精品解析：福建省厦门市思明区福建省厦门第六中学2024-2025学年高二上学期11月期中化学试题

厦门六中2024—2025学年第一学期高二年期中考试 化学试卷 满分100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Fe：56 一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题均只有一个正确选项) 1. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 对平衡体系加压后颜色变深 B. 向恒容平衡体系中通入适量，体系颜色变浅 C. 使用铁触媒催化剂提高合成氨的生产效率 D. 工业合成氨，反应条件选择高温 2. 对任何一个化学反应平衡体系，采用以下措施，一定会使化学反应发生平衡移动的是 A. 缩小容器体积 B. 加入一种反应物 C. 升高温度 D. 使用催化剂 3. 下列热化学方程式中，正确的是 A. 稀硫酸和稀氢氧化钾溶液混合，热化学方程式为： kJ⋅mol-1 B. 甲烷燃烧热为890.3kJ⋅mol-1，热化学方程式为： kJ⋅mol-1 C. C(石墨，s)(金刚石，s) ，说明石墨比金刚石稳定 D. 500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成，放热19.3kJ，热化学方程式为： kJ⋅mol-1 4. 在523.15K、7MPa的条件下，乙烯通过固体酸催化可直接与水反应生成乙醇：。该反应的吉布斯自由能（）与温度（T）的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应原子利用率100% B. 加入更多的固体酸催化剂，有利于提高乙醇的平衡产率 C. 由图像可知 D. 图中M点 5. 某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如下图所示。在a极将生活污水中的有机物(以苯甲醛为例)转化为，b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为。下列说法不正确的是 A. a电极反应式为： B. 若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体，则穿过质子交换膜进入右室的数目为 C. 若用该电池对铅蓄电池进行充电，b极接极 D. 电池工作时，电流由b极经负载流向a极 6. ℃，压力为时，向1L密闭容器中充入10mol和3mol发生反应： 。部分物质的物质的量随时间t变化如图中实线所示。下列说法正确的是 A. 实线a代表随时间变化的曲线 B. min时， C. 若该反应在℃，时进行，则虚线b可表示的变化 D. 该反应的平衡常数L⋅mol-1 7. 空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池，其工作原理如图，下列说法正确的是 A. 当有0.3mol电子转移时，a极产生标况下3.36L B. c极上发生的电极反应式： C. 电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 D. c极上进行还原反应，右端装置A中的可以通过隔膜进入B 8. 在一个恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应：，已知M的状态未知，则下列描述一定达到平衡的标志是 ①当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时 ②混合气体的密度不变时 ③体系的温度不变时 ④反应速率时 ⑤体系的压强不变时 ⑥气体的平均相对分子质量不变时 A. ①③④ B. ③⑤⑥ C. ②③⑥ D. ③④⑤ 9. 电解法可以对含亚硝酸盐(如亚硝酸钠)的污水进行处理(工作原理如下图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。下列说法错误的是 A. 阳极附近溶液中反应的离子方程式为 B. 该电解装置所使用的离子交换膜为阳离子交换膜 C. 阴极电极反应式为 D. 当阳极(铁电极)质量减轻112g时，理论上可处理含量4.6%的污水500g 10. 某小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应：Na2S2O3+H2SO4(稀)=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，探究反应条件对速率的影响，下列有关说法正确的是 选项 反应温度/℃ Na2S2O3 溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL ① 25 10 0.1 10 0.1 0 ② 25 5 0.1 10 0.1 x ③ 25 10 0.1 5 0.2 5 ④ 50 10 0.1 10 0.1 0 A. 可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 B. ①④探究温度对速率的影响，实验时将溶液混合后置于相应温度的水浴中 C. ①③两组实验可探究硫酸浓度对反应速率的影响 D. x=5，②③两组实验可探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响 二、填空题(本题包括4小题，共60分) 11. 完成下列问题。 （1）可逆反应：，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图。 据图分析___________ (填“>”“<”或“=”，下同)，___________，___________0，a___________。 （2）某合成氨速率方程为：，根据表中数据，___________。 实验 /mol·L-1 /mol·L-1 /mol·L-1 v/mol·L-1·s-1 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为___________。 A．有利于平衡正向移动 B．防止催化剂中毒 C．提高正反应速率 （3）已知反应 ，一定温度下，将和以物质的量之比为1∶1充入盛有催化剂的密闭容器，下列图象t时刻一定处于平衡状态的是___________。 A. B. C. D. （4）科学家利用密度泛函理论筛选出合成氨的优良催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料，反应历程如图：该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)___________eV。 （5）中科院用混合导体透氧膜制备氨合成气和液体燃料合成气，工作原理如右下图所示，请写出膜Ⅰ侧发生的电极反应方程式：___________。 （6）200℃时，将和以物质的量之比为1：3充入恒压容器中，容器内起始压强为，达到平衡时的转化率为50%，则该反应的平衡常数___________(用含有的式子表示。为分压平衡常数，气体分压=气体总压强×该气体的体积分数)。 12. CO的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。CO合成乙醇()的反应包括下列三步： 反应Ⅰ： kJ·mol-1 反应Ⅱ： kJ·mol-1 反应Ⅲ： kJ·mol-1 （1）由CO与合成的热化学方程式为___________，该反应的___________、(填“>”“<”或“=”)。 （2）已知 。在一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入0.01mol和0.01molCO，测得3min时达到平衡，且平衡常数。 ①0~3min内，用表示的化学反应速率___________。 ②该可逆反应中CO的转化率=___________。 ③下列有关该反应的说法正确的是___________。 A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中CO浓度不再变化，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒压下达到平衡后，再通入He，平衡向正反应方向移动 D．平衡时，若改变体积减小压强，则变小 （3）一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视，现用和的熔融盐混合物做电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气与的混合气体，制得燃料电池。该电池工作时的负极反应式为：___________；电池总方程为___________；熔融盐中的物质的量在工作时___________(填“增大”、“减少”、“不变”)。 （4）中国科学家首次用高效合成乙酸，其反应路径如图所示： ①原料中的可通过电解法由制取，用稀硫酸作电解质溶液，写出生成的电极反应式：___________。 ②根据图示，写出总反应的化学方程式：___________。 （5）在一定条件下探究二甲醚的制备反应为 ，测定结果如图所示。 据图分析___________0(填“>”“<”或“=”)，工业上制备二甲醚选用的温度范围应为：___________，请分析290℃后二甲醚产率下降的原因___________。 13. 完成下列问题。 （1）一定温度下，在容积为2L的密闭容器中充入1mol与3mol，发生下列反应： kJ⋅mol-1。 ①一定温度下，上述反应在恒容密闭容器中达平衡。下列说法正确的是___________(填字母)。 A．加入催化剂，活化分子百分数不变 B．再额外通入适量，的平衡转化率减小 C．充入少量氦气，的平衡浓度减小 D．升高温度，正逆反应速率与的平衡浓度均减小 ②能判断上述反应达到平衡状态的是____________(填字母)。 A．容器中气体压强不变 B．容器中气体质量不变 C．容器中气体平均分子量不变 D．容器中气体的平均密度不变 ③该反应的化学平衡常数的表达式为___________。若反应10min时达到平衡，的转化率为50%，则用来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是___________。 （2）NO氧化反应：按以下两步连续基元反应进行，其反应过程能量变化示意图如下图。已知基元反应的速率都随温度的升高而增大，表示活化能。 Ⅰ． Ⅱ． 升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是该反应的速率却随温度的升高而减小。对于连续反应，反应速率由慢反应速率决定，请从活化能的角度分析决定NO氧化反应速率的步骤是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。试结合反应过程能量图利用反应速率和平衡移动原理，从温度和反应物浓度两个角度分析慢反应速率随温度升高而降低的原因___________。 14. 反应在工业上有重要应用。 （1）该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。 温度/℃ 700 800 830 1000 平衡常数 1.67 1.11 1.00 0.59 ①反应的___________0(填“>”“<”或“=”)。 ②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是___________。 （2）该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。 ①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是：___________。 ②某温度下，在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是___________。 A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 B．过程2的 C．加快Pd膜内H原子迁移有利于的解离 D．H原子在Pd膜表面上结合为的过程为放热反应 ③同温同压下，等物质的量的CO和通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中的质量比为___________。 （3）该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。 ①固体电解质采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②阴极的电极反应式为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 厦门六中2024—2025学年第一学期高二年期中考试 化学试卷 满分100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Fe：56 一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题均只有一个正确选项) 1. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 对平衡体系加压后颜色变深 B. 向恒容平衡体系中通入适量，体系颜色变浅 C. 使用铁触媒催化剂提高合成氨的生产效率 D. 工业合成氨，反应条件选择高温 【答案】B 【解析】 【详解】A．该平衡体系前后气体分子数不变，加压后平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，A错误； B．向恒容平衡体系中通入适量，平衡正向移动，体系颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，B正确； C．催化剂不影响反应限度，故不能用勒夏特列原理解释，C错误； D．工业合成氨反应为放热反应，反应条件选择高温是为了加快反应速率，不能用勒夏特列原理解释，D错误； 故选B。 2. 对任何一个化学反应平衡体系，采用以下措施，一定会使化学反应发生平衡移动的是 A. 缩小容器体积 B. 加入一种反应物 C. 升高温度 D. 使用催化剂 【答案】C 【解析】 【详解】A．对于反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，A错误； B．若可逆反应中加入的这种反应物为固体，平衡不移动，B错误； C．一个化学反应肯定存在热效应，对于吸热反应，升温正向移动，对于放热反应，升温逆向移动，C正确； D．催化剂不影响反应限度，平衡不移动，D错误； 故选C。 3. 下列热化学方程式中，正确的是 A. 稀硫酸和稀氢氧化钾溶液混合，热化学方程式为： kJ⋅mol-1 B. 甲烷燃烧热为890.3kJ⋅mol-1，热化学方程式为： kJ⋅mol-1 C. C(石墨，s)(金刚石，s) ，说明石墨比金刚石稳定 D. 500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成，放热19.3kJ，热化学方程式为： kJ⋅mol-1 【答案】C 【解析】 【详解】A．稀硫酸和稀氢氧化钾溶液混合发生中和反应，热化学方程式为： kJ⋅mol-1，A错误； B．甲烷燃烧热为890.3kJ⋅mol-1，产物水应为液态，热化学方程式为： kJ⋅mol-1，B错误； C．物质具有的能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，C正确； D．氮气与氢气生成氨气的反应为可逆反应，题给条件无法表示出合成氨反应的反应热，D错误； 故选C。 4. 在523.15K、7MPa的条件下，乙烯通过固体酸催化可直接与水反应生成乙醇：。该反应的吉布斯自由能（）与温度（T）的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应原子利用率100% B. 加入更多的固体酸催化剂，有利于提高乙醇的平衡产率 C. 由图像可知 D. 图中M点 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应为加成反应，原子利用率100%，A正确； B．催化剂只能改变反应速率，不能提高平衡产率，B错误； C．该反应的，由图可知，该反应在低温时，高温时，可知该反应低温自发，则，C错误； D．当时，反应处于平衡状态，M点为高温，相当于温度升高，平衡向吸热方向移动即逆向移动，则M点，D错误； 故选A。 5. 某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如下图所示。在a极将生活污水中的有机物(以苯甲醛为例)转化为，b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为。下列说法不正确的是 A. a电极反应式为： B. 若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体，则穿过质子交换膜进入右室的数目为 C. 若用该电池对铅蓄电池进行充电，b极接极 D. 电池工作时，电流由b极经负载流向a极 【答案】B 【解析】 【分析】该装置图为化学电源，根据装置图，b电极上NO转化为氮气，N的化合价降低，根据原电池工作原理，b电极为正极，则a电极为负极，据此分析； 【详解】A．由分析可知，a为负极，电解质为酸性，其中苯甲醛失去电子生成二氧化碳，电极反应为：，A正确； B．b极产生气体为N2，产生标准状况下4.48L氮气，转移电子物质的量为=2mol，数目为，则穿过质子交换膜进入右室的H+数目为2NA，B错误； C．充电电池充电时，电池正极接电源的正极，电池负极接电源负极，铅蓄电池中Pb为负极，PbO2为正极，因此用该电池对铅蓄电池充电时，b极接PbO2极，C正确； D．电流方向是正电荷移动方向，a极为负极，b极为正极，因此电流由b极经负载流向a极，D正确； 故选B。 6. ℃，压力为时，向1L密闭容器中充入10mol和3mol发生反应： 。部分物质的物质的量随时间t变化如图中实线所示。下列说法正确的是 A. 实线a代表随时间变化的曲线 B. min时， C. 若该反应在℃，时进行，则虚线b可表示的变化 D. 该反应的平衡常数L⋅mol-1 【答案】D 【解析】 【分析】， 【详解】A．由可知，达到平衡时生成H2O的物质的量是消耗SO2的2倍，故实线a代表H2S随时间变化的曲线，A错误； B．min时还未达到平衡状态，反应仍正向进行，故，B错误； C．该反应正向气体分子数减少，若该反应在℃，时进行，加压平衡正向移动，达平衡时SO2的物质的量应小于0.3mol，虚线b不能表示的变化，C错误； D．根据题意可列出三段式：，故该反应的平衡常数L⋅mol-1，D正确； 故选D。 7. 空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池，其工作原理如图，下列说法正确的是 A. 当有0.3mol电子转移时，a极产生标况下3.36L B. c极上发生的电极反应式： C. 电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 D. c极上进行还原反应，右端装置A中的可以通过隔膜进入B 【答案】A 【解析】 【分析】依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池，a电极与电源负极相连，是电解池的阴极，b为阳极，本质是电解水，a极上氢离子得电子产生的气体X是氢气，b极上氢氧根离子失去电子产生的气体Y是氧气；c电极是氢氧燃料电池的正极，d是负极； 【详解】A．a为阴极，电极反应为2H++2e-=H2↑，当有0.3 mol电子转移时，a极产生0.15mol氢气，标准状况下0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故A正确； B．右边装置是氢氧燃料电池，c电极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应：O2+4H++4e-=2H2O，故B错误； C．电子由负极流出，经外电路流向阴极，电子不经过溶液，由离子的定向移动连通内电路，电子由阳极流入正极，故C错误； D．c极为正极，发生还原反应，原电池溶液中阳离子移向正极，则右端装置B中的可以通过隔膜进入A，故D错误； 故选A。 8. 在一个恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应：，已知M的状态未知，则下列描述一定达到平衡的标志是 ①当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时 ②混合气体的密度不变时 ③体系的温度不变时 ④反应速率时 ⑤体系的压强不变时 ⑥气体的平均相对分子质量不变时 A. ①③④ B. ③⑤⑥ C. ②③⑥ D. ③④⑤ 【答案】B 【解析】 【详解】①达到平衡时各物质的百分含量保持不变，但不一定等于化学计量数之比，故当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时反应不一定达到平衡状态； ②当M为气态时，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，混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态； ③该反应的正反应为吸热反应，在恒容绝热容器建立平衡的过程中体系的温度是变量，故体系的温度不变能说明反应达到平衡状态； ④反应速率时同一物质表示的正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态； ⑤当M呈气态时，建立平衡的过程中混合气体总物质的量是变量、同时温度是变量，体系的压强是变量，体系的压强不变能说明反应达到平衡状态；当M为非气态时，建立平衡的过程中混合气体总物质的量始终不变、但温度是变量，体系的压强是变量，体系的压强不变能说明反应达到平衡状态； ⑥当M呈气态时，建立平衡的过程中混合气体总质量始终不变、混合气体总物质的量是变量，气体的平均相对分子质量是变量，气体的平均相对分子质量不变时能说明反应达到平衡状态；当M呈非气态时，建立平衡的过程中混合气体总质量是变量、混合气体总物质的量始终不变，气体的平均相对分子质量是变量，气体的平均相对分子质量不变时能说明反应达到平衡状态； 一定能说明反应达到平衡状态的是③⑤⑥，答案选B。 9. 电解法可以对含亚硝酸盐(如亚硝酸钠)的污水进行处理(工作原理如下图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。下列说法错误的是 A. 阳极附近溶液中反应的离子方程式为 B. 该电解装置所使用的离子交换膜为阳离子交换膜 C. 阴极电极反应式为 D. 当阳极(铁电极)质量减轻112g时，理论上可处理含量4.6%的污水500g 【答案】D 【解析】 【分析】该装置为电解池装置，左侧铁电极为阳极，右侧铁电极为阴极。 【详解】A．阳极为活性电极，铁失电子生成Fe2+，阳极有氮气放出，故阳极附近溶液中的离子反应方程式为：，A正确； B．左侧生成铁离子，但是出去的没有铁离子，说明铁离子通过的阳离子交换膜进入右侧，B正确； C．阴极有氢气放出，电极反应式为：，C正确； D．当阳极(铁电极)质量减轻112g时，即2mol，据阳极附近溶液中的离子方程式分析，理论上可处理mol NaNO2，其质量为，含量4.6%的污水的质量为，D错误； 故选D。 10. 某小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应：Na2S2O3+H2SO4(稀)=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，探究反应条件对速率的影响，下列有关说法正确的是 选项 反应温度/℃ Na2S2O3 溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL ① 25 10 0.1 10 0.1 0 ② 25 5 0.1 10 0.1 x ③ 25 10 0.1 5 0.2 5 ④ 50 10 0.1 10 0.1 0 A. 可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 B. ①④探究温度对速率的影响，实验时将溶液混合后置于相应温度的水浴中 C. ①③两组实验可探究硫酸浓度对反应速率的影响 D. x=5，②③两组实验可探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题干反应方程式Na2S2O3+H2SO4(稀)=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O可知,能通过产生浑浊的时间判断反应的快慢，但二氧化硫易溶于水,不能通过单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢，A错误； B．①④只有温度不同，可以探究温度对速率的影响，但实验时，应先将量取的量取的Na2S2O3溶液置于相应温度的热水浴中后，然后迅速倒入H2SO4溶液，记录每组反应所需时间，而不能先混合后进行水浴加热，B错误； C．①组实验硫酸浓度c（H2SO4）==0.05mol/L，③组实验硫酸浓度c（H2SO4）==0.05mol/L，①③两组实验硫酸浓度相同，无法探究硫酸浓度对反应速率的影响，C错误； D．根据探究实验中对照实验控制变量唯一的要求可知x=5，②③两组实验中混合后硫酸的浓度相同、Na2S2O3浓度不相同，因此可探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响，D正确； 故答案为：D。 二、填空题(本题包括4小题，共60分) 11. 完成下列问题。 （1）可逆反应：，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图。 据图分析___________ (填“>”“<”或“=”，下同)，___________，___________0，a___________。 （2）某合成氨速率方程为：，根据表中数据，___________。 实验 /mol·L-1 /mol·L-1 /mol·L-1 v/mol·L-1·s-1 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为___________。 A．有利于平衡正向移动 B．防止催化剂中毒 C．提高正反应速率 （3）已知反应 ，一定温度下，将和以物质的量之比为1∶1充入盛有催化剂的密闭容器，下列图象t时刻一定处于平衡状态的是___________。 A. B. C. D. （4）科学家利用密度泛函理论筛选出合成氨的优良催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料，反应历程如图：该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)___________eV。 （5）中科院用混合导体透氧膜制备氨合成气和液体燃料合成气，工作原理如右下图所示，请写出膜Ⅰ侧发生的电极反应方程式：___________。 （6）200℃时，将和以物质的量之比为1：3充入恒压容器中，容器内起始压强为，达到平衡时的转化率为50%，则该反应的平衡常数___________(用含有的式子表示。为分压平衡常数，气体分压=气体总压强×该气体的体积分数)。 【答案】（1） ①. < ②. < ③. < ④. = （2） ①. -1 ②. A （3）C （4）1.36 （5） （6） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，T2温度下，先达到平衡，则＜，升高温度C的百分含量减小，则升温，平衡逆向移动，正反应是放热反应，＜0，压强为时先达到平衡，则＜，增大压强，平衡时A的百分含量不变，说明压强对平衡的移动无影响，则a=； 【小问2详解】 将实验1和实验3两组数据代入速率方程得到①；②，②÷①得到，则-1； A．不断分离出氨，减小生成物浓度，有利于平衡正向移动，A正确； B．催化剂受温度影响较大，分离出氨与催化剂无关，B错误； C．分离出氨，减小生成物浓度，正反应速率随之减慢，C错误； 故选A。 【小问3详解】 A．平衡常数K的大小与温度有关，与反应是否处于平衡状态无关，故A不选； B．一定温度下，将N2和H2以物质的量之比为1∶1充入盛有催化剂的密闭容器中，起始时氮气的体积分数为50%，设达到平衡时氮气消耗xmol，列式如下：则平衡时氮气的体积分数为：，说明随着反应的进行，氮气的体积分数始终不变，则氮气的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，故B不选； C．一定温度下，将N2和H2以物质的量之比为1∶1充入盛有催化剂的密闭容器中，随着反应的进行，氨气的体积分数逐渐增大，当氨气的体积分数不再改变时，说明反应达到平衡状态，故C选； D．焓变与热化学方程式有关，与反应是否处于平衡状态无关，故D不选； 答案选C； 【小问4详解】 从反应历程图可以看出，该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)E=0.49eV－(-0.87eV)=1.36eV； 【小问5详解】 根据工作原理图可知，膜Ⅰ侧H2O得电子生成H2和O2−，发生的电极反应方程式为H2O+2e−=H2↑+O2−； 【小问6详解】 200℃时，将N2(g)和H2(g)以物质的量之比为1∶3充入恒压容器中，容器内起始压强为P0，达到平衡时N2的转化率为50%，设起始时N2(g)和H2(g)分别为1mol、3mol，列式如下，平衡时气体总物质的量为3mol，氮气所占的分压为、氢气所占的分压为、氨气所占的分压为，则平衡常数KP==。 12. CO的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。CO合成乙醇()的反应包括下列三步： 反应Ⅰ： kJ·mol-1 反应Ⅱ： kJ·mol-1 反应Ⅲ： kJ·mol-1 （1）由CO与合成的热化学方程式为___________，该反应的___________、(填“>”“<”或“=”)。 （2）已知 。在一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入0.01mol和0.01molCO，测得3min时达到平衡，且平衡常数。 ①0~3min内，用表示的化学反应速率___________。 ②该可逆反应中CO的转化率=___________。 ③下列有关该反应的说法正确的是___________。 A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中CO浓度不再变化，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒压下达到平衡后，再通入He，平衡向正反应方向移动 D．平衡时，若改变体积减小压强，则变小 （3）一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视，现用和的熔融盐混合物做电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气与的混合气体，制得燃料电池。该电池工作时的负极反应式为：___________；电池总方程为___________；熔融盐中的物质的量在工作时___________(填“增大”、“减少”、“不变”)。 （4）中国科学家首次用高效合成乙酸，其反应路径如图所示： ①原料中的可通过电解法由制取，用稀硫酸作电解质溶液，写出生成的电极反应式：___________。 ②根据图示，写出总反应的化学方程式：___________。 （5）在一定条件下探究二甲醚的制备反应为 ，测定结果如图所示。 据图分析___________0(填“>”“<”或“=”)，工业上制备二甲醚选用的温度范围应为：___________，请分析290℃后二甲醚产率下降的原因___________。 【答案】（1） ①. kJ⋅mol-1 ②. < （2） ①. 0.00125mol⋅L-1⋅min-1 ②. 75% ③. BD （3） ①. ②. ③. 不变 （4） ①. ②. （5） ①. < ②. 280-290℃ ③. 温度升高，平衡逆向移动，且过高温度可能引发副反应，导致二甲醚产率下降 【解析】 【小问1详解】 由CO与合成的化学方程式为，目标反应=2I+4II-III，故，故热化学方程式为：kJ⋅mol-1；该反应正向气体分子数减少，故<0； 【小问2详解】 设3min时CO转化了xmol，根据题意可列出三段式：，，解得x=0.0075。 ①0~3min内，氢气转化的物质的量为0.0075mol，用表示的化学反应速率； ②该可逆反应中CO的转化率=； ③A．升高温度正、逆反应速率都加快，A错误； B．反应体系中CO浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，B正确； C．该反应前后气体分子数相同，恒温恒压下达到平衡后，再通入He，平衡向不移动，C错误； D．平衡时，若改变体积减小压强，平衡不移动，但容器体积增大，减小，D正确； 故选BD； 【小问3详解】 燃料电池为原电池原理，燃料在负极反应，即CO在负极反应，通入空气和CO2的电极为正极。该电池工作时的负极反应式为：；正极：，电池总方程为：；根据总反应可知熔融盐中的物质的量在工作时不变； 【小问4详解】 ①可通过电解法由制取，C元素化合价降低，在正极生成电极反应式：； ②根据图示，进线为反应物，即CH3OH、CO2、H2为反应物，出线为生成物，即CH3COOH、H2O为生成物，总反应的化学方程式：。 【小问5详解】 由图可知，温度升高，CO的转化率降低，故该反应为放热反应，<0；在280-290℃时二甲醚的产率很高，故工业上选择制备二甲醚的温度范围是：280-290℃；290℃后二甲醚产率下降的原因：温度升高，平衡逆向移动，且过高温度可能引发副反应，导致二甲醚产率下降。 13. 完成下列问题。 （1）一定温度下，在容积为2L的密闭容器中充入1mol与3mol，发生下列反应： kJ⋅mol-1。 ①一定温度下，上述反应在恒容密闭容器中达平衡。下列说法正确的是___________(填字母)。 A．加入催化剂，活化分子百分数不变 B．再额外通入适量，的平衡转化率减小 C．充入少量氦气，的平衡浓度减小 D．升高温度，正逆反应速率与的平衡浓度均减小 ②能判断上述反应达到平衡状态的是____________(填字母)。 A．容器中气体压强不变 B．容器中气体质量不变 C．容器中气体平均分子量不变 D．容器中气体的平均密度不变 ③该反应的化学平衡常数的表达式为___________。若反应10min时达到平衡，的转化率为50%，则用来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是___________。 （2）NO氧化反应：按以下两步连续基元反应进行，其反应过程能量变化示意图如下图。已知基元反应的速率都随温度的升高而增大，表示活化能。 Ⅰ． Ⅱ． 升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是该反应的速率却随温度的升高而减小。对于连续反应，反应速率由慢反应速率决定，请从活化能的角度分析决定NO氧化反应速率的步骤是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。试结合反应过程能量图利用反应速率和平衡移动原理，从温度和反应物浓度两个角度分析慢反应速率随温度升高而降低的原因___________。 【答案】（1） ①. B ②. AC ③. ④. 0.025mol⋅L-1⋅min-1 （2） ①. Ⅱ ②. 因为，反应Ⅰ快，先达到平衡，升高温度反应Ⅰ逆移，使的浓度降低。反应Ⅱ是慢反应，为决速步，其反应速率从温度角度看升高温度反应速率加快，但从浓度角度看，升高温度使的浓度降低，使反应速率降低，浓度降低对反应速率的影响超过温度升高对速率的影响 【解析】 【小问1详解】 ①A．加入催化剂，活化分子百分数增多，A错误； B．再额外通入适量，CO2的平衡转化率增大，的平衡转化率减小，B正确； C．充入少量氦气，平衡不移动，的平衡浓度不变，C错误； D．升高温度，正逆反应速率均增大，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的平衡浓度减小，D错误； 故选B； ②A．该反应正向气体分子数减小，恒容条件下，容器中气体压强不变时达到平衡状态，A正确； B．该反应前后气体分子总质量不变，故容器中气体质量不变不能判断达到平衡状态，B错误； C．该反应正向气体分子数减小，恒容条件下，容器中气体平均分子量不变，反应达到平衡状态，C正确； D．该反应前后气体分子总质量不变，容器中气体的平均密度始终不变，不能判断达到平衡状态，D错误； 故选AC； ③该反应的化学平衡常数的表达式为。若反应10min时达到平衡，的转化率为50%，则氢气的转化了：，CO2转化了，则来表示的平均反应速率是； 【小问2详解】 由图可知，反应II的活化能大，为决速步骤，故决定NO氧化反应速率的步骤是II；从温度和反应物浓度两个角度分析慢反应速率随温度升高而降低的原因：因为，反应Ⅰ快，先达到平衡，升高温度反应Ⅰ逆移，使的浓度降低。反应Ⅱ是慢反应，为决速步，其反应速率从温度角度看升高温度反应速率加快，但从浓度角度看，升高温度使的浓度降低，使反应速率降低，浓度降低对反应速率的影响超过温度升高对速率的影响。 14. 反应在工业上有重要应用。 （1）该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。 温度/℃ 700 800 830 1000 平衡常数 1.67 1.11 1.00 0.59 ①反应的___________0(填“>”“<”或“=”)。 ②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是___________。 （2）该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。 ①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是：___________。 ②某温度下，在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是___________。 A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 B．过程2的 C．加快Pd膜内H原子迁移有利于的解离 D．H原子在Pd膜表面上结合为的过程为放热反应 ③同温同压下，等物质的量的CO和通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中的质量比为___________。 （3）该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。 ①固体电解质采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②阴极的电极反应式为___________。 【答案】（1） ①. < ②. 优点是温度升高，反应速率加快；缺点是温度升高，转化率下降 （2） ①. 存在Pd膜时，接触面积更大，反应更充分，转化率增加 ②. BD ③. 1：8 （3） ①. 质子导体 ②. 【解析】 【分析】(3)电解时CO发生氧化反应，则左侧为阳极，右侧为阴极，发生还原反应，应该是H+得电子生成H2； 【小问1详解】 ①根据表中的数据，温度越高，平衡常数越小，说明该反应是放热反应，反应的ΔH＜0； ②反应常在较高温度下进行，该措施的优点是升高温度，反应速率较快；缺点是正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，产物的转化率较低； 【小问2详解】 ①反应器存在Pd膜时，Pd膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大，故原因是：存在Pd膜时，接触面积更大，反应更充分，转化率增加； ②A．Pd膜只允许氢气通过，不允许二氧化碳通过，对气体分子的透过具有选择性，故A正确； B．过程2正反应的活化能远小于逆反应的活化能，ΔH=E正-E逆，则ΔH＜0，故B错误； C．加快Pd膜内H原子迁移，平衡H2⇌2H正向移动，有利于氢气的解离，故C正确； D．H2⇌2H为放热过程，H原子在Pd膜表面上结合为氢气的过程为吸热过程，故D错误； 故答案为：BD； ③根据反应，设通入的CO为1mol，无膜情况下一氧化碳的平衡转化率为75%，则平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.25mol、0.25mol、0.75mol、0.75mol，可计算出此温度下平衡常数K==9；有膜情况下一氧化碳的平衡转化率为90%，则平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol(a口和b口总量，其中只有a口的处于平衡体系)，设a口产生的H2的物质的量为xmol，则，解得x=0.1，则出口a产生的H2为0.1mol，出口b的H2为0.9mol-0.1mol=0.8mol，质量比为1：8； 【小问3详解】 ①电解时，固体电解质只允许离子通过，则应采用质子导体； ②电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $