浙江省杭州市精诚联盟2023-2024学年高二上学期10月月考化学试题(Word版附解析)
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1.本卷共 8 页满分 100 分,考试时间 90 分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
选择题部分
一、选择题(本大题共 25 小题,每小题 2 分共 50 分。每小题只有一个正确答案)
1. 下列关于反应热的叙述正确的是
A. 需要加热的反应一定是吸热反应
B. 放热反应不需要加热
C 化学反应中旧键断裂需要吸收能量,新键生成会释放能量
D. 若,则 SO2(g)的能量大于 SO3的能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应的吸热放热与反应条件无关,A错误;
B.可燃物燃烧需加热到着点火才能反应,B错误;
C.化学反应中旧键断裂需要吸收能量,新键生成会释放能量,C正确;
D.若,说明反应物二氧化硫和氧气能量大于生成物三氧化硫能量,D错误;
答案选C。
2. 下列化学反应中,反应物总能量高于生成物总能量的是
A. 碳酸氢钠与盐酸反应B. 浓硫酸溶于水
C. 石灰石分解D. 醋酸与氢氧化钠反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠与盐酸的反应是反应物总能量低于生成物总能量的吸热反应,故A不符合题意;
B.浓硫酸溶于水的过程是放热过程,不是反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,故B不符合题意;
C.碳酸钙受热分解的反应是反应物总能量低于生成物总能量的吸热反应,故C不符合题意;
D.醋酸与氢氧化钠反应是反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,故D符合题意;
故选D。
3. 某化学反应其△H=-122 kJ/ml,∆S=231 J/(ml·K),则此反应在下列哪种情况下可自发进行
A. 在任何温度下都能自发进行B. 在任何温度下都不能自发进行
C. 仅在高温下自发进行D. 仅在低温下自发进行
【答案】A
【解析】
【详解】反应自发进行需要满足,△H-T△S<0,依据题干条件计算判断,△H-T△S=-122 kJ/ml-T×0.231 kJ/(ml·K)<0,所以无论什么温度下,反应一定是自发进行的反应,故合理选项是A。
4. 下列说法不正确的是
A. 化学反应中的能量变化以物质变化为基础。
B. 所有的反应热都可以由量热计直接测得。
C. 其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快
D. 实验中可以通过定性观察的方法来比较反应速率的大小。
【答案】B
【解析】
【详解】A.能量的释放和吸收是以变化的物质为基础的,二者密不可分,A正确;
B.部分反应的反应热可以通过量热计直接测量,而有些反应的反应热无法通过量热计直接测量,B错误;
C.其他条件相同,升高温度,单位体积内活化分子的百分含量增大,化学反应速率加快,C正确;
D.实验中可以通过定性观察的方法来比较反应速率的大小,如石灰石颗粒和石灰石粉末与相同的盐酸反应的实验,气泡产生的速率可用来判断反应速率大小,D正确。
故选B。
5. 在中,表示该反应速率最快的是
A. v(A)=0.5ml•L-1•min-1B. v(B)=1.2ml•L-1•min-1
C. v(C)=0.9ml•L-1•min-1D. v(D)=1ml•L-1•min-1
【答案】B
【解析】
【分析】化学反应速率比等于计量数之比,先将单位统一,然后把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数;
【详解】A.
B.
C.
D.D为固体,不能表示反应速率;
综上,答案选B。
6. 工业上二氧化硫制备三氧化硫时,采用 500℃左右的温度,其原因是
①提高 SO2 的转化率
②提高 O2 的转化率
③适当加快 SO3 的合成速率
④催化剂在 500℃左右时活性最好
A. ①②B. ①C. ③④D. ①②④
【答案】C
【解析】
【详解】采用 500℃左右的温度,利用加快反应速率,且催化剂在 500℃左右时活性最好,该合成反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利于提高 SO2 、O2的转化率,答案选C。
7. 下列说法正确的是
A. 若反应,则该反应在较低温度下不能自发
B. 熵增反应都是自发的,现象一定非常明显
C. 若反应中反应物总键能低于生成物总键能,则该反应为吸热反应
D. 科学家应大力研究 的条件,从而解决含碳不充分燃烧引起的环境问题
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应为熵增的吸热反应,高温条件下反应ΔH—TΔS<0,反应能自发进行,则该反应在较低温度下不能自发进行,故A正确;
B.熵增的反应的ΔH—TΔS不一定小于0,反应不一定能自发进行,故B错误;
C.反应物总键能低于生成物总键能的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,故C错误;,
D.该反应为熵减的吸热反应,任何条件下反应ΔH—TΔS均大于0,反应不能自发进行,所以不应该投入大量资金研究该过程发生的条件,以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题,故D错误;
故选A。
8. 恒温恒容下反应达到平衡状态时,再通入一定量的 N2。下列说法正确的是(K 为平衡常数,Q 为浓度商)
A. Q 不变,K 变大,H2 转化率增大
B. Q 增大,K 变大,N2转化率减小
C. Q 变小,K 不变,N2 转化率减小
D. Q 增大,K 不变,H2转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】平衡常数只与温度有关,温度不变常数K不变。向容器中加入一定量的N2,根据浓度商的公式知Q减小,平衡正向移动,氢气的转化率增大,氮气的转化率减小;
答案选C。
9. 下列有关仪器使用或实验操作说法正确的是
A. 容量瓶、分液漏斗和蒸馏烧瓶使用前一定要检漏
B. 锥形瓶、烧杯和蒸发皿都不能用酒精灯直接加热
C. 用托盘天平称量 5.10 克氯化钠固体
D. 中和热测定时每组实验温度计至少使用 3 次
【答案】D
【解析】
【详解】A.蒸馏烧瓶使用前不需要检漏,A错误;
B.蒸发皿可以用酒精灯直接加热,B错误;
C.托盘天平精确度为0.1,C错误;
D.中和热测定时每组实验温度计至少使用 3 次,分别是反应前酸和碱的温度,反应后的最高温度,D正确;
答案选D。
10. 一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法不正确的是
A. Ea 为正反应活化能,Ea'为逆反应活化能
B. 该反应为放热反应,△H=Ea-Ea'
C. 温度升高,降低反应活化能,化学反应速率增大
D. 所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图示,Ea 为正反应活化能,Ea'为逆反应活化能,故A正确;
B.反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,=Ea-Ea',故B正确;
C.温度升高,反应活化能不变,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,故C错误;
D.活化分子的能量大于普通分子的能量,所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量,故D正确;
选C。
11. 在反应中,其他条件不变,采取下列措施,既能加快反应速率又能使平衡正移的是
A. 缩小体积B. 增加碳的量C. 恒容通入 CO2D. 恒容通入 N2
【答案】C
【解析】
【详解】A.缩小体积,即压强增大,化学反应速率变快,平衡向气体分子数小的方向移动,反应逆向移动,A错误;
B.增加碳的量,C为固体,对化学反应速率无影响,平衡不移动,B错误;
C.恒容通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快,平衡正向移动,C正确;
D.恒容通入 N2,参与反应的各物质浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,D错误;
故选C。
12. 下列说法正确的是
A. 已知中和热 ΔH=-57.3kJ·ml-1,则 含1ml H2SO4的稀 H2SO4溶液和足量 Ba(OH)2溶液充分反应,放出热量114.6kJ
B. 已知在一定条件下,,则该反应消耗 2ml N2后放出热量 184.8kJ
C. 甲烷的标准燃烧热 ΔH=–890.3kJ·ml-1,则
D. ,则∆H1>∆H2
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和水,溶液中硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡时会放出沉淀热,则含1ml硫酸的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液充分反应放出的热量大于114.6kJ,故A错误;
B.由方程式可知,合成氨反应中消耗2ml氮气放出的热量为92.4kJ/ml×2ml=184.8kJ,故B正确;
C.甲烷的燃烧热为1ml甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,则表示2ml甲烷燃烧的热化学方程式为,故C错误;
D.硫在氧气中燃烧反应为放热反应,反应的焓变小于0,气态硫的能量高于固态硫,等物质的量的气态硫燃烧放出的热量高于固态硫,则反应的焓变小于固态硫,故D错误;
故选B。
13. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 棕红色 NO2加压后颜色最终变深
B. 氯气中混有氯化氢气体用饱和食盐水除杂
C. 工业生产硫酸中使用过量的空气来提高 SO2 的转化率
D. 已知,升高温度,混合气体颜色变深
【答案】A
【解析】
【详解】A.二氧化氮中存在如下平衡:2NO2N2O4,增大压强,混合气体的浓度增大,平衡体系颜色变深,则棕红色二氧化氮加压后颜色最终变深不能用勒夏特列原理解释,故A符合题意;
B.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液中存在存在如下平衡:Cl2+H2O H++ Cl—+HClO,饱和食盐水中氯离子浓度大,会使平衡向逆反应方向移动,降低氯气的溶解度,则氯气中混有氯化氢气体用饱和食盐水除杂可用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C.二氧化硫的催化氧化反应为2SO2 +O22SO3,反应中过量的空气,氧气的浓度增大,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,则工业生产硫酸中使用过量的空气来提高二氧化硫的转化率可用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;
D.碘化氢分解生成氢气和碘蒸气的反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,碘蒸气的浓度增大混合气体颜色变深,则升高温度,混合气体颜色变深可用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;
故选A。
14. 下列说法正确的是
A. 催化剂可以降低反应的活化能,从而改变化学反应速率,影响平衡移动
B. 加入或减少反应物的量,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
C. 升高温度能改变化学反应速率主要原因是增加了反应物中活化分子的百分数
D. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂可以降低反应的活化能,从而改变化学反应速率,但不能使平衡移动,选项A错误;
B.加入或减少反应物的量不一定能改变反应物的浓度(如固体或纯液体物质),不一定能提高活化分子百分数,不一定能提高反应速率,选项B错误;
C.升高温度,活化分子数目增多,可增加反应物分子中活化分子的百分数,使反应速率增大,选项C正确;
D.增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大单位体积内活化分子数目,但活化分子的百分数不变,选项D错误;
答案选C。
15. 恒温下, 该反应达到平衡时 CO2浓度为 a ml•L-1,再充入 CO2使其浓度变为 2a ml•L-1,再次达到平衡后 CO2浓度为
A. 2aB. aC. 介于 a 与 2a 之间D. >2a
【答案】B
【解析】
【详解】恒温下, 该反应达到平衡时 CO2浓度为 a ml•L-1,此时,再充入 CO2使其浓度变为 2a ml•L-1,温度不变即K不变,再次达到平衡后 CO2浓度为;
故选B。
16. 一定温度下,在 2L 密闭容器中发生该反 应,下列说法不正确的是
A. 反应达到平衡时,B 的转化率为 50%
B. 改变温度可改变此反应的平衡常数
C. 反应前后压强保持不变
D. 反应达平衡后,再充入 1ml A 与 2ml B,则达到新平衡后 C 的百分含量不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.物质A物质的量变化0.5ml,根据化学计量数,物质B物质的量变化0.5ml,平衡时B物质转化率:,A错误;
B.改变温度可改变此反应的平衡常数,B正确;
C.反应前后气体分子数相同,压强不变,C正确
D.反应达平衡后,再充入 1ml A 与 2ml B,压强增大,但平衡不移动,则达到新平衡后 C 的百分含量不变,D正确;
答案选A。
17. 关于一定条件下的化学平衡,下列说法正确的是
A. 升高温度,ν (正)减小,ν(逆)增大,平衡左移
B. 增大压强,ν(正)、ν(逆)不变,平衡不移动
C. 恒温恒容,充入 H2,ν (正)增大,平衡右移
D. 恒温恒压,充入 He,ν(正)减小,平衡右移
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,正逆反应速率均增大,故A错误;
B.增大压强,正逆反应速率均增大,故B错误;
C.恒温恒容条件下,充入氢气,反应物的浓度增大,正反应速率增大,平衡右移,故C正确;
D.恒温恒压条件下,充入不参与反应的氦气相当于减小压强,正逆反应速率减小,该反应为气体体积减小的反应,平衡左移,故D错误;
故选C。
18. 氢气作为一种清洁能源,一直是能源研究的热点,工业上制取氢气有多种方法:,则 H-H 键的键能为
A. 436B. 573C. 273D. 419
【答案】A
【解析】
【详解】设H-H 键键能为x kJ/ml,即(414×4+463×2-1068-3x)kJ/ml =206 kJ/ml,解得x=436;
故选A。
19. T1 时,在 1L 的密闭容器中进行反应:,A、B 的起始浓度均为 0.5ml·L-1,起始压强为 p0,反应达到平衡状态时压强为p,且,下列说法不正确的是
A. T1 时,该反应的 K=
B. T1时,A 的平衡转化率为 80%
C. 升高温度,平衡常数为 100,可知该反应为吸热反应
D. T1达到平衡时,再充入 0.1mlC 和 0.1mlB,则平衡将正向移动
【答案】D
【解析】
【分析】设平衡时生成C的浓度为aml/L,由题意可建立如下三段式:
由可得:,解得a=0.2。
【详解】A.由三段式数据可知,T1 条件下反应达到平衡时A、B、C的浓度分别为0.1ml/L、0.3ml/L、0.2ml/L,反应的平衡常数K==,故A正确;
B.由三段式数据可知,T1 条件下反应达到平衡时A的转化率为×100%=80%,故B正确;
C.由三段式数据可知,T1 条件下反应达到平衡时反应的平衡常数K==,升高温度,平衡常数为100说明平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,故,C正确;
D.T1达到平衡时,再充入 0.1mlC 和 0.1mlB,反应的浓度熵Qc==>,则平衡向逆反应方向移动,故D错误;
故选D。
20. 某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如图所示。下列说法中正确的是
A. 30min时降低温度,40min时升高温度
B. 反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C. 8min前A的平均反应速率为0.08ml/(L·min)
D. 30min~40min间该反应使用了催化剂
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.从图象可知,30min时,反应物和生成物的浓度都降低且仍处于平衡状态,故不是温度变化,应该是压强减小,40min时,正逆反应速率都增大,应该是升高温度, A错误;
B.平衡时,A、B的浓度变化量相等,说明x=1,根据A可知,正反应放热,B错误;
C.v(A)=,C正确;
D.从图象可知,30min时,反应物和生成物的浓度都降低且仍处于平衡状态,故不是使用催化剂,应该是压强减小, D错误;
答案选C。
21. 下列关于如图所示转化关系(X 代表卤素)说法不正确的是
A. ΔH2> 0
B.
C. HX(g)分解反应,正反应活化能比逆反应大
D. 按照 Cl、Br、I的顺序,ΔH3 依次减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.断键吸收热量,因此ΔH2> 0,选项A正确;
B.根据盖斯定律得到,即,选项B正确;
C.HX(g)分解反应为吸热反应,正反应活化能比逆反应大,选项C正确;
D.成键释放出热量,由于HX键键能按Cl、Br、I的顺序逐渐减小,则生成HX按Cl、Br、I的顺序放出热量减小,所以ΔH3依次增大,选项D不正确;
答案选D。
22. 我国科研人员提出了由 CO2和 CH4 转化为高附加值产品CH3COOH 的催化反应历程,该历程如图所示:下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 反应过程中,只有 C-H 键发生断裂
C. 状态①②之间的能量差即该反应的焓变
D. 反应速率与催化剂表面积有关
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图象分析,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,选项A错误;
B.由图可知该反应为甲烷和二氧化碳反应生成醋酸,故该反应总方程式为CO2+CH4CH3COOH,则反应中存在C=O、C-H键的断裂,选项B错误;
C.焓变等于生成物总能量与反应物总能量之差,状态①、②为中间产物,所以状态①、②之间的能量差不能表示该反应的焓变,选项C错误;
D.反应速率与催化剂表面积有关,催化剂的表面积越大,其催化活性越高,反应速率也就越快,选项D正确;
答案选D。
23. 对于化学反应,某研究小组经研究后绘制了4幅图像,下列说法正确的是
A. 由图 a 可知该反应 ΔH >0
B. 由图 b 可知,该反应 a+b
D. 图 d 中,曲线 a 一定增加了催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像中:先拐先平,数值大可知温度:T1>T2,升高温度,C在反应混合物中的体积分数降低,说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,ΔH<0,A错误;
B.由图b可知:在温度不变时,增大压强,C%增大,说明化学平衡正向移动,该反应的正反应是气体体积减小的反应,所a+b>c,B错误;
C.图c是绝热条件下速率和时间的图象,最初随着反应进行,温度升高,速率加快,则说明此反应为放热反应,后续随着反应物浓度的降低,化学反应速率下降,C错误;
D.由于该反应是反应前后气体体积不等的反应,而图d显示a比b达到平衡时所需时间短,但B%相同,故曲线a一定增加了催化剂,D正确;
故选D。
24. 反应物(S)转化为产物(P 或 P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A. 进程Ⅰ是吸热反应
B. 平衡时 P 的产率:Ⅰ与Ⅱ相等
C. 生成 P 的速率:Ⅲ大于Ⅱ
D. 上述反应进程Ⅳ中,Z 起催化作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图中信息可知,进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量,因此进程I是放热反应,A错误;
B.进程Ⅱ中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率,因此在两个进程中平衡时P的产率相同,B正确;
C.进程Ⅲ中由S•Y转化为P•Y的活化能高于进程Ⅱ中由S•X转化为P•X的活化能,由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤,因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ,C错误;
D.由图中信息可知,进程Ⅳ中S与Z生成S•Z,然后S•Z转化为产物P•Z,由于P•Z没有转化为P+Z,因此,Z没有表现出催化作用,D错误;
故选B。
25. 下列实验操作、现象和所得到的结论均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.亚硫酸钠溶液与过氧化氢溶液反应生成硫酸钠和水,反应中没有明显实验现象,不能根据实验现象探究浓度对反应速率的影响,故A错误;
B.向等浓度等体积的双氧水中分别加入0.01ml/L氯化铁溶液和0.01ml/L氯化铜溶液,加入氯化铁溶液产生气泡快,说明加入氯化铁溶液的试管中反应速率快,由反应的活化能越小,反应速率越快可知,加入氯化铁溶液的双氧水分解反应的活化能较小,故B正确;
C.由题意可知,氯化铁溶液与碘化钾溶液反应时,氯化铁溶液过量,则向反应后的溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液会变为血红色,则溶液变血红色不能说明氯化铁溶液与碘化钾溶液有一定限度,故C错误;
D.氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应的离子方程式为Fe3++3SCN—Fe(SCN)3,则向平衡后的溶液中加入氯化钾固体,平衡体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,溶液颜色不变,故D错误;
故选B。
非选择题部分
二、填空题(本小题共 5 题,共 50 分)
26. 回答下列问题
(1)已知 1g 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水释放 56kJ 的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式___________。
(2) 增大压强,平衡___________ 填(“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),颜色___________ (填“变深”“变浅”或“不变”)。
(3)工业制备纯硅的反应为,若将生成的HCl 通入 100mL1ml·L-1 的 NaOH 溶液中恰好完全反应,则此制备纯硅反应过程中的热效应是___________ kJ。
【答案】(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-896kJ/ml
(2) ①. 正向移动 ②. 变深
(3)6.01
【解析】
【小问1详解】
由1g 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水释放 56kJ 的热量,则反应的反应热ΔH==-896kJ/ml,反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-896kJ/ml,故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-896kJ/ml;
【小问2详解】
该反应是气体体积减小的反应,增大压强,二氧化氮的浓度增大,混合气体的颜色变深,平衡向正反应方向移动,二氧化氮浓度减小,混合气体的颜色变浅,但比原平衡的颜色深,故答案为:正向移动;变深;
【小问3详解】
由反应生成的氯化氢与100mL1ml/L氢氧化钠溶液恰好反应可知,反应放出的热量为=6.01kJ,故答案为:6.01。
27. 氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。298.15K 时,N2、H2与 NH3 的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图如下所示,据图回答问题:
(1)若反应中生成 2 ml 氨气,则反应___________ (填“吸热”或 “放热”) ___________kJ
(2)图中曲线___________(填“a”或“b”)表示加入催化剂的能量变化曲线,催化剂能加快反应速率的原理:___________ ;
(3)目前合成氨工业广泛采用的反应条件是 500℃、20~50MPa、铁触媒作催化剂,反应转化率不超过 50%。工业上为了进一步提高氨气的产率,你认为下列措施经济可行的是:___________ ;
A. 升高反应温度,让更多的分子变成活化分子
B. 降低反应温度,让反应向着有利于氨气生成的方向进行
C. 将液氨及时从反应体系中分离出来
D. 寻求能在更低的温度下有很强催化活性的新型催化剂
(4)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,发生反应;在一定温度下,在体积为 1L 的容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度变化如下
①表中 x= ___________ml/L;前 2min 内 CH4 的平均反应速率为 ___________
②下列不能作为反应达到平衡的判据是___________。
A.气体的压强不变 B.v 正(CH4)=v 逆(CO) C.K 不变
D.容器内气体的密度不变 E.断开 1mlH-O 键同时断开 3mlH-H 键
【答案】(1) ①. 放出 ②. 92
(2) ①. b ②. 改变了反应历程,降低了合成氨反应的活化能 (3)D
(4) ①. 0.11 ②. 0.05ml/(L·min) ③. CDE
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,反应的总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应;反应热,则生成2mlNH3放出热量为92 kJ;
故答案为:放出;92;
【小问2详解】
合成氨反应中,铁触媒能改变了反应历程,降低反应的活化能,从而加快反应速率,则曲线b代表加入催化剂后的能量变化曲线;
故答案为:b;改变了反应历程,降低了合成氨反应的活化能;
【小问3详解】
A.升高温度,平衡逆向进行,不利于合成氨,A不符合题意;
B.降低温度,虽然平衡正向进行,但反应速率变慢,B不符合题意;
C.分离氨气,平衡正向进行,但反应速率减慢,C不符合题意;
D.低温下,平衡正向进行,加入合适的催化剂,则提高反应速率,D符合题意;
故答案为:D;
【小问4详解】
①V=1L,根据化学计量数关系,则有c(CO)生成=c(CH4)反应,则x=0.2-0.09=0.11;前2min内H2的平均反应速率为,根据化学计量数关系,有v(H2)=3v(CH4),因此前2min内CH4的平均反应速率为;
故答案为:0.11;0.05ml/(L·min);
②A.该反应为气体分子数增大的反应,故当总压强不变,说明达到平衡,A项不符合题意;
B.甲烷的正反应为平衡正向进行,CO的逆反应说明平衡逆向进行,且速率之比为1:1,则v 正(CH4)=v 逆(CO),作为判断平衡的依据,B项不符合题意;
C.K值只受温度影响,则K不能作为判断平衡的依据,C项符合题意;
D.根据,该反应全为气体,根据质量守恒定律,质量不变,容器体积不变,则密度不变,则密度不能作为判断平衡的依据,D项符合题意;
E.断开1mlH-O键,说明消耗0.5mlH2O,断开3mlH-H,说明消耗1mlH2,系数比不相符,则不能作为判断平衡的依据,E项符合题意;
故答案为:CDE。
28. 在一个体积为 2L 的密闭容器中发生以下反应: ,其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示
(1)该反应的平衡常数表达式 K= ___________;该反应___________ 反应(填“吸热”或“放热”)
(2)600℃时,向容器中充入 1ml H2和 1ml CO2 气体,平衡时 CO 气体有 0.4ml,则 600℃时K=___________
(3)在 830℃向容器中充入 2ml CO 和 2ml H2O,保持温度不变,5 分钟后反应达到平衡后,其平衡常数 ___________ (填“大于”“小于”或“等于”)1,此时 H2O 的转化率为 ___________。
(4)若 1000℃时,某时刻反应混合物中 CO2、H2、CO、H2O 物质的量分别为 2ml 、2ml 、4ml 、4ml ,则此时上述反应的平衡移动方向为___________ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)
(5)为提高平衡时 H2的转化率,除了适当控制反应温度,还可以采取的措施是___________ 。
【答案】(1) ①. ②. 吸热
(2)0.4 (3) ①. 等于 ②. 50%
(4)逆反应方向 (5)增大CO2浓度(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
反应的平衡常数表达式;随着温度升高,K增大,即;
【小问2详解】
由题可得三段式:,;
【小问3详解】
平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变;830℃平衡常数K=1,设此时H2O 的转化率为,可得三段式,,解得;
【小问4详解】
1000℃平衡常数K=1.7,某时刻反应混合物中 CO2、H2、CO、H2O 物质的量分别为 2ml 、2ml 、4ml 、4ml ,即,平衡向逆反应方向进行;
【小问5详解】
为提高平衡时 H2的转化率,除了适当控制反应温度,还可以增大CO2浓度(合理即可)。
29. Ⅰ.某同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
(1)该实验①、②可探究___________对反应速率的影响,因此 V1= ___________。
(2)实验___________(填实验序号)可探究硫酸浓度对反应速率的影响,因此V5= ___________。
Ⅱ.用 0.5 ml·L−1 的盐酸与 0.55 ml·L−1 的 NaOH 溶液在下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:
(3)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是___________,该装置图还有一处错误是___________ 。
(4)取 50mLNaOH 溶液和 50mL 盐酸进行实验,实验数据如表。( 密度都是 1.0g/mL c=4.0J·g-1·℃-1)
根据实验数据,计算中和热反应的 ΔH= ___________
(5)上述实验值与-57.3kJ·ml-1 有偏差,产生偏差的原因可能是___________
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取盐酸溶液时仰视读数
c.分多次把 NaOH 倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测量 NaOH 溶液后直接测量盐酸溶液的温度
(6)将一定量的稀氨水、稀氢氧化钡溶液、稀氢氧化钠溶液分别与 0.5ml·L−1 的盐酸恰好完全反应,其反应热分别是 ΔH1、ΔH2、ΔH3,则 ΔH1、ΔH2、ΔH3 的大小关系为 ___________。
【答案】(1) ①. 温度 ②. 10mL
(2) ①. ①、③ ②. 6mL
(3) ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. 大小烧杯的烧杯口应平齐,大小烧杯之间的空隙应塞满碎纸条
(4)
(5)acd (6)ΔH1>ΔH2=ΔH3
【解析】
【小问1详解】
实验①、②温度不同,是用来探究温度对化学反应速率的影响的;根据控制变量的原则,其他因素要保持一致,加入的Na2S2O3的量要相同,因此V1=10mL;
【小问2详解】
实验①、③可探究硫酸浓度对反应速率的影响,根据控制变量的原则,要保持其他因素一致,溶液总体积要相同,V5=6mL;
【小问3详解】
图中还缺少用来搅拌的环形玻璃搅拌棒;图中为了防止热量散失,大小烧杯的烧杯口应平齐,大小烧杯之间的空隙应塞满碎纸条;
【小问4详解】
三次实验数据温度的变化量分别为:3.4、4.5、3.6,第二次数据与其他数据相差较大,说明是错误的数据,应该取另外两个数据平均值3.5,近似认为0.55ml/L NaOH溶液和0.50ml/L盐酸密度都是 1.0g/mL,比热容为:c=4.0J·g-1·℃-1,中和热;
【小问5详解】
a.实验装置保温、隔热效果差,导致热量散失,实验值偏小,a正确;
B.量取盐酸溶液时仰视读数,导致盐酸的量偏多,实验值偏大,b错误;
C.分多次把 NaOH 倒入盛有盐酸的小烧杯中,导致热量散失,实验值偏小,c正确;
D.用温度计测量 NaOH 溶液后直接测量盐酸溶液的温度,测定出盐酸温度较高,得到温度差较低,计算出数据偏低,d正确;
故选acd;
【小问6详解】
一水合氨为弱碱,电离会吸热,导致ΔH1>-57.3kJ·ml-1;氢氧化钡和氢氧化钠均为强碱,即ΔH2=ΔH3=-57.3kJ·ml-1;即ΔH1>ΔH2=ΔH3。
30. 催化还原 CO2是解决“碳中和”及能源问题的重要手段之一、研究表明,在 Cu/ZnO/ZrO2催化剂存在下,CO2和 H2可发生两个平行反应,分别生成 CH3OH 和 CO。
I
II
请回答(不考虑温度变化对 ΔH、ΔS 的影响):
(1)高温时,副反应生产的 CO 也可以与 H2 反应生产甲醇。
①写出该反应的热化学方程式___________ 。
②该反应在 ___________下能自发进行(选填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)在 2L 的密闭容器中按物质的量之比为 1∶3 充入 CO2和 H2,体系中仅发生主反应 I,测得平衡混合物中 CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度的变化,如图所示。下列说法正确的是_____
A. 压强的大小关系为 p1>p2>p3
B. A、B、C、D 的平衡常数大小关系:
C. 若其它条件相同时,按 n(CO2)∶n(H2)=1∶2 充入容器,则 CO2平衡转化率变小
D. 在 C 点时,CO2的转化率为 75%
(3)低温催化下只发生反应 I 和 II,在不同温度和压强下,CO2 的平衡转化率的变化曲线如图所示,请画出在压强 p3 下(p3>p1),CO2 平衡转化率随温度的变化曲线。___________
(4)催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。某实验室控制 CO2 和 H2 的初始投料比为 1:2.2,在相同压强下,经过相同的反应时间测得如下实验数据:
(甲醇的选择性:转化的 CO2中生成甲醇的百分比)
根据上表所给数据,用 CO2 生产甲醇的最优条件为___________ (填写实验编号),请说明选择理由 ___________。
【答案】30. ①. ②. 低温 31. ACD
32. 33. ①. B ②. 分别对比AB、CD实验,在同样温度下,Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率增加,甲醇选择性高,所以选择BD进行比较,同样催化剂条件下,温度升高,CO2转化率升高,而甲醇的选择性却降低
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,反应I-反应II得,CO 可以与 H2 反应生产甲醇,热化学方程式:;
②该反应,,则自发进行,需在低温下进行;
【小问2详解】
A.对应反应I,压强增大,平衡正向移动,甲醇体积分数增大,则压强的大小关系为 p1>p2>p3,A正确;
B.有图像可知,升高温度,甲醇体积分数减小,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,平很常数与压强无关,只受温度影响,则A、B、C、D 的平衡常数大小关系:,B错误;
C.若其它条件相同时,按 n(CO2)∶n(H2)=1∶2 充入容器,压强减小,平衡逆向移动,CO2平衡转化率变小,C正确;
D.设向密闭容器中充入1ml一氧化碳和2ml氢气,设一氧化碳转化率为x,则,此时甲醇提积分数50%,,解得,即转化率为75%,D正确;
答案选ACD;
【小问3详解】
压强减小,平衡均逆向移动,二氧化碳转化率降低,p3在最下方,相应的图像为;
【小问4详解】物质
A
B
C
初始量/ml
1
2
0
平衡量/ml
0.5
化学键
C-H
H-O
键能/kJml-1
414
1068
463
图a
图b
图c
图d
选项
实验内容
实验结论
A
向2支均盛有2mL不同浓度Na2SO3溶液的试管中,同时加入2mL5%H2O2溶液,观察并比较实验现象
探究浓度对反应速率的影响
B
取两支试管,分别加入等浓度等体积的双氧水,试管①加入0.01ml·L-1的FeCl3溶液1mL,试管②加入0.01ml·L-1的CuCl2溶液1mL
试管①产生气泡快,说明加入FeCl3时,双氧水分解反应的活化能较小
C
取1mL0.1ml/LKI溶液于试管中,加入5mL0.1ml/LFeCl3,充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液
溶液变血红色,则KI和FeCl3反应有一定限度
D
当反应达平衡后加入KCl固体
溶液颜色变浅,平衡逆移
t/min
CH4(ml/L)
H2O(ml/L)
CO(ml/L)
H2(ml/L)
0
0.2
0.3
0
0
2
n1
n2
n3
0.3
3
n1
n2
n3
0.3
4
0.09
0.19
x
0.33
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3浓度
稀硫酸
H2O
V/mL
c/ml/L)
V/mL
c/ml/L)
V/mL
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
V1
0.10
V2
0.50
V3
③
20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
温度实验次数
起始温度/℃
终止温度t2/℃
HCl
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
259
25.9
25.9
30.4
3
26.4
26.2
26.3
29.9
实验编号
温度/K
催化剂
CO2的转化率/%
甲醇的选择性/%
A
543
Cu/ZnO纳米棒
12.3
42.3
B
543
Cu/ZnO纳米片
11.9
72.7
C
553
Cu/ZnO纳米棒
15.3
39.1
D
553
Cu/ZnO纳米片
12.0
70.6
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