第2章 微项目 研究车用燃料及安全气囊利用化学反应解决实际问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（鲁科版）

第3节阶段综合 黑题 阶段强化 题号12345 6 答案CC DD BD D 1.C解析：乙中，反应条件为500℃，用V205作催化剂，10molS02和 5ml02,反应温度最高、反应物浓度最大，且使用了催化剂，所以乙 的反应速率最大；甲与丁相比，温度相同、甲中反应物浓度大于丁中 反应物浓度，所以反应速率甲比丁大；丁与丙相比，反应物浓度相同， 但丁的温度比丙高，所以反应速率丁比丙大。综合以上分析，反应速 率由大到小的顺序为乙>甲>丁>丙，故选C。 2.C解析：由(Y)=2(Z)可知，0~10s内Y的平均速率为 0.025mol·L1·s1,但5s时的瞬时速率更高，故5s时Y的浓度应 大于0.025mol·L1·s1×58=0.125mol·L1,A错误；X为固体， 其浓度为常数，无法用X的浓度变化表示反应速率，B错误：20s时Z 的浓度c(Z)=0-20×20s=0.03m0l·L1·s1×20s=0.6mol·L-1; 30s时Z的浓度c(Z)=0-30×30s=0.02mol·L-1·s1×30s= 0.6mol·L1,因20s后Z的浓度不再变化，故反应在20s时已达到 化学平衡状态，C正确；Y和Z的物质的量之比始终为1：2，Y的体 积分数恒定，无法作为平衡标志，D错误。 3.D解析：由题图可知，虚线表示C0的平衡转化率和温度的关系， 50℃时，三条曲线重合，即两种催化剂下的反应均达到化学平衡状 态，A正确；在温度低于50℃时，2s时催化剂I条件下二氧化碳转 化率大于催化剂Ⅱ，则I型催化剂的效果优于Ⅱ型，B正确；b点前未 达到化学平衡状态，适当延长反应时间，可提高这段时间内C0的转 化率，可以缩小图中阴影部分的面积，C正确；C0和02的起始投料 未知，不能计算2s时C0的转化率，D错误。 4.D解析：实验②④中，X的起始物质的量浓度相等，实验②的温度为 800℃，实验④的温度为820℃，实验④的反应速率明显较大，说明 温度升高，化学反应速率增大，A正确：实验①②的温度相同，①比② 的X的起始物质的量浓度大，①的反应速率大，B正确；实验②③中， X的起始物质的量浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但是实验 ③反应速率较大，达到平衡状态所需的时间短，说明实验③使用了催 化剂，C正确；0~10min,内实验②的平均反应速率v(X)= (1.0-0.80)m0l:L-0.02ml·L1·min1,根据化学方程式的 10 min 计量数关系可知，(Y)=2(X)=0.01mol.L·min1,D借误。 5.BD解析：根据N2的生成量计算N0的初始浓度：N2的物质的量为 0.04mol·L-1·s1×10s×2L=0.8mol,对应消耗的N0的物质的量 为0.8mol×2=1.6mol,初始N0的物质的量为1.6mol+1.8mol= 34ml,初始浓度为317m·,A错误：根据反应的方程 式，N0与H20的化学计量数之比为4：2=2：1，因此正反应或逆反 应的速率均满足v(NO)=2(H20),且总速率（净速率）之比也符合 此关系，B正确：反应前后气体总物质的量相等(1+4=2+1+2)，压强 不变，C错误；CH,的转化量为°.8ml=0.4m0l,CH的起始量为 2 6mo+0.4mol=1.0mol,转化率为00×100%=40%，D正 6.D解析：0~1min内，用氢气的浓度变化表示的平均反应速率 0.5 mol-0.3 mol △c (H2)=A 5L -=0.04mol·L-1·min1,A正确；由图 1 min 像可知，t=3min时，C02消耗0.1mol,则生成的甲醇为0.1mol,与 l0min时甲醇的量一样，表示已达平衡，故t=6min时，正反应速率= 逆反应速率，B正确；达到平衡时n(CH,OH)=0.1mol,初始反应物 必修第二册·K 总物质的量为1.5ml,反应为C02+3H2三CH0H+H20,则混合 气体的变化量△n=2△n(CH30H)=0.2mol,则平衡时混合气体的总 物质的量为1.5mol-0.2mol=1.3m0l,甲醇的体积分数为1m0 1.3 mol 100%≈7.69%，C正确；起始时反应物总物质的量为1.5mol,某时刻， 测得H2的转化率为60%，即△n(H2)=0.5mol×60%=0.3mol,反应 为C02+3H2=三CH,0H+H20,则混合气体的变化量△n= 2An(H,)三子×0.3mol=0.2mol,则此时混合气体的总物质的量为 1.5mol-0.2mol=1.3mol,恒温恒压条件下气体的体积之比等于其物 质的量之比，所以V1:V2=1.5mol:1.3mol=15:13,D错误。 7.(1)①>②0.05mol·L-1·min1③0.6④de(2)①H202 +2I+2H+—I2+2H20催化剂②2其他条件不变，增大氢离 子（或硫酸）浓度可以增大反应速率 解析：(1)①随着反应的进行，正反应速率逐渐减小：②从反应开始 至刚达到平衡状态，4c(Ⅲ)=0.5mlL',(H)=05malL 10 min 0.05mol·L1·min1;③△c(H)=0.5mol·L-1,则Ac(2）= 0.25mol·L-1,且平衡时c(12)=0.05mol·L1,则起始时碘的浓度 为0.25mol·L-1+0.05mol·L1=0.3mol·L1,起始物质的量为0. 3mol·L1×2L=0.6mol;④氢气的生成速率、碘化氢的消耗速率都 只表示逆反应速率，a错误；单位时间内断裂H一H的数目与断 裂H一I的数目相等，正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状 态，b错误：达到平衡时各物质的浓度保持不变，但不一定等于化学 计量数之比，c(H2):c(12):c()=1:1:2时反应不一定处于平 衡状态，c错误；2正(12)="逆(H)说明正、逆反应速率相等，是反应 达到平衡状态的标志，d正确；I(g)呈紫红色，反应混合体系的颜色 不再发生变化说明碘蒸气的浓度不再变化，反应达到平衡状态，正 确。(2)①“碘钟实验”的总反应的离子方程式为H202+2S20 +2H+540%+2H20,第2步反应为12+2S203—2I+S40%,第 1步反应=总反应-第2步反应，第1步反应的离子方程式为 H202+2I+2H*一L2+2H20;I厂在反应前后质量、化学性质未发生 变化，为催化剂；②实验I、Ⅱ中所用H2S04溶液的体积不同，故实 验I、Ⅱ是探究硫酸溶液浓度（或H的浓度）对溶液变蓝快慢的影 响，采用控制变量法，实验I、Ⅱ中H202、Na2S203、KI溶液的浓度应 分别对应相等，则x=8、y=3、z=4-2=2;实验I中H2S04溶液的浓 度大于实验Ⅱ中，溶液从混合时的无色变为蓝色的时间：实验I是 30min、实验Ⅱ是40min,对比实验I、Ⅱ，可得出的实验结论是其他 条件不变，增大氢离子（或硫酸）浓度可以增大反应速率。 微项目研究车用燃料及安全气囊 利用化学反应解决实际问题 白题 基础过关 题号123456 7 答案BA A CBCB 1.B解析：禁止汽车使用含铅汽油，是为了避免生成的含铅化合物污 染大气，故选B。 2.A 3.A解析：①汽车用的燃料是汽油或柴油，它们燃烧会产生碳的氧化 物、氨的氧化物、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、烟尘等，汽车尾 气中含有C0、碳氢化合物(CH,)、N0,等有害气体，故正确；②汽车 尾气是现代城市的重要污染源之一，故正确：③汽车尾气中的碳氢化 合物和氨的氧化物等一次污染物在阳光（紫外光）作用下发生光化 学反应生成污染物，可能导致光化学烟雾，故正确；④C0有还原 性，NO,有氧化性，两者在适当条件下反应生成对环境无污染的二氧 化碳和氮气，故正确。 4.C解析：该反应为可逆反应，任何情况下反应物都不可能完全转化 黑白题24 为生成物，A错误：升高温度，正反应和逆反应的反应速率都会增加， B错误：该反应有气体参加，增大压强可以加快反应速率，C正确；光 化学烟雾主要是由于氨的氧化物和CH,(烃类)物质的排放引起的， 但不是唯一原因，D错误。 5.B解析：叠氨化钠能在发生碰撞的瞬间分解产生大量气体，所以装 运叠氨化钠的包装箱所贴的危险化学品标志是爆炸品，故选B。 6.C解析：安全气囊设计的基本思路是在汽车发生碰撞时，迅速在驾 乘人员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使驾乘人员 扑在气袋上，避免或诚缓人与汽车的二次碰撞，从而达到保护的目 的，气体由化学反应产生，常用的是氮气，起保护作用时，需要快速产 生，即反应速率快，产生气体的量适当就要考虑反应限度和产量的问 题，气体不能是有毒的，同时还要考虑反应过程中的能量变化，防止 反应引起温度的骤变而造成伤害。根据以上分析可知需要考虑的角 度有反应速率、反应限度、气体的量、气体毒性、反应的能量变化，即 ①②③④⑤. 7.B解析：NaHC03分解反应(2NaHC03一Na2C03+C02↑+H20) 本身是吸热反应，需依赖其他反应放热来触发，而非自身放出大量热 量，B错误。 黑题 应用提优 题号123 4 答案DADC 1.D解析：由题干图示信息可知，该反应的化学方程式为C02+3H2 催化剂CH,OH+H,0,反应中C0,中C的化合价降低，被还原，故是 该反应的氧化剂，A正确：甲醇汽车配备了专业的发动机和装置，故 生成的CH,OH可用作车用燃料，B正确：催化剂能降低反应所需要 的活化能，从而加快反应速率，但不改变反应的反应热，C正确：由题 干图示信息可知，该反应过程中有H一H非极性键和C一0极性键 的断裂，但没有非极性键的形成，有C一H、C一0和H一0极性键的 形成，D错误。 2.A解析：根据机理图以及储氧随时供氧可知，NO,在催化剂作用下 生成氨气和氧气，A正确：催化剂只能影响化学反应速率，对化学平 衡移动无影响，B错误：向恒容条件下的密闭容器中充入非反应物氨 气，各组分浓度不变，化学反应速率不变，C错误；汽油来自石油，石 油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂，因此N0不是来自 汽油的不完全燃烧，D错误。 3.D解析：该气体发生剂产生的气体是无毒无味的C02、N2和水蒸 气，符合安全气囊的要求，A正确：高氯酸铵可以作氧化剂，提高气体 发生剂的产气速率和产气量，B正确；该反应放出大量的热，为防止 气囊过热燃烧，可以加人物理或化学冷却剂来降温，C正确：碱式硝 酸铜[Cu(NO3)2·3Cu(OH)2]中Cu和N元素的化合价都降低，不 能只根据Cu的化合价计算反应转移电子数，D错误。 4.C解析：还原过程中N元素由+5价变为0价被还原，每生成 1molN2,还原过程转移10mole,C错误。 第2章章末检测 题号123456789101112131415 答案BADDBBBCCD B BD AB CD 1.B 2.A解析：根据题干描述，碘化氢分解的总反应是吸热的，而第二 步2I·(g)→L2(g)是成键过程，一定放热，故第一步反应必然 吸热。 3.D 4.D解析：改变条件后，正、逆反应速率增大且相等，可能是加了催化 剂：对于反应前后气体分子数相等的化学反应，也可能是加压，A正 确。已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m点为曲线的最高 点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态， B正确。曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最 正本参考答案 大转化率，A点位于曲线以上，表示超过该温度下的最大转化率，此时 “逆>正；C点位于曲线以下，表示未达到该温度下的最大转化率，此时 "逆<"正，C正确。A点时c(反应物)=c(生成物)，不一定达到平衡状 态，D错误。 5.B 6.B解析：各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，根 据C和D的物质的量比0.4mol:0.8mol=1:2可知，化学计量数关 系x:2=1:2,解得x=1,根据题意可列出三段式： 3A(g)+B(g)=C(g)+2D(g) 起始量/mol3 1 00 转化量/mol1.20.4 0.40.8 平衡量/mol1.80.6 0.40.8 根据分析，x=1,A正确：B的转化率为0.4m×100%=40%,B错误 1 mol 消耗A的物质的量为1.2m0l,浓度变化为2m与 =0.6mol·L-1,反 应速率为0.6mol·L -=0.3mol·L-1·min1,C正确：反应前后气体 2 min 总物质的量减少，总质量不变，混合气体的平均相对分子质量一直增 大，当其不变时说明反应达到平衡状态，D正确。 7.B解析：图1中0~10min内Ⅱ的物质的量减少0.9mol,I的物质的 量增加0.3mol,则二者计量数之比为0.9mol:0.3mol=3:1,结合化 学方程式可知I为M,Ⅱ为Y,30min时反应已达平衡状态，平衡时Y 的物质的量为0.15mol,列三段式： X(g)+3Y(g)=M(g)+H20(g) 起始量/mol 0.41.2 00 变化量/mol 0.351.05 0.350.35 平衡量/mol0.050.15 0.350.35 由分析可知，图1中曲线Ⅱ表示的是Y,A错误：X的平衡转化率为 0.35m0×100%=87.5%,B正确；0-30min内用Y的浓度变化表示 0.4 mol 1.05 mol 的平均反应速率v(Y)= 2L=0.0175mol.L1·min1,C错误； 30 min 等物质的量的气态水能量比液态水高，图2中若水的状态为液态，则 能量变化曲线不可能为②，可能为①，D错误。 8.C解析：原电池工作时，电子从负极沿着导线流向正极，而非通过电 解质溶液，A错误；正极氧化银得到电子被还原生成银、在水参与下 同时生成氢氧根离子，电极反应式为Ag20+2e+H20一2Ag+ 2OH,B错误：原电池能将化学能转化为电能，反应过程中释放能 量，则2 mol Cu与1 mol Ag20具有的总能量高于1 mol Cu.20 与2 mol Ag具有的总能量，C正确；原电池工作时，阴离子向负极移 动，阳离子向正极移动，则该电池工作时，0H向负极移动，D错误。 9.C解析：反应C(s)+2N0(g)=→N2(g)+C0,(g)达到平衡状态时， 各成分的含量不再改变，但是c(N0)与c(C02)不一定相等，A错误： 达到平衡状态时，甲、乙两容器内NO的浓度不相等，则甲、乙处于不 同的平衡状态，消耗碳的质量不同，起始时活性炭的质量相等，则剩 余固体质量不相等，B错误：气体的物质的量在反应前后不变，但气 体的总质量会随反应而改变，则平均相对分子质量为变量，所以气体 平均相对分子质量不再改变时，说明反应已达到平衡状态，C正确； 由题图分析可知，Tz温度达到平衡所用时间小于T甲，升高温度反应 速率增大，说明Tz>T甲，D错误。 10.D解析：化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计 量数之比，3w(N2)=v(C0),A正确：c点处切线的斜率是此时刻物 质浓度除以此时刻时间，为t时刻的瞬时速率，B正确；图像中可以 得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变 化，从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均 速率，C正确：升高温度，化学反应速率增大，对应C0浓度曲线的斜 黑白题25微项目 研究车用燃料及安全气囊 利用化学反应解决实际问题 白题 基础过关 限时：l5min 题型1车用燃料的选择 A.如果延长排气管道使C0和N0充分反应， 1.*近年来，我国的许多城市禁止汽车使用 汽车尾气中就不会含有C0和NO 含铅汽油的原因是 ( B.升高温度能够加快CO和NO的反应速率， A.提高汽油燃烧效率B.避免铅污染大气 减慢其生成速率 C.降低汽油成本 D.铅资源短缺 C.适当增大压强能够加快该反应的反应速率 2.*根据以下三种可燃物在空气中的燃烧反 D.汽车尾气的排放是引起光化学烟雾的唯一 应的能量变化示意图，从能量角度考虑，最适 原因 合做汽车燃料的是 ( 题型3安全气囊 可燃物A 可燃物B 达到燃点所需能量 5.*装运叠氮化钠的包装箱所贴的危险化学 达到燃点所需能量 能反应物.· 能反应物 品标志是 ↓ 生成物 生成物 液 汽体 可燃物C 达到燃点所需能量 A.易燃液体B.爆炸品C.易燃气体D.腐蚀品 能 6.*安全气囊中的气体是由化学反应产生 量 反应物 的，选择或设计化学反应时需要考虑下列哪 生成物 些角度 ( A.可燃物A B.可燃物B ①反应速率 ②反应限度 ③气体的量 C.可燃物C D.可燃物A、B、C一样 ④气体毒性 ⑤反应的能量变化 题型2汽车尾气处理 A.①③④ B.①②③④ 3.*下列有关说法：①汽车尾气中含有C0 C.①②③④⑤ D.①③④⑤ 碳氢化合物(C,H,)、NO.等有害气体；②汽车 7.*(2025·山东枣庄高一期中)某汽车安全 尾气是现代城市的重要污染源之一；③汽车 气囊的气体发生剂含NaN3、Fe203、KClO4、 尾气可能导致光化学烟雾：④净化器中铂催 NaHC03等。汽车发生碰撞时，会产生大量气 化剂表面上可能发生的反应有2xC0+2N0 体使气囊迅速膨胀。下列错误的是() =2xC02+N2。其中正确的是 A.NaN3属于离子化合物 A.①②③④ B.②③④ B.碳酸氢钠的作用是分解放出大量热量，产 C.①②④ D.①②③ 4.**(2025·安徽滁州高一期中)利用催化技 生二氧化碳气体 术可将汽车尾气中的C0和N0转化为C0, C.Fe,O3的作用是与NaN,分解产生的Na发 和N2,发生反应的化学方程式为2NO(g)+ 生置换反应生成Fe和Na2O 2C0(g)=2C02(g)+N2(g)。下列说法正确 D.KCIO4是助氧化剂，NaHCO3是冷却剂，气 的是 囊打开时其中的气体主要是N2和C02 第2章黑白题059 黑题 应用提优 限时：20min 1.*科技前沿中科院大连化物所研究发现了 B.使用三元催化器既能增大反应的速率，又 以Cu-Zn-Zr三元氧化物为催化剂时，C02加 能影响平衡状态 氢制甲醇的反应机理如图所示（带*微粒为 C.向恒容条件下的密闭容器中充入氦气，上 催化剂表面的吸附物种)，下列判断错误的是 述反应的速率会增大 ( D.汽车尾气中的C0和NO均来自汽油的不 、HCOO 完全燃烧 +H +H 更多活跃H H,CO° 3.某种安全气囊的气体发生剂为硝酸胍和 强吸附 +H C0,+H2 CH,OH 碱式硝酸铜的混合物，受到撞击时发生反应 Zn,O. 如下：9CH,N403+2[Cu(N03)2·3Cu(0H)2] Z02 8Cu+9C02↑+33H,0↑+20N2↑。下列 A.CO,是该反应的氧化剂 说法错误的是 ( B.生成的CH,OH可用作车用燃料 A.该反应能产生大量无毒无味的气体，符合 C.催化剂能加快反应速率，但不改变反应的 安全气囊的功能需求 反应热 B.加入高氯酸铵可以提高气体发生剂的产气 D.该反应过程中既有非极性键的断裂，又有 速率和产气量 非极性键的形成 C.可以在安全气囊中加入冷却剂，防止气囊 2.*社会热点科学家格哈德·埃特尔对一氧 燃烧 化碳在金属铂表面氧化过程的研究，催生了 D.每生成64gCu,该反应转移2mol电子 汽车尾气净化装置。其中的三元催化器（催 4.*（2024·安徽毫州高一期末)三效催化剂 化剂主要由Rh、Pd、Pt等物质和稀土材料组 是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表 成)可将汽车尾气中的NO,、CO、碳氢化合物 面物质转化的关系如图所示，下列说法错误 转化为无害气体，有效降低对环境的危害。 的是 ) 三元催化器中发生的主要反应为2C0(g)+ N2、H,O、CO 2NO(g)催化剂 CO、CH N2(g)+2C02(g)。净化原理如 还原 下图： BaO Ba(NO)2 储存 NO N. NO、O, 碳氢化合物+C0 xC02+H,0 Rh(铑) 稀土同时储氧 A.催化剂参加储存和还原过程 Pd(钯)Pt(铂) 材料随时供氧 B.转化过程中，氮元素既发生氧化反应又发 三元催化器工作原理示意图 生还原反应 关于上述材料中汽车尾气及其净化，下列说 C.每生成1molN2,还原过程转移5mole 法正确的是 ( D .三效催化剂能有效净化汽车尾气中的有害 A.N0,在催化剂作用下，转化为N2和O2 物质CO、NO.、C,H, 必修第二册·LK黑白题060