中小学教育资源及组卷应用平台
2025-2026学年高二化学上学期期中练习卷02(解析)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章-第三章(人教版选择性必修第一册)。
5.难度系数:0.65
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A.物质发生化学反应不一定伴有能量的变化
B.已知 ,则石墨比金刚石稳定
C.在任何条件下,化学反应的焓变等于反应热
D.,下,稀盐酸和稀溶液反应的中和热,则含的稀硫酸与足量稀氢氧化钡溶液反应放出的热量为
【答案】B
【详解】A.化学反应必然伴随能量变化(吸热或放热),因此物质发生化学反应一定伴有能量变化,A错误;
B.ΔH>0表明石墨转化为金刚石为吸热反应,说明石墨能量更低,更稳定,B正确;
C.焓变(ΔH)等于反应热仅适用于恒压条件且无非体积功的情况,选项中的“任何条件”表述错误,C错误;
D.硫酸与氢氧化钡反应生成BaSO4沉淀,额外释放沉淀热,总放热量应大于114.6kJ,而D选项未考虑此部分热量,D错误;
答案选B。
2.一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示。下列有关说法不正确的是
A.该反应为吸热反应 B.该反应历程共分4步进行
C.该反应的快慢取决于第4步反应 D.该反应的所有基元反应都需要吸收热量
【答案】D
【详解】A.判断反应吸热放热需比较反应物和最终生成物的总能量。由能量图可知,C+4H的能量高于CH4,即生成物总能量高于反应物,该反应为吸热反应,A正确;
B.反应历程的步数等于能量图中“峰”(过渡态)的数量,图中从CH4到C+4H依次经过4个峰,对应4步基元反应,B正确;
C.反应速率由活化能最大的基元反应决定,能量图中第4步反应的活化能最大,故反应快慢取决于第4步,C正确;
D.CH2+2H的能量高于CH+3H,则该步为放热反应,并非所有基元反应都吸热,D错误;
答案选D。
3.在一固定容积的密闭容器中,置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示,则下列说法正确的是
A.增大压强,NO转化率增大
B.若该反应在B、D点的平衡常数分别为KB、KD,则KBC.若状态B、C、D的速率分别为、、,则
D.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v(正)>v(逆)
【答案】D
【详解】A.C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),该反应前后气体分子数相等,增大压强平衡不移动,NO转化率不变,A错误;
B.平衡常数K仅与温度有关, B、D两点温度相同,K相同,则KB=KD,B错误;
C.若状态B、C、D的速率分别为、、,B和D处于同一温度,浓度c(D)> c(B),则>,C在T3,温度越高,速率越快,则>>,C错误;
D.在T2时,若反应体系处于状态D,说明要消耗一氧化氮,平衡正向移动,即v(正)>v(逆),D正确;
故选D。
4.下列说法不正确的是
A.一定温度下,反应的,则该反应的
B.用溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热:
C. ,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数增大
D.已知 ;CO和C(石墨)的燃烧热分别为和。则
【答案】C
【详解】A.反应能够在一定温度下自发进行,满足,该反应的,则ΔS>0,A正确;
B.CH3COOH为弱酸,电离吸热,测得中和热的绝对值小于57.3kJ·mol-1,ΔH>-57.3kJ·mol-1,B正确;
C.ΔH<0为放热反应,升温使平衡逆移,平衡常数减小, C错误;
D.根据燃烧热的定义知,①CO(g)+O2(g)=CO2(g),=-,②C(石墨)+ O2(g)=CO2(g),=-,③ ,反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)由6×②-6×①-2×③得到,则ΔH=[6×(-393.5+283.0)-2×489] kJ·mol-1=-1641.0kJ·mol-1,D正确;
答案选C。
5.下列关于工业合成氨的说法正确的是
A.工业合成氨采用10~30MPa,是因为该条件下催化剂的活性最好
B.选择不同的催化剂会改变此反应△H的数值
C.合成氨工业中采用低温以提高平衡转化率
D.合成氨工业中液化分离出氨,提高产率
【答案】D
【详解】A.合成氨工业采用,使反应速率快,且有利于提高平衡混合物中氨的含量,不是因为该条件下催化剂的活性最好,故A错误;
B.催化剂能改变化学反应速率,不能改变反应△H的数值,故B错误;
C.合成氨若采用低温可提高平衡转化率,但温度降低会使化学反应速率减小,达到平衡所用时间变长,在实际生产中采用的温度为400~500℃,故C错误;
D.由于氨易液化,可以分离出氨,使平衡正移,提高产率,故D正确;
故选D。
6.常温下,的溶液加水稀释时,下列表达式的数据变小的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.稀释时,NH3·H2O电离程度增加,n(OH-)增大,A错误;
B.根据电离常数Kb=,可得,稀释时减小,Kb不变,因此比值增大,B错误;
C.Kb=,加水稀释促进NH3·H2O电离,所以n()减小,n(OH-)增大,增大,减小,C正确;
D.为水的离子积Kw,常温下为定值,D错误;
故选C。
7.下列操作规范且能达到实验目的的是
A.测定中和热 B.探究浓度对化学反应速率的影响
C.测定锌和稀硫酸反应的速率 D.赶出盛KMnO4溶液滴定管尖嘴内气泡
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.测定中和热时,环形搅拌器不能使用铜制,因为铜导热性强,会导致热量散失,应使用环形玻璃搅拌棒,A错误;
B.探究浓度对反应速率的影响需控制单一变量,此实验中金属分别为镁片和铁片,金属种类不同,变量不唯一,无法探究浓度对化学反应速率的影响,B错误;
C.通过分液漏斗加入稀硫酸与锌粒反应生成氢气,氢气推动注射器活塞,结合秒表记录时间,可测定单位时间内生成气体的体积,从而计算反应速率,装置规范且能达到目的,C正确;
D.KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应使用酸式滴定管,且酸式滴定管赶气泡需打开活塞让溶液快速流出,图示是碱式滴定管排除气泡的方法,D错误;
故选C。
8.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Ba2+、NO、Cl-
B.c(Cu2+)=0.1mol·L-1的溶液中:K+、Na+、SO、CO
C.c(H+)=10-14mol·L-1溶液中:Na+、[Al(OH)4]-、S2-、SO
D.使酚酞变红的溶液中:K+、Na+、HCO、Ca2+
【答案】C
【详解】A.含有Fe3+的水溶液呈黄色,无色透明溶液中不含Fe3+,故不选A;
B.Cu2+与CO会水解生成沉淀,不能大量共存,故B错误;
C.c(H+)=10-14mol/L即pH=14,溶液呈碱性,[Al(OH)4] 、S2-、SO在碱性条件下稳定存在,能共存,故C正确;
D.酚酞变红说明溶液呈碱性,HCO会与OH 反应生成CO,且Ca2+与CO生成CaCO3沉淀,故D错误;
选C。
9.下列反应方程式与所给事实相符的是
A.过量与的溶液反应:
B.电解溶液:
C.用溶液将锅炉水垢中的转化为:
D.将少量通入溶液中:
【答案】D
【详解】A.SO2与Na2S可发生归中反应生成S,由于SO2过量,溶液中还有生成,正确的反应方程式为,A错误;
B.电解MgCl2溶液时,Mg2+会与阴极产生的OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,正确的反应方程式为,B错误;
C.CaSO4微溶于水,写离子方程式时不能拆开,正确的离子方程式为,C错误;
D.H2S与Cu2+反应可生成极难溶的CuS沉淀,所给离子方程式符合电荷和原子守恒,D正确;
故选D。
10.工业上利用天然气和二氧化碳催化重整可以制备合成气: 。已知几种热化学方程式如下:
①
②
③
④键能依次为。
根据上述数据计算,、CO中碳氧键的键能分别为
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】目标反应为,根据盖斯定律,①-得目标反应,故;
反应物键能总和:;
产物键能总和:。
由,得:
,解得。
答案选C。
11.氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+ 4H2(g) + 2Na2CO3(s) Mo(s)+ 2CO(g)+ 4H2O(g) + 2Na2S(s) H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是
A.该反应ΔH < 0
B.粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原
C.图2中T1对应图1中的温度为1300℃
D.若图1中A点对应温度下体系压强为10 MPa,则H2O(g)的分压为5 MPa(分压=总压×物质的量分数)
【答案】C
【详解】A.根据图1,随温度升高,反应物浓度减小,生成物浓度增大,说明升温平衡正向移动,故该反应是吸热反应ΔH>0,A错误;
B.该反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向进行,不利于反应向右进行,B错误;
C.根据图像1,1300℃时该反应的平衡常数K==1,根据图2可知,T1℃是正逆化学平衡常数相等,即此时平衡常数为1,C正确;
D.A点各组分的浓度之和为5mol/L,在同一容器中,压强之比等于物质的量之比,也等于浓度之比,所以A点对应温度下体系压强为10MPa时,H2O(g)的分压为=4MPa,故D错误;
故选C。
12.如图,I是恒压密闭容器,II是恒容密闭容器。其它条件相同时,在I、II中分别加入2molX和2molY,起始时容器体积均为VL,发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知):2X(?)+Y(?)aZ(g)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则下列说法一定正确的是
A.若X、Y均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:Ⅱ > Ⅰ
B.若X、Y不均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I>II
C.若X为固态,Y为气态,则I、II中从起始到平衡所需时间相同
D.平衡时I容器的体积小于VL
【答案】C
【详解】A.X、Y均为气态,II和I相比,相当于减压,平衡逆向移动,气体物质的量II>I,平衡时气体平均摩尔质量:IIB.若X为固态,Y为气态,反应前后气体系数和相等,则平衡时气体平均摩尔质量:I=II,B错误;
C.若X为固态,Y为气态,反应前后气体系数和相等,I、II为始态相同的等效平衡,则I、II中从起始到平衡所需时间相同,故C正确;
D.若X为固态,Y为气态,平衡时I容器的体积等于VL,故D错误;
故选C。
13.常温时,向溶液中滴加溶液,滴定曲线如下图所示。下列说法错误的是
A.该滴定过程第一滴定终点应该选择甲基橙溶液作指示剂
B.反应的平衡常数
C.W点到X点发生的主要反应的离子方程式为:
D.Y点对应的溶液中
【答案】B
【详解】A.第一滴定终点溶液呈酸性,应该选择甲基橙溶液作指示剂,A正确;
B.根据W点可知c(H2A)=c(HA-),H2A的,根据Y点可知c(HA-)=c(A2-),H2A的,反应H2A+A2-=2HA-的 ,B错误;
C.W点到到第一滴定终点X,H2A与氢氧化钠发生中和,到X点生成NaHA,离子方程式为:,C正确;
D.根据电荷守恒,c(Na+)+ c(H+)=c(OH-) +c(HA-)+ 2c(A2-),Y点c(HA-)= c(A2-),所以c(Na+)+c(H+)=c(OH-) +3c(HA-),D正确。
答案选B。
14.实现“碳中和”一种路径是将和合成。其主要反应为
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
若仅考虑上述反应,在下,将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示。
的选择性。下列说法正确的是
A.一定温度下,使用高效催化剂可提高的平衡产率
B.其他条件不变,时,随温度升高生成的量增多
C.其他条件不变,时,通入,生成
D.温度高于时,主要是因为反应Ⅱ正向进行程度增大使的选择性降低
【答案】C
【详解】A.催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,只影响反应达到平衡所需的时间,不影响化学平衡的移动,因此一定温度下,使用高效催化剂不能提高的平衡产率,A错误;
B.由图像可知,时,随着温度升高,CO2的转化率降低,CH3OCH3选择性减小、CH3OH的选择性增大,结合方程式(反应Ⅰ、Ⅲ生成H2O的物质的量等于消耗的CO2物质的量)和O元素守恒,260℃时随温度升高生成H2O的量减少,B错误;
C.时,CO2的转化率为30%,的选择性为64%;通入1molCO2,参加反应的物质的量为1mol×30%=0.3mol,生成消耗的CO2的物质的量为0.3mol×64%=0.192mol,根据反应关系,生成的物质的量为0.192mol×0.5=0.096mol,C正确;
D.温度高于时,的选择性降低,CH3OH的选择性升高,因为生成和CH3OH的反应是放热反应,升温使反应 Ⅰ、Ⅱ逆向移动,D错误;
答案选C。
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(15分))油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036kJ·mol 1
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94kJ·mol 1
③H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ·mol 1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4= kJ·mol 1,
该反应在 (填“高温”或“低温”)条件下才可自发进行。
(2)某恒温恒容条件下,反应④中H2S的转化率达到最大值的依据是_______(填字母)。
A.气体的压强不发生变化
B.气体的密度不发生变化
C.平均摩尔质量不发生变化
D.单位时间里分解的H2S和生成的H2的量一样多
(3)目前较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺:
2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g) ΔH<0
①相比克劳斯工艺,利用反应④高温热分解方法的优缺点是 。
②研究人员对反应条件对S2产率的影响进行了如图研究。同条件下,相同时间内,S2产率随温度的变化如图1所示。由图1可见,随着温度升高,S2产率先增大后减小,原因是 。
③相同条件下,相同时间内,S2产率随n(O2):n(H2S)值的变化如图2所示。n(O2):n(H2S)值过高不利于提高S2产率,可能的原因是 。
(4)在1470K、100kPa反应条件下,将n(H2S):n(Ar)=1:3.75的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为 ,平衡常数Kp= kPa(已知:分压=总压×该组分的物质的量分数)。
【答案】(1) +170(2分)) 高温(1分))
(2)AC(2分))
(3)优点:副产物氢气可作燃料缺点:耗能高(2分)) 该反应是放热反应,反应未达到平衡时,升高温度,S2的生成速率增大,单位时间S2的生成量增大,转化率增大;当反应达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,S2的转化率减小(2分)) O2浓度过高,H2S和O2会反应生成副产物SO2,导致S2产率减小(2分))
(4) 50%(2分)) 5(2分))
【解析】(1)根据盖斯定律(①+②)×-③=反应④,则;反应为吸热的熵增反应,则在高温下可以自发;
(2)反应④中H2S的转化率达到最大值,则说明反应达到平衡状态;A项,恒容密闭容器该反应是气体分子数增大的反应,容器内压强始终再变化,当容器中气体的压强不再改变,说明反应达到平衡,故A正确;B项,气体总质量不变,容器体积不变,容器中混合气体的密度始终改变,故不能作为平衡标志,故B错误;C项,反应过程气体总物质的量在变化,容器内混合气体的平均摩尔质量在变化,故当不变时达到平衡,故C正确;D项,单位时间里分解的H2S和生成的H2的量的关系等于系数关系,且都是同向进行,不能说明达到平衡,故D错误;故选AC;
(3)①反应④高温热分解的副产物为清洁燃料氢气,但是反应需要高温耗能较大,故相比克劳斯工艺,利用反应④高温热分解方法的优缺点:优点:副产物氢气可作燃料缺点:耗能高;②反应焓变小于0,该反应是放热反应,反应未达到平衡时,升高温度,S2的生成速率增大,单位时间S2的生成量增大,转化率增大,当反应达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,S2的转化率减小;故随着温度升高,S2产率先增大后减小;③氧气具有氧化性,能和还原性的硫化氢反应,故n(O2):n(H2S)值过高不利于提高S2产率,可能的原因是O2浓度过高,H2S和O2会反应生成副产物SO2,导致S2产率减小;
(4)在1470K、100kPa反应条件下,将n(H2S):n(Ar)=1:3.75的混合气进行H2S热分解反应,假设硫化氢投料1mol;
平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,则1-a=a,a=0.5,故H2S平衡转化率为;平衡时硫化氢、S2、氢气、氩气分别为0.5mol、0.25mol、0.5mol、3.75mol,总的物质的量为5mol,则平衡常数kPa。
16.(14分))过硫酸铵[(NH4)2S2O8],是一种重要的氧化剂、漂白剂。某实验小组以双氧水、浓硫酸和氨气为原料制备过硫酸铵,并用碘量法测定产品中过硫酸铵的纯度。
Ⅰ. (NH4)2S2O8的制备
(1)仪器M的名称为 。
(2)写出装置A中制备(NH4)2S2O8的化学方程式: 。
(3)实验中用到上述仪器,按照气流从左到右的顺序,合理的连接顺序为 。
c→_________→_________→_________→_________→_________→_________(填仪器接口小写字母))。
(4)干燥产品的方法是→ (填“高温常压烘干”“高温减压烘干”“低温常压烘干”或“低温减压烘干”)),可能的理由是→ 。
Ⅱ. (NH4)2S2O8产品纯度的测定:
(5)称取产品,配制成溶液,移取25.00 mL (NH4)2S2O8溶液放入锥形瓶中,加入过量的溶液,然后加入几滴淀粉溶液,再用的Na2S2O3溶液滴定,重复上述操作三次,平均消耗Na2S2O3溶液的体积为。
已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
①下列说法正确的是 ;
A.过滤得到的(NH4)2S2O8粗产品可用无水乙醇洗涤
B.(NH4)2S2O8属于离子化合物,其中为+7价
C.锥形瓶中加入过量的溶液时的反应是S2O82-+2I-=I2+2SO42-
D.当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不恢复为原色
②(NH4)2S2O8产品的纯度为 。
【答案】(1)恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗(2分))
(2) NH3+H2O2+2H2SO4=(NH4)2S2O8+2H2O(2分))
(3)g f b a d e(2分))
(4) 低温减压烘干(2分)) 减压是为了加快烘干速度,低温是为了防止(NH4)2S2O8受热分解(2分))
(5) AC(2分)) 71.25%(2分))
【解析】双氧水、浓硫酸和氨气反应生成过硫酸铵,化学方程式为2NH3+H2O2+2H2SO4=(NH4)2S2O8+2H2O,B为NH3发生装置,A为过硫酸铵发生装置,考虑氨气极易溶于水,需要在A、B之间放置安全瓶D,最后用盛放碱石灰的干燥管C进行尾气处理,故仪器接口连接顺序为c→g→f→b→a→d→e,最后采用滴定法测定过硫酸铵的纯度。
(1))根据仪器M的特点可知,该仪器为恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗。
(2))由过硫酸铵结构可知,存在过氧键,过氧键中的O为-1价,S的化合价仍为+6价,因此双氧水、浓硫酸和氨气反应生成过硫酸铵属于非氧化还原反应: 2NH3+H2O2+2H2SO4=(NH4)2S2O8+2H2O。
(3))B为2NH3+H2O2+2H2SO4=(NH4)2S2O8+2H2O的发生装置,A为H2O2、浓硫酸、2NH3+H2O2+2H2SO4=(NH4)2S2O8+2H2O的反应装置,因三颈烧瓶中b处导管伸入液面以下,气流只能b进a出,但考虑2NH3+H2O2+2H2SO4=(NH4)2S2O8+2H2O极易溶于水,需要在A、B之间放置安全瓶D,最后用盛放碱石灰的干燥管C进行尾气处理,故仪器接口连接顺序为c→g→f→b→a→d→e。
(4))为了加快烘干速度同时防止(NH4)2S2O8受热分解,应采用低温减压烘干方式。
(5))①用无水乙醇洗涤(NH4)2S2O8可减少产品的溶解损失,同时乙醇易挥发,有利于低温条件下的快速干燥,A项正确;(NH4)2S2O8属于离子化合物,其中S为+6价,B项错误;S2O82-中过氧键的氧原子为-1价,S2O82-做氧化剂,I-做还原剂,发生反应:S2O82-+2I-=2SO42-+I2,C项正确;当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复为原来颜色,D项错误。故选AC。②根据电子得失关系可得:S2O82-~I2~2S2O32-,反应消耗Na2S2O3的物质的量为;根据物质转化关系式可知25 mL (NH4)2S2O8溶液中(NH4)2S2O8的物质的量为,产品中的(NH4)2S2O8的质量为,纯度为。
17.(14分))研究CO2的资源综合利用,对实现“碳达峰”和“碳中和”有重要意义。
(1)在CO2加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应Ⅰ.CO2(g)+3 H2 (g)CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ.CO2(g)+ H2 (g)CO (g)+ H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1
反应Ⅲ.CO(g)+ 2H2 (g) CH3OH (g) ΔH3= -90 kJ·mol-1
反应Ⅰ的ΔH1= ,该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)向体积为的密闭容器中,投入和,平衡时CO或CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图:
已知反应Ⅱ的反应速率,,为速率常数,c为物质的量浓度。
①图中m代表的物质是 。
②范围内,随着温度升高,H2O的平衡产量的变化趋势是 。
③在p点时,若反应Ⅱ的,此时该反应的v正= mol·L-1·s-1;
④已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp;p点时体系总压强为,反应Ⅱ的Kp= (保留2位有效数字)。
⑤由实验测得,随着温度逐渐升高,混合气体的平均相对分子质量几乎又变回起始的状态,原因是 。
【答案】(1) -49 kJ·mol-1(2分)) 低温(2分))
(2) ①CO(2分)) ②先减小后增大(2分)) ③0.16(2分)) ④4.0×10-3(2分))
⑤反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,高温时主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ反应前后气体分子数相等,所以气体平均相对分子质量基本不变(2分))
【详解】(1)Ⅰ=Ⅱ+Ⅲ则,ΔH1=ΔH2+ΔH3=+41 kJ·mol-1+(-90 kJ·mol-1)= -49 kJ·mol-1;该反应正向放热,正向体积减小熵减,当ΔG=ΔH1-TΔS<0时T较小,则该反应低温自发;
(2)反应Ⅰ、Ⅲ正向放热,反应Ⅱ正向吸热,升高温度反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,则CO的物质的量分数增大、甲醇的物质的量分数减小,m代表CO;升高温度反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,根据二氧化碳的变化趋势可以推知水的平衡产量变化趋势为先减小后增大;p点二氧化碳的转化率为20%,则二氧化碳变化物质的量为0.2mol,CO和CH3OH的总物质的量为0.2mol;此时CO的体积分数为20%,则CO和CH3OH质的量分别为0.04mol、0.16mol;在1L容器中有:
、、,则x+z=0.16、y-z=0.04,有x+y=0.2,则,1-x-y=1-(x+y)=0.8,则n(CO2)=(1-x-y)mol=0.8mol、n(H2)=()mol=2.48mol、n(H2O)=(x+y)mol=0.2mol、n(CO)=0.04mol,p点为平衡点则、;反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,高温时主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ反应前后气体分子数相等,所以气体平均相对分子质量基本不变。
18.(15分))天然气经催化重整转化成合成气(CO+H2)后再合成其他化工产品,既可缓解能源浪费,又能生产高附加值产品。以甲烷、二氧化碳为原料催化重整制合成气,体系中可发生如下二个反应:
反应I:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
(1)反应I可分为如下两步:
CH4裂解:CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2=+74.6kJ·mol 1
CO2重整:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3=+172.5kJ·mol 1
则ΔH= 。反应I能够自发进行的条件是 ,判断依据是 。
(2)T℃时,向4L容器中通入7molCO2(g)、6molCH4(g),发生反应I、Ⅱ。t1min后平衡,体系中c(H2)=1.75mol·L-1,c(H2O)=0.25mol·L-1,压强为p。
①此温度下,反应I的平衡常数Kp= [对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数]。
②请在图中画出0~ t2时段,c(CO)随时间变化曲线并标出CO的平衡浓度 。
(3)二甲醚(DMF)是重要的有机化工原料,可通过上述原料制备,反应方程式为:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
①在恒温恒压条件进行此反应,下列能说明反应已达到平衡的是 。
A.H2、CO、CH3OH、H2O的反应速率之比为4:2:1:1
B.H2、CO、CH3OH、H2O的物质的量之比为4:2:1:1
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.容器中气体的密度保持不变
②T℃时,在容积为的恒容容器中按体积比2:1充入总物质的量为3molH2和的混合物,发生上述制备反应,平衡时CH3OCH3的体积分数对应下图甲中的a点,若调节起始时物质的量之比为3.5:1,则CH3OCH3的平衡体积分数可能对应下图甲中的 (填“b”“c”或“d”)点。
③某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为的密闭容器中,反应达到平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3的物质的量分数变化情况如上图乙所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 (填序号)。
A.p3>p2,T3>T2 B.p2>p3,T1>T3 C.p3>p2,T4>T2 D.p1>p4,T2>T3
【答案】(1)+247.1 kJ·mol-l(2分)) 高温(1分)) 根据ΔH-TΔS<0反应能自发进行,反应I为吸热的熵增反应,故能够自发进行的条件是高温(2分))
(2) (2分)) (2分))
(3) CD(2分)) d(2分)) BD(2分))
【解析】(1)已知:①CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2=+74.6kJ·mol 1;②C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3=+172.5kJ·mol 1;由盖斯定律可知,①+②④得:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g);根据ΔH-TΔS<0反应能自发进行,反应I为吸热的熵增反应,故能够自发进行的条件是高温;
(2)①4L容器中通入7molCO2(g)、6molCH4(g),发生反应I、Ⅱ,t1min后平衡,体系中c(H2)=1.75mol·L-1,c(H2O)=0.25mol·L-1,压强为p,则此时氢气为7mol、水为1mol;
则二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氢气、水分别为2mol、2mol、9mol、7mol、1mol,总的物质的量为21mol,此温度下,反应I的平衡常数;②由①分析可知,t1min后平衡,此时,平衡之后一氧化碳浓度不再改变,故图示为:;
(3)①A项,H2、CO、CH3OH、H2O的反应速率之比为4:2:1:1,没有说明是正反应还是逆反应,不能说明反应已达到平衡;B项,H2、CO、CH3OH、H2O的物质的量之比为4:2:1:1,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应已达到平衡;C项,混合气体的平均摩尔质量为M= m/n,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡;D项,在恒温恒压条件进行此反应,容器体积为变量,气体总质量始终不变,则容器中气体的密度保持不变,说明反应已达到平衡;故选CD;②反应为气体分子数减小的反应,恒容容器中,调节起始时物质的量之比为3.5:1,相当于增加氢气投料,促使反应正向进行,但是由于是增加反应物投料,则平衡时CH3OCH3的体积分数小于原先的a点,故为d点;③反应为气体分子数减小的反应,相同条件下,增大压强,平衡正向移动,二甲醚的含量增大,则p1>p2>p3>p4;生成二甲醚的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二甲醚含量减小,则T1>T2>T3>T4,故选BD。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2025-2026学年高二化学上学期期中练习卷02(原卷)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第1-3章(人教版选择性必修1)。
5.难度系数:0.65
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A.物质发生化学反应不一定伴有能量的变化
B.已知 ,则石墨比金刚石稳定
C.在任何条件下,化学反应的焓变等于反应热
D.,下,稀盐酸和稀溶液反应的中和热,则含的稀硫酸与足量稀氢氧化钡溶液反应放出的热量为
2.一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示。下列有关说法不正确的是
A.该反应为吸热反应 B.该反应历程共分4步进行
C.该反应的快慢取决于第4步反应 D.该反应的所有基元反应都需要吸收热量
3.在一固定容积的密闭容器中,置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示,则下列说法正确的是
A.增大压强,NO转化率增大
B.若该反应在B、D点的平衡常数分别为KB、KD,则KBC.若状态B、C、D的速率分别为、、,则
D.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v(正)>v(逆)
4.下列说法不正确的是
A.一定温度下,反应的,则该反应的
B.用溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热:
C. ,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数增大
D.已知 ;CO和C(石墨)的燃烧热分别为和。则
5.下列关于工业合成氨的说法正确的是
A.工业合成氨采用10~30MPa,是因为该条件下催化剂的活性最好
B.选择不同的催化剂会改变此反应△H的数值
C.合成氨工业中采用低温以提高平衡转化率
D.合成氨工业中液化分离出氨,提高产率
6.常温下,的溶液加水稀释时,下列表达式的数据变小的是
A. B. C. D.
7.下列操作规范且能达到实验目的的是
A.测定中和热 B.探究浓度对化学反应速率的影响
C.测定锌和稀硫酸反应的速率 D.赶出盛KMnO4溶液滴定管尖嘴内气泡
A.A B.B C.C D.D
8.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Ba2+、NO、Cl-
B.c(Cu2+)=0.1mol·L-1的溶液中:K+、Na+、SO、CO
C.c(H+)=10-14mol·L-1溶液中:Na+、[Al(OH)4]-、S2-、SO
D.使酚酞变红的溶液中:K+、Na+、HCO、Ca2+
9.下列反应方程式与所给事实相符的是
A.过量与的溶液反应:
B.电解溶液:
C.用溶液将锅炉水垢中的转化为:
D.将少量通入溶液中:
10.工业上利用天然气和二氧化碳催化重整可以制备合成气: 。已知几种热化学方程式如下:
①
②
③
④键能依次为。
根据上述数据计算,、CO中碳氧键的键能分别为
A. B.
C. D.
11.氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+ 4H2(g) + 2Na2CO3(s) Mo(s)+ 2CO(g)+ 4H2O(g) + 2Na2S(s) H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是
A.该反应ΔH < 0
B.粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原
C.图2中T1对应图1中的温度为1300℃
D.若图1中A点对应温度下体系压强为10 MPa,则H2O(g)的分压为5 MPa(分压=总压×物质的量分数)
12.如图,I是恒压密闭容器,II是恒容密闭容器。其它条件相同时,在I、II中分别加入2molX和2molY,起始时容器体积均为VL,发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知):2X(?)+Y(?)aZ(g)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则下列说法一定正确的是
A.若X、Y均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:Ⅱ > Ⅰ
B.若X、Y不均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I>II
C.若X为固态,Y为气态,则I、II中从起始到平衡所需时间相同
D.平衡时I容器的体积小于VL
13.常温时,向溶液中滴加溶液,滴定曲线如下图所示。下列说法错误的是
A.该滴定过程第一滴定终点应该选择甲基橙溶液作指示剂
B.反应的平衡常数
C.W点到X点发生的主要反应的离子方程式为:
D.Y点对应的溶液中
14.实现“碳中和”一种路径是将和合成。其主要反应为
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
若仅考虑上述反应,在下,将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示。
的选择性。下列说法正确的是
A.一定温度下,使用高效催化剂可提高的平衡产率
B.其他条件不变,时,随温度升高生成的量增多
C.其他条件不变,时,通入,生成
D.温度高于时,主要是因为反应Ⅱ正向进行程度增大使的选择性降低
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(15分))油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036kJ·mol 1
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94kJ·mol 1
③H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ·mol 1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4= kJ·mol 1,
该反应在 (填“高温”或“低温”)条件下才可自发进行。
(2)某恒温恒容条件下,反应④中H2S的转化率达到最大值的依据是_______(填字母)。
A.气体的压强不发生变化
B.气体的密度不发生变化
C.平均摩尔质量不发生变化
D.单位时间里分解的H2S和生成的H2的量一样多
(3)目前较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺:
2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g) ΔH<0
①相比克劳斯工艺,利用反应④高温热分解方法的优缺点是 。
②研究人员对反应条件对S2产率的影响进行了如图研究。同条件下,相同时间内,S2产率随温度的变化如图1所示。由图1可见,随着温度升高,S2产率先增大后减小,原因是 。
③相同条件下,相同时间内,S2产率随n(O2):n(H2S)值的变化如图2所示。n(O2):n(H2S)值过高不利于提高S2产率,可能的原因是 。
(4)在1470K、100kPa反应条件下,将n(H2S):n(Ar)=1:3.75的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为 ,平衡常数Kp= kPa(已知:分压=总压×该组分的物质的量分数)。
16.(14分))过硫酸铵[(NH4)2S2O8],是一种重要的氧化剂、漂白剂。某实验小组以双氧水、浓硫酸和氨气为原料制备过硫酸铵,并用碘量法测定产品中过硫酸铵的纯度。
Ⅰ. (NH4)2S2O8的制备
(1)仪器M的名称为 。
(2)写出装置A中制备(NH4)2S2O8的化学方程式: 。
(3)实验中用到上述仪器,按照气流从左到右的顺序,合理的连接顺序为 。
c→_________→_________→_________→_________→_________→_________(填仪器接口小写字母))。
(4)干燥产品的方法是→ (填“高温常压烘干”“高温减压烘干”“低温常压烘干”或“低温减压烘干”)),可能的理由是→ 。
Ⅱ. (NH4)2S2O8产品纯度的测定:
(5)称取产品,配制成溶液,移取25.00 mL (NH4)2S2O8溶液放入锥形瓶中,加入过量的溶液,然后加入几滴淀粉溶液,再用的Na2S2O3溶液滴定,重复上述操作三次,平均消耗Na2S2O3溶液的体积为。
已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
①下列说法正确的是 ;
A.过滤得到的(NH4)2S2O8粗产品可用无水乙醇洗涤
B.(NH4)2S2O8属于离子化合物,其中为+7价
C.锥形瓶中加入过量的溶液时的反应是S2O82-+2I-=I2+2SO42-
D.当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不恢复为原色
②(NH4)2S2O8产品的纯度为 。
17.(14分))研究CO2的资源综合利用,对实现“碳达峰”和“碳中和”有重要意义。
(1)在CO2加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应Ⅰ.CO2(g)+3 H2 (g)CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ.CO2(g)+ H2 (g)CO (g)+ H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1
反应Ⅲ.CO(g)+ 2H2 (g) CH3OH (g) ΔH3= -90 kJ·mol-1
反应Ⅰ的ΔH1= ,该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)向体积为的密闭容器中,投入和,平衡时CO或CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图:
已知反应Ⅱ的反应速率,,为速率常数,c为物质的量浓度。
①图中m代表的物质是 。
②范围内,随着温度升高,H2O的平衡产量的变化趋势是 。
③在p点时,若反应Ⅱ的,此时该反应的v正= mol·L-1·s-1;
④已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp;p点时体系总压强为,反应Ⅱ的Kp= (保留2位有效数字)。
⑤由实验测得,随着温度逐渐升高,混合气体的平均相对分子质量几乎又变回起始的状态,原因是 。
18.(15分))天然气经催化重整转化成合成气(CO+H2)后再合成其他化工产品,既可缓解能源浪费,又能生产高附加值产品。以甲烷、二氧化碳为原料催化重整制合成气,体系中可发生如下二个反应:
反应I:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
(1)反应I可分为如下两步:
CH4裂解:CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2=+74.6kJ·mol 1
CO2重整:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3=+172.5kJ·mol 1
则ΔH= 。反应I能够自发进行的条件是 ,判断依据是 。
(2)T℃时,向4L容器中通入7molCO2(g)、6molCH4(g),发生反应I、Ⅱ。t1min后平衡,体系中c(H2)=1.75mol·L-1,c(H2O)=0.25mol·L-1,压强为p。
①此温度下,反应I的平衡常数Kp= [对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数]。
②请在图中画出0~ t2时段,c(CO)随时间变化曲线并标出CO的平衡浓度 。
(3)二甲醚(DMF)是重要的有机化工原料,可通过上述原料制备,反应方程式为:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
①在恒温恒压条件进行此反应,下列能说明反应已达到平衡的是 。
A.H2、CO、CH3OH、H2O的反应速率之比为4:2:1:1
B.H2、CO、CH3OH、H2O的物质的量之比为4:2:1:1
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.容器中气体的密度保持不变
②T℃时,在容积为的恒容容器中按体积比2:1充入总物质的量为3molH2和的混合物,发生上述制备反应,平衡时CH3OCH3的体积分数对应下图甲中的a点,若调节起始时物质的量之比为3.5:1,则CH3OCH3的平衡体积分数可能对应下图甲中的 (填“b”“c”或“d”)点。
③某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为的密闭容器中,反应达到平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3的物质的量分数变化情况如上图乙所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 (填序号)。
A.p3>p2,T3>T2 B.p2>p3,T1>T3 C.p3>p2,T4>T2 D.p1>p4,T2>T3
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)