2019-2020学年湖南师范大学附属中学高二上学期第一次月考化学试题含解析

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湖南师范大学附属中学2019-2020学年高二上学期
第一次月考化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(l)　ΔH＝－50 kJ·mol－1。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】该反应是是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，物质越稳定，其能量越小，所以液态物质的能量小于气态物质，则符合条件的图象是A，故选A。
2．下列变化过程中，ΔS ＜0的是      
A．氯化钠溶于水中 B．NH3(g)和HCl(g)反应生成NH4Cl
C．干冰的升华 D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
【答案】B
【分析】熵变是反应体系的混乱度，是体系混乱度（或无序度）的量度，同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵；不同物质生成的气体体积越大，熵值增加，熵变为正值．气体体积减少，熵值减小，熵变为负值，△S＜0，说明反应或变化过程中混乱度减小，据此分析判断
【详解】A. 氯化钠固体溶解到水中形成溶液，混乱度增大，熵值增大，△S>0，故A错误；
B. NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)，气体体积减小，体系混乱度减小，熵值减小，△S0，故C错误；
D. CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)，反应生成了气体，体系混乱度增大，熵值增大，△S>0，故D错误；
答案选B。
【点睛】熵变小于零，是指混乱度减小，例如气体的体积减小。
3．已建立化学平衡的某可逆反应，当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是
①生成物的质量分数一定增加，②任一生成物总量一定增加，③反应物的转化率一定增大，④反应物的浓度一定降低，⑤正反应速率一定大于逆反应速率，⑥一定使用催化剂
A．①②③ B．③④⑤ C．②⑤ D．④⑥
【答案】C
【详解】①总质量不变时，向正反应方向移动，生成物的质量分数一定增大，但若生成物质量增大小于混合物总质量增大，生成物的质量分数可能降低，故①错误；②平衡向正反应移动，生成物的物质的量一定增加，故②正确；③降低生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大，但增大某一反应物的浓度，平衡向正反应移动，其它反应物的转化率增大，自身转化率降低，故③错误；④如增大反应物的浓度，平衡向正方向移动，达到平衡时，反应物的浓度比改变条件前大，故④错误；⑤平衡向正反应移动，正反应速率一定大于逆反应速率，故⑤正确；⑥加入催化剂，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，故⑥错误；综上所述②⑤正确，故选C。
【点睛】本题考查化学平衡的影响因素，题目难度中等，注意影响平衡的外界条件改变时对化学平衡移动的改变，解答时注意从平衡移动原理的角度分析。
4．某温度时，在不同金属离子存在下，纯过氧化氢24h的分解率见下表：
离子
加入量/(mg·L-1)
分解率/%
离子
加入量/(mg·L-1)
分解率/%
无
——
2
Fe3+
1.0
15
Al3+
10
2
Cu2+
0.1
86
Zn2+
10
10
Cr3+
0.1
96

下列有关说法不正确的是A．铬离子能使过氧化氢分解反应的活化能大幅度降低
B．储运过氧化氢时，适宜选用铝制容器
C．催化剂可以加快反应速率，提高反应物的转化率
D．向纯过氧化氢中加入酸性重铬酸钾溶液可以加快分解速率并得到更多的氧气
【答案】C
【详解】A．由表格可知，加入铬离子纯过氧化氢的分解率最高，铬离子能使过氧化氢分解反应的活化能大幅度降低，A正确；
B．由表格可知，铝离子对纯过氧化氢的分解不起作用，因此运过氧化氢时，适宜选用铝制容器，B正确；
C．催化剂只改变反应速率，不能改变反应物的转化率，C错误；
D．加入酸性重铬酸钾，重铬酸钾与过氧化氢反应被还原为Cr3+，Cr3+可以加快过氧化氢的分解速率，过氧化氢被氧化生成氧气，D正确；
故选C。
5．已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  △H=−196.6kJ/mol。甲在某恒温恒容容器中充入2molSO2和1molO2充分反应后，测得SO2转化率为25%。乙在相同条件下以2molSO3为初始反应物，充分反应后的热量变化为
A．放热49.15kJ B．吸热49.15kJ C．放热147.45kJ D．吸热147.45kJ
【答案】D
【详解】恒温恒容条件下甲和乙最终建立的平衡为等效平衡，平衡时各物质的量相等，甲种通入2molSO2转化率为25%，则平衡时SO2的物质量为2mol×(1-25%)=1.5mol，则乙中通入2molSO3反应向逆向进行，逆向为吸热反应，最终乙容器中生成的二氧化硫为1.5mol，则吸收的热量为：196.6kJ =147.45kJ，故D正确；
故选：D。
6．可逆反应mA(g)+nB(s)rC(g)+qD(g)在反应过程中，其他条件不变，D的体积百分 含量和温度T 或压强P关系如图所示，下列叙述中正确的是

A．温度降低，化学平衡向正反应方向移动
B．使用催化剂，D的物质的量分数增加
C．化学方程式系数m+n = r＋q
D．物质B的颗粒越小，反应越快，有利于平衡向正反应方向移动
【答案】A
【详解】A．由左图知，温度T2为先到达平衡，故T2＞T1，升高温度，D%减小，则平衡向逆反应移动，A正确；
B．使用催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动，D%的不变，B错误；
C．由右图可知，压强为P2先到达平衡，故P2＞P1，增大压强，D%不变，则平衡不移动，反应中B为固体，故m=r+q，C错误；
D．B为固体，物质B的颗粒越小，接触面积越大，反应越快，但对平衡移动没有影响，D错误；
答案选A。
7．某温度下2L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示。

X
Y
W
n(起始状态)/mol
2
1
0
n(平衡状态)/mol
1
0.5
1.5

下列说法正确的是（      ）A．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH＞0
B．该温度下，此反应的平衡常数K=6.75
C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动
D．该温度下，再向该容器中加入1.5molW，达到新平衡时，c(X)=1.5mol·L-1
【答案】B
【分析】由表中数据可知，X、Y为反应物，W为生成物；X、Y、W三种气体的物质的量的变化量分别为1mol、0.5mol、1.5mol，利用物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，可确定反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)3W(g)。
【详解】A．升高温度，若W的体积分数减小，则平衡逆向移动，此反应ΔH＜0，A不正确；
B．该温度下，此反应的平衡常数K==6.75，B正确；
C．增大压强，正、逆反应速率均增大，但由于反应前后气体分子数相等，所以平衡不移动，C不正确；
D．该温度下，再向该容器中加入1.5molW，相当于原平衡体系加压，各物质的浓度变为原来的二倍，所以达到新平衡时，c(X)=1mol·L-1，D不正确；
故选B。
8．一定条件下存在反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)， △H＜0。现有三个体积相同的密闭容器I、Ⅱ、Ⅲ，按如图所示投料，并在400℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是

A．容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同
B．容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率始终相同
C．容器Ⅱ、Ⅲ中的反应达平衡时，SO3的体积分数：Ⅱ>Ⅲ
D．平衡时三容器中SO2、O2、SO3物质的量之比均为2：1：2
【答案】C
【详解】A．A装置向正反应方向进行，K1=c2(SO3)/[c2(SO2)×c(O2)]，III装置向逆反应方向进行，K2=[c2(SO2)×c(O2)] / c2(SO3)，因此两者的平衡常数不同，故错误；
B．II是恒温恒容状态，反应向逆反应方向进行，气体物质的量增大，压强增大，化学反应速率增大，III是恒压状态，即II的压强大于III，II的化学反应速率大于III的，故错误；
C．II是恒温恒容状态，反应向逆反应方向进行，气体物质的量增大，压强增大，化学反应速率增大，达到平衡所用的时间短，消耗的SO3的量小于III，因此SO3的体积分数：II>III，故正确；
D．平衡时各物质的浓度保持不变，但物质的量之比并不一定满足化学计量数之比，故错误。
故选：C。
9．反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)    ①
2HI(g)H2(g)＋I2(g)     ②
2NO2(g)N2O4(g)      ③
在一定条件下，上述反应达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%。若保持各自的温度不变、体积不变，分别再加入一定量的各自的反应物，平衡都将正向移动，则转化率
A．均不变 B．均增大
C．①增大，②不变，③减少 D．①减少，②不变，③增大
【答案】D
【详解】三个反应均为单一反应物，结合等效平衡可知，增加反应物的用量等同于增大体系压强，反应①正向气体分子数增加，增大压强平衡逆向移动，转化率减小；反应②前后气体分子数相等，增大压强平衡不一定，转化率不变；反应三正向气体分子数减小，增大压强平衡正向移动，转化率增大，因此D正确；
故选：D。
10．利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。已知不同温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。下列有关说法正确的是

A．CO2的平衡转化率曲线上N点的速率最大
B．M点对应的平衡常数比N点对应的平衡常数大
C．温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大
D．生产过程应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化率
【答案】B
【详解】A．N点温度较高，但此时催化剂的催化效率较低，因此速率不一定大，故A错误；
B．由图像可知，随温度的升高二氧化碳的转化率减小，说明平衡逆向移动，正向为放热反应，放热反应温度越低平衡常数越大，因此M点平衡常数大于N点，故B正确；
C．由图像可知，随温度的升高二氧化碳的转化率减小，平衡逆向移动，乙烯的产率减小，故C错误；
D．结合图像温度较低时二氧化碳的转化率虽然较高，但低温时反应速率较低，且催化剂的催化效率太低，对生产不利，故D错误；
故选：B。

二、填空题
11．回答下列问题：
(1)用括号内的字母代号填空：中和热测定实验时，使用的酸和碱最好是_______ (A．恰好完全反应；B．酸稍过量；C．碱稍过量)，溶液混合的时候应_______ (A．一次性快速倒入；B．缓缓滴入)，若用环形铜丝代替环形玻璃搅拌棒，会导致测定数据_______(A．偏高；B．偏低)。
(2)保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想，如图所示：

过程I的能量转化形式为_______能转化为_______能。
(3)有机物M经过太阳光照射可转化成N，转化过程如下：
    △H=+88.6 kJ·mol−1。
则M、N相比，较稳定的是_______。
(4)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。其过程如下所示：

反应I：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2Og)+O2(g)    △H1=+551 kJ·mol−1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g)    △H2=-297 kJ·mol−1
写出反应Ⅱ的热化学方程式：_______。
【答案】(1)     B或C     A     B
(2)     太阳     化学
(3)M
(4)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)  △H=-254 kJ/mol

【详解】（1）中和热测定实验时，使用的酸和碱最好是酸稍微过量或碱稍微过量，故合理选项是B或C；
酸碱两种溶液混合的时候应一次性快速倒入，故合理选项是A；
铜是金属，容易导热，因此若用环形铜丝代替环形玻璃搅拌棒，导致反应放出的热量损失，会导致测定温度的数据偏低，故合理选项是B；
（2）过程I中H2O在太阳光作用下分解为H2、O2，过程I的能量转化形式为太阳能转化为化学能；
（3）M转化为N时需吸收能量，说明N含有的能量比M高，物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强，因此M、N相比，较稳定的是M；
（4）已知反应I：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2Og)+O2(g)    △H1=+551 kJ·mol−1，反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g)    △H2=-297 kJ·mol−1
由图可知：反应II为：3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)，
根据盖斯定律，(I+III)×(-1)，整理可得3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H=-254 kJ/mol。
12．回答下列问题：
(1)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)的分解反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[时，N2O5(g)完全分解]：
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700

p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1

①研究表明，N2O5(g)分解的反应速率(kPa·min−1)。t=62min时，测得体系中kPa，则此时的_______kPa，v=_______kPa·min−1。
②若升高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强(35℃)_______63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_______。
③25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。
(2)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)，R.A．Ogg提出如下反应历程：
第一步 N2O5NO2+NO3快速平衡
第二步 NO2＋NO3NO＋NO2＋O2 慢反应
第三步 NO+NO32NO2 快反应
可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是_______(填字母代号)。A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应的活化能较高
【答案】(1)     30.0kPa     6.0×10-2     大于     NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，容器体积不变，体系物质的量增加，总压强增大     13.4
(2)AC

【详解】（1）①t=62min时，测得体系中PO2=2.9kPa，则N2O5(g)减小的压强为2.9kPa×2=5.8kPa，则此时35.8kPa-5.8kPa=30.0kPa；N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×(kPa•min-1)=2×10-3×30.0kPa•min-1=6.0×10-2kPa•min-1，故答案为：30.0kPa；6.0×10-2；
②温度升高，容器容积不变，压强增大，且二氧化氮生成四氧化二氮的反应为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强增压，所以若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)大于63.1 kPa，故答案为：大于；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，容器体积不变，体系物质的量增加，总压强增大；
③根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强为35.8kPa×2=71.6 kPa，氧气的压强为17.9 kPa，总压强为71.6 kPa+17.9 kPa=89.5 kPa，平衡后压强减少了8 9.5 kPa-63.1kPa=26.4kPa，所以根据方程式可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa，二氧化氮对应的压强是71.6 kPa-26.4kPa×2=18.8kPa，则反应的平衡常数，故答案为：13.4；
（2）A．第一步反应快，所以第一步的逆反应速率大于第二步的反应速率，故A正确；
B．根据第二步和第三步可知中间产物还有NO，故B错误；
C．根据第二步反应生成物中有NO2可知，NO2与NO3的碰撞仅部分有效，故C正确；
D．活化能越大反应速率越慢，第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，故D错误；
故答案选AC。

三、实验题
13．某探究性学习实验小组做了如下实验：利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响。
实验序号
实验温度/K
KMnO4溶液(硫酸酸化)
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
V/mL

c/mol·L-1

V/mL

c/mol·L-1

V/mL
A
293
2
0.02
5
0.1
3
t1
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
5
t1

(1)通过实验A、B，可探究_______的改变对反应速率的影响，其中V1=_______，T1=_______；通过实验_______可探究岀温度变化对化学反应速率的影响。
(2)若，则由此实验可以得出的结论是_______；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=_______。
【答案】(1)     草酸浓度     5     293     B和C
(2)     其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大；其他条件相同时,升高反应温度,反应速率增大。    

【详解】（1）实验A、B，从表中数据可知改变的条件是 H2C2O4浓度，故通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响；溶液的总体积相同，高锰酸钾和草酸的浓度相同，用量也相同，根据实验1可知。溶液总体积为10mL，所以V= 5.0mL；其他条件相同，探究浓度对化学反应速率的影响，故温度T1= 293；其他条件相同，探究温度对化学反应速率的影响，则B和C符合。
（2）若，则由此实验可以得到的结论是：其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大；其他条件相同时,升高反应温度,反应速率增大。
草酸的物质的量为：0.1mol/L×0.003L=0.0003mol，高锰酸钾的物质的量为:0.02mol/L×0.002L=0.00004mol草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0003mol∶0.00004mol = 30∶4，显然草酸过高，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：。

四、原理综合题
14．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇(在刚性容器中进行)：2H2(g)+CO(g)СН3ОН(g)。
(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012

①该反应的焓变△H_______(填“＜”“＞”或“=”)0，要使该反应自发进行，反应温度不宜_______(填“过高”或“过低”)。
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是_______(填字母代号)。
a．升温  b．加入催化剂  c．增加CO的浓度  d．加入H2  e．恒容加入惰性气体  f．分离出甲醇
(2)在容积为1 L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图所示是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线z对应的温度是_______℃；该温度下上述反应的化学平衡常数为_______。曲线上a、b、c三点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3的大小关系为_______。

【答案】(1)     ＜     过高     df
(2)     270     0.25     K1＜K2＜K3

【详解】（1）①对于反应2H2(g)+CO(g)СН3ОН(g)，温度升高，化学平衡常数K减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的反应是放热反应，所以△H＜0；
该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△H＜0，△S＜0，要使该反应自发进行，△G＜0，由于△G=△H-T△S＜0，则要使该反应自发进行，反应温度不宜过高；
②a．升温会使化学平衡向吸热的逆反应方向移动，CO的转化率减小，a不符合题意；
b．加入催化剂，化学平衡不移动，CO的转化率不变，b不符合题意；
c．增加CO的浓度，化学平衡正向移动，但平衡移动消耗量远小于CO投入量的增加，导致CO的转化率反而减小，c不符合题意；
d．恒容充入H2，化学平衡正向移动，CO的转化率增大，d符合题意；
e．恒压充入惰性气体，容器的体积增大，相当于体系的压强减小，化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，从而导致CO的转化率减小，e不符合题意；
f．分离出甲醇，即减小生成物的浓度，化学平衡正向移动，使CO的转化率增大，f符合题意；
故合理选项是df；
（2）根据该反应的正反应为放热反应，温度升高，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致CO的转化率越小，由于CO的转化率：x＞y＞z，所以曲线表示的温度：x表示230℃；y表示的是250℃；z表示的270℃；
在270℃时，a点时，在反应开始时CO的物质的量均为1 mol，则n(H2)=1.5 mol，容器的容积是1 L，由于平衡时CO的转化率是50%，则根据物质反应2H2(g)+CO(g)СН3ОН(g)转化关系可知平衡时c(CO)=0.5 mol/L，c(H2)=0.5 mol/L，c(СН3ОН)=0.5 mol/L，所以该温度下上述反应的化学平衡常数K=；
化学平衡常数只与温度有关，与其它外界条件无关。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，导致化学平衡常数减小，由于温度：a＞b＞c，所以化学平衡常数：K1＜K2＜K3。
15．氢气是一种理想的绿色能源。利用生物发酵得到的乙醇制取氢气具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如下图所示：

已知：反应I和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化的曲线如图所示。

(1)已知反应I中，1molCH3CH2OH(g)参与反应后的热量变化是256kJ，则反应I的热化学方程式是_______。
(2)反应Ⅱ在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率如图所示(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。

①图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE。判断：TD_______TE(填“＜”“=”或“>”)。
②试判断A、E和G三点对应的反应温度是否相同，并说明你的判断依据：_______。
③当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是_______。
【答案】(1)
(2)