周周测12 专题2 化学反应速率与化学平衡 专题检测（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专题，以工业合成氨、CO₂捕获转化等真实情境为载体，融合基础判断、机理分析与实验探究，适配周测诊断需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|13/39|熵变、平衡移动、速率影响因素|结合工业情境（如合成硫酸）与实验方案评价（如温度对NO₂平衡影响），考查科学思维| |非选择题|4/61|反应速率计算、平衡常数、热化学、电化学|综合图表分析（如转化率曲线）与反应机理探究（如Ru催化CO₂转化），匹配高考综合题命题趋势|

周周测12 （范围：专题二 化学反应速率与化学平衡 专题检测 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。 1．四氧化锇()是一种毒性很强的氧化物，在一定条件下可发生转化：。该反应的熵变 A． B． C． D．无法判断 2．催化还原：  。下列说法正确的是 A．使用催化剂提高的平衡脱除率 B．反应平衡常数 C．该反应一定能自发进行 D．其他条件不变，增大的用量有利于提高的转化率 3．一定温度下，反应C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施能使平衡向左发生移动的是 A．增加C的物质的量 B．保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大 C．将容器的容积缩小一半 D．保持压强不变，充入N2使容器容积变大 4．工业合成硫酸关键一步是将转化为。对于体积恒定的密闭容器中发生的放热反应，下列说法正确的是 A．增大的浓度可以加快反应速率 B．反应达到平衡后，反应就停止了 C．升高温度该反应速率减慢 D．使用过量的可以使完全转化为 5．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 阅读下列材料，完成下面小题： 氮、磷及其化合物在生产生活中具有广泛应用。是侯氏制碱工业的重要原料。工业合成氨的反应为。能被氧化生成；有强还原性。是一种弱酸，酸性与醋酸相当。白磷（）与少量反应得，水解生成。 6．下列物质性质与用途具有对应关系的是 A．易液化，可用作还原剂 B．具有碱性，可用作漂白剂 C．醋酸具有酸性，可用作水壶除垢剂 D．白磷不溶于水，可用于制备磷酸 7．下列有关物质的结构、性质与制备说法正确的是 A．1 mol白磷分子中含有4 mol键 B．易溶于水，是因为分子间存在氢键 C．制备时，应将溶液缓慢滴入氨水 D．向溶液中通入足量可制得 8．下列有关工业合成氨反应的说法正确的是 A．反应物的总键能小于生成物的总键能 B．该反应在任何温度下都能自发进行 C．升高温度，减小，增大 D．增大，的转化率增大 9．金属硫化物催化反应，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2，反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．该反应的平衡常数 C．步骤Ⅰ可理解为中带部分正电荷的H与催化剂中的S之间发生作用 D．步骤Ⅱ可理解为中两个键断裂，同时形成键 10．含Ru(钌)化合物可催化CO2转化为HCOOH，其反应机理如图所示。 下列说法不正确的是 A．该催化剂不能提高CO2的平衡转化率 B．过程1中CO2发生还原反应 C．过程3中有1molH2O生成时有2mol电子转移 D．整个转化过程中Ru和O元素的化合价不变 11．室温下，下列实验方案不能达到探究目的的是 实验方案 探究目的 A 将的溶液与溶液混合充分反应后滴加KSCN，溶液颜色变红 探究与的反应是否存在限度 B 将装有和混合气体的连通球分别浸泡在冰水和热水中，如图所示 探究温度对(红棕色)(无色)化学平衡的影响 C 用两支试管各取的溶液，分别加入和的(草酸)溶液，加入的溶液褪色快 其他条件不变，反应物浓度越大，化学反应速率越快 D 将铜片和铁片用导线连接插入浓硝酸中，构成原电池 证明金属性： A．A B．B C．C D．D 12．污水处理厂常采用活性污泥法对氨氮废水进行生物脱氮。向氨氮废水中持续通入空气，在活性污泥中某些细菌的作用下，依次发生转化。某科研团队研究了pH对氨氮氧化速率的影响，实验结果如图所示。下列说法错误的是 A．pH=6.5条件下，氨氮氧化总反应的离子方程式为 B．pH=7.0条件下，0～180 min反应①的平均速率 C．pH=7.5条件下，0～90 min反应①和反应②的平均速率相等 D．由实验数据分析可知，增大pH有利于提高氨氮氧化速率 13．CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。 下列说法不正确的是 A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2 B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2 C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率 D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14．（14分）甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料，工业上可由CO和H2来合成，化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 (1)下图是在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。 ①T1_______T2（2分）(填“>”、“<”或“=”)。该反应的ΔH_______（2分）0(填“>”、“<”或“=”)。 ②若容器容积不变，下列措施能增加CO平衡转化率的是_______（2分）(填字母)。 a.降低温度                        b.使用合适的催化剂 c.将CH3OH(g)从体系中分离     d.充入He，使体系总压强增大 (2)下图是表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率υ(CO)=_______（2分）；H2的平衡转化率为_______（2分）。 (3)一定温度下恒容容器中，分别研究在PX，PY，PZ三种压强下合成甲醇的规律。如图是上述三种压强下H2和CO的起始组成比[]与CO平衡转化率的关系，则PX，PY，PZ的大小关系是_______（2分），此时该反应的化学平衡常数KX，KY，KZ的大小关系为_______（2分）。 15．（15分）为防止氮的氧化物污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。 (1)下图是1mol 和1mol 反应生成和过程中的能量变化示意图，已知、。 ①若在反应体系中加入催化剂，___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。（2分） ②请写出和反应生成和的热化学方程式：___________（4分）。 (2)向2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和1.0mol NO，发生反应： 。实验测得T℃下NO和的物质的量变化如表所示： 温度 T℃ 反应时间 0 5min 9min 10min 12min 物质的量/mol NO 1.0 0.58 0.42 0.40 0.40 0 0.21 0.29 0.30 0.30 ①为提高此反应的速率，下列措施可行的是___________（2分）。(填序号) A．增大压强        B．降低温度        C．移出        D．使用适合的催化剂 ②T℃，0~5min内，以表示该反应速率___________。（3分） ③T℃，10min时，容器中的物质的量浓度为：___________（2分），NO的转化率为___________（2分）。 16．（18分）肼()是高效的液体燃料，在制氢领域也有应用。 (1)根据表中键能计算的_______。（3分） 共价键 N-H N-N O=O O-H 键能 a b c d e (2)肼燃料电池是高能量密度电池，利用肼燃料电池可实现电解KOH溶液制氢，装置如图所示(所用电极均为惰性电极)。 ①电极a上发生的电极反应为_______(用电极反应式表示)。（3分） ②工作时，左侧装置中的移动方向为_______。（2分） A．a极室→b极室    B．b极室→a极室 ③工作一段时间，电极d附近溶液pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。（2分） ④电路中转移，理论上生成的体积约为_______(标准状况下)。（2分） (3)303 K、Pt-Ni催化下发生反应，该反应机理如图所示。 ①X能从催化剂表面脱附成稳定物质，该物质的结构式为_______。（2分） ②上述图示机理中_______(填“有”或“无”)非极性键断裂。（2分） ③生产中少量会分解产生和一种单质，该反应的化学方程式为_______。（2分） 17．（14分）Ⅰ.工业上可用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示： 化学反应 平衡 常数 温度/℃ 500 800 ① K1 2.5 0.15 ② K2 1.0 2.50 ③ K3 （1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_______（用K1、K2表示）。（2分） （2）500 ℃时测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol·L－1）分（2分）别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆（填“>”、“＝”或“<”）。（2分） Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇，反应原理为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。一定条件下，在容积为V L的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。 （1）p1___p2（填“>”、“<”或“＝”），（2分）理由是_______________。（2分） （2）该甲醇合成反应在A点的平衡常数K＝_________（用a和V表示）（2分）。 （3）该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是CO_____H2（填“>”、“<”或“＝”）。（2分） （4）下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是________（填字母）。（2分） A．使用高效催化剂   B．降低反应温度 C．增大体系压强     D．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测12 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 A C C A A C C A D C D C C 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14.（14分）(1)（6分） < < ac (2)（4分） 0.075mol·L-1·min-1 0.75(或75%) (3)（4分） PX>PY>PZ KX=KY=KZ 15．（15分）(1)（6分） 减小    (2)（9分） AD 0.021 0.15 60% 16．（18分）(1)（3分） (2)（9分） A 增大 11.2L (3)（6分） 无 17．（14分）（2分）K1•K2 （2分）> （2分）< （2分）相同温度下，P1压强下CO的转化率比P2压强下CO的转化率低 （4分）＝ （2分）C 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12 （范围：专题二 化学反应速率与化学平衡 专题检测 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。 1．四氧化锇()是一种毒性很强的氧化物，在一定条件下可发生转化：。该反应的熵变 A． B． C． D．无法判断 【答案】A 【详解】方程式左侧气体化学计量数之和大于右侧，说明混乱度减小，为熵减反应，，综上所述故选A。 2．催化还原：  。下列说法正确的是 A．使用催化剂提高的平衡脱除率 B．反应平衡常数 C．该反应一定能自发进行 D．其他条件不变，增大的用量有利于提高的转化率 【答案】C 【详解】A．使用催化剂不能使平衡发生移动，所以使用催化剂不能提高的平衡脱除率，A项错误； B．固体和纯液体浓度视为常数，一般不列入平衡常数中，但该反应中H2O为气态，应写入表达式中，则正确的反应平衡常数为：，B项错误； C．该反应是熵增大的反应，即，且，则，反应一定能自发进行，C项正确； D．其他条件不变，增大的用量，平衡正向移动，但是的转化量小于投入量，所以NO的转化率降低，D项错误； 答案选C。 3．一定温度下，反应C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施能使平衡向左发生移动的是 A．增加C的物质的量 B．保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大 C．将容器的容积缩小一半 D．保持压强不变，充入N2使容器容积变大 【答案】C 【详解】A．C是固体，增加C的量，平衡不移动，A错误； B．保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大，N2不参与反应，平衡不移动，B错误； C．将容器的容积缩小一半，压强增大，平衡逆向移动，C正确； D．保持压强不变，充入N2使容器容积变大，该反应的平衡正向移动，D错误； 故答案为C。 4．工业合成硫酸关键一步是将转化为。对于体积恒定的密闭容器中发生的放热反应，下列说法正确的是 A．增大的浓度可以加快反应速率 B．反应达到平衡后，反应就停止了 C．升高温度该反应速率减慢 D．使用过量的可以使完全转化为 【答案】A 【详解】A．增加反应物浓度，加快反应速率，A正确； B．化学平衡为动态平衡，达到平衡后正反应速率等于逆反应速率，各物质的量不变，反应没有停止，B不正确； C．温度升高，化学反应速率加快，C不正确； D．该反应为可逆反应，反应物转化率不可能达到100%，故不可以实现完全转化，D不正确； 故选A。 5．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。 阅读下列材料，完成下面小题： 氮、磷及其化合物在生产生活中具有广泛应用。是侯氏制碱工业的重要原料。工业合成氨的反应为。能被氧化生成；有强还原性。是一种弱酸，酸性与醋酸相当。白磷（）与少量反应得，水解生成。 6．下列物质性质与用途具有对应关系的是 A．易液化，可用作还原剂 B．具有碱性，可用作漂白剂 C．醋酸具有酸性，可用作水壶除垢剂 D．白磷不溶于水，可用于制备磷酸 7．下列有关物质的结构、性质与制备说法正确的是 A．1 mol白磷分子中含有4 mol键 B．易溶于水，是因为分子间存在氢键 C．制备时，应将溶液缓慢滴入氨水 D．向溶液中通入足量可制得 8．下列有关工业合成氨反应的说法正确的是 A．反应物的总键能小于生成物的总键能 B．该反应在任何温度下都能自发进行 C．升高温度，减小，增大 D．增大，的转化率增大 【答案】6．C 7．C 8．A 【详解】6．A．易液化属于物理性质，作还原剂是因为其中元素化合价可升高、具有还原性，二者无对应关系，A错误； B．用作漂白剂是因为其具有强氧化性，与碱性无关，B错误； C．醋酸具有酸性，可与水垢主要成分、发生反应，可用作水壶除垢剂，性质与用途具有对应关系，C正确； D．白磷制备磷酸是利用其可被氧化为，再与水反应生成磷酸，与白磷不溶于水的性质无关，D错误； 故选C。 7．A．白磷（）为正四面体结构，1mol 分子中含有6mol 键，A错误； B．易溶于水是因为可与水分子之间形成氢键，并非因为其分子间存在氢键，B错误； C．有强还原性，若将氨水滴入溶液，过量的会氧化生成的，因此制备时应将溶液缓慢滴入过量氨水中，C正确； D．酸性与醋酸相当，而醋酸酸性强于碳酸，因此通入无法与反应制得，D错误； 故选C。 8．A．反应焓变反应物总键能生成物总键能，该反应，因此反应物的总键能小于生成物的总键能，A正确； B．该反应、反应后气体分子数减少故，根据时反应自发，可知该反应仅在低温下能自发进行，B错误； C．升高温度会使活化分子百分数增大，、均增大，C错误； D．增大相当于提高的投料占比，平衡正向移动但的转化率减小，的转化率增大，D错误； 故选A。 9．金属硫化物催化反应，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2，反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．该反应的平衡常数 C．步骤Ⅰ可理解为中带部分正电荷的H与催化剂中的S之间发生作用 D．步骤Ⅱ可理解为中两个键断裂，同时形成键 【答案】D 【详解】A．反应为气体分子增加的反应，为熵增反应，A错误； B．平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；该反应的平衡常数；B错误； C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C错误； D．由题图可知，经过步骤Ⅱ中两个键断裂，同时形成键，D正确； 答案选D。 10．含Ru(钌)化合物可催化CO2转化为HCOOH，其反应机理如图所示。 下列说法不正确的是 A．该催化剂不能提高CO2的平衡转化率 B．过程1中CO2发生还原反应 C．过程3中有1molH2O生成时有2mol电子转移 D．整个转化过程中Ru和O元素的化合价不变 【答案】C 【详解】A．催化剂不能使化学平衡发生移动，只能改变反应速率，所以不能提高CO2的平衡转化率，A正确； B．Ru的化合物与二氧化碳反应，产物增加了氧原子，发生了氧化反应，二氧化碳被还原，B正确； C．由图可知，反应方程式为，反应中钌元素的化合价没有变化，氢元素的化合价既升高被氧化，又降低被还原，氢气既是反应的氧化剂也是反应的还原剂，所以当转化为时，氢气得到2mol电子，并没有电子得失，所以当生成时有电子转移，C错误； D．由图可知，元素在化合物中的化学式分别为；氧元素均形成含氧化合物，没有形成过氧化物，由化合价代数和为可知，元素的化合价不变，D正确； 故选C。 11．室温下，下列实验方案不能达到探究目的的是 实验方案 探究目的 A 将的溶液与溶液混合充分反应后滴加KSCN，溶液颜色变红 探究与的反应是否存在限度 B 将装有和混合气体的连通球分别浸泡在冰水和热水中，如图所示 探究温度对(红棕色)(无色)化学平衡的影响 C 用两支试管各取的溶液，分别加入和的(草酸)溶液，加入的溶液褪色快 其他条件不变，反应物浓度越大，化学反应速率越快 D 将铜片和铁片用导线连接插入浓硝酸中，构成原电池 证明金属性： 【答案】D 【详解】A．KI的物质的量为0.02 mol，FeCl3的物质的量为0.001 mol，两溶液混合时，I-的物质的量远多于Fe3+，若反应完全，Fe3+应被完全消耗，滴加KSCN溶液不会变红，但实验中溶液变红，说明有Fe3+剩余，证明反应存在限度，A正确； B．NO2为红棕色，N2O4为无色，二者的相互转化关系式为，在该平衡体系中，升高温度平衡向吸热方向移动，NO2浓度增大，颜色加深，降低温度平衡向放热方向移动，NO2浓度减小，颜色变浅。通过对比冰水和热水中气体颜色变化，可探究温度对平衡的影响，B正确； C．两组实验中KMnO4浓度、体积相同，仅草酸浓度不同，浓度大的草酸溶液褪色快，说明其他条件不变时，反应物浓度越大反应速率越快，C正确； D．浓硝酸具有强氧化性，会使铁片钝化从而使表面形成氧化膜阻止反应继续进行，此时Cu作负极，铁片为正极，原电池正负极与金属性顺序Fe>Cu矛盾，无法证明金属性Fe>Cu，D错误； 故答案选D。 12．污水处理厂常采用活性污泥法对氨氮废水进行生物脱氮。向氨氮废水中持续通入空气，在活性污泥中某些细菌的作用下，依次发生转化。某科研团队研究了pH对氨氮氧化速率的影响，实验结果如图所示。下列说法错误的是 A．pH=6.5条件下，氨氮氧化总反应的离子方程式为 B．pH=7.0条件下，0～180 min反应①的平均速率 C．pH=7.5条件下，0～90 min反应①和反应②的平均速率相等 D．由实验数据分析可知，增大pH有利于提高氨氮氧化速率 【答案】C 【详解】A．利用化合价升降法可配平总反应的离子方程式为：，A正确； B．在pH=7.0条件下，0～180 min时间段，c()由60 mg/L降至0，则反应①的平均速率v()==20mg/(L·h)，B正确； C．由图中数据可知，在pH=7.5条件下，0～90min反应①的c()变化量为60mg/L，反应②的c()变化量小于30mg/L，所以两者反应的平均速率不相等，C错误； D．对比三组图像可知，在浓度不变时，增大溶液的pH时，氨氮完全氧化所需时间缩短，说明增大溶液的pH可以使氨氮氧化速率提高，D正确； 故选C。 13．CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。 下列说法不正确的是 A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2 B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2 C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率 D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生 【答案】C 【详解】A．由题干图1所示信息可知，反应①为CaO+CO2=CaCO3，结合氧化还原反应配平可得反应②为，A正确； B．由题干图2信息可知，t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应，反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1:2，B正确； C．由题干反应②方程式可知，H2和CO的反应速率相等，而t2时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为2mmol/min，而CO变为1~2mmol/min之间，故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率，C错误； D．由题干图2信息可知，t3之后，CO的速率为0，CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确； 答案选C。 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14．（14分）甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料，工业上可由CO和H2来合成，化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 (1)下图是在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。 ①T1_______T2（2分）(填“>”、“<”或“=”)。该反应的ΔH_______（2分）0(填“>”、“<”或“=”)。 ②若容器容积不变，下列措施能增加CO平衡转化率的是_______（2分）(填字母)。 a.降低温度                        b.使用合适的催化剂 c.将CH3OH(g)从体系中分离     d.充入He，使体系总压强增大 (2)下图是表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率υ(CO)=_______（2分）；H2的平衡转化率为_______（2分）。 (3)一定温度下恒容容器中，分别研究在PX，PY，PZ三种压强下合成甲醇的规律。如图是上述三种压强下H2和CO的起始组成比[]与CO平衡转化率的关系，则PX，PY，PZ的大小关系是_______（2分），此时该反应的化学平衡常数KX，KY，KZ的大小关系为_______（2分）。 【答案】（14分）(1)（6分） < < ac (2)（4分） 0.075mol·L-1·min-1 0.75(或75%) (3)（4分） PX>PY>PZ KX=KY=KZ 【详解】（1）①由题中图像可知T2温度下反应先达平衡，可推出T1< T2。升高温度，CO的转化率降低，平衡逆向移动，正反应是放热反应，ΔH<0。故答案为：<；<； ②a．降低温度，平衡正向移动，CO转化率增大，a选； b．使用合适的催化剂平衡不移动，甲醇产率不变，b不选； c．将CH3OH(g)从体系中分离，平衡正向移动，CO转化率增大，c选； d．充入He，使体系总压强增大，但容器体积不变，各组分的浓度不变，平衡不移动，d不选； 故答案为：ac； （2）由图可知，CO浓度减小1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，Δt=10 min，则 ，CO浓度变化量为0.75mol/L，根据化学方程式可知H2浓度变化量为1.5mol/L，则H2的平衡转化率。故答案为：0.075mol·L-1·min-1；75%； （3）此题目用“定一议二”法分析即可。一定温度下的恒容容器中，H2和CO的起始组成比一定时，由于该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正方向进行，CO转化率增大，则Px，PY， Pz的大小关系是Px>PY>Pz。温度不变，平衡常数不变，该反应的化学平衡常数 Kx=Ky=Kz。 故答案为：Px>PY>Pz；Kx=Ky=Kz； 15．（15分）为防止氮的氧化物污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。 (1)下图是1mol 和1mol 反应生成和过程中的能量变化示意图，已知、。 ①若在反应体系中加入催化剂，（2分）___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②请写出和反应生成和的热化学方程式：___________（4分）。 (2)向2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和1.0mol NO，发生反应： 。实验测得T℃下NO和的物质的量变化如表所示： 温度 T℃ 反应时间 0 5min 9min 10min 12min 物质的量/mol NO 1.0 0.58 0.42 0.40 0.40 0 0.21 0.29 0.30 0.30 ①为提高此反应的速率，下列措施可行的是___________（2分）。(填序号) A．增大压强        B．降低温度        C．移出        D．使用适合的催化剂 ②T℃，0~5min内，以表示该反应速率（3分）___________。 ③T℃，10min时，容器中的物质的量浓度为：___________（2分），NO的转化率为___________（2分）。 【答案】15．（15分）(1)（6分） 减小    (2)（9分） AD 0.021 0.15 60% 【详解】（1）①加入催化剂可以降低活化能，所以若在反应体系中加入催化剂，E1减小； ②和反应生成和的热化学方程式： （2）①A．增大压强，化学反应速率增大，故A正确； B．降低温度，反应速率减小，故B错误； C．移出生成物二氧化碳，二氧化碳的浓度减小，反应速率减小，故C错误； D．使用适合催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，故D正确； 故选AD； ②由表格数据可知，T1时，0~5min内，N2的物质的量变化量为0.21mol，则CO2的变化量也为0.21mol，以表示的反应速率v(CO2)= =0.021 mol·L-1·min-1； ③由表可知，T℃，10min时，容器中的物质的量为0.30mol，则容器中的物质的量也为0.30mol，浓度为；消耗的NO为0.60mol，则NO的转化率为。 16．（18分）肼()是高效的液体燃料，在制氢领域也有应用。 (1)根据表中键能计算的_______。（3分） 共价键 N-H N-N O=O O-H 键能 a b c d e (2)肼燃料电池是高能量密度电池，利用肼燃料电池可实现电解KOH溶液制氢，装置如图所示(所用电极均为惰性电极)。 ①电极a上发生的电极反应为_______(用电极反应式表示)。（3分） ②工作时，左侧装置中的移动方向为_______。（2分） A．a极室→b极室    B．b极室→a极室 ③工作一段时间，电极d附近溶液pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。（2分） ④电路中转移，理论上生成的体积约为_______(标准状况下)。（2分） (3)303 K、Pt-Ni催化下发生反应，该反应机理如图所示。 ①X能从催化剂表面脱附成稳定物质，该物质的结构式为_______。（2分） ②上述图示机理中_______(填“有”或“无”)非极性键断裂。（2分） ③生产中少量会分解产生和一种单质，该反应的化学方程式为_______。（2分） 【答案】16．（18分）(1)（3分） (2)（9分） A 增大 11.2L (3)（6分） 无 【详解】（1）由于=反应物总键能-生成物总键能，故有； （2）根据装置图可知，左池是原电池，电极a是负极，电极b是正极，故右池为电解池，电极c是阳极，电极d是阴极。 ①电极a的反应物是肼，产物是氮气，故电极反应式为； ②工作时，左池作为原电池，阳离子移向正极，由a移向b，故选A； ③电极d的反应式为，电极c的反应式为，随着电解进行，电极d附近的氢氧根离子浓度增加，故电极d附近的pH增大； ④电路中转移1mol电子，理论上生成氢气0.5mol，即为标准状况下的11.2L； （3）①根据图中可知，X是前一结构失去一个氢原子后再脱离催化剂表面形成，其结构式应为； ②上述机理中氮原子之间的化学键并未断裂，故无非极性键断裂； ③N2H4中的N为-2价，产物之一为NH3，则另一种产物必为N2，因此化学方程式为：。 17．（14分）Ⅰ.工业上可用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示： 化学反应 平衡 常数 温度/℃ 500 800 ① K1 2.5 0.15 ② K2 1.0 2.50 ③ K3 （1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_______（用K1、K2表示）。（2分） （2）500 ℃时测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol·L－1）分（2分）别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆（填“>”、“＝”或“<”）。（2分） Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇，反应原理为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。一定条件下，在容积为V L的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。 （1）p1___p2（填“>”、“<”或“＝”），（2分）理由是_______________。（2分） （2）该甲醇合成反应在A点的平衡常数K＝_________（用a和V表示）（2分）。 （3）该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是CO_____H2（填“>”、“<”或“＝”）。（2分） （4）下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是________（填字母）。（2分） A．使用高效催化剂   B．降低反应温度 C．增大体系压强     D．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来 【答案】 17．（14分）（2分）K1•K2 （2分）> （2分）< （2分）相同温度下，P1压强下CO的转化率比P2压强下CO的转化率低 （4分）＝ （2分）C 【详解】Ⅰ.（1）根据盖斯定律，将方程式②+①得方程式③，则平衡常数K3= K1•K2； （2）结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变△H<0，在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O （g）的浓度（mol/L）分别为0.8、0.1、0.3、0.15，Q==0.87<K=2.5，反应正向进行，v正>v逆； Ⅱ. (1)甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图象知，P1<p2，故答案为: < ；甲醇的合成反应是分子数减少的反应,相同温度下,增大压强CO的转化率提高； (2)根据图可知，在A点, CO的转化率为0.75 ,所以平衡时n(CO)=amol×(1-0.75) =0.25amol , n(CH3OH) =c(CO) (参加反应) =amol×0.5=0.75amol, n(H2) =2amol-2×amol×0.75=0.5amol ,则c(CO)=mol/L、c(CH3OH) = mol/L、c(H2)=mol/L ,所以K==； (3)反应物的物料之比等于反应方程式中的系数之比，则两种反应的转化率相等，该反应中反应物CO和H2的系数之比为1 : 2 ，等于投入的物料之比，所以CO和H2的转化率相等； (4)A、使用高效催化剂，反应速率加快,但平衡不移动，选项A不选； B、降低反应温度，反应速率减慢，选项B不选； C、增大体系压强，反应速率加快，平衡正向移动， CO的转化率增大，选项C选； D、不断将CH3OH从反应混合物中分离出来，反应速率减慢，选项D不选； 答案选C。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $