2018-2019学年甘肃省会宁县第一中学高二上学期期中考试化学(理)试题 解析版
展开会宁一中2018-2019学年度第一学期期中考试
高二化学试题
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题(本题共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.“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。科学家最近的研究表明,大量使用“E85”可能导致大气中O3含量上升,将会对人体造成更直接伤害。寻找新化石燃料替代能源成为化学工作者研究的新课题。下列各项描述中正确的是
A. 等质量的“E85”和汽油充分燃烧后放出的能量相等
B. O3与O2互为互素异形体
C. “E85”是由两种物质组成的混合物
D. 推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体排放
【答案】B
【解析】
【详解】A.等质量的“E85”和汽油充分燃烧,放出的热量不同,选项A错误;B.O2与O3都是由氧元素形成的结构不同的单质,互为同素异形体,选项B正确;C.“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油,汽油是多种烃的混合物,不止两种物质组成,选项C错误;D.乙醇汽油含有碳元素,燃烧也生成二氧化碳,而二氧化碳是温室气体,选项D错误;答案选B。
2.下列说法不正确的是
A. 当反应在一定条件下进行时,反应的过程中所吸收或放出的热量称为该反应的反应热
B. 对于吸热反应,反应物所具有的总能量总是低于生成物所具有的总能量
C. 在25℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时,所放出的热量叫做该物质的燃烧热
D. 在稀溶液中,1 mol酸跟1 mol碱发生中和反应所放出的热量叫做中和热
【答案】D
【解析】
【分析】
A.根据反应热的定义分析;B.当反应物所具有的总能量总是低于生成物所具有的总能量时,反应吸热;C.根据燃烧热的定义分析;D.根据中和热的定义分析。
【详解】A.化学反应过程中放出或吸收的热量为反应热,选项A正确;B.从能量守恒的角度分析,当反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量时,反应吸热,选项B正确;C.在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量为燃烧热,选项C正确;D.在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应而生成1 mol H2O(l)时所放出的热量为中和热,选项D错误;答案选D。
【点睛】本题考查反应热与能量的变化,题目侧重于相关概念的理解和把握,难度不大,注意相关基础知识的理解和把握。
3.已知反应C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H>0。该可逆反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是
A. 升高温度和减小压强 B. 降低温度和减小压强
C. 降低温度和增大压强 D. 升高温度和增大压强
【答案】A
【解析】
试题分析:A.升高温度平衡向正反应方向移动,减小压强平衡向正反应方向移动,故A正确
B.降低温度向逆反应方向移动,减小压强平衡向正反应方向移动,故B错误;
C.降低温度向逆反应方向移动,增大压强平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.升高温度平衡向正反应方向移动,增大压强平衡向逆反应方向移动,故D错误.
考点:考查了化学平衡的影响因素的相关知识。
4.已知H—H键的键能为436 kJ·mol-1,H—N键的键能为391 kJ·mol-1,根据热化学方程式:N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4 kJ·mol-1可得N≡N键的键能是
A. 431 kJ·mol-1 B. 945.6 kJ·mol-1
C. 649 kJ·mol-1 D. 869 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
试题分析:设N≡N键的键能为x kJ·mol-1,ΔH=断键吸收的键能-成键放出的键能=x+436×3-6×391=-92.4,x="946" kJ·mol-1。答案选B。
考点:反应热的计算
5.下列热化学方程式中的ΔH最小的是
A. NaOH (aq) + HCl (aq) ===NaCl (aq) + H2O (l) ΔH1
B. NaOH (aq) + H2SO4 (aq) === Na2SO4 (aq) + H2O (l) ΔH2
C. CH3COOH (aq) + NaOH (aq) ===CH3COONa (aq) + H2O (l) ΔH3
D. NaOH (aq) + H2SO4 (浓) ===Na2SO4 (aq) + H2O (l) ΔH4
【答案】D
【解析】
【分析】
根据放热反应放热的多少进行分析,但应注意放热焓变为负值。放热越多,ΔH越小。
【详解】四个反应均为生成1 mol液态水的中和反应,ΔH<0,D反应中的浓H2SO4溶于水时放出大量热量,导致放出热量最多,所以ΔH4最小。
【点睛】本题考查中和热的计算及判断,注意放热焓变为负值。放热越多,ΔH越小。
6. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B. 在FeSO4溶液中加入少量铁粉以防止Fe2+被氧化
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D. 工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率
【答案】B
【解析】
试题解析:A.二氧化碳溶于水生成碳酸为可逆反应,开启啤酒瓶后,相当于减压,平衡逆向移动,有大量二氧化碳溢出,瓶中立刻泛起大量泡沫;A可以;B.在Fe2+还原性很强,加入铁粉防止Fe2+被氧化,与平衡移动无关;B不可以;C.氯气与水反应为可逆反应,增大氯离子的浓度,平衡左移,有利于氯气的生成;C可以;D.二氧化硫与氧气反应为可逆反应,使用过量的空气,增大氧气的浓度,平衡右移,提高SO2的利用率;D可以;
考点:勒沙特列原理的应用。
7.有关化学反应的判断下列说法中正确的是
A. 常温下,放热反应一般都能自发进行.而吸热反应都不能自发进行
B. 反应NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH= +185.57 kJ· mol-1,在低温条件下不自发,但在高温条件下能自发
C. 自发反应一定都能发生,而非自发发应在任何条件下都不能发生
D. 在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A、某些吸热反应也可以自发进行,依据△H-T△S<0分析,△H>0,△S>0,常温下可以△H-T△S<0,如氢氧化钡晶体和氯化铵反应,是吸热反应,常温下可以自发进行,选项A错误;B、反应焓变大于0,熵变大于0,反应向熵变增大的方向进行,NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57 kJ/mol,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向,选项B正确;C、在给定的条件下,无外界帮助,不能自动进行的过程或反应,称为自发反应,非自发反应在一定条件下能实现自发进行,选项C错误;D、在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,只改变反应速率,而不改变反应方向,选项D错误;答案选B。
【点睛】本题考查焓变与熵变以及催化剂的作用,题目难度不大,注意根据△G=△H-T•△S判断反应能否自发进行。
8.已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol 二氧化碳气体和液态水时,放出b kJ的热量,则乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是
A. 2C2H2 (g)+5O2 (g) ===4CO2 (g)+2H2O (l) ΔH = -4b kJ·mol-1
B. C2H2 (g)+ 5/2O2 (g) ===2CO2 (g)+H2O (l) ΔH = +2b kJ·mol-1
C. 2C2H2 (g)+5O2 (g) ===4CO2 (g)+2H2O (l) ΔH = -2b kJ·mol-1
D. 2C2H2 (g)+5O2 (g) ===4CO2 (g)+2H2O (l) ΔH = + b kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】A. ag乙炔气体充分燃烧时,生成1mol二氧化碳气体和液态水,所释放的热量为bKJ,据此可推测,若生成的二氧化碳气体的物质的量为2mol和4mol时,所释放的能量分别为2bKJ和4bKJ,因此乙炔的热化学方程式应该为:A. 2C2H2(g) + 5O2(g) == 4CO2(g) + 2H2O(l) △H = -4b KJ/mol,故A 项正确;B.因为 C2H2(g) + 5/2O2(g) == 2CO2(g) + H2O(l)为放热反应,反应热为负值,故B错误;C. 2C2H2(g) + 5O2(g) == 4CO2(g) + 2H2O(l) △H = -4b KJ/mol,故C错误;D. 2C2H2(g) + 5O2(g) == 4CO2(g) + 2H2O(l) 为放热反应,反应热为负值,故D错误;答案:A。
【点睛】热化学反应方程式的焓变和化学反应计量数成正比关系。△H的数值的前边加“+”表示吸热反应。加“—”,表示放热反应。依次进行判断即可。
9.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. 石墨转变为金刚石是吸热反应 B. 白磷比红磷稳定
C. S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 则ΔH1>ΔH2 D. CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH>0
【答案】A
【解析】
从图像1可知,金刚石所具有的能量高于石墨,A项正确;能量越高越不稳定,B项错误;因S(s)→S(g),要吸收热量,故ΔH1<ΔH2,C项错误;由图4可以看出,反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,故表现为放热,ΔH1<0,D项错误。
10.可逆反应2NO22NO+O2在恒容密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
①单位时间生成n mol O2,同时生成2n mool NO ②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2 ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ②③④ D. ③④⑤
【答案】B
【解析】
【分析】
可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,由此衍生的一些物理量不变,以此分析。
【详解】①无论反应是否达到平衡状态,反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明达到平衡状态,故①错误;②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n molNO2,说明反应v正=v逆,达到平衡状态,故②正确;③化学反应进行到任何程度,化学反应速率之比均等于方程式的系数之比,所以用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态不一定是平衡状态,故③错误;④混合气体颜色不再改变,证明二氧化氮的浓度不随时间的改变而改变,证明达到了平衡状态,故④正确;⑤混合气体密度ρ=,质量在反应前后是守恒的,体积保持不变,所以密度自始至终都不变,所以混合气体密度不改变的状态不一定是平衡状态,故⑤错误;⑥混合气体平均相对分子质量M=,质量在反应前后是守恒的,反应是一个前后气体系数和变化的反应,即n是变化的,所以M不变证明反应达到了平衡状态,故⑥正确。答案选B。
【点睛】本题考查化学平衡状态的判断,题目难度不大,做题时注意分析化学方程式的前后计量数大小的关系。
11.盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个过程的热效应是相同的。
已知:H2O(g)=H2O(l) △H1=-Q1kJ·mol-1
C2H5OH(g)=C2H5OH(l) △H2=-Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3=-Q3kJ·mol-1
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(kJ)
A. Q1+ Q2+Q3 B. 0.5(Q1+Q2+Q3)
C. 0.5 Q2-1.5 Q1-0.5Q3 D. 1.5 Q1-0.5 Q2+0.5Q3
【答案】D
【解析】
试题分析:根据盖斯定律,将【③式+②式-(3×①式)】就得到46克酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温的情况,将ΔH数值代入计算即可知道D选项正确。
考点:盖斯定律的应用
点评:掌握盖斯定律的概念。
12.将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)+a Q(g)
达到平衡时生成0.8 mol Z,测得Q的浓度为0.4 mol/L,下列叙述错误的是
A. a的值为2 B. 平衡时X的浓度为0.2 mol/L
C. 平衡时Y的转化率为60% D. 平衡时Z的体积百分含量为20%
【答案】B
【解析】
试题分析:A、平衡生成n(Z)=0.8mol,生成n(Q)=0.4×2mol=0.8mol,即a=2,故说法正确;B、达到平衡时消耗X的物质的量n(X)=0.8/2mol=0.4mol,则X的浓度是(2-0.4)/2mol·L-1=0.8mol·L-1,故说法错误;C、达到平衡消耗Y为0.4×3mol=1.2mol,则转化率为1.2、2×100%=60%,故说法正确;D、反应前后气体物质的量不变,则Z的体积百分含量为0.4×2/4×100%=20%,故说法正确。
考点:考查化学平衡的计算等知识。
13.己知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在密闭容器中进行,下图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是
A. T 1
B. T 1 >T 2 ,P 1
p,吸热反应
C. T 1
D. T 1 >T 2 ,P 1
【答案】D
【解析】
【分析】
温度相同时,根据到达平衡的时间判断压强大小,再根据压强对B的含量的影响,判断压强对平衡的影响,确定反应气体气体体积变化情况;压强相同时,根据到达平衡的时间判断温度大小,再根据温度对B的含量的影响,判断温度对平衡的影响,确定反应的热效应。
【详解】由图象可知,温度为T1时,根据到达平衡的时间可知P2>P1,且压强越大,B的含量高,说明压强增大平衡向逆反应方向移动,故正反应为气体体积增大的反应,即m+n<p;压强为P2时,根据到达平衡的时间可知T1>T2,且温度越高,B的含量低,说明温度升高平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,即△H>0,故选D。
【点睛】本题考查化学平衡图象问题,难度不大,注意根据图象判断温度、压强的大小,根据温度、压强对平衡移动的影响分析。
14.在恒温恒容密闭容器中,充入2 mol A和1 mol B发生如下反应:2A (g)+B (g)xC (g),达到平衡后C的体积分数为a%;若在相同条件下,x分别为2或3时,均按起始物质的量为0.6 mol
A. 两者都小于a% B. 两者都大于a% C. 两者都等于a% D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】根据等效平衡特点及有关计算可得,不论x=2,还是x=3,反应2A(g)+B(g) xC(g)达到平衡状态时,与第一次平衡均为恒温恒容条件下的等效平衡。等效平衡条件下,各组分的百分含量相等。答案选C。
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题(本题包括4小题,共58分。)
15.已知在稀溶液里,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时反应热叫做中和热。现利用下图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)图中未画出的实验器材是________________、________________。
(2)做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用________次。
(3)实验时,将0.50 mol·L-1的盐酸加入到0.55mol·L-1的NaOH溶液中,两种溶液的体积均为50 mL,各溶液的密度均为1 g /cm3,生成溶液的比热容c=4.18 J /(g· oC),实验的起始温度为t1 oC,终止温度为t2 oC。测得温度变化数据如下:
序号
反应物
起始温度t1/ oC
终止温度t2/ oC
中和热
①
HCl+NaOH
14.8
18.3
ΔH1
②
HCl+NaOH
15.1
19.7
ΔH1
③
HCl+NaOH
15.2
18.5
ΔH1
④
HCl+NH3·H2O
15.0
18.1
ΔH2
①试计算上述两组实验测出的中和热ΔH1=______________。
②某小组同学为探究强酸与弱碱的稀溶液反应时的能量变化,又多做了一组实验④,用0.55mol·L-1的稀氨水代替NaOH溶液,测得温度的变化如表中所列,试计算反应的ΔH2=____________。
③两组实验结果差异的原因是___________________________________________。
④写出HCl+NH3· H2O反应的热化学方程式:_______________________________________。
【答案】 (1). 硬纸板(或泡沫塑料板) (2). 环形玻璃搅拌棒 (3). 3 (4). -56.8kJ/mol (5). -51.8kJ/mol (6). NH3·H2O是弱碱,在中和过程中NH3·H2O发生电离,要吸热,因而总体放热较少 (7). HCl(aq)+NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH=-51.8 kJ·mol-1
【解析】
【详解】(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒和烧杯上方的泡沫塑料盖;
(2)中和热的测定中,需要测出反应前酸溶液的温度,测反应前碱溶液的温度,混合反应后测最高温度,所以总共需要测量3次;
(3)①浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各50mL混合,反应生成了0.025mol水,混合后溶液的质量和为:m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18J/(g·℃),代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g·℃)×100g×3.4℃=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ,所以生成1mol的水放出热量为△H1=1.4212kJ×=56.8kJ;中和热为:-56.8KJ/mol;
②△H2=cm△T=4.18J/(g·℃)×100g×3.1℃=1.2958kJ;即生成0.025mol的水放出热量1.2958kJ,所以生成1mol的水放出热量为△H2=1.2958kJ×=51.8KJ;中和热-51.8KJ/mol;
③两组实验结果差异的原因是:一水合氨为弱碱,在中和过程中一水合氨发生电离,要吸收热量,因而总体放热较少;
③盐酸与一水合氨反应生成氯化铵和水,HCl+NH3·H2O的热化学方程式:HCl(aq)+NH3·H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)△H=-51.8kJ/mol。
16.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可以由石英与焦炭在高温下的氮气流中,通过以下反应制得:3SiO2(s) + 6C(s) +2N2(g)Si3N4(s) +6CO(g)
(1)该反应的平衡常数表达式为K=___________________;
(2)不同温度下SiO2的平衡转化率随时间的变化如图所示,则该反应为___________反应(填“吸热”或“放热”);升高温度,其平衡常数值将___________(填“增大”“ 减小”或“不变”);
(3)已知反应达到平衡时,CO的生成速率为v (CO) =18 mol·L-1·min-1,则N2消耗速率为v(N2)=
____________mol·L-1·min-1。
(4)反应达到平衡时,压缩容器的体积,平衡将向________反应方向移动(填“正”或“逆”);
【答案】 (1). K=c6(CO)/c2(N2) (2). 放热 (3). 减小 (4). 6 (5). 逆
【解析】
【详解】(1)可逆反应3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)⇌Si3N4(s)+6CO(g)的平衡常数k=;
(2)不同温度下SiO2的平衡转化率随时间的变化如图所示,则升高温度二氧化硅的平衡转化率降低,平衡向逆反应方向移动,故该反应为放热反应;升高温度,平衡向逆反应方向移动,则其平衡常数值将减小;
(3)已知反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,且反应速率之比等于化学计量数之比,CO的生成速率与消耗速率均为v (CO) =18 mol·L-1·min-1,则N2消耗速率为v(N2)= v (CO) =18 mol·L-1·min-1=6mol·L-1·min-1;
(4)反应达到平衡时,压缩容器的体积,相当于增大压强,平衡将向气体体积缩小逆反应方向移动。
17.红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工原料,工业上用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应:
4FeO(s)+4Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) ΔH<0
(1)如图为上述反应的浓度—时间图像,由图像判断反应进行至t2时刻时,改变的条件是_________________________,如图为上述反应的速率—时间图像,表示上述反应在t1时达到平衡, 在t2时因改变某个条件而使曲线发生变化。由图判断,t2时刻曲线变化的原因可能是________(填写序号)。
a.升高温度 b.加催化剂
c.通入O2 d.缩小容器体积
(2)工业上可利用上述反应的副产物CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
①一定温度下,在容积为1L的密闭容器中,充入2 mol CO2和4 mol H2,一段时间后达到平衡,测得CH3OH的物质的量浓度为1mol/L,则该温度下此反应的平衡常数为_________,某时刻测得CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量分别为2mol,1mol,1mol,1mol,则这一时刻v(正)___________v(逆)
②在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭容器中,充分反应达到平衡后,CO2转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为_______________。
【答案】 (1). 降低温度 (2). b (3). 1 (4). > (5). (2-α)∶2
【解析】
【详解】(1)由图可知,t2时改变条件瞬间CO2、O2浓度都不变化,不能是改变CO2、O2浓度与压强,t2秒后O2浓度降低,CO2的浓度增大,说明改变条件平衡向正反应方向移动,该反应为放热反应,若为改变温度则应为降低温度平衡向正反应方向移动;由图象可知,改变外界条件时,同等程度地加快了正、逆反应速率。加入催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率;对于反应前后气体体积不变的反应,增大压强时,正逆反应速率也是同等程度地加快,但该反应是气体体积增大的反应,符合的只有b,答案选b;
(2) ① CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
开始时的浓度(mol/L) 2 4 0 0
改变的浓度(mol/L) 1 3 1 1
平衡时的浓度(mol/L)1 1 1 1
故该温度下此反应的平衡常数为,某时刻测得CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量分别为2mol,1mol,1mol,1mol,则,平衡正向移动,v(正)>v(逆);
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O变化的物质的量分别是αmol、3αmol、αmol、αmol,故平衡时它们的物质的量分别是(1-α) mol、(3-3α) mol、αmol、αmol,故平衡时气体的总物质的量是(4-2α) mol,所以此时的压强与起始压强之比为==(2-α)∶2。
18.300 ℃时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。
(1)300 ℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=___________________。已知K300 ℃
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率______(填“增大”“减小”或“不变”),原因是_____________________________________________________________。
(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向进行,开始时加入C、D各4/3mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B______mol。
【答案】 (1). (2). > (3). 0.8 mol/L (4). 0.2 mol/(L·min) (5). 不变 (6). 反应前后气体体积不变,压强对平衡无影响 (7).
【解析】
略