![吉林省部分学校2024-2025学年高二上学期10月联考化学试题(Word版附解析)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/16270368/1-1729395749698/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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![吉林省部分学校2024-2025学年高二上学期10月联考化学试题(Word版附解析)03](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/16270368/1-1729395749748/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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吉林省部分学校2024-2025学年高二上学期10月联考化学试题(Word版附解析)
展开第I卷 选择题
本题共15小题,每小题3分,共45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. 我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。下列关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用的叙述错误的是
A. 降低了反应的活化能B. 增大了反应的速率
C. 增大了反应的平衡常数D. 增大了单位体积内活化分子百分数
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,因而增大单位体积内活化分子百分数,使化学反应速率加快,A正确;
B.催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,分子之间有效碰撞次数增加,反应的速率加快,B正确;
C.催化剂对正、逆反应速率影响相同,因此使用催化剂后使化学平衡不发生移动,故化学平衡常数不变,C错误;
D.催化剂不能改变反应物、生成物的能量,但能够降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,由于单位体积内分子总数不变,因此单位体积内活化分子百分数增加,D正确;
故合理选项是C。
2. 下列不能用焓判据解释的自发进行的过程是( )
A. 铁在潮湿空气中生锈了B. 天然气的燃烧
C. 铜在潮湿空气中产生铜绿D. NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应产生NH3
【答案】D
【解析】
【详解】A项、铁在潮湿空气中能自发产生铁锈,该反应的∆H<0,是能用焓判据解释的自发过程,故A错误;
B项、天然气燃烧生成CO2和水,该反应的∆H<0,是能用焓判据解释的自发过程,B错误;
C项、铜在潮湿空气中能自发产生铜绿,该反应的∆H<0,是能用焓判据解释的自发过程,C错误;
D项、NH4Cl与Ba(OH)28H2O反应产生NH3,可以产生结冰现象,温度降低,该反应的∆H>0、∆S>0,是不能用焓判据解释的自发过程,D正确。
故选D。
【点睛】熵判据和焓判据是判断反应能否自发进行的两个因素,熵判据是从物质的混乱度角度分析判断,熵增加有利于反应的自发进行;焓判据是从能量的角度分析判断,放热有利于反应的自发进行。
3. 对于工业合成氨的反应,以下分析错误的是
A. 可以通过改变温度、压强控制合成氨的反应限度
B. 高压比常压条件更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
C. 左右比室温更有利于合成氨的反应,提高氨气的产率
D. 合成氨工业采用高压,不仅能提高转化率,还能缩短到达平衡的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A.改变温度、压强,可使合成氨的反应平衡发生移动,可改变反应的限度,故A正确;
B.增大压强,反应速率增大,且平衡正向移动,提高产率,故B正确;
C.合成氨反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于提高氨气的产率,故C错误;
D.增大压强,反应速率增大,且平衡正向移动,可提高反应的转化率和氨气的产率,还能缩短到达平衡的时间,故D正确;
故选C
4. 下列事实中,不能用勒夏特列原理加以解释的是
A. 夏天,打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体
B. 浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C. 压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深
D. 将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气的密闭容器置于冷水中,混合气体颜色变浅
【答案】C
【解析】
【详解】A、啤酒瓶内存在平衡:CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq) ,当开启瓶盖时,体系压强降低,为了减弱这种改变,平衡逆向移动,产生大量气泡,可用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B、浓氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3.H2ONH4++OH-,加入氢氧化钠固体时,OH-的浓度增大,平衡会向逆向移动,会产生较多的刺激性气味的气体,能用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C、氢气与碘蒸气反应的平衡为H2(g)+I2(g)2HI(g),反应前后气体系数和相等,压强对平衡无影响,压缩气体,碘单质的浓度增大,使得颜色加深,不能用勒夏特列原理解释,故C符合题意;
D、二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器内存在平衡:2NO2(g)N2O4(g),该反应正反应为放热反应,将密闭容器置于冷水中,温度降低,化学平衡正向移动,NO2的浓度减小,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;
综上所述,本题应选C
【点睛】勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、压强、温度等),化学平衡被破坏,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。该原理适用于其他动态平衡体系,如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。
5. 煤燃烧排放的烟气含有和,对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有着重要意义。在脱硫实验中发生反应:,在体积为的恒容密闭容器中,通入和,在不同条件下进行反应时体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 若采用处理烟气,可以脱硫,不能脱硝
B. 的化学平衡常数大于
C. 对应达到平衡,则在内用表示的平均反应速率为
D. a达到平衡时,的转化率小于的转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.次氯酸根具有强氧化性,也能将氧化为硝酸根,故能脱硝,A错误;
B.与实验a相比,实验b达到的平衡状态不变且所需时间缩短,改变的条件应为加入了催化剂,温度未发生改变,则平衡常数不变,即a和b的化学平衡常数相等,B错误;
C.实验b对应40min达到平衡,列三段式有,恒温恒容条件下,气体压强之比等于其物质的量之比,则,解得x=0.8,因此0~40min用CO表示的平均反应速率,C正确;
D.CO与SO2按照化学计量数之比投料,a达到平衡时,SO2的转化率应等于CO的转化率,则通入2.2mlCO和1mlSO2,投料比大于,相当于增大CO浓度,平衡时SO2转化率增大,CO转化率减小,即SO2的转化率大于CO的转化率,D错误;
故选C。
6. 某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A. 增大压强,,平衡常数增大
B. 加入催化剂,平衡时的浓度增大
C. 恒容下,充入一定量的,平衡向正反应方向移动
D. 恒容下,充入一定量的,的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应是一个气体分子数减少的反应,增大压强可以加快化学反应速率,正反应速率增大的幅度大于逆反应的,故v正> v逆,平衡向正反应方向移动,但是因为温度不变,故平衡常数不变,A不正确;
B.催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度,B不正确;
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C正确;
D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2 (g),平衡向正反应方向移动,但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小,D不正确;
综上所述,本题选C。
7. 下列实验方法或方案能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.,该反应是气体分子数不变的反应,改变压强平衡不移动,A错误;
B.碳单质和二氧化硅高温下发生反应,产生的二氧化碳是气体从体系中逸出,从而使反应不断向右进行,非金属性是指氧化性,该反应中碳表现还原性,B错误;
C.溶液中存在平衡,滴入3滴浓硫酸,平衡向左移动,溶液橙红色加深,滴入3滴浓NaOH溶液,平衡向右移动,溶液黄色加深,因而可通过观察溶液颜色的变化探究浓度对化学平衡移动的影响,C正确;
D.KMnO4与H2C2O4反应探究速率是以高锰酸钾褪色快慢来比较,高锰酸钾必须要完全反应,本实验高锰酸钾过量,D错误;
故选C。
8. 我国科研人员提出了以Ni / Al2O3为催化剂,由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程,其示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 总反应方程式为:CO2+4H2CH4+2H2O
B. 催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C. 在反应历程中,H―H键与C=O键断裂吸收能量
D. 反应过程中,催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知CO2和H2转化为产品CH4,还生成水,则总反应方程式为CO2+4H2⇌CH4+2H2O,A正确;
B.催化剂对平衡移动无影响,则使用催化剂时转化率不变,B错误;
C.化学变化中有化学键的断裂和生成,则反应历程中,H-H键与C=O键断裂吸收能量,C正确;
D.催化剂改变反应的途径、降低反应的活化能,则该过程中催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能,D正确;
故合理选项是B。
9. NO2的储存和还原技术能有效降低柴油发动机在空气过量时排放的NO2,原理如图1所示。用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,如图2所示。
下列说法不正确的是
A. 反应①为4NO2 + O2 + 2BaO = 2Ba(NO3)2
B. 储存和还原技术也能降低尾气排放的NO
C. 0~12.5 s内,氢气消耗速率为v(H2) = 1.6 × 10﹣4 ml/(L·s)
D. 反应②分两步进行, 第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是1∶8
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图1中反应①反应物为氧化钡、二氧化氮和氧气,生成物为硝酸钡,其反应为,故A正确;
B.根据NO2的储存和还原技术能有效降低柴油发动机在空气过量时排放的NO2,NO和氧气反应生成NO2,则储存和还原技术也能降低尾气排放的NO,故B正确;
C.0~12.5s内,氢气的消耗速率为ml/(L·s)= 1.6 × 10﹣4 ml/(L·s),故C正确;
D.第一步反应中H2被氧化生成水,H元素的化合价由0价升高到+1价,Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价,生成氨气,则1ml Ba(NO3)2生成氨气得到16ml电子,参加反应的氢气的物质的量为ml=8ml,则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1,故D错误;
综上所述,答案为D。
10. 常温下,一种解释乙酰水杨酸(用表示,)药物在人体吸收模式如下:
假设离子不会穿过组织薄膜,而未电离的则可自由穿过该膜且达到平衡。下列说法错误的是
A. 血浆中电离程度比胃中大B. 在胃中,
C. 在血浆中,D. 血浆与胃中相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.HA的电离方程式为HAH++A-,血浆中pH=7.4,呈弱碱性,促进HA电离,胃中pH=1.0,呈酸性,抑制HA的电离,血浆中HA的电离程度比胃中大,A项正确;
B.Ka==1×10-3.0,胃中pH=1.0,c(H+)=0.1ml/L,则胃中=1×10-2.0,B项正确;
C.Ka==1×10-3.0,血浆中pH=7.4,c(H+)=10-7.4ml/L,则血浆中=1×104.4,=1+=1+1×104.4>1×104.4,C项错误;
D.假设离子不会穿过组织薄膜,而未电离的HA则可自由穿过该膜且达到平衡,故血浆与胃中c(HA)相同,D项正确;
答案选C。
11. 2NO2(g) N2O4(g),,,其中、只与温度有关,T0时,,将一定量的充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间的变化如下图所示(气体颜色越深,透光率越低),下列说法错误的是
A. d点
B. T0时,K=0.5
C. T1时,,则T1
【答案】D
【解析】
【分析】由反应达到平衡时,正逆反应速率相等可得:=2,整理可得:==K,T0时,速率常数,则反应的平衡常数K===0.5。
【详解】A.由图可知,d点后透光率减小,说明二氧化氮浓度增大,平衡向逆反应方向移动,则二氧化氮的正反应速率小于逆反应速率,故A正确;
B.由分析可知,T0时,反应的平衡常数K=0.5,故B正确;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,T1时,速率常数,反应的平衡常数K'==>K=0.5,则温度T1小于T0,故C正确;
D.保持容积不变,再充入一定量二氧化氮气体相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,二氧化氮的转化率增大,故D错误;
故选D。
12. 近日,中国科学院报道了基于铜的岩盐有序双钙钛矿氧化物,其高效催化转化为,副产物有。其部分机理如图所示。
下列说法正确的是
A. 由图可知,转化为过程放出热量0.43eV
B. 由图可知,转化为的历程中,最大活化能为0.77eV
C. 时,含碳物质结构中存在非极性键断裂与形成
D. 由图可知,转化为的反应速率小于转化为的反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中没有给出的能量,则无法计算转化为过程放出的热量,A错误;
B.由图可知,转化为的历程中,最大活化能时的需要的活化能,则最大活化能为0.77eV,B正确;
C.时,不存在非极性键的断裂,C错误;
D.由图可知,转化为的最大活化能为0.19eV,结合选项B可知,转化为的最大活化能较小,反应速率较快,D错误;
故选B。
13. 已知部分弱酸的电离平衡常数如下表,下列离子方程式正确的是
A. 少量的通入溶液中:
B. NaCN溶液中通入少量的:
C. 少量的通入溶液中:
D. 相同浓度的溶液与溶液等体积混合:
【答案】A
【解析】
【分析】根据平衡常数分析酸强弱顺序为:。
【详解】A.根据前面分析酸强弱为:,则少量的通入溶液中:,故A正确;
B.根据前面分析酸强弱为:,则NaCN溶液中通入少量的:,故B错误;
C.少量的通入溶液中,次氯酸根将二氧化硫氧化为硫酸根并与钙离子生硫酸钙沉淀,生成的氢离子结合多余次氯酸根生成次氯酸,其离子方程式为:,故C错误;
D.根据前面分析酸强弱为:,相同浓度溶液与溶液等体积混合,两者不反应,故D错误。
综上所述,答案为A。
14. 某温度下,在2L的密闭容器中,充入4 ml A和2 ml B进行如下反应:,反应一段时间达到平衡,测得生成1.6 ml C,则下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡向逆反应方向移动
B. 达平衡后B的转化率为40%
C. 增加A,平衡正向移动,化学平衡常数增大
D. 若升高温度,A的转化率增大,则该反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应正方向为气体系数减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,A项错误;
B.反应一段时间达到平衡,测得生成1.6mlC,根据化学计量数关系,B应该反应了0.8ml,,所以B的转化率为,B项正确;
C.化学平衡常数只和温度有关,增加A,平衡正向移动,化学平衡常数不变,C项错误;
D.升高温度,平衡向吸热方向移动,若A的转化率增大,则该反应ΔH>0,D项错误;
故选B。
15. 向容器中充入和,发生反应,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中体积分数如图Ⅰ所示,测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.
D. 图Ⅱ中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是d
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图1可知升高温度甲醇的含量降低,说明温度升高平衡逆向进行,反应为放热反应,,A错误;
B.正反应体积减小,温度不变时增大压强平衡正向进行,甲醇含量增大,所以,B错误;
C.升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,由图可知,反应温度:B>A>C,则A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序排列为K(C)>K(A)>K(B),C错误;
D.升高温度,正、逆反均应速率增大,反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,甲醇的浓度减小,则新平衡点可能是图中d点,D正确;
故答案为D。
第Ⅱ卷 填空题
本题共4道,16-19题,共55分
16. 氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
(1)合成塔中发生反应的化学方程式为:_______。
(2)工业生产中为了储运大量浓硝酸,最好选择_______作为罐体材料。
A. 铜B. 铂C. 铝D. 镁
(3)与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有_______ (填字母序号)。
A. 酸雨B. 沙尘暴C. 光化学烟雾D. 白色污染
(4)人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。请以尾气中的NO2处理为例,写出相关反应的化学方程式:纯碱溶液吸收法:(提示:NO2与纯碱溶液反应可发生歧化生成两种盐) _______
(5)氮及其化合物在催化剂a和催化剂b转化过程如图所示,下列分析合理的是_______。
A.催化剂a表面发生了非极性共价键的断裂和极性共价键的形成
B.N2与H2反应属于氮的固定过程
C.在催化剂b表面形成氮氧键时不涉及电子转移
(6)某兴趣小组对反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 ml NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=_______ml·L-1·min-1(用含t1的代数式表示);
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是_______(用图中a、b、c、d表示)。
【答案】(1)N2+3H22NH3 (2)C (3)AC
(4)2NO2+Na2CO3=NaNO2 + NaNO3+CO2或2NO2+2Na2CO3+H2O=NaNO2 + NaNO3+2NaHCO3
(5)AB (6) ①. ②. b
【解析】
【小问1详解】
合成塔中发生反应的化学方程式为:N2+3H22NH3;
【小问2详解】
铝遇浓硝酸会钝化,故工业生产中为了储运大量浓硝酸,最好选择铝作为罐体材料;
【小问3详解】
与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有酸雨和光化学烟雾;
【小问4详解】
根据提示可知,NO2反应后生成的两种盐分别为NaNO2和NaNO3,故相关反应的化学方程式为:2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2或2NO2+2Na2CO3+H2O=NaNO2+NaNO3+2NaHCO3;
【小问5详解】
A.催化剂a表面有NN键的断裂和N-H键的形成,A项正确;
B.N2与H2反应属于氮的固定过程,B项正确;
C.在催化剂b表面形成氮氧键时N元素由-3价升高为+2价,有电子转移,C项错误;
答案选AB;
【小问6详解】
0.1 ml NH3对应压强为200 kPa,平衡时NH3分压为120 kPa,则此时NH3为0.1ml×=0.06ml,消耗NH30.04ml, ml·L-1·min-1,则 ml·L-1·min-1体积缩小,N2分压瞬间增大,由于平衡逆移动,N2分压增大后又减小,故能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是b。
17. 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
回答下列问题:
(1)写出上述反应的离子方程式:_______。
(2)根据表中的实验数据,可以得到的结论是_______;其中a的值为_______。
(3)利用实验3中数据计算,用H2C2O4的浓度变化表示的反应速率为_______。
(4)甲同学发现,草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应时,褪色总是先慢后快。
①该组乙同学根据甲同学的实验现象提出了以下假设:
假设1:反应放热
假设2:_______
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
③若该小组同学提出的假设2成立,应观察到的现象是_______。
【答案】(1)
(2) ①. 其他条件相同时,增大浓度反应速率增大 ②. 3.0
(3)
(4) ①. 生成物中的为该反应的催化剂(或对该反应有催化作用) ②. ③. 与实验3比较,溶液褪色所需时间短或所用时间小于
【解析】
【分析】探究“条件对化学反应速率的影响”,在设计实验过程中要注意变量控制,每次只能改变一个变量。
【小问1详解】
根据氧化还原反应的规律,和反应的离子方程式为:;
【小问2详解】
根据表格数据,其他条件相同时,增大浓度反应速率增大;探究某一条件对反应速率的影响时,保证其他条件不变,在此溶液中保证溶液的总体积为,所以;
【小问3详解】
根据,;
【小问4详解】
①草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应时,褪色总是先慢后快,可能的原因是反应放热,或者生成物中的为该反应的催化剂;
②要验证是不是催化剂的作用,在对照实验中加入;
③若是催化剂影响的反应速率,该实验数据与实验3相同,所以与实验3相比,溶液褪色所需时间短或所用时间t小于。
18. 回答下列问题:
Ⅰ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________。
A. 容器中压强不变B. 混合气体中c(CO)不变
C. v正(H2)=v逆(H2O)D. c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),试判断此时的温度为_______℃。
Ⅱ.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H>0,其平衡常数K=,已知1100℃时,K=0.263。
(5)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO体积比值_______(填“增大”、“减小”或“不变”):平衡常数K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025ml/L,c(CO)=0.1ml/L,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态______(填“是”或“否”),此时v正______v逆(填“>”或“=”或“<”)。
【答案】(1)
(2)吸热 (3)BC
(4)830 (5) ①. 增大 ②. 增大
(6) ①. 否 ②. >
【解析】
【小问1详解】
由反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)知,该反应的化学平衡常数表达式K=。
【小问2详解】
由表中数据可知,升高温度化学平衡常数K增大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,则该反应为吸热反应。
【小问3详解】
A.该反应反应前后气体分子数不变,建立平衡的过程气体分子总物质的量不变,在一定体积的密闭容器中,容器内压强不变,故容器内压强不变不能说明反应达到化学平衡状态,A项不选;
B.建立平衡的过程中c(CO)是变量,混合气体中c(CO)不变是该反应达到平衡状态的特征标志,B项选;
C.v正(H2)=v逆(H2O)说明正、逆反应速率相等,是该反应达到平衡状态的本质标志,C项选;
D.达到化学平衡状态时各物质的浓度保持不变,但不一定相等,即c(CO2)=c(CO)时反应不一定达到化学平衡状态,D项不选;
答案选BC。
【小问4详解】
某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),则=1,即该温度下反应的化学平衡常数等于1,查表知,该温度为830℃。
【小问5详解】
反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的正反应为吸热反应,温度升高,平衡向正反应方向移动,达到新平衡时高炉内CO2和CO的体积比值增大,化学平衡常数增大。
【小问6详解】
此时浓度商Q===0.25<0.263,在这种情况下,反应不处于化学平衡状态,反应正向进行,此时v正>v逆。
19. 催化还原是实现“碳中和”的重要途径之一、研究表明,在催化剂作用下,和发生反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)已知和的燃烧热分别为、,和的汽化热分别为。则___________。
(2)下列关于反应Ⅰ和反应Ⅱ的说法错误的是___________(填标号)。
A.增大与的投料比有利于提高的转化率
B.若的浓度保持不变,则说明反应体系已达平衡状态
C.体系达到平衡后,若升高温度,两个反应重新建立平衡的时间相同
D.体系达到平衡后,若压缩体积,则反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡不移动
E.及时将液化分离,有利于提高反应Ⅰ的正反应速率
(3)一般认为反应Ⅰ通过如下步骤实现:
第一步: (慢)
第二步: (快)
下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。
A. B.
C. D.
(4)研究发现表面脱除O原子形成的(氧空穴)决定了的催化效果,氧空穴越多,催化效果越好,催化合成甲醇的机理如图。已知增大气体流速可带走多余的,从而提高的选择性,请结合催化机理解释其原因___________。
(5)汽车尾气中的和在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体。催化剂性能决定了尾气处理效果。将和以一定的流速通过两种不同的催化剂(X、Y)进行反应,测量逸出气体中含量,从而测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示。
①曲线上a点的脱氮率___________(填“>”“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。
②催化剂Y条件下,温度高于时脱氮率随温度升高而下降的原因可能是___________。
③在压强为,温度为的体系中,投料比时,的平衡转化率为80%,则___________。(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)
【答案】(1)
(2)DE (3)A
(4)增大气体流速可带走多余的,促进反应正向进行,从而增大氧空穴的量
(5) ①. < ②. 温度超过时,催化剂的活性降低,催化效果减弱,相同时间内脱氮率下降(或催化剂Y条件下,反应速率增大,相同时间内反应已经平衡,随着温度超过,升温使反应平衡逆向移动,脱氮率下降) ③.
【解析】
【小问1详解】
已知和的燃烧热分别为,则有:①、②。和的汽化热分别为,则有:③、④。根据盖斯定律,反应Ⅰ,则。
【小问2详解】
A.增大与的投料比,的转化率降低,的转化率升高,A正确;
B.的浓度在反应过程中是变量,当其保持不变时说明反应体系已达到平衡状态,B正确;
C.因为两个反应有共同的反应物和共同的产物,所以升高温度,两个反应重新建立平衡的时间相同,C正确:
D.体系达到平衡后,若压缩体积反应Ⅰ向气体分子数减小的方向移动,即平衡正向移动,则和的物质的量减少,的物质的量增大,根据勒夏特列原理,反应Ⅱ会向逆反应方向移动,D错误;
E.及时将液化分离,有利于反应I平衡正向移动,但不能提高正反应速率,E错误;
故选DE。
【小问3详解】
根据题意,第一步为慢反应,慢反应决定总反应的反应速率,则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,第一步为吸热反应,第二步为放热反应,而总反应为放热反应,所以,最终生成物的相对能量低于反应物的相对能量。
【小问4详解】
从催化机理图中能看出与中的O结合生成,而使催化剂出现氧空穴,由题意可知,氧空穴越多,催化效果越好,所以增大气体流速可带走多余的,可以促进反应正向进行,可以增加氧空穴的量。
【小问5详解】
①由图知,在催化剂Y作用下,Y时,脱氮率达到最大,而催化剂不影响平衡移动即不影响平衡脱氮率,而曲线上a点的脱氮率远低于催化剂Y条件下脱氮率最大值,故曲线上a点的脱氮率<对应温度下的平衡脱氮率,
故答案为:<;
②催化剂Y条件下,后,反应速率增大,相同时间内反应可能已经达到平衡,升温使放热反应平向移动,脱氮率下降;或温度超过时催化剂的活性可能降低,催化效果减弱,相同时间内脱氮率下降;
故答案为:随着温度超过,反应速率增大,相间时间内反应可能已经达到平衡,升温使放热反应逆向移动,脱氨率下降;或温度超过时催化剂的活性可能降低,催化效果减弱,相同时间内脱氮率下降;
③设起始物质的量为,列三段式,
,平衡时混合气体总物质的量为,;
故答案为:。目的
实验方法或方案
A
探究压强对化学平衡的影响
B
比较C和Si元素的非金属性强弱
将碳单质和二氧化硅固体混合置于硬质玻璃管内高温加热,检验反应后产物
C
探究浓度对化学平衡移动的影响
向两支盛有溶液的试管中分别滴入3滴浓硫酸和3滴浓NaOH溶液,观察溶液颜色的变化
D
探究浓度对反应速率的影响
分别向两支盛有溶液的试管中分别加入4mL 0.01ml/L和溶液,比较溶液褪色快慢
弱酸
HCN
HClO
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6ml/LH2C2O4溶液
H2O
0.2ml/LKMnO4溶液
3ml/L稀硫酸
1
3.0
4.0
1.0
2.0
6.4
2
3.0
a
2.0
2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6ml/LH2C2O4溶液
H2O
0.2ml/LKMnO4溶液
3ml/L稀硫酸
4
3.0
2.0
3.0
2.0
_______
t
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
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