辽宁省2023_2024学年高二化学上学期第一次月考试题含解析

一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45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. 2007年2月，中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是(　　).A. 使用光催化剂不改变反应速率 B. 使用光催化剂能增大NO的转化率C. 升高温度能加快反应速率 D. 改变压强对反应速率无影响【答案】C【解析】【详解】A. 使用光催化剂改变反应速率可以加快化学反应速率，A不正确；B. 使用光催化剂对正、逆反应的速率的影响是相同的，不能增大NO的转化率，B不正确；C. 升高温度能提高活化分子的百分数，故能加快反应速率，C正确；D. 该反应中的所有组分均为气体，故改变压强对反应速率有影响，D不正确。故选C。2. 下列说法正确的是A. 一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0，ΔS逆，与曲线不一致，B错误；C．对于反应，温度一定时，增大压强平衡向逆反应方向移动，N2O4物质的量分数增大，压强一定时，升高温度平衡向正反应方向移动，N2O4物质的量分数减小，与曲线一致，C正确；D．由于C为固态，对反应，恒容容器中增加CO2物质的量相当于增大压强平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率减小，与曲线不一致，D错误；故本题选C。10. 工业上用丁烷催化脱氢制备丁烯：（正反应吸热），将丁烷和氢气以一定的配比通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），反应的平衡转化率、产率与温度、投料比有关。下列判断不正确的是A. 由图甲可知，x小于0.1B. 由图乙可知，丁烯产率先增大后减小，减小的原因是氢气是产物之一，随着增大，逆反应速率减小C. 由图丙可知，产率在前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移动D. 由图丙可知，丁烯产率在后快速降低的主要原因是丁烯高温分解生成副产物【答案】B【解析】【详解】A．正反应体积增大，增大压强，平衡逆向移动，则丁烯的平衡产率减小，由图甲可知，当温度相同时，压强为0.1MPa的平衡转化率较小，故x小于0.1，A正确；B．氢气浓度增大时，逆反应速率增大，B错误；C．正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，由图丙可知产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移动，C正确；D．由图丙可知，丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物，D正确；故答案为：B。11. 某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO，其过程如下：mCeO2(m－x)CeO2·xCe+xO2；(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO下列说法不正确的是(　　)A. 该过程中CeO2没有消耗 B. 该过程实现了太阳能向化学能的转化C. 图中ΔH1=ΔH2+ΔH3 D. H2(g)+O2(g)=H2O(g)的反应热大于ΔH3【答案】C【解析】【详解】A.通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2，反应中CeO2没有消耗，CeO2作催化剂，A正确；B.该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO，所以把太阳能转变成化学能，B正确；C.由图中转化关系及据盖斯定律可知：-△H1为正值，△H2+△H3为负值，则-△H1=△H2+△H3，C错误；D.①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3；②H2O(l)=H2O(g) △H2，根据盖斯定律①+②得：H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=△H3+△H2；因②△H、△H3都小于0，而△H2大于0，故△H>△H3，D正确；故合理选项是C。12. CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应在恒压、反应物起始物质的量比条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是A. 升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B. 曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C. 相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D. 恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值【答案】BD【解析】【详解】A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；B．根据两个反应得到总反应为CH4(g)＋2CO2(g)=H2(g)＋3CO(g) ＋H2O (g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，故B正确；C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；D．800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D正确。综上所述，答案为BD。13. 一定条件下，相关有机物(均为气态)分别与氢气发生加成反应生成1mol气态环己烷的能量变化如图所示：下列推理错误的是A. 碳碳双键加氢时放热，放出的热量与碳碳双键数目及相对位置有关B. (g)+H2(g)→(g) △H=-21kJ·mol-1C. ∣△H2∣>∣△H3∣，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定D. 3∣△H1∣>∣△H4∣，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键【答案】B【解析】【详解】A．由题干图示信息可知，、、、均小于0，则碳碳双键加氢时放热，由、、可知放出的热量与碳碳双键数目有关，由、可知放出的热量与双键的相对位置有关，A正确；B．由题干图示可知，反应III为：(g)+2H2(g)=(g) =-229kJ/mol，反应IV： (g)+3H2(g)=(g) =-208kJ/mol，则反应(g)+H2(g)→(g) 可由反应IV-III得到，根据盖斯定律可知，△H=-=(-208kJ/mol)-(-229kJ/mol)=+21kJ·mol-1，B错误；C．由题干图示信息可知，∣△H2∣>∣△H3∣，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，即具有的总能量比的更低，则有利于物质稳定，C正确；D．由题干图示信息可知，3∣△H1∣>∣△H4∣，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，D正确；故答案为：B。14. 中国科学院化学研究所报道了化合物1催化CO2氢化机理。其机理中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如下图所示。下列说法错误的是A. 化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明这一过程包含两个基元反应B. 图中Ⅰl-2与化合物2互为同分异构体C. 过程①的活化能高于过程②的活化能D. 过程①的热化学方程式为：I(s)+CO2(g)=I1-2 (s) △H=2.08 kJ·mol-1【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．由相对能量曲线可知，化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明这一过程包含两个基元反应，故A正确；B．图中Ⅰl-2与化合物2的化学式相同，结构式不同，互为同分异构体，故B正确；C．过程①的活化能为：(6.05-0.00)=6.05kcal·mol-1，②的活化能为：(11.28-2.08)=9.20 kcal·mol-1，过程①的活化能小于过程②的活化能，故C错误；D．过程①的热化学方程式为：I(s)+CO2(g)=I1-2 (s) △H=2.08 kcal·mol-1，故D错误；故选CD。15. 草酸二甲酯催化加氢制乙二醇的反应体系中，发生的主要反应为：反应Ⅰ：反应Ⅱ：压强一定的条件下，将、按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管，测得的转化率及、的选择性与温度的关系如图所示，下列说法错误的是A. 曲线B表示的转化率随温度的变化，在190～196℃范围内反应还未达到平衡B. 190～198℃范围内，温度升高，的选择性增大C. 190～198℃范围内，温度升高，的值减小D. 192℃时，其他条件一定，加快气体的流速可以提高的转化率【答案】D【解析】【分析】由曲线A上CH3OOCCH2OH选择性为50%时，HOCH2CH2OH选择性恰好为50%，曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化，则曲线B表示的转化率随温度的变化，以此解题。【详解】A．由分析可知曲线B表示的转化率随温度的变化，由题意可知反应Ⅰ、反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，由图可知在190～196℃范围内，随着温度升高，的转化率增大，即此时反应还在正向进行，没有达到平衡，A正确；B．由分析可知曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化，由图可知190～198℃范围内，温度升高，的选择性增大，B正确；C．190~198°C范围内，温度升高，反应II：(COOCH3)2(g)+4H2(g)⇌HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g) ΔH2”“＜”或“=”)0，说明理由_______。（2）在T1时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，CH3OH的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。（3）工业上，利用水煤气合成CH3OH的反应表示如下：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)△H=-91.0 kJ·mol-1，向1 L的恒容密容器中加入0.1 mol H2和0.05 mol CO在一定温度下发生上述反应，10 min后反应达到平衡状态，测得放出的热量为3.64 kJ。①从反应开始恰好平衡状态时，H2的平均反应速率v(H2)为_______。②在温度不变条件下，上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01 mol H2和0.05 mol CH3OH(g)时，平衡_______(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。（4）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) = CH3OH(g)＋H2O(g)△H=-49.5 kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g) = CH3OH(g)△H2=-90.4 kJ·mol-1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g) = CO(g)＋H2O(g)△H3一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为_______mol·L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为_______。【答案】（1） ①. ＜ ②. 温度越高，达到平衡所需时间越短，可知反应温度T1>T2.再由平衡时甲醇的浓度可知温度为T2时甲醇浓度小，降低温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应（2）不变（3） ①. 0.008 mol/(L·min) ②. 不移动（4） ①. ②. 【解析】【小问1详解】由于温度越高，反应速率就越快，反应达到平衡所需时间就越短。根据图像可知：反应在温度是T1时先达到平衡，说明反应温度：T1>T2.结合CH3OH的平衡浓度可知：温度越低，平衡时c(CH3OH)越小，说明降低温度，化学平衡正向移动，根据平衡移动原理可知：该反应的正反应是放热反应，因此△H＜0；【小问2详解】在T1时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，导致体系的压强增大，但由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，增大压强化学平衡不发生移动，因此CH3OH的平衡转化率不变；【小问3详解】①根据方程式可知：每有2 mol H2发生反应，反应会放出热量91.0 kJ，现在反应放出热量是3.64 kJ，则反应的H2的物质的量为n(H2)==0.08 mol，故从反应开始恰好平衡状态时，H2的平均反应速率v(H2)== 0.008 mol/(L·min)；②根据①计算，结合物质反应转化关系可知：平衡时n(H2)=0.1 mol-0.08 mol=0.02 mol，n(CO)=0.05 mol-0.04 mol=0.01 mol，n(CH3OH)=0.04 mol，由于容器的容积是1 L，故物质的平衡浓度在数值上与物质的量相等，故该温度下的化学平衡常数K=。在该温度下向上述平衡体系中加热0.01 mol H2、0.05 mol CH3OH，此时的浓度上Qc==K，说明充入物质后，化学平衡不发生移动；【小问4详解】根据方程式I、III可知：每反应产生1 mol CH3OH或CO，就同时会产生1 mol H2O(g)。现在反应达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，故n(H2O)=(a+b)mol，由于容器的容积是V L，故水的平衡浓度c(H2O)=mol/L；在反应开始时n(CO2)=1 mol，n(H2)=3 mol，反应达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，则反应I消耗CO2为a mol，消耗H2为3a mol；反应III消耗CO2为a mol，消耗H2为b mol，故平衡时n(CO2)=(1-a-b)mol，n(H2)=(3-3a-b) mol，平衡时n(H2O)=(a+b)mol，由于容器的容积是V L，故反应III的平衡常数K=。19. 某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20mol/LH2C2O4溶液、0.010mol/LKMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，回答下列问题：(1)KMnO4溶液用___________酸化(填名称)；写出上述反应的离子方程式：___________；(2)上述实验①②是探究___________对化学反应速率的影响；上述实验②④是探究___________对化学反应速率的影响。(3)若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为___________；表格中的“乙”填写t/s，其测量的是___________。【答案】 ①. 硫酸 ②. 2MnO＋5H2C2O4＋6H+=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O ③. 温度 ④. 催化剂 ⑤. 0.5 ⑥. 酸性KMnO4溶液褪色的时间【解析】【分析】【详解】(1)高锰酸钾具有强氧化性，盐酸具有还原性，KMnO4溶液用硫酸酸化；H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应生成二氧化碳、锰离子和水，则反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H+=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O；(2)实验①②是在相同浓度，不使用催化剂的条件下进行的，但反应温度不同，则为探究温度对速率的影响；而实验②④是在相同浓度、相同温度的条件下进行的，但②不使用催化剂，而④使用催化剂，则为探究催化剂对反应速率的影响；容器温度/K物质起始浓度/(mol∙L-1)物质的平衡浓度/(mol∙L-1)c(X)c(Y)c(Z)c(Z)I4000.200.1000.080II4000.400.200aIII5000.200.1000.025ABCD物理量编号V(0.20mol/LH2C2O4溶液)/mLV(蒸馏水)/mLV(0.010mol/L酸性KMnO4溶液)/mLm(MnSO4)/gT/℃乙①2.004.0050②2.004.0025③1.5a4.0025④2.004.00125