2022-2023学年福建省连城县第一中学高二上学期月考1化学试题含答案
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连城一中2022-2023学年上期高二化学(月考1)试题
满分:100分 考试时间:75分钟
相对原子质量:H-1、C-12、O-16、N-14、S-32、Li-7、Na-23、Mg-24、Zn-65、Fe-56、Cu-64
一、选择题(共14小题,每小题只有一个选项符合题意;每小题3分,共42分)
1.下列关于钢铁腐蚀的说法不正确的是 ( )
A.在钢铁制品中加入一些铬或镍制成合金,可有效防止金属腐蚀
B.自然界中,生铁比纯铁更易腐蚀
C.钢铁设备与外加直流电源的负极相连可以防止钢铁腐蚀
D.钢铁闸门上连接铜块可以防止钢铁腐蚀
2. 下列关于反应能量的说法正确的是()
A.已知2C(s)+O2(g) = 2CO(g) ΔH,ΔH表示碳的摩尔燃烧焓
B.已知2C(s)+2O2(g) = 2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g) = 2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C.若C(s,石墨) = C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol−1 ,则石墨比金刚石稳定
D.H+ (aq)+OH− (aq) = H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol−1,含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量
3.在四个不同的容器中,在不同条件下N2与H2进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,生成氨的反应速率最快的是( )
A.v(H2)=0.3 mol/(L•min) B.v(NH3)=0.2 mol/(L•min)
C.v(N2)=0.6 mol/(L•min) D.v(NH3)=0.05 mol/(L•min)
4.采用电化学方法使Fe2+与H2O2反应,可生成非常活泼的·OH(羟基自由基) 中间体用于降解废水中的有机污染物,原理如下图所示。下列说法错误的是()
A.X上发生的电极反应为:2H2O − 4e− =O2↑+ 4H+
B.可将X电极上产生的O2收集起来,输送到Y电极继续使用
C.根据装置推测,Y电极是阳极,·OH在该电极侧产生
D.起始时,在Y电极附近加入适量Fe2+或Fe3+,均能让装置正常工作
5.某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.将1 molN2、3 molH2置于1 L密闭容器中发生反应,
放出的热量为92.4 kJ
B.平衡状态由A变为B时,平衡常数K(A)<K(B)
C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率增大
D.升高温度,平衡常数K增大
6.下列图中的实验方案,能达到实验目的的是( )
A
B
C
D
实验方案
将NO2球浸泡在冰水和热水中
实验
目的
验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱
除去CO2气体中混有的SO2
探究温度对平衡的影响
2NO2(g) N2O4(g)
7.一种新型镁储备电池的储存寿命长,电压平衡,电池的总反应为Mg+Cu2Cl2=2Cu+MgCl2,以该电池为电源在铜片上镀银的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.M电极材料为铜片
B.接通电路后,电池的正极质量减少
C.接通电路后,AgNO3溶液的浓度一定减小
D.若反应消耗1molMg,则有1molCl-通过阴离子交换膜
8.某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s) Y(s)+ Z(g), ΔH;一段时间后达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.升高温度,若c(Z)增大,则 ΔH >0
B.平衡后加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小
C.加入等物质的量的X和Z,平衡不移动
D.加入一定量氩气(Ar),平衡不移动
9.以Pd纳米粒子为核、空心多孔碳球为壳的封装型催化剂将H2和O2直接合成H2O2的机理如图(a)所示。电催化还原O2时的两种可能转化路径如图(b)所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)。下列说法不正确的是( )
A.直接合成法中,步骤②吸收能量,步骤④释放能量
B.电催化还原法制备H2O2的优点之一是避免了H2和O2共存的易爆环境
C.电催化还原时,2e-路径的步骤少,反应速率快
D.若催化剂表面对*OOH吸附过强,则易生成O*,导致H2O2的产率降低
10.已知反应A(g) +2B(g)3C(g),ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA(g)和 3molB(g)发生反应,t1时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 若容器内压强不变,表明反应达到平衡
B. t2时改变的条件:向容器中加入B
C. 平衡常数K:K(Ⅱ) <K(Ⅰ)
D. 平衡时A的体积φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)
11.在一密闭容器中加入M、N、P三种气体,保持温度一定,在四个不同时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断,下列说法正确的是( )
A.在t2时刻反应已经停止
B.该反应的化学方程式为2M(g)+N(g) P(g)
C.M的平衡转化率比N的平衡转化率低
D.利用表中数据无法计算该温下反应的平衡常数
12.已知可逆反应2NO2(g) N2O4(g)中NO2、N2O4的消耗速率与其浓度存在如下关系:
v消(NO2)=k1c2(NO2),v消(N2O4)=k2c(N2O4)(其中k1、k2是只与温度有关的常数),一定温度下根据
上述关系式建立如右图所示关系。下列说法正确的是( )
A.在1L密闭容器中充入1molNO2,平衡时c(NO2)+c(N2O4)=1 mol •L -1
B.若某温度时k1=k2,则该温度下反应的平衡常数K=0.5
C.图中A点能表示该反应达到化学平衡状态
D.缩小容器的容积,平衡向正反应方向移动,气体的颜色变浅
13.高炉炼铁过程中发生反应:1/3Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g),△H;已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表,下列说法正确的是( )
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
A.△H>0
B.其他条件不变,向平衡体系充入CO2气体,K值减小
C.一定温度下,该反应的平衡常数表达式是
D.其他条件不变,增大压强,平衡往逆向移动
14. 我国科研人员研制了Ti-H-Fe双温区催化剂(Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃)。利用该催化剂合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A. 该历程中能量变化最大的是2.46 eV,是氮分子中氮氮三键的断裂过程
B. ③为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程
C. 在高温区加快了反应速率,低温区提高了氨的产率
D. ①③在高温区发生,②④⑤在低温区发生
Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题(本题包括4个小题,共52分)
15.图中A、B为多孔碳惰性电极,C、D为铂夹,夹在浸过Na2SO4溶液和酚酞的湿滤纸条两端;a、b为电源两极。实验前,往两支试管中充满KOH溶液并倒立于盛有KOH溶液的水槽中。实验时,断开K1,闭合K2、K3,通电一段时间,两支试管收集的气体体积如图所示。根据要求回答问题:
(1)电源的a极为 极(填“正”或“负”);
(2)铂夹C上发生反应的电极反应式为 ;
(3)装置通直流电时,下列判断不正确的是
①电极A上发生氧化反应 ②电子沿a→C→D→b 路径流动
③片刻后D点附近c(SO42-)增大 ④片刻后可观察到滤纸C点变红色
(4)现切断K2、K3,闭合K1,观察到电流表指针偏转。电极A上的电极反应式为 。
(5)特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池,其工作原理如右图,A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料。隔膜只允许特定的离子通过,电池反应式为:
LixC6 + Li1-xCoO2C6 + LiCoO2,则放电时
负极的电极反应式为 ,充电时,
电极B应与直流电源的 极(填“正”或“负”)连接,
此时该电极的电极反应式为 。
16.运用化学反应原理研究以下反应有重要意义,请完成下列探究。
I.已知:H2(g)+I2(g)2HI (g) ΔH=-11 kJ·mol−1,该反应经历了如下反应历程:
第一步: I2 2I· ; 第二步: H2+2I· 2HI
(1)若第一步为快反应,下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是_______(填标号)。
A B C D
(2)下列说法中,可证明反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)已达平衡状态的是_________(填标号)。
A.一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂
B.反应速率v正(H2)=2v逆(HI)
C.恒容密闭容器中,混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化
(3)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)
在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为 。
②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为 (以K和k正表示)。若k正=0.0027 min-1,在t=40 min时,
v正=________min-1。
II.已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol−1;在400℃时,K=0.5。
(4)①400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K' =________填数值。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v正(NH3)________ v逆(NH3)(填“>” “<” “=”或“不能确定”。
17.学习小组同学研究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应,得到一组室温下的实验数据,如下表所示:
实验编号
①
②
③
④
⑤
C0(H2O2)/ mol·L-1
0.1
01
0.1
0.2
0.3
C0(HI)/ mol·L-1
0.1
0.2
0.3
0.1
0.1
从混合至溶液出现棕黄色的时间/s
13
6.5
4.3
6.6
4.4
(1)过氧化氢溶液与氢碘酸反应的化学方程式为____________________________。
(2)本实验的目的是___________________________________________________。
(3)若该反应的速率方程可表示为v=kca (H2O2) cb (HI),对比表中数据可知 a=___________,b=___________。
(4)资料显示编号①的反应进行至20s时,测得c(HI)的浓度为0.06mol·L-1,则20s内生成I2的
平均速率v(I2)= 。
(5)该实验小组同学将氢碘酸用碘化钾代替进行实验,控制其他条件不变,未观察到溶液变为棕黄色,却观察到有无色气体生成。该小组同学认为KI可能对过氧化氢的分解起到催化作用。为验证该猜想,该小组同学进行了如下实验:取2支试管,分别加入2mL0.1 mol·L-1H2O2溶液,然后向其中一支试管加入2mL0.1 mol·L-1KI溶液,向另一支试管中加入 ,
观察现象。
(6)该小组同学探究温度对实验的影响,按实验编号④,将溶液温度分别升高。发现到一定温度下,溶液出现棕黄色所需时间变长,可能的原因是 。
18.燃煤火力发电厂会产生大量的NOx、SO2、CO2,排放会对环境造成污染。
(1)通常情况下,当1gC(s)完全燃烧时释放出33kJ热量,该反应的热化学方程式为 。
(2)用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H。在2L恒容密闭器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如下表。
实验编号
温度/℃
起始时NO的物质的量/mol
平衡时N2的物质的量/mol
1
700
0.24
0.08
2
800
0.40
0.09
①700℃时,若反应2min达到平衡,0~2min内的CO2平均反应速率v= ;
该温度下的平衡常数K=____________。
②结合表中数据,判断该反应的△H____0(填“>”或“<”)。
③判断该反应达到平衡的依据是 。
A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.2v正(NO)=v逆(N2)
(3)已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示。由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其原因为__________
19.乙烷是一种重要的化工原料,可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。回答下列问题:
(1)已知:①C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136.8kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g) H2O(l) ΔH2=-285.8kJ·mol-1
③C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411.0kJ·mol-1
则表示C2H6(g)摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。
(2)1000℃时,在某刚性容器内充入一定量的C2H6,只发生反应①,已知平衡时容器中总压为2.1×105Pa,乙烷的平衡转化率为40%。
①1000℃时,反应①的平衡常数Kp= Pa[气体分压(Pa)=气体总压(Pa)×物质的量分数]。
②若其他条件不变,刚性容器改为体积可变的密闭容器,则达到平衡时乙烷的转化率
40%(填“>”“<”或“=”)。
(3)乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法:
C2H6(g)+O2(g) C2H4(g)+H2O(g) ΔH=-149kJ·mol-1,
该反应的正活化能和逆活化能中较大的是 。
参考答案
第I卷(选择题共42分)
1
2
3
4
5
6
7
D
C
A
C
C
D
B
8
9
10
11
12
13
14
C
C
D
B
B
C
C
第II卷(非选择题 每空2分 共58分)
15. (14分)
(1)负(2分)
(2)2H++2 e-= H2↑(2分)
(3)②(2分)
(4)2H2O+O2 +4e‾=4OH‾(2分)
(5)LixC6 -xe- == xLi+ + C6 (2分) 正 (2分)
LiCoO2 - xe- == Li1-xCoO2 + xLi+ (2分)
16. (14分)
(1)C, (2分)
(2)AD, (2分)
(3)①K= (2分) ②k正/K(2分) 1.95×10-3(2分)
(4)① 2(2分) ② =(2分)
17.(12分)
(1)H2O2+2HI=I2+2H2O (2分)
(2)探究过氧化氢、HI浓度对过氧化氢与氢碘酸反应速率的影响(2分)
(3)1(1分) 1 (1分)
(4)0.001mol·L-1·s-1(2分)
(5)2mL蒸馏水(2分)
(6)H2O2受热分解,导致过氧化氢溶液浓度下降,反应速率减小(2分)
18.(12分)
(1)C(s)+O2(g) =CO2(g),△H=-396 kJ·mol-1(2分)
(2)①0.02 mol·L-1·min-1,(写成2×10-2mol·L-1·min-1) (2分),
1 (2分)
② < (2分) ③ AB (2分)
(3)1050K前反应未达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大(2分)
19.(6分)
(1)C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1560 kJ/mol (2分)
(2) (2分)
(3) 逆活化能(2分)
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