湖南省衡阳市第一中学2019-2020学年高二上学期第一次月考化学试化学题（解析版）


湖南省衡阳市第一中学2019-2020学年高二上学期第一次月考试题
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 N-14 S-32 C1-35.5 Br-80
第Ⅰ卷（选择题）
一．选择题：本大题共18小题，每小题3分，共54分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1.在下列各说法中，正确的是（ ）
A. ΔH>0表示放热反应，ΔH a kJ/mol
B. 过程II可能使用了催化剂，使用催化剂不可以提高SO2的平衡转化率
C. 反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和
D. 将2molSO2(g) 和1mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出或吸收的热量小于┃a┃ kJ
【答案】A
【解析】根据图像，该反应中反应物总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，a＜0，A错误；加入催化剂，能够降低反应物的活化能，过程II可能使用了催化剂，但是不影响平衡移动，不能提高SO2的平衡转化率，B正确；该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，说明反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和，C正确；反应处于密闭容器中，反应为可逆反应，反应不能进行到底，放出或吸收的热量小于┃a┃ kJ，D正确；正确选项A。
3.参考下表键能数据，估算晶体硅在氧气中燃烧生成的二氧化硅晶体的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)中，ΔH的值为(　　)
化学键
Si—O
O===O
Si—Si
Si—Cl
Si—C
键能/
kJ·mol-1
460
498.8
176
360
347
A. －989.2 kJ·mol－1 B. ＋989.2 kJ·mol－1
C. －61.2 kJ·mol－1 D. －245.2 kJ·mol－1
【答案】A
【解析】试题分析：硅和二氧化硅均是原子晶体，其中在晶体硅中每个硅原子形成4÷2＝2个Si—Si键。在二氧化硅晶体中每个硅原子形成4个Si—O键。由于反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热△H＝2×176 kJ/mol+498.8 kJ/mol—4×460 kJ/mol＝—989.2 kJ/mol，答案选A。
4.已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1①，3H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2②，2Fe(s)＋3/2O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3③，2Al(s)＋3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH4④，2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5 ⑤，下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）
A. ΔH10 B. ΔH5①=③ D. ④>③>②>①
【答案】A
【解析】
【详解】以①为参照物，②相当于在①反应达到平衡后，又加入了2amolA，在其他条件不变时，增大反应物的浓度，平衡正向移动，产生更多的反应物，所以②中Z的物质的量大于①；
③对反应X(g)+Y(g)Z(g)+W(g)，若反应从正反应方向开始，n(X)=amol，n(Y)=amol，n(Z)=n(W)=0mol，其若从逆反应方向开始，等效起始状态为n(Z)=n(W)=amol，n(X)=n(Y)=0mol，所以达到平衡时Z的物质的量与①相同；
④相当于在③达到平衡后向容器中又加入了2amolA物质，根据平衡移动原理，在其他条件不变时，增大反应物浓度，平衡正向移动，会产生Z物质，所以平衡时Z的物质的量大于①，与②相同，故上述四种情况达到平衡后，n(Z)的大小顺序是②=④>①=③，故合理选项是A。
11.在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol]：下列说法正确的是（　　）
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1mol N2、3mol H2
2mol NH3
4mol NH3
NH3的浓度（mol/L）
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
吸收c kJ
体系压强（Pa）
p1
p2
p3
反应物转化率
α1
α2
α3
A. 2c1＞c3 B. a+b＞92.4 C. 2p2＜p3 D. α1+α3＜1
【答案】D
【解析】A、甲容器反应物投入1molN2、3molH2，乙容器反应物投入量2molNH3，恒温且乙容器容积和甲容器相同，则甲容器与乙容器是等效平衡，则c1=c2，丙容器反应物投入量4molNH3，可以等效为在乙的基础上压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，丙中氨气的转化率比乙中小，故c3＞2c2，故c3＞2c1，故A错误；B、乙中开始投入2molNH3，则甲与乙是等效平衡，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ，故a+b=92.4，故B错误；C、丙容器反应物投入量4molNH3，可以等效为在乙的基础上压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，平衡移动不能消除压强增大，故p2＜p3＜2p2，故C错误；D、乙中开始投入2molNH3，则甲与乙是等效平衡，则α1+α2=1，丙容器反应物投入量4molNH3，可以等效为在乙的基础上压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，故α3＜α2，联立可得：α3＜1-α1，即α1+α3＜1，故D正确；故选D。
12.下列叙述正确的是（ ）
A. 95℃纯水的pHc(A2－)
D. Na2A溶液必存在c(OH－)＝c(H＋)＋c(HA－)＋ 2c(H2A)，各粒子浓度均大于0
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：A．二元酸H2A溶液中不存在其分子，说明第一步完全电离，二元酸H2A的电离方程式为：H2A=H++HA-，HA-H++A2-，故A错误；B．据图象分析，pH=3时，c(HA-)与c(A2-)相同，pH=5时，c(HA-)：c(A2-)=1：100，故B正确；C．等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合后pH=3，说明HA-离子的电离大于A2-的水解程度，c(HA-)小于c(A2-)，故C错误；D．二元酸H2A的电离方程式为：H2A=H++HA-，HA-H++A2-，Na2A溶液中不存在H2A分子，c(H2A)=0，故D错误；故答案为B。
第Ⅱ卷（非选择题）
二．填空题：本大题共4小题，每空2分，共46分。
19.在2L的密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)已知：K300℃>K350℃，则该反应正反应是_______热反应。
(2)如图表示NO2的变化的曲线是_________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v=_______ mol·L－1·s－1。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是____。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)为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NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
【答案】 (1). 放 (2). b (3). 1.5×10-3 (4). bc (5). c
【解析】
【分析】(1)根据温度对化学平衡移动的影响，结合化学平衡常数大小判断反应的热效应；
(2)根据表中数据计算平衡时NO、NO2的物质的量，结合容器的体积判断物质的平衡浓度，从而确定NO2的曲线；先计算2s内NO的浓度变化计算从0〜2s内该反应的平均速率v(NO)，然后根据同一反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算v(O2)；
(3)根据反应达到平衡状态时各种物质的物质的量、浓度及物质的含量不变判断平衡状态；
(4)根据平衡移动原理分析。
【详解】(1)化学平衡常数K300℃>K350℃，说明升高温度，化学平衡逆向移动，由于在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向为吸热反应，则该反应正反应是放热反应。
(2)根据表中数据知，达到平衡状态时n(NO)=0.007mol，则参加反应的 n(NO)=(0.020-0.007)mol=0.013mol，反应开始时c(NO2)=0，根据N原子守恒可知，生成的n(NO2)=0.013mol，c(NO2)= 0.013mol ÷2L =0.0065mol/L；所以表示NO2的变化的曲线是b；从0〜2s内该反应的平均速率v(NO)= =0.003mol/(L·s)，同一反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，则v(O2)=v(NO)= 0.0015mol/(L·s)= 1.5×10-3 mol/(L·s)；
(3)a.无论反应是否达到平衡状态都存在v(NO2)=2v(O2)，不能据此判 断平衡状态，a错误；
b.反应前后气体物质的量改变，则容器压强改变，当容器内压强保持不变时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，b正确；
c.v逆(NO)=2v正(O2)，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，c正确；
d.无论反应是否达到平衡状态，容器内密度始终保持不变，不能据此判断平衡状态，d错误； 故合理选项是bc；
(4)a.及时分离出NO2 气体，生成物浓度减小，则化学反应速率减小，a错误；
b.适当升高温度，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，由于该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，b错误；
c.增大O2的浓度，增大单位体积内活化分子个数，化学反应速率增大，由于O2是反应物，增大反应物的浓度，平衡正向移动，c正确；
d.选择高效催化剂，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，但催化剂不能使化学平衡发生移动，d错误；
故合理选项是c。
20.大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]，反应2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)在合成塔中进行。如图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[]和水碳比[]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6～0.7、1～1.1和1.5～1.61，则生产中应选用水碳比的数值范围为____。
②请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜，并简述你的理由_____。

(2)CO2与H2也可用于合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图2所示。
①该反应的化学平衡常数的表达式为_____。
②该反应的ΔS___0，ΔH___0(填“>”或“c(H＋)>c(C2O42-)>c(OH－)
【解析】
【分析】(1)根据盐的组成判断；
(2)根据弱酸的电离平衡常数，结合盐的水解规律分析判断；
(3)弱酸在溶液中存在电离平衡，稀释促使弱酸的电离；
(4)①根据微粒浓度关系可知：在c点时溶液为Na2C2O4，根据元素守恒判断酸的浓度，
②a点所示溶液显示酸性，此时草酸未完全中和，得到的是草酸氢钠溶液，根据盐电离程度及盐的水解规律回答。
【详解】(1)NaHCO3是强碱弱酸盐，HCO3-会发生水解反应，消耗水电离产生的H+产生H2CO3，当最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+)，所以溶液显碱性；
(2)H2C2O4、H2CO3都是二元弱酸，由于电离平衡常数Ka2(H2C2O4)>Ka2(H2CO3)，所以盐的水解程度：Na2C2O4< Na2CO3，这两种盐都是强碱弱酸盐，根据盐水解规律：谁弱谁水解，越弱越水解，谁强显谁性，可知盐溶液的碱性：Na2C2O4< Na2CO3，所以溶液的pH：a10c2，c3=10c4。
(4)①用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的H2C2O4溶液，根据 c点离子浓度之间的关系，得到c点的溶液是草酸钠的水溶液，草酸和氢氧化钠之间按照1：2物质的量之比进行反应，所以该草酸溶液的物质的量浓度c(H2C2O4)==0.54mol/L；②a点所示溶液显示酸性，草酸的电离平衡常数Ka1=5.4×10－2，HC2O4-的水解平衡常数Kh==1.85×10-13< Ka1=5.4×10－2，所以得到的是草酸氢钠溶液，由于电离大于水解，所以c(H+)>c(OH-)，溶液中H+除了HC2O4-电离产生外，还有水的电离，而C2O42-只有HC2O4-电离产生，HC2O4-电离程度大于水的电离程度，所以c(H+)>c(C2O42-)> c(OH-)，盐NaHC2O4是强电解质，完全电离，电离产生的离子浓度大于弱电解质的电离程度，HC2O4-电离、水解会消耗，则c(Na+)>c(HC2O4-)，因此溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(HC2O4-)>c(H＋)>c(C2O42-)>c(OH－)。