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文档介绍
【化学】河北省张家口市尚义县第一中学2019-2020学年高二10月月考(解析版)
河北省张家口市尚义县第一中学2019-2020学年高二10月月考 本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,全卷满分100 分,考试时间 90分钟。 注意事项: 1.答卷前,考生务必用0.5mm黑色签字笔在答题卡相应栏内填写自己的班级、姓名、考场、准考证号,并用2B铅笔将考试科目、准考证号涂写在答题卡上。 2.II卷内容须用0.5mm黑色签字笔写在答题卡相应空格或区域内。 3.考试结束,将答题卡交回 第I卷(选择题,共45分) 一、选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分。每小题选出答案后,请填在答题卡上) 1.化学与社会、环境密切相关,下列说法正确的是( ) A. 光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济 B. CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 C. 人造棉、蚕丝、棉花、涤纶的主要成分都是纤维素 D. 向汽油中添加乙醇后,该混合燃料的热值不变 【答案】A 【解析】 【详解】A. 光催化还原水制氢是利用太阳能直接分解水制氢,而电解水制氢要消耗电能,电能若是来自火力发电,会产生污染,所以光催化还原水制氢比电解水制氢更环保经济,A项正确; B. NO2或SO2都会导致酸雨的形成,但CO2不会导致酸雨的形成,可能会引起温室效应,B项错误; C. 人造棉、棉花的主要成分都是纤维素,蚕丝的主要成分为蛋白质,涤纶是人工合成的有机高分子材料,C项错误; D. 热值是1g的燃料完全燃烧时所放出的热量,乙醇与汽油热值不同,故混合燃料的热值会发生变化,D项错误; 答案选A。 2.下列说法正确的是 A. 煤、石油、天然气和生物质能均为不可再生资源 B. 能量变化是化学反应的基本特征之一 C. 凡是需要加热后才能发生的反应都是吸热反应 D. 已知金刚石转变成石墨为放热过程,所以相同条件下金刚石比石墨稳定 【答案】B 【解析】 【详解】A. 生物质能为可再生资源,A错误; B. 能量变化是化学反应的基本特征之一,B正确; C. 凡是需要加热后才能发生的反应不一定都是吸热反应,例如碳燃烧,C错误; D. 已知金刚石转变成石墨为放热过程,所以石墨的能量低于金刚石,能量越低越稳定,所以相同条件下石墨比金刚石稳定,D错误; 答案选B。 【点睛】掌握能量变化的原因、物质稳定性与能量的关系是解答的关键。反应是放热还是吸热只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系,与反应条件无关。 3.含11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ的热量,下列能正确表示中和热的热化学方程式是( ) A. KOH(aq)+0.5H2SO4(aq)===0.5 K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-11.46 kJ·mol-1 B. 2KOH(s)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1 C. 2KOH(aq)+H2SO4===K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=114.6 kJ·mol-1 D. KOH(aq)+0.5H2SO4(aq)===0.5 K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】 【详解】含11.2 g KOH的稀溶液中,KOH的物质的量为0.2mol,与1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中含的氢离子的物质的量也是0.2mol,故两者恰好完全反应生成0.2mol水,反应放出11.46 kJ的热量,则生成1mol水时放出热量为57.3 kJ,故表示中和热的热化学方程式是KOH(aq)+0.5H2SO4(aq)=0.5K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,故选D。 【点睛】注意中和热指的是强酸和强碱在稀溶液中反应,生成1mol H2O所产生的热效应。 4.反应A(g)+3B(g)4C(g)+2D(g),在不同条件下反应,其平均反应速率v(X)如下,其中反应速率最快的是( ) A. v(C)=0.2mol/(L·s) B. v(D)=6mol/(L·min) C. v(B)=8mol/(L·min) D. V(A)=4mol/(L·min) 【答案】D 【解析】 【详解】在速率单位统一的情况下,反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则:A.=3;B.=3;C.=2.6;D.=4;显然D中比值最大,反应速率最快,故答案为D。 【点睛】考查反应速率快慢的比较,利用反应速率与化学计量数的比值可快速解答,也可转化为同种物质的反应速率来比较。由于不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故化学反应速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快,注意单位要相同。 5.中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如下图所示。 已知:几种物质中化学键的键能如下表所示。 化学键 H2O中H—O键 O2中O=O 键 H2中H—H键 H2O2中O—O键 H2O2中O—H键 键能kJ/mol 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2 mol水,则下列说法不正确的是 A. 总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B. 过程I吸收了926 kJ能量 C. 过程II放出了574 kJ能量 D. 过程Ⅲ属于放热反应 【答案】D 【解析】 【详解】A.由图可知,总反应为水分解生成氢气和氧气,实现了光能向化学能的转化,反应的方程式为2H2O2H2↑+O2↑,故A正确; B.过程I为2molH2O分子变成2mol氢原子和2mol羟基的过程,吸收的能量=463 kJ×2=926 kJ,故B正确; C.过程II为2mol氢原子和2mol羟基生成1mol氢气和1mol过氧化氢,放出的能量=436 kJ +138kJ=574 kJ,故C正确; D.过程Ⅲ为1mol过氧化氢变成1mol氧气和1mol氢气,断开1molH2O2中2molH—O键和1molO—O键,形成1molO2中O=O 键和1molH2中H—H键,吸收的能量=463 kJ×2 +138 kJ =1064kJ,放出的能量=496 kJ +436 kJ =932 kJ,吸收的能量大于放出的能量,该过程为吸热反应,故D错误; 答案选D。 【点睛】本题的易错点为D,要注意图中化学键的变化,分别计算吸收的能量和放出的能量,在判断反应的热效应。 6.下列各组中两个反应的反应热,其中△H1>△H2 A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2 B. S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1;S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2 C. 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H1;2SO3(g)=O2(g)+2SO2(g) △H2 D. 已知反应:C(金刚石,s)=C(石墨,s)ΔH<0,C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H1;C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H2 【答案】A 【解析】 【详解】A、由于液态水的能量小于气态水的能量,则氢气完全燃烧生成液态水放热多,但放热越多,△H越小,因此△H1>△H2,A正确; B、由于气态硫的能量高于固体硫的能量,则气态硫完全燃烧放热多,但放热越多,△H越小,所以△H1<△H2,B错误; C、二氧化硫转化为三氧化硫是放热反应,△H1<0,三氧化硫分解是吸热反应,△H2>0,则△H1<△H2,C错误; D、C(金刚石,s)=C(石墨,s) △H<0,这说明金刚石的总能量高于石墨的总能量,因金刚石完全燃烧放热多,则△H1<△H2,D错误; 答案选A。 【点睛】ΔH的比较:对放热反应,放热越多,ΔH越小;对吸热反应,吸热越多,ΔH越大。另外比较反应热大小时还需要注意:ΔH的符号:比较反应热的大小时,不要只比较ΔH 数值的大小,还要考虑其符号;参加反应物质的量:当反应物和生成物的状态相同时,参加反应物质的量越多放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大;反应的程度:参加反应物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。 7.乙醇的燃烧热为ΔH1,甲醇的燃烧热为ΔH2,且ΔH1<ΔH2,若乙醇和甲醇的混合物1 mol完全燃烧,反应热为ΔH3,则乙醇和甲醇的物质的量之比为 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设乙醇的物质的量是amol,甲醇的物质的量是bmol,则 ①a+b=1 ②a×△H1+b×△H2=△H3 由方程组解得,则乙醇和甲醇的物质的量之比,故答案选B。 8.已知溴跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2、Q3均为正值):H2(g)+Br2(g)→2HBr(l)+Q1,H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)+Q2,H2(g)+Br2(l)→2HBr(g)+Q3,下列判断正确的是 A. Q1>Q2>Q3 B. Q1与Q3的大小无法判断 C. 溴蒸气转化为液态溴需要放出(Q2-Q3)kJ的热量 D. 1LH2和1LBr2蒸气反应生成2LHBr气体时放出Q2kJ热量 【答案】A 【解析】 【分析】 同一物质在相同条件下,其在液态的总能量低于其在气态的总能量。 【详解】A. 气态的反应物生成液态的生成物时,放出的能量多于生成气态的生成物;都生成气态的生成物时,液态的反应物要比气态的反应物放出的能量少,因此,Q1>Q2>Q3,A正确; B. Q1>Q3,B 不正确; C. 根据盖斯定律可知,1mol溴蒸气转化为1mol液态溴需要放出(Q2-Q3)kJ的热量,若不指明物质的量,则无法判断放出的热量是多少,C不正确; D. 由“H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)+Q2”可知,1molH2和1molBr2蒸气反应生成2molHBr气体时放出Q2kJ热量,D不正确。 综上所述,判断正确的是A。 9.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。 10.3 mol A和2.5 mol B混合于2 L密闭容器中,发生的反应如下:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),5 min后反应达到平衡,容器内压强变小,测得D的平均反应速率为0.1 mol/(L·min),下列结论正确的是 A. A的平均反应速率为 0.1 mol/(L·min) B. 平衡时,C的浓度为 0.125 mol/L C. 平衡时,B的转化率为 20% D. 平衡时,容器内压强为原来的 0.8 倍 【答案】C 【解析】 【详解】容器内压强变小,说明正反应是气体系数之和减少的反应,即4>x+2,x只能为1。∆n(D)=0.1 mol/(L·min)×5min×2L=1mol,用三段式 3A(g)+B(g) C(g)+2D(g) 起始:3mol 2.5mol 0 0 转化:1.5mol 0.5mol 0.5mol 1mol 平衡:1.5mol 2mol 0.5mol 1mol A.A的平均反应速率为=0.15mol/(L·min),选项A错误; B.平衡时,C的浓度为=0.25mol/L,选项B错误; C.平衡时,B的转化率为×100%=20%,选项C正确; D.平衡时,容器内压强为原来的=,选项D错误。 答案选C。 11.某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s);△H >0 下列叙述正确的是 A. 减少少量W,逆反应速率减小 B. 当容器中气体的平均摩尔质量不变时,反应达到平衡 C. 降低温度,平衡正向移动 D. 平衡后加入Z,上述反应的△H减小 【答案】B 【解析】 【详解】A. W 在反应中是固体,固体量的增减不会引起化学反应速率的改变和化学平衡的移动,故A错误; B. 容器中气体的平均摩尔质量等于气体质量和气体物质的量的比值,反应前后气体的物质的量不变,质量变化,混合气体的平均摩尔质量不变化时,说明可逆反应到达平衡状态,故B正确; C. 该反应正反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应移动,即向正反应移动,降低温度,平衡逆向移动,故C错误; D. 反应热△H与物质的化学计量数有关,物质的化学计量数不变,热化学方程式中反应热不变,与参加反应的物质的量无关,故D错误; 故选B。 12.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),0~15 s内c(HI)由0.1 mol/L降到0.07 mol/L,则下列说法正确的是 ( ) A. 当HI、H2、I2浓度之比为2∶1∶1时,说明该反应达平衡 B. c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L所需的反应时间小于10 s C. 升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢 D. 0~15s内用I2表示的平均反应速率为:v(I2)=0.001 mol/(L·s) 【答案】D 【解析】 【详解】A. 当HI、H2、I2浓度之比为2:1:1时不能说明正逆反应速率是否相等,因此不能说明该反应达平衡,A错误; B. 由于反应速率随着反应物浓度的减小而减小,则c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需的反应时间大于(0.07-0.05)/(0.1-0.07)×15s=10s,B错误; C. 升高温度正反应速率和逆反应速率均加快,C错误; D. 0~15s内消耗HI是0.03mol/L,所以生成单质碘的浓度是0.015mol/L,则用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.015mol/L÷15s=0.001mol/(L·s),D正确; 答案选D。 13.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)△H<0,在其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析不正确的是 A. 图I表示增加反应物浓度对该平衡的影响 B. 图II表示减小压强对该平衡的影响 C. 图Ⅲ表示温度对该平衡的影响,温度:乙>甲 D. 图IV表示催化剂对该平衡的影响,催化效率:甲>乙 【答案】A 【解析】 【详解】A、增大反应物的浓度,正逆反应速率均增大,但是在增大的瞬间,逆反应速率不变,所以逆反应速率在t时刻不变,不会离开原平衡点,故A错误; B、反应前后气体体积不变,压强变化不影响平衡移动,但减小压强反应速率减慢,故B正确; C、先拐先平数值大,说明乙的温度高于甲,升温平衡逆向移动,A的转化率降低,故C正确; D、催化剂不影响平衡移动,可以缩短反应达到平衡所用时间,故D正确; 故答案选A。 14.汽车尾气净化中的一个反应如下:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-373.4kJ/mol-1,若反应在恒容的密闭容器中达到平衡状态,下列有关说法正确的是( ) A. 其它条件不变,加入催化剂,△H变大 B. 充入氦气使体系压强增大,可提高反应物的转化率 C 及时除去二氧化碳,能使NO完全转化 D. 若升高温度,该反应的平衡常数增大 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查影响移动的因素,根据勒夏特列原理:升高温度,平衡向吸热方向移动;增大压强,平衡向系数减小的方向移动。 【详解】A.催化剂不影响平衡移动,反应物的总能量与生成物的总能量不变,加入催化剂 △H不变,故A错误; B.恒温恒容容器中加入惰气,总压增大,但各物质的浓度不变,平衡不移动,反应物的转化率不变,故B错误; C.除去二氧化碳,生成物物浓度降低,反应正向进行,能使反应进行彻底,故C正确; D. 2NO(g)+2CO(g)⇌12N2(g)+2CO2(g)△H=−373.4kJ/mol−1,反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小,故D错误; 答案选C。 【点睛】本题的难点在于分析B选项,恒容体系中,充入惰性气体,平衡不移动;因为物质的浓度未改变,压强是指物质的分压强,由理想状态气体方程:推导,浓度与压强成正比,通过浓度来分析压强的影响不容易出错。 15.高温、催化剂条件下,某反应达到平衡,平衡常数K=恒容时,温度升高,H2浓度减小.下列说法正确的是( ) A. 该反应的焓变为负值 B. 2CO2(g)+2H2(g)⇌2CO(g)+2H2O(g) 的平衡常数K1=K2 C. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡正向移动 D. 若恒容、恒温下充入CO,则K值变大 【答案】B 【解析】 【详解】A.化学平衡常数表示的可逆反应是:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),在恒容时,温度升高,H2浓度减小,说明升高温度,平衡正向移动。根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,所以该反应的焓变为正值,错误; B.2CO2(g)+2H2(g)2CO(g)+2H2O(g)的平衡常数,正确; C.升高温度,无论是放热反应还是吸热反应,反应速率都加快,由于正反应速率增大的大于逆反应速率增大的,实验平衡正向移动,错误; D.化学平衡常数只与温度有关,在若恒容、恒温下充入CO,则K值不变,错误。 二、选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分。每小题选出答案后,请填在答题卡上) 16.可逆反应aA(g)+bB(s)⇌cC(g)+dD(g),其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图,其中正确的是( ) A. 根据图象无法确定改变温度后平衡移动方向 B. 使用催化剂,C的物质的量分数增加 C. 化学方程式系数a>c+d D. 升高温度,平衡向逆反应方向移动 【答案】D 【解析】 可逆反应,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图象(1)可知T2>T1,温度越高,平衡时C的体积分数n(C)%越小,故此反应的正反应为放热反应;当其他条件一定时,压强越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图(2)可知p2>p1,压强越大,平衡时C的体积分数n(C)%越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,即a<c+d; A、据上述分析,得到T1<T2,温度越高,n(C)%越小,则平衡向逆反应方向移动,选项A错误;B、催化剂只改变化学反应速率,对平衡移动没有影响,C的质量分数不变,选项B错误;C、压强越大,平衡时C的体积分数n(C)%越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,即a<c+d,选项C错误;D、T2>T1,温度越高,平衡时C的体积分数n(C)%越小,故此反应的正反应为放热反应,升温平衡逆向移动,选项D正确。答案选D。 17.已知:H2O(g)=H2O(l) △H1=-Q1kJ•mol-1(Q1>0) C2H5OH(g)=C2H5OH(l) △H2=-Q2kJ•mol-1(Q2>0) C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3=-Q3kJ•mol-1(Q3>0) 若使18.4g液态乙醇完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( )kJ A. 0.4Q1+Q2+Q3 B. 0.5(Q1+Q2+Q3) C. 1.2Q1-0.4Q2+0.4Q3 D. 1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3 【答案】C 【解析】 【详解】①H2O(g)=H2O(l) △H1=-Q1kJ•mol-1(Q1>0) ②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) △H2=-Q2kJ•mol-1(Q2>0) ③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3=-Q3kJ•mol-1(Q3>0) 根据盖斯定律可知,①×3-②+③得C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=(-3Q1+Q2-Q3)kJ/mol, 即1mol液态乙醇完全燃烧并恢复至室温,则放出的热量为(3Q1-Q2+Q3)kJ, 则18.4g液态乙醇完全燃烧并恢复至室温,则放出的热量为0.4(3Q1-Q2+Q3)kJ=(1.2Q1-0.4Q2+0.4Q3)kJ, 答案选C。 18.少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( ) ①加H2O ②加NaOH固体③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol/L盐酸 A. ①⑥⑦ B. ③⑤⑧ C. ③⑦⑧ D. ⑥⑦⑧ 【答案】C 【解析】 【分析】 涉及的离子方程式: ,铁少量,氢气的产量由铁决定;①加水,物质的浓度降低,反应速率减慢;②加NaOH固体,与酸结合,反应物浓度降低,氢氧化钠足够多还会降低H2的产量;③滴入几滴浓盐酸,增大了反应物的浓度,可加快反应速率;④加CH3COONa固体,与氢反应,反应物浓度降低,反应速率减慢;⑤加NaCl溶液,对反应没有任何影响,所以不能加快反应速率;⑥加入几滴硫酸铜溶液,铁与铜离子会发生氧化还原反应,构成原电池,可加快反应速率,但是铁被消耗,H2的产量会减少;⑦升高温度,可加快反应速率;⑧改用10 mL 0.1 mol/L盐酸,增大物质的浓度,反应速率加快。 【详解】A.①⑥不符合题意,故A错误; B.⑤不符合题意,故B错误; C.③⑦⑧均符合题意,C正确; D.⑥不符合题意,故D错误; 答案选C。 19.在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)+2B(g) C(g)+D(g),已达到平衡状态的是( ) ①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值 ⑦混合气体的总质量 ⑧混合气体的总体积 ⑨C、D的分子数之比为1∶1 A. ①②③④⑤⑥⑦⑧ B. ①③④⑤ C. ①②③④⑤⑦ D. ①③④⑤⑧⑨ 【答案】B 【解析】 【详解】①该反应为反应前后气体的物质的量减小的反应,容器体积不变,随反应进行压强降低,当压强不再变化,则各气体的物质的量不变,说明反应到达平衡,故①正确; ②反应混合物都是气体,总质量不变,容器体积不变,密度自始至终都不变,不能说明到达平衡状态,故②错误; ③随反应进行B的浓度减小,当B的物质的量浓度不再变化,说明到达平衡,故③正确; ④该反应为反应前后气体的物质的量减小的反应,随反应进行混合气体总物质的量减小,混合气体总物质的量不再变化,则各气体的物质的量不变,说明反应到达平衡,故④正确; ⑤反应混合物都是气体,总质量不变,随反应进行混合气体总物质的量减小,所以随反应进行混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明到达平衡,故⑤正确; ⑥v(C)与v(D)的速率关系自始至终都是1:1,不能说明到达平衡,故⑥错误; ⑦反应混合物都是气体,混合气体总质量不发生变化,不能说明到达平衡,故⑦错误; ⑧容器的体积不变,混合气体总体积不变,不能说明到达平衡,故⑧错误; ⑨伴随反应的进行,容器内C、D的分子数之比始终是1∶1,不能说明到达平衡,故⑨错误; 故①③④⑤正确,故答案为B。 【点睛】当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆速率之比等于化学化学计量数之比(不同物质),各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,选择判断化学平衡的物理量应随反应进行发生变化,当该物理量不再变化可以说明到达平衡。 20.一定温度下,在3个1.0 L的恒容密闭容器中分别进行反应2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH,达到平衡。相关数据如下表。 容器 温度/K 物质的起始浓度/ mol·L-1 物质的平衡浓度/ mol·L-1 c(X) c(Y) c(Z) c(Z) I 400 0.20 0.10 0 0.080 II 400 0.40 0.20 0 a III 500 0.20 0.10 0 0.025 下列说法不正确的是 A. 平衡时,X的转化率:II>I B. 平衡常数:K(II)>K(I) C. 达到平衡所需时间:III<I D. 反应的ΔH<0 【答案】B 【解析】 【详解】A. II可以看成是向2L的容器中,充入0.4mol的X和0.2mol的Y(则I、II的平衡等效),平衡后再将容器压缩至1L,由于压强增大,平衡向右移动,所以II中X的转化率>I,A正确; B. 平衡常数只和温度有关,I、II的温度相同,则这两个平衡的平衡常数也相同,B错误; C. III的温度比I高,III的化学反应速率也快,则III先达到平衡,C正确; D. 对比I和III,二者起始状态,除了温度不同,其他条件都相同,则可以将III看作是I达到平衡后,升高温度,Z的浓度降低了,说明升温使得平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,即反应的ΔH<0,D正确; 故合理选项为B。 第Ⅱ卷(非选择题,共55分) 三、填空题(每小题做出答案后,请写在答题卡上.) 21.写出或完成下列热化学方程式。 (1)0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时,放出445kJ 的热量。写出CH4燃烧的热化学方程式__________。 (2)通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。 化学键 C-H C-F H-F F-F 键能kJ/mol 414 489 565 155 根据键能数据估算下列反应:CH4(g) + 4F2(g)=CF4(g) + 4HF(g)的反应热△H为_____。 (3)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出:“定压或定容条件下的任意化学反应,在不做其它功时,不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。” 已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2 Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3 请写出CO还原FeO的热化学方程式:______。 (4)在101KP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题: ①氢气的燃烧热为__________; ②氢气燃烧热的热化学方程式为________; (5)氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知: Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1; Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2; Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3=+84.6kJ·mol-1。 则ΔH2=_______kJ·mol-1; (6)白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P=O c kJ·mol-1、O=O d kJ·mol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH为_____。 (7)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“ 不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知: ①P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1 ②P(红磷,s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1 相同状况下,能量较低的是________;白磷的稳定性比红磷________(填“大”或“小”)。 【答案】 (1). CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol (2). -1940kJ/mol (3). CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6 (4). 285.8 kJ·mol-1 (5). H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1 (6). -64.4kJ·mol-1 (7). (6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1 (8). 红磷 (9). 小 【解析】 【分析】 本题主要考察热化学中热化学方程式的书写及计算,在叠加方程时注意抵消中间物,以及题上的要求,是否有说明燃烧热的热化学方程式;(6)根据键能计算反应的焓变,从物质的结构图出发进行分析,焓变=反应物的键能和-生成物的键能和。 【详解】(1)热化学方程式的书写要注意标注状态及焓变,由题知0.5molCH4完全燃烧放出445kJ 的热量,所以根据关系式可以写出甲烷燃烧的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol; 故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol; (2)反应物的总键能-生成物的总键能=焓变,由表格数据,可以计算出 ; 故答案为:-1940kJ/mol; (3)先写出CO还原FeO的,再根据已知的3个方程进行叠加,抵消掉不需要的物质,最终焓变为:(3△H1-△H2-2△H3)/6,则CO还原FeO的热化学方程式为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6; 故答案为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6; (4)氢气燃烧的热化学方程式为:,找出对应的关系式: ,氢气的燃烧热指 氢气完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为: ;氢气燃烧热的热化学方程式要求可燃物氢气前的系数为1,氢气燃烧热的热化学方程式H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol- 1; 故答案为:285.8 kJ·mol-1;H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1; (5)热化学方程式计算焓变,将已知方程进行叠加,消除不需要的中间物质,可得 ; 故答案为:-64.4kJ·mol-1; (6) 的结构图知,完全燃烧生成,要断裂键和键,形成键和键,因此该反应的焓变: ; 故答案:(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1; (7)由已知方程可得白磷红磷转化的热化学方程式: 在相同的状况下,能量较低的是红磷,能量越低越稳定,白磷的稳定性比红磷小; 故答案为:红磷 ; 小。 【点睛】燃烧热的热化学方程式可燃物的系数只能为1,若是中和热的热化学方程式,水的系数只能为1;(4)提到1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,142.9kJ也被称为氢气的热值;热值指1g可燃物完全燃烧生成稳定的产物所放出的热量。 22.在某一容积为2 L的密闭容器内,加入0.8 mol H2和0.6 mol I2,在一定条件下发生反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) ΔH<0。反应中各物质的物质的量随时间变化情况如图: (1)该反应的化学平衡常数表达式为______,若升高温度,化学平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)=_____mol·L-1·min-1,转化率α(H2)=_____。 (3)HI的体积分数φ(HI)随时间变化如图中曲线Ⅱ所示。若改变反应条件,在甲条件下φ(HI) 的变化如图中曲线Ⅰ所示,在乙条件下φ(HI)的变化如图中曲线Ⅲ所示。则甲条件可能是_____(填入下列条件的序号,下同),乙条件可能是______。 ①恒容条件下,升高温度 ②恒容条件下,降低温度 ③恒温条件下,缩小反应容器体积 ④恒温条件下,扩大反应容器体积 ⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂 【答案】 (1). K= (2). 减小 (3). 0167 (4). 62.5% (5). ③⑤ (6). ④ 【解析】 【分析】 本题考查化学平衡已到影响因素及计算,图像分析注意拐点,先拐先平,说明其反应速率快,热化学中影响反应速率的因素有:浓度、温度、压强、催化剂依次分析。图像中HI的体积分数φ(HI)最终值一样,说明没有发生平衡的移动,只是速率的影响。 【详解】(1)H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) ΔH<0,应的平衡常数K=,反应为放热反应,升温平衡逆向进行, 故答案为:K=;减小; (2)根据图中数据,由图象可知达到平衡时生成0.5mol/L的HI,反应开始至达到平衡时需要时间3min,平均速率v(HI)=0.5mol/L 3min=0.167mol/(L⋅min),由图象可知达到平衡时生成0.5molHI,则消耗0.25molH2,H2(g)的转化率为0.25mol 0.4mol×100%=62.5%, 故答案为:0.167;62.5%; (3)曲线(Ⅰ)与曲线(Ⅱ)相比,到达平衡时间缩短,反应速率加快,平衡时HI 体积发生不变,平衡不移动,可能使用催化剂,由于反应前后气体体积不变,也可能是增大压强,故选:③⑤;曲线(Ⅲ)与曲线(Ⅱ)相比,到达平衡时更长,反应速率减慢,平衡时HI体积发生不变,平衡不移动,由于反应前后气体体积不变,应是减小压强,故选④, 故答案为:③⑤;④; 【点睛】反应速率是单位时间内物质的浓度的变化量,在计算时注意转换关系 ,最后一问根据图像分析可得,只改变反应速率,不使平衡移动。 23.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:MnO4-+H2C2O4+H+-Mn2++CO2↑+H2O(未配平) Ⅰ.甲同学研究外界因素对反应速率影响,设计如下实验方案: 用4mL 0.001mol/L KMnO4溶液与2mL 0.01mol/L H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响.改变的条件如下: 组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质 A 2mL 20 B 2mL 20 10滴饱和MnSO4溶液 C 2mL 30 D 1mL 20 V1 mL蒸馏水 E 0.5mL 20 V2 mL蒸馏水 (1)完成上述实验方案设计,其中:V1= ______ ,V2= ______ ; (2)如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验 ______ 和 ______ . (3)甲同学在做A组实验时,发现反应开始时速率较慢,随后加快.他分析认为高锰酸钾与 草酸溶液的反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快;从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是 ______ ; Ⅱ.乙同学利用如图测定反应速率 回答下列问题 (4)实验时要检查装置的气密性,简述操作的方法是 ______ ; (5)乙同学通过生成相同体积的CO2来表示反应的速率,需要 ______ 仪来记录数据. 【答案】 (1). 1mL (2). 1.5mL (3). A (4). C (5). Mn2+起催化作用 (6). 关闭分液漏斗的活塞,把注射器的柄向外拉一段距离,观察柄是否能恢复到原来的位置,若能恢复,则气密性良好,若不能恢复,则气密性不好 (7). 秒表 【解析】 (1)研究硫酸浓度对反应速率的影响,需要草酸浓度相同,故混合后溶液体积相同,所以V1=1mL,V2=1.5mL;(2)研究温度变化需要改变温度探究反应速率变化,需要其他条件相同,选择实验A和C;(3)KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰,锰离子有催化作用,所以猜想还可能是催化剂的作用,故答案为Mn2+起催化作用;(4)根据气压原理检验气密性,首先关闭分液漏斗的活塞,形成密闭体系,把注射器的柄向外拉一段距离,观察柄是否能恢复到原来的位置,若能恢复,则气密性良好;故答案为关闭分液漏斗的活塞,把注射器的柄向外拉一段距离,观察柄是否能恢复到原来的位置,若能恢复,则气密性良好,若不能恢复,则气密性不好;(5)产生相同体积的二氧化碳,应看反应的快慢,即需要记录时间,故需要秒表。 四、实验题(每小题做出答案后,请写在答题卡上) 24.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如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。回答下列问题: (1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是________。 (2)烧杯间填满碎纸条的作用是________。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值____________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 (4)该实验常用0.50 mol·L-1 HCl和0.55 mol·L-1 NaOH溶液各50 mL进行实验,其中NaOH溶液浓度大于盐酸浓度的作用是______,当室温低于10 ℃时进行实验,对实验结果会造成较大的误差,其原因是_____________。 (5)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求得的中和热________(填“相等”或“不相等”),简述理由: ______________。 (6)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热ΔH将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 减少实验过程中的热量损失 (3). 偏小 (4). 保证盐酸完全被中和 (5). 体系内、外温差大,会造成热量损失 (6). 相等 (7). 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)所放出的能量,与酸碱的用量无关 (8). 偏大 【解析】 【详解】(1)为了加快酸碱中和反应,减少热量损失,用环形玻璃搅拌棒搅拌; (2) 为了减少热量损失,在两烧杯间填满碎纸条或泡沫; (3) 大烧杯上盖硬纸板是为了减少气体对流,使热量损失,若不用则中和热偏小; (4)加热稍过量的碱,为了使酸完全反应,使中和热更准确;当室温低于10 ℃时进行实验,内外界温差过大,热量损失过多,造成实验数据不准确; (5)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,计算中和热数据相等,因为中和热为强的稀酸、稀碱反应只生成1mol水时释放的热量,与酸碱用量无关; (6) 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,氨水为弱电解质,电离时吸热,导致释放的热量减少,计算中和热的数值减少,焓变偏大; 【点睛】测定中和热时,使用的酸或碱稍过量,使碱或酸完全反应;进行误差分析时,计算数值偏小,由于焓变为负值,则焓变偏大。查看更多