精品解析:江西新余市实验中学2026-2027学年高二上学期第一次阶段考试 化学试题
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内容正文:
新余市实验中学2026-2027学年第一学期第一次阶段性考试
姓名: 班级: 学号:
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题3分,共42分)
1. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
反应装置或图像
实验现象或图像信息
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
反应装置或图像
实验现象或图像信息
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后,针筒活塞向右移动
A. A B. B C. C D. D
2. 下列说法正确的是
A. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成千上万倍地增大反应速率
3. 对于在一个密闭容器中进行的反应 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ,下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是
①增加 C 的量; ②增加 CO 的量;
③将容器的体积缩小一半; ④保持体积不变,充入 N2 以增大压强;
⑤升高反应体系的温度; ⑥保持压强不变,充入 N2 以增大体积。
A. ②③ B. ①④ C. ①⑥ D. ④
4. 下列由实验得出的结论正确的是
选项
实 验
实验结论或解释
A
向2mL 0.1mol/L FeCl3溶液中滴加0.1mol/L KI溶液5~6滴,充分反应后,再滴加几滴0.01mol/L KSCN溶液,出现血红色溶液。
Fe3+与I-之间的反应属于可逆反应
B
探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度
则测得的反应速率偏高
C
分别向装有2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液和2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液的两支试管中加入4mL 0.01mol/L酸性KMnO4溶液,振荡,后者溶液先褪色。
探究浓度对反应速率的影响
D
将石灰石与盐酸反应产生的气体直接通入水玻璃中,生成白色沉淀
非金属性: C >Si
A. A B. B C. C D. D
5. X(s)+3Y(g)Z(g) ΔH=-a kJ·molˉ1,一定条件下,将2molX和2molY通入2L的恒容密闭容器中,反应10s,测得生成0.5molZ。下列说法正确的是
A. 10s内,X的平均反应速率为0.025mol·Lˉ1·sˉ1
B. 第10s时,Y的反应速率为0.075mol·Lˉ1·sˉ1
C. 第10s时,X为 1.5mol,Y的浓度为0.25mol·Lˉ1
D. 10s内,X和Y反应放出的热量为akJ
6. N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)ΔH,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、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE1-ΔE2
B. 加入P2O+作为反应物,可使反应的焓变减小
C. 由图2可知ΔE1大于ΔE2
D. 物质的量相等的N2O、CO的键能总和大于CO2、N2的键能总和
7. 1 mol白磷(P4,s)和4 mol红磷(P,s)与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能量)。下列说法正确的是
A. P4(s,白磷)=4P(s,红磷)△H>0
B. 以上变化中,白磷和红磷所需活化能相等
C. 白磷比红磷稳定
D. 热化学方程式4P(s,红磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H=-(E2-E3) kJ•mol-1
8. 已知:1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上可通过下列反应制取高纯硅:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),根据下表列举的化学键的键能数据,判断该反应的反应热(ΔH)为
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
A. +412 kJ·mol-1 B. -412 kJ·mol-1 C. +236 kJ·mol-1 D. -236 kJ·mol-1
9. 科研工作者利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯,有关反应在不同温度下的化学平衡常数如表所示。下列说法正确的是
温度(K)
化学平衡常数
Ⅰ. C2H5OH(g)⇌C2H4(g)+H2O(g)
Ⅱ. 2C2H5OH(g)⇌C2H5OC2H5(g)+H2O(g)
500
3.2
0.80
700
7.7
0.14
900
12.3
0.12
A. 升高温度,反应Ⅰ的速率加快,反应Ⅱ的速率减慢
B. 通过改变温度和压强均能促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C. 降低温度使C2H5OC2H5(g) ⇌2C2H4(g)+H2O(g)平衡逆向移动
D. 500K,C2H5OC2H5(g)⇌2C2H4(g)+H2O(g)的化学平衡常数为5.6
10. 已知反应:,其反应机理如下,下列有关该反应的说法正确的是
① 快 ② 慢
A. 该反应的速率主要取决于①的快慢
B. NOBr2是该反应的催化剂
C. 增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
D. 正反应的活化能比逆反应的活化能小
11. 在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)⇌2XY(g)△H>0,达到甲平衡.在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是
A. 图I是升高温度的变化情况
B. 图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况
C. 图Ⅲ是增大压强的变化情况
D. 图Ⅲ是升高温度的变化情况
12. 已知反应(aq)+2I-(aq)2(aq)+I2(aq),若往该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下:①2Fe3+(aq)+2I-(aq)I2(aq)+2Fe2+(aq);②2Fe2+(aq)+(aq)2Fe3++2(aq)。下列有关该反应的说法不正确的是
A. 增大的浓度,反应②的反应速率增大
B. Fe3+是该反应的催化剂
C. 该反应是放热反应
D. Fe3+降低了该反应的活化能,也减小了该反应的焓变
13. 甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应为CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。 一定条件下,往一密闭容器中充入一定量的CO(g)与H2(g) ,该反应的平衡常数K随温度变化的曲线如图1所示,反应体系中CO的平衡转化率α(CO)与温度和压强的关系如图2所示,下列说法错误的是
A. 图1中曲线a能正确反映该反应的平衡常数与温度的变化关系
B. 图2中p1>p2>p3
C. 在不同温度、压强下进行该反应,α (CO)不可能相等
D. 若α (CO) =α (H2)(H2的平衡转化率),则合成气中 =2.0
14. 一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示,已知:气体分压气体总压体积分数。下列说法不正确的是
A. 该反应,
B. 时,若充入惰性气体,,均减小,平衡向正反应方向移动
C. 时,若充入等体积的和,平衡向逆反应方向移动
D. 时,反应达平衡后的转化率为
二、填空题(本题包括5个小题,共58分)
15. Ⅰ.在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察图象,然后回答问题。
(1)图中所示反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=_______(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)下列4个反应中,符合示意图描述的反应的是_______(填代号)。
a.盐酸与NaOH反应
b.Na与H2O反应生成H2
c.铝热反应
d.高温煅烧石灰石
Ⅱ.按要求完成下列问题:
(1)在1.01×105 Pa时,4 g氢气在O2中完全燃烧生成液态水,放出572 kJ的热量,则H2的燃烧热的热化学方程式为_______
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L-1NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ热量,该反应的中和热的热化学方程式为_______
(3)已知N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g);∆H=+67.7KJ/mol,
N2H4(g) + O2(g) = N2(g)+2H2O(g);∆H= -534KJ/mol,
则N2H4(g)与NO2(g)完全反应生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为_______
(4)可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 _______
16. 将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH=+172.46 kJ/mol
Fe2O3+CO→Fe+CO2
若已知:2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH=-824.21 kJ/mol
根据上面三个热化学方程式,回答下列问题:
(1)CO的摩尔燃烧焓为_______;写出其热化学方程式:_______。
(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学方程式为_______。
(3)炼制1吨含铁96%的生铁所需焦炭的理论用量是_______吨,实际生产中所需焦炭远高于理论用量,其原因是_______。
17. 某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式为_____________________________。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率 = ______________________。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的____倍。
②若此时将容器的容积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为____(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在内反应速率与时间图像如图所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是____(填字母)。
A. 在时增大了压强 B. 在时加入了催化剂
C. 在时降低了温度 D. 时X的转化率最高
18. 甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)利用甲烷制备合成气的化学方程式CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)一定温度下,在恒容的密闭容器中发生上述反应,下列表示反应达到平衡状态的有______(填标号)。
A. v正(CH4)=v逆(H2O)
B. 气体压强不再变化
C. 单位时间每消耗1mol CH4,同时产生3mol H2
D. CH4与H2的物质的量之比为1∶3
(2)在某密闭容器中通入2 mol CH4和2 mol H2O(g),在不同条件下发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①p1________p2(填“>”“<”或“=”),该反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为________。
③若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为_____,该条件下的化学平衡常数Kp=________(用含有p1的表达式表示。用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数Kp,已知分压=总压×气体物质的量分数)。
19. 三氯氢硅SiHCl3是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
(1)343 K时反应的平衡转化率ɑ=_______%。平衡常数K343K=_______(保留2位小数)。
(2)在343 K下,要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是_______;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有_______。
(3)比较a、b处反应速率大小:va_______vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正−v逆=k正x2(SiHCl3)−k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处=_______(保留1位小数)。
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新余市实验中学2026-2027学年第一学期第一次阶段性考试
姓名: 班级: 学号:
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题3分,共42分)
1. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
反应装置或图像
实验现象或图像信息
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
反应装置或图像
实验现象或图像信息
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后,针筒活塞向右移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度计水银柱不断上升,说明反应过程中温度升高,可证明反应放热,A不符合题意;
B.反应物总能量大于生成物总能量,根据能量守恒,反应过程释放能量,属于放热反应,B不符合题意;
C.反应开始后甲处液面低于乙处液面,说明瓶内空气受热膨胀、压强增大,可推断反应放热,C不符合题意;
D.锌和稀硫酸反应本身会生成,气体物质的量增加也会使针筒活塞向右移动,无法确定是放热导致的气体膨胀,不能充分说明是放热反应,D符合题意;
故选D。
2. 下列说法正确的是
A. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成千上万倍地增大反应速率
【答案】D
【解析】
【分析】增大浓度、增大压强,均使单位体积内活化分子数目增多;而升高温度、使用催化剂,均使活化分子百分数增多。
【详解】A.增大浓度,单位体积内活化分子数目增多,活化分子百分数不变,则使有效碰撞次数增大,反应速率加快,故A错误;
B. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),单位体积内活化分子数目增多,从而使反应速率增大,但活化分子百分数不变,故B错误;
C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是提供分子需要的能量,活化分子的百分数增大,从而使有效碰撞次数增大,则反应速率加快,故C错误;
D. 催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成千上万倍地增大反应速率,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查影响反应速率的因素,解题关键:把握浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响,易错点,增大浓度、增大压强,均使单位体积内活化分子数目增多;而升高温度、使用催化剂,均使活化分子百分数增多。
3. 对于在一个密闭容器中进行的反应 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ,下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是
①增加 C 的量; ②增加 CO 的量;
③将容器的体积缩小一半; ④保持体积不变,充入 N2 以增大压强;
⑤升高反应体系的温度; ⑥保持压强不变,充入 N2 以增大体积。
A. ②③ B. ①④ C. ①⑥ D. ④
【答案】B
【解析】
【详解】①增加 固体C 的量,不改变反应物浓度,不影响反应速率;
②增加 气体CO 的量,增大CO浓度,加快逆反应速率;
③将容器的体积缩小一半,体系压强增大,各气体浓度增大,正逆反应速率加快;
④保持体积不变,充入 N2 以增大压强,各气体浓度不变,氮气不参与反应,不影响反应速率;
⑤升高反应体系的温度,正逆反应速率加快;
⑥保持压强不变,充入 N2 以增大体积,各气体浓度减小,正逆反应速率减慢;
答案选B。
4. 下列由实验得出的结论正确的是
选项
实 验
实验结论或解释
A
向2mL 0.1mol/L FeCl3溶液中滴加0.1mol/L KI溶液5~6滴,充分反应后,再滴加几滴0.01mol/L KSCN溶液,出现血红色溶液。
Fe3+与I-之间的反应属于可逆反应
B
探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度
则测得的反应速率偏高
C
分别向装有2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液和2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液的两支试管中加入4mL 0.01mol/L酸性KMnO4溶液,振荡,后者溶液先褪色。
探究浓度对反应速率的影响
D
将石灰石与盐酸反应产生的气体直接通入水玻璃中,生成白色沉淀
非金属性: C >Si
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.2mL 0.1mol/L FeCl3溶液中滴加0.1mol/L KI溶液5~6滴,FeCl3过量,过量的铁离子与硫氰根离子反应生成血红色的硫氰化铁,不能证明Fe3+与I-之间的反应为可逆反应,A结论错误;
B.两溶液混合时,即开始反应,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度,反应时间不再准确,B结论错误;
C.草酸的浓度不同,而溶液的总体积相同,可探究浓度对反应速率的影响,C结论正确;
D.盐酸易挥发,生成的二氧化碳中含有HCl,则不能证明为二氧化碳与硅酸钠溶液反应,无法比较,C的非金属性大于Si,D结论错误;
答案为C。
5. X(s)+3Y(g)Z(g) ΔH=-a kJ·molˉ1,一定条件下,将2molX和2molY通入2L的恒容密闭容器中,反应10s,测得生成0.5molZ。下列说法正确的是
A. 10s内,X的平均反应速率为0.025mol·Lˉ1·sˉ1
B. 第10s时,Y的反应速率为0.075mol·Lˉ1·sˉ1
C. 第10s时,X为 1.5mol,Y的浓度为0.25mol·Lˉ1
D. 10s内,X和Y反应放出的热量为akJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.X是固体,不能表示反应速率,故A错误;
B.10s内Y的反应速率为0.075mol·Lˉ1·sˉ1,是平均速率不是瞬时速率,故B错误;
C.
第10s时,X为 1.5mol,Y的浓度为0.25mol·Lˉ1,故C正确;
D.
10s内,X和Y反应放出的热量为0.5akJ,故D错误。
答案选C。
6. N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)ΔH,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、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE1-ΔE2
B. 加入P2O+作为反应物,可使反应的焓变减小
C. 由图2可知ΔE1大于ΔE2
D. 物质的量相等的N2O、CO的键能总和大于CO2、N2的键能总和
【答案】A
【解析】
【详解】A.①N2O(g)+Pt2O+(s)=Pt2O(s)+N2 (g)ΔH1,②Pt2O(s)+CO(g)= Pt2O+(s)+CO2 (g)ΔH2,结合盖斯定律计算①+②得到N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH =ΔH 1+ΔH 2,焓变=正反应活化能-逆反应活化能,图中ΔE1为正反应活化能,ΔE2为逆反应活化能,所以ΔH=ΔE1-ΔE2,A正确;
B.据图可知Pt2O+为催化剂,不影响反应的焓变,B错误;
C.ΔE1为正反应活化能,ΔE2为逆反应活化能,所以正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;
D.该反应的反应物能量高于生成物,为放热反应,所以物质的量相等的N2O、CO的键能总和小于CO2、N2的键能总和,D错误;
故选A。
7. 1 mol白磷(P4,s)和4 mol红磷(P,s)与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能量)。下列说法正确的是
A. P4(s,白磷)=4P(s,红磷)△H>0
B. 以上变化中,白磷和红磷所需活化能相等
C. 白磷比红磷稳定
D. 热化学方程式4P(s,红磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H=-(E2-E3) kJ•mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图示可知1 mol白磷的能量比4 mol红磷的能量高,因此白磷转化为等质量的红磷时,释放能量,则P4(s,白磷)=4P(s,红磷)△H<0,A错误;
B.根据图示可知:红磷的活化能比白磷的活化能高,故在以上变化中,白磷和红磷所需活化能不相等,B错误;
C.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。由图可知白磷的能量比等质量的红磷能量高,因此红磷比白磷稳定,C错误;
D.红磷燃烧反应是放热反应,则其反应的热化学方程式为:4P(s,红磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H=-(E2-E3) kJ•mol-1,D正确;
故合理选项是D。
8. 已知:1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上可通过下列反应制取高纯硅:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),根据下表列举的化学键的键能数据,判断该反应的反应热(ΔH)为
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
A. +412 kJ·mol-1 B. -412 kJ·mol-1 C. +236 kJ·mol-1 D. -236 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】根据反应热等于反应物的键能之和-生成物的键能之和,则工业上制取高纯硅的反应热ΔH=4×360 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-(2×176 kJ·mol-1+4×431 kJ·mol-1)=+236 kJ·mol-1。
9. 科研工作者利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯,有关反应在不同温度下的化学平衡常数如表所示。下列说法正确的是
温度(K)
化学平衡常数
Ⅰ. C2H5OH(g)⇌C2H4(g)+H2O(g)
Ⅱ. 2C2H5OH(g)⇌C2H5OC2H5(g)+H2O(g)
500
3.2
0.80
700
7.7
0.14
900
12.3
0.12
A. 升高温度,反应Ⅰ的速率加快,反应Ⅱ的速率减慢
B. 通过改变温度和压强均能促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C. 降低温度使C2H5OC2H5(g) ⇌2C2H4(g)+H2O(g)平衡逆向移动
D. 500K,C2H5OC2H5(g)⇌2C2H4(g)+H2O(g)的化学平衡常数为5.6
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.升高温度,反应速率加快,故反应Ⅰ、Ⅱ的速率均加快,故A错误;
B.由温度升高,反应Ⅰ的平衡常数增大,反应Ⅱ的平衡常数减小,可知反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,改变温度促进反应Ⅰ即为升高温度,可使反应II平衡向逆反应方向移动,即抑制反应;但由于反应II的左侧化学计量数等于右侧化学计量数之和,故改变压强不能使反应平衡移动,即不能促进反应也不能抑制反应,故B错误;
C.已知反应Ⅰ:C2H5OC2H5(g)C2H4(g)+H2O(g) K1,反应Ⅱ:2C2H5OH(g)⇌C2H5OC2H5(g)+H2O(g) K2,由反应I×2-反应II可得C中反应C2H5OC2H5(g)2C2H4(g)+H2O(g),故C中反应的化学平衡常数,温度升高K1增大,K2减小,则升高温度K增大,故C中反应为吸热反应,故降低温度,平衡逆向移动,故C正确;
D.结合C中分析知,500K时该反应的化学平衡常数为=12.8,故D错误;
答案为C。
10. 已知反应:,其反应机理如下,下列有关该反应的说法正确的是
① 快 ② 慢
A. 该反应的速率主要取决于①的快慢
B. NOBr2是该反应的催化剂
C. 增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
D. 正反应的活化能比逆反应的活化能小
【答案】D
【解析】
【详解】A.总反应速率由反应机理中慢反应的速率决定,该反应②为慢反应,故速率主要取决于②的快慢,A错误;
B.催化剂反应前参与反应、反应后重新生成,是反应过程中先生成、后消耗的物质,属于中间产物,不是催化剂,B错误;
C.增大浓度,单位体积内活化分子数增多,但活化分子百分数不变,可加快反应速率,C错误;
D.反应焓变正反应活化能逆反应活化能,已知,故正反应的活化能比逆反应的活化能小,D正确;
故选D。
11. 在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)⇌2XY(g)△H>0,达到甲平衡.在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是
A. 图I是升高温度的变化情况
B. 图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况
C. 图Ⅲ是增大压强的变化情况
D. 图Ⅲ是升高温度的变化情况
【答案】A
【解析】
【分析】应用平衡移动原理,分析温度、压强对化学平衡的影响。
【详解】A项:升高温度,正逆反应速率均增大。从平衡右移可知,正反应速率更大。A项正确;
B项:扩大容器体积,即减小体系压强,正逆反应速率均减小。因是气体分子数不变的反应,故平衡不移动,B项错误;
C项:增大压强,加快反应速率,缩短到达平衡的时间。但平衡不移动,新旧平衡时XY%应相同,C项错误;
D. 升高温度,加快反应速率,缩短到达平衡的时间。平衡右移,新平衡时XY%应增大,D项错误。
本题选A。
【点睛】注意外因对化学平衡的影响,是通过影响正、逆反应速率,使平衡发生移动而实现的。
12. 已知反应(aq)+2I-(aq)2(aq)+I2(aq),若往该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下:①2Fe3+(aq)+2I-(aq)I2(aq)+2Fe2+(aq);②2Fe2+(aq)+(aq)2Fe3++2(aq)。下列有关该反应的说法不正确的是
A. 增大的浓度,反应②的反应速率增大
B. Fe3+是该反应的催化剂
C. 该反应是放热反应
D. Fe3+降低了该反应的活化能,也减小了该反应的焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A.增大浓度或浓度,即增大了反应物的浓度,反应①反应②的反应速率均加快,A项正确;
B.由该反应的反应机理可知,参与反应,但质量不变,因此是该反应的催化剂,B项正确;
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小,因此该反应是放热反应,C项正确;
D.往该溶液中滴加淀粉溶液,溶液变蓝,适当升温,平衡逆向移动,单质碘的量减小,蓝色变浅,D项错误;
答案选D。
13. 甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应为CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。 一定条件下,往一密闭容器中充入一定量的CO(g)与H2(g) ,该反应的平衡常数K随温度变化的曲线如图1所示,反应体系中CO的平衡转化率α(CO)与温度和压强的关系如图2所示,下列说法错误的是
A. 图1中曲线a能正确反映该反应的平衡常数与温度的变化关系
B. 图2中p1>p2>p3
C. 在不同温度、压强下进行该反应,α (CO)不可能相等
D. 若α (CO) =α (H2)(H2的平衡转化率),则合成气中 =2.0
【答案】C
【解析】
【详解】A. CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,图1中曲线a能正确反映该反应的平衡常数与温度的变化关系,故A正确;
B.增大压强,CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,所以图2中p1>p2>p3,故B正确;
C.根据图2,在不同温度、压强下进行该反应,α (CO)可能相等,故C错误;
D.投料比等于系数比,反应物的转化率相等,若α (CO) =α (H2)(H2的平衡转化率),则合成气中 =2.0,故D正确;
选C。
14. 一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示,已知:气体分压气体总压体积分数。下列说法不正确的是
A. 该反应,
B. 时,若充入惰性气体,,均减小,平衡向正反应方向移动
C. 时,若充入等体积的和,平衡向逆反应方向移动
D. 时,反应达平衡后的转化率为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由化学方程式可知,该反应,升高温度CO2的体积分数减小,CO的体积分数增加,说明升高温度,平衡正向移动,则,A项正确;
B.可变的恒压密闭容器中反应,550℃时若充入惰性气体,相当于减小压强,则v正,v逆均减小,又该反应是气体体积增大的反应,则平衡正向移动,B项正确;
C.由图可知,T℃时,反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%,所以充入等体积的CO2和CO后依然是平衡状态,平衡不移动,C项错误;
D.由图可知,650℃时,反应达平衡后CO的体积分数为40%,设开始加入的二氧化碳为1mol,转化了xmol,则剩余的CO2为(1-x)mol,生成的CO为2xmol,所以有,解得x=0.25mol,所以CO2的转化率为25.0%,D项正确;
答案选C。
二、填空题(本题包括5个小题,共58分)
15. Ⅰ.在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察图象,然后回答问题。
(1)图中所示反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=_______(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)下列4个反应中,符合示意图描述的反应的是_______(填代号)。
a.盐酸与NaOH反应
b.Na与H2O反应生成H2
c.铝热反应
d.高温煅烧石灰石
Ⅱ.按要求完成下列问题:
(1)在1.01×105 Pa时,4 g氢气在O2中完全燃烧生成液态水,放出572 kJ的热量,则H2的燃烧热的热化学方程式为_______
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L-1NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ热量,该反应的中和热的热化学方程式为_______
(3)已知N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g);∆H=+67.7KJ/mol,
N2H4(g) + O2(g) = N2(g)+2H2O(g);∆H= -534KJ/mol,
则N2H4(g)与NO2(g)完全反应生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为_______
(4)可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 _______
【答案】 ①. 放热 ②. E2-E1 ③. bc ④. H2(g) + O2(g) = H2O(l);∆H= -286kJ/mol ⑤. H2SO4+ NaOH=Na2SO4+ H2O(l) ∆H= -57.3kJ/mol ⑥. 2N2H4(g)+ 2NO2(g)=3 N2(g) + 4H2O(g) ∆H= -534KJ/mol×2 -67.7kJ/mol=-1135.7kJ/mol ⑦. CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H=+161.1 kJ/mol
【解析】
【分析】
【详解】(1)图中所示反应反应物的总能量大于生成物的总能量,是放热反应,该反应的ΔH= E2-E1。
(2)常见的放热反应为燃烧反应,铝热反应,金属与水或酸的反应,中和反应等,所以下列4个反应中,符合示意图描述的反应的是bc。
Ⅱ.按要求完成下列问题:
(1)在1.01×105 Pa时,4 g氢气在O2中完全燃烧生成液态水,放出572 kJ的热量,则1mol氢气级2克氢气燃烧放热为286kJ,故H2的燃烧热的热化学方程式为H2(g) + O2(g) = H2O(l);∆H= -286 kJ/mol;
(2) 中和热是指稀的酸碱中和生成1mol水放出的热量,则中和热的热化学方程式为:H2SO4+ NaOH=Na2SO4+ H2O(l) ∆H= -57.3 kJ/mol;
(3)已知①N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g);∆H=+67.7 kJ/mol,②N2H4(g) + O2(g) = N2(g)+2H2O(g);∆H= -534 kJ/mol,
则根据盖斯定律分析,②×2-①有N2H4(g)与NO2(g)完全反应生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为2N2H4(g)+ 2NO2(g)=3 N2(g) + 4H2O(g) ∆H= -534kJ/mol×2 -67.7kJ/mol=-1135.7kJ/mol。
(4)由图可知热化学方程式为:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-846.3kJ/mol;②CO2(g)= CO(g)+ O2(g) ∆H=+282kJ/mol;③H2(g)+O2(g)= H2O(g) ∆H=-241.8kJ/mol; 根据盖斯定律分析,①+②-③×3可得CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H=-846.3kJ/mol+282kJ/mol+241.8kJ/mol×3=+161.1 kJ/mol。
16. 将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH=+172.46 kJ/mol
Fe2O3+CO→Fe+CO2
若已知:2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH=-824.21 kJ/mol
根据上面三个热化学方程式,回答下列问题:
(1)CO的摩尔燃烧焓为_______;写出其热化学方程式:_______。
(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学方程式为_______。
(3)炼制1吨含铁96%的生铁所需焦炭的理论用量是_______吨,实际生产中所需焦炭远高于理论用量,其原因是_______。
【答案】(1) ①. 282.98 kJ/mol ②. CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-282.98 kJ/mol
(2)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.73 kJ/mol
(3) ①. 0.31 ②. 焦炭没有被充分利用
【解析】
【分析】由题意:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.46 kJ/mol
③2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3=-824.21 kJ/mol
④CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH4
⑤Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH5
根据盖斯定律:
【小问1详解】
④= (①-②),所以ΔH4= (ΔH1-ΔH2)= (-393.5 kJ/mol-172.46 kJ/mol)=-282.98 kJ/mol。
【小问2详解】
⑤=3×④-③,所以ΔH5=ΔH4×3-ΔH3=(-282.98 kJ/mol)×3-(-824.21 kJ/mol)=-24.73 kJ/mol。
【小问3详解】
根据化学方程式可计算焦炭的理论用量为,实际生产中所需焦炭远高于理论用量,其原因是焦炭没有被充分利用。
17. 某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式为_____________________________。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率 = ______________________。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的____倍。
②若此时将容器的容积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为____(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在内反应速率与时间图像如图所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是____(填字母)。
A. 在时增大了压强 B. 在时加入了催化剂
C. 在时降低了温度 D. 时X的转化率最高
【答案】(1)
(2)
(3) ①. 0.9 ②. 放热 (4)B
【解析】
【分析】物质的量随时间变化图中,X、Y的物质的量均由1.0 mol开始减小,Z的物质的量由0开始增大,说明X、Y是反应物,Z是生成物。2 min时,X、Y、Z的物质的量分别为0.7 mol、0.9 mol、0.2 mol,此后三者的物质的量均保持不变,说明反应达到平衡。由反应前后三种物质的物质的量变化,可以确定反应的化学计量数之比,并计算平均反应速率及气体总物质的量的变化。
【小问1详解】
反应开始至2 min,消耗X的物质的量为,消耗Y的物质的量为,生成Z的物质的量为0.2 mol,此后三者的物质的量均保持不变,说明反应达到平衡,该反应是可逆反应。同一反应中,各物质变化的物质的量之比等于其化学计量数之比,故X、Y、Z的化学计量数之比为,因此该反应的化学方程式为:;
【小问2详解】
反应开始至2 min,生成Z的物质的量为0.2 mol,容器的容积为2 L,因此;
【小问3详解】
①X、Y、Z均为气体,开始时气体总物质的量为,平衡时气体总物质的量为。恒温恒容时,气体压强之比等于其物质的量之比,则平衡时与开始时的压强之比为;
②缩小容器容积,各气体的浓度增大,压强增大。反应的正反应是气体分子数减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动。容器不与外界进行热交换,平衡正向移动后温度升高,说明正反应放出热量,故填“放热”;
【小问4详解】
A.图中时,逆反应速率突然增大,正反应速率瞬间不变,随后逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,这符合增大生成物Z浓度的变化。若通过压缩容器增大压强,正、逆反应速率均应增大,且该反应应向气体分子数减少的正反应方向移动,与图像不符,A错误;
B.图中时,正、逆反应速率同时增大,且始终相等,说明反应速率增大而平衡没有移动。加入催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,不使化学平衡移动,与图像相符,B正确;
C.图中时,正、逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动。该反应的正反应放热,若降低温度,虽然正、逆反应速率均减小,但平衡应向放热的正反应方向移动,此时应有,与图像不符,C错误;
D.在内,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,X的物质的量增大,转化率降低;内达到新的平衡,X的转化率保持在降低后的数值。因此,时X的转化率并非最高,D错误;
故选B。
18. 甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)利用甲烷制备合成气的化学方程式CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)一定温度下,在恒容的密闭容器中发生上述反应,下列表示反应达到平衡状态的有______(填标号)。
A. v正(CH4)=v逆(H2O)
B. 气体压强不再变化
C. 单位时间每消耗1mol CH4,同时产生3mol H2
D. CH4与H2的物质的量之比为1∶3
(2)在某密闭容器中通入2 mol CH4和2 mol H2O(g),在不同条件下发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①p1________p2(填“>”“<”或“=”),该反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为________。
③若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为_____,该条件下的化学平衡常数Kp=________(用含有p1的表达式表示。用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数Kp,已知分压=总压×气体物质的量分数)。
【答案】(1)AB (2) ①. > ②. 吸热 ③. Kq>Kn>Km ④. 25% ⑤.
【解析】
【小问1详解】
A.根据化学方程式可知,正反应速率之比等于化学计量数之比,即 ,若 ,则 ,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A符合题意;
B.该反应正向是气体分子数增大的反应。在恒容密闭容器中,反应未达到平衡时,气体总物质的量在变化,容器内压强也在变化。当气体压强不再变化时,说明各物质的量不再改变,反应达到平衡状态,B符合题意;
C.单位时间每消耗1mol CH4,同时产生,这两个速率均代表正反应方向的速率,无论反应是否达到平衡都成立,不能作为平衡状态的标志,C不符合题意;
D.CH4与H2的物质的量之比为1∶3,仅代表某一时刻的浓度关系,不能说明各物质的浓度不再发生变化,不能作为平衡状态的标志,D不符合题意;
故选AB。
【小问2详解】
① 该反应正向是气体体积增大的反应。在相同温度下,增大压强,平衡向逆反应方向移动,的体积分数增大。由图像可知,相同温度下对应的体积分数大于,故压强。在压强一定的情况下,随着温度的升高,的体积分数逐渐减小,说明升高温度使平衡向正反应方向移动。根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热方向移动,故该正反应为吸热反应。
② 化学平衡常数只受温度影响。由于该反应为吸热反应,温度越高,化学平衡常数越大。由图象横坐标可知,m、n、q 三点的温度依次升高(即 ),因此这三点的化学平衡常数大小关系为 。
③ 设平衡时消耗了,列出三段式:
平衡时气体的总物质的量为 ,q点对应的纵坐标为30,即平衡时的体积分数为30%,则有 ,解得,此时甲烷的转化率为 。平衡时各气体的物质的量分数为:为 ,为,CO为 ,为 ;q点对应的总压强为,则各气体的分压分别为:,,,。该条件下的压强平衡常数 。
19. 三氯氢硅SiHCl3是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
(1)343 K时反应的平衡转化率ɑ=_______%。平衡常数K343K=_______(保留2位小数)。
(2)在343 K下,要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是_______;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有_______。
(3)比较a、b处反应速率大小:va_______vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正−v逆=k正x2(SiHCl3)−k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处=_______(保留1位小数)。
【答案】(1) ①. 22 ②. 0.02
(2) ①. 及时移去产物 ②. 增大压强(或增大反应物浓度)、改进催化剂(任写一种)
(3) ①. 大于 ②. 1.3
【解析】
【小问1详解】
在其它条件不变时,升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短。根据图象可知反应速率:a>b,所以反应温度:a>b,即a表示温度是343 K,b表示温度是323 K。根据图象可知:在343 K条件下SiHCl3的转化率是22%,假设反应开始时SiHCl3的物质的量是a mol,则根据其转化率是22%,可知平衡时n(SiHCl3)=0.78a mol,n(SiH2Cl2)=n(SiCl4)=0.11a mol,假设反应容器的容积是V L,则该温度下是化学平衡常数K=;
【小问2详解】
在343 K下,要提高SiHCl3转化率,由于反应物只有SiHCl3,可采取的措施是及时移去产物,即减小生成物浓度,使化学平衡正向移动;
该反应有气体参加,要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有增大体系压强,使反应物浓度增大而加快反应速率,缩短达到平衡所需时间或使用高效催化剂等措施;
【小问3详解】
反应温度越高,化学反应速率越快。a点所在曲线表示的反应温度是343 K。b点所在曲线表示的温度是323 K,所以反应速率:va>vb;
从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCl3的转化率为22%,设投入SiHCl3的物质的量是1 mol,SiHCl3反应量为1 mol×22%=0.22 mol,平衡时SiHCl3物质的量为1 mol-.22 mol=0.78 mol,SiH2Cl2(g)和SiCl4(g)物质的量均为0.11 mol,则x(SiHCl3)=,x(SiH2Cl2)=x(SiCl4)= ,故,a点时,SiHCl3的转化率为20%,同上计算方法可得,此时SiHCl3、SiH2Cl2(g)和SiCl4(g)物质的量分别为0.8 mol、0.1 mol、 0.1 mol,x(SiHCl3)=80%,x(SiH2Cl2)=x(SiCl4)=10%,a处的。
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