天津市2024_2025学年高二化学上学期9月月考试题含解析

这是一份天津市2024_2025学年高二化学上学期9月月考试题含解析，共16页。试卷主要包含了第Ⅱ卷两部分等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(共12小题，每题4分，共48分)
1. 催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化剂有选择性，如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中电催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列说法正确的是
A. 豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能
B. 与反应中，Ag催化能提高生成的选择性
C. 制反应中，能加快化学反应速率
D. 与反应中，能减小该反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A．固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂，能降低该反应的活化能，A错误；
B．根据题意，催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO，则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性，B错误；
C．MnO2是H2O2制O2反应的催化剂，能加快化学反应速率，C正确；
D．V2O5是SO2与O2反应的催化剂，能加快反应速率，但不能改变该反应的焓变，D错误；
故选C。
2. 已知反应CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2 (g) ΔH＜0.在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是
A. 升高温度，K增大B. 减小压强，n(CO2)增加
C. 更换高效催化剂， CO转化率增大D. 充入一定量的氮气，n(H2)不变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，K减小，A错误；
B．该反应前后气体系数之和相等，减小压强对平衡无影响，n(CO2)不变，B错误；
C．催化剂只改变反应速率，不影响平衡转化率，C错误；
D．压强恒定，充入一定量的氮气，容器体积增大，反应物和生成物的分压降低，但由于该反应平衡不受压强影响，所以平衡不移动，n(H2)不变，D正确；
综上所述答案为D。
3. COCl2（g）⇌CO（g）+Cl2（g）∆H>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温，②恒压通入惰性气体，③增加CO的浓度，④减压，⑤加催化剂，⑥恒容通入惰性气体；能提高COCl2转化率的是（ ）
A. ①②④B. ①④⑥C. ②③⑥D. ③⑤⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①正反应吸热，升温，平衡正向移动，能提高COCl2的转化率；
②正反应是气体分子数增大的反应，恒压通入惰性气体，体积增大，相当于减压，平衡正向移动，能提高COCl2的转化率；
③增加CO的浓度，平衡逆向移动，COCl2的转化率减小；
④正反应是气体分子数增大的反应，减压，平衡正向移动，能提高COCl2的转化率；
⑤加催化剂，平衡不移动，COCl2的转化率不变；
⑥恒容通入惰性气体，各组分的浓度不变，平衡不移动，COCl2的转化率不变；
能提高COCl2转化率的是①②④，答案选A。
4. 向恒温恒容密闭容器中通入2ml 和1ml ，反应达到平衡后，再通入一定量，达到新平衡时，下列有关判断错误的是
A. 的平衡浓度增大B. 反应平衡常数增大
C. 正向反应速率增大D. 的转化总量增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，的平衡浓度增大，A正确；
B．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；
C．通入一定量，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；
D．通入一定量，促进二氧化硫的转化，的转化总量增大，D正确；
故选B。
5. NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △HT1，C错误；
D． ，，k2=2k1，可得3v(d)=2v(e)，D正确；
故选C。
8. 常压下羰基化法精炼镍的原理为：。230℃时，该反应的平衡常数，已知：的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A. 增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B. 第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C. 第二阶段，分解率较高
D. 该反应达到平衡时，
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．增大反应物浓度平衡正向移动，则增大CO浓度，平衡正向移动，但是温度不变化学平衡常数不变，故A错误；
B．Ni(CO)4的沸点为42.2℃，应大于沸点，便于分离出Ni(CO)4，所以第一阶段应选择稍高于42.2℃的反应温度，故B正确；
C.230℃时，该反应的平衡常数K＝2×10−5则其逆反应化学平衡常数很大，所以Ni(CO)4几乎完全分解，故C正确；
D．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则有4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，故D正确；
故答案选BCD。
9. 已知H2(g)+I2(g)2HI(g)∆Hv逆，故D正确；
综上分析，本题正确答案为D。
11. 向某密闭容器中充入一定量的、混合气体，一定条件下发生反应： ，平衡时C的物质的量分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的B. 该反应为熵减反应，
C. 该反应一定能自发进行D. 增大压强，该反应的平衡常数增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，在同一压强下，升高温度，C的物质的量分数增大，平衡正向移动，而升高温度，平衡向吸热的方向进行，说明正反应为吸热反应，，A错误；
B．作一条垂直于横坐标的直线可以看出，在同一温度下，增大压强，C的物质的量分数增大，平衡正向移动，而增大压强，平衡向着体积减小的方向移动，则a+b>c+d，该反应为熵减反应，，B正确；
C．由选项A和B的分析知，、，则，反应不能自发进行，C错误；
D．平衡常数只受温度的影响，温度不变，该反应的平衡常数不变，D错误；
故选B。
12. 室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
下列说法正确的是
A. 实验①中，0~2小时内平均反应速率
B. 实验③中，反应的离子方程式为：
C. 其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时，水样初始越小，去除效果越好
【答案】C
【解析】
【详解】A. 实验①中，0~2小时内平均反应速率，A不正确；
B. 实验③中水样初始=8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用配电荷守恒，B不正确；
C. 综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；
D. 综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始，的去除效果越好，但是当初始太小时，浓度太大，纳米铁与反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，当初始越小时的去除效果不一定越好，D不正确；
综上所述，本题选C。
二、填空题(共3小题，共52分)
13. 已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应平衡常数和温度的关系如下：
回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K=____________，△H____0（填“”“ =”)；
(2)830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20ml的A和0.80ml的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0．003 ml·L-1·s-1。则6s时c(A)=_____ml·L-1， C的物质的量为______ml；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为_____，如果这时向该密闭容器中再充入1 ml氩气，平衡时A的转化率为_________；
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为______(填正确选项前的字母)：
a．压强不随时间改变 b．气体的密度不随时间改变
c．c(A)不随时间改变 d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为_____________。
【答案】 ①. [c(C)c(D)]/[c(A)c(B)] ②. < ③. 0.022 ④. 0.09 ⑤. 80% ⑥. 80% ⑦. c ⑧. 2.5
【解析】
【详解】（1）A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数表达式为K=[c(C)c(D)]/[c(A)c(B)]；700℃时，平衡常数为1.7，1000℃时，平衡常数为0.6，故温度越高，平衡常数越小，说明此反应为放热反应，即△H＜0；
（2）反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003ml•L-1•s-1，则6s时△n(A)=0.003ml•L-1•s-1×6s×5L=0.09ml，故A剩余物质的量为：n(A)=0.2ml-0.09ml=0.11ml，则6s时c(A)= =0.022ml/L，根据方程式可知，消耗A0.09ml时，生成C的物质的量为0.09ml；
设平衡时A的浓度变化量为x，则：
A（g）+B（g）C（g）+D（g）
开始（ml/L）：0.04 0.16 0 0
变化（ml/L）：x x x x
平衡（ml/L）：0.04-x 0.16-x x x
故=1，解得x=0.032，所以平衡时A的转化率为×100%=80%，此时C的物质的量为0.032ml/L×5L=0.16ml；如果这时向该密闭容器中再充入1ml氩气，体积不变，平衡没有移动， A的转化率仍为80%；
(3) a．因气体反应物与生成物系数不变，压强始终不随时间改变 ，故a错误；
b．气体的质量不变，体积不变，气体的密度始终不变，故b错误；
c．c(A)不随时间改变，说明反应物或生成物的量一定，是平衡状态，故c正确；
d．单位时间里生成C和D的物质的量相等，此时不一定是平衡状态，故d错误，
答案为c；
（4）由图表知1200℃时反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)平衡常数的值为0.4，则C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数为=2.5。
14. 某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
（1）已知：电解液态水制备，电解反应的。由此计算的燃烧热(焓)_______。
（2）已知：的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应，且反应的与活化能(Ea)的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)_______。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中。则的转化率为_______，反应温度t约为_______℃。
（3）在相同条件下，与还会发生不利于氧循环的副反应：，在反应器中按通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中、浓度()如下表所示。
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，生成的平均反应速率为_______；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是_______。
【答案】（1）-286
（2） ①. ②. 50%或0.5 ③. 660.2(或660.1或660.3,其他答案酌情给分)
（3） ①. 5.4 ②. 相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高
【解析】
【小问1详解】
电解液态水制备，电解反应的，由此可以判断，2ml完全燃烧消耗，生成液态水的同时放出的热量为572kJ ，故1ml完全燃烧生成液态水放出的热量为286kJ，因此，的燃烧热(焓)-286。
【小问2详解】
①由的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的与活化能(Ea)的关系为，由图２信息可知＝ａ，则ａ，该反应为放热反应，生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为： 。
②温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中，则的转化率为，根据C元素守恒可知，的平衡量为，和是按化学计量数之比投料的，则的平衡量为，的平衡量是的２倍，则，的平衡浓度分别为、、、，则该反应的平衡常数K＝，根据图１中的信息可知，反应温度t约为660.2℃。
【小问3详解】
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知，的浓度由０增加到10.8，因此，生成的平均反应速率为；由表中信息可知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 的浓度由０增加到10.8，，:＝12722:10.81178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下，的浓度由０增加到9.2，:＝10775:9.21171；在选择使用催化剂Ⅰ和400℃条件下反应， 的浓度由０增加到345.2，:＝42780:345.2124；在选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下，的浓度由０增加到34，:＝38932:341145。因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件的原因是：相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。
15. 工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：
Ⅰ．在C和的反应体系中：
反应1：
反应2：
反应3：
（1）_________
（2）设，反应1、2和3的随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是_________。
Ⅱ．水煤气反应：。
（3）工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于__________________。
Ⅲ．一氧化碳变换反应：。
（4）一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数总压)：，，和，则反应的平衡常数K的数值为__________。
（5）维持与题①相同温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为_________。
（6）生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是_________。
A. 反应温度愈高愈好B. 适当提高反应物压强
C. 选择合适的催化剂D. 通入一定量的氮气
（7）以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图所示。
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：
步骤I：________________________________________；
步骤Ⅱ：_______________________________________。
【答案】（1）
（2）a （3）维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快反应速率
（4）9 （5）9∶5 （6）BC
（7） ①. M+H2O=MO+H2 ②. MO+CO=M+CO2
【解析】
【小问1详解】
由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得： 。
【小问2详解】
反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b；升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵减，y值增大，对应线条c；升温促进反应3平衡逆向移动，气体分子数减少，熵增，y值减小，对应线条a。
【小问3详解】
由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入空气，利用煤炭与O2反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率。
【小问4详解】
该反应平衡常数K=。
【小问5详解】
假设原料气中水蒸气为xml，CO为1ml，由题意列三段式如下：
则平衡常数，解得x=1.8，故水蒸气与CO物质的量之比为1.8∶1=9∶5。
【小问6详解】
A．反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，故A错误；
B．适当增大压强，可加快反应速率，故B正确；
C．选择合适的催化剂有利于加快反应速率，故C正确；
D．若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率变慢，故D错误；
故答案为：BC。
【小问7详解】
水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H2，第二步吸附CO产生CO2，对应反应历程依次为：M+H2O=MO+H2、MO+CO=M+CO2。
实验序号
水样体积/
纳米铁质量/
水样初始
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
|温度/ ℃
700
900
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
催化剂
t=350℃
t=400℃
催化剂Ⅰ
108
12722
345.2
42780
催化剂Ⅱ
9.2
10775
34
38932