湖南省邵阳市邵阳县第二高级中学2024-2025高二上学期入学考试化学试题

湖南省邵阳市邵阳县第二高级中学2024-2025学年高二上学期入学考试化学试题
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分;每小题只有一个选项符合题意)
1.(2024高二上·邵阳开学考)全球变暖给我们敲响了警钟,地球正面临巨大的挑战。下列说法不正确的是
A.推广“低碳经济”,减少温室气体的排放
B.推进小火力发电站的兴建,缓解地方用电困难,促进地方经济的快速发展
C.推广“绿色汽油”计划,吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油
D.利用晶体硅制作的太阳能电池将太阳能直接转化为电能
2.(2024高二上·邵阳开学考)下列说法中,正确的是
A.△H>0表示放热反应,△H<0表示吸热反应
B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C.1molH2SO4与1molBa(OH)2反应生成BaSO4,沉淀时放出的热量为57.3kJ
D.1molH2与0.5molO2反应放出的热量就是H2的燃烧热
3.(2024高二上·邵阳开学考)下列关于反应与能量的说法正确的是
A.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH= 216 kJ/mol:E反应物B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2 kJ/mol:E反应物C.HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ/mol:1 mol HCl在密闭容器中分解后放出92.3 kJ的热量
D.H+(aq)+OH (aq)=H2O(l) ΔH= 57.3 kJ/mol:含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓H2SO4混合后放出57.3 kJ的热量
4.(2024高二上·邵阳开学考)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是(  )
A.由图1知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B.由图2知,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C.由图3知,白磷比红磷稳定
D.由图4知,CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH>0
5.(2024高二上·邵阳开学考)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法中正确的是
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
6.(2024高二上·邵阳开学考)已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kJ,则表示乙烷燃烧热的热化学方程式是
A.2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 119.6 kJ·mol-1
B.C2H6(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2O(g) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
C.C2H6(g)+ O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
D.C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-
7.(2024高二上·邵阳开学考)已知:H2S在与不足量的O2反应时,生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH1>ΔH3
8.(2024高二上·邵阳开学考)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) ΔH<0。在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是
A.其他条件不变,使用高效催化剂,会缩短反应时间且废气中氮氧化物的转化率增大
B.其他条件不变,加入足量的NH3,再次平衡后氮氧化物的转化率增大,氮气的体积分数减小
C.其他条件不变,升高温度会提高反应物的转化率且使该反应的平衡常数增大
D.其他条件不变,缩小容器的体积会使平衡正向移动,再次平衡后氨气的浓度变小
9.(2024高二上·邵阳开学考)向体积均为2L的A、B、C三个密闭容器中分别充入1molX气体和3molY气体,发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)。2min后反应达到最大限度,测得A中剩余0.4molX.,B中Y的浓度为0.5mol·L-1,C中用Z表示的反应速率为(Z)=0.3mol·L-1·min-1。则0~2min内三个容器中反应速率的大小关系为(  )
A.B>A>C B.A>B=C C.B>A=C D.A>B>C
10.(2024高二上·邵阳开学考)已知A、B、C、D四种物质都是气体,现在5L的密闭容器中进行反应:4A+5B4C+6D,30s后C的物质的量增加了0.30mol。则下列有关叙述正确的是(  )
A.反应开始至30s,v(A)=0.010mol·L-1·s-1
B.30s时容器中D的物质的量至少为0.45mol
C.30s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D.反应开始至30s,容器中A的物质的量增加了0.30mol
11.(2024高二上·邵阳开学考)电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0。该反应达平衡后,改变条件,下列说法正确的是
A.移走部分PbCrO4固体,转化率升高
B.加入少量K2Cr2O7固体后,溶液中c(H+)不变
C.加入少量NaOH固体,自然沉降后,溶液颜色变浅
D.升高温度,该反应的平衡常数K增大
12.(2024高二上·邵阳开学考)下列只含共价键的化合物是
A.HClO4 B.NaCl C.KOH D.MgCl2
13.(2024高二上·邵阳开学考)关于平衡常数K,下列说法中正确的是
A.K值越大,反应越容易进行
B.对任一给定的可逆反应,温度升高,K值增大
C.对同一可逆反应,K值越大,反应物的转化率越高
D.加入催化剂或增大反应物浓度,K值将增大
14.(2024高二上·邵阳开学考)已知下列反应的平衡常数:,;,;则反应的平衡常数是
A. B. C. D.
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
15.(2024高二上·邵阳开学考)汽车尾气系统中,有毒气体CO和NO在三元催化剂作用下生成无毒气体,某课外化学兴趣小组用如下装置模拟该转化过程。
(1)a装置中试剂为浓硫酸,其作用为   (选填编号,下同);c装置作用为   。
①干燥   ②观察流速   ③混合气体 ④ 安全瓶
(2)以上装置图中b装置的硬质玻璃管中发生的反应为   。
(3)氢化钠(NaH)在野外被用作生氢剂,其原理NaH + H2O = NaOH + H2↑,该反应中氧化剂是   ,被氧化与被还原元素的物质的量之比为   。
16.(2024高二上·邵阳开学考)有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)在101kP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题
①该反应反应物总能量   生成物总能量(填“大于”,“小于”或“等于”)
②氢气的燃烧热为   。
③该反应的热化学方程式为   。
④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-O键能为463 kJ·mol-1,O=O键能为498 kJ·mol-1,计算H-H键能为   kJ·mol-1
(2)氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3。
则ΔH3=   kJ·mol-1
17.(2024高二上·邵阳开学考)某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示。根据图中数据,填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为   。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率v(Z)=   。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的   倍。
②若此时将容器的体积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为   (填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在t1~t6内反应速率与时间图象如图2所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是   (填字母)。
A.在t1时增大了压强
B.在t3时加入催化剂
C.在t4时降低了温度
D.t2~t3时X的转化率最高
18.(2024高二上·邵阳开学考)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2
(1)通过实验A、B,可探究出   (填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=   、T1=   ;通过实验   (填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中V2=   。
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是   。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+) 随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是   ,相应的粒子最可能是   (填粒子符号)。
19.(2024高二上·邵阳开学考)某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定实验。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、温度计、玻璃搅拌器、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是   。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器   (填“能”或“否”),其原因是   。
(3)他们记录的实验数据如下,请计算完成下表。
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
实验用品 溶液温度 生成1 mol H2O放出的热量
t1 t2
a 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 20 ℃ 23.3 ℃    (保留一位小数)
b 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 20 ℃ 23.5 ℃
(4)若用氢氧化钾代替氢氧化钠,对测定结果   (填“有”或“无”,下同)影响;若用醋酸代替盐酸做实验,对测定结果   影响。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】化学在解决能源危机中的重要作用
【解析】【解答】A、推广“低碳经济”,能降低温室气体排放,减缓全球变暖,A正确;
B、兴建小火力发电站,会增加 排放,加剧温室效应,不能缓解全球变暖,B错误;
C、推广“绿色汽油”计划,吸收 并利用廉价能源合成汽油,减少 排放,减缓全球变暖,C正确;
D、利用晶体硅太阳能电池,减少化石燃料依赖,降低 排放,减缓全球变暖,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题围绕全球变暖及应对措施,结合“低碳经济”“温室气体排放”“能源转化”等知识,判断各选项做法对缓解全球变暖的影响。
A. “低碳经济”核心是减少温室气体(如 )排放 。
B.小火力发电站以燃煤为主,燃烧会大量释放 。
C.吸收 并合成汽油,可降低大气中 含量 。
D.晶体硅太阳能电池能将太阳能直接转化为电能,减少化石燃料使用(化石燃料燃烧释放 ) 。
2.【答案】B
【知识点】反应热和焓变;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A、明确焓变(ΔH)与吸放热反应的关系,放热反应ΔH < 0,吸热反应ΔH > 0 ,A错误;
B、热化学方程式里化学计量数仅体现物质的量,不对应分子个数,能用分数表示,B正确;
C、1mol H2SO4 和 1mol Ba(OH)2 反应,生成 2mol 水,同时伴随 BaSO4 沉淀的热效应,放出热量不是 57.3kJ(中和热对应生成 1mol 水的热量 ),C错误;
D、1mol H2 与 0.5mol O2 反应,未说明生成的 H2O 状态(液态才符合燃烧热要求 ),放出热量不一定是燃烧热,D错误;
故答案为:B 。
【分析】本题围绕反应热、热化学方程式、中和热、燃烧热的概念,逐一分析选项:
A.ΔH>0 代表吸热反应,ΔH<0代表放热反应
B.热化学方程式中化学计量数的含义,它表示物质的量,可使用分数 。
C.中和热是“稀的强酸和强碱反应生成 1mol 水时放出的热量”,沉淀生成有热量变化 。
D.燃烧热的定义是“在 101kPa 下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物(如H2生成H2O液态)时放出的热量”。
3.【答案】B
【知识点】吸热反应和放热反应;中和热;有关反应热的计算
【解析】 【解答】A、反应 Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH= 216 kJ/mol是放热反应,所以E(反应物)>E(生成物),A错误;
B、反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH = +178.2 kJ/mol是吸热反应,故E(反应物)<E(生成物),B正确;
C、反应 HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ/mol l是吸热反应,1mol HCl分解时吸收92.3 kJ热量,C错误;
D、含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓 H2SO4混合,浓H2SO4稀释时放热,总热量大于57.3 kJ,D错误;
故答案为:B 。
【分析】A. 放热反应中,反应物总能量>生成物总能量;ΔH<0为放热反应 。
B. 吸热反应中,反应物总能量<生成物总能量;ΔH>0为吸热反应 。
C. ΔH>0为吸热反应,反应吸收热量而非放出 。
D. 中和热是“稀强酸强碱生成1 mol H2O放出的热量”,浓硫酸稀释会放热 。
4.【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;化学能与热能的相互转化;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、从图1可知,石墨的能量低于金刚石。在化学反应里,物质从能量低的状态转变为能量高的状态,需要吸收能量。所以石墨转变为金刚石的过程是吸热反应,A正确;
B、由图2能看到, S(g) 具有的能量高于S(s) 。 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1, S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 这两个反应都属于放热反应( ΔH<0 ), S(g) 燃烧时放出的热量更多,而对于放热反应,放出的热量越多,ΔH(焓变,为负值 )就越小,所以 ΔH1<ΔH2 ,B错误;
C、从图3可以得出,红磷的能量低于白磷。在化学中,物质的能量越低越稳定,所以红磷比白磷稳定,C错误;
D、由图4可知, CO2(g)+H2(g) 的能量低于 则CO(g)+H2O(g) 的能量。当发生 CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g) 反应时,是由能量高的反应物生成能量低的生成物,该反应为放热反应,即 ΔH<0 ,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.对比石墨和金刚石的能量,判断石墨转金刚石的反应吸放热。
B.依据 S(g) 与 S(s) 的能量差,结合放热反应中ΔH为负且放热越多ΔH越小,比较 ΔH1 和 ΔH2 。
C.根据图3中红磷和白磷的能量,结合能量越低物质越稳定,判断二者稳定性。
D.通过图4中 CO2(g)+H2(g) 和CO(g)+H2O(g)的能量对比,判断反应ΔH的正负 。
5.【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、从能量 - 反应过程图像可知,状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ的能量。在化学反应中,反应物总能量高于生成物总能量时,反应为放热反应。所以CO和O生成 CO2 的过程是放热反应,不是吸热反应,A错误;
B、通过状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的示意图可以看出,整个过程中 CO 的结构没有发生改变,即CO中C和O形成的化学键没有断裂,B错误;
C、由反应过程示意图可知,生成物是CO2 。 CO2中C和O是不同种原子,它们之间形成的共价键为极性共价键,所以CO和O生成了具有极性共价键的CO2 ,C正确;
D、从反应过程示意图能看出,参与反应的是CO与O,不是CO与O2 。所以 状态Ⅰ →状态Ⅲ 表示的是CO与O反应的过程,不是CO 与O2反应的过程,D错误;
故答案为:C。
【分析】A.对比状态Ⅰ和状态Ⅲ的能量,判断反应吸放热。
B.观察反应过程中CO的结构变化,判断CO中化学键是否断裂。
C.确定反应生成物,分析CO2中化学键的类型。
D.明确反应的反应物,判断状态Ⅰ到状态Ⅲ 表示的反应过程。
6.【答案】D
【知识点】反应热和焓变;燃烧热;热化学方程式
【解析】【解答】A、燃烧热要求可燃物为1mol,此选项中乙烷是2mol,不符合燃烧热定义,A错误;
B、 完全燃烧的稳定氧化物是 ,而非 ,产物不符合要求,B错误;
C、常温下 稳定状态是液态,此选项中是气态 ,不符合燃烧热对产物状态的要求,C错误;
D、乙烷物质的量为1mol,完全燃烧生成稳定的 和 ,且放热与计算一致(3.0g 乙烷为0.1mol,放热155.98kJ,1mol 放热1559.8kJ ),符合燃烧热定义,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题围绕燃烧热的热化学方程式书写,需依据燃烧热定义(1mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量, 对应 , 对应 ),结合已知条件计算、分析选项 。
燃烧热定义:1mol 可燃物完全燃烧,生成稳定氧化物时的反应热 。
计算与判断:先算3.0g 乙烷物质的量,得1mol乙烷燃烧放热;再逐一核对选项中反应物物质的量、产物状态及氧化物稳定性 。
7.【答案】A
【知识点】热化学方程式;反应热的大小比较
【解析】【解答】反应1( 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH1 )中, O2充足, H2S完全燃烧(生成 SO2 );反应2( 2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) )中,O2不足,H2S不完全燃烧,完全燃烧放热更多,故反应1放热 > 反应2放热。因 ΔH<0,放热越多 ΔH 越小,所以 ΔH2>ΔH1 。
反应2生成 H2O(l),反应3(2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) )生成 H2O(g) 。
H2O(g)→H2O(l)时放热 说明生成 H2O(l) 时总放热更多。因ΔH<0,放热越多ΔH越小,所以ΔH3>ΔH2 。
综上, ΔH3>ΔH2 >ΔH1,
故答案为:A。
【分析】本题围绕热化学方程式焓变(ΔH)比较,需依据反应放热规律(反应越完全、生成稳定产物时,放热越多,ΔH越小,因放热反应 ΔH<0 ),分析三个反应的差异(O2 用量、H2O 状态 ),判断ΔH大小 。
放热反应与ΔH关系:H2S与O2反应为放热反应,ΔH<0;放热越多,ΔH越小(数值越负 )。
反应完全程度影响:O2 越充足,H2S 燃烧越完全,放热越多,ΔH越小 。
产物状态影响:H2O(l) 比 H2O(g) 稳定,生成 H2O(l) 时放热更多,ΔH更小 。
8.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、催化剂加快反应速率,缩短达到平衡时间,但不改变平衡状态(正逆反应速率始终相等 ),故氮氧化物转化率不变,A错误;
B、加入足量 , 浓度增大,平衡正向移动。氮氧化物(、 )作为另一反应物,转化率增大;虽生成 增多,但 加入使总物质的量增加更明显,故 体积分数减小,B正确;
C、反应 (放热 ),升温平衡逆向移动,反应物转化率降低;平衡常数 只与温度有关,放热反应升温 减小,C错误;
D、反应前气体物质的量( ),反应后( ),(体积增大 )。缩小容器体积(加压 ),平衡逆向移动;体积缩小,即使平衡逆向, 浓度也会因体积减小而增大(浓度 = 物质的量/体积,体积缩小影响更显著 ),D错误;
故答案为:B。
【分析】本题围绕可逆反应平衡移动,依据勒夏特列原理,分析催化剂、浓度、温度、压强对平衡的影响(判断平衡移动方向、转化率、体积分数、平衡常数变化 )。
催化剂作用:同等程度加快正逆反应速率,不影响平衡,转化率不变 。
浓度影响:增大某反应物浓度,平衡正向移动,另一反应物转化率增大;自身转化率降低,产物体积分数需结合总物质的量变化判断 。
温度影响:放热反应( ),升温平衡逆向移动,反应物转化率降低,平衡常数减小(平衡常数与温度相关,放热反应升温 减小 )。
压强影响:反应前后气体物质的量变化( )决定压强对平衡的影响;缩小体积(加压 ),平衡向 减小方向移动 。
9.【答案】C
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】容器A:消耗X的物质的量 ,
速率 。
容器B:消耗 的浓度 ,
由 ,得 。
容器C:由 ,,
得 。
故 B>A=C 。
故答案为:C。
【分析】本题需利用“化学反应速率与化学计量数的比例关系”,将不同物质表示的反应速率换算为同一物质(如X)的速率,再比较大小。
核心逻辑:基于“反应速率之比等于化学计量数之比”,将不同物质的速率换算为同一物质(X)的速率,简化比较。
关键步骤:计算各容器中已知物质的消耗浓度/物质的量;利用计量数比例,换算为X的速率;直接对比X的速率,确定大小关系。
易错点:注意容器体积、时间对速率计算的影响,严格按公式 或 计算。
10.【答案】B
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、30s后 增加0.30mol,由方程式知 与 计量数均为4,故减少0.30mol ,
计算速率:,不是0.010,A错误;
B、 与 计量数比4:6, 增加0.30mol,则 生成 。
因反应从起始开始, 初始量至少为0(若起始无 ),故30s时 物质的量至少0.45mol,B正确;
C、起始时 、、、 的物质的量未知,仅知变化量之比(4:5:4:6 ),无法确定30s时的量之比,C错误;
D、 是反应物, 增加时 应减少,故 物质的量减少0.30mol,不是增加,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题围绕化学反应速率与物质的量变化,依据反应方程式中化学计量数关系,结合速率公式( )及物质的量变化规律(系数比 = 物质的量变化比 ),分析各选项 。
速率计算:利用 ,结合化学计量数找物质的量变化关系,计算反应速率 。
物质的量变化:反应中各物质的量变化量之比等于化学计量数之比,需注意起始量未知时,平衡量之比不确定 。
11.【答案】C
【知识点】化学平衡常数;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、 是固体,移走部分固体,溶液中 、、 浓度均不变 。根据勒夏特列原理,平衡不移动,故 转化率不变,A错误;
B、加入 固体,溶液中 浓度增大,平衡正向移动(生成更多 ),因此,溶液中 会增大,B错误;
C、加入 固体, 与 反应,使 减小 。根据勒夏特列原理,平衡正向移动, 浓度降低(溶液颜色由 浓度决定 ),自然沉降后,溶液颜色变浅,C正确;
D、反应 (放热反应 ),升高温度,平衡逆向移动 ,平衡常数 只与温度有关,放热反应升温时, 减小(平衡常数表达式中,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值减小 ),D错误;
故答案为:C。
【分析】A.固体量不影响溶液中离子浓度,平衡不移动 。
B.增大反应物浓度,平衡正向移动, 浓度变化 。
C.减小 浓度,平衡正向移动, 浓度降低 。
D.放热反应升温,平衡逆向移动,平衡常数 减小 。
12.【答案】A
【知识点】化学键;离子键的形成;共价键的形成及共价键的主要类型
【解析】【解答】A、 由 、、 非金属原子构成,原子间通过共用电子对形成共价键,无离子键,是只含共价键的化合物,A正确;
B、 由 (活泼金属离子 )和 (活泼非金属离子 )构成,通过离子键结合,不含共价键,B错误;
C、 含 与 , 和 间是离子键; 内部( 与 )是共价键,故 既含离子键又含共价键,C错误;
D、 由 (活泼金属离子 )和 (活泼非金属离子 )构成,通过离子键结合,不含共价键,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题围绕化学键类型(共价键、离子键 )判断,需明确共价键(原子间共用电子对形成 )、离子键(阴阳离子间静电作用形成 ) 的区别,分析各物质的化学键构成,筛选“只含共价键的化合物” 。
共价键判断:非金属原子间(或非金属与少数金属原子,如 )常形成共价键;化合物中全为共价键时,才符合要求 。
离子键判断:活泼金属(如 、、 等 )与活泼非金属(如 、 等 )间易形成离子键;含离子键的化合物为离子化合物,若同时含原子团(如 ),原子团内有共价键 。
13.【答案】C
【知识点】化学平衡常数
【解析】【解答】A、 K 大说明反应进行程度大,但“反应容易进行”还与活化能有关(如有些反应K大,但活化能高,需条件才发生 ),故K大≠反应容易进行,A错误;
B、温度对K的影响取决于反应吸放热,若正反应放热,升温平衡逆向移动,K减小;若正反应吸热,升温K增大,并非所有反应升温K都增大,B错误;
C、对同一可逆反应,K越大,说明生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值越大,反应进行越彻底,反应物转化率越高,C正确;
D、K只由温度决定,催化剂加快反应速率但不改变平衡,增大反应物浓度平衡移动但温度不变,故K不变,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕平衡常数K的性质,需明确K的影响因素(仅与温度有关 )、K与反应进行程度及转化率的关系,结合反应吸放热判断温度对K的影响,逐一分析选项 。
K的意义:K反映反应进行的程度,K越大,反应进行越彻底,但与“反应是否容易发生”无直接关联(需考虑活化能 )。
温度对K的影响:若正反应吸热,升温K增大;若正反应放热,升温K减小(K只随温度变 )。
K与转化率的关系:同一可逆反应,K越大,反应进行程度越大,反应物转化率越高 。
其他因素对K的影响:催化剂、反应物浓度改变,不影响K(因温度不变 )。
14.【答案】D
【知识点】化学平衡常数
【解析】【解答】反应1:,因 是固体,浓度视为1,故 。
反应2:,因 是固体,浓度视为1,故 。
观察可知:反应1 - 反应2 = 目标反应。
对应平衡常数运算:若反应3 = 反应1 - 反应2,则 (平衡常数相减对应表达式相除 )。
验证表达式:目标反应的 ,
将 、 代入:
故目标反应的平衡常数 。
故答案为:D。
【分析】1. 写出已知反应的平衡常数表达式(注意固体 浓度不计入 )。
2. 分析目标反应与已知反应的关系(通过加减反应式推导 ),对应调整平衡常数表达式,计算目标反应的 。
15.【答案】(1)①②③;④
(2)2CO + 2NO =N2 +2CO2
(3)H2O;1:1
【知识点】氧化还原反应;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)根据分析,a装置中试剂为浓硫酸,其作用为干燥CO与NO,同时使气体混合均匀且可观察流速,故选①②③;c装置为安全瓶,能防止d装置中的澄清石灰水倒吸,故选④;
(2)CO与NO有毒气体在三元催化剂作用下生成无毒气体N2和CO2,硬质玻璃管中发生的反应为2CO + 2NO =N2 +2CO2;
(3)反应中氢元素价态归中,水中的氢由+1价降低到0价,氢化钠中的氢由-1价升高到0价,反应中氧化剂是H2O,被氧化与被还原元素的物质的量之比为1:1。
【分析】进入硬质玻璃管的气体应该为干燥的CO与NO,a装置中试剂为浓硫酸,用于干燥CO与NO,同时使气体混合均匀且可观察流速;根据题意可知汽车尾气系统中的CO与NO有毒气体在三元催化剂作用下生成无毒气体N2和CO2,c装置为安全瓶,能防止d装置中的澄清石灰水倒吸,据此分析。
(1)a装置(浓硫酸):需干燥、混合CO和NO,还可通过气泡观察流速,对应①②③(干燥、混合、观察流速 ),c装置:作安全瓶,防止d中石灰水倒吸,选④ 。
(2)有毒气体CO、NO在催化剂作用下生成无毒的和,反应为 。
(3)反应中, 中(+1价→0价,得电子 )是氧化剂,
中(-1价→0价,被氧化 )与 中(+1价→0价,被还原 )的物质的量比为 。
(1)根据分析,a装置中试剂为浓硫酸,其作用为干燥CO与NO,同时使气体混合均匀且可观察流速,故选①②③;c装置为安全瓶,能防止d装置中的澄清石灰水倒吸,故选④;
(2)CO与NO有毒气体在三元催化剂作用下生成无毒气体N2和CO2,硬质玻璃管中发生的反应为2CO + 2NO =N2 +2CO2;
(3)反应中氢元素价态归中,水中的氢由+1价降低到0价,氢化钠中的氢由-1价升高到0价,反应中氧化剂是H2O,被氧化与被还原元素的物质的量之比为1:1。
16.【答案】(1)大于;285.8 kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1;436
(2)84.6
【知识点】反应热和焓变;燃烧热;热化学方程式;盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)①反应放热,则该反应的反应物总能量大于生成物总能量;
②在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,所以氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1。
③在101kP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则4g氢气即2mol氢气完全燃烧生成液态水放出571.6kJ的热量,该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1。
④反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,则2x+498-2×2×463=-241×2,解得x=436,所以H-H键能为436 kJ·mol-1;
(2)已知:①Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1
②Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1
③Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3
则根据盖斯定律可知②-①×2即得到反应③,所以ΔH3=-64.4kJ·mol-1-2×(-74.5kJ·mol-1)=+84.6kJ·mol-1。
【分析】(1)①燃烧放热:反应物总能量大于生成物。
②1g H2放热142.9kJ,1mol(2g)H2放热 ,即燃烧热为 。
③2mol H2燃烧放热 ,写出方程式 。
④用反应热 = 反应物键能和 - 生成物键能和,设H-H键能为 ,列方程求解。
(2)利用盖斯定律:目标反应 = 反应② - 2×反应①计算。
(1)①反应放热,则该反应的反应物总能量大于生成物总能量;
②在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,所以氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1。
③在101kP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则4g氢气即2mol氢气完全燃烧生成液态水放出571.6kJ的热量,该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1。
④反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,则2x+498-2×2×463=-241×2,解得x=436,所以H-H键能为436 kJ·mol-1;
(2)已知:
①Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1
②Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1
③Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3
则根据盖斯定律可知②-①×2即得到反应③,所以ΔH3=-64.4kJ·mol-1-2×(-74.5kJ·mol-1)=+84.6kJ·mol-1。
17.【答案】3X+Y2Z;0.05 mol·L-1·min-1;0.9;放热;B
【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】(1) 在反应中,X、Y的物质的量逐渐减小,Z的物质的量逐渐增大,则X、Y为反应物,Z为生成物,相同时间内,化学反应中各物质的物质的量变化之比等于化学剂量数之比(0.3:0.1:0.2),则化学方程式为3X+Y2Z;
故答案为: 3X+Y2Z ;
(2) 反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为v(Z)= =0.05 mol·L-1·min-1;
故答案为: 0.05 mol·L-1·min-1;
(3)①X、Y、Z均为气体时,反应前n(总)=2.0 mol,平衡时n(总)=0.7 mol+0.9 mol+0.2 mol=1.8 mol,所以p(平)∶p(始)=1.8 mol∶2.0 mol=0.9;
②将容器体积缩小,相当于增压,平衡正向移动,达平衡时,温度升高,说明正反应为放热反应;
故答案为: 0.9 ; 放热
(4)A.在t1时如果增大压强,则正、逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率,A错误;
B.在t3时应该是加入了催化剂,正、逆反应速率都增大,并且增大的倍数相同,平衡不移动,B正确;
C.在t4时如果是降低了温度,则正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率,C错误;
D.由图可以看出,从t1~t2,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,从t2~t4,平衡不移动,A的转化率不变,从t4~t5,平衡继续向逆反应方向移动,A的转化率又降低,因此,t0~t1时A的转化率最高,D错误;
故答案为:B。
【分析】(1)根据反应中物质的量变化,确定反应物和生成物,利用物质的量变化之比等于化学计量数之比,得出化学方程式 。
(2)运用反应速率公式,结合Z的物质的量变化、容器体积和时间,算出平均反应速率为 。
(3)①根据压强与物质的量成正比,结合反应前后气体总物质的量,算出压强是开始时的0.9倍 。
②依据体积缩小(增压 )后平衡移动及温度变化,判断正反应为放热反应 。
(4)分析图2中不同时段反应速率变化,结合影响速率因素(压强、催化剂、温度等 ),判断只有B选项(时加催化剂,速率同增且平衡不移动 )正确 。
18.【答案】(1)浓度;1;293;BC;3
(2)在相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快
(3)催化作用;Mn2+
【知识点】探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1)A、B两组实验中,c(H2C2O4)不同,故温度应相同,T1=293;
为使A、B两组实验中c(KMnO4)相同,则溶液总体积均为6mL,V1=1;
C组实验中温度与另外两组不同,加水量与B组相同,故通过B、C组实验可探究温度对化学反应速率的影响,因此V2=3;
故答案为:浓度;1;293;BC;3;
(2)若t1<8,则实验A中反应速率比实验B中快,说明其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
故答案为:在相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快;
(3)由图像知,反应过程中出现了反应速率突然快速增加的现象,这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用,结合反应前后溶液中粒子的变化情况可知,该粒子最可能是Mn2+;
故答案为:催化作用;Mn2+。
【分析】分析表中数据可知,本实验探究的是浓度、温度变化对化学反应速率的影响,实验中探究浓度(或温度)对反应速率的影响时要确保影响反应速率的其他因素相同。
(1)利用单一变量原则分析:实验A、B温度相同(控制变量 ), 浓度不同,探究浓度对速率的影响,保证总体积相同,温度相同 ;温度探究:实验B、C浓度控制相同,温度不同,选B、C探究温度影响。
(2) 说明A中反应更快,A与B温度相同,A中 浓度更高,结论:相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快 。
(3)图像中 增加后反应速率突变,说明 有催化作用。
(1)A、B两组实验中,c(H2C2O4)不同,故温度应相同,T1=293;
为使A、B两组实验中c(KMnO4)相同,则溶液总体积均为6mL,V1=1;
C组实验中温度与另外两组不同,加水量与B组相同,故通过B、C组实验可探究温度对化学反应速率的影响,因此V2=3;
故答案为:浓度;1;293;BC;3;
(2)若t1<8,则实验A中反应速率比实验B中快,说明其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
故答案为:在相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快;
(3)由图像知,反应过程中出现了反应速率突然快速增加的现象,这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用,结合反应前后溶液中粒子的变化情况可知,该粒子最可能是Mn2+;
故答案为:催化作用;Mn2+。
19.【答案】(1)量筒
(2)否;金属铜丝易导热,热量散失多,导致误差偏大
(3)56.8 kJ
(4)无;有
【知识点】反应热和焓变;中和热的测定
【解析】【解答】(1)中和热的测定实验中,需要用量筒量取酸溶液和碱溶液的体积,需要使用温度计测量反应前后的温度,则还缺少量取溶液体积的量筒和溶液温度的温度计;
(2)铜丝是热的良导体,若用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,搅拌时棒热量损失大,热量损失大,实验误差大,则实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)由题给数据可知2次实验测得温度差分别为3.3℃、3.5℃,2组数据都有效,温度差平均值为3.4℃,氢氧化钠溶液和盐酸的质量和为,由放出热量可得生成0.025mol的水放出热量,则生成1mol的水放出热量为;
(4)若用KOH代替NaOH,强碱KOH溶液也能和NaOH溶液与盐酸完全反应生成等量的水,同样可以测定反应的中和热,对测定结果无影响;若用醋酸代替盐酸,由于醋酸为弱酸,电离时吸收热量会导致反应生成等量的水放出的热量少,对测定结果有影响。
【分析】通过测量温差计算中和热,记录反应前后的温度,算出温差,根据Q=cm(t2-t1)计算放出的热量,再用放出的总热量除以生成水的物质的量,即可求得生成1mol水的中和热;
(1)中和热测定需量取酸碱体积,现有仪器缺量筒(量取溶液体积 )。
(2)铜丝导热性强,搅拌时热量散失多,导致误差大 。
(3)先算前2次实验平均温差;再算总质量100g ,最后代入公式求得生成水释放的热量 ,则生成1mol水放热 。
(4)KOH替代NaOH:均为强碱,与盐酸反应生成等量水,无影响 ;醋酸替代盐酸:醋酸电离吸热,使放热减少,有影响 。
(1)中和热的测定实验中,需要用量筒量取酸溶液和碱溶液的体积,需要使用温度计测量反应前后的温度,则还缺少量取溶液体积的量筒和溶液温度的温度计;
(2)铜丝是热的良导体,若用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,搅拌时棒热量损失大,热量损失大,实验误差大,则实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)由题给数据可知2次实验测得温度差分别为3.3℃、3.5℃,2组数据都有效,温度差平均值为3.4℃,氢氧化钠溶液和盐酸的质量和为,由放出热量可得生成0.025mol的水放出热量,则生成1mol的水放出热量为;
(4)若用KOH代替NaOH,强碱KOH溶液也能和NaOH溶液与盐酸完全反应生成等量的水,同样可以测定反应的中和热,对测定结果无影响;若用醋酸代替盐酸,由于醋酸为弱酸,电离时吸收热量会导致反应生成等量的水放出的热量少,对测定结果有影响;
湖南省邵阳市邵阳县第二高级中学2024-2025学年高二上学期入学考试化学试题
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分;每小题只有一个选项符合题意)
1.(2024高二上·邵阳开学考)全球变暖给我们敲响了警钟,地球正面临巨大的挑战。下列说法不正确的是
A.推广“低碳经济”,减少温室气体的排放
B.推进小火力发电站的兴建,缓解地方用电困难,促进地方经济的快速发展
C.推广“绿色汽油”计划,吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油
D.利用晶体硅制作的太阳能电池将太阳能直接转化为电能
【答案】B
【知识点】化学在解决能源危机中的重要作用
【解析】【解答】A、推广“低碳经济”,能降低温室气体排放,减缓全球变暖,A正确;
B、兴建小火力发电站,会增加 排放,加剧温室效应,不能缓解全球变暖,B错误;
C、推广“绿色汽油”计划,吸收 并利用廉价能源合成汽油,减少 排放,减缓全球变暖,C正确;
D、利用晶体硅太阳能电池,减少化石燃料依赖,降低 排放,减缓全球变暖,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题围绕全球变暖及应对措施,结合“低碳经济”“温室气体排放”“能源转化”等知识,判断各选项做法对缓解全球变暖的影响。
A. “低碳经济”核心是减少温室气体(如 )排放 。
B.小火力发电站以燃煤为主,燃烧会大量释放 。
C.吸收 并合成汽油,可降低大气中 含量 。
D.晶体硅太阳能电池能将太阳能直接转化为电能,减少化石燃料使用(化石燃料燃烧释放 ) 。
2.(2024高二上·邵阳开学考)下列说法中,正确的是
A.△H>0表示放热反应,△H<0表示吸热反应
B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C.1molH2SO4与1molBa(OH)2反应生成BaSO4,沉淀时放出的热量为57.3kJ
D.1molH2与0.5molO2反应放出的热量就是H2的燃烧热
【答案】B
【知识点】反应热和焓变;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A、明确焓变(ΔH)与吸放热反应的关系,放热反应ΔH < 0,吸热反应ΔH > 0 ,A错误;
B、热化学方程式里化学计量数仅体现物质的量,不对应分子个数,能用分数表示,B正确;
C、1mol H2SO4 和 1mol Ba(OH)2 反应,生成 2mol 水,同时伴随 BaSO4 沉淀的热效应,放出热量不是 57.3kJ(中和热对应生成 1mol 水的热量 ),C错误;
D、1mol H2 与 0.5mol O2 反应,未说明生成的 H2O 状态(液态才符合燃烧热要求 ),放出热量不一定是燃烧热,D错误;
故答案为:B 。
【分析】本题围绕反应热、热化学方程式、中和热、燃烧热的概念,逐一分析选项:
A.ΔH>0 代表吸热反应,ΔH<0代表放热反应
B.热化学方程式中化学计量数的含义,它表示物质的量,可使用分数 。
C.中和热是“稀的强酸和强碱反应生成 1mol 水时放出的热量”,沉淀生成有热量变化 。
D.燃烧热的定义是“在 101kPa 下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物(如H2生成H2O液态)时放出的热量”。
3.(2024高二上·邵阳开学考)下列关于反应与能量的说法正确的是
A.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH= 216 kJ/mol:E反应物B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2 kJ/mol:E反应物C.HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ/mol:1 mol HCl在密闭容器中分解后放出92.3 kJ的热量
D.H+(aq)+OH (aq)=H2O(l) ΔH= 57.3 kJ/mol:含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓H2SO4混合后放出57.3 kJ的热量
【答案】B
【知识点】吸热反应和放热反应;中和热;有关反应热的计算
【解析】 【解答】A、反应 Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH= 216 kJ/mol是放热反应,所以E(反应物)>E(生成物),A错误;
B、反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH = +178.2 kJ/mol是吸热反应,故E(反应物)<E(生成物),B正确;
C、反应 HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ/mol l是吸热反应,1mol HCl分解时吸收92.3 kJ热量,C错误;
D、含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓 H2SO4混合,浓H2SO4稀释时放热,总热量大于57.3 kJ,D错误;
故答案为:B 。
【分析】A. 放热反应中,反应物总能量>生成物总能量;ΔH<0为放热反应 。
B. 吸热反应中,反应物总能量<生成物总能量;ΔH>0为吸热反应 。
C. ΔH>0为吸热反应,反应吸收热量而非放出 。
D. 中和热是“稀强酸强碱生成1 mol H2O放出的热量”,浓硫酸稀释会放热 。
4.(2024高二上·邵阳开学考)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是(  )
A.由图1知,石墨转变为金刚石是吸热反应
B.由图2知,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C.由图3知,白磷比红磷稳定
D.由图4知,CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH>0
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;化学能与热能的相互转化;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、从图1可知,石墨的能量低于金刚石。在化学反应里,物质从能量低的状态转变为能量高的状态,需要吸收能量。所以石墨转变为金刚石的过程是吸热反应,A正确;
B、由图2能看到, S(g) 具有的能量高于S(s) 。 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1, S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 这两个反应都属于放热反应( ΔH<0 ), S(g) 燃烧时放出的热量更多,而对于放热反应,放出的热量越多,ΔH(焓变,为负值 )就越小,所以 ΔH1<ΔH2 ,B错误;
C、从图3可以得出,红磷的能量低于白磷。在化学中,物质的能量越低越稳定,所以红磷比白磷稳定,C错误;
D、由图4可知, CO2(g)+H2(g) 的能量低于 则CO(g)+H2O(g) 的能量。当发生 CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g) 反应时,是由能量高的反应物生成能量低的生成物,该反应为放热反应,即 ΔH<0 ,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.对比石墨和金刚石的能量,判断石墨转金刚石的反应吸放热。
B.依据 S(g) 与 S(s) 的能量差,结合放热反应中ΔH为负且放热越多ΔH越小,比较 ΔH1 和 ΔH2 。
C.根据图3中红磷和白磷的能量,结合能量越低物质越稳定,判断二者稳定性。
D.通过图4中 CO2(g)+H2(g) 和CO(g)+H2O(g)的能量对比,判断反应ΔH的正负 。
5.(2024高二上·邵阳开学考)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法中正确的是
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A、从能量 - 反应过程图像可知,状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ的能量。在化学反应中,反应物总能量高于生成物总能量时,反应为放热反应。所以CO和O生成 CO2 的过程是放热反应,不是吸热反应,A错误;
B、通过状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的示意图可以看出,整个过程中 CO 的结构没有发生改变,即CO中C和O形成的化学键没有断裂,B错误;
C、由反应过程示意图可知,生成物是CO2 。 CO2中C和O是不同种原子,它们之间形成的共价键为极性共价键,所以CO和O生成了具有极性共价键的CO2 ,C正确;
D、从反应过程示意图能看出,参与反应的是CO与O,不是CO与O2 。所以 状态Ⅰ →状态Ⅲ 表示的是CO与O反应的过程,不是CO 与O2反应的过程,D错误;
故答案为:C。
【分析】A.对比状态Ⅰ和状态Ⅲ的能量,判断反应吸放热。
B.观察反应过程中CO的结构变化,判断CO中化学键是否断裂。
C.确定反应生成物,分析CO2中化学键的类型。
D.明确反应的反应物,判断状态Ⅰ到状态Ⅲ 表示的反应过程。
6.(2024高二上·邵阳开学考)已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kJ,则表示乙烷燃烧热的热化学方程式是
A.2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 119.6 kJ·mol-1
B.C2H6(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2O(g) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
C.C2H6(g)+ O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
D.C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-
【答案】D
【知识点】反应热和焓变;燃烧热;热化学方程式
【解析】【解答】A、燃烧热要求可燃物为1mol,此选项中乙烷是2mol,不符合燃烧热定义,A错误;
B、 完全燃烧的稳定氧化物是 ,而非 ,产物不符合要求,B错误;
C、常温下 稳定状态是液态,此选项中是气态 ,不符合燃烧热对产物状态的要求,C错误;
D、乙烷物质的量为1mol,完全燃烧生成稳定的 和 ,且放热与计算一致(3.0g 乙烷为0.1mol,放热155.98kJ,1mol 放热1559.8kJ ),符合燃烧热定义,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题围绕燃烧热的热化学方程式书写,需依据燃烧热定义(1mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量, 对应 , 对应 ),结合已知条件计算、分析选项 。
燃烧热定义:1mol 可燃物完全燃烧,生成稳定氧化物时的反应热 。
计算与判断:先算3.0g 乙烷物质的量,得1mol乙烷燃烧放热;再逐一核对选项中反应物物质的量、产物状态及氧化物稳定性 。
7.(2024高二上·邵阳开学考)已知:H2S在与不足量的O2反应时,生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH1>ΔH3
【答案】A
【知识点】热化学方程式;反应热的大小比较
【解析】【解答】反应1( 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH1 )中, O2充足, H2S完全燃烧(生成 SO2 );反应2( 2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) )中,O2不足,H2S不完全燃烧,完全燃烧放热更多,故反应1放热 > 反应2放热。因 ΔH<0,放热越多 ΔH 越小,所以 ΔH2>ΔH1 。
反应2生成 H2O(l),反应3(2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) )生成 H2O(g) 。
H2O(g)→H2O(l)时放热 说明生成 H2O(l) 时总放热更多。因ΔH<0,放热越多ΔH越小,所以ΔH3>ΔH2 。
综上, ΔH3>ΔH2 >ΔH1,
故答案为:A。
【分析】本题围绕热化学方程式焓变(ΔH)比较,需依据反应放热规律(反应越完全、生成稳定产物时,放热越多,ΔH越小,因放热反应 ΔH<0 ),分析三个反应的差异(O2 用量、H2O 状态 ),判断ΔH大小 。
放热反应与ΔH关系:H2S与O2反应为放热反应,ΔH<0;放热越多,ΔH越小(数值越负 )。
反应完全程度影响:O2 越充足,H2S 燃烧越完全,放热越多,ΔH越小 。
产物状态影响:H2O(l) 比 H2O(g) 稳定,生成 H2O(l) 时放热更多,ΔH更小 。
8.(2024高二上·邵阳开学考)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) ΔH<0。在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是
A.其他条件不变,使用高效催化剂,会缩短反应时间且废气中氮氧化物的转化率增大
B.其他条件不变,加入足量的NH3,再次平衡后氮氧化物的转化率增大,氮气的体积分数减小
C.其他条件不变,升高温度会提高反应物的转化率且使该反应的平衡常数增大
D.其他条件不变,缩小容器的体积会使平衡正向移动,再次平衡后氨气的浓度变小
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、催化剂加快反应速率,缩短达到平衡时间,但不改变平衡状态(正逆反应速率始终相等 ),故氮氧化物转化率不变,A错误;
B、加入足量 , 浓度增大,平衡正向移动。氮氧化物(、 )作为另一反应物,转化率增大;虽生成 增多,但 加入使总物质的量增加更明显,故 体积分数减小,B正确;
C、反应 (放热 ),升温平衡逆向移动,反应物转化率降低;平衡常数 只与温度有关,放热反应升温 减小,C错误;
D、反应前气体物质的量( ),反应后( ),(体积增大 )。缩小容器体积(加压 ),平衡逆向移动;体积缩小,即使平衡逆向, 浓度也会因体积减小而增大(浓度 = 物质的量/体积,体积缩小影响更显著 ),D错误;
故答案为:B。
【分析】本题围绕可逆反应平衡移动,依据勒夏特列原理,分析催化剂、浓度、温度、压强对平衡的影响(判断平衡移动方向、转化率、体积分数、平衡常数变化 )。
催化剂作用:同等程度加快正逆反应速率,不影响平衡,转化率不变 。
浓度影响:增大某反应物浓度,平衡正向移动,另一反应物转化率增大;自身转化率降低,产物体积分数需结合总物质的量变化判断 。
温度影响:放热反应( ),升温平衡逆向移动,反应物转化率降低,平衡常数减小(平衡常数与温度相关,放热反应升温 减小 )。
压强影响:反应前后气体物质的量变化( )决定压强对平衡的影响;缩小体积(加压 ),平衡向 减小方向移动 。
9.(2024高二上·邵阳开学考)向体积均为2L的A、B、C三个密闭容器中分别充入1molX气体和3molY气体,发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)。2min后反应达到最大限度,测得A中剩余0.4molX.,B中Y的浓度为0.5mol·L-1,C中用Z表示的反应速率为(Z)=0.3mol·L-1·min-1。则0~2min内三个容器中反应速率的大小关系为(  )
A.B>A>C B.A>B=C C.B>A=C D.A>B>C
【答案】C
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】容器A:消耗X的物质的量 ,
速率 。
容器B:消耗 的浓度 ,
由 ,得 。
容器C:由 ,,
得 。
故 B>A=C 。
故答案为:C。
【分析】本题需利用“化学反应速率与化学计量数的比例关系”,将不同物质表示的反应速率换算为同一物质(如X)的速率,再比较大小。
核心逻辑:基于“反应速率之比等于化学计量数之比”,将不同物质的速率换算为同一物质(X)的速率,简化比较。
关键步骤:计算各容器中已知物质的消耗浓度/物质的量;利用计量数比例,换算为X的速率;直接对比X的速率,确定大小关系。
易错点:注意容器体积、时间对速率计算的影响,严格按公式 或 计算。
10.(2024高二上·邵阳开学考)已知A、B、C、D四种物质都是气体,现在5L的密闭容器中进行反应:4A+5B4C+6D,30s后C的物质的量增加了0.30mol。则下列有关叙述正确的是(  )
A.反应开始至30s,v(A)=0.010mol·L-1·s-1
B.30s时容器中D的物质的量至少为0.45mol
C.30s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D.反应开始至30s,容器中A的物质的量增加了0.30mol
【答案】B
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、30s后 增加0.30mol,由方程式知 与 计量数均为4,故减少0.30mol ,
计算速率:,不是0.010,A错误;
B、 与 计量数比4:6, 增加0.30mol,则 生成 。
因反应从起始开始, 初始量至少为0(若起始无 ),故30s时 物质的量至少0.45mol,B正确;
C、起始时 、、、 的物质的量未知,仅知变化量之比(4:5:4:6 ),无法确定30s时的量之比,C错误;
D、 是反应物, 增加时 应减少,故 物质的量减少0.30mol,不是增加,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题围绕化学反应速率与物质的量变化,依据反应方程式中化学计量数关系,结合速率公式( )及物质的量变化规律(系数比 = 物质的量变化比 ),分析各选项 。
速率计算:利用 ,结合化学计量数找物质的量变化关系,计算反应速率 。
物质的量变化:反应中各物质的量变化量之比等于化学计量数之比,需注意起始量未知时,平衡量之比不确定 。
11.(2024高二上·邵阳开学考)电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0。该反应达平衡后,改变条件,下列说法正确的是
A.移走部分PbCrO4固体,转化率升高
B.加入少量K2Cr2O7固体后,溶液中c(H+)不变
C.加入少量NaOH固体,自然沉降后,溶液颜色变浅
D.升高温度,该反应的平衡常数K增大
【答案】C
【知识点】化学平衡常数;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、 是固体,移走部分固体,溶液中 、、 浓度均不变 。根据勒夏特列原理,平衡不移动,故 转化率不变,A错误;
B、加入 固体,溶液中 浓度增大,平衡正向移动(生成更多 ),因此,溶液中 会增大,B错误;
C、加入 固体, 与 反应,使 减小 。根据勒夏特列原理,平衡正向移动, 浓度降低(溶液颜色由 浓度决定 ),自然沉降后,溶液颜色变浅,C正确;
D、反应 (放热反应 ),升高温度,平衡逆向移动 ,平衡常数 只与温度有关,放热反应升温时, 减小(平衡常数表达式中,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值减小 ),D错误;
故答案为:C。
【分析】A.固体量不影响溶液中离子浓度,平衡不移动 。
B.增大反应物浓度,平衡正向移动, 浓度变化 。
C.减小 浓度,平衡正向移动, 浓度降低 。
D.放热反应升温,平衡逆向移动,平衡常数 减小 。
12.(2024高二上·邵阳开学考)下列只含共价键的化合物是
A.HClO4 B.NaCl C.KOH D.MgCl2
【答案】A
【知识点】化学键;离子键的形成;共价键的形成及共价键的主要类型
【解析】【解答】A、 由 、、 非金属原子构成,原子间通过共用电子对形成共价键,无离子键,是只含共价键的化合物,A正确;
B、 由 (活泼金属离子 )和 (活泼非金属离子 )构成,通过离子键结合,不含共价键,B错误;
C、 含 与 , 和 间是离子键; 内部( 与 )是共价键,故 既含离子键又含共价键,C错误;
D、 由 (活泼金属离子 )和 (活泼非金属离子 )构成,通过离子键结合,不含共价键,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题围绕化学键类型(共价键、离子键 )判断,需明确共价键(原子间共用电子对形成 )、离子键(阴阳离子间静电作用形成 ) 的区别,分析各物质的化学键构成,筛选“只含共价键的化合物” 。
共价键判断:非金属原子间(或非金属与少数金属原子,如 )常形成共价键;化合物中全为共价键时,才符合要求 。
离子键判断:活泼金属(如 、、 等 )与活泼非金属(如 、 等 )间易形成离子键;含离子键的化合物为离子化合物,若同时含原子团(如 ),原子团内有共价键 。
13.(2024高二上·邵阳开学考)关于平衡常数K,下列说法中正确的是
A.K值越大,反应越容易进行
B.对任一给定的可逆反应,温度升高,K值增大
C.对同一可逆反应,K值越大,反应物的转化率越高
D.加入催化剂或增大反应物浓度,K值将增大
【答案】C
【知识点】化学平衡常数
【解析】【解答】A、 K 大说明反应进行程度大,但“反应容易进行”还与活化能有关(如有些反应K大,但活化能高,需条件才发生 ),故K大≠反应容易进行,A错误;
B、温度对K的影响取决于反应吸放热,若正反应放热,升温平衡逆向移动,K减小;若正反应吸热,升温K增大,并非所有反应升温K都增大,B错误;
C、对同一可逆反应,K越大,说明生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值越大,反应进行越彻底,反应物转化率越高,C正确;
D、K只由温度决定,催化剂加快反应速率但不改变平衡,增大反应物浓度平衡移动但温度不变,故K不变,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕平衡常数K的性质,需明确K的影响因素(仅与温度有关 )、K与反应进行程度及转化率的关系,结合反应吸放热判断温度对K的影响,逐一分析选项 。
K的意义:K反映反应进行的程度,K越大,反应进行越彻底,但与“反应是否容易发生”无直接关联(需考虑活化能 )。
温度对K的影响:若正反应吸热,升温K增大;若正反应放热,升温K减小(K只随温度变 )。
K与转化率的关系:同一可逆反应,K越大,反应进行程度越大,反应物转化率越高 。
其他因素对K的影响:催化剂、反应物浓度改变,不影响K(因温度不变 )。
14.(2024高二上·邵阳开学考)已知下列反应的平衡常数:,;,;则反应的平衡常数是
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】化学平衡常数
【解析】【解答】反应1:,因 是固体,浓度视为1,故 。
反应2:,因 是固体,浓度视为1,故 。
观察可知:反应1 - 反应2 = 目标反应。
对应平衡常数运算:若反应3 = 反应1 - 反应2,则 (平衡常数相减对应表达式相除 )。
验证表达式:目标反应的 ,
将 、 代入:
故目标反应的平衡常数 。
故答案为:D。
【分析】1. 写出已知反应的平衡常数表达式(注意固体 浓度不计入 )。
2. 分析目标反应与已知反应的关系(通过加减反应式推导 ),对应调整平衡常数表达式,计算目标反应的 。
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
15.(2024高二上·邵阳开学考)汽车尾气系统中,有毒气体CO和NO在三元催化剂作用下生成无毒气体,某课外化学兴趣小组用如下装置模拟该转化过程。
(1)a装置中试剂为浓硫酸,其作用为   (选填编号,下同);c装置作用为   。
①干燥   ②观察流速   ③混合气体 ④ 安全瓶
(2)以上装置图中b装置的硬质玻璃管中发生的反应为   。
(3)氢化钠(NaH)在野外被用作生氢剂,其原理NaH + H2O = NaOH + H2↑,该反应中氧化剂是   ,被氧化与被还原元素的物质的量之比为   。
【答案】(1)①②③;④
(2)2CO + 2NO =N2 +2CO2
(3)H2O;1:1
【知识点】氧化还原反应;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)根据分析,a装置中试剂为浓硫酸,其作用为干燥CO与NO,同时使气体混合均匀且可观察流速,故选①②③;c装置为安全瓶,能防止d装置中的澄清石灰水倒吸,故选④;
(2)CO与NO有毒气体在三元催化剂作用下生成无毒气体N2和CO2,硬质玻璃管中发生的反应为2CO + 2NO =N2 +2CO2;
(3)反应中氢元素价态归中,水中的氢由+1价降低到0价,氢化钠中的氢由-1价升高到0价,反应中氧化剂是H2O,被氧化与被还原元素的物质的量之比为1:1。
【分析】进入硬质玻璃管的气体应该为干燥的CO与NO,a装置中试剂为浓硫酸,用于干燥CO与NO,同时使气体混合均匀且可观察流速;根据题意可知汽车尾气系统中的CO与NO有毒气体在三元催化剂作用下生成无毒气体N2和CO2,c装置为安全瓶,能防止d装置中的澄清石灰水倒吸,据此分析。
(1)a装置(浓硫酸):需干燥、混合CO和NO,还可通过气泡观察流速,对应①②③(干燥、混合、观察流速 ),c装置:作安全瓶,防止d中石灰水倒吸,选④ 。
(2)有毒气体CO、NO在催化剂作用下生成无毒的和,反应为 。
(3)反应中, 中(+1价→0价,得电子 )是氧化剂,
中(-1价→0价,被氧化 )与 中(+1价→0价,被还原 )的物质的量比为 。
(1)根据分析,a装置中试剂为浓硫酸,其作用为干燥CO与NO,同时使气体混合均匀且可观察流速,故选①②③;c装置为安全瓶,能防止d装置中的澄清石灰水倒吸,故选④;
(2)CO与NO有毒气体在三元催化剂作用下生成无毒气体N2和CO2,硬质玻璃管中发生的反应为2CO + 2NO =N2 +2CO2;
(3)反应中氢元素价态归中,水中的氢由+1价降低到0价,氢化钠中的氢由-1价升高到0价,反应中氧化剂是H2O,被氧化与被还原元素的物质的量之比为1:1。
16.(2024高二上·邵阳开学考)有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)在101kP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题
①该反应反应物总能量   生成物总能量(填“大于”,“小于”或“等于”)
②氢气的燃烧热为   。
③该反应的热化学方程式为   。
④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-O键能为463 kJ·mol-1,O=O键能为498 kJ·mol-1,计算H-H键能为   kJ·mol-1
(2)氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3。
则ΔH3=   kJ·mol-1
【答案】(1)大于;285.8 kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1;436
(2)84.6
【知识点】反应热和焓变;燃烧热;热化学方程式;盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)①反应放热,则该反应的反应物总能量大于生成物总能量;
②在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,所以氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1。
③在101kP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则4g氢气即2mol氢气完全燃烧生成液态水放出571.6kJ的热量,该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1。
④反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,则2x+498-2×2×463=-241×2,解得x=436,所以H-H键能为436 kJ·mol-1;
(2)已知:①Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1
②Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1
③Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3
则根据盖斯定律可知②-①×2即得到反应③,所以ΔH3=-64.4kJ·mol-1-2×(-74.5kJ·mol-1)=+84.6kJ·mol-1。
【分析】(1)①燃烧放热:反应物总能量大于生成物。
②1g H2放热142.9kJ,1mol(2g)H2放热 ,即燃烧热为 。
③2mol H2燃烧放热 ,写出方程式 。
④用反应热 = 反应物键能和 - 生成物键能和,设H-H键能为 ,列方程求解。
(2)利用盖斯定律:目标反应 = 反应② - 2×反应①计算。
(1)①反应放热,则该反应的反应物总能量大于生成物总能量;
②在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,所以氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1。
③在101kP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则4g氢气即2mol氢气完全燃烧生成液态水放出571.6kJ的热量,该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1。
④反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,则2x+498-2×2×463=-241×2,解得x=436,所以H-H键能为436 kJ·mol-1;
(2)已知:
①Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1
②Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2=-64.4kJ·mol-1
③Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3
则根据盖斯定律可知②-①×2即得到反应③,所以ΔH3=-64.4kJ·mol-1-2×(-74.5kJ·mol-1)=+84.6kJ·mol-1。
17.(2024高二上·邵阳开学考)某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示。根据图中数据,填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为   。
(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率v(Z)=   。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的   倍。
②若此时将容器的体积缩小为原来的,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为   (填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在t1~t6内反应速率与时间图象如图2所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则下列说法正确的是   (填字母)。
A.在t1时增大了压强
B.在t3时加入催化剂
C.在t4时降低了温度
D.t2~t3时X的转化率最高
【答案】3X+Y2Z;0.05 mol·L-1·min-1;0.9;放热;B
【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】(1) 在反应中,X、Y的物质的量逐渐减小,Z的物质的量逐渐增大,则X、Y为反应物,Z为生成物,相同时间内,化学反应中各物质的物质的量变化之比等于化学剂量数之比(0.3:0.1:0.2),则化学方程式为3X+Y2Z;
故答案为: 3X+Y2Z ;
(2) 反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为v(Z)= =0.05 mol·L-1·min-1;
故答案为: 0.05 mol·L-1·min-1;
(3)①X、Y、Z均为气体时,反应前n(总)=2.0 mol,平衡时n(总)=0.7 mol+0.9 mol+0.2 mol=1.8 mol,所以p(平)∶p(始)=1.8 mol∶2.0 mol=0.9;
②将容器体积缩小,相当于增压,平衡正向移动,达平衡时,温度升高,说明正反应为放热反应;
故答案为: 0.9 ; 放热
(4)A.在t1时如果增大压强,则正、逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率,A错误;
B.在t3时应该是加入了催化剂,正、逆反应速率都增大,并且增大的倍数相同,平衡不移动,B正确;
C.在t4时如果是降低了温度,则正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率,C错误;
D.由图可以看出,从t1~t2,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,从t2~t4,平衡不移动,A的转化率不变,从t4~t5,平衡继续向逆反应方向移动,A的转化率又降低,因此,t0~t1时A的转化率最高,D错误;
故答案为:B。
【分析】(1)根据反应中物质的量变化,确定反应物和生成物,利用物质的量变化之比等于化学计量数之比,得出化学方程式 。
(2)运用反应速率公式,结合Z的物质的量变化、容器体积和时间,算出平均反应速率为 。
(3)①根据压强与物质的量成正比,结合反应前后气体总物质的量,算出压强是开始时的0.9倍 。
②依据体积缩小(增压 )后平衡移动及温度变化,判断正反应为放热反应 。
(4)分析图2中不同时段反应速率变化,结合影响速率因素(压强、催化剂、温度等 ),判断只有B选项(时加催化剂,速率同增且平衡不移动 )正确 。
18.(2024高二上·邵阳开学考)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2
(1)通过实验A、B,可探究出   (填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=   、T1=   ;通过实验   (填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中V2=   。
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是   。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+) 随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是   ,相应的粒子最可能是   (填粒子符号)。
【答案】(1)浓度;1;293;BC;3
(2)在相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快
(3)催化作用;Mn2+
【知识点】探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1)A、B两组实验中,c(H2C2O4)不同,故温度应相同,T1=293;
为使A、B两组实验中c(KMnO4)相同,则溶液总体积均为6mL,V1=1;
C组实验中温度与另外两组不同,加水量与B组相同,故通过B、C组实验可探究温度对化学反应速率的影响,因此V2=3;
故答案为:浓度;1;293;BC;3;
(2)若t1<8,则实验A中反应速率比实验B中快,说明其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
故答案为:在相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快;
(3)由图像知,反应过程中出现了反应速率突然快速增加的现象,这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用,结合反应前后溶液中粒子的变化情况可知,该粒子最可能是Mn2+;
故答案为:催化作用;Mn2+。
【分析】分析表中数据可知,本实验探究的是浓度、温度变化对化学反应速率的影响,实验中探究浓度(或温度)对反应速率的影响时要确保影响反应速率的其他因素相同。
(1)利用单一变量原则分析:实验A、B温度相同(控制变量 ), 浓度不同,探究浓度对速率的影响,保证总体积相同,温度相同 ;温度探究:实验B、C浓度控制相同,温度不同,选B、C探究温度影响。
(2) 说明A中反应更快,A与B温度相同,A中 浓度更高,结论:相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快 。
(3)图像中 增加后反应速率突变,说明 有催化作用。
(1)A、B两组实验中,c(H2C2O4)不同,故温度应相同,T1=293;
为使A、B两组实验中c(KMnO4)相同,则溶液总体积均为6mL,V1=1;
C组实验中温度与另外两组不同,加水量与B组相同,故通过B、C组实验可探究温度对化学反应速率的影响,因此V2=3;
故答案为:浓度;1;293;BC;3;
(2)若t1<8,则实验A中反应速率比实验B中快,说明其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
故答案为:在相同条件下,增大反应物浓度,反应速率加快;
(3)由图像知,反应过程中出现了反应速率突然快速增加的现象,这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用,结合反应前后溶液中粒子的变化情况可知,该粒子最可能是Mn2+;
故答案为:催化作用;Mn2+。
19.(2024高二上·邵阳开学考)某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定实验。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、温度计、玻璃搅拌器、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是   。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器   (填“能”或“否”),其原因是   。
(3)他们记录的实验数据如下,请计算完成下表。
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
实验用品 溶液温度 生成1 mol H2O放出的热量
t1 t2
a 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 20 ℃ 23.3 ℃    (保留一位小数)
b 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 20 ℃ 23.5 ℃
(4)若用氢氧化钾代替氢氧化钠,对测定结果   (填“有”或“无”,下同)影响;若用醋酸代替盐酸做实验,对测定结果   影响。
【答案】(1)量筒
(2)否;金属铜丝易导热,热量散失多,导致误差偏大
(3)56.8 kJ
(4)无;有
【知识点】反应热和焓变;中和热的测定
【解析】【解答】(1)中和热的测定实验中,需要用量筒量取酸溶液和碱溶液的体积,需要使用温度计测量反应前后的温度,则还缺少量取溶液体积的量筒和溶液温度的温度计;
(2)铜丝是热的良导体,若用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,搅拌时棒热量损失大,热量损失大,实验误差大,则实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)由题给数据可知2次实验测得温度差分别为3.3℃、3.5℃,2组数据都有效,温度差平均值为3.4℃,氢氧化钠溶液和盐酸的质量和为,由放出热量可得生成0.025mol的水放出热量,则生成1mol的水放出热量为;
(4)若用KOH代替NaOH,强碱KOH溶液也能和NaOH溶液与盐酸完全反应生成等量的水,同样可以测定反应的中和热,对测定结果无影响;若用醋酸代替盐酸,由于醋酸为弱酸,电离时吸收热量会导致反应生成等量的水放出的热量少,对测定结果有影响。
【分析】通过测量温差计算中和热,记录反应前后的温度,算出温差,根据Q=cm(t2-t1)计算放出的热量,再用放出的总热量除以生成水的物质的量,即可求得生成1mol水的中和热;
(1)中和热测定需量取酸碱体积,现有仪器缺量筒(量取溶液体积 )。
(2)铜丝导热性强,搅拌时热量散失多,导致误差大 。
(3)先算前2次实验平均温差;再算总质量100g ,最后代入公式求得生成水释放的热量 ,则生成1mol水放热 。
(4)KOH替代NaOH:均为强碱,与盐酸反应生成等量水,无影响 ;醋酸替代盐酸:醋酸电离吸热,使放热减少,有影响 。
(1)中和热的测定实验中,需要用量筒量取酸溶液和碱溶液的体积,需要使用温度计测量反应前后的温度,则还缺少量取溶液体积的量筒和溶液温度的温度计;
(2)铜丝是热的良导体,若用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,搅拌时棒热量损失大,热量损失大,实验误差大,则实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)由题给数据可知2次实验测得温度差分别为3.3℃、3.5℃,2组数据都有效,温度差平均值为3.4℃,氢氧化钠溶液和盐酸的质量和为,由放出热量可得生成0.025mol的水放出热量,则生成1mol的水放出热量为;
(4)若用KOH代替NaOH,强碱KOH溶液也能和NaOH溶液与盐酸完全反应生成等量的水,同样可以测定反应的中和热,对测定结果无影响;若用醋酸代替盐酸,由于醋酸为弱酸,电离时吸收热量会导致反应生成等量的水放出的热量少,对测定结果有影响;

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