精品解析：辽宁省沈阳市第一二0中学2023-2024学年高一下学期第三次质量监测化学试题

沈阳市120中学2023-2024学年度下学期 高一年级第三次质量监测 化学 满分：100分 时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 科技是第一生产力，而化学与科技息息相关，下列说法正确的是 A. 碳纤维操纵棒是宇航员的手臂“延长器”，碳纤维属于新型有机高分子材料 B. 美国俄亥俄州火车脱轨，大量氯乙烯泄漏——氯乙烯无毒，是合成PVC的单体 C. 采用氢能源汽车代替燃油车，有利于“碳达峰”、“碳中和”战略的实施 D. “嫦娥五号”使用的太阳能电池阵可将化学能转变成电能 2. 下列化学用语正确的是 A. 氯乙烯的球棍模型： B. 醋酸的最简式： C. 乙烯的结构式： D. 四氯化碳的空间填充模型： 3. 下列有机反应属于取代反应的有几个 ①；②；③； ④2；⑤ ；⑥；⑦ A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 4. 下列关于有机物的说法正确的是 A. 分子式为和的物质一定互为同系物 B. 只用溴水就能将己烷、四氯化碳、淀粉碘化钾溶液区分开 C. 同质量的两种烃，碳元素质量分数越大，燃烧消耗氧气越多 D. 光照下，最多能与发生取代反应，产物中物质的量最多的是 5. 用下列实验装置进行实验，能达到实验目的的是 A．除去甲烷中混有的乙烯 B．溶液颜色由黄色变为橙色 C．可探究的取代反应 D．红墨水左低右高 A. A B. B C. C D. D 6. 一种可充电锌一空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在平衡：。下列说法错误的是 A. 放电时，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室 B. 放电时，Ⅰ室溶液中浓度增大 C. 充电时，Ⅲ室溶液中浓度不变 D. 充电时，电极的电极反应为 7. 壬烷的同分异构体中只能由一种单烯烃加成获得的有多少种 A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种 8. 下列说法正确的是 A. 升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时减小，增大 B. 化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大 C. 只要增大，平衡一定正向移动 D. 对于的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变深 9. 下列根据实验操作及现象不能达到相应实验目的的是 选项 实验操作、现象 实验目的或结论 A 取少量己烯，加入溴的四氯化碳溶液，振荡，上下两层均无色 说明己烯中含碳碳双键 B 向分别盛有溶液的两支试管中，同时滴加稀硫酸，再将两试管分别浸入0℃水浴中和50℃水浴中 探究温度越高，反应速率越快 C 向酸性溶液中加入溶液，产生气泡的速率先增大后减小 说明该反应一定为放热反应 D 分别测定和与盐酸反应的反应热 确定的 A. A B. B C. C D. D 10. 一定条件下，气态反应物和生成物的相对能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是 A. 两个进程中速率最快的一步反应的 B. 为进程Ⅱ的催化剂，可以减少反应热，加快反应速率 C. 相同条件下，进程Ⅰ、Ⅱ中的平衡转化率不同 D. 11. 一种双阴极微生物燃料电池的装置如图所示(燃料为)，假设气体全部逸出，下列说法正确的是 A. 电池工作时，从左向右迁移 B. 电池工作时，“缺氧阴极”区域溶液增大 C. 电池工作时，好氧阴极每消耗就有被还原 D. “厌氧阳极”若流出电子，该区域“出水”比“进水”减轻了 12. 下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A A(s)=B(g)+C(s) △H>0 它一定是非自发反应 B A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g) 能自发反应 △H一定小于0 C M(s)+aN(g)=2Q(g) △H<0，自发反应 a可能等于1、2、3 D M(s)+N(g)=2Q(s) 常温下，自发进行 △H>0 A. A B. B C. C D. D 13. 化学图像可以综合并直观地反应外界条件对化学反应的影响，如图所示图像是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响，下列说法正确的是 A. 图①表示在时扩大容器体积，随时间变化的曲线 B. 若图②中A、B、C三点表示反应在不同温度、压强下NO的平衡转化率，则压强最小的是点B，化学平衡常数最小的是A点 C. 图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知 D. 图④表示工业合成氨平衡时体积分数随起始变化的曲线，则转化率： 14. 在起始温度均为T℃、容积均为的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和，发生反应 。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是 A. 用的浓度变化表示曲线N在内的平均速率为 B. 与浓度比为时，标志此反应已达平衡 C. 曲线M、N的平衡常数大小为： D. T℃时， 15. 一定条件下，研究水溶液在密封石英管中的分解反应：Ⅰ．(快)；Ⅱ．(慢)。已知：在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。则一定温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。时刻测得、的浓度分别为、，反应Ⅱ达平衡时，测得的浓度为。下列说法不正确的是 A. 该温度下，反应Ⅰ的平衡常数为5 B. 体系达平衡后 C. 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示点a、b、c、d中，的浓度峰值点可能是b D. 相同条件下，与含盐酸相比，达浓度峰值时，的值不变 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：Ⅰ.制备合成气： 。Ⅱ.合成甲醇： 。 （1）在刚性容器中制备合成气：下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是_______。 A．体系的压强不再发生变化 B．不再变化 C．体系的密度不再发生变化 D．各组分的物质的量浓度不再改变 E．反应速率 F．有生成，同时生成 （2）在一容积可变的密闭容器中充入和合成甲醇，的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。 ①为提高的产率可采取的措施有：______、______。 ②若达到化学平衡状态A时，容器的体积为，如果反应开始时仍充入和，则在平衡状态B时，容器的体积_____L。 （3）为节约化石能源、减少碳排放，用代替作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。研究表明在二氧化碳合成甲醇的反应中[ ]，保持其它条件不变，采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂，反应进行相同时间后，的转化率随反应体系的温度变化如图所示： a∼d点中反应可能处于平衡状态的点是____，的转化率a点比c点高的原因是_______。 （4）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。若溶液足量，则电池负极反应的离子方程式为_______。 17. 氢能将在实现“双碳”目标中起重要作用。一种Pd膜反应器催化制氢气原理如下： i． ii． iii． 请回答下列问题： （1）某温度下，在膜表面上的解离过程如下图，存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能，下列说法错误的是_______。 A. 过程(1)为在膜表面上的解离过程， B. 加快膜内H原子迁移有利于的解离 C. Pd膜对气体分子的透过具有选择性 D. 反应器存在膜时使具有更高转化率 （2）在特定温度下，由稳定态单质生成化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在的标准摩尔生成焓，则反应ii的_______kJ/mol，该反应_______(填“高温”或“低温”)自发进行。 物质 标准摩尔生成焓(kJ/mol) 0 -394 -74.6 -242 （3）、、对复合膜透氢能力影响如下图，_______对膜的渗透性能和使用寿命产生致命影响，请结合反应原理和下图分析吸附剂可增加氢气透过率的原因_______。 （4）恒温恒容膜反应器中按甲烷、水蒸气投料，体系压强为，平衡后测得甲烷转化率为80%，选择性为60%(选择性)，氧化钙对二氧化碳的吸收率为50%，则的分压为_______，反应i的平衡常数_______ kPa2。(写出计算式即可：用分压代替物质的量浓度计算：分压=总压×物质的量分数) 18. 有机物的世界缤纷多彩，苯乙烯在一定条件下有如图转化关系，根据框图回答下列问题。注意：本实验条件下，苯环只能与氢气加成。 （1）苯乙烯与溴水生成B的实验现象为_______。 （2）苯乙烯生成高聚物C的化学方程式为_______。 （3）苯乙烯与水反应的生成物为_______、_______。 （4）苯乙烯与足量一定条件下充分反应的生成物A的分子式为_______，A的一氯代物有_______种。 （5）苯乙烯的一种同分异构体立方烷()，具有高度的对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点，可由M物质()经一系列反应合成。化合物M可由环戊烷经三步反应合成： 反应1的方程式为_______；反应2的反应类型为_______；立方烷经溴代可得到六溴立方烷，其可能的结构有_______种。 19. 某小组在验证H2O2氧化Fe2+时发现异常现象，并对其进行深入探究。 实验I： 装置与操作 现象 溶液立即变红，继续滴加H2O2溶液，红色变浅并逐渐褪去 （1）实验I中溶液变红是因为Fe3+与SCN-发生了反应，其离子方程式是__。 （2）探究实验I中红色褪去的原因：取反应后溶液，___(填实验操作和现象)，证明溶液中有Fe3+，而几乎无SCN-。 （3）研究发现，酸性溶液中H2O2能氧化SCN-，但反应很慢且无明显现象，而实验I中褪色相对较快，由此推测Fe3+能加快H2O2与SCN-的反应。通过实验II和III得到了证实。参照实验II的图例，在虚线框内补全实验III：__。 实验II： 实验III： （4）查阅资料：Fe3+加快H2O2与SCN-反应的主要机理有 i.Fe3++H2O2=Fe2++HO2·+H+ ii.Fe2++H2O2=Fe3++·OH+OH- iii.OH(羟基自由基)具有强氧化性，能直接氧化SCN- 为探究Fe2+对H2O2与SCN-反应速率的影响，设计实验如图： 实验IV： ①t′＜t，对比实验IV和II可得出结论：在本实验条件下，___。 ②结合资料和(1)~(4)的研究过程，从反应速率和化学平衡的角度解释实验I中溶液先变红后褪色的原因：____。 ③实验I~IV中均有O2生成，小组同学推测可能是HO2·与溶液中其他微粒相互作用生成的，这些微粒有___。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沈阳市120中学2023-2024学年度下学期 高一年级第三次质量监测 化学 满分：100分 时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 科技是第一生产力，而化学与科技息息相关，下列说法正确的是 A. 碳纤维操纵棒是宇航员的手臂“延长器”，碳纤维属于新型有机高分子材料 B. 美国俄亥俄州火车脱轨，大量氯乙烯泄漏——氯乙烯无毒，是合成PVC的单体 C. 采用氢能源汽车代替燃油车，有利于“碳达峰”、“碳中和”战略的实施 D. “嫦娥五号”使用的太阳能电池阵可将化学能转变成电能 【答案】C 【解析】 【详解】A．碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，属于无机非金属材料，故A错误； B．氯乙烯有毒，是一种化学致癌物，故B错误； C．采用氢能源汽车代替燃油车可以减少化石能源的使用，有利于“碳达峰”、“碳中和”战略的实施，故C正确； D．太阳能电池阵可将太阳能转变成电能，故D错误； 故选C。 2. 下列化学用语正确的是 A. 氯乙烯的球棍模型： B. 醋酸的最简式： C. 乙烯的结构式： D. 四氯化碳的空间填充模型： 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于半径Cl＞C＞H，所以氯乙烯的球棍模型为，A错误； B．醋酸的最简式为CH2O，B正确； C．乙烯的结构简式为CH2=CH2，C错误； D．四氯化碳分子中氯原子半径大于碳原子半径，四氯化碳的空间填充模型为，D错误； 故选B。 3. 下列有机反应属于取代反应的有几个 ①；②；③； ④2；⑤ ；⑥；⑦ A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】C 【解析】 【详解】①表示甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，正确； ②表示乙酸与金属钠发生置换反应，错误； ③表示乙烯与氢气发生加成反应，错误； ④2表示乙烯与氧气发生氧化反应，错误； ⑤ 表示苯与溴在催化作用下发生取代反应，正确； ⑥表示乙炔与溴发生加成反应，错误； ⑦表示二者发生酯化反应，即属于取代反应，正确； 综上所述，属于取代反应的有3个，故答案选C。 4. 下列关于有机物的说法正确的是 A. 分子式为和的物质一定互为同系物 B. 只用溴水就能将己烷、四氯化碳、淀粉碘化钾溶液区分开 C. 同质量的两种烃，碳元素质量分数越大，燃烧消耗氧气越多 D. 光照下，最多能与发生取代反应，产物中物质的量最多的是 【答案】B 【解析】 【详解】A．同系物必须是含有相同官能团的同类物质，分子式为和的烃可能是烯烃，也可能是环烷烃，所以分子式为和的烃不一定互为同系物，故A错误； B．己烷的密度小于水，四氯化碳的密度大于水，两者都不能与溴水反应，但都可以萃取溴水中的溴，分层溶液中己烷的有色层在上方，而四氯化碳的有色层在下方，溴水能与碘化钾溶液反应生成使淀粉溶液变蓝色的单质碘，所以只用溴水就能将己烷、四氯化碳、淀粉碘化钾溶液区分开，故B正确； C．将烃的分子式改写为CHx，同质量的两种烃，x值越大，碳元素质量分数越小，燃烧消耗氧气越多，故C错误； D．光照下，1mol甲烷最多能与4mol氯气发生取代反应，产物中物质的量最多的是氯化氢，故D错误； 故选B。 5. 用下列实验装置进行实验，能达到实验目的的是 A．除去甲烷中混有的乙烯 B．溶液颜色由黄色变为橙色 C．可探究的取代反应 D．红墨水左低右高 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳气体，引入新杂质，A错误； B．根据反应原理：，溶液颜色由橙色变为黄色，B错误； C．用强光照射，反应速率过快，容易引起爆炸，C错误； D．浓盐酸与镁反应为放热反应，温度升高，气体膨胀，红墨水左低右高，D正确； 答案选D。 6. 一种可充电锌一空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在平衡：。下列说法错误的是 A. 放电时，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室 B. 放电时，Ⅰ室溶液中浓度增大 C. 充电时，Ⅲ室溶液中浓度不变 D. 充电时，电极的电极反应为 【答案】C 【解析】 【分析】已知：室溶液中，锌主要以的形式存在，则锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为，右边电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−。 【详解】A．放电时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，，室中的Na+通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，室中的Cl−通过阴离子交换膜进入室，A正确； B．Zn电极为负极，电极反应式为，浓度增大，电离平衡正向移动，导致室溶液中浓度增大，B正确； Ｃ．充电时，Pt/C电极为阳极，电极反应式为，Ⅲ室消耗了H2O使溶液中浓度变大，C错误； D．充电时，电极是阴极，发生还原反应，电极反应为，D正确； 故选C。 7. 壬烷的同分异构体中只能由一种单烯烃加成获得的有多少种 A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种 【答案】A 【解析】 【详解】、，对应的烯烃为：、、，故选A。 8. 下列说法正确的是 A. 升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时减小，增大 B. 化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大 C. 只要增大，平衡一定正向移动 D. 对于的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变深 【答案】D 【解析】 【详解】A．升高温度，和均增大，A错误； B．加入反应物可使平衡正向移动，但加入的该反应物本身的转化率减小，B错误； C．若与等程度增大，平衡不移动，C错误； D．压缩体积，直接影响是气体浓度增大，颜色加深，同时平衡正向移动，颜色逐渐变浅，据平衡移动原理新平衡时二氧化氮浓度仍旧大于原平衡，所以混合气体颜色加深， D正确； 答案选D。 9. 下列根据实验操作及现象不能达到相应实验目的的是 选项 实验操作、现象 实验目的或结论 A 取少量己烯，加入溴的四氯化碳溶液，振荡，上下两层均无色 说明己烯中含碳碳双键 B 向分别盛有溶液的两支试管中，同时滴加稀硫酸，再将两试管分别浸入0℃水浴中和50℃水浴中 探究温度越高，反应速率越快 C 向酸性溶液中加入溶液，产生气泡的速率先增大后减小 说明该反应一定为放热反应 D 分别测定和与盐酸反应的反应热 确定的 A. A B. B C. C D. D 【答案】AC 【解析】 【详解】A．己烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成的二溴代烃溶于四氯化碳，溶液不会出现分层，故A错误； B．向分别盛有2mL0.1mol/L硫代硫酸钠溶液的两支试管中，同时滴加0.1mol/L稀硫酸2mL，再将两试管分别浸入0℃水浴中和50℃水浴中，两支试管中反应物的体积相同、浓度相同，但反应温度不同，依据溶液中出现浑浊的时间快慢可以得出温度越高，反应速率越快的实验结论，故B正确； C．酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液生成二氧化碳的速率先加快是因为反应生成的锰离子做了反应的催化剂，使反应速率加快，后反应速率减慢是因为反应物浓度减小，使反应速率减慢，则产生气体的速率先增大后减小与反应是否为放热反应无直接关系，故C错误； D．氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式为①H+(aq)+OH—(aq)= H2O(l) △H1，氨水与盐酸反应的热化学方程式为②H+(aq)+ NH3·H2O (aq)=NH(aq)+H2O(l) △H2，由盖斯定律可知，反应②—①可得NH3·H2O (aq) NH(aq)+ OH—(aq)，则△H=△H2—△H1，所以分别测定氢氧化钠和一水合氨与盐酸反应的反应热可以确定NH3·H2O (aq)NH(aq)+ OH—(aq)的△H，故D正确； 故选AC。 10. 一定条件下，气态反应物和生成物的相对能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是 A. 两个进程中速率最快的一步反应的 B. 为进程Ⅱ的催化剂，可以减少反应热，加快反应速率 C. 相同条件下，进程Ⅰ、Ⅱ中的平衡转化率不同 D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，历程Ⅱ中的第二步反应活化能小于第一步反应的活化能，反应的活化能越低，反应速率越快，则历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的焓变为E2-E3，故A错误； B．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应热，故B错误； C．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变反应物的平衡转化率，即相同条件下O3的平衡转化率：历程Ⅰ=历程Ⅱ，故C错误； D．由图可知，Cl原子是历程Ⅱ的催化剂，催化剂不能改变反应的反应热，则历程Ⅰ、Ⅱ的反应热相等，即为E1-E4=E2-E5，故D正确； 答案选D。 11. 一种双阴极微生物燃料电池的装置如图所示(燃料为)，假设气体全部逸出，下列说法正确的是 A. 电池工作时，从左向右迁移 B. 电池工作时，“缺氧阴极”区域溶液增大 C. 电池工作时，好氧阴极每消耗就有被还原 D. “厌氧阳极”若流出电子，该区域“出水”比“进水”减轻了 【答案】B 【解析】 【分析】该装置为双阴极微生物燃料电池，中间“厌氧阳极”为原电池的负极，草酸失电子发生氧化反应，生成二氧化碳，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+，左侧“缺氧阴极”电极发生硝酸根转化为氮气的反应，该反应过程氮元素化合价由+5价降低为0价态，为得电子，还原反应，电极反应式为2+10e−+12H+=N2↑+6H2O，该电极为原电池正极，右侧“好氧阴极”电极发生氧气得电子生成水，化合价降低，还原反应电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，该电极也为正极，原电池中电子由负极沿导线移向正极，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。 【详解】A．电池工作时，左侧H+通过质子交换膜1从右向左迁移，右H+通过质子交换膜2从左向右迁移，故A错误； B．“厌氧阳极”中产生的H+移向“缺氧阴极”，所以“缺氧阴极”发生的反应为：2+10e−+12H+=N2↑+6H2O，由电荷守恒，生成1mol氮气时，由10molH+从右侧移向左侧，但是却要消耗12molH+，“出水”与“进水”相比，“缺氧阴极”区域溶液pH增大，故B正确； C．电池工作时，好氧阴极每消耗即1mol，O元素由0价降低为-2价，转移的电子为4NA，中中N由+5价降低到0价，转移的电子数为4NA，但是由于两极都是正极，失去的电子数并不一定相等，故C错误； D．“厌氧阳极”的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+，若流出1.2mol电子，则生成的二氧化碳为0.2mol，同时有1.2molH+移向负极，故该区域“出水”比“进水”减轻了8.8+1.2g=10g,故D错误； 故选：B。 12. 下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A A(s)=B(g)+C(s) △H>0 它一定是非自发反应 B A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g) 能自发反应 △H一定小于0 C M(s)+aN(g)=2Q(g) △H<0，自发反应 a可能等于1、2、3 D M(s)+N(g)=2Q(s) 常温下，自发进行 △H>0 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．A(s)=B(g)+C(s)，反应气体系数增大，为熵增大的反应，△S＞0，△H＞0，在高温条件下能自发进行，故A错误； B．A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)反应为气体系数增大的反应，△S＞0，所以当△H＜0，一定满足△H-T△S＜0，反应一定能够自发进行，当△H＞0时，当高温时，△H-T△S＜0，成立，可以自发进行，故B错误； C．M(s)+aN(g)=2Q(g) △H＜0，a为1，2，3时，△H-T△S<0，能自发反应，故C正确； D．M(s)+N(g)=2Q(s)为气体系数减小的反应，△S＜0，当△H＞0时，△H-T△S＞0，一定不能自发进行，故D错误； 故选：C。 13. 化学图像可以综合并直观地反应外界条件对化学反应的影响，如图所示图像是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响，下列说法正确的是 A. 图①表示在时扩大容器体积，随时间变化的曲线 B. 若图②中A、B、C三点表示反应在不同温度、压强下NO的平衡转化率，则压强最小的是点B，化学平衡常数最小的是A点 C. 图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知 D. 图④表示工业合成氨平衡时体积分数随起始变化的曲线，则转化率： 【答案】A 【解析】 【详解】A．图①中t1时刻v逆突然减小，且到t2新平衡建立的时候，v逆持续减小，说明平衡逆向移动，，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，因此在t1时扩大容器体积，即减压平衡逆向移动，故A正确； B．由图②中图像可知，随着温度的升高NO的转化率下降，说明平衡逆向移动，则该反应的正向为放热反应。A、B、C三点A点温度最低，此时平衡正向程度最大，K值最大，B点温度最高，则B点化学平衡常数最小，故B错误； C．图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应，a点CO和H2转化率相同，当按照化学计量数之比投入时，两者转化率相同，即a=2，故C错误； D．图④中A、B两点是平衡时NH3体积分数相同的点，图中的最高点是N2和H2恰好按照方程式系数1∶3开始反应的平衡点，A点H2过量，B点N2过量，因此氢气的转化率不会相同，故D错误； 答案为A。 14. 在起始温度均为T℃、容积均为的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和，发生反应 。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是 A. 用的浓度变化表示曲线N在内的平均速率为 B. 与浓度比为时，标志此反应已达平衡 C. 曲线M、N的平衡常数大小为： D. T℃时， 【答案】C 【解析】 【详解】A．0-100 s时N2O的转化率为10 %，N2O的反应量为l mol×10% =0.l mol，根据方程式中物质反应转化关系可知CO的反应量为0.l mol，则用CO的浓度变化表示曲线N在0-100 s内的反应速率：，A错误； B．与为生成物，且系数比为1：1，两者浓度始终保持1：1不变，因此不能据此判断平衡状态，B错误； C．起始温度相同，容器A为恒温装置，温度始终不变，则K不变，容器B为绝热体系，反应为放热反应，随反应进行体系内温度升高，则平衡常数减小。温度越高反应速率加快，反应先达到平衡状态，则M对应容器B，N对应容器A，因此，C正确； D．该反应在温度为T℃条件下进行。根据选项A分析可知：N表示在恒温(A)下进行的反应。反应开始时n(N2O)=1 mol，n(CO)=4 mol，反应达到平衡时N2O的转化率是25%，则根据反应N2O(s)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g)的转化关系可知平衡时n(N2O)=0.75 mol，n(CO)=3.75 mol，n(N2)=n(CO2)=0.25 mol，由于容器的容积是10 L，则平衡浓度c(N2O)=0.075 mol/L，c(CO)=0.375 mol/L，c(N2)=c(CO2)=0.025 mol/L，反应达到平衡时v正=v逆，k正∙c(N2O) ∙c(CO)=k逆∙c(N2) ∙c(CO2)，，D错误； 答案选C。 15. 一定条件下，研究水溶液在密封石英管中的分解反应：Ⅰ．(快)；Ⅱ．(慢)。已知：在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。则一定温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。时刻测得、的浓度分别为、，反应Ⅱ达平衡时，测得的浓度为。下列说法不正确的是 A. 该温度下，反应Ⅰ的平衡常数为5 B. 体系达平衡后 C. 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示点a、b、c、d中，的浓度峰值点可能是b D. 相同条件下，与含盐酸相比，达浓度峰值时，的值不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，t1时刻CO浓度最大，说明反应Ⅰ此时处于平衡状态，根据t1时刻CO、CO2的浓度分别为0.70mol⋅L−1、0.16mol⋅L−1，则反应I和反应Ⅱ消耗HCOOH分别为0.70mol⋅L−1、0.16mol⋅L−1，反应Ⅰ的平衡常数K(Ⅰ)===5，A正确； B．t1之后，Ⅰ始终平衡，根据Ⅱ的反应式，H2的浓度为y mol⋅L−1，则反应Ⅱ消耗HCOOH ymol⋅L−1且c(CO2)=ymol⋅L−1，设c(CO)=xmol⋅L−1，反应I消耗HCOOH x mol⋅L−1，由K(Ⅰ)===5，解得x=，故，B正确； C．加入0.10mol·L-1盐酸后，H+作催化剂，反应Ⅰ的反应速率加快，达平衡的时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减少，体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度大于t1时刻的峰值，则CO新的浓度峰值点可能是a点，C错误； D．相同条件下，与含盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO与HCOOH的浓度之比不再变化，D正确； 故选C。 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：Ⅰ.制备合成气： 。Ⅱ.合成甲醇： 。 （1）在刚性容器中制备合成气：下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是_______。 A．体系的压强不再发生变化 B．不再变化 C．体系的密度不再发生变化 D．各组分的物质的量浓度不再改变 E．反应速率 F．有生成，同时生成 （2）在一容积可变的密闭容器中充入和合成甲醇，的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。 ①为提高的产率可采取的措施有：______、______。 ②若达到化学平衡状态A时，容器的体积为，如果反应开始时仍充入和，则在平衡状态B时，容器的体积_____L。 （3）为节约化石能源、减少碳排放，用代替作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。研究表明在二氧化碳合成甲醇的反应中[ ]，保持其它条件不变，采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂，反应进行相同时间后，的转化率随反应体系的温度变化如图所示： a∼d点中反应可能处于平衡状态的点是____，的转化率a点比c点高的原因是_______。 （4）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。若溶液足量，则电池负极反应的离子方程式为_______。 【答案】（1）ABD （2） ①. 加入更高效的催化剂 ②. 适当加压 ③. 2 （3） ①. d ②. a、c点反应正向进行，温度相同，催化剂不同，催化效率不同，反应速率不同，二氧化碳转化率不同，a点催化效率高，反应快，相同时间的CO2的转化率大 （4） 【解析】 【小问1详解】 A．反应后气体的压强会增大，当体系的压强不再发生变化达到了化学平衡状态，A正确；        B．不再变化时，正逆反应速率相等，达到了化学平衡状态，B正确； C．反应前后都为气体且容器体积不变，所以体系的密度不再发生变化不能说明达到了化学平衡状态，C错误；        D．各组分的物质的量浓度不再改变，达到了化学平衡状态，D正确； E．反应速率3v(CH4)=v(H2)，没有说正逆反应速率，不能说明达到了化学平衡状态，E错误；        F．有3molH-H生成，同时生成1molO-H，正逆反应速率之比不等于化学计量数之比，不能说明达到了化学平衡状态，F错误； 故选ABD。 【小问2详解】 ①为提高CH3OH的产率，要使平衡正向移动，可以适当加压或者加入更高效的催化剂； ②A点时，CO的转化率为0.5，可知此时容器中应有2.5molCO、5molH2和2.5molCH3OH，此时容器体积为5L，则三者的浓度为：0.5mol/L、1mol/L、0.5mol/L，该温度下的平衡常数为，B点的温度与A点相同，化学平衡常数也相同，B点时，CO的转化率为0.8，可知此时容器中应有1molCO、2molH2和1molCH3OH，此时容器体积为xL，该温度下的平衡常数为，则x=2L。 【小问3详解】 催化剂不改变平衡转化率，达到平衡状态时，三种催化剂的转化率应该相等，所以d为平衡状态的点，a、c点反应正向进行，温度相同，催化剂不同，催化效率不同，反应速率不同，二氧化碳转化率不同，a点催化效率高，反应快，相同时间的CO2的转化率大； 【小问4详解】 甲醇燃料电池中，甲醇作负极，电极方程式为：。 17. 氢能将在实现“双碳”目标中起重要作用。一种Pd膜反应器催化制氢气原理如下： i． ii． iii． 请回答下列问题： （1）某温度下，在膜表面上的解离过程如下图，存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能，下列说法错误的是_______。 A. 过程(1)为在膜表面上的解离过程， B. 加快膜内H原子迁移有利于的解离 C. Pd膜对气体分子的透过具有选择性 D. 反应器存在膜时使具有更高转化率 （2）在特定温度下，由稳定态单质生成化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在的标准摩尔生成焓，则反应ii的_______kJ/mol，该反应_______(填“高温”或“低温”)自发进行。 物质 标准摩尔生成焓(kJ/mol) 0 -394 -74.6 -242 （3）、、对复合膜透氢能力影响如下图，_______对膜的渗透性能和使用寿命产生致命影响，请结合反应原理和下图分析吸附剂可增加氢气透过率的原因_______。 （4）恒温恒容膜反应器中按甲烷、水蒸气投料，体系压强为，平衡后测得甲烷转化率为80%，选择性为60%(选择性)，氧化钙对二氧化碳的吸收率为50%，则的分压为_______，反应i的平衡常数_______ kPa2。(写出计算式即可：用分压代替物质的量浓度计算：分压=总压×物质的量分数) 【答案】（1）AD （2） ①. +164.6kJ/mol ②. 高温 （3） ①. CO ②. CaO吸收CO2导致ⅱ反应平衡右移，进而导致CH4和H2O的浓度下降，ⅰ平衡左移，CO浓度降低，氢气透过率增加 （4） ①. 6 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．由题意可知，是正反应的活化能远小于逆反应的活化能的放热过程，则氢气在钯膜表面上的解离过程为焓变小于0的过程，故错误； B．加快钯膜内氢原子迁移可以降低氢原子浓度，使平衡向右移动，有利于氢气的解离，故正确； C．由图可知，钯膜允许氢原子通过，但是氢气不能通过，说明钯膜对气体分子的透过具有选择性，故正确； D．钯膜是反应的催化剂，催化剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，甲烷的转化率不变，故错误； 故选AD； 【小问2详解】 由题意可得如下热化学方程式：①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=—394kJ/mol，②C(s)+2H 2(g)=CH4(g)△H=—74.6kJ/mol，③H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=—242kJ/mol，由盖斯定律可知，反应①—②—③×2得到反应ii，则反应△H= (—394kJ/mol)—(—74.6kJ/mol)— (—242kJ/mol)×2=+164.6kJ/mol，该反应是熵增的吸热反应，高温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行，故答案为：+164.6kJ/mol；高温； 【小问3详解】 由图可知，气体物质的量分数相同时，一氧化碳存在时，氢气的透过率最小，说明一氧化碳对钯膜的渗透性能和使用寿命产生致命影响；CO2吸附剂CaO可增加氢气透过率的原因是CaO吸收CO2导致ⅱ反应平衡右移，进而导致CH4和H2O的浓度下降，使得ⅰ平衡左移，CO浓度降低，氢气透过率增加，故答案为：CO；CaO吸收CO2导致ⅱ反应平衡右移，进而导致CH4和H2O的浓度下降，ⅰ平衡左移，CO浓度降低，氢气透过率增加； 【小问4详解】 恒温恒容钯膜反应器中按甲烷、水蒸气1：3投料，体系压强为100kPa，则起始甲烷、水蒸气的分压分别为100kPa×=25kPa、100kPa×=75kPa，平衡后测得甲烷转化率为80%，二氧化碳选择性为60%，氧化钙对二氧化碳的吸收率为50%，则平衡时，一氧化碳的分压为25kPa×80%×(1—60%)=8kPa，二氧化碳的分压为25kPa×80%×60%×50%=6kPa，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，反应i的平衡常数Kp=kPa2，故答案为：6；。 18. 有机物的世界缤纷多彩，苯乙烯在一定条件下有如图转化关系，根据框图回答下列问题。注意：本实验条件下，苯环只能与氢气加成。 （1）苯乙烯与溴水生成B的实验现象为_______。 （2）苯乙烯生成高聚物C的化学方程式为_______。 （3）苯乙烯与水反应的生成物为_______、_______。 （4）苯乙烯与足量一定条件下充分反应的生成物A的分子式为_______，A的一氯代物有_______种。 （5）苯乙烯的一种同分异构体立方烷()，具有高度的对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点，可由M物质()经一系列反应合成。化合物M可由环戊烷经三步反应合成： 反应1的方程式为_______；反应2的反应类型为_______；立方烷经溴代可得到六溴立方烷，其可能的结构有_______种。 【答案】（1）溴水褪色 （2） （3） ①. ②. （4） ①. C8H16 ②. 6 （5） ①. +Cl2+HCl ②. 取代反应 ③. 3 【解析】 【分析】苯乙烯与溴水发生加成反应转化为B，发生加聚反应转化为C，与氢气发生加成反应转化为A，据此回答。 【小问1详解】 苯乙烯与溴水生成B的实验现象为溴水褪色，反应类型为加成反应； 【小问2详解】 苯乙烯生成高聚物C的化学方程式为n 【小问3详解】 苯乙烯与水反应的生成物为、； 【小问4详解】 苯乙烯与足量H2一定条件下充分反应的生成物为：分子式为C8H16；其等效氢有6种，故一氯代物有6种； 【小问5详解】 反应1为取代反应，+Cl2+HCl，反应2的反应类型为卤代烃的取代反应，C8H8的六氯代物与二氯代物具有相同的同分异构体数目， 共有3种，二氯代物分别为：。 19. 某小组在验证H2O2氧化Fe2+时发现异常现象，并对其进行深入探究。 实验I： 装置与操作 现象 溶液立即变红，继续滴加H2O2溶液，红色变浅并逐渐褪去 （1）实验I中溶液变红是因为Fe3+与SCN-发生了反应，其离子方程式是__。 （2）探究实验I中红色褪去的原因：取反应后溶液，___(填实验操作和现象)，证明溶液中有Fe3+，而几乎无SCN-。 （3）研究发现，酸性溶液中H2O2能氧化SCN-，但反应很慢且无明显现象，而实验I中褪色相对较快，由此推测Fe3+能加快H2O2与SCN-的反应。通过实验II和III得到了证实。参照实验II的图例，在虚线框内补全实验III：__。 实验II： 实验III： （4）查阅资料：Fe3+加快H2O2与SCN-反应的主要机理有 i.Fe3++H2O2=Fe2++HO2·+H+ ii.Fe2++H2O2=Fe3++·OH+OH- iii.OH(羟基自由基)具有强氧化性，能直接氧化SCN- 为探究Fe2+对H2O2与SCN-反应速率的影响，设计实验如图： 实验IV： ①t′＜t，对比实验IV和II可得出结论：在本实验条件下，___。 ②结合资料和(1)~(4)的研究过程，从反应速率和化学平衡的角度解释实验I中溶液先变红后褪色的原因：____。 ③实验I~IV中均有O2生成，小组同学推测可能是HO2·与溶液中其他微粒相互作用生成的，这些微粒有___。 【答案】（1）Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 （2）滴加KSCN溶液，溶液变红 （3） （4） ①. Fe2+也能加速H2O2与SCN-反应，且效果比Fe3+更好 ②. 刚滴入H2O2时，ii反应速率快，生成的Fe3+迅速与SCN-结合，溶液立即变红；继续滴加H2O2，c(·OH)升高，加快·OH氧化SCN-，使c(SCN-)降低，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，平衡逆向移动，红色褪去 ③. ·OH、H2O2、Fe3+ 【解析】 【小问1详解】 Fe3+与SCN-发生反应生成Fe(SCN)3，使溶液显红色，其反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3； 【小问2详解】 检验Fe3+，常用KSCN溶液，若溶液变红，说明含有Fe3+，反之，则不含Fe3+，证明实验中含有Fe3+，几乎无SCN-，具体操作是取反应后溶液少量于试管中，滴入KSCN溶液，溶液变红，证明溶液中有Fe3+，几乎无SCN-；故答案为滴加KSCN溶液，溶液变红； 【小问3详解】 根据题意，酸性溶液中H2O2能氧化SCN-，但反应很慢且无明显现象，滴加Fe2(SO4)3溶液后，溶液褪色相对较快；实验Ⅱ和实验Ⅲ应为对照实验，根据实验Ⅱ，推出实验Ⅲ：先加入0.5mLpH=1的硫酸溶液，无明显现象，静置后，滴加数滴Fe2(SO4)3溶液，溶液立即变红，故答案为； 【小问4详解】 ①根据实验Ⅳ加入FeSO4溶液，溶液变红，静置后，溶液红色恰好褪去，说明Fe2+也能加速H2O2与SCN-的反应，t′＜t，说明实验Ⅳ的反应速率比实验Ⅱ快，即Fe2+催化的效果比Fe3+更好；故答案为Fe2+也能加速H2O2与SCN-反应，且效果比Fe3+更好；②实验Ⅰ现象，开始时溶液立即变红，说明刚滴入H2O2时，ii反应速率快，生成Fe3+迅速与SCN-结合，使溶液立即变红；依据反应主要机理，继续滴加H2O2溶液，产生c(·OH)升高，加快·OH氧化SCN-，使c(SCN-)降低，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，平衡逆向移动，红色褪去；故答案为刚滴入H2O2时，ii反应速率快，生成的Fe3+迅速与SCN-结合，溶液立即变红；继续滴加H2O2，c(·OH)升高，加快·OH氧化SCN-，使c(SCN-)降低，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，平衡逆向移动，红色褪去；③HO可与·OH、H2O2、Fe3+相互作用生成O2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $