精品解析：江苏省苏州市2024-2025学年高二上学期期中测试 化学试题

2024～2025学年第一学期高二期中调研试卷 化学 注意事项： 1.本试卷分为单项选择题和非选择题两部分，试卷满分100分。考试时间75分钟。 2.将选择题答案填涂在答题卡的对应位置上，非选择题的答案写在答题卡的指定栏目内。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Ca40 Fe56 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 近年来我国燃料电池技术取得重大突破。下列物质不宜作为电池燃料的是 A. 氦气 B. 氢气 C. 甲烷 D. 一氧化碳 2. 下列反应属于放热反应且属于氧化还原反应的是 A. 加热分解的反应 B. 稀硫酸与溶液的中和反应 C. 燃烧的反应 D. 晶体与晶体的反应 3. 关于甲烷合成反应：(反应放热)，下列说法正确的是 A. 形成键需要吸收能量 B. 反应过程的能量变化可用如图表示 C. 该反应(用表示某种化学键的键能) D. 该反应过程中各元素化合价均未发生变化 4. 某温度下，容器中发生反应，在内由变成(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A. 反应速率关系： B. 内， C. 内，的转化率为 D. 内，上述反应转移电子数目为 5. 利用反应制备和，下列说法正确的是 A. 该反应 B. 该反应的平衡常数可表示为 C. 其他条件相同，增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大 D. 其他条件相同，增大水蒸气的投入量，可提高的平衡转化率 6. 将金属连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是 A. 该装置设计利用了电解池原理 B. 铁为原电池的正极 C. 极的电极反应式为 D. 金属的活动性比的活动性弱 7. 用纯净的与一定浓度的稀盐酸反应制取，生成的体积随时间变化的关系如图所示(体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A. OE段表示的平均反应速率最快 B. 该反应是吸热反应 C. OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 D. OE、EF、FG三段中，该反应用表示的平均反应速率之比为 阅读下列材料，完成下面小题： 硫及其化合物之间的转化在生产中有着重要作用。接触法制硫酸中，制取的反应为 。实验室也可以利用原电池原理吸收制备少量硫酸。 8. 其他条件相同时，对于反应，下列说法正确的是 A. 向容器中加入和，反应达到平衡时，放出热量为 B. 增大压强，反应增大，减小，平衡向逆反应方向移动 C. 该反应在任何条件下都能自发进行 D. 使用催化剂能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变 9. 利用原电池原理吸收制备硫酸的装置如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电极为负极 B. 电子从电极流出，经电解质溶液流向电极 C. 电极上的电极反应式为 D. 质子交换膜每通过，参加反应的体积为 10. 在含有少量的溶液中， 。其分解机理如下： ① ② 下列说法不正确的是 A. 升高温度和使用催化剂能提高分解的平衡转化率 B. 是中间产物，在反应②中作氧化剂 C. 一段时间后，可用带火星的木条检验是否分解 D. 11. 室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的是 选项 探究方案 探究目的 A 相同条件下，向一支试管中加入和，向另一支试管中加入和溶液，观察反应剧烈程度 是分解反应的催化剂 B 在一支试管中加入盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化 与盐酸反应放热 C 用注射器收集一定体积气体，连接色度传感器，通过推拉活塞改变体系压强，观察体系中气体颜色变化 压强对化学平衡的影响 D 向溶液中加入溶液，再加入少量铁粉，观察溶液颜色变化 浓度对平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 12. 我国科学家研发了一种室温下可充电的电池，装置如图所示。放电时，与均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A. 放电时，钠箔电极发生氧化反应 B. 放电时，每转移电子，消耗(标准状况下) C. 充电时，电源b极为正极，向钠箔电极移动 D. 充电时，碳纳米管电极发生的反应为： 13. 乙酸蒸汽催化重整制氢过程中的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 将一定比例的乙酸、水和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，乙酸的转化率、氢酸比[]与温度的关系如图所示。若仅考虑上述反应，下列说法正确的是 A. 用该催化剂催化重整反应的最佳温度范围约为 B. 时，出口气中 C. 后氢酸比下降的主要原因为温度升高反应Ⅰ、Ⅱ正向进行程度减小 D. 该过程深入研究方向之一是寻找对反应Ⅱ选择性更高的催化剂 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 粮食生产离不开氮肥，合成氨是人工固氮最重要的途径。 （1）工业合成氨反应是在催化剂表面进行的，主要经历吸附、表面反应、脱附等步骤。以铁触媒为催化剂，以和为原料合成的反应历程如图所示(图中*表示吸附在催化剂表面活性位点的物种)。 ①写出与反应生成的热化学方程式：___________。 ②上述历程中，反应速率最慢的步骤是___________(填字母序号)。 A． B． C． D． ③合成过程中，不断将生成的液化并移去，能够提高合成的生产效率。请从速率角度解释可能原因：___________。 （2）以纳米作催化剂，以和为原料，电化学合成的原理如图所示。 ①该过程中能量的转化形式为___________。 ②电极上产生的电极反应式为___________。 ③由于发生副反应，使得电极上获得的中混有，则理论上电极和电极生成气体的物质的量之比的范围是___________。 15. 杭州亚运会主火炬用的是绿色燃料“零碳甲醇()”。 （1）催化剂作用下，和发生反应：。 ①250℃，在甲(容积)、乙(容积)两个恒容密闭容器中分别充入和，容器内总压强随时间变化如图所示。甲容器中压强变化情况对应的曲线是___________(填“A”或“B”)。 ②其他条件不变，仅改变催化剂种类，反应器出口产品成分分析结果如下图所示。图中所示的五种催化剂中，宜选择的最佳催化剂是___________(填化学式)。 （2）实际工业制备甲醇主要发生如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 一定压强下，按照加入原料，平衡时，或的选择性[选择性]及的转化率随温度的变化情况如图所示。 ①图中选择性所对应的曲线是___________(填“M”或“N”)。 ②300~400℃范围内，平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。 （3）研究发现，和的反应气中含有水蒸气会影响的产率，添加适量水蒸气前后对关键反应历程的能量变化影响如图所示。 已知：水蒸气可使催化剂表面的活化位点减少。 ①该反应过程中，有水参与的关键反应历程的化学方程式为___________。 ②推测在反应气中添加水蒸气对甲醇产率造成的可能影响及其原因：___________(答出两点)。 16. 氢气是理想的清洁能源，其制取、储存和释放是氢能源利用的研究热点。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，其原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有___________；含和各的混合气体通过该方法制氢，理论上可增加获得___________。 （2）利用乙醇—水蒸气催化重整制氢。 已知： ①反应 ___________。 ②已知 。向重整反应体系中加入适量多孔，其目的是：吸收，提高产率和纯度；___________(答出两点)。 （3）利用甲酸储氢。在密闭容器中向含有催化剂的溶液(与溶液反应制得)中通入生成，从而实现储氢。其他条件不变，转化为的转化率随温度的变化如图所示。 ①储氢反应转化为的离子方程式为___________。 ②40℃~80℃范围内，催化加氢的转化率迅速上升的原因可能是___________。 （4）催化释氢。催化剂作用下，分解生成和的可能反应机理如图所示。若是代替进行催化释氢反应，则除生成外，还生成___________(填气体化学式)。 17. 研究的转化对实现“碳中和”目标具有重要意义。 （1）合成尿素是利用的途径之一。其合成过程分为两步： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： ①密闭体系中，反应Ⅰ的平衡常数()随温度升高的变化情况是___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 ②已知反应Ⅰ为快速反应，反应Ⅱ为慢速反应。下列图象能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是___________(填字母序号)。 A． B． C． D． （2）电催化还原是资源化的又一途径。一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种含碳有机物的骨架上)电催化还原的装置示意图如图所示。 ①电极应连接电源的___________(选填“正极”或“负极”)。 ②电极上，由生成的电极反应式为___________。 ③科研小组利用代替原有的进行研究，其目的是___________。 （3）还可以与催化重整制取和。在基催化剂表面发生重整反应： 在催化剂表面还存在反应： (积碳反应) (消碳反应) ①其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是___________。 ②重整反应的可能机理如图所示(*表示吸附在催化剂表面活性位点的物种)。生成的过程可描述为：在催化剂表面解离成和，___________，从催化剂表面脱附生成。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024～2025学年第一学期高二期中调研试卷 化学 注意事项： 1.本试卷分为单项选择题和非选择题两部分，试卷满分100分。考试时间75分钟。 2.将选择题答案填涂在答题卡的对应位置上，非选择题的答案写在答题卡的指定栏目内。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Ca40 Fe56 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 近年来我国燃料电池技术取得重大突破。下列物质不宜作为电池燃料的是 A. 氦气 B. 氢气 C. 甲烷 D. 一氧化碳 【答案】A 【解析】 【详解】燃料电池的燃料需具备可被氧化的性质以释放电子。氦气（A）化学性质稳定，无法参与氧化还原反应、无法作为燃料；氢气（选项B）、甲烷（选项C）、一氧化碳（选项D）均可通过氧化反应提供电子，适合作为燃料。 答案选A。 2. 下列反应属于放热反应且属于氧化还原反应的是 A. 加热分解的反应 B. 稀硫酸与溶液的中和反应 C. 燃烧的反应 D. 晶体与晶体的反应 【答案】C 【解析】 【详解】放热反应需释放热量，如燃烧、中和反应；氧化还原反应需元素化合价变化。 A．CaCO₃高温分解吸热，且Ca、C、O化合价均未变，A错误； B．中和反应放热，但H⁺与OH⁻结合生成H₂O，无化合价变化，B错误； C．H₂燃烧放热，H（0→+1）、O（0→-2）化合价变化，C正确； D．该反应吸热，且化合价未变，D错误； 故答案选：C。 3. 关于甲烷合成反应：(反应放热)，下列说法正确的是 A. 形成键需要吸收能量 B. 反应过程的能量变化可用如图表示 C. 该反应(用表示某种化学键的键能) D. 该反应过程中各元素化合价均未发生变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．形成键需要放出能量，A错误； B．反应放热，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，与图像符合，B正确； C．该反应(用表示某种化学键的键能)，C错误； D．反应中碳元素由+4价变为-4价，氢元素由0价变为+1价，D错误； 故答案选：B。 4. 某温度下，容器中发生反应，在内由变成(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A. 反应速率关系： B. 内， C. 内，的转化率为 D. 内，上述反应转移电子数目为 【答案】C 【解析】 【详解】A．速率之比等于系数比，反应速率关系应为3v(NO)=2v(H2O)，而选项A中2v(NO)=3v(H2O)与化学计量数比例相反，A错误； B．NH3的速率为=0.04mol/(L·s)，O2的速率应为0.04×=0.05mol/(L·s)，B错误； C．NH3的转化率为×100%=80%，C正确； D．结合方程式可知，每摩尔氨气参加反应转移5mol电子，结合题中信息可知，该反应内生成0.8mol氨气，0.8mol NH3转移4mol电子，对应4×6.02×1023，D错误； 故选C。 5. 利用反应制备和，下列说法正确的是 A. 该反应 B. 该反应的平衡常数可表示为 C. 其他条件相同，增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大 D. 其他条件相同，增大水蒸气的投入量，可提高的平衡转化率 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应中气体分子总数增加，熵变ΔS>0，A错误； B．该反应的平衡常数可表示为，B错误； C．增大压强平衡逆向移动，且平衡常数仅与温度有关、增大压强，平衡常数不变，C错误； D．增大水蒸气的投入量使平衡右移，CH4的转化率提高，D正确； 故答案选：D。 6. 将金属连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是 A. 该装置设计利用了电解池原理 B. 铁为原电池的正极 C. 极的电极反应式为 D. 金属的活动性比的活动性弱 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，该装置为原电池，A错误； B．Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极，B正确； C．Zn作负极，负极发生氧化反应，故电极反应式为，C错误； D．金属Zn的活动性比Fe的活动性强，D错误； 故答案选B。 7. 用纯净的与一定浓度的稀盐酸反应制取，生成的体积随时间变化的关系如图所示(体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A. OE段表示的平均反应速率最快 B. 该反应是吸热反应 C. OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 D. OE、EF、FG三段中，该反应用表示的平均反应速率之比为 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，该关系图中，横坐标的时间间隔近似相同，据此解析。 【详解】A．由图可知，OE、EF、FG三段对应所用时间近似相同，生成的二氧化碳体积分别为224mL、(672-224) mL=448 mL、(784-672) mL=112 mL，故EF段表示的平均速率最快，A错误； B．结合A的分析可知，OE段时反应物浓度最大，但是EF段表示的平均反应速率最快，说明该反应放热，导致温度升高，反应速率加快，B错误； C．结合A的分析可知，EF段收集到的的量最多，C正确； D．OE、EF、FG三段中，时间近似相同，生成的气体的体积比等于反应速率之比，则用CO2表示的平均反应速率之比近似为224 mL:448 mL:112 mL=2:4:1，D错误； 故选C。 阅读下列材料，完成下面小题： 硫及其化合物之间的转化在生产中有着重要作用。接触法制硫酸中，制取的反应为 。实验室也可以利用原电池原理吸收制备少量硫酸。 8. 其他条件相同时，对于反应，下列说法正确的是 A. 向容器中加入和，反应达到平衡时，放出热量为 B. 增大压强，反应增大，减小，平衡向逆反应方向移动 C. 该反应在任何条件下都能自发进行 D. 使用催化剂能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变 9. 利用原电池原理吸收制备硫酸的装置如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电极为负极 B. 电子从电极流出，经电解质溶液流向电极 C. 电极上的电极反应式为 D. 质子交换膜每通过，参加反应的体积为 【答案】8. D 9. C 【解析】 【分析】电极a中，SO2转化为H2SO4，硫元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，则电极a为负极；电极b为正极，O2转化为H2O。 【8题详解】 A．，反应为可逆反应，不完全反应，和1mol反应达到平衡时，放出热量小于，A错误； B．增大压强，物质浓度增大，则、均增大，平衡向气体系数减小的反应移动，即向正反应方向移动，B错误； C．该反应是气体总数减小的放热反应，即，要使，则需在低温条件下才能自发进行，C错误； D．催化剂能加快化学反应速率，降低反应活化能，但不能改变反应的焓变，D正确； 故选D。 【9题详解】 A．根据分析，电极为正极，A错误； B．电子从负极流出，经导线流向正极，即电子从电极流出，经导线流向电极，B错误； C．电极中SO2转化为H2SO4，电极反应式为，C正确； D．题意没有明确是在标准状况下，无法计算气体体积，D错误； 故选C。 10. 在含有少量的溶液中， 。其分解机理如下： ① ② 下列说法不正确的是 A. 升高温度和使用催化剂能提高分解的平衡转化率 B. 是中间产物，在反应②中作氧化剂 C. 一段时间后，可用带火星的木条检验是否分解 D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．升高温度会使放热反应的平衡逆向移动，降低H2O2的平衡转化率；催化剂仅加快反应速率，不影响平衡。因此，A错误； B．IO-在反应①生成、反应②消耗，是中间产物。在反应②中，IO-中的I从+1价降至-1价（被还原），说明IO-作氧化剂，B正确； C．H2O2分解生成O2，带火星的木条在较高浓度O2中会复燃。若分解充分，产生的O2足以支持复燃，因此可用此方法检验，C正确； D．总反应的焓变等于两步反应焓变之和，结合盖斯定律可知，总反应=反应①+反应②，则（ΔH1+ΔH2=ΔH=-98 kJ·mol⁻¹），D正确； 故选A。 11. 室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的是 选项 探究方案 探究目的 A 相同条件下，向一支试管中加入和，向另一支试管中加入和溶液，观察反应剧烈程度 是分解反应的催化剂 B 在一支试管中加入盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化 与盐酸反应放热 C 用注射器收集一定体积气体，连接色度传感器，通过推拉活塞改变体系压强，观察体系中气体颜色变化 压强对化学平衡的影响 D 向溶液中加入溶液，再加入少量铁粉，观察溶液颜色变化 浓度对平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．实验中H2O2浓度不同，反应速率不同，无法验证FeCl3的催化作用，A不能达到目的； B．通过测量反应前后温度变化可直接判断是否为放热反应，B能达到目的； C．改变压强时观察颜色变化即浓度变化可探究平衡移动，C能达到目的； D．加入铁粉消耗Fe3+，通过颜色变化验证浓度对平衡的影响，D能达到目的； 故选A。 12. 我国科学家研发了一种室温下可充电的电池，装置如图所示。放电时，与均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A. 放电时，钠箔电极发生氧化反应 B. 放电时，每转移电子，消耗(标准状况下) C. 充电时，电源b极为正极，向钠箔电极移动 D. 充电时，碳纳米管电极发生的反应为： 【答案】D 【解析】 【分析】可充电的电池放电时，与均沉积在碳纳米管中，说明碳纳米管作正极，电极反应式为，钠箔负极，电极反应式为，充电时，钠箔作阴极，碳纳米管作阳极，据此解答。 【详解】A．放电时，Na失去电子变成Na+，发生氧化反应，故A正确； B．由分析可知，放电时，正极发生的反应为：，故每转移电子，消耗CO2的物质的量为1.5mol，即体积为标准状况下33.6L，故B正确； C．由分析可知，充电时，碳纳米管发生氧化反应，作阳极，与原电池的正极相连，说明电源b极为正极，在电解池中，阳离子移向阴极，所以Na+向阴极（即钠箔电极）移动，C正确； D．充电时，碳纳米管电极为阳极，发生氧化反应，发生的反应为： ，D错误； 故选D。 13. 乙酸蒸汽催化重整制氢过程中的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 将一定比例的乙酸、水和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，乙酸的转化率、氢酸比[]与温度的关系如图所示。若仅考虑上述反应，下列说法正确的是 A. 用该催化剂催化重整反应的最佳温度范围约为 B. 时，出口气中 C. 后氢酸比下降的主要原因为温度升高反应Ⅰ、Ⅱ正向进行程度减小 D. 该过程深入研究方向之一是寻找对反应Ⅱ选择性更高的催化剂 【答案】B 【解析】 【详解】A．该催化剂催化重整反应中乙酸的转化率越大，氢酸比越大时，反应最佳，则最佳温度范围约为600℃，故A错误； B．时，设CO和CO2的物质的量分别为xmol和ymol，则氢酸比，解得，故B正确； C．600℃后，乙酸的转化率几乎不变，则温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ正向进行的程度不能同时减小，故C错误； D．反应I中1mol乙酸可以生成4mol氢气，反应Ⅱ中1mol乙酸生成2mol氢气，反应Ⅰ更有利于氢气的生成，则该过程深入研究的方向之一是寻找对反应Ⅰ具有选择性更高的催化剂，故D错误； 故选B。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 粮食生产离不开氮肥，合成氨是人工固氮最重要的途径。 （1）工业合成氨反应是在催化剂表面进行的，主要经历吸附、表面反应、脱附等步骤。以铁触媒为催化剂，以和为原料合成的反应历程如图所示(图中*表示吸附在催化剂表面活性位点的物种)。 ①写出与反应生成的热化学方程式：___________。 ②上述历程中，反应速率最慢的步骤是___________(填字母序号)。 A． B． C． D． ③合成过程中，不断将生成的液化并移去，能够提高合成的生产效率。请从速率角度解释可能原因：___________。 （2）以纳米作催化剂，以和为原料，电化学合成的原理如图所示。 ①该过程中能量的转化形式为___________。 ②电极上产生的电极反应式为___________。 ③由于发生副反应，使得电极上获得的中混有，则理论上电极和电极生成气体的物质的量之比的范围是___________。 【答案】（1） ①. ②. C ③. 将生成的液化并移去，能空出催化剂表面活性位点，利于催化剂表面吸附和反应，加快反应速率 （2） ①. 电能转化为化学能 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 ①由图可知，生成1 mol放出热量，则与反应生成的热化学方程式：； ②反应速率最慢的步骤是活化能最大的，即，C符合题意； ③合成过程中，不断将生成的液化并移去，能够提高合成的生产效率是因为：将生成的液化并移去，能空出催化剂表面活性位点，利于催化剂表面吸附和反应，加快反应速率； 故答案为：① ②C ③将生成的液化并移去，能空出催化剂表面活性位点，利于催化剂表面吸附和反应，加快反应速率。 【小问2详解】 ①该图为电解池，所以过程中能量的转化形式为：电能转化为化学能； ②电极上产生的电极反应式：； ③电极上的反应：，由于发生副反应，使得电极上获得的中混有，根据得失电子守恒，若电极上只获得，根据关系式：，则有，若电极上只获得，根据关系式：，则有，实际上是电极上获得的中混有，则； 故答案为：①电能转化为化学能 ② ③。 15. 杭州亚运会主火炬用的是绿色燃料“零碳甲醇()”。 （1）催化剂作用下，和发生反应：。 ①250℃，在甲(容积)、乙(容积)两个恒容密闭容器中分别充入和，容器内总压强随时间变化如图所示。甲容器中压强变化情况对应的曲线是___________(填“A”或“B”)。 ②其他条件不变，仅改变催化剂种类，反应器出口产品成分分析结果如下图所示。图中所示的五种催化剂中，宜选择的最佳催化剂是___________(填化学式)。 （2）实际工业制备甲醇主要发生如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 一定压强下，按照加入原料，平衡时，或的选择性[选择性]及的转化率随温度的变化情况如图所示。 ①图中选择性所对应的曲线是___________(填“M”或“N”)。 ②300~400℃范围内，平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。 （3）研究发现，和的反应气中含有水蒸气会影响的产率，添加适量水蒸气前后对关键反应历程的能量变化影响如图所示。 已知：水蒸气可使催化剂表面的活化位点减少。 ①该反应过程中，有水参与的关键反应历程的化学方程式为___________。 ②推测在反应气中添加水蒸气对甲醇产率造成的可能影响及其原因：___________(答出两点)。 【答案】（1） ①. B ②. （2） ①. M ②. 反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，在300∼400℃范围内，随温度升高，使转化为的平衡转化率下降，使转化为的平衡转化率上升，且上升幅度超过下降幅度 （3） ①. ②. 水蒸气过多，不利于合成反应正向进行，甲醇产率下降；催化剂活化点位减少，吸附反应物能力减弱，甲醇产率下降；有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快，甲醇产率上升 【解析】 【小问1详解】 ①由图像可知：A的起始压强比B的起始压强大，甲容积为4 L，乙容积为2 L，温度相同，起始时投料一样，因此A对应的是乙，B对应的是甲； ②由图像可知：对应含量最小，目标产物的含量最大，因此选择最佳催化剂为； 【小问2详解】 ①反应I是放热反应，反应II是吸热反应，温度升高时，反应I逆向移动，生成量减少，反应II正向移动，的生成量增加，所以的选择性随温度升高而降低，对应曲线M； ②反应I是放热反应，反应II是吸热反应，在300~400℃范围内，随温度升高，反应I逆向移动，导致转化率降低，反应Ⅱ正向移动，导致转化率升高，但反应Ⅱ向正向进行的程度超过了反应Ⅰ向逆向进行的程度，所以的平衡转化率随温度升高而增大； 【小问3详解】 ①由反应历程的能量变化图可知，有水参与的关键反应历程的化学方程式为：； ②从水蒸气的量、催化剂活化点位数量、活化能变化方向考虑分析：水蒸气过多，平衡逆向移动，甲醇产率下降；催化剂活化点位减少，吸附反应物能力减弱，甲醇产率下降；有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快，甲醇产率上升。 16. 氢气是理想的清洁能源，其制取、储存和释放是氢能源利用的研究热点。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，其原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有___________；含和各的混合气体通过该方法制氢，理论上可增加获得___________。 （2）利用乙醇—水蒸气催化重整制氢。 已知： ①反应 ___________。 ②已知 。向重整反应体系中加入适量多孔，其目的是：吸收，提高产率和纯度；___________(答出两点)。 （3）利用甲酸储氢。在密闭容器中向含有催化剂的溶液(与溶液反应制得)中通入生成，从而实现储氢。其他条件不变，转化为的转化率随温度的变化如图所示。 ①储氢反应转化为的离子方程式为___________。 ②40℃~80℃范围内，催化加氢的转化率迅速上升的原因可能是___________。 （4）催化释氢。催化剂作用下，分解生成和的可能反应机理如图所示。若是代替进行催化释氢反应，则除生成外，还生成___________(填气体化学式)。 【答案】（1） ①. C、H、 ②. （2） ①. ②. 多孔与接触面积大，吸收速率快；与反应放热，可为重整反应提供热量 （3） ①. ②. 温度升高，既增大反应速率，也增强催化剂活性，两者共同作用，使得转化率快速上升 （4）HD 【解析】 【小问1详解】 反应器Ⅰ中参与反应的物质有CO、H2、Fe2O3，产物有CO2、H2O、Fe，发生反应3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2、3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O，化合价发生改变的元素有C、H、Fe；CO、H2各1mol参与上述反应3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2，各生成molFe，共molFe，molFe在反应容器Ⅱ中发生反应，共生成molH2，因此理论上可增加获得； 【小问2详解】 ①a： ，b: ，可得反应 ， 则。 ②向重整反应体系中加入适量多孔，多孔与接触面积大，吸收速率快；与反应放热，可为重整反应提供热量。 【小问3详解】 ①储氢反应与H2反应转化为，离子方程式为； ②80℃时HCO转化为HCOO-的反应达到平衡，反应在40℃～80℃时未达到平衡，随着温度的升高，催化剂的活性增强，反应速率加快，HCO的转化率增大。 【小问4详解】 H、D是氢元素的同位素，由HCOOH分解生成CO2和H2推断HCOOD催化释氢生成CO2和HD。 17. 研究的转化对实现“碳中和”目标具有重要意义。 （1）合成尿素是利用的途径之一。其合成过程分为两步： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： ①密闭体系中，反应Ⅰ的平衡常数()随温度升高的变化情况是___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 ②已知反应Ⅰ为快速反应，反应Ⅱ为慢速反应。下列图象能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是___________(填字母序号)。 A． B． C． D． （2）电催化还原是资源化的又一途径。一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种含碳有机物的骨架上)电催化还原的装置示意图如图所示。 ①电极应连接电源的___________(选填“正极”或“负极”)。 ②电极上，由生成的电极反应式为___________。 ③科研小组利用代替原有的进行研究，其目的是___________。 （3）还可以与催化重整制取和。在基催化剂表面发生重整反应： 在催化剂表面还存在反应： (积碳反应) (消碳反应) ①其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是___________。 ②重整反应的可能机理如图所示(*表示吸附在催化剂表面活性位点的物种)。生成的过程可描述为：在催化剂表面解离成和，___________，从催化剂表面脱附生成。 【答案】（1） ①. 减小 ②. C （2） ①. 正极 ②. ③. 确定阴极生成的含碳化合物来源于原料气，而非来自有机多孔电极材料的碳元素 （3） ①. 温度升高，消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳 ②. 在催化剂表面解离成和，和反应生成，和反应生成和 【解析】 【分析】该装置为电解池，a电极H2O转化为O2，化合价升高发生氧化反应，为阳极，则b电极为阴极，CO2、H+在阴极上得电子生成HCOOH、和H2； 【小问1详解】 ①反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数()减小； ② ，第一步为放热反应，BD错误；又第一步反应为快速反应，第二步反应为慢速反应，即第一步活化能小于第二步活化能，故C符合题意。 【小问2详解】 ①由分析可知，电极为阳极，应连接电源的正极； ②电极上，由得到电子生成，电极反应式为； ③科研小组利用代替原有的进行研究，其目的是为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料。 【小问3详解】 ①由图可知，温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少，原因可能是：温度升高，消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳； ②由机理图可知，生成的过程可描述为：在催化剂表面解离成和；从催化剂表面脱附生成；在催化剂表面解离成和，和反应生成，和反应生成和。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $