精品解析：上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试化学试卷

复旦大学附属中学2023 学年第二学期 高一年级化学期末考试试卷 考生注意： 1. 试卷满分100分，考试时间90分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填涂班级、姓名、学号。 3.选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有 1~2 个正确选项：标注“双选”的试题，有2个正确选项；未特别标注的试题，每小题只有1个正确选项。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 一、金属元素与人类生活 (本题共23分) 金属元素单质及化合物在人类生产生活中有着极为重要的作用。 1. 冬奥会上短道速滑运动员使用的速滑冰刀的材质是合金钢。下列关于合金钢的说法正确的是 A. 熔点一般比纯铁低 B. 硬度一般比纯铁小 C. 含碳量比生铁高 D. 延展性比生铁差 2. 吴老师用打磨过的铝片进行如图实验，下列分析不合理的是 A. ①中铝片发生了钝化 B. ②中产生的气泡是氮氧化合物，不是氢气 C. ③中沉淀溶解离子方程式是 D. 将铝片换成铁片，实验现象类似 3. 铝热反应释放大量的热，常用于冶炼难熔金属。用铝粉和 Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有 A. KCl B. KClO3 C. MnO2 D. Mg 4. 小韩同学进行上述铝热反应实验得到了一块黑灰色物质。为证明其中含有金属铝，她设计了一个简单实验。该实验所用试剂是___________(填化学式)，该试剂与金属铝反应的离子方程式为___________。 5. 小金同学推测灰黑色物质中还含有Fe2O3，为此他设计如下实验：取一小块样品投入到稍过量稀硫酸中，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察到溶液颜色未变红，证明黑灰色物质中不含Fe2O3。则物质甲是___________(填化学式)。小金的实验方案是否合理？___________(填“合理”或“不合理”)。理由：___________(用离子方程式说明)。 6. 因在航空、核能、电池等高技术领域的重要作用，锂被称为“21世纪的能源金属”。 （1）氢化锂(LiH)中负离子半径大于正离子半径，其原因是___________。 （2）下列关于碱金属元素及其单质的叙述中，正确的是___________。 A. 金属钠着火，要用泡沫灭火剂扑灭 B. 水溶液中正离子氧化性： C. 单质熔点： Li<Na<K<Rb D. 与水反应的能力： Na<K （3）Li2O2与Na2O2的组成与性质相似， 小郭同学将Li2O2投入水中，产生大量气体，请写出化学方程式___________。该反应产生 1mol气体转移的电子数为___________。 从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作用 7. 铁的化合物种类丰富，下列铁的化合物中，不能直接通过化合反应得到的是 A Fe3O4 B. FeCl2 C. Fe(OH)2 D. Fe(OH)3 8. 曾老师向FeSO4溶液中滴加烧碱溶液，她将看到的现象为___________，请用化学方程式解释出现此现象的原因___________，___________。 9. 溶液可除去煤中以黄铁矿 (FeS2)形式存在的硫元素，反应如下： （1）上述反应中的还原产物为___________。 （2）该方法的优点之一是 易再生。向反应后的溶液中通入___________，就能达到使再生的目的，方便且价廉。写出相应的离子方程式___________。 二、性质多样的氨(本题共17分) 氢是一种非常重要的物质，可用于制造氮肥、硝酸等。 10. 请写出氨的结构式___________，从结构角度说明NH3热稳定性强于PH3的原因___________。 11. 某化学实验小组为了探究氨的氧化性和还原性设计了如下实验方案。 实验一：探究氨的还原性，实验装置如图1所示。 已知：(ⅰ)Mg(OH)2可代替消石灰与氯化铵在加热条件下反应，生成氨和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]； (ⅱ)Cu2O粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：Cu2O＋H2SO4(稀)=Cu＋CuSO4＋H2O。 （1）装置A中发生反应的化学方程式为_______，装置D的作用是_______。 （2）反应结束后装置C中的氧化铜完全转化为红色固体，为了探究红色固体的成分，进行了如下实验探究： 实验操作 实验现象 实验结论 取10.4 g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置 若无现象 ①红色固体为_______ 若溶液变蓝 ②红色固体中肯定含有_______，可能含有_______ 取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重，得固体6.4 g — ③红色固体的成分及其物质的量为 _______ 实验二：探究氨的氧化性，实验装置如图2所示。 已知：(ⅲ)铝可以与氨反应：2Al＋2NH32AlN＋3H2； (ⅳ)氮化铝性质稳定，基本不与水、酸反应，在加热时溶于浓碱可产生氨。 按图2所示连接好装置，检查装置气密性；在蒸馏烧瓶中加入生石灰，分液漏斗中加入浓氨水，装置G中盛装碱石灰，装置H中加入铝粉，打开装置F处分液漏斗活塞，待装置中空气排尽后再点燃装置H处酒精灯。 （3）用平衡移动原理解释装置F中产生氨的原因：_______。 （4）装置H处反应进行完全的实验现象为_______。 （5）为了得到纯净的氮化铝，可将装置H中固体冷却后转移至烧杯中，加入_______溶解、_______(填操作名称)、洗涤、干燥即可。 （6）写出氮化铝与浓氢氧化钠溶液共热反应的离子方程式：_______。 三、化学能与热能(本题共16分) 物质的变化过程中往往伴随着能量变化。 12. 下列变化中，属于吸热反应的是 A. Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合 B. 高温下碳酸钙分解 C. 碳的不完全燃烧 D. 金属钠投入水中 13. 下列说法正确的是 A. 化学反应热效应一定等于系统的焓变 B. 可知H2和O2的能量之和大于H2O的能量 C. 焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化 D. 在一个确定的化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同 14. 已知X(g)经过以下两步反应生成 总反应放热。下列能量变化示意图能表示上述过程的是 A B. C. D. 15. Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：___________。 16. 以下两个热化学方程式中，焓变的大小关系为：___________ CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H₁；CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H2 17. 已知： 则电离方程式的△H=___________。 18. 将浓度为的盐酸和0.55mol·L⁻1的碱溶液(NaOH溶液或氨水)各50mL混合(溶液密度均为1g·mL⁻1)，生成的溶液的比热容(c=4.18J·g-1·℃-1)测得温度如下： 反应物 起始温度t₁/℃ 最高温度t2/℃ 甲组HCl+NaOH 15.0 乙组HCl+NH3·H2O 15.0 18.1 （1）甲组实验放出的热量___________乙组实验放出的热量(填“>”、“<”或“=”)。 （2）HCl(aq)+NH3·H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)的△H=___________(保留一位小数)。 （3）合成氨工业中，合成塔中每产生2mol NH3放出92.2kJ热量。若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2，达平衡后放出的热量为QkJ，则Q的值___________。 A. 等于92.2 B. 小于92.2 C. 等于184.4 D. 小于184.4 四、用途广泛的硫元素 (本题共23分) 19. 硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H<0。在密闭容器中进行上述反应，以下用不同物质表示的反应速率中，最快的是 A. B. C. D. 20. 硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H<0。一定条件下，密闭容器中发生该反应，各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。 （1）反应开始至20分钟，SO2的平均反应速率为___________mol•L⁻1•min⁻1。 （2）图中a点，正反应速率___________逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 （3）反应进行到第___________分钟时恰好达到平衡，此时：SO2的转化率为___________， （4）下列说法正确的是___________。 A. 60-70min内，O2表示的反应速率为0，说明反应不再进行。 B. 通过调控反应条件，可以实现SO2的完全转化 C. 其他条件不变，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大 D. 使用催化剂可以提高反应速率，增大平衡产率 21. 硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H<0。反应达到平衡后，改变某个条件，使平衡发生移动，得到下面的图像： （1）t3时刻改变的条件是___________；t5时刻改变的条件是___________。 （2）以上各时段的平衡状态中，SO2转化率最高的是___________；SO2浓度最小的是___________。 （3）甲、乙、丙三个容器完全相同的恒容密闭容器，分别按照下表进行投料： 序号 SO2/mol O2/mol SO3/mol 甲 2 1 0 乙 3 1 0 丙 2 2 0 在相同温度下达到平衡后，三个容器中：SO2的转化率由大到小顺序为___________。 （4）在容积为2L的密闭容器中充入和一定量的O2进行上述反应，当反应进行到4min时，测得则反应进行到2min时，容器中：的物质的量为___________。 A. 等于1.6mol B. 等于1.2mol C. 大于1.6mol D. 小于1.2mol 22. 实验室用稀硫酸和铝片反应制氢气。将在空气中久置的铝片投入足量稀硫酸中，该铝片与稀硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图来表示(已知该反应为放热反应)。 （1）曲线0→a段，用离子方程式表示不产生氢气的原因___________。 （2）请解释速率由慢到快，再变慢的原因___________。 23. 为改变生橡胶受热发黏遇冷变硬的不良性能，工业上常将橡胶硫化来改善橡胶的性能，S2Cl2和SCl2均为改善橡胶性能的重要化工产品。 （1）已知下列化学键的键能及S4的结构式 化学键 S—S S—Cl Cl—Cl 键能/(kJ·mol-1) 266 255 243 则反应S4(g)+4Cl2(g)4SCl2(g)中生成4mol SCl2(g)时放出___________kJ热量。 （2）反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)在一定压强下，向10L密闭容器中充入1mol S2Cl2和1molCl2发生上述反应，Cl2与SCl2的消耗速率与温度的关系如图所示。 A、B、C三点对应温度状态下，达到平衡状态的有___________(填字母)。 （3）其他条件不变，只改变下列一个条件，可提高S2Cl2消耗速率的是___________。 A. 升高体系的温度 B. 及时从体系中分离SCl2 C. 恒容充入Ne气 D. 使用合适的催化剂 五、努力实现碳达峰与碳中和 (本题共21分) 24. 习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。 已知，CO2生产甲醇过程主要发生以下反应： 反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-48.97kJ/mol 反应II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=41.17kJ.mol 反应III．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H3=-90.14kJ/mol （1）反应Ⅲ正反应活化能Ea(E)与逆反应活化能Ea(逆)大小关系为：Ea(E)___________Ea(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 （2）在CO2加氢合成甲醇的体系中，下列说法错误的是___________。 A. 若在绝热恒容容器，反应Ⅰ的平衡常数K保持不变，说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达平衡 B. 若气体的平均相对分子质量不变，说明反应I、II、III都已达平衡 C. 体系达平衡后，若压缩体积，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡不移动 D. 选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量 （3）已知：CH3OH的选择性==不考虑催化剂活性温度，为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性，应选择的反应条件是___________。 A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温低压 D. 低温高压 25. CH3OH可用于制CH3OCH3。在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH，发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3+H2O(g)测得CH3OH浓度与温度的关系如图所示。 （1）比较大小：T1___________T2(填“>”“<”或“=”)，该反应为___________反应(填“吸热”或“放热”) （2）在T1时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，CH3OH平衡转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 26. 习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。 已知，CO2生产甲醇过程主要发生以下反应： 反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-48.97kJ/mol 反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=41.17kJ.mol 反应Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H3=-90.14kJ/mol （1）假设仅发生反应Ⅲ，在一定温度下体积为2L的恒容密闭容器中，投入4mol CO和8mol H2，经过t min达平衡，CO平衡转化率为90%，保持其余条件不变，再投入0.6mol H2及1.4mol CH3OH后，平衡将___________移动。(写出具体计算过程) 在某密闭容器中进行该反应，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示： （2） A、B、C三点平衡常数KA、KB、Kc的大小关系为___________。 （3）T1时，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v正___________v逆。(填“>”、“<”或“=”) （4）向某恒温恒压密闭容器中充入1mol CO(g)和2mol H2(g)，下列能说明反应Ⅲ达到平衡的是___________。 A. 容器内混合气体的密度不再改变 B. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变 C. 两种反应物转化率的比值不再改变 D. （5）写出反应Ⅲ的平衡常数表达式___________。 27. 一定温度下，科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)在相同条件下的催化效果。在三个1L恒容容器中，分别充入1mol CO2和2mol CH4发生反应为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。测得H2物质的量随时间变化如图所示。 由图可知，三种不同催化剂催化性能由强到弱顺序为___________(用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)。足够长时间达平衡后，三个容器中H2物质的量的关系为___________(用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)，原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 复旦大学附属中学2023 学年第二学期 高一年级化学期末考试试卷 考生注意： 1. 试卷满分100分，考试时间90分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填涂班级、姓名、学号。 3.选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有 1~2 个正确选项：标注“双选”的试题，有2个正确选项；未特别标注的试题，每小题只有1个正确选项。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 一、金属元素与人类生活 (本题共23分) 金属元素单质及化合物在人类生产生活中有着极为重要的作用。 1. 冬奥会上短道速滑运动员使用的速滑冰刀的材质是合金钢。下列关于合金钢的说法正确的是 A. 熔点一般比纯铁低 B. 硬度一般比纯铁小 C. 含碳量比生铁高 D. 延展性比生铁差 【答案】A 【解析】 【详解】A．合金的熔点低于成分金属，该合金钢熔点比纯铁熔点低，故A正确； B．合金的硬度高于成分金属，该合金硬度比纯铁高，故B错误； C．合金钢该合金碳含量比生铁低，故C错误； D．该合金钢延展性比生铁优良，故D错误； 故选A。 2. 吴老师用打磨过的铝片进行如图实验，下列分析不合理的是 A. ①中铝片发生了钝化 B. ②中产生的气泡是氮氧化合物，不是氢气 C. ③中沉淀溶解的离子方程式是 D. 将铝片换成铁片，实验现象类似 【答案】D 【解析】 【详解】A．打磨过的铝片和浓硝酸在常温下会钝化形成致密的氧化膜，导致铝片不能明显溶解，A正确； B．加入水稀释浓硝酸，氧化铝可以和稀硝酸发生反应，导致薄膜被破坏，进而内部的铝可以和稀硝酸发生氧化还原反应生成氮氧化物和硝酸铝，B正确； C．往反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，先产生氢氧化铝沉淀，后氢氧化钠过量，氢氧化铝又会溶解，沉淀溶解的离子方程式是：Al(OH)3+OH−=[Al(OH)4]−，C正确； D．铁和浓硝酸在常温下会钝化形成致密的氧化膜，加入水稀释硝酸，铁的氧化物溶解产生Fe3+， 导致薄膜被破坏，进而内部的铁可以和稀硝酸反应生成氮氧化物和硝酸铁，Fe3+与NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀，但生成的Fe(OH)3不会溶解在过量的NaOH溶液中，则将铝片换成铁片，实验现象不类似，D错误； 故选D。 3. 铝热反应释放大量的热，常用于冶炼难熔金属。用铝粉和 Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有 A. KCl B. KClO3 C. MnO2 D. Mg 【答案】BD 【解析】 【详解】铝热反应需要引发剂引发高温反应，镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应，需要的试剂还有KClO3、Mg，故选BD。 4. 小韩同学进行上述铝热反应实验得到了一块黑灰色物质。为证明其中含有金属铝，她设计了一个简单实验。该实验所用试剂是___________(填化学式)，该试剂与金属铝反应的离子方程式为___________。 【答案】 ①. NaOH ②. 【解析】 【详解】铝能与强酸和强碱反应，铁不与强碱反应，所以将物质加入到NaOH溶液中，NaOH溶液与金属铝反应的离子方程式为，答案：NaOH、。 5. 小金同学推测灰黑色物质中还含有Fe2O3，为此他设计如下实验：取一小块样品投入到稍过量稀硫酸中，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察到溶液颜色未变红，证明黑灰色物质中不含Fe2O3。则物质甲是___________(填化学式)。小金的实验方案是否合理？___________(填“合理”或“不合理”)。理由：___________(用离子方程式说明)。 【答案】 ①. KSCN ②. 不合理 ③. Fe+2Fe3+=3Fe2+ 【解析】 【详解】氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁，铁离子用硫氰化钾溶液检验，取一块该熔融物投入到少量稀硫酸中，向反应后的混合液中滴加硫氰化钾的溶液，Fe3+可能被Fe全部还原为Fe2+而不能使KSCN溶液变红，离子方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+，所以无法证明熔融物中不含有Fe2O3，所以该同学的实验方案不合理，故答案为：KSCN；不合理；Fe+2Fe3+=3Fe2+。 6. 因在航空、核能、电池等高技术领域的重要作用，锂被称为“21世纪的能源金属”。 （1）氢化锂(LiH)中负离子半径大于正离子半径，其原因是___________。 （2）下列关于碱金属元素及其单质的叙述中，正确的是___________。 A. 金属钠着火，要用泡沫灭火剂扑灭 B. 水溶液中正离子氧化性： C. 单质熔点： Li<Na<K<Rb D. 与水反应的能力： Na<K （3）Li2O2与Na2O2的组成与性质相似， 小郭同学将Li2O2投入水中，产生大量气体，请写出化学方程式___________。该反应产生 1mol气体转移的电子数为___________。 【答案】（1）电子层结构相同时，核电荷数大的Li+对电子吸引能力较强，离子半径较小 （2）D （3） ①. ②. 2NA 【解析】 【小问1详解】 电子层结构相同时，核电荷数大的Li+对电子吸引能力较强，离子半径较小，所以氢化锂(LiH)中阴离子半径大于阳离子半径，答案：电子层结构相同时，核电荷数大的Li+对电子吸引能力较强，离子半径较小； 【小问2详解】 A．泡沫灭火剂成分为Al2(SO4)3和NaHCO3溶液，会产生CO2，CO2与钠燃烧产生的Na2O2反应产生助燃的O2，A错误； B．金属性越强，阳离子氧化性越弱，同主族从上往下金属性增强，阳离子氧化性减弱，则水溶液中正离子氧化性： Li+>Na+>K+>Rb+，B错误； C．碱金属单质从上到下，熔点逐渐降低，则单质熔点： Li>Na>K>Rb，C错误； D．金属性：Na<K，金属性越强越易与水反应，则与水反应的能力： Na<K，D正确； 故选D； 【小问3详解】 Li2O2与Na2O2的组成与性质相似，Li2O2投入水中，产生大量气体即氧气，化学方程式为：，每生成1个O2转移2个电子，则该反应产生 1mol气体转移的电子数为2NA，答案：、2NA。 从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作用 7. 铁的化合物种类丰富，下列铁的化合物中，不能直接通过化合反应得到的是 A. Fe3O4 B. FeCl2 C. Fe(OH)2 D. Fe(OH)3 【答案】C 【解析】 【详解】A．，所以能通过化合反应制得，故A不符合题意； B．Fe+2FeCl3=3FeCl2，所以能通过化合反应制得，故B不符合题意； C．Fe(OH)2不能直接通过化合反应得到，故C符合题意； D．4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以能通过化合反应制得，故D不符合题意； 答案选C。 8. 曾老师向FeSO4溶液中滴加烧碱溶液，她将看到的现象为___________，请用化学方程式解释出现此现象的原因___________，___________。 【答案】 ①. 产生白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色 ②. FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 ③. 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【解析】 【详解】向FeSO4溶液中滴加烧碱溶液，先生成白色沉淀Fe(OH)2，然后其迅速被氧化为灰绿色最后变为红褐色的Fe(OH)3沉淀，反应的化学方程式为FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：产生白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色；FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 9. 溶液可除去煤中以黄铁矿 (FeS2)形式存在的硫元素，反应如下： （1）上述反应中的还原产物为___________。 （2）该方法的优点之一是 易再生。向反应后的溶液中通入___________，就能达到使再生的目的，方便且价廉。写出相应的离子方程式___________。 【答案】（1） （2） ①. 空气 ②. 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+ 【解析】 【小问1详解】 根据方程式分析，，铁从+3价变为+2价，发生还原反应，所以还原产物为。 【小问2详解】 硫酸亚铁具有强还原性，使硫酸亚铁转化为硫酸铁方便且价廉的试剂是空气，离子方程式为。 二、性质多样的氨(本题共17分) 氢是一种非常重要的物质，可用于制造氮肥、硝酸等。 10. 请写出氨的结构式___________，从结构角度说明NH3热稳定性强于PH3的原因___________。 【答案】 ①. ②. N、P同主族，核外电子层数N<P，原子半径N<P，非金属性N>P，NH3热稳定性强于PH3 【解析】 【详解】氨的结构式为，从结构角度说明NH3热稳定性强于PH3的原因：N、P同主族，核外电子层数N<P，原子半径N<P，非金属性N>P，NH3热稳定性强于PH3。 11. 某化学实验小组为了探究氨的氧化性和还原性设计了如下实验方案。 实验一：探究氨的还原性，实验装置如图1所示。 已知：(ⅰ)Mg(OH)2可代替消石灰与氯化铵在加热条件下反应，生成氨和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]； (ⅱ)Cu2O粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：Cu2O＋H2SO4(稀)=Cu＋CuSO4＋H2O。 （1）装置A中发生反应的化学方程式为_______，装置D的作用是_______。 （2）反应结束后装置C中的氧化铜完全转化为红色固体，为了探究红色固体的成分，进行了如下实验探究： 实验操作 实验现象 实验结论 取10.4 g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置 若无现象 ①红色固体为_______ 若溶液变蓝 ②红色固体中肯定含有_______，可能含有_______ 取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重，得固体6.4 g — ③红色固体的成分及其物质的量为 _______ 实验二：探究氨的氧化性，实验装置如图2所示。 已知：(ⅲ)铝可以与氨反应：2Al＋2NH32AlN＋3H2； (ⅳ)氮化铝性质稳定，基本不与水、酸反应，在加热时溶于浓碱可产生氨。 按图2所示连接好装置，检查装置气密性；在蒸馏烧瓶中加入生石灰，分液漏斗中加入浓氨水，装置G中盛装碱石灰，装置H中加入铝粉，打开装置F处分液漏斗活塞，待装置中空气排尽后再点燃装置H处酒精灯。 （3）用平衡移动原理解释装置F中产生氨的原因：_______。 （4）装置H处反应进行完全的实验现象为_______。 （5）为了得到纯净的氮化铝，可将装置H中固体冷却后转移至烧杯中，加入_______溶解、_______(填操作名称)、洗涤、干燥即可。 （6）写出氮化铝与浓氢氧化钠溶液共热反应离子方程式：_______。 【答案】（1） ①. Mg(OH)2＋NH4ClMg(OH)Cl＋NH3↑＋H2O ②. 做安全瓶 （2） ①. 铜 ②. 氧化亚铜 ③. 铜 ④. 0.05 mol Cu、0.05 mol Cu2O （3）生石灰与水反应放热，降低了氨的溶解度，使一水合氨分解，生石灰与水反应将溶剂消耗，使平衡NH3＋H2ONH3·H2O向左移动，有利于氨逸出 （4）装置J中几乎没有气泡冒出 （5） ①. 稀盐酸(或稀硫酸等其他合理答案) ②. 过滤 （6）AlN＋OH-＋H2OAlO＋NH3↑ 【解析】 【分析】实验一，在A中Ca(OH)2与NH4Cl混合加热反应产生NH3，装置B的作用是干燥氨气，在C中NH3与CuO反应,NH3被氧化变为N2，CuO被还原可能产生Cu，也可能产生Cu2O，同时得到H2O，在实验前先通入N2，可以排出装置中的空气，可以防止加热时NH3被氧化；CuO被还原后的产物成分可根据Cu2O＋H2SO4(稀)＝Cu＋CuSO4＋H2O，利用元素守恒分析判断； 实验二，在F中用浓氨水与CaO混合反应产生NH3，在G中干燥氨气，在H中与Al发生反应产生AlN，装置I是安全瓶，可以防止倒吸现象的发生，在J中用稀硫酸吸收氨气，防止大气污染，据此分析解答。 【小问1详解】 装置A制备氨气，发生反应的化学方程式为Mg(OH)2＋NH4ClMg(OH)Cl＋NH3↑＋H2O；装置D做安全瓶，防止溶液倒吸入C中； 【小问2详解】 有红色的铜生成，现象为：A 中黑色粉末变为红色，同时有水生成，D 中白色固体变为蓝色；①Cu，因为Cu在常温下不与稀硫酸反应；②有CuSO4生成，溶液变蓝，则红色固体中肯定含有Cu2O，不能确定是否含有Cu；③所得固体为Cu，物质的量为0.1mol；每摩尔Cu2O与酸反应前后质量损失为80g，反应前后质量损失为4g，则0.05mol Cu2O参与反应，则生成Cu的量为0.05mol，所以原固体中Cu2O与Cu的物质的量均为0.05mol； 【小问3详解】 生石灰与水反应放热，降低了氨的溶解度，使一水合氨分解，生石灰与水反应将溶剂消耗，使平衡NH3＋H2ONH3·H2O向左移动，有利于氨逸出； 【小问4详解】 装置H处反应进行完全不再有氢气放出，实验现象为装置J中几乎没有气泡冒出； 【小问5详解】 为了得到纯净的氮化铝，可将装置H中固体冷却后转移至烧杯中，加入稀盐酸或稀硫酸溶解、过滤、洗涤、干燥即可； 【小问6详解】 氮化铝与浓氢氧化钠溶液共热反应生成氨气，离子方程式为AlN＋OH-＋H2OAlO＋NH3↑。 三、化学能与热能(本题共16分) 物质的变化过程中往往伴随着能量变化。 12. 下列变化中，属于吸热反应的是 A. Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合 B. 高温下碳酸钙分解 C. 碳的不完全燃烧 D. 金属钠投入水中 【答案】AB 【解析】 【详解】A．Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合，属于吸热反应，故选A； B．高温下碳酸钙分解是吸热反应，故选B； C．碳的不完全燃烧生成一氧化碳，是放热反应，故不选C； D．金属钠投入水中上生成氢氧化钠和氢气，属于放热反应，故不选D； 选AB。 13. 下列说法正确的是 A. 化学反应热效应一定等于系统的焓变 B. 可知H2和O2的能量之和大于H2O的能量 C. 焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化 D. 在一个确定的化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同 【答案】D 【解析】 【详解】A．焓是内能有关的物理量，恒压条件下的反应热又称焓变，A错误； B．可知2molH2（g）和1molO2（g）的能量之和大于2molH2O（g）的能量，B错误； C．在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变，参加反应的物质的物质的量不一定是1mol，C错误； D．任何化学反应过程，不是吸收能量就是放出能量，当反应物的总焓大于生成物总焓时，反应放出热量，反之吸收热量，因此在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同，D正确； 故选D。 14. 已知X(g)经过以下两步反应生成 总反应放热。下列能量变化示意图能表示上述过程的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】根据题意可知，X→Y是吸热反应，X的总能量低于Y的总能量，Y→Z为放热反应，Y的总能量低于Z的总能量，且总反应放热，据此解答。 【详解】A．由图可知，第一步反应为吸热反应，第二步为放热反应，且总反应放热，故A正确； B．由图可知，第一步反应为吸热反应，第二步为放热反应，且总反应吸热，故B错误； C．由图可知，第一步反应为吸热反应，第二步为吸热反应，且总反应吸热，故C错误； D．由图可知，第一步反应为放热反应，第二步为吸热反应，且总反应放热，故D错误； 答案选A。 15. Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：___________。 【答案】2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)△H=-290 kJ•mol-1 【解析】 【详解】使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2是放热反应，当1molCl2参与反应时释放145kJ的热量，2mol氯气完全反应放热290kJ，热化学方程式2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)△H=-290 kJ•mol-1。 16. 以下两个热化学方程式中，焓变的大小关系为：___________ CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H₁；CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H2 【答案】< 【解析】 【详解】两个反应的反应物和生成物均相同，但产物中水的状态不同，水由气态变成液态，放出热量，因此生成液态水时放出的热量多，但此时反应热为负值，则，故答案为：<。 17. 已知： 则电离方程式的△H=___________。 【答案】+11.6kJ/mol 【解析】 【详解】根据盖斯定律，反应①-②可得醋酸的电离方程式，△H=-45.7kJ/mol-(-57.3)kJ/mol=+11.6kJ/mol。 18. 将浓度为的盐酸和0.55mol·L⁻1的碱溶液(NaOH溶液或氨水)各50mL混合(溶液密度均为1g·mL⁻1)，生成的溶液的比热容(c=4.18J·g-1·℃-1)测得温度如下： 反应物 起始温度t₁/℃ 最高温度t2/℃ 甲组HCl+NaOH 15.0 乙组HCl+NH3·H2O 15.0 18.1 （1）甲组实验放出的热量___________乙组实验放出的热量(填“>”、“<”或“=”)。 （2）HCl(aq)+NH3·H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)的△H=___________(保留一位小数)。 （3）合成氨工业中，合成塔中每产生2mol NH3放出92.2kJ热量。若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2，达平衡后放出的热量为QkJ，则Q的值___________。 A. 等于92.2 B. 小于92.2 C. 等于184.4 D. 小于184.4 【答案】（1）> （2）-51.8kJ/mol （3）D 【解析】 【小问1详解】 甲组实验用的是强酸和强碱，而乙组实验用的是强酸和弱碱，一水合氨的电离过程需要吸收热量，故其他条件相同时，乙组实验放出的热量更低，答案为：>。 小问2详解】 乙组实验所得结果：Q=4.18×(50+50)×(18.1-15)J=1295.8J，=-51.832kJ/mol，故答案为：-51.8kJ/mol。 【小问3详解】 合成氨的反应为可逆反应，2molN2和6molH2反应无法全部转化为4molNH3，故Q<184.4。 四、用途广泛的硫元素 (本题共23分) 19. 硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H<0。在密闭容器中进行上述反应，以下用不同物质表示的反应速率中，最快的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，把所有反应速率都转化成A的反应速率，数值大的速率大。 【详解】A．v(O2)=0.4mol·L-1·min-1； B．由v(SO2)=0. 5mol·L-1·min-1，则； C．由v(SO3)=0. 6mol·L-1·min-1，； D．； 比较可得v(O2)=0.02mol·L-1·s-1时表示的反应速率最快，故选D。 20. 硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H<0。一定条件下，密闭容器中发生该反应，各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。 （1）反应开始至20分钟，SO2的平均反应速率为___________mol•L⁻1•min⁻1。 （2）图中a点，正反应速率___________逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 （3）反应进行到第___________分钟时恰好达到平衡，此时：SO2的转化率为___________， （4）下列说法正确的是___________。 A. 60-70min内，O2表示的反应速率为0，说明反应不再进行。 B. 通过调控反应条件，可以实现SO2的完全转化 C. 其他条件不变，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大 D. 使用催化剂可以提高反应速率，增大平衡产率 【答案】（1） （2）> （3） ①. 50 ②. （4）C 【解析】 【小问1详解】 由图可知，反应开始至20min，SO2的浓度下降了0.7mol/L，SO2的平均反应速率为：，答案：； 小问2详解】 图中a点，SO2的浓度继续减小，反应正向移动，得正反应速率>逆反应速率，答案：>； 【小问3详解】 由图可知，反应进行到第50min分钟时，浓度不再改变，说明反应达到平衡，初始浓度为，50min分钟时浓度为，SO2的转化率为，答案：50、； 【小问4详解】 A．60-70min内，，该反应达到动态平衡，错误；B．该反应为可逆反应，调控反应条件，SO2的不可以完全转化，错误；C．其他条件不变，升高温度，分子都获得能量，使得正反应速率和逆反应速率均增大，正确；D．使用催化剂可以提高反应速率，但平衡是产率不变，错误；答案：C。 21. 硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H<0。反应达到平衡后，改变某个条件，使平衡发生移动，得到下面的图像： （1）t3时刻改变的条件是___________；t5时刻改变的条件是___________。 （2）以上各时段的平衡状态中，SO2转化率最高的是___________；SO2浓度最小的是___________。 （3）甲、乙、丙三个容器完全相同的恒容密闭容器，分别按照下表进行投料： 序号 SO2/mol O2/mol SO3/mol 甲 2 1 0 乙 3 1 0 丙 2 2 0 在相同温度下达到平衡后，三个容器中：SO2的转化率由大到小顺序为___________。 （4）在容积为2L的密闭容器中充入和一定量的O2进行上述反应，当反应进行到4min时，测得则反应进行到2min时，容器中：的物质的量为___________。 A. 等于1.6mol B. 等于1.2mol C. 大于1.6mol D. 小于1.2mol 【答案】（1） ①. 减小压强 ②. 升高温度 （2） ①. t1至t2段 ②. t4至t5段 （3）丙>甲>乙 （4）D 【解析】 【小问1详解】 t3时刻正逆反应速率均减小，且逆反应速率大于正反应速率，反应向逆反应方向进行，2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)是气体分子数减小的反应，减小压强平衡逆向移动，则t3时刻改变的条件是减小压强，t5时刻正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，由于反应∆H<0是放热反应，升高温度均能增大速率且平衡逆向移动，则t5时刻改变的条件是升高温度； 【小问2详解】 若正反应速率大于逆反应速率，反应向正向进行，若v(正)<v(逆)，反应逆向进行，t1至t2段反应正向进行到达平衡状态，t2至t3段平衡不移动，t3至t4段平衡逆向移动，t5至t6段反应逆向进行，则SO2转化率最高的是t1至t2段，t3时刻通过增大体积来减小压强，则SO2浓度最小的是t4至t5段； 【小问3详解】 容器乙对于容器甲而言，增大SO2的浓度，增加的SO2无法完全转化，导致转化率减小，SO2的转化率：甲>乙，容器丙对于甲而言增大O2的浓度，提高SO2的转化率，则SO2的转化率：丙>甲，因此三个容器中SO2的转化率由大到小顺序为：丙>甲>乙； 【小问4详解】 根据化学反应速率的概念可知，进行到4min时，测得n (SO2)=0.4mol，此时反应的速率为，反应进行到前2min末时设二氧化硫物质的量为x，进行到2min时的物质浓度大于4min时的物质的浓度，所以反应时4min的反应速率小于2min的反应速率，即，整理得，x＜1.2mol，故选：D。 22. 实验室用稀硫酸和铝片反应制氢气。将在空气中久置的铝片投入足量稀硫酸中，该铝片与稀硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图来表示(已知该反应为放热反应)。 （1）曲线0→a段，用离子方程式表示不产生氢气的原因___________。 （2）请解释速率由慢到快，再变慢的原因___________。 【答案】（1） （2）开始时温度较低，反应速率较慢，随着反应的进行，反应放热，温度升高，反应速率加快，c以后，氢离子浓度减小，反应速率减小 【解析】 【小问1详解】 曲线0→a段，不产生氢气是因为铝表面有三氧化二铝，会和稀硫酸反应，离子方程式为，答案：； 【小问2详解】 曲线由a→b段产生氢气的速率较慢是因开始时温度较低，反应速率较慢，曲线由b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因为该反应为放热反应，温度升高，反应速率加快，曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因为氢离子浓度减小，反应速率减小，答案：开始时温度较低，反应速率较慢，随着反应的进行，反应放热，温度升高，反应速率加快，c以后，氢离子浓度减小，反应速率减小。 23. 为改变生橡胶受热发黏遇冷变硬的不良性能，工业上常将橡胶硫化来改善橡胶的性能，S2Cl2和SCl2均为改善橡胶性能的重要化工产品。 （1）已知下列化学键的键能及S4的结构式 化学键 S—S S—Cl Cl—Cl 键能/(kJ·mol-1) 266 255 243 则反应S4(g)+4Cl2(g)4SCl2(g)中生成4mol SCl2(g)时放出___________kJ热量。 （2）反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)在一定压强下，向10L密闭容器中充入1mol S2Cl2和1molCl2发生上述反应，Cl2与SCl2的消耗速率与温度的关系如图所示。 A、B、C三点对应温度状态下，达到平衡状态的有___________(填字母)。 （3）其他条件不变，只改变下列一个条件，可提高S2Cl2消耗速率的是___________。 A. 升高体系的温度 B. 及时从体系中分离SCl2 C. 恒容充入Ne气 D. 使用合适的催化剂 【答案】（1）4 （2）B （3）AD 【解析】 【小问1详解】 反应S4(g)+4Cl2(g)4SCl2(g)断键吸收的总能量为266×4+243×4=2036kJ，成键放出的总能量为255×8=2040 kJ，则生成4mol SCl2(g)时放出的热量为2040kJ-2036kJ=4kJ。 【小问2详解】 反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，即Cl2与SCl2的消耗速率比为1:2，所以A、B、C三点对应温度状态下，达到平衡状态的是B。 【小问3详解】 A. 升高体系的温度，正逆反应速率均加快，故选A； B. 及时从体系中分离SCl2，浓度降低，反应速率减慢，故不选B； C. 恒容充入Ne气，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选C； D. 使用合适的催化剂能加快反应速率，故选D； 选AD。 五、努力实现碳达峰与碳中和 (本题共21分) 24. 习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。 已知，CO2生产甲醇过程主要发生以下反应： 反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-48.97kJ/mol 反应II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=41.17kJ.mol 反应III．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H3=-90.14kJ/mol （1）反应Ⅲ正反应活化能Ea(E)与逆反应活化能Ea(逆)大小关系为：Ea(E)___________Ea(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 （2）在CO2加氢合成甲醇的体系中，下列说法错误的是___________。 A. 若在绝热恒容容器，反应Ⅰ的平衡常数K保持不变，说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达平衡 B. 若气体的平均相对分子质量不变，说明反应I、II、III都已达平衡 C. 体系达平衡后，若压缩体积，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡不移动 D. 选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量 （3）已知：CH3OH的选择性==不考虑催化剂活性温度，为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性，应选择的反应条件是___________。 A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温低压 D. 低温高压 【答案】（1）< （2）C （3）D 【解析】 【小问1详解】 反应IIICO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H3=-90.14kJ/mol，该反应放热反应，由∆H3= Ea(正)-Ea (逆)<0活化能Ea(正)<E a(逆)； 【小问2详解】 A．绝热恒容容器，反应未达平衡时能量的变化使得体系温度变化，只有达到平衡时体系温度不变平衡常数不变，绝热恒容容器，当反应I的平衡常数K保持不变说明反应I、II、III都已达平衡，A正确；B．根据质量守恒，混合气体的质量不变，反应I是气体体积减小的反应，反应I是气体体积不变的反应则气体的总物质的量随着反应进行减小，气体的平均相对分子质量增大，当气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡，B正确；C．体系达平衡后，若压缩体积，相当于增大压强则反应I平衡正向移动，会使反应I中CO2和H2量减小，H2O量增大，反应II的化学平衡逆向移动，C错误；D．选用合适的催化剂可以加快反应速率，从而提高CH3OH在单位时间内的产量，D正确；故答案为：C； 【小问3详解】 反应I是气体体积增大的反应，反应III是放热反应，高压有助于提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性，使反应Ⅰ、Ⅲ正向移动，而低温会使反应Ⅱ逆向移动，使反应Ⅰ和Ⅲ正向移动，提高甲醇的选择性，故根据平衡移动原理选择反应条件为低温高压，故选D。 25. CH3OH可用于制CH3OCH3。在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH，发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3+H2O(g)测得CH3OH浓度与温度的关系如图所示。 （1）比较大小：T1___________T2(填“>”“<”或“=”)，该反应为___________反应(填“吸热”或“放热”) （2）在T1时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，CH3OH的平衡转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1） ①. ＞ ②. 放热 （2）不变 【解析】 【小问1详解】 横轴表示时间，则“先拐先平”数值大，温度越高反应速率越快，所以温度T1＞T2；T1相对于T2是升温，升温时反应物甲醇的量增加，说明正向是放热的，故答案为：＞；放热。 【小问2详解】 在T1时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，平衡正向移动，但是相当于对该反应体系加压，该反应为反应前后气体分子数不变的反应，最终甲醇的转化率不变，故答案为：不变。 26. 习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。 已知，CO2生产甲醇过程主要发生以下反应： 反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-48.97kJ/mol 反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=41.17kJ.mol 反应Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H3=-90.14kJ/mol （1）假设仅发生反应Ⅲ，在一定温度下体积为2L的恒容密闭容器中，投入4mol CO和8mol H2，经过t min达平衡，CO平衡转化率为90%，保持其余条件不变，再投入0.6mol H2及1.4mol CH3OH后，平衡将___________移动。(写出具体计算过程) 在某密闭容器中进行该反应，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示： （2） A、B、C三点平衡常数KA、KB、Kc的大小关系为___________。 （3）T1时，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v正___________v逆。(填“>”、“<”或“=”) （4）向某恒温恒压密闭容器中充入1mol CO(g)和2mol H2(g)，下列能说明反应Ⅲ达到平衡的是___________。 A. 容器内混合气体的密度不再改变 B. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变 C. 两种反应物转化率的比值不再改变 D. （5）写出反应Ⅲ的平衡常数表达式___________。 【答案】（1）正向 （2）KA=KB>KC （3）> （4）AB （5） 【解析】 【小问1详解】 根据题中所给物质的量，建立三段式如下： 容器为体积为2L，可得 ，若再向该容器中0.6mol H2及1.4mol CH3OH，则，所以平衡正向移动，平衡时CO浓度增大，故答案为：正向。 【小问2详解】 由题图可知，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，温度升高，平衡常数减小，且平衡常数只与温度有关，由于温度A=B < C，所以KA=KB>KC； 【小问3详解】 相同温度下，D点的转化率低于平衡点B点的转化率，此时反应向正反应方向进行，因此v正>v逆； 【小问4详解】 A．该反应过程中气体的总质量不变，总体积减小，混合气体的密度增大，当容器内混合气体的密度不再改变时说明反应达到平衡，A正确； B．该反应过程中气体的总质量不变，总物质的量减小，混合气体的平均摩尔质量增大，当容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变时说明反应达到平衡，B正确； C．在2L恒容密闭容器中充入2mol CO和4mol H2，反应过程中CO和H2转化率的比值相等，当两种反应物转化率的比值不再改变时，不能说明反应达到平衡，C错误； D．v正(CO)=2 v逆(H2)时不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，D错误； 故选AB。 【小问5详解】 反应Ⅲ的平衡常数表达式为。 27. 一定温度下，科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)在相同条件下的催化效果。在三个1L恒容容器中，分别充入1mol CO2和2mol CH4发生反应为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。测得H2物质的量随时间变化如图所示。 由图可知，三种不同催化剂催化性能由强到弱的顺序为___________(用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)。足够长时间达平衡后，三个容器中H2物质的量的关系为___________(用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)，原因是___________。 【答案】 ① Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ ②. Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ ③. 催化剂只加快反应速率，不影响平衡移动 【解析】 【详解】从图中可知，相同时间内，三种催化剂作用下生成H2物质的量：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，则生成H2的反应速率：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，因此催化剂催化性能由强到弱的顺序为：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，足够长时间达平衡后，三个容器中H2物质的量的关系为：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ，原因是：催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡移动，最终达到平衡时H2物质的量相等。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $