精品解析：广西钦州市第四中学2025-2026学年高二上学期9月考试 化学试卷

广西钦州市第四中学2025年秋季学期高二年级9月份考试化学试卷 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单选题(共14小题，每小题3分，共42分，且只有一个正确答案) 1. 反应，分别向的密闭容器中通入和一定量的，在不同温度下的平衡转化率与投料比的关系如图所示。下列说法错误的是 A. B. 温度下，A点容器内的压强是反应开始时的0.8倍 C. 当容器内气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态 D. 温度下，反应开始至B点用时，的平均反应速率为 2. 已知： ，一定条件下与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应，则下列图示中肯定合理的是 A. B. C. D. 3. 温度为T℃时，向体积为VL的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应A(g)+B(g)⇌C(s)+xD(g)△H＞0，，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如表所示。 时间/min 0 5 10 15 20 25 30 0 下列说法错误的是 A. 前10min的平均反应速率v(D)=0.3mol·L-1·min-1 B. 该反应的平衡常数表达式为 C. 若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动 D. 反应至内的某一时刻，改变的条件可以是降低温度 4. 以丙烯、氨气和空气(空气中O2体积分数约为20%)为原料，在催化剂条件下生产丙烯腈(CH2CHCN)的过程中会同时生成副产物丙烯醛，发生的主要反应如下： C3H6(g)＋NH3(g)＋3/2O2(g)=CH2CHCN(g)＋3H2O(g) C3H6(g)＋O2(g)=CH2CHCHO(g)＋H2O(g) 在恒压、460℃时，保持丙烯和氨气的总进料量和空气的进料量均不变，丙烯腈和丙烯醛的平衡产率随进料气中n(氨气)/n(丙烯)的比值变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是 A. 图中曲线a表示丙烯腈的平衡产率随n(氨气)/n(丙烯)比值的变化 B. 增大压强有利于提高反应速率和丙烯腈的平衡产率 C. 使用合适的催化剂可以使丙烯腈的平衡产率达到100% D. 由图可知，原料氨气、丙烯和空气的理论最佳进料体积比为2∶2∶3 5. 碱性条件下，Na2S2O8(其中硫元素为＋6价)活化Fe、SO和·OH(SO和·OH为具有强氧化性的自由基)去除水体中As(V)的机理模型如图所示： 下列有关说法中错误的是 A. 1 mol Na2S2O8中含有NA个过氧键(-O-O-) B. pH过低时可能会影响除砷效果 C. SO和S2O均能腐蚀铁，持续释放Fe2+ D. 强碱性条件下，溶液中的自由基主要为SO 6. 在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是 容器编号 容器类型 初始体积 起始物质的量/mol 平衡时SO3物质的量/mol SO2 O2 SO3 I 恒温恒容 1.0L 2 1 0 1.6 II 绝热恒容 1.0L 2 1 0 a III 恒温恒压 0.5L 0 0 1 b A. a＞1.6 B. b＜0.8 C. 平衡时v正(SO2)∶v(I)＞v(II) D. 若起始时向容器I中充入1.0 molSO2(g)、0.20molO2(g)和4.0molSO3(g)，则反应将向正反应方向进行 7. 一定压强下，向10 L密闭容器中充入1molS2Cl2(g)和1 molCl2，发生反应：S2Cl2(g)+Cl2(g)⇌2SCl2(g)。Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示，以下说法中错误的是 A. A，B，C，D四点对应状态下，达到平衡状态的是B，D B. 正反应的活化能大于逆反应的活化能 C. 达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动 D. 在300℃下，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，Cl2的平衡转化率不变 8. 下列实验装置和操作正确且能达到相应实验目的的是 A．吸收氨气 B．除去中的 C．稀释浓硫酸 D．探究压强对化学平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 9. 乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及反应进程中能量变化如下图，则下列叙述中错误的是 A. 第①步为吸热反应，第②③步均为放热反应 B. 第③步反应为 C. 该反应过程中既有非极性键的断裂，又有非极性键的形成 D. 三步反应中，第①步反应的活化能最大，为总反应的决速反应 10. 下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A. 催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用 B. 合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高、的转化率 C. 合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氢气浓度 D. 工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 11. 氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。制备氮化硅常见的方法有：Si(NH2)4热分解法。在恒容密闭容器中，Si(NH2)4热解反应所得固相产物和气相产物均为含氮化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系（实线部分）如图所示。已知：T2温度时，Si(NH2)4（s）完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是 A. a线所示物种为固相产物 B. T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C. T2温度时热解反应的平衡常数Kp2小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp3 D. T1温度时、向容器中加入a线所示物种，重新达平衡时逆反应速率不变 12. 下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 A. 3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3：1 B. 2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C. CaCO3(s)O2(g)+CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D. H2(g)+Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 13. 如图所示，图Ⅰ是恒压密闭容器，图Ⅱ是恒容密闭容器。当其它条件相同时，在Ⅰ、Ⅱ中分别加入2mol X和2mol Y，开始时容器的体积均为V L，发生如下反应并达到平衡状态(提示：物质X、Y的状态均未知，物质Z的状态为气态)：2X(？)+Y(？)=aZ(g)，此时Ⅰ中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2.下列判断正确的是 A. 物质Z的化学计量数 B. 若X为固态、Y为气态，则Ⅰ、Ⅱ中从开始到平衡所需的时间：Ⅰ＜Ⅱ C. 若Ⅱ中气体的密度如图Ⅲ所示，则X、Y中均为气态 D. 若X、Y均为气态，则在平衡时X的转化率：Ⅰ>Ⅱ 14. 一定条件下催化剂可实现“甲烷化”，反应机理如图，下列说法错误的是 A. “甲烷化”的总反应为 B. “甲烷化”过程中碳元素为价的中间体只有MgOCO C. 催化剂增大了甲烷化速率，提高了的平衡转化率 D. 经过一个甲烷化循环后的MgO再次与结合形成碳酸盐，开始一个新的甲烷化循环过程 第II卷(非选择题) 二、综合题(共4小题，共58分，请考生按要求做答) 15. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 ． ． ． 在密闭容器中，时，在催化剂作用下反应相同时间所测得的平衡转化率、实际转化率随温度的变化如图1所示。的选择性可表示为。 （1）各物质的相对能量如图2所示，___________，平衡时的选择性随着温度的升高___________(填“增大”“减小”或“不变”)，用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度为___________。 （2）在密闭容器中，和的起始物质的量分别为和，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示，图中表示的物质的量的曲线为___________。在，反应的平衡常数___________。(保留两位有效数字) （3）催化与转化为的机理如图4所示。反应体系中呈现___________种价态，催化剂中掺入少量，用替代结构中部分形成，可提高催化效率的原因是___________。 16. SO2、NO是常见的污染气体，研究脱硫或脱硝对保护环境具有重要意义。 （1）用NaHCO3溶液可以吸收烟气中的SO2，不改变NaHCO3溶液的浓度、烟气的组成和反应的温度，可以提高SO2气体吸收率的方法有___________(任写一种)。 （2）尿素[CO(NH2)2]可以脱除烟气中的SO2，已知尿素在溶液中可发生如下水解反应：CO(NH2)2+H2O=H2NCOONH4(该反应为吸热反应)，H2NCOONH4可以吸收SO2。现向0.2 mol·L-l的尿素溶液中通入含SO2的烟气(SO2占烟气的体积比为0.0005%，其余为空气)，其他条件及反应时间一定，测得不同温度下烟气中SO2脱除率如图所示。 ①写出H2NCOONH4吸收含SO2的烟气后生成(NH4)2SO4和CO2的化学方程式：___________。 ②温度低于60℃时，温度越高，脱硫率越低的主要原因是___________。 ③温度高于60℃时，温度越高，脱硫率越高的主要原因是___________。 （3）一种用Fe(Ⅱ)-EDTA、HCOOH-HCOONa混合溶液联合脱除烟气中NO的流程为： ①Fe(II)-EDTA是Fe2+和乙二胺四乙酸根形成的配合物。其他条件一定，调节Fe(II) -EDTA络合液的pH，测得不同pH条件下，脱硝率与pH的关系如图所示。pH=10时的脱硝率低于pH=6时的原因是___________。 ②写出用活性氢(H•)还原Fe( II)-EDTA-NO的离子反应方程式：___________。 ③烟气中的O2会将Fe(Ⅱ)-EDTA氧化为Fe(III)-EDTA，从而降低Fe(Ⅱ)-EDTA与NO的配合能力。将HCOOH-HCOONa混合溶液改为加入Fe粉，该方法既可以脱除烟气中NO，同时脱硝率不受烟气中的O2的影响。铁粉的作用有___________。 17. 到2024年，我国空间站天和号核心舱已在轨1000多天。空间站必须给航天员提供基本的生存条件，涉及氧气供给、一氧化碳清除、水处理等。电解水技术除用于供氧外，生成的氢气通过萨巴蒂尔反应，实现了二氧化碳的清除，同时将氢气转化为更安全的甲烷，原理：　。回答下列问题： （1）已知同条件下甲烷的摩尔燃烧焓约是氢气的3.1倍，　，的摩尔燃烧焓约为__________kJ/mol。 （2）在恒容密闭容器中加入等量和，分压均为20kPa，一定条件下发生萨巴蒂尔反应，随着反应的进行，的体积分数会__________（填“变大”变小”或“不变”）。某时刻测得的分压为5kPa，若的反应速率，计算该时期__________；当测得的分压为4 kPa时，求得浓度商__________。 （3）某条件下，萨巴蒂尔反应发生的同时也会发生副反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 将和按体积比1∶4混合（），匀速通入装有催化剂的反应容器中发生以上反应相同时间，转化率、选择性（选择性：转化的中生成的百分比）随温度变化的曲线分别如图所示。 已知反应Ⅰ为吸热反应，能较快建立平衡。图中A、B、C三点，能表示萨巴蒂尔反应达到平衡的点是__________。由图分析，320 ℃时反应Ⅱ是否已经平衡？__________（填“是”“否”或“不能确定”），原因是______________________________。 18. 2022年北京冬奥会开幕式于2022年2月4日在国家体育场鸟巢隆重举行，其中奥运圣火的燃料为氢燃料，具有热值高、耐寒、环保无污染等优点。工业上可以通过催化重整二氧化碳和水蒸气制氢，主要有如下三个反应： Ⅰ．; Ⅱ．; Ⅲ．。 回答下列问题： （1）反应_____________。 （2）将与充入初始体积为的恒压反应容器中，平衡时，各含碳物质的物质的量分数与温度之间的变化关系如图所示。 ①曲线a代表的物质为_____________（填化学式，下同）；曲线c代表的物质为_____________。 ②至，曲线b代表物质的物质的量分数先随温度升高而增大的主要原因是___________________________________________________。 ③时，反应进行后，甲烷的物质的量浓度为内表示的化学反应速率为_____________；平衡时，容器中气体总物质的量为，容器体积为，则反应Ⅰ的平衡常数_____________（通过反应Ⅰ、Ⅱ计算即可，反应Ⅲ不影响计算结果，用含有n、V的代数式表示，不需要化简）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广西钦州市第四中学2025年秋季学期高二年级9月份考试化学试卷 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单选题(共14小题，每小题3分，共42分，且只有一个正确答案) 1. 反应，分别向的密闭容器中通入和一定量的，在不同温度下的平衡转化率与投料比的关系如图所示。下列说法错误的是 A. B. 温度下，A点容器内的压强是反应开始时的0.8倍 C. 当容器内气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态 D. 温度下，反应开始至B点用时，的平均反应速率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．正反应是放热反应，其他条件不变，温度升高平衡逆向移动，的平衡转化率降低，结合图可知，故A正确； B．根据，同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，由图示可知 A点容器内和按等物质的量通入，平衡时的转化率为80%，利用列三段式或差量法可知平衡时压强是反应前的0.8倍，故B正确； C．反应物和生成物均为气体且反应前后气体的物质的量不等，故随着反应的发生气体的平均相对分子质量会发生改变，当容器内气体的平均相对分子质量不变时，可以作为判断该反应达到平衡状态的标志，故C正确； D．由图示可知B点容器内和按等物质的量通入，B点的转化率为60%， 反应用时，，则的平均反应速率为，故D错误。 故选D。 2. 已知： ，一定条件下与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应，则下列图示中肯定合理的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．X减少0.1 mol，消耗Y 0.3 mol，生成Z 0.2mol，当达到平衡时X、Z的物质的量可以相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，图象不符合反应达到平衡状态，A错误； B．Y消耗0.1mol，生成Z物质的量为0.2mol，图象中反应的定量关系不符合反应比，B错误； C．该反应是气体体积减小的反应，随反应进行X的体积分数不变化，恒为50%，随反应进行，Z的体积分数不断增大，然后体积分数不变化，与图象符合，C正确； D．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，2v (X)正=v (Z)逆，此时反应达到平衡状态，v (X)=v (Z)，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故答案选C。 3. 温度为T℃时，向体积为VL的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应A(g)+B(g)⇌C(s)+xD(g)△H＞0，，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如表所示。 时间/min 0 5 10 15 20 25 30 0 下列说法错误的是 A. 前10min的平均反应速率v(D)=0.3mol·L-1·min-1 B. 该反应的平衡常数表达式为 C. 若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动 D. 反应至内的某一时刻，改变的条件可以是降低温度 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由表格数据可知，10min时到达平衡，平衡时D的浓度变化量为3mol/L，故v(D)=0.3mol·L-1·min-1，A项正确； B．由表格数据可知，0~10min时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L，故1：x=1.5:3，所以x=2，所以反应方程式为A(g)+B(g)⇌C(s)+2D(g)的平衡常数表达式为，B项错误； C．根据B选项分析可知该反应为反应前后气体体积不变的反应，因此若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动，C项正确； D．格数据可知，改变条件后，反应物的浓度均增大，生成物D的浓度减小，则平衡向逆反应方向移动，因该反应正反应为吸热反应，故改变的条件可以是降低温度，D项正确； 综上所述答案为B。 4. 以丙烯、氨气和空气(空气中O2体积分数约为20%)为原料，在催化剂条件下生产丙烯腈(CH2CHCN)的过程中会同时生成副产物丙烯醛，发生的主要反应如下： C3H6(g)＋NH3(g)＋3/2O2(g)=CH2CHCN(g)＋3H2O(g) C3H6(g)＋O2(g)=CH2CHCHO(g)＋H2O(g) 在恒压、460℃时，保持丙烯和氨气的总进料量和空气的进料量均不变，丙烯腈和丙烯醛的平衡产率随进料气中n(氨气)/n(丙烯)的比值变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是 A. 图中曲线a表示丙烯腈的平衡产率随n(氨气)/n(丙烯)比值的变化 B. 增大压强有利于提高反应速率和丙烯腈的平衡产率 C. 使用合适的催化剂可以使丙烯腈的平衡产率达到100% D. 由图可知，原料氨气、丙烯和空气的理论最佳进料体积比为2∶2∶3 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．氨气占比增加有利于丙烯腈的合成，据图可知当n(氨气)/n(丙烯)比值小于1时，随着比值增大a曲线代表的物质平衡产率增加，所以a为丙烯腈，A正确； B．合成丙烯腈的反应为气体系数之和增大的反应，增大压强不利于反应正向进行，B错误； C．可逆反应中反应物的转化率不可能达到100%，C错误； D．据图可知当n(氨气)/n(丙烯)比值为1时，丙烯腈的平衡产率最大，丙烯醛的平衡产率最小，根据合成丙烯腈的反应可知氧气的量为氨气的量的1.5倍为最佳配比，而氧气占空气的20%，所以原料氨气、丙烯和空气的理论最佳进料体积比为1:1:7.5，即2∶2∶15，D错误； 综上所述答案为A。 5. 碱性条件下，Na2S2O8(其中硫元素为＋6价)活化Fe、SO和·OH(SO和·OH为具有强氧化性的自由基)去除水体中As(V)的机理模型如图所示： 下列有关说法中错误的是 A. 1 mol Na2S2O8中含有NA个过氧键(-O-O-) B. pH过低时可能会影响除砷效果 C. SO和S2O均能腐蚀铁，持续释放Fe2+ D. 强碱性条件下，溶液中的自由基主要为SO 【答案】D 【解析】 【详解】A．过硫酸钠中Na显＋1价，S显＋6价，令Na2S2O8中含有－2价的个数为x，则含有－1价氧原子的个数为(8－x)，根据化合价代数和为0，则有2＋2×6=2x＋(8－x)，解得x=6，也就是1molNa2S2O8中含有1mol过氧键(“－O－O－”)，故A说法正确； B．根据原理，pH过低，不利于形成Fe(OH)3、Fe(OH)2沉淀，也就不利于Fe(OH)3、Fe(OH)2、As(Ⅴ)共沉淀，即影响除砷效果，故B说法正确； C．SO具有强氧化性，S2O含有过氧键，根据反应原理，这两种微粒，能腐蚀铁，持续释放Fe2＋，故C说法正确； D．根据原理，强碱性条件下，大量的OH－转化成·OH，即·OH为溶液中的主要自由基，故D说法错误； 答案为D。 6. 在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是 容器编号 容器类型 初始体积 起始物质的量/mol 平衡时SO3物质的量/mol SO2 O2 SO3 I 恒温恒容 1.0L 2 1 0 1.6 II 绝热恒容 1.0L 2 1 0 a III 恒温恒压 0.5L 0 0 1 b A. a＞1.6 B. b＜0.8 C. 平衡时v正(SO2)∶v(I)＞v(II) D. 若起始时向容器I中充入1.0 molSO2(g)、0.20molO2(g)和4.0molSO3(g)，则反应将向正反应方向进行 【答案】B 【解析】 【详解】A．II与I初始投入量相同，II为绝热恒容容器，该反应为放热反应，故II随着反应的进行，容器内气体温度升高，平衡时相当于对I容器升高温度，升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，则平衡时SO3的物质的量比I小，即a＜1.6，故A不符合题意； B．对于I中反应，开始时n(SO2)=2mol，n(O2)=1mol，平衡时n(SO3)=1.6mol，若容器III反应是在恒温恒容下进行，其等效开始状态是n(SO2)=1mol，n(O2)=0.5mol，物质的量是I的一半，容器的容积也是I的一半，则二者为等效开始状态，平衡时各种物质的含量相同，则平衡时SO3的物质的量是0.8mol，但由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，反应III是在恒温恒压下进行，反应从逆反应方向开始，反应发生使气体的压强增大，为维持压强不变，相当于在I平衡的基础上扩大容器的容积而导致减小压强，减小压强化学平衡逆向移动，因此反应III中达到平衡时SO3的物质的量比0.8mol要少，即b＜0.8mol，故B符合题意； C．II为绝热容器，随着反应的进行容器内气体的温度升高，温度升高反应速率加快，则平衡时的正反应速率：平衡时v正(SO2)∶v(I)＜v(II)，故C不符合题意； D．对于反应I，由于容器的容积是1L，则开始时c(SO2)==2mol/L，c(O2)= =1mol/L，平衡时c(SO3)==1.6mol/L，根据物质反应转化关系可知平衡时，c(SO2)=2mol/L-1.6mol/L=0.4mol/L，c(O2)=1mol/L-×1.6mol/L=0.2mol/L，该反应的化学平衡常数K==80，若开始时向I中加入1.0molSO2(g)、0.20molO2(g)和4.0molSO3(g)，由于容器的容积是1L，则c(SO2)=1.0mol/L，c(O2)=0.2mol/L，c(SO3)=4.0mol/L，则Qc==80=K，因此反应恰好处于平衡状态，既不向正反应方向移动，也不向逆反应方向移动，故D不符合题意； 答案选B。 7. 一定压强下，向10 L密闭容器中充入1molS2Cl2(g)和1 molCl2，发生反应：S2Cl2(g)+Cl2(g)⇌2SCl2(g)。Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示，以下说法中错误的是 A. A，B，C，D四点对应状态下，达到平衡状态的是B，D B. 正反应的活化能大于逆反应的活化能 C. 达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动 D. 在300℃下，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，Cl2的平衡转化率不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．反应达到平衡时正逆反应速率相等，所以Cl2与SCl2的消耗速率之比为1：2，据图可知B、D满足条件，为平衡状态，故A正确； B．据图可知B、D点之后继续升高温度SCl2的消耗速率变大的更多，即逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，焓变小于0，焓变=正反应活化能-逆反应活化能，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B错误； C．据图可知B、D点之后继续升高温度SCl2的消耗速率变大的更多，即逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，故C正确； D．该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，所以缩小容器容积，重新达到平衡后与原平衡为等效平衡，氯气的转化率不变，故D正确； 综上所述答案为B。 8. 下列实验装置和操作正确且能达到相应实验目的的是 A．吸收氨气 B．除去中的 C．稀释浓硫酸 D．探究压强对化学平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．吸收氨气时，氨气极易溶于水，若导管直接插入水层会导致倒吸，苯密度比水小在上层，若导管插入苯层，氨气易向上逸出无法吸收；若插入水层则仍会倒吸，装置不能有效吸收氨气且防倒吸，A错误； B．除去Cl2中的HCl应使用饱和食盐水，饱和NaHCO3溶液会与Cl2（Cl2与水反应生成HCl）及HCl反应生成CO2，引入新杂质且吸收Cl2，B错误； C．稀释浓硫酸需在烧杯中进行（将浓硫酸沿杯壁注入水中并搅拌），容量瓶不能用于溶解或稀释操作，C错误； D．2NO2(g)⇌N2O4(g)为气体体积减小的反应，通过注射器推拉改变压强，观察气体颜色变化（NO2红棕色、N2O4无色）可探究压强对平衡的影响，装置合理，D正确； 故选D。 9. 乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及反应进程中能量变化如下图，则下列叙述中错误的是 A. 第①步为吸热反应，第②③步均为放热反应 B. 第③步反应为 C. 该反应过程中既有非极性键的断裂，又有非极性键的形成 D. 三步反应中，第①步反应的活化能最大，为总反应的决速反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，第①步反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应；第②步、第③步反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，A正确； B．由图可知，第③步反应为与水反应生成乙醇和水合氢离子，反应的方程式为，B正确； C．由题意可知，乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应为催化剂作用下乙烯与水发生加成反应生成乙醇，产物及中间体中均无新非极性键形成，C错误； D．反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步，由图可知，三步反应中，第①步反应的活化能最大，反应速率最慢，为总反应的决速反应，D正确； 故选C。 10. 下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A. 催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用 B. 合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高、的转化率 C. 合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氢气浓度 D. 工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 【答案】B 【解析】 【详解】A．合成氨反应是有气体参加和生成的反应，增大压强可以加快反应速率，从而缩短反应达到平衡状态所用的时间，A错误； B．合成氨生产过程中将氨气液化分离，减少了生成物的浓度，有利于平衡向正反应方向移动，提高氮气、氢气的转化率，B正确； C．合成氨工业中增加氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，但氢气的转化率减小，C错误； D．工业合成氨的反应是气熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行，D错误； 故选B。 11. 氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。制备氮化硅常见的方法有：Si(NH2)4热分解法。在恒容密闭容器中，Si(NH2)4热解反应所得固相产物和气相产物均为含氮化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系（实线部分）如图所示。已知：T2温度时，Si(NH2)4（s）完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是 A. a线所示物种为固相产物 B. T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C. T2温度时热解反应的平衡常数Kp2小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp3 D. T1温度时、向容器中加入a线所示物种，重新达平衡时逆反应速率不变 【答案】A 【解析】 【分析】Si(NH2)4热分解法制备Si3N4，Si(NH2)4热解反应所得固相产物和气相产物均为含氮化合物，则反应方程式为3Si(NH2)4(s)⇌Si3N4(s)+8NH3(g)。反应物只有一种、生成物有两种，Si3N4(s)、NH3的物质的量比为1:8，根据平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系图，b表示Si(NH2)4的物质的量、c表示Si3N4的物质的量，a表示NH3的物质的量。 【详解】A．根据以上分析，a线所示物种为气相产物NH3(g)，A错误； B．T1温度时通入N2，恒容条件下N2不参与反应，气相产物NH3的分压由平衡常数Kp决定，温度不变则Kp不变，所以NH3分压仍为p1，故B正确； C．由图可知，在温度前，升高温度，的物质的量增大，平衡正向移动，故正反应为吸热反应。对于吸热反应，温度越高，平衡常数越大。因为，所以，故C正确； D．T1时加入NH3，重新达平衡时，温度不变则Kp不变，即NH3浓度不变，逆反应速率由NH3浓度决定，故速率不变，故D正确； 选A。 12. 下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 A. 3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3：1 B. 2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C. CaCO3(s)O2(g)+CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D. H2(g)+Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．若初始投料H2与N2的物质的量之比为3:1，则无论反应是否平衡，该比例始终不变，因此不一定是平衡状态，A符合题意； B．该反应为气体分子数减小的反应，随着反应的进行，气体的压强减小，当气体压强不变说明该反应达到平衡，B不符合题意； C．反应中反应物为固体，生成物有气体，随着反应的进行，气体的质量增大，恒容条件下气体的密度增大，则反应体系中气体的密度保持不变说明反应达平衡，C不符合题意； D．Br2(g)为有色气体，H2、HBr为无色气体，随着反应的进行，反应体系中气体的颜色变浅，当体系中气体的颜色保持不变则反应达平衡，D不符合题意； 故选A。 13. 如图所示，图Ⅰ是恒压密闭容器，图Ⅱ是恒容密闭容器。当其它条件相同时，在Ⅰ、Ⅱ中分别加入2mol X和2mol Y，开始时容器的体积均为V L，发生如下反应并达到平衡状态(提示：物质X、Y的状态均未知，物质Z的状态为气态)：2X(？)+Y(？)=aZ(g)，此时Ⅰ中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2.下列判断正确的是 A. 物质Z的化学计量数 B. 若X为固态、Y为气态，则Ⅰ、Ⅱ中从开始到平衡所需的时间：Ⅰ＜Ⅱ C. 若Ⅱ中气体的密度如图Ⅲ所示，则X、Y中均为气态 D. 若X、Y均为气态，则在平衡时X的转化率：Ⅰ>Ⅱ 【答案】D 【解析】 【详解】A．设达平衡时Y反应的物质的量为x，则： 由可得，，故A错误； B．若X为固态、Y为气态，则反应前后气体的物质的量相等，压强不变，图Ⅱ压强等于图Ⅰ压强，则Ⅱ、Ⅰ从开始到平衡所需的时间：Ⅱ=Ⅰ，故B错误； C．如X、Y都是气体，则混合气体的密度不变，如图所示，体积不变，气体的密度增大，则应有固体或液体参加反应生成气体，故C错误； D．若X、Y均为气态，反应I体系的压强大于反应I体系的压强，反应I可看成是在Il的基础上增大压强，平衡向反应方向移动，则转化率Ⅰ>Ⅱ，故D正确： 故选：D。 14. 一定条件下催化剂可实现“甲烷化”，反应机理如图，下列说法错误的是 A. “甲烷化”的总反应为 B. “甲烷化”过程中碳元素为价的中间体只有MgOCO C. 催化剂增大了甲烷化速率，提高了的平衡转化率 D. 经过一个甲烷化循环后的MgO再次与结合形成碳酸盐，开始一个新的甲烷化循环过程 【答案】C 【解析】 【详解】A．“甲烷化”总反应为与反应生成和，，A正确； B．中间体中C元素价态： (+4)→ (+4)→ (+3)→ (+2)→ (0) (-1)等，+2价中间体只有，B正确； C．催化剂只能降低反应活化能、加快反应速率，不影响平衡移动，无法提高H2的平衡转化率，C错误； D．反应机理中参与结合生成中间体，最终再生为，循环与结合，D正确； 故答案选C。 第II卷(非选择题) 二、综合题(共4小题，共58分，请考生按要求做答) 15. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 ． ． ． 在密闭容器中，时，在催化剂作用下反应相同时间所测得的平衡转化率、实际转化率随温度的变化如图1所示。的选择性可表示为。 （1）各物质的相对能量如图2所示，___________，平衡时的选择性随着温度的升高___________(填“增大”“减小”或“不变”)，用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度为___________。 （2）在密闭容器中，和的起始物质的量分别为和，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示，图中表示的物质的量的曲线为___________。在，反应的平衡常数___________。(保留两位有效数字) （3）催化与转化为的机理如图4所示。反应体系中呈现___________种价态，催化剂中掺入少量，用替代结构中部分形成，可提高催化效率的原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. 减小 ③. （2） ①. B ②. 0.17 （3） ①. 2 ②. 导致催化剂结构中出现较多的氧空位，利于二氧化碳的催化转化 【解析】 【小问1详解】 反应的焓变等于生成物焓的和减去反应物的焓的和，则2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) ΔH3=[(-393)+(-75)-2×(-111)+2×0]kJ/mol=-246kJ/mol；生成甲烷的反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时CH4的选择性随着温度的升高而减小；由图可知温度400℃左右时二氧化碳实际转化率最高，催化剂的活性最大，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，故用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度为400℃；故答案为-246；减小；400℃； 【小问2详解】 结合图2可知，低于300℃二氧化碳的平衡转化率接近100%，此时图3中AB的量接近2mol、1mol，DE的量接近0mol，升高温度，反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动、Ⅱ正向移动，导致量增大、甲烷的量减小，结合碳守恒可知，含碳物质的量不会超过1mol，则A为水、B为甲烷、C为氢气、E为一氧化碳、D为二氧化碳，故图中表示CH4的物质的量的曲线为B；在505℃，水、氢气均为1.35mol，结合氢守恒可知，甲烷为，设二氧化碳、一氧化碳分别为amol、bmol，由碳守恒可知，a+b+0.65=1，由氧守恒可知，2a+b+1.35=1×2，解得a=0.3mol，b=0.05mol，反应Ⅱ的平衡常数；故答案为B；0.17； 【小问3详解】 由图可知，Ce可以与1个氧或2个氧结合，氧化合价为-2，故Ce的化合价为+4或+2两种价态；结合反应机理可知，Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成，导致催化剂结构中出现较多的氧空位，利于二氧化碳的催化转化，故答案为2；导致催化剂结构中出现较多的氧空位，利于二氧化碳的催化转化。 16. SO2、NO是常见的污染气体，研究脱硫或脱硝对保护环境具有重要意义。 （1）用NaHCO3溶液可以吸收烟气中的SO2，不改变NaHCO3溶液的浓度、烟气的组成和反应的温度，可以提高SO2气体吸收率的方法有___________(任写一种)。 （2）尿素[CO(NH2)2]可以脱除烟气中的SO2，已知尿素在溶液中可发生如下水解反应：CO(NH2)2+H2O=H2NCOONH4(该反应为吸热反应)，H2NCOONH4可以吸收SO2。现向0.2 mol·L-l的尿素溶液中通入含SO2的烟气(SO2占烟气的体积比为0.0005%，其余为空气)，其他条件及反应时间一定，测得不同温度下烟气中SO2脱除率如图所示。 ①写出H2NCOONH4吸收含SO2的烟气后生成(NH4)2SO4和CO2的化学方程式：___________。 ②温度低于60℃时，温度越高，脱硫率越低的主要原因是___________。 ③温度高于60℃时，温度越高，脱硫率越高的主要原因是___________。 （3）一种用Fe(Ⅱ)-EDTA、HCOOH-HCOONa混合溶液联合脱除烟气中NO的流程为： ①Fe(II)-EDTA是Fe2+和乙二胺四乙酸根形成的配合物。其他条件一定，调节Fe(II) -EDTA络合液的pH，测得不同pH条件下，脱硝率与pH的关系如图所示。pH=10时的脱硝率低于pH=6时的原因是___________。 ②写出用活性氢(H•)还原Fe( II)-EDTA-NO的离子反应方程式：___________。 ③烟气中的O2会将Fe(Ⅱ)-EDTA氧化为Fe(III)-EDTA，从而降低Fe(Ⅱ)-EDTA与NO的配合能力。将HCOOH-HCOONa混合溶液改为加入Fe粉，该方法既可以脱除烟气中NO，同时脱硝率不受烟气中的O2的影响。铁粉的作用有___________。 【答案】（1）减缓气体的通入速率或使用多孔球泡或充分搅拌 （2） ①. 2H2NCOONH4＋2SO2＋O2＋2H2O=2(NH4)2SO4＋2CO2 ②. 温度低于60℃时，温度越高，SO2气体在水中的溶解度降低 ③. 温度高于60℃时，温度越高，尿素水解程度越大，使溶液中H2NCOONH4的浓度越大，使脱硫率越高 （3） ①. pH=10时，Fe2+生成Fe(OH)2沉淀，Fe(Ⅱ)—EDTA 浓度减小，NO的吸收效率降低 ②. HCOOH＋Fe(Ⅱ)-EDTA-NO＋5H·=Fe(Ⅱ)-EDTA＋NH＋HCOO-＋H2O ③. 作NO脱除的还原剂、防止Fe(Ⅱ)-EDTA被O2氧化 【解析】 【小问1详解】 不改变碳酸氢钠溶液的浓度、烟气的组成和反应的温度，提高SO2气体吸收率方法有减缓气体通入速率、使用多孔球泡、充分搅拌等；故答案为减缓气体通入速率、使用多孔球泡、充分搅拌等； 【小问2详解】 ①H2NCOONH4中H显+1价、O显-2价、C显+4价，N显-3价，H2NCOONH4与含SO2的烟气发生反应，生成(NH4)2SO4、CO2，S元素的化合价升高，SO2为还原剂，则O2为氧化剂，利用化合价升降法以及原子守恒，推出该反应方程式为2H2NCOONH4＋2SO2＋O2＋2H2O=2(NH4)2SO4＋2CO2；故答案为2H2NCOONH4＋2SO2＋O2＋2H2O=2(NH4)2SO4＋2CO2； ②根据图像可知，温度低于60℃时，温度越高，脱硫率越低，其主要原因可能是随温度升高，SO2气体在水中的溶解度降低，故答案为温度低于60℃时，温度越高，SO2气体在水中的溶解度降低； ③CO(NH2)2+H2O=H2NCOONH4(该反应为吸热反应)，根据图像可知，温度高于60℃时，温度越高，尿素水解程度增大，H2NCOONH4浓度增大，吸收SO2增加，即温度高于60℃时，温度越高，脱硫率越高；故答案为温度高于60℃时，温度越高，尿素水解程度越大，使溶液中H2NCOONH4的浓度越大，使脱硫率越高； 【小问3详解】 ①其他条件一定，调节Fe(II) -EDTA络合液的pH，pH=10时，使Fe2+可能生成Fe(OH)2沉淀，导致Fe(Ⅱ)-EDTA浓度降低，NO脱除效率降低；故答案为pH=10时，Fe2+生成Fe(OH)2沉淀，Fe(Ⅱ)-EDTA 浓度减小，NO的吸收效率降低； ②H·还原Fe(Ⅱ)-EDTA-NO，将N元素由+2价还原成-3价的NH，化合价降低5价，H·由0价升高为+1价，因此1molFe(Ⅱ)-EDTA-NO消耗5molH·，依据电荷守恒，HCOOH转化成HCOO-，反应的离子方程式为HCOOH＋Fe(Ⅱ)-EDTA-NO＋5H·=Fe(Ⅱ)-EDTA＋NH＋HCOO-＋H2O；故答案为HCOOH＋Fe(Ⅱ)-EDTA-NO＋5H·=Fe(Ⅱ)-EDTA＋NH＋HCOO-＋H2O； ③Fe能与Fe(Ⅲ)发生反应生成Fe(Ⅱ)，Fe是活泼金属，可作NO脱除的还原剂，故答案为作NO脱除的还原剂、防止Fe(Ⅱ)-EDTA被O2氧化。 17. 到2024年，我国空间站天和号核心舱已在轨1000多天。空间站必须给航天员提供基本的生存条件，涉及氧气供给、一氧化碳清除、水处理等。电解水技术除用于供氧外，生成的氢气通过萨巴蒂尔反应，实现了二氧化碳的清除，同时将氢气转化为更安全的甲烷，原理：　。回答下列问题： （1）已知同条件下甲烷的摩尔燃烧焓约是氢气的3.1倍，　，的摩尔燃烧焓约为__________kJ/mol。 （2）在恒容密闭容器中加入等量和，分压均为20kPa，一定条件下发生萨巴蒂尔反应，随着反应的进行，的体积分数会__________（填“变大”变小”或“不变”）。某时刻测得的分压为5kPa，若的反应速率，计算该时期__________；当测得的分压为4 kPa时，求得浓度商__________。 （3）某条件下，萨巴蒂尔反应发生的同时也会发生副反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 将和按体积比1∶4混合（），匀速通入装有催化剂的反应容器中发生以上反应相同时间，转化率、选择性（选择性：转化的中生成的百分比）随温度变化的曲线分别如图所示。 已知反应Ⅰ为吸热反应，能较快建立平衡。图中A、B、C三点，能表示萨巴蒂尔反应达到平衡的点是__________。由图分析，320 ℃时反应Ⅱ是否已经平衡？__________（填“是”“否”或“不能确定”），原因是______________________________。 【答案】（1）-883.5 （2） ①. 不变 ②. 0.84 ③. （或0.0625） （3） ①. BC ②. 否 ③. 320℃后升高温度的转化率下降但的选择性基本不变，说明和CO同比减少，反应Ⅰ吸热，升温后平衡右移使CO的量增加，因此升温反应Ⅱ右移，反应Ⅱ为放热反应，因此未平衡 【解析】 【小问1详解】 H2燃烧的热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)(a＞0)①，②，③，根据盖斯定律，得，因为同条件下甲烷的摩尔燃烧焓约是氢气的3.1倍，所以，解得，则的摩尔燃烧焓约为。 【小问2详解】 依题意列三段式： 反应未开始时，CO2的体积分数为1/2，平衡时，CO2的体积分数为，则的体积分数不变。 某时刻测得的分压为5kPa，则列三段式： ， =0.84 。 当测得的分压为4 kPa时，列三段式： 。 【小问3详解】 图中A、B、C三点，B点CO2的转化率最大，说明A点的萨巴蒂尔反应未达到平衡状态，B点及C点都达到平衡状态。320 ℃时反应Ⅱ没有达到平衡，因为320 ℃后升高温度的转化率下降但的选择性基本不变，说明和CO的量同比减少，反应Ⅰ吸热，升温后平衡右移使CO的量增加，因此升温反应Ⅱ右移，反应Ⅱ为放热反应，因此未平衡。 18. 2022年北京冬奥会开幕式于2022年2月4日在国家体育场鸟巢隆重举行，其中奥运圣火的燃料为氢燃料，具有热值高、耐寒、环保无污染等优点。工业上可以通过催化重整二氧化碳和水蒸气制氢，主要有如下三个反应： Ⅰ．; Ⅱ．; Ⅲ．。 回答下列问题： （1）反应_____________。 （2）将与充入初始体积为的恒压反应容器中，平衡时，各含碳物质的物质的量分数与温度之间的变化关系如图所示。 ①曲线a代表的物质为_____________（填化学式，下同）；曲线c代表的物质为_____________。 ②至，曲线b代表物质的物质的量分数先随温度升高而增大的主要原因是___________________________________________________。 ③时，反应进行后，甲烷的物质的量浓度为内表示的化学反应速率为_____________；平衡时，容器中气体总物质的量为，容器体积为，则反应Ⅰ的平衡常数_____________（通过反应Ⅰ、Ⅱ计算即可，反应Ⅲ不影响计算结果，用含有n、V的代数式表示，不需要化简）。 【答案】（1） （2） ①. ②. CO ③. 450~580℃，反应Ⅱ平衡移动方向主要由CO的浓度决定，温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动，CO浓度升高，反应Ⅱ平衡正向移动生成二氧化碳的量大于反应Ⅲ逆向移动使二氧化碳减少的量，故平衡时二氧化碳的物质的量分数增大 ④. 0.1 ⑤. 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，由反应I-反应Ⅱ得到反应Ⅲ：。 【小问2详解】 ①将1 mol CH4(g)与3mol H2O(g)充入初始体积为1 L的恒压反应容器中，发生3个化学反应，甲烷是反应物，物质的量分数在不断减少，所以曲线a代表的物质为CH4；CO的物质的量分数逐渐增多，所以曲线c代表的物质为CO。 ②450~580℃，曲线b代表物质的物质的量分数先随温度升高而增大的主要原因是450~580℃，反应Ⅱ平衡移动方向主要由CO的浓度决定，温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动，CO浓度升高，反应Ⅱ平衡正向移动生成二氧化碳的量大于反应Ⅲ逆向移动使二氧化碳减少的量，故平衡时二氧化碳的物质的量分数增大。 ③甲烷的起始浓度是1mol∙L-1，2min后，甲烷的浓度是0.8mol∙L-1，浓度变化量是0.2mol∙L1， 甲烷的化学反应速率是。450℃平衡时，容器中气体的总物质的量为n mol，有图可知，平衡时n(CH4)=0.15n mol，n(CO2)=0.05n mol，根据碳元素守恒：n(CH4)+n(CO2)+n(CO)=1 mol，n(CO)=(1-0.2n) mol，根据氧元素守恒：n(H2O)+2n(CO2) +n(CO)=3 mol，n(H2O)=(2+0.1n) mol，根据氢元素守恒：4n(CH4)+2n(H2O)+2n(H2)=10 mol，n(H2)=(3-0.4n) mol，平衡时容器体积为V，则反应Ⅰ的平衡常数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $