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文档介绍
【化学】吉林省通化市梅河口市博文学校2019-2020学年高二上学期第一次月考(解析版)
吉林省通化市梅河口市博文学校2019-2020学年高二上学期第一次月考 一、单项选择题(共20小题,1-10小题2分,11-20小题3分,共50分。) 1.下列说法正确的是( ) A. 熵增大的反应一定是自发反应 B. 焓增大的反应一定是自发反应 C. 熵、焓都为正值的反应是自发反应 D. ΔH-TΔS<0的反应一定是自发反应 【答案】D 【解析】 分析】 熵变与焓变都是与反应能否自发进行相关的因素,但是都不是唯一因素,反应自发进行的判断依据为:△H-T△S<0。 【详解】A.熵增大,焓变增大,△H-T△S可能大于0,故A错误; B.焓增大,若熵值减小,△H-T△S大于0,反应不能自发进行,故B错误; C.熵、焓都为正值,△H-T△S>0,反应一定不能自发进行,故C错误; D.△H-T△S<0 的反应一定是自发反应,故D正确; 故选D。 2.下列事实能说明影响化学反应速率的主要因素是反应物自身性质的是 A Cu能与浓硝酸反应,但不能与浓盐酸反应 B. Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快 C. N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应 D. Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快 【答案】A 【解析】 【详解】A. Cu能与浓硝酸反应,但不能与浓盐酸反应,是由酸的氧化性决定的,故选A; B. Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快,说明盐酸的浓度影响反应速率,故不选B; C. N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应,说明反应条件影响反应速率,故不选C; D. Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快,说明硝酸的浓度影响反应速率,故不选D。 3.下列关于化学反应速率说法中,不正确的是 A. 在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比 B. 化学反应速率只有正值,没有负值 C. 化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示 D. 化学反应速率的常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 【答案】C 【解析】 【详解】A. 化学反应速率是单位时间内反应物或生成物浓度的变化,在同一个反应中,所以各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,故A正确; B. 化学反应速率是单位时间内反应物或生成物浓度的变化,所以化学反应速率只有正值,没有负值,故B正确; C. 化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物物质的量浓度的变化来表示,故C错误; D. 学反应速率是单位时间内反应物或生成物浓度的变化,化学反应速率的常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1,故D正确。 答案选C。 4.如图是相同条件下做H2O2分解的对比实验时,放出O2的体积随时间的变化关系示意图,a为使用催化剂,b为不使用催化剂,其中正确的图象是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】加入催化剂,反应速率增大,达到平衡所用时间减小,催化剂只改变反应速率,不能使平衡移动,(1)(2)应达到相同平衡状态, 故选A。 5.判断A(g)+B(g) C(g)+D(g)是否达到平衡的依据为( ) A. 压强不随时间改变 B. 气体的密度不随时间改变 C. c(A)不随时间改变 D. 单位时间里生成C和D的物质的量相等 【答案】C 【解析】 【详解】A.该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变,不能说明到达平衡,故A错误; B.混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,故气体的密度不随时间改变,不能说明到达平衡,故B错误; C.可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不发生变化,故c(A)不随时间改变,说明到达平衡,故C正确; D.单位时间里生成C和D的物质的量相等,都表示正反应速率,反应始终按1:1生成C、D的物质的量,不能说明到达平衡,故D错误; 故答案为C。 6.反应CO+H2O (g)CO2+H2在800℃达到平衡时分别改变下列条件,K值发生变化的是 A. 将压强减小至原来的一半 B. 将反应温度升高至100℃ C. 添加催化剂 D. 增大水蒸气的浓度 【答案】B 【解析】 【详解】A. 减小体积压强增大,各物质浓度都增大,但平衡不移动,化学平衡常数K不变,故A错误; B. 化学平衡常数只与无关有关,温度改变,平衡常数改变,故B正确; C. 加入催化剂加快反应速率但平衡不移动,化学平衡常数也不变,故C错误; D. 增大水蒸气浓度,平衡向正反应方向移动,但化学平衡常数不变,故D错误; 故选B。 7.如图是可逆反应X2+3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是 A. t2~t3,各物质的浓度不再发生变化 B. 0~t1,c(Z)在减小 C. t2~t3,反应不再进行 D. t1时,只有正方向反应 【答案】A 【解析】 【详解】A. 根据图示,t2~t3时,正逆反应速率相等,所以各物质的浓度不再发生变化,故A正确; B. 根据图示,0~t1,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,c(Z)在增大,故B错误; C. 根据图示,t2~t3,正逆反应速率相等,但不等于0,反应没有停止,故C错误; D. 根据图示, t1时,正逆反应速率都不为0,正反应、逆反应都在进行,故D错误; 8.已建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是 ①生成物的质量分数一定增加 ②生成物的物质的量一定增加 ③反应物的转化率一定增大 ④平衡时反应物的浓度一定降低 ⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥一定使用了催化剂 A. ①②⑤ B. ④⑥ C. ②⑤ D. ③④⑤ 【答案】C 【解析】 【详解】①若生成物质量增大小于混合物总质量增大,生成物的质量分数可能降低,故①错误;②平衡向正反应方向移动,生成物的物质的量一定增加,故②正确;③降低生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大,但增大某一反应物的浓度,平衡也向正反应移动,其它反应物的转化率增大,自身转化率降低,故③错误;④如增大反应物的浓度,平衡向正方向移动,达到平衡时,反应物的浓度比改变条件前大,故④错误;⑤平衡向正反应移动,正反应速率一定大于逆反应速率,故⑤正确;⑥加入催化剂,正逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,故⑥错误;综上所述只有②⑤正确,故选C。 9. 已知汽车尾气无害化处理反应为 。 下列说法不正确的是 ( ) A. 升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B. 使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C. 反应达到平衡后,N0的反应速率保持恒定 D. 单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡 【答案】A 【解析】 【详解】A项,升高温度,正、逆反应速率都增大,故A项错误; B项,使用高效催化剂,能够降低活化能,从而提高反应速率,正、逆反应速率都提高,故B项正确; C项,反应达到平衡后,体系各组分的反应速率都保持恒定,故C项正确; D项,消耗1mol 一氧化碳能生成1mol 二氧化碳,而同时又消耗1mol 二氧化碳,可知正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故D项正确。 答案选A。 10.在密闭容器中,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,改变的这一条件是 A. 加入适当催化剂 B. 升高温度 C. 增大反应物的浓度 D. 增大压强 【答案】D 【解析】 【详解】A.平衡移动正逆速率都增加,而且向正反应方向移动。加入适当催化剂平衡不移动,A错误; B.升高温度平衡向吸热反应方向移动,正反应为放热反应,则平衡向逆反应方向移动,B错误; C.增大反应物的浓度,开始时逆速率不变,C错误; D.增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动,即正反应方向移动,而且速率都增加,D正确; 本题答案选D。 11.放热反应CO+H2O(g)CO2 +H2 在温度t1时达到平衡,c1 (CO)=c1 (H2O)=1.0 mol·L-1,其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c2 (CO)和c2 (H2O),平衡常数为K2,则 A. K2和K1的单位均为mol·L-1 B. c2(CO)>c2(H2O) C. K2p+q C. 正反应放热:m+n>p+q D. 正反应放热:m+n
K平衡逆向移动。
18.某温度下的密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g)2E(g)。若开始时只充入2 mol E(g),达到化学平衡时,混合气体的压强比开始时增大了20%;若开始时只充入2 mol M(g)和1 mol N(g) 的混合气体,则达到化学平衡时M的转化率是
A. 20% B. 40%
C. 80% D. 60%
【答案】D
【解析】
【分析】
根据等效平衡,在相同温度下,固定容积的反应容器内,2molE与2molM和1molN的物质的量相当,达到平衡时,两者的平衡状态相同,利用三段式解题方法,可求解.
【详解】设充入2molE达到平衡状态时反应了2xmolE,根据方程式计算如下:
2M(g)+N(g)2E(g)
起始 0 mol 0 mol 2mol
转化 2x x 2x
平衡 2x x 2-2x
根据阿伏加德罗定律可知相同条件下气体的物质的量之比等于压强之比,则有:[2x+x+(2-2x)]/2=1.2,解得x=0.4mol;在相同条件下,2molE与2molM和1molN的物质的量相当,达到平衡时,两者的平衡状态相同,即若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,达平衡时M的物质的量为0.8mol,转化的M的物质的量为2mol-0.8mol=1.2mol所以达平衡时M的转化率=1.2/2× 100%=60%,
故选D。
19.已知H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡浓度。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是
A. 甲降低温度,乙不变 B. 甲中加入0.1 mol He,乙不变
C. 甲、乙提高相同温度 D. 甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2
【答案】A
【解析】
【分析】
相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡,甲、乙为等效平衡,HI的平衡浓度相同。
【详解】A. 甲降低温度,平衡正向移动,HI的平衡浓度增大,甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,故选A;
B. 甲中加入0.1 mol He,平衡不移动,甲中HI的平衡浓度等于乙中HI的平衡浓度,故不选B;
C. 甲、乙提高相同温度,仍为等效平衡,甲中HI的平衡浓度等于乙中HI的平衡浓度,故不选C;
D. 甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,平衡正向移动,平衡常数不变,所以甲中HI的平衡浓度等于乙中HI的平衡浓度,故不选D。
【点睛】该题的关键是明确等效平衡的含义以及判断,结合影响化学平衡的因素分析,考查灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养逻辑推理和发散思维能力。
20.在密闭容器中发生如下反应: aX(g) + bY(g) ⇌cZ(g) +d W(g)。反应达平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的1/2,当再次达平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是 ( )
A. 平衡向逆反应方向移动 B. a + b < c + d
C. Z的体积分数增加 D. X的转化率下降
【答案】C
【解析】
【分析】
将容器的体积压缩到原来的一半,各物质的浓度都变为原来的2倍,当再次到平衡,W的浓度为原平衡的1.8倍,说明平衡逆向移动。
【详解】A.由上述分析可知,将容器的体积压缩到原来的一半,平衡向逆反应方向移动,故A正确;
B.将容器的体积压缩到原来的一半,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应方向为气体减少的方向,即a + b < c + d,故B正确;
C.平衡逆向移动,Z的体积分数减小,故C错误;
D.平衡逆向移动,X的转化率减小,故D正确;
答案选C。
二、填空题(共4道小题,共50分)
21.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图,回答下列问题:
(1)从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为___,X的物质的量浓度减少了___,Y的转化率为_____。
(2)该反应的化学方程式为_______。
(3)10s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是_____。
A.t1时刻,增大了X的浓度 B.t1时刻,升高了体系温度
C.t1时刻,缩小了容器体积 D.t1时刻,使用了催化剂
【答案】 (1). 0.079 mol·L-1·s-1 (2). 0.395 mol·L-1 (3). 79.0% (4). X(g)+Y(g)2Z(g) (5). CD
【解析】
【详解】(1)根据化学反应速率数学表达式,v(Z)=1.58/(2×10)mol/(L·s)=0.079mol/(L·s);X减少的浓度为(1.2-0.41)/2mol·L-1=0.395mol·L-1,Y的转化率为(1-0.21)/1×100%=79.0%;
(2)同一容器中,化学反应速率之比等于化学计量数之比等于物质的量变化之比,因此X、Y、Z的系数之比为:(1.2-0.41):(1-0.21):1.58=1:1:2,因此化学反应方程式为:X(g)+Y(g)2Z(g);
(3)根据图像,t1时刻化学反应速率增大,但化学平衡不移动;
A、增大X浓度,平衡向正反应方向移动,故A错误;
B、升高温度,化学平衡必然改变,故B错误;
C、缩小容器的体积,相当于增大压强,因为反应前后气体系数之和相等,因此增大压强,平衡不移动,但正逆反应速率增大,故C正确;
D、使用催化剂加快反应速率,但平衡不移动,故D正确;
综上CD符合题意。
22.运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生成氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7 J·mol-1·K-1,该反应在低温下________(“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在400 ℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。
①在400 ℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K′=________(填数值)。
②400 ℃时,在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol,则此时反应v正(N2)________(填“>”“<”“=”或“不能确定”)v逆(N2)。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动;使用催化剂________(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
【答案】 (1). 不能 (2). 2 (3). = (4). 向左 (5). 不改变
【解析】
【详解】(1)该反应ΔH>0,ΔS>0,故若使ΔH-TΔS<0须在高温下实现。
(2)①根据平衡常数的表达式可知,逆反应的平衡常数是正反应的平衡常数的倒数,所以K′===2;②400℃时,在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol,即此时N2、H2、NH3的浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L,则Qc==0.5=K,故此时反应达到平衡状态,v正(N2)=v逆(N2);③恒温、恒压条件下通入Ar相当于扩大体积减小压强,平衡逆向移动;因为ΔH=产物的焓-反应物的焓,而催化剂能改变的仅有活化能,不能改变反应物和产物的焓,所以催化剂不改变反应的ΔH。
23.在1.0 L真空密闭容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g),在一定温度下进行反应:A(g)+B(g)C(g) ΔH,测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(A)/mol
4.0
2.5
1.5
n2
n3
n(C)/mol
0
1.5
n1
3
3
回答下列问题:
(1)随着温度的升高,该反应的化学平衡常数减小,则ΔH__________(填“>”“<”或“=”)0,反应从起始到20 min内C的平均反应速率是________。
(2)该温度下,上述反应的化学平衡常数为________。平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的________。
(3)下列选项中能说明该反应在一定温度和恒容条件下达到平衡状态的是________。
A.反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆)
B.A的质量不再改变
C.B的转化率不再改变
D.密度不再改变
(4)若反应C(g)A(g)+B(g) ΔH>0,进行时需加入稀释剂X气体(不参与反应),则C的平衡转化率与体系的温度、压强、X的物质的量的关系如图1、图2所示。
①由图1可知,T1________(填“>”“<”或“=”)T2。
②由图2可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”),其原因是________________。
【答案】 (1). < (2). 0.125 mol·L-1·min-1 (3). 3L/mol (4). 0.625 (5). B、C (6). > (7). 增大 (8). 随着X的物质的量的增多,容器体积增大,相当于减小反应体系的压强,平衡右移,C的平衡转化率增大
【解析】
【详解】(1)随着温度的升高,A(g)+B(g)C(g) ΔH
,反应的化学平衡常数减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;反应从起始到20 min内A的平均反应速率==0.125 mol·L-1·min-1,则C的平均反应速率=0.125 mol·L-1·min-1,故答案为<;0.125 mol·L-1·min-1;
(2)根据表格数据可知,该温度下,平衡时C的浓度为=3mol/L,根据方程式,平衡时A的浓度为=1.0mol/L,B的浓度为=1.0mol/L,化学平衡常数K==3L/mol。同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,平衡时体系内气体的总压强与反应起始时总压强的比==,即平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的,故答案为3L/mol; 0.625;
(3)A.反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆) ,则vA(正)<vC(逆),一定不是平衡状态,错误;B.A的质量不再改变,则A的浓度不变,能够说明达到平衡状态,正确;C.B的转化率不再改变,则B的浓度不变,能够说明达到平衡状态,正确;D.气体的质量和体积不变,密度始终不变,不能说明达到平衡状态,错误;故选BC;
(4)①温度升高,平衡正向移动,C转化率增大,由图1可知,压强相同时,T1时C的转化率大于T2时C的转化率,故T1大于T2,故答案为>;
②其他条件不变,X的用量越大,容器的体积越大,相当于减小了原体系的压强,平衡正向移动,C的转化率增大;故答案为增大;水蒸气的用量越大,容器的体积越大,相当于减小了原体系的压强,平衡正向移动,转化率增大。
【点睛】本题考查化学平衡及其相关计算,本题易错点为(4),要注意X产生的分压对化学平衡的影响以及注意平衡常数只与温度有关。
24.300 ℃时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH,2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。
(1)300 ℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=_______。已知K300 ℃