2025届高三化学复习- -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高三上·福建三明·期中）某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 um的悬浮颗粒物)其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、CO、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题： (1)关于PM2.5的研究： 常温下用蒸馏水处理PM2.5样本制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表： 离子 K+ Na+ NH SO NO Cl— 浓度(mol·L-1) 4×10-6 6×10-6 2×10-5 4×10-5 3×10-5 2×10-5 根据表中数据判断PM2.5试样显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)，其pH= 。 (2)关于SO2的研究： ①为减少SO2的排放，常采取的措施之一是将煤转化为清洁气体燃料。 已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH1=-437.3kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(g)；ΔH2=-285.8kJ·mol-1 CO(g)+O2(g)=CO2(g)；ΔH3=-283.0kJ·mol-1 则写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式 。 ②SO2是工业制硫酸的重要中间产物。通过下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1(催化剂在400～500℃时效果最好)。结合信息与下表数据，根据化学理论与生产实际综合分析，为了使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫，应选择的生产条件是 （含压强、温度、催化剂等）。在生产中，还可以通入过量空气，其目的是 。 某温度下不同压强下SO2的转化率(%)： 1×105Pa 1×106Pa 5×106Pa 1×107Pa 转化率 97.5% 99.2% 99.6% 99.7% ③某人设想以如下图所示装置用电化学原理将二氧化硫转化为硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式 。 (3)关于NOx和CO的研究：已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g)，若1 mol空气含有0.8 mol N2和0.2 mol O2，1300 ℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10 - 4 mol。计算该温度下的平衡常数K= (计算过程中可进行合理近似处理)，汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。 2．（23-24高三下·安徽六安·阶段练习）汽车让人们的生活越来越便捷。请回答以下问题： (1)汽车尾气主要含有CO、、NO等物质，是造成城市空气污染的主要因素之一，和反应生成NO的能量变化如图所示，则由该反应生成1mol NO时，应 （填“释放”或“吸收”） kJ能量。 (2)汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的NaN3固体迅速分解，产生氮气和金属钠，该过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是_________。 A．NaN3属于离子化合物 B．NaN3的分解反应属于吸热反应 C．表示固体的能量 D．NaN3作为安全气囊的气体发生剂，具有产气快、产气量大等优点 (3)近年来广州首批15辆氢燃料电池公交车已经投入运营，标志着广州公交进入氢能产业时代，如图是某种氢氧燃料电池的内部结构示意图，该电池工作时，正极反应方程式为 ，标况下消耗11.2L空气，整个电路中转移的电子数约为 NA。 (4)铅酸蓄电池自1859年由普兰特发明以来，至今已有150多年的历史，技术十分成熟，是全球上使用最广泛的化学电源。目前最常见还是应用于汽车、柴油机车、摩托车等的启动电源。总反应式为，使用铅蓄电池时，其正极为 ，负极电极反应式为 。 3．（23-24高三上·山东临沂·期中）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 ．合成尿素[]是利用的途径之一、尿素合成主要通过下列基元反应实现： i． ii． (1)结合反应过程中能量变化示意图，解决以下问题。 ①反应  = (用、、、表示)。 ②在一定温度下、原料组成为在恒容密闭容器中进行反应，下列说法正确的有 。 a．反应ii的平衡常数表达式为 b．当混合气体的密度或平均摩尔质量不再发生变化，均说明反应i已达平衡状态 c．加入的催化剂，可提高的平衡转化率 d．在一定温度下，若恒容改为恒压条件，达平衡时的浓度不变 ．我国科学家首次实现了利用空气中的合成淀粉，既实现了的固定，又能解决粮食问题，其中涉及反应： i．   ii．   (2)合成甲醇的反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在t=250℃下的～p、在Pa下的～t如图所示。 ①图中对应等温过程的曲线是 ，判断的理由是 。 ②A点为图中两条线的交点，A点时，两条线对应条件下的平衡常数 (填“相同”或“不相同”)。 ③当时，的平衡转化率α= ，反应条件可能为 或 。 4．（23-24高三上·山东临沂·期中）化学反应中的热效应又称反应热，包括燃烧热、中和热等，某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式计算获得。 (1)若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为 。 (2)中和热的测定：取0.55mol/L的NaOH溶液和0.50mol/L盐酸各50mL进行反应。 ①测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、，则盐酸与NaOH溶液反应的中和热为 kJ/mol(c和ρ分别取4.18和1.0，忽略水以外各物质吸收的热量以及混合后溶液体积的变化)。 ②已知强酸与强碱的中和热为57.3kJ/mol。某兴趣小组的实验数值结果大于57.3kJ/mol原因可能是(填字母) 。 a．实验装置保温、隔热效果差 b．读取混合液的最高温度记为终点温度 c．一次就把NaOH溶液全倒入盛有盐酸的小烧杯中 d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤，直接测定盐酸的温度 e．用量筒量取盐酸时仰视读数 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 i 0.20 溶液100mL 1.20g Fe粉 a b ii 0.56gFe粉 a c = (选择表中一组数据计算)结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：的焓变。 ①查阅资料：配制溶液时需加入酸。加酸的目的是 。 ②丙同学认为该方法不可行，丙同学的理由是 。 ③优化设计：乙同学根据相关原理，重新优化了实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为 。 5．（23-24高三上·江苏宿迁·期中）催化还原是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在催化剂存在下，和可发生两个平衡反应，分别生成(甲醇)和CO。反应的热化学方程式如下： Ⅰ：  ； Ⅱ：  。 某实验室控制和初始投料比为，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据。 催化剂 转化率/% 甲醇选择性/% 543 12.3 42.3 543 10.9 72.7 553 15.3 39.1 553 12.0 71.6 已知：①：纳米棒；：纳米片；②甲醇选择性：转化的中生成甲醇的百分比。回答以下问题： (1)的电子式为 。 (2)反应Ⅱ中相关键能数据如下，则 (用含abde代数式表示)。 化学键 H-H C=O H-O a b d e (3)有利于提高转化为的平衡转化率的措施有 (填字母)。 a．使用催化剂   b．降低反应温度   c．投料比不变增加反应物浓度 (4)、对的选择性影响差别显著，原因是 。 (5)面出反应Ⅰ在无催化和催化下“反应过程—能量”变化关系示意图 。 6．（23-24高三上·江苏宿迁·期中）汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2。 (1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 写出该反应的热化学方程式： 。 (2)探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响。 在相同的恒容密闭容器中，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 实验编号 实验目的 T/℃ NO初始浓度mol/L CO初始浓度mol/L 同种催化剂的比表面积m2/g I 为以下实验作参照 280 80 Ⅱ 120 Ⅲ 探究温度对尾气转化速率的影响 360 80 利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如下： ①计算第1组实验中，达平衡时NO的浓度为 ；NO的转化率为 。 ②在上述条件下，该反应均能自发进行，则该反应的时间 0(填写“>”“<”或“=”) ③由曲线I、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率 (填“增大”、“减小”“无影响”)。 ④若与第I组实验对比，第Ⅳ组实验仅将c(CO)改为，280℃下该反应的平衡常数的值为 。 (3)探究催化剂对CO、NO转化率的影响。将NO和CO按物质的量1：1，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示： ①温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是 。 ②a点脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率，原因是 。 7．（23-24高三上·湖北·期中）合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。铁触媒催化合成氨经历下图所示①～⑥步过程(从状态I至状态VⅡ)： 注解：上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。 请根据信息回答下列问题： (1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。上图中的第 步为决速步骤，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。 (2)根据上图计算合成氨反应的焓变：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)  ΔH= 。 (3)上述反应的ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)。已知：反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的|ΔS|=199J·mol-1·K-1，则合成氨反应能自发进行的温度是 。 A．25℃    B．125℃    C．225℃    D．325℃ (4)某化学小组利用虚拟仿真软件模拟合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2，加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后，在温度为T、压强为p0的条件下开始反应，其气体总物质的量随时间变化如下表： 反应时间/min 0 5 10 15 20 25 30 气体总物质的量/mol 4 3.52 3.3 3.16 3.06 3 3 则该反应的平衡常数Kp= (用含p0的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压=总压×该气体的物质的量分数)。 (5)关于合成氨工艺流程，下列理解正确的是_______。 A．分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能大的平衡转化率和快的反应速率 C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行 (6)工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去，已知NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速经过装有催化剂的反应管，NH3的转化率、N2的选择性与温度的关系如下图。 其他条件不变，在200～300℃范围内升高温度，出口处氮氧化物的量 (填“增大”或“减小”)，原因是 。 8．（23-24高三上·浙江杭州·期中）丙烯是重要的有机化工原料，丙烷制丙烯是化工研究的热点。由丙烷(C3H8)制丙烯(C3H6)的两种方法如下： 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)+ O2(g)C3H6(g)+H2O(g)　ΔH2= -118kJ/mol (1)已知：2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g)　ΔH=-484kJ/mol，则ΔH1为 kJ/mol。 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入1mol C3H8，开始压强为p kPa，仅发生反应Ⅰ(直接脱氢)。 ①下列情况能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母，下同)。 A．焓变(ΔH)保持不变     B．气体平均摩尔质量保持不变 C．C3H6与H2的物质的量之比保持不变     D．v正(C3H8)=v逆(C3H6) ②欲提高丙烯的平衡产率同时加快反应速率，应采取的措施是 。 A．升高温度    B．增大压强    C．及时分离出H2    D．加催化剂 ③反应过程中，C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示。此温度下该反应的平衡常数Kp= kPa(用含p的代数式表示，Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压=总压×体积分数)。 (3)①一定条件下，恒压密闭容器中仅发生反应Ⅱ(氧化脱氢)。C3H8与O2起始物质的量比分别为2：1、1：1、1：2、1：3。平衡时C3H6的体积分数随温度、的变化关系如图所示。其中表示 =1：2的曲线是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。 ②已知该反应过程中，v正=k正p(C3H8)·p1/2(O2)，v逆=k逆p(C3H6)·p(H2O)，其中k正、k逆为速率常数，与温度、活化能有关。升高温度，k正的变化程度 k逆的变化程度。 A．大于    B．小于    C．等于    D．无法比较 ③相比反应Ⅰ(直接脱氢)，反应Ⅱ(氧化脱氢)的优点可能有 (任写一点)。 (4)氧化脱氢采用O2作为氧化剂会使丙烯深度氧化，产率降低。利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新方法。该方法可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图所示。图中催化剂为 。 9．（22-23高三上·内蒙古呼和浩特·期末）回答下列问题。 Ⅰ.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)    △H=Q 下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。 温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012 (1)判断反应达到平衡状态的依据是_______。 A．混合气体的密度不变 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 (2)由表中数据判断Q 0 (填“>”、“”或“＜”)； (3)某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应10 min后，达到平衡时测得cmol／L，则以CH3OH表示的反应速率v mol /(L·min)，CO的转化率为 。 (4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取，涉及的反应方程式如下： C(s)CO2(g)2CO(g)               平衡常数K1 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)          平衡常数K2 CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)        平衡常数K3 则K1、K2 、K3之间的关系是： 。 Ⅱ.一定温度下，向1.0L密闭容器中加入0.60molX(g)，发生反应X(g)Y(s)+2Z(g)△H>0测得反应的逆反应速率随时间变化的关系如图， (5)t2时改变了某一种条件，改变的条件可能是 、 (填写两项)。 10．（24-25高三上·湖北·阶段练习）既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料。以为原料合成涉及的主要反应如下：I：   II：   已知：①常温常压下，和的燃烧热分别为和； ②  。 (1) 。 (2)下列不能说明在恒温恒容的密闭容器中发生反应I和反应II达到平衡状态的是___________。 A．混合气体气体密度不再变化 B．混合气体的平均摩尔质量不再变化 C．容器内的压强不再变化 D．的体积分数不再变化 (3)在密闭容器中通入和，分别在压强为和下进行反应。实验中对平衡体系中的三种物质进行分析，其中和的平衡体积分数受温度的影响如图所示。 ①时，表示和平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是 和 。M点平衡体积分数高于N点的原因是 。 ②图中当和平衡体积分数均为时，若容器的体积为1L，则该温度下反应I的平衡常数K的值为 。(保留三位有效数字)。 (4)利用超干重整是减少温室气体的一种有效方式，其催化转化原理如图所示： ①与超干重整总反应的化学方程式为 。 ②有关转化过程，下列说法正确的是 (填序号)。 A．过程I中未参与反应 B．过程II实现了含碳物质与含氢物质的分离 C．转化②中消耗过程中的，有利于反应正向进行 D．转化③中与反应的物质的量之比为 11．（24-25高三上·湖南永州·阶段练习）党的二十大报告中强调“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”。的转化和利用是实现碳中和的有效途径。回答下列问题。 (1)在席夫碱(含“”有机物)修饰的纳米金催化剂上，直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注，TS为过渡态。 该历程中起决速步骤的化学方程式是 。 (2)利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． ①反应Ⅱ中 ，该反应中活化能(正) (填“>”或“<”)(逆)。 ②在催化剂作用下，按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生Ⅰ和Ⅱ两个反应。维持压强为后各物质的质量不再变化，测得此时的转化率为、甲醇的选择性为。已知：甲醇的选择性。则的分压= ，反应②的 (指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=A的物质的量分数，最终结果用分数表示)。 (3)近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料，实现的回收利用，其工作原理如图所示。 请写出Cu电极上产生的电极反应式： 。 (4)一定条件下，可形成干冰，干冰的晶胞模型如图所示。若晶胞参数是apm，干冰的密度为，则阿伏加德罗常数为 (用含的代数式表示)。 12．（23-24高三上·浙江·期中）乙烯是石油化工最基本的原料之一、 Ⅰ.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：  。 (1)提高乙烷平衡转化率的措施有 。(任写一种) (2)①T℃时，向体积为1 L的密闭容器中加入0.8 mol 和0.2 mol ，发生上述反应，平衡时的体积分数为20%，若平衡后再加入1.45 mol 和0.15 mol ，则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。 ②一定温度下，向恒容密闭容器中通入1 mol 和1 mol，初始压强为100kPa，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为 kPa，该反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ.在乙烷中引入可以降低反应温度，减少积碳。涉及如下反应： a.   b.   c.   (3)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化，需要寻找催化剂降低 反应(填“a”“b”或“c”)的活化能。 (4)常压下，在某催化剂作用下按照投料制备乙烯，体系中和CO在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化关系如图所示。 在570~600℃温度范围内，下列说法正确的有 (填序号)。 ①在体系中的物质的量分数随温度升高而增大 ②的含量随温度升高而增大 ③的产率随温度升高而增大 13．（23-24高三上·辽宁·期中）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题： (1)下图为在某催化剂表面合成氨反应机理。 ①反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 的∆H = kJ·mol-1。 ②上图中过程 (填序号)反应活化能 (填“最大”或“最小”)，是决速反应。 (2)近年来，电化学催化氮气还原合成氨的催化剂研究取得了较大发展。 氮参杂金红石表面氮气固定过程中，总反应方程式为： 。 (3)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的计算结果如下图所示。进料组成I：x(H2)=0.75、x(N2)=0.25；进料组成Ⅱ：x(H2)=0.60、x(N2)=0.20、x(Ar)=0.20(物质i的物质的量分数：x(i)=)   ①P1 16MPa(填“>”、“=”或“<”)。 ②进料组成中不含惰性气体Ar的图是 (填“图a”或“图b”)。 ③图a中，当P2=16MPa、x(NH3)=0.25时，氮气的转化率α= 。该温度时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp= 。 14．（23-24高三下·河北保定·阶段练习）按要求回答下列问题： (1)下列反应中，属于放热反应的是 (填字母，下同)，属于吸热反应的是 。 a．盐酸与烧碱溶液反应     b． c．氢气在氧气中燃烧生成水     d．高温煅烧石灰石使其分解 e．铝和盐酸反应     f．浓硫酸溶于水得到稀硫酸 (2)为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面上升乙处液面下降。 试回答下列问题： ①该反应为反应 (填“放热”或“吸热”)。 ②该反应的反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。 (3)A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题： ①装置甲溶液中的阴离子移向 (填“A”或“B”)极。 ②装置乙中正极的电极反应式为 。 ③四种金属活动性由强到弱的顺序是 。 (4)甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用KOH溶液为电解质，其工作原理如图所示： ①外电路电子移动方向： (填“a极到b极”或“b极到a极”)。 ②a电极的电极方程式为 。 15．（23-24高三下·山东青岛·期末）甲醇是最为常见、应用场景最为广泛的基础化学品之一，甲醇与乙烯、丙烯和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一、回答下列问题： (1)已知：①H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ/mol ②2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=-90kJ/mol 则反应3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH= 。 (2)常温常压下利用Cu/ZnO/ZrO2催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。 该转化历程有 个基元反应，决速步的反应方程式为 。 (3)以起始投料比n(H2)/n(CO2)=3时发生反应3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，在不同条件下达到平衡。设体系中CO2的平衡转化率为α(CO2)，在恒温T=250℃时α(CO2)随压强p的变化以及在恒压p=5×102kPa时α(CO2)随温度T的变化如图所示。 ①图中对应的恒温T=250℃的曲线是 (填“a”或“b”)，理由是 。 ②在T=250℃、p=8×102kPa条件下，反应经过10min达到平衡。0-10min内，H2的平均反应速率为 kPa/min。(保留1位小数)，M 点时该反应的压强平衡常数Kp= (kPa)-2(列出计算表达式)。 (4)H2和CO2以物质的量为3：1发生主反应3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，反应过程中发生的副反应为H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，其他条件相同时，在铜基催化剂(Cu/ZrO2)作用下，不同温度对CO2的转化率和CH3OH的选择性的影响如图所示[CH3OH的选择性=n(CH3OH)生成/n(CO2)消耗×100%]。 ①由图1可知，温度高于260℃时，CO2的平衡转化率变化的原因是 。 ②由图2可知，温度相同时CH3OH的选择性的实验值略高于平衡值，原因是 (从化学反应速率的角度解释)。 16．（23-24高三下·四川广元·期末）我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。的捕集利用已成为科学家们研究的重要课题。加氢可转化为二甲醚()，反应原理为。该反应的能量变化如图所示。 请回答下列问题： (1)该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 (2)在固定体积的密闭容器中发生该反应，能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．的含量保持不变     b．混合气体的密度不变 c．混合气体的平均相对分子质量不变     d． (3)在体积为1L密闭容器中充入和，测得、的物质的量随时间变化如图所示。 ①反应到达3min时， (填“>”“<”或“=”)。 ②0～5min内， 。 ③反应达到平衡状态时，的体积分数为 %(保留1位小数)。 ④“二甲醚()酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。X电极为 (填“正”或“负”)极；X电极的电极反应式为 ，Y电极的电极反应式为 。 17．（23-24高三下·湖南长沙·阶段练习）完成下列问题。 (1)某温度下，2L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。 ①从反应开始到2min内，用X的浓度变化表示的平均反应速率为 。 ②该反应的化学方程式为 。 ③若X、Y、Z均为气体，下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．X、Y、Z三种气体的浓度相等 b．混合气体的质量不随时间变化 c．混合气体的密度不随时间变化 d．单位时间内消耗X和Z的物质的量之比为3∶2 (2)实验室用溶液与溶液反应探究条件的改变对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表(已知)： 实验序号 体积/mL 温度/℃ 溶液出现浑浊的时间/s 0.1mol/L 溶液 水 0.1mol/L 溶液 1 2.0 0.0 2.0 25 2 2.0 0.0 2.0 50 3 1.0 V 2.0 T ①对比实验1和2可探究 因素对化学反应速率的影响。 ②对比实验1和3来探究浓度对化学反应速率的影响，则V= ，T= 。 (3)溴单质是重要的化工原料之一，工业上从海水中提取溴的流程如图：(已知：海水中溴元素主要以形式存在) ①将吹出后的含的空气按一定速率通入吸收塔，用和水进行吸收，写出吸收反应的化学方程式： 。 ②吸收后的空气进行循环利用。吹出时，吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示。流量过大，吹出率反而下降的原因是： 。 (4)利用如图所示原电池的装置使与均转化为，既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环污染，又能充分利用化学能，请回答下列问题： 原电池的负极为 (填“A”或“B”)，电极B上发生的电极反应为： 。 18．（23-24高三下·广东东莞·阶段练习）水资源的处理和利用是环境化学的重要课题。 I．常作食品加工中的食品添加剂，也可用作净水剂。请回答下列问题： (1)作净水剂的原理是 (用离子方程式说明)。几种均为的电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图1所示。其中符合溶液的pH随温度变化的曲线是 (填罗马数字)，判断的理由是 。 Ⅱ．高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂。 (2)高铁酸盐在水浴液中有四种含铁形体。25℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图2所示：pH=2.4时，溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为 。 (3)已知电离常数分别为：，，，当pH=4时，溶液中 。 (4)高铁酸钾()不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图3所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极产生，正极电极反应为 。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动。 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) 酸性 4 (2) C(s) + H2O(g) = H2(g)+CO(g) △H=+131.5 kJ/mol 常压，400～500 ℃，使用催化剂 增大氧气浓度，提高三氧化硫转化率 SO2-2e-+2H2O=4H++SO (3) 4×10-6 升温，反应速率加快，而且反应正方向吸热，平衡向右移动 【详解】（1）由题给数据可知，PM2.5试样中阳离子电荷总数为(4×10-6+6×10-6+2×10-5)mol/L=3×10-5mol/L，阴离子电荷总数为(4×10-5×2+3×10-5+2×10-5)mol/L=13×10-5mol/L，则溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液呈酸性，由电荷守恒可知，溶液中氢离子的浓度为13×10-5mol/L-3×10-5mol/L=1×10-4mol/L，溶液pH为4； （2）①将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知，②—①可得反应C(s) + H2O(g) = H2(g)+CO(g)，则反应热△H=△H2-△H1=(-110.5kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+131.3 kJ/mol，反应的热化学方程式为C(s) + H2O(g) = H2(g)+CO(g) △H=+131.3 kJ/mol； ②二氧化硫的催化氧化反应是气体体积减小的放热反应，增大压强、降低反应温度，平衡都向正反应方向移动，有利于提高三氧化硫的转化率，由表格数据可知，常压1×105Pa时转化率就已经很高了，若采用高压，平衡能向正反应方向移动，但二氧化硫的转化率变化不大，与高压设备的材料费用相比，高压是得不偿失的，所以实际生产时采用常压，由催化剂在400～500℃时效果最好可知，为了使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫，应选择的生产条件是常压，400～500 ℃，使用催化剂；在生产中，通入过量空气可以增大反应为氧气浓度，使平衡向正反应方向移动，二氧化硫转化率增大，所以在生产中，还可以通入过量空气使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫； ③由图可知，通入二氧化硫的电极为原电池的负极，二氧化硫在水分子作用下失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=4H++SO； （3）设气缸的体积为1L，由1300 ℃时在密闭容器内反应达到平衡时测得NO为8×10 - 4 mol可知，平衡时氮气、氧气和一氧化氮的浓度为(0.8-8×10 - 4)mol/L、(0.2—8×10 - 4)mol/L、8×10- 4mol/L，反应的平衡常数K=≈4×10-6；该反应为吸热反应，升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，所以汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内一氧化氮排放量越大。 2．(1) 吸收 91.5 (2)BC (3) O2+4e-+4H+=2H2O 0.4NA (4) PbO2 【详解】（1）1mol O2和1mol N2完全反应生成2mol NO时，断键吸收的能量是498kJ+945kJ=1443kJ，成键放出的能量是630kJ×2=1260kJ，所以生成1mol NO时吸收的能量是×(1443kJ-1260kJ)=91.5kJ； （2）A．NaN3是由Na＋和构成的，属于离子化合物，A正确； B．由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，因此NaN3的分解反应属于放热反应，B错误； C．E1表示正反应的活化能，不表示2mol NaN3固体的能量，C错误； D．汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的NaN3固体迅速分解，产生氮气和金属钠，因此NaN3作为安全气囊的气体发生剂，具有产气快、产气量大等优点，D正确； 故选BC； （3）根据氢离子的移动方向可判断甲电极是负极，乙电极是正极，该电池工作时，氢气从a处通入，氧气在正极得到电子，正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；标况下消耗11.2L空气即0.5mol，其中氧气的物质的量是0.1mol，所以整个电路中转移的电子数约为0.4NA； （4）铅蓄电池中，PbO2为正极，Pb为负极，负极的电极反应式为：。 3．(1) d (2) a 生成甲醇的反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，增大 不相同 33.3% Pa，210℃ Pa，250℃ 【详解】（1）①由图可知，反应i的焓变ΔH=(E1-E2)kJ/mol，反应ii的焓变ΔH=(E3-E4)kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应的ΔH=(E1-E2+E3-E4)kJ/mol； ②a．反应ii中各物质均为纯液体，不是气体或溶液，故a错误； b．投料比为n(CO2)：n(NH3)=1：2，与反应i的计量数之比相等，则混合气体的平均摩尔质量始终不变，不能据此判断反应达到平衡状态，故b错误； c．催化剂不能改变反应的起始状态，不能提高CO2的平衡转化率，故c错误； d．在一定温度下，若恒容改为恒压条件，气体的物质的量之比等于其体积之比，且投料比等于反应计量数之比，则各组分的物质的量浓度不变，即达平衡时CO2的浓度不变，故d正确； 故答案为：d； （2）①合成甲醇的反应是气体分子数减小的放热反应，温度一定时增大压强，平衡正向移动，x(CH3OH)增大；压强一定时升高温度，平衡逆向移动，x(CH3OH)减小，则图中a表示250℃下的x(CH3OH)～p曲线，b表示p=5×105Pa下的x(CH3OH)～t曲线； ②两条曲线表示的意义不同，A点时两条曲线对应的温度条件不同，平衡常数K只与温度有关，则A点时两条线对应条件下的平衡常数不相同； ③合成甲醇的反应在起始物=3，设n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，列式如下： x(CH3OH)=0.1时有：=0.1，解得x=，则CO2的平衡转化率α=×100%≈33.3%，由图可知，x(CH3OH)=0.1的点有两种：5×105Pa、210℃；9×105Pa、250℃。 4．(1)   (2) e (3)或 (4) 抑制水解 Fe粉与溶液混合，在反应A进行的同时，可能存在Fe粉和酸的反应 将一定量的Cu粉加入一定浓度的溶液中反应，测量反应热，计算得到反应的焓变；根据(3)中实验计算得到反应的焓变；根据盖斯定律计算得到反应的焓变为 【详解】（1）若1g葡萄糖完全燃烧放出的热量为a kJ，180g葡萄糖完全燃烧放出热量180a kJ，反应的热化学方程式为: C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) △H = -180a kJ/mol； （2）①测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，温度差为(T1- T0)℃，V总为100mL，则该过程放出的热量为，反应生成水物质的量= 0.50mol/L ×0.050L=0.025mol，中和热； ②a．实验装置保温、隔热效果差，会造成热量损失，进一步导致放出热量小于57.3kJ，故a错误； ｂ．读取混合液的最高温度记为终点温度，是正确操作，不会造成热量减小，故b错误； ｃ．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，会造成热量的损失，进一步导致放出热量小于57.3kJ，故c错误； ｄ．用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤，温度计中会蘸有NaOH溶液，直接测定 H2SO4溶液的温度，会中和部分硫酸，导致硫酸与氢氧化钠反应时，放出的热量减少，故d错误； ｅ．用量筒量取盐酸时仰视读数，量取盐酸溶液体积增大，实验数值结果大于57.3kJ/mol，故e正确； （3）100mL 0.2mol·L-1CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol，1.20g Fe粉和0.56g Fe粉的物质的量为0.021mol、0.01mol，实验i中有0.02mol CuSO4发生反应，实验 ii 中有0.01mol CuSO4发生反应，实验i放出的热量多，体系温度升高幅度较大，若按实验 i 进行计算，，若按实验ⅱi进行计算，； （4）①配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是：抑制Fe3+水解； ②丙同学认为该方法不可行，丙同学的理由是：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的同时，可能存在Fe粉和酸的反应； ③乙同学根据相关原理，重新优化了实验方案，获得了反应A的焓变，该方案为：将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应 Cu + Fe2(SO4)3 = CuSO4+2FeSO4的焓变△H1，根据(3)中实验计算得到反应 Fe +CuSO4= Cu +FeSO4的焓变△H2，根据盖斯定律计算得到反应Fe + Fe2(SO4)3= 3FeSO4的焓变为△H1 +△H2。 5．(1) (2) (3)bc (4)表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响 (5) 【详解】（1） 分子中C原子与每个O原子间有两对共用电子对，电子式为； （2）； （3）a．使用催化剂Cat.1，可以加快化学反应速率，对CO2转化为甲醇的平衡转化率不产生影响； b．反应I为放热反应，降低反应温度，平衡正向移动，CO2转化为的平衡转化率增大； c．投料比不变，增加反应物的浓度，相当于加压，平衡正向移动，CO2转化为的平衡转化率增大； 故选bc； （4）在相同温度下，达平衡前，不同的催化剂对同一反应的催化能力不同，因而选择性不同，其原因是：表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响； （5） 同一反应，使用催化剂，可以使活化能降低，但不影响反应物和生成物的总能量，示意图如下：。 6．(1)N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=-180kJ/mol (2) 探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响 280 4.00×10-3 3.00×10-3mol/L 50% ＜ 增大 (3) 温度较低，催化剂活性较低 该反应放热，根据曲线Ⅰ可知a点对应的温度的平衡脱氮率更高 【详解】（1）图示反应为N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=(946+498-2×632)kJ/mol+180kJ/mol，则热化学方程式为：N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=-180kJ/mol，故答案为：N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=-180kJ/mol； （2）①探究一种影响因素，必须保持其他影响因素是一致，通过对比Ⅱ和Ⅰ的条件可知，两者的区别是催化剂的比表面积不同，则其他的影响因素均应相同，故Ⅱ中温度为280T，NO初始浓度为6.50×10-3mol/L，CO初始浓度为4.00×10-3mol/L，而且Ⅱ探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响，故答案为：探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响； ②由①可知，Ⅱ中温度为280T，故答案为：280； ③由①可知，Ⅱ中CO初始浓度为4.00×10-3mol/L，故答案为：4.00×10-3； ④通过图象可知，平衡时CO的平衡浓度为1.00×10-3mol/L，可得出CO的浓度该变量△c(CO)=4.00×10-3mol/L-1.00×10-3mol/L=3.00×10-3mol/L，在一个反应中，各物质的浓度的该变量之比等于计量数之比，故NO的浓度的改变量c(CO)= 3.00×10-3mol/L，故NO的平衡浓度c(NO)=6.00×10-3mol/L-3.00×10-3mol/L=3.00×10-3mol/L，故答案为：3.00×10-3mol/L； ⑤由④可知，平衡时，NO的浓度的改变量c(CO)= 3.00×10-3mol/L，初始浓度为6.00×10-3mol/L，故NO的转化率为：，故答案为：50%； ⑥利用催化技术，可将汽车尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，从图中可以看出，NO足量，CO没有全部转化，则反应为可逆反应，反应的化学方程式：，在上述条件下，△S <0，但该反应能自发进行，则该反应的AH <0，故答案为：＜； ⑦增大催化剂比表面积后，缩短了到达平衡的时间，故增大了反应速率，故答案为：增大； ⑧实验|中，起始时c(CO)=4.00×10-3mol/L，c(NO)=6.00×10-3mol/L，反应达平衡时，c(CO)=1.00×10-3mol/L，则可建立如下三段式：，若与第Ⅰ组实验对比，第Ⅳ组实验仅将c(CO)改为5.00×10-3mol/L，则280℃下该反应的平衡常数的值与第Ⅰ组实验中的相同，仍为，故答案为：； （3）①若低于200℃，脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因：温度较低，催化剂活性较低，故答案为：温度较低，催化剂活性较低； ②a点不是平衡脱氮率，该反应放热，根据曲线Ⅰ可知a点对应的温度的平衡脱氮率更高，故答案为：该反应放热，根据曲线Ⅰ可知a点对应的温度的平衡脱氮率更高。 7．(1) ③ 吸热 (2)-92 kJ･mol-1 (3) < AB (4) (5)AD (6) 增大 在200～300℃范围，温度升高，速率加快，NH3的转化率增大，但N2的选择性下降 【详解】（1）活化能越大，反应速率越慢，反应的决速步骤取决于慢反应，由图可知，Nad和3Had转化为NHad和2Had的活化能最大，则决速步骤的反应方程式为Nad+3Had=NHad+2Had，为第③步；物质脱离催化剂表面时，需要消耗一定的能量，所以脱附过程是吸热过程，故答案为：③，吸热； （2） 根据图中信息及反应物总能量与生成物总能量关系，生成1molNH3放出46kJ能量，得到合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1；故答案为-92kJ·mol-1； （3）该反应生成气体的量减少，故ΔS<0，根据ΔG=ΔH-TΔS<0，反应可以自发进行，可以计算出，AB符合，故答案选AB； （4）反应时加入1mol N2，3mol H2，列出三段式： 平衡后压强，NH3的物质的量分数为，N2的物质的量分数为，H2的物质的量分数为，平衡常数，故答案为； （5）A．工业上制备氮气就是采用分离液态空气，甲烷和水蒸气可反应生成H2，原料气经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生，故A正确； B．该反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，但平衡逆向移动，转化率减小，B错误； C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，相当于减小压强，平衡逆向移动，平衡转化率减小，故C错误； D．氨易液化，将液氨移去，减小生成物浓度，平衡正向移动，故D正确； 故答案为：AD。 （6）NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应，在200～300℃范围，温度升高，速率加快，NH3的转化率增大，但N2的选择性下降，则出口处氮氧化物的量会增大。 8．(1)+124 (2) BD A 0.9p (3) Ⅱ B 氧化脱氢为放热反应，能减少能耗、产物易于分离、催化剂表面不易积碳等 (4)CrO3 【详解】（1）反应Ⅰ，反应Ⅱ，反应Ⅲ，根据盖斯定律：，故答案为：+124； （2）①A．焓变只与化学反应有关，所以反应的焓变始终保持不变，即反应的焓变保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故A项错误； B．恒容密闭容器，各物质均为气体，反应前后质量不变，反应后气体物质的量增大，根据公式：，则混合气体的平均摩尔质量减小，当混合气体的平均摩尔质量不变时，可以说明反应达到平衡，故B项正确； C．C3H6与H2的物质的量之比始终为1:1，不能作为达到平衡的标志，故C项错误； D．C3H8生成速率与C3H6生成速率相等，正、逆反应速率关系符合反应的计量关系之比，可以说明反应达到平衡，故D项正确； 故答案为：BD； ②A．升高温度，反应速率加快，平衡正向移动，丙烯产率增大，故A项正确； B．增大压强，反应速率加快，平衡逆向移动，丙烯产率降低，故B项错误； C．及时分离出H,，平衡正向移动，丙烯产率增大，但反应速率随后减慢，故C项错误； D．加催化剂，反应速率加快，平衡不移动，丙烯产率不变，故D项错误； 故答案为：A； ③一定温度下，向恒容密闭容器中充入1molC3H8，开始压强为pkPa，假设反应消耗C3H8的物质的量为mol，则列三段式有：，根据图像可知平衡时C3H8的体积分数为25%，，解得，则，开始气体物质的量是1mol时压强为pkPa，则平衡时气体物质的量为1.6mol时，气体总压强为1.6pkPa，其中p(C3H8)=，p(C3H6)= p(H2)=，则该反应达到平衡时的化学平衡常数：，故答案为：0.9P； （3）①相同温度下，C3H8与O2起始物质的量比越小，C3H8的转化率越大，平衡时C3H8体积分数就越小，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ曲线分别表示比值为1:3、1:2、1:1、2:1，则表示的曲线是Ⅱ，故答案为：Ⅱ； ②该反应为放热反应，则逆反应的活化能更大，升高温度，k正、k逆均增大，活化能大的变化的程度更大，则k正的变化程度小于k逆的变化程度，故答案为：B； ③相比反应Ⅰ(直接脱氢)，反应Ⅱ(氧化脱氢)的优点可能有：氧化脱氢为放热反应，能减少能耗、产物易于分离、催化剂表面不易积碳等，故答案为：氧化脱氢为放热反应，能减少能耗、产物易于分离、催化剂表面不易积碳等； （4）催化剂在反应中先消耗，后生成，则催化剂为CrO3，故答案为：CrO3。 9．(1)BD (2)＜ (3) 0.08 80% (4)K2=K1·K3 (5) 加入生成物Z 增大体系压强 【详解】（1）A．恒容条件下，反应物和生成物都是气体，‌总质量不变，‌总体积也不变，‌因此混合气体的总密度不变，‌不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．该反应是一个反应前后气体体积减小的反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，该反应达到平衡状态，B正确； C．无论反应是否达到平衡，生成CH3OH的速率与消耗CO的速率始终相等，不能说明反应达到平衡状态，C错误； D．当CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明反应已经达到平衡状态，D正确； 故选BD； （2）升高温度，化学平衡常数减小，则平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即Q＜0； （3）某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应10 min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol／L，则，则，CO的转化率为； （4）已知： ①C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) 平衡常数K1 ②C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) 平衡常数K2 ③CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g) 平衡常数K3 ①+③=②，所以K2=K1·K3； （5）由图象可以知道，在t2时逆反应速率立即增大，且达到平衡时逆反应速率大于原平衡状态时的反应速率，说明达到平衡时生成Z的浓度大于原平衡的浓度，根据影响反应速率的因素分析，可以加入生成物Z，逆反应速率会立刻增大，达到新的平衡时Z的浓度比原平衡的浓度大，反应速率不大；也可以缩小容器体积，即增大压强，正逆反应速率都增大，且达到平衡时正逆反应速率都大于原平衡的速率； 10．(1)-164.9 (2)A (3) a d 温度相同时，增大压强使反应I平衡正向移动，水的体积分数增大，和的体积分数减少，有利于反应II平衡逆向移动，故高压时，CO的平衡体积分数降低，M点高于N点(其它合理答案亦可) 2.88 (4) BC 【详解】（1）由题目已知信息可知：热化学方程式： ①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol； ②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol； ③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ/mol; 根据盖斯定律，将4×①-②+2×③，整理可得： ΔH=4×(-285.8kJ/mol)-(-890.3kJ/mol)+2×(+44kJ/mol)=-164.9kJ/mol； （2）A．容器内混合气体的总质量不变，容器体积不变，密度始终不变，不能判定达到化学平衡状态；故A选； B．反应I是气体分子数目减少的反应，反应II是气体分子数目不变的反应，任意反应未达到平衡，均会影响反应物CO2和H2的浓度，使另一反应变为非平衡状态，则容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化时，反应I达到平衡，则可以说明上述两反应达到平衡状态；故B不选； C．反应I是气体分子数目减少的反应，压强不再变化，说明反应I达到平衡，则可以说明上述两反应达到平衡状态；故C不选； D．的体积分数不再变化，说明反应I达到平衡，则可以说明上述两反应达到平衡状态；故D不选； 答案选A。 （3）①Ⅰ反应为放热反应，Ⅱ反应为吸热反应，温度升高，Ⅰ反应平衡逆向移动，Ⅱ反应平衡正向移动，故a、b对应不同压强下CH4的平衡体积分数，c、d对应不同压强下CO的平衡体积分数，同时压强增大，Ⅰ反应正向移动，CH4平衡体积分数增大，故a曲线代表10MPa情况下CH4平衡体积分数，b曲线代表1MPa情况下CH4平衡体积分数，1MPa情况下CH4平衡体积分数相对于10MPa的情况要小，则对应的1MPa情况下H2O平衡体积分数也要小，这有利于Ⅱ反应正向移动，故c曲线代表1MPa情况下CO平衡体积分数，d曲线代表10MPa情况下CO平衡体积分数；温度相同时，增大压强使Ⅰ反应正向移动，水的体积分数增大，二氧化碳和氢气的体积分数减小，有利于Ⅱ反应逆向移动，故高压时CO体积分数降低，M点高于N点； ②当图中CH4和CO平衡体积分数均为40%时，CO2平衡体积分数为20%，设反应生成CH4xmol，COymol， 到达平衡时，CO2平衡物质的量为(1-x-y)mol，H2平衡物质的量为(3-4x-y)mol，H2O平衡物质的量为(2x+y)mol，二氧化碳、甲烷、一氧化碳总的物质的量为1-x-y+x+y=1，则=40%，=40%，解得x=0.4，y=0.4，则平衡时n(CH4)=0.4mol，n(H2O)=(2x+y)mol=2×0.4mol+0.4mol=1.2mol，n(CO2)=(1-x-y)mol=(1-0.4-0.4)mol=0.2mol，n(H2)=(3-4x-y)mol=(3-4×0.4mol-0.4)mol=1mol，容器体积为1L，c(CH4)=0.4mol•L-1，c(H2O)=1.2mol•L-1，c(CO2)=0.2mol•L-1，c(H2)=1mol•L-1，则平衡常数K===2.88； （4）①根据箭头指向可知：CH4和CO2是反应物，CO和H2O是生成物，利用电子守恒和原子守恒可写成方程式：； ②A．过程Ⅰ发生的反应为CH4+3CO24CO+2H2O，CO2是氧化剂，故A错误； B．过程Ⅱ发生了四个反应：①Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2、②Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O、③CaCO3=CaO+CO2、④CaO+CO2=CaCO3，转化②实现了碳氢分离，转化③实现CO再制备，故B正确； C．过程Ⅱ反应④消耗CO2，有利于过程Ⅱ反应①正向进行，故C正确； D．转化③方程式为：3Fe+4CaCO3=Fe3O4+4CaO+4CO，故Fe与CaCO3反应的物质的量之比为3：4，故D错误； 答案为BC。 11．(1) (2) > 2.7 0.01 (3) (4) 【详解】（1）化学反应是由慢反应决定的，活化能越大，反应速率越慢，根据图像可知，CO+H*=HCO为该反应的决速步骤，故答案为CO+H*=HCO； （2）①利用盖斯定律可知，反应Ⅱ=反应Ⅰ－反应Ⅲ，即ΔH2=ΔH1－ΔH3=[(-49)－(-90.17)]kJ/mol=+41.17kJ/mol，因为该反应为吸热反应，因此正反应活化能大于逆反应活化能，故答案+41.17kJ/mol；＞； ②令起始时n(CO2)=1mol，n(H2)=4mol，达到平衡时，CO2的转化率为50%，消耗CO2物质的量为0.5mol，生成甲醇物质的量与生成CO物质的量的和等于消耗CO2物质的量，因此生成甲醇的物质的量为0.5mol×80%=0.4mol，则生成CO物质的量为0.1mol，根据反应方程式可知，达到平衡时，混合气体总物质的量为4.2mol，氢气分压p(H2)=4.2MPa×=2.7MPa；用CO分压表示的反应速率为v(CO)==0.01MPa/min；达到平衡后，容器中n(CO2)=0.5mol，n(H2)=2.7mol，n(CO)=0.1mol，n(H2O)=0.5mol，n(CH3OH)=0.4mol，反应Ⅱ前后气体系数之和相等，因此有Kp==；故答案为2.7；0.01；； （3）铜电极作阴极，根据电解池工作原理，阴极上得电子，发生还原反应，其电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，故答案为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O； （4）CO2位于晶胞的顶点和面心，个数为=4，晶胞的质量为，晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，晶胞的密度ρ=g/cm3，推出阿伏加德罗常数=；故答案为。 12．(1)升高温度或减小压强或移走产物 (2) 正向 110 15 (3)a (4)②③ 【详解】（1）由题意知，C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g)ΔH1＞0，该反应是气体分子数增大的吸热反应，减小压强，升高温度或及时移出生成物均可使平衡正向移动，提高乙烷平衡转化率，故答案为：升高温度或减小压强或移走产物； （2）①由题意知，C2H6和H2的起始量分别为0.8mol、0.2mol,设平衡时C2H4为ymol,则C2H6转化了ymol,平衡时C2H6和H2分别为(0.8-y)mol、(0.2+y)mol。平衡时C2H4的体积分数为20%，即，解得y=0.25，则平衡常数，达到平衡后再加入1.45molC2H6和0.15molH2，Qc==0.075＜K，平衡正向移动； ②由题意知，C2H6和H2的起始量均为1mol,初始压强为100kPa,乙烷的平衡转化率为20%，列出三段式：，设平衡时体系的压强为xkPa，则，解得x=110，则平衡时体系的压强为110kPa,该反应的平衡常数；故答案为：正向；110；15； （3）反应的主要目的是制备乙烯，为减少过度氧化，应加快反应a的反应速率，故需要寻找催化剂降低反应a的活化能，故答案为：a； （4）①由题图知，C2H6转化率增大，则C2H6在体系中的物质的量分数随温度升高而减小，故错误； ②由于反应均未达到平衡，在反应a、b、c中，随温度升高，反应物的转化率都增大，生成水的量都增大，则H2O的含量随温度升高而增大，故正确； ③由题图知，C2H6的转化率随温度升高而不断增大，表明反应均未达到平衡，则C2H4的产率随温度升高而增大，故正确； 故选②③。 13．(1) -92 ③ 最大 (2)N2+6H++6e-2NH3 (3) < 图b 50% 27 【详解】（1）由题图可知，反应物总能量高于产物总能量，反应放热，且的ΔH=-46kJ·mol-1，则合成氨反应的ΔH=-92kJ·mol-1； 在化学反应中，决速步为活化能大的步骤，根据题图可知，过程③活化能大； 故答案为：-92；③；最大； （2）依据氮掺杂金红石表面氮气固定机理可知，反应物为氮气和氢离子，生成物为氨气，金红石为催化剂，总反应方程式为N2+6H++6e-2NH3； 故答案为：N2+6H++6e-2NH3； （3）①合成氨的反应中，压强越大越利于氨的合成，则氨的物质的量分数越大，结合图像可知，在相同温度下，氨的物质的量分数：P3＞P2＞P1，所以压强：P3＞P2＞P1，所以P1<16MPa； 故答案为：<； ②对比图a和图b可知，相同温度和相同压强下，图a中平衡时氨的物质的量分数较小，在恒压下充入惰性气体Ar，导致反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要向着气体分子数增大的方向进行，即不利于合成氨，所以氨的物质的量分数小，因此进料组成中含惰性气体Ar的图是图a，不含惰性气体Ar的图是图b， 故答案为：图b； ③图3进料组成为x(H2)=0.60、x(N2)=0.20、x(Ar)=0.20，三者物质的量之比为3：1：1，假设进料中氢气、氮气和氩气物质的量分别为3mol、1mol和1mol，平衡时氮气变化量为x，列三段式：，当P2=20MPa、，解得x=0.5，则氮气转化率； 平衡时氮气、氢气、氨气物质的量分别是 0.5mol、1.5mol、1mol，还有1molAr，物质的量分数分别是、、，该温度下的平衡常数； 故答案为：50%；27。 14．(1) ace bd (2) 吸热 高 (3) A Cu2++2e-=Cu D>A>B>C (4) a极到b极 【详解】（1）因常见的放热反应有：所有的燃烧、酸碱中和反应、活泼金属和酸的反应、金属与水的反应、大多数化合反应、铝热反应等，浓硫酸溶于水得到稀硫酸为放热过程而不是放热反应，是物理变化，所以放热反应有：ace；常见的吸热反应为：大多数的分解反应，八水合氢氧化钡和氯化铵的反应、焦炭和二氧化碳、焦炭和水的反应等，所以吸热反应有：bd； （2）①因为“看到 U 形管中甲处液面上升乙处液面下降”，说明广口瓶中的空气体积减小、压强减小，这只能是A和B反应吸收热量导致温度降低所致，由此推断 该反应是吸热反应； ②一个吸热反应，一定是反应物断开化学键吸收的总能量大于生成物形成化学键释放的总能量，所以填“高 ”； （3）①装置甲中金属A不断溶解，说明A电极失电子被氧化，为原电池负极，B电极是正极，则溶液中的阴离子移向负极，即A极； ②装置乙中C的质量增加，说明C电极是正极，正极为铜离子得到电子发生还原反应生成铜单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu； ③装置甲中A为负极，说明活动性：A>B；装置乙中C为正极，说明活动性：B>C；装置丙中，A上有气体产生，说明A电极为正极，活动性：D>A；综上所述，四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C； （4）甲烷失电子发生氧化反应，故通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极； ①外电路电子的移动方向是由负极经导线向正极移动，即电子移动方向：a极到b极； ②a电极上甲烷失电子产生碳酸钾，反应的电极方程式为。 15．(1)-49kJ/mol (2) 4 HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H* (3) a 恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大 (4) 温度升高，主反应逆向移动，副反应正向移动，温度高于260℃ 时，副反应正向移动的程度大于主反应逆向移动的程度 在该条件下主反应的速率大于副反应，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多 【分析】盖斯定律利用方程式的加减可以得到目标方程式，得到反应热，基元反应活化能大，反应较慢，为决速步，据此作答。 【详解】（1）反应①H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ/mol，反应②2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=-90kJ/mol，根据盖斯定律，反应①+反应②可得反应3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2=+41kJ/mol-90kJ/mol=-49kJ/mol，答案：-49kJ/mol； （2）由图可知，反应历程有4个基元反应，第二步基元反应活化能较大，反应较慢，为决速步，化学方程式为：HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*，答案：4、HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*； （3）图中对应的恒温T=250℃的曲线是a，因为恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大，在T=250℃、p=8×102kPa 条件下，反应经过 10min 达到平衡，由图可知，α(CO2)=30%，设起始时二氧化碳的物质的量为xmol，则起始时氢气的物质的量为3xmol，列出三段式如下：，H2的起始分压为8×102kPa×=600 kPa，平衡分压为8×102kPa×=494 kPa，H2的平均反应速率为，M点是反应的压强平衡常数为，答案：a、恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大、、； （4）主反应为放热反应，副反应为吸热反应，温度升高，主反应逆向移动，副反应正向移动，温度高于260℃时，副反应正向移动的程度大于主反应逆向移动的程度，所以CO2平衡转化率随温度升高还在增大，由图2可知，温度相同时，CH3OH选择性的实验值略高于平衡值，从化学反应速率的角度看原因是：在该条件下主反应的速率大于副反应，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多，答案：温度升高，主反应逆向移动，副反应正向移动，温度高于260℃ 时，副反应正向移动的程度大于主反应逆向移动的程度、在该条件下主反应的速率大于副反应，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多。 16．(1)放热 (2)ac (3) ＞ 0.5 17.9 负 3H2O+CH3OCH3-12e-=2CO2+12H+ 【详解】（1）从图中可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应； （2）a．随反应进行，H2含量不断减少，CO2含量不变可说明反应达到平衡状态，故a选； b．该反应在恒容装置中进行，反应物和产物均为气体，混合气体密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡，故b不选； c．该反应是气体物质的量减小的反应，若正向进行时气体总物质的量减小，则混合气体的平均相对分子质量增大，故当混合气体的平均相对分子质量不变时可以说明该反应达到平衡状态，故c选： d．，选项中并未指明反应速率的方向，故不能说明反应达到平衡，故d不选； 答案为ac； （3）①反应达到3min时，尚未达到平衡，此时二氧化碳的物质的量仍处于减少的趋势，故 v正＞v逆； ②0～5min内，CO 物质的量减少2.5mol，则v(CO2)==0.5； ③根据化学方程式列出起始、转化、平衡时的物质的量关系为： 平衡状态时，的体积分数为17.9%。 ④通入燃料二甲醚的电极为必极，则X电极为负极；X极失去电子，电极反应式为3H2O+CH3OCH3-12e-=2CO2+12H+，Y电极为正极，电极反应式为：。 17．(1) 0.075 d (2) 温度 1.0 25 (3) 过量的随吸收后的空气进入吹出步骤，与溴反应，使溴的吹出率下降 (4) A 【详解】（1）①从反应开始到内，X浓度变化量为，其平均反应速率。 答案为：0.075。 ②X、Y浓度在降低，Z在增加，说明X、Y为反应物，Z为生成物。2min后反应达到平衡，其中X、Y、Z物质的量的变化量分别为：，，。根据可知，在同一容器内，X、Y、Z的化学反应速率之比为，即。X、Y、Z化学计量数之比等于化学反应速率之比，因此该反应的化学方程式为：。 答案为：。 ③a．根据曲线可知，达到平衡状态时，X、Y、Z三种气体浓度不相等，因此a不能说明反应达到平衡状态； b．反应前后均为气体，则混合气体的质量始终不变，因此b不能说明反应达到平衡状态； c．容器体积恒定，反应前后混合气体质量不变，则混合气体密度始终不变，因此c不能说明反应达到平衡状态； d．单位时间内，每消耗，则必然生成；同时消耗，说明同一物质的正逆反应速率相等，可以说明反应达到平衡状态。 答案为：d。 （2）①实验1、2除温度不同外，其他因素都相同，因此实验1、2可探究温度对化学反应速率的影响。 答案为：温度。 ②实验1、3探究浓度对化学反应速率的影响，则温度、溶液总体积相同，因此；实验1总体积为，则实验2总体积也为，因此V=1.0。 答案为：1.0；25。 （3）①和水吸收含空气的化学方程式为：。 答案为：。 ②流量过大，吹出率反而下降的原因可能是：过量的随吸收后的空气进入吹出步骤，与溴反应，使溴的吹出率下降。 答案为：过量的随吸收后的空气进入吹出步骤，与溴反应，使溴的吹出率下降。 （4）转化为，氮元素化合价升高，发生氧化反应，则电极A为负极，电极B作正极。电极A上发生的反应为：，电极B上发生的反应为：。 答案为：A；。 18．(1) Ⅰ NH4Al(SO4)2水解溶液呈酸性，升高温度使水解程度增大，pH减小 (2) (3)4.16 (4) 右 【详解】（1）NH4Al(SO4)2作净水剂的原理是电离出的铝离子水解产生的氢氧化铝胶体具有吸附性，，铵根离子和铝离子水解都呈酸性，越热越水解且升高温度水的离子积常数增大，因此符合0.1molL-1NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是Ⅰ； （2）pH=2.4时，由图中可以读出Fe主要以H2FeO4的形式存在，由图可知，溶液中的主要含铁形体浓度的大小关系为 )； （3）pH=4时，溶液中c(H+)=10-4mol/L，则此时； （4）①正极发生还原反应，高铁酸根离子得电子结合水生成氢氧化铁和氢氧根离子：； ②Zn为负极发生氧化反应、C为正极发生还原反应，在原电池中阴离子向负极移动，因此盐桥中氯离子向右移动。 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 $$