2025届高三化学一轮复习----化学反应原理综合题

2025届高三化学复习----化学反应原理综合题 1．（23-24高三下·山东日照·期末）羰基硫(COS)主要来自于化石燃料的燃烧过程，它能引起催化剂中毒、设备腐蚀和大气污染等问题。回答下列问题： (1)已知COS氢解反应和水解反应过程中的能量变化如下图所示。 根据上述能量变化图，反应的ΔH= 。 (2)恒温下，向体积为2L的密闭容器中充入4mol COS(g)和6mol (g)发生氢解反应，5min后反应达到化学平衡状态，测得混合气体中的体积分数为24%，则在建立化学平衡的过程中 ；平衡时 。 (3)研究表明，用金属储氢材料(电极A)、Pt(电极B)和含COS的硫酸溶液组成的电化学装置可以实现COS的氢解。 ①质子的移动方向为 (填“A→B”或“B→A”)。 ②Pt极的电极反应式为 ；每氢解12.0g COS转移电子的物质的量为 mol(已知COS中S的化合价为-2)。 2．（23-24高三下·四川凉山·期末）甲烷和甲醇()既是重要的化工原料，又是重要的能源物质。 (1)研究表明和在催化剂存在下可发生反应生成。已知部分反应的热化学方程式如下： 则的等于 。 (2)某温度下，在容积不变的密闭容器中通入一定量的与，发生反应，测得不同时间的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 ①用的浓度变化表示0~2s的平均反应速率 ；同一物质表示反应速率时，第2秒、第3秒两点的正反应速率： (填“>”、“<”或“=”) ②下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是 (填标号)。 A．断裂键时，生成键 B．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器内CO与的体积之比保持不变 ③恒温恒容条件下，下列措施能提高消耗速率的是 (填标号)。 A．降低温度    B．再充入    C．充入He增大压强    D．加入合适的催化剂 (3)中国科学院应用化学研究所在甲烷燃料电池(以甲烷燃烧反应为原理)技术方面获得新突破。—空气碱性燃料电池的能量转化率高达70%左右，同时可以减少二氧化碳的排放量，某甲烷燃料电池如图所示，放电时，电子由铂电极流出，经电流表流向石墨电极。 ①在石墨电极附近充入的是 (填“”或“空气”)。 ②Pt电极发生的电极反应式为 。 该反应每消耗1.6g甲烷，外电路中通过导线的电子的数目为 。 3．（23-24高三下·云南玉溪·开学考试）科研工作者正在研究利用各种化学反应来消除C和S的氧化物对环境的不利影响。 Ⅰ.经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应： 反应①   反应②   (1)反应①的活化能(正) (逆)(填“>”、“=”或“<”)，该反应 (填“高温”“低温”或“任意温度”)在下能自发进行。 (2)将体积比1∶3的和充入恒温恒容密闭容器中，发生上述反应。能说明容器中的反应均已达到平衡状态的是___________。 A．容器内气体的平均相对分子质量不变 B．和的转化率相等 C．与的物质的量之比保持不变 D． (3)在温度下，将2.5mol 和5.5mol 充入2L的恒容密闭容器中发生反应①和②，达到平衡状态时和的物质的量分别为1mol和0.25mol。则温度时，的转化率为 ，反应①的平衡常数K为 。 (4)催化剂作用下，充入和同时发生反应①和反应②，经相同反应时间，测得不同温度下转化率与产率的变化曲线如图1，在220℃～240℃温度区间转化率与产率的变化不一致的可能原因是 。 Ⅱ.向2L密闭容器中加入1mol 和3mol ，在一定条件下，发生反应：  。的浓度随时间()的变化如图2所示。在时将容器体积缩小至原来的一半，时重新达到平衡。 (5)请在图中画出时段内浓度的变化曲线 。 4．（23-24高三下·河北保定·期末）氨气是国民经济的基础，工业上常用氮气和氢气合成氨：。回答下列问题： (1)工业合成氨反应中，能量变化如图1所示。该反应反应物的总键能 (填“大于”或“小于”)生成物的总键能。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入和合成。下列情况表明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．和的物质的量之比为1：3 B．的质量分数保持不变 C．和的体积分数相同 D．的消耗速率是消耗速率的一半 (3)科学家开发出了一种新型催化剂，在常温下也能合成氨。向一密闭容器中充入和，相同时间内，氨气体积分数与压强的关系如图2所示。压强小于7MPa时，随着压强增大，氨气体积分数增大，其原因是 ；压强大于7MPa时，随着压强增大，氨气体积分数快速减小，其原因可能是 。 (4)一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入和。测得各物质的浓度与时间的关系如图3所示。 ①甲代表 (填化学式)。 ②12min时，的转化率为 %。(转化率指已反应的物质的量与起始物质的量之比) ③0~10min内， 。 (5)工业上用与在高温高压、催化剂条件下合成氨气，实验室制氨气的化学方程式为 。 (6)氨气的用途：作制冷剂，还可以 (写出其中一种)。 5．（23-24高三下·山西长治·期末）二氧化碳催化加氢制取甲醇有利于减少温室气体的排放，涉及的主要反应为如下两个反应。 I．   Ⅱ．   回答下列问题： (1)反应的反应热 kJ/mol。 (2)甲醇的合成反应为放热反应，冷却剂温度会极大地影响工艺结果，图1表示某次实验中冷却剂温度对甲醇产量的影响，由图1可知，最合适的冷却剂温度为 ℃左右。 (3)一定温度下，恒容密闭容器中发生上述反应和I，下列说法正确的是___________(填标号) A．气体的密度不变，说明反应体系达到平衡 B．平衡时向容器中充入稀有气体，反应Ⅱ正向移动 C．容器内压强不变，可以说明反应Ⅱ已经达到化学平衡状态 D．平衡时向容器中充入一定量H2，反应I和Ⅱ均正向移动，H2的转化降低 (4)0.5MPa条件下，将n(H2)=3mol、n(CO2)=1mol的混合气体以一定速度通过装有催化剂的某反应装置，发生反应I和Ⅱ，测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性及CH3OH的收率随温度变化如图2所示。 CH3OH的选择性，CH3OH的收率=CO2的转化率×CH3OH的选择性。 ①曲线a表示 (填“CH3OH”或“CO”)的选择性随温度的变化。 ②270℃时，CO2的转化率为 %，此时H2O(g)的物质的量为 mol。 ③210℃~250℃之间，温度升高，CH3OH的收率增大的原因是 。 (5)已知：反应I的速率方程为，，阿伦尼乌斯经验公式为，k为速率常数，Ea为活化能，C和R为常数。实验测得正、逆反应的速率常数与温度的关系如图3所示，其中表示正反应速率常数与温度关系的曲线是 (填“L1”或“L2”)，请简述判断的理由 。 6．（23-24高三下·上海·期末）雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一、已知汽车尾气排放时容易发生以下反应： ①　 ②　 ③　 ④　 (1)某反应的平衡常数表达式为，则该反应的热化学方程式为 。 (2)下列情况能说明反应①已达平衡状态的是___________。 A．单位时间内生成1molNO2的同时消耗了1molNO B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变 C．在恒温恒容的容器中，气体的颜色不变 D．在恒温恒容的容器中， (3)若容器容积不变，则下列措施可提高反应③中CO转化率的是___________。 A．使用高效催化剂 B．充入He，使体系总压强增大 C．将CO2(g)从体系中分离 D．充入CO，使体系总压强增大 (4)试分析高温下不利于反应③自发进行的原因 。 (5)表格数据为反应④的平衡常数随温度变化的关系，则 0(填写“>”或“<”) 温度 250℃ 300℃ 350℃ 2.0 0.27 0.012 (6)探究反应④中平衡时CO2的体积分数与反应物中起始的比值、温度的关系，得到如图所示的曲线。 在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是 。在2L密闭容器中加入NO与CO各3mol，经过5分钟达到平衡状态，根据图像计算平均反应速率 。 (7)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。研究发现其反应过程如图所示。分析脱硝过程的催化剂是： 。 7．（23-24高三下·广西河池·阶段练习）循环再利用制备甲烷、甲醇等有机燃料，变废为宝历来是化学重要的研究领域。在催化剂下可与同时发生如下反应Ⅰ、Ⅱ，可得到燃料，试回答下列问题： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (1)已知与互为等电子体，则的空间构型为 。 (2)某温度下，在固定容积为2.0L密闭容器中充入0.8mol的和2.4mol的，按反应Ⅰ进行反应，测得和的的物质的量随时间变化如图所示： ①0~2min内，用表示的反应速率为，该反应达到最大限度时的转化率为 ，该温度下反应Ⅰ的平衡常数K为 。 ②下列措施可以提高该化学反应速率的是 (填选项字母)。 A．升高温度 B．容器体积不变，充入He C．增大容器的体积 D．容器体积不变，充入更多的 ③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是 。 A． B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体的压强不随时间的变化而变化 D．反应中与的物质的量之比为1：1 (3)还原CO电化学法制备甲醇(见反应Ⅱ)的工作原理如图所示：电池工作过程中通过质子膜向 (填“左”或者“右”)移动，通入CO的一端发生的电极反应式为 。 8．（23-24高三下·浙江杭州·期末）(一)杭州亚运会主火炬的燃料被称为是“零碳甲醇”，即从生产甲醇到燃烧甲醇，产生、消耗的二氧化碳量实现完全中和。 (1)已知： H2(g) CH3OH(1) 燃烧热H(kJ•mol-1) -285.8 -726.5 “零碳甲醇”可通过以下总反应合成，该反应的△H= kJ/mol。 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) (2)某温度下，向容积固定为0.5L的密闭容器中通入2molCO2与4molH2，发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，平衡时CO2的转化率为50%，不考虑副反应，该反应的平衡常数K= 。 (二)在恒压5MPa、投料比n(CO2)：n(H2)=1：3时发生反应I和Ⅱ。 I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  H=-49.3kJ/mol Ⅱ．CO2(g)+3H2(g)CO(g)+H2O(g)    H=+41.2kJ/mol 某研究小组探究两组催化剂(CZA-1与CZA-2)在相同时间内对合成甲醇的影响，实验结果如图1和2所示。(CH3OH选择性=，CH3OH产率=) (3)下列说法正确的是_________。 A．降低温度能提高CH3OH的平衡产率 B．增大压强能提高CO2的平衡转化率 C．CZA-1的催化效率高于CZA-2 D．增大n(CO2)：n(H2)的投料比一定能提高CO2的转化率 (4)使用CZA-2催化剂，温度高于240℃时，CO2转化率升高但甲醇选择性下降的原因是 。 (5)在图3中画出使用CZA-1催化剂时，CH3OH产率随温度变化的趋势 。 9．（23-24高三下·河北衡水·期末）化学反应都会伴随能量变化。回答下列问题： (1)早在二十世纪初，工业上就以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：①和生成；②分解生成尿素。 (用含的式子表示)。 (2)汽车尾气主要含有等物质，是造成城市空气污染的主要因素之一，和反应生成的能量变化如下图所示，则由该反应生成时，应 (填“吸收”或“放出”)的能量为 。 (3)各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上，实现了节能减排，也为生活带来了极大的便利。 ①传统汽车中使用的电池主要是铅酸蓄电池，其构造如图（）所示，该电池的工作原理为。电池工作时，电子由 流出(填“极”或“极”)，其工作时电解质溶液的将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②近年来不少城市公交进入氢能产业时代，诸多氢能源汽车纷纷亮相，氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图所示。 该电池工作时，正极反应方程式为 ，电池每消耗标准状况下氢气，理论上电路中通过的电子数目为 (设为阿伏加德罗常数的值)。 (4)某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验，实验过程的数据记录如表： 实验编号 实验温度 参加反应的物质 1 20 10 0.1 10 0.1 0 2 20 5 0.1 10 0.1 5 3 20 10 0.1 5 0.1 5 4 40 5 0.1 10 0.1 5 ①写出上述反应的离子方程式： 。 ②根据你所掌握的知识判断，在上述实验中，反应速率最快的可能是 (填实验编号)。 ③在比较某一因素对实验产生的影响时，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有关的各项反应条件，其中：1和和3的组合比较，所研究的问题是 ， 的组合是研究温度对化学反应速率的影响。 ④教材中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢，请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较： 。 10．（23-24高三下·福建漳州·期末）等都是重要的能源和化工原料。 (1)工业上通常采用和催化合成。在2L的恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。 ①从反应开始至3min，以表示平均反应速率 ，下列措施能增大反应速率的是 (填标号)。 A．升高温度        B．降低压强 C．减小的物质的量浓度    D．加入合适的催化剂 ②下列能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．正反应速率等于0 B．和各物质的物质的量浓度相等 C．的物质的量浓度不再随时间的变化而变化 D．单位时间内消耗的同时生成 ③已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则断开中的化学键需要吸收 kJ的能量。 (2)一种航天器能量储存系统原理如图。 ①装置X能实现燃料和氧化剂再生，其能量转化形式为 。 ②装置Y工作时，通入该装置的 极(填“正”或“负”)。 11．（23-24高三下·江苏淮安·期中）工业上使用“三步接触法”制硫酸，“接触室”中发生的反应为：时该反应过程中的能量变化如图所示： (1)由图像判断该反应为 反应（选择“放热”或者“吸热”）。 (2)若则该反应的热方程式可以表示为： 。 (3)下列措施能使该反应速率增大的是_______（填字母，下同）。 A．升高温度 B．减小压强 C．使用合适的催化剂 D．分离出产物 (4)若上述反应在恒容的密闭容器进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是_______。 A．的浓度不再变化 B．的物质的量相等 C．容器内的总压强不再变化 D．容器内气体的平均密度不再改变 (5)随着技术的不断改进，利用原电池原理使该反应制备硫酸成为可能（装置如图）电池总反应为：。 ①多孔电极B通入气体为，则B为 。（填“正极”或“负极”） ②多孔电极A的电极反应式为： 。 ③A电极消耗的气体时（标况下），通过质子膜的的物质的量为 。 12．（23-24高三下·河南洛阳·期末）化学反应与生产、生活及很多研究领域存在广泛的联系。 Ⅰ．在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷（）和乙醛（），如图所示。回答下列问题： (1)中间体OMC生成吸附态的活化能为 。 (2)由生成的热化学方程式为 。 Ⅱ．由-羟基丁酸（）生成-丁内酯（）的反应如下： 25℃时，溶液中-羟基丁酸的初始浓度为，随着反应的进行，测得-丁内酯浓度随时间的变化如下表所示。 21 50 80 100 120 160 220 ∞ 0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132 回答下列问题： (3)在100min内，以-丁内酯的浓度变化表示的反应速率为 。 (4)该反应达到平衡时，-羟基丁酸的转化率为 %（保留1位小数）。 (5)关于该反应的下列说法正确的是 （填标号）。 a．达到平衡后，升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 b．当-羟基丁酸的正反应速率与-丁内酯的逆反应速率相等时，说明反应达到了平衡状态 c．25℃时，当生成-丁内酯与生成的物质的量之比保持不变时，反应一定达到平衡状态 d．21min时的逆反应速率小于50min时的正反应速率 (6)为提高平衡时-羟基丁酸的转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是 （答出一条即可）。 (7)25℃时，该反应的平衡常数= 。相同温度下，发生上述反应，当-丁内酯的浓度为，-羟基丁酸的浓度为时，反应 （填“正向进行”“逆向进行”或“已平衡”）。 13．（23-24高三下·山东烟台·期末）丙烯()可由异丙醇催化脱水制取，其主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： (1)已知相同条件下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) 能量 -56 -273.5 a -242 a= ，反应Ⅱ中断开化学键所吸收的能量 断开化学键所吸收的能量(填“大于”或“小于”)。 (2)在1350℃下，向恒容密闭容器中加入一定量的异丙醇，反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间/μs 0 4 8 12 t 20 浓度 0 4～12 μs内， ；t μs时，若与分压之比为4∶5(分压=体系总压×物质的量分数)，则的物质的量浓度为 。 (3)在恒容、绝热密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填标号)。 a．密闭容器中温度保持不变 b．的浓度保持不变 c． d．混合气体密度不变 (4)下图是某科研团队设计的光电催化反应器，实现了由制得异丙醇(常温下为液态)，其中A极和B极均为Pt/CNT电极。 ①下列说法错误的是 (填标号)。 A．A极上发生还原反应 B．由A极经质子交换膜向B极移动 C．该工艺涉及的能量转化形式只有两种 D．使用催化剂可以提高单位时间内的转化率 (已知：) ②该反应器的负极反应式为 ；一段时间后，若A、B两极分别收集到标况下67.2 L气体，则此时理论上制得异丙醇的质量为 。 14．（23-24高三下·河北石家庄·期末）甲醇是重要的化工原料。工业合成甲醇的一种方法为。 Ⅰ.研究反应过程中能量变化 (1)上述反应的能量变化如图所示，则断裂和中化学键所需要吸收的能量 （填“大于”或“小于”）断裂和中化学键所需要吸收的能量。 Ⅱ.研究反应速率和限度 (2)时，向恒容密闭容器按充入两种气体进行上述反应，测得随时间变化如表所示。 0 2 4 6 8 10 12 14 2.00 1.40 1.0 0.76 0.58 0.50 0.50 0.50 ①内，用表示该反应的平均速率 ，写出一种提高反应速率的措施 。 ②平衡时的产率为 。 ③下列能说明该反应已达到反应限度的是 （填标号）。 .容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变 .容器内气体的密度保持不变 .断裂键同时断裂键 .容器内 ④根据表格信息分析，的时间段为 。 . . . .     Ⅲ.甲醇可制作燃料电池，一种甲醇燃料电池工作原理如图所示： (3)甲醇中官能团的电子式为 。 (4)电极A为电池的 （填“正极”或“负极”），其电极反应式为 。 (5)当有电子通过灯泡时，理论上电极B上消耗标准状况下的体积为 。 15．（2024·广西柳州·模拟预测）研究合成氨工业对生产、生活、科研等方面具有重要的意义，回答下列问题： (1)合成氨反应原理为：，能量变化如图。加入铁触媒作催化剂会使图中 (填“变大”“变小”或“不变”。下同)，图中 。 (2)实验测定不同条件下，平衡时氨气的含量与起始氢氮比之间的关系如图所示。 ① (填“>”“<”或“=”)。 ②b、c、d三点对应平衡常数最小的点是 。 ③，条件下，时平衡转化率为，合成氨反应的 (用含的式子表示，为以气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) (3)转化为是工业制取硝酸的重要一步。 已知：      则反应：的 。 (4)研究数据表明，特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度关系为：，下列措施能提高反应速率的是___________。 A．适度增加氢气的浓度 B．适度降低反应温度 C．在低压下进行反应 D．及时将产物氨气分离出反应体系 (5)科学家研究发现可采用电解法合成氨，在质子导体作用下，将和分别通入电解池两极，阴极的电极反应式为 。 16．（23-24高三下·山东聊城·期末）能量、速率和限度是研究化学反应的三个角度，请回答下列问题： Ⅰ．如图所示是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题： (1)若电极a为Fe，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸，当产生标况下224mL气体时，负极质量减少 g。 (2)若电极a为Fe，电极b为C，电解质溶液为溶液，写出b电极发生的反应 ，当电路中转移0.2mol电子时，电解质溶液质量减少 g。 Ⅱ．某温度下，在2L的密闭容器中充入的混合气体，发生反应：，与随时间的变化如图所示。 (3)上述反应为吸热反应，请在图中画出从反应物总能量到生成物总能量在反应进程中的变化图示 。 (4)内，用表示该反应的平均反应速率 ，反应达到平衡状态时，的转化率为 。 (5)比较x，y两时刻的正反应速率大小： (填“>”、“<”或“=”)。 (6)下列说法不正确的是 (填标号)。 a．5min后该反应达到平衡 b．容器中混合气体的密度不再发生改变时，该反应达到平衡 c．加入催化剂，可缩短到达平衡的时间 d．H2质量分数不再改变时，该反应达到平衡 17．（23-24高三下·广东广州·期末）工业合成氨技术开创了人工固氮的重要途径，但能耗高、碳排放量大。开发温和条件下合成氨的新工艺意义重大。 (1)氮的固定有以下常见方式： 生物固氮：。 工业合成氨：。 通过雷电固氮： 。(写出反应方程式) (2)断开氮分子中的键，需要 能量(填“吸收”或“释放”)。 (3)已知高温不利于提高工业合成氨中的平衡转化率。 ①生产中依然选择高温合成氨，目的是 。 ②针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了采用(M表示金属)复合催化剂的解决方案。做对比实验，测得反应速率如下图所示。 资料：用单位时间内每克催化剂所获得的的物质的量表示反应速率 a．无，催化效率最高的金属是 。 b．有，反应速率明显增大。文献报道了可能的催化过程如下： i．(在M表面解离) ii． iii． 。 在较低压强、较低温度下合成了，这是合成氨反应研究中的重要突破。 (4)最近，我国科研人员报道了一种氯化镁循环法，可进一步降低能耗。该方法的总反应为：。转化关系如下： ①A是 。 ②科研人员将X与混合反应，证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应，产物中 。 (5)可用于电化学气敏传感器，工作原理如图所示，回答下列问题： ①溶液中往电极 (填“a”或“b”)移动。 ②电极b的电极反应式为 。 ③该传感器在工作过程中电极(a)周围溶液 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ④该传感器反应消耗的与的物质的量之比为 。 18．（23-24高三下·上海·阶段练习）研发CO2利用技术成为了研究热点，某科研团队采用一种类似“搭积木”的方式，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，“积木”中涉及如下两个反应： ①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ②CH3OH(g)+O2(g)HCHO(g)+H2O2(l)。 (1)一定温度下，往5L反应釜中充入1molCO2、3molH2，反应5min，气体总的物质的量减少了20%，则0~5min内，H2的平均反应速率v= 。 (2)将1molCO2、3molH2充入反应器中，以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是___________ A．气体密度 B．气体总压 C．CO2、H2体积比 D．v正(CO2)=3v逆(H2) (3)将同体积的CH3OH(g)与O2(g)充入反应器中，平衡时v正(O2)、c(O2)与温度的关系如图所示： 反应②为 反应(选填：放热或吸热)。55~100℃时，O2的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是 。 (4)反应②常会有副产物HCOOH产生，将NaOH溶液逐滴加入HCOOH溶液至恰好完全反应，溶液中存在：c(OH–)-c(H+)= 。继续加入HCl溶液至中性，此时c(HCOOH) c(Cl–)(选填“>”“<”或“=”)。 (5)已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，HCOOH的电离常数为Ka=1.77×10-4，试通过计算推断氢氧化镁固体是否能够溶解在甲酸中？ 。 (6)写出检验HCOOH中是否含醛基的实验方法 (7)甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是___________。 A．物质A是 B．a是正极 C．a极电极反应为式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 (8)利用CO、CH3OH等原料可合成草酸二甲酯()，其加氢可转化为乙二醇(HOCH2CH2OH)，制备草酸二甲酯的总反应为4CO+4CH3OH+O2+2H2O，其反应机理的一部分如下图所示。 ①由机理图可推知，化合物X的结构简式为 。 ②若CO中混有少量H2，H2在Pd表面易形成Pd—H中间体，结合机理图，推测因H2导致生成的有机副产物是 (任写一种)。 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)-41.2 (2) 0.36 1:6 (3) A→B 0.4 【分析】本题考查的知识点包括：盖斯定律的应用、应用三段式计算化学反应速率、原电池中离子的移动方向、原电池中转移电子的物质的量等相关知识。 【详解】（1）根据图像可知，①， ②，根据盖斯定律：②－①得； （2）设氢气物质的量的变化量为x mol，列出三段式： 由平衡时混合气体中的体积分数为24%，可知，解得：，建立化学平衡的过程中，平衡时； （3）根据反应可知，氢气发生氧化反应，则A极为负极，发生还原反应生成CO，B为正极，原电池中阳离子向着正极移动，则质子的移动方向：A→B；Pt(电极B)为正极，电极反应式：；每氢解12.0g COS，即0.2mol，转移电子物质的量0.4mol。 2．(1)(3b-a-c)kJ/mol (2) ＞ BC BD (3) 空气 0.8NA 【分析】(3)放电时，电子由铂电极流出，经电流表流向石墨电极，则铂电极为负极，通入甲烷，石墨电极为正极，通入空气，据此回答。 【详解】（1）① ② ③ 根据盖斯定律，②×3-①-③得 ΔH=3ΔH2-ΔH1-ΔH3=(3b-a-c)kJ/mol； （2）①0~2sCH4的浓度变化为3.60×10-3-2.80×10-3=0.8×10-3mol/L，则v(H2)=3v(CH4)=；从第2秒到第3秒，甲烷的浓度仍在减小，说明反应正向进行，所以v2>v3； ②A．断裂3mol H−H键时，生成2mol H−O键，均为正反应速率，不能说明反应已达平衡，A错误； B．反应前后都是气体，反应后气体物质的量增大，则容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变，说明反应达到平衡状态，B正确； C．反应后气体物质的量增大，压强增大，容器内混合气体的压强保持不变，说明反应达到化学平衡状态，C正确； D．容器内CO与H2的体积之比始终保持不变，当其不变时，不能说明反应达到化学平衡状态，D错误； 故选BC。 ③A．降低温度，CH4消耗速率减小，A错误； B．再充入H2O(g)，增大反应物浓度，CH4消耗速率增大，B正确； C．充入He增大压强，反应体系各组分浓度不变，CH4消耗速率不变，C错误； D．加入合适的催化剂，CH4消耗速率增大，D正确； 故选BD。 （3）①根据分析，在石墨电极附近充入的是空气； ②根据分析，Pt电极作负极，甲烷在负极失电子发生氧化反应，电极反应式为；该反应每消耗1.6g甲烷，物质的量为0.1mol，外电路中通过导线的电子的数目为0.8NA。 3．(1) < 低温 (2)AC (3) 60% 7或 (4)该温度区间，催化剂对生成甲醇的反应选择性降低(或催化剂活性降低)而对反应②影响不大 (5) 【详解】（1）反应①的(正)-(逆) <0，则的活化能(正) <(逆)，该反应是熵减反应，则在低温在下能自发进行； （2）A．上述两个反应，反应物和产物都是气体，且反应前后气体计量系数不同，则平均相对分子质量是变量，平均相对分子质量不变可以证明反应达到平衡，A符合题意； B．对于上述两个反应来说，投料比等于化学计量数比，则两种反应物的转化率始终相等，则二氧化碳和氢气的转化率相等不能说明反应已达到平衡状态，B不符合题意； C．CH3OCH3只有第二个反应有，两个反应都有H2O，则它们的物质的量之比是一个变量，则当它们的比值保持不变时可以证明反应达到平衡，C符合题意； D．若只发生第一个反应，则v正(H2)=3v逆(CH3OH)时达到平衡，但第二个反应还涉及氢气，故此时不能说明反应达到平衡，D不符合题意； 故选AC； （3）由题意， ，则CO2的转化率==60%；反应①的平衡常数K==； （4）二氧化碳参加的反应有两个，但是只有第一个反应产生甲醇，故二氧化碳的转化率和甲醇的产率不一定一致，两个反应在该温度范围内，催化剂的活性不同，两个反应的速率不同，故答案为：该温度区间，催化剂对生成甲醇的反应选择性降低(或催化剂活性降低)而对反应②影响不大(或反应①为快反应，先达到平衡，该温度区间反应①逆向移动，而反应②仍正向进行)； （5） 容器体积缩小至原来的一半时，二氧化碳的浓度变为原来的二倍，且该反应是一个气体计量系数减小的反应，故体积缩小时平衡正向移动，在t3时重新达到平衡，故答案为：。 4．(1)小于 (2)BD (3) 相同时间内，增大压强，反应速率增大 压强过大，此时氨液化(或压强过大，催化剂活性降低等) (4) H2 50 0.1 (5) (6)制硝酸 【分析】(4)一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入N2和H2，由图像可知平衡时甲的浓度变化量是丙的3倍，根据化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比，可知甲为H2，丙为N2，乙为NH3。 【详解】（1）根据图象可知该反应为放热反应，利用反应物的总键能-生成物的总键能<0，反应物总键能<生成物总键能； 故答案为：小于； （2）A．N2和H2的投料比为1:3，消耗量之比为1:3，所以N2和H2的物质的量之比一直为1:3，则当N2和H2的物质的量之比为1:3时，不能表明该反应达到平衡状态，A不符合题意； B．气体总质量不变，氨气质量在增加，氨气的质量分数是个变量，则NH3的质量分数保持不变，表明该反应达到平衡状态，B符合题意； C．NH3和H2的体积分数相同，和平衡无关，不能表明该反应达到平衡状态，C不符合题意； D．N2的消耗速率即代表正反应，NH3的消耗速率代表逆反应，且两者反应速率之比等于化学计量系数之比，所以的消耗速率是消耗速率的一半，表明该反应达到平衡状态，D符合题意； 故选BD； （3）压强小于7MPa时，随着压强增大，氨气体积分数增大，其原因是相同时间内，增大压强，反应速率增大；压强大于7MPa时，随着压强增大，氨气体积分数快速减小，其原因可能压强过大，此时氨液化(或压强过大，催化剂活性降低等)氨气体积变小，体积分数减小；故答案为：相同时间内，增大压强，反应速率增大；压强过大，此时氨液化(或压强过大，催化剂活性降低等) （4）①一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入N2和H2，由图像可知平衡时甲的浓度变化量是丙的3倍，根据化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比，可知甲为H2； ②12min时，N2的转化率为； ③0∼10min内，V(NH3)=； 故答案为：H2；50；； （5）实验室制氨气的化学方程式为：； 故答案为：； （6）氨气的用途：作制冷剂，还可以制硝酸等； 故答案为：制硝酸。 5．(1)-90.5 (2)200℃ (3)CD (4) CO 21 0.21 在210℃～250℃之间，反应I未达平衡，温度升高，生成CH3OH的反应速率增大 (5) L1 反应I正反应为放热反应，故正反应的活化能比逆反应的活化能小，根据lgK~图像和公式可知，L1斜率的绝对值更小，说明L1的活化能数值更小， 【详解】（1）由题干信息可知，反应I．， 反应Ⅱ． ，则反应I-反应Ⅱ可得到反应，根据盖斯定律可知，该反应的反应热=(-49.3)-(+41.2)=-90.5kJ/mol，故答案为：-90.5； （2）在题图中需要找到甲醇产量最高的点对应的温度，即为200℃，故答案为：200℃； （3）A．由题干信息可知，反应体系中反应物和生成物均为气体，即反应过程中气体的密度始终不变，故气体的密度不变，不能说明反应体系达到平衡，A错误； B．容积固定，平衡时向容器中充入稀有气体，各气体分压不变，反应Ⅱ平衡不移动，B错误； C．容器内压强不变，说明容器内所有气体的物质的量都不再变化，则反应Ⅰ和Ⅱ都达到化学平衡状态，可以说明反应Ⅱ已经达到化学平衡状态，C正确； D．平衡时向容器中充入一定量H2，反应Ⅰ和Ⅱ均正向移动，CO2的转化率增大，但H2的转化率降低，D正确； 故答案为：CD； （4）①反应I为放热反应，升高温度，未达平衡之前，甲醇的收率增加，达平衡后随温度的升高，甲醇的收率降低；反应Ⅱ为吸热反应随着温度的升高，CO的收率和选择性升高，曲线a代表CO的选择性随温度的变化，故答案为：CO； ②由上述分析可知，图中所示270℃时，CO的选择性为70%，则甲醇的选择性为30%， 270℃时，CO2的转化率为×100%=21%，根据反应I和反应Ⅱ可知，生成H2O的物质的量等于消耗掉的CO2的物质的量，即此时H2O(g)的物质的量为1mol×21%=0.21mol，故答案为：21；0.21； ③210℃~250℃之间，温度升高，CH3OH的收率增大的原因是在210℃～250℃之间，温度升高，生成CH3OH的反应速率增大，相同时间内CO2的转化率增大，即相同时间内CO2的转化率增大对CH3OH的收率的影响大于CH3OH选择性减小对收率的影响，整体表现为CH3OH的收率在增大，故答案为：随着温度升高，CO2转化率增大，CH3OH选择性降低，二者乘积增大(或CO2转化率增大的影响更大)； （5）已知反应I正反应为放热反应，故正反应的活化能比逆反应的活化能小，根据lgK~图像和公式可知，L1斜率的绝对值更小，说明L1的活化能数值更小，即L1表示正反应，L2表示逆反应，故答案为：L1；反应I正反应为放热反应，故正反应的活化能比逆反应的活化能小，根据lgK~图像和公式可知，L1斜率的绝对值更小，说明L1的活化能数值更小。 6．(1) (2)C (3)C (4)该反应是体积减小的放热反应，， (5)< (6) Z>Y>X (7)Fe3+ 【详解】（1）某反应的平衡常数表达式为，则化学方程式为：，该反应=反应①+反应②，反应热，故热化学方程式为：； （2）A．单位时间内生成1molNO2的同时消耗了1molNO，均为正反应方向，不能说明达到化学平衡状态，A错误； B．该反应前后气体质量不变，在恒温恒容的容器中，混合气体的密度始终保持不变，不能判断达到化学平衡状态，B错误； C．二氧化氮为红棕色气体，在恒温恒容的容器中，气体的颜色不变时，二氧化氮浓度保持不变，达到化学平衡状态，C正确； D．在恒温恒容的容器中，，不能说明达到化学平衡状态，D错误； 故选C； （3）A．催化剂不影响平衡，使用高效催化剂不能提高CO转化率，A错误； B．恒容条件下充入He，使体系总压强增大，各组分浓度不变，CO转化率不变，B错误； C．将CO2(g)从体系中分离，平衡正向移动，CO转化率增大，C正确； D．充入CO，使体系总压强增大，平衡正向移动，CO转化率减小，D错误； 故选C； （4）反应③为气体体积减小的放热反应，，，高温下，不利于反应自发进行； （5）由表格中数据可知，随着温度升高，平衡常数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应正向为放热反应，即； （6）随着起始的比值的增大，相当于不变，增大NO的浓度，平衡正向移动，CO的转化率逐渐增大，故在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是：Z>Y>X；设达到平衡时生成N2 xmol，则出三段式： ， 由图可知，平衡时CO2的体积分数为40%，则：，解得x=1，故生成N2的物质的量为1mol，； （7）由图可知：氨气和铁离子反应生成Fe2+-NH2，Fe2+-NH2与NO反应生成Fe2+，Fe2+与氧气反应又生成了Fe3+，故催化剂为Fe3+。 7．(1)直线型 (2) 75% AD AC (3) 左 CO+4e-+4H+=CH3OH 【详解】（1）与CO2互为等电子体，结构相似，CO2中心C原子的价层电子对数，无孤对电子，是直线形结构，则的空间结构为直线型； （2）①0∼2min内，用CH3OH从0增加到0.6mol，0~2min内，用表示的反应速率为，反应达到最大限度时，甲醇生成0.6mol，此时H2反应了1.8mol，则其的转化率为；根据反应I，列出三段式，容器体积为2.0L，该温度下反应Ⅰ的平衡常数，故答案为：75%，； ②A．升高温度，活化分子间碰撞机会增多，一定会让化学反应速率加快，故A正确； B．容器体积不变，充入He，各气体浓度未变，反应速率不变，故B错误；C．增大容器的体积，使各气体浓度降低，反应速率减慢，故C错误； D．容器体积不变，充入更多的H2(g)，增加了反应物浓度，反应速率加快，故D正确；所以答案选择AD； ③A．，符合反应速率之比即为计量系数之比，正反应速率等于逆反应速率，说明反应达到平衡，故A符合题意； B．两边物质均是气体，容器体积和反应前后气体质量均无变化，混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡，故B不符合题意； C．该反应是气体分子数减小的反应，因为反应是压强减小的反应，压强是变化量，当压强不变时说明反应达到平衡，故C符合题意； D．反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1，反应中CO2消耗与CH3OH生成的计量系数之比一直均为1:3，并且二者起始量也是按照方程式中的计量系数加入，任何时刻剩余CO2与生成的CH3OH的量均符合1：1关系，无法判断是否平衡，故D不符合题意； 故答案选AC； （3）①通入氢气的一极，H2的化合价从0升高为产物的+1价，失去电子，为负极，则通入CO气体的为电池正极，根据电池中离子移动规律，阳离子移向正极，所以氢离子往左边移动； ②通入CO的一端发生的电极反应得到电子，所以电极反应式为CO+4e-+4H+=CH3OH。 8．(1)-130.9kJ/mol (2)0.25 (3)ABC (4)CZA-2催化剂活性下降使反应Ⅰ速率减小，温度升高使反应Ⅱ速率增大的程度大于反应Ⅰ速率减小的程度 (5) 【详解】（1）H2燃烧热的热化学方程式为 CH3OH燃烧热的热化学方程式为： 根据盖斯定律，3×①-②得到CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)，则=3×(-285.8)+726.5=-130.9kJ/mol； （2）向容积固定为0.5L的密闭容器中通入2molCO2与4molH2，平衡时CO2的转化率为50%，列出三段式： ， 该反应的平衡常数K=； （3）A．降低温度，Ⅰ正向移动，能提高CH3OH的平衡产率，A正确； B．增大压强Ⅰ和Ⅱ均正向移动，能提高CO2的平衡转化率，B正确； C．由图1和2可知，CZA-1的催化效率高于CZA-2，C正确； D．增大n(CO2)：n(H2)的投料比，相当于增大CO2的量，可以提高H2的转化率，但是CO2的转化率降低，D错误； 故选ABC。 （4）使用CZA-2催化剂，温度高于240℃时，CO2转化率升高但甲醇选择性下降的原因是：CZA-2催化剂活性下降使反应Ⅰ速率减小，温度升高使反应Ⅱ速率增大的程度大于反应Ⅰ速率减小的程度； （5）使用CZA-1催化剂过程中，200-240℃时，随着温度升高，反应速率加快，CH3OH产率增大，高于240℃时，CZA-1催化剂活性下降使反应Ⅰ速率减小，CH3OH产率减小，即CH3OH产率随温度变化的趋势为先增大后减小，趋势图表示如下： 。 9．(1)[或或] (2) 吸收 91.5 (3) 极 减小 (4) 4 相同温度条件下浓度对该反应速率的影响 2和4 可溶于水，测定不精确或实验装置较复杂，不易控制 【分析】铅酸电池的总反应为，Pb为电池负极发生、PbO2为电池正极发生。酸性条件下氢氧燃料电池负极氢气失电子：，正极氧气得电子。 【详解】（1）由图可知，总反应为放热反应，其[或或]。 （2）和反应生成的反应为反应物键能之和-生成物键能之和，则。因此生成吸收热量。 （3）①铅酸蓄电池中作负极，作正极，电子从负极(极)流出；根据该电池的工作原理为，可知其反应过程中消耗氢离子，则其工作时电解质溶液的减小。 ②原电池中阳离子向正极移动，则b为正极，应通入发生还原反应：氢氧燃料电池负极上氢气发生失电子反应，电极反应式为，当消耗标准状况下氢气，即，电路中通过的电子数目为。 （4）①该反应的化学方程式为，离子方程式为。 ②温度越高，反应速率越快，浓度越大，反应速率越快，先比较温度，4中温度最高、浓度大，反应速率最快，故选4。 ③实验1和和3的组合比较中温度相等，但浓度不同，所研究的问题是相同温度条件下浓度对该反应速率的影响；能说明温度对该反应速率影响的组合应该是保持其他条件不变，符合条件的组合是2和4。 ④由于易溶于水，采用排水法时会导致溶于水而无法精确测量生成的体积，故不能使用该方法。 10．(1) 0.25 AD C 2052.8 (2) 电能转变为化学能 负 【分析】反应达到平衡是正逆反应速率相等，由此各组分物质的量不再变化达到动态平衡由此解答；在原电池中还原剂失电子发生氧化反应做负极。 【详解】（1）①从反应开始至达到平衡，可以列三段式，以表示的反应的平均反应速率；多种因素能影响化学反应速率，其中增大反应物的浓度、增大气体压强、使用正催化剂、升温等均能加快反应速率。则能增大反应速率的是A(升高温度)和 D(加入合适的催化剂) ，故AD符合； ②A．正反应速率为零，说明没反应，反应达到平衡是正逆反应速率相等，A不符合； B．某瞬间的含量跟起始状态有关、和三种物质的浓度相等、不一定说明它们不再改变、不能说明已达平衡，B不符合； C．反应中，气体的物质的量会随着反应而变化，故物质的量不随时间的变化而变化说明反应已达平衡，C符合； D． 单位时间内消耗的同时生成，均指正反应速率，不能说明已达平衡，D不符合； 能说明上述反应达到平衡状态的是C； ③由图知：，则等于反应物总键能减去生成物总键能，已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则断开中的化学键所需要吸收的能量。 （2）观察图可知能量转化形式是电能转变为化学能；装置构成燃料电池，失电子做还原剂，发生氧化反应，通入该装置的负极。 11．(1)放热 (2) (3)AC (4)ACD (5) 负极 1.2 【详解】（1）从图像知，反应物的能量大于生成物的能量，所以该反应是放热反应； （2）由图可知，； （3）A．升高温度反应速率变快，A选； B．减小压强，反应速率减小，B不选； C．使用合适的催化剂可以加快反应速率，C选； D．分离出产物，反应速率不会增大，D不选； 故选AC； （4）A．SO2的浓度不再变化，则正、逆反应速率相等，反应已达平衡状态，A正确； B．SO2、O2、SO3的浓度相等，不能说明反应已达平衡状态，B错误； C．该反应是气体分子数变化的反应，则压强是变量，当容器内的总压强不再变化时，可以证明反应达到平衡，C正确； D．反应物和产物都是气体，则总质量不变，但是随着反应的进行，气体总物质的量发生变化，则容器内气体的平均摩尔质量是变量，当其不变的时候可以证明反应达到平衡，D正确； 故选ACD； （5）①由图可知，在电极B二氧化硫通入后失去电子，生成硫酸，则B为负极； ②由图可知，电极A通入氧气，氧气得到电子结合氢离子生成水，电极反应为：； ③A电极消耗标况下6.72L的O2的物质的量为0.3mol，根据②中电极反应可知，此时转移电子1.2mol，根据电荷守恒可知，通过质子膜的H+物质的量为1.2mol。 12．(1)52 (2) (3) (4)73.3 (5)bd (6)移出γ-丁内酯(或减小γ-丁内酯的浓度) (7) 2.75 逆向进行 【详解】（1）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，中间体OMC生成吸附态AA(ads)的活化能为(-124+176)kJ·mol-1=52kJ·mol-1，故答案为：52； （2）由图可知，EO(g)生成AA(g)放出热量(-117 kJ·mol-1)-(-219 kJ·mol-1)=102kJ·mol-1，放热焓变为负值，故热化学方程式为 ，故答案为： ； （3）在100min内，以γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率为：，故答案为：； （4）该反应达到平衡时，γ-丁内酯的浓度为0.132 mol⋅L−1，则γ-羟基丁酸的浓度的变化量为0.132 mol⋅L−1，γ-羟基丁酸的转化率，故答案为：73.3%； （5）a．温度升高，正逆反应速率都增大，故a项错误； b．达到化学平衡时，正逆反应速率相等，且速率之比等于系数之比，当γ-羟基丁酸的正反应速率与γ-丁内酯的逆反应速率相等时，说明达到了平衡，故b项正确； c．根据方程式可知，生成γ-丁内酯与生成H2O的物质的量之比始终为1，当生成γ-丁内酯与生成H2O的物质的量之比保持不变时，反应不一定达到平衡，故c项错误； d．根据表中数据，21min~220min过程中，反应始终未达到平衡，则正反应速率始终大于逆反应速率，且随着反应进行，由于反应物浓度减小，正反应速率逐渐减小，21min时，正反应速率为表格中最大的，同时其逆反应速率为最小的，则21min时的逆反应速率小于50min时的正反应速率，故d项正确； 故答案为：bd； （6）为提高平衡时γ-羟基丁酸的转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是移出γ-丁内酯(或减小γ-丁内酯的浓度)，故答案为：移出γ-丁内酯(或减小丁内酯的浓度)； （7）①由表格可知，平衡时γ-丁内酯浓度为0.132 mol⋅L−1，则γ-羟基丁酸的浓度为0.048 mol⋅L−1，则，故答案为：2.75； ②当γ-丁内酯的浓度为0.15 mol⋅L−1，γ-羟基丁酸的浓度为0.05 mol⋅L−1时，此时浓度商>K，平衡逆向进行，故答案为：逆向进行。 13．(1) 大于 (2) 0.145 (3)ab (4) BC 20.0g 【详解】（1）根据可知，，得到a=； ，该反应为吸热反应，可知反应Ⅱ中断开化学键所吸收的能量大于断开化学键所吸收的能量，故答案为：；大于。 （2）4~12µs内，v(H2O)=，根据反应速率之比等于化学计量数之比可得； tμs时，浓度为，根据反应可知，产生的水即为反应Ⅰ中产生的，恒温恒容条件下，物质的量之比等于压强之比，因此实际体系中含有的的物质的量为，可知反应Ⅱ中所消耗的的物质的量为，根据浓度改变之比等于化学计量数之比可知，消耗反应Ⅱ中所消耗的生成 （3）a．在恒容绝热体系中，温度为变量，当温度不变时，说明反应达到平衡，故a符合题意； b．为反应物，反应过程中浓度在发生改变，当浓度不变时说明达到平衡状态，故b符合题意； c．当某组分浓度不变时可作为判断依据，C3H6、C6H12均为产物，比值关系不能说明达到平衡，故c不符合题意； d．反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，恒容说明容器体积不变，则混合气体密度不变，是个不变量，不能作为反应I、Ⅱ均达到平衡的判据，d不符合题意； 故选ab。 （4）①根据图中装置可知，该装置为原电池，产生A电极上CO2得到电子转化为异丙醇CH3CH(OH)CH3，同时还有H+得到电子变为H2，发生还原反应，则A电极为正极，B电极为负极， A．根据分析可知，A电极为正极，发生还原反应，A正确； B．根据分析可知，A电极为正极，B电极为负极，因此由B极经质子交换膜向A极移动，故B错误； C．根据图示可知该工艺涉及到光能转化为化学能及化学能转化为电能，是三种形式的能量之间的转化，故C错误； D．使用催化剂可以降低反应的活化能，因而可以加快反应速率，提高单位时间内反应物的转化率，故D正确； 故合理选项是BC； ②根据分析可知，电极B为负极，电极反应式为； 若A、B两极分别收集到标况下67.2L的气体， ，，在A电极上CO2得到电子变为异丙醇CH3CH(OH)CH3，反应方程式为：，根据反应过程中电子得失数目相等可得：2n(H2)+18n(异丙醇)=4n(O2)，3mol×2+18n(异丙醇)=4×3mol，解得n(异丙醇)=，则反应产生的异丙醇的质量m(异丙醇)=。 14．(1)小于 (2) 0.3 升高温度、增大压强等 75% ac d (3) (4) 负极 CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H＋ (5)5.6L 【详解】（1）反应物总能量高于生成物总能量，因此是放热反应，由于断键吸热，成键放热，则断裂和中化学键所需要吸收的能量小于断裂和中化学键所需要吸收的能量。 （2）①内消耗二氧化碳0.4mol，则消耗氢气1.2mol，用表示该反应的平均速率＝0.3。能提高反应速率的措施有升高温度、增大压强等。 ②平衡时消耗二氧化碳是1.5mol，生成甲醇是1.5mol，理论上生成甲醇是2mol，则的产率为。 ③.混合气体的质量不变，物质的量是变化的，则容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应达到平衡状态，a选； .混合气体的质量和容器容积均是不变，则容器内气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，b不选； .断裂键同时断裂键，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，c选； .容器内，不能说明正逆反应速率相等，不一定达到平衡状态，d不选； 答案选ac。 ④达到平衡状态时，正逆反应速率相等，根据表格信息分析10min后反应一定处于平衡状态，则的时间段为，答案选d。 （3） 甲醇中官能团是羟基，电子式为。 （4）氢离子向电极B移动，则B为正极，电极A中甲醇转化为二氧化碳，发生失去电子的氧化反应，则为电池的负极，其电极反应式为CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H＋。 （5）1mol氧气得到4mol电子，当有电子通过灯泡时，理论上电极B上消耗标准状况下的物质的量是0.25mol，体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。 15．(1) 变小 不变 (2) ＞ d (3) (4)AD (5) 【详解】（1）催化剂改变反应历程，降低了反应的活化能，加快可反应速率，但是不改变反应的焓变，故图中变小，图中不变； （2）①正反应放热，升高温度平衡逆向进行，氨气的含量降低，则根据图象可判断＞； ②平衡常数只与温度有关系，升高温度平衡逆向进行，平衡常数减小，则a、b、c、d四点对应的平衡常数由大到小的顺序为Kb=Kc＞Ka＞Kd； b、c、d三点对应平衡常数最小的点是d； ③，条件下，时，假设氢气、氮气投料分别为2mol、1mol，平衡转化率为，则反应氮气0.5mol； 平衡时总的物质的量为2mol，合成氨反应的。 （3）已知： ①   ②   由盖斯定律可知，①-2×②得反应：的； （4）A．由速率公式可知，适度增加氢气的浓度，反应速率增大，A正确； B．适度降低反应温度，k值减小，反应速率减小，B错误； C．在低压下进行反应，物质浓度较小，反应速率较低，C错误； D．由速率公式可知，及时将产物氨气分离出反应体系，氨气浓度减小，则反应速率加快，D正确； 故选AD。 （5）采用电解法合成氨，在质子导体作用下，将和分别通入电解池两极，则阴极的氮气得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为：。 16．(1)0.56 (2) 0.8 (3) (4) 64% (5)> (6)b 【详解】（1）电极a为Fe，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸，则a为负极发氧化反应：，铜为正极发生还原反应：，当产生标况下224mL气体时，为0.01mol氢气，结合电子守恒，负极质量减少0.01mol×56g/mol=0.56g； （2）电极a为Fe，电极b为C，电解质溶液为溶液，则a为负极发氧化反应：，C为正极发生还原反应：，当电路中转移0.2mol电子时，电解质溶液质量减少0.2mol÷2×(64g/mol-56g/mol)=0.8g； （3） 反应为吸热反应，则反应物能量低于生成物能量，从反应物总能量到生成物总能量在反应进程中的变化图示为：； （4）由图可知，二氧化碳投料1mol，则氢气投料5mol；2min时二氧化碳、甲烷量相等，结合方程式可知，反应二氧化碳0.5mol、生成甲烷0.5mol，则内，用表示该反应的平均反应速率；反应达到平衡状态时，反应0.8mol二氧化碳，则反应氢气3.2mol，的转化率为； （5）x→y二氧化碳的量减小，反应一直正向进行，随着反应进行，反应物浓度减小，正反应速率减小，故x，y两时刻的正反应速率大小：>； （6）a．5min后，物质的量不再改变，则平衡不再移动，该反应达到平衡，正确； b．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，错误； c．加入催化剂，可加快反应速率，缩短到达平衡的时间，正确； d．H2质量分数不再改变时，则平衡不再移动，该反应达到平衡，正确； 故选b。 17．(1) (2)吸收 (3) 提高化学反应速率 Fe (4) (5) b 减小 4:3 【详解】（1）雷电固氮是指氮气和氧气在放电条件下反应生成NO，其化学方程式为 （2）化学反应中，断裂化学键需要吸收能量，因此断开氮分子中的键，需要吸收能量。 （3）①升高温度，催化剂可以达到活性最佳温度，从而提升化学反应速率，因此生产中依然选择高温合成氨； ②a．根据图像可知，无时，用铁做催化剂时的化学反应速率最高，则催化效率最高的金属是Fe； b．合成氨的总反应为，已知反应i为，反应ii为，则总反应减去反应i，再减去反应可得反应iii，则反应iii为。 （4）①电解生成Mg和，结合B和氮气结合生成可知，B为Mg，A为； ②A与水生成氧气和D，则D为HCl；D与生成X，则X为；和生成和，化学方程式为：，根据N原子守恒可知，8mol中有2mol来源于，6mol来自，因此产物中。 （5）①电极a通入，失电子氧化生成，则a为负极，b为正极；溶液中阳离子向正极移动，则往电极b移动； ②电极b中氧气得电子还原生成，电极反应式为； ③电极a为负极，失电子氧化生成，电极反应式为，则传感器在工作过程中电极a周围溶液的碱性减小，即减小； ④根据得失电子守恒可知，电池总反应为，则该传感器反应消耗的与的物质的量之比为4:3。 18．(1)0.048mol·L-1·min-1 (2)B (3) 吸热 H2O2不稳定，温度升高会分解，产生氧气，导致氧气浓度增大 (4) c(Na+)-c(HCOO–)或 c(HCOOH) = (5)能 (6)取样，先加入NaOH溶液，使溶液pH≥7，再加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热煮沸，若出现砖红色的沉淀，证明含有醛基 (7)BC (8) CH3OCOOCH3 CH3OH和HCOOCH3 【详解】（1）一定温度下，往5L反应釜中充入1molCO2、3molH2，由于没有氧气，所以只发生反应①，0~5min内，气体总的物质的量减少了20%，反应前气体总物质的量为4mol，则反应后气体物质的量减少了0.8mol，根据反应①的化学方程式，可知反应的氢气的物质的量为1.2mol，则H2的平均反应速率v==0.048mol·L-1·min-1； （2）将1molCO2、3molH2充入反应釜中，由于没有氧气，所以只发生反应①。A．该反应中反应物和生成物均为气体，混合气的总质量是不变的，容器体积也不变，所以混合气的密度是一直不变的，当气体密度不变时，不能说明该反应达到化学平衡状态；B．该反应为正反应为气体分子数减小的反应，当气体总压不变时，说明各组分的物质的量不再变化，该反应达到化学平衡状态；C．加入的CO2和H2的体积之比即物质的量之比等于方程式的系数比，所以在反应过程中，CO2和H2的物质的量之比即体积之比一直是1：3，所以当CO2和H2的体积之比不再变化时，不能说明反应达到平衡状态；D．正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，而v正(CO2)=3 v逆(H2)表示的正逆反应速率不相等，该反应没有达到平衡状态。答案选B。 （3）将同体积的CH3OH(g)与O2(g)充入反应器中，根据图示，在55℃以前和100℃以后，随着温度升高，c(O2)减小，说明平衡正向移动，说明该反应为吸热反应；该反应为CH3OH(g)+O2(g)⇌HCHO(g)+H2O2(l)，产物中有H2O2，不稳定，温度升高会分解，产生氧气，导致氧气浓度增大。 （4）将NaOH溶液逐滴加入HCOOH溶液至恰好完全反应，此时溶液中的溶质为HCOONa，根据电荷守恒，可以得出c(H+)+ c(Na+)= c(OH–)+ c(HCOO–)，根据元素质量守恒：c(Na+)= c(HCOO–)+ c(HCOOH)，因此c(OH–)-c(H+)= c(Na+)-c(HCOO–)= c(HCOOH)； 继续加入HCl溶液至中性：c(H+)= c(OH–)，根据电荷守恒，可以得出c(H+)+ c(Na+)= c(OH–)+ c(HCOO–)+ c(Cl–)，根据元素质量守恒：c(Na+)= c(HCOO–)+ c(HCOOH)，则c(Na+)= c(HCOO–)+ c(Cl–)= c(HCOO–)+ c(HCOOH)，因此c(HCOOH)= c(Cl–)。 （5）氢氧化镁和甲酸反应的化学方程式为：Mg(OH)2+2HCOOH⇌(HCOO)2Mg+2H2O，其K====>105，所以氢氧化镁能溶在甲酸中。 （6）由于HCOOH含有羧基，显酸性，在使用新制的Cu(OH)2悬浊液检验醛基之前，需要加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH值，故答案为：取样，先加入NaOH溶液，使溶液pH≥7，再加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热煮沸，若出现砖红色的沉淀，证明含有醛基。 （7）甲酸燃料电池，通入甲酸的一极是负极，通入氧气的一极是正极。通入的氧气将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，所以在酸性环境中反应，而且从正极区流出的是K2SO4溶液，所以物质A为硫酸，故A正确；HCOO-在a极上失去电子转化为碳酸氢根离子，所以a为负极，故B错误；a极区是碱性的，不能在离子方程式中出现H+，正确的离子方程式为：HCOO--2e-+2OH-=+H2O，故C错误；Fe3+在正极上得到电子转化为Fe2+，Fe2+又被氧气氧化为Fe3+，所以Fe3+可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用，故D正确；故选BC。 （8）①根据图示，脱附过程Ⅰ中和Pd相连的两个基团结合成草酸二甲酯，则脱附过程Ⅱ中，和Pd相连的两个基团结合形成碳酸二甲酯，结构简式为CH3OCOOCH3； ②根据题意可知，若CO中混有少量H2，H2在Pd表面易形成Pd—H中间体，结合机理图，在最终脱附过程中，H原子和-OCH3或-COOCH3结合可以得到副产物CH3OH和HCOOCH3。 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 $$