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2018-2019学年吉林省东辽市普通高中高二上学期期中考试 化学 解析版
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2018-2019学年吉林省东辽市普通高中高二上学期期中考试
化 学(B)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
相对原子质量:H∶1 C∶12 N∶14 O∶16 Na∶23 S∶32 Cl∶35.5 K∶39 Fe∶56 Mn∶55 Ba∶137
第I卷(选择题,共48分)
一、选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列变化过程,属于放热反应的是
①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应 ③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤H2在Cl2中燃烧 ⑥食物腐败
A.②⑤⑥ B.②③④ C.①③⑤ D.②③④⑤⑥
2.可逆反应2A+3B2C+D相同条件下的反应速率,反应速率最快的是
A.v(A)= 0.5mol·(L·min) -1 B.v(B)= 0.01mol·(L·s) -1
C.v(C)=0.35mol·(L·min) -1 D.v(D)= 0.4mol·(L·min) -1
3.某温度下,浓度都是1mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,反应2min后,测得参加反应的X2为0.6mol·L-1,用Y2浓度变化表示的化学反应速率v(Y2)=0.1mol·(L·min) -1,生成的c(Z)为0.4mol·L-1,则该反应的反应式可以表示为
A.X2+2Y2 2XY2 B.2X2+Y22X2Y
C.3X2+Y22X3Y D.X2+3Y22XY3
4.下列有关说法中正确的是
A.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) ===2CaSO4(s)+ 2CO2(g)在低温下能自发进行,则该反应的△H<0
B.NH4Cl(s) ===NH3(g)+HCl(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H <0
C.若△H>0,△S<0,化学反应在任何温度下都能自发进行
D.加入合适的催化剂能降低反应活化能,从而改变反应的焓变
5.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是
A.石墨转变为金刚石是放热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g) ===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH2;则ΔH1<ΔH2
D.CO(g)+H2O(g) ===CO2(g)+H2(g) ΔH1>0
6.用纯净的CaCO3与l00mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积己折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是
A.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·(L·min) -1
B.OE段表示的平均速率最快
C.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D.F点收集到的CO2的量最多
7.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是:
①升温 ②增加C的量 ③将容器的体积缩小一半 ④保持体积不变,充入He使体系压强增大 ⑤保持压强不变,充入He使容器体积变大
A.①⑤ B.②③ C.①③ D.②④
8.反应mA(s)+nB(g)pC(g) △H<0,在一定温度下,平衡时B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示,下列叙述中一定正确的是
①m+n>p;②x点表示的正反应速率大于逆反应速率;③x点比y点时的反应速率慢;④n>p
A.①② B.②④ C.②③ D.①③
9.一定条件,可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L−1、0.3 mol·L−1、0.08 mol·L−1,则下列判断不合理的是
A.c1∶c2=1∶3 B.平衡时,Y与Z的生成速率之比为3∶2
C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围0<c1<0.14 mol·L−1
10.下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol−1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol−1
B.500℃、30MPa下,将0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol−1
C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol−1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3kJ·mol−1)
D.已知2C(s)+2O2(g) ===2CO2(g) ΔH=a,2C(s)+O2(g) ===2CO(g) ΔH=b,则a 11.对可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,下列图像正确的是
12.一定条件下,在一恒容密闭容器中,下列能表示反应:X(g)+2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②Y的消耗速率与Z的消耗速率相等 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z的同时消耗n mol Y
A.①② B.①④ C.③④ D.②③
13.在一定条件下,向2L密闭容器中加入2mol X、1mol Y。发生如下反应:2X(g)+Y(?)3Z(g) ∆H<0。经60s达平衡,此时Y的物质的量为0.2mol。下列说法正确的是
A.反应开始至平衡时,用X表示的化学反应速率为1.2 mol·(L·min) -1
B.该反应平衡常数表达式一定是K=
C.若再充入1 mol Z,重新达平衡时X的体积分数一定增大
D.若使容器体积变为1 L,Z的物质的量浓度一定增大
14.图Ⅰ是NO2(g)+CO(g) ===CO2(g)+NO(g)反应过程中能量变化的示意图。一定条件下,在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态。当改变其中一个条件X,Y随X的变化关系曲线如图Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是
A.一定条件下,向密闭容器中加入1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)反应放出234 kJ热量
B.若X表示CO的起始浓度,则Y表示的可能是NO2的转化率
C.若X表示温度,则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
D.若X表示反应时间,则Y表示的可能是混合气体的密度
15.工业上用丁烷催化脱氢制备丁烯:C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)(正反应吸热)。将丁烷和氢气以一定的配比通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),反应的平衡转化率、产率与温度、投料比有关。下列判断不正确的是
A.由图甲可知,x小于0.1
B.由图乙可知,丁烯产率先增大后减小,减小的原因是氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率减小
C.由图丙可知产率在590℃之前随温度升高产率增大的原因可能是溫度升高平衡正向移动
D.由图丙可知,丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物
16.一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),△H<0.现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,按如图所示投料,并在400℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是
A.容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同
B.容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率相同
C.SO3的体积分数:Ⅱ<Ⅲ
D.容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1
第Ⅱ卷(选择题 共52分)
二、 非选择题(共5小题)
17.20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。分析图中信息,回答下列问题:
(1)图一是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________________________________。在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1_________,E2________(填“增大”、“减小”或“不变”),对反应热有无影响?______________,原因是_______________________________________________。
(2)图二是红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)的反应过程与能量关系图(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。根据图二回答下列问题:
①P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式__________________________________。
PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式____________________________________。
②P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1mol PCl5(g)的△H1与P(s)和Cl2(g)一步反应生成1mol PCl5(g)的△H2关系是:△H2____________△H1(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是_______________________。
图一 图二
18.400℃时,某密闭容器中有X、Y、Z三种气体,从反应开始到达到平衡时各物质浓度的变化如图甲所示(假定反应向正反应方向进行)。图乙为相应时刻仅改变反应体系中某一条件后正、逆反应速率随时间变化的情况。
(1)反应从开始至平衡时v(X)=________________;A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为_______________________。
(2)若t3 s时改变的条件是降低压强,则Z物质的起始浓度是________;400℃时该反应的平衡常数为________。
(3)t4 s时改变的条件是________,若该反应具有自发性,则此时平衡向________________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
(4)在图乙中绘制出t6 s时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中(压强保持不变)正、逆反应速率的变化曲线并注明速率类型。
(5)研究表明,该反应经过如下几个阶段:
3X(g)2Q(s)+P(g) ΔH1 Q(s)Y(g)+W(g) ΔH2 P(g)+2W(g)Z(g) ΔH3
试写出X、Y、Z间反应的热化学方程式________________________________________。
19.如图所示的装置中发生反应2A2(g)+B2(g)2C(g) △H=-a kJ·mol−1(a>0),已知P是可自由滑动的活塞。在相同温度下关闭K,向A、B容器中分别充入2mol A2和1mol B2,两容器分别在500℃时达到平衡,A中C的浓度为mol·L-1,放出热量b kJ,B中C的浓度分别为mol·L-1,放出热量c kJ。请回答下列问题:
(1)若将温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
(2)比较大小:_____(填“>”、“=”、或“<”),a、b、c由大到小的关系为_____。
(3)若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积将_____(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
(4)若让A、B体积相等且固定P,在B中改充入4 mol A2和2 mol B2,在500℃时达到平衡后C的浓度为 mol·L-1,则、的关系为_____。
(5)能说明A中已达到平衡状态的是_____(填序号,有一个或多个选项符合题意)。
a.(C)=2(B2)
b.容器内气体压强保持不变
c.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
d.容器内的气体密度保持不变
(6)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_____。
a.及时分离出C气体 b.适当升高温度 c.增大B2的浓度 d.选择高效的催化剂
20.能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) △H1
已知:①CH4、H2、CO的燃烧热(△H)分别为-a kJ·mol−1、-b kJ·mol−1、-c kJ·mol−1;
②H2O(l) ===H2O(g) △H=+d kJ·mol−1
则△H1=___________(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJ·mol−1。
(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。
②下列说法正确的是____________ (填标号)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度
d.图中压强p1
③0〜3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=________ mol·(L·min) -1。
④200℃时,该反应的平衡常数K =_______。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO、2mol H2、2mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
21.恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:N2+3H22NH3。
(1)若反应进行5min时,测得n(N2) =1.8mol,n(NH3) =0.4mol。
计算:①a的值;②用H2浓度的变化表示的反应速率。
(2)反应达平衡时,混合气体的总物质的量为5.0mol,其中NH3的含量(体积分数)为40%。
计算:上述温度下该反应的化学平衡常数。
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2018-2019学年上学期高二
期中考试测试卷
化 学(B)答 案
第I卷(选择题,共48分)
一、选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.【答案】A
【解析】一般金属和水或酸反应,酸碱中和反应,一切燃烧,大多数化合反应和置换反应,缓慢氧化反应如生锈等都是放热反应。大多数分解反应,铵盐和碱反应,碳、氢气或CO作还原剂的反应等是吸热反应。①③④不是化学变化,其中①和④是吸热过程,③是放热过程,故选A。
2.【答案】D
【解析】如果都用物质B表示反应速率,根据反应速率之比是化学计量数之比可知选项A~D分别是0.75mol·(L·min) -1、0.6mol·(L·min) -1、0.525mol·(L·min) -1、1.2mol·(L·min) -1,因此反应速率最快的是选项D,答案选D。
3.【答案】C
【解析】由信息可知,X2和Y2为反应物,Z为生成物,X2、Y2、Z的反应速率之比为∶0.1mol·(L·min)-1∶=3∶1∶2,由速率之比等于化学计量数之比可知,反应为3X2+Y22Z,答案选C。
4.【答案】A
【解析】A.2CaCO3(s)+2SO2(s)+O2(s) ===2CaSO4(s)+ 2CO2(s) △S<0;根据△G=△H-T△S<0时自发进行,则反应在△S<0时,只有当△H<0且低温时才能自发进行,选项A正确;B.反应NH4Cl(s) ===NH3(g)+HCl(g)该反应为熵增的反应,在室温下不能自发进行,则只有当△H>0才可能满足△G=△H-T△S>0,选项B错误;C.若△H>0,△S<0,则一定有△G=△H-T△S>0,化学反应在任何温度下都不能自发进行,选项C错误;D.催化剂只能改变化学反应速率,对反应的始态和终态无影响,所以不影响焓变,选项D错误。答案选A。
5.【答案】C
【解析】A.图象1分析金刚石能量高于石墨,石墨转变为金刚石是吸热反应,故A错误;B.图象2分析白磷能量高于红磷,能量越低越稳定,白磷比红磷稳定性差,故B错误;C.依据图象3分析固体硫变化为气态硫需要吸收能量,故ΔH1<ΔH2,故C正确;D.图象4分析反应物CO(g)+H2O(g)的能量总和高于生成物CO2(g)+H2(g)的能量总和,反应是放热反应,故D正确。
6.【答案】A
【解析】A.EF段产生的CO2共0.02 mol,由于反应中n(HCl)∶n(CO2)=2∶1,所以该段消耗HCl=0.04 mol,时间1 min,所以用盐酸表示的EF段平均化学速率是0.4 mol·L-1·min-1,A正确;B.单位时间内反应生成的多或反应物消耗的多,则速率快。由于横坐标都是1个单位,EF段产生的CO2多,所以该段反应速率最快,不是OE段,B错误;C.由于时间都是1 min,所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比,即224∶(672-224)∶(784-672)=2∶4∶1,C错误;D.收集的CO2是看总量的,F点只有672 mL,应该是G点的体积最多,D错误,答案选A。
7.【答案】D
【解析】①升温可加快化学反应速率;②增加C的量不能改变其浓度,故对其反应速率几乎无影响;③将容器的体积缩小一半,可以增大体系的压强,化学反应速率加快;④保持体积不变,充入He使体系压强增大,不能改变反应混合物的浓度,化学反应速率不变;⑤保持压强不变,充入He使容器体积变大,反应混合物中气体的浓度变小,化学反应速率变慢。综上所述,D正确;本题选D。
8.【答案】C
【解析】①图象的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,A为固态,则有n<p,m+n与p关系不能确定,故错误;②x点位于曲线上方,未达到平衡状态,由图象可以看出,当B的含量减小时,可趋向于平衡,则应是向正反应方向移动,即v正>v逆,故正确;③由图象可以看出x点的压强小于y点压强,压强越大,反应速率越大,故x点比y点的反应速率慢,故正确;④由图象的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,A为固态,则有n<p,故错误;所以正确的有②③;答案选C。
9.【答案】C
【解析】 X(g)+3Y(g)2Z(g)
起始量(mol) x y z
转化量(mol) a 3a 2a
平衡量(mol) 0.1 0.3 0.08
所以x-a=0.1、y-3a=0.3、z+2a=0.08、y=3x
A.根据以上分析可知c1∶c2=1∶3,A正确;B.速率之比是相应的化学计量数之比,B正确;C.X、Y 的转化率相等,C不正确;D.又因为2x=0.28-z,所以x的取值范围为0<x<0.14,即c1的取值范围0<c1<0.14 mol·L−1,D正确,答案选C。
10.【答案】D
【解析】甲烷的燃烧热是生成液态水时放出的热量,甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol−1,故A错误;合成氨反应可逆,将0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol,故B错误;中和热是稀强酸、稀强碱反应,生成1mol水放出的热量,HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ·mol−1,但由于稀硫酸与氢氧化钙反应生成的硫酸钙微溶,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热的△H≠-57.3kJ·mol−1,故C错误;相同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热大于生成CO放出的热,故D正确。
11.【答案】A
【解析】A.只增加氧气的浓度,则正反应速率增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,与图象吻合,A正确; B.正反应为放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,二氧化硫的转化率降低,图象不符,B错误;C.增大压强平衡正向移动,转化率增大,SO3的体积分数增大,图象不符,C错误;D.加入催化剂,反应速率增大,到达平衡所用时间减少,但平衡不移动,图象不符,D错误;答案选A。
12.【答案】D
【解析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。①平衡时,X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2,不能说明正逆反应速率相等,其比值与各物质的初始浓度及转化率有关,错误;②Y的消耗速率与Z的消耗速率相等,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确;③容器中气体的压强不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,正确;④单位时间内生成n mol Z的同时消耗n mol Y,均表示正反应速率,反应不一定达到平衡状态,错误;答案选D。
13.【答案】D
【解析】经60s达平衡,此时Y的物质的量为0.2mol,则
2X(g)+Y(?)3Z(g);∆H<0
开始 2 1 0
转化 1.6 0.8 2.4
平衡 0.4 0.2 2.4
A.X表示的化学反应速率v==0.8 mol·(L·min) -1,选项A错误;B.若Y为液体或固体,则反应平衡常数表达式一定是K=,选项B错误;C.再充入1 mol Z,Y为气体,则Z的量极限转化为X、Y,与起始量比值相同,为等效平衡,所以重新达到平衡时,X的体积分数不变,选项C错误;D.无论Y是否为气态,平衡移动较小,而使容器体积变为1 L,Z的物质的量浓度一定增大,选项D正确;答案选D。
14.【答案】C
【解析】A.反应的焓变△H=E1-E2=134 kJ·mol−1-368 kJ·mol−1=-234 kJ·mol−1,又1mol NO2(g)与1mol CO(g)不可能完全反应,所以放出热量小于234 kJ,故A错误;B.两种反应物的化学平衡,增加一种物质的量,会提高另一种反应物的转化率,故B错误;C.该反应是放热反应,升温,化学平衡逆向进行,二氧化碳浓度减小,故C正确;D.气体形成的平衡体系中气体质量不变,反应前后体积不变,所以密度不变,故D错误;故选C。
15.【答案】B
【解析】A.正反应体积增大,增大压强,平衡逆向移动,则丁烯的平衡产率减小,由图甲可知,x小于0.1,A正确;B.氢气浓度增大,逆反应速率增大,B错误;C.正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,由图丙可知产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移动,C正确;D.由图丙可知,丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物,D正确,答案选B。
16.【答案】D
【解析】A.容器Ⅰ是绝热容器,反应过程中温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,所以容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数不相同,故A错误;B.容器Ⅱ是恒容容器,容器Ⅲ是恒压容器,反应过程中两容器压强不相等,则容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率不相同,故B错误;C.容器Ⅱ是恒温恒容,Ⅲ是恒温恒压,随着反应的进行,容器Ⅱ中压强大于容器Ⅲ,平衡正向进行,三氧化硫含量增大,则SO3的体积分数:Ⅱ>Ⅲ,故C错误;D.若容器Ⅱ恒温恒容,容器Ⅰ也是恒温恒容时,达到相同的平衡状态,二氧化硫转化率和三氧化硫转化率之和为1,但实际上容器Ⅰ是绝热恒容,随着反应的进行温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫转化率减小,因此容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1,故D正确;答案选D。
第Ⅱ卷(选择题 共52分)
二、非选择题(共5小题)
17.【答案】(1)NO2(g) + CO(g) ===CO2 (g)+ NO(g) ΔH=-234 kJ·mol−1;减小;减小;无;因为催化剂只改变反应的途径,不能改变体系中物质的始态和终态
(2)①P(s) +3/2Cl2(g) ===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol−1;PCl5(g) ===Cl2(g) +PCl3(g) ΔH=+ 93 kJ·mol−1;②等于;反应中的能量变化只与始态和终态有关,与反应途径无关
【解析】(1)根据图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量,所以是放热反应,放出的热量是368kJ-134kJ=234kJ。因此热化学方程式为:NO2(g) + CO(g) ===CO2 (g)+ NO(g) ΔH=-234 kJ·mol−1;催化剂能降低反应的活化能,从而加快反应速率。但不会影响反应热的大小,所以E1和E2都是减小的;因为催化剂只改变反应的途径,不能改变体系中物质的始态和终态;(2)①根据图像可判断,生成1mol PCl3时放出306kJ热量,所以热化学方程式为P(s) +3/2Cl2(g) ===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol−1;根据图示可知:Cl2(g) +PCl3(g) ===PCl5(g),中间产物的总能量大于最终产物的总能量,该反应是放热反应,△H=生成物总能量-反应物总能量=-93 kJ·mol−1;所以PCl5(g) ===Cl2(g) +PCl3(g)是吸热反应;热化学方程式为PCl5(g) ===Cl2(g) +PCl3(g) ΔH=+ 93 kJ·mol−1;②根据盖斯定律可知,反应无论一步完成还是分多步完成,生成相同的产物,反应热相等,则P和Cl2一步反应生成1mol PCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的反应热。原因:反应中能量变化只与始态和终态有关,与反应途径无关。
18.【答案】(1)0.09 mol·L-1·s-1;C>B>A
(2)0.2 mol·L-1;(或3.33)
(3)升高温度;逆反应方向
(4)
(5)3X(g)2Y(g)+Z(g) ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3
【解析】由甲图可知,X是反应物,Y是生成物。10s时反应达到平衡,X、Y的变化量分别为0.9 mol·L−1和0.6 mol·L−1,变化量之比为3∶2,由图乙可知,减压后平衡不发生移动,所以该反应的化学方程式为3X2Y+Z。(1)反应从开始至平衡时v(X)==0.09mol·(L·s)-1;浓度越大化学反应速率越大,所以A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为C>B>A。(2)若t3 s时改变的条件是降低压强,Z的平衡量为0.5mol·L−,Z的变化量为0.3mol·L−,则Z物质的起始浓度是0.2mol·L-1;由图甲可知,X、Y、Z的平衡量分别为0.6mol·L−1、1.2mol·L−1、0.5mol·L−1,所以,400℃时该反应的平衡常数为(或3.33)。(3)t4 s时,正反应速率和逆反应速率都增大且增大的程度不同,所以改变的条件是升高温度,若该反应具有自发性,由于该反应的熵不变,所以该反应的△H<0,则此时平衡向逆反应方向(吸热反应方向)移动。(4)t6 s时向容器中加入一定量X后,因压强保持不变,故容器体积增大,所以X的浓度增大、Y和Z的浓度减小,正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,建立新平衡的过程中正、逆反应速率的变化曲线如下:;(5)研究表明,该反应经过如下几个阶段:①3X(g)2Q(s)+P(g) ΔH1 ②Q(s)Y(g)+W(g) ΔH2 ③P(g)+2W(g)Z(g) ΔH3。由①+②③可得3X(g) 2Y(g)+Z(g),所以ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3,X、Y、Z间反应的热化学方程式为3X(g)2Y(g)+Z(g) ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3。
19.【答案】(1)减小
(2);
(3)减小
(4)
(5)bc
(6)c
【解析】(1)该反应为放热反应,温度升高,平衡左移,反应的平衡常数将减小;(2)A是恒容容器,B是恒压容器,反应2A2(g)+B2(g)2C(g) △H=-a kJ·mol−1(a>0)发生后,气体的物质的量之和减小,所以B相当于在A的基础上加压,增大了压强,B容器内的反应向右移动,C的浓度增大,放出的热量增加;正确答案:;。(3)若打开K,因为B端的压强大于A端的压强,所以B中压强会减小,活塞P会向左移动,故容器B的体积将减小;(4)若让A、B体积相等且固定P,相当于恒温恒容, B中改充入4 mol A2和2 mol B2,气体总量是A中气体总量的2倍,气体总量按比例增加相当于加压,压强增大会引起平衡右移,所以;正确答案:。(5)没有标明两种物质的正、逆反应方向,无法判定反应达到平衡状态,a错误;该反应是一个反应前后气体总量发生变化的反应,所以容器内气体压强保持不变,可以判定反应达到平衡状态,b正确; 反应前后气体的总质量不变,反应前后气体的总量发生变化,根据M=m/n,m不变,n变化,当M不变时,反应达到平衡状态;c正确;恒温恒容,气体的总体积不变,反应前后气体的总质量不变,根据密度计算公式ρ=m/V;m不变,V不变,密度始终不变,无法判定反应达到平衡状态,d错误;正确选项bc。(6)及时分离出C气体,相当于减少浓度,反应速率减慢,a
错误;该反应正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡左移,b错误;增大B2的浓度,反应速率增大,平衡右移,c正确;选择高效的催化剂,化学反应速率增大,平衡不移动,d错误;正确选项c。
20.【答案】(1)-a+3b+c–d
(2)①<;②cd;③(或0.067);④6.25;正向
【解析】(1)CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) △H1,已知:①CH4、H2、CO 的燃烧热(△H)分别为-a kJ·mol−1、-b kJ·mol−1、-c kJ·mol−1;②H2O(l) ===H2O(g) △H=+d kJ·mol−1,由盖斯定律可知,②×3+③-①-④可知,则△H1=-a+3b+c–d kJ·mol−1。(2)CO的平衡转化率与温度和压强的关系如
下图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:,①由图示可知在恒压条件下,随着温度的升高CO的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,即正反应为放热反应,△H2<0。②a.正方向为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故a错误;b.达平衡后再充入稀有气体,压强增大,但平衡不移动,CO的转化率不变,故b错误;c.CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g),达到平衡前气体总物质的量在不断变化,当容器内气体压强不再变化时,说明混合气体的总物质的量不再改变,反应达到平衡,即反应达到最大限度,故c正确;d.由图示可知,在恒温恒容的条件下,增大压强,平衡向正方向移动,CO的转化率增大,即图中压强p1<p2,故d正确;故选cd;③由图表可知,3min后反应达到平衡状态
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始浓度(mol·L−1) 0.4 0.8 0
变化浓度(mol·L−1) 0.2 0.4 0.2
起始浓度(mol·L−1) 0.2 0.4 0.2
0〜3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=0.2mol·L-1/3min=1/15 mol·(L·min) -1。④200℃时,200℃时平衡常数K=c(CH3OH)/(c(CO)×c2(H2))=0.2/(0.2×0.42)=6.25;向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO、2mol H2、2mol CH3OH,此时各物质的浓度为c(CO)=0.4 mol·L−1,c(H2)=0.6mol·L-1,c CH3OH)=0.4mol·L-1,保持温度不变,则此时Qc=c(CH3OH)/[c(CO)×
c2(H2)] =0.4/(0.4×0.62)=2.78<6.25=K,则此时平衡应向正方向移动。
21.【答案】(1)①2;②0.06 mol·(L·min) -1
(2)2
【解析】(1) N2 + 3H22NH3
起始物质的量 a b 0
变化物质的量 0.2 0.6 0.4
5min时物质的量 1.8 b-0.6 0.4
所以a=0.2+1.8=2;
用氢气浓度的变化表示反应速率为v(H2)=0.6mol÷(2L×5min)=0.06mol·(L·min)-1
(2) N2 + 3H22NH3
起始物质的量 2 b 0
变化物质的量 1 3 2
平衡物质的量 1 b-3 2
1+2+b-3=5 解得b=5;则K=(1×1)÷(0.5×13)=2
化 学(B)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
相对原子质量:H∶1 C∶12 N∶14 O∶16 Na∶23 S∶32 Cl∶35.5 K∶39 Fe∶56 Mn∶55 Ba∶137
第I卷(选择题,共48分)
一、选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列变化过程,属于放热反应的是
①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应 ③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤H2在Cl2中燃烧 ⑥食物腐败
A.②⑤⑥ B.②③④ C.①③⑤ D.②③④⑤⑥
2.可逆反应2A+3B2C+D相同条件下的反应速率,反应速率最快的是
A.v(A)= 0.5mol·(L·min) -1 B.v(B)= 0.01mol·(L·s) -1
C.v(C)=0.35mol·(L·min) -1 D.v(D)= 0.4mol·(L·min) -1
3.某温度下,浓度都是1mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,反应2min后,测得参加反应的X2为0.6mol·L-1,用Y2浓度变化表示的化学反应速率v(Y2)=0.1mol·(L·min) -1,生成的c(Z)为0.4mol·L-1,则该反应的反应式可以表示为
A.X2+2Y2 2XY2 B.2X2+Y22X2Y
C.3X2+Y22X3Y D.X2+3Y22XY3
4.下列有关说法中正确的是
A.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) ===2CaSO4(s)+ 2CO2(g)在低温下能自发进行,则该反应的△H<0
B.NH4Cl(s) ===NH3(g)+HCl(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H <0
C.若△H>0,△S<0,化学反应在任何温度下都能自发进行
D.加入合适的催化剂能降低反应活化能,从而改变反应的焓变
5.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是
A.石墨转变为金刚石是放热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g) ===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH2;则ΔH1<ΔH2
D.CO(g)+H2O(g) ===CO2(g)+H2(g) ΔH1>0
6.用纯净的CaCO3与l00mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积己折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是
A.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·(L·min) -1
B.OE段表示的平均速率最快
C.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D.F点收集到的CO2的量最多
7.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是:
①升温 ②增加C的量 ③将容器的体积缩小一半 ④保持体积不变,充入He使体系压强增大 ⑤保持压强不变,充入He使容器体积变大
A.①⑤ B.②③ C.①③ D.②④
8.反应mA(s)+nB(g)pC(g) △H<0,在一定温度下,平衡时B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示,下列叙述中一定正确的是
①m+n>p;②x点表示的正反应速率大于逆反应速率;③x点比y点时的反应速率慢;④n>p
A.①② B.②④ C.②③ D.①③
9.一定条件,可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L−1、0.3 mol·L−1、0.08 mol·L−1,则下列判断不合理的是
A.c1∶c2=1∶3 B.平衡时,Y与Z的生成速率之比为3∶2
C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围0<c1<0.14 mol·L−1
10.下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol−1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol−1
B.500℃、30MPa下,将0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol−1
C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol−1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3kJ·mol−1)
D.已知2C(s)+2O2(g) ===2CO2(g) ΔH=a,2C(s)+O2(g) ===2CO(g) ΔH=b,则a 11.对可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,下列图像正确的是
12.一定条件下,在一恒容密闭容器中,下列能表示反应:X(g)+2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②Y的消耗速率与Z的消耗速率相等 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z的同时消耗n mol Y
A.①② B.①④ C.③④ D.②③
13.在一定条件下,向2L密闭容器中加入2mol X、1mol Y。发生如下反应:2X(g)+Y(?)3Z(g) ∆H<0。经60s达平衡,此时Y的物质的量为0.2mol。下列说法正确的是
A.反应开始至平衡时,用X表示的化学反应速率为1.2 mol·(L·min) -1
B.该反应平衡常数表达式一定是K=
C.若再充入1 mol Z,重新达平衡时X的体积分数一定增大
D.若使容器体积变为1 L,Z的物质的量浓度一定增大
14.图Ⅰ是NO2(g)+CO(g) ===CO2(g)+NO(g)反应过程中能量变化的示意图。一定条件下,在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态。当改变其中一个条件X,Y随X的变化关系曲线如图Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是
A.一定条件下,向密闭容器中加入1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)反应放出234 kJ热量
B.若X表示CO的起始浓度,则Y表示的可能是NO2的转化率
C.若X表示温度,则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
D.若X表示反应时间,则Y表示的可能是混合气体的密度
15.工业上用丁烷催化脱氢制备丁烯:C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)(正反应吸热)。将丁烷和氢气以一定的配比通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),反应的平衡转化率、产率与温度、投料比有关。下列判断不正确的是
A.由图甲可知,x小于0.1
B.由图乙可知,丁烯产率先增大后减小,减小的原因是氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率减小
C.由图丙可知产率在590℃之前随温度升高产率增大的原因可能是溫度升高平衡正向移动
D.由图丙可知,丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物
16.一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),△H<0.现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,按如图所示投料,并在400℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是
A.容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同
B.容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率相同
C.SO3的体积分数:Ⅱ<Ⅲ
D.容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1
第Ⅱ卷(选择题 共52分)
二、 非选择题(共5小题)
17.20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。分析图中信息,回答下列问题:
(1)图一是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________________________________。在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1_________,E2________(填“增大”、“减小”或“不变”),对反应热有无影响?______________,原因是_______________________________________________。
(2)图二是红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)的反应过程与能量关系图(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。根据图二回答下列问题:
①P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式__________________________________。
PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式____________________________________。
②P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1mol PCl5(g)的△H1与P(s)和Cl2(g)一步反应生成1mol PCl5(g)的△H2关系是:△H2____________△H1(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是_______________________。
图一 图二
18.400℃时,某密闭容器中有X、Y、Z三种气体,从反应开始到达到平衡时各物质浓度的变化如图甲所示(假定反应向正反应方向进行)。图乙为相应时刻仅改变反应体系中某一条件后正、逆反应速率随时间变化的情况。
(1)反应从开始至平衡时v(X)=________________;A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为_______________________。
(2)若t3 s时改变的条件是降低压强,则Z物质的起始浓度是________;400℃时该反应的平衡常数为________。
(3)t4 s时改变的条件是________,若该反应具有自发性,则此时平衡向________________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
(4)在图乙中绘制出t6 s时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中(压强保持不变)正、逆反应速率的变化曲线并注明速率类型。
(5)研究表明,该反应经过如下几个阶段:
3X(g)2Q(s)+P(g) ΔH1 Q(s)Y(g)+W(g) ΔH2 P(g)+2W(g)Z(g) ΔH3
试写出X、Y、Z间反应的热化学方程式________________________________________。
19.如图所示的装置中发生反应2A2(g)+B2(g)2C(g) △H=-a kJ·mol−1(a>0),已知P是可自由滑动的活塞。在相同温度下关闭K,向A、B容器中分别充入2mol A2和1mol B2,两容器分别在500℃时达到平衡,A中C的浓度为mol·L-1,放出热量b kJ,B中C的浓度分别为mol·L-1,放出热量c kJ。请回答下列问题:
(1)若将温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
(2)比较大小:_____(填“>”、“=”、或“<”),a、b、c由大到小的关系为_____。
(3)若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积将_____(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
(4)若让A、B体积相等且固定P,在B中改充入4 mol A2和2 mol B2,在500℃时达到平衡后C的浓度为 mol·L-1,则、的关系为_____。
(5)能说明A中已达到平衡状态的是_____(填序号,有一个或多个选项符合题意)。
a.(C)=2(B2)
b.容器内气体压强保持不变
c.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
d.容器内的气体密度保持不变
(6)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_____。
a.及时分离出C气体 b.适当升高温度 c.增大B2的浓度 d.选择高效的催化剂
20.能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) △H1
已知:①CH4、H2、CO的燃烧热(△H)分别为-a kJ·mol−1、-b kJ·mol−1、-c kJ·mol−1;
②H2O(l) ===H2O(g) △H=+d kJ·mol−1
则△H1=___________(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJ·mol−1。
(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。
②下列说法正确的是____________ (填标号)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度
d.图中压强p1
④200℃时,该反应的平衡常数K =_______。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO、2mol H2、2mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
21.恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:N2+3H22NH3。
(1)若反应进行5min时,测得n(N2) =1.8mol,n(NH3) =0.4mol。
计算:①a的值;②用H2浓度的变化表示的反应速率。
(2)反应达平衡时,混合气体的总物质的量为5.0mol,其中NH3的含量(体积分数)为40%。
计算:上述温度下该反应的化学平衡常数。
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2018-2019学年上学期高二
期中考试测试卷
化 学(B)答 案
第I卷(选择题,共48分)
一、选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.【答案】A
【解析】一般金属和水或酸反应,酸碱中和反应,一切燃烧,大多数化合反应和置换反应,缓慢氧化反应如生锈等都是放热反应。大多数分解反应,铵盐和碱反应,碳、氢气或CO作还原剂的反应等是吸热反应。①③④不是化学变化,其中①和④是吸热过程,③是放热过程,故选A。
2.【答案】D
【解析】如果都用物质B表示反应速率,根据反应速率之比是化学计量数之比可知选项A~D分别是0.75mol·(L·min) -1、0.6mol·(L·min) -1、0.525mol·(L·min) -1、1.2mol·(L·min) -1,因此反应速率最快的是选项D,答案选D。
3.【答案】C
【解析】由信息可知,X2和Y2为反应物,Z为生成物,X2、Y2、Z的反应速率之比为∶0.1mol·(L·min)-1∶=3∶1∶2,由速率之比等于化学计量数之比可知,反应为3X2+Y22Z,答案选C。
4.【答案】A
【解析】A.2CaCO3(s)+2SO2(s)+O2(s) ===2CaSO4(s)+ 2CO2(s) △S<0;根据△G=△H-T△S<0时自发进行,则反应在△S<0时,只有当△H<0且低温时才能自发进行,选项A正确;B.反应NH4Cl(s) ===NH3(g)+HCl(g)该反应为熵增的反应,在室温下不能自发进行,则只有当△H>0才可能满足△G=△H-T△S>0,选项B错误;C.若△H>0,△S<0,则一定有△G=△H-T△S>0,化学反应在任何温度下都不能自发进行,选项C错误;D.催化剂只能改变化学反应速率,对反应的始态和终态无影响,所以不影响焓变,选项D错误。答案选A。
5.【答案】C
【解析】A.图象1分析金刚石能量高于石墨,石墨转变为金刚石是吸热反应,故A错误;B.图象2分析白磷能量高于红磷,能量越低越稳定,白磷比红磷稳定性差,故B错误;C.依据图象3分析固体硫变化为气态硫需要吸收能量,故ΔH1<ΔH2,故C正确;D.图象4分析反应物CO(g)+H2O(g)的能量总和高于生成物CO2(g)+H2(g)的能量总和,反应是放热反应,故D正确。
6.【答案】A
【解析】A.EF段产生的CO2共0.02 mol,由于反应中n(HCl)∶n(CO2)=2∶1,所以该段消耗HCl=0.04 mol,时间1 min,所以用盐酸表示的EF段平均化学速率是0.4 mol·L-1·min-1,A正确;B.单位时间内反应生成的多或反应物消耗的多,则速率快。由于横坐标都是1个单位,EF段产生的CO2多,所以该段反应速率最快,不是OE段,B错误;C.由于时间都是1 min,所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比,即224∶(672-224)∶(784-672)=2∶4∶1,C错误;D.收集的CO2是看总量的,F点只有672 mL,应该是G点的体积最多,D错误,答案选A。
7.【答案】D
【解析】①升温可加快化学反应速率;②增加C的量不能改变其浓度,故对其反应速率几乎无影响;③将容器的体积缩小一半,可以增大体系的压强,化学反应速率加快;④保持体积不变,充入He使体系压强增大,不能改变反应混合物的浓度,化学反应速率不变;⑤保持压强不变,充入He使容器体积变大,反应混合物中气体的浓度变小,化学反应速率变慢。综上所述,D正确;本题选D。
8.【答案】C
【解析】①图象的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,A为固态,则有n<p,m+n与p关系不能确定,故错误;②x点位于曲线上方,未达到平衡状态,由图象可以看出,当B的含量减小时,可趋向于平衡,则应是向正反应方向移动,即v正>v逆,故正确;③由图象可以看出x点的压强小于y点压强,压强越大,反应速率越大,故x点比y点的反应速率慢,故正确;④由图象的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,A为固态,则有n<p,故错误;所以正确的有②③;答案选C。
9.【答案】C
【解析】 X(g)+3Y(g)2Z(g)
起始量(mol) x y z
转化量(mol) a 3a 2a
平衡量(mol) 0.1 0.3 0.08
所以x-a=0.1、y-3a=0.3、z+2a=0.08、y=3x
A.根据以上分析可知c1∶c2=1∶3,A正确;B.速率之比是相应的化学计量数之比,B正确;C.X、Y 的转化率相等,C不正确;D.又因为2x=0.28-z,所以x的取值范围为0<x<0.14,即c1的取值范围0<c1<0.14 mol·L−1,D正确,答案选C。
10.【答案】D
【解析】甲烷的燃烧热是生成液态水时放出的热量,甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol−1,故A错误;合成氨反应可逆,将0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol,故B错误;中和热是稀强酸、稀强碱反应,生成1mol水放出的热量,HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ·mol−1,但由于稀硫酸与氢氧化钙反应生成的硫酸钙微溶,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热的△H≠-57.3kJ·mol−1,故C错误;相同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热大于生成CO放出的热,故D正确。
11.【答案】A
【解析】A.只增加氧气的浓度,则正反应速率增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,与图象吻合,A正确; B.正反应为放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,二氧化硫的转化率降低,图象不符,B错误;C.增大压强平衡正向移动,转化率增大,SO3的体积分数增大,图象不符,C错误;D.加入催化剂,反应速率增大,到达平衡所用时间减少,但平衡不移动,图象不符,D错误;答案选A。
12.【答案】D
【解析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。①平衡时,X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2,不能说明正逆反应速率相等,其比值与各物质的初始浓度及转化率有关,错误;②Y的消耗速率与Z的消耗速率相等,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确;③容器中气体的压强不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,正确;④单位时间内生成n mol Z的同时消耗n mol Y,均表示正反应速率,反应不一定达到平衡状态,错误;答案选D。
13.【答案】D
【解析】经60s达平衡,此时Y的物质的量为0.2mol,则
2X(g)+Y(?)3Z(g);∆H<0
开始 2 1 0
转化 1.6 0.8 2.4
平衡 0.4 0.2 2.4
A.X表示的化学反应速率v==0.8 mol·(L·min) -1,选项A错误;B.若Y为液体或固体,则反应平衡常数表达式一定是K=,选项B错误;C.再充入1 mol Z,Y为气体,则Z的量极限转化为X、Y,与起始量比值相同,为等效平衡,所以重新达到平衡时,X的体积分数不变,选项C错误;D.无论Y是否为气态,平衡移动较小,而使容器体积变为1 L,Z的物质的量浓度一定增大,选项D正确;答案选D。
14.【答案】C
【解析】A.反应的焓变△H=E1-E2=134 kJ·mol−1-368 kJ·mol−1=-234 kJ·mol−1,又1mol NO2(g)与1mol CO(g)不可能完全反应,所以放出热量小于234 kJ,故A错误;B.两种反应物的化学平衡,增加一种物质的量,会提高另一种反应物的转化率,故B错误;C.该反应是放热反应,升温,化学平衡逆向进行,二氧化碳浓度减小,故C正确;D.气体形成的平衡体系中气体质量不变,反应前后体积不变,所以密度不变,故D错误;故选C。
15.【答案】B
【解析】A.正反应体积增大,增大压强,平衡逆向移动,则丁烯的平衡产率减小,由图甲可知,x小于0.1,A正确;B.氢气浓度增大,逆反应速率增大,B错误;C.正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,由图丙可知产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移动,C正确;D.由图丙可知,丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物,D正确,答案选B。
16.【答案】D
【解析】A.容器Ⅰ是绝热容器,反应过程中温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,所以容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数不相同,故A错误;B.容器Ⅱ是恒容容器,容器Ⅲ是恒压容器,反应过程中两容器压强不相等,则容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率不相同,故B错误;C.容器Ⅱ是恒温恒容,Ⅲ是恒温恒压,随着反应的进行,容器Ⅱ中压强大于容器Ⅲ,平衡正向进行,三氧化硫含量增大,则SO3的体积分数:Ⅱ>Ⅲ,故C错误;D.若容器Ⅱ恒温恒容,容器Ⅰ也是恒温恒容时,达到相同的平衡状态,二氧化硫转化率和三氧化硫转化率之和为1,但实际上容器Ⅰ是绝热恒容,随着反应的进行温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫转化率减小,因此容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1,故D正确;答案选D。
第Ⅱ卷(选择题 共52分)
二、非选择题(共5小题)
17.【答案】(1)NO2(g) + CO(g) ===CO2 (g)+ NO(g) ΔH=-234 kJ·mol−1;减小;减小;无;因为催化剂只改变反应的途径,不能改变体系中物质的始态和终态
(2)①P(s) +3/2Cl2(g) ===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol−1;PCl5(g) ===Cl2(g) +PCl3(g) ΔH=+ 93 kJ·mol−1;②等于;反应中的能量变化只与始态和终态有关,与反应途径无关
【解析】(1)根据图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量,所以是放热反应,放出的热量是368kJ-134kJ=234kJ。因此热化学方程式为:NO2(g) + CO(g) ===CO2 (g)+ NO(g) ΔH=-234 kJ·mol−1;催化剂能降低反应的活化能,从而加快反应速率。但不会影响反应热的大小,所以E1和E2都是减小的;因为催化剂只改变反应的途径,不能改变体系中物质的始态和终态;(2)①根据图像可判断,生成1mol PCl3时放出306kJ热量,所以热化学方程式为P(s) +3/2Cl2(g) ===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol−1;根据图示可知:Cl2(g) +PCl3(g) ===PCl5(g),中间产物的总能量大于最终产物的总能量,该反应是放热反应,△H=生成物总能量-反应物总能量=-93 kJ·mol−1;所以PCl5(g) ===Cl2(g) +PCl3(g)是吸热反应;热化学方程式为PCl5(g) ===Cl2(g) +PCl3(g) ΔH=+ 93 kJ·mol−1;②根据盖斯定律可知,反应无论一步完成还是分多步完成,生成相同的产物,反应热相等,则P和Cl2一步反应生成1mol PCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的反应热。原因:反应中能量变化只与始态和终态有关,与反应途径无关。
18.【答案】(1)0.09 mol·L-1·s-1;C>B>A
(2)0.2 mol·L-1;(或3.33)
(3)升高温度;逆反应方向
(4)
(5)3X(g)2Y(g)+Z(g) ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3
【解析】由甲图可知,X是反应物,Y是生成物。10s时反应达到平衡,X、Y的变化量分别为0.9 mol·L−1和0.6 mol·L−1,变化量之比为3∶2,由图乙可知,减压后平衡不发生移动,所以该反应的化学方程式为3X2Y+Z。(1)反应从开始至平衡时v(X)==0.09mol·(L·s)-1;浓度越大化学反应速率越大,所以A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为C>B>A。(2)若t3 s时改变的条件是降低压强,Z的平衡量为0.5mol·L−,Z的变化量为0.3mol·L−,则Z物质的起始浓度是0.2mol·L-1;由图甲可知,X、Y、Z的平衡量分别为0.6mol·L−1、1.2mol·L−1、0.5mol·L−1,所以,400℃时该反应的平衡常数为(或3.33)。(3)t4 s时,正反应速率和逆反应速率都增大且增大的程度不同,所以改变的条件是升高温度,若该反应具有自发性,由于该反应的熵不变,所以该反应的△H<0,则此时平衡向逆反应方向(吸热反应方向)移动。(4)t6 s时向容器中加入一定量X后,因压强保持不变,故容器体积增大,所以X的浓度增大、Y和Z的浓度减小,正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,建立新平衡的过程中正、逆反应速率的变化曲线如下:;(5)研究表明,该反应经过如下几个阶段:①3X(g)2Q(s)+P(g) ΔH1 ②Q(s)Y(g)+W(g) ΔH2 ③P(g)+2W(g)Z(g) ΔH3。由①+②③可得3X(g) 2Y(g)+Z(g),所以ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3,X、Y、Z间反应的热化学方程式为3X(g)2Y(g)+Z(g) ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3。
19.【答案】(1)减小
(2);
(3)减小
(4)
(5)bc
(6)c
【解析】(1)该反应为放热反应,温度升高,平衡左移,反应的平衡常数将减小;(2)A是恒容容器,B是恒压容器,反应2A2(g)+B2(g)2C(g) △H=-a kJ·mol−1(a>0)发生后,气体的物质的量之和减小,所以B相当于在A的基础上加压,增大了压强,B容器内的反应向右移动,C的浓度增大,放出的热量增加;正确答案:;。(3)若打开K,因为B端的压强大于A端的压强,所以B中压强会减小,活塞P会向左移动,故容器B的体积将减小;(4)若让A、B体积相等且固定P,相当于恒温恒容, B中改充入4 mol A2和2 mol B2,气体总量是A中气体总量的2倍,气体总量按比例增加相当于加压,压强增大会引起平衡右移,所以;正确答案:。(5)没有标明两种物质的正、逆反应方向,无法判定反应达到平衡状态,a错误;该反应是一个反应前后气体总量发生变化的反应,所以容器内气体压强保持不变,可以判定反应达到平衡状态,b正确; 反应前后气体的总质量不变,反应前后气体的总量发生变化,根据M=m/n,m不变,n变化,当M不变时,反应达到平衡状态;c正确;恒温恒容,气体的总体积不变,反应前后气体的总质量不变,根据密度计算公式ρ=m/V;m不变,V不变,密度始终不变,无法判定反应达到平衡状态,d错误;正确选项bc。(6)及时分离出C气体,相当于减少浓度,反应速率减慢,a
错误;该反应正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡左移,b错误;增大B2的浓度,反应速率增大,平衡右移,c正确;选择高效的催化剂,化学反应速率增大,平衡不移动,d错误;正确选项c。
20.【答案】(1)-a+3b+c–d
(2)①<;②cd;③(或0.067);④6.25;正向
【解析】(1)CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) △H1,已知:①CH4、H2、CO 的燃烧热(△H)分别为-a kJ·mol−1、-b kJ·mol−1、-c kJ·mol−1;②H2O(l) ===H2O(g) △H=+d kJ·mol−1,由盖斯定律可知,②×3+③-①-④可知,则△H1=-a+3b+c–d kJ·mol−1。(2)CO的平衡转化率与温度和压强的关系如
下图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:,①由图示可知在恒压条件下,随着温度的升高CO的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,即正反应为放热反应,△H2<0。②a.正方向为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故a错误;b.达平衡后再充入稀有气体,压强增大,但平衡不移动,CO的转化率不变,故b错误;c.CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g),达到平衡前气体总物质的量在不断变化,当容器内气体压强不再变化时,说明混合气体的总物质的量不再改变,反应达到平衡,即反应达到最大限度,故c正确;d.由图示可知,在恒温恒容的条件下,增大压强,平衡向正方向移动,CO的转化率增大,即图中压强p1<p2,故d正确;故选cd;③由图表可知,3min后反应达到平衡状态
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始浓度(mol·L−1) 0.4 0.8 0
变化浓度(mol·L−1) 0.2 0.4 0.2
起始浓度(mol·L−1) 0.2 0.4 0.2
0〜3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=0.2mol·L-1/3min=1/15 mol·(L·min) -1。④200℃时,200℃时平衡常数K=c(CH3OH)/(c(CO)×c2(H2))=0.2/(0.2×0.42)=6.25;向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO、2mol H2、2mol CH3OH,此时各物质的浓度为c(CO)=0.4 mol·L−1,c(H2)=0.6mol·L-1,c CH3OH)=0.4mol·L-1,保持温度不变,则此时Qc=c(CH3OH)/[c(CO)×
c2(H2)] =0.4/(0.4×0.62)=2.78<6.25=K,则此时平衡应向正方向移动。
21.【答案】(1)①2;②0.06 mol·(L·min) -1
(2)2
【解析】(1) N2 + 3H22NH3
起始物质的量 a b 0
变化物质的量 0.2 0.6 0.4
5min时物质的量 1.8 b-0.6 0.4
所以a=0.2+1.8=2;
用氢气浓度的变化表示反应速率为v(H2)=0.6mol÷(2L×5min)=0.06mol·(L·min)-1
(2) N2 + 3H22NH3
起始物质的量 2 b 0
变化物质的量 1 3 2
平衡物质的量 1 b-3 2
1+2+b-3=5 解得b=5;则K=(1×1)÷(0.5×13)=2
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