【化学】河北省石家庄市第二中学本部2019-2020学年高一下学期期末考试结业考试试卷(解析版)

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【化学】河北省石家庄市第二中学本部2019-2020学年高一下学期期末考试结业考试试卷(解析版)

河北省石家庄市第二中学本部2019-2020学年高一下学期期末考试结业考试试卷 一、选择题 ‎1. 下列反应中一定不能自发进行的是( )‎ A. 2KClO3(s)=2KCl(s)+ 3O2(g) △H<0,△S>0‎ B. 2CO(g)=‎2C(s,石墨)+ O2(g) △H>0,△S<0‎ C. 4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) △H<0,△S<0‎ D. NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH(aq)+H2O(l) △H>0,△S>0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.2KClO3(s)=2KCl(s)+ 3O2(g)反应的△S>0,△H<0,根据△G=△H−T△S可知,△G<0,反应能够自发进行,故A错误;‎ B.2CO(g)=‎2C(s,石墨)+ O2(g) 反应的△S<0,△H>0,根据△G=△H−T△S可知,△G>0,反应不能自发进行,故B正确;‎ C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) 反应的△S<0,△H<0,根据△G=△H−T△S可知,△G是否小于0,与温度有关,反应可能自发进行,故C错误;‎ D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH(aq)+H2O(l)反应的△S>0,△H>0,根据△G=△H−T△S可知,△G是否小于0,与温度有关,反应可能自发进行,故D错误;‎ 答案选B。‎ ‎2. 在标准状况下,将‎5.6 g铁粉投入100 mL 2 mol·L-1稀硫酸中,2 min时铁粉恰好完全溶解。关于该反应的速率,四位同学提出了四种表示方法:甲:v(Fe)=‎2.8 g·min-1;乙:v(H2SO4)=1 mol·L-1·min-1;丙:v(FeSO4)=0.5 mol·L-1·min-1; 丁:v(H2)=‎1.12 L·min-1。‎ 下列说法正确的是(  )‎ A. 甲错误,因为固体物质不能用来表示反应速率 B. 丁错误,因为速率的单位错误 C. 只有乙错误 D. 只有丙正确 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】化学反应速率可以利用固体的质量、气体体积在单位时间内的变化量表示,在反应Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑中,铁完全反应,则n(H2SO4)=n(H2)=n(FeSO4)=n(Fe)==0.1mol,v(Fe)==‎2.8 g·min-1,故甲正确;v(H2SO4)=v(FeSO4)== 0.5 mol·L-1·min-1,则乙错误,丙正确;V(H2)=0.1mol×‎22.4L/mol=‎2.24L,则v(H2)== ‎1.12 L·min-1,故丁正确;‎ A.根据分析,可以利用固体的质量在单位时间内的变化量可以表示反应速率,故A错误; ‎ B.根据分析,可以利用气体体积在单位时间内的变化量表示,故B错误;‎ C.根据上述分析,只有乙错误,故C正确;‎ D.根据计算分析,说法正确的有甲、丙、丁,故D错误;‎ 答案选C。‎ ‎3. 下列说法正确的是( )‎ A. 反应A(s)+2B(g) C(g)+ D(g)达平衡后,加入A平衡向正方向移动 B. 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) △H=-197 kJ/mol,升高温度,正反应速率减小 C. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后,若保持容器压强不变,继续通入0.5 mol N2和1.5 mol H2,平衡向正方向移动,则N2的转化率一定变大 D. 在一定温度下,一定容积的密闭容器中发生反应:C(s)+ H2O(g) CO(g)+ H2 (g),当混合气体的平均分子量不再发生变化说明反应达到平衡 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.A为固体,达平衡后,加入A平衡不移动,故A 错误; ‎ B.升高温度加快反应速率,与放热反应无关,故B错误; ‎ C.保持容器压强不变,继续通入0.5mlN2和1.5molH 2,物质的量与体积成正比,可能浓度不变,则平衡不移动,转化率不变,故C错误; ‎ D.气体的质量、物质的量均为变量,则混合气体的平均分子量不再发生变化说明反应达到平衡,故D正确. ‎ 答案选D。 ‎ ‎4. 在一容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g),下列说法不正确的是( )‎ A. 增加H2O(g)的量,消耗H2的速率瞬间不变 B. 将容器的体积缩小一半,其反应速率加快 C. 保持体积不变,充入氩气,其反应速率不变 D. 保持压强不变,充入氖气,H2O(g)生成速率减慢 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.增加H2O(g)的量,容器体积会增大,H2 的浓度会瞬间减小,则消耗H2的速率瞬间减小,故A错误;‎ B.将体积缩小,氢气、H2O(g)的浓度增大,反应速率加快,故B正确;‎ C.体积不变,充入氩气,H2、H2O(g)的浓度不变,反应速率不变,故C正确;‎ D.压强不变,充入氖气,体积增大,H2、H2O(g)的浓度减小,反应速率减慢,故D正确。答案选A。‎ ‎5. 下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( )‎ A. 化学反应的焓变与其反应的方向无关 B. 化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C. 反应焓变为正值时不利于反应自发进行 D. 焓变为负值的反应都能自发进行 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】焓变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应的两个反应其焓变的数值相等,但是符号(变化趋势)相反,故A、B项错误;焓变只表达化学反应是吸热还是放热,不能用来独立判断反应的自发性,D项错误;ΔH>0,说明反应为吸热反应,不利于反应自发进行,C项正确。‎ 答案选C。‎ ‎6. 在密闭容器中充入一定量的NO2,发生反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH=﹣57 kJ•mol﹣1在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(  )‎ A. a、c两点的反应速率:a>c B. a、b两点的转化率:a<b C. a、c两点气体的颜色:a深,c浅 D. 由a点到b点,可以用加热的方法 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】2NO2(g) N2O4(g)△H=-57kJ•mol-1,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,混合气体中NO2的体积分数增大;增大压强,平衡正向移动,混合气体中NO2的体积分数减小,然后结合图象分析解答。‎ ‎【详解】A.由图像可知,a、c两点都在等温线上,c的压强大,则a、c两点的反应速率:a<c,故A错误;‎ B.由图像可知,a点二氧化氮的体积分数高,所以转化率a<b,故B正确;‎ C.a、c两点温度相同,c点压强大,c点容器体积小,则二氧化氮浓度大,因此a、c两点气体的颜色:a浅、c深,故C错误;‎ D.升高温度,平衡逆向移动,NO2的体积分数增大,a点到b点,二氧化氮的体积分数减少,说明是降低了温度,所以不能用加热的方法实现由a点到b点的转变,故D错误;‎ 答案选B。‎ ‎7. 向恒温真空密闭容器中投入足量的FeC2O4(s),发生的反应为FeC2O4(s) FeO(s)+CO(g)+ CO2(g) ΔH(制备FeO的原理),达到平衡时测得c(CO2)=c1 mol·L-1。温度不变,压缩容器体积至原来的一半,达到新平衡时测得c(CO2)=c2 mol·L-1。下列有关说法正确的是 ( )‎ A. 当混合气体中CO的体积分数保持不变时达到平衡状态 B. 缩小容器体积,FeC2O4(s)、FeO(s)的物质的量保持不变 C. 两次平衡体系中c1=c2‎ D. 若温度不变,增大容器体积达到新平衡时,平衡常数减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据方程式,混合气体中CO的体积分数保持不变,为50%,因此CO的体积分数保持不变,不能说明达到平衡状态,故A错误;‎ B.该反应为其他体积增大的反应,缩小容器体积,平衡逆向移动,FeC2O4(s)物质的量增大,FeO(s)物质的量减小,故B错误;‎ C.该反应的平衡常数K= c(CO) c(CO2),温度不变,K不变,则两次平衡体系中c1=c2,故C正确;‎ D.温度不变,平衡常数不变,故D错误;‎ 故选C。‎ ‎8. 对于反应:M+N→P,如果温度每升高‎10℃‎,化学反应速率提高到原来的3倍,在‎10℃‎时完成反应的10%需要81 min,将温度提高到‎40℃‎时,完成反应的10%需要的时间为 ( )‎ A. 9 min B. 27 min C. 13.5 min D. 3 min ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】化学反应中,升高温度,反应速率增大,已知温度每升高‎10℃‎,化学反应速率增大到原来的3倍,那么‎10℃‎时,温度升高到‎40℃‎,温度变化为‎30℃‎,反应速率应是‎10℃‎的33=27倍,在‎10℃‎时完成该反应的10%需要81min,则若将温度升高到‎30℃‎,完成该反应的10%需要时间为:=3min,故选D。‎ ‎9. 有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个体积均为0.5 L的恒容密闭容器,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表),加入催化剂发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。‎ 容器 起始时 T/℃‎ n(HCl)/mol Z Ⅰ ‎300‎ ‎0.25‎ a Ⅱ ‎300‎ ‎0.25‎ b Ⅲ ‎300‎ ‎0.25‎ ‎4‎ 下列说法不正确的是( )‎ A. △H<0‎ B. a<4v(逆)‎ D. 300 ℃时,该反应平衡常数的值为320‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图象可知,随着温度的升高HCl的平衡转化率在减小,即升温平衡向左移动,则该反应是放热反应,△H<0,所以A正确;‎ B、在相同温度时,n(HCl)相同,Z=a时HCl的转化率大于Z=4时HCl的转化率,即Ⅰ容器中增大了n(O2),使Z<4,即a<4,同理可得4v(逆),所以C正确;‎ D、由于平衡常数K只与温度有关,因此可根据容器Ⅲ对应的Q点进行计算,4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+ 2H2O(g) 平衡时HCl的转化率为80%,则起始时c(HCl)=0.5mol/L,由Z=4求得c(O2)= 0.125mol/L,而c(Cl2) =c(H2O)=0,平衡时c(HCl)=0.1mol/L ,c(O2)=0.025mol/L,c(Cl2) =c(H2O)=0.2 mol/L,则K==640 (mol/L)-1,所以D错误。‎ 正确答案为D。‎ ‎10. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生,其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中,反应Ⅲ发生在氧化塔中,不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是( )‎ 温度 ‎(K)‎ 化学平衡常数 反应Ⅰ: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O 反应Ⅱ: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O 反应Ⅲ: 2NO + O2 → 2NO2‎ ‎500‎ ‎1.1×1026‎ ‎7.1×1034‎ ‎1.3×102‎ ‎700‎ ‎2.1×1019‎ ‎2.6×1025‎ ‎1.0‎ A. 使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B. 通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C. 通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D. 氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ,增大氧化炉中NO的含量,故A正确;‎ B. 升高温度,反应Ⅰ和反应ⅡK值均减小,则正反应均为放热反应,无法通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ,故B错误;‎ C. 反应Ⅰ和反应Ⅱ正反应均为增大压强的反应,无法通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ,故C错误;‎ D. 氧化炉出气在进入氧化塔前应降低温度,提高氨气的转化率,故D错误;‎ 故答案选:A。‎ ‎11. 利用天然气水蒸气重整制备H2的反应为CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H>0,每次只改变一种条件(X),其它条件不变,CH4的平衡转化率随X的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是( )‎ A. X为温度时,的变化趋势为曲线N B. X为压强时,的变化趋势为曲线M C. X为投料比时,的变化趋势为曲线N D. 某条件下,若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol/L,= 25%,则K=3‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.X为温度时,升高温度平衡正向移动,的变化趋势为曲线M,A项错误;‎ B.X为压强时,加压平衡逆向移动的变化趋势为曲线N,B项错误;‎ C.X为投料比时,的变化趋势为曲线N,C项正确;‎ D.某条件下,若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol/L,= 25%,则K=0.0075,D项错误;‎ 答案选C。‎ ‎12. 可逆反应aX+2Y(g)⇌2Z(g)在一定条件下的达到平衡后,t1和t2时各改变某一种外界条件,化学反应速率(v)﹣时间(t)图象如图。则下列说法中正确的是( )‎ A. 若X是固体,则t1时一定是增大了容器的压强 B. 若X是气体,则t2时不可能是减小容器压强 C. 若X是固体,则t1时可能是增大了X的质量 D. 若t2时采用了降温措施,则该反应的正反应方向△H>0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.若X为固体,则增大压强,平衡不移动,或使用催化剂,平衡也不移动,错误,不选A;‎ B.若X为气体,t2正逆反应速率都减小,不可能是减小容器压强,因为减压,平衡逆向移动,而图像显示正向移动,正确,选B;‎ C.若X为固体,t1若增大了X的量,平衡不移动,反应速率不变,错误,不选C;‎ D.t2时若采用降温措施,正逆反应速率都减小,平衡正向移动,说明正反应放热,△H小于0,错误,不选D。‎ ‎13. 某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确的是( )‎ A. HAP能提高HCHO与O2的反应速率 B. HCHO在反应过程中,有C—H键发生断裂 C. 根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2‎ D. 该反应可表示为:HCHO+O2CO2+H2O ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】 A.根据图知,HAP在第一步反应中作反应物,在第二步反应中作生成物,所以是总反应的催化剂,催化剂能改变化学反应速率,因此该反应中HAP 作催化剂而提高反应速率,A正确; ‎ B.根据图示可以发现,甲醛分子中的两个C-H键的H原子都与O 发生断裂,故仅有C-H键发生断裂,B正确; ‎ C.根据图知,CO2分子中的氧原子一部分来自O2,另一部分还来自于甲醛, C错误; ‎ D.该反应中反应物是甲醛和氧气,生成物是二氧化碳和水,HAP为催化剂,反应方程式为:HCHO+ O2CO2 +H2O,D正确; ‎ 故选C。 ‎ ‎14. 如图已知反应S2O82- (aq) + 2I-(aq) 2SO42-(aq) + I2(aq),若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下:下列有关该反应的说法不正确的是( )‎ ‎①2Fe3+ (aq) + 2I- (aq)I2 (aq) + 2Fe2+ (aq)‎ ‎②2Fe2+ (aq) + S2O82- (aq)2Fe3+ (aq) + 2SO42- (aq)‎ A. Fe3+是该反应的催化剂 B. S2O82- (aq) + 2I-(aq) 2SO42-(aq) + I2(aq)是放热反应 C. 加入Fe3+ 后降低了该反应的活化能 D. 向该溶液中滴加淀粉溶液,溶液变蓝,适当升温,蓝色加深 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由方程式可知,反应①中Fe3+是反应物,反应②中Fe3+是生成物,则Fe3+是该反应的催化剂,故A正确;‎ B.由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,故B正确;‎ C.催化剂能降低反应的活化能,Fe3+是该反应的催化剂,则加入Fe3+ 后降低了该反应的活化能,故C正确;‎ D.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,碘单质浓度减小,蓝色变浅,故D错误;‎ 故选D。‎ ‎15. 对利用甲烷消除NO2污染进行研究,CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在‎1 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。‎ 组别 温度 时间/min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎50‎ n/mol ‎①‎ T1‎ n(CH4)‎ ‎0.50‎ ‎0.35‎ ‎0.25‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎②‎ T2‎ n(CH4)‎ ‎0.50‎ ‎0.30‎ ‎0.18‎ ‎0.15‎ 下列说法正确的是( )‎ A. 由实验数据可知实验控制的温度T2>T1‎ B. 组别①中0~20 min内,NO2的降解速率为0.0125 mol/(L·min)‎ C. 40 min时,表格中T2对应的数据为0.18‎ D. 0~10 min 内,CH4的降解速率①>②‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.温度越高,反应速率越大,根据实验数据可知,0-20min内,实验①中CH4物质量的变化量为0.25mol,实验②中CH4的变化量0.32mol,实验②的反应速率快,温度高,由实验数据可知实验控制的温度T2>T1,故A正确;‎ B.根据方程式,①中0~20 min内,NO2的降解速率= CH4的降解速率的2倍=×2=0.025 mol•L-1•min-1,故B错误;‎ C.T1、40min时,反应达到平衡,因T2较大,平衡时用时较少,则表格中T2对应反应已经达到平衡状态,因此40min时表格中T2对应的数据为0.15,故C错误;‎ D.温度越高,反应速率越快,则0~10min内,CH4的降解速率①<②,故D错误;‎ 故选A。‎ ‎16. 可逆反应,在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件,化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )‎ A 维持温度、反应体系容积不变,时充入 B. 维持温度、压强不变,时充入 C. 维持体积不变,时升高反应体系温度 D. 维持温度、容积不变,时充入一定量Ar ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】在t1时刻,改变条件后,正反应速率降低,逆反应速率升高,平衡逆向移动,据此解答。‎ ‎【详解】A. 维持温度、反应体系容积不变,时充入,时逆反应速率增大、正反应速率不变,故A不选; ‎ B. 维持温度、压强不变,时充入,时逆反应速率增大,且体积增大导致正反应速率减小,故B选; ‎ C. 维持体积不变,时升高反应体系温度,正逆反应速率均增大,与图象不符,故C不选; ‎ D. 维持温度、容积不变,时充入一定量Ar,反应体系中各物质浓度不变,正逆反应速率均不变,故D不选; ‎ 故选:B。‎ ‎17. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能,E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是( )‎ ‎ ‎ A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数 B. ‎500℃‎、101kPa下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=‎-2a kJ·mol-l C. 该反应中,反应物的总键能小于生成物的总键能 D. ΔH=E1-E2,使用催化剂改变活化能,但不改变反应热 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析:由图可知,该反应正反应为放热反应。A. 该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数,A正确;B. ‎500℃‎、101kPa 下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应放热a kJ,由于该反应为可逆反应,得不到1mol SO3(g),所以热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 的反应热不等于‎-2a kJ·mol-l,B不正确;C. 该反应中为放热反应,其ΔH<0,所以反应物的总键能小于生成物的总键能,C正确;D. ΔH=E1-E2,使用催化剂能改变反应的活化能,但不改变反应热,D正确。本题选B。‎ 点睛:要注意可逆反应总有一定的限度,在一定的条件下,反应物不能完全转化为生成物,在计算反应热时要注意这一点。‎ ‎18. 恒压下,将CO2和H2以体积比1∶4混合进行反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)(假定过程中无其他反应发生),用Ru/TiO2催化反应相同时间,测得CO2转化率随温度变化情况如图所示。下列说法正确的是(  )‎ A. 反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH>0‎ B. 图中‎450 ℃‎时,延长反应时间无法提高CO2的转化率 C. ‎350 ℃‎时,c(H2)起始=0.4 mol·L-1,CO2平衡转化率为80%,则平衡常数K<2 500‎ D. 当温度从‎400 ℃‎升高至‎500 ℃‎,反应处于平衡状态时,v(‎400℃‎)逆>v(‎500℃‎)逆 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】如图所示为用Ru/TiO2催化反应相同时间,测得CO2转化率随温度变化情况,约‎350℃‎之前,反应还未达到平衡态,CO2转化率随温度升高而增大,约‎350℃‎之后,反应达到化学平衡态,CO2转化率随温度升高而减小,由此可知该反应为放热反应。‎ ‎【详解】A.由分析可知该反应为放热反应,则ΔH<0,故A错误;‎ B.图中‎450 ℃‎时,反应已达平衡态,则延长反应时间无法提高CO2的转化率,故B正确; ‎ C‎.350 ℃‎时,设起始时容器的容积为V,c(H2)起始=0.4 mol·L-1,则n(H2)起始=0.4 Vmol,CO2平衡转化率为80%,可列三段式为:‎ 根据阿伏伽德罗定律有,平衡时的体积为V(平衡)= ,则平衡时,故C正确;‎ D.温度升高,正逆反应速率均加快,则v(‎400℃‎)逆0‎ B. 升温或减压,可将b中的平衡状态转变成从c中的平衡状态 C. 反应进行到5min时,a容器中v(正)= v(逆)‎ D. 达到平衡时,a、b、c中CO转化率为b>a>c ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.从图1分析,甲醇的物质的量为0.6mol的曲线先到平衡,说明此反应是在较高的温度下进行的。由图1可知,反应温度升高后,甲醇的物质的量减少,说明正反应为放热反应,故错误;B.升温或减压可以使平衡逆向移动,可将b中的平衡状态变为c中的平衡状态,故正确;C.从图2分析,反应进行到5分钟时,若a容器中的反应到平衡,升温,平衡向逆向移动,甲醇的体积分数应减小,但是图像中给出的是增大,说明a容器中还没有达到平衡状态,故错误;D.温度升高平衡逆向移动,所以温度越高,一氧化碳的转化率越低,所以a、b、c中CO的平衡转化率为a >b> c,故错误。故选B。‎ ‎22. ToC时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g)X(s) ∆H < 0,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示,则判断正确的是( )‎ A. ToC时,该反应的平衡常数值为4‎ B. c点没有达到平衡,此时反应向逆向进行 C. 若c点为平衡点,则此时容器内的温度高于ToC D. ToC时,在d点加入一定量X可达到c点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、该曲线表示平衡时A、B的浓度,取d点,c(A)=c(B)=2mol/L,则K===,选项A错误;‎ B、c点不是平衡点,A或B的浓度偏高,Qcv(正)‎ C. 保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.32mol气体X和0.32mol气体Y,到达平衡时,c(Z)>0.24mol·L-1‎ D. 该温度下此反应的平衡常数:K=1.44‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.反应前 2 min 内Y的改变量为0.04mol,则Z改变量为0.08mol,2min内Z的平均速率v(Z)=Δn/Δt==4×10−3mol·(L·min)−1,故A错误;‎ B.其他条件不变,降低温度,平衡向放热方向移动,正向移动,反应达到新平衡前:v(正)>v(逆),故B错误;‎ C.充入气体X和气体Y各0.16mol,平衡时Y的物质的的量为0.10mol,则改变量为0.06mol,此时Z的物质的量为0.12mol,浓度为0.012mol∙L−1,保持其他条件不变向容器中充入0.32mol气体X和0.32 mol气体Y,用建模思想,相当于两个容器,缩小容器加压,平衡不移动,浓度为原来2倍,即c(Z) = 0.024 mol·L−1,故C错误;‎ D.平衡时,Y的物质的量为0.1mol,X的物质的量为0.1mol,Z的物质的量为0.12mol,该温度下此反应的平衡常数,故D正确;‎ 答案选D。‎ ‎24. 已知反应:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按ω=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数()与温度(T)、ω的关系,图乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是( )‎ A. 图甲中ω1>1‎ B. 图乙中,线A表示正反应的平衡常数 C. 在恒容容器中进行,压强不变时反应达到平衡状态 D. 当温度为T1、ω=2时,Cl2的转化率约为33.3%‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.增大氯气的浓度,平衡向正反应方向移动,丙烯的体积分数减小,由图可知,丙烯的体积分数ω1大于ω2,则ω1<1,故A错误;‎ B.由图甲可知,温度升高,丙烯的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,升高温度,放热反应的平衡常数减小,则图乙中,线B表示正反应的平衡常数,故B错误;‎ C.该反应是一个气体体积不变的可逆反应,无论是否达到平衡,压强始终不变,则在恒容容器中进行,压强不变时不能说明反应达到平衡状态,故C错误;‎ D.设温度为T1、ω=2时,容器体积为‎1L,CH2=CHCH3的起始物质的量为1mol,消耗物质的量为xmol,由题意建立如下三段式:‎ 由平衡常数K=1可得=1,解得x=,则Cl2的转化率为≈33.3%,故D正确;‎ 故选D。‎ ‎25. 利用传感技术可以探究压强对2NO2(g) N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa 条件下,往针筒中充入一定体积的 NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2 时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变,测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是( )‎ A. B点处NO2的转化率为3%‎ B. E点到H点的过程中,NO2的物质的量先增大后减小 C. E、H两点对应的正反应速率大小为vH<vE D. B、E两点气体的平均相对分子质量大小为MB>ME ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据阿伏加德罗定律,温度、体积不变时,压强之比等于物质的量之比,设起始时NO2的物质的量为n,反应的物质的量为2x,列出三段式:,气体物质的量之比等于压强之比,则,,NO2的转化率为,故A错误;‎ B. t2时刻移动了活塞,压强迅速增大,说明针筒体积减小,保持活塞位置不变后,此时体系因体积减小而压强增大,平衡将向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,使得压强逐渐减小,直至达到平衡状态,F点后,压强减小,则平衡向逆反应方向移动,直至达到平衡状态,所以E点到H点是NO2的物质的量先减小后增大的过程,故B错误;‎ C.压强影响气体的化学反应速率,压强增大,化学反应速率加快,H点的压强大于E点的压强,则E、H两点对应的正反应速率大小为,故C错误;‎ D.t1时刻移动了活塞,压强迅速减小,说明针筒体积增大,保持活塞位置不变后,此时体系因体积增大而压强减小,平衡将向气体体积增大的方向移动,平衡逆向移动,混合气的物质的量逐渐增大,根据可知,混合气体的平均分子质量减小,则MB>ME,故D正确;‎ 答案选D。‎ 二、综合题 ‎26. 碳族、氮族元素及其化合物在生产、生活和环境保护中应用广泛。‎ ‎(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)  △H1=- 890.3 kJ/mol ‎ ‎2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=- 393.5 kJ/mol C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H=_______kJ/mol。‎ ‎(2) CH4制备合成气的原理是CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。‎ ‎①下列叙述不能表示该反应在恒温恒容条件下达到平衡状态的是________。‎ a.混合气体的压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化 c.反应容器中CO2、CO的物质的量的比值不再发生变化 d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 ‎②若1 g CH4(g)完全反应吸收热量为15.5 kJ。在恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2在一定条件下反应,体系吸收热量随着时间变化如图所示。在该条件下,甲烷的最大转化率(a)为_________。‎ ‎ ‎ ‎(3)在密闭容器中只发生反应:2NO+H2=N2+2H2O,其反应速率与浓度关系式为v=kcm(NO)·cn(H2)。(k为常数,只与温度有关,m、n为反应级数,取正整数),在某温度下测得有关数据如表所示。‎ 序数 c(NO)/(mol/L)‎ c(H2)/(mol/L)‎ v/mol/(L·min )‎ I ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.414‎ Ⅱ ‎0.20‎ ‎0.20‎ ‎3.312‎ Ⅲ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.828‎ 总反应分两步进行:第i步,2NO+H2=N2+H2O2(很慢);‎ 第ii 步,H2O2+H2=2H2O (很快)。在上述温度下,当c(NO)=c(H2)=0.50 mol/L 时v=____‎ ‎ mol/(L·min )。‎ ‎(4)在2 L恒容密闭容器中充入3 mol NO(g)和3 mol CO(g),发生反应: 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定温度下达到平衡,测得平衡体系中c(N2)=0.5 mol/L。则该条件下平衡常数K值为_______。反应前,后容器内气体压强之比为____________。‎ ‎【答案】(1). -74.8 (2). b (3). 59.6% (4). 51.75 (5). 8 (6). 6:5‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】(1)根据盖斯定律分析计算; ‎ ‎(2)①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 为气体的物质的量增大的反应,根据平衡的特征和本质分析判断;②‎1 g CH4(g)完全反应吸收热量为15.5 kJ,计算1mol CH4(g) 完全反应吸收的热量,再根据1 mol CH4和1 mol CO2在一定条件下反应平衡时吸收的热量计算转化率; ‎ ‎(3)由表格数据首先确定k、m、n ,再计算当c(NO)=c(H2)=0.50 mol/L 时的 v; ‎ ‎(4)设平衡时生成的氮气的物质的量为x,在一定温度下达到平衡,测得平衡体系中c(N2)=0.5 mol/L ,即=0.5 mol/L,因此x=1mol 。再根据三段式,结合同温同体积下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比计算解答。 ‎ ‎【详解】 (1)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H 1=- 890.3 kJ/mol ,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H 2=-571.6 kJ/mol,③C(s)+O2(g)=CO2(g) △H 3=- 393.5 kJ/mol,根据盖斯定律,将②+③-①得:C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H=△H2+ △H3-△H1 =(-571.6 kJ/mol)+(- 393.5 kJ/mol)-(- 890.3 kJ/mol) =-74.8 kJ/mol ,故答案为:-74.8; ‎ ‎(2)①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 为气体的物质的量增大的反应, ‎ a.恒温恒容条件下,混合气体的压强为变量,当压强不再发生变化时,说明达到了化学平衡状态,故a不选; ‎ b.恒温恒容条件下,气体的质量和体积均不变,混合气体的密度始终不变,因此密度不再发生变化,不能说明达到了化学平衡状态,故b选; ‎ c.反应容器中CO2、CO的物质的量的比值不再发生变化,说明各物质的物质的量不变,说明达到了化学平衡状态,故 c不选; ‎ d.气体物质的量正向增大,为变量,而质量不变,因此混合气体的平均相对分子质量为变量,当平均相对分子质量不再发生变化时,说明达到了化学平衡状态,故d不选; ‎ 故答案为:b; ‎ ‎②‎1 g CH4(g)完全反应吸收热量为15.5 kJ,则1mol CH4(g) 完全反应吸收热量为15.5‎ ‎ kJ×16=249.6 kJ,在恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2 在一定条件下反应,平衡时吸收的热量为148.8 kJ,在该条件下,甲烷的最大转化率(a)为 ×100%=59.6%,故答案为:59.6%; ‎ ‎(3)由数据I知,v=k cm(NO)·cn(H2)= k×‎0.1m×0.1n=0.414,由数据Ⅲ知, v=kcm(NO)·cn(H2)= k×‎0.1m×0.2n=0.828 ,解得:n=1,再根据数据Ⅱ知,v=kc m(NO)·cn(H2)= k×‎0.2m×0.2n=3.312,解得:m=2 ,代入I得到k=414,因此当c(NO)= c(H2)=0.50 mol/L 时v=‎414 c 2(NO)·c(H2)=414×0.50 2×0.50=51.75 mol/(L·min ),故答案为:51.75 ; ‎ ‎ (4)设平衡时生成的氮气的物质的量为x,在一定温度下达到平衡,测得平衡体系中c(N2)=0.5 mol/L ,即=0.5 mol/L,因此x=1mol 。 ‎ ‎ ‎ 则该条件下平衡常数K= =8,同温同体积下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,反应前,后容器内气体压强之比= =,故答案为:8; 。 ‎ ‎27. 贮氢合金可催化由CO、合成等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:‎ ‎①  ‎ ‎②  ‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎(1)温度为TK时,催化由CO、合成反应的热化学方程式为________。‎ ‎(2)已知温度为TK时的活化能为,则其逆反应的活化能为________。‎ ‎(3)时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应②‎ 已排除其他反应干扰,测得物质的量分数随时间变化如下表所示:‎ 时间 ‎0‎ ‎2‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎9‎ ‎10‎ 若初始投入CO为,恒压容器容积,用表示该反应分钟内的速率________。6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为________。‎ ‎(4)下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应④,若起始压强为,达到平衡转化率为,则反应的平衡常数________用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数,忽略其它反应。‎ ‎(5)某温度下,将与的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应③。经过后,反应达到平衡,此时转移电子。若保持体积不变,再充入和,此时________填“”“”或“”。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。‎ 的质量不变    混合气体的平均相对分子质量不再改变 ‎    混合气体的密度不再发生改变 ‎(6)已知、时水煤气变换中CO和分压随时间变化关系如下图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的和相等、和相等;已知时的。‎ 时随时间变化关系的曲线是________,时随时间变化关系的曲线是________。‎ ‎【答案】(1).   (2). (3). (4). 降低温度 (5). (6). (7). cd (8). (9). d ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) ‎ ‎ ,由盖斯定律可知,得到,,则热化学方程式为:;‎ ‎(2)已知温度为TK时的活化能为,根据正反应的活化能逆反应的活化能,则逆反应的活化能;‎ ‎(3)根据初始投入CO为,则也为,恒压容器容积,‎ ‎5min时物质的量分数为,,解得,用表示该反应分钟内的速率;因为此平衡不受压强影响,正反应是放热反应,所以6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,根据表格数据物质的量分数减小,平衡应正向移动,则改变的外界条件为降低温度;‎ 下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应,若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为,设充入甲醇为amol,‎ 体积不变的密闭容器内,压强之比等于物质的量之比,则,则;则反应的平衡常数;‎ ‎(5)某温度,将与的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:,反应消耗1molCO,反应转移4mol电子,经过后,反应达到平衡,此时转移电子,则反应消耗CO为,‎ 则平衡常数为,‎ 若保持体积不变,再充入和,则浓度商为,反应正向进行,所以此时v(正)>v(逆);‎ a.的质量不变,能说明该反应已达到平衡状态,故a不选;‎ b.反应前后气体分子数不相等,随反应进行混合气体的平均相对分子质量发生变化,则混合气体的平均相对分子质量不再改变,能说明该反应已达到平衡状态,故b不选; ‎ c.v正(CO)=2v正(H2),正逆反应速率不相等,不能说明该反应已达到平衡状态,故c选;‎ d.反应物质总质量不变,容器体积不变,密度是一个定值,则混合气体的密度不再发生改变,不能说明该反应已达到平衡状态,故d选;‎ ‎(6)对于放热反应来说,温度越低,平衡常数越大,所以时平衡常数大于时平衡常数,在和时,平衡常数大于,由此可知,最终平衡时生成物的分压要大于反应物的分压,因此,分压一定比CO要大;再由曲线变化幅度可知,则曲线a、b为氢气的分压曲线,曲线c、d为一氧化碳的分压曲线。因为此反应为放热反应,所以温度越低,氢气的分压就越高,一氧化碳的分压就越低,所以a、b曲线中,曲线b为时随时间变化关系的曲线,曲线c、d中,曲线d为时随时间变化关系的曲线。‎
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