氨汽化时会吸收大量热量,可作制冷剂,B正确;
C.步骤③为、催化剂条件下的催化反应,催化剂仅能加快反应速率,不影响化学平衡移动,无法改变平衡转化率;且合成氨正反应为放热反应,的高温会使平衡逆向移动,降低原料的平衡转化率,因此步骤③并不利于提高原料的平衡转化率;步骤④液化分离能提高平衡转化率;步骤⑤和再循环可以提高原料总转化率,不是平衡转化率,C错误;
D.合成氨反应为,正反应方向气体总物质的量减小,步骤②加压会使平衡向正反应方向移动,能够提高原料的转化率,D正确;
故选C。
9. 在催化剂或催化剂作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。下列说法正确的是
A. 总反应是放热反应
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 图中的反应有极性键的断裂和非极性键的形成
D. ①转化为②的进程中,决速步骤为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应进程的相对能量图可知,反应物的相对能量低于生成物的相对能量,总反应为吸热反应,A错误;
B.化学平衡常数仅与温度有关,催化剂不改变反应的始态与终态,不影响平衡常数,两种催化剂作用下总反应的化学平衡常数相同,B错误;
C.反应过程中,丙烷分子内的极性键发生断裂,最终生成时形成非极性键,存在极性键的断裂和非极性键的形成,C正确;
D.反应的决速步骤为活化能最大的基元步骤,对比各步活化能可知,的活化能远大于步骤的活化能,因此决速步骤为,D错误;
故选C。
10. T ℃下,在金表面充入N2O,的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关,n为反应级数,可以为正数、负数、0或分数、整数等),不同Au接触面积(S)下,随时间的变化关系如图所示。已知:物质消耗一半所用时间叫“半衰期”。
下列叙述错误的是
A. 根据题意可知,该反应为零级反应
B. 曲线L1和L2对比,其他条件相同,反应速率与催化剂接触面积成正比
C. 曲线L2和L3对比,其他条件相同,起始浓度越大,反应速率越大
D. 其他条件不变,若,初始浓度为,则半衰期为40 min
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像为直线,说明反应速率为定值,与无关,故反应级数,为零级反应,A正确;
B.曲线对应,速率,曲线对应,速率,接触面积加倍速率加倍,故反应速率与催化剂接触面积成正比,B正确;
C.和接触面积均为,起始浓度为,反应完全,速率,与速率相等,说明反应速率与起始浓度无关,C错误;
D.时反应速率,初始浓度为时,半衰期消耗浓度为,,D正确;
故选C。
11. 下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
方案设计
现象
结论
A
平衡后,保持温度不变,减小容器的体积
气体颜色立刻变浅
减小体积后平衡向气体分子数减小的方向移动
B
将一支盛有2 mL
溶液的试管水浴加热片刻,取出置于冷水中
加热,溶液变为黄绿色,置于冷水后溶液由黄绿色变为蓝绿色
C
两支试管中分别盛有1mL 0.01mol/L和1mL 0.05mol/L的酸性高锰酸钾溶液,同时各加入2mL 0.1mol/L的草酸溶液,观察紫色褪去的快慢
装有1 mL 0.05mol/L的酸性高锰酸钾溶液试管中溶液褪色更快
其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率越快
D
将充有气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色逐渐变浅
正反应放热
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.保持温度不变减小容器体积的瞬间,浓度瞬间增大,气体颜色立刻变深,随后平衡正向移动颜色略变浅,题述现象错误,A错误;
B.为蓝色,为黄色,加热溶液变为黄绿色说明平衡正向移动,降温变回蓝绿色说明平衡逆向移动,升温平衡向吸热方向移动,故正反应,方案、现象和结论均正确,B正确;
C.该实验变量为酸性高锰酸钾溶液的浓度,且的高锰酸钾溶液中物质的量更大,反应消耗所需时间更长,应褪色更慢,题述现象错误,变量设计也不符合单一变量原则,C错误;
D.正反应放热,浸泡在热水中温度升高,平衡逆向移动,浓度增大,气体颜色逐渐变深,题述现象错误,D错误;
故选B。
12. 在密闭容器中按物质的量之比充入CO和H2,发生反应,测得混合物中的平衡转化率与压强、温度的变化曲线如图所示。其中L(L1、L2)、X代表温度或压强。下列说法正确的是
A. X表示压强
B.
C. 当时,反应达到平衡状态
D. 若A点的压强为,则甲醇分压为
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为气体分子数减小的反应,同一温度下增大压强,平衡正向移动,平衡转化率增大。由图可知越大平衡转化率越小,因此表示温度,A错误;
B.由A项分析可知,表示温度,则L(L1、L2)表示压强,相同温度下压强越大,平衡转化率越高,相同时对应转化率更高,故,B错误;
C.反应平衡时正、逆反应速率应满足计量数关系,即,则当时,反应没有达到平衡状态,C错误;
D.设初始投料为、为,A点平衡转化率为,列三段式:,则消耗为,消耗,生成。平衡时总物质的量为,甲醇分压为,D正确;
故选D。
13. 一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:。进料浓度比分别为、、时,HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列有关叙述正确的是
A. 最下方曲线表示进料浓度比为
B. a、b、c三点中a点对应的O2平衡转化率最高
C. d点的平衡常数大于b点
D. 若c点坐标为则d点的平衡常数
【答案】B
【解析】
【分析】相同温度下,进料浓度比越大,HCl相对含量越高、O2相对含量越低,HCl的平衡转化率越低,结合三条曲线的转化率高低,可得最上方的曲线对应进料比,中间曲线对应进料比,最下方的曲线对应进料比。温度升高时,所有曲线的HCl平衡转化率均降低,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,平衡常数随温度升高而减小。
【详解】A.相同温度下进料浓度比越大,HCl平衡转化率越低,最下方曲线转化率最低,对应进料比,A错误;
B.相同温度下,进料浓度比越大,O2的平衡转化率越高;相同投料比时,升高温度使平衡逆向移动,HCl平衡转化率降低,O2的平衡转化率也降低;a点进料比大,所处温度低,对应的O2平衡转化率最高,B正确;
C.平衡常数仅与温度有关,正反应为放热反应,d点温度高于b点,温度升高平衡常数减小,故d点平衡常数小于b点,C错误;
D.c、d温度相同,平衡常数相同,设c点氧气初始浓度为,则初始浓度为,HCl转化率为,则平衡时其浓度为,氧气浓度为,氯气和水的浓度均为,平衡常数,因初始浓度未知,无法得到,D错误;
故选 B。
14. 活性炭可用于还原防止空气污染,其反应原理为。在密闭容器中和足量炭发生该反应,维持温度不变,反应相同时间,测得不同体积下的转化率,如图所示。下列说法正确的是
A. 图中D点所示条件下,
B. 图中
C. 容器内的压强:
D. 向E点所示体系起始时充入更多,反应足够时间,转化率变大
【答案】B
【解析】
【分析】该反应的正反应是气体分子数增多的反应,温度不变时,增大容器体积有利于平衡向正反应方向移动,使的平衡转化率增大。同时,增大容器体积使反应物浓度减小,反应速率减慢。结合上述两方面影响和图中转化率先升高后降低的趋势,E点及其左侧表示已达到平衡时的转化率;E点右侧的体系在规定时间内尚未达到平衡,体积越大,反应进行得越慢,测得的转化率越小。设的转化率为(以小数表示),初始物质的量为,则消耗的物质的量为。根据反应的计量关系,此时、、,气体总物质的量为。
【详解】A.D点位于E点左侧的平衡转化率曲线上,体系已经达到化学平衡。化学平衡时正、逆反应速率相等,即,A错误;
B.D、E两点均已达到平衡,的转化率分别为40%、80%。由初始为1 mol及反应的计量关系可得,D点、、的物质的量依次为0.60 mol、0.20 mol、0.40 mol,E点三者的物质的量依次为0.20 mol、0.40 mol、0.80 mol。活性炭为固体,不列入平衡常数表达式;设容器体积为,则。温度相同,两点的平衡常数相同,因此,整理得,B正确;
C.D、E两点的转化率分别为40%、80%,所以气体总物质的量分别为、。同温下,气体压强与气体总物质的量成正比、与容器体积成反比,而,因此,C错误;
D.在体积为的容器中增大起始的物质的量,可以等效为先将起始的物质的量和容器体积同比例增大,再将体积压缩回。前一步保持起始浓度不变,平衡转化率不变;后一步压缩容器,气体压强增大,平衡向气体分子数减小的逆反应方向移动。因此,反应足够时间后,的转化率减小,D错误;
故选B。
二、填空题(共4道答题,58分)
15. 顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下图甲中的转化:
该反应的活化能(正)小于(逆)。该反应的速率方程可表示为:和,和在一定温度时为常数,分别称作正,逆反应速率常数。回答下列问题:
(1)顺式的分子式是_______,两种有机物分子的关系是_______,顺式和反式中更稳定的是_______(填顺式,或反式)。
(2)已知:温度下,,,该温度下反应的平衡常数值_______。
(3)温度下,恒容容器中投入顺式进行反应。图乙中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号),平衡常数值_______;温度_______(填“小于”“等于”或“大于”)。
(4)在固定温度下,给出一条提高顺式分子平衡转化率的措施_______。
【答案】(1) ①.
②.
顺反异构体(或 立体异构体) ③.
反式 (2)
3 (3) ①.
B ②.
③.
大于 (4)
及时分离出反应体系中的反式异构体
【解析】
【小问1详解】
根据顺-1,2-二甲基环丙烷中、原子的数量可知,其分子式为;两者分子式相同,结构相似,仅空间排列方式不同,互为顺反异构体(属于立体异构体);根据已知信息,该反应的活化能(正)小于(逆),说明该反应为放热反应,因此顺式的能量高于反式,反式更稳定;
【小问2详解】
当反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,即 ;根据速率方程可知,平衡常数 ;
【小问3详解】
反应物浓度越大,反应速率越快,随着反应不断进行,反应物浓度降低,反应速率减小,反应物质量分数曲线的斜率的绝对值会不断减小,因此应为曲线B;
由图可知,平衡时顺式异构体的质量分数为 ,则反式异构体的质量分数为 ;由于两者摩尔质量相等,浓度之比等于质量分数之比,因此平衡常数 ;
反应为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于,说明 温度下平衡常数变小,故 ;
【小问4详解】
在固定温度下,及时分离出反应体系中的反式异构体,可以减小生成物的浓度,可使平衡正向移动,从而提高顺式分子的平衡转化率。
16. 研究小组利用溶液和硫酸酸化的溶液的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,设计实验如下:
实验序号
实验温度
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间
溶液(含硫酸)
溶液
①
290
2
0.02
4
0.1
0
6
②
2
0.02
3
0.1
8
③
315
2
0.02
0.1
1
回答下列问题:
(1)_______;_______。
(2)通过实验①、②,可探究_______的改变对反应速率的影响。通过实验_______(填实验序号)可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(3)实验过程中,发现反应开始一段时间溶液褪色不明显,不久后迅速褪色。对迅速褪色的猜想如下:
猜想1:可能是反应放热使溶液升温导致。并重复实验②测定溶液温度变化如下
时间
0
2
4
6
8
10
温度
290
291
291
291.5
292
292
结合实验目的与表中数据,溶液迅速褪色与反应放热_______(填有或无)关系。
猜想2:可能是_______的影响。若证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的最佳试剂是_______(填标号)。
A.硫酸钾 B.水 C.二氧化锰 D.硫酸锰
(4)依然利用上述反应,研究其它因素对反应速率的影响时,为了实验能够成功,选用药品体积和浓度时要满足与的比值大于_______。
【答案】(1) ①. 1 ②. 3
(2) ①. 反应物浓度 ②. ②、③
(3) ①. 无 ②. 反应产生的的催化作用 ③. D
(4)2.5
【解析】
【分析】该实验利用控制变量法研究了浓度和温度对反应速率的影响,由此解答;
【小问1详解】
探究浓度和温度对反应速率的影响时,需要保证体系的总体积完全一致,实验①总体积为,实验②中总体积也为,因此;实验③总体积也为,因此;
【小问2详解】
实验①和实验②中,浓度不同,因此研究的是反应物浓度的改变对反应速率的影响,并且;要研究温度变化对化学反应速率的影响,需要保证除了温度以外的因素均一致,因此选择实验②和实验③可以研究温度变化对化学反应速率的影响;
【小问3详解】
根据温度变化数据可知,反应过程中溶液的温度变化幅度极小,不足以让反应速率大幅度提升,因此溶液迅速褪色与反应放热无关;
可能是反应产生的起到催化剂的作用,使反应速率大幅度提升;要验证该猜想,需要在反应体系中提前引入,同时为了避免阴离子的干扰,最佳的试剂为(溶液体系中原本存在),故选D;
【小问4详解】
溶液和酸化的溶液反应的离子方程式为,为了能观察到高锰酸钾溶液完全褪色的现象,需要保证过量,需要满足,因此。
17. 完成下列问题
(1)、下,(气态)完全燃烧生成二氧化碳和水的反应中,每有个电子转移时,放出的热量,请写出表示燃烧热的热化学方程式:_______。
(2)在的恒容容器中,、按化学计量比投料后进行如下化学反应:,其化学平衡常数,起始压强为。
①在上述条件下,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
A.容器中压强不变 B.转化率达到
C. D.
②下若投入的、都是,反应后达平衡,则内用分压变化量代替浓度表示的反应速率为_______。
③下用分压代替浓度表示的平衡常数_______。
【答案】(1)
(2) ①. BCD ②. 25/a ③. 1
【解析】
【小问1详解】
乙炔()完全燃烧的化学方程式为:,在此反应中,碳元素化合价从 升高到 ,每个碳原子转移 个电子,每个 分子共转移 个电子,即 乙炔完全燃烧转移 个电子;已知 个电子转移时放出 热量,则 个电子转移(即 乙炔燃烧)时放出的热量为 ,燃烧热 ,因此表示燃烧热的热化学方程式为;
【小问2详解】
① A.反应为气体分子数不变的反应,压强始终保持不变,因此压强不能作为判断依据,A不符合题意;
B.设的初始的物质的量为、的初始的物质的量为,当转化率达到时,转化的为、转化的为、生成的为、生成的为,对于气体分子数不变的反应,反应的,说明此时反应达到平衡,B符合题意;
C. 表示正逆反应速率相等,是化学平衡的本质特征,C 符合题意;
D.由于初始通入的和的物质的量相等,反应过程中始终存在 、 ,当时,,说明此时反应达到平衡,D符合题意;
故选BCD;
② 由于反应前后气体分子数不变,起始总压为 ,且按化学计量比 投料,则起始 ,,设平衡时 分压的变化量为 :代入平衡常数表达式 ,解得 ,用分压变化量表示的反应速率为 ;
③ 对于气体分子数不变的反应,分压平衡常数 在数值上等于浓度平衡常数 ,因此 。
18. 铬铁矿主要成分为,杂质主要为硅和铝的氧化物,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示:
已知:焙烧后的产物是和,硅和铝的氧化物分别转化为和。
(1)工业上通常将铬铁矿粉碎,目的是_______。写出“焙烧”过程中参与的反应中_______。
(2)“水浸”后获得滤渣1的主要成分是,滤液用“调”至溶液呈中性,得到滤渣2,滤渣2的主要成分是_______,“调pH”后滤液显黄色,该滤液中存在的阴离子主要有_______、。
(3)用“酸化”过程中,溶液颜色由黄色逐渐转变为橙红色,参与的离子方程式为_______。
(4)从转化后的溶液中析出晶体的操作为_______。
(5)溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(i)
(ii)
某温度下,溶液中含铬物种的平衡浓度与的关系如图所示。
①平衡常数为,则_______(用、表示)。
②已知,该温度下,的平衡常数_______。
③点时浓度为_______。
【答案】(1) ①. 增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料转化率 ②.
(2) ①. 、 ②.
(3)
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(5) ①. ②. ③.
【解析】
【分析】铬铁矿主要成分为,杂质主要为硅和铝的氧化物,加入,通入焙烧后,转化为和,硅和铝的氧化物分别转化为和;水浸后转化为沉淀除去;加入“调”至溶液呈中性,转化为沉淀,转化为沉淀,滤渣2为、,滤液显黄色,说明滤液中主要为和;向滤液中加入酸化,转化为,加入将转化为溶解度更小的,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体,由此解答;
【小问1详解】
将铬铁矿粉碎的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料转化率;
与和反应生成和,化学方程式为,因此;
【小问2详解】
由分析可知,滤渣2为、;滤液中存在的阴离子主要有和;
【小问3详解】
由分析可知,加入酸化,转化为,因此离子方程式为;
【小问4详解】
转化后的溶液中主要为,需要蒸发浓缩为饱和或过饱和溶液后,冷却结晶析出晶体,再进行过滤、洗涤、干燥得到晶体;
【小问5详解】
①为反应(i)+反应(ii),方程式相加时,平衡常数相乘、方程式乘以的系数,平衡常数取幂指数,因此该反应的平衡常数;
②选取A点数据,此时,溶液中,根据可知,此时溶液中,的平衡常数;
③根据铬元素守恒可知,初始中铬元素浓度为,溶液中存在,根据图像可知,B点时,,代入可知。
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