【精品解析】四川省内江市第六中学2025-2026学年高一上学期第二次月考(27、28班)化学试题

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四川省内江市第六中学2025-2026学年高一上学期第二次月考(27、28班)化学试题
1.古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更低
B.于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的石灰石煅烧是放热反应
C.曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的变化只有化学能转化为热能
D.苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”,所指高温时碳与水蒸气反应为放热反应
2.下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A.向溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色,再加入少量Fe粉后红色变浅
B.在容器中充入一定量的与,达到平衡后压缩容器容积以增大压强,混合物颜色加深
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D.对充有的容器进行加压,气体颜色先变深后变浅
3.已知反应: ,其反应机理如下:
① 快反应;
② 慢反应。
下列说法不正确的是
A.
B.该反应的反应速率主要取决于反应②
C.NOBr2是该反应的中间产物,不是催化剂
D.恒容时,增大Br2(g)的浓度能增加单位体积内活化分子百分数,加快反应速率
4.足量块状铁与100 mL 0.01 mol/L的稀硫酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成的量,可以使用如下方法中的是
①加NaOH固体
②将稀硫酸改用98%的浓硫酸
③将块状铁改为铁粉
④加入固体
⑤升高温度
A.②③ B.①④ C.③⑤ D.①⑤
5.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.将0.5 mol 和1.5 mol 置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为
B.和充分反应分子总数为2
C.30 g NO和足量的氧气完全反应生成的分子数为
D.32 g Cu与足量的硫粉反应转移电子数为
6.下列关于热化学方程式的叙述不正确的是
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
B.已知 ,则的燃烧热大于
C.已知 ,若将的稀与的溶液等体积混合,放出的热量等于
D. ; ,则
7.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在绝热容积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志正确的有
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑧NO2的转化率不再随时间改变而改变
⑨NO与O2的物质的量之比不再随时间改变而改变
⑩n(NO2)∶n(NO)∶n(O2)=2∶2∶1
化学平衡常数K不再随时间改变而改变
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
8.下列装置及设计能达到实验目的的是
A.①:研究浓度对反应速率的影响
B.②:测定锌与稀硫酸反应的速率
C.③:探究温度对化学平衡的影响
D.④:比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果
9.反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.A、C两点的反应速率:
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.由状态B到状态A,可以用加热并维持压强不变的方法
D.三点的平衡常数K:
10.某温度下为了研究合成氨的反应,研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和,在时测得容器内,,,恒温下测得容器内压强变化如图所示,下列说法正确的是
A.M点:
B.氢气的平衡转化率为50%
C.改变条件,可使
D.自起始至达到平衡状态时,氮气的平均速率为
11.三甲胺()是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)转化为三甲胺()。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A.若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会放出1.02 eV的能量
B.该历程中决速步骤为
C.该历程中的最大能量差值为1.19 eV
D.升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
12.以下对图像的描述错误的是
A.若图甲容器的体积为2L,发生反应,则0~2s内的平均反应速率
B.图乙:某温度下发生反应,时刻改变的条件可以是加入催化剂或者增大体系压强(缩小容器体积)
C.图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数增大,正反应为吸热反应
D.图丁:对于反应,,
13.工业用和合成乙醇:。保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量和发生上述反应,的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.
C.若,则400K时的平衡转化率为
D.投料比时,容器内的体积分数不再改变则反应达到平衡状态
14.向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示[0~t1阶段c(B)未画出]。图乙中四个阶段各改变一种不同的条件。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是
A.若t1=15s,则在0-t1时间段用C表示的化学反应速率为0.004mol.L-1.s-1
B.B的起始物质的量为0.02mol
C.t5~t6阶段改变的条件可能是升高温度
D.t1~t2阶段的K等于t3~t4阶段的K
15.甲胺是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应,测得有关实验数据如表,下列说法正确的是
容器编号 温度 起始物质的量 平衡时物质的量
CH3NH2(g)
Ⅰ 530 0 0  
Ⅱ 530 0 0    
Ⅲ 500 0 0  
A.达到平衡时,体系中关系:,Ⅰ,Ⅱ
B.达到平衡时,转化率:,Ⅲ
C.正反应的平衡常数ⅠⅡⅢ
D.530K时,若起始向容器Ⅰ中充入、、、,则反应将向逆反应方向进行
16.某实验小组用溶液和溶液进行中和热的测定。
(1)配制硫酸溶液:实验至少要用到240 mL稀硫酸溶液,则需要量取的浓硫酸   mL。
(2)NaOH溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示:
①仪器A的名称   ;
②仪器A的操作方式   (填字母);
A.上下移动   B.左右移动   C.上下左右同时移动
③分别向的NaOH溶液中加入a.浓硫酸b.稀硫酸c.稀盐酸d.稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、。下列关系正确的是   。
A.   B.
C.   D.
(3)已知的反应历程分两步:
第一步:(快速平衡) 第二步:(慢反应)
①用表示的速率方程为;用表示的速率方程为与分别表示速率常数,则   。
②下列关于反应的说法正确的是   (填字母)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和
(4)工业合成氨,一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的和反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示:
其中时刻所对应的实验条件改变是   ,平衡常数最大的平衡时间段是   。
17.碘在科研与生活中有重要应用,科研小组Ⅰ用、淀粉溶液、,等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:某碘钟实验分为以下两个反应进行
反应A:
反应B:
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号 体积
溶液 水 KI溶液 溶液 淀粉溶液 溶液变蓝时间t/s
① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 10
② 5.0 5.0 4.0 4.0 2.0 20
③ 10.0 2.0 4.0 2.0 20
④ 4.0 0.0 4.0 10.0 2.0 溶液未变蓝
(1)总反应的离子方程式为   。在其中产生的作用为   。
(2)表中   mL。实验①用的浓度变化表示的反应速率为   。
(3)结合有效碰撞理论解释前三组实验中溶液变蓝所需时间最短的为①的原因为   。
(4)已知A反应的速率方程为:,式中为常数,根据实验数据可推知   ,   。
(5)由实验①②③溶液变蓝,实验④溶液未变蓝的现象可推知该“碘钟实验”的决速步骤为   (填“反应A”或“反应B”)。
18.甲醇制烯烃(MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术。煤制烯烃主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为,在不同温度下,。
①   0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行,500℃测得某时刻体系内、、物质的量分别为、、,则此时生成的速率   消耗的速率(填“>”、“<”、“=”)。
(2)通过研究外界条件对反应的影响,尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。
甲醇制烯烃的主要反应有:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
①转化为的热化学方程式为Ⅳ:   。
②恒压条件下,加入作为稀释剂,反应Ⅰ中的产率将   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)我国科学家开发的特殊催化剂用于制备,有利于实现“双碳”目标:,过程中可得副产物甲酸:。
①在合适催化剂的作用下,在恒容容器中充入一定量的与,反应进行相同的时间测得体系中HCOOH和的体积分数随温度的变化如图所示,则主反应与副反应中活化能较大的反应是   (填“主反应”或“副反应”);600K后,的体积分数减小的主要原因为   。
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为的物质的量为2.5mol,则该温度下,副反应的平衡常数   。
19.规范、科学处置废旧锂离子电池具有重要的环保意义和经济价值。废旧锂离子电池的正极材料主要含有及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示。
已知:
①难溶于水。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
开始沉淀的pH 2.7 7.6 7.0 3.4
完全沉淀的pH 3.7 9.6 9.0 4.7
(1)化合物中钴元素的化合价为   价。
(2)“碱溶”过程主要发生的离子方程式为   。
(3)为提高“酸溶”的速率,可采取的措施有   (任写两条)。
(4)“调pH”时,用氨水调节pH的范围为   。“调pH”之后,需要加热煮沸10min,冷却后再“过滤”。煮沸10min的作用是   。
(5)已知“沉钴”过程中产生了气体,请写出发生反应的离子方程式   。
(6)也可采用有机磷萃取的方法将与分离,萃取的反应原理如下:(有机层),则从有机相中分离出需向有机溶剂中加入试剂   。
(7)在空气中煅烧生成钴的氧化物和,测得充分煅烧后固体质量为24.1g,的体积为6.72L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为   。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、水凝结为冰时会释放热量,根据能量变化规律,相同质量的水和冰,冰的能量低于水(放热过程中,高能物质转化为低能物质)。“冰,水为之,而寒于水” 直观体现了冰的能量更低,A正确;
B、石灰石的主要成分是 CaCO3,煅烧时发生反应:CaCO3在高温条件下分解为 CaO 和 CO2。该反应属于分解反应,分解过程需要吸收能量以破坏原有化学键,属于吸热反应,而非放热反应,B错误;
C、“煮豆燃豆萁” 中,豆萁燃烧是化学变化,此过程中化学能不仅转化为热能,还会转化为光能(燃烧伴随发光现象);同时豆子受热也会发生复杂化学变化,能量转化并非单一的化学能转热能,C错误;
D、碳与水蒸气在高温下发生反应,生成 CO 和 H2。该反应需要持续高温提供能量,说明反应过程中吸收热量,属于吸热反应,而非放热反应,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题需结合古代诗词场景,关联化学中能量变化、反应吸放热特性等知识,对每个选项逐一分析,判断其描述是否符合化学原理。A.考查物质状态变化与能量高低的关联。
B.掌握石灰石煅烧反应的吸放热类型。
C.考查“煮豆燃豆萁” 中的能量转化形式。
D.考查碳与水蒸气反应的吸放热类型。
2.【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、存在平衡 ,加入铁粉,与反应,浓度减小,平衡逆向移动,红色变浅,可用勒夏特列原理解释,A 不符合题意;
B、反应 ,反应前后气体分子总数不变,压缩容积增大压强,平衡不移动;颜色加深只是容器体积减小,浓度瞬间变大,并非平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,B 符合题意;
C、氯水中存在平衡 ,光照条件下分解,浓度降低,平衡正向移动,不断消耗,黄绿色变浅,可用勒夏特列原理解释,C 不符合题意;
D、存在平衡 ,加压瞬间体积减小,浓度增大颜色先变深;压强增大平衡正向移动,浓度降低,颜色后变浅,可用勒夏特列原理解释,D 不符合题意;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
勒夏特列原理适用条件:可逆化学平衡体系,外界条件改变,平衡发生移动;
反应前后气体计量数相等的可逆反应,压强改变只改变浓度,平衡不移动;
颜色变化区分:单纯压缩体积造成浓度变大≠平衡移动;
核心判断思路:看现象变化是不是平衡移动带来的结果。
3.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用;活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素;有效碰撞理论
【解析】【解答】A、根据盖斯定律,反应①+ 反应②即可得到总反应,所以,A 正确;
B、总反应速率由慢反应决定,反应②是慢反应,总反应速率主要由反应②决定,B 正确;
C、是第一步生成,第二步消耗,属于中间产物,反应前后不存在,不是催化剂,C 正确;
D、恒容条件下,增大浓度,单位体积内活化分子数目增多,但活化分子百分数不变,D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
盖斯定律:多个分步反应相加得到总反应,焓变同步相加;
反应机理:总反应速率由慢反应(决速步)控制;
中间产物与催化剂区分:中间产物先生成后消耗;催化剂先消耗后生成;
活化分子相关:增大浓度、加压,只改变单位体积活化分子数,活化分子百分数不变;升温、加催化剂才改变活化分子百分数。
4.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;浓硫酸的性质
【解析】【解答】①加固体,会消耗,浓度降低,反应速率减慢,同时生成的量减少,①错误;
②将稀硫酸改用 98% 的浓硫酸,常温下遇浓硫酸发生钝化,不再产生氢气,②错误;
③将块状铁改为铁粉,增大固体接触面积,加快反应速率,硫酸总量不变,生成的量不变,③正确;
④加入固体,酸性条件下具有强氧化性,与反应生成氮氧化物,不再放出,④错误;
⑤升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,反应物总量不变,生成的量不变,⑤正确;
符合条件的是③⑤,对应选项 C,A、B、D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应速率影响因素:温度、接触面积、离子浓度均可改变反应速率;
氢气产量判断:由被还原得到,不能消耗硫酸、不能引入强氧化性离子;
浓硫酸特性:常温下铁在浓硫酸中钝化,无法生成氢气;
硝酸根的氧化性:酸性环境下优先氧化,不产生。
5.【答案】B
【知识点】热化学方程式;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】 A、合成氨反应 N2+3H2 2NH3是可逆反应,0.5 mol N2和 1.5 mol H2不能完全转化,题目放出 19.3kJ 热量不是完全反应时的焓变,该热化学方程式中 ΔH 数值错误,A 错误;
B、反应 H2+I2(g) 2HI (g),反应前后气体分子总数不变,反应物初始总物质的量为 2 mol,无论反应进行到什么程度,分子总物质的量始终为 2 mol,分子总数为 2NA,B 正确;
C、30 g NO 物质的量为 1 mol,与氧气生成 NO2,同时存在平衡 2NO2 N2O4,部分二氧化氮会转化为四氧化二氮,最终 NO2分子数小于 NA,C 错误;
D、Cu 与硫单质加热反应生成 Cu2S,Cu 从 0 价升到 + 1 价,32 g Cu 为 0.5 mol,转移电子数为 0.5NA,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
可逆反应特点:反应物不能完全转化;热化学方程式的焓变是反应物完全反应对应的能量变化;
反应前后气体分子数不变的可逆反应,体系总分子数保持恒定;
NO2存在二聚平衡 2NO2 N2O4,计算分子数目必须考虑该平衡;
硫单质氧化性较弱,只能将 Cu 氧化为 + 1 价,生成硫化亚铜,不是硫化铜。
6.【答案】C
【知识点】燃烧热;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、,该反应吸热,金刚石能量高于石墨,能量越低物质越稳定,石墨更稳定,A 正确;
B、燃烧热定义为生成液态水, ,气态水变为液态水继续放热,因此燃烧热大于,B 正确;
C、 ,代表生成放出热量。等体积混合时,没有限定溶液体积,无法确定生成水的物质的量,放出热量不一定等于,C 错误;
D、气态硫能量高于固态硫,气态硫燃烧放出热量更多,放热反应为负值,放出热量越大,越小,所以,D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
能量与稳定性:物质能量越低,化学稳定性越强;
燃烧热概念:可燃物完全燃烧生成液态水对应的反应热,气态水转化为液态水会额外放热;
中和热:中和热数值对应生成液态水,热量大小与生成水的物质的量相关;
反应热大小比较:放热反应,放出热量越多,焓变数值越小。
7.【答案】B
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】①单位时间内生成(正反应),同时生成(逆反应),正逆速率符合计量数之比,达到平衡,正确;
②单位时间内生成、生成,均为正反应方向,不能判断平衡,错误;
③任意时刻,反应速率之比均等于化学计量数之比,不能判定平衡,错误;
④有红棕色,混合气体颜色不变,代表浓度不变,达到平衡,正确;
⑤容器容积固定,气体总质量不变,始终不变,密度不变不能判定平衡,错误;
⑥绝热恒容容器,该反应前后气体分子数不等,反应伴随温度变化,压强不再改变,达到平衡,正确;
⑦气体总质量不变,反应前后气体物质的量变化,平均相对分子质量不变,达到平衡,正确;
⑧反应无论正向还是逆向,都会使NO2的转化率改变,故NO2的转化率不再随时间改变而改变,证明达到了平衡状态,能作为判断平衡的标志,正确;
⑨与始终按生成,二者物质的量之比一直不变,不能判定平衡,错误;
⑩物质的量之比等于,只是某一时刻的数量关系,不能说明浓度不再变化,无法判定平衡,错误;
绝热体系,平衡常数K只随温度改变,K不变说明温度不变,反应达到平衡,正确;
综上,①④⑥⑦⑧ 共 6 个,
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
平衡判断核心:正逆反应速率相等,体系中变量不再保持变化时,达到化学平衡;
绝热容器特点:反应热会改变体系温度,平衡常数K随温度变化,K不变可作为平衡标志;
不变量与变量区分:密度在此题全程恒定,属于不变量,不能作为平衡标志;平均相对分子质量、压强、颜色属于变量,可以用来判断平衡;
速率关系判断:必须同时包含正反应和逆反应,速率之比等于方程式计量数。
8.【答案】C
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】A、和反应不生成气体,无法通过现象判断反应速率,不能研究浓度对反应速率的影响,A 错误;
B、装置②长颈漏斗没有液封,生成的氢气会从长颈漏斗逸出,无法用注射器测量气体体积,不能测定反应速率,应换成分液漏斗,B 错误;
C、存在平衡,红棕色,无色,将球分别置于冷水、热水中,观察颜色变化,可探究温度对平衡的影响,C 正确;
D、、中阴离子不同(、),变量不唯一,无法单纯比较和的催化效果,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
①浓度对速率:实验需要有可观测现象,该反应无气体生成,不适合用来比较反应速率;
②反应速率测定装置:长颈漏斗下端必须液封,否则气体泄漏,无法收集测量气体;
③温度对化学平衡:利用的颜色变化,改变温度观察球内颜色深浅,验证平衡移动;
④催化剂对比实验:控制变量法,除目标离子外,其他离子种类、浓度要保持一致,阴离子会干扰实验。
9.【答案】C
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】 A、压强越大反应速率越快,C 点压强 p2大于 A 点压强 p1,温度相同,反应速率 C>A,A 错误;
B、C 点压强大于 A 点,加压容器体积缩小,NO2浓度增大,C 点气体颜色更深,B 错误;
C、反应 N2O4 2NO2 ΔH=+57 kJ/mol,正反应吸热,维持压强不变,升高温度,平衡正向移动,NO2体积分数增大,可以由 B 转化到 A,C 正确;
D、平衡常数只与温度有关,T2温度高于 T1,吸热反应温度越高 K 越大,A、C 温度同为 T2,B 温度为 T1,所以 K (A)=K (C)>K (B),D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
该反应正反应吸热,温度升高,平衡正向移动,NO2体积分数变大,相同压强下 NO2体积分数大的曲线对应温度更高;
压强对速率的影响:其他条件一致,压强越大,反应速率越快;
气体颜色由 NO2浓度决定,增大压强,体积压缩,NO2浓度瞬间升高,平衡移动只能减弱浓度变化,不能抵消;
平衡常数只受温度影响,吸热反应,温度越高平衡常数 K 越大。
10.【答案】D
【知识点】化学反应速率;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】合成氨反应: ,恒容容器,压强与气体总物质的量成正比。图像压强持续下降,时刻压强不变,反应达到平衡。
A、M 点压强还在减小,反应正向进行,,A 错误;
B、 由图可知平衡时压强为时的,设这个时间段转化的物质的量为x mol,时,,,,据此列出三段式:,根据在恒温、恒容的条件下气体的压强之比等于物质的量之比,则有,解得,可得转化的的物质的量为0.3 mol,再加上从反应开始至时生成0.4 mol,则转化了0.2 mol,转化了0.6 mol,故的平衡转化率为,B错误;
C、合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化,根据氮元素守恒,物质的量存在上限,无法达到 0.8 mol,C 错误;
D、根据压强比例求出氮气浓度变化量,代入反应速率公式,可得氮气平均速率为,D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
恒温恒容条件,气体压强之比等于气体总物质的量之比;压强减小,说明气体总物质的量减少,反应正向进行;
可逆反应不能进行到底,产物物质的量存在理论最大值;
化学反应速率计算公式;
转化率 = 转化的物质的量 ÷ 起始物质的量 ×100%。
11.【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应;活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】总反应:,结合能量变化图像分析各选项。
A、图像是单个分子的能量变化,分子反应放出的能量不是,单位概念不匹配,A 错误;
B、决速步是活化能最大的步骤,这一步活化能不是整个历程最大,不是决速步骤,B 错误;
C、计算整个反应历程中各阶段的能量差值,得到最大能量差值为,C 正确;
D、反应物总能量高于生成物总能量,正反应放热,升温加快反应速率,但平衡逆向移动,DMF 平衡转化率降低,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应历程能量图,活化能等于过渡态与前一状态的能量差,活化能最大的一步为决速步骤;
图像纵坐标为单个分子的相对能量,不能直接当作 1mol 物质反应的焓变;
根据起点和终点相对能量判断反应吸放热;放热反应升高温度,平衡逆向移动,反应物平衡转化率下降;
温度升高,活化分子百分数增大,一定加快化学反应速率。
12.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、结合图像与反应方程式,0~2s 内 A 消耗的物质的量为 0.8mol,容器体积 2L,代入速率公式,A 正确;
B、反应反应前后气体总物质的量不变,增大体系压强或是添加催化剂,都可以同等加快正、逆反应速率,化学平衡不发生移动,B 正确;
C、图丙中升温之后正反应速率增幅明显大于逆反应速率,说明升温促使平衡正向移动,正反应属于吸热反应,温度升高平衡常数随之增大,C 正确;
D、对比与两条曲线,先达到平衡状态,因此压强;压强增大,平衡时 C 的百分含量上升,说明加压平衡正向移动,正反应方向气体分子数目减少,满足,D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
甲图速率计算:根据图像读取反应物物质的量变化,利用计算平均反应速率;
乙图速率图像:反应前后气体分子数不变,加压、加催化剂,同等提升正逆速率,平衡不移动;
丙图温度速率图像:升温,增幅大于,平衡正向移动,正反应吸热,平衡常数变大;
丁图 “先拐先平”:曲线先出现拐点代表温度更高或者压强更大;压强增大,C% 升高,平衡正向移动,气体反应物计量数之和大于生成物计量数之和。
13.【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】反应: ,恒压条件,图像为平衡转化率随温度、投料比的变化曲线。
A、温度升高,平衡转化率降低,升温平衡逆向移动,正反应放热,,A 正确;
B、相同温度下,投料占比越高,转化率越高,所以投料比,B 正确;
C、投料比 m=3,400K时CO2 的平衡转化率为50%,
则 的平衡转化率=×100%=50%,故C正确;
D、投料比,即起始,
容器内的体积分数=×100%=50%,始终不变,因此容器内的体积分数不再改变不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
温度升高,反应物平衡转化率下降,可判断正反应为放热反应;
增加一种反应物的投料比例,会提高另一种反应物的平衡转化率;
三段式用于平衡转化率计算,转化率 = 转化量 ÷ 起始量 ×100%;
判断平衡状态的标志:变量不再保持不变;若某物理量从反应开始就恒定,则不能作为平衡判据。
14.【答案】B
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】先根据图甲浓度变化,求出浓度变化量:,;浓度变化量之比等于化学计量数之比,。
反应方程式:,容器体积。
A、,A 正确;
B、平衡时,根据计量数,,起始,起始,不是 0.02 mol,B 错误;
C、,正、逆反应速率同时突然变大,,平衡正向移动;该反应正反应气体分子数目增大,升高温度正逆速率均增大,平衡向吸热方向移动,符合图像变化,改变的条件可能是升高温度,C 正确;
D、平衡常数K只与温度有关,、两个阶段温度没有发生改变,因此平衡常数K相等,D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
浓度变化量之比等于化学方程式计量数之比,利用图甲 A、C 的浓度改变量,推导反应方程式;
化学反应速率计算公式,为物质浓度改变量,为时间间隔;
图像条件判断:催化剂同等程度增大正逆反应速率,平衡不移动;升高温度,正逆速率同时突变,平衡移动方向由反应焓变决定;
平衡常数K仅由温度决定,只要温度保持不变,平衡常数数值就不会改变;
容器体积由 A 的起始物质的量与起始浓度计算,是后续 B 物质的量计算基础。
15.【答案】C
【知识点】化学平衡常数;等效平衡;化学平衡的计算
【解析】【解答】反应:,该反应前后气体分子总数不变,容器体积均为,恒温恒容。
A、容器 Ⅰ 投料、;容器 Ⅱ 投料加倍,该反应气体计量数左右相等,压强改变平衡不移动。Ⅱ 相当于两个 Ⅰ 合并,平衡不移动,,即,A 错误;
B、根据三段式可知容器I中反应三段式为:
容器Ⅲ中反应三段式为:
所以,Ⅰ、,Ⅲ,即,Ⅰ,Ⅲ,故B错误;
C、平衡常数只与温度有关,Ⅰ、Ⅱ 温度均为,故;容器 Ⅲ 温度,投料为生成物,平衡时剩余,可算出低温下平衡常数更大,,C 正确;
D、由容器 Ⅰ 数据,列三段式算出平衡常数。代入起始浓度计算浓度商,,反应正向进行,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应前后气体分子数相等,压强改变不会造成平衡移动,等比例加倍投料,各物质平衡浓度同步加倍;
等效平衡,温度相同时,从反应物建立平衡和从生成物建立平衡,转化率之和等于 1;温度改变,该等式不再成立;
平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变;通过不同温度下平衡组成,比较K大小;
浓度商与平衡常数K对比:,反应正向进行;,达平衡;,反应逆向进行。
16.【答案】(1)10.0
(2)环形玻璃搅拌棒;A;C
(3);B
(4)减小浓度;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡移动原理;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】(1) 实验室配制 240mL 溶液,选用 250mL 容量瓶,根据稀释定律,,解得。
故答案为:10.0;
(2) ①仪器 A 的名称为环形玻璃搅拌棒。
②环形玻璃搅拌棒操作方式为上下移动,选 A。
③浓硫酸溶于水额外放热,反应放出总热量更多,焓变更小;稀硫酸、稀盐酸中和放热相同;稀醋酸电离吸热,反应放出热量更少,焓变更大。所以,选 C。
故答案为:环形玻璃搅拌棒;A;C;
(3) ①由反应速率关系,代入速率方程,化简得。
②反应慢的步骤活化能更大,第一步快速平衡,活化能小于第二步慢反应活化能,选 B。压强不会改变速率常数;总活化能不等于两步活化能之和。
故答案为:;B;
(4) 时刻,正反应速率瞬间不变,逆反应速率瞬间降低,平衡正向移动,条件改变为减小浓度;该反应放热,整个过程没有升高温度的操作,温度始终不变,平衡常数不变,各时间段平衡常数相等,为平衡时间段。
故答案为:减小浓度;;
【分析】(1) 容量瓶无 240mL 规格,必须选取 250mL 容量瓶进行计算,利用溶液稀释前后溶质的物质的量不变进行求解。
(2) 环形玻璃搅拌棒用于中和热测定,只能上下移动搅拌。中和反应焓变比较要考虑溶解热与弱电解质电离吸热,放热越多数值越小。
(3) 同一反应,速率之比等于化学计量数之比,推导速率常数关系;反应活化能越大,反应速率越慢,慢反应决定总反应速率。速率常数只受温度影响。
(4) 根据速率图像变化特征判断条件改变,平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变。
(1)至少要用到240 mL稀硫酸溶液,根据容量瓶规格,需要配制250 mL的的硫酸溶液,,。
(2)①仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒;
②环形玻璃搅拌棒的使用方式是上下搅拌,故选A;
③加入稀硫酸、稀盐酸只发生中和,故,加入浓硫酸时,浓硫酸稀释放热,会放出更多热量,故,加入稀醋酸时,醋酸是弱酸,随反应进行不断电离,电离吸热故放热减少,故,故选C。
(3)①由化学方程式系数可知;
②A.反应速率常数只受温度的影响,增大压强,反应速率常数不变,A错误;
B.活化能越大反应速率越慢,第二步是慢反应,第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能,B正确;
C. 反应的总活化能由慢反应的活化能决定,对该反应来说,由第二步反应的活化能决定,C错误;
故选B。
(4)其中时刻,正反应速率不变,逆反应速率降低,时刻所对应的实验条件改变是减小浓度;该反应,温度越低,平衡常数越大,时刻降温,平衡常数增大,时刻开始平衡,故平衡常数最大的平衡时间段是。
17.【答案】(1);催化剂
(2)2.0;0.002mol/(L·s)
(3)当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大
(4)1;1
(5)反应A
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系;探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1) 将反应 A 和反应 B 合并,消去中间产物,得到总离子方程式:;参与反应过程,反应前后质量和化学性质不变,起到催化剂的作用。
故答案为:;催化剂;
(2) 探究浓度影响,保持溶液总体积不变,实验①总体积,实验③:,解得。
混合后初始浓度,变色时完全消耗,。
故答案为:2.0;;
(3) 其他条件不变,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数目增多,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,所以实验①变色时间最短。
故答案为:当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大;
(4) 对比实验①②,浓度不变,减半,反应时间加倍,速率减半,推出;对比实验①③,浓度不变,减半,反应时间加倍,速率减半,推出。
故答案为:1;1;
(5) 实验④中不足,过量,溶液不变蓝,说明反应 A 生成的速率慢,是整个实验的决速步骤。
故答案为:反应 A;
【分析】探究反应物浓度对化学反应速率的影响,实验采用控制变量法,每次只改变一个变量,其余条件保持一致。对比实验①与③,体系中的加入量不变,为保证混合后总体积相同,列式:,解得。对比实验①和④,降低浓度,同时提高浓度,最终溶液没有出现蓝色,说明反应 A 进行的程度很小,反应速率缓慢。
(1) 总反应可由反应 A、B 相加消去得到;先消耗后生成,符合催化剂特征。
(2) 控制变量实验,保证混合后溶液总体积相等,据此计算加水体积;根据速率定义式计算反应速率。
(3) 用有效碰撞理论解释浓度对反应速率的影响,抓住活化分子数、有效碰撞频次两个要点。
(4) 控制单一变量,根据反应速率变化判断速率方程的级数。
(5) 决速步骤为总反应里速率最慢的一步,实验④现象说明的生成是限制整个实验的关键。
(1)反应A:,反应B:,两步反应加和,消去I-和I2,可得出总反应的离子方程式为。I-是被消去的物质中出现在第一个反应中的反应物,则其在反应中产生的作用为催化剂。
(2)依据分析可得,表中2.0mL。实验①用的浓度变化表示的反应速率为=0.002mol/(L·s)。
(3)实验①中,溶液的浓度与②③组相同,但K2S2O8或KI的浓度都是三组中最大的,所以前三组实验中溶液变蓝所需时间最短的为①,结合有效碰撞理论解释,原因为:当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大。
(4)①②相比,,2m=2,m=1;①③相比,,2n=2,n=1。
(5)由分析可知,当减小K2S2O8浓度时,实验④溶液未变蓝,则表明溶液中I2未达到使淀粉变蓝的浓度,也就是反应A很慢,所以由实验①②③溶液变蓝,实验④溶液未变蓝的现象可推知该“碘钟实验”的决速步骤为反应A。
18.【答案】(1)<;<
(2);增大
(3)主反应;正反应为放热反应,600K时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动;0.4
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1) ①温度升高,平衡常数K减小,说明升温平衡逆向移动,正反应放热,故。
②容器体积 2L,时,,,。浓度商,,,平衡逆向移动,消耗速率大于生成速率。
故答案为:;;
(2) ①已知:Ⅰ.
Ⅱ.
根据盖斯定律,ⅠⅡ:
。
②恒压下充入惰性气体,容器体积增大,相当于减压,反应 Ⅰ 气体分子数增多,平衡正向移动,产率增大。
故答案为:;增大;
(3) ①温度较低时,副反应甲酸先达到峰值,说明低温下副反应更容易发生,活化能更低;主反应需要更高温度才能快速进行,活化能更大。主反应,600K 时反应达到平衡,继续升温,平衡逆向移动,体积分数下降。
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为,的物质的量为2.5mol,则共反应氢气3.5mol,由三段式:
平衡时二氧化碳、氢气、甲酸分别为0.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,则该温度下,副反应的平衡常数。
故答案为:主反应;正反应为放热反应,600K 时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动;0.4;
【分析】(1) 平衡常数随温度变化可以判断反应吸放热;通过浓度商与平衡常数大小比较,判断平衡移动方向,比较正逆反应速率。
(2) 盖斯定律运算时,方程式乘以系数,焓变同步乘以系数;恒压体系加入稀释气体,体系总压不变,各反应物分压减小,依据气体计量数判断平衡移动。
(3) 活化能越低,反应越容易启动,低温下就能快速进行;放热反应升温,平衡逆向移动。多平衡体系计算时,优先利用主反应求出消耗的反应物,再结合剩余气体量计算副反应各物质平衡浓度,代入平衡常数表达式求解。
(1)①由不同温度下的K值,升高温度,K值减小,则平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,<0。
②若反应在容积为2 L的密闭容器中进行,500℃测得某时刻体系内、、物质的量分别为、、,则,则反应逆向进行,此时生成的速率<消耗的速率;
(2)①已知:
I.
Ⅱ.
由盖斯定律,3×I-2×Ⅱ得反应Ⅳ: ;
②I为气体分子数增大的反应,恒压条件下,加入作为稀释剂,则反应中各物质分压减小,平衡正向移动,使得反应Ⅰ中的产率将增大。
(3)①活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,由图,升高温度的过程中,生成HCOOH的反应首先达到平衡,说明生成HCOOH反应的活化能较小,发生速率较快,故主反应与副反应中活化能较大的反应是主反应;正反应为放热反应,600K时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动,使得600K后,的体积分数减小;
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为,的物质的量为2.5mol,则共反应氢气3.5mol,由三段式:
平衡时二氧化碳、氢气、甲酸分别为0.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,则该温度下,副反应的平衡常数。
19.【答案】(1)+3
(2)
(3)搅拌或适当升温或适当增大硫酸、双氧水的浓度
(4)3.7~7.0;破坏胶体,易于过滤
(5)
(6)
(7)
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;铁及其化合物的性质实验;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1) 在中,为价,为价,根据化合物正负化合价代数和为 0,可算出化合价为价。
故答案为:;
(2) 碱溶步骤,正极材料中的金属铝和溶液反应,生成四羟基合铝酸钠与氢气,离子方程式:。
故答案为:;
(3) 加快酸溶反应速率,可采取搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸或双氧水浓度等措施。
故答案为:搅拌或适当升温或适当增大硫酸、双氧水的浓度;
(4) 调 pH 目的是让、完全沉淀,而不沉淀,所以 pH 范围控制在;加热煮沸可以破坏胶体,防止胶体透过滤纸,便于过滤分离。
故答案为:;破坏胶体,易于过滤;
(5) 沉钴时与反应,生成碳酸钴沉淀、二氧化碳和水,离子方程式:。
故答案为:;
(6) 萃取平衡:,加入,体系浓度升高,平衡逆向移动,重新进入水相,得到。
故答案为:;
(7) (标况),,,,。钴的氧化物质量 24.1g,其中氧元素质量,,,氧化物化学式为。
故答案为:;
【分析】废旧锂离子电池放电拆解得到正极材料,正极材料加碱溶,转化为进入滤液除去;剩余滤渣加、酸溶,转化为、进入溶液;加氨水调,、生成氢氧化物沉淀除去;滤液加入沉钴,析出;含锂滤液再加沉锂,得到。
(1) 利用化合物化合价代数和等于零的规则进行元素化合价计算。
(2) 碱溶过程只有单质铝能和强碱溶液反应,写出对应的离子方程式。
(3) 影响化学反应速率常见因素:温度、反应物浓度、接触面积、搅拌等。
(4) 调 pH 除杂,要保证杂质离子完全沉淀,目标金属离子保留在溶液;氢氧化铁胶体会穿滤,煮沸破坏胶体便于固液分离。
(5) 碳酸氢根和金属阳离子反应,发生双水解,生成碳酸盐、二氧化碳与水。
(6) 根据萃取可逆平衡,增大生成物氢离子浓度,促使平衡逆向移动反萃取。
(7) 根据二氧化碳物质的量确定钴原子总量,再由氧化物总质量求出氧原子物质的量,得到原子最简个数比,确定氧化物化学式。
(1)中氧元素的化合价为—2价,锂元素的化合价为+1价,由化合价代数和为0可知,钴元素的化合价为+3价;
(2)由分析可知,“碱溶”过程中发生的反应为铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为;
(3)搅拌、适当升温、适当增大硫酸和双氧水的浓度能提高“酸溶”的速率;
(4)由分析可知,加入氨水调节溶液pH目的是将溶液中的Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,而不沉淀Co2+,则pH应在3.7~7.0范围内;煮沸10min的作用是破坏胶体,易于过滤,达到分离的目的;
(5)“沉钴”过程是硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴、硫酸铵、水和二氧化碳,其发生反应的离子方程式为;
(6)从有机相中分离出则使平衡(有机层)逆向移动,不引入杂质的情况下,加入的物质是;
(7)由碳元素守恒得:n(CoCO3)=n(CO2)=,由Co元素守恒知氧化物中Co元素为0.3 mol,则氧元素n(O)==0.4mol,则n(Co):n(O)=3:4,则该钴氧化物的化学式为。
1 / 1四川省内江市第六中学2025-2026学年高一上学期第二次月考(27、28班)化学试题
1.古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更低
B.于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的石灰石煅烧是放热反应
C.曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的变化只有化学能转化为热能
D.苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍”,所指高温时碳与水蒸气反应为放热反应
【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、水凝结为冰时会释放热量,根据能量变化规律,相同质量的水和冰,冰的能量低于水(放热过程中,高能物质转化为低能物质)。“冰,水为之,而寒于水” 直观体现了冰的能量更低,A正确;
B、石灰石的主要成分是 CaCO3,煅烧时发生反应:CaCO3在高温条件下分解为 CaO 和 CO2。该反应属于分解反应,分解过程需要吸收能量以破坏原有化学键,属于吸热反应,而非放热反应,B错误;
C、“煮豆燃豆萁” 中,豆萁燃烧是化学变化,此过程中化学能不仅转化为热能,还会转化为光能(燃烧伴随发光现象);同时豆子受热也会发生复杂化学变化,能量转化并非单一的化学能转热能,C错误;
D、碳与水蒸气在高温下发生反应,生成 CO 和 H2。该反应需要持续高温提供能量,说明反应过程中吸收热量,属于吸热反应,而非放热反应,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题需结合古代诗词场景,关联化学中能量变化、反应吸放热特性等知识,对每个选项逐一分析,判断其描述是否符合化学原理。A.考查物质状态变化与能量高低的关联。
B.掌握石灰石煅烧反应的吸放热类型。
C.考查“煮豆燃豆萁” 中的能量转化形式。
D.考查碳与水蒸气反应的吸放热类型。
2.下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A.向溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色,再加入少量Fe粉后红色变浅
B.在容器中充入一定量的与,达到平衡后压缩容器容积以增大压强,混合物颜色加深
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D.对充有的容器进行加压,气体颜色先变深后变浅
【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、存在平衡 ,加入铁粉,与反应,浓度减小,平衡逆向移动,红色变浅,可用勒夏特列原理解释,A 不符合题意;
B、反应 ,反应前后气体分子总数不变,压缩容积增大压强,平衡不移动;颜色加深只是容器体积减小,浓度瞬间变大,并非平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,B 符合题意;
C、氯水中存在平衡 ,光照条件下分解,浓度降低,平衡正向移动,不断消耗,黄绿色变浅,可用勒夏特列原理解释,C 不符合题意;
D、存在平衡 ,加压瞬间体积减小,浓度增大颜色先变深;压强增大平衡正向移动,浓度降低,颜色后变浅,可用勒夏特列原理解释,D 不符合题意;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
勒夏特列原理适用条件:可逆化学平衡体系,外界条件改变,平衡发生移动;
反应前后气体计量数相等的可逆反应,压强改变只改变浓度,平衡不移动;
颜色变化区分:单纯压缩体积造成浓度变大≠平衡移动;
核心判断思路:看现象变化是不是平衡移动带来的结果。
3.已知反应: ,其反应机理如下:
① 快反应;
② 慢反应。
下列说法不正确的是
A.
B.该反应的反应速率主要取决于反应②
C.NOBr2是该反应的中间产物,不是催化剂
D.恒容时,增大Br2(g)的浓度能增加单位体积内活化分子百分数,加快反应速率
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用;活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素;有效碰撞理论
【解析】【解答】A、根据盖斯定律,反应①+ 反应②即可得到总反应,所以,A 正确;
B、总反应速率由慢反应决定,反应②是慢反应,总反应速率主要由反应②决定,B 正确;
C、是第一步生成,第二步消耗,属于中间产物,反应前后不存在,不是催化剂,C 正确;
D、恒容条件下,增大浓度,单位体积内活化分子数目增多,但活化分子百分数不变,D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
盖斯定律:多个分步反应相加得到总反应,焓变同步相加;
反应机理:总反应速率由慢反应(决速步)控制;
中间产物与催化剂区分:中间产物先生成后消耗;催化剂先消耗后生成;
活化分子相关:增大浓度、加压,只改变单位体积活化分子数,活化分子百分数不变;升温、加催化剂才改变活化分子百分数。
4.足量块状铁与100 mL 0.01 mol/L的稀硫酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成的量,可以使用如下方法中的是
①加NaOH固体
②将稀硫酸改用98%的浓硫酸
③将块状铁改为铁粉
④加入固体
⑤升高温度
A.②③ B.①④ C.③⑤ D.①⑤
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;浓硫酸的性质
【解析】【解答】①加固体,会消耗,浓度降低,反应速率减慢,同时生成的量减少,①错误;
②将稀硫酸改用 98% 的浓硫酸,常温下遇浓硫酸发生钝化,不再产生氢气,②错误;
③将块状铁改为铁粉,增大固体接触面积,加快反应速率,硫酸总量不变,生成的量不变,③正确;
④加入固体,酸性条件下具有强氧化性,与反应生成氮氧化物,不再放出,④错误;
⑤升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,反应物总量不变,生成的量不变,⑤正确;
符合条件的是③⑤,对应选项 C,A、B、D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应速率影响因素:温度、接触面积、离子浓度均可改变反应速率;
氢气产量判断:由被还原得到,不能消耗硫酸、不能引入强氧化性离子;
浓硫酸特性:常温下铁在浓硫酸中钝化,无法生成氢气;
硝酸根的氧化性:酸性环境下优先氧化,不产生。
5.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.将0.5 mol 和1.5 mol 置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为
B.和充分反应分子总数为2
C.30 g NO和足量的氧气完全反应生成的分子数为
D.32 g Cu与足量的硫粉反应转移电子数为
【答案】B
【知识点】热化学方程式;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】 A、合成氨反应 N2+3H2 2NH3是可逆反应,0.5 mol N2和 1.5 mol H2不能完全转化,题目放出 19.3kJ 热量不是完全反应时的焓变,该热化学方程式中 ΔH 数值错误,A 错误;
B、反应 H2+I2(g) 2HI (g),反应前后气体分子总数不变,反应物初始总物质的量为 2 mol,无论反应进行到什么程度,分子总物质的量始终为 2 mol,分子总数为 2NA,B 正确;
C、30 g NO 物质的量为 1 mol,与氧气生成 NO2,同时存在平衡 2NO2 N2O4,部分二氧化氮会转化为四氧化二氮,最终 NO2分子数小于 NA,C 错误;
D、Cu 与硫单质加热反应生成 Cu2S,Cu 从 0 价升到 + 1 价,32 g Cu 为 0.5 mol,转移电子数为 0.5NA,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
可逆反应特点:反应物不能完全转化;热化学方程式的焓变是反应物完全反应对应的能量变化;
反应前后气体分子数不变的可逆反应,体系总分子数保持恒定;
NO2存在二聚平衡 2NO2 N2O4,计算分子数目必须考虑该平衡;
硫单质氧化性较弱,只能将 Cu 氧化为 + 1 价,生成硫化亚铜,不是硫化铜。
6.下列关于热化学方程式的叙述不正确的是
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则石墨比金刚石稳定
B.已知 ,则的燃烧热大于
C.已知 ,若将的稀与的溶液等体积混合,放出的热量等于
D. ; ,则
【答案】C
【知识点】燃烧热;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、,该反应吸热,金刚石能量高于石墨,能量越低物质越稳定,石墨更稳定,A 正确;
B、燃烧热定义为生成液态水, ,气态水变为液态水继续放热,因此燃烧热大于,B 正确;
C、 ,代表生成放出热量。等体积混合时,没有限定溶液体积,无法确定生成水的物质的量,放出热量不一定等于,C 错误;
D、气态硫能量高于固态硫,气态硫燃烧放出热量更多,放热反应为负值,放出热量越大,越小,所以,D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
能量与稳定性:物质能量越低,化学稳定性越强;
燃烧热概念:可燃物完全燃烧生成液态水对应的反应热,气态水转化为液态水会额外放热;
中和热:中和热数值对应生成液态水,热量大小与生成水的物质的量相关;
反应热大小比较:放热反应,放出热量越多,焓变数值越小。
7.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在绝热容积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志正确的有
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑧NO2的转化率不再随时间改变而改变
⑨NO与O2的物质的量之比不再随时间改变而改变
⑩n(NO2)∶n(NO)∶n(O2)=2∶2∶1
化学平衡常数K不再随时间改变而改变
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
【答案】B
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】①单位时间内生成(正反应),同时生成(逆反应),正逆速率符合计量数之比,达到平衡,正确;
②单位时间内生成、生成,均为正反应方向,不能判断平衡,错误;
③任意时刻,反应速率之比均等于化学计量数之比,不能判定平衡,错误;
④有红棕色,混合气体颜色不变,代表浓度不变,达到平衡,正确;
⑤容器容积固定,气体总质量不变,始终不变,密度不变不能判定平衡,错误;
⑥绝热恒容容器,该反应前后气体分子数不等,反应伴随温度变化,压强不再改变,达到平衡,正确;
⑦气体总质量不变,反应前后气体物质的量变化,平均相对分子质量不变,达到平衡,正确;
⑧反应无论正向还是逆向,都会使NO2的转化率改变,故NO2的转化率不再随时间改变而改变,证明达到了平衡状态,能作为判断平衡的标志,正确;
⑨与始终按生成,二者物质的量之比一直不变,不能判定平衡,错误;
⑩物质的量之比等于,只是某一时刻的数量关系,不能说明浓度不再变化,无法判定平衡,错误;
绝热体系,平衡常数K只随温度改变,K不变说明温度不变,反应达到平衡,正确;
综上,①④⑥⑦⑧ 共 6 个,
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
平衡判断核心:正逆反应速率相等,体系中变量不再保持变化时,达到化学平衡;
绝热容器特点:反应热会改变体系温度,平衡常数K随温度变化,K不变可作为平衡标志;
不变量与变量区分:密度在此题全程恒定,属于不变量,不能作为平衡标志;平均相对分子质量、压强、颜色属于变量,可以用来判断平衡;
速率关系判断:必须同时包含正反应和逆反应,速率之比等于方程式计量数。
8.下列装置及设计能达到实验目的的是
A.①:研究浓度对反应速率的影响
B.②:测定锌与稀硫酸反应的速率
C.③:探究温度对化学平衡的影响
D.④:比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果
【答案】C
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】A、和反应不生成气体,无法通过现象判断反应速率,不能研究浓度对反应速率的影响,A 错误;
B、装置②长颈漏斗没有液封,生成的氢气会从长颈漏斗逸出,无法用注射器测量气体体积,不能测定反应速率,应换成分液漏斗,B 错误;
C、存在平衡,红棕色,无色,将球分别置于冷水、热水中,观察颜色变化,可探究温度对平衡的影响,C 正确;
D、、中阴离子不同(、),变量不唯一,无法单纯比较和的催化效果,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
①浓度对速率:实验需要有可观测现象,该反应无气体生成,不适合用来比较反应速率;
②反应速率测定装置:长颈漏斗下端必须液封,否则气体泄漏,无法收集测量气体;
③温度对化学平衡:利用的颜色变化,改变温度观察球内颜色深浅,验证平衡移动;
④催化剂对比实验:控制变量法,除目标离子外,其他离子种类、浓度要保持一致,阴离子会干扰实验。
9.反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.A、C两点的反应速率:
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.由状态B到状态A,可以用加热并维持压强不变的方法
D.三点的平衡常数K:
【答案】C
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】 A、压强越大反应速率越快,C 点压强 p2大于 A 点压强 p1,温度相同,反应速率 C>A,A 错误;
B、C 点压强大于 A 点,加压容器体积缩小,NO2浓度增大,C 点气体颜色更深,B 错误;
C、反应 N2O4 2NO2 ΔH=+57 kJ/mol,正反应吸热,维持压强不变,升高温度,平衡正向移动,NO2体积分数增大,可以由 B 转化到 A,C 正确;
D、平衡常数只与温度有关,T2温度高于 T1,吸热反应温度越高 K 越大,A、C 温度同为 T2,B 温度为 T1,所以 K (A)=K (C)>K (B),D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
该反应正反应吸热,温度升高,平衡正向移动,NO2体积分数变大,相同压强下 NO2体积分数大的曲线对应温度更高;
压强对速率的影响:其他条件一致,压强越大,反应速率越快;
气体颜色由 NO2浓度决定,增大压强,体积压缩,NO2浓度瞬间升高,平衡移动只能减弱浓度变化,不能抵消;
平衡常数只受温度影响,吸热反应,温度越高平衡常数 K 越大。
10.某温度下为了研究合成氨的反应,研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和,在时测得容器内,,,恒温下测得容器内压强变化如图所示,下列说法正确的是
A.M点:
B.氢气的平衡转化率为50%
C.改变条件,可使
D.自起始至达到平衡状态时,氮气的平均速率为
【答案】D
【知识点】化学反应速率;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】合成氨反应: ,恒容容器,压强与气体总物质的量成正比。图像压强持续下降,时刻压强不变,反应达到平衡。
A、M 点压强还在减小,反应正向进行,,A 错误;
B、 由图可知平衡时压强为时的,设这个时间段转化的物质的量为x mol,时,,,,据此列出三段式:,根据在恒温、恒容的条件下气体的压强之比等于物质的量之比,则有,解得,可得转化的的物质的量为0.3 mol,再加上从反应开始至时生成0.4 mol,则转化了0.2 mol,转化了0.6 mol,故的平衡转化率为,B错误;
C、合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化,根据氮元素守恒,物质的量存在上限,无法达到 0.8 mol,C 错误;
D、根据压强比例求出氮气浓度变化量,代入反应速率公式,可得氮气平均速率为,D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
恒温恒容条件,气体压强之比等于气体总物质的量之比;压强减小,说明气体总物质的量减少,反应正向进行;
可逆反应不能进行到底,产物物质的量存在理论最大值;
化学反应速率计算公式;
转化率 = 转化的物质的量 ÷ 起始物质的量 ×100%。
11.三甲胺()是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)转化为三甲胺()。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A.若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会放出1.02 eV的能量
B.该历程中决速步骤为
C.该历程中的最大能量差值为1.19 eV
D.升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应;活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】总反应:,结合能量变化图像分析各选项。
A、图像是单个分子的能量变化,分子反应放出的能量不是,单位概念不匹配,A 错误;
B、决速步是活化能最大的步骤,这一步活化能不是整个历程最大,不是决速步骤,B 错误;
C、计算整个反应历程中各阶段的能量差值,得到最大能量差值为,C 正确;
D、反应物总能量高于生成物总能量,正反应放热,升温加快反应速率,但平衡逆向移动,DMF 平衡转化率降低,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应历程能量图,活化能等于过渡态与前一状态的能量差,活化能最大的一步为决速步骤;
图像纵坐标为单个分子的相对能量,不能直接当作 1mol 物质反应的焓变;
根据起点和终点相对能量判断反应吸放热;放热反应升高温度,平衡逆向移动,反应物平衡转化率下降;
温度升高,活化分子百分数增大,一定加快化学反应速率。
12.以下对图像的描述错误的是
A.若图甲容器的体积为2L,发生反应,则0~2s内的平均反应速率
B.图乙:某温度下发生反应,时刻改变的条件可以是加入催化剂或者增大体系压强(缩小容器体积)
C.图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数增大,正反应为吸热反应
D.图丁:对于反应,,
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、结合图像与反应方程式,0~2s 内 A 消耗的物质的量为 0.8mol,容器体积 2L,代入速率公式,A 正确;
B、反应反应前后气体总物质的量不变,增大体系压强或是添加催化剂,都可以同等加快正、逆反应速率,化学平衡不发生移动,B 正确;
C、图丙中升温之后正反应速率增幅明显大于逆反应速率,说明升温促使平衡正向移动,正反应属于吸热反应,温度升高平衡常数随之增大,C 正确;
D、对比与两条曲线,先达到平衡状态,因此压强;压强增大,平衡时 C 的百分含量上升,说明加压平衡正向移动,正反应方向气体分子数目减少,满足,D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
甲图速率计算:根据图像读取反应物物质的量变化,利用计算平均反应速率;
乙图速率图像:反应前后气体分子数不变,加压、加催化剂,同等提升正逆速率,平衡不移动;
丙图温度速率图像:升温,增幅大于,平衡正向移动,正反应吸热,平衡常数变大;
丁图 “先拐先平”:曲线先出现拐点代表温度更高或者压强更大;压强增大,C% 升高,平衡正向移动,气体反应物计量数之和大于生成物计量数之和。
13.工业用和合成乙醇:。保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量和发生上述反应,的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.
C.若,则400K时的平衡转化率为
D.投料比时,容器内的体积分数不再改变则反应达到平衡状态
【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】反应: ,恒压条件,图像为平衡转化率随温度、投料比的变化曲线。
A、温度升高,平衡转化率降低,升温平衡逆向移动,正反应放热,,A 正确;
B、相同温度下,投料占比越高,转化率越高,所以投料比,B 正确;
C、投料比 m=3,400K时CO2 的平衡转化率为50%,
则 的平衡转化率=×100%=50%,故C正确;
D、投料比,即起始,
容器内的体积分数=×100%=50%,始终不变,因此容器内的体积分数不再改变不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
温度升高,反应物平衡转化率下降,可判断正反应为放热反应;
增加一种反应物的投料比例,会提高另一种反应物的平衡转化率;
三段式用于平衡转化率计算,转化率 = 转化量 ÷ 起始量 ×100%;
判断平衡状态的标志:变量不再保持不变;若某物理量从反应开始就恒定,则不能作为平衡判据。
14.向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示[0~t1阶段c(B)未画出]。图乙中四个阶段各改变一种不同的条件。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是
A.若t1=15s,则在0-t1时间段用C表示的化学反应速率为0.004mol.L-1.s-1
B.B的起始物质的量为0.02mol
C.t5~t6阶段改变的条件可能是升高温度
D.t1~t2阶段的K等于t3~t4阶段的K
【答案】B
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】先根据图甲浓度变化,求出浓度变化量:,;浓度变化量之比等于化学计量数之比,。
反应方程式:,容器体积。
A、,A 正确;
B、平衡时,根据计量数,,起始,起始,不是 0.02 mol,B 错误;
C、,正、逆反应速率同时突然变大,,平衡正向移动;该反应正反应气体分子数目增大,升高温度正逆速率均增大,平衡向吸热方向移动,符合图像变化,改变的条件可能是升高温度,C 正确;
D、平衡常数K只与温度有关,、两个阶段温度没有发生改变,因此平衡常数K相等,D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
浓度变化量之比等于化学方程式计量数之比,利用图甲 A、C 的浓度改变量,推导反应方程式;
化学反应速率计算公式,为物质浓度改变量,为时间间隔;
图像条件判断:催化剂同等程度增大正逆反应速率,平衡不移动;升高温度,正逆速率同时突变,平衡移动方向由反应焓变决定;
平衡常数K仅由温度决定,只要温度保持不变,平衡常数数值就不会改变;
容器体积由 A 的起始物质的量与起始浓度计算,是后续 B 物质的量计算基础。
15.甲胺是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应,测得有关实验数据如表,下列说法正确的是
容器编号 温度 起始物质的量 平衡时物质的量
CH3NH2(g)
Ⅰ 530 0 0  
Ⅱ 530 0 0    
Ⅲ 500 0 0  
A.达到平衡时,体系中关系:,Ⅰ,Ⅱ
B.达到平衡时,转化率:,Ⅲ
C.正反应的平衡常数ⅠⅡⅢ
D.530K时,若起始向容器Ⅰ中充入、、、,则反应将向逆反应方向进行
【答案】C
【知识点】化学平衡常数;等效平衡;化学平衡的计算
【解析】【解答】反应:,该反应前后气体分子总数不变,容器体积均为,恒温恒容。
A、容器 Ⅰ 投料、;容器 Ⅱ 投料加倍,该反应气体计量数左右相等,压强改变平衡不移动。Ⅱ 相当于两个 Ⅰ 合并,平衡不移动,,即,A 错误;
B、根据三段式可知容器I中反应三段式为:
容器Ⅲ中反应三段式为:
所以,Ⅰ、,Ⅲ,即,Ⅰ,Ⅲ,故B错误;
C、平衡常数只与温度有关,Ⅰ、Ⅱ 温度均为,故;容器 Ⅲ 温度,投料为生成物,平衡时剩余,可算出低温下平衡常数更大,,C 正确;
D、由容器 Ⅰ 数据,列三段式算出平衡常数。代入起始浓度计算浓度商,,反应正向进行,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应前后气体分子数相等,压强改变不会造成平衡移动,等比例加倍投料,各物质平衡浓度同步加倍;
等效平衡,温度相同时,从反应物建立平衡和从生成物建立平衡,转化率之和等于 1;温度改变,该等式不再成立;
平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变;通过不同温度下平衡组成,比较K大小;
浓度商与平衡常数K对比:,反应正向进行;,达平衡;,反应逆向进行。
16.某实验小组用溶液和溶液进行中和热的测定。
(1)配制硫酸溶液:实验至少要用到240 mL稀硫酸溶液,则需要量取的浓硫酸   mL。
(2)NaOH溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示:
①仪器A的名称   ;
②仪器A的操作方式   (填字母);
A.上下移动   B.左右移动   C.上下左右同时移动
③分别向的NaOH溶液中加入a.浓硫酸b.稀硫酸c.稀盐酸d.稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、。下列关系正确的是   。
A.   B.
C.   D.
(3)已知的反应历程分两步:
第一步:(快速平衡) 第二步:(慢反应)
①用表示的速率方程为;用表示的速率方程为与分别表示速率常数,则   。
②下列关于反应的说法正确的是   (填字母)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和
(4)工业合成氨,一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的和反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示:
其中时刻所对应的实验条件改变是   ,平衡常数最大的平衡时间段是   。
【答案】(1)10.0
(2)环形玻璃搅拌棒;A;C
(3);B
(4)减小浓度;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡移动原理;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】(1) 实验室配制 240mL 溶液,选用 250mL 容量瓶,根据稀释定律,,解得。
故答案为:10.0;
(2) ①仪器 A 的名称为环形玻璃搅拌棒。
②环形玻璃搅拌棒操作方式为上下移动,选 A。
③浓硫酸溶于水额外放热,反应放出总热量更多,焓变更小;稀硫酸、稀盐酸中和放热相同;稀醋酸电离吸热,反应放出热量更少,焓变更大。所以,选 C。
故答案为:环形玻璃搅拌棒;A;C;
(3) ①由反应速率关系,代入速率方程,化简得。
②反应慢的步骤活化能更大,第一步快速平衡,活化能小于第二步慢反应活化能,选 B。压强不会改变速率常数;总活化能不等于两步活化能之和。
故答案为:;B;
(4) 时刻,正反应速率瞬间不变,逆反应速率瞬间降低,平衡正向移动,条件改变为减小浓度;该反应放热,整个过程没有升高温度的操作,温度始终不变,平衡常数不变,各时间段平衡常数相等,为平衡时间段。
故答案为:减小浓度;;
【分析】(1) 容量瓶无 240mL 规格,必须选取 250mL 容量瓶进行计算,利用溶液稀释前后溶质的物质的量不变进行求解。
(2) 环形玻璃搅拌棒用于中和热测定,只能上下移动搅拌。中和反应焓变比较要考虑溶解热与弱电解质电离吸热,放热越多数值越小。
(3) 同一反应,速率之比等于化学计量数之比,推导速率常数关系;反应活化能越大,反应速率越慢,慢反应决定总反应速率。速率常数只受温度影响。
(4) 根据速率图像变化特征判断条件改变,平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变。
(1)至少要用到240 mL稀硫酸溶液,根据容量瓶规格,需要配制250 mL的的硫酸溶液,,。
(2)①仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒;
②环形玻璃搅拌棒的使用方式是上下搅拌,故选A;
③加入稀硫酸、稀盐酸只发生中和,故,加入浓硫酸时,浓硫酸稀释放热,会放出更多热量,故,加入稀醋酸时,醋酸是弱酸,随反应进行不断电离,电离吸热故放热减少,故,故选C。
(3)①由化学方程式系数可知;
②A.反应速率常数只受温度的影响,增大压强,反应速率常数不变,A错误;
B.活化能越大反应速率越慢,第二步是慢反应,第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能,B正确;
C. 反应的总活化能由慢反应的活化能决定,对该反应来说,由第二步反应的活化能决定,C错误;
故选B。
(4)其中时刻,正反应速率不变,逆反应速率降低,时刻所对应的实验条件改变是减小浓度;该反应,温度越低,平衡常数越大,时刻降温,平衡常数增大,时刻开始平衡,故平衡常数最大的平衡时间段是。
17.碘在科研与生活中有重要应用,科研小组Ⅰ用、淀粉溶液、,等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:某碘钟实验分为以下两个反应进行
反应A:
反应B:
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号 体积
溶液 水 KI溶液 溶液 淀粉溶液 溶液变蓝时间t/s
① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 10
② 5.0 5.0 4.0 4.0 2.0 20
③ 10.0 2.0 4.0 2.0 20
④ 4.0 0.0 4.0 10.0 2.0 溶液未变蓝
(1)总反应的离子方程式为   。在其中产生的作用为   。
(2)表中   mL。实验①用的浓度变化表示的反应速率为   。
(3)结合有效碰撞理论解释前三组实验中溶液变蓝所需时间最短的为①的原因为   。
(4)已知A反应的速率方程为:,式中为常数,根据实验数据可推知   ,   。
(5)由实验①②③溶液变蓝,实验④溶液未变蓝的现象可推知该“碘钟实验”的决速步骤为   (填“反应A”或“反应B”)。
【答案】(1);催化剂
(2)2.0;0.002mol/(L·s)
(3)当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大
(4)1;1
(5)反应A
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系;探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1) 将反应 A 和反应 B 合并,消去中间产物,得到总离子方程式:;参与反应过程,反应前后质量和化学性质不变,起到催化剂的作用。
故答案为:;催化剂;
(2) 探究浓度影响,保持溶液总体积不变,实验①总体积,实验③:,解得。
混合后初始浓度,变色时完全消耗,。
故答案为:2.0;;
(3) 其他条件不变,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数目增多,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,所以实验①变色时间最短。
故答案为:当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大;
(4) 对比实验①②,浓度不变,减半,反应时间加倍,速率减半,推出;对比实验①③,浓度不变,减半,反应时间加倍,速率减半,推出。
故答案为:1;1;
(5) 实验④中不足,过量,溶液不变蓝,说明反应 A 生成的速率慢,是整个实验的决速步骤。
故答案为:反应 A;
【分析】探究反应物浓度对化学反应速率的影响,实验采用控制变量法,每次只改变一个变量,其余条件保持一致。对比实验①与③,体系中的加入量不变,为保证混合后总体积相同,列式:,解得。对比实验①和④,降低浓度,同时提高浓度,最终溶液没有出现蓝色,说明反应 A 进行的程度很小,反应速率缓慢。
(1) 总反应可由反应 A、B 相加消去得到;先消耗后生成,符合催化剂特征。
(2) 控制变量实验,保证混合后溶液总体积相等,据此计算加水体积;根据速率定义式计算反应速率。
(3) 用有效碰撞理论解释浓度对反应速率的影响,抓住活化分子数、有效碰撞频次两个要点。
(4) 控制单一变量,根据反应速率变化判断速率方程的级数。
(5) 决速步骤为总反应里速率最慢的一步,实验④现象说明的生成是限制整个实验的关键。
(1)反应A:,反应B:,两步反应加和,消去I-和I2,可得出总反应的离子方程式为。I-是被消去的物质中出现在第一个反应中的反应物,则其在反应中产生的作用为催化剂。
(2)依据分析可得,表中2.0mL。实验①用的浓度变化表示的反应速率为=0.002mol/(L·s)。
(3)实验①中,溶液的浓度与②③组相同,但K2S2O8或KI的浓度都是三组中最大的,所以前三组实验中溶液变蓝所需时间最短的为①,结合有效碰撞理论解释,原因为:当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大。
(4)①②相比,,2m=2,m=1;①③相比,,2n=2,n=1。
(5)由分析可知,当减小K2S2O8浓度时,实验④溶液未变蓝,则表明溶液中I2未达到使淀粉变蓝的浓度,也就是反应A很慢,所以由实验①②③溶液变蓝,实验④溶液未变蓝的现象可推知该“碘钟实验”的决速步骤为反应A。
18.甲醇制烯烃(MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术。煤制烯烃主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为,在不同温度下,。
①   0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行,500℃测得某时刻体系内、、物质的量分别为、、,则此时生成的速率   消耗的速率(填“>”、“<”、“=”)。
(2)通过研究外界条件对反应的影响,尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。
甲醇制烯烃的主要反应有:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
①转化为的热化学方程式为Ⅳ:   。
②恒压条件下,加入作为稀释剂,反应Ⅰ中的产率将   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)我国科学家开发的特殊催化剂用于制备,有利于实现“双碳”目标:,过程中可得副产物甲酸:。
①在合适催化剂的作用下,在恒容容器中充入一定量的与,反应进行相同的时间测得体系中HCOOH和的体积分数随温度的变化如图所示,则主反应与副反应中活化能较大的反应是   (填“主反应”或“副反应”);600K后,的体积分数减小的主要原因为   。
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为的物质的量为2.5mol,则该温度下,副反应的平衡常数   。
【答案】(1)<;<
(2);增大
(3)主反应;正反应为放热反应,600K时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动;0.4
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1) ①温度升高,平衡常数K减小,说明升温平衡逆向移动,正反应放热,故。
②容器体积 2L,时,,,。浓度商,,,平衡逆向移动,消耗速率大于生成速率。
故答案为:;;
(2) ①已知:Ⅰ.
Ⅱ.
根据盖斯定律,ⅠⅡ:
。
②恒压下充入惰性气体,容器体积增大,相当于减压,反应 Ⅰ 气体分子数增多,平衡正向移动,产率增大。
故答案为:;增大;
(3) ①温度较低时,副反应甲酸先达到峰值,说明低温下副反应更容易发生,活化能更低;主反应需要更高温度才能快速进行,活化能更大。主反应,600K 时反应达到平衡,继续升温,平衡逆向移动,体积分数下降。
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为,的物质的量为2.5mol,则共反应氢气3.5mol,由三段式:
平衡时二氧化碳、氢气、甲酸分别为0.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,则该温度下,副反应的平衡常数。
故答案为:主反应;正反应为放热反应,600K 时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动;0.4;
【分析】(1) 平衡常数随温度变化可以判断反应吸放热;通过浓度商与平衡常数大小比较,判断平衡移动方向,比较正逆反应速率。
(2) 盖斯定律运算时,方程式乘以系数,焓变同步乘以系数;恒压体系加入稀释气体,体系总压不变,各反应物分压减小,依据气体计量数判断平衡移动。
(3) 活化能越低,反应越容易启动,低温下就能快速进行;放热反应升温,平衡逆向移动。多平衡体系计算时,优先利用主反应求出消耗的反应物,再结合剩余气体量计算副反应各物质平衡浓度,代入平衡常数表达式求解。
(1)①由不同温度下的K值,升高温度,K值减小,则平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,<0。
②若反应在容积为2 L的密闭容器中进行,500℃测得某时刻体系内、、物质的量分别为、、,则,则反应逆向进行,此时生成的速率<消耗的速率;
(2)①已知:
I.
Ⅱ.
由盖斯定律,3×I-2×Ⅱ得反应Ⅳ: ;
②I为气体分子数增大的反应,恒压条件下,加入作为稀释剂,则反应中各物质分压减小,平衡正向移动,使得反应Ⅰ中的产率将增大。
(3)①活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,由图,升高温度的过程中,生成HCOOH的反应首先达到平衡,说明生成HCOOH反应的活化能较小,发生速率较快,故主反应与副反应中活化能较大的反应是主反应;正反应为放热反应,600K时反应达平衡,升高温度,平衡逆向移动,使得600K后,的体积分数减小;
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的物质的量为,的物质的量为2.5mol,则共反应氢气3.5mol,由三段式:
平衡时二氧化碳、氢气、甲酸分别为0.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,则该温度下,副反应的平衡常数。
19.规范、科学处置废旧锂离子电池具有重要的环保意义和经济价值。废旧锂离子电池的正极材料主要含有及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示。
已知:
①难溶于水。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
开始沉淀的pH 2.7 7.6 7.0 3.4
完全沉淀的pH 3.7 9.6 9.0 4.7
(1)化合物中钴元素的化合价为   价。
(2)“碱溶”过程主要发生的离子方程式为   。
(3)为提高“酸溶”的速率,可采取的措施有   (任写两条)。
(4)“调pH”时,用氨水调节pH的范围为   。“调pH”之后,需要加热煮沸10min,冷却后再“过滤”。煮沸10min的作用是   。
(5)已知“沉钴”过程中产生了气体,请写出发生反应的离子方程式   。
(6)也可采用有机磷萃取的方法将与分离,萃取的反应原理如下:(有机层),则从有机相中分离出需向有机溶剂中加入试剂   。
(7)在空气中煅烧生成钴的氧化物和,测得充分煅烧后固体质量为24.1g,的体积为6.72L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为   。
【答案】(1)+3
(2)
(3)搅拌或适当升温或适当增大硫酸、双氧水的浓度
(4)3.7~7.0;破坏胶体,易于过滤
(5)
(6)
(7)
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;铁及其化合物的性质实验;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1) 在中,为价,为价,根据化合物正负化合价代数和为 0,可算出化合价为价。
故答案为:;
(2) 碱溶步骤,正极材料中的金属铝和溶液反应,生成四羟基合铝酸钠与氢气,离子方程式:。
故答案为:;
(3) 加快酸溶反应速率,可采取搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸或双氧水浓度等措施。
故答案为:搅拌或适当升温或适当增大硫酸、双氧水的浓度;
(4) 调 pH 目的是让、完全沉淀,而不沉淀,所以 pH 范围控制在;加热煮沸可以破坏胶体,防止胶体透过滤纸,便于过滤分离。
故答案为:;破坏胶体,易于过滤;
(5) 沉钴时与反应,生成碳酸钴沉淀、二氧化碳和水,离子方程式:。
故答案为:;
(6) 萃取平衡:,加入,体系浓度升高,平衡逆向移动,重新进入水相,得到。
故答案为:;
(7) (标况),,,,。钴的氧化物质量 24.1g,其中氧元素质量,,,氧化物化学式为。
故答案为:;
【分析】废旧锂离子电池放电拆解得到正极材料,正极材料加碱溶,转化为进入滤液除去;剩余滤渣加、酸溶,转化为、进入溶液;加氨水调,、生成氢氧化物沉淀除去;滤液加入沉钴,析出;含锂滤液再加沉锂,得到。
(1) 利用化合物化合价代数和等于零的规则进行元素化合价计算。
(2) 碱溶过程只有单质铝能和强碱溶液反应,写出对应的离子方程式。
(3) 影响化学反应速率常见因素:温度、反应物浓度、接触面积、搅拌等。
(4) 调 pH 除杂,要保证杂质离子完全沉淀,目标金属离子保留在溶液;氢氧化铁胶体会穿滤,煮沸破坏胶体便于固液分离。
(5) 碳酸氢根和金属阳离子反应,发生双水解,生成碳酸盐、二氧化碳与水。
(6) 根据萃取可逆平衡,增大生成物氢离子浓度,促使平衡逆向移动反萃取。
(7) 根据二氧化碳物质的量确定钴原子总量,再由氧化物总质量求出氧原子物质的量,得到原子最简个数比,确定氧化物化学式。
(1)中氧元素的化合价为—2价,锂元素的化合价为+1价,由化合价代数和为0可知,钴元素的化合价为+3价;
(2)由分析可知,“碱溶”过程中发生的反应为铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为;
(3)搅拌、适当升温、适当增大硫酸和双氧水的浓度能提高“酸溶”的速率;
(4)由分析可知,加入氨水调节溶液pH目的是将溶液中的Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,而不沉淀Co2+,则pH应在3.7~7.0范围内;煮沸10min的作用是破坏胶体,易于过滤,达到分离的目的;
(5)“沉钴”过程是硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴、硫酸铵、水和二氧化碳,其发生反应的离子方程式为;
(6)从有机相中分离出则使平衡(有机层)逆向移动,不引入杂质的情况下,加入的物质是;
(7)由碳元素守恒得:n(CoCO3)=n(CO2)=,由Co元素守恒知氧化物中Co元素为0.3 mol,则氧元素n(O)==0.4mol,则n(Co):n(O)=3:4,则该钴氧化物的化学式为。
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