2024届高三新高考化学二轮复习题---化学反应原理综合题

2024届高三新高考化学二轮复习题---化学反应原理综合题 1．（23-24高一下·四川攀枝花·期中）Ⅰ.我国提出争取在2060年实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。工业上有一种方法是利用CO2生产甲醇(CH3OH)；，该反应过程中的能量变化如图所示： (1)该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，若有1 mol CO2(g)参加反应，则变化的能量是 kJ。 (2)一定条件下，将2 mol CO2和6 mol H2在2 L恒容密闭容器中发生上述反应，经过2 min反应达到了平衡，此时Ch3OH浓度为0.8 mol/L。 ①2 min内用CO2表示该反应的速率为：v(CO2)= 。 ②平衡时体系内气体压强与开始时的压强之比为 。 ③一定能说明该反应达到平衡的标志是 。 A．CO2和CH3OH的物质的量浓度相等 B．CO2和CH3OH物质的量浓度的比值不变 C．混合气体的平均摩尔质量不再改变 D．混合气体的密度保持不变 E． F．单位时间内3 molH-H键断裂，同时水中有2 mol O-H键断裂 Ⅱ.有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，如图所示。 (3)a电极上的电极反应式是 。 (4)假设放电过程中电解质溶液的体积不变，当溶液中H+的物质的量改变0.8 mol时，理论上电池能为外电路提供 mol电子。 2．（23-24高二下·湖南·期中）2020年9月我国明确提出2030年实现“碳达练”与2060年实现“碳中和”的目标，倡导绿色、环保、低碳的生活方式。二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。和在铁系催化剂作用下发生化学反应： Ⅰ.   Ⅱ.   回答下列问题： (1)反应Ⅰ能自发进行，则 0(填“<”“>”或“=”)：该反应自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。 (2)在密闭容器中通入1和3，在铁系催化剂作用下进行反应，某一压强下，的平衡转化率随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是 (填标号)。 A．由图1可知：在该压强下，200~550℃之间以反应Ⅰ为主，550℃后以反应Ⅱ为主 B．反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等、所以增大压强反应Ⅱ的速率一定不变 C．恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达到平衡 D．其他条件不变，将和的初始物质的量之比变为2∶3，可提高平衡转化率 ②图1中点，此时乙烯的选择性为(选择性：转化的中，用于生成的所占的物质的量分数)，计算该温度时反应Ⅱ的平衡常数 (结果用分数表示)。 (3)利用电解法也可以实现转化为，试写出在酸性介质中该电解池阴极的电极反应式： 。 (4)工业上常用乙烯水合法制乙醇，乙醇脱水可制得二乙醚：   。 实验测得：，，、为速率常数。温度下，向2L恒容密闭容器中加入0.2，10min时达到平衡，的体积分数为25%，用表示的平均反应速率为 ，当温度变为时，，则 (填“大于”“小于”或“等于”)。 (5)温度为T℃时、在恒容密闭容器中发生反应，反应物和的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比的变化曲线如图所示： 则温度T℃时，向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0、1.8、3.2、1.2，发生上述反应，反应进行的方向为 (填“正向”或“逆向”)。 3．（23-24高一下·河南郑州·期中）甲醇不仅是一种重要的有机化工原料，也可作为燃料。合成甲醇的方法之一是：。 Ⅰ.在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol，一定条件下发生上述反应，测得反应过程中的能量变化如左图所示，CO和的物质的量变化如右图所示。 (1)已知断开1molCO（g）和2mol中的化学键需要吸收的能量为1924kJ，则断开1mol中所有的化学键所需要吸收 kJ能量。 (2)从反应开始至达到平衡，以表示的平均反应速率 。 (3)下列标志能说明该反应已达到化学平衡状态的是______ （填字母序号）。 A． B．混合气体的总压强不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (4)达到平衡时，CO的转化率为 。 (5)达到平衡后，下列措施能增大逆反应速率的是______ （填字母）。 A．升高温度 B．降低压强 C．减小的浓度 D．加入合适的催化剂 Ⅱ.下图是将获得的甲醇作为燃料，利用其与氧气反应设计而成的一种微生物燃料电池。 已知：该电解质为稀硫酸，质子交换膜只允许通过。 (6)B为生物燃料电池的 （填“正极”或“负极”），其电极反应式为 。 4．（23-24高一下·福建厦门·期中）I．氨气被广泛用于化工、轻工、化肥、合成纤维、制药等领域，已知工业合成氨的反应为气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量称为键能，一些共价键的键能如下表所示。 共价键 键能 436 946 391 (1)请根据上表数据计算，一定条件下，氮气与氢气生成氨气时 (填“放出”或“吸收”)的热量为，则为 。 (2)在与(1)相同条件下，将氮气和氢气放入一密闭容器中发生上述反应，放出或吸收的热量为，则与比较，正确的是 (填字母)。 A．        B．        C． II．一定条件下铁可以和发生反应：。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体，反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如下图所示。 (3)时，正、逆反应速率的大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。 (4)内，的平均反应速率 。 (5)下列条件的改变能减慢其反应速率的是 。 ①降低温度         ②减小铁粉的质量 ③保持压强不变，充入使容器的容积增大         ④保持容积不变，充入便体系压强增大 (6)下列描述能说明上述反应已达到平衡状态的是 。 ①                         ②为定值 ③容器中气体压强不随时间变化而变化         ④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化 III．已知：，不同温度下，分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间)。 (7)① (填“>”、“=”或“<”)。 ②当温度为、起始压强为，反应至时，此时体系压强 (用含代数式表示)。 5．（23-24高二下·广东·阶段练习）氢技术产业是未来科技发展的重要方向。去年，世界氢能技术大会在广东召开，广东成立了“仙湖氢能实验室”，推动了氢气产业的发展，打造了“中国氢能产业第一区”。回答下列问题： (1)日前大规模制取氢气的方法之一为该反应的平衡常数(K)和温度(T)的关系如表所示： 700 800 900 1000 1200 K 1.67 1.11 a 0.59 0.38 ①该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 ②时，在容积不变的密闭容器中，将与混合，反应达到平衡状态时的转化率是，计算时该反应的平衡常数a： (写出计算过程)；反应达到平衡状态后，继续向该容器中充入和，平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)，达到新平衡时平衡常数K a(填“>”“<”或“=”)。 ③某温度下，向某恒容密闭容器中充入和，再向该体系中投入适量等量的微米和纳米，平衡时的体积分数增大，实验结果的对比如图所示。 投入，平衡时的体积分数增大的原因是 ，微米和纳米对平衡的影响不同，原因是 。 (2)除氢能应用外，还有许多用途，如合成氨反应：。研究合成氨反应的过程中，分离筛从空气中分离时常混有少量，所以超过时存在副反应：。 ①合成氨工业中常采用循环操作，主要是为了 (填选项字母)。 A．增大化学反应速率            B．降低氨的沸点 C．提高氨气和氢气的利用率      D．提高平衡混合物中氨的含量 ②用分离筛分离空气，将得到的和放入绝热恒容密闭容器中进行合成氨反应，该反应达到平衡状态时温度为，为提高的平衡转化率，继续通入过量的，结果的平衡转化率不升反降，原因是 (已知：反应过程温度未达到与反应的着火点)。 6．（23-24高一下·福建南平·期中）、、都是重要的能源物质，也是重要的化工原料。 (1)用一定质量的Zn跟足量的稀硫酸反应制氢气，实验过程如图所示。 ①OE、EF、FG三段中， 段化学反应最快，可能的原因是 。 ②为了降低反应的速率且不影响氢气的量，可向溶液中加入的物质有 (填标号)。 a.蒸馏水    b.溶液    c.固体    d.固体 (2)已知：断裂、，键吸收的能量依次为436kJ、496kJ、463kJ。在反应中，图中 KJ。 (3)科学家正在研究利用原电池原理常温常压下合成氨，在该装置如图，电极a为 极(填“正”或“负”)，负极的电极反应式为 。理论上，转移3mol电子可以生产 mol。 (4)为减少温室效应，有效利用，工业上可用生产甲醇。在体积为2L的密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的物质的量随时间变化如下图所示。 ①3min (填是或不是)平衡状态。 ②从反应开始到平衡，的平均反应速率 。 7．（23-24高一下·安徽·阶段练习）、和是氮的重要氧化物。时，在的恒容绝热密闭容器(不发生热交换，体系温度随反应吸热或放热发生变化)中发生反应：反应过程中各气体浓度随时间变化的情况如图所示。 回答下列问题： (1)甲曲线代表 (填或)，当的浓度为时，反应时间为，则时，用气体的浓度变化量表达该反应的平均速率为 。 (2)A、B两点对应时刻，反应速率大小： (填“>”“<”或“=”)。 (3)不能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．混合气体的温度不再改变 B． C．容器内气体颜色不再改变 D．容器内气体的密度不再改变 (4)平衡转化率()是指某一可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料的量占该种原料起始量的百分数，如的可逆反应，(A的初始浓度-A的平衡浓度)/A的初始浓度。求该反应的平衡转化率 。 (5)在一定条件下，用与反应生成和可消除污染物。在恒温恒压下模拟该反应：，为提高此反应的速率，下列措施可行的是________(填字母)。 A．充入氦气以增大压强 B．降低温度 C．使用适合催化剂 D．移出 (6)某学习小组设计如下装置，有效降低含氮化合物的排放，同时充分利用化学能。 B电极的电极反应方程式为 。 8．（23-24高一下·河南·阶段练习）甲醇是重要的化工原料，利用合成气(CO、、)在催化剂的作用下合成甲醇。在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1.0 mol 和3.0 mol ，在一定条件下发生反应：，测得和的物质的量随时间的变化如图所示。回答下列问题： (1)①0~4 min时，水蒸气的平均反应速率为 mol⋅L⋅min，此时v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ②下列措施能增大反应速率的是 (填字母)。 A．升高温度        B．降低压强        C．减小的浓度        D．加入合适的催化剂 (2)反应达到平衡时，的转化率为 ，的体积分数为 。 (3)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．、、、四种物质的浓度相等 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．混合气体的总压强不随时间的变化而变化 D．单位时间内消耗3 mol 的同时生成1 mol (4)化石燃料燃烧产生的是主要的温室气体之一，使用电化学方法能够对进行吸收。利用活泼金属与的反应，能够构建金属电池。其中一种电池的模型如下图所示(图中是固体)： ①a电极为该电池的 (填“正”或“负”)极，正极电极反应式为 。 ②该电池中每转移2 mol电子，能够吸收 mol 。 9．（23-24高一下·吉林长春·期中）我国加快推进建筑领域节能降碳，以CO2为原料合成甲醇(CH3OH)对实现“碳中和”目标具有重要意义。 已知：Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 请回答下列问题： (1)△H2= kJ∙mol-1；在催化剂作用下，CO2与H2反应制备CH3OH的机理如图所示（TS表示过渡态，*表示吸附在催化剂表面）。CO2的结构式为 ；加入催化剂后，反应物中活化分子总数 （填“增大”“减小”或“不变”）；反应的决速步的化学方程式为 ； (2)T℃时，在2L的恒容密闭容器中，充入3mol CO2(g)和3molH2(g)，此时总压强为p0，仅发生反应Ⅲ，5min后反应达到平衡，此时H2的转化率为40%，容器内总压强为p1； ①以下叙述不能够说明反应Ⅲ达到平衡状态的是 （填标号）； A．CO2的浓度不再改变            B．H原子总数不再改变 C．混合气体的密度不再改变        D．的值不再改变 ②0~5min内，用CO2表示的反应Ⅲ的平均反应速率v(CO2)= mol·L-1·min-1；平衡时CH3OH的物质的量为 mol，p0:p1= 。 10．（23-24高一下·浙江·阶段练习）回答下列问题。 (1)恒温下，在体积为1L密闭容器中充入3molCO2(g)和9molH2(g)，发生反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，测得CO2(g)、CH3OCH3(g)的物质的量随时间变化如图所示。 ①a点的正反应速率 (填>、<或=)b点的逆反应速率。 ②反应达到平衡状态时，CH3OCH3(g)的体积分数为 %(保留1位小数)。 ③上述反应体系达到平衡状态的判断依据是 。 A．容器内CO2和H2的物质的量之比不变 B．体系压强不变 C．容器内气体的密度不变 D．容器内气体的平均相对分子质量不变 (2)工业上合成氨气时需使用催化剂降低能耗，我国科学家提出使用M-LiH复合催化剂。相同条件下，不同催化剂的催化效果如图1所示，氨气的产率随时间变化如图2所示。350℃用Cr-LiH作催化剂对应的曲线是 (填“a”、“b”或“c”) (3)已知丙烷氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团，如Cl·、·CH3)反应，在链传递的过程中能量变化如图所示。请写出丙烷与氯气进行一氯取代时主要有机产物的结构简式为 。 (4)二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池工作原理如图所示，A的电极反应式为： 。 11．（23-24高二下·江苏泰州·期中）绿水青山就是金山银山。我们要加快形成绿色发展方式，构建经济与环境协同共进的地球家园。运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染具有重要意义。回答下列问题： (1)利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应 已知：部分化学键的键能数据如表(CO以键构成)。 化学键 E/(kJ/mol) a b c ①NO中化学键的键能为 kJ/mol(用含a、b、c、d的代数式表示)。 ②写出既可以加快化学反应速率又有利于提高NO平衡转化率的措施 (一条即可)。 (2)工业上可将和混合转化，发生反应  在容积固定的绝热密闭容器中，能判断该反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A．和的浓度之比保持不变 B．混合气体的颜色保持不变 C．容器中压强不再变化 D．混合气体的密度保持不变 (3)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关反应有： 反应I：   反应II：   反应III：   则反应的 。 (4)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和的原理如下图所示： 已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下：    ①写出碱性条件下生成的电极反应式： 。 ②实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是 。 ③实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是 。 ④碱性条件下反应一段时间，实验测得、的选择性及的法拉第效率如表所示。则的法拉第效率为 。 2% 8% 12.5% 12．（23-24高二下·河南·阶段练习）氮氧化物对环境及人类活动影响日趋严重，如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一，回答下列问题： I．利用的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下： ①   已知： ②   ③   (1) ；反应①在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)温度为时，在恒容密闭容器中按照充入反应物，发生上述反应①，下列能判断该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．混合气体的压强不再发生变化 B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的平均摩尔质量保持不变 D．和之比保持不变 (3)实验测得反应①，(、为速率常数，只与温度有关)。达到平衡后，仅升高温度，增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)增大的倍数。 (4)某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中，在催化剂表面发生反应，NO生成的转化率随温度变化的情况如图所示。从图像可以看到，在有氧条件下，温度升高到之后，NO生成的转化率开始降低，降低的原因可能是 。 Ⅱ.研究表明和在催化剂存在下可发生反应制得合成气，该反应的热化学方程式：  。 (5)将原料按充入密闭容器中，保持体系压强为发生反应，达到平衡时体积分数与温度的关系(图中黑线)如图所示。 ①T1℃、下，平衡时容器体积与初始容器体积之比为 ；该温度下，此反应的平衡常数 (保留1位小数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 ②若A、B、C三点表示该反应在恒容密闭容器中，不同温度和压强下已达平衡时的体积分数， (填字母，下同)点对应的平衡常数最大， 点对应的压强最大。 13．（23-24高一下·安徽蚌埠·期中）I．研究化学反应的快慢和限度具有十分重要的意义，回答下列问题： (1)常温下，实验室用硫酸跟足量锌粉反应制取氢气，为降低反应进行的速率，又不影响生成氢气的量，可向反应物中加入___________(填序号)。 A．固体 B．溶液 C．溶液 D．固体 (2)一定温度下，在体积为aL的固定密闭容器中，有色气体N与无色气体M的物质的量随时间变化曲线如图所示，从反应开始到，平均反应速率 ，该反应的化学方程式可表示为 (用M、N表示化学式)。 下列说法中能够判定该反应处于平衡状态的是 (填序号)。 A．速率　　　　　　　　　B．气体的总质量不再变化 C．气体的颜色不再变化　　　　　　　　　　　D．M的体积分数不变 E．混合气体的平均相对分子质量不再改变　　　F．混合气体的密度不再改变 II．科学家研究高效催化剂对汽车尾气进行无害化处理，反应原理为，在2L密闭容器中充入CO和NO共4mol，发生上述反应，CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图乙所示[起始投料比]回答下列问题：                          乙 (3)、、相对大小关系是 。 (4)若，温度为，CO的平衡转化率为40%，NO的平衡浓度= ；开始时与平衡时容器内的压强之比为 。 14．（23-24高一下·安徽安庆·阶段练习）恒温下，将16 mol 与24 mol 的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：。回答下列问题： (1)合成氨反应中的能量变化如图所示，该反应中反应物化学键断裂吸收的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。 (2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填选项字母)。 a.的物质的量保持不变 b.三种气体的浓度相等 c.密闭容器内气体压强不再发生变化 d.反应后混合气体的密度不再发生变化 e.单位时间内消耗1 mol ，同时生成2 mol (3)①若反应进行到某时刻时，mol，此时 mol； ②反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况下)，和的转化率之比 ；原混合气体与平衡时混合气体的压强之比p(始)∶p(平)= 。 (4)若改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化。 ①升温，化学反应速率 ；(填“加快”、“减慢”或“不变”，下同) ②恒温恒容下，充入一定量的稀有气体使容器中的压强增大，化学反应速率 。 15．（23-24高二下·湖北·阶段练习）我国航天事业高速发展，火箭推进剂的研究一直是航天工业的热点课题。火箭推进剂燃料有肼（）、液氢等，常见氧化剂有、液氧等。回答下列问题： (1)已知下列反应的热化学方程式如下： ⅰ．   ⅱ．   ⅲ．   ①则   。 ②反应ⅲ可自发进行的原因是 。 ③火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示： 其中速率最慢的一步反应方程式为 。 (2)利用甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应： a：   b：   恒定压强为时，将物质的量之比为的与混合投入反应容器中，600℃时平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示： 物质 物质的量分数 0.04 0.32 0.50 0.08 ①下列操作中，能提高平衡转化率的是 （填字母）。 A．提高与的投料比    B．移除CO C．选择合适的催化剂        D．恒温恒压下通入Ar气 ②已知为反应的压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的分压代替浓度；分压=总压×物质的量分数。600℃时反应a的压强平衡常数为 （列出计算式）。 ③平衡体系中的物质的量分数随温度的变化如图，解释原因 。 16．（23-24高一下·辽宁大连·期中）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．请回答： (1)在一定体积的恒容密闭容器中，进行如下化学反应：． ①反应过程中，的值 （填“增大”、“减小”或“不能确定”）； ②某温度下，在一个的固定容器中充入和进行如下反应．一段时间达平衡后，的转化率为，求平衡时的体积分数为 ； (2)肼（）高效清洁的火箭燃料．气态肼在氧气中完全燃烧生成氮气和气态水，放出热量，则肼燃烧的热化学方程式为 ； (3)金刚石、具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛； ①一定条件下，Na与可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的的实验操作名称为 ；推测该反应的类型为 （填标号）； A．分解反应    B．置换反应    C．氧化还原反应    D．离子反应 ②已知：在高温电炉中碳和反应可制得，同时生成CO，其粗产品中杂质为Si和； I.请写出电炉中所发生主反应的化学方程式 ．每有生成时，转移电子的数目为 ； Ⅱ.现将粗产品加入到过量的溶液中充分反应，收集到氢气，过滤得固体，滤液稀释到，则硅酸盐的物质的量浓度为 ； ③下列关于金刚石、和单质Si的说法不正确的是 （填标号）； A．金刚石、和单质Si都属于无机非金属材料 B．金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体 C．金刚石和单质硅都是良好的半导体材料 17．（23-24高一下·福建福州·期中）任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。 (1)下图是和反应生成和过程中能量变化示意图，请写出和反应的热化学方程式 。 (2)可用于工业合成氨气，已知拆开分别需要吸收的能量为，形成会放出能量，则在反应中，每生成， (填“吸收”或“放出”)热量 。当在相同的条件下向容器中充入和时，它们反应对应的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)你所计算出的值。 (3)可利用电化学气敏传感器测定汽车尾气中含量，原理如图。 根据燃料电池的原理，推测B电极是该电池的 (填“正极”或“负极”)，若反应吸收了，则该燃料电池理论上消耗的的体积(在标准状况下)为 L。 18．（23-24高二下·安徽·阶段练习）中国在氢能研究方面已取得显著进展。绿氢的生产及储存作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一、 I．制氢 (1)化学制氢。工业上制取氢气时涉及的一个重要反应是： 已知：① ② 利用和计算时，还需要利用 反应的。 (2)电化学制氢。光、电催化——化学环反应耦合分解制的原理示意图如下图所示。 ①负极的电极反应式为 。 ②除了外，也能实现如图所示循环过程。结合化学用语，说明能够使S源源不断产生的原因： 。 Ⅱ．储氢与释氢 (3)是一种重要的储氢载体，能与水反应生成，且反应前后B的化合价不变，反应消耗时转移的电子数目为 。 (4)有机物释氢与储氢。其中一种方法为利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现释氢和储氢。  。 ①在某温度下，向恒容容器中加入环己烷，其起始浓度为，平衡时苯的浓度为，该反应的平衡常数 。 ②有利于释氢的措施为： (从反应限度的角度回答)。 (5)一定条件下，下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。 ①生成目标产物的电极反应式为 。 ②该储氢装置的电流效率 。()(计算结果保留小数点后一位) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1) 放热 445 kJ (2) 0.4 mol/(L·min) 3∶5 BCF (3)N2+6e-+8H+=2 (4)2.4 【详解】（1）根据图示可知反应物的总能量比生成物的总能量高，发生反应时多余的能量要释放出去，因此该反应是放热反应； 反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差，则根据图示可知该反应的反应热△H=451 kJ/mol-896 kJ/mol=-445 kJ/mol；故若有1 mol1 mol CO2(g)参加反应，则变化的能量是445 kJ； （2）①2 min内CH3OH的浓度变化是0.8 mol/L，根据物质反应转化关系可知反应消耗CO2的浓度变化也是0.8 mol/L，由于反应时间是2 min，则2 min内用CO2表示该反应的速率为：v(CO2)==0.4 mol/(L·min)； ②反应开始时气体总物质的量n=2 mol+6 mol=8 mol；反应达到平衡时n(CH3OH)=0.8 mol/L×2 L=1.6 mol，根据反应方程式中物质反应转化关系可知：每反应生成1 mol CH3OH，反应后气体物质的量减少2 mol，现在CH3OH 的物质的量n(CH3OH)=1.6 mol，则反应后气体总物质的量为n(总)平衡=8 mol-2×1.6 mol=4.8 mol。在恒温恒容条件下，气体的压强比等于气体的物质的量的比，故平衡时体系内气体压强与开始时的压强之比为p(平衡)∶p(开始)=4.8 mol∶8 mol=3∶5； A．CO2和CH3OH的物质的量浓度相等时反应可能处于平衡状态，也可能不处于平衡状态，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，A不符合题意； B．若反应正向进行，CO2和CH3OH物质的量浓度的比值将会减小；若反应逆向进行，则CO2和CH3OH物质的量浓度的比值将会增大，当反应达到平衡时CO2和CH3OH物质的量浓度的比值不变，故可以根据CO2和CH3OH物质的量浓度的比值不变判断反应是否达到平衡状态，B符合题意； C．反应混合物都是气体，气体的质量不变；正反应是气体体积减小的反应，若反应未达到平衡，则气体的物质的量发生改变，，气体的平均摩尔质量M=就会发生改变，故当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，C符合题意； D．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则气体的密度始终不变，因此不能根据混合气体的密度保持不变判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意； E．在2v(CO2)=v(H2O)中未指明反应速率的正、逆，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，E不符合题意； F．单位时间内3 mol H−H键断裂，就会有2 mol O-H键形成，还同时水中有2 mol O−H键断裂，则H2O的物质的量浓度不变，反应达到平衡状态，F符合题意； 故合理选项是BCF； （3）在a电极上N2得到电子，与溶液中的H+反应生成NH4Cl，故a电极的电极反应式是：N2+6e-+8H+=2； （4）在a电极上发生反应：N2+6e-+8H+=2；在b电极上发生反应：H2-2e-=2H+，总反应方程式为：N2+3H2+2H+=2；反应中每转移6 mol电子，反应过程中会消耗2 mol H+，当溶液中H+的物质的量改变0.8 mol时，理论上电池能为外电路提供电子的物质的量n(e-)=3 ×0.8 mol=2.4 mol。 2．(1) < 低温 (2) AC (3) (4) 0.0025(或) 大于 (5)逆向 【详解】（1）判断一个化学反应能否进行的依据是吉布斯自由能变()是否小于零，要想反应Ⅰ能自发进行，必须使。因为，要使，必须使，即反应Ⅰ为放热反应，且在低温时能自发进行； （2）①A．反应Ⅰ为放热反应，反应达到平衡状态后升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率减小，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，因此200~550℃之间以反应Ⅰ为主，550℃后以反应Ⅱ为主，A正确； B．化学反应速率的大小与反应方程式前后化学计量数无关，当压强增大时，该反应速率增大，B错误； C．由于反应Ⅰ正反应方向气体物质的化学计量数总数减小，随着反应的进行，气体总物质的量减小，恒温恒压下，气体体积减小，气体密度逐渐增大，当反应达到平衡时气体密度不变，故恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，可以作为该反应达到平衡的标志，C正确； D．和的初始物质的量之比变为2∶3，相当于增加的量，平衡虽然正向移动，但平衡转化率减小，D错误； 故答案为AC； 由图1，当乙烯的选择性为，的选择性为： 反应   反应   平衡时：0.3，：1.3，：0.2，：1.2，则； （3）阴极上转化为，酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：； （4）该反应前后气体系数不变，在反应过程中气体总物质的量始终为0.2，10min达到平街时。 ，10min时该反应达到平衡，，可知，所以，因此当时，，平衡逆向移动，； （5）T℃时，，反应物的转化率均是50%，设水蒸气和的物质的量均是1，则消耗的物质的量均是0.5，生成物的物质的量均是0.5，反应前后体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则反应的平衡常数。T℃时，向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0、1.8，3.2、1.2，发生上述反应，此时浓度商，平衡逆向移动。 3．(1)2052.8 (2)或 (3)BD (4) (5)AD (6) 负极 【详解】（1）焓变=反应物的键能总和-生成物的键能总和，据此可知断开1mol甲醇所需的能量为：1924kJ+128.8kJ=2052.8kJ； （2）2=； （3）A．化学平衡状态是一种动态平衡，速率不为零，A错误； B．该反应是左右气体系数和不相等的反应，故可以通过压强不变判定反应达到平衡状态，B正确； C．反应为纯气体反应，气体的总质量不变，反应装置为恒容装置，故气体的总体积不变，故混合气体的密度始终不变，不能用于判断反应是否达到平衡状态，C错误； D．反应为气体分子数发生改变的反应，故反应前后气体的总物质的量会发生变化，故气体平均相对分子质量可以用于判定反应是否达到平衡状态，D正确； 故选BD； （4）根据图象可知，达到平衡时CO的转化率为75%； （5）A．升高温度会增大正逆反应速率，A正确； B．降低压强，会使正逆反应速率同时减小，B错误； C．减小甲醇的浓度，会先使逆反应的速率减小，然后正反应速率也会减小，C错误； D．加入合适的催化剂，会降低反应的活化能，正逆反应速率同时增大，D正确； 故选AD； （6）通过图示可知，该电池为酸性甲醇燃料电池，通甲醇的一端为负极，氧气的一端为正极。负极的电极方程式为：。 4．(1) 放出 92 (2)A (3)＞ (4) (5)①③ (6)②④ (7) T1＞T2 【详解】（1）焓变=反应物总键能-生成物总键能，则； （2）合成氨反应为可逆反应，当加入氮气和氢气，反应物无法完全反应消耗，放出的热量； （3）后，二氧化碳浓度仍不断减小，一氧化碳浓度不断增大，说明反应正向进行，则； （4）内，的平均反应速率； （5）①降低温度，能够减慢化学反应速率，正确；         ②减小铁粉的质量，反应物浓度不变，反应速率不变，错误； ③保持压强不变，充入使容器的容积增大，容器的体积变大，各组分浓度减小，化学反应速率减慢，正确；         ④保持容积不变，充入便体系压强增大，反应体系内的各组分浓度不改变，化学反应速率不变，错误； （6）①没有明确指出反应速率的方向，所以无法判断平衡状态，错误；                         ②反应过程中，不断减小，不断增大，当为定值，可判断反应达平衡状态，正确； ③该反应为气体体积不变的反应，压强始终不变，无法判断反应达到平衡状态，错误；         ④根据，总物质的量不变，总质量改变，当容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化，说明达平衡状态，正确； （7）由图像可知，当压强一定时，T1对应半衰期比T2对应半衰期短，说明T1条件下反应速率快，T1＞T2；设N2O起始物质的量为2mol，则t1时，消耗1molN2O，产生1molN2和0.5molO2，此时气体总物质的量为2.5mol，压强为。 5．(1) 放热 1.00 正向移动 = 与反应，促使平衡正向移动，的体积分数增大 微米的表面积比纳米的小，吸收略少，的体积分数较小 (2) C 合成氨反应放热，通入过量，主反应平衡正向移动，反应放热，温度升高，超过时引发副反应，反应放热，温度进一步升高，导致主反应的平衡向逆反应方向移动，转化率降低 【详解】（1）①根据表中数据，温度升高，K逐渐减小，反应逆向进行，故正反应为放热反应； ②将与混合，反应达到平衡状态时的转化率是，则由三段式：，设容器体积为，平衡常数；恒温恒容密闭容器中，反应达到平衡状态后继续加入反应物，反应物浓度增大，平衡正向移动，但平衡常数K不变； ③体系中存在，少量先与反应，促使平衡正向移动，的体积分数增大；微米的表面积比纳米的小，吸收略少，的体积分数较小； （2）①循环利用对反应速率、氨的沸点和平衡时氨的含量无影响，但循环操作可使未转化为氨气的和再次作为反应物发生反应，可提高和的利用率，故C正确； ②合成氨反应放热，通入过量，主反应平衡正向移动，反应放热，温度升高，超过时引发副反应，反应放热，温度进一步升高，导致主反应的平衡向逆反应方向移动，转化率降低。 6．(1) EF Zn与稀硫酸反应放热使溶液温度升高成为影响反应速率的主要因素 ab (2)484kJ (3) 正 1 (4) 不是 【详解】（1）①根据图示，OE、EF、FG三段中，单位时间内EF段生成的氢气体积最大，化学反应最快的是EF，可能的原因是Zn与稀硫酸反应放热使溶液温度升高成为影响反应速率的主要因素。 ②a．加蒸馏水，硫酸浓度降低，反应速率减慢，故选a；   B．加溶液，硫酸浓度降低，反应速率减慢，故选b；     C．固体，溶液中有硝酸生成，反应不放出氢气，故不选c；     D．加固体，部分Zn与硫酸铜反应，反应放出氢气的量减少，故不选d； 选ab。 （2）在反应中，断裂2mol和1mol吸收的总能量为436kJ×2＋496kJ=1368 kJ；形成4mol放出的总能量为463kJ×4=1852 kJ，图中1852 kJ -1368 kJ =484KJ。 （3）电极a为氮气得电子生成氨气，发生还原反应，a是正极，负极氢气失电子生成氢离子，负极的电极反应式为。理论上，氮气生成氨气，氮元素化合价由0降低为-3，转移3mol电子可以生产1mol。 （4）①根据图示，3min后物质的量继续改变，3min不是平衡状态。 ②从反应开始到平衡，二氧化碳物质的量减少0.75mol，的平均反应速率。 7．(1) N2O4 (2)> (3)BD (4)60% (5)C (6) 【详解】（1）60s甲浓度减少0.06mol/L，乙浓度增加0.12mol/L，故甲曲线代表NO2；当的浓度为时，反应时间为，浓度变化量为0.02mol/L，由方程式可知的速率为速率的一半，则时，用气体的浓度变化量表达该反应的平均速率为：； （2）随反应进行，反应物浓度逐渐减小，反应物浓度越小，反应速率越慢，A、B两点对应时刻，反应速率大小>； （3）A. 该反应正向吸热，混合气体的温度不再改变时可以判断达到平衡状态，A不符合； B. 时不能判断达到化学平衡状态，B符合； C. 容器内气体颜色不再改变时能判断达到化学平衡状态，C不符合；     D. 容器内气体的密度不再改变一直不变，不能判断达到化学平衡状态，D符合； 故选BD； （4）NO2的起始浓度为0.10mol/L，平衡浓度为0.04mol/L，故转化率为：； （5）A.氦气为惰性气体，充入后不影响反应速率，A错误； B. 降低温度，反应速率下降，B错误； C. 使用合适催化剂增大反应速率，C正确；     D. 移出CO，反应物浓度下降，反应速率下降，D错误； 故选C； （6）该装置为原电池装置，A为负极，B为正极，B电极的电极反应方程式为：。 8．(1) 0.125 > AD (2) 75% 30% (3)C (4) 负 1.5 【详解】（1）①0~4 min时，水蒸气的平均反应速率为:，此时反应还未达到平衡，反应在正向移动，故v(正) v(逆)； ②能增大该反应的反应速率有升高温度，增大压强，选择合适的催化剂，增大的浓度等，故答案为：AD； （2）反应达到平衡时，反应掉的物质的量为1.00mol-0.25mol=0.75mol，增加的物质的量为0.75mol，总物质的量为：4-20.75mol=2.5mol，的转化率为；的体积分数为； 故答案为：75%；30%； （3）A．反应达到平衡时，、、、四种物质的浓度分别为0.25mol⋅L，2.25 mol⋅L，0.75 mol⋅L，0.75 mol⋅L，A项错误； B．反应前后气体总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度始终为定值，因此密度不变，不能判定反应达到平衡，B项错误； C．因为该气体是总量减小的反应，随反应进行，混合气体总物质的量发生变化，混合气体的压强不随时间的变化而变化时，说明混合气体总的物质的量不再改变，说明反应达到平衡，C项正确； D．单位时间内消耗3 mol 的同时生成1 mol ，反应始终按此比例进行，不能说明反应达到平衡，D项错误。 故答案为：C。 （4）①在电池中，a电极Li失电子转化为Li+，作负极，b电极CO2得电子生成C和Li2CO3，作正极；正极电极反应式为：； ②原电池中，由正极反应式可得关系式为，该电池中每转移2 mol电子，能够吸收CO2； 故答案为：负；；1.5； 9．(1) -90 O=C=O 增大 (2) BC 0.04 0.4 15:13 【详解】（1）Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 利用盖斯定律，将反应Ⅲ-Ⅰ得，△H2=-49 kJ∙mol-1-41 kJ∙mol-1=-90 kJ∙mol-1。CO2的电子式为，则结构式为O=C=O；加入催化剂后，正反应的活化能降低，有更多的分子转化为活化分子，从而使反应物中活化分子总数增大；从图中可以看出，反应的活化能最大，反应速率最慢，则反应的决速步的化学方程式为； （2）①反应Ⅲ： A．CO2的浓度不再改变，表明正逆反应速率相等，反应达平衡状态； B．在反应前后，物质的转化遵循质量守恒定律，则H原子总数不再改变，与反应是否达平衡无关，所以反应不一定达平衡状态； C．在恒容容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则密度始终不变，反应不一定达平衡状态； D．的值不再改变，则各物质的量不再改变，反应达平衡状态； 故选BC。 ②T℃时，在2L的恒容密闭容器中，充入3mol CO2(g)和3molH2(g)，此时总压强为p0，仅发生反应Ⅲ，5min后反应达到平衡，此时H2的转化率为40%，容器内总压强为p1，则可建立如下三段式： 0~5min内，用CO2表示的反应Ⅲ的平均反应速率v(CO2)==0.04mol·L-1·min-1；平衡时CH3OH的物质的量为0.4mol，p0:p1=n0:n1=6mol:5.2mol=15:13。 10．(1) > 17.9% BD (2)b (3)CH3CHClCH3 (4) 【详解】（1）①a点CO2物质的量减少，反应正向进行，a正反应速率>b点的逆反应速率。 ②列出三段式： 反应达到平衡状态时，CH3OCH3(g)的体积分数为%。 ③A．容器内CO2和H2的物质的量之比为定值，容器内CO2和H2的物质的量之比不变，不能判断反应达到平衡，A不选； B．该反应为体积减小的反应，体系压强不变，反应达到平衡，B选； C．反应前后均为气体，总质量和体积不变，容器内气体的密度不变，不能判断达到平衡，C不选； D．该反应为体积减小的反应，容器内气体的平均相对分子质量不变，反应达到平衡，D选； 故选BD。 （2）结合催化效果越好，速率越快，达到平衡所用时间越短，350℃用Cr－LiH作催化剂对应的曲线是b。 （3） 由图可知，断开中C-H键的反应放出的热量大于断开-CH3中C-H键的反应放出的热量，根据ΔH=断开化学键吸收的热量-形成化学键放出的热量，则-CH3中C-H键能比中C-H键能大，故更容易发生取代，丙烷与氯气进行一氯取代时主要有机产物的结构简式为CH3CHClCH3。 （4）燃料电池中，燃料在负极失去电子发生氧化反应，二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池中A的电极反应式为：。 11．(1) 增大压强或增大CO的投料 (2)BC (3)+131kJ/mol (4) 碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小 酸性条件下，浓度大，发生的副反应程度大，导致不是所有的电子都用于还原，使法拉第效率较小 37.5% 【详解】（1）①根据∆H=反应物的总键能-生成物的总键能，则，解得NO中化学键的键能为kJ/mol； ②该反应是气体体积减小的反应，增大压强或增大CO的投料既可以加快化学反应速率，平衡正向移动，又有利于提高NO平衡转化率； （2）A. 无论反应是否达到平衡，和的浓度之比一直为1:1，故A错误； B. 混合气体的颜色保持不变说明的浓度不再发生变化，该反应已达到化学平衡状态，故B正确； C. 在容积固定的绝热密闭容器中，该反应是放热反应，温度变化导致压强发生改变，当容器中压强不再变化，该反应已达到化学平衡状态，故C正确； D.由质量守恒定律可知，混合气体的总质量不变，已知容积固定，则混合气体的密度一直保持不变，不能说明该反应已达到化学平衡状态，故D错误； 故选BC； （3）根据盖斯定律，总反应=反应Ⅰ-反应Ⅱ-反应Ⅲ，则反应热； （4）①该原理为电解原理，在碱性或酸性条件下，将CO2还原为CH4或C2H4，CO2中的碳元素化合价降低，得电子，为阴极电极反应，碱性条件下CO2生成CH4的电极反应式为：； ②碱性条件下，有部分CO2转化为，变成不易接近阴极、不易参与阴极电极反应的形式，导致参与还原反应生成CH4或C2H4的CO2减少，使总的选择性S(X)减小，故答案为：碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小； ③酸性条件下，电极Ⅲ发生2H2O−4e−=O2↑+4H+，H+通过阳离子交换膜进入右侧阴极区，该电极区域H+浓度大于碱性条件下的阴极区H+浓度，发生2H++2e-=H2↑的反应程度大，即电极Ⅳ有相当一部分电子参与的是生成H2的副反应，因为该副反应发生程度较大，法拉第效率FE较小，故答案为：酸性条件下，H+浓度大，发生2H++2e-=H2↑的副反应程度大，导致不是所有的电子都用于还原CO2，使法拉第效率FE较小； ④由表中数据可知，S(CH4)=2%，可得，则n(生成CH4所用CO2)=n总(CO2)×2%，由CO2+6H2O+8e−=CH4+8OH−，n(生成CH4的电子)=n(生成CH4所用CO2)×8=n总(CO2)×2%×8，由FE(CH4)=12.5%，可列式，，由S(C2H4)=8%，可列式，n(生成C2H4所用CO2)=n总(CO2)×8%，由2CO2+8H2O+12e−＝C2H4+12OH−，n(生成C2H4的电子)=n(生成C2H4所用CO2)×6=n总(CO2)×8%×6，则，故答案为：37.5%。 12．(1) -1550 任何温度 (2)AC (3)< (4)该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO生成的转化率降低(或温度高于之后催化剂失活) (5) 177.8 C C 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应①②③，则；反应能自发进行，则＜0，反应①，，所以反应①在任何温度下能自发进行。 （2）A. 该反应前后气体的物质的量之和不相等，当混合气体的压强不再发生变化时，反应达到平衡状态，A正确； B. 混合气体的总质量不变，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明反应已达到平衡状态，B错误； C. 混合气体的总质量不变，该反应是气体体积增大的反应，反应中混合气体的平均摩尔质量不断减小，则混合气体的平均摩尔质量保持不变说明反应已达到平衡状态，C正确； D. 和物质的量之比按加入，与反应系数之比相同，故和的比值始终保持不变，D错误； 答案选AC； （3）反应①的，是放热反应，升高温度平衡逆向移动，说明正反应速率增大程度小于逆反应速率增大程度。 （4）从图像可知，在有氧条件下，温度升高到之后，反应达到平衡状态，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO生成的转化率降低；或者温度高于之后催化剂失活。 （5）①设起始时，甲烷和的物质的量均为，甲烷转化的量为，则有三段式：,平衡时，n(总)，则，解得：，n(总)，恒压密闭容器时，体积之比等于物质的量之比，则平衡时容器体积与初始容器体积之比为，此时甲烷和的物质的量的分数均为，CO和的物质的量的分数均为，故。 ②温度越高，体积分数越小，反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡常数K增大，故三点中，C点温度最高，平衡常数最大。该反应为气体体积增大的反应，从C点对应温度看，若压强为，平衡时，的体积分数约为，现在的体积分数近，压强应高于，故图中C点温度最高且的体积分数最大，所以C点压强最大。 13．(1)AC (2) CDE (3) (4) 0.6 10：9 【详解】（1）A．向溶液中加入醋酸钠固体，醋酸钠与硫酸溶液反应生成醋酸和硫酸钠，溶液中的氢离子浓度减小，反应速率减慢，但溶液提供氢离子的物质的量不变，生成氢气的量不变，故符合题意； B．向溶液中加入硝酸钾溶液，酸性条件下硝酸根离子与锌反应生成一氧化氮气体，不能生成氢气，氢气的量会减小，故不符合题意； C．向溶液中加入硫酸钾溶液相当于稀释硫酸溶液，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减慢，但溶液中氢离子的物质的量不变，生成氢气的量不变，故符合题意； D．向溶液中加入硫酸氢钾固体，溶液中氢离子浓度增大，反应速率加快，且氢离子的物质的量，生成氢气的量增大，故不符合题意； 故选AC； （2）由图可知，反应达到平衡时，M的物质的量增加(5mol—2mol)=3mol、N的物质的量减小(8mol—2mol)=6mol，则N为反应的反应物、M为生成物，由变化量之比等于化学计量数之比可知，反应的方程式为；t1min时，N的物质的量为6mol，则从反应开始到t1min内，N的反应速率为=； A．速率不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，则气体的总质量不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； C．由题意可知，该反应是气体颜色变浅的反应，则气体的颜色不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； D．M的体积分数不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； E．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不再改变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； F．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； 故选CDE，故答案为：；；CDE； （3）温度相同时，密闭容器中起始投料比m增大相当于增大一氧化氮的浓度，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，由图可知，温度相同时m1、m2、m3对应一氧化碳的转化率依次减小，则投料比的相对大小关系为，故答案为：； （4）一氧化碳和一氧化氮的物质的量共4mol，则m2为1时，起始一氧化碳和一氧化氮的物质的量都为2mol，平衡时一氧化碳的转化率为40%，则平衡时，一氧化氮的浓度为=0.6mol/L，混合气体的总物质的量为4mol—2mol×40%=3.6mol，由气体的物质的量之比等于气体压强之比可知，开始时与平衡时容器内的压强之比为4mol：3.6mol=10：9，故答案为：10：9。 14．(1)小于 (2)ac (3) 13 1∶2 5∶4 (4) 加快 不变 【详解】（1）合成氨反应为放热反应，能量变化图中反应物总能量高于生成物总能量，反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量； 故答案为：小于； （2）a.是反应物，的物质的量保持不变，可以证明反应达到平衡，a正确； b三种气体的浓度相等，不能判断是否还发生改变，反应不一定平衡，b错误； c该反应前后气体计量系数不同，故密闭容器内气体压强不发生变化时，可以证明反应达到平衡，c正确； d反应前后气体总质量不变，容器体积不变，气体密度是恒量，反应后混合气体的密度不再发生变化，反应不一定平衡，d错误； e单位时间内消耗1 mol，同时生成2 mol ，都是正反应，不能证明反应达到平衡，e错误； 故答案为：ac； （3）①若反应进行到某时刻时，mol，，则反应消耗3 mol，此时molmol； 故答案为：13； ②反应后气体的物质的量为mol；三段式可得反应生成8 mol ，消耗4 mol 和12 mol ，所以达到平衡时，和的转化率之比； 原混合气体的物质的量为16molmolmol，反应后混合气体的物质的量为32 mol，同温同体积下，压强比等于物质的量之比， 原混合气体与平衡时混合气体的压强之比p(始)∶p(平)； 故答案为：1∶2；5∶4； （4）①升温，化学反应速率加快； ②恒温恒容下，充入一定量的稀有气体使容器中的压强增大，并没有改变各物质的浓度，化学反应速率不变； 故答案为：加快；不变。 15．(1) 该反应正方向为放热且熵增的反应，在任意温度下能自发进行 或 (2) BD 温度低于时，以反应a为主，随温度升高，平衡正向移动，平衡物质的量分数增大，温度高于时，以反应b为主，随温度升高，平衡逆向移动，含量减少，CO浓度增大，同时抑制反应a产生 【详解】（1）①根据盖斯定律可知该反应可由：得到，则==+165.8kJ/mol；②该反应正方向为放热且熵增的反应，在任意温度下能自发反应； ③由图可知能垒最大的一步反应方程式为过渡态Ⅰ的反应，反应方程式为：或； （2）①A．提高与的投料比，等同于通入，使得的转化率降低，故不符合；B．移除CO，降低CO的浓度，可使反应a平衡正向移动，的转化率增大，故符合；C．选择合适的催化剂，只能加快反应速率，对平衡无影响，故不符合；D．恒温恒压下通入Ar气，体积扩大，平衡向气体分子数增大的方向移动，即反应a正向移动，甲烷转化率增大，故符合；选BD； ②由表格数据可知平衡时CO的物质的量分数=1-0.04-0.32-0.50-0.08=0.06；600℃时反应a的压强平衡常数为。 ③温度低于时，以反应a为主，随温度升高，平衡正向移动，平衡物质的量分数增大，温度高于，以反应b为主，平衡逆向移动，含量减少，CO浓度增大，同时抑制反应a产生，因此平衡体系中的物质的量分数随温度T的升高先增大后减小。(其他合理解释亦可) 16．(1) 不能确定 50％ (2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)；△H=-534kJ／mol (3) 过滤 BC SiO2＋3CSiC＋2CO↑ 4 mol 0.17 mol·L－1 C 【详解】（1）①未知氮气和氢气起始投入量，则反应过程中，的值不能确定； ②充入，一段时间达平衡后，的转化率为，转化的氮气为2mol×50%=1mol，列三段式：，恒温恒容下，气体的体积与物质的量成正比，则平衡时的体积分数等于物质的量分数； （2）气态肼物质的量为，0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ的热量，热化学方程式为：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ•mol-1； （3）①一定条件下，钠还原四氯化碳可制备金刚石，根据元素守恒知，还生成NaCl,反应方程式为4Na+CCl4=C(金刚石)+4NaCl,金刚石是不溶于CCl4的固体，CCl4是液体，将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤；反应是单质置换单质的置换反应，存在化合价变化，属于氧化还原反应，故答案为：过滤；BC； ②I.在高温电炉中碳和SiO2反应可制得SiC，同时生成CO，发生反应：SiO2+3CSiC+2CO↑；根据元素化合价变化知道：每有1mol SiC生成时，转移电子的物质的量为4 mol,故答案为：SiO2+3CSiC+2CO↑；4mol； Ⅱ.根据反应方程式Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑，，解得m(Si)=1.4g，n1(Na2SiO3)==0.05 mol，粗产品中SiO2的质量为m(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4 g=7.2 g，由SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O可得，n2(Na2SiO3)==0.12mol,则n(Na2SiO3)=n1(Na2SiO3)+n2(Na2SiO3)=0.12mol+0.05mol=0.17mol,硅酸盐的物质的量浓度为=0.17mol/L，故答案为：0.17 mol•L-1； ③A．金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料，故正确； B．金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅都是同种元素组成的性质不同的单质，分别互为同素异形体，故正确； C．单质硅是良好的半导体材料，但是金刚石不导电，故错误；故选C。 17．(1) (2) 放出 46 小于 (3) 正极 5.6 【详解】(1)由图可知，一氧化碳与二氧化氮反应生成二氧化碳和一氧化氮的反应为反应物总能量大于生成物的总能量，反应的焓变，则反应的热化学方程式为，故答案为：； (2)拆键、、键分别需要吸收的能量为，在反应中，断裂健，键共吸收的能量为：，生成，共形成键，放出的能量为：，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：，所以生成放出热量为。因该反应为可逆反应，故当在相同的条件下向容器中充入和时，反应放出热量小于。 故答案为：放出；46；小于。 (3)根据燃料电池的原理，燃料在负极失去电子被氧化，则A电极为负极，推测B电极是该电池的正极，A电极上失去电子转化为，电极反应式为；正极反应为，若反应吸收了，则的物质的量为，根据得失电子守恒，则该燃料电池理论上消耗的的体积(在标准状况下)为。 故答案为正极：5.6。 18．(1) (2) 在电极上放电：。在溶液中氧化：。和循环反应 (3)或 (4) 升温、减压、分离出苯(其他合理答案也可以) (5) 【详解】（1）已知：① ② ③ 根据盖斯定律③+①+②得出C(s)+O2(g)=CO2(g) ；利用和计算时，还需要利用C(s)+O2(g)=CO2(g) 反应的； （2）该太阳能光电催化——化学耦合分解H2S的过程可描述为：在电极上失电子发生反应，生成的氧化H2S生成硫单质，离子方程式为：，H＋通过质子交换膜从n极移向p极，在p极得电子生成H2。 ①负极失去电子发生氧化反应，则负极的电极反应式为。 ②根据分析，能够使S源源不断产生的原因：在电极上放电：。在溶液中氧化：。和循环反应。 （3）反应前后B元素的化合价不变，则反应前后B元素的化合价均是＋3价，因此反应前NaBH4中氢元素的化合价是－1价。水中氢元素的化合价是＋1价，因此反应中还有氢气生成，则反应的化学方程式为NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2↑。NaBH4中氢元素的化合价从－1价升高到0价，因此1molNaBH4在反应中失去4mol电子，其数目是4NA或2.408×1024。 （4）①平衡时苯的浓度是b mol/L，则根据反应的方程式可知消耗环戊烷的浓度是b mol/L，生成氢气的浓度是3 b mol/L，，平衡时环戊烷的浓度为（a－b）mol/L。由于化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则该温度下反应的平衡常数k＝ mol3/L3。 ②根据  。有利于释氢的措施为升温、减压、分离出苯(其他合理答案也可以)。 （5）①苯得到电子生成环戊烷是目标产物，由于存在质子交换膜，所以氢离子向阴极移动，则电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12。 ②阳极生成2.8mol气体，该气体应该是阳极OH－放电生成的氧气，则转移电子的物质的量＝2.8mol×4＝11.2mol。 设阴极消耗苯的物质的量是xmol，根据电极反应式C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12可知得到电子是6xmol；设生成氢气ymol, 根据电极反应式2H++2e－=H2，可知得到电子是2ymol。 根据电子守恒可知：6x+2y=11.2；根据苯的含量变化可知：10×24%=x+(10+y)×10%，二者联立可得：x=1.2，y=2。因此储氢装置的电流效率=64.3% 。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$