【文档说明】吉林省长春市长春外国语学校2024-2025学年高二上学期9月月考化学试题 Word版含解析.docx,共(19)页,2.137 MB,由小赞的店铺上传
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长春外国语学校2024-2025学年第一学期第一次月考高二年级化学试卷(理科)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共4页。考试结束后,将答题卡交回。注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将
条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。可能用到的相对原子质量:H:1C:12O:16第Ⅰ卷一、选择题:本题共15小题,每小题3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.下列有关化学反应速率的认识错误的是①可以测定某一反应的瞬时速率②只能用单位时间内物质的量浓度变化值表示③任何化学反应都可以通过反应现象判断化学反应的快慢④溶液中发生的反应,速率的快慢主要由温度、浓度决定A.只有①B.只有①②C.只有③④D.均错误【答案】D【解析】【详解
】①只能测定一段时间内的平均反应速率,不能测定某一反应的瞬时速率,①错误;②不仅可以用单位时间内物质的量浓度变化值表示,还可以用单位时间内其他改变量来表示,如压强、百分含量等,②错误;③反应速率越快的反应其现象可能不明显,比如酸碱中和反应,③错误;④溶液中发生的反应
,速率的快慢主要由物质本身性质决定,温度、浓度仅是一个次要影响因素,④错误;因此①②③④错误,故选D。2.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变能使反应速率加快的是①增加铁的量②将容器的体积缩小一半③保持体积不变,充入N
2使体系压强增大④保持体积不变,充入水蒸气使体系压强增大A.①④B.②③C.③④D.②④【答案】D【解析】【分析】【详解】①铁是固体,增加铁的量,浓度不变,反应速率不变,①与题意不符;②将容器的体积缩小一半,反应体系中气体物质的浓度增大,则化学反应速率增
大,②符合题意;③体积不变,充入N2使体系压强增大,但各物质的浓度不变,所以反应速率不变,③与题意不符;④保持体积不变,充入水蒸气使体系压强增大,反应物浓度增大,反应速率增大,④符合题意;答案为D。3.催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(
g)。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大【答案】C【解析】【详解】A.由图可知
两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;B.由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;C.由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率
更快,反应体系更快达到平衡,C错误;D.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确;故选C。4.在
某恒压密闭容器中充入1molCO和2molH2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的是A.单位时间内生成1molCH3OH的同时消耗2molH2B.容器中CO与H2的体积之比恒定不变C.容器
中CO与CH3OH物质的量之比为1:1D.容器中混合气体的密度不随时间变化【答案】D【解析】【详解】A.单位时间内生成1molCH3OH的同时消耗2molH2,反应进行的方向相同,不一定达平衡状态,A不正确;B.反应前,容器中充入1molCO和2mol
H2,其物质的量之比等于化学计量数之比,不管反应进行到何种程度,CO与H2的体积之比始终为1:2,B不正确;C.容器中CO与CH3OH物质的之比为1:1,可能是反应进行过程中的某个阶段,不一定是平衡状态,C不正确;
D.反应在恒压条件下进行,反应前后气体的分子数不等,则反应过程中气体的体积在不断发生改变,而混合气的总质量不变,所以平衡前混合气体的密度不断发生改变,当气体的密度不随时间变化时,反应达平衡状态,D正确;故选D。5.研究发现,液态苯是优质储氢材料:C6H6(l)+3H2(g)C6H12(
l)。一定温度下,在密闭容器中充入一定量液态苯(足量)和适量氢气,经反应达到平衡后,测得c(H2)=2mol·L-1。保持温度不变,将体积压缩至原来的一半,达到新平衡时c(H2)为A.1mol·L-1B.2mol·L-1C.3mol·L-1D.4mol·L-1【答案】B
【解析】【详解】该反应的平衡常数()321K=cH,温度不变,K不变,将体积压缩至原来的一半,达到新平衡后c(H2)=2mol·L-1。选B。6.对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH
4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g),在t℃时的平衡常数Kp=a,则下列说法正确的是()A.Kp=242422p(CH)p(HO)p(CO)p(H)B.升高温度,若Kp增大,则该反应为放热反
应C.该反应达到平衡状态后,增大压强,平衡向左移动,Kp不变D.t℃时,反应12CH4(g)+H2O(g)12CO2(g)+2H2(g)的平衡常数Kp=12a【答案】C【解析】【详解】A.根据平衡常数
的定义可知:Kp应等于生成物气体的分压的幂的乘积与反应物气体的压强的幂的乘积之比,422242p(CO)p(H)p(CH)p(HO)pK=,A错误;B.升高温度,若Kp增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应,B错误;C.平衡常数只与温度有关,与其他因素
无关,故增大压强时Kp不变,C正确;D.当化学方程式中的计量数变为原来的一半时,根据平衡常数的计算式可知平衡常数应为原平衡常数开平方,即Kp=a,D错误;答案选C。7.已知2NO+2H2=2H2O+N2的速率方程为v正=k
正cα(NO)cβ(H2),在800℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系,数据如表,则下列说法中正确的是实验c0(NO)/(mol·L-l)c0(H2)/(mol·L-l)v正111v2214v3122v42x16vA.α、β的值分别为
2、2B.若v逆=k逆c2(H2O)c(N2),则Kc=kk正逆C.降低温度,k正可能增大D.表中的x为4【答案】D【解析】【详解】A.比较表中1、2两组的数据可知,NO的浓度变为原来的2倍,正反应速率变为原来的4倍,故α
=2,由1、3两组数据可知,H2的浓度变为原来的2倍,正反应速率变为原来的2倍,故β=1,A错误;B.若v逆=k逆c2(H2O)c(N2),平衡时v正=v逆,即k正c2(NO)c(H2)=k逆c2(H2O)c
(N2),则Kc=2222222c(N)c(HO)c(NO)c(H)c(H)kk=正逆,B错误;C.降低温度,反应速率减慢,故k正不可能增大,只能减小,C错误;D.结合v正=k正c2(NO)c(H2)和表中数据可知x=4,D正确;故选D。8.反应432NHH
S(s)NH(g)HS(g)+在某温度下达到平衡,下列各种情况不会使平衡发生移动的是A.温度、容积不变时,通入2SO气体B.移走一部分4NHHS固体C.容器体积不变,充入HCl气体D.保持压强不变,充入氮气【答案】B【解析】【详解】A.恒温恒容,通入的二氧化硫会和硫化氢反应,导致硫化氢
浓度减小,平衡正向移动,A错误;B.因固体对压强无影响且浓度不变,所以移走一部分4NHHS固体平衡不移动,B正确;C.容器容积不变,充入氯化氢气体,氯化氢会与氨气发生反应,导致氨气浓度减小,平衡正向移动,C错误;D.保持压强不变,充入氮气,氨气和硫化氢的浓度减小,平衡正向移动,D错误;故
选B。9.下列不能用勒夏特列原理解释的事实是A.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅B.氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅D.向含有[Fe(SCN)]2+的红色溶液中加铁粉,振荡,溶
液红色变浅或褪去【答案】B【解析】【详解】A.对2NO2N2O4平衡体系增加压强,体积变小,颜色变深,平衡正向移动,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,A不符合;B.氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压,体积变小,颜色变深
,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,B符合;C.Cl2+H2OHCl+HClO,次氯酸见光分解,平衡正向移动,氯气浓度减小,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,C不符合;D.Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+,向溶液中加入Fe粉,发生反应Fe+2Fe3
+=3Fe2+,平衡向逆反应方向移动,导致溶液颜色变浅或褪去,可以用勒夏特列原理解释,D不符合;故选B。10.下列对化学反应的预测正确的是选项化学反应方程式已知条件预测AA(s)=B(g)+C(s)△H>0它一定是非自发反应BA
(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)能自发反应△H一定小于0CM(s)+aN(g)=2Q(g)△H<0,自发反应a可能等于1、2、3DM(s)+N(g)=2Q(s)常温下,自发进行△H>0A.AB
.BC.CD.D【答案】C【解析】【详解】A.A(s)=B(g)+C(s),反应气体系数增大,为熵增大的反应,△S>0,△H>0,在高温条件下能自发进行,故A错误;B.A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)反应为气体系数增大的反应,△S>0,所以当△H<0,
一定满足△H-T△S<0,反应一定能够自发进行,当△H>0时,当高温时,△H-T△S<0,成立,可以自发进行,故B错误;C.M(s)+aN(g)=2Q(g)△H<0,a为1,2,3时,△H-T△S<0,能自发反应,故C
正确;D.M(s)+N(g)=2Q(s)为气体系数减小的反应,△S<0,当△H>0时,△H-T△S>0,一定不能自发进行,故D错误;故选:C。11.有关反应()()()()222COHOgCOgHgg++垐?噲?,正反应为放热反应。若在容积可变的密闭容器中,下列对图像的分析
中不正确的是A.图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小体积)或使用催化剂对反应速率的影响C.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高D.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且乙使用了催化剂【答案】D【解析】【分析】图I在t0时正逆反应速
率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动;图II在t0时正逆反应速率都增大,且正反应速率等于逆反应速率,平衡不移动;图III乙的反应速率较大,但CO的转化率降低,结合方程式的特征判断外界条件对平衡移动的影响;【详解】A.该反应放热,升高温度速率都增大且平衡向逆反应方向移动,图
象符合,A正确;B.由于反应中反应前后气体的体积不变,则增大压强平衡不移动,催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,图象符合,B正确;C.该反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO的转化率降低,图象符合,C正确;D.催化剂只改变
反应速率,不影响平衡移动,图象不符合,D错误;故选D。12.在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X2Y→的影响,各物质浓度c随反应时间t的变化的部分曲线如图,下列说法正确的是A.对于不能自发发生的反应,可寻找高效
催化剂使其发生B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低C.a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化D.使用催化剂时,能提高产物的产率【答案】C【解析】【详解】A.使用催化剂只能该表反应速率,缩短达到平衡的时间,不能改变焓变,因此使用催化剂不能改变反应进行
方向,故A错误;B.根据图像可知,催化剂Ⅰ条件下的反应速率快于催化剂Ⅱ,催化剂Ⅰ条件下反应活化能更低,故B错误;C.根据图像可知,在催化剂Ⅰ条件下,2min时生成4mol/LY,则消耗X为2mol/L,因此曲线a表示催化剂Ⅰ条件下X的浓度
随时间的变化,故C正确;D.使用催化剂只能该表反应速率,对化学平衡移动无影响,因此不能提高平衡产率,故D错误;答案为C。13.氨对发展农业有着重要意义,也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。下列说法不正确...的是A.原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生B.合
成氨一般选择400~500℃进行,主要是让铁触媒的活性最大,平衡转化率高C.热交换的目的是预热原料气,同时对合成的氨气进行降温利于液化分离D.新型锰系催化剂将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1MPa,显著降低
合成氨的能耗【答案】B【解析】【分析】氮气和氢气混合气体净化干燥后经过压缩机加压,进入热交换加热后在催化剂作用下发生反应生成氨气,再经过热交换后冷却分离出液态氨,未反应完的氮气和氢气可循环利用。【详解】A.原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生,A正确;
B.合成氨一般选择400~500℃进行,主要是让铁触媒的活性最大,反应速率增大,温度升高,该反应的平衡转化率降低,B错误;C.热交换将氨气的热量转给N2和H2,目的是预热原料气,同时对合成的氨气进行降温利于液化分离,C正确;D.新型锰系催化剂将合
成氨的温度、压强分别从400~500℃、10-30MPa降到了350℃、1MPa,显著降低合成氨的能耗,D正确;故选B。14.1a和2a,1c和2c分别为两个恒容容器中平衡体系242NO(g)2NO(g)和233O(g)2O(g)的反应转化率及反应物的平衡浓
度,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列判断正确的是A.1a、2a均减小,1c、2c均增大B.1a、2a均增大,1c、2c均减小C.1a减小、2a增大,1c、2c均增大D.1a减小、2a增大,1
c增大、2c减小【答案】C【解析】【详解】在温度、体积不变的情况下,均增加反应物的物质的量,相当于达到平衡后增大压强。对于反应242NO(g)2NO(g),增大压强平衡逆向移动,所以1a减小,而对于反应233O(g)2O(g),增大压强,平衡正向移动,所以2a增大,但平衡时反应物和生
成物的浓度都比原平衡时的浓度大,则1c、2c均增大,综上所述答案为C。15.在容积为2L的刚性密闭容器中加入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在其他条件不变的情况
下,温度对反应的影响如图所示(注:T1、T2均大于300℃)。下列说法正确的是A.该反应在T1时的平衡常数比在T2时的小B.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时23n(CO)n(CHOH)减小C.T2时,反应达到平衡时生成甲醇的反应
速率v(CH3OH)=BBntmol·L-1·min-1D.T1时,若反应达到平衡后CO2的转化率为x,则容器内的压强与起始压强之比为(2-x)∶2【答案】D【解析】【详解】A.图象分析可知先拐先平温度高,T1<T2,
温度越高平衡时生成甲醇物质的量越小,说明正反应为放热反应,则温度越高,平衡常数越小,该反应在T1时的平衡常数比T2时的大,故A错误;B.分析可知T1<T2,A点反应体系从T1变到T2,升温平衡逆向进行,达到平衡时23n
(CO)n(CHOH)增大,故B错误;C.T2下达到平衡状态甲醇物质的量nB,反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=BBn2tmol•L﹣1•min﹣1,故C错误;D.T1下,若反应达到平衡后CO2转化率为x,则2232CO
+3HCHOH+HO(mol)1300(mol)3(mol)133xxxxxxxx−−起始量转化量平衡量则容器内的压强与起始压强之比=1x33xxx2x132−+−++−=+,故D正确;答案选D。第Ⅱ卷二、非选择题:本题共4小题,共55分。16.对于一定条件下的可逆反应:甲:A(g)+B(g)⇌C
(g);ΔH<0乙:A(s)+B(g)⇌C(g);ΔH<0丙:A(g)+B(g)⇌2C(g);ΔH>0.达到化学平衡后,改变条件,请回答下列问题:(1)升高体系温度:①平衡移动方向分别为:甲___________;乙___________;丙___________(填“向左”、“向右”或“不移动”
)②混合气体平均相对分子质量变化分别为:甲___________;乙___________;丙___________(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)加压,使体系体积缩小为原来的一半:①平衡移动方向:甲___
________;乙___________;丙___________(填“向左”、“向右”或“不移动”)②设压缩之前压强分别为p(甲)、p(乙)、p(丙),压缩后压强分别为pˊ(甲)、pˊ(乙)、pˊ(丙),则p(甲)与的pˊ(甲)、p(乙)与
pˊ(乙)、p(丙)与pˊ(丙)的关系分别为:甲___________;乙___________;丙___________【答案】①.向左②.向左③.向右④.减小⑤.减小⑥.不变⑦.向右⑧.不移动⑨.不移动⑩.p(甲)<pˊ(甲)<2p(甲)⑪.pˊ
(乙)=2p(乙)⑫.pˊ(丙)=2p(丙)【解析】【分析】由反应式可知,甲、乙均为放热反应,丙为吸热反应,升温平衡向吸热反应方向移动;甲为熵减反应,乙、丙均为熵不变的反应,加压平衡向熵减的方向移动,据此分析解答。【详解】(1)①甲、乙均为放热反应
,丙为吸热反应,升温平衡向吸热反应方向移动,所以升温后甲、乙的平衡均向左移动,丙的平衡向右移动,故答案为:向左;向左;向右;②升温甲、乙的平衡均向左移动,甲气体总物质的量变大,气体总质量不变,则混合气体平均相对分子质量
减小;由于乙的反应中A为固体,平衡左移时气体总物质的量不变,气体总质量减小,则混合气体平均相对分子质量减小;丙的平衡向右移动,气体总物质的量不变,气体总质量也不变,则混合气体平均相对分子质量不变,故答案为:减小;减小;不变;(2)①甲为熵减反应,乙
、丙均为熵不变的反应,加压,使体系体积缩小为原来的一半后反应向熵减方向移动,甲为熵减反应,所以甲的平衡向右移动,乙、丙均为熵不变的反应,所以乙、丙的平衡不移动,故答案为:向右;不变;不变;②加压,使体系体积缩小为原来
的一半,所以甲的压强比原来的压强大,甲的平衡向右移动,所以压强小于原来的2倍;乙、丙均为熵不变的反应,所以乙、丙的平衡不移动,所以乙、丙的体系压强为原来的2倍,故答案为:p(甲)<pˊ(甲)<2p(甲);pˊ(乙)=2p(乙
);pˊ(丙)=2p(丙)。17.“科学态度”是科学研究的基本要求,“社会责任”是化学人人生观和价值观的基本体现,“科学态度与社会责任”是化学的核心素养。Ⅰ.Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,在加入Fe
2+并调好pH后再加入H2O2,所产生的羟基自由基(·OH)能氧化降解污染物。现运用该法降解某有机污染物(p-CP),探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验数据:(表中时间,是p-CP浓度降低1.50mol/L所需时间)实验编号H2O2溶液Fe2+溶液蒸馏水pH温度时间cmol·L-1V
/mLcmol·L-1V/mLV/mLT/Kt/s①6.0×10-31.503.0×10-23.5010.003298200②6.0×10-31.503.0×10-23.5010.00331360③6.0×10-33.503.0×10-23.50V1329
8140④6.0×10-31.503.0×10-24.509.003298170⑤6.0×10-31.503.0×10-23.50V2122980请回答:(1)V1_________mL,V2_________mL。(2)实验①条件下,p-CP的降解速率为:_________。
(3)设置实验①②的目的是:__________________。设置实验①③的目的是:__________________。由实验①④可得到的结论是:__________________。(4)实验⑤在200s时没有检测到p-CP浓度的变化。其原因可能是:_________
_________。Ⅱ.(5)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是_______。A.如图所示反应机理中共有4种自由基B.由NO生成HONO的反应历程有2种C.改变NO的浓度,总反应
的反应热不变D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少E.含N分子参与的反应一定有电子转移【答案】(1)①.8.00(或8、8.0)②.10.00(或10、10.0)(2)0.0075mol/(L·s)(或37.510−)
(3)①.探究温度对反应速率的影响②.探究H2O2溶液的浓度对反应速率的影响③.其他条件相同时,()2+cFe越大,反应速率越大(4)2Fe+在该条件下生成()2FeOH,并迅速被氧化成()3FeOH,不能使H2O2产生羟基自由基(5)AD【解析】【分析】本实验探究有关因素对化学反应速率的影响
,采用“控制变量法”进行分析;【小问1详解】根据①③组实验分析,溶液的总体积应该相同,所以V1=10.00+3.50+1.50-(3.50+3.50)=8.00mL;根据④⑤组实验进行分析,溶液的总体积应该相同,故V2=9.00+4.50+1.50-(1.50+3.50)=10.00mL;故答案为
8.00;10.00;【小问2详解】实验①条件下,p-CP浓度降低1.50mol/L所需时间200s,所以p-CP的降解速率为:1.50mol/L200s=0.0075mol/(L·s)或7.5×10-3mol/(L·s);故答案为0.0075mol/(L·s
)或7.5×10-3mol/(L·s);【小问3详解】根据图表信息分析,其它条件相同,反应的温度不同,设置实验①②的目的是探究温度对反应速率的影响;实验①③相比溶液的总体积相同,而双氧水的物质的量不同,因此该组实验目的是探究H2O2溶液的浓度对反应速率的影响;由实验①④可得到的结论是:其他条件相同
时,c(Fe2+)越大,反应速率越大;故答案为探究温度对反应速率的影响;探究H2O2溶液的浓度对反应速率的影响;其他条件相同时,c(Fe2+)越大,反应速率越大;【小问4详解】工业废水,在加入Fe2+
并调好pH后再加入H2O2,所产生的羟基自由基(·OH)能氧化降解污染物;实验⑤在200s时没有检测到p-CP浓度的变化,其原因可能是:Fe2+在该条件下生成Fe(OH)2,并迅速被氧化成Fe(OH)3,
不能使H2O2产生羟基自由基;故答案为Fe2+在该条件下生成Fe(OH)2,并迅速被氧化成Fe(OH)3,不能使H2O2产生羟基自由基;【小问5详解】A.根据反应机理图可知,含有自由基为·OOH、·C3H7、·OH,有3种自由基,故A说法错误;B.根据反应机理可知,NO+·OOH→·OH+N
O2,NO2+·C3H7→C3H6+HONO,也可以是NO+NO2+H2O→2HONO,反应历程有2种,故B说法正确;C.NO为该反应的催化剂,使用催化剂对反应热无影响,因此改变NO的浓度,总反应的反应热不变,故C说法正确;D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应
制备丙烯的总反应为2C3H8+O2NO⎯⎯→2C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,故D说法错误;E.含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2、+4、+3价,历程中均有化合价的升降,都为氧化
还原反应,一定有电子转移,故E说法正确;答案为AD。18.航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)水电解反应:2H2O(g)=2H2(g)+O2
(g)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)ΔH<0代替Sabatier反应,再电解水实现O2的循环利用。回答下列问题:(1)有关上述反应,下列说法正确的是_____(填标号)。A.室温下,2H2O(g)
⇌2H2(g)+O2(g)不能自发进行原因为ΔS<0B.可逆反应都有一定的限度,限度越大反应物的转化率一定越高C.可逆反应中,若反应物的总能量>生成物的总能量,则ΔH<0(2)在Sabatier反应[反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)KⅠ]体系中,还会发生副反应(反
应Ⅱ):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)KⅡ;一定压强下,向某容积可变的密闭容器中通入CO2和H2的混合气体(其中CO2和H2的物质的量之比为1∶4),在某催化剂的作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,测得CO2的转化率、CH4的选择性、CO的选择性随反应温度的变化情况如
图所示。已知:CH4或CO的选择性指反应生成CH4或CO时所消耗的CO2的物质的量占参与反应的CO2总物质的量的百分比。相同温度下,反应2CO(g)+2H2(g)⇌CO2(g)+CH4(g)的平衡常数为_____(用含KⅠ、KⅡ的式子表示);提高CH4的选择性的措施有____
_、_____。(3)对于Bosch反应CO2(g)+2H2(g)⇌C(s)+2H2O(g)ΔH<0,下列关于各图像的解释或得出的结论正确的是_____(填标号)。A.由甲图可知,反应在t1min时可能改变了压强或使用了催化剂B.由乙图可知,反应在m点可能达到了平衡状态C.由丙图可知,反应过程中v
正>v逆的点是C点的D.由丁图可知,交点A表示的反应一定处于平衡状态(4)室温下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入4molH2和1molCO2发生Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)(不考虑副反应);若反应时保持温度恒定,
测得反应过程中压强随时间的变化如下表所示:时间/min0102030405060压强5.00p460p4.30p4.15p4.06p4.00p4.00p①0~10min内,v(CO2)=_____mol·L-1·min-1,该温度下Sabatier反应的Kp=_____(Kp为用气体的分压表示的
平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)。②Sabatier反应的速率方程:v正=k正c(CO2)c4(H2),v逆=k逆c(CH4)c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。20min时,kk正逆_____()()()()242422cCHcHOcCO
cH;反应达平衡时,升高温度,k正增大的倍数_____k逆增大的倍数。(填“>”“<”或“=”)【答案】(1)C(2)①.2IIKKⅠ②.控制反应温度在340℃左右③.增大压强(3)BC(4)①.0.01②.2116p③.>④.<【解析】【小问1详解】A.2H2O(g)⇌2H
2(g)+O2(g)ΔS>0,室温下,该反应不能自发进行的原因是ΔH>0,不利于反应自发进行,且为主要的影响因素,A错误;B.增大某反应物浓度可提高可逆反应的限度,但该反应的转化率减小,B错误;C.ΔH=生成物总能量-反应物总能量,可逆反应中
,若反应物总能量大于生成物总能量,则ΔH<0,C正确;故选C。【小问2详解】①根据盖斯定律,目标反应=反应I-2×反应II,则目标反应的平衡常数K=2IIKKⅠ;②由题图可知,在温度为340-400℃时,甲烷的选择性为100%,即此温度范围内只发生反应I,在此温度范围内升高温度,二氧化碳的
转化率减小,说明反应I平衡逆向移动,KI减小,由上述分析及反应I、反应II在反应前后气体分子数的变化特点可知,温度、压强可影响甲烷的选择性,增大压强,反应I平衡正.向移动,可提高甲烷的选择性,故可采用控制反应温度在340-400℃、增大压强等措施来提高甲烷的选择性;【小问3详解】A.对B
osch反应,反应后气体分子数减小,改变压强正逆反应速率不等,A错误;B.已知生成物的百分含量随温度的升高而增大,m点为曲线的最高点,生成物的百分含量达到最大值,即建立了相应温度下的平衡状态,继续升温生成物的百分含量减小,说明升温平衡逆向移动,B正确;C.C点二氧化碳转化率小于
该温度下的平衡转化率,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,C正确;D.A点时反应物浓度等于生成物浓度,反应不一定达到平衡状态,D错误;故选BC。【小问4详解】①向体积为2L的恒容容器中通入4mol
氢气和1mol二氧化碳发生反应,设达到10min时消耗二氧化碳的物质的量为xmol,则有:()()()()2242COg+4HgCHg+2HOg1400x4xx2x10min1-x4-4xx2x开始变化时恒温恒容条件下,反应前后气体物质的量之比等于压强之比,则10min时
,5-2x4.6p=55p,解得x=0.2,v(CO2)=0.2÷(2×10)=0.01mol/(L∙min)。②由表中数据可知,反应在50min时达到平衡,设反应达到平衡时消耗ymol二氧化碳,则有5
-2y4p=55p,解得y=0.5。CO2(g)、4H2(g)、CH4(g)、2H2O(g)的分压分别为0.5p、2p、0.5p、p,Kp=2116p;③已知v正=k正c(CO2)c4(H2),v逆=k逆c(CH4)c2(H2O),
根据表中数据,20min时,反应还未达到平衡,反应正向进行,所以v正>v逆,所以v正=k正c(CO2)c4(H2)>v逆=k逆c(CH4)c2(H2O),即k正c(CO2)c4(H2)>k逆c(CH4)c2(H2O),所以k
k正逆>()()()()242422cCHcHOcCOcH;④反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,v正<v逆,k正增大的倍数<k逆增大的倍数19.硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(C
uSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO
2、_______和_______(填化学式)。(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述过程中NO2的作用为_______。(ⅱ)为了适
应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是_______(答出两点即可)。(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段最佳生产温度,绘制相应转化率(α
)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是_______。a.温度越高,反应速率越大b.α=0.88的曲线代表平衡转化率c.α越大,反应速率最大值对应温度越低d.可根据不同α下的最大速率,选
择最佳生产温度(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是_______(填标号)。的(ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化
率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。【答案】(1)①CuO②.SO3(2)①.催化剂②.反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高(答案合理即可)(3)①.cd②
.d③.()e12e1p−【解析】【小问1详解】根据图示的热重曲线所示,在700℃左右会出现两个吸热峰,说明此时CuSO4发生热分解反应,从TG图像可以看出,质量减少量为原CuSO4质量的一半,说明有固体CuO剩余,还有其他气体产出,此时气体产物为SO2、SO3、O2,可能出现的化学方程式
为3CuSO4700℃3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定,该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2,故答案为CuO、SO3。【小问2详解】(i)根据所给的反应方程式,NO2在反应过程中线消耗再生成,说明NO2在反应中起催化剂的作
用;(ii)近年来,铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高(答案合理即可)。【小问3详解】
(i)a.根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,a错误;b.从图中所给出的速率曲线可以看出,相同温度下,有更大转化率,故α=0.88的条件下并不是平衡转化率,b错误;c.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率出现的温度也
逐渐降低,c正.确;d.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗,d正确;故答案选cd;(ii)为了提高催化剂的综合性能,科学家对催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化
率最好,产率最佳,故答案选d;(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数,反应的平衡常数Kp=31222(SO)(SO)(O)ppp=31222(SO)()()(SO)()(O)()npnnppn总总总总=31222(SO)(SO)(O)nnp
;设SO2初始量为mmol,则平衡时n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe),n(SO3)=m·αe,Kp=()e12e21(O)mmp−=()e12e1p−,故答案为()e12e1p−。