精品解析:安徽合肥市第六中学2026-2027学年高二上学期期中检测 化学试卷
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内容正文:
合肥六中2026-2027学年上学期高二期中检测
化学
(时间:75分钟;分值:100分)
一、单选题:共14小题,每小题3分,共42分。
1. 向一定浓度的溶液中通入,存在化学平衡、和。平衡时分布系数与的关系如下图所示(其中代表或比如的分布系数,c(总)。下列说法错误的是
A. 曲线I代表,曲线代表
B. 反应的平衡常数的值为
C. 时,
D. 时,
2. 在温度一定的条件下,N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中反应并达到平衡时,混合气体的平均摩尔质量为M g/mol,N2与NH3的浓度均为c mol·L−1。若将容器的体积压缩为原来的,当达到新的平衡时,下列说法中不正确的是 ( )
A. 新的平衡体系中,N2的浓度小于2c mol·L−1大于c mol·L−1
B. 新的平衡体系中,NH3的浓度小于2c mol·L−1大于cmol·L−1
C. 新的平衡体系中,混合体的平均摩尔质量大于M g/mol
D. 新的平衡体系中,气体密度是原平衡体系的2倍
3. 我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程,该历程示意如下。则下列说法不正确的是
A. 在和反应生成的总反应中,原子利用率为100%
B. 过程中,形成的键只有非极性共价键
C. 过程中,有极性共价键发生断裂
D. ①→②过程形成了键
4. 在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应:。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列说法正确的是
A.
B.
C. 温度不变,压强增大,Y的质量分数增大
D. 体积不变,温度升高,平衡向正反应方向移动
5. 在一密闭容器中充入1molH2和1molBr2,并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g)达到化学平衡状态后进行如下操作,有关叙述错误的是
A. 保持容器容积不变,向其中加入1molH2,正反应速率增大,但H2的转化率比原平衡低
B. 保持容器容积不变,向其中加入1molHe,不改变各物质的浓度,化学反应速率不变,平衡不移动
C. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1molHe,反应物浓度下降,化学反应速率减慢,平衡逆向移动
D. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2和1molBr2,平衡正向移动,但H2最终的转化率与原平衡一样
6. 下列根据实验操作和现象所得出的结论不正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向NaHS溶液中滴入酚酞
溶液变红色
HS-水解程度大于电离程度
B
向浓度均为0.1mol/L的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水
出现蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
C
向Na2CO3溶液中加入浓盐酸,将产生的气体通入硅酸钠溶液中
产生白色浑浊
酸性:盐酸>碳酸>硅酸
D
向盛有KI3溶液的两试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液
前者溶液变蓝色,后者有黄色沉淀
KI3溶液中存在II2+I−平衡
A. A B. B C. C D. D
7. 将一定量的固体置于恒容密闭真空容器中(固体试样的体积忽略不计),使其在50℃的恒温条件下分解:。实验测得该体系的压强如表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
压强/kPa
0
0.66
1.28
1.78
2.20
2.50
2.50
2.50
已知:为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。
下列有关说法正确的是
A. 当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化时,反应达到平衡
B. 0~10 min,用H2S的压强变化表示该反应的平均反应速率为
C. 50℃时,的分解反应的压强平衡常数
D. 50℃时,若在65 min时将容器的容积压缩至原来的,再次达到平衡时,体系的压强大于2.50 kPa
8. 现有反应,在四个恒容密闭容器中按下表充入气体进行反应,容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是
容器
容积/L
起始物质的量/
Ⅰ
0.1
0
0
Ⅱ
1.0
0.1
0
0
Ⅲ
0.1
0
0
Ⅳ
1.0
0.06
0.06
0.04
A. 该反应的正反应放热
B. 相同温度下,起始反应速率:
C. 图中A、B、C三点处,三个容器内的压强:
D. Ⅳ在进行反应,其起始速率:
9. 利用催化加氢合成乙烯可实现的综合利用。反应方程式为,在一定压强下,按投料反应。平衡时四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。下列有关说法错误的是
A. 该反应为放热反应 B. A点时
C. 曲线a、b分别表示、 D. 同一温度下与的转化率始终相等
10. 催化加氢制甲醇主要反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
压强分别为、时,将的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中或的平衡选择性如图所示。((或)的平衡选择性)
下列说法正确的是
A. 曲线①、②表示的是平衡选择性
B. 曲线①、②表示的压强:
C. 随温度升高,的平衡转化率受压强影响减小
D. 相同温度下,压强分别为、时,反应Ⅰ的平衡常数
11. 某小组进行“反应物浓度对反应速率影响”实验研究。分别取不同浓度的葡萄糖溶液和溶液于试管中,再依次向试管中滴加酸性溶液,通过色度计监测溶液透光率随时间的变化关系。实验结果如图所示。
已知:(1)溶液透光率与溶液中显色微粒的浓度成反比。
(2)酸性溶液与溶液反应时,某种历程可表示如图。
下列说法中不合理的是
A. 从图1可知,该实验条件下,葡萄糖溶液浓度越大,反应速率越大
B. 理论上,和的反应中参与反应的
C. 图2中曲线甲反应速率加快的原因可能与反应生成有催化作用的物质有关
D. 图2中溶液浓度不同时,数据呈现的原因是:随浓度增大,反应历程中①、②、③、④速率均减小
12. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
13. 下列实验方案能达到实验目的的是
A. 甲装置可制取NaHCO3
B. 乙装置可验证金属性:Zn>Fe
C. 丙装置可检验乙醇消去产物中的乙烯
D. 丁装置可探究压强对平衡的影响
14. 中国从人工合成淀粉被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术,合成步骤由60多步缩减到11步,突破了自然界淀粉合成的复杂调控障碍。其中加氢的主要反应如下。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
向密闭容器中通入的混合气体,在不同压强(、)、不同温度下,平衡体系中的转化率、和CO的选择性随温度的变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 压强:
B. 曲线①、⑤分别表示平衡体系中的选择性和的转化率
C. 235℃时,m点体系中
D. 随着温度升高,与的平衡转化率之比先减小后增大
二、综合题。
15. 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。近年来催化重整制氢是氢能源获取的重要途径,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
甲烷水蒸气重整过程中自由能(,设和不随温度变化)随温度变化趋势如图1所示:
(1)反应Ⅱ焓变的符号:_____________0(填“”或“”),理由是_____________________。
(2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后,下列说法正确的是 。
A. 及时分离出二氧化碳,可以使得反应Ⅰ的正反应速率增大
B. 降低温度,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅲ正向移动
C. 加入反应Ⅲ的催化剂,可以降低该反应的活化能和反应热
D. 增大水蒸气的浓度,有利于提高甲烷的平衡转化率
(3)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入和,起始时和的分压分别为,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。反应进行时达到平衡状态,此时的分压分别为。
①的平衡分压为_________________(用含,的代数式表示,下同)。
②反应Ⅰ的_________________(用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
(4),利用与的相互转化实现的储存与释放,其释放的一种机理如图-1所示,该过程中使用的复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图-2所示。
①写出释氢反应的离子方程式:_________________________________。
②根据元素电负性的变化规律,步骤Ⅰ、Ⅱ可以描述为_________________。
16. 工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图2表示反应中的能量变化;图1表示一定温度下,在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。
请回答下列问题:
(1)在“图2”中,曲线__(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;没有使用催化剂时,在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g)的△H=_________。
(2)从反应开始到建立平衡,v(CO)=_______;达到平衡时,c(H2)=_____,该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为_____________。达到平衡后若保持其它条件不变,将容器体积压缩为0.5L,则平衡__________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)恒容条件下,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有___________.
a.升高温度 b.充入He气 c.再充入2molH2 d.使用催化剂.
(4)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g);ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式________________。
17. 25℃时,硫氢化钾溶液里存在下列平衡:
a.HS-+H2OOH-+H2S b.HS-H++S2-
(1)平衡a是_________平衡;平衡b是_________平衡。(填“电离”或“水解”)
(2)向KHS溶液中加入氢氧化钠固体时,c(S2-)将_________(填“增大”“城小”或“不变”。下同);向KHS溶液中通入HCl 时,c(HS-)将_________。
(3)向KHS溶液中加入硫酸铜溶液时,有黑色沉淀(CuS)产生,则平衡a_________(填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动,平衡b_________移动;溶液的pH_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
18. 含铁化合物是重要的基础材料。
请回答:
(1)已知: ,。。当时,正反应是自发的,此时的逆转温度为___________K。
(2)高炉炼铁中发生的基本反应之一为:
①在1100℃时,K=0.263,若此时测得高炉中,,判断反应速率(正)___________(逆),理由是___________。
②下列说法不正确的是___________。
A.须采用高温高压的反应条件使FeO还原为
B.粉碎FeO能增大接触面积从而提高反应速率
C.平衡时提高CO气体的分压有利于提高Fe的产量
D.加入CaCO3(s)后因分解产生CO2必使平衡逆向移动
③高炉炉体结构如图1所示,以铁矿石、焦炭、石灰石和空气为原料,由图2推测炉腹中发生的主要反应是___________(选填:a、b、c、d)。
④若将体积比为1:1的CO和H2混合煤气通入进风口,测得不同温度下FeO还原到后,还原剂剩余的物质的量n值如下:
还原剂
600℃
700℃
800℃
900℃
1000℃
1100℃
1200℃
H2
4.18
3.34
2.94
2.60
2.32
2.30
2.25
CO
1.66
2.50
2.90
3.24
3.52
3.54
3.59
请结合表格中的数据说明CO和H2分别还原FeO的倾向性大小是___________。
(3)一定条件下,FeCl2或FeCl3都可以催化分解H2O2。总反应都是。请写出用FeCl3催化的离子方程式。①___________;②___________。
19. 在化学反应的研究和实际应用中,人们还要关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率。请回答下列问题。
(1)在一定温度下,2L体积不变密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图:
①t1时刻,正、逆反应速率大小_______(填“>”“=”或“<”)。
②若t3=5,计算反应开始至t3时刻用N的浓度变化表示的平均反应速率为_______。
③如果升高温度,则_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在2L密闭容器内,800℃时仅发生反应,体系中开始仅含有NO和,n(NO)随时间的变化如下表所示:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①2s时,生成的物质的量为_______mol,在第4s时,NO的转化率为_______。
②已知图中曲线分别代表NO、、浓度变化曲线,则无关曲线为_______(填字母)。
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.容器内同时存在NO、,和
b.混合气体颜色不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.容器内密度保持不变
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合肥六中2026-2027学年上学期高二期中检测
化学
(时间:75分钟;分值:100分)
一、单选题:共14小题,每小题3分,共42分。
1. 向一定浓度的溶液中通入,存在化学平衡、和。平衡时分布系数与的关系如下图所示(其中代表或比如的分布系数,c(总)。下列说法错误的是
A. 曲线I代表,曲线代表
B. 反应的平衡常数的值为
C. 时,
D. 时,
【答案】D
【解析】
【分析】根据信息可知,Ⅰ表示、Ⅱ表示、Ⅲ、Ⅳ表示、Ⅴ表示,以此解题。
【详解】A.由分析可知,曲线I代表,曲线代表,A正确;
B.结合图中信息可知,的,的,的,B正确;
C.由图可知,当横坐标为-2时,,C正确;
D.根据电荷守恒可知,,由图可知,时,,则此时,D错误;
故选D。
2. 在温度一定的条件下,N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中反应并达到平衡时,混合气体的平均摩尔质量为M g/mol,N2与NH3的浓度均为c mol·L−1。若将容器的体积压缩为原来的,当达到新的平衡时,下列说法中不正确的是 ( )
A. 新的平衡体系中,N2的浓度小于2c mol·L−1大于c mol·L−1
B. 新的平衡体系中,NH3的浓度小于2c mol·L−1大于cmol·L−1
C. 新的平衡体系中,混合体的平均摩尔质量大于M g/mol
D. 新的平衡体系中,气体密度是原平衡体系的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A.将容器的体积压缩为原来的,若平衡不移动,则N2 的浓度均为2c mol·L−1;事实上将容器的体积压缩为原来的时,压强增大,平衡右移,N2的浓度小于2c mol·L−1,又根据勒夏特列原理,新的平衡体系中,N2的浓度应大于c mol·L−1,A正确;
B.将容器的体积压缩为原来的,若平衡不移动,则NH3的浓度均为2c mol·L−1;事实上将容器的体积压缩为原来的时,压强增大,平衡右移,使NH3的浓度大于2c mol·L−1,B错误;
C.平均摩尔质量=,将容器的体积压缩为原来的,若平衡不移动,则不变,事实上将容器的体积压缩为原来的时,压强增大,平衡右移,气体的物质的量减少,增大,故C正确;
D.由于气体的质量不变而容器的体积为原来的,故气体密度为原来的2倍,故D正确;
答案选B。
3. 我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程,该历程示意如下。则下列说法不正确的是
A. 在和反应生成的总反应中,原子利用率为100%
B. 过程中,形成的键只有非极性共价键
C. 过程中,有极性共价键发生断裂
D. ①→②过程形成了键
【答案】B
【解析】
【详解】A.和反应生成的化学方程式为:,该反应的原子利用率为100%,A正确;
B.整个反应中,还形成了极性共价键,B错误;
C.中含有四个化学键,中只含有三个化学键,因此的转化过程中,有化学键发生断裂,属于极性共价键,C正确;
D.①→②的反应中,反应物中不含有化学键,而生成物中含有化学键,因此①→②过程中形成了化学键,D正确;
故选B。
4. 在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应:。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列说法正确的是
A.
B.
C. 温度不变,压强增大,Y的质量分数增大
D. 体积不变,温度升高,平衡向正反应方向移动
【答案】D
【解析】
【分析】根据题目信息可得,在温度相同的条件下,当体积扩大到原来的两倍时,Y的浓度降低的倍数小于2,所以可确定增大体积,平衡正向移动,根据平衡移动原理,增大体积,平衡向体积增大的方向移动,当体积相同时,温度升高,Y的浓度增大,即平衡正向移动,所以此反应的正向为吸热反应。
【详解】A.在温度相同的条件下,当体积扩大到原来的两倍时,Y的浓度降低的倍数小于2,所以可确定增大体积,平衡正向移动,则有,A错误;
B.当体积相同时,温度升高,Y的浓度增大,即平衡正向移动,所以此反应的正向为吸热反应,则Q>0,B错误;
C.温度不变,压强增大,平衡向逆反应方向移动,则Y的质量分数减少,C错误;
D.反应的正向为吸热反应,体积不变,温度升高,平衡正向移动,D正确;
故选D。
5. 在一密闭容器中充入1molH2和1molBr2,并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g)达到化学平衡状态后进行如下操作,有关叙述错误的是
A. 保持容器容积不变,向其中加入1molH2,正反应速率增大,但H2的转化率比原平衡低
B. 保持容器容积不变,向其中加入1molHe,不改变各物质的浓度,化学反应速率不变,平衡不移动
C. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1molHe,反应物浓度下降,化学反应速率减慢,平衡逆向移动
D. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2和1molBr2,平衡正向移动,但H2最终的转化率与原平衡一样
【答案】C
【解析】
【详解】A.保持容器容积不变,向其中加入1molH2,即增大反应物H2的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,Br2的转化率增大,但H2的转化率比原平衡低,A正确;
B.保持容器容积不变,向其中加入1molHe,由于各物质的浓度不变,则化学反应速率不变,正、逆反应速率仍相等,平衡不移动,B正确;
C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1molHe,容器的容积增大,各物质的浓度下降,化学反应速率减慢,由于该反应是气体分子数不变的反应,故平衡不移动,C错误;
D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2和1molBr2,平衡正向移动,由于该反应是气体分子数不变的反应,则新平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡对应相等,H2最终的转化率与原平衡一样,D正确;
答案选C。
6. 下列根据实验操作和现象所得出的结论不正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向NaHS溶液中滴入酚酞
溶液变红色
HS-水解程度大于电离程度
B
向浓度均为0.1mol/L的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水
出现蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
C
向Na2CO3溶液中加入浓盐酸,将产生的气体通入硅酸钠溶液中
产生白色浑浊
酸性:盐酸>碳酸>硅酸
D
向盛有KI3溶液的两试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液
前者溶液变蓝色,后者有黄色沉淀
KI3溶液中存在II2+I−平衡
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. NaHS溶液中存在平衡:HS-+H2OH2S+OH-,HS-H++S2-,向NaHS溶液中滴入酚酞,溶液变红色,溶液呈碱性,说明HS-水解程度大于电离程度,实验目的和结论一致,A项正确;
B. 溶度积小的先生成沉淀,向浓度为0.1mol•L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水先出现蓝色沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]较小,B项正确;
C. 浓盐酸具有挥发生,反应产生的二氧化碳中含有氯化氢气体,干扰二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸,无法证明碳酸酸性强于硅酸,C项错误;
D. 向盛有KI3溶液的两试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝色,说明溶液中含有碘,后者有黄色沉淀,说明溶液中含有碘离子,原来的溶液是KI3溶液,由现象可知,KI3溶液中存在I3-I2+I-平衡,D项正确;
答案选C。
7. 将一定量的固体置于恒容密闭真空容器中(固体试样的体积忽略不计),使其在50℃的恒温条件下分解:。实验测得该体系的压强如表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
压强/kPa
0
0.66
1.28
1.78
2.20
2.50
2.50
2.50
已知:为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。
下列有关说法正确的是
A. 当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化时,反应达到平衡
B. 0~10 min,用H2S的压强变化表示该反应的平均反应速率为
C. 50℃时,的分解反应的压强平衡常数
D. 50℃时,若在65 min时将容器的容积压缩至原来的,再次达到平衡时,体系的压强大于2.50 kPa
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应的平均摩尔质量为= ,与反应平衡无关,项错误;
B.该时间内压强变化了0.66kPa,又NH3和H2S物质的量之比为1:1,则平均速率为,B项错误;
C.50min时反应达到平衡,体系压强为2.5 kPa,同时两物质的物质的量分数均为,则Kp= ,C项正确;
D.由于体系温度不变,Kp不变。则Kp= 得出P总=2.5 kPa,D项错误;
故选C。
8. 现有反应,在四个恒容密闭容器中按下表充入气体进行反应,容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是
容器
容积/L
起始物质的量/
Ⅰ
0.1
0
0
Ⅱ
1.0
0.1
0
0
Ⅲ
0.1
0
0
Ⅳ
1.0
0.06
0.06
0.04
A. 该反应的正反应放热
B. 相同温度下,起始反应速率:
C. 图中A、B、C三点处,三个容器内的压强:
D. Ⅳ在进行反应,其起始速率:
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,随着温度的升高,N2O的平衡转化率增大,故升温平衡正向移动,反应为吸热反应,A错误;
B.从图中可以看出,相同温度下N2O的平衡转化率:I>Ⅱ>Ⅲ,三者的起始投料量相同,该反应为气体分子数增多的反应,压强减小,平衡正向移动,N2O的转化率增大,故压强pI<pII<pIII,故容器体积V1>1>V3,温度相同时,容器体积越大,反应物浓度越低,起始的反应速率越低,故起始反应速率:,B错误;
C.从图中可以看出,A、B、C三点N2O的转化率相同,容器中各物质的物质的量均相同,由B中分析可知,V1>1>V3,且A、B、C三点中C点对应的温度最高,故压强:,C正确;
D.Ⅳ中,平衡常数只与温度有关,如图,470℃时,Ⅱ的N2O的转化率为60%,可列出三段式:
,,Qc<K,故平衡正向移动,,D错误;
答案选C。
9. 利用催化加氢合成乙烯可实现的综合利用。反应方程式为,在一定压强下,按投料反应。平衡时四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。下列有关说法错误的是
A. 该反应为放热反应 B. A点时
C. 曲线a、b分别表示、 D. 同一温度下与的转化率始终相等
【答案】B
【解析】
【分析】投料时,与的物质的量之比为1∶3,等于方程式计量系数比,可知同一温度下与的转化率始终相等,且二者平衡时物质的量分数之比等于1∶3,即a为,c为。由与的计量系数比可知b为,d为,据此分析解答。
【详解】A.a为,c为,二者是随温度升高,物质的量分数是逐渐增大的,则该反应是放热反应,故A正确;
B.A点处在曲线上,此时反应是平衡状态,,故B错误;
C.经分析,曲线a、b分别表示、,故C正确;
D.投料时,与的物质的量之比为1∶3,等于方程式计量系数比,可知同一温度下与的转化率始终相等,故D正确;
答案B。
10. 催化加氢制甲醇主要反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
压强分别为、时,将的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中或的平衡选择性如图所示。((或)的平衡选择性)
下列说法正确的是
A. 曲线①、②表示的是平衡选择性
B. 曲线①、②表示的压强:
C. 随温度升高,的平衡转化率受压强影响减小
D. 相同温度下,压强分别为、时,反应Ⅰ的平衡常数
【答案】C
【解析】
【分析】只看一条曲线,可知该物质的平衡选择性随温度升高而升高,反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,反应Ⅱ为吸热反应,升温平衡正向移动。故升温CO的平衡选择性增大,符合图象。
【详解】A.由上述分析可知,图中表示的是CO的平衡选择性,A错误;
B.同一温度下,压强由P1变为P2,CO的平衡选择性增大。根据反应可知,降压反应Ⅰ逆向移动,从而导致反应Ⅱ正向移动, CO的平衡选择性增大,故P1>P2,B错误;
C.随温度升高,CO的平衡选择性接近100%,可知升温后主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ的平衡移动与压强无关,故随温度升高,的平衡转化率受压强影响减小,C正确;
D.平衡常数只与温度有关,温度相同平衡常数相同,D错误;
故选C。
11. 某小组进行“反应物浓度对反应速率影响”实验研究。分别取不同浓度的葡萄糖溶液和溶液于试管中,再依次向试管中滴加酸性溶液,通过色度计监测溶液透光率随时间的变化关系。实验结果如图所示。
已知:(1)溶液透光率与溶液中显色微粒的浓度成反比。
(2)酸性溶液与溶液反应时,某种历程可表示如图。
下列说法中不合理的是
A. 从图1可知,该实验条件下,葡萄糖溶液浓度越大,反应速率越大
B. 理论上,和的反应中参与反应的
C. 图2中曲线甲反应速率加快的原因可能与反应生成有催化作用的物质有关
D. 图2中溶液浓度不同时,数据呈现的原因是:随浓度增大,反应历程中①、②、③、④速率均减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图1,葡萄糖浓度越大,透光率上升越快,由已知(1),即高锰酸根浓度下降越快,故反应速率越大,A正确;
B.高锰酸钾氧化草酸,生成二价锰离子和二氧化碳,锰化合价从+7变为+2,得5个电子,碳化合价+3变为+4,1个草酸分子失2个电子,根据氧化还原反应得失电子守恒,KMnO4和H2C2O4的反应中参与反应的n(KMnO4):n(H2C2O4)=2:5,B正确;
C.由历程图,Mn2+可以作为高锰酸钾和草酸反应的催化剂,故图2中曲线甲反应速率加快的原因可能与反应生成Mn2+有催化作用有关,C正确;
D.随H2C2O4浓度增大,草酸根浓度增大,反应历程①中,草酸根是反应物,随浓度增大,历程①速率是增大的,故D错误;
本题选D。
12. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
【答案】B
【解析】
【分析】某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B),其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响,浓度变化,k不变。由第二组数据和第四组数据,可知n=0;由第一组数据,第二组数据,两式相比得到m=1;将n=0,m=1代入得到k=6.4×10-3min-1;故速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B)。
【详解】A.由上速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B),代入第三组数据,,则v1=6.4;第六组数据中,则,则c1=0.75,A正确;
B.根据以上分析可知,该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1,B错误;
C.根据题给信息,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为 。若从开始到反应了50%,则需要时间,从50%反应到25%,则需要时间,则反应掉75%的A看成是经历两次半衰期,所需时间是,C正确;
D.已知,k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响;升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快,D正确。
故选B。
13. 下列实验方案能达到实验目的的是
A. 甲装置可制取NaHCO3
B. 乙装置可验证金属性:Zn>Fe
C. 丙装置可检验乙醇消去产物中的乙烯
D. 丁装置可探究压强对平衡的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A.NH3在水中的溶解度大,而CO2的溶解度较小,实验过程中为保证CO2被充分吸收,应先向饱和食盐水中通NH3一段时间后再通CO2,A错误;
B.该装置构成原电池,锌作负极,铁作正极。若铁钉周围溶液变红,说明铁钉处发生氧气还原反应生成,酚酞变红;若没有蓝色沉淀生成,说明铁钉没有被腐蚀,即Fe没有失电子生成。这些现象均说明锌比铁活泼,即金属性Zn>Fe,B正确;
C.乙醇易挥发,所以生成的乙烯中含有乙醇,还可能含有SO2,乙醇、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰乙烯和酸性高锰酸钾溶液的反应,所以不能达到实验目的,C错误;
D.氢气与碘蒸气反应前后气体分子数不变,压强对化学平衡无影响,故不能探究压强对化学平衡移动的影响,D错误;
故选B。
14. 中国从人工合成淀粉被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术,合成步骤由60多步缩减到11步,突破了自然界淀粉合成的复杂调控障碍。其中加氢的主要反应如下。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
向密闭容器中通入的混合气体,在不同压强(、)、不同温度下,平衡体系中的转化率、和CO的选择性随温度的变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 压强:
B. 曲线①、⑤分别表示平衡体系中的选择性和的转化率
C. 235℃时,m点体系中
D. 随着温度升高,与的平衡转化率之比先减小后增大
【答案】D
【解析】
【分析】反应I为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇的选择性减小,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的选择性增大,则曲线①、②表示甲醇的选择性,曲线③、④表示一氧化碳的选择性,曲线⑤表示二氧化碳的转化率。
【详解】A.由分析可知,曲线①、②表示甲醇的选择性,反应Ⅰ为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的选择性增大,由图可知,p1条件下甲醇的选择性大于p2条件下甲醇的选择性,则压强p1大于p2,故A正确;
B.由分析知,曲线①、⑤分别表示平衡体系中CH3OH的选择性和CO2的转化率,故B正确;
C.235℃时,甲醇和一氧化碳选择性相同,两个反应分别生成甲醇和一氧化碳的量相同,故m点体系中n(CH3OH)=n(CO),C正确;
D.随着温度升高,反应i放热会逆向移动,反应ii吸热会正向移动,反应ii中二氧化碳和氢气反应比是1:1,氢气消耗少于反应i,故反应ii进行程度越大,氢气转化率越低且二氧化碳转化率越高,故CO2与H2的平衡转化率之比增大,故D错误;
故选D。
二、综合题。
15. 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。近年来催化重整制氢是氢能源获取的重要途径,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
甲烷水蒸气重整过程中自由能(,设和不随温度变化)随温度变化趋势如图1所示:
(1)反应Ⅱ焓变的符号:_____________0(填“”或“”),理由是_____________________。
(2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后,下列说法正确的是 。
A. 及时分离出二氧化碳,可以使得反应Ⅰ的正反应速率增大
B. 降低温度,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅲ正向移动
C. 加入反应Ⅲ的催化剂,可以降低该反应的活化能和反应热
D. 增大水蒸气的浓度,有利于提高甲烷的平衡转化率
(3)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入和,起始时和的分压分别为,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。反应进行时达到平衡状态,此时的分压分别为。
①的平衡分压为_________________(用含,的代数式表示,下同)。
②反应Ⅰ的_________________(用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
(4),利用与的相互转化实现的储存与释放,其释放的一种机理如图-1所示,该过程中使用的复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图-2所示。
①写出释氢反应的离子方程式:_________________________________。
②根据元素电负性的变化规律,步骤Ⅰ、Ⅱ可以描述为_________________。
【答案】(1) ①. ②. 反应Ⅱ低温不能自发进行,高温才能自发进行,反应Ⅱ为熵增的反应,根据可知 (2)BD
(3) ①. 6-a-2b ②.
(4) ①. ②. 甲酸根中的碳氧双键中的氧与带正电的成键;水中带负电的氧与甲酸根中带正电的碳结合(或成键)
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知,反应Ⅱ约在不能自发进行,即低温不可自发进行,高温才能自发进行,反应Ⅱ为熵增的反应,依据自由能的公式,推出,故答案为:;反应Ⅱ低温不能自发进行,高温才能自发进行,反应Ⅱ为熵增的反应,根据可知;
【小问2详解】
A.及时分离出二氧化碳,物质浓度降低,最终反应Ⅰ的正反应速率降低,A错误;
B.根据图像可知,反应Ⅰ在低温下不能自发进行,高温下能自发进行,反应Ⅰ为熵增,依据自由能的公式,推出,反应Ⅲ低温可自发进行,反应Ⅲ为熵不变的反应,可推知,由于降低温度平衡向放热方向移动,因此反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅲ正向移动,故B正确;
C.加入反应Ⅲ的催化剂,可以降低该反应的活化能,但不能改变反应热,C错误;
D.增大水蒸气的浓度,平衡正向移动,有利于提高甲烷的平衡转化率,故D正确;
故答案选BD。
【小问3详解】
恒温恒容条件下,气体的压强与物质的量成正比。起始时CH4和H2O(g)的分压分别为2MPa、6MPa,由题意可知CH4和H2O(g)反应,所得混合物中含有CH4、H2O、CO、CO2、H2,其中CO、CO2分压分别为aMPa、bMPa、根据碳原子守恒,反应后CH4平衡分压为(2-a-b)MPa,根据氧原子守恒,H2O平衡分压为(6-a-2b)MPa,根据氢原子守恒,H2平衡分压为MPa,反应I的,答案:6-a-2b;;
【小问4详解】
从图中可知该反应反应物为和水,生成物为碳酸氢根和氢气,此反应的方程式为:;仔细看旧键断裂和新键形成可知:步骤I中甲酸根的碳氧双键上的氧与带正电的成键,水中带负电的氧与甲酸根中带正电的碳结合(或成键);故答案为:;甲酸根中的碳氧双键中的氧与带正电的成键;水中带负电的氧与甲酸根中带正电的碳结合(或成键)。
16. 工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图2表示反应中的能量变化;图1表示一定温度下,在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。
请回答下列问题:
(1)在“图2”中,曲线__(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;没有使用催化剂时,在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g)的△H=_________。
(2)从反应开始到建立平衡,v(CO)=_______;达到平衡时,c(H2)=_____,该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为_____________。达到平衡后若保持其它条件不变,将容器体积压缩为0.5L,则平衡__________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)恒容条件下,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有___________.
a.升高温度 b.充入He气 c.再充入2molH2 d.使用催化剂.
(4)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g);ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式________________。
【答案】 ①. b ②. -91kJ•mol-1 ③. 0.075mol•L-1•min-1 ④. 0.5mol•L-1 ⑤. 12 ⑥. 正向 ⑦. c ⑧. CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H= -281kJ/mol
【解析】
【分析】(1)根据图中反应的活化能的大小来分析是否使用催化剂,利用反应前后的总能量来分析反应的能量变化;
(2)根据v=△c/△t进行计算;利用各物质平衡的浓度来计算平衡时化学平衡常数;
(3)结合平衡移动的方向,分析n(CH3OH)/n(CO)如何变化;
(4)32g的CH3OH的物质的量为1mol,结合盖斯定律计算;
【详解】(1)由图可以知道,反应活化能b的较小,所以b使用了催化剂,该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应。由图可以知道,反应物为1mol CO 和2molH2,生成物为1mol CH3OH,△H=(419-510)kJ/mol=-91kJ/mol ,因此,本题正确答案是:b;-91kJ•mol-1 ;
(2)v(CO)=(1-0.25)mol/L÷10min=0.075 mol•L-1•min-1;列出该反应的三段式
CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)
C0 1 mol/L 2 mol/L 0 mol/L
△C 0.75mol/L 1.5mol/L 0.75mol/L
C平 0.25mol/L 0.5mol/L 0.75mol/L
故达到平衡时,c(H2)= 0.5mol/L;
该反应的平衡常数K==12;达到平衡后若保持其它条件不变,将容器体积压缩为0.5L,体积减小,压强增大,平衡向体积减小的方向移动,则平衡正向移动;
(3)a.升高温度,平衡逆向移动,n(CH3OH)/n(CO)减小;
b.恒容条件下,充入He气,n(CH3OH)/n(CO)不变;
c.恒容条件下,再充入2molH2,n(CH3OH)/n(CO)增大;
d.使用催化剂,n(CH3OH)/n(CO)不变;综上,本题选c;
(4) CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-193kJ/mol ①, H2O(l)= H2O(g);ΔH=+44 kJ/mol ②,①-②×2得,CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H= -281kJ/mol;
17. 25℃时,硫氢化钾溶液里存在下列平衡:
a.HS-+H2OOH-+H2S b.HS-H++S2-
(1)平衡a是_________平衡;平衡b是_________平衡。(填“电离”或“水解”)
(2)向KHS溶液中加入氢氧化钠固体时,c(S2-)将_________(填“增大”“城小”或“不变”。下同);向KHS溶液中通入HCl 时,c(HS-)将_________。
(3)向KHS溶液中加入硫酸铜溶液时,有黑色沉淀(CuS)产生,则平衡a_________(填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动,平衡b_________移动;溶液的pH_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 水解 ②. 电离 ③. 增大 ④. 减小 ⑤. 逆向 ⑥. 正向 ⑦. 减小
【解析】
【详解】(1)根据方程式可知平衡a中生成H2S,是水解平衡,平衡b中生成氢离子,是电离平衡。(2)向KHS溶液中加入氢氧化钠固体时生成硫离子,则c(S2-)将增大,向KHS溶液中通入HCl时生成H2S,则c(HS-)将减小。(3)向KHS溶液中加入硫酸铜溶液时,有黑色沉淀(CuS)产生,说明向电离的方向进行,则平衡a逆向移动,平衡b正向移动,促进电离,氢离子浓度增大,因此溶液的pH减小。
18. 含铁化合物是重要的基础材料。
请回答:
(1)已知: ,。。当时,正反应是自发的,此时的逆转温度为___________K。
(2)高炉炼铁中发生的基本反应之一为:
①在1100℃时,K=0.263,若此时测得高炉中,,判断反应速率(正)___________(逆),理由是___________。
②下列说法不正确的是___________。
A.须采用高温高压的反应条件使FeO还原为
B.粉碎FeO能增大接触面积从而提高反应速率
C.平衡时提高CO气体的分压有利于提高Fe的产量
D.加入CaCO3(s)后因分解产生CO2必使平衡逆向移动
③高炉炉体结构如图1所示,以铁矿石、焦炭、石灰石和空气为原料,由图2推测炉腹中发生的主要反应是___________(选填:a、b、c、d)。
④若将体积比为1:1的CO和H2混合煤气通入进风口,测得不同温度下FeO还原到后,还原剂剩余的物质的量n值如下:
还原剂
600℃
700℃
800℃
900℃
1000℃
1100℃
1200℃
H2
4.18
3.34
2.94
2.60
2.32
2.30
2.25
CO
1.66
2.50
2.90
3.24
3.52
3.54
3.59
请结合表格中的数据说明CO和H2分别还原FeO的倾向性大小是___________。
(3)一定条件下,FeCl2或FeCl3都可以催化分解H2O2。总反应都是。请写出用FeCl3催化的离子方程式。①___________;②___________。
【答案】(1)900K
(2) ①. > ②. ,即,故(正)(逆) ③. AD ④. b ⑤. 约800℃之前,CO大于H2;800℃之后,H2大于CO
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
△G=△H-T△S<0,-151.2kJ/mol-T×[0.168kJ/(mol·K)] S<0,解得T=900K;
【小问2详解】
①在1100℃时,K=0.263,若此时测得高炉中,,此时的浓度商,即,反应未达到平衡状态,因此反应正向进行,(正)(逆);
②A.该反应的正反应是气体体积不变是放热反应,要使FeO还原为,须采用适当温度和高压的反应条件,若是高温条件,化学平衡逆向移动,不利于FeO向Fe的转化,A错误;
B.粉碎FeO能增大FeO与CO的反应接触面积,增大反应碰撞,从而提高反应速率,B正确;
C.平衡时提高CO气体的分压,即增大CO的浓度,可以使化学平衡正向移动,因此有利于提高Fe的产量,C正确;
D.加入CaCO3(s)后,CaCO3分解需吸收能量,会使反应体系的温度降低,可能会使平衡向吸热的正反应方向移动,其分解产生CO2气体,生成物浓度增大,也可能使化学平衡逆向移动,因此加入CaCO3(s)后化学平衡不一定是逆向移动,D错误;
故合理选项是AD;
③在炉腹中温度是1400-1800℃,主要反应是FeO+COFe+CO2,冶炼产生的Fe水进入炉缸中,由出铁口流出,故合理选项是b;
④根据表格数据可知:在约800℃之前,CO的还原性大于H2;800℃之后,H2的还原性大于CO;
【小问3详解】
FeCl3是H2O2分解的催化剂,反应分步进行,首先是;然后发生反应:,总反应方程式为:。
19. 在化学反应的研究和实际应用中,人们还要关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率。请回答下列问题。
(1)在一定温度下,2L体积不变密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图:
①t1时刻,正、逆反应速率大小_______(填“>”“=”或“<”)。
②若t3=5,计算反应开始至t3时刻用N的浓度变化表示的平均反应速率为_______。
③如果升高温度,则_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在2L密闭容器内,800℃时仅发生反应,体系中开始仅含有NO和,n(NO)随时间的变化如下表所示:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①2s时,生成的物质的量为_______mol,在第4s时,NO的转化率为_______。
②已知图中曲线分别代表NO、、浓度变化曲线,则无关曲线为_______(填字母)。
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.容器内同时存在NO、,和
b.混合气体颜色不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.容器内密度保持不变
【答案】(1) ①. > ②. 0.01 ③. 增大
(2) ①. 0.012 ②. 65% ③. a ④. bc
【解析】
【小问1详解】
①t1时刻,反应物浓度仍在减少说明反应正向进行,则>;
②N的物质的量随时间增多而减小,说明N为反应物,M为生成物,生成的M全部由N转化得到,若t3=5,反应开始至t3时∆n(N)=8-2=6mol,;
③升高温度,正、逆反应速率都增大,则增大;
【小问2详解】
①0~2s内,∆ n(NO)= 0.020- 0.008=0.012mol,由变化的物质的量与系数成正比,则∆ n(NO2)= ∆n(NO)= 0.012mol,2s时,生成的物质的量为0.012mol,在第4s时,NO的转化率为;
②NO、是反应物,其物质的量浓度随时间增多而减小,是生成物,其物质的量浓度随时间增多而增大,且变化的浓度与系数成正比,NO的变化物质的量浓度小于0.01mol/L,则最终浓度不超过0.01mol/L,则无关曲线为a;
③a.该反应是可逆反应,只要反应发生,容器内必然同时存在NO、,和,则不能说明该反应已达到平衡状态,a不选;
b.混合气体颜色不再改变说明的浓度不再发生变化,能说明该反应已达到平衡状态,b选;
c.该反应是气体分子数不相等的反应,则混合气体的物质的量会变化,密闭容器中混合气体的总质量不变,则混合气体的平均相对分子质量不变时,能说明该反应已达到平衡状态,c选;
d. 密闭容器中混合气体的总质量不变,恒容下体积不变,则容器内密度一直保持不变,不能说明该反应已达到平衡状态,d不选;
故选:bc。
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