期中模拟卷含解析(人教版2019)2023-2024高二化学上学期期中模拟考试

2023 2024学年上学期期中模拟考试01
高二化学
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版2019选择性必修1第一章、第二章。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Cl 35.5 Fe 56
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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.(2022·四川达州·高二期末)NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢反应生成N2和CO2,为控制汽车尾气污染,下列措施最合理的是
A.增大压强 B.降低压强 C.使用催化剂 D.升高反应温度
2.(2022·四川成都·高二期末)下列反应属于非氧化还原反应,且能量变化与图示能量相符合的是
A.与稀反应 B.氢气与氮气的化合反应
C.灼热的炭与反应 D.晶体与晶体反应
3.向50mL溶液中加入足量稀硫酸充分反应后,放出2.56kJ的热量。向50mL 稀盐酸溶液中加入足量充分反应后,放出1.1kJ的热量,则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
4.(2022·湖南·雅礼中学高一期末)下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
A.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2
B.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH5;H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH6
D.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7
5.相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断不正确的是
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
②CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
④2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH4
⑤CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH5
A.ΔH4=ΔH2 ΔH1 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH5=ΔH2+ΔH3 ΔH1 D.ΔH3>H5
6.反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A.v(A)=0.15mol·L 1·min 1 B.v(B)=0.01mol·L 1·s 1
C.v(C)=0.40mol·L 1·min 1 D.v(D)=0.45mol·L 1·min 1
7.反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经a min后SO3(g)的浓度变化情况如下图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L 1·min 1,则a等于
A.5 B.2.5 C.0.1 D.10
8.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH= 905.9 kJ·mol 1,在5 L密闭容器中投入1 mol NH3和
1 mol的O2,2分钟后NO的物质的量增加了0.4 mol,下列说法错误的是
A.0~2 min v(O2)=0.05 mol·L 1·min 1 B.2分钟内O2的转化率是50%
C.2分钟末c(H2O)=0.6 mol/L D.2分钟反应放出的热量值等于90.59 kJ
9.(2022·北京东城·高二期末)在反应中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析中,不正确的是
A.加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能
B.增大,单位体积内活化分子数增大
C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加
D.增大压强,活化分子的百分数增大
10.(2022·上海交大附中高二阶段练习)一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:SiF4 (g) +2H2O(g) SiO2(s)+4HF(g),下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是
①v正 (H2O) =2v逆(HF)
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4 molH O键断裂的同时,有2molH F 键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
A.①②③ B.②④⑤ C.②③ D.③④⑤
11.(2022·广西贺州·高二期末)某温度下气体反应体系达到化学平衡,平衡常数K=,恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加,下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.增大c(A)、c(B),K增大
12.煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,在容积固定的密用容器中发生反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)来生成水煤气。下列说法正确的是
A.将炭块粉碎,可加快反应速率
B.平衡时向容器中充入惰性气体,平衡逆向移动
C.增大H2O(g)的量,可以增大活化分子百分数
D.增大碳的量,可以提高H2O(g)的转化率
13.在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) zZ(g)平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L.下列有关判断正确的是
A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动
C.物质B的转化率降低 D.物质Z的体积分数增大
14.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.溶液中加入固体后颜色变深
B.工业合成氨中,采用高压的条件
C.由组成的平衡体系加压后颜色变深
D.工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高的利用率
15.2NO2(红棕色) N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置,气体透光率随时间的变化如图所示(颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是
A.a、b、d点:处于平衡状态 B.b点操作:将注射器的活塞向外拉
C.若在c点将温度降低,其透光率将减小 D.d点:v正<v逆
16.在3种不同条件下,分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1mol B,发生反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH=Q kJ·mol﹣1.相关条件和数据见表:
实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
反应温度/℃ 700 700 750
达平衡时间/min 40 5 30
平衡时n(C)/mol 1.5 1.5 1
化学平衡常数 K1 K2 K3
下列说法正确的是
A.K1=K2<K3
B.升高温度能加快反应速率的原因是降低了反应的活化能
C.实验Ⅱ比实验Ⅰ达平衡所需时间小的可能原因是使用了催化剂
D.实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol C,平衡正向移动
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:本题共5个小题,共52分。
17.(10分)按要求填空:
(1)是一种无色气体,在空气中能发生爆炸性自燃生成固态和液态。已知室温下 自燃放出热量。写出室温下自燃的热化学方程式 。
(2)在时,在中完全燃烧生成液态水,放出的热量,的燃烧热为__________,表示燃烧热的热化学方程式为 ___。
(3)在、下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量,燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得沉淀,则在此条件下,乙醇完全燃烧的_________。
(4)与反应生成和一种黑色固体。在、下,已知该反应每转移,放热,该反应的热化学方程式 。
18.(10分)回答下列问题:
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,生成NOx等污染大气,其中生成NO的能量变化如图1所示,则图1中三种分子最稳定的是_________________,图1中对应反应的热化学方程式为___________________________________________________。
(2)图2是NO2与CO反应转化为CO2和NO过程中的能量变化示意图,该反应的活化能为__________kJ/mol。根据图2分析,若0.5 mol CO被氧化,该过程放出的热量Q=_________kJ。若该反应是可逆反应,在相同条件下将0.5 mol CO与1 mol NO2混合,则充分反应后放出的热量__________(填“>”“<”或“=”)Q kJ。
(3)仿照图2的形式,在图3中绘制出N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的能量变化曲线,并作适当标注。
(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH= 1648 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= 393 kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH= 1480 kJ/mol
则4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) Δ H=__。
19.(8分)某实验小组设计用0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.50mol/L的盐酸50mL置于如图所示的装置中进行测定中和热的实验。
(1)该装置中缺少的一种玻璃仪器是_________,装置中还存在的错误有__________________________;大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,测得中和热的数值将________________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)实验中,所用NaOH稍过量的原因是_______________________________________。
(3)在中和热测定实验中,有用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤,若无此操作,则测得的中和热数值________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。测量NaOH溶液温度时,温度计上的碱未用水冲洗,对测定结果有何影响?_______________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和NaOH溶液各50mL,并记录如表原始数据:
实验序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温差(t2 t1)/℃
盐酸 NaOH溶液 平均值
1 25.1 24.9 25.0 28.3 3.3
2 25.1 25.1 25.1 28.5 3.4
3 25.1 25.1 25.1 28.6 3.5
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为1.00g/cm3,中和后混合液的比热容c=4.18×10 3kJ/(g·℃),则该反应的中和热ΔH=_______________。(保留到小数点后1位)
20.(12分)Ⅰ.某探究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,实验如下。
实验序号 实验温度/K 溶液(含硫酸) 溶液 溶液颜色褪至无色时所需时间/s
A 293 2 0.02 5 0.1 5
B 2 0.02 4 0.1 8
C 313 2 0.02 0.1 6
(1)通过实验A、B可探究_________________________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中____________;____________;通过实验___________可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是_________________________;利用实验B中数据计算,用的浓度变化表示的反应速率为_____________。
Ⅱ.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)=pZ(g)+qQ(g),式中为化学计量数。在0~3min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
X Y Z Q
起始/mol 1.2 0
2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3min末/mol 0.8
已知2min内v(Q)=0.3mol·L 1·min 1,v (Z):v (Y)=2:3。
(3)确定以下物质的物质的量:起始时=_____________,=_____________。
(4)化学方程式中m=_______,n=_______,p=_______,Q=_______。
21.(12分)(2022·四川达州·高二期末)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
(1)在恒容密闭容器进行反应I,测得其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
①ΔH1__________0,其理由是____________________________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________。
A.c(CO)=c(CO2) B.容器内CO2的体积分数保持不变
C.容器内气体密度保持不变 D.容器中压强保持不变
③图甲、图乙分别表示反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况。图甲中t2时刻发生改变的条件是________________,图乙中t2时刻发生改变的条件是______________________。
④若1200℃时,在某时刻平衡体系中CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,此时v(正)__________v(逆)(填大于、小于或等于),其理由是________________。
(2)某温度时另一恒容容器中进行反应II,若开始时按n(CO)∶n(H2)=1∶2通入CO和H2,测得容器中总压强为pkPa,5min时反应达到平衡,测得容器内气体总压强为p0kPa。
①v(H2)=__________kPa·min 1。
②该温度下反应的平衡常数Kp=__________(Kp是用分压表示的平衡常数)。2023 2024学年上学期期中模拟考试01
高二化学·全解全析
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
C D C B B D A C D C A A C C D C
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48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.(2022·四川达州·高二期末)NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢反应生成N2和CO2,为控制汽车尾气污染,下列措施最合理的是
A.增大压强 B.降低压强 C.使用催化剂 D.升高反应温度
【答案】C
【解析】加入催化剂、升高温度、增大压强(气相反应)、增大物质的浓度(固体除外)均能加快反应速率,但同时考虑到实际的可操作性,据此分析解答。
A.对于有气体参加的化学反应,增大压强,反应速率加快,但不具有实际的可操作性,A错误;
B.对于有气体参加的化学反应,降低压强,反应速率减慢,也不具有实际的可操作性, B错误;
C.催化剂能改变反应的活化能,使反应在较低的条件下发生,加入催化剂能改变反应速率,具有实际的可操作性,C正确;
D.温度对任何化学反应的速率都会造成影响,升高温度,反应速率变大,但不具有实际的可操作性,D错误;
故合理选项是C。
2.(2022·四川成都·高二期末)下列反应属于非氧化还原反应,且能量变化与图示能量相符合的是
A.与稀反应 B.氢气与氮气的化合反应
C.灼热的炭与反应 D.晶体与晶体反应
【答案】D
【解析】A.与稀的反应为中和反应,中和反应放热,不满足条件,故不选A;
B.氢气与氮气反应生成氨气,属于氧化还原反应,不满足条件,故不选 B;
C.灼热的炭与反应生成一氧化碳,属于氧化还原反应,不满足条件,故不选C;
D.晶体与晶体的反应是复分解反应,属于非氧化还原反应,且为吸热反应,满足条件,故选D;
选D。
3.向50mL溶液中加入足量稀硫酸充分反应后,放出2.56kJ的热量。向50mL 稀盐酸溶液中加入足量充分反应后,放出1.1kJ的热量,则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】50mL 0.4mol/LBa(OH)2溶液中n[Ba(OH)2]=0.02mol ,向其中加入足量硫酸溶液反应涉及的离子方程式有、,50mL 0.4mol/L稀盐酸中n(HCl)=0.02mol ,向其中加入足量Ba(OH}2溶液涉及的离子方程式为,放出的热量为1.1kJ,可知,,设,则0.02Q+0.04mol×55kJ/mol=2.56kJ ,解之得Q=18,所以Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为;
故选C。
4.(2022·湖南·雅礼中学高一期末)下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
A.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2
B.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH5;H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH6
D.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7
【答案】B
【答案】A.两个反应都为放热反应,ΔH<0,前者完全反应,放出的热量多,则ΔH1<ΔH2,故A错误;
B.两个反应都为放热反应,ΔH<0,前者S为固态,燃烧时放出的热量少,则ΔH3>ΔH4,故B正确;
C.两个反应都为放热反应,ΔH<0,前者反应物系数较大,则前者放出热量较多,则ΔH5<ΔH6,故C错误;
D.前者为吸热反应,ΔH7>0,后者为放热反应,ΔH8<0,则ΔH7>ΔH8,故D错误;故选B。
5.相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断不正确的是
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
②CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
④2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH4
⑤CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH5
A.ΔH4=ΔH2 ΔH1 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH5=ΔH2+ΔH3 ΔH1 D.ΔH3>H5
【答案】B
【答案】A.已知①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
②CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2
根据盖斯定律,将② ①,整理可得2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=ΔH2 ΔH1=ΔH4,A正确;
B.②CH4(g)C(s)+2H2(g)的正反应为吸热反应,ΔH2>0,④2CO(g)C(s)+CO2(g)的正反应为放热反应,ΔH4<0,B错误;
C.已知①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
②CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
根据盖斯定律,将②+③ ①,整理可得CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH =ΔH2+ΔH3 ΔH1,即ΔH5=ΔH2+ΔH3 ΔH1,C正确;
D.③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的正反应是吸热反应,ΔH3>0,⑤CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) 的正反应是吸热反应,ΔH5>0,③ ⑤整理可得CO2(g)CO(g)+C(s)为吸热反应,ΔH3 ΔH5>0,故ΔH3>H5,D正确;
故合理选项是B。
6.反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A.v(A)=0.15mol·L 1·min 1 B.v(B)=0.01mol·L 1·s 1
C.v(C)=0.40mol·L 1·min 1 D.v(D)=0.45mol·L 1·min 1
【答案】D
【解析】A.;
B.;
C.v(C)=0.40mol·L 1·min 1,则;
D.v(D)=0.45mol·L 1·min 1,则;
所以上述四种状况下反应速率最快的是0.225mol/(L·min),故合理选项是D。
故选D。
7.反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经a min后SO3(g)的浓度变化情况如下图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L 1·min 1,则a等于
A.5 B.2.5 C.0.1 D.10
【答案】A
【解析】由速率之比等于系数比,v(SO3)=2×0.04 mol·L 1·min 1=0.08 mol·L 1·min 1,a= 0.4mol L 1÷0.08mol L 1 min 1 =5 min,故选A。
8.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH= 905.9 kJ·mol 1,在5 L密闭容器中投入1 mol NH3和
1 mol的O2,2分钟后NO的物质的量增加了0.4 mol,下列说法错误的是
A.0~2 min v(O2)=0.05 mol·L 1·min 1 B.2分钟内O2的转化率是50%
C.2分钟末c(H2O)=0.6 mol/L D.2分钟反应放出的热量值等于90.59 kJ
【答案】C
【解析】A.2分钟后NO的物质的量增加了0.4 mol,则根据物质反应转化关系可知:反应消耗O2的物质的量为Δn(O2)=,故0~2 min v(O2)==0.05 mol·L 1·min 1,A正确;
B.根据A计算可知2分钟内反应消耗O2的物质的量为Δn(O2)=0.5 mol,反应开始时O2的物质的量为1 mol,故O2转化率是=50%,B正确;
C.从反应开始至2分钟后NO的物质的量增加了0.4 mol,则根据物质反应转化关系可知反应产生H2O的物质的量为Δn(H2O)=,反应容器的容积是5 L,故2分钟末c(H2O)==0.12 mol/L,C错误;
D.根据热化学方程式可知:每反应产生4 mol NO气体时,反应放出热量是905.9 kJ,现在是发生该反应产生了0.4 mol NO 气体,因此2分钟反应放出的热量值Q==90.59 kJ,D正确;
故合理选项是C。
9.(2022·北京东城·高二期末)在反应中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析中,不正确的是
A.加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能
B.增大,单位体积内活化分子数增大
C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加
D.增大压强,活化分子的百分数增大
【答案】D
【解析】A.加入合适的催化剂,能降低反应的活化能,反应速率增大,A正确;
B.增大碘化氢的浓度,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,B正确;
C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加,反应速率增大,C正确;
D.增大压强,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,但活化分子百分数不变,D错误;
答案选D。
10.(2022·上海交大附中高二阶段练习)一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:SiF4 (g) +2H2O(g) SiO2(s)+4HF(g),下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是
①v正 (H2O) =2v逆(HF)
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4 molH O键断裂的同时,有2molH F 键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
A.①②③ B.②④⑤ C.②③ D.③④⑤
【答案】C
【解析】当2v正(H2O)=v逆(HF),反应达到平衡状态,故①错误;SiF4的体积分数不再变化,说明各物质的物质的量浓度不再变化,反应达到平衡状态,故②正确;容器内气体压强不再变化,说明气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,故③正确;平衡时应有4 mol H O键断裂的同时,有4 mol H F键断裂,故④错误;该反应是在容积不变的密闭容器中进行,混合气体的体积不会变化,故⑤错误。能说明反应达到平衡状态的是②③。
11.(2022·广西贺州·高二期末)某温度下气体反应体系达到化学平衡,平衡常数K=,恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加,下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.增大c(A)、c(B),K增大
【答案】A
【解析】A.已知反应为气体反应体系,根据该反应的平衡常数表达式K=可知,该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g),A正确;
B.降低温度,活化分子百分数减小,有效碰撞几率减小,反应速率减慢,B错误;
C.若温度适当降低,F的浓度增加,说明降温平衡逆向进行,则该反应为吸热反应,该反应的焓变为正值,C错误;
D.温度不变,平衡常数不发生改变,D错误;
答案选A。
12.煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,在容积固定的密用容器中发生反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)来生成水煤气。下列说法正确的是
A.将炭块粉碎,可加快反应速率
B.平衡时向容器中充入惰性气体,平衡逆向移动
C.增大H2O(g)的量,可以增大活化分子百分数
D.增大碳的量,可以提高H2O(g)的转化率
【答案】A
【解析】A.将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积,可以加快反应速率,故A正确;
B.在恒温恒容时,向容器中充入惰性气体不能改变反应物浓度,平衡不移动,故B错误;
C.增大H2O(g)的量,增大活化分子数,活化分子百分数不变,故C错误;
D.碳为固体,增大碳的量,不能改变反应速率,平衡不移动,H2O(g)的转化率不变,故D错误;
故选:A。
13.在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) zZ(g)平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30mol/L.下列有关判断正确的是
A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动
C.物质B的转化率降低 D.物质Z的体积分数增大
【答案】C
【解析】A.压强减小,平衡逆向移动,则x+y>z,故A错误;
B.由上述分析可知,平衡逆向移动,故B错误;
C.平衡逆向移动,VB的转化率降低,故C正确;
D.平衡逆向移动,Z的体积分数减小,故D错误;
故选:C。
14.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.溶液中加入固体后颜色变深
B.工业合成氨中,采用高压的条件
C.由组成的平衡体系加压后颜色变深
D.工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高的利用率
【答案】C
【解析】A.硫氰合铁溶液中存在如下平衡:Fe3++3SCN Fe(SCN)3,向硫氰化铁溶液中加入固体硫氰化钾,硫氰酸根离子浓度增大,平衡向正反应方向移动,硫氰化铁的浓度最大,溶液颜色变深,所以加入固体硫氰化钾后颜色变深能用平衡移动原理解释,故A不符合题意;
B.合成氨反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,氨气的产率增大,所以工业合成氨中,采用高压的条件能用平衡移动原理解释,故B不符合题意;
C.氢气和碘蒸气反应生成碘化氢的反应为气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动,则平衡体系加压后颜色变深不能用勒夏特里原理解释,故C符合题意;
D.二氧化硫的催化氧化反应为可逆反应,使用过量的空气,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,所以工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率能用平衡移动原理解释,故D不符合题意;
故选C。
15.2NO2(红棕色) N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置,气体透光率随时间的变化如图所示(颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是
A.a、b、d点:处于平衡状态
B.b点操作:将注射器的活塞向外拉
C.若在c点将温度降低,其透光率将减小
D.d点:v正<v逆
【答案】D
【解析】A.各物质浓度不变时反应达到平衡状态,a、b点透光率不变,则二氧化氮浓度不变,反应达到平衡状态,d点透光率减小,未达到化学平衡状态,故A错误;
B.根据图知,b点后气体透光率降低,且改变条件后透光率增大说明改变条件后平衡正向移动,则该点是压缩注射器,故B错误;
C.如果在c点温度降低,平衡正向移动,二氧化氮浓度减小,透光率增大,故C错误;
D.d点后透光率减小,说明二氧化氮浓度增大,则平衡逆向移动,所以v(正)<v(逆),故D正确;
故选:D。
16.在3种不同条件下,分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应:2A(g)+B(g) 2C(g)ΔH=QkJ mol﹣1.相关条件和数据见表:
实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
反应温度/℃ 700 700 750
达平衡时间/min 40 5 30
平衡时n(C)/mol 1.5 1.5 1
化学平衡常数 K1 K2 K3
下列说法正确的是
A.K1=K2<K3
B.升高温度能加快反应速率的原因是降低了反应的活化能
C.实验Ⅱ比实验Ⅰ达平衡所需时间小的可能原因是使用了催化剂
D.实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1molA和1molC,平衡正向移动
【答案】C
【解析】A.反应为2A(g)+B(g) 2D(g),比较实验I和III,温度升高,平衡时D的量减少,化学平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,Q<0,则K3<K1,温度相同,平衡常数相同,则K1=K2,综上,则平衡常数的关系为:K3<K2=K1,故A错误;
B.升高温度,使部分非活化分子吸收热量而变为活化分子,即增大活化分子百分数,增大活化分子有效碰撞机会,化学反应速率加快,故B错误;
C.实验II达到平衡的时间很短,与实验I温度相同,平衡时各组分的量也相同,可判断实验II使用了催化剂,催化剂加快反应速率,但不改变化学平衡状态,实验I和Ⅱ探究的是催化剂对于化学反应的影响,故C正确;
D.容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1mol B,发生反应:2A(g)+B(g) 2C(g),实验III中,原平衡的化学平衡常数为K===4,温度不变,则平衡常数不变,实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol C,则此时容器中c(A)=1mol/L,c(B)=0.25mol/L,c(C)=1mol/L,此时浓度商QC==4L/mol=K,则平衡不发生移动,故D错误;
故选:C。
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:本题共5个小题,共52分。
17.(10分)按要求填空:
(1)是一种无色气体,在空气中能发生爆炸性自燃生成固态和液态。已知室温下 自燃放出热量。写出室温下自燃的热化学方程式 ____________________________。
(2)在时,在中完全燃烧生成液态水,放出的热量,的燃烧热为__________,表示燃烧热的热化学方程式为 。
(3)在、下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量,燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得沉淀,则在此条件下,乙醇完全燃烧的_________。
(4)与反应生成和一种黑色固体。在、下,已知该反应每转移,放热,该反应的热化学方程式 。
【答案】(1)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1427kJ/mol(2分)
(2)285.8 kJ/mol (2分) (2分)
(3)-2Q(2分)
(4)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-178kJ/mol(2分)
【解析】(1)室温下16gSiH4(g)自燃生成固态SiO2和液态H2O放出热量713.5kJ,则1mol SiH4(g) 自燃放出1427kJ的能量,室温下SiH4(g)自燃的热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1427kJ/mol;
(2)H2在1molO2中完全燃烧生成2mol液态水,放出571.6kJ的热量,根据,可知H2的物质的量为2mol,则1molH2在氧气中完全燃烧放出的热量为,因此H2的燃烧热为285.8 kJ/mol,H2燃烧热的热化学方程式为。
(3)在25℃、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则生成二氧化碳的物质的量是1mol,燃烧乙醇的物质的量是0.5mol,在此条件下,0.5mol无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,所以1mol乙醇完全燃烧的ΔH=-2Q kJ/mol;
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和黑色固体CuO。在25℃、101kPa下,已知该反应每转移1mole﹣,放热44.5kJ,1mol CuCl(s)反应转移1mol电子,则放热44.5kJ,该反应的热化学方程式4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-178kJ/mol。
18.(10分)回答下列问题:
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,生成NOx等污染大气,其中生成NO的能量变化如图1所示,则图1中三种分子最稳定的是_________________,图1中对应反应的热化学方程式为____________________________________________________。
(2)图2是NO2与CO反应转化为CO2和NO过程中的能量变化示意图,该反应的活化能为__________kJ/mol。根据图2分析,若0.5 mol CO被氧化,该过程放出的热量Q=_________kJ。若该反应是可逆反应,在相同条件下将0.5 mol CO与1 mol NO2混合,则充分反应后放出的热量__________(填“>”“<”或“=”)Q kJ。
(3)仿照图2的形式,在图3中绘制出N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的能量变化曲线,并作适当的标注。
(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH= 1648 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= 393 kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH= 1480 kJ/mol
则4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) Δ H=________。
【答案】(1) N2(1分) N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol(2分)
(2) 134(1分) 117(1分) <(1分)
(3)(2分)
(4) 260 kJ/mol(2分)
【解析】(1)化学键的键能越大,断裂该化学键变为气态单个原子需吸收能量就越高,含有该化学键的物质就越稳定性。根据图示可知:N2中化学键的键能为946 kJ/mol,O2中化学键的键能为498 kJ/mol,NO分子中化学键的键能为632 kJ/mol,因此三种物质分子中N2的化学键的键能最大,N2最稳定;
反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,则图示反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=946 kJ/mol+498 kJ/mol 2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol;
(2)活化能是物质发生化学反应需吸收的最低能量,则根据图示可知该反应的活化能为134 kJ/mol;
根据图②可知该反应的热化学方程式为:CO(g)+NO2(g) =CO2(g)+NO(g),ΔH=(134 kJ/mol 368kJ/mol)= 234 kJ/mol,若0.5 mol CO被氧化,放出Q kJ热量,则Q==117 kJ;若该反应是可逆反应,可逆反应的特点是可逆性,反应物不能完全转化为生成物,则在相同条件下将0.5 mol CO与1 mol NO2混合充分反应后放出的热量<Q kJ;
(3)断裂1 mol N2和1 mol O2的化学键吸收能量946 kJ+496kJ=1444 kJ,生成2 mol NO放出能量632kJ×2=1264 kJ,由于反应物能量低于生成物,因此该反应是吸热反应,据此画出的能量变化曲线为:;
(4)已知25℃,101kPa时:①4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH= 1648 kJ/mol,
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= 393 kJ/mol,
③2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH= 1480 kJ/mol,
则根据盖斯定律,将①+②×4 ③×2,整理可得热化学方程式4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH= 260 kJ/mol。
19.(8分)某实验小组设计用0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.50mol/L的盐酸50mL置于如图所示的装置中进行测定中和热的实验。
(1)该装置中缺少的一种玻璃仪器是_________,装置中还存在的错误有__________________________;大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,测得中和热的数值将________________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)实验中,所用NaOH稍过量的原因是_______________________________________。
(3)在中和热测定实验中,有用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤,若无此操作,则测得的中和热数值________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。测量NaOH溶液温度时,温度计上的碱未用水冲洗,对测定结果有何影响?_______________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和NaOH溶液各50mL,并记录如表原始数据:
实验序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温差(t2 t1)/℃
盐酸 NaOH溶液 平均值
1 25.1 24.9 25.0 28.3 3.3
2 25.1 25.1 25.1 28.5 3.4
3 25.1 25.1 25.1 28.6 3.5
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为1.00g/cm3,中和后混合液的比热容c=4.18×10 3kJ/(g·℃),则该反应的中和热ΔH=_______________。(保留到小数点后1位)
【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒(1分) 大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平,两烧杯之间没有塞满碎泡沫塑料(1分) 偏小(1分)
(2)确保定量的HCl反应完全(1分)
(3) 偏小(1分) 无影响(1分)
(4) 56.8kJ/mol(2分)
【解析】(1)该装置中缺少的仪器为环形玻璃搅拌棒,存在的错误是大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平,两烧杯之间没有塞满碎泡沫塑料,大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,则有热量损失,测定结果偏小;
(2)实验中所用NaOH稍过量,是为了确保定量的HCl反应完全;
(3)若温度计上盐酸溶液不洗涤,则参加反应的盐酸减少,放出的热量减少,测定结果偏小;由于碱液过量,温度计上碱液未用水冲洗,对测定结果无影响;
(4)平均温差Δ(t2 t1)==3.4℃,反应中生成水的物质的量为0.05L×0.5mol/L=0.025mol,反应放出的热量Q=4.18×10 3kJ/(g·℃)×1.00g/cm3×(50mL+50mL)×3.4℃=1.4212kJ,则ΔH= = 56.8kJ/mol。
20.(12分)Ⅰ.某探究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,实验如下。
实验序号 实验温度/K 溶液(含硫酸) 溶液 溶液颜色褪至无色时所需时间/s
A 293 2 0.02 5 0.1 5
B 2 0.02 4 0.1 8
C 313 2 0.02 0.1 6
(1)通过实验A、B可探究_____________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中_____________;_____________;通过实验_____________可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是_________________________;利用实验B中数据计算,用的浓度变化表示的反应速率为_____________。
Ⅱ.在2L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)=pZ(g)+qQ(g),式中为化学计量数。在0~3min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
X Y Z Q
起始/mol 1.2 0
2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3min末/mol 0.8
已知2min内v(Q)=0.3mol·L 1·min 1,v (Z):v (Y)=2:3。
(3)确定以下物质的物质的量:起始时=_____________,=_____________。
(4)化学方程式中m=_______,n=_______,p=_______,Q=_______。
【答案】(1)草酸浓度(1分) 6(1分) 293(1分) B、C(1分)
(2) 其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大(1分) 4.2×10 4mol/(L·s) (2分)
(3) 3.9mol(1分) 1.5mol(1分)
(4) 1 3 2 3(共2分)
【解析】(1)由表格数据可知,通过实验A和实验B可探究草酸浓度对化学反应速率的影响;由变量唯一原则可知,实验A和实验B的反应温度相同、溶液总体积相同、高锰酸钾溶液和草酸溶液的浓度相同、高锰酸钾溶液的体积相同,草酸溶液的体积不同,由实验A的反应温度为293K可知,实验B的反应温度为293K,由实验A的溶液总体积为12mL可知,实验B中草酸溶液的体积为12mL 2mL 4mL=6mL;由表格数据可知,实验B和实验C可探究温度变化对化学反应速率的影响,故答案为:草酸浓度;6;293;B、C;
(2)由可知,其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率会增大;由实验B中数据可知,含有硫酸的高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,草酸溶液过量,则用高锰酸钾溶液的浓度变化表示的反应速率为=4.2×10 4mol/(L·s),故答案为:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;4.2×10 4mol/(L·s);
(3)由表格数据可知,生成物Z的物质的量变化量为0.8mol,由反应速率之比等于化学计量数之比可知,反应速率v (Z):v (Y)=2:3,则Y的物质的量的变化量为0.8mol×=1.2mol,起始Y的物质的量为1.2mol+2.7mol=3.9mol;由v(Q)=0.3mol/(L·min)可知,Q的物质的量变化量为0.3mol/(L·min)×2min×2L=1.2mol,则起始Q的物质的量为2.7mol 1.2mol=1.5mol,故答案为:3.9mol;1.5mol;
(4)由表格数据可知,X的物质的量变化量为1.2mol 0.8mol=0.4mol,生成物Z的物质的量变化量为0.8mol,由反应速率之比等于化学计量数之比可知,反应速率v (Z):v (Y)=2:3,则Y的物质的量的变化量为0.8mol×=1.2mol,由v(Q)=0.3mol/(L·min)可知,Q的物质的量变化量为0.3mol/(L·min)×2min×2L=1.2mol,由各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可得m:n:p:Q=0.4mol:1.2mol:0.8mol:1.2mol=1:3:2:3,则m=1、n=3、p=2、Q=3,故答案为:1;3;2;3;
21.(12分)(2022·四川达州·高二期末)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
(1)在恒容密闭容器进行反应I,测得其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
①ΔH1__________0,其理由是____________________________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。
A.c(CO)=c(CO2) B.容器内CO2的体积分数保持不变
C.容器内气体密度保持不变 D.容器中压强保持不变
③图甲、图乙分别表示反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况。图甲中t2时刻发生改变的条件是________________,图乙中t2时刻发生改变的条件是______________________。
④若1200℃时,在某时刻平衡体系中CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,此时v(正)__________v(逆)(填大于、小于或等于),其理由是________________。
(2)某温度时另一恒容容器中进行反应II,若开始时按n(CO)∶n(H2)=1∶2通入CO和H2,测得容器中总压强为pkPa,5min时反应达到平衡,测得容器内气体总压强为p0kPa。
①v(H2)=__________kPa·min 1。
②该温度下反应的平衡常数Kp=__________(Kp是用分压表示的平衡常数)。
【答案】(1)>(1分)
随着温度升高,化学平衡常数增大,平衡正向移动,则该反应为吸热反应(1分) B (1分) 使用催化剂或增大压强(1分) 从体系中分离出H2或降低温度 (1分) 小于(1分) Qc>K(1200℃),平衡逆向移动(2分)
(2)(p p0) (2分) (2分)
【解析】(1)①随着温度升高,化学平衡常数增大,平衡正向移动,则该反应为吸热反应,ΔH1>0;
②A.c(CO)=c(CO2) ,不能说明该反应达到化学平衡状态,A不符合题意;
B.容器内CO2的体积分数保持不变,则v正(CO2)= v逆(CO2),说明该反应达到化学平衡状态,B符合题意;
C.反应前后,气体的质量不变,恒容容器内气体的体积不变,则气体的密度始终保持不变,故容器内气体密度保持不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,C不符合题意;
D.该反应是气体分子数不变的反应,则反应前后,容器内的压强保持不变,故容器中压强保持不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,D不符合题意;
故选B;
③图甲中,t2时刻, v正、v逆同幅度增大,平衡未发生移动,则t2时刻发生改变的条件可能是使用催化剂,且该反应是气体分子数不变的反应,增大压强也会增大v正、v逆,且平衡不移动,故图甲中t2时刻发生改变的条件是使用催化剂或增大压强;图乙中,t2时刻,c(CO2)增大,c(CO)减小,平衡逆向移动,t2时刻发生改变的条件可能是从体系中分离出H2,且该反应是吸热反应,降低温度也能使平衡逆向移动,故图乙中t2时刻发生改变的条件是从体系中分离出H2或降低温度;
④Qc===4>2.6=K(1200℃),则平衡逆向移动,此时v(正)小于v(逆)。
(2)①设开始时,n(CO)=x mol,n(H2)=2x mol,Δn(CO)=y mol,则有
,反应前气体的总物质的量为3x mol,P1(H2)== ,平衡时气体的总物质的量为(3x 2y)mol,则有,则,,故平衡时P2(H2)==[]p0 kPa=(p0 )kPa,则v(H2)===(p p0) kPa·min 1;
②平衡时,P(H2)=(p0 )kPa,P(CO)==(p0 )kPa,P(CH3OH)= ===kPa,则KP===。

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