周周练10 专题2 化学反应速率与化学平衡 第一～二单元（周测）化学苏教版选择性必修1

**基本信息** 聚焦化学反应速率与平衡核心内容，通过合成氨、DMF制备等工业情境及FeS₂浸泡实验数据，考查化学观念与科学思维，适配周测巩固与能力提升需求。 **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（温度、浓度）、平衡移动（压强、温度）、实验数据（Na₂S₂O₃反应）|结合图像分析（如反应速率-时间图），考查证据推理能力| |非选择题|3/61|速率计算、平衡常数、反应机理（双催化剂合成氨）|融入科技前沿（铜催化DMF转化）与实验探究（Fe³⁺浓度变化），体现科学探究与实践|

周周测10 （范围：专题二 化学反应速率与化学平衡 第1~2单元 限时：74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．反应，达平衡后改变某一条件，下列图像与条件变化一致的是 A．增大浓度 B．改变压强 C．升高温度 D．加入催化剂 A．A B．B C．C D．D 2．在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0molN2和6.0molH2，加入催化剂发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ΔH=-92.4kJ/mol，N2、H2的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．t1min 时，N2的生成速率小于N2的消耗速率 B．使用催化剂可减小反应的ΔH C．t2min 时，NH3速率为 D．反应中通入足量的N2，可使H2完全转化为NH3 3．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 4．已知的反应机理和反应过程中能量变化图如下，下列说法错误的是 反应I：   反应Ⅱ：   A． B．是该反应的催化剂 C．总反应速率由反应Ⅱ决定 D．催化剂能降低该反应的活化能 5．某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，(Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)，下列说法不正确的是 组号 反应温度/ ℃ 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL ① 10 2 0.1 1 0.4 3 ② 30 2 0.1 2 0.2 2 ③ 30 1 0.2 2 0.1 3 ④ 30 1 0.1 2 0.1 3 A．实验①②探究温度对反应速率的影响 B．实验②③探究H2SO4浓度对反应速率的影响 C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L∙min) D．四组实验中实验④的反应速率一定最小 6．已知分步反应：①，②，其反应过程能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．第一步反应的速率小于第二步反应的速率 B．A转化为D和E的反应为吸热反应 C．使用合适的催化剂可降低反应的活化能，但不影响反应的热效应 D．升高温度，反应①②的正反应速率均加快，逆反应速率均减慢 7．硼氢化钠()被称为“万能还原剂”，在化工生产氢气、污水处理等领域应用广泛。在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示，已知中为+3价。 下列说法正确的是 A．中与对共用电子对的吸引力： B．若将中的用代替，反应后生成的气体中只含 C．过程①②③④中，每生成转移的电子数均为 D．总反应的离子方程式为 8．对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，下列有关说法正确的是 A．平衡常数表达式为K= B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C．升高体系温度，平衡常数K减小 D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 9．丙烯是有机化工中的重要原料，以金属Pt为催化剂，丙烷直接脱氢工艺制备。存在以下两个反应： 主反应： 副反应：， 其主反应中有关物质的燃烧热数据如下： 物质 燃烧热 下列有关说法错误的是 A．主反应的 B．主反应自发进行的条件是高温 C．催化剂Pt可以降低主反应活化能，但不改变 D．燃烧热的热化学方程式：   10．下列实验操作或装置能达到目的的是 选项 A B 实验操作或装置 目的 证明乙炔可使酸性溶液褪色 制取晶体 选项 C D 实验操作或装置 目的 验证对过氧化氢的分解有催化作用 实验室制少量氨气 A．A B．B C．C D．D 11．中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 12．煤中无机硫主要以FeS2的形式存在，随着煤的燃烧会产生SO2污染环境，工业上用硫酸铁溶液浸泡煤可提高煤的品位。为探究硫酸铁溶液浸泡煤的影响因素，在不同条件下测得生成的Fe2+浓度随时间(hr：小时)的变化如下图所示： 实验序号 粒径相同且含相同FeS2的煤的质量/g 温度/℃ 硫酸铁溶液浓度/mol·L-1 pH ① 30 25 0.6 6 ② 30 25 0.9 6 ③ 30 30 0.9 6 ④ 30 30 0.9 5 已知：①用硫酸铁溶液浸泡煤会将FeS2转变为FeSO4； ②FeS2可与硫酸发生反应：。 下列有关说法正确的是 A．pH越小，用硫酸铁溶液浸泡煤的除硫效果越好 B．实验④在0～0.3hr时间内Fe3+消耗的化学反应速率为1.5 mol·L-1·hr-1 C．硫酸铁溶液与FeS2反应的离子方程式为： D．由实验可得出浓度、温度、pH和颗粒大小均可影响该反应的化学反应速率和化学平衡 13．三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N，N-二甲基甲酰胺[，简称DMF]转化为三甲胺。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)，下列说法正确的是 A．使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变 B．其他条件不变，升高温度时，该总反应的平衡常数 C．增大压强(压缩体积)能够提高活化分子的百分数，提高单位时间内分子的有效碰撞次数 D．该历程中的最大能垒(活化能)为 二、非选择题：本题共3小题，共61分。（第14题18分，第15题20分，第16题23分） 14．（18分）某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题： (1)该反应的化学方程式可表示为_______（4分）。 (2)反应起始至tmin(设t=5)，X的平均反应速率是_______（3分），X的转化率是_______（3分）(保留两位小数)。 (3)在tmin时，该反应达到了_______（3分）状态，下列可判断反应已达到该状态的是_______（3分）(填字母，下同)。 A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率之比为2：3 C．混合气体的密度不变 D．生成1molZ的同时生成2molX (4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______（2分）。 A．其他条件不变，及时分离出产物 B．适当降低温度 C．其他条件不变，增大X的浓度 D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大 15．（20分）T℃时，在一个体积为的密闭容器中，气体A和气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C物质的量的变化如图所示： (1)写出该反应的化学方程式：___________（4分）。 (2)分钟内，A的平均消耗速率为___________（4分）。 (3)T℃时，平衡常数___________（4分）。 (4)反应达到平衡时，B的转化率为___________（3分）。 (5)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的微粒用标注。该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________（3分）。 合成氨反应：的________（2分）(用图中字母表示)。 16．（23分）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 (1)液氨是一种重要的载氢材料。已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH<0，Fe﹣TiO2﹣xHy双催化剂双温催化合成氨机理如图-1所示，该方法通过光辐射产生温差，可以实现高速率、高产率合成氨。 ①高温区纳米Fe催化剂能提高合成氨效率的原因是 ___________（3分）。 ②低温区TiO2﹣xHy能提高合成氨效率的原因是 ___________（3分）。 ③氨燃料电池以KOH溶液为电解质溶液放电时，负极的电极反应式为 ___________（3分）。 (2)十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，可经历“C10H18→C10H12→C10H8”的脱氢过程释放氢气，催化剂对反应活化能的影响如图-2所示。一定条件下，向恒容密闭容器加入1mol十氢萘进行催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的物质的量随时间的变化关系如图-3所示。 ①C10H12的物质的量显著低于C10H8可能的原因是 ___________（3分）。 ②7h时，反应体系内氢气的物质的量为 ___________（3分）mol。 (3)以H2、CO2和二甲胺为原料，在Cu/ZnO催化下合成DMF()的机理如图-4所示。 ①该过程合成DMF的化学方程式为 ___________（3分）。 ②由机理图可知，反应过程会产生一种有机副产物，其结构简式为 ___________（3分）。 ③若改用D2、CO2和二甲胺为原料，产物水的结构式为 ___________。（2分） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测10 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 B A D B D D D D D D C C B 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 【答案】14.(1)（4分） (2)（6分） 33% (3)（6分） 平衡 D (4)（2分）C 15.(1)（4分）2A(g)+B(g)C(g) (2)（4分） (3)（4分）0.52(mol/L)−2 (4)（3分）25% (5)（5分） b-a 16.(1)（9分） 纳米铁可以吸附更多N2，高温有利于N≡N、H—H断裂，加快反应速率 反应放热，低温区促进N、H合成氨，平衡正向移动，提高NH3平衡产率 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O (2)（6分） 催化剂显著降低了C10H12转化为C10H8的活化能，C10H12分解速率大于其生成速率 2.028 (3)（8分） H2+CO2+HN(CH3)2H2O+DMF HCOOH H-O-D 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测10 （范围：专题二 化学反应速率与化学平衡 第1~2单元 限时：74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．反应，达平衡后改变某一条件，下列图像与条件变化一致的是 A．增大浓度 B．改变压强 C．升高温度 D．加入催化剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．该反应是气体分子数减少的放热反应，的转化率随的增大而增大，A错误； B．该反应是气体分子数减少的放热反应，由图像知，其他条件不变时，增大压强平衡正移，混合气体的平均摩尔质量增大，B正确； C．该反应是气体分子数减少的放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减少，C错误； D．催化剂能改变反应速率，不影响化学平衡，D错误； 故选B。 2．在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0molN2和6.0molH2，加入催化剂发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ΔH=-92.4kJ/mol，N2、H2的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．t1min 时，N2的生成速率小于N2的消耗速率 B．使用催化剂可减小反应的ΔH C．t2min 时，NH3速率为 D．反应中通入足量的N2，可使H2完全转化为NH3 【答案】A 【详解】A．t1min时反应未达到平衡状态，反应继续正向进行，N2的生成速率小于N2的消耗速率，A正确； B．使用催化剂可以加快反应速率，减少反应达到平衡的时间，不影响反应的始态和终态，不改变反应的ΔH，B错误； C．反应速率指一段时间内的平均反应速率，不是瞬时速率，C错误； D．可逆反应不能进行到底，加入足量N2，也不可以使H2完全转化为NH3，D错误； 故选A。 3．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。 4．已知的反应机理和反应过程中能量变化图如下，下列说法错误的是 反应I：   反应Ⅱ：   A． B．是该反应的催化剂 C．总反应速率由反应Ⅱ决定 D．催化剂能降低该反应的活化能 【答案】B 【详解】A．由盖斯定律知，，A正确； B．由反应原理可知，是该反应的催化剂，只是中间产物，B错误； C．反应的活化能越大，反应速率越慢，从图上可以看出反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ的活化能，故反应速率由反应Ⅱ决定，C正确； D．催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率，D正确； 故选B 5．某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，(Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)，下列说法不正确的是 组号 反应温度/ ℃ 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL ① 10 2 0.1 1 0.4 3 ② 30 2 0.1 2 0.2 2 ③ 30 1 0.2 2 0.1 3 ④ 30 1 0.1 2 0.1 3 A．实验①②探究温度对反应速率的影响 B．实验②③探究H2SO4浓度对反应速率的影响 C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L∙min) D．四组实验中实验④的反应速率一定最小 【答案】D 【分析】控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响时，只允许存在一个变量，所以分析实验时，需明确哪些外界条件相同，哪些外界条件不同。 【详解】A．实验①②中，虽然混合前Na2S2O3、H2SO4的浓度不同，但混合后二者的浓度分别对应相等，而两实验的温度不同，所以可用于探究温度对反应速率的影响，A正确； B．实验②③中，混合后温度相同，Na2S2O3的浓度相同，H2SO4的浓度不同，所以可用于探究H2SO4浓度对反应速率的影响，B正确； C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)==mol/(L∙min)，C正确； D．四组实验中，虽然实验④的反应物浓度比实验①小，但温度比实验①高，无法比较反应④与反应①的速率大小，所以反应④的反应速率不一定最小，D不正确； 故选D。 6．已知分步反应：①，②，其反应过程能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．第一步反应的速率小于第二步反应的速率 B．A转化为D和E的反应为吸热反应 C．使用合适的催化剂可降低反应的活化能，但不影响反应的热效应 D．升高温度，反应①②的正反应速率均加快，逆反应速率均减慢 【答案】D 【详解】A．由图可知，第一步的活化能高于第二步的，活化能越大，反应速率越慢，则第一步反应的速率小于第二步反应的速率，A项正确； B．由图可知，A的总能量低于D和E的总能量，属于吸热反应，B项正确； C．使用催化剂可以降低反应的活化能，但不影响始态和终态的能量，所以反应的热效应不受影响，C项正确； D．升高温度，正、逆反应速率均加快，D项错误； 故选D。 7．硼氢化钠()被称为“万能还原剂”，在化工生产氢气、污水处理等领域应用广泛。在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示，已知中为+3价。 下列说法正确的是 A．中与对共用电子对的吸引力： B．若将中的用代替，反应后生成的气体中只含 C．过程①②③④中，每生成转移的电子数均为 D．总反应的离子方程式为 【答案】D 【详解】A．中为+3价，为-1价，说明的非金属性大于，对共用电子对的吸引力，A错误； B．由图示分析，过程①生成的全部来自的-1价，过程②③生成的中一半来自的-1价，一半来自的+1价，过程④生成中一个来自的-1价，2个来自的+1价，若将中的换为，生成的气体含、和，B错误； C．过程①生成的全部来自的-1价，生成时，转移电子数为；过程②③生成的中一半来自的-1价，一半来自的+1价，发生归中反应生成，转移电子数为；过程④的反应为，由该方程式可知，生成1.5 mol 时，转移1 mol电子，则生成1 mol 时， 转移电子，C错误； D．结合反应历程，总反应为在催化下与水反应生成和，给出的离子方程式电荷、元素均守恒，D正确； 故选D。 8．对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，下列有关说法正确的是 A．平衡常数表达式为K= B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C．升高体系温度，平衡常数K减小 D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 【答案】D 【详解】A．平衡常数表达式中固体C的浓度视为常数，不计算在内，正确表达式为，故A错误； B．恒温压缩体积，压强增大，平衡逆向移动，但温度不变，所以K不变，故B错误； C．该反应ΔH>0为吸热反应，升温使平衡正向移动，K增大，故C错误； D．恒温恒压下通入氦气，体积增大，各气体分压降低，相当于减压，平衡正向移动，且K仅与温度有关，温度不变则K不变，故D正确； 故答案选D。 9．丙烯是有机化工中的重要原料，以金属Pt为催化剂，丙烷直接脱氢工艺制备。存在以下两个反应： 主反应： 副反应：， 其主反应中有关物质的燃烧热数据如下： 物质 燃烧热 下列有关说法错误的是 A．主反应的 B．主反应自发进行的条件是高温 C．催化剂Pt可以降低主反应活化能，但不改变 D．燃烧热的热化学方程式：   【答案】D 【详解】A．根据盖斯定律，主反应的等于反应物燃烧热减去生成物燃烧热之和，即，A正确； B．主反应，反应后气体分子数增加，；根据反应自发判据，只有高温下才能满足，因此自发条件为高温，B正确； C．催化剂通过降低反应活化能加快反应速率，不改变反应物和生成物的总能量差，因此不改变，C正确； D．燃烧热的定义是可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热，的稳定氧化物为液态，该热化学方程式中水为气态，不符合燃烧热的要求，D错误； 故答案选D。 10．下列实验操作或装置能达到目的的是 选项 A B 实验操作或装置 目的 证明乙炔可使酸性溶液褪色 制取晶体 选项 C D 实验操作或装置 目的 验证对过氧化氢的分解有催化作用 实验室制少量氨气 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．电石和水反应生成的乙炔中混有硫化氢等，均使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以溶液褪色不能证明生成乙炔，故A错误； B．碳酸氢钠加热易分解，蒸发溶液不能制备晶体，故B错误； C．此实验有两个变量，分别是温度和催化剂，应控制单一变量，不能达到实验目的，故C错误； D．实验室利用浓氨水和氧化钙反应制氨气，塞上橡皮塞后倾斜Y形管，使浓氨水流入左侧管中与氧化钙混合放出氨气，避免塞上橡皮塞前有氨气逸出，故D正确； 本题选D。 11．中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 【答案】C 【详解】A. 过程Ⅰ通常为反应物在催化剂表面的吸附，吸附放热；过程Ⅲ为产物脱附，脱附是吸附的逆过程，吸热，故过程Ⅰ放热、过程Ⅲ吸热，A错误； B. 催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应的焓变，B错误； C. 基元反应是一步完成的反应，根据碰撞理论，反应物分子必须发生碰撞（有效碰撞）才能发生反应，C正确； D. 缩小容器体积，气体浓度增大，过程Ⅱ涉及气体分子在催化剂表面的反应，浓度增大导致反应速率加快，D错误； 故答案为：C。 12．煤中无机硫主要以FeS2的形式存在，随着煤的燃烧会产生SO2污染环境，工业上用硫酸铁溶液浸泡煤可提高煤的品位。为探究硫酸铁溶液浸泡煤的影响因素，在不同条件下测得生成的Fe2+浓度随时间(hr：小时)的变化如下图所示： 实验序号 粒径相同且含相同FeS2的煤的质量/g 温度/℃ 硫酸铁溶液浓度/mol·L-1 pH ① 30 25 0.6 6 ② 30 25 0.9 6 ③ 30 30 0.9 6 ④ 30 30 0.9 5 已知：①用硫酸铁溶液浸泡煤会将FeS2转变为FeSO4； ②FeS2可与硫酸发生反应：。 下列有关说法正确的是 A．pH越小，用硫酸铁溶液浸泡煤的除硫效果越好 B．实验④在0～0.3hr时间内Fe3+消耗的化学反应速率为1.5 mol·L-1·hr-1 C．硫酸铁溶液与FeS2反应的离子方程式为： D．由实验可得出浓度、温度、pH和颗粒大小均可影响该反应的化学反应速率和化学平衡 【答案】C 【分析】采用控制变量方法研究完结条件对燃煤中FeS2的去除的影响。Fe2(SO4)3具有强氧化性，会将FeS2中-1价S氧化为+6价，其本身被还原为Fe2+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为：，在酸性条件下FeS2会发生反应：，S与煤混在一起，不能很好去除S，同时反应产生的H2S会污染空气。根据反应速率的定义及用不同物质表示的反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的关系分析解答。 【详解】A．溶液的pH越小，溶液中H+浓度就越大，H+与FeS2反应生成S与煤混在一起，从而没有达到除硫的效果，A错误； B．在0～0.3hr时间内Fe2+的化学反应速率为：v(Fe2+)==1.5 mol·L-1·hr-1，则根据反应方程式中物质反应转化关系可知Fe3+的消耗速率v(Fe2+)=×1.5 mol·L-1·hr-1=1.4 mol·L-1·hr-1，B错误； C．由题中信息知，硫酸铁溶液与FeS2反应生成FeSO4，故反应的离子方程式为：，C正确； D．由实验可知：浓度、温度、pH都可以影响化学反应速率，而不能从实验得出颗粒大小影响化学反应速率，从实验中也不能得出影响化学平衡的条件，D错误； 故合理选项是C。 13．三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N，N-二甲基甲酰胺[，简称DMF]转化为三甲胺。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)，下列说法正确的是 A．使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变 B．其他条件不变，升高温度时，该总反应的平衡常数 C．增大压强(压缩体积)能够提高活化分子的百分数，提高单位时间内分子的有效碰撞次数 D．该历程中的最大能垒(活化能)为 【答案】B 【详解】A．使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，A错误； B．由图可知，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，温度越高平衡常数越小，B正确； C．增大压强（压缩体积）能够提高单位体积内活化分子的数目，不能提高活化分子的百分数，C错误； D．由图可知，该历程中的最大能垒（活化能）为，D错误； 故选B。 二、非选择题：本题共3小题，共61分。（第14题18分，第15题20分，第16题23分） 14．（18分）某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题： (1)该反应的化学方程式可表示为_______（4分）。 (2)反应起始至tmin(设t=5)，X的平均反应速率是_______（3分），X的转化率是_______（3分）(保留两位小数)。 (3)在tmin时，该反应达到了_______（3分）状态，下列可判断反应已达到该状态的是_______（3分）(填字母，下同)。 A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率之比为2：3 C．混合气体的密度不变 D．生成1molZ的同时生成2molX (4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______（2分）。 A．其他条件不变，及时分离出产物 B．适当降低温度 C．其他条件不变，增大X的浓度 D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大 【答案】14.(1)（4分） (2)（6分） 33% (3)（6分） 平衡 D (4)（2分）C 【分析】根据题目所给图分析，X初始有2.4mol，Y、Z初始为0mol，故X为反应物，Y、Z为生成物，X、Y、Z在tmin后，三者曲线呈直线，说明tmin时，反应达到平衡，据此分析题目； 【详解】（1）根据分析，X初始有2.4mol，Y、Z初始为0mol，故X为反应物，Y、Z为生成物，反应平衡时，X减少了0.8mol，Y增加了1.2mol，Z增加了0.4mol，则反应方程式为； （2）根据分析，X在达到平衡时，反应了0.8mol，则X的平均反应速率为；转化率为； （3）根据分析，tmin时，X、Y、Z三者物质的量的变化曲线呈直线状态，反应达到了平衡状态； A．X、Y、Z的化学计量数不相等，则X、Y、Z的反应速率也不会相等，故A不能说明反应达到化学平衡状态； B．用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论平衡与否，X、Y的反应速率之比都为2∶3，故B不能说明反应达到化学平衡状态； C．根据，由于反应体系的体积不变，气体的总质量不变，则混合气体的密度不变，故C不能说明反应达到化学平衡状态； D．当生成1molZ的同时生成2molX，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，故D能说明反应达到化学平衡状态； 故选D； （4）A．其他条件不变，及时分离出产物，减小产物浓度，反应速率降低，故A不符合题意； B．适当降低温度，反应速率减小，故B不符合题意； C．其他条件不变，增大X的浓度，会使反应速率增大，故C符合题意； D．体积不变，充入Ar气，单位体积内活化分子百分数不变，反应速率不变，故D不符合题意； 故选C。 15．（20分）T℃时，在一个体积为的密闭容器中，气体A和气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C物质的量的变化如图所示： (1)写出该反应的化学方程式：___________（4分）。 (2)分钟内，A的平均消耗速率为___________（4分）。 (3)T℃时，平衡常数___________（4分）。 (4)反应达到平衡时，B的转化率为___________（3分）。 (5)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的微粒用标注。该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________（3分）。 合成氨反应：的________（2分）(用图中字母表示)。 【答案】15.(1)（4分）2A(g)+B(g)C(g) (2)（4分） (3)（4分）0.52(mol/L)−2 (4)（3分）25% (5)（5分） b-a 【详解】（1）由图像可以看出，反应中A、B的物质的量减小，C的物质的量增多，则A、B为反应物，C为生成物，且△n(A)：△n(B)：△n(C)=0.8mol：0.4mol：0.4mol=2：1：1，则反应的化学方程式为：2A(g)+B(g)C(g)。故答案为：2A(g)+B(g)C(g)； （2）0～4min时，A的平均反应速率为：，故答案为：； （3）T℃时，反应的平衡常数为：k== 0.52(mol/L)−2，故答案为：0.52(mol/L)−2； （4）到达平衡时B的转化率为：×100%=25%，故答案为：25%； （5）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越大，反应的速率越小，由图可知，该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为；从相对能量上看，合成氨反应是放热反应，反应焓变＝生成物总能量－反应物总能量； 16．（23分）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 (1)液氨是一种重要的载氢材料。已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH<0，Fe﹣TiO2﹣xHy双催化剂双温催化合成氨机理如图-1所示，该方法通过光辐射产生温差，可以实现高速率、高产率合成氨。 ①高温区纳米Fe催化剂能提高合成氨效率的原因是 ___________（3分）。 ②低温区TiO2﹣xHy能提高合成氨效率的原因是 ___________（3分）。 ③氨燃料电池以KOH溶液为电解质溶液放电时，负极的电极反应式为 ___________（3分）。 (2)十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，可经历“C10H18→C10H12→C10H8”的脱氢过程释放氢气，催化剂对反应活化能的影响如图-2所示。一定条件下，向恒容密闭容器加入1mol十氢萘进行催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的物质的量随时间的变化关系如图-3所示。 ①C10H12的物质的量显著低于C10H8可能的原因是 ___________（3分）。 ②7h时，反应体系内氢气的物质的量为 ___________（3分）mol。 (3)以H2、CO2和二甲胺为原料，在Cu/ZnO催化下合成DMF()的机理如图-4所示。 ①该过程合成DMF的化学方程式为 ___________（3分）。 ②由机理图可知，反应过程会产生一种有机副产物，其结构简式为 ___________（3分）。 ③若改用D2、CO2和二甲胺为原料，产物水的结构式为 ___________。（2分） 【答案】16.(1)（9分） 纳米铁可以吸附更多N2，高温有利于N≡N、H—H断裂，加快反应速率 反应放热，低温区促进N、H合成氨，平衡正向移动，提高NH3平衡产率 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O (2)（6分） 催化剂显著降低了C10H12转化为C10H8的活化能，C10H12分解速率大于其生成速率 2.028 (3)（8分） H2+CO2+HN(CH3)2H2O+DMF HCOOH H-O-D 【详解】（1）①在Fe表面断裂，Fe的温度高于体系温度，纳米铁可以吸附更多N2，高温有利于N≡N、H—H断裂，加快反应速率； ②氨气在表面生成，温度低于体系温度，反应放热，低温区促进N、H合成氨，平衡正向移动，提高NH3平衡产率； ③氨燃料电池以KOH溶液为电解质溶液放电时，NH3为燃料做负极，失电子，负极的电极反应式为 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O； （2）①由图可知，对比C10H18转化为C10H12的活化能与C10H12转化为C10H8的活化能，可得出催化剂显著降低了C10H12转化为C10H8的活化能，C10H12分解速率大于其生成速率； ②由图可知， C10H18（g）→C10H12（g）+3H2（g）；C10H12（g）→C10H8+5H2（g），反应体系内氢气的物质的量为0.021×3+0.393×5=2.028 mol； （3）①由图可知，该过程合成DMF的化学方程式为H2+CO2+HN(CH3)2H2O+DMF ； ②由产生DMF和，同时过程中也会产生，生成一种副产物为HCOOH； ③由图可知，水中有一个氢来自于氢气，故产物水的结构为H-O-D； 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $