2020学年高二化学9月月考试题（含解析）

2020学年高二化学9月月考试题（含解析）

- 1 - 2019 学年高二 9 月月考（国庆作业）化学试题 1. 下列关于反应与能量的说法正确的是 A. H2 与 Cl2 反应生成 HC1，在光照与点燃条件下，△H 不同 B. 氢氧化钠与盐酸反应中，盐酸足量，则氢氧化钠越多，中和热越大 C. 已知 lmol 红鱗转化为 lmol 白磷，需吸收 18.39kJ 的能量，则红磷比白磷稳定 D. 催化剂能加快反应速率，是因为它能减小反应的焓变 【答案】C 【解析】A 项，ΔH 只与反应物和生成物的总能量有关，与反应的条件无关，H2 与 Cl2 反应生 成 HC1，在光照与点燃条件下，△H 相同，错误；B 项，中和热指酸与碱发生中和反应生成 1molH2O 时所释放的热量，以“生成 1molH2O”为标准，与所用酸、碱的量无关，错误；C 项， lmol 红磷转化为 lmol 白磷，需吸收 18.39kJ 的能量，则 1mol 红磷具有的总能量小于 1mol 白 磷具有的总能量，能量越低物质越稳定，红磷比白磷稳定，正确；D 项，催化剂能加快反应速 率，是因为催化剂能降低反应的活化能，增大活化分子百分数，错误；答案选 C。 2. 下列各组热化学方程式中，化学反应的△H1>△H2 的是 ①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H2 ②S(s)+O2(g)=SO2(g) △H1 S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2 ③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) △H2 A. ①②③ B. ①② C. ②③ D. ①③ 【答案】C 【解析】①中两个反应都是 C 的燃烧反应，ΔH1、ΔH2 都小于 0，前者为 C 完全燃烧，后者为 C 不完全燃烧，1molC 完全燃烧释放的能量大于不完全燃烧释放的能量，则 ΔH1 ΔH2；②中 两个反应都是燃烧反应，ΔH1、ΔH2 都小于 0，S（s）具有的能量小于 S（g）具有的能量， 则 ΔH1 ΔH2；③中前者为吸热反应，ΔH1 0，后者为放热反应，ΔH2 0，则 ΔH1 ΔH2 ；答案选 C。 【点睛】反应热大小的比较：（1）吸热反应的 ΔH 大于放热反应的 ΔH。（2）同一物质，状 态不同所具有的能量不同，具有的能量关系为：固态 液态 气态，若反应为放热反应，当 反应物状态相同、生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少；若反应为放 热反应，当反应物状态不同、生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。（ 3）同一物质完全燃烧释放的能量大于不完全燃烧释放的能量。（4）同一反应化学计量系数 - 2 - 不同，ΔH 不同。 3. 下列不能用勒夏特列原理解释的是 A. 新制氯水光照后颜色变浅 B. 2HI(g) H2(g)+I2(g)平衡体系，加压颜色变深 C. 高压比常压有利于合成氨 D. 钠与氯化钾共融制备钾 Na(1)+KCl(g) K(g)+NaCl(l) 【答案】B 【解析】A 项，新制氯水中存在可逆反应：Cl2+H2O HCl+HClO，光照 HClO 发生分解（2HClO 2HCl+O2↑），HClO 浓度减小，平衡正向移动，Cl2 浓度减小，溶液颜色变浅，能用勒夏 特列原理解释；B 项，该反应为气体分子数不变的反应，加压平衡不移动，但由于容器体积减 小，I2（g）的浓度增大，颜色加深，不能用勒夏特列原理解释；C 项，合成氨的反应为 N2+3H2 2NH3，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，有利 于合成氨，能用勒夏特列原理解释；D 项，由于 K 呈气态，从体系中分离出 K（g），减小生 成物浓度，平衡正向移动，可用勒夏特列原理解释；答案选 B。 4. 下列各表述与示意图一致的是 A. 图①表示 aA(g)+bB(g) cC(g)反应速率随时间变化的示意图，则 to 时刻改变的条件一 定为“加入催化剂” B. 图②表示反应 H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)，在不同温度下，水蒸气含量随时间的变化 ，则该反应△H>0 C. 图③表示 2NO2(g) N2O4(g)达到平衡时，NO2 体积分数随压强变化示意图，其中，B 点的 颜色比 A 点的颜色深 D. 图④表示压强对 2A(g)+3B(g) 3C(g)+2D(s)的影响，且乙的压强比甲的压强大 【答案】C - 3 - ........................ 【点睛】解化学平衡图像题的步骤 步骤一：看图像，一看面（纵、横坐标的意义），二看线（线的走向和变化趋势），三看点（ 起点、拐点、终点、最高点、最低点），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线），五看 量的变化（如浓度变化、温度变化）。 步骤二：想规律，联想外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响。 步骤三：作判断，利用原理，结合图像，分析图像中所代表化学反应速率、化学平衡的线， 作出判断。 5. 已知某化学反应的平衡常数表达式为 K=[c(CO2)·c(H2)] /[c(CO)·c(H2O)]，在不同的温度下该 反应的平衡常数值分别为： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述错误的是 A. 该反应的化学方程式是：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) B. 上述反应的正反应是放热反应 C. 如果在 1L 的密闭容器中加入 CO2 和 H2 各 1mol，再把温度升高到 830℃，此时测得 CO2 为 - 4 - 0.4 mol 时，该反应达到平衡状态 D. 若平衡浓度关系符合 c(CO2)/3c(CO)=c(H2O)/5c(H2)，可判断此时温度是 1000℃ 【答案】C 【解析】A 项，化学平衡常数是一个可逆反应达到平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之 积的比值，根据 K=[c(CO2)·c(H2)] /[c(CO)·c(H2O)]，写出该反应为 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，正确；B 项，由表格数据分析，升高温度，K 值变小，即升高温度平衡逆向移 动，根据平衡移动原理，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，正确；C 项，此时 CO2 为 0.4mol ，转化的 CO2 为 1mol-0.4mol=0.6mol，根据转化物质的量之比等于化学计量系数之比，则转 化的 CO、H2O（g）、H2 的物质的量依次为 0.6mol、0.6mol、0.6mol，此时 CO、H2O（g）、H2 的物质的量依次为 0.6mol、0.6mol、0.4mol，CO、H2O（g）、H2、CO2 的物质的量浓度依次为 0.6mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L、0.4mol/L，此时浓度商 Q= =0.44 1.00（830℃时 的 K 值），反应未达到平衡，反应正向进行，错误；D 项，若平衡浓度关系符合 c(CO2)/3c(CO)=c(H2O)/5c(H2)，[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]=0.60，查表知此时温度是 1000℃，正确；答案选 C。 【点睛】化学平衡常数的应用 1.判断反应进行的程度：K 值越大，反应进行得越完全。 2.判断反应进行的方向：对于可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任 意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：Q= ，称为浓度商。若 Q K，反应 逆向进行；若 Q=K，反应达到平衡；若 Q K，反应正向进行。 3.判断可逆反应的热效应：若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K 值 减小，则正反应为放热反应。 6. —定条件下，在容积为 10L 的密闭容器中，将 2molX 和 1molY 进行如下反应：2X(g)+Y(g) Z(s)，经 lmin 达到平衡生成 0.3mol 的 Z，下列说法正确的是 A. 1min 内，用 Z 表示平均反应速率为 0.03mol·L-1·min-1 B. 将容器容积变为 20L，Z 的新平衡浓度将等于原平衡浓度的一半 C. 当 X 的体积分数不变时，则说明该反应达到平衡状态 D. 若温度和体积不变，往容器内增加 1molX，Y 的转化率将增大 【答案】D 【解析】A 项，Z 为固态物质，固体物质的浓度为常数，不能用固态物质表示化学反应速率， - 5 - 错误；B 项，Z 为固态物质，其浓度是一常数，错误；C 项，Z 为固态物质，起始加入 X、Y 物 质的量依次为 2mol、1mol，转化的 X、Y 物质的量之比恒为 2:1，则 X、Y 物质的量之比始终 为 2:1，X 的体积分数始终为 2/3，X 的体积分数不变不能说明反应一定达到平衡状态，错误；D 项，若温度和体积不变，往容器内增加 1molX，平衡正向移动，提高 Y 的转化率，正确；答案 选 D。 【点睛】易错提醒：本题的关键在于 Z 是固态物质。 7. 在某一恒温恒压容器中发生如下反应：A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)△H<0。t1 时刻达到平衡 后，在 t2 时刻改变某一条件，其反应过程如图。下列说法正确的是 A. t2 时刻改变的条件可能是向密闭容器中加 C B. I、II 两过程达到平衡时，A 的体积分数 I >II C. 0~t2 时，V 正>V 逆 D. I、II 两过程达到平衡时，平衡常数 I A B. SO2 的转化率 B>A C. 平衡时各组分含量 B=A D. 平衡时容器的压强 B>A 【答案】C 【解析】A 项，两容器的体积相同，B 中 SO2、O2 物质的量浓度都是 A 中的两倍，在相同条件 下反应物浓度越大反应速率越快，反应速率 B A，正确；要将 A、B 两容器平衡时的物理量 进行比较，可建立如下模型：（1）另取一个 2 倍体积的容器，充入 SO2、O2 各 2mol，则在相 同条件下，该容器达平衡时 SO2 的转化率、平衡时各组分含量、平衡时的压强与 A 中对应相等 ；（2）B 相当于在该容器的基础上将体积缩小为一半，即增大压强，平衡正向移动，B 项， 增大压强平衡正向移动，反应物的转化率增大，SO2 的转化率 B A，正确；C 项，由于平衡正 向移动，SO3 的含量：B A，SO2、O2 的含量：A B，错误；D 项，平衡时 B 中的压强 pA pB 2pA，正确；答案选 C。 【点睛】恒温恒容，反应物的用量成倍数关系变化的模型建立：一般先建立等效平衡（将体 积成倍数变化）→确定此时各物理量的关系→将变化的体积复原（相等于增大或减小压强）→ 确定平衡移动的方向→分析平衡移动引起物理量的变化。 18. 如图是温度和压强对 X+Y 2Z 反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示 平衡混合气件中 Z 的体积分数。下列叙述正确的是 A. 上述可逆反应的正反成为放热反应 B. X、Y、Z 均为气态 - 12 - C. X 和 Y 中只有一种是气态，Z 为气态 D. 上述反应的逆反应的△H>0 【答案】C 【解析】试题分析：根据图像可知，在压强不变时，升高温度，生成物的平衡含量增大，说 明正反应是吸热反应，ΔH > 0，所以 A、D 错误。在温度不变时，增大压强，生成物的平衡含 量减小，说明增大压强，平衡向逆反应方向移动。逆反应方向为气体体积减小的反应方向， 所以 Z 是气体，X、Y 只有一种物质为气体，B 错误， C 正确，答案的 C。 考点：考查温度、压强对化学反应平衡移动的影响及与物质存在状态的关系的判断的知识。 19. 碳及其化合物在化工生产中有着广泛的应用。 I.为解决大气中 CO2 的含量增大的问题，某科学家提出如下构想： 把工厂排出的富含 CO2 的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收，然后再把 CO2 从溶液中提取出来， 在合成塔中经化学反应使废气中的 CO2 转变为燃料甲醇。 部分技术流程如下: ⑴合成塔中反应的化学方程式为____________；△H<0。该反应为可逆反应，从平衡移动原理 分析，低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用 300℃的温度，除考虑温度对 反应速率的影响外，还主要考虑了 ___________________________________________________________________。 (2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列_______操作的原理比较相符(填字母） A.过滤 B.分液 C.蒸馈 D.结晶 (3)如将 CO2 与 H2 以 1:4 的体积比混合，在适当的条件下可制得 CH4。写出 CO2(g)与 H2(g)反应 生 CH4(g)与液态水的热化学方程式: 已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ/mol _______________________________________________________________________。 II.甲烷燃烧分放出大量的热，可作为能源应用于人类的生产和生活。 己知：①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)； △H1=-1214.6kJ/mol - 13 - ②CO2(g)=CO(g)+1/2O2(g)； △H2=+283.0kJ/mol 则表示甲烷燃烧热的热化学方程式______________________________。 III.某兴趣小组模拟工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，在容积固定为 2L 的 密闭容器中充入 1mol CO 2mol H2，加入合适的催化剂（催化剂体积忽略不计）后开始反应。 测得容器内的压强随时间变化如下: 时间/min 0 5 10 15 20 25 压强/Mpa 12.6 10.8 9.5 8.7 8.4 8.4 (1)从反应开始到 20min 时，以 CO 表示反应速率为_____________________。 (2)下列描述能说明反应达到平衡的是_______________________ A.装置内气体颜色不再改变 B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变 C.容器内气体的压强保持不变 D.容器内气体密度保持不变 (3)该温度下平衡常数 K=____，若达到平衡后加入少量 CH3OH(g)，此时平衡常数 K 值将____ ( 填“增大”、“减小”或“不变”) (4)该反应达到平衡后，再向容器中充入 1mol CO 2mol H2，此时 CO 的转化率将__________( 填“增大”、“减小”或“不变”) 【答案】 (1). CO2+3H2=CH3OH+H2O (2). 催化剂的催化活性、反应速率 (3). C (4). CO2(g)+4H2(g) = CH4(g)+2H2O(l) △H=-252.9kJ/mol (5). CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ/mol (6). 0.0125mol·L-1·min-1 (7). BC (8). 4 (9). 不变 (10). 增大 【解析】试题分析：本题考查反应热的计算，热化学方程式的书写，化学反应速率的计算， 化学平衡的判断，外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响以及实际应用。 I（1）富含 CO2 的废气经净化被碳酸钾溶液吸收发生反应 CO2+K2CO3+H2O=2KHCO3，在分解池中 发生反应 2KHCO3 K2CO3+H2O+CO2↑，合成塔中由 CO2 和 H2 在 2 105Pa、300℃、铬锌触媒作 用下反应生成 CH3OH，反应的化学方程式为 CO2+3H2 CH3OH+H2O。该反应的ΔH 0 ，低温有利于平衡正向移动，提高原料的转化率，采用 300℃除了考虑温度对化学反应速率的 影响，还考虑温度对催化剂催化活性、反应速率的影响。 （2）常温下 CH3OH 和 H2O 互相混溶，从合成塔分离出 CH3OH， 采用类似于蒸馏的操作原理。 - 14 - （3）将 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ/mol 和 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ/mol 依次编为①、②，运用盖斯定律，② 2-①得 CO2(g)+4H2(g) = CH4(g)+2H2O(l) ΔH=（-571.6kJ/mol） 2-（-890.3kJ/mol）=-252.9kJ/mol，则反应的 热化学方程式为 CO2(g)+4H2(g) = CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-252.9kJ/mol。 II 运用盖斯定律，① -②得，CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) ΔH=（-1214.6kJ/mol） -（+283.0kJ/mol）=-890.3kJ/mol，则 CH4 燃烧热的热化学方程式为 CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol。 III（1）运用三段式计算，设反应开始到 20min 内转化的 CO 物质的量为 xmol，则 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) n（起始）（mol） 1 2 0 n（转化）（mol） x 2x x n（20min 末）（mol）1-x 2-2x x 根据恒温恒容时气体压强之比等于物质的量之比，列式 = ，解得 x=0.5 ，则从反应开始到 20min 内 υ（CO）=0.5mol 2L 20min=0.0125mol·L-1·min-1。 （2）A 项，CO、H2、CH3OH（g）都是无色气体，颜色不再变化不能说明反应已达平衡，错误； B 项，由于所有物质都呈气态，气体的总质量始终不变，正反应为气体分子数减小的反应，建 立平衡的过程中气体总物质的量减小，气体的平均摩尔质量增大，气体的平均摩尔质量不变 表明反应达到平衡状态，正确；C 项，恒温恒容时气体压强之比等于气体物质的量之比，正反 应为气体分子数减小的反应，建立平衡的过程中气体总物质的量减小，混合气的压强减小， 气体的压强不变表明达到平衡状态，正确；D 项，由于所有物质都呈气态，气体的总质量始终 不变，容器的体积不变，混合气的密度始终不变，混合气的密度不变不能作为平衡的标志， 错误；答案选 BC。 （3）20min、25min 时压强不变说明已经达到平衡状态，根据上述计算知平衡时 CO、H2、CH3OH （g）的浓度依次为 0.25mol/L、0.5mol/L、0.25mol/L，则该温度下的化学平衡常数 K= =4。化学平衡常数 K 只与温度有关，若达到平衡后加入少量 CH3OH(g)，K 值不变。 （4）该反应达到平衡后，再向容器中充入 1mol CO、2mol H2，相当于增大压强，平衡正向移 动，CO 的转化率增大。 20. 氢能源是 21 世纪极具开发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。如图是 - 15 - 氢能源循环体系图（X 是 H2O；Y 是 H2、O2)。回答下列问题： (1)从能量转换的角度看，过程 II 主要是将___能转化为____ 能。 (2)在该燃料电池中，H2 所在的一极为_____极；若电解质溶液为碱性的 KOH 溶液，试写出两 极的电极方程式:正极_______负极______________ 【答案】 (1). 化学能 (2). 电能 (3). 负 (4). O2+2H2O+4e-=4OH- (5). H2-2e-+2OH-=2H2O 【解析】试题分析：本题考查化学反应中能量的转化，氢氧燃料电池电极反应式的书写。 （1）过程 I 是在太阳能、催化剂作用下将 H2O 分解成 H2 和 O2，能量的转化将太阳能转化为化 学能。过程 II 为燃料电池，燃料电池采用原电池原理，主要将化学能转化为电能。 （2）氢氧燃料电池的电池反应为 2H2+O2=2H2O，H2 发生失电子的氧化反应，H2 所在一极为负极 ，若电解质溶液为碱性的 KOH 溶液，负极电极反应式为 H2-2e-+2OH-=2H2O；O2 发生得电子的还 原反应，O2 所在一极为正极，正极电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-。 21. 150℃时，向下图所示的恒压容器中加入 4LN2 和 H2 的混合气体，在催化剂作用下充分反应 (催化剂体积忽略不计)，正反应放热。反应后恢复到原温度。平衡后容器体轵变为 3.4L，容 器内气体对相同条件的氢气的相对密度为 5。 (1)反应前混合气体中 V(N2):V(H2)=______；反应达平衡后 V(NH3)=__L；该反应中 N2 转化率为 ___。 (2)向平衡后的容器中充入 0.2mol 的 NH3，一段时间后反应再次达到平衡，恢复到 150℃时测 得此过程中从外界吸收了 6.44 kJ 的热量。请回答：充入 NH3 时，混合气体的密度将 __________(填“增大”、“减小”或“不变”)，在达到平衡的过程中，混合气体的密度将____( 填“增大”、“减小”或“不变”)。反应重新达平衡昀混合气体对氢气的相对密度将______5( 填“>”、“<”或 “ = ”) - 16 - 【答案】 (1). 1:3 (2). 0.6 (3). 30% (4). 增大 (5). 减小 (6). = 【解析】试题分析：本题考查化学平衡的计算，恒温恒压下的等效平衡、影响化学平衡的因 素以及各物理量的变化。 （1）设原 N2 的体积为 x，则原 H2 的体积为 4-x，转化的 N2 体积为 y，在恒温恒压下气体体积 之比等于物质的量之比，运用三段式 N2 + 3H2 2NH3 V（起始）（L） x 4-x 0 V（转化）（L） y 3y 2y V（平衡）（L） x-y 4-x-3y 2y 则（x-y）+（4-x-3y）+2y=3.4L，y=0.3L。平衡后容器内气体对相同条件的氢气的相对密度 为 5，平衡后混合气体的平均相对分子质量为 5 2=10，根据质量守恒得 28x+2（4-x）=10 3.4，x=1L。反应前混合气体中 V（N2）：V（H2）=1L：（4L-1L）=1:3。反应达平衡后 V（NH3 ）=2 0.3L=0.6L。N2 的转化率为 0.3L 1L 100%=30%。 （2）由于该容器为恒温恒压容器，混合气体的密度与平均摩尔质量成正比，平衡后再充入 0.2mol 的 NH3，由于 NH3 的摩尔质量（17g/mol）大于平衡时平均摩尔质量（10g/mol），充入 NH3 时混合气体的密度将增大。将 0.2molNH3 采用极限一边倒换算后为 0.1molN2 和 0.3molH2， 与原平衡的起始对应物质成比例，则达到的新平衡与原平衡为恒温恒压下的等效平衡，即重 新达到平衡时混合气体的平均摩尔质量仍为 10g/mol，所以在达到平衡的过程中，混合气体的 密度将减小，重新达到平衡时混合气体对氢气的相对密度不变，仍等于 5。