专题05 化学反应的方向与调控（期中真题汇编，北京专用）高二化学上学期

专题05 化学反应的方向与调控 高频考点概览 考点01 化学反应的方向 考点02 化学反应的调控 地 城 考点01 化学反应的方向 1．(21-22高二上·北京昌平区·期中)下列关于化学反应方向的说法正确的是 A．凡是放热的反应都是自发反应 B．凡是需要加热才发生的反应都是非自发反应 C．凡是熵增的反应都是自发反应 D．反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变 2．(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)下列说法正确的是 A．放热反应一定是自发反应 B．固体溶解一定是熵减小的过程 C．熵增的反应不一定是自发反应 D．非自发反应在任何条件下都不能发生 3．(24-25高二上·北京陈经纶中学·期中)下列说法不正确的是 A．水凝结成冰的过程中，体系的 B．发生离子反应的条件之一是生成气体，此过程是一个的过程 C．化学反应自发进行的方向，与反应的和都有关 D．溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程 4．(24-25高二上·北京顺义第一中学·期中)下列有关说法正确的是 A．水凝结成冰的过程是熵增的过程 B．水中加入醋酸钠固体，溶液呈碱性，抑制水的电离 C．将由(g)、(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色加深，不能说明平衡向生成的方向移动 D．弱电解质的电离平衡右移，其电离平衡常数一定变大 5．(24-25高二上·北京交通大学附属中学·期中)下列有关化学反应自发性的说法正确的是 A．放热反应一定是自发进行的反应 B．化学反应的熵变与反应的方向无关 C．反应：，常温下一定能自发进行的判据是， D．只有不需要任何条件才能够自动进行的过程才是自发过程 6．(24-25高二上·北京通州区·期中)下列反应属于熵减小过程的是 A．过氧化钠和水反应 B．二氧化硫和氢硫酸反应 C．二氧化锰和浓盐酸加热反应 D．碳和浓硝酸反应 7．(24-25高二上·北京·期中)25℃和时，  ，该反应能自发进行的原因是 A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减少的反应 D．熵增大效应大于焓效应 8．(24-25高二上·北京第二十中学·期中)下列说法中，正确的是 A．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向 B．已知反应平衡常数为，则的平衡常数为 C．、的反应在温度低时，不能自发进行 D．生成物的总能量大于反应物的总能量时； 9．(24-25高二上·北京丰台区·期中)下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 10．(23-24高二上·北京师范大学附属实验中学·期中)下列有关反应的说法中不正确的是 A．生成标准状况下转移 B．溶液能催化该反应 C．该反应的熵变 D．该反应在任意温度下均能自发进行 地 城 考点02 化学反应的调控 11．(24-25高二上·北京清华附中朝阳学校·期中)工业合成：  。下列分析不正确的是 A．使用催化剂可以提高反应物中活化分子百分数，但不能改变反应的 B．增大合成氨的反应速率与提高平衡混合物中氨的含量所采取的措施均一致 C．已知平衡体系中的沸点最高，则可通过液化的方法分离出，从而提高其产率 D．断裂和的共价键所需能量小于断裂的共价键所需能量 12．(24-25高二上·北京育才学校·期中)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是 A．实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法 B．工业合成氨  ，采用的高温条件 C．配制溶液时，常将晶体溶于较浓的盐酸中 D．工业制备：，加入大量水，同时加热 13．(23-24高二上·北京·期中)已知合成氨反应，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是 ①减压；②加压；③升温；④降温；⑤及时从平衡混合气中分离出；⑥补充或⑦加催化剂； A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．仅②⑥ D．②③⑥⑦ 14．(24-25高二上·北京·期中)以粗氧化镍(主要含NO、CoO等)为原料制备纯镍，先用CO还原粗氧化镍制备羰化镍，羰化后的产物为Co2(CO)8、Ni(CO)4已知反应为： ①CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)△H ②Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)△H＜0. Ni(CO)4的沸点43.2℃，熔点﹣19.3℃，分解温度135℃；Co2(CO)8沸点72℃，熔点31℃。下列有关叙述中不正确的是(　　) A．①反应在900℃进行，温度升高，K增大，说明正反应△H＞0 B．蒸馏提取Ni(CO)4应选择的适宜温度范围是43.2℃﹣72℃ C．蒸馏后采用230℃分解Ni(CO)4(g)制取金属镍，所获金属镍中常常含有碳 D．提纯粗镍若简化为图装置，则温度T1＞T2 15．(24-25高二·北京昌平一中·期中)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨：，实现了人工固氮。 (1)该反应的化学平衡常数表达式为 。 (2)测得在一定条件下氨的平衡含量如下表。 温度/℃ 压强/MPa 氨的平衡含量 200 10 81.5% 550 10 8.25% ①该反应为放热反应，结合表中数据说明理由 。 ②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是 。 (3)某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后测得数据如下表： N2 H2 NH3 平衡时各物质的物质的量/(mol) 1.00 3.00 1.00 ①此条件下H2的平衡转化率= 。(保留一位小数) ②若平衡后，再向平衡体系中加入N2、H2和NH3各1.00 mol，此时反应向 方向(填“正反应”或“逆反应”)，结合计算说明理由： 。 (4)合成氨生产流程示意图如下。 ①流程中，有利于提高原料利用率的措施是 ；有利于提高单位时间内氨的产率的措施有 。(每空至少答出两点) ②“干燥净化”中，有一步操作是用铜氨液除去原料气中的CO，其反应为：  。对吸收CO后的铜氨废液应该怎样处理？请提出你的建议： 。 (5)实验室研究是工业生产的基石。下图中的实验数据是在其他条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中NH3的物质的量分数的变化情况。 ①曲线a对应的温度是 。 ②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是 。 16．(24-25高二上·北京·期中)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： （1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1 反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1 反应Ⅱ的热化学方程式： 。 （2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。 p2 p 1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是 。 （3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。 i．SO2+4I－+4H+===S↓+2I2+2H2O ii．I2+2H2O+ === + +2I－ （4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中） A B C D 试剂组成 0.4 mol·L－1 KI a mol·L－1 KI 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 KI 0.0002 mol I2 实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快 ①B是A的对比实验，则a= 。 ②比较A、B、C，可得出的结论是 。 ③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因： 。 17．(21-22高二上·北京海淀区·期中)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CO2资源化利用对缓解碳减排压力具有重要意义。在二氧化碳催化加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为： 反应I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.7kJ·mol-1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1 反应III：2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) ΔH3=-247.1kJ·mol-1 向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2，平衡时体系内CH4、CO、CO2的物质的量(n)与温度(T)的变化关系如图所示。 (1)反应I~III中，属于吸热反应的是 (填反应序号)。 (2)反应I的平衡常数表达式为 。 (3)盖斯定律的重要价值是可以利用已知反应的反应热求得未知反应的反应热，利用上述反应计算CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的ΔH= 。 (4)结合上述反应，解释图中CO的物质的量随温度的变化的原因： 。 (5)在实际生产中为了提高甲烷的产量，选择的反应条件为较低温度和使用合适的催化剂，从反应原理角度说明选择该反应条件的理由： 、 。 18．(24-25高二上·北京·期中)烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟氧化结合溶液吸收法同时脱除和NO的过程示意图如下。 (1)气体反应器中的主要反应原理及相关数据如下表。 反应 平衡常数(25℃) 活化能/(kJ/mol) 反应a：   24.6 反应b：   3.17 反应c：   58.17 ①已知：  ，则 。 ②其他条件不变时，高于150℃，在相同时间内和NO的转化率均随温度升高而降低，原因是 。 ③其他条件不变，和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置1分析，在相同时间内，和NO的转化率随的浓度的变化如图。结合数据分析NO的转化率高于的原因 。 (2)其他条件不变，和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置2分析，在相同时间内，与NO的物质的量之比对和NO脱除率的影响如图。 ①溶液显碱性，用化学平衡原理解释： 。 ②的浓度很低时，的脱除率超过97%，原因是 。 ③在吸收器中，与反应生成和的离子方程式是 。 ④在吸收器中，随着吸收过程的进行，部分被转化为，反应中和的物质的量之比为1：1，该反应的离子方程式是 。 试卷第16页，共16页 试卷第15页，共16页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应的方向与调控 高频考点概览 考点01 化学反应的方向 考点02 化学反应的调控 地 城 考点01 化学反应的方向 1．(21-22高二上·北京昌平区·期中)下列关于化学反应方向的说法正确的是 A．凡是放热的反应都是自发反应 B．凡是需要加热才发生的反应都是非自发反应 C．凡是熵增的反应都是自发反应 D．反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变 【答案】D 【详解】A．反应自发与非自发进行不能仅由焓变决定，而是由焓变和熵变共同决定，A错误； B．△H-T△S<0的反应可自发进行，也可能需要加热，则需要加热的反应可能为自发进行的反应，B错误； C．△H-T△S<0的反应可自发进行的反应，△H<0，△S>0的反应在低温下是自发进行的反应，若△H>0，△S>0，在低温下反应是非自发进行的反应，C错误； D．反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变，D正确； 故合理选项是D。 2．(24-25高二上·北京清华大学附属中学·期中)下列说法正确的是 A．放热反应一定是自发反应 B．固体溶解一定是熵减小的过程 C．熵增的反应不一定是自发反应 D．非自发反应在任何条件下都不能发生 【答案】C 【详解】A．反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，放热反应△H＜0，若△S＜0，高温下是非自发进行的反应，故A错误； D．固体溶解混乱度越大，熵值越大，则固体溶解是一个熵增大的过程，故B错误； C．依据△H－T△S＜0反应自发进行，△H－T△S＞0属于非自发进行分析，熵增大反应△S＞0，若△H＞0，则低温下反应不能自发进行，高温下反应能自发进行，所熵增的反应不一定是自发反应，故C正确； D．△G=△H－T△S＞0反应非自发进行，改变条件非自发进行的反应可以变化为自发进行，如碳酸钙的分解反应在常温下是非自发反应，但是在高温下能自发进行，故D错误； 故选C。 3．(24-25高二上·北京陈经纶中学·期中)下列说法不正确的是 A．水凝结成冰的过程中，体系的 B．发生离子反应的条件之一是生成气体，此过程是一个的过程 C．化学反应自发进行的方向，与反应的和都有关 D．溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程 【答案】D 【详解】A．水凝结成冰的过程中，体系的混乱度减小，即熵变，A正确； B．发生离子反应的条件之一是生成气体，有气体生成时体系的混乱程度增大，，B正确； C．化学反应有向物质内能降低、体系混乱程度增大方向进行的趋势，当时反应能自发进行，C正确； D．溶于水吸热，但溶解过程是混乱度增大的物理过程，能够自发进行，D错误； 故选D。 4．(24-25高二上·北京顺义第一中学·期中)下列有关说法正确的是 A．水凝结成冰的过程是熵增的过程 B．水中加入醋酸钠固体，溶液呈碱性，抑制水的电离 C．将由(g)、(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色加深，不能说明平衡向生成的方向移动 D．弱电解质的电离平衡右移，其电离平衡常数一定变大 【答案】C 【详解】A．水凝结成冰的过程，体系混乱度减小，熵减小，A错误； B．醋酸钠溶于水，发生水解反应，促进水的电离，B错误； C．反应(g)+(g)2HI(g)，反应前后气体分子数相等，加压后平衡不移动，颜色加深是因为加压体积缩小，气体浓度增大，C正确； D．电离平衡常数只受温度影响，弱电解质的电离平衡右移，其电离平衡常数不一定变大，如加水稀释过程，D错误； 故选：C。 5．(24-25高二上·北京交通大学附属中学·期中)下列有关化学反应自发性的说法正确的是 A．放热反应一定是自发进行的反应 B．化学反应的熵变与反应的方向无关 C．反应：，常温下一定能自发进行的判据是， D．只有不需要任何条件才能够自动进行的过程才是自发过程 【答案】C 【详解】A．放热反应容易自发进行，但不是所有的放热反应都能自发进行，故A错误； B．反应能否自发进行，取决于=△H-T•△S的差值，当△H-T•△S＜0时，反应能自发进行，可见熵变是影响化学反应方向的因素之一，故B错误； C．该反应生成气体，反应放热，焓变小于0而熵变大于0的反应，△H-T△S＜0，则反应常温下可自发进行，故C正确； D．反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0；自发进行的反应也需要一定条件才可以发生，故D错误； 故选：C。 6．(24-25高二上·北京通州区·期中)下列反应属于熵减小过程的是 A．过氧化钠和水反应 B．二氧化硫和氢硫酸反应 C．二氧化锰和浓盐酸加热反应 D．碳和浓硝酸反应 【答案】B 【详解】A．过氧化钠和水反应生成氧气，为熵增过程，A错误； B．二氧化硫和氢硫酸反应生成硫单质固体和水液体，为熵减过程，B正确； C．二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气气体，为熵增过程，C错误；   D．碳和浓硝酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硫气体，为熵增过程，D错误； 故选B。 7．(24-25高二上·北京·期中)25℃和时，  ，该反应能自发进行的原因是 A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减少的反应 D．熵增大效应大于焓效应 【答案】D 【详解】A．吸热反应不利于自发进行，A错误； B．该反应的△H>0，是吸热反应，B错误； C．该反应是气体增加的反应，是熵增加的反应，C错误； D．该反应是熵增加的吸热反应，熵增加有利于自发进行，吸热不利于自发进行，能自发进行的原因是熵增大效应大于焓效应，D正确； 答案选D。 8．(24-25高二上·北京第二十中学·期中)下列说法中，正确的是 A．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向 B．已知反应平衡常数为，则的平衡常数为 C．、的反应在温度低时，不能自发进行 D．生成物的总能量大于反应物的总能量时； 【答案】A 【详解】A．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂改变反应速率，但不能改变化学反应进行的方向和平衡移动，A正确； B．因为相同温度下，化学计量数变为原来的n倍，则化学平衡常数为原来的n次方，所以反应的平衡常数为，B错误； C．ΔG=ΔH-TΔS，对于ΔH<0、ΔS>0的反应，无论温度高低ΔG<0恒成立，反应能自发进行，C错误；   D．ΔH=生成物总能量-反应物总能量，当生成物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH>0，D错误； 故选A。 9．(24-25高二上·北京丰台区·期中)下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 【答案】A 【详解】A．同一物质气态时的熵值最大，液态时的次之，固态时的最小，A正确； B．固体溶解过程，体系混乱度增大，所以是熵增的过程，B错误； C．能够自发进行的反应不一定是熵增加的过程，要考虑焓变，C错误； D．能够自发进行的反应可能是吸热反应，如，在高温下，可自发进行，D错误； 故选A。 10．(23-24高二上·北京师范大学附属实验中学·期中)下列有关反应的说法中不正确的是 A．生成标准状况下转移 B．溶液能催化该反应 C．该反应的熵变 D．该反应在任意温度下均能自发进行 【答案】C 【详解】A．标准状况下的物质的量为，根据方程式可知，，所以此时转移电子的物质的量为1mol，A正确； B．氯化铁作催化剂可催化过氧化氢分解，B正确； C．上述反应中由液态过氧化氢生成气体氧气，则反应的熵变，C错误； D．上述反应为熵增的放热反应，则任何温度下均能自发进行，D正确； 故选C。 地 城 考点02 化学反应的调控 11．(24-25高二上·北京清华附中朝阳学校·期中)工业合成：  。下列分析不正确的是 A．使用催化剂可以提高反应物中活化分子百分数，但不能改变反应的 B．增大合成氨的反应速率与提高平衡混合物中氨的含量所采取的措施均一致 C．已知平衡体系中的沸点最高，则可通过液化的方法分离出，从而提高其产率 D．断裂和的共价键所需能量小于断裂的共价键所需能量 【答案】B 【详解】A．使用催化剂可以降低反应的活化能，提高反应物中活化分子百分数，但不能改变反应的，A正确； B．升高温度，反应速率加快，但合成氨反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨的含量减小，B错误； C．平衡体系中的沸点最高，则可通过液化的方法分离出，促使平衡正向移动，从而提高其产率，C正确； D．反应正向为放热反应，故反应物的总键能小于生成物的总键能，断裂和的共价键所需能量小于断裂的共价键所需能量，D正确； 故选B。 12．(24-25高二上·北京育才学校·期中)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是 A．实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法 B．工业合成氨  ，采用的高温条件 C．配制溶液时，常将晶体溶于较浓的盐酸中 D．工业制备：，加入大量水，同时加热 【答案】B 【详解】A．Cl2溶于水后存在平衡，饱和食盐水中有大量Cl－，可以抑制平衡正向移动，降低氯气的溶解度，能用化学平衡移动原理解释，A不符合题意； B．该反应为放热反应，高温条件不利于正向进行，之所以采用高温是为了提高催化剂活性，加快反应速率，不能用化学平衡移动原理解释，B符合题意； C．FeCl3溶于水后发生水解，溶于浓盐酸可以抑制水解反应正向移动，能用化学平衡移动原理解释，C不符合题意； D．和大量水发生水解反应，生成，分解生成，与盐类水解有关，能用化学平衡移动原理解释，D不符合题意； 故选B。 13．(23-24高二上·北京·期中)已知合成氨反应，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是 ①减压；②加压；③升温；④降温；⑤及时从平衡混合气中分离出；⑥补充或⑦加催化剂； A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．仅②⑥ D．②③⑥⑦ 【答案】C 【分析】合成氨反应，该反应的特点为：正反应放热且气体分子数减小；据此分析。 【详解】①减压，反应速率减慢，平衡逆向移动，的产率减小，①不可采取； ②加压，反应速率加快，平衡正向移动，的产率增大，②可采取； ③升温，反应速率加快，平衡逆向移动，的产率减小，③不可采取； ④降温，反应速率减慢，平衡正向移动，的产率增大，④不可采取； ⑤及时从平衡混合气中分离出，反应速率减慢，平衡正向移动，的产率增大，⑤不可采取； ⑥补充N2或H2，反应速率加快，平衡正向移动，的产率增大，⑥可采取； ⑦加催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，的产率不变，⑦不可采取； 故选②⑥； 故选C。 14．(24-25高二上·北京·期中)以粗氧化镍(主要含NO、CoO等)为原料制备纯镍，先用CO还原粗氧化镍制备羰化镍，羰化后的产物为Co2(CO)8、Ni(CO)4已知反应为： ①CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)△H ②Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)△H＜0. Ni(CO)4的沸点43.2℃，熔点﹣19.3℃，分解温度135℃；Co2(CO)8沸点72℃，熔点31℃。下列有关叙述中不正确的是(　　) A．①反应在900℃进行，温度升高，K增大，说明正反应△H＞0 B．蒸馏提取Ni(CO)4应选择的适宜温度范围是43.2℃﹣72℃ C．蒸馏后采用230℃分解Ni(CO)4(g)制取金属镍，所获金属镍中常常含有碳 D．提纯粗镍若简化为图装置，则温度T1＞T2 【答案】D 【详解】A．温度升高，K增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，△H＞0，故A正确； B．蒸馏提取Ni(CO)4，应高于沸点，且避免混有Co2(CO)8，则选择的适宜温度范围是43.2℃-72℃，故B正确； C．采用230℃分解Ni(CO)4(g)制取金属镍，温度升高，化学平衡Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)正向进行，CO浓度增大，反应2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)平衡右移生成碳，导致所获金属镍中常常含有碳，故C正确； D．在温度较低时Ni与CO化合生成Ni(CO)4，在温度较高时分解生成Ni和CO，因此T1＜T2，故D错误； 故选D。 【点睛】本题的易错点为CD，C中要注意根据方程式，利用平衡移动原理分析，D中要注意Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)为放热反应，升高温度，平衡逆向移动。 15．(24-25高二·北京昌平一中·期中)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨：，实现了人工固氮。 (1)该反应的化学平衡常数表达式为 。 (2)测得在一定条件下氨的平衡含量如下表。 温度/℃ 压强/MPa 氨的平衡含量 200 10 81.5% 550 10 8.25% ①该反应为放热反应，结合表中数据说明理由 。 ②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是 。 (3)某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后测得数据如下表： N2 H2 NH3 平衡时各物质的物质的量/(mol) 1.00 3.00 1.00 ①此条件下H2的平衡转化率= 。(保留一位小数) ②若平衡后，再向平衡体系中加入N2、H2和NH3各1.00 mol，此时反应向 方向(填“正反应”或“逆反应”)，结合计算说明理由： 。 (4)合成氨生产流程示意图如下。 ①流程中，有利于提高原料利用率的措施是 ；有利于提高单位时间内氨的产率的措施有 。(每空至少答出两点) ②“干燥净化”中，有一步操作是用铜氨液除去原料气中的CO，其反应为：  。对吸收CO后的铜氨废液应该怎样处理？请提出你的建议： 。 (5)实验室研究是工业生产的基石。下图中的实验数据是在其他条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中NH3的物质的量分数的变化情况。 ①曲线a对应的温度是 。 ②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是 。 【答案】(1) (2) 温度升高，氨的平衡含量下降，即平衡逆向移动，即逆反应方向为吸热反应，说明该反应为放热反应 550℃、10Mpa的条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率 (3) 33.3% 正反应 该温度下，K=，加入N2、H2和NH3各1.00 mol后，Q=<K，即平衡向正反应方向进行 (4) 加压、冷却液化氨、原料气循环利用 干燥净化、加压、原料气的循环利用以及铁触媒400-500℃ 升温、减压可促使平衡左移，产生的混合气体用硫酸溶液吸收氨气后可回收CO，铜氨溶液可重复利用 (5) 200℃ KQ=KM>KN 【详解】（1）N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，化学平衡常数表达式为； （2）温度升高，氨的平衡含量下降，即平衡逆向移动，即逆反应方向为吸热反应，说明该反应为放热反应；哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是550℃、10Mpa的条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率； （3）①某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后n(N2)=1.00mol，n(H2)=3.00mol，n(NH3)=1.00mol，则△n(NH3)=1.00mol，△n(N2)=0.50mol，△n(H2)=1.50mol，即n起始(H2)=3.00+1.50=4.50mol ，H2的平衡转化率=1.50÷4.50×100%=33.3%；②该温度下，K=，加入N2、H2和NH3各1.00 mol后，Q=<K，即平衡向正反应方向进行； （4）①合成氨的反应为气体分子总数减小的放热反应，故增大压强可促使平衡正向移动，提高原料利用率；采用迅速冷却的方法使氨气液化分离可降低速率，但能够促使平衡正向移动，提高原料利用率；原料气循环使用能使原料气的浓度保持一定的浓度，提高氮气、氢气的转化率，则流程中有利于提高原料利用率的措施是加压、冷却液化氨、原料气循环利用；增大压强可提高反应速率且促使平衡正向移动，升温虽然使平衡逆向移动但能加快反应速率，干燥净化能防止催化剂中毒，故有利于提高单位时间内氨的产率的措施有干燥净化、加压、原料气的循环利用以及铁触媒400-500℃； ②[Cu(NH3)2]++CO+NH3⇌[Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0为放热的、气体分子数减小的反应，升温、减压可促使平衡左移，产生的混合气体用硫酸溶液吸收氨气后可回收CO，铜氨溶液可重复利用； （5）①合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量降低，所以曲线a对应的温度是200℃；②合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，由图可知温度的大小关系为：Q=M＜N，则平衡常数的大小关系为：KQ=KM>KN。 16．(24-25高二上·北京·期中)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： （1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1 反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1 反应Ⅱ的热化学方程式： 。 （2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。 p2 p 1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是 。 （3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。 i．SO2+4I－+4H+===S↓+2I2+2H2O ii．I2+2H2O+ === + +2I－ （4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中） A B C D 试剂组成 0.4 mol·L－1 KI a mol·L－1 KI 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 KI 0.0002 mol I2 实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快 ①B是A的对比实验，则a= 。 ②比较A、B、C，可得出的结论是 。 ③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因： 。 【答案】 3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s)  ΔH2=−254 kJ·mol−1 > 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大 SO2 SO42— 4H+ 0.4 I−是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率 反应ii比i快；D中由反应ii产生的H+使反应i加快 【详解】分析：（1）应用盖斯定律结合反应II分析。 （2）采用“定一议二”法，根据温度相同时，压强与H2SO4物质的量分数判断。 （3）依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变，反应i+反应ii消去I-得总反应。 （4）用控制变量法对比分析。 详解：（1）根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）ΔH=ΔH1+ΔH3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH=-254kJ/mol。 （2）在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，p2时H2SO4物质的量分数大于p1时；反应II是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2SO4物质的量增加，体系总物质的量减小，H2SO4物质的量分数增大；则p2p1。 （3）反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S，I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，（总反应-反应i）2得，反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。 （4）①B是A的对比实验，采用控制变量法，B比A多加了0.2mol/LH2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a=0.4。 ②对比A与B，加入H+可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H+不能催化SO2的歧化反应；比较A、B、C，可得出的结论是：I−是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率。 ③对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应i消耗H+和I-，反应ii中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率DA，由此可见，反应ii比反应i速率快，反应ii产生H+使c（H+）增大，从而反应i加快。 点睛：本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体，考查盖斯定律的应用、化学平衡图象的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响，考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。 17．(21-22高二上·北京海淀区·期中)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CO2资源化利用对缓解碳减排压力具有重要意义。在二氧化碳催化加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为： 反应I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.7kJ·mol-1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1 反应III：2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) ΔH3=-247.1kJ·mol-1 向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2，平衡时体系内CH4、CO、CO2的物质的量(n)与温度(T)的变化关系如图所示。 (1)反应I~III中，属于吸热反应的是 (填反应序号)。 (2)反应I的平衡常数表达式为 。 (3)盖斯定律的重要价值是可以利用已知反应的反应热求得未知反应的反应热，利用上述反应计算CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的ΔH= 。 (4)结合上述反应，解释图中CO的物质的量随温度的变化的原因： 。 (5)在实际生产中为了提高甲烷的产量，选择的反应条件为较低温度和使用合适的催化剂，从反应原理角度说明选择该反应条件的理由： 、 。 【答案】(1)Ⅱ (2)K= (3)+205.9 kJ·mol-1 (4)升高温度时，反应Ⅱ的平衡正向移动，反应Ⅲ的平衡逆向移动，平衡的移动使CO的含量升高 (5) 较低温度可以使平衡正向移动 合适的催化剂可以加快反应速率，同时提高反应Ⅰ的选择性 【详解】（1）吸热反应焓变大于0，所以属于吸热反应的是Ⅱ； （2）根据平衡常数的定义可知反应Ⅰ的平衡常数表达式为K=； （3）根据盖斯定律反应Ⅱ-反应Ⅰ可得CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)的ΔH=+41.2kJ·mol-1-(-164.7kJ·mol-1)=+205.9kJ·mol-1； （4）反应Ⅱ为吸热反应，反应Ⅲ为放热反应，升高温度时，反应Ⅱ的平衡正向移动，反应Ⅲ的平衡逆向移动，平衡的移动使CO的含量升高； （5）反应Ⅰ为放热反应，较低温度可以使平衡正向移动，提高CH4的转化率，但会降低反应速率，所以还需选用合适的催化剂，加快反应速率，同时提高反应Ⅰ的选择性。 18．(24-25高二上·北京·期中)烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟氧化结合溶液吸收法同时脱除和NO的过程示意图如下。 (1)气体反应器中的主要反应原理及相关数据如下表。 反应 平衡常数(25℃) 活化能/(kJ/mol) 反应a：   24.6 反应b：   3.17 反应c：   58.17 ①已知：  ，则 。 ②其他条件不变时，高于150℃，在相同时间内和NO的转化率均随温度升高而降低，原因是 。 ③其他条件不变，和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置1分析，在相同时间内，和NO的转化率随的浓度的变化如图。结合数据分析NO的转化率高于的原因 。 (2)其他条件不变，和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置2分析，在相同时间内，与NO的物质的量之比对和NO脱除率的影响如图。 ①溶液显碱性，用化学平衡原理解释： 。 ②的浓度很低时，的脱除率超过97%，原因是 。 ③在吸收器中，与反应生成和的离子方程式是 。 ④在吸收器中，随着吸收过程的进行，部分被转化为，反应中和的物质的量之比为1：1，该反应的离子方程式是 。 【答案】(1) 高于150℃，温度升高，反应a的速率增大，c(O3)减小，反应b和c的速率减小，导致和NO的转化率均降低 反应b的活化能小于反应c，反应b的速率大于反应c，因此NO的转化率高于 (2) 溶液中存在：、，的水解程度大于的水解程度，使溶液显碱性 溶液直接与反应是脱除的主要原因 【详解】（1）①已知：反应a：  ，   ，根据盖斯定律，将两反应相加再除以2得反应，==，故答案为：。 ②反应a为气体分子数增大的反应，，较高温度下更有利于反应a进行，所以在其他条件不变时，高于150℃，温度升高，反应a的速率增大，c(O3)减小，导致反应b和c的速率减小，和NO的转化率均降低，故答案为：高于150℃，温度升高，反应a的速率增大，c(O3)减小，反应b和c的速率减小，导致和NO的转化率均降低。 ③由表中数据可知，反应b的活化能小于反应c，则反应b的速率大于反应c，因此NO的转化率高于，故答案为：反应b的活化能小于反应c，反应b的速率大于反应c，因此NO的转化率高于。 （2）①溶液中存在：、，的水解程度大于的水解程度，使溶液显碱性，故答案为：溶液中存在：、，的水解程度大于的水解程度，使溶液显碱性。 ②的浓度很低时，溶液直接与反应是脱除的主要原因，即的脱除率几乎不受的浓度的影响，的脱除率超过97%，故答案为：溶液直接与反应是脱除的主要原因。 ③与反应氧化还原反应生成和，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，写出反应的离子方程式是为，故答案为：。 ④吸收过程中，部分和发生归中反应生成和H2O，反应中和的物质的量之比为1:1，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，写出反应的离子方程式为，故答案为：。 试卷第16页，共16页 试卷第15页，共16页 学科网（北京）股份有限公司 $