2024届高三化学二轮复习 训练专题---化学反应原理综合题

2024届高三化学训练专题---化学反应原理综合题 1．（23-24高二下·江苏南京·阶段练习）CO2的捕获是实现资源利用的重要途径。 (1)烟气中CO2捕集可通过如下所示的物质转化实现。 “脱碳”的化学反应方程式为 。 (2)CO2和H2催化合成CH4。 主要发生反应为，一定温度和压强下，将一定比例CO2和H2分别通过装有两种不同催化剂的反应器，反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化情况如图1所示。 ①高于320℃后，用Ni作催化剂，CO2转化率明显上升，其原因是 。 ②高于320℃后，用Ni-CeO2作催化剂，CO2转化率略有下降，可能原因是 。 (3)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图2所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图3所示。 ①写出Cu原子的核外电子排布式： 。 ②b电极生成HCOOH的电极反应式为 。 ③科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究，其目的是 。 ④控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为 mol。 2．（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。 3．（23-24高一下·山西阳泉·期中）化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。 (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL(标准状况) 109 220 332 412 480 ①哪一时间段反应速率最大 min(填“0~1”、“1~2”、“2~3”、“3~4”或“4~5”)。 ②另一位同学认为在盐酸中滴入少量的CuSO4溶液可以加快反应的速率，请从原电池的角度给予分析：构成的原电池中负极反应式为 ，溶液中H+移向 (填“正”或“负”)极。 (2)某温度下在恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： ①达到平衡状态时Z的浓度为 mol/L，该反应的化学方程式是 。 ②5min时，Z的生成速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)6min时Z的生成速率。 ③若升高温度，则逆反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 4．（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”)。 （2023高二下·上海·学业考试）工业上可以用和反应生成燃料甲醇，制备甲醇的化学方程式如下： 回答下列问题： 5．找到合适的催化剂是实现反应工业化的关键。该反应使用催化剂可以实现的目标有_____。 A．缩短达到平衡所需时间 B．增大甲醇的体积分数 C．提高单位时间内甲醇的产量 D．提高的平衡转化率 6．某温度下，将和充入的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得，则 。 7．将和按照等物质的量进行反应，测得在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是_____。 A．温度： B．正反应速率： C．平衡常数： D．平均摩尔质量： 8．反应中的，可由如下反应制得：，判断该反应能否自发进行，并简述原因： 。 9．甲醇燃料电池以甲醇为燃料，其工作原理示意图： (1)判断b电极是 极。 (2)写出a极反应式 。 10．，两种酸的电离平衡常数如表所示： (1)写出的电离平衡常数表达式 。 (2)溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。 (3)向溶液中加入足量的溶液，发生反应的离子方程式是 。 11．碳酸钙沉淀能溶于盐酸，用平衡移动原理解释其原因： 。 12．（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 。 13．（23-24高一下·安徽合肥·期中）用合成燃料甲醇()是碳减排的新方向。某温度下，在体积为0.5L的密闭容器中，充入和，发生反应。 (1)该反应的能量变化如图所示。 ①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 ②能判断该反应已达化学平衡状态的标志是 (填字母)。 a．体积分数保持不变 b．容器中混合气体的质量保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 d．的生成速率与的生成速率相等 e．容器中浓度与浓度之比为1∶3 (2)合成燃料甲醇()的过程中伴随着下列副反应： 在不同温度下达到平衡，体系中、的选择性和的平衡转化率［］与温度的关系如图所示： 已知：的选择性，在250℃下反应达到平衡时容器中生成的浓度为 ，此时的平衡转化率 。 (3)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图： 则通入的一极是 (填“a”或“b”)，若电路中转移电子，消耗的在标准状况下的体积为 L。 14．（23-24高二下·广东东莞·期中）已知：25℃时，。 (1)常温下，将pH和体积均相同的和溶液分别稀释，溶液pH随加水体积的变化如图： ①曲线I代表 溶液(填“”或“”)。 ②a、b两点对应的溶液中，水的电离程度a b(填“”、“”或“”)。 ③酸度()也可表示溶液的酸碱性，。常温下，的硝酸溶液 。 (2)常温下，向某浓度的二元弱酸草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示，回答下列问题： ①如果所得溶液溶质为K2C2O4，则该溶液中各离子浓度由大到小顺序为 。 ②如果所得溶液溶质为KHC2O4，则该溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)；原因是 (结合数据计算说明)。 ③当所得溶液pH=2.7时，溶液中= 。 ④等浓度等体积的KHC2O4、K2C2O4混合，溶液中= 。 15．（23-24高二下·云南大理·期中）利用高效铜基催化剂，可以实现催化加氢合成甲醇。该技术是重要的碳捕获利用与封存技术，为我国碳达峰和碳中和目标提供技术支撑。回答下列问题： (1)已知：反应I．　 反应Ⅱ．　 则反应Ⅲ．的等于 ，该反应能自发的条件是 (填“低温”或“高温”)。 (2)保持温度不变，向体积恒定为2L的密闭容器中，充入和，发生反应Ⅲ测得的物质的量如下表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 2.0 1.5 1.2 1.0 1.0 ①2至4min内，用表示的化学反应速率 。 ②6min时，的消耗速率 的生成速率(填“大于”“小于”或“等于”)。 ③写出既能加快反应Ⅲ的反应速率，又能提高反应Ⅲ中转化率的措施： (写出一条即可)。 (3)在不同条件下，按起始量的配比发生反应Ⅲ。下图表示保持压强不变，不同温度时平衡体系中甲醇的物质的量分数。若210℃到达平衡时容器的体积为1L，则该温度下反应Ⅲ到达平衡的转化率 ，反应的平衡常数 。 16．（23-24高一下·江苏扬州·阶段练习）既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。 (1)已知8.0g完全燃烧生成液体水放出444.8kJ热量。则△H= 。若8.0g完全燃烧生成气态水，则放出的热量 444.8kJ。(填“>”、“<”或“=”) (2)以为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图所示，则通入a气体的电极名称为 ，通入b气体的电极反应式为 。(质子交换膜只允许通过) (3)在一定温度和催化剂作用下，与可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。 ①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，则该反应的最佳温度应控制在 左右。 ②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(，难溶物)，其中铜元素化合价为 。将溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为 。 (4)还原法是处理气体的一种方法。已知一定条件下与反应转化为和，若标准状况下8.96L可处理22.4L，则x值为 。 17．（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。 18．（23-24高一下·山西·阶段练习）H2S是一种剧毒气体，直接排放会造成严重的环境污染。某种利用硫化氢气体生产硫黄的工艺流程为：，反应放热。回答下列问题： (1)具有的能量 (填“”“”或“”)和具有的总能量。 (2)在2L恒容密闭容器中充入发生反应，20min时测得气体质量减少了8g。 ①前20min的平均反应速率 。20min时H2S的转化率为 。 ②下列说法可以证明反应已达平衡状态的是 (填字母，下同)。 A．    　　　　　B．键断裂的同时生成键 C．混合气体的密度不再变化　　D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 ③下列措施中可以加快该反应的化学反应速率的是 。 A．恒温充入He　　B．升高温度　　C．恒温充入H2S　　D．恒温充入SO2 ④下列曲线表示某物理量随时间的变化，其中正确的是 。 A．　　B．　　C．　　D． (3)若H2S中含有CO2杂质，反应过程中检测到有极少量水生成，可能的原因是 。 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) (2) （用Ni作催化剂催化CO2和H2合成甲烷的反应速率慢）320℃后，升高温度，（催化剂 活性增大和温度升高导致）反应速率加快，反应相同时间时CO2的转化率增加 320℃时（用Ni-CeO2作催化剂催化CO2和H2合成甲烷的）反应已达到平衡，升高温度， 平衡向逆反应方向移动（或反应正向进行程度减小），CO2的转化率减小 (3) [Ar]3d104s1 CO2+2e- +2H+= HCOOH 确定阴极上生成的含碳化合物源自二氧化碳而非有机多孔电极材料 2.8 【详解】（1）“碳化”过程中二氧化碳与碳酸锂悬浊液生成碳酸氢锂，碳酸氢锂不稳定，受热易分解；“脱碳”的化学反应为碳酸氢锂受热分解为碳酸锂和二氧化碳、水，方程式为； （2）①由图可知，320℃时，Ni—GeO2的催化活性强于Ni的催化活性，以Ni—GeO2为催化剂时，催化合成反应已达到平衡，而以Ni为催化剂时，催化合成反应未达到平衡，320℃后，升高温度，反应速率加快，反应相同时间时二氧化碳的转化率增加；②由图可知，320℃时，以Ni—GeO2为催化剂时，催化合成反应已达到平衡，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小； （3）①Cu原子的核外电子排布式：[Ar]3d104s1； ②b电极为阴极，二氧化碳得到电子在酸性环境下发生还原反应生成HCOOH，电极反应式为CO2+2e- +2H+= HCOOH； ③有机多孔电极材料中含有碳元素，科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究，其目的是确定阴极上生成含碳化合物源自二氧化碳而非有机多孔电极材料； ④由图可知，控制电压为0.8V，电解时生成0.2mol乙醇和0.2mol氢气，电极反应为、，则转移电子的物质的量为0.2mol×12+0.2mol×2=2.8mol。 2．(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。 3．(1) 2～3 正 (2) 0.125 等于 增大 【详解】（1）①从表中数据可以算出：0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min中，2～3min时间段生成的H2体积最大，则反应速率最大，故答案为：2～3； ②在盐酸中滴入少量的CuSO4溶液，发生反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu，Cu、Zn、盐酸构成原电池，促进Zn失电子，可以加快反应的速率。构成的原电池中，Zn作负极，失电子生成Zn2+，发生氧化反应，负极反应式为，溶液中阳离子向正极移动，则H+移向正极，故答案为：正； （2）①达到平衡状态时Z的浓度为，故答案为：0.125mol/L； ②从图中可以看出，X、Y为反应物，Z为生成物，5min后各物质的量不变，表明反应达平衡状态，X、Y、Z的物质的量的变化量之比为0.6:0.2:0.4=3:1:2，即三者的化学计量数之比为3:1:2，该反应的化学方程式是，故答案为：； ③5min时，反应已经达到平衡，则Z的生成速率等于6min时Z的生成速率，故答案为：等于； ④若升高温度，分子的能量增大，有效碰撞的次数增多，化学反应速率加快，则逆反应速率增大，故答案为：增大。 4．(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。 5．AC 6． 7．CD 8．能自发进行。该反应，则，所以该反应能够自发进行 9． 正极 10． 11．，加入，使减小，平衡右移，溶解 【解析】5．寻找到合适的催化剂是实现反应工业化的关键，催化剂降低反应活化能，增大反应速率，但不改变化学平衡； A．催化剂加快反应速率，缩短到达平衡的时间，故A符合； B．催化剂不改变化学平衡，甲醇体积分数不变，B不符合； C．催化剂使反应速率增大，单位时间内生成甲醇的量增大，故C符合； D．催化剂不改变平衡，反应物的转化率不变，D不符合； 故选AC。 6．在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,，速率之比等于化学计量数之比，则 v(CH3OH)=，故答案为：0.08 mol/(L﹒min)； 7．A．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化碳的转化率减小，由图可知，相同压强条件下，T1、T2条件下一氧化碳的转化率依次减小，则反应温度的大小顺序为T1<T2，故A错误； B．压强相同时，温度越高，反应速率越快，由图可知，a点温度小于b点，则a点反应速率小于b点、c点；温度相同时，压强越大，反应速率越快，由图可知，b点压强大于c点，则b点反应速率大于c点，所以a、b、c点正反应速率由大到大的关系为，B错误； C．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，由图可知，a点温度小于b点，则a点平衡常数大于b点，平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，b点温度与c点相同，则b点平衡常数等于c点，所以a、b、c三点平衡常数的大小关系为，故C正确； D．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平均摩尔质量减小，由图可知，a点温度小于b点，则a点平均摩尔质量大于b点，增大压强，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量减大，由图可知，b点温度小于c点，则b点平均摩尔质量大于c点，平均摩尔质量：，D正确； 故选CD。 8．反应：的，ΔS>0，该反应能自发进行。 9．根据燃料电池工作原理，通CH3OH的一端为负极，故a电极为负极，通氧气的一端为正极，故b电极为正极。 ①根据分析，b电极是燃料电池正极； ②根据分析，a电极为负极，发生氧化反应生成二氧化碳，负极电极反应式为CH3OH+ H2O −6e−=CO2+6H+。 10．(1)电离生成和H+，平衡常数表达式； (2) 溶液中，碳酸钠完全电离产生Na+和，发生水解生成和OH-，离子浓度由大到小的顺序为: ； (3)根据 >，根据强酸制弱酸的原理，向溶液中加入足量的溶液，生成碳酸氢根和亚硫酸根，反应的离子方程式：向溶液中加入足量的溶液，发生反应的离子方程式是: ； 11．碳酸钙中存在溶解平衡：，加入，使减小，平衡右移，溶解。 12．(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：。 13．(1) 放热 acd (2) 0.3mol/L 20% (3) a 11.2 【详解】（1）①由图知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，故答案为：放热； ②a.在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态，a符合题意； b．根据质量守恒定律可知，容器中混合气体的质量始终保持不变，则混合气体的质量不变，不能说明达到平衡状态，b不合题意； c．混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明混合气体的物质的量保持不变，反应前后气体分子数目发生变化，说明反应达到平衡状态，c符合题意； d．CO2生成速率与H2O生成速率相等，满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率是相反的，因此可以说明达到平衡状态，d符合题意； e．平衡时浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，因此容器中CO2浓度与H2浓度之比为1∶3，不能说明反应达到平衡状态，e不合题意， 故答案为：acd； （2）合成燃料甲醇()的反应为放热反应，随着温度升高，的选择性降低，对应曲线a，250℃时，的选择性为50%，CO2的转化率为30%，即50%，解得的物质的量为0.15mol，浓度为0.15mol÷0.5L=0.3mol/L；主反应转化掉的H2的物质的量为0.45mol，转化掉的CO2为0.15mol，则副反应转化掉的CO2的物质的量为0.3mol-0.15mol=0.15mol，转化掉的H2的物质的量为0.15mol，总共转化掉的H2的物质的量为0.45mol+0.15mol=0.6mol，则H2的转化率=。 （3）根据电子流向可知，电极c为负极，甲醇失去电子，发生氧化反应；电极d为正极，氧气得到电子，发生还原反应，其电极反应式为：O2+4e-+4H+= 2H2O，1mol氧气在反应中得到4mol电子，若线路中转移2mol电子，则消耗氧气0.5mol，在标准状况下的体积为：0.5mol×22.4L/mol＝11.2L。 14．(1) HNO3 = 10 (2) c(K+)>c(C2O)>c(OH-)>c(HC2O)> c(H+) 酸性 经计算，HC2O电离常数(Ka2=10-4.2)大于其水解常数(Kh2= 10-12.8)，电离程度大于水解程度，故显酸性 103 【详解】（1）①根据数据可知，CH3COOH为弱酸，HNO3为强酸，将pH和体积均相同的CH3COOH溶液和HNO3溶液分别稀释相同体积时，强酸的pH变化大，则曲线Ⅰ代表HNO3溶液； ②酸对水的电离平衡起抑制作用，酸性越强，水的电离程度越小，图中pH为a=b，故酸性一样，水的电离程度一样，a=b； ③常温下，pH=2的硝酸溶液中c(OH-)===10-12，AG= ==10； （2）①如果所得溶液溶质为K2C2O4，草酸根水解生成草酸氢根和氢氧根，水电离出氢离子和氢氧根，则该溶液中各离子浓度由大到小顺序为c(K+)>c(C2O)>c(OH-)>c(HC2O)> c(H+)。 ②根据草酸和草酸氢根的交叉点得到，根据草酸氢根和草酸根的交叉点得到，如果所得溶液溶质为KHC2O4，，即草酸根电离大于水解，则该溶液显酸性，故原因为经计算，HC2O电离常数(Ka2=10-4.2)大于其水解常数(Kh2= 10-12.8)，电离程度大于水解程度，故显酸性。 ③根据题意得到溶液中；故答案为：103.0。。 ④等浓度等体积的KHC2O4、K2C2O4混合，结合元素，溶液中=。 15．(1) 低温 (2) 等于 充入氢气 (3) 33.3% 【详解】（1）根据盖斯定律，Ⅲ=Ⅰ+Ⅱ，反应Ⅲ．的；该反应，，要使反应能自发进行，则，即反应在低温条件下能自发。 （2）①2~4 min内，用表示的化学反应速率； ②由表格数据可知，6min时，的物质的量开始保持不变，浓度保持不变，说明反应达到平衡，此时的消耗速率等于的生成速率； ③反应Ⅲ为气体体积减小的放热反应，增大的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，转化率提高。 （3）由图可知，210℃时，压强为，列三段式有 ， 则，解得，则平衡时的转化率，若210℃到达平衡时容器的体积为1L，。 16．(1) －889.6kJ·mol－1 < (2) 负极 O2＋4e－＋4H＋＝2H2O (3) 250℃ +1 3CuAlO2+16H++NO3-=3Al3++3Cu2++NO↑+8H2O (4)1.6 【详解】（1）1mol甲烷的质量是16g，8g甲烷完全燃烧生成液体水放出444.8 kJ热量，则1mol甲烷完全燃烧生成液体水放出889.6kJ热量，故甲烷燃烧的热化学方程式是CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝－889.6kJ·mol－1；生成气态水转化成液体水还要放出热量，则生成气态水放出的热量<444.8kJ； （2）以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，根据图示可知通入a气体的电极是负极，通入b气体电极为正极，正极上氧气获得电子，与溶液的氢离子结合形成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋＝2H2O （3）①根据催化剂的催化效率及乙酸的产生速率与温度的关系图可知，在250℃催化剂的催化效率及乙酸的产生速率最高，故该反应的最佳温度应控制在250℃左右。②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜（CuAlO2，难溶物），其中铜元素化合价为+1价；将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为3CuAlO2+16H++NO3-=3Al3++3Cu2++NO↑+8H2O； （4）标况下8.96L甲烷物质的量为0.4mol，0.4mol甲烷转化为CO2共失去3.2mol电子，则22.4LNOx共得到3.2mol电子，1molNOx得到3.2mol电子生成0.5molN2，则NOx中N的化合价为+3.2，则x=1.6； 17．(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。 18．(1) (2) (或写为) 25% CD BC BD (3)与反应生成 【详解】（1）H2S(g)⇌H2(g)+S(l)，反应放热，则反应物的总能量高于生成物的总能量，填“>”。 （2）①在2L恒容密闭容器中充入1mol H2S发生反应，20min时测得气体质量减少了8g。，即生成了8gS，物质的量为0.25mol，则同时生成0.25molH2，所以前20min的平均反应速率v(H2)=。根据化学方程式可知，消耗的硫化氢的物质的量为0.25mol，则硫化氢的转化率为。 ②A．没有指明正逆反应，无法确定是否平衡，故A不选；B．2mol H—S键断裂的同时生成1mol H—H键即消耗1molH2S的同时生成1molH2，不论是否平衡都是如此，不能判断是否平衡，故B不选；C．混合气的密度等于混合气的质量除以容器的体积，由于生成了液体硫，所以混合气的总质量在平衡建立过程中减小，而容器体积不变，所以混合气密度是一变量，当平衡时，混合气密度不再变化，故可以判断平衡，故C选；D．混合气的平均摩尔质量等于混合气的总质量除以混合气的总物质的量，由于反应前后气体物质的量相等，所以混合气的总物质的量是一定值，混合气的总质量是一变量，当混合气的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态，故D选；故选CD。 ③A．恒温恒容容器中充入无关气体，容器体积不变，则反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，故A不选；B．升高温度可以加快反应速率，故B选；C．恒温恒容充入反应物，增大了反应物的浓度，反应速率加快，故C选；D．充入SO2，SO2和H2S反应，消耗了H2S，反应物浓度降低，反应速率减慢，故D不选，故选BC。 ④A．该反应是气体体积不变的反应，混合气的物质的量不随时间变化，故A错误；B．由于反应后生成了液体硫，所以随反应进行，混合气总质量在减小，平衡后不变，故B正确；C．该平衡的建立是从反应物开始，所以开始时正反应速率最大，然后逐渐减小，最后不变，故C错误；D．从反应物开始发生反应，所以生成物氢气的体积分数逐渐增大，平衡后不变，故D正确；故选BD。 （3）若H2S中含有CO2杂质，反应过程中检测到有极少量水生成，可能的原因是H2S与CO2反应生成了H2O。 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 $$