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高三上·江苏南京·开学考试）为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，将CO2 转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。 方法：CO2 催化加氢制甲醇。 以CO2、H2 为原料合成CH3OH 涉及的反应如下： 反应i：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)  H1 反应ii：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)  H2=+41.0 kJ·mol-1 反应iii：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)  H3=-90.0 kJ·mol-1 (1)计算反应i的H1= 。 (2)5Mpa时，往某密闭容器中按投料比 n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2。反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Z代表 (填化学式)。 ②体系中 CO2 的物质的量分数受温度影响不大，原因是 。 方法：CO2 电解法制甲醇 利用电解原理，可将CO2 转化为CH3OH，其装置如下图所示： (3)双极膜 B 侧为 (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 (4)TiO2 电极上电极反应方程式： 。 方法：CO2 催化加氢制低碳烯烃(2～4 个C的烯烃) 某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了CO2 直接合成低碳烯烃，并给出了其可能的反应历程(如图所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程；SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。 注：☐表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。 (5)反应机理中步骤和步骤的过程可以描述为 ，历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为 。 2．（23-24高三下·宁夏石嘴山·期末）2022年1月24日，习近平总书记在十九届中共中央政治局第三十六次集中学习时强调，实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。因此，二氧化碳的合理利用成为研究热点。 研究证明，CO2可作为合成低碳烯烃的原料，目前利用CO2合成乙烯相关的热化学方程式如下： 反应i：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1═﹣49.0 kJ•mol﹣1 反应ii：2CH3OH=H3OCH3(g)+H2O(g)  ΔH2=﹣24.52 kJ•mol﹣1 反应iii：CH3OCH3=C2H4(g)+H2O(g)  ΔH3=﹣5.46 kJ•mol﹣1 反应iv：2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)  ΔH4 (1)反应i为 反应(填“放热”或“吸热”)，能正确表示该反应的图示是 (填“图1”或“图2”)。 (2)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料，以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下： I.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)  ΔH1=﹣122.5 kJ/mol II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+41.1 kJ/mol ①在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应I、II，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(已知：CH3OCH3的选择性=×100%) 其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的曲线是 (填“①”或“②”)；升高温度，CH3OCH3的产率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②对于反应II，总反应速率v=v正﹣v逆=k正p(CO2)•p(H2)﹣k逆p(CO)•p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。 a.降低温度，k正﹣k逆 (填“增大”、“减小”或”不变”)； b.在一定温度和压强下按照n(H2)：n(CO2)=1：1投料，只发生反应II，某时刻测得CO2转化率为50%，且v(正)：v(逆)=3：4，则平衡时用气体分压表示的平衡常数Kp= 。 (3)用H2还原CO2可以合成CH3OH：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为 。 3．（23-24高三上·江苏南京·阶段练习）CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，实现自然界中的碳循环。 (1)CO2催化加氢合成甲烷过程中发生下列反应： Ⅰ．CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)   ΔH1＝﹣165kJ/mol Ⅱ．CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  ΔH2＝+41kJ/mol Ⅲ．CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)  ΔH3 ①ΔH3＝ 。 ②当n(CO2)：n(H2)＝1：4时，CO2平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。800℃时，不同压强下的CO2平衡转化率趋向于相等的原因是 。 (2)在CaCO3中添加金属Pd作催化剂，通入H2在600℃条件下反应，可直接获得CH4和CaO，该反应的化学方程式为 。 (3)CO2催化加氢合成甲烷常使用CeO2作催化剂。 ①CeO2的晶胞如图所示，Ce原子周围距离最近且相等的O原子个数为 。 ②CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图所示，若将反应中通入的H2全部转化为D2，则产物为 。 ③催化剂中掺入少量CaO，用Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成CaxCe1﹣xOy，可提高催化效率的原因是 。 4．（23-24高三上·广东江门·开学考试）H2S是石油化工行业广泛存在的污染性气体，但同时也是重要的氢源和硫源，工业上可以采取多种方式处理。 I．干法脱硫 (1)已知H2S的燃烧热为akJ·mol-1，S的燃烧热为bkJ.mol-1，则常温下空气直接氧化脱除H2S的反应：= 。 (2)常用脱硫剂的脱硫效果及反应条件如下表，最佳脱硫剂为 。 脱硫剂 出口硫(mg·m-3) 脱硫温度(℃) 操作压力(MPa) 再生条件 一氧化碳 <1.33 300~400 0~3.0 蒸气再生 活性炭 <1.33 常温 0~3.0 蒸气再生 氧化锌 <1.33 350~400 0~5.0 不再生 锰矿 <3.99 400 0~2.0 不再生 Ⅱ．热分解法脱硫 在密闭容器中，充入一定量的H2S气体，发生热分解反应控制不同的温度和压强进行实验，结果如图。 (3)图中压强关系p1、p2、p3由大到小的顺序为 ，图中H2S平衡转化率与温度、压强的关系图，该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应，若要进一步提高H2S的平衡转化率，除了改变温度和压强外，还可以采取的措施有 。 (4)若压强为p2、温度为975℃时，的平衡常数K=0.04，则起始浓度c= mol·L-1，若向容器中再加入1molH2S气体，相同温度下再次达到平衡时，K 0.04（填“>” “<”或“=”）。 Ⅲ．间接电解法脱硫 间接电解法是通过FeCl3酸性溶液吸收并氧化H2S气体将反应后溶液通过电解再生，实现循环使用，该法处理过程如图。 (5)电解反应器总反应的离子方程式为 。 5．（23-24高三上·江苏南京·阶段练习）烟气中含有的高浓度SO2、氮氧化物有害物质及酸性废水中的，在排放前必须进行脱硫、脱硝、脱氮处理。 (1)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2、NO转化为、，均为放热反应。 ①NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是 。 ②一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图，SO2的脱除率高于NO，可能的原因是 (写出1种即可)。 ③烟气中SO2和NO的体积比为4∶1，50℃时的脱除率见上图，则此吸收液中烟气转化生成的和Cl−的物质的量之比为 。 (2)若烟气主要成分为NO，O3能有效地氧化NO。 已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-114kJ/mol-1 2O3(g)=3O2(g) △H2=-284.2kJ/mol-1(活化能Ea=119.2kJ/mol-1) NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H3=-119.1kJ/mol-1(活化能Ea=3.2kJ/mol-1) NO可经O3处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响，将NO与O3混合反应一段时间，再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时，NO脱除率随NO与O3混合反应时温度变化情况为：温度在50~150℃时，随着温度升高，NO脱除率无明显变化；温度超过150℃时，随着温度升高，NO脱除率下降，其可能原因是 。 (3)纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。 ①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是 。 ②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是 。 (4)用H2消除酸性废水中的是一种常用的电化学方法。其反应原理如图所示。请结合上述反应过程用合适的文字描述Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)在其中的作用： 。 6．（23-24高三下·浙江·期中）氮的氧化物(如、、等)应用很广，在一定条件下可以相互转化。 (1)一定条件下，在恒容密闭容器中存在如下平衡：，若改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化。 ①升温，化学反应速率 。(填“增大”、“减小”或“不变”，下同) ②充入一定量的稀有气体使容器中的压强增大，化学反应速率 。 (2)已知：在一定条件下发生分解。某温度下测得恒容密闭容器中浓度随时间的变化如下表： t/min 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 /mol/L 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 设反应开始时体系压强为，第2.00min时体系压强为p，则= ； (3)①对于反应有人提出如下反应历程： 第一步快速平衡； 第二步慢反应； 第三步快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应，下列表述正确的是 。 A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B．反应的中间产物只有 C．容器中压强不再变化能说明反应已达平衡 D．气体的密度保持不变能说明反应已达平衡 ②对于反应，在恒容密闭容器中反应达到平衡，时充入，时又达到平衡，在下图中画出随时间变化的趋势图 。 (4)、和熔融可作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。请写出负极的电极反应方程式 。 7．（23-24高三下·上海·期中）能源是国民经济发展的重要基础。请根据所学知识回答下列问题： Ⅰ．家用天然气的成分主要为。 (1)已知的燃烧热为，则的热值是 。(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值，结果保留一位小数) Ⅱ．2023年9月23日20时许，第19届亚运会在杭州奥体中心“大莲花”盛大开幕。此次杭州亚运会主火炬的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇，实现了循环内的零排放。我国科学家在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化为清洁液态燃料——甲醇。 该法利用制取甲醇的有关化学反应如下： ① ② ③ 已知反应①中相关的化学键键能数据如下： 化学键 C-C C-H H-H C-O H-O 键能/ 348 413 436 358 463 (2)由此计算断开键需要吸收 kJ的能量(甲醇的结构式为)； 。 Ⅲ．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。 (3)制备方法Ⅰ：已知工业上某反应可用于制备氢气，它的平衡常数表达式为：，则所对应的化学方程式为 。 (4)制备方法Ⅱ：十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“”的脱氢过程释放氢气。已知： 反应Ⅰ：   活化能为 反应Ⅱ：    活化能为 且 ①有利于提高上述反应平衡转化率的条件是 。 A．低温低压    B．高温高压    C．低温高压    D．高温低压 ②下列选项对应的示意图中，能正确表示“”的“能量—反应过程”的是 。 ．    B． C．    D． 从图中可知，反应 (填Ⅰ或Ⅱ)是决速反应。 制备方法Ⅲ：已知在298K和100kPa的条件下，液态水分解生成氢气：。 ③下图为该反应的能量变化示意图，而在实际生产生活中常会使用催化剂，例如，那么图中A点将 (填“升高”、“降低”或“不变”)，原因是 。 ④反应焓变的数据如下：在等压条件下，，由此可计算得上述反应的为 。又知该反应，那么该反应在298K条件下能否自发进行，原因是 。 (5)试从绿色化学的角度比较并评价直接电解海水与太阳能(作催化剂)分解淡水两种制备氢气的方案 。 8．（23-24高三上·广东江门·阶段练习）利用烃及其衍生物和CO2催化重整既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道。 (1)利用二氧化碳氢化法合成二甲醚，可实现二氧化碳再利用。其中涉及的反应有： I．         △H1=-48.1 kJ·mol-1 Ⅱ.             △H2=-24.5kJ·mol-1 Ⅲ.            △H3=+41.2kJ·mol-1 写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式： 。 (2)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应，CH4的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示。 ①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列能说明反应到达平衡状态的是 (填序号)。 A．容器内混合气体的压强保持不变 B．容器中混合气体的密度保持不变 C．V(CO2)=V(CH4) D．同时断裂1molC-H键和2molH-H键 ②若反应在密闭容器中进行，结合图1分析压强P1 P2(填“>”“<”或“=”)，X和Y点正反应速率大小是：v(X)正 v(Y)正(填“>”“<”或“=”)。 ③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则X点对应温度下的Kp= (用含的代数式表示)。 (3)通过大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双金属合金团簇可用于催化甲烷干法重整(DRM)反应，在催化剂表面涉及多个基元反应，其中一步为甲烷逐步脱氢，三种催化剂催化甲烷脱氢过程的能量变化如图2所示： 甲烷脱氢过程中决速步骤为 。(用反应方程式表示) (4)以In/Zn作为催化剂，丙烷与二氧化碳可通过耦合法制丙烯，主要发生如下反应： I： Ⅱ： III： IV： 在580℃时，将C3H8和CO2按体积比1：1充入一密闭容器中进行反应，体系中C3H8(g)、CO2(g)的平衡转化率和C3H6(g)的平衡产率随压强变化如图。 随压强增大C3H6(g)的平衡产率先增大后减小的原因为 。 9．（23-24高三下·湖南娄底·期末）Ⅰ.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①写出由纯制备高纯硅的化学方程式： 。 ②还原过程中若混入，可能引起的后果是 。 (2)下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。 A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂纸、砂轮等 B．含硅4%的钢具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯 C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 Ⅱ．工业合成氨反应：是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成键、键、键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则： (3)若完全反应生成可 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ。 (4)如果将和混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是 。 (5)实验室模拟工业合成氨时，在容积为的密闭容器内，反应经过10min后，生成，则用表示的化学反应速率为 。 (6)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是 (填序号)。 a．正反应速率和逆反应速率相等    b．正反应速率最大，逆反应速率为0 c．的转化率达到最大值    d．和的浓度相等 e．、和的体积分数相等    f．反应达到最大限度 10．（23-24高三下·湖南长沙·期末）煤化工产品在工业领域中有广泛的应用前景。 I．煤与水蒸气生产水煤气的化学方程式为：，反应的能量变化如图所示： (1)该反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”) (2)在体积固定的密闭容器中发生上述反应，下列措施能加快反应速率的是_____(填序号) A．充入氩气增大压强 B．加入固体碳 C．增大水蒸气浓度 D．及时分离CO Ⅱ．二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，制备二甲醚的主要原理如下： ①   ②   ③   (3)反应的 kJ/mol (4)在2L的密闭容器中合成二甲醚，CO、和产物(部分产物未标出)的物质的量随时间变化的曲线如图所示： ①达到平衡时，的转化率为 。 ②从反应开始到10s，用CO表示的反应速率为 。 ③在体积固定的密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是 。 A．CO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． Ⅲ．可将二甲醚设计成燃料电池。图为某二甲醚燃料电池的工作原理示意图。a、b均为多孔性Pt电极。请填空： (5)a电极是电池的 极。 (6)电池中电子的流向为 (填“由a流向b”或“由b流向a”)。 11．（23-24高三下·广西柳州·阶段练习）化学反应是人类获取能量的重要途径。 (1)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。 ①图I中发生反应的离子方程式为： 。 ②有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是 。(填字母)。 A．图I和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面        B．图Ⅱ中产生气体的速率比图I快 C．图I中温度计的示数高于图Ⅱ的示数        D．图I和图Ⅱ中温度计的示数均低于室温 ③若图Ⅱ的烧杯中最初装入的是的稀硫酸，当原电池工作时共收集到氢气(标准状况)。反应前后溶液体积变化可忽略不计，则这内用的浓度变化表示的反应速率 。 (2)为更好地利用化学反应中的物质和能量变化，在化学研究中除了关注化学反应的快慢还需了解反应进行的程度。某实验小组对一可逆反应进行了探究：时，起始向恒容密闭容器中充入，测得反应过程中三种气体的物质的量(n)与时间(t)的关系如图所示。 ①该反应的化学方程式为： 。 ②此条件下反应达最大限度时Y的体积分数为 (保留一位小数)。 ③下列描述能表示该反应到达平衡状态的是 。(填字母) A．                        B．容器内X与Y的物质的量之比为 C．容器内的混合气体的总质量不再改变        D．X的体积分数不再改变 12．（23-24高三下·吉林长春·期末）煤燃烧排放的烟气含有和，形成酸雨、污染大气。有效去除大气中的、是环境保护的重要课题。 (1)用水吸收的相关热化学方程式如下：         反应的 (2)采用的碱性溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫(去除硫的氧化物)、脱硝(去除氮的氧化物)，在鼓泡反应器中通入含有和NO的烟气，反应温度为323K，溶液浓度为。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表： 离子 ①写出的碱性溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。 ②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐 (填“提高”“不变”或“降低”)。 ③由实验结果可知，脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。导致上述实验结果的原因是除了：和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是 。 (3)在有氧条件下，新型催化剂M能催化与反应生成。 ①与生成的反应中，当生成1mol 时，转移的电子数为 mol。 ②将一定比例的、和的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见下图)。 反应相同时间的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在50~250℃范围内随着温度的升高，的去除率迅速上升的原因有 、 ；当反应温度高于：380℃时，的去除率迅速下降的原因可能是与发生了反应 。(写出化学方程式) 13．（23-24高三下·湖南郴州·期末）回收利用硫和氮的氧化物是保护环境的重要举措。 I.工业生产可利用从燃煤烟气中脱硫。 (1)已知完全燃烧放出热量。与反应的能量变化如图所示，则从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式为 （用含m的代数式表示）。 Ⅱ.是大气污染物之一，的转化技术对大气污染防治意义深远。回答下列问题： (2)炽热的活性炭可以处理，发生的反应为。 一定温度下，将足量的活性炭和一定量的加入一恒容密闭容器中发生上述反应，内，气体密度增大，则 。下列能表示该反应达到平衡状态的是 （填字母）。 A．容器内混合气体的密度保持不变 B．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变 C．和的消耗速率之比为 D．容器内压强不再改变 (3)利用高效催化剂处理汽车尾气中的的反应为。一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中加入和发生上述反应，部分物质的体积分数随时间t变化如图所示。 曲线b表示物质的关系，逆反应速率 （填“＞”“＜”或“＝”），若起始压强为，则该反应温度下 （分压物质的量分数总压，用含的式子表示）。 (4)石墨烯基材料被看作是前景深远的高性能电极材料，能大幅度提升锂离子电池的充放电速度。某公司研发的石墨烯基锂离子电池的结构示意图如图所示，已知电池总反应为：，充电时，阳极的电极反应式为： 。 (5)钴酸锂是常见的锂离子电池正极材料，其晶胞结构示意图如图所示，各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。该晶胞密度为 。（写出计算式，阿伏加德罗常数为） 14．（23-24高三下·湖南郴州·期末）认识化学反应的能量变化、化学反应速率和反应限度，培养变化观念和平衡思想的学科素养。 (1)探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾()和亚硫酸钠可发生反应：，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。 实验序号 酸性溶液(含淀粉)的体积/mL 溶液的体积/mL 水的体积/mL 实验温度/℃ 出现蓝色的时间/s ① 5 5 0 ② 5 5 30 25 ③ 5 25 25 则 。 (2)探究KI和混合时生成KCl、和的反应存在一定的限度。实验：向溶液中滴加5～6滴(每20滴约为1 mL)溶液，充分反应后，将所得溶液分成甲、乙两份，甲中加入少量后振荡；乙中滴加试剂X后振荡，通过观察现象即可证明反应存在一定的限度。则试剂X的化学式是 ，可观察现象是 。 (3)下表中的数据表示破坏1 mol化学键需要的能量，在反应中，当(标准状况下时的体积)完全燃烧时， (填“放出”或“吸收”) kJ的能量。 化学键 C-H O=O C-O C=O H-O 能量(kJ) 415 498 343 798 465 (4)一定条件下铁可以和发生反应：(该反应为放热反应)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体，反应过程中气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。 ①时，正、逆反应速率的大小关系为 (填“>”“＜”或“=”)。 ②0～4 min时间段内，CO的平均反应速率 ③下列描述能说明上述反应已达平衡的是 。 A． B．容器中气体压强不随时间而变化 C．单位时间内生成的同时生成n mol CO D．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 15．（23-24高三下·辽宁锦州·期末）某科研团队在体积恒定的密闭容器中将和催化重整制备合成气，该反应为可逆反应，其反应历程示意图如下： 回答下列问题： (1)制备合成气的化学方程式为 。 (2)历程①②是 (填“吸收”或“放出”)能量的过程。 (3)维持温度和容积不变，下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。 A．混合气体的总压强不再变化 B． C．混合气体的密度不再变化 D．的体积分数不再变化 (4)在体积为的密闭容器中，按投料比充入和进行该反应，的平衡转化率与温度、初始压强的关系如图所示。 ①当温度为、初始压强为时，点的 (填“>”、“＜”或“=”) ②当温度为、初始压强为时，加入和，反应时达到平衡，用的浓度变化表示该反应的反应速率为 ，平衡时体系的总压强与初始压强之比为 。 ③保持温度和容积不变，若起始时提高投料比的值，则起始速率 (填“加快”、“减慢”或“无法判断”)。 16．（23-24高三下·广东惠州·期末）到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。 Ⅰ．从能量变化角度研究反应：。 (1)根据图中数据计算反应，生成1mol 时 （填释放或吸收）的热量为 kJ。 (2)已知一定温度下在2L的密闭容器中模拟工业合成 氨气，各物质的有关数据如下： 起始物质的量浓度/（）： 1.5 1 0 2s末物质的量浓度/（）： 0.9 0.8 0.4 请回答下列问题。 ①用来表示0~2s的平均反应速率为 。 ②下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是 （填序号） A．            B．容器内气体的总压强保持不变 C．容器内气体的密度不变            D． E．容器内气体的物质的量分数保持不变 Ⅱ．探究化学能转变为电能。 某实验小组自制如图水果电池，探究影响电池效能的因素有哪些，制成记录表格如下： 序号 电极 电极间距（cm） 水果种类 电流表（μA） ① 2.0 西红柿 78.8 ② 2.0 西红柿 70.3 ③ 2.0 西红柿 0 ④ 2.0 柠檬 45.7 ⑤ 1.0 柠檬 98.4 回答下列问题： (3)水果电池中，水果的作用是 。 (4)对比实验①②③得出的结论是 。 (5)下图为探究化学能转变为电能的装置。 若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，若导线中转移了0.4mol电子，则产生的气体在标准状况下的体积为 L。为了减缓气体生成的速率而又不改变生成气体的成分，该同学在烧杯中分别加入下列液体，你认为可行的是 （填字母）。 A．蒸馏水            B．NaCl溶液            C．溶液         D．溶液 17．（23-24高三下·重庆·期末）人类的一切活动都离不开能量，而能量的产生和利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题： (1)科学研究表明：NF3存储能量的能力是CO2的12000倍左右，在大气中的寿命可达740年，如表所示是断裂或形成1mol化学键时吸收或释放的能量： 化学键 N≡N F—F N—F 能量( kJ) 946 154 283 则反应N2(g) + 3F2(g) = 2NF3(g) △H = 。 (2)已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中： ①4P(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1    ②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2 则有：△H1 △H2 (填“>”，“<”，“=”)。 (3)2.6g C2H2(g)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出130kJ的热量。写出C2H2燃烧的热化学方程式 。 (4)微生物脱盐电池既可以处理废水中的铵盐，同时又能实现海水的淡化，原理如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 ①电极a为 (填“正”或“负”)极；Y离子交换膜为 (填“阴”或者“阳”)离子交换膜。 ②电极a的电极反应为 。 ③若海水脱盐(NaCl)17.55 g，则在两个电极上产生的气体的物质的量总共为 mol。 18．（23-24高三下·内蒙古乌兰察布·期末）完成下列问题: (1)硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2,放出225kJ热量,该反应的热化学方程式为： 。 (2)在25℃、101kPa下，1g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7kJ,则甲醇燃烧热的热化学方程式应为 。 二甲醚(CH3OCH3)既是一种有机燃料，又是一种重要的有机化工原料。利用CO2催化氢化制备二甲醚的反应原理如下： I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)     II.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)     III.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)     回答下列问题： (3)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应Ⅲ，下列事实能说明已经达到平衡的是 (填标号)。 A．混合气体的密度不再发生变化 B．容器内混合气体的压强不再发生变化 C．v正(CH3OH)=2v逆(CH3OCH3) D．在恒容绝热容器中进行时，温度保持不变 E.c(CH3OH):c(CH3OCH3):c(H2O)=2:1:1 (4)在有催化剂存在的条件下，反应Ⅲ的反应过程如下图所示，吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。该反应过程的决速步骤为 (填“①”或“②”)。 (5)CO也能和H2反应制取二甲醚，反应原理为4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),一定条件下，将H2和CO按投料比通入1L反应器中发生该反应，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图所示。 ①上图中p1、p2、p3由大到小的关系是 。 ②实际生产中一般采用的温度为300-340℃，而不采用200°C,原因是 。 ③若在p3和316℃时, 将H2和CO按投料比通入该1L反应器中，反应达到平衡时,CO的转化率 50%(填“>”“<”或“=”)。 (6)高温时二甲醚蒸气发生分解反应：CH3OCH3(g)CH4(g)+CO(g)+H2(g)。迅速将二甲醚引入一个500℃的抽成真空的恒温恒容的密闭瓶中，在不同时刻测得的瓶内气体压强p总如下表所示。 t/ min 0 10 20 30 40 50 p总/kPa 40.0 78.0 92.0 99.0 100 100 ①该反应达到平衡状态时，二甲醚的转化率为 。 ②保持温度不变，在上述容器中充入1molCH3OCH3、1molCH4、1molCO和1molH2，列式计算说明v正、v逆的大小关系 。 (7)H2-H2O2电池的工作原理如图所示： ①写出Pt电极b上的电极反应式: ②电池工作时，下列说法正确的是 (填字母)。 A．化学能全部转化为电能 B．电子从Pt电极a流向Pt电极b C．溶液中OH-向Pt电极b移动 D．负极附近溶液碱性减弱 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)-49 kJ·mol-1 (2) H2O 1<0，2>0，随温度升高，反应ii正向进行的程度与反应i逆向进行的程度相差不大 (3)阳离子 (4)CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O (5) H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，并与催化剂Zn-Ga-O中的氧原子结合生成水脱离，留下氧原子空位，二氧化碳分子中的氧原子落在氧空位中与催化剂结合 6：1 【详解】（1）由盖斯定律得反应i=反应ii+反应iii，故，故答案为-49kJ/mol； （2）①，，即生成甲醇的反应均为放热反应，所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应减小，，生成 CO的反应为吸热反应，所以随温度升高 CO平衡时的物质的量分数会变大，二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，所以Z代表H2O，Y代表CH3OH，X代表CO； ②体系中 CO2 的物质的量分数受温度影响不大，原因是，，随温度升高，反应ii正向进行的程度与反应i逆向进行的程度相差不大； （3）H+需要在TiO2极参与反应而OH-需要在BiVO4极发生反应，则H+经B膜移向TiO2电极，B为阳离子交换膜，而A极为阴离子交换膜； （4）从图看CO2在TiO2极发生还原反应产生CH3OH，电极反应式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O； （5）①根据反应图示机理可知，H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，并与催化剂Zn-Ga-O中的氧原子结合生成水脱离，留下氧原子空位，二氧化碳分子中的氧原子落在氧空位中与催化剂结合； ②根据上述分析，由得失电子守恒有3H2~CH3OH~6H*，所以产生1mol CH3OH消耗6mol H*，反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为6：1。 2．(1) 放热 图1 (2) ① 减小 减小 0.75 (3)分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行 【详解】（1）反应i中 Δ H< 0,该反应为放热反应；在放热反应中，反应物总能量高于生成物总能量，因此能正确表示该反应的图示是图1； （2）由于反应I正反应为放热反应，反应II正反应为吸热反应，故升高温度，平衡I逆向移动，则CH3OCH3选择性下降，故CH3OCH3选择性对应曲线①；反应I正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OCH3的产率减小； a.反应II为吸热反应，降低温度，k正、k逆均减小，平衡逆向移动，则v正减小的程度大于v逆，所以k正减小的程度大于k逆，故k正−k逆减小； b.在一定温度和压强下的反应II，按照n(H2)∶n(CO2)=1∶1投料，可以假设c(H2)=c(CO2)=2 mol/L，CO2转化率为50%时，则转化浓度c(H2)=c(CO2)=2 mol/L×50 % =1 mol/L，可列三段式： 相同条件下压强比等于物质的量之比，由三段式可知，p(CO2)=p(H2)=p(CO)=p(H2O)；已知v正：v逆=3:4，，则，当反应达到平衡时，，则，故； （3）P点甲醇产率高于T点的原因为分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行，提高了甲醇的产率。 3．(1) 反应I的，800℃时正向进行程度小，反应Ⅱ的，800℃时正向进行程度大，而反应Ⅱ平衡不受压强影响，故平衡转化率趋于相等 (2) (3) 8 D2O、CD4 结构中氧空位增加，加速CO2的转化 【详解】（1）①Ⅰ-Ⅱ得到CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g) ，ΔH3= ΔH1-ΔH2=-206kJ/mol； ②800℃时，不同压强下CO2的平衡转化率趋向于相等的原因是：反应Ⅰ的ΔH<0，800℃时正向进行程度小，反应Ⅱ的ΔH>0，800℃时正向进行程度大，而反应Ⅱ平衡不受压强影响，故CO2平衡转化率趋于相等； （2）在CaCO3中添加金属Pd作催化剂，通入H2在600℃条件下反应，可直接获得CH4和CaO，该反应的化学方程式为：； （3）①由晶胞可知Ce位于立方体的顶点和面心上，以面心的Ce为例，Ce原子周围距离最近且相等的O原子个数为4×2=8； ②根据CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理可知，CH4中的H和H2O中的H都来自H2，所以反应中通入的H2全部转化为D2，则产物为D2O、CD4； ③催化剂中掺入少量CaO，用Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成CaxCe1﹣xOy，可提高催化效率的原因是：结构中氧空位增加，加速CO2的转化。 4．(1) (2)活性炭 (3) p3>p2>p1 吸热 移出产物H2或S2 (4) 0.018 = (5) 【详解】（1）已知H2S的燃烧热为akJ.mol-1，S的燃烧热为bkJ·mol-1，则有=-akJ·mol-1①，=-bkJ·mol-1②，根据盖斯定律得，； （2）结合表中信息，活性炭的出口硫小，温度为常温，操作压力较小，且可再生，故最佳脱硫剂为活性炭； （3）该反应的正反应方向气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，H2S的平衡转化率减小，即同一温度条件下，压强越大，H2S的平衡转化率越小，则有p3>p2>p1；由图可知升高温度，H2S的平衡转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应；若要进一步提高H2S的平衡转化率，除了改变温度和压强外，还可以通过减少生成物的浓度使平衡正向移动，即移出产物H2或S2； （4）已知压强为p2、温度为975℃时，H2S的平衡转化率为40%，且平衡常数K=0.04，设始浓度为xmol/L，“三段式”表示为： ， 则有，解得x=0.018；若向容器中再加入1molH2S气体，相同温度下再次达到平衡时，平衡常数不变，因为平衡常数只与温度有关，温度不变，所以平衡常数不变； （5）间接电解法是通过FeCl3酸性溶液吸收并氧化H2S气体，FeCl3溶液被还原为FeCl2，反应后溶液通过电解再生，即将FeCl2氧化为FeCl3，所以电解反应器总反应的离子方程式为。 5．(1) SO2+ClO−+H2O =+Cl−+2H+ SO2在水中的溶解度大于NO；SO2在溶液中的还原性强于NO；SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO 2∶13 (2)NO与O3反应的活化能低，O3分解的活化能高，50~150℃时O3分解速率慢，NO与O3反应速率快，高于150℃时，O3分解速率加快，影响了与NO的反应 (3) 水中的溶解氧过少，生成Fe2+浓度低，还原速率慢，硝态氮去除率下降 纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升 (4)H2在Pd表面失去电子，传递给Fe3O4，其中的Fe(Ⅲ)得到电子，被还原为Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)又失去电子，将电子传递给，被还原为N2，Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间相互转化过程中起到了传递电子的作用 【详解】（1）①NaClO溶液具有氧化性，与烟气中SO2反应的离子方程式是SO2+ClO−+H2O =+Cl−+2H+； ②SO2的脱除率高于NO原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO；SO2在溶液中的还原性强于NO；SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO； ③在相同条件下，SO2和 NO的体积比为二者的物质的量比，所以n（SO2）：n（NO）=4:1。设烟气中 NO 的物质的量为xmol，50℃时NO的脱除量为xmol×80%=0.8xmol，则SO2的脱除量为4xmol×100%=4xmol；设反应消耗ClO-的物质的量为ymol，根据得失电子守恒知：3×0.8x mol+2×4 mol=2×y mol，解得y=5.2x，根据原子守恒得n () : n(Cl-) = n(NO) : n (ClO-) = 0.8xmol：5.2xmol=2：13； （2）NO与O3反应的活化能低，O3分解的活化能高，50~150℃时O3分解速率慢，NO与O3反应速率快，高于150℃时，O3分解速率加快，影响了与NO的反应 （3）①当水中溶氧量多时，过量的氧气会将Fe2+氧化为Fe3+，当水中的溶解氧过少，生成Fe2+浓度低，还原速率慢，硝态氮去除率下降； ②纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升 （4）H2在Pd表面失去电子，传递给Fe3O4，其中的Fe(Ⅲ)得到电子，被还原为Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)又失去电子，将电子传递给，被还原为N2，Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间相互转化过程中起到了传递电子的作用。 6．(1) ①增大 ②不变 (2)4∶7 (3) A  C (4) 【详解】（1）①升温，化学反应速率增大。 ②充入一定量的稀有气体使容器中的压强增大，但、的浓度均不变，则化学反应速率不变。 （2）已知：在一定条件下发生分解。 根据已知条件列出三段式： 同温同压下，气体的物质的量之比等于压强之比；反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，所以反应开始时体系压强与第2.00min时体系压强p0∶p=1.00∶(0. 50+1.00+0. 25) =4∶7。 （3）①A．第一步快速达到平衡，说明反应速率快，第二步是慢反应，说明反应速率慢，因此v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)，故A正确； B．根据总反应、第二步和第三步反应可知，、NO是反应的中间产物，故B错误； C．一定温度下，在恒容密闭容器中反应，气体的物质的量、压强会随着反应而变化，故容器内压强不随时间的变化，说明气体的物质的量不随时间变化，则说明反应已达平衡，故C正确； D．一定温度下，在恒容密闭容器中，气体质量、容积体积、气体密度均始终不变，故混合气体的密度不变不能说明已平衡，故D错误； 故答案为AC； ②对于恒容密闭容器中反应，充入N2O5(g)使浓度增大，则正反应速率增大，即υ正(NO2)增大，c (NO2)和c (O2)不变，则Qc＜K，平衡正向移动，使cN2O5(g)有所下降，则正反应速率有所下降，即υ正(NO2) 有所下降，时又达到平衡，根据勒夏特列原理，cN2O5(g)、υ正(NO2)比旧平衡大，则υ正(NO2)随时间变化的趋势图为。 （4）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，NO2作燃料、O2作氧化剂，所以石墨I为负极、石墨Ⅱ为正极，石墨I电极上生成氧化物Y，因为负极上失电子，所以Y是五氧化二氮，则负极的电极反应式为。 7．(1)55.6 (2) 750 -219.2 (3) (4) D B Ⅰ 降低 催化剂参与化学反应，改变反应的历程，降低反应的活化能 +586kJ.mol -1 否 (5)直接电解海水耗能大，还产生污染性气体；太阳能(TiO2作催化剂)分解淡水节能，无污染性气体排放 【详解】（1）单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值，已知的燃烧热为，则的热值是=55.6； （2）二氧化碳的结构式为O=C=O，设C=O键的键能为，根据已知热化学方程式①反应焓变反应物键能之和一生成物键能之和=[2x+3436-(3413+358+463)-(2463)] =-178，解得x=750，即断开1molC=O键需要吸收的能量为750kJ；根据盖斯定律，由①+(②-③) 得：，答案为750；-219.2； （3）平衡常数表达式为生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比，根据平衡常数表达：可知，所对应的化学方程式为； （4）要提高平衡转化率，则需要促进平衡正向移动，由 于题给两个反应均是吸热反应，且正反应均是气体分子数增大的反应，升高温度,平衡向吸热反应方向移动即该反应向正向移动，降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动即该反应向正向移动，故应选择高温低压，答案为D； ②A．从图中分析“"的过程能量增加是吸热反应，“”的过程能量减小是放热反应，与事实是△H1>△H2>0两个反应的正反应均为吸热反应不符，A错误； B．从图中分析“”的过程能量增加是吸热反应，"”的过程能量增加也是吸热反应，“”的过程吸收的热量大于“”吸收的热量，与事实是△H1>△H2>0两个反应的正反应均为吸热反应，且反应I吸收的热量大于反应吸收的热量一致，B正确； C．从图中分析“”的过程能量减小是放热反应，"”的过程能量减小也是放热反应，与事实是△H1>△H2>0两个反应的正反应均为吸热反应不符，C错误； D．从图中分析“”的过程能量增加是吸热反应，"”的过程能量增加也是吸热反应，“”的过程吸收的热量小于“”吸收的热量，与事实△H1>△H2>0两个反应的正反应均为吸热反应，且反应I吸收的热量大于反应吸收的热量不符，D错误； 答案为B； 从图中可知，反应Ⅰ正反应的活化能较大，故决速反应为反应Ⅰ； ③催化剂参与化学反应，改变反应的历程，降低反应的活化能，故答案为降低；催化剂参与化学反应，改变反应的历程，降低反应的活化能； ④利用键能和反应热的关系，=反应物键能之和-生成物的键能之和-生成物的键能之和=4467kJ﹒mol -1- 2436kJ﹒mol-1-498kJ﹒mol-1= 586kJ﹒mol- 1，再由已知= 44kJ﹒mol- 1,结合盖斯定律可求算=+586kJ﹒mol-1，又根据△H - T△S = 586kJ﹒mol-1可判断反应能否自发；-298K(-326.6J.mol-1﹒K-1)>0，故反应不自发，故答案为: +586kJ﹒mol -1；否； （5）直接电解海水耗能大，还产生污染性气体；太阳能(TiO2作催化剂)分解淡水节能，无污染性气体排放，绿色环保，故答案为:直接电解海水耗能大，还产生污染性气体；太阳能(TiO2作催化剂)分解淡水节能，无污染性气体排放。 8．(1)        △H=-120.7kJ·mol-1 (2) A < < (3) (4)压强低于0.3MPa时，压强增大反应Ⅲ平衡正向移动为主，丙烯产率增大；压强高于0.3MPa时，压强增大反应Ⅰ平衡逆向移动为主，丙烯产率减小 【详解】（1）根据盖斯定律，反应可由2×Ⅰ+Ⅱ得到， ，故答案为        △H=-120.7kJ·mol-1； （2）①A．该反应是气体分子数增大的反应，各物质均为气体，压强是变量，当混合气体的总压强不变时，说明该反应达到平衡状态，故A正确； B．反应在恒压密闭容器中进行，随着反应进行混合气体总质量不变，体积不变，密度始终不变，故B错误； C．V(CO2)=V(CH4) 两者速率之比等于化学计量数之比，故其速率始终相等，故C错误； D．同时断裂1molC-H键和2molH-H键说明消耗0.25mol甲烷同时消耗2mol氢气，正逆反应速率不相等，故D错误； 故选A； ②该反应为气体体积增大的反应，压强增大化学平衡逆向移动，CH4转化率减小，则P1＜P2；由图可知X、Y两点温度相同，Y点CH4的转化率小于其平衡转化率，说明此时未达到平衡状态，故v(X)正＜v(Y)正，故答案为：＜；＜； ③X点甲烷的转化率为50%，列三段式有气体总物质的量为0.6mol，则，故答案为：； （3）甲烷脱氢过程中决速步骤为活化能最高的慢反应，为，故答案为：； （4）压强低于0.3MPa时，压强增大，反应以气体体积减小的反应Ⅲ为主，平衡向正反应方向移动，丙烯产率增大；压强高于0.3MPa时，压强增大，反应以气体体积增大的反应I为主，平衡向逆反应方向移动，丙烯产率减小，所以随压强增大丙烯的平衡产率先增大后减小，故答案为：压强低于0.3MPa时，压强增大反应Ⅲ平衡正向移动为主，丙烯产率增大；压强高于0.3MPa时，压强增大反应Ⅰ平衡逆向移动为主，丙烯产率减小。 9．(1) 高温下与混合发生爆炸 (2)ABC (3) 放出 92 (4)该反应是可逆反应，和不能完全反应，因此放出的能量总是小于 (5)0.25 (6)acf 【详解】（1）①由流程可知，纯SiHCl3与氢气反应生成硅和氯化氢，方程式为：； ②H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能得后果是高温下与混合发生爆炸； （2）A．碳化硅硬度很大，化学性质稳定，可用于生产砂纸、砂轮等，故A正确； B．含硅4%的钢，它是一种含碳极低的硅铁软磁合金，具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯，故B正确； C．高纯度的SiO2可以制造光导纤维，故C正确； D．普通玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点，故D错误； 答案为ABC； （3）反应的化学方程式为，如果完全反应必有反应，生成；拆开键和键需要吸收的能量为，但是生成即生成键可放出热量，总的结果是放出能量； （4）该反应为可逆反应，1mol氮气和3mol氢气不能充分转化，放出的热量总是小于92kJ； （5），，； （6）a．达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，故a正确； b．达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等，但是不为0，故b错误； c．达到平衡时，表示反应达到最大限度，的转化率达到最大值，故c正确； d．达到平衡时，和的浓度不再变化，但是不一定相等，故d错误； e．达到平衡时，、和的体积分数不再变化，但是不一定相等，故e错误； f．达到平衡时，表示反应达到最大限度，故f正确； 答案为acf。 10．(1)吸热反应 (2)C (3) (4) 75% AC (5)负 (6)由a流向b 【详解】（1）反应物总能量低于生成物总能量，该反应是吸热反应； （2）A．体积固定充入氩气，反应物浓度不变，则反应速率不变，故A不选； B．加入固体碳，碳的浓度不变，反应速率不变，故B不选； C．增大水蒸气浓度能加快反应速率，故C选； D．分离CO生成物浓度减小，反应速率减小，故D不选； 故选C； （3）根据盖斯定律，①×2+②+③得反应，则； （4）①达到平衡时，的转化率为； ②从反应开始到，∆n(CO)=5-2=3mol，用CO表示的反应速率为； ③A．各物质浓度不再发生变化时，反应达到平衡，则 CO的含量保持不变，能说明反应达到平衡状态，故A选； B．混合气体总质量不变，体积固定，则混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态，故B不选； C．反应总物质的量发生变化，混合气体总质量不变，则混合气体的平均相对分子质量是一变量，当其不变时，能说明反应达到平衡状态，故C选； D．无法确定正逆反应速率相等，因此无法说明反应达到平衡状态，故D不选； 故选AC； （5）电极b通入氧气得电子生成OH-，氧元素化合价降低，b为正极，则a电极是电池的负极； （6）电子的流向为由负极流向正级，a流向b； 11．(1) BC (2) X(g)+ 2Y(g)⇌3Z(g) CD 【详解】（1）①图I中Zn和稀硫酸发生反应，离子方程式为； ②A．图I和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面，图Ⅱ形成铜锌原电池，锌为负极发生氧化反应被损耗，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则铜棒的表面有气泡产生，A错误； B．图Ⅰ中发生的是锌的化学腐蚀，图Ⅱ形成铜锌原电池，原电池反应可以使金属与酸的反应速率加快，故图Ⅱ中产生气体的速率比Ⅰ快，B正确； C．图Ⅰ中发生的是锌的化学腐蚀，反应中化学能转化为热能，图Ⅱ形成铜锌原电池，反应中化学能转化为电能，则图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，故C正确； D．图Ⅰ中发生的是锌的化学腐蚀，图Ⅱ形成铜锌原电池，反应中化学能转化为电能，反应中都放出热量，但放出的热量不同，则图I和图II中温示数不相等，但均高于室温，故D错误； 故选BC ③氢气(标准状况)生成，根据反应，则消耗的H+为1mol，消耗的硫酸为0.5mol， （2）①根据图象可知，随着时间的推移X、Y物质的量减小，Z物质的量增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，0~4min内X、Y、Z物质的量的改变值依次为 (1mol-0.5mol)、(2mol-1mol)、 1.5mol，转化物质的量之比等于化学计量数之比，4min后各物质的物质的量保持不变且都不为0，说明该反应为可逆反应，该反应的化学方程式为X(g)+ 2Y(g)⇌3Z(g)； ②4min后各物质的物质的量保持不变，则反应达到平衡，X、Y、Z物质的量的改变值依次为0.5mol、1mol、1.5mol，则Y的体积分数为； ③A．，不能说明反应已经达到平衡状态，A错误； B．容器内X与Y的物质的量之比为无法确定是平衡状态，与物质的量比例无关，容器内各物质的质量保持不变，可以确定是平衡状态，B错误； C．该反应的所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变，在恒容容器中混合气体的密度始终不变，容器内混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，C正确； D．容器内各物质的质量保持不变，体积分数不再改变，是反应达到平衡状态的特征标志，D正确； 答案选CD。 12．(1)-136.2 (2) 降低 大于 NO溶解度较低(或溶解度大) (3) (或3.43mol) 温度升高使去除反应速率增大 催化剂活性随温度升高而增大 【详解】（1）第一个式子×+×第二个式子得到，则ΔH=kJ⋅mol−1； （2）①NaClO2的碱性溶液脱硝过程中生成硝酸钠和氯化钠，主要反应的离子方程式为：； ②脱硝反应消耗OH-，故随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐降低； ③根据题中表格数据发现，反应一段时间后溶液中的浓度大于的浓度，说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是NO溶解度较低或(或SO2溶解度大)； （3）①NH3与NO2生成N2的反应中，方程式为：，当生成1mol N2时，转移电子； ②在50~250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率迅速上升的原因有：温度升高使NOx去除反应速率增大，催化剂活性随温度升高而增大，380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是NH3与O2反应生成NO和水，方程式为：。 13．(1) (2) AB (3) ＜ (4) (5) 【详解】（1）根据图中所给信息可知，①；根据为1mol，完全燃烧放出热量，可知，②；从燃煤烟气中脱硫的反应为：，根据盖斯定律①-②可得所求反应的热化学方程式，即，因此从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式为。 （2）设容器的体积为VL，起始一氧化氮为2mol，反应生成氮气为amol，由题意可建立如下三段式： 由0~2min内，气体密度增大1.2g·L-1可得：，解得a=0.1V，则氮气的反应速率为=0.05mol·L-1·min-1； A．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量增大，在恒容密闭容器中混合气体的密度增大，则容器内混合气体的密度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故A正确； B．该反应为气体体积不变的反应，由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量增大，混合气体的平均相对分子质量增大，容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故B正确； C．NO和N2的消耗速率之比为1：2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故C错误； D．该反应为气体体积不变的反应，容器内压强始终不变，则容器内压强不再改变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故D错误； 故选AB， 故答案为：0.05 mol·L-1·min-1；AB。 （3）由图可知，观察曲线b可知，t3时反应未达到平衡，t4时反应达到平衡，在反应达到平衡之前，生成物的浓度逐渐增大，即逆反应速率逐渐增大，则t3时逆反应速率小于t4时逆反应速率； 由图可知，曲线b表示物质的关系，设反应生成氮气为amol，由题意可建立如下三段式： 平衡时氮气的体积分数为0.25，可得：，解得a=0.4，由平衡前后气体的压强之比等于物质的量之比可知，反应后的压强为×Po=0.8Po，则该反应温度下Kp==，故答案为：<；。 （4）根据电池总反应可知，作为原电池时，石墨烯基是正极，得电子生成，因此充电时，阳极的电极反应式为：。 （5）由均摊法得，该晶胞中Li+数目为：，Co3+数目为：，O2-的数目为：，晶胞密度为：。 14．(1)10 (2) KSCN 甲中溶液分层，下层呈现紫红色，乙中溶液变红 (3) 放出 400 (4) > 0.125 CD 【详解】（1）根据表格中实验设计可知，实验探究浓度对反应速率的影响，因此溶液总体积相同，。 （2）向溶液中滴加5～6滴溶液，则KI溶液过量，充分反应后，将所得溶液分成甲、乙两份，甲中加入少量后振荡，溶液分层，下层呈现紫红色，说明有碘单质生成；乙中滴加KSCN溶液后振荡，溶液变红，说明有剩余；则证明KI和混合时生成KCl、和的反应存在一定的限度，因此试剂X为KSCN溶液，观察到的现象为甲中溶液分层，下层呈现紫红色，乙中溶液变红。 （3）标准状况下的物质的量为0.5mol，根据表格数据可知，1mol反应中，断键吸收的能量为，成键放出的能量为，因此0.5mol甲烷完全燃烧时，放出热量。 （4）①根据图像，时反应正向进行，则正、逆反应速率的大小关系为>。 ②根据图像，0～4 min时间段内，生成CO的物质的量浓度为0.5mol/L，则CO的平均反应速率为。 ③ A．未标明是正反应速率或逆反应速率，因此不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．铁和的反应为气体分子数不变的反应，则容器中气体压强为定值，始终不随时间变化，因此容器中气体压强不随时间而变化，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．单位时间内生成的同时生成n mol CO，说明，反应达到平衡状态，C正确； D．随着铁和的反应进行，容器中气体的平均相对分子质量减小，因此容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，可以说明反应达到平衡状态，D正确； 答案选CD。 15．(1) (2)放出 (3)C (4) > 7∶5或1.4 无法判断 【详解】（1）由图可知，合成气的反应为甲烷和二氧化碳在催化剂作用下生成一氧化碳和氢气，化学方程式：； （2）历程①②是中生成物的能量低于反应物能，为释放能量的过程； （3）A．反应为气体分子数改变的反应，当压强不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，A不符合题意； B．反应的速率比等于方程式中系数比，，说明反应的正逆反应速率相等，达到平衡状态，B不符合题意； C．反应前后气体总质量不变，反应过程中气体总体积不变，根据可知，混合气体的密度不再变化，不能说明反应达平衡状态，C符合题意； D．体积分数不再变化，则各物质的含量都保持不变，能说明该反应已达平衡，D不符题意； 答案选C； （4）①当温度为、压强为时，a点甲烷转化率低于平衡转化率，则反应仍正向进行，； ②当温度为、初始压强为时，时达到平衡，甲烷的转化率为0.4，反应速率：；，同温同体积时，压强比等于物质的量之比，则平衡时体系的总压强与初始压强之比：； ③保持温度和容积不变，若起始时提高投料比的值，但是不确定是增加甲烷投料、还是减少二氧化碳投料，故不能判断起始速率变化情况。 16．(1) 释放 45 (2) 0.05mol/(Ls) BE (3)作电解质溶液 (4)在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好；该水果电池的电极是活泼性不同的金属 (5) 4.48L AB 【详解】（1）由图可知，在反应中，断键吸收的能量为473kJ+654kJ=1127kJ，成键释放的能量为339kJ+397 kJ+436kJ=1172kJ，生成1mol 时释放的热量为1172kJ-1127kJ=45kJ； （2）①结合表格数据，用来表示0~2s的平均反应速率为=0.05mol/(Ls)； ②A．，都描述的是正反应方向，不能说明达到平衡，故A不选； B．该反应是气体体积不等的反应，恒容时容器内气体的总压强保持不变可以说明达到平衡，故B选； C．容器恒容，容器内气体的密度始终不变，不能说明达到平衡，故C不选； D．，没有说明反应方向，不能说明达到平衡，故D不选； E．容器内气体的物质的量分数保持不变可以说明达到平衡，故E选； 答案为BE； （3）水果中含有电解质，水果电池中水果的作用是作电解质溶液； （4）实验①②③的电极距离相同，水果种类相同，电极材料不同，实验①②③的目的是探究电极材料对电池效果的影响，对比实验①②③得出结论是在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好，该水果电池的电极是活泼性不同的金属； （5）若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置为原电池，Zn为负极，Cu为正极，正极反应式为2H++2e-=H2↑，若导线中转移了0.4mol电子，则产生氢气0.2mol,在标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L； A．蒸馏水可将稀硫酸进行稀释，并且不改变硫酸的总物质的量，可减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，故A正确； B．NaCl溶液可将稀硫酸进行稀释，并且不改变硫酸的总物质的量，可减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，故B正确； C．Na2CO3溶液加入会与硫酸反应生成CO2，气体的成分会发生改变，故C错误； D．KNO3溶液电离出，在酸性环境中，具有强氧化性，反应生成NO，而不生成氢气，故D错误； 答案为AB。 17．(1)-290kJ/mol (2)< (3)2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g) +2H2O(g) △H= -2600kJ/mol (4) 负 阳 CH3COOH+2H2O – 8e- = 2CO2↑+ 8H+ 或0.125 【分析】该装置为原电池，有机废水中的CH3COOH发生失电子的氧化反应生成CO2，则电极a为负极，负极反应式为CH3COOH+2H2O-8e-═2CO2↑+8H+，电极b为正极，得电子生成N2，正极反应式为2+8H++6e-═N2↑+4H2O，原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即海水中的Na+通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，可实现海水淡化，则X离子交换膜为阴离子交换膜，Y离子交换膜为阳离子交换膜，据此分析解答。 【详解】（1）根据焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，即反应N2(g) + 3F2(g) = 2NF3(g) H =E(N≡N)+3E(F—F)-6E(N—F)=946+3×154-6×283=-290kJ/mol，故答案为：-290kJ/mol； （2）已知常温时红磷比白磷稳定，即相同质量的白磷比红磷具有的能量更高，根据反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量可知，①4P(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) H1 ②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) H2 则有：H1 ＜H2 ，故答案为：＜； （3）2.6g即=0.1molC2H2(g)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出130kJ的热量，故C2H2燃烧的热化学方程式为：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g) +2H2O(g) H= -2600kJ/mol，故答案为：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g) +2H2O(g) H= -2600kJ/mol； （4）微生物脱盐电池既可以处理废水中的铵盐，同时又能实现海水的淡化，原理如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 ①由分析可知，电极a为负极，Y离子交换膜为阳离子交换膜，故答案为：负；阳； ②由分析可知，电极a为负极，负极反应式为CH3COOH+2H2O-8e-═2CO2↑+8H+，故答案为：CH3COOH+2H2O-8e-═2CO2↑+8H+； ③若海水脱盐(NaCl)17.55 g即=0.3mol，即有0.3molNa+经过阳离子交换膜进入b极，0.3molCl-经阴离子交换膜进入a极，电路上有0.3mol电子经过，则在两个电极上产生的气体的物质的量总共为+=0.125mol，故答案为： 或0.125mol。 18．(1)Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH＝－225 kJ·mol－1 (2)CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1 (3)CD (4)② (5) 温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，同时考虑到催化剂的催化活性最佳温度 > (6) 75%(或0.75或3/4) 计算得，，有，则平衡正向进行， (7) BD 【分析】（1）（2）考查热化学相关内容，（1）考查热化学方程式的书写；（2）考查燃烧热的热化学方程式，注意燃烧热限定可燃物的物质的量为1mol；（3）考查化学平衡状态的判断；（4）根据图像判断反应的决速步骤，应为反应的活化能最大的一步为决速步骤；（5）图像分析，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，转化率增大，能判断压强的大小关系；（6）转化率的计算，根据起始的压强和平衡时的压强之比等于起始物质的量与平衡物质的量之比进行计算，利用K与Q的大小关系，判断化学反应进行的方向；（7）考查原电池原理，根据工作原理图可知，根据原电池的工作原理，通H2的一极为负极，通H2O2的一极为正极，负极电极反应式，正极电极反应式。 【详解】（1）硅粉与HCl在300℃时反应的化学方程式为Si＋3HClSiHCl3＋H2，生成1mol SiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，则该反应的热化学方程式为Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH＝－225 kJ·mol－1； （2）燃烧热是指101kPa，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，1g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7kJ，则1mol液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热726.4kJ，则甲醇燃烧热的热化学方程式应为CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1； （3）A．恒容密闭容器中，反应物、生成物均为气体，在反应过程中，气体总质量和总体积保持不变，混合气体密度是定值，混合气体密度不再发生变化时，不能说明反应达到平衡，A错误； B．该可逆反应为反应前后气体分子数相等的反应，气体压强保持不变的状态不能说明该状态为平衡状态，B错误； C．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可知，达到平衡状态时，，则，即，C正确； D．在恒容绝热容器中进行时，温度随反应的进行而发生变化，当反应达到平衡时，温度保持不变，D正确； E．平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率，若起始时n(CH3OH):n(CH3OCH3):n(H2O)=2:1:1，转化的Δn(CH3OH): Δn(CH3OCH3): Δn(H2O)=2:1:1，则反应过程中任意时刻，n(CH3OH):n(CH3OCH3):n(H2O)=2:1:1，则c(CH3OH):c(CH3OCH3):c(H2O)=2:1:1，不能说明反应达到平衡状态，E错误； 选CD。 （4）在反应过程中，活化能最大的一步为反应的决速步骤，因此该反应的决速步骤为②； （5）对于反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，当温度一定时，增大压强，平衡向正向移动，CO的平衡转化率增大，图中p1曲线CO转化率＞p2曲线CO转化率＞p3曲线CO转化率，则压强；实际生产中，温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，同时要考虑催化剂的催化活性的最佳温度；一定条件下，将H2和CO按投料比通入1L反应器中发生该反应，在p3压强、316℃时，CO的平衡转化率为50％，若在p3和316℃时，将H2和CO按投料比通入该1L反应器中，相当于多充入H2，使平衡正向移动，CO的转化率增大，则平衡时CO的转化率大于50％； （6）反应CH3OCH3(g)CH4(g)+CO(g)+H2(g)，设起始的二甲醚的物质的量为a mol，变化的物质的量为x mol，列出三段式： 在相同条件下，，则，则a=，平衡时二甲醚的转化率=(或0.75或75％)；设起始时二甲醚的物质的量为1mol，已知容积为1L，则变化的物质的量为0.75mol，列出三段式： 则，而，有，则平衡正向进行，； （7）根据原电池的工作原理，通H2的一极为负极，通H2O2的一极为正极，则Pt电极b上的电极反应式为；电池工作时，化学能主要转化为电能，A错误；Pt电极a是负极，Pt电极b是正极，电子从Pt电极a沿着导线流向Pt电极b，B正确；Pt电极a是负极，Pt电极b是正极，溶液中的向负极，即Pt电极a是负极移动，C错误；负极电极反应为，负极反应消耗，负极附近溶液碱性减弱，D正确； 故答案选BD。 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 $$