高二上学期期中考试化学试题（解析版）_E015高中全科试卷_化学试题_选修1_3.新版人教版高中化学试卷选择性必修1_5.期中试卷_高二上学期期中考试化学试题2

第一学期期中检测试卷 高二化学 可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 第一部分 选择题(共42分) 本部分每小题只有一个选项符合题意，每小题3分 1. 下列设备工作时，可将化学能直接转化为热能的是 A B C D 硅太阳能电池 磷酸铁锂电池 燃气灶 风力发电机 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．硅太阳能电池是将光能转化成电能，故A不符合题意； B．磷酸铁锂电池是将化学能转化成电能，故B不符合题意； C． 燃气灶主要是将化学能转化为热能，故C符合题意； D．风力发电机是将电能转化成动能，故D不符合题意； 答案为C。 2. 下列条件改变时，可以改变化学反应速率但一定不能使化学平衡发生移动的是 A. 温度 B. 浓度 C. 压强 D. 催化剂 【答案】D 【解析】 【详解】A．任何反应都伴随着能量变化，升高温度，物质的内能增加，化学反应速率加快，化学平衡向 吸热反应方向移动；降低温度，物质的内能减小，化学反应速率减慢，化学平衡向放热反应方向移动，因此改变反应温度一定会使化学平衡发生移动，A不符合题意； B．在其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物 浓度，化学反应速率减慢，化学平衡向逆反应方向移动，故改变反应物浓度，化学平衡一定会发生移动， B不符合题意； C．对于有气体参加的可逆化学反应，增大体系压强，化学反应速率加快，化学平衡向气体体积减小的方 向移动；减小压强，化学反应速率减小，化学平衡向气体体积扩大的方向移动，对于反应前后气体体积不 变的可逆反应或无气体参加的可逆反应，改变压强化学平衡不移动，故改变压强化学平衡可能会发生移动， C不符合题意； D．催化剂能同等倍数的增大或减小正、逆反应速率，因此改变催化剂后正、逆化学反应速率仍然相同， 因此化学平衡不发生移动，故改变催化剂时化学平衡不发生移动，D符合题意； 故合理选项是D。 3. “中和反应反应热的测定”实验中，不需要使用的仪器是 A. 容量瓶 B. 温度计 C. 玻璃搅拌器 D. 量筒 【答案】A 【解析】 【详解】A．容量瓶用于配制一定物质的量浓度溶液，中和反应反应热的测定中用不到，A符合题意； B．“中和反应反应热的测定”实验中，用温度计测量反应之前酸、碱的温度以及反应过程中的最高温度，B 不符题意； C．“中和反应反应热的测定”实验中，用玻璃搅拌器搅拌，使酸和碱迅速并完全反应，C不符题意； D．“中和反应反应热的测定”实验中，用量筒量取酸和碱溶液的体积，D不符题意； 答案选A。 4. 已知：4NH +5O =4NO+6HO(g)，若反应速率分别用vNH 、vO、vNO、vHO[mol/(L·min)]表示， 3 2 2 3 2 2 则正确的关系式是 A. vNH =vO B. vO=vHO 3 2 2 2 C. vNH =vHO D. vO=vNO 3 2 2 【答案】D 【解析】 【分析】【详解】A．在化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，速率比等于化学方程式中相应物质的化学 计量数的比，则vNH = vO，A错误； 3 2 B．在化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的 比，则vO= vHO，B错误； 2 2 C．在化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的 比，则vNH = vHO，C错误； 3 2 D．在化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的 比，则 vO=vNO，D正确； 2 故合理选项是D。 5. 已知：25℃、101kPa时，1g H 完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正 2 确的是 A. 2H(g) + O(g) = 2HO(l) ΔH = -142.9kJ/mol 2 2 2 B. H(g)+ O(g)= HO(l) ΔH = -285.8kJ/mol 2 2 2 C. 2H(g) + O(g) = 2HO(g) ΔH = -571.6kJ/mol 2 2 2 D. H(g) + O(g) = HO(g) ΔH = +285.8kJ/mol 2 2 2 【答案】B 【解析】 【详解】已知：25℃、101kPa时，1g H 完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，因此1mol氢气即2g 2 氢气完全燃烧生成液态水放出 285.8kJ 的热量，所以热化学方程式为 H(g)+ O(g)=HO(l) 2 2 2ΔH=-285.8kJ/mol。 答案选B。 6. 已知：N(g)+3H(g)=2NH (g) ΔH=-92.4 kJ /mol 。若断裂1molH-H键、1molN-H需要吸收的能量分别为 2 2 3 436kJ、391kJ，则断裂1molN≡N需要吸收的能量为 A. 431 kJ B. 945.6 kJ C. 649 kJ D. 869 kJ 【答案】B 【解析】 【 详 解 】 设 键 能 为 ， 则 ， 解 得 ，故断裂1 mol 键需要能量为945.6 kJ； 故选B。 7. 1g水凝结成1g冰的过程中，下列分析不正确的是 A. 该过程是熵减的过程 B. 该过程属于物理变化 C. 1g水与1g冰所具有的内能不同 D. H 与O 反应生成1mol HO(l)与生成1 mol H O(s)放出热量相同 2 2 2 2 【答案】D 【解析】 【详解】A．1g水凝结成1g冰的过程是由无序向有序发展，为熵减的过程，A分析正确； B．该过程水分子未发生变化，是物理变化，B分析正确； C．1g水变为1冰放出热量，则1g水与1g冰所具有的内能不同，C分析正确； D．1mol HO(l)与1mol HO(s)所具有的能量不同，H 与O 初始总能量相同，而生成物的总能量不同，则 2 2 2 2 H 与O 反应生成1mol HO(l)与生成1mol HO(s)放出的热量不相同，D分析错误； 2 2 2 2 答案为D。 8. N(g)+3H(g) 2NH(g) ΔH＜0反应达到平衡状态后，改变某一条件，下列图像与条件变化一致 2 2 3 的是 A．升高温度 B．增大N 浓度 C．改变压强 D．加入催化剂 2A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．焓变为负，升高温度平衡逆向移动，则氮气的转化率减小，与图不一致，故A错误； B．增大N 浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率逐渐增大，与图一致，故B正确； 2 C．正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，则压强大的对应氨气的物质的量分数大，与 图不一致，故C错误； D．催化剂不影响平衡移动，则气体的总压强不变，与图不一致，故D错误； 故选B。 9. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 铁触媒有利于N 和H 反应合成氨 2 2 B. H(g)+I (g) 2HI(g)的平衡体系，加压后颜色变深 2 2 . C N(g)+3H(g) 2NH (g) ΔH＜0 高温有利于合成氨 2 2 3 D. Fe3++3SCN- Fe(SCN) 的平衡体系，加入少量KSCN固体后溶液颜色加深 3 【答案】D 【解析】 【详解】A．铁触媒能够加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，在相同时间内产生更多 NH ，因此有利 3 于N 和H 反应合成氨但不能使化学平衡发生移动，因此不能用勒夏特列原理解释，A不符合题意； 2 2 B．H(g)+I (g) 2HI(g)的平衡体系是反应前后气体体积不变的反应，加压后化学平衡不发生移动，但 2 2 由于物质的浓度增大，因此气体颜色变深，与平衡移动无关，因此不能用勒夏特列原理解释，B不符合题 意； C．该反应的正反应是放热反应，升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，不利于氨的合成，不能用 平衡移动原理解释，C不符合题意； D．向平衡体系中加入KSCN固体，SCN-的浓度增大，化学平衡正向移动，当反应达到平衡后溶液颜色加 深，可以使用平衡移动原理解释，D符合题意； 故合理选项是D。 10. HO 是重要的消毒剂，研究其分解反应有重要意义。KI能加快HO 的分解。 2 2 2 2 ①2HO=2H O+O↑ 2 2 2 2 ②HO+I-= H O+IO-；HO+IO- =H O+O↑+I- 2 2 2 2 2 2 2HO 分解反应过程中能量变化如图所示。下列判断不正确的是 2 2 A. KI在反应中起催化剂的作用 B. HO+I-=H O+IO-是吸热反应 2 2 2 C. KI降低了反应的活化能，反应速率加快 D. 加入KI后，2HO=2H O+O↑的反应热变小 2 2 2 2 【答案】D 【解析】 【详解】A．KI能够改变反应途径，降低反应的活化能，使反应在较低的能量下发生，因此 KI在反应中 起催化剂的作用，A正确； B．加入KI后发生反应：HO+I-= H O+IO-；HO+IO- =H O+O↑+I-，由图可知：HO、I-具有的能量小于 2 2 2 2 2 2 2 2 2 HO、IO-具有的能量，则该步反应为吸热反应，B正确； 2 C．加入了KI后，反应的活化能大大降低，因而反应速率大大加快，C正确； D．催化剂不能改变反应物、生成物所具有的能量，因而不能改变反应热，因此加入KI后， 2HO=2H O+O↑的反应热不变，D错误； 2 2 2 2 故合理选项是D。 11. 已知：2NO (g) NO(g) ΔH。现将装有NO (红棕色)和NO(无色)混合气体的三只烧瓶分别放置 2 2 4 2 2 4 在盛有水的烧杯中(如图)。然后在烧杯内分别加入下列物质，烧瓶内气体颜色变化如下表所示：序号 I II III 外加物质 CaO固体 无 NH Cl固体 4 气体颜色 加深 不变 变浅 下列叙述正确的是 A. ΔH ＜0 B. NH Cl固体溶于水时放出热量 4 C. I中烧瓶内混合气体的平均相对分子质量增大 D. III中烧瓶内气体的压强增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．氧化钙溶于水放热，Ⅰ中红棕色变深，说明反应2NO (g) NO(g)向左移动，该反应放热，A 2 2 4 正确； ⇌ B．由于Ⅲ 中红棕色变浅，说明反应2NO (g) NO(g)向右移动，温度降低，所以NH Cl溶于水时吸收热 2 2 4 4 量，B错误； ⇌ C．由于Ⅰ中红棕色变深，平衡逆向移动，气体物质的量变大，混合气的相对分子质量减小，C错误； D．Ⅲ中红棕色变浅，2NO (g) NO(g)平衡右移，气体的总物质的量减少，压强减小，D错误； 2 2 4 故选A。 ⇌ 12. 在密闭容器中发生反应CH(g)+ HO(g) CO(g) +3H(g) ΔH>0，测得 随反应时间 4 2 2 的变化如图所示。下列判断不正确的是A. 0~5min内，v(CH)=0.1mol·L-1·min-1 4 B. 10min时，改变的外界条件可能是温度 C. 恒温下，缩小容器体积，达到新平衡时n(H)比原平衡时的小 2 D. 10~12min时间内，反应的平衡常数逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图可知，前 5min 内甲烷的浓度由 1.00mol/L 减小为 0.50mol/L，故 v(CH)= 4 =0.1mol/(L•min)，故A正确； B．由图可知，10min时甲烷的浓度继续减小，该反应向正反应方向移动，该反应正反应是吸热反应，可 能是升高温度，故B正确； C．恒温下，缩小容器体积，压强增大，平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时n(H)比原平衡时的小，故 2 C正确； D．根据图象可知，10-12 min时甲烷的物质的量减小，改变的条件可能为：减小压强、升高温度或增大 水蒸气浓度，化学平衡常数只与温度变化有关，所以改变的条件不一定为温度，化学平衡常数不一定发生 变化，故D错误； 故选D。 13. 我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如 下图所示。 已知： 下列说法不正确的是 A. 过程I吸收能量 B. 该过程可以实现太阳能向化学能转化 C. 若分解2mol HO(g)，反应放出444 kJ能量 2D. 催化剂能降低反应的活化能，增大反应物分子中活化分子的百分数 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程I中断裂化学键，则过程I吸收能量，故A正确； B．该过程利用太阳光 在催化剂表面实现高效分解水，因此该过程可以实现太阳能向化学能转化，故B正 确； C．分解水的反应为2HO(g)=2H(g)+O(g)，焓变△H=反应物的总键能-生成物的总键能=463kJ/mol×4- 2 2 2 （436kJmol×2+498kJ/mol）=+482kJ/mol，即2HO(g)=2H(g)+O(g)△H=+482kJ/mol，所以分解 2 2 2 2molH O(g)吸收482kJ能量，故C错误； 2 D．催化剂能降低反应的活化能，可使反应体系中活化分子数增加，分子总数不变，则反应物分子中活化 分子的百分数增大，故D正确； 故选C。 14. 将0.2mol/L KI溶液和0.05mol/LFe (SO ) 溶液等体积混合，充分反应后，取混合溶液分别完成下列实验， 2 4 3 能说明溶液中存在化学平衡2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I 的是(已知：Fe2+与K [Fe(CN) ]溶液反应有蓝色沉淀 2 3 6 生成) 实验编号 实验操作 实验现象 ① 滴入KSCN溶液 溶液变为红色 ② 滴入 溶液 有黄色沉淀生成 ③ 滴入K [Fe(CN) ]溶液 有蓝色沉淀生成 3 6 ④ 滴入淀粉溶液 溶液变为蓝色 A. ① B. ①和② C. ②和④ D. ③和④ 【答案】A 【解析】 【详解】将0.2mol•L-1的KI溶液和0.05mol•L-1 Fe (SO ） 溶液等体积混合后，若此反应不可逆，则Fe3+和I- 2 4 3 完全反应后有I-剩余，故只需要证明含有Fe3+则即能证明此反应为可逆反应，能建立化学平衡。①向溶液 中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3+，即能说明反应存在平衡，故①正确；②向溶液中滴 入AgNO 溶液有黄色沉淀生成，说明溶液中含I-，不能说明反应存在平衡，故②错误；③无论反应存不存 3 在平衡，溶液中均存在Fe2+，滴入K[Fe(CN） ]溶液均有蓝色沉淀生成，故③错误；④无论反应存不存在 3 6平衡，溶液中均有I，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故不能证明存在平衡，故④错误； 2 故选A。 第二部分 非选择题(共58分) 15. 按要求回答下列问题： （1）已知：I.H O(g) = H (g) + O(g) ΔH = +241.8kJ/mol 2 2 2 II.C(s) + O(g) = CO(g) ΔH = -110.5kJ/mol 2 III.C(s) + O (g) = CO (g) ΔH = -393.5kJ/mol 2 2 ①上述反应中，属于吸热反应的是___________(填序号)。 ②表示C的燃烧热的热化学方程式为___________(填序号)。 ③写出CO燃烧的热化学方程式___________。 （2）在密闭容器中，通入a mol N 和b mol H ，在一定条件下反应达到平衡时，容器中剩余c mol N 2 2 2。 ①达到平衡时，生成NH 的物质的量为_________，H 的转化率为__________。 3 2 ②若把容器的容积缩小一半，则正反应速率___________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，逆反应速率 ___________，N 的转化率___________。 2 【答案】（1） ①. I ②. III ③. CO(g)+ O (g) = CO (g) △H = -283.0 kJ/mol 2 2 （2） ①. 2(a-c)mol ②. ③. 增大 ④. 增大 ⑤. 增大 【解析】 【小问1详解】 ①ΔH＞0为吸热反应，ΔH＜0为反热反应，所以只有I属于吸热反应，故答案为：I； ②燃烧热：101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所释放的能量为燃烧热，据此分析III为C 的燃烧热的热化学方程式，故答案为：III； ③由加合法可知III-II可得CO燃烧的热化学方程式为CO(g)+ O (g) = CO (g) △H = -283.0 kJ/mol，故答 2 2 案为：CO(g)+ O (g) = CO (g) △H = -283.0 kJ/mol； 2 2【小问2详解】 ①由题意可得三段式 所以，平衡时生成NH 的物质的 3 量为 mol；H 的转化率为 ，故答案为：2(a-c)mol； 2 ； ②把容器的容积缩小一半，则容器中各物质的浓度增大，化学反应速率加快；由于该反应为气体体积减小 的反应，根据勒夏特列原理可知平衡正向移动，则N 的转化率增大，故答案为为：增大；增大；增大。 2 16. 在密闭容器中发生反应CO(g) + H(g) CO(g) + HO(g)，其平衡常数(K)和温度(T)的关系如下 2 2 2 表所示。 T/ 700 800 830 1000 1200 ℃ K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 （1）该反应的平衡常数表达式K=___________；由上表可知该反应为___________反应(填“吸热”或 “放热”)。 （2）830℃时，向容器中充入2mol CO、8mol H，保持温度不变，反应达到平衡后，其平衡常数 2 2 ___________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)，此时CO 的物质的量为___________。 2 （3）下列有利于提高平衡时CO 转化率的措施有___________(填字母)。 2 a．使用催化剂 b．升温 c．增大 CO 和 H 的投料比 2 2 （4）若1200℃时，在某时刻反应混合物中CO、H、CO、 HO的浓度分别为2mol/L、2mol/L、 2 2 2 4mol/L、4mol/L，则此时反应的平衡移动方向为___________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移 动”)。 （5）实验发现，其它条件不变，在相同时间内，向上述反应体系中投入一定量的CaO，H 的体积分数增 2 大，实验结果如图所示。(已知：1微米 = 10-6米，1纳米= 10-9米)。 投入纳米CaO比微米CaO时，H 的体积分数更高的原因是___________。 2 【答案】（1） ①. ②. 吸热 （2） ①. 等于 ②. 0.4mol （3）b （4）逆反应方向 （5）相同质量的纳米CaO比微米CaO的表面积大，吸收CO 的速率更快；在相同时间内消耗CO 的量更 2 2 多，导致c(CO)降低更大，使平衡逆向移动的程度更大，所以投入纳米CaO，氢气的体积分数更高 2 【解析】 【小问1详解】 化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积 的比值，则该反应的平衡常数表达式K= ；由上表可知随之温度升高平衡常数逐渐增大， 说明升高温度平衡正向进行，所以该反应为吸热反应。 【小问2详解】 830℃时，向容器中充入2mol CO 、8mol H ，保持温度不变，反应达到平衡后，由于平衡常数只与温度 2 2 有关系，则其平衡常数等于1.0。设平衡时消耗二氧化碳的物质的量是xmol，则剩余二氧化碳是2mol－ xmol、氢气是8mol－xmol、一氧化碳和水蒸气均是xmol，由于反应前后体积不变，可以用物质的量代替 浓度计算平衡常数，则 ，解得x＝1.6，所以此时CO 的物质的量为0.4mol。 2 【小问3详解】 a．使用催化剂不能影响平衡，CO 转化率不变； 2b．正反应吸热，升温平衡正向进行，CO 转化率增大； 2 c．增大CO 和H 的投料比有利于增大氢气的转化率，CO 转化率降低； 2 2 2 答案选b； 【小问4详解】 若1200℃时，在某时刻反应混合物中CO、H、CO、HO的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、 2 2 2 4mol/L，则此时浓度熵为 ＞2.6，所以反应的平衡移动方向为逆反应方向。 【小问5详解】 由于相同质量的纳米CaO比微米CaO的表面积大，吸收CO 的速率更快；在相同时间内消耗CO 的量更 2 2 多，导致c(CO)降低更大，使平衡逆向移动的程度更大，所以投入纳米CaO，氢气的体积分数更高。 2 17. 甲醚(CHOCH )是重要的化工原料，可用CO和H 制得，总反应的热化学方程式如为 2CO (g) +4H(g) 3 3 2 2 CHOCH (g) + H O (g) ΔH = -206.0 kJ/mol 3 3 2 该过程可分为以下两步反应完成： ⅰ.甲醇合成反应： ⅱ.甲醇脱水反应：2CHOH(g) CHOCH (g)+ H O(g) ΔH = -24.0 kJ/mol 3 3 3 2 （1）起始时向容器中投入2mol CO和4mol H，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ，此时CO 2 的转化率为___________。 （2）请写出甲醇合成反应的热化学方程式：___________。 （3）在一定条件下，将CO和H 按体积比1：2充入恒容密闭容器中，反应生成CHOCH (g)和HO(g)。 2 3 3 2 下列能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A. 混合气体的总物质的量保持不变 B. 混合气体的密度保持不变 C. CHOCH (g)和HO(g)的物质的量之比保持不变 3 3 2 D. 每生成1mol CHOCH (g)，同时生成2mol CO 3 3 （4）生产甲醚的过程中还存在以下副反应，与甲醇脱水反应形成竞争：CHOH(g) + H O(g) CO(g) 3 2 2 +3H (g) ΔH = +48.8 kJ/mol,将反应物混合气按进料比n(CO)∶n(H ) = 1：2通入反应装置，选择合适的催化 2 2 剂。在不同温度和压强下，测得甲醚的选择性分别如图1、图2所示。资料：甲醚的选择性是指转化为甲醚的CO在全部CO反应物中所占的比例。 ① 图1中，温度一定，压强增大，甲醚选择性增大的原因___________。 ② 图2中，温度高于265℃后，甲醚选择性降低的原因___________。 【答案】（1）25% （2）2CO(g)+4H(g) 2CH OH(g) H = -182.0 kJ/mol（或CO(g)+2H(g) 2 3 2 △ CHOH(g) H = -91.0 kJ/mol） （3）AD 3 △ （4） ①. 增大压强，副反应CHOH(g)+H O(g) CO (g)+3H(g) 逆向移动，被抑制；甲醇脱水反 3 2 2 2 应 2CHOH (g) CH OCH (g)+ HO (g)不受压强影响 ②. 甲醇脱水反应 2CHOH (g) 3 3 3 2 3 CHOCH (g)+ HO (g) H = -24.0 kJ/mol正向为放热反应，升高温度平衡逆移，甲醚选择性降低；副反应 3 3 2 △ CHOH(g)+H O(g) CO (g)+3H(g) H = +48.8 kJ/mol 正向为吸热反应，升高温度平衡正移，副产物 3 2 2 2 △ 增加，甲醚选择性降低 【解析】 【小问1详解】 CO的转化率= ×100%=25%； 【小问2详解】 ①2CO(g)+4H(g) CHOCH (g)+HO(g)，根据盖斯定律，(①-ii)÷2可得CO(g)+2H(g) CHOH (g)，则∆H= 2 3 3 2 2 3 ⇌ ⇌ =-91 kJ/mol； 【小问3详解】 当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不 发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时， 说明可逆反应到达平衡状态； A．反应是气体物质的量减少的反应，混合气体的总物质的量是变量，当不变时能表明平衡，A符合题意；B．容器体积不变，混合气体总质量不变，混合气体密度始终保持不变，不能说明得到平衡，B错误； C．反应生成物CHOCH (g)和HO(g)的物质的量始终是1:1，不能表明平衡，C不符合题意； 3 3 2 D．每生成1mol CHOCH (g)，同时也消耗2mol CO，同时生成2mol CO，能表明平衡，D符合题意； 3 3 故选AD； 【小问4详解】 ①副反应CHOH(g)+H O(g) CO(g)+3H(g) 为气体增大的反应，温度一定，压强增大，副反应平衡逆向移 3 2 2 2 动，而主反应2CHOH (g) ⇌CHOCH (g)+ HO (g)气体物质的量不变，无影响，则二甲醚选择性增大； 3 3 3 2 ②主反应2CH 3 OH (g) CH⇌3 OCH 3 (g)+ H 2 O (g) H = -24.0 kJ/mol为放热反应，升高温度，平衡逆向移动， 二甲醚选择性降低；而⇌副反应CHOH(g)+H O(g△) CO(g)+3H(g) H = +48.8 kJ/mol 为吸热反应，平衡正 3 2 2 2 向移动，副产物增大，二甲醚选择性降低。 ⇌ △ 18. 我国力争在2060年前实现“碳中和”，综合利用CO 具有重要的意义。 、 条件下， 2 CO 与H 反应可制得气态甲醇(CHOH)，其反应的热化学方程式为：CO(g) + 3H(g) 2 2 3 2 2 CHOH(g) + H O(g) ΔH 3 2 （1）在一定温度下，2mol CO 与6mol H 置于2 L密闭容器中反应制得甲醇，2min末生成0.8mol 2 2 CHOH(g)。 3 ① 用 的浓度变化表示2min内该反应的化学反应速率___________。 ② 末，容器中H 的物质的量浓度___________。 2 （2）在实际生产中，测得合成塔中H(g)及HO(g)的物质的量随时间变化如图1所示，则图1中代表 的 2 2 曲线是___________ (填“X”或“Y”)， (正)与 (逆)相等的点为___________ (填字母)。 （3）研究温度对该反应的影响： ① 研究发现，在210~290℃，保持原料气中CO 和H 的投料比不变，得到平衡时甲醇的产率与温度的关系 2 2 如图2所示，则该反应的ΔH___________0(填“＞”“=”或“＜”)，依据是___________。② 在温度为T、T 时，平衡体系中CO 的体积分数随压强变化的曲线如图3所示。下列说法正确的是 1 2 2 ___________。 A．a、c两点 的反应速率：a＜c B．a、b两点CO 的转化率：a＞b 2 C．化学平衡常数：a=c＜b 【答案】（1） ①. ②. 1.8 mol/L （2） ①. Y ②. c 、d （3） ①. < ②. 在210~290℃，甲醇产率逐渐降低，即升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，根据 勒夏特列原理，可知正反应为放热反应 ③. A、C 【解析】 【小问1详解】 ①由题干信息可知，2min末生成0.8mol CH OH(g)，故用CHOH的浓度变化表示2min内该反应的化学反 3 3 应速率为： =0.2mol·L-1·min-1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之 比，故用CO 的浓度变化表示2min内该反应的化学反应速率为 =0.2 mol·L-1·min-1，故 2 答案为：0.2 mol·L-1·min-1； ②由题干信息可知，2min末生成0.8mol CH OH(g)，故2min内H2转化了0.8mol×3=2.4mol，故 末， 3容器中H 的物质的量浓度为：c= =1.8mol/L，故答案为：1.8mol/L； 2 【小问2详解】 在实际生产中，测得合成塔中H(g)及HO(g)的物质的量随时间变化如图1所示，曲线X随着反应进行不 2 2 断增大至不变，X代表生成物HO(g)，Y随着反应的进行不断减小至不变，故代表反应物H 的变化，则图 2 2 1中代表 的曲线是Y，图中可知，ab两点后XY代表物质的物质的量还在变化，说明并未达到平衡，cd 两点后物质的物质的量不变了，说明达到平衡了，即 (正)与 (逆)相等，故答案为：Y；cd； 【小问3详解】 ① 研究发现，在210~290℃，保持原料气中CO 和H 的投料比不变，得到平衡时甲醇的产率与温度的关系 2 2 如图2所示，根据图中信息可知，随着温度升高，甲醇的产量逐渐减小，说明升高温度，平衡逆向移动， 说明该反应正反应为放热反应，则该反应的ΔH＜0，故答案为：＜；在210~290℃，甲醇产率逐渐降低， 即升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，可知正反应为放热反应； ② A．由图可知，a点的压强比c的小，则a的浓度比c的小，故a、c两点的反应速率：a＜c，A正确； B．由图可知，a的对应的CO 体积分数大于b点，体积分数越大，转化率越小，故a、b两点CO 的转化 2 2 率：a＜b，B错误； C．由①分析可知，该反应为放热反应，则温度越高，平衡逆向移动，CO 的体积分数越大，平衡常数越 2 小，故可知T＜T，温度不变平衡常数不变，故化学平衡常数：a=c＜b，C正确； 1 2 故答案为：AC。 19. 兴趣小组同学为探究影响化学反应速率及化学平衡的因素，设计以下实验：（1）利用实验Ⅰ探究锌与1mol/L硫酸和4mol/L硫酸反应的速率，可以测定收集一定体积氢气所用的时间。 此方法需要控制的变量有(写出1项即可)：___________。 （2）利用实验Ⅱ探究浓度对化学平衡的影响。 已知：Cr O (橙色)+H O 2CrO (黄色)+2H+ 推测B试管中实验现象为___________，用平衡移动原 2 2 理解释原因：___________。 （3）该小组同学继续用酸性KMnO 溶液和草酸(HCO)溶液进行实验，实验操作及现象如下表： 4 2 2 4 编 实验操作 实验现象 号 向一支试管中先加入5mL0.01mol/L酸性KMnO 溶液，再加入 前10min内溶液紫色无明显变化， 4 ⅰ 1滴3mol/L硫酸和9滴蒸馏水，最后加入5mL0.1mol/L草酸溶 后颜色逐渐变浅，30min后几乎变 液 为无色 80s内溶液紫色无明显变化，后颜 向另一支试管中先加入5mL0.01mol/L酸性KMnO 溶液，再加 ⅱ 4 色迅速变浅，约150s后几乎变为无 入10滴3mol/L硫酸，最后加入5mL0.1mol/L草酸溶液 色 已知：2MnO + 5H C O +6H+ =2Mn2+ +10CO ↑+8H O 2 2 4 2 2 ① 由实验ⅰ、实验ⅱ可得出的结论是___________。 ② 关于实验ⅱ中80s后溶液颜色迅速变浅的原因，该小组同学提出了猜想：反应中生成的Mn2+对反应有催 化作用。利用下列提供的试剂设计实验ⅲ，验证猜想。 提供的试剂：0.01mol/L酸性KMnO 溶液，0.1mol/L草酸溶液，3mol/L硫酸， MnSO 固体，蒸馏水。 4 4 补全实验ⅲ的操作：向试管中先加入5mL0.01mol/L酸性KMnO 溶液，___________，最后加入 4 5mL0.1mol/L草酸溶液。 【答案】（1）温度（或者锌粒大小等） （2） ①. 溶液由橙色变为黄色 ②. 加NaOH溶液使c(H+)减小，平衡右移，c(CrO )增大 （3） ①. 其他条件相同时，H+(或硫酸)浓度越大，反应速率越快 ②. 再加入10滴3mol·L-1硫酸，然 后加入少量MnSO 固体 4 【解析】 【分析】(1) 测定收集一定体积氢气所用的时间，需保证温度、锌粒大小相同； (2) D中加NaOH，使Cr (橙色)+H O 2Cr (黄色) +2H+正向移动； 2 2 (3) ①实验1、II酸的浓度不同，据此分析解答； ②根据设计的实验1、2可知，猜想为该反应中生成的Mn2+对反应有催化作用，实验2中加入少量MnSO 4固体与实验1进行对比，若猜想成立，加入MnSO 固体溶液紫色应迅速变浅，据此分析。 4 【小问1详解】 测定收集一定体积氢气所用的时间，需保证温度、锌粒大小相同，则此方法需要控制的变量有温度、锌粒 大小； 【小问2详解】 D试管中实验现象为溶液由橙色变为黄色，用平衡移动原理解释原因为加NaOH溶液使c (H+) 减小，平衡 右移，c (Cr )增大； 【小问3详解】 ①实验Ⅰ、Ⅱ酸的浓度不同，实验II酸浓度大，反应快，故由实验Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是：其他条件相同 时，H+ (或硫酸)浓度越大，反应速率越快； ②为了验证实验II中80s后溶液颜色迅速变浅的是否有锰离子其催化作用，应其他条件相同，只改变锰离 子的量，因此向试管中先加入1mL0.01mol/L酸性KMnO 溶液，再加入10滴3mol/L硫酸，然后加入少量 4 MnSO 固体，最后加入1mL0.1mol/L草酸溶液； 4