周周练07 专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元（周测）化学苏教版选择性必修1

**基本信息** 围绕化学反应速率与平衡，结合氮化镓制备、水合肼储氢等科技前沿及合成氨工业情境，通过基础辨析与综合探究，考查化学观念与科学思维，适配周测巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|13/39|反应速率影响因素、化学平衡移动、物质转化、活化能|基础概念与情境结合，如第2题二甲醚制备速率影响、第6题水煤气变换反应能量分析| |非选择题|4/61|反应条件对速率/转化率影响、催化机理、工业流程与产率|综合应用科学探究能力，如第15题温度对NO脱除效率影响分析、第17题制氢原理计算与推理|

周周测07 一、选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 D D B B C C B C B C D A B 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14．（13分）(1)催化剂活性较低，只有温度对反应速率影响，反应速率缓慢增加（3分） (2)催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx的去除反应速率迅速增大（3分） (3)温度升高引起的NOx去除反应速率增大但是催化剂活性下降（3分） (4)（4分） 15（15分）(1)反应放热，在绝热容器中反应使温度升高，v正增加，b点后，温度上升已不明显，反应物浓度降低，导致v正减小（3分） (2) H2O2与催化剂的接触更好，产生更多的·OH，·OH浓度增大，与NO混合更充分 （3分） 180 ℃以后，·OH分解成O2和H2O，NO的脱除效率下降（3分） (3) 250 ℃ （2分） 催化效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因 （2分） 温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因（2分） 16．（17分）(1)A（1分） (2)3N2H4N2+4NH3（2分） (3) HN=NH （2分） Pt（1分） N-N为非极性键，N-H键极性较强，N、H分别于催化剂表面原子形成作用力，削弱了N与H之间的作用力（3分） (4) 溶液碱性增强，溶液中铵根离子转化为氨气，有利于生成[Cu(NH3)4]2+，溶液中铜离子减少（3分） 氨气溢出，导致生成[Cu(NH3)4]2+的平衡逆向移动，Cu2+与铜粉生成Cu+ （3分）(5)水合肼的用量少，不产生杂质（2分） 17．（16分）(1) 0.2（2分） 0.25（2分） (2) （2分） CO （2分） HD（1分） (3) NaBH4浓度增大，吸附到活性位点上的BH增多，与更多的H2O反应生成H2，导致生成H2速率加快 （3分） NaBH4浓度过大，迅速产生较多NaBO2结晶，不能及时脱除空出活性位点(或覆盖在催化剂表面)，阻碍了反应物被催化剂吸附(或接触)，导致H2生成速率减慢或者 NaBH4浓度过大，BH占据更多催化剂活性位点，造成活性位点上吸附的H2O减少，导致H2生成速率减慢（4分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测07 （范围：专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元 限时：75分钟 总分：100分） 一、选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．其他条件不变，温度越高，吸热反应速率越快，放热反应速率越慢 B．的反应速率一定比的反应速率大 C．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 D．升高温度，可增大单位体积内活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 2．二甲醚是一种新型能源，由合成气(组成为和少量)直接制备二甲醚：  。下列措施中不能提高制备二甲醚反应速率的是 A．适当增大反应体系的压强 B．选择使用合适的催化剂 C．增加合成气的用量 D．将液化并及时抽走 氮及其化合物具有广泛应用。工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ∆H=-92.4kJ·mol⁻1，NH3可作制冷剂、制造化肥和通过催化氧化生产HNO3。N2H4(肼)可用作火箭推进器的燃料，燃烧产物为N2和H2O。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO转化为N2。请回答下列问题： 3．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A．浓HNO3NH3(g) B．NH3(g)NO(g) C．NO(g)HNO3(aq) D．NON2(g) 4．在恒容密闭容器中模拟工业合成氨反应，下列有关说法正确的是 A．升高温度，反应速率一定加快 B．反应达平衡后，通入少量Ar，v(正)和v(逆)都不变 C．反应达平衡时，N2完全转化为NH3 D．充入1mol N2和3mol H2，一定条件下充分反应，放出的热量为92.4kJ 5．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．N2化学性质稳定，可用于工业合成氨 B．NH3极易溶于水，液氨可用作制冷剂 C．N2H4具有还原性，可用作火箭推进器的燃料 D．HNO3具有氧化性，可用于与NH3反应生产氮肥NH4NO3 6．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)  ΔH<0，反应过程示意图如下： 下列说法错误的是 A．过程I、过程II均为吸热过程 B．使用催化剂提高了该反应的反应速率 C．该反应中，CO(g)和H2O(g)的总能量低于CO2(g)和H2(g)的总能量 D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应 7．自然界中时刻存在着氮的转化。如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是 A．N2→NH3， NH3 →NO均属于氮的固定 B．若催化剂a表面发生的为放热反应，则反应物总能量高于产物总能量 C．在催化剂b作用下，O2发生了氧化反应 D．使用催化剂 a、b 不影响单位时间内生成物的产量 8．Fenton试剂(含和的水溶液)产生的羟基自由基()能有效氧化去除水中的有机污染物，的产生机理如图所示。下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ的活化能小于过程Ⅱ的活化能 B．过程Ⅱ的反应方程式： C．过程Ⅰ和过程Ⅱ都有非极性共价键断裂 D．用代替，也能形成类似Fenton试剂的体系 9．研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应的反应进程和能量变化如图所示： i：  活化能 ii：  活化能 下列叙述正确的是 A．反应i是决速步骤 B．反应ii的 C．反应的 D．较小，故反应i的平衡转化率较反应ii的大 10．中国科学家首次用改性铜基催化剂，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ：   其他条件相同时，相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。 物质B的选择性 下列说法不正确的是 A．若不使用改性铜基催化剂采用高压条件是为了加快反应速率 B．乙醇的平衡产率随温度升高而降低 C．其他条件不变，增加氢气浓度，一定能提高乙二醇的产率 D．用改性铜基催化剂催化草酸二甲酯反应制乙二醇最佳温度范围约为475~480K 11．氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是 A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV C．反应ⅲ包含2个基元反应 D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中 12．设为阿伏加德罗常数的值。如图表示气体在表面与反应转化成无害气体的过程，下列说法正确的是 A．已知该反应在恒温恒容的容器中发生，反应前后气体压强不变 B．将生成的通入溶液中，有白色沉淀产生 C．是该反应的催化剂 D．1g与的混合气体中含有电子数为 13．(活性物质)嵌在聚苯胺载体上可用作空气氧化含硫废水的催化剂，高温下会分解。碱性条件下，催化氧化的机理如下图所示。下列说法正确的是 A．过程1中锰元素的化合价升高 B．该反应过程的总方程式为 C．通入，一段时间后仅存在于、中 D．催化剂因覆盖表面或进入空位而失效，高温灼烧后可除去硫继续使用 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14．（13分）(主要指和)是大气主要污染物之一，有效去除大气中的是环境保护的重要课题。在有氧条件下，新型催化剂M能催化与反应生成。将一定比例的、和的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见左图)。测得不同温度下的去除率图所示。 (1)反应温度在0~50℃范围内，转化率随温度变化缓慢增加的原因是_______。（3分） (2)反应温度在50~200℃范围内，转化率随温度变化迅速增加的原因是_______。（3分） (3)反应温度在250~380℃范围内，转化率随温度变化变化不大的原因是_______。（3分） (4)反应温度高于380℃，转化率下降，除因为进入反应器的被还原的量减少外，还有_______(用化学方程式表示)。（4分） 15．（15分）回答下列问题 (1)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应：SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率(v正)随时间变化如图所示。正反应速率先增大后减小的原因是___________。（3分） (2)H2O2在催化剂α−FeOOH的表面上，分解产生·OH，·OH较H2O2和O2更易与烟气中的NO、SO2发生反应。当H2O2浓度一定时，NO的脱除效率与温度的关系如图所示。升温至80 ℃以上，大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是___________，（3分）温度高于180 ℃，NO的脱除效率降低的原因是___________。（3分） (3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为___________时（2分），催化剂的活性最好，效率最高。请解释250～400 ℃时乙酸生成速率变化的原因：250～300 ℃时，___________；（2分）300～400 ℃时， ___________。（2分） 16．（17分）水合肼()在储氢领域有广阔的应用前景，其水溶液呈弱碱性。 (1)分子有顺式、反式和交互式三种比较稳定的空间构象。下列结构能表示分子交互式的是___________（1分）(填序号) (2)肼分解制氢的主要反应为，肼的理论储氢密度。测得肼实际分解时产生的气体中含。肼实际储氢密度小于理论值的原因是___________（2分）(用化学方程式表示)。 (3)水合肼制氢过程中涉及肼在Ni-Pt催化剂表面分解，如图所示。 ①X的结构简式为___________（2分）。 ②催化剂表面存在和两种活性位点，两种活性位点分别带不同电性的电荷。肼中的氢原子吸附于___________（1分）(填“Ni”或“Pt”)活性位点。已知：N-N键、N-H键的键能分别是，。肼在该催化剂表面反应断裂的化学键不是N-N键，而是N-H键，原因是_______________。（3分） (4)水合肼可以处理碱性铜氨废液可获得纳米铜粉。保持其他条件不变，水合肼浓度、反应温度对纳米铜的产率的影响如图1、图2所示。 ①水合肼浓度大于3.25mol/L时，纳米铜的产率下降的原因可能是___________（2分）。 ②温度高于75℃后，纳米铜的产率下降的原因可能是___________（3分）。 (5)、水合肼都可用于处理高压锅炉水中溶解的，防止锅炉被腐蚀。与相比，使用水合肼处理水中溶解的的优点有___________（3分）。 17．（16分）制氢技术研究具有重要意义。 (1)CuFe2O4-x分解水制氢，其原理为：CuFe2O4-x＋xH2O CuFe2O4＋xH2。 ①1 mol CuFe2O3.8理论上可制得H2为___________mol。（2分） ②CuFe2O4-x可由CuFe2O4在无氧条件下煅烧制得。若煅烧后Fe元素化合价不变，CuFe2O4-x中Cu2+与Cu+的个数比为1∶1，则x=_______________（2分）。 (2)HCOOH在RuN(CH3)2催化剂下选择制氢，其可能的转化途径如图所示。 ①用“→”表示中“N—H”配位键___________（2分）。 ②途径Ⅱ过程中生成的产物X为___________（2分）(填化学式)。 ③改用HCOOD代替HCOOH，途径Ⅰ中生成的气体为CO2、___________（1分）(填化学式)。 (3)NaBH4与水催化反应制氢的原理为：NaBH4＋2H2O4H2↑＋NaBO2。 已知：常温下，NaBH4易溶于水，在强碱性条件下稳定存在；NaBO2易以晶体形式析出。催化反应开始时，BH、H2O反应物吸附于催化剂表面活性位点；反应结束后，产物须从催化剂表面及时脱除，空出活性位点。 ①反应时间相同，NaBH4溶液的起始浓度由0.8 %增大到1%，生成H2体积增大，其原因可能是___________（3分）。 ②反应时间相同，NaBH4溶液的起始浓度由1 %增大到8%，生成H2体积减小，其原因可能是___________（4分）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测07 （范围：专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元 限时：75分钟 总分：100分） 一、选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．其他条件不变，温度越高，吸热反应速率越快，放热反应速率越慢 B．的反应速率一定比的反应速率大 C．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 D．升高温度，可增大单位体积内活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 【答案】D 【详解】A．其他条件不变，升高温度，吸热反应和放热反应的化学反应速率均变快，A错误； B．同一个化学反应中，可以用不同物质表示反应速率，其数值之比等于化学计量数之比，如在合成氨的反应中，用H2表示的化学反应速率为，用N2表示的化学反应速率为，此时化学反应进行的快慢相同，B错误； C．有气体参加的化学反应，若增大压强（即缩小反应容器的体积），活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，使反应速率变快，C错误； D．升高温度，导致分子内能增大，单位体积内的活化分子数增加，从而使单位时间有效碰撞次数增多，速率变快，D正确； 故选D。 2．二甲醚是一种新型能源，由合成气(组成为和少量)直接制备二甲醚：  。下列措施中不能提高制备二甲醚反应速率的是 A．适当增大反应体系的压强 B．选择使用合适的催化剂 C．增加合成气的用量 D．将液化并及时抽走 【答案】D 【详解】A．适当增大反应体系的压强，各物质浓度增大，反应速率加快，A不符合题意； B．选择使用合适的催化剂能降低反应能，反应速率加快，B不符合题意； C．增加合成气的用量相当于加压，各物质浓度增大，反应速率加快，C不符合题意； D．将液化并及时抽走，减小生成物的浓度，能使平衡正向移动但反应速率减慢，D符合题意； 故选D。 氮及其化合物具有广泛应用。工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ∆H=-92.4kJ·mol⁻1，NH3可作制冷剂、制造化肥和通过催化氧化生产HNO3。N2H4(肼)可用作火箭推进器的燃料，燃烧产物为N2和H2O。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO转化为N2。请回答下列问题： 3．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A．浓HNO3NH3(g) B．NH3(g)NO(g) C．NO(g)HNO3(aq) D．NON2(g) 4．在恒容密闭容器中模拟工业合成氨反应，下列有关说法正确的是 A．升高温度，反应速率一定加快 B．反应达平衡后，通入少量Ar，v(正)和v(逆)都不变 C．反应达平衡时，N2完全转化为NH3 D．充入1mol N2和3mol H2，一定条件下充分反应，放出的热量为92.4kJ 5．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．N2化学性质稳定，可用于工业合成氨 B．NH3极易溶于水，液氨可用作制冷剂 C．N2H4具有还原性，可用作火箭推进器的燃料 D．HNO3具有氧化性，可用于与NH3反应生产氮肥NH4NO3 【答案】3．B 4．B 5．C 【分析】在恒容密闭容器中模拟工业合成氨反应，，据此分析； 【详解】3．A．浓硝酸和铁在不加热情况下会钝化，铁与硝酸钝化时，‌硝酸可以还原成一氧化氮（‌NO）‌或二氧化氮（‌NO2），A错误； B．氨气在高温高压催化剂作用下发生氧化还原反应，方程式为，B正确； C．NO不溶于水与不与水反应，但NO和O2同时通入水中可产生硝酸，方程式为，C错误； D．NO中的N处于最高价无法继续被O3氧化，D错误； 故选B。 4．A．升高温度，若温度过高，催化剂可能失去活性，反应速率不一定加快，A错误； B．在恒容密闭容器中，，反应达平衡后，通入少量Ar，各物质的量的浓度不变，v(正)和v(逆)都不变，B正确； C．反应达平衡时，该反应是可逆反应，不能完全转化，N2不能完全转化为NH3，C错误； D． ∆H=-92.4kJ·mol⁻1，充入1mol N2和3mol H2，一定条件下充分反应，该反应是可逆反应，不能完全转化，放出的热量小于92.4kJ，D错误； 故选B。 5．A．工业合成氨相关方程式： ，N2化学性质稳定，与合成氨无关联，，A错误； B．NH3极易溶于水，液氨可用作制冷剂是因为分子间能形成氢键，使氨气易液化液氨在气体时会吸热，故与氨气易溶于水无关联，B错误； C．N2H4具有还原性，可与氧气发生反应做燃料，，与用作火箭推进器的燃料有关联，C正确； D．HNO3具有氧化性，可用于与NH3发生氧化还原反应，不能用于生产氮肥NH4NO3，两无关联，D错误； 故选C。 6．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)  ΔH<0，反应过程示意图如下： 下列说法错误的是 A．过程I、过程II均为吸热过程 B．使用催化剂提高了该反应的反应速率 C．该反应中，CO(g)和H2O(g)的总能量低于CO2(g)和H2(g)的总能量 D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应 【答案】C 【详解】A．过程I、II都发生了键的断裂，断裂化学键需要吸收能量，因此两个过程均为吸热过程，A说法正确； B．催化剂可以降低反应的活化能，能够提高该反应的反应速率，B说法正确； C．该反应，为放热反应，放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，即和的总能量高于和的总能量，C说法错误； D．从示意图可以看出，起始的2个都发生了化学键断裂，都参与了反应过程，D说法正确； 故选C。 7．自然界中时刻存在着氮的转化。如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是 A．N2→NH3， NH3 →NO均属于氮的固定 B．若催化剂a表面发生的为放热反应，则反应物总能量高于产物总能量 C．在催化剂b作用下，O2发生了氧化反应 D．使用催化剂 a、b 不影响单位时间内生成物的产量 【答案】B 【详解】A．把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，A错误； B．根据化学反应的能量变化规律，放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，B正确； C．催化剂b作用下，O2→NO，氧原子化合价从0降低至-2价，发生了还原反应，C错误； D．催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，D错误； 故选B。 8．Fenton试剂(含和的水溶液)产生的羟基自由基()能有效氧化去除水中的有机污染物，的产生机理如图所示。下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ的活化能小于过程Ⅱ的活化能 B．过程Ⅱ的反应方程式： C．过程Ⅰ和过程Ⅱ都有非极性共价键断裂 D．用代替，也能形成类似Fenton试剂的体系 【答案】C 【详解】A．反应速率越快活化能越低，过程Ⅰ是快反应、过程Ⅱ是慢反应，因此过程Ⅰ的活化能小于过程Ⅱ的活化能，A正确； B．过程Ⅱ为与反应生成、和，给出的方程式满足原子守恒、电荷守恒，B正确； C．中为非极性共价键、为极性共价键：过程Ⅰ中断裂非极性键，过程Ⅱ中仅断裂极性键，并非两个过程都有非极性共价键断裂，C错误； D．若用代替，先发生过程Ⅱ生成，后续可发生过程Ⅰ循环产生羟基自由基，能形成类似Fenton试剂的体系，D正确； 故选C。 9．研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应的反应进程和能量变化如图所示： i：  活化能 ii：  活化能 下列叙述正确的是 A．反应i是决速步骤 B．反应ii的 C．反应的 D．较小，故反应i的平衡转化率较反应ii的大 【答案】B 【详解】A．由图可知反应ⅱ的活化能大于反应ⅰ，则反应ⅱ是决速步骤，A错误； B．由图可知，反应ⅱ的反应物总能量大于生成物总能量，则反应ⅱ为放热反应，反应ⅱ的，B正确； C．生成物总能量-反应物总能量，反应的，而不是，C错误； D．较小，只能说明反应i速率比反应ⅱ快，活化能大小与反应的平衡转化率无关，不能根据活化能大小判断平衡转化率大小，D错误； 故选B。 10．中国科学家首次用改性铜基催化剂，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ：   其他条件相同时，相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。 物质B的选择性 下列说法不正确的是 A．若不使用改性铜基催化剂采用高压条件是为了加快反应速率 B．乙醇的平衡产率随温度升高而降低 C．其他条件不变，增加氢气浓度，一定能提高乙二醇的产率 D．用改性铜基催化剂催化草酸二甲酯反应制乙二醇最佳温度范围约为475~480K 【答案】C 【分析】根据题干可知，草酸二甲酯加氢的主要反应为反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ，且反应Ⅲ放热，根据图像可知，在相同时间内温度对产物选择性的影响，乙二醇可能的选择性随温度的升高先增大后减小，乙醇酸甲酯的选择性随温度的升高而减小，选择性乙醇酸甲酯等于乙二醇时，二者物质的量比值是定值； 【详解】A．使用C60改性铜基催化剂为了加快化学反应速率，根据“用改性铜基催化剂，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压”说明采用高压条件也是为了加快反应速率，A不符合题意； B．反应Ⅲ升高温度平衡逆向移动，乙醇的平衡产率降低，B不符合题意； C．在选择性乙醇酸甲酯等于乙二醇时，其他条件不变，增加氢气的浓度，乙二醇的产率不变，C符合题意； D．由图可知，温度为470~480K时，生成乙二醇的选择性最高，D不符合题意； 故答案选C； 11．氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是 A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV C．反应ⅲ包含2个基元反应 D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中 【答案】D 【详解】A．观察历程图可知，反应ⅰ中的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成和，此时的相对能量为0.05eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确； B．反应ⅱ中因脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV-0.70eV=2.69eV，B正确； C．反应ⅲ从生成经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确； D．整反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误； 故选D。 12．设为阿伏加德罗常数的值。如图表示气体在表面与反应转化成无害气体的过程，下列说法正确的是 A．已知该反应在恒温恒容的容器中发生，反应前后气体压强不变 B．将生成的通入溶液中，有白色沉淀产生 C．是该反应的催化剂 D．1g与的混合气体中含有电子数为 【答案】A 【详解】A．反应总方程式为，恒温恒容下，气体压强与物质的量成正比，反应前后气体物质的量不变，故压强不变，A正确； B．CO2与CaCl2不反应（弱酸不能制强酸），无白色沉淀产生，B错误； C．在反应中循环使用，是催化剂，为中间产物，C错误； D．1 g CO2气体含有电子的物质的量为，1g  H2O含有电子的物质的量为，1 g CO2和H2O混合气体中含有电子数在~之间，D错误； 故答案选A。 13．(活性物质)嵌在聚苯胺载体上可用作空气氧化含硫废水的催化剂，高温下会分解。碱性条件下，催化氧化的机理如下图所示。下列说法正确的是 A．过程1中锰元素的化合价升高 B．该反应过程的总方程式为 C．通入，一段时间后仅存在于、中 D．催化剂因覆盖表面或进入空位而失效，高温灼烧后可除去硫继续使用 【答案】B 【详解】A．过程1中，与反应生成S，硫元素化合价升高，为还原剂，则为氧化剂，Mn元素化合价应降低，A错误； B．由图可知，总反应为，被O2氧化为S，O2被还原为OH-，发生的总反应方程式为，B正确； C．18O2参与反应时，O2中的18O会通过吸附态氧原子（*O）转移到产物OH-中，并非仅存在于O2和中，C错误； D．高温下会分解，灼烧除去硫时已分解，无法继续使用，D错误； 故选B。 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14．（13分）(主要指和)是大气主要污染物之一，有效去除大气中的是环境保护的重要课题。在有氧条件下，新型催化剂M能催化与反应生成。将一定比例的、和的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见左图)。测得不同温度下的去除率图所示。 (1)反应温度在0~50℃范围内，转化率随温度变化缓慢增加的原因是_______。（3分） (2)反应温度在50~200℃范围内，转化率随温度变化迅速增加的原因是_______。（3分） (3)反应温度在250~380℃范围内，转化率随温度变化变化不大的原因是_______。（3分） (4)反应温度高于380℃，转化率下降，除因为进入反应器的被还原的量减少外，还有_______(用化学方程式表示)。（4分） 【答案】(1)催化剂活性较低，只有温度对反应速率影响，反应速率缓慢增加（3分） (2)催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx的去除反应速率迅速增大（3分） (3)温度升高引起的NOx去除反应速率增大但是催化剂活性下降（3分） (4)（4分） 【详解】（1）反应温度在0~50℃范围内，催化剂活性较低，只有温度对反应速率影响，反应速率缓慢增加，导致NOx 去除率缓慢增大； （2）在50~200℃温度范围内催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx的去除反应速率迅速增大； （3）反应温度在250~380℃范围内，温度升高引起的NOx去除反应速率增大但是催化剂活性下降，导致转化率随温度变化变化不大； （4）当反应温度高于380℃时，NO的去除率下降的原因可能是氨气在该条件下与氧气反应生成NO，反应方程式为。 15．（15分）回答下列问题 (1)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应：SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率(v正)随时间变化如图所示。正反应速率先增大后减小的原因是___________。（3分） (2)H2O2在催化剂α−FeOOH的表面上，分解产生·OH，·OH较H2O2和O2更易与烟气中的NO、SO2发生反应。当H2O2浓度一定时，NO的脱除效率与温度的关系如图所示。升温至80 ℃以上，大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是___________，（3分）温度高于180 ℃，NO的脱除效率降低的原因是___________。（3分） (3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为___________时（2分），催化剂的活性最好，效率最高。请解释250～400 ℃时乙酸生成速率变化的原因：250～300 ℃时，___________；（2分）300～400 ℃时， ___________。（2分） 【答案】(1)反应放热，在绝热容器中反应使温度升高，v正增加，b点后，温度上升已不明显，反应物浓度降低，导致v正减小（3分） (2) H2O2与催化剂的接触更好，产生更多的·OH，·OH浓度增大，与NO混合更充分 （3分） 180 ℃以后，·OH分解成O2和H2O，NO的脱除效率下降（3分） (3) 250 ℃ （2分） 催化效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因 （2分） 温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因（2分） 【详解】（1）反应速率受温度、浓度等外界因素影响，开始时正反应速率增大的原因是反应放热，温度升高使反应速率加快，后来反应物浓度减小，正反应速率减慢，则正反应速率先增大后减小的原因是：反应放热，在绝热容器中反应使温度升高，v正增加，b点后，温度上升已不明显，反应物浓度降低，导致v正减小； （2）升温至80 ℃以上，大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是：H2O2与催化剂的接触更好，产生更多的·OH，·OH浓度增大，与NO混合更充分；温度高于180 ℃，NO的脱除效率降低的原因是：180 ℃以后，·OH分解成O2和H2O，NO的脱除效率下降； （3）由图可知，温度为250 ℃时，乙酸的生成速率最大，催化效率最高，则在温度为250 ℃时，催化剂的活性最好，效率最高。250～400 ℃时催化剂的催化效率下降，乙酸生成速率变小的原因：250～300 ℃时，催化效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因；300～400 ℃时，乙酸的生成速率增大但催化效率仍减小，随着温度升高反应速率加快，故温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因。 16．（17分）水合肼()在储氢领域有广阔的应用前景，其水溶液呈弱碱性。 (1)分子有顺式、反式和交互式三种比较稳定的空间构象。下列结构能表示分子交互式的是___________（1分）(填序号) (2)肼分解制氢的主要反应为，肼的理论储氢密度。测得肼实际分解时产生的气体中含。肼实际储氢密度小于理论值的原因是___________（2分）(用化学方程式表示)。 (3)水合肼制氢过程中涉及肼在Ni-Pt催化剂表面分解，如图所示。 ①X的结构简式为___________（2分）。 ②催化剂表面存在和两种活性位点，两种活性位点分别带不同电性的电荷。肼中的氢原子吸附于___________（1分）(填“Ni”或“Pt”)活性位点。已知：N-N键、N-H键的键能分别是，。肼在该催化剂表面反应断裂的化学键不是N-N键，而是N-H键，原因是_______________。（3分） (4)水合肼可以处理碱性铜氨废液可获得纳米铜粉。保持其他条件不变，水合肼浓度、反应温度对纳米铜的产率的影响如图1、图2所示。 ①水合肼浓度大于3.25mol/L时，纳米铜的产率下降的原因可能是___________（2分）。 ②温度高于75℃后，纳米铜的产率下降的原因可能是___________（3分）。 (5)、水合肼都可用于处理高压锅炉水中溶解的，防止锅炉被腐蚀。与相比，使用水合肼处理水中溶解的的优点有___________（3分）。 【答案】(1)A（1分） (2)3N2H4N2+4NH3（2分） (3) HN=NH （2分） Pt（1分） N-N为非极性键，N-H键极性较强，N、H分别于催化剂表面原子形成作用力，削弱了N与H之间的作用力（3分） (4) 溶液碱性增强，溶液中铵根离子转化为氨气，有利于生成[Cu(NH3)4]2+，溶液中铜离子减少（3分） 氨气溢出，导致生成[Cu(NH3)4]2+的平衡逆向移动，Cu2+与铜粉生成Cu+ （3分）(5)水合肼的用量少，不产生杂质（2分） 【详解】（1）由N2H4的结构模型可知，A为交互式结构，B为反式结构，C为顺式结构，故选A； （2）储氢密度小于理论值是分解时没生成氢气，根据题意，肼实际分解时产生的气体中含NH3，则肼实际储氢密度小于理论值的原因是生成NH3，用化学方程式表示为：3N2H4N2+4NH3； （3） ①根据图示，生成X的过程中，①②③④断键，③④结合生成H2，①②结合生成π键得到X，则X为HN=NH； ②N与H相连，H电负性小于N，故H原子显正价，金属性Ni＞Pt，故Ni-Pt催化剂负电荷集中在Pt上，正负电荷相互吸引，所以H会吸附在Pt活性位点； N-N为非极性键，N-H键极性较强，N、H分别于催化剂表面原子形成作用力，削弱了N与H之间的作用力； （4）①水合肼浓度大于3.25mol/L时，溶液碱性增强，溶液中铵根离子转化为氨气，生成更多的[Cu(NH3)4]2+，导致铜离子减小，纳米铜的产率降低； ②温度高于75℃后，氨气溢出，导致生成[Cu(NH3)4]2+的平衡逆向移动，Cu2+与铜粉生成Cu+，纳米铜的产率降低； （5）亚硫酸钠与氧气反应生成硫酸钠，产生杂质，而水合肼与氧气反应生成氮气和水，无杂质生成。 17．（16分）制氢技术研究具有重要意义。 (1)（5分）CuFe2O4-x分解水制氢，其原理为：CuFe2O4-x＋xH2O CuFe2O4＋xH2。 ①1 mol CuFe2O3.8理论上可制得H2为___________（2分）mol。 ②CuFe2O4-x可由CuFe2O4在无氧条件下煅烧制得。若煅烧后Fe元素化合价不变，CuFe2O4-x中Cu2+与Cu+的个数比为1∶1，则x=_______________（3分）。 (2)（5分）HCOOH在RuN(CH3)2催化剂下选择制氢，其可能的转化途径如图所示。 ①用“→”表示中“N—H”配位键___________（2分）。 ②途径Ⅱ过程中生成的产物X为___________（2分）(填化学式)。 ③改用HCOOD代替HCOOH，途径Ⅰ中生成的气体为CO2、___________（1分）(填化学式)。 (3)（6分）NaBH4与水催化反应制氢的原理为：NaBH4＋2H2O4H2↑＋NaBO2。 已知：常温下，NaBH4易溶于水，在强碱性条件下稳定存在；NaBO2易以晶体形式析出。催化反应开始时，BH、H2O反应物吸附于催化剂表面活性位点；反应结束后，产物须从催化剂表面及时脱除，空出活性位点。 ①反应时间相同，NaBH4溶液的起始浓度由0.8 %增大到1%，生成H2体积增大，其原因可能是___________（3分）。 ②反应时间相同，NaBH4溶液的起始浓度由1 %增大到8%，生成H2体积减小，其原因可能是___________（3分）。 【答案】(1) 0.2 0.25 (2) CO HD (3) NaBH4浓度增大，吸附到活性位点上的BH增多，与更多的H2O反应生成H2，导致生成H2速率加快 NaBH4浓度过大，迅速产生较多NaBO2结晶，不能及时脱除空出活性位点(或覆盖在催化剂表面)，阻碍了反应物被催化剂吸附(或接触)，导致H2生成速率减慢或者 NaBH4浓度过大，BH占据更多催化剂活性位点，造成活性位点上吸附的H2O减少，导致H2生成速率减慢 【详解】（1）①根据中反应的方程式可知若x＝0.2，则1mol CuFe2O3.8理论上可制得H2为0.2mol； ②CuFe2O4中Fe为+3价，CuFe2O4-x中Cu2+与Cu+的个数比为1∶1，则根据化合价代数合为零，，x=0.25； （2） ①中“N—H”配位键； ②根据质量守恒可知，X为CO； ③改用HCOOD代替HCOOH，途径Ⅰ中，羧基上氢与催化剂作用最后生成了氢气，故生成的气体为CO2、HD； （3）①NaBH4浓度增大，吸附到活性位点上的BH增多，有效碰撞次数不断增多，与更多的H2O反应生成H2，导致生成H2速率加快； ②NaBH4浓度过大，迅速产生较多NaBO2结晶，不能及时脱除空出活性位点(或覆盖在催化剂表面)，阻碍了反应物被催化剂吸附(或接触)，接触面积不断减小，导致H2生成速率减慢或者NaBH4浓度过大，BH占据更多催化剂活性位点，造成活性位点上吸附的H2O减少，导致H2生成速率减慢。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $