2020-2021学年高二上学期第一次开学联考化学试题（解析版）

2020－2021 学年度第一学期开学测评考试 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。考试用时 100 分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必用 0.5 毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到 答题卡和试卷规定的位置上。 2.第 I 卷每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用 橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3.第 II 卷必须用 0.5 毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置； 如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。 不按以上要求作答的答案无效。 第 I 卷 选择题(40 分) 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Cl35.5 Ca40 Cu64 Ba137 Hg200 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 化学与生产、生活等密切相关。下列说法错误的是（ ） A. “光化学烟雾”的形成与氮氧化合物有关 B. 绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C. 于谦诗句“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”描述的大理石分解是吸热反应 D. 屠呦呦因发现青蒿素(C15H22O5)荣获诺贝尔奖。青蒿素是可以人工合成的有机高分子化合物 【答案】D 【解析】 【详解】A．以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成“光化学烟雾”的主要气体，故 A 正确； B．绿色化学是对环境友好型化学，要求原料物质中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中，原子 的利用率 100%，无污染、无公害的化学，故 B 正确； C．于谦诗句“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”描述的大理石分解要拆开化学键，是吸热反应，故 C 正确； D．屠呦呦因发现青蒿素(C15H22O5)荣获诺贝尔奖。青蒿素是从中药青篙中提取的高效、速效抗疟药，故 D 错误； 故选 D。 2. 在一密闭容器中充入一定量的 H2 和 N2，经测定反应开始后 3s 内 v(N2)＝0.15 mol·L－1·s－1，则 3s 末 NH3 的浓度为（ ）A. 0.4 mol·L－1 B. 0.6 mol·L－1 C. 0.9 mol·L－1 D. 1.2 mol·L－1 【答案】C 【解析】 【详解】3s 内 v(N2)＝0.15 mol·L － 1·s － 1 ，则 3s 内 N2 浓度的变化为 0.45 mol·L － 1 ，根据反应方程式 ，3s 末 NH3 的浓度为 0.9 mol·L－1，故选 C。 3. 下列反应既属于氧化还原反应，又属于生成物的总能量大于反应物的总能量的是（ ） A. Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应 B. 碳与二氧化碳的反应 C. 铝片和稀盐酸反应 D. 甲烷在氧气中的燃烧 【答案】B 【解析】 【分析】 生成物的总能量大于反应物的总能量，则表明反应为吸热反应。 【详解】A．Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应为非氧化还原反应，A 不合题意； B．碳与二氧化碳的反应为吸热反应，且为氧化还原反应，B 符合题意； C．铝片和稀盐酸反应是放热反应，C 不合题意； D．甲烷在氧气中燃烧是放热反应，D 不合题意； 故选 B。 4. 在恒容密闭容器中，CO 和 H2S 混合加热生成羰基硫的反应为 CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)。下列说 法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是（ ） A. 正、逆反应速率都等于零 B. CO、H2S、COS、H2 的浓度相等 C. CO、H2S、COS、H2 的物质的量分数均不再变化 D. CO、H2S、COS、H2 在容器中共存 【答案】C 【解析】 【详解】A．达到化学平衡，正、逆反应速率相等、但都不等于零，故 A 不符合题意； B．达到化学平衡状态时 CO、H2S、COS、H2 的浓度不再改变，但不一定相等，即 CO、H2S、COS、H2 的 浓度相等不一定达到平衡状态，故 B 不符合题意； C．CO、H2S、COS、H2 的物质的量不再改变，其物质的量分数也不再变化，是化学平衡状态的特征标志， 故 C 符合题意； D．CO、H2S、COS、H2 在容器中共存，只能说是可逆反应，不能说达到平衡状态，故 D 不符合题意； 综上所述，答案为 C。 2 2 3N 3H 2NH+  5. 如图是制备和收集气体的实验装置，该装置最适合于（ ） A. 用 H2O2 溶液和 MnO2 反应制取 O2 B. 用浓氨水和 CaO 反应制取 NH3 C. 用 Na2SO3 和硫酸反应制取 SO2 D. 用浓硝酸与 Cu 反应制取 NO2 【答案】A 【解析】 【详解】A．用 H2O2 溶液和 MnO2 反应制取 O2，属于固、液不用加热制取气体，且氧气微溶于水，用排水 发收集，故选 A； B．氨气易溶于水，不能用排水发收集氨气，故不选 B； C．二氧化硫能溶于水，不能用排水发收集二氧化硫，故不选 C； D．NO2 与水反应生成硝酸和 NO，不能用排水发收集 NO2，故不选 D； 选 C。 6. NO 吸收治疗法可快速改善 SARS 重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO 对 SARS 病毒有直接抑制作用。下列关于 NO 的叙述正确的是 A. NO 是一种红棕色气体 B. NO 和 NO2 都属于酸性氧化物 C. NO 难溶于水，可以用排水法收集 D. 常温常压下，NO 不能与空气中的氧气直接化合 【答案】C 【解析】 【详解】A. NO 是一种无色气体，A 错误； B. 酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，该反应为非氧化还原反应；NO 属于不成盐氧化物，NO2 和碱发生氧化还原反应，不属于酸性氧化物，B 错误； C. NO 难溶于水不与水反应，可以用排水法收集，C 正确； D. 常温常压下，NO 即能与空气中的氧气直接化合生成 NO2，D 错误； 答案选 C。 7. 下列说法中不正确的一组是（ ）A. H2O 和 D2O 互为同位素 B. 和 是同一种物质 C. 正丁烷和异丁烷互为同分异构体 D. 和 不是同系物 【答案】A 【解析】 【详解】A.质子数相同中子数不同的一类核素互称为同位素，同位素研究对象为原子，H2O 和 D2O 属于水 分子，不属于同位素，A 错误； B.二溴甲烷为立体结构，故 和 是同一种物质，B 正确； C.分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，故正丁烷和异丁烷互为同分异构体，C 正确； D.结构相似，分子组成上相差 n 个“CH2”的有机物互为同系物，故 和 不是同系物，是同一种物质，D 正确； 答案选 A。 8. 下列反应属于取代反应的是（ ） A. 乙醇与氧气反应生成乙醛 B. 甲烷与氯气反应生成四氯化碳 C. 十六烷裂化生成辛烷和辛烯 D. 乙烯与溴反应生成 1，2－二溴乙烷 【答案】B 【解析】 【分析】 根据取代反应的定义“有机化合物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应”进行判 断。 【详解】A．乙醇与氧气反应生成乙醛，该反应为氧化反应，不属于取代反应，选项 A 错误； B．甲烷与氯气发生反应生成一氯甲烷和氯化氢，该反应为取代反应，选项 B 正确； C．十六烷裂化生成辛烷和辛烯，不属于取代反应，选项 C 错误； D．乙烯含有碳碳双键，能够与溴发生加成反应，该反应不属于取代反应，选项 D 错误；答案选 B。 9. 甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。下列说法正确的是（ ） ①甲烷是一种正四面体结构的分子 ②0.5 mol 甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为 1 mol ③物质的量 1：1 的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物只有 CH3Cl 和 HCl ④1 mol 甲烷全部生成 CCl4，最多消耗 2 mol 氯气 A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④ 【答案】A 【解析】 【详解】①甲烷是一种正四面体结构的分子，故正确； ②1mol 烷烃 CxHy 燃烧耗氧量为 x+ ，可以确定 0.5mol 甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为 1mol，故正确； ③物质的量 1：1 的甲烷与氯气发生取代反应时，所得产物是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳以 及氯化氢的混合物，故错误； ④1 mol 甲烷全部生成 CCl4，最多消耗 4 mol 氯气，故错误。 答案选 A。 10. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是（ ） A. 甲：可用 Pt 电极代替 Cu 电极做正极 B. 乙：通入氧气的一极为正极 C. 丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D. 丁：原电池 Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O 中，PbO2 发生氧化反应做负极 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲：Cu 作正极，不参加反应，只起导电作用，可用 Pt 电极代替 Cu 电极做正极，故 A 正确； B．乙：氢氧燃料电池中，氧气是氧化剂，在反应中得电子，被还原，通入氧气的一极为正极，故 B 正确； C．丙：锌筒作负极，失电子，发生氧化反应，锌筒会变薄，故 C 正确； D．丁：原电池 Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O 中，PbO2+4 价的铅得电子，发生还原反应做正极，故 4 yD 错误； 故选 D。 二、选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题意，全 部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 11. 氮化钠（Na3N）是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生 NH3。下列说法错误的是 A. Na3N 是由离子键形成的离子化合物 B. Na3N 与盐酸反应生成两种盐 C. Na3N 与水的反应属于氧化还原反应 D. Na3N 中两种粒子的半径：r（Na+）>r（N3-） 【答案】CD 【解析】 【详解】A. Na3N 含有活泼金属 Na，属于离子化合物，A 正确； B. Na3N 与盐酸反应生成氯化钠和氯化铵，B 正确； C. Na3N 与水的反应生成氢氧化钠和氨气，化合价没有改变，不是氧化还原反应，C 错误； D. Na+和 N3-核外电子数相同，但 Na+质子数比 N3-更多，因此 r（Na+）0 是气体体积不变的吸热反应； A．固体量的增减不会影响反应速率，加入少量 W，不会引起化学平衡的移动，选项 A 错误； B．升高温度平衡向吸热反应移动，随反应进行，气体的物质的量不变，质量减小，混合气体的平均相对分 子质量减小，选项 B 正确； C．温度、体积不变，充入 He 气增大压强，但浓度不变，反应速率会不变，选项 C 错误； D．反应是气体体积不变的反应，增大压强反应速率增大，正逆 反应速率等倍数增大，选项 D 错误； 答案选 B。 13. 已知：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 是一个常数(简称平衡常数)，用符号 K 表示。对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当在 一定温度下达到平衡时，K＝ 。对于给定的反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成 物的浓度变化无关。在密闭容器中，投入 1 mol N2 和 3 mol H2 分别在以下不同实验条件下进行反应(温度相 同)。下列分析正确的是（ ） 容器编号 实验条件 平衡时反应中的能量变化 Ⅰ 恒温恒容 放热 Q1kJ Ⅱ 恒温恒压 放热 Q2kJ A. 放出热量：Q1＜Q2 B. N2 转化率：II＜I C. 平衡常数：II＞I D. 平衡时氨气 体积分数：I＜II 【答案】AD 【解析】 【分析】 I．恒温恒容条件下该反应达到平衡状态时放出的热量为 Q1kJ；II 为恒温恒压条件下，与 I 相比相当于增大 压强，增大压强平衡正向移动；反应物转化率 I＜II，化学平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相 同。 【详解】A．反应物的转化率越大，放出的热量越多，反应物转化率 I＜II，则放出的热量 Q1＜Q2，故 A 正 确； B．II 为恒温恒压条件下，与 I 相比相当于增大压强，增大压强平衡正向移动，N2 的转化率：I＜II，故 B 错 误； C．对于给定的反应，化学平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相同，故 C 错误； D．反应越向正反应进行，氨气的体积分数越大，II 与 I 相比相当于增大压强，平衡正向移动，平衡时氨气 的体积分数：I＜II，故 D 正确； 故选 AD。 14. 某有机物其结构简式如下图，下列关于该物质的叙述正确的是( ) 的 的  [ ] [ ] [ ] [ ] p q m n C D A BA. 分子中含有 3 种官能团，分子式为 C11H10O5 B. 可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同 C. 1 mol 该物质最多可与 3 mol NaOH 发生中和反应 D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．该物质分子中含有-COOH、碳碳双键、-OH，共 3 种官能团，物质的分子式为 C11H12O5，A 错 误； B．该物质分子中含有羧基、羟基，因此可与乙醇、乙酸发生酯化反应，故二者反应类型相同，B 正确； C．该物质分子中含有 2 个-COOH 可以与 NaOH 发生反应，1 mol 该物质最多可与 2 mol NaOH 发生中和反 应，C 错误； D．该物质分子中含有不饱和的碳碳双键，因此可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使溶液褪色；含有 碳碳双键、醇羟基，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液紫色褪去，因此褪色原理不同，D 错误； 故合理选项是 B。 15. 聚苯乙烯是一种无毒、无臭的热塑性材料，被广泛应用。工业由苯和乙烯为原料制备聚苯乙烯的流程如 下图所示(部分条件略去)，下列说法错误的是（ ） A. 过程①生成乙苯，反应类型为取代反应 B. 过程②生成苯乙烯，苯乙烯 16 个原子可能共平面 C. 过程③原子利用率为 100%，反应类型为加聚反应 D. 上述流程中涉及的五种有机物均可使溴水或高锰酸钾溶液褪色 【答案】AD 【解析】 【详解】A．过程①生成乙苯，乙烯的碳碳双键断裂，反应类型为加成反应，故 A 错误； B．过程②生成苯乙烯，苯基和乙烯基通过单键相连，单键可旋转，苯环及与苯环相连的 6 个原子一定共面， 碳碳双键及与两个碳相连的 4 个原子一定共面，苯乙烯 16 个原子可能共平面，故 B 正确； C．过程③反应中断裂碳碳双键中较活泼的化学键，然后这些不饱和 C 原子彼此结合形成高分子化合物，所 以原子利用率为 100%，反应类型为加聚反应，故 C 正确； D．上述物质中苯不能使溴水因反应而褪色，也不能使高锰酸钾溶液褪色，故 D 错误；故选 AD。 第 II 卷 非选择题(60 分) 16. 一定温度下，某恒容密闭容器中盛有 NO2、N2O4 两种气体，反应开始至达到平衡状态过程中，两种物 质的浓度随时间的变化如图所示： (1)图中 y 曲线是表示____________的浓度变化(填化学式)。 (2)写出容器中发生反应的化学方程式____________________________________。 (3)从反应开始至达到平衡状态时间段内的反应速率 v(NO2)＝____________。 (4)图中 a、b 两点对应状态的化学反应速率大小比较 v(a)______v(b)(填“＞”、“＝”或“＜”)。 (5)欲增大体系的化学反应速率，可以采取的措施有____________。 a.分离出 N2O4 b.投入 NO2 c.充入氦气 d.升高温度 (6)在相同温度下，若向该容器中再充入一定体积的 NO2，平衡后混合气体颜色与原来相比___________(填“变 浅”“不变”或“变深”，下同)，若向该容器中充入一定体积的 N2O4，平衡后混合气体颜色与原来相比 ____________。 【答案】 (1). N2O4 (2). 2NO2 N2O4 (3). 0.8mol·L-1·min-1 (4). ＞ (5). bd (6). 变深 (7). 变深 【解析】 【分析】 由图象可知，10min 内 x 的浓度变化是 y 的 2 倍，所以 x 表示 NO2、y 表示 N2O4；NO2 浓度减小、N2O4 浓 度增大，所以 NO2 是反应物、N2O4 是生成物。 【详解】(1) 10min 内 x 的浓度变化是 y 的 2 倍，所以 x 表示 NO2、y 表示 N2O4； (2) NO2 浓度减小、N2O4 浓度增大，所以 NO2 是反应物、N2O4 是生成物，容器中发生反应的化学方程式 2NO2 N2O4； (3)从反应开始至达到平衡状态时间段内的反应速率 v(NO2)＝ mol·L-1·min-1； (4)图中 a、b 两点，a 点 NO2 浓度大于 b 点，浓度越大反应速率越大，所以对应状态的化学反应速率大小比 较 v(a) ＞v(b)； (16 8)mol/L 0.810min − =(5) a．分离出 N2O4，反应物浓度减小，速率减慢，故不选 a； b．投入 NO2，反应物浓度增大，速率加快，故选 b； c．恒容条件下，充入氦气，反应物浓度不变，速率不变，故不选 c； d．升高温度，反应速率一定加快，故选 d； 所以欲增大体系的化学反应速率，可以采取的措施有 bd； (6)在相同温度下，若向该容器中再充入一定体积的 NO2，根据勒夏特列原理，平衡后混合气体中 NO2 浓度 增大，颜色与原来相比变深，若向该容器中充入一定体积的 N2O4，平衡逆向移动，平衡后混合气体中 NO2 浓度增大，颜色与原来相比变深。 【点睛】本题考查影响反应速率的因素和速率计算，明确外界因素对反应速率的影响是解题关键，注意恒 容条件下通入无关气体，反应物浓度不变，速率不变。 17. 已知：对于可逆反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成 物的浓度有如下关系： ，称为该反应的浓度商。Q＜K，反应向正反应方向地进行；Q＝ K，反应处于平衡状态；Q＞K，反应向逆反应方向进行。甲醇(结构式 )是一种基础有机化工原 料，应用广泛。工业上可利用废气中的 CO2 合成 CH3OH，发生反应 CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49 kJ·mol－1。 (1)已知反应中的相关化学键键能数据如下： 化学键 O-H C-O C=O E/(kJ·mol-1) 465 343 750 氢气中 H－H 键比甲醇中 C－H 键___________(填“强”或“弱”)。相同条件下该反应的正反应活化能 Ea(正)＝ 216 kJ·mol－1，则逆反应活化能 Ea(逆)＝________kJ·mol－1。 (2)在 1 L 恒容密闭容器中充入 CO2 和 H2，所得实验数据如下表 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol 实验编号 温度/℃ n(CO2) n(H2) n(CH3OH) 150 0.23 0.19 0.03  ( ) ( ) ( ) ( ) c d a b c C c DQ c A c B = 200 0.10 0.26 0.02 200 0.17 a 0.01 实验①平衡常数 K＝___________，若在该温度下起始时加入二氧化碳、氢气、甲醇气体和水蒸气各 0.10 mol，这时反应向___________移动(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)，判断理由是 _____________________________________________________。实验②达到平衡时 H2 转化率为 ____________。实验③a＝___________。 (3)甲醇、空气和稀硫酸可以形成燃料电池，其负极电极反应式为________________。 【答案】 (1). 强 (2). 265 (3). 4.5(mol·L-1)-2 (4). 逆反应方向 (5). 浓度商 Q=100＞K (6). 23.1% (7). 0.13 (8). CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+ 【解析】 【分析】 根据键能求焓变公式:△H＝反应物的总键能-生成物的总键能计算键能；列出三段式，根据平衡常数的定义 求出平衡常数，利用浓度商 与 K 值的大小可判断反应进行的方向；温度相同，同一反应 的平衡常数相同；还原剂，失电子发生氧化反应作电池的负极，氧化剂，得电子，作电池的正极，根据电 子守恒、电荷守恒、质量守恒写同电极反应。 【 详 解 】 (1)CO2(g) ＋ 3H2(g) CH3OH(g) ＋ H2O(g) △H ＝ － 49 kJ·mol － 1 ； △H ＝ 750kJ·mol － 1×2+E(H-H)×3-E(C-H)×3-465kJ·mol － 1-343kJ·mol － 1-465kJ·mol － 1×2=-49，E(H-H)×3-E(C-H)×3=-49kJ·mol － 1-750kJ·mol－1×2+465kJ·mol－1+343kJ·mol－1+465kJ·mol－1×2=189kJ·mol－1，E(H-H)＞E(C-H)，氢气中 H－H 键比甲醇中 C－H 键强。相同条件下该反应的正反应活化能 Ea(正)＝216 kJ·mol－1，则逆反应活化能 Ea(逆)＝ 216 kJ·mol－1＋49 kJ·mol－1＝265kJ·mol－1。故答案为：强；265； (2)在 1 L 恒容密闭容器中充入 CO2 和 H2，列出三段式： 实验①平衡常数 K＝ ＝4.5(mol·L-1)-2，若在该温度下起始时加入二氧化碳、氢气、甲醇气体和水 ( ) ( ) ( ) ( ) c d a b c C c DQ c A c B =  ( ) ( ) ( ) ( )2 2 3 2 -1 -1 -1 CO g 3H g CH OH g H O g c mol·L 0.23 0.19 c mol·L 0.03 0.09 0.03 0.03 c mol·L 0.2 0.1 0.03 0.03 ＋ ＋ 开始 变化 平衡 3 0.03 0.03 0.2 0.1 × ×蒸气各 0.10 mol，浓度商 Q= =100，这时反应向逆反应方向移动，判断理由是浓度商 Q=100＞K。 实验②达到平衡时 H2 转化率为= =23.1%。实验②和实验③的温度相同，平衡常数相同， = ，a＝0.13。故答案为：4.5(mol·L-1)-2；逆反应方向；浓度商 Q=100＞K； 23.1%；0.13； (3)甲醇、空气和稀硫酸可以形成燃料电池，甲醇是还原剂，失电子发生氧化反应，其负极电极反应式为 CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+。故答案为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+。 18. 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。 (1)用活性炭还原 NO 的有关反应为：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性 炭和 NO，T℃时，各物质起始浓度及 10 min 和 20 min 各物质平衡浓度如表所示： 浓度/mol·L-1 时间/min NO N2 CO2 0 10 0 0 10 5 2.5 2.5 20 2 4 0.25 ①在 10min 时，若只改变某一条件使平衡发生移动，20 min 时重新达到平衡，则改变的条件是 ___________。 ②在 20 min 时，保持温度和容器体积不变再充入 NO 和 N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时反应 v 逆________v 正(填“＞”“＜”或“＝”)。 (2)工业上由 N2、H2 来制备 NH3。不同温度下，向三个相同的容器中投入相同的反应物进行反应，测得不同 温度时平衡混合物中 NH3 的物质的量分数随压强增大而变化如图所示。 ①Q 点的 v(正)_______M 点的 v(正)(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②图中三条曲线对应的温度分别为 T1、T2、T3，其中温度最低的是___________。 3 0.1 0.1 0.1 0.1 × × 0.06 100%0.26 × 3 0.02 0.02 0.08 0.2 × × 3 0.01 0.01 0.16 ( 0.03)a × × − ③恒温恒容条件下，能说明反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的是______(填选项字母) A. 2v(N2)＝v(NH3) B.反应器中的压强不再发生变化 C. 保持不变 D.3 mol H－H 键断裂的同时，有 2 mol N－H 键断裂 (3)NO2 存在如下平衡：2NO2(g) N2O4(g) △H＜0，在一定条件下 NO2 与 N2O4 的消耗速率与各自的分压(分 压＝总压×物质的量分数)有如下关系：v(NO2)＝k1·p2(NO2)，v(N2O4)＝k2·p(N2O4)，相应的速率与其分压关系 如图所示。 一定温度下，k1、k2 与平衡常数 Kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是 k1＝ ___________；在上图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是___________。 【答案】 (1). 分离出了二氧化碳(减小二氧化碳的浓度) (2). ＜ (3). ＜ (4). T1 (5). BC (6). 2K2·Kp (7). BD 【解析】 【分析】 【详解】（1）①由题给表格数据可知，10min 条件改变后，到 20min 反应重新达到平衡，反应物一氧化氮 浓度减小 3mol/L，生成物氮气浓度增大 1.5mol/L、二氧化碳浓度减小 2.25mol/L，二氧化碳浓度减小说明 10min 改变的条件为分离出了二氧化碳(减小二氧化碳的浓度)，故答案为：分离出了二氧化碳(减小二氧化碳 的浓度)； ②依据表给数据可知，T℃时反应的平衡常数 K= = =0.25，保持温度和容器体积 不变再充入 NO 和 N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍,浓度熵 QC= =0.125＜K，则平衡向正反应 方向移动，v 逆＜v 正，故答案为：＜； （2）①由图可知，Q 点和 M 点的温度相同，但 M 点压强大于 Q 点，相同条件下，压强越大，反应速率越 快，则 Q 点的 v(正) ＜M 点的 v(正)，故答案为：＜； ②合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的物质的量分数减小，由图可知，相 同条件下，T1 时氨气的物质的量分数，则温度 T1 最低，故答案为：T1；  ( ) ( ) ( ) 2 3 3 2 2 c NH c N c H  2 2 2 c CO c N c NO （ ） （ ） （ ） 2 0.25 4 2 × 2 0.25 8 4 ×③A.由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知任何条件下，都存在 2v(N2)＝v(NH3)，则 2v(N2)＝v(NH3) 不能说明反应达到平衡状态，故错误； B.该反应是一个气体体积减小的反应，反应器中的压强不再发生变化说明各物质的浓度保持不变，反应达 到平衡，故正确； C.合成氨反应的化学平衡常数 K= ， 保持不变说明反应达到平衡，故正确； D. H－H 键断裂代表正反应速率，N－H 键断裂代表逆反应速率，当反应达到平衡时，3 mol H－H 键断裂的 同时有 6 mol N－H 键断裂，故错误； BC 正确，故答案为：BC； （3）在一定条件下反应达到平衡时，平衡常数 Kp= ，NO2 与 N2O4 的消耗速率关系为 v(NO2)＝ 2v(N2O4)，由速率公式可得 k1·p2(NO2)＝2k2·p(N2O4)，k1= =2K2·Kp；由图可知，BD 两点符合 NO2 与 N2O4 的消耗速率关系为 v(NO2)＝2v(N2O4)，则 BD 两点能表示反应达到平衡状态，故答案为：2K2·Kp； BD。 【点睛】（3）在一定条件下反应达到平衡时，平衡常数 Kp= ，NO2 与 N2O4 消耗速率关系为 v(NO2)＝2v(N2O4)，由速率公式整合解答是关键，也是难点。 19. 1905 年哈珀开发实现了以氮气和氢气为原料合成氨气，生产的氨制造氮肥服务于农业，养活了地球三分 之一的人口，哈珀也因此获得了 1918 年的诺贝尔化学奖。 (1)工业合成氨的反应如下：N2＋3H2 2NH3。已知断裂 1 mol N2 中的共价键吸收的能量为 946 kJ，断裂 1 mol H2 中的共价键吸收的能量为 436 kJ，形成 1 mol N－H 键放出的能量为 391 kJ，则由 N2 和 H2 生成 1 mol NH3 的能量变化为________kJ。下图能正确表示该反应中能量变化的是________(填“A”或“B”)。 (2)反应 2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)在三种不同条件下进行，N2、H2 的起始浓度为 0，反应物 NH3 的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。 的 ( ) ( ) ( ) 2 3 3 2 2 c NH c N c H ( ) ( ) ( ) 2 3 3 2 2 c NH c N c H ( ) ( )2 4 2 2 p N O p NO ( ) ( )2 2 4 2 2 2k p N O p NO ( ) ( )2 4 2 2 p N O p NO  高温、高压 催化剂  高温、高压 催化剂实验 序号 时间 温度 0 10 20 30 40 50 60 ① 400℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 ② 400℃ 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 ③ 500℃ 1.0 0 40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据上述数据回答：对比实验①②中，有一个实验没有使用催化剂，它是实验_________(填序号)；实验①③ 对比说明了_________。在恒温恒容条件下，判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________(填序号)。 a.NH3 的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变 c.c(NH3)＝c(H2) d.混合气体的压强不变 (3)近日美国犹他大学 Minteer 教授成功构筑了 H2－N2 生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理，以氮气和 氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递 H＋)为隔膜，在室温条件下即实现了氨 的合成同时还能提供电能。则 B 电极为_________极(填“正”、“负”)，该电池放电时溶液中的 H＋向_________ 极移动(填“A”、“B”)。 【答案】 (1). 46 (2). A (3). ① (4). 升高温度，反应速率加快，反应进行程度加大 (5). ad (6). 正 (7). B 【解析】 【分析】 焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，放热反应的焓变为负；反应到达平衡状态时，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；失电子，发生氧化反应的是电池的负极，得电子发生还原反应的是电池的正极，电 池内部阳离子移向电池的正极。 【详解】(1)已知断裂 1 mol N2 中的共价键吸收的能量为 946 kJ，断裂 1 mol H2 中的共价键吸收的能量为 436 .kJ，形成 1 mol N－H 键放出的能量为 391 kJ，由 N2 和 H2 生成 2molNH3 过程中△H=946kJ·L－1+3×436kJ·mol－ 1-2×1173kJ·mol－1=-92kJ·mol－1，则由 N2 和 H2 生成 1 mol NH3 的能量变化为 46kJ。反应物总能量大于生成物 总能量，能正确表示该反应中能量变化的是 A。故答案为：46；A； (2)由表中数据可知，实验①②比较，实验②达到平衡需要的时间少，则实验②使用了催化剂，有一个实验 没有使用催化剂，它是实验①；实验①③对比说明了升高温度，反应速率加快，反应进行程度加大，但氨 的浓度减小，说明正反应是放热反应。在恒温恒容条件下， a．NH3 的正反应速率等于逆反应速率，反应达到化学平衡状态，故符合； b．混合气体的质量和体积始终不变，混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡，故不符； c．c(NH3)＝c(H2) ，不能说明各组分浓度保持不变，故不符； d．合成氨反应是气体体积变化 反应，混合气体的压强不变，说明各组分浓度保持不变，故符合； 故答案为：①；升高温度，反应速率加快，反应进行程度加大；ad； (3)氢气在反应中失电子，A 作负极，氮气在反应中得电子，发生还原反应，则 B 电极为正极，电池内部阳 离子移向电池的正极，该电池放电时溶液中的 H＋向 B 极移动。故答案为：正；B。 20. 乳酸在生命化学中起重要作用，也是重要的化工原料，因此成为近年来的研究热点。下图是获得乳酸的 两种方法，其中 A 是一种常见的烃，它的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。 (1)上述有机物中有一种可作为水果的催熟剂，其所含官能团是_________。淀粉完全水解得到 D，D 的分子 式是_________，检验是否还有淀粉的试剂是_________。 (2)B→C 的反应类型是___________；B→C 反应的化学方程式是______________________。 (3)B 可以被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液直接氧化为有机物 E，B 与 E 可在浓硫酸催化作用下反 应生成酯(C4H8O2)。已知实验中 60 g E 与足量 B 反应后生成 44 g 该酯，则该酯产率(实际产量占理论产量的 百分数)为___________。 (4)为检验淀粉水解产物，小明向淀粉溶液中加入稀硫酸并加热一段时间，冷却后的溶液中直接加入新制氢 氧化铜悬浊液，加热，无砖红色沉淀出现，你认为小明实验失败的主要原因是 _____________________________________。 (5)乳酸与铁反应可制备一种补铁药物，方程式为(未配平)： 的则 90 g 乳酸与铁反应生成 X 的体积为 ____________L(标准状况)。 (6)两分子乳酸在一定条件下通过酯化反应可生成一分子六元环酯(C6H8O4)和两分子水，该环酯的结构简式 是_____________。 【答案】 (1). 碳碳双键 (2). C6H12O6 (3). 碘水 (4). 氧化反应 (5). 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O (6). 50% (7). 未用碱中和催化剂的酸 (8). 11.2 (9). 【解析】 【分析】 由 A 是一种常见的烃，产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平可知，A 是乙烯；在催化剂作用下， 乙烯与水发生加成反应生成乙醇，则 B 是乙醇；在铜做催化剂作用下，乙醇与氧气共热发生催化氧化生成 乙醛，则 C 是乙醛；乙醛在碱性条件下与氢氰酸发生加成反应后，再酸化得到乳酸；在催化剂作用下，淀 粉在人体内发生水解反应生成葡萄糖，则 D 是葡萄糖；葡萄糖发生无氧呼吸生成乳酸。 【详解】(1)乙烯可作为水果的催熟剂，结构简式为CH2=CH2，官能团为碳碳双键；淀粉完全水解得到葡萄 糖，结构简式为 CH2OH(CHOH)4CHO，分子式为 C6H12O6，碘遇淀粉变蓝，因此检验是否还有淀粉的试剂 是碘水，故答案为：碳碳双键；C6H12O6；碘水； (2)B→C 的反应为在铜做催化剂作用下，乙醇与氧气共热发生催化氧化生成乙醛，反应的化学方程式为 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O，故答案为：氧化反应；2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O； (3)B 是乙醇，可以被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液直接氧化为乙酸，乙醇与乙酸可在浓硫酸催化 作用下反应生成乙酸乙酯和水，60g 乙酸的物质的量为 1mol，理论上 1mol 乙酸完全发生酯化反应生成 1mol 乙酸乙酯，由实际反应生成 44g 乙酸乙酯可知，酯的产率为 ×100%=50%，故答案为： 50%； (4)在稀硫酸作用下，淀粉共热发生水解反应生成葡萄糖，葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液的反应需在碱性条 件下进行，在实验操作中，未用碱将催化剂硫酸中和反应掉，因此不能观察到砖红色沉淀出现，则小明实 验失败的主要原因是未用碱中和催化剂的酸，故答案为：未用碱中和催化剂的酸； (5)由方程式可知，乳酸分子中含有羧基、醇羟基，只有羧基可以与金属 Fe 发生置换反应产生氢气，则标 Cu Δ → Cu Δ → Cu Δ → 44g 1mol 88g / mol×准状况下，90 g 乳酸与铁反应生成氢气的体积为 ×22.4L/mol=11.2L，故答案为：11.2； (6)乳酸分子中含有一个羧基、一个醇羟基，在浓硫酸存在并加热条件下，两分子乳酸会发生酯化反应生成 一分子六元环酯(C6H8O4)和两分子水，在酯化反应进行时，酸脱羟基，醇羟基脱氢 H 原子，则形成的该环 酯的结构简式是 ，故答案为： 。 【点睛】含有醛基的物质特征反应是银镜反应和被新制氢氧化铜悬浊液氧化，要注意这两个反应都需在碱 性条件下进行，淀粉水解在酸催化下进行，若酸未中和，就不能得到应用的实验现象是解答关键。 90g 1 90g / 2 × mol