精品解析：江苏省天一中学2024-2025学年第一学期期末高二化学试卷（强化班）

江苏省天一中学2024-2025学年第一学期期末试卷 高二化学学科(强化班) 本试卷总分100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 S-32 O-16 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题：共14题，每题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。 1. “一饮涤昏寐，情来朗爽满天地。再饮清我神，忽如飞雨洒轻尘。三饮便得道，何须苦心破烦恼。”我国自古就有以茶待客的礼仪，下列化学方程式与泡茶到饮茶过程中的熵变、焓变以及自发性均一致的是 A. B. C. D. 2. 下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 A. 升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 B. 加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 C. 向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 D. 对有气体参加的化学反应，压缩容器使容积减小，单位体积内活化分子数增多 3. 下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者小于后者的有 ①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH1；H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH2 ②S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH3；S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH4 ③N2O4(g)2NO2(g)ΔH5；2NO2(g)N2O4(g)ΔH6 ④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH7；CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH8 ⑤1/2H2SO4(浓，aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH9 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH10 ⑥C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH11；C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH12 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 4. 速率和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题，下列有关说法正确的是 A. mA(g)+nB(g)pC(g)，平衡时A的浓度等于0.5mol/L，将容器体积扩大一倍，达到新的平衡后A的浓度变为0.3mol/L，则计量数m+n＜p B. 将纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，则CO2的体积分数不变可以作为平衡判断的依据 C. N2O4(g)2NO2(g)，升高温度， v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动 D. 对于反应A(g)+B(g)2C(g)，起始充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为n%，此时若给体系加压则A的体积分数不变 5. 某容器中只发生反应：aX(g)+bY(g)⇌cZ(g)。由下列图像得出的结论不正确的是 A. 相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1molX和1molY，tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态 B. 恒容密闭容器中通入一定量的X和Y，反应相同时间，X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的△H<0 C. 其他条件相同，改变起始时X的物质的量，平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率：C<A<B D. 其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b<c 阅读下列材料，完成下面下面各小题。 氮及其化合物是重要的化工原料。工业合成氨，关乎到世界化工发展与粮食的安全，对其研究意义重大。工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，△H=-92.3kJ/mol。 6. 依据合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，下列说法不正确的是 A. 将NH3液化并分离，能使合成氨反应速率加快 B. 工业合成氨采用10—30MPa的高压可用勒夏特列原理解释 C. 恒温恒容下，混合气体中各组分百分含量、混合气体平均摩尔质量不变，都可作为达到化学平衡的标志 D. 恒温恒压下，反应达到平衡，再通入氦气后，反应速率减小 7. 一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 容器1 容器2 容器3 反应温度/K 700 700 800 反应物投入量 1molN2、3molH2 4molNH3 1molN2、3molH2 平衡v正(H2)/mol·L-1·s-1 v1 v2 v3 平衡c(NH3)/mol·L-1 c1 c2 c3 平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3 物质的平衡转化率α α1(N2) α2(NH3) α3(N2) 平衡常数K K1 K2 K3 下列说法正确的是 A. v1＜v2，c2＜2c1 B. K1＞K3，p2＞2p3 C. v1＜v3，α1(N2)＜α3(N2) D. c2＞2c3，α2(NH3)+α3(N2)＜1 8. 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了双温—双控—双催化剂的解决方案。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，的温度为547℃，而的温度为415℃)。同时，科研团队结合实验和计算机模拟了在铁表面上合成氨的反应历程，如图，其中用*表示微粒在催化剂表面吸附。下列分析不合理的是 A. 氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 B. N≡N在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 C. 历程中最大能垒(活化能) E=(a+e)eV D. 大量氨气吸附在催化剂表面，将会降低反应速率 9. 压强、温度，化合物催化反应用于制备甲硫醇。下列说法正确的是 A. 该反应的平衡常数 B. 过程I存在反应物吸附，键没有断裂 C. 图中“”代表原子 D. 若用代替，则生成 10. 向下列四个容器中分别加入x mol X和y mol Y发生反应：xX(g)+yY(g)zZ(g)(x+y≠z)，一段时间达到平衡状态。已知四个容器的起始温度和体积均相同，活塞无质量、光滑移动无摩擦、不会脱离容器，则平衡后生成物Z的物质的量分数最大的是 A. 恒温恒容 B. 恒温恒压 C. 绝热恒容 D. 绝热恒压 11. 下列实验操作、现象和所得到的结论均正确的是 选项 实验内容 实验结论 A 取两支试管，分别加入4 mL 0.01 mol/L KMnO4酸性溶液，然后向一支试管中加入0.01 mol/L H2C2O4溶液2 mL，向另一支试管中加入0.01 mol/L H2C2O4溶液4 mL，第一支试管中褪色时间长 H2C2O4浓度越大，反应速率越快 B 检验FeCl2溶液中是否含有Fe2+时，将溶液滴入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去 证明溶液中含有Fe2+ C 取两支试管，分别加入等体积等浓度双氧水，然后试管①中加入0.01 mol/L FeCl3溶液2 mL，向试管②中加入0.01 mol/L CuCl2溶液2 mL，试管①产生气泡快 加入FeCl3时，双氧水分解反应的活化能较大 D 取两支试管，均加入2 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中，再同时分别向两支试管中加入2 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液，振荡，观察现象 探究温度对化学反应速率的影响 A. A B. B C. C D. D 12. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态)，与水在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图： 下列说法正确的是 A. 该过程的决速步骤为反应Ⅱ B. 和的总能量大于和的总能量 C. 反应Ⅱ的热化学方程式为 D. 选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，改变总反应的焓变 13. CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应： ； ； 在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)：n(CO2)=1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。 下列有关说法正确的是 A. 曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化。 B. 工业上为提高H2和CO的产率，需要研发低温下的高效催化剂 C. 高于900K时，随着温度升高，平衡体系中逐渐减小 D. 恒压，800K、n(CH4)：n(CO2)=1：1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，延长反应时间，CH4转化率能达到Y点的值 14. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应： Ⅰ： Ⅱ： 在密闭容器中，、、时，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图所示。 CH4的选择性可表示为。 下列说法不正确的是 A. CO的物质的量的曲线为E B. 三线交点P温度下，平衡体系中=5：8 C. 在505℃，反应Ⅱ的平衡常数K=0.16 D. CO2平衡转化率随温度的上升先下降后上升 第Ⅱ卷 非选择题 15. 国家主席习近平在9月22日召开的联合国大会上表示：“中国将争取在2060年前实现碳中和”。捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题： （1）国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为： CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-270kJ·mol-1。几种化学键的键能如表所示： 化学键 C-H H-H H-O C=O 键能/kJ·mol-1 413 436 a 745 则a=_____________。 捕集的CO2和H2可合成化学工业基础原料和清洁液体燃料——甲醇。已知制备甲醇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下表所示。 化学反应 平衡常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) K2 1.0 2.5 ③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 （2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3间的关系，则K3=______(用K1、K2表示)。 （3）反应③的_________0(填“＞”或“＜”)。 （4）500℃时，测得反应③在某时刻H2、CO2、CH3OH、H2O的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正_________v逆 (填“＞”“=”或“＜”)。 （5）一定条件下，捕集的CO2和H2也可合成二甲醚(CH3OCH3)。该工艺涉及上表反应②③及2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH=-24.52kJ·mol-1 三个反应。 在压强3.0MPa，=4时，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图所示。 i：当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是____。 ii：不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有____。 （6）往一容积为2L的恒容密闭容器中通入2molCO2和6molH2，一定温度下发生反应： 2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，起始总压为p0，20 min时达到化学平衡状态，测得CH3OCH3的物质的量分数为12.5%。该温度下，反应的平衡常数KP=________ (用含p0的式子表达，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 16. 化学实验是获取化学知识的直接手段，某小组进行以下化学实验： (I)测定萘[C10H8(l)]的燃烧热。 实验步骤如下： 常温常压下，用分析天平称取0.6400g萘压片并放入样品盘中，密封后向钢弹中充入过量氧气，向热量计中注入1.21kgH2O(l)，用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器，记录实验数据，重复实验三次。回答下列问题： （1）该装置中缺少的实验仪器是____(填仪器名称)。 （2）钢弹采用钢制的原因是______。 （3）样品压片压太紧实会造成的结果是______；若点火后没有立即打开搅拌器(实验仪器位置按图示摆放的情况下)，可能造成测得的物质燃烧热(ΔH)______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (II)探究化学反应速率影响因素，并测定化学反应的平衡常数。 实验一：探究温度和浓度对反应速率的影响 【实验原理及方案】在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。 实验序号 0.01mol/L KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL 0.01mol/L Na2SO3溶液的体积/mL 水的 体积/mL 温度/℃ 记录出现蓝色的时间/s ① 5 5 V1 0 t1 ② 5 5 40 25 t2 ③ 5 V2 35 25 t3 （4）上述表格中：V1=______mL，V2=______mL。 （5）酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为____________。 实验二：测定反应I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的平衡常数K 常温下，取2个碘量瓶分别加入下表中的试剂，振荡半小时。取一定体积的上层清液用已知浓度的Na2S2O3溶液测定I2和I的总浓度(淀粉做指示剂)。 编号 250mL碘量瓶① 250mL碘量瓶② 试剂 0.5g研细的碘 60mL 0.010 mol/L KI溶液 0.5g研细的碘 60mL H2O I2和I3-的总浓度 0.00500 mol/L 0.0012 mol/L （6）不能用普通锥形瓶代替碘量瓶的原因_______。 （7）0.5g的碘不需要精确称量的理由是：在水中或KI溶液中，_______，故I2(aq)浓度不随碘固体的质量增大而增大。 （8）碘量瓶①平衡体系中C(I2)与②中C(I2)接近，列出平衡常数K的计算式_____(只列出计算式即可，不要求计算)。 17. 丙烯腈(CH2=CHCN )是塑料、合成橡胶和合成纤维的重要原料。丙烯腈在碱性条件下容易分解，其合成分两步进行。 I．丙烷脱氢制丙烯 丙烷脱氢过程中发生如下反应： i．C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+125kJ·mol-1 ii．C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) ΔH=+81kJ·mol-1 （1）升温时，测得丙烯平衡产率降低。 ①升温时，丙烷的平衡转化率________ (填“提高”“降低”或“不变”)。 ②丙烯平衡产率降低的可能原因是________。 （2）工业上，常在恒压条件下充入高温水蒸气使反应器再热。请分析充入高温水蒸气的作用：________。 （3）已知：i．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1 ii．C3H8在高温下脱氢时碳碳键易断裂，产生积炭后，催化剂活性降低 工业上，常在C3H8中加入一定量的CO2，目的是________。 Ⅱ．丙烯氨氧化制丙烯腈 丙烯在一定条件下生成丙烯腈(CH2=CHCN)，副产物为丙烯醛(CH2=CHCHO)，反应如下： i．C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)CH2=CHCN (g)+3H2O(g)  ΔH=-515kJ•mol-1 ii．C3H6(g)+O2(g)CH2=CHCHO (g)+H2O(g)     ΔH=-353kJ•mol-1 （4）原料气中NH3和丙烯的比例对产物收率的影响如图所示。 ①＜0.3时，产物主要为丙烯醛(CH2=CHCHO)，原因是_________。 ②＞1时，冷却吸收后丙烯腈收率略有降低，原因是________。 18. 硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料。已知：25℃时NaBH4溶解度为55g，NaBO2溶解度为0.28g。 I．储氢： （1）NaBO2(aq)+4H2(g)=NaBH4(s)+2H2O(l) ΔH1 ，任意温度下都不能自发进行的原因是________。 （2）已知：NaBO2(s)=NaBO2(aq) ΔH2 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3 Mg(s)+O2(g)=MgO(s) ΔH4 写出NaBO2(s)制备NaBH4(s)(其中氢原子利用率为100%)的热化学方程式：________。 Ⅱ．释氢： （3）NaBH4水解生氢反应比较缓慢，向NaBH4水溶液中加入固态催化剂 Ru/NGR可提高其产氢速率。其他条件相同时，NaBH4浓度对制氢速率的影响如图所示。 B点后制氢速率下降的可能原因是______。 （4）FeSO4氧化NaBH4制备纳米零价铁(Fe0)，同时生成H2：Fe2++2+6H2O=Fe↓+2B(OH)3+7H2↑，反应前后B的化合价均为+3价，则 1 mol Fe2+能氧化的物质的量是______mol。 （5）LiBH4和MgH2都是氢容量(单位质量储氢材料储存H2的质量)较大的储氢材料。向MgH2中添加适量Ti元素后可以加快其释放H2的速率，其机理示意图如图所示， 已知：Ti元素有+2、+3、+4等多种价态。 ①图中  表示的微粒是______ (用微粒符号表示)。 ②MgH2释放H2速率加快的机理可描述为：_________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省天一中学2024-2025学年第一学期期末试卷 高二化学学科(强化班) 本试卷总分100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 S-32 O-16 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题：共14题，每题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。 1. “一饮涤昏寐，情来朗爽满天地。再饮清我神，忽如飞雨洒轻尘。三饮便得道，何须苦心破烦恼。”我国自古就有以茶待客的礼仪，下列化学方程式与泡茶到饮茶过程中的熵变、焓变以及自发性均一致的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】泡茶过程是一个自发的、、的过程。 A. 反应为、的反应，选项A符合题意； B. 反应为、的反应，选项B不符合题意； C. 反应为、的反应，选项C不符合题意； D. 反应为、的反应，选项D不符合题意； 答案选A。 2. 下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 A. 升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 B. 加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 C. 向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 D. 对有气体参加的化学反应，压缩容器使容积减小，单位体积内活化分子数增多 【答案】C 【解析】 【详解】A．升高温度，反应物获得能量，活化分子的百分数增大，从而使有效碰撞次数增大，反应速率增大，A正确； B．加入催化剂，降低反应的活化能，增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反应速率加快，B正确； C．向反应体系中加入相同浓度的反应物，单位体积内活化分子数目增多，反应速率增大，但活化分子百分数不变，C错误； D．对有气体参加的反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数目增多，反应速率增大，D正确； 答案选C。 3. 下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者小于后者的有 ①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH1；H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH2 ②S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH3；S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH4 ③N2O4(g)2NO2(g)ΔH5；2NO2(g)N2O4(g)ΔH6 ④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH7；CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH8 ⑤1/2H2SO4(浓，aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH9 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH10 ⑥C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH11；C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH12 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 【答案】B 【解析】 【详解】①通过比较氢气与氯气、溴蒸气反应的条件及现象可知，氢气与氯气反应放出的热量多，则△H1＜△H2，符合题意； ②固态硫变为气态硫过程中吸热，所以气态硫燃烧放出的热量多，则△H3＜△H4，符合题意； ③N2O4(g)2NO2(g)ΔH5＞0，2NO2(g)N2O4(g)ΔH6＜0，则△H5＞△H6，不符合题意； ④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)为吸热反应，△H7＞0，CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2为放热反应，△H8＜0，则△H7＞△H8，不符合题意； ⑤浓硫酸稀释要放出热量，△H9＜△H10，符合题意； ⑥一氧化碳是碳单质不完全燃烧的产物，碳单质完全燃烧生成二氧化碳时放热更多，所以△H11＞△H12，，不符合题意；符合题意的有3项，B正确。 故选B。 4. 速率和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题，下列有关说法正确的是 A. mA(g)+nB(g)pC(g)，平衡时A的浓度等于0.5mol/L，将容器体积扩大一倍，达到新的平衡后A的浓度变为0.3mol/L，则计量数m+n＜p B. 将纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，则CO2的体积分数不变可以作为平衡判断的依据 C. N2O4(g)2NO2(g)，升高温度， v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动 D. 对于反应A(g)+B(g)2C(g)，起始充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为n%，此时若给体系加压则A的体积分数不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．将容器体积扩大一倍，若平衡不移动，A的浓度应变为，实际新平衡A浓度为，说明平衡逆向移动，减压平衡向气体分子数增大的方向移动，故，A错误； B．该反应的反应物为固体，生成物和的物质的量之比始终为，的体积分数始终为，故其体积分数不变不能作为平衡判断依据，B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，、均增大，不会出现减小的情况，C错误； D．该反应为反应前后气体分子数不变的反应，加压平衡不移动，故A的体积分数不变，D正确； 故选D。 5. 某容器中只发生反应：aX(g)+bY(g)⇌cZ(g)。由下列图像得出的结论不正确的是 A. 相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1molX和1molY，tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态 B. 恒容密闭容器中通入一定量的X和Y，反应相同时间，X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的△H<0 C. 其他条件相同，改变起始时X的物质的量，平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率：C<A<B D. 其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b<c 【答案】C 【解析】 【详解】A．A容器体积小，压强大，反应速率比B快，B点达到平衡状态，故A一定达到平衡状态，A正确； B．恒容密闭容器中通入一定量的X和Y，反应相同时间，X的转化率随温度变化如图乙所示，X转化率最高点，即达到平衡，平衡后，温度升高平衡向吸热方向移动，X转化率降低，则该反应的△H<0，B正确； C．X的物质的量越多，则Y的转化率越高，平衡时Y的转化率： A<B<C，C错误； D．压强增大平衡向气体体积减小的方向移动，平衡向逆向进行，则a+b<c，D正确； 故选C。 阅读下列材料，完成下面下面各小题。 氮及其化合物是重要的化工原料。工业合成氨，关乎到世界化工发展与粮食的安全，对其研究意义重大。工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，△H=-92.3kJ/mol。 6. 依据合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，下列说法不正确的是 A. 将NH3液化并分离，能使合成氨反应速率加快 B. 工业合成氨采用10—30MPa的高压可用勒夏特列原理解释 C. 恒温恒容下，混合气体中各组分百分含量、混合气体平均摩尔质量不变，都可作为达到化学平衡的标志 D. 恒温恒压下，反应达到平衡，再通入氦气后，反应速率减小 7. 一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 容器1 容器2 容器3 反应温度/K 700 700 800 反应物投入量 1molN2、3molH2 4molNH3 1molN2、3molH2 平衡v正(H2)/mol·L-1·s-1 v1 v2 v3 平衡c(NH3)/mol·L-1 c1 c2 c3 平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3 物质的平衡转化率α α1(N2) α2(NH3) α3(N2) 平衡常数K K1 K2 K3 下列说法正确的是 A. v1＜v2，c2＜2c1 B. K1＞K3，p2＞2p3 C. v1＜v3，α1(N2)＜α3(N2) D. c2＞2c3，α2(NH3)+α3(N2)＜1 8. 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了双温—双控—双催化剂的解决方案。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，的温度为547℃，而的温度为415℃)。同时，科研团队结合实验和计算机模拟了在铁表面上合成氨的反应历程，如图，其中用*表示微粒在催化剂表面吸附。下列分析不合理的是 A. 氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 B. N≡N在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 C. 历程中最大能垒(活化能) E=(a+e)eV D. 大量氨气吸附在催化剂表面，将会降低反应速率 【答案】6. A 7. D 8. C 【解析】 【6题详解】 A．将NH3液化并分离，相当于减小生成物的浓度，使合成氨平衡正向移动，但反应速率降低，A错误； B．工业合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为气体体积减小的反应，采用10—30MPa的高压有利于反应正向进行，B正确； C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为气体体积减小的反应，反应前后气体体积不同，且恒温恒容情况下，混合气体中各组分百分含量、混合气体平均摩尔质量不变，都可作为达到化学平衡的标志，C正确； D．恒温恒压下，反应达到平衡，再通入氦气后，容积扩大，反应中各物质气体浓度减小，反应速率减小，D正确； 故答案选A。 【7题详解】 A．容器1起始时投入1mol N2、3mol H2与起始时投入2mol NH3为等效平衡，容器2可以看作先投入2mol NH3，达到平衡时与容器1互为等效平衡，再投入2mol NH3，相当于在容器1的基础上增大压强，即v1＜v2，增大压强假设平衡不移动，有c2=2c1，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为气体物质的量减少的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，NH3物质的量浓度增大，即c2>2c1，故A错误； B．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故平衡常数减小，即；容器2温度为700K，平衡时，容器3温度为800K，温度更高且平衡逆向移动使气体总物质的量增大，故，因此，故B错误； C．容器3的温度高于容器1，因此v3> v1，容器3可以看作在容器1的基础上升高温度，平衡逆向进行，氮气的转化率降低，即α1(N2)>α3(N2)，故C错误； D．由A项分析，c2>2c1，容器3的温度高于容器1，升高温度，平衡逆向进行，消耗氨气，因此c1>c3，故c2>2c3，由C项分析，α1(N2)>α3(N2)，容器2压强大于容器1，不利于氨气转化，α2(NH3)+α1(N2)＜1，因此有α2(NH3)+α3(N2)＜1，故D正确； 故答案选D。 【8题详解】 A．因为合成氨反应的正反应为放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率，A正确； B．温度升高，反应速率加快，所以N≡N在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率，B正确； C．活化能是指反应物分子转变为产物分子所需克服的最低能量壁垒，历程中最大能垒(活化能) E=(a+b)eV，C错误； D．大量氨气吸附在催化剂表面，会占据催化剂的活性位点，减少反应物与催化剂的接触面积，从而使反应速率降低，D正确； 故答案选C。 9. 压强、温度，化合物催化反应用于制备甲硫醇。下列说法正确的是 A. 该反应的平衡常数 B. 过程I存在反应物吸附，键没有断裂 C. 图中“”代表原子 D. 若用代替，则生成 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应在370℃下进行，水为气态，所以该反应的平衡常数为，故A错误； B．由图可知，过程I中键没有断裂，故B正确； C．W为第六周期过渡金属元素，可以与O、S形成化学键，所以图中“”代表W原子，故C错误； D．根据反应过程可知，代替，仍然生成，故D错误； 故答案选B。 10. 向下列四个容器中分别加入x mol X和y mol Y发生反应：xX(g)+yY(g)zZ(g)(x+y≠z)，一段时间达到平衡状态。已知四个容器的起始温度和体积均相同，活塞无质量、光滑移动无摩擦、不会脱离容器，则平衡后生成物Z的物质的量分数最大的是 A. 恒温恒容 B. 恒温恒压 C. 绝热恒容 D. 绝热恒压 【答案】B 【解析】 【详解】A．恒温恒容条件下，因反应前后气体分子数不等（），反应正向进行时，若气体总物质的量减小则体系压强降低，若气体总物质的量增大则体系压强升高，均会抑制平衡正向移动，Z的物质的量分数小于恒温恒压，A不符合题意； B．恒温恒压条件下，压强始终恒定，不会因反应过程中气体分子数变化产生抑制正向移动的压强变化，且恒温条件下不存在绝热过程中温度变化对正向移动的抑制，平衡正向移动程度最大，Z的物质的量分数最大，B符合题意； C．绝热恒容条件下，反应正向进行时，若正反应放热则体系温度升高，若正反应吸热则体系温度降低，温度变化均会抑制平衡正向移动，同时伴随的压强变化也会抑制正向移动，Z的物质的量分数较小，C不符合题意； D．绝热恒压条件下，反应正向进行时的温度变化会抑制平衡正向移动，正向移动程度小于恒温恒压，Z的物质的量分数更小，D不符合题意； 故选B。 11. 下列实验操作、现象和所得到的结论均正确的是 选项 实验内容 实验结论 A 取两支试管，分别加入4 mL 0.01 mol/L KMnO4酸性溶液，然后向一支试管中加入0.01 mol/L H2C2O4溶液2 mL，向另一支试管中加入0.01 mol/L H2C2O4溶液4 mL，第一支试管中褪色时间长 H2C2O4浓度越大，反应速率越快 B 检验FeCl2溶液中是否含有Fe2+时，将溶液滴入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去 证明溶液中含有Fe2+ C 取两支试管，分别加入等体积等浓度双氧水，然后试管①中加入0.01 mol/L FeCl3溶液2 mL，向试管②中加入0.01 mol/L CuCl2溶液2 mL，试管①产生气泡快 加入FeCl3时，双氧水分解反应的活化能较大 D 取两支试管，均加入2 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中，再同时分别向两支试管中加入2 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液，振荡，观察现象 探究温度对化学反应速率的影响 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据反应计量关系，酸性过量，两支试管中溶液均不会褪色，无法探究浓度对反应速率的影响，A错误； B．溶液中的也可还原酸性使紫红色褪去，无法证明溶液中含有，B错误； C．试管①产生气泡更快，说明对双氧水分解的催化效果更好，催化剂可降低反应活化能，故加入时反应活化能更小，C错误； D．两组实验除温度不同外，其余反应物浓度、体积等条件均相同，符合控制变量原则，可探究温度对化学反应速率的影响，D正确； 故答案选D。 12. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态)，与水在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图： 下列说法正确的是 A. 该过程的决速步骤为反应Ⅱ B. 和的总能量大于和的总能量 C. 反应Ⅱ的热化学方程式为 D. 选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，改变总反应的焓变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图知，反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能，故反应Ⅰ为该过程的决速步，A错误； B．从能量图看1molCH3OH(g) 和1molH2O(g)的总能量低于1molCO2(g)和3H2(g)的总能量，B错误； C．催化机理看，CO(g)和H2O为该反应的中间产物，从能量图看CO(g)和H2O(g)的总能量高于H2(g)和CO2(g)，所以该反应的热化学方程式为反应Ⅱ的热化学方程式为 ，C正确； D．催化剂改变反应历程从而降低活化能，所以选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和反应Ⅱ的活化能，但不能改变总反应的焓变值，D错误； 故选C。 13. CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应： ； ； 在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)：n(CO2)=1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。 下列有关说法正确的是 A. 曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化。 B. 工业上为提高H2和CO的产率，需要研发低温下的高效催化剂 C. 高于900K时，随着温度升高，平衡体系中逐渐减小 D. 恒压，800K、n(CH4)：n(CO2)=1：1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，延长反应时间，CH4转化率能达到Y点的值 【答案】C 【解析】 【详解】A．中CH4和CO2以1：1反应，且CO2也参加的反应，导致相同条件下CH4转化率小于CO2的转化率，根据图知，相同温度下转化率：曲线A大于曲线B，所以曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化，故A错误； B．两个主要反应均为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，可提高H2和CO的产率，所以需要研发高温下的高效催化剂，故B错误； C．由图可知，高于900K时升高温度，CH4和CO2的平衡转化率均增大，且CH4的平衡转化率增大程度大，则平衡体系中n(H2)增幅大于n(CO)增幅，所以逐渐减小，故C正确； D．X点没有达到平衡状态，延长反应时间可使反应正向进行，提高CH4转化率，但温度不变，反应物的平衡转化率不变，所以无论延长多少反应时间，不能使CH4转化率达到Y点的值，故D错误。 答案选C。 14. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应： Ⅰ： Ⅱ： 在密闭容器中，、、时，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图所示。 CH4的选择性可表示为。 下列说法不正确的是 A. CO的物质的量的曲线为E B. 三线交点P温度下，平衡体系中=5：8 C. 在505℃，反应Ⅱ的平衡常数K=0.16 D. CO2平衡转化率随温度的上升先下降后上升 【答案】C 【解析】 【分析】从图中看出，温度低于300℃时，平衡后的反应体系中A、B物质的量约为2mol、1mol，D、E物质的量约为0，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，随温度升高反应Ⅰ平衡逆向移动、反应Ⅱ平衡正向移动，导致甲烷的物质的量减小、CO的物质的量增加，结合碳原子守恒含碳物质总量为1mol，CH4的物质的量最大不超过1mol，则B曲线代表CH4的物质的量，A代表H2O，C代表H2，E代表CO，D代表CO2。 【详解】A．据分析可知，E为CO，A正确； B．三线交点P温度下，，根据反应Ⅰ和反应Ⅱ，则，消耗H2的物质的量为4a+a=5a，，所以，B正确； C．在505℃，平衡时，设，根据碳守恒有，氢守恒有，解得a=0.65，所以，氧守恒有，，解得b=0.3，c=0.05，计算反应平衡常数：，C错误； D．高温时有利于反应Ⅰ逆向进行、反应Ⅱ正向进行，故n(CO2)增大，转化率降低；温度继续升高，反应Ⅱ逐渐占主导，升温使反应Ⅱ正向，CO2转化为CO，n(CO2)减小，所以CO2平衡转化率随温度的上升先下降后上升，D正确； 故答案选C。 第Ⅱ卷 非选择题 15. 国家主席习近平在9月22日召开的联合国大会上表示：“中国将争取在2060年前实现碳中和”。捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题： （1）国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为： CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-270kJ·mol-1。几种化学键的键能如表所示： 化学键 C-H H-H H-O C=O 键能/kJ·mol-1 413 436 a 745 则a=_____________。 捕集的CO2和H2可合成化学工业基础原料和清洁液体燃料——甲醇。已知制备甲醇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下表所示。 化学反应 平衡常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) K2 1.0 2.5 ③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 （2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3间的关系，则K3=______(用K1、K2表示)。 （3）反应③的_________0(填“＞”或“＜”)。 （4）500℃时，测得反应③在某时刻H2、CO2、CH3OH、H2O的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正_________v逆 (填“＞”“=”或“＜”)。 （5）一定条件下，捕集的CO2和H2也可合成二甲醚(CH3OCH3)。该工艺涉及上表反应②③及2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH=-24.52kJ·mol-1 三个反应。 在压强3.0MPa，=4时，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图所示。 i：当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是____。 ii：不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有____。 （6）往一容积为2L的恒容密闭容器中通入2molCO2和6molH2，一定温度下发生反应： 2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，起始总压为p0，20 min时达到化学平衡状态，测得CH3OCH3的物质的量分数为12.5%。该温度下，反应的平衡常数KP=________ (用含p0的式子表达，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】（1）463 （2）K1•K2 （3）＜ （4）＞ （5） ①. 反应②的ΔH＞0，反应③的ΔH＜0，温度升高，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降的幅度 ②. 增大压强 （6） 【解析】 【小问1详解】 ΔH=反应物总键能-生成物总键能，所以ΔH=，解得a=463。 【小问2详解】 由盖斯定律可知，反应①+②得到反应③，则平衡常数K3= K1•K2。 【小问3详解】 由表格数据可知，500℃时平衡常数，800℃时平衡常数，温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为焓变小于0的放热反应；故答案为<。 【小问4详解】 由题意可知，500℃时反应的浓度熵，则平衡正向移动，则此时v正>v逆。 【小问5详解】 i．当温度超过290℃，反应②的ΔH＞0，反应③的ΔH＜0，温度升高，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降的幅度，导致CO2的平衡转化率随温度升高而增大。 ii：反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)和2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)为气体物质的量不变的反应，CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，为气体物质的量减少的反应，在不改变反应时间和温度的情况下，增大压强能增加CH3OH的量，从而提高CH3OCH3选择性。 【小问6详解】 往一容积为2L的恒容密闭容器中通入2molCO2和6molH2，一定温度下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，起始总压为p0，20min时达到化学平衡状态，测得CH3OCH3的物质的量分数为12.5%，设参加反应的CO2的物质的量为x，则可建立如下三段式：，所以，解得，达到平衡时总压强为，平衡常数为。 16. 化学实验是获取化学知识的直接手段，某小组进行以下化学实验： (I)测定萘[C10H8(l)]的燃烧热。 实验步骤如下： 常温常压下，用分析天平称取0.6400g萘压片并放入样品盘中，密封后向钢弹中充入过量氧气，向热量计中注入1.21kgH2O(l)，用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器，记录实验数据，重复实验三次。回答下列问题： （1）该装置中缺少的实验仪器是____(填仪器名称)。 （2）钢弹采用钢制的原因是______。 （3）样品压片压太紧实会造成的结果是______；若点火后没有立即打开搅拌器(实验仪器位置按图示摆放的情况下)，可能造成测得的物质燃烧热(ΔH)______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (II)探究化学反应速率影响因素，并测定化学反应的平衡常数。 实验一：探究温度和浓度对反应速率的影响 【实验原理及方案】在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。 实验序号 0.01mol/L KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL 0.01mol/L Na2SO3溶液的体积/mL 水的 体积/mL 温度/℃ 记录出现蓝色的时间/s ① 5 5 V1 0 t1 ② 5 5 40 25 t2 ③ 5 V2 35 25 t3 （4）上述表格中：V1=______mL，V2=______mL。 （5）酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为____________。 实验二：测定反应I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的平衡常数K 常温下，取2个碘量瓶分别加入下表中的试剂，振荡半小时。取一定体积的上层清液用已知浓度的Na2S2O3溶液测定I2和I的总浓度(淀粉做指示剂)。 编号 250mL碘量瓶① 250mL碘量瓶② 试剂 0.5g研细的碘 60mL 0.010 mol/L KI溶液 0.5g研细的碘 60mL H2O I2和I3-的总浓度 0.00500 mol/L 0.0012 mol/L （6）不能用普通锥形瓶代替碘量瓶的原因_______。 （7）0.5g的碘不需要精确称量的理由是：在水中或KI溶液中，_______，故I2(aq)浓度不随碘固体的质量增大而增大。 （8）碘量瓶①平衡体系中C(I2)与②中C(I2)接近，列出平衡常数K的计算式_____(只列出计算式即可，不要求计算)。 【答案】（1）温度计 （2）钢的导热性好，使物质燃烧产生的热量能及时传递给水(或其他合理答案) （3） ①. 样品燃烧不充分，实验结果不准确 ②. 偏大 （4） ①. 40 ②. 10 （5）2+5+2H+=I2+5+ （6）使用锥形瓶I-易被空气中氧气氧化(或碘易升华) （7）在水或KI溶液中I2(aq)已经饱和 （8） 【解析】 【分析】常温常压下，用分析天平称取0.6400g萘压片并放入样品盘中，密封后向钢弹中充入过量氧气，向热量计中注入1.21kgH2O(l)，用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器，记录反应后的温度，重复实验三次。 【小问1详解】 测定萘的燃烧热需要测定温度的变化，故还要用温度计。 【小问2详解】 钢弹采用钢制的原因是钢的导热性好，使物质燃烧产生的热量能及时传递给水。 【小问3详解】 样品压片压太紧实导致燃烧不充分，实验结果不准确； 若点火后没有立即打开搅拌器使得热量不能及时传递给水，温度计测出的温度偏低，计算得到的放热数值偏小，ΔH为负值，故测得的燃烧热ΔH偏大。 【小问4详解】 由实验2可以看出混合液的总体积为50mL。实验①探究温度对速率的影响，需保证KIO3、Na2SO3浓度与实验②相同，故V1=50-5-5=40 mL；实验③探究Na2SO3浓度对速率的影响，需保证总体积、KIO3浓度与实验②相同，故V2=50-5-35=10 mL。 【小问5详解】 酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸钠可发生反应生成碘，离子方程式为++2H+=++。 【小问6详解】 具有较强的还原性，易被空气氧化，且生成的碘单质易挥发，所以用碘量瓶，可以防止被氧气氧化，则原因是使用锥形瓶易被空气中氧气氧化(或I2易升华)。 【小问7详解】 当溶液中I2(aq)达到饱和后，其浓度不再改变，理由为在水或KI溶液中I2(aq)已经饱和，浓度不随碘固体的质量增大而增大。 【小问8详解】 由②中可知①中c(I2)= 0.0012 ，①中c()=(0.005-0.0012) =0.0038 ，根据反应I2(aq)+I-(aq)(aq)可知 c()=(0.01-0.0038) =0.0062 ，。 17. 丙烯腈(CH2=CHCN )是塑料、合成橡胶和合成纤维的重要原料。丙烯腈在碱性条件下容易分解，其合成分两步进行。 I．丙烷脱氢制丙烯 丙烷脱氢过程中发生如下反应： i．C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+125kJ·mol-1 ii．C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) ΔH=+81kJ·mol-1 （1）升温时，测得丙烯平衡产率降低。 ①升温时，丙烷的平衡转化率________ (填“提高”“降低”或“不变”)。 ②丙烯平衡产率降低的可能原因是________。 （2）工业上，常在恒压条件下充入高温水蒸气使反应器再热。请分析充入高温水蒸气的作用：________。 （3）已知：i．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1 ii．C3H8在高温下脱氢时碳碳键易断裂，产生积炭后，催化剂活性降低 工业上，常在C3H8中加入一定量的CO2，目的是________。 Ⅱ．丙烯氨氧化制丙烯腈 丙烯在一定条件下生成丙烯腈(CH2=CHCN)，副产物为丙烯醛(CH2=CHCHO)，反应如下： i．C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)CH2=CHCN (g)+3H2O(g)  ΔH=-515kJ•mol-1 ii．C3H6(g)+O2(g)CH2=CHCHO (g)+H2O(g)     ΔH=-353kJ•mol-1 （4）原料气中NH3和丙烯的比例对产物收率的影响如图所示。 ①＜0.3时，产物主要为丙烯醛(CH2=CHCHO)，原因是_________。 ②＞1时，冷却吸收后丙烯腈收率略有降低，原因是________。 【答案】（1） ①. 提高 ②. 升温对副反应ii的影响更大(或升温后，C2H4的增量大于C3H6的增量) （2）为反应体系提供热量，维持吸热反应进行；升温，提高/维持反应i的速率；降低各物质浓度(减少反应体系的分压)，提高C3H6的平衡产率 （3）消耗H2，增加C3H6的平衡产率；与积炭反应，防止催化剂失活 （4） ①. NH3是i中的反应物，NH3不足时主要发生反应ⅱ ②. 过量的NH3在吸收后可能产生碱性环境，使丙烯腈分解 【解析】 【小问1详解】 ①两个反应均为吸热反应，温度升高时，平衡正向进行，丙烷的平衡转化率提高。 ②丙烯平衡产率降低的可能原因是：温度升高时主要发生的是反应ii，升温时反应ii的转化率提高，丙烯平衡产率降低，故答案为升温对副反应ii的影响更大(或升温后，C2H4的增量大于C3H6的增量)。 【小问2详解】 工业上，常在恒压条件下充入高温水蒸气使反应器再热。恒压条件下充入水蒸气后，相当于反应体系压强减小，反应正向移动；为反应体系提供热量，维持吸热反应进行；升温，提高/维持反应i的速率；降低各物质浓度(减少反应体系的分压)，提高C3H6的平衡产率。 【小问3详解】 C3H8在高温下脱氢时碳碳键易断裂，产生积炭后，催化剂活性降低，而加入CO2后可以将积炭转化为CO，提高催化剂的活性；且已知CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以CO2也可以消耗H2，增加C3H6的平衡产率；故答案为消耗H2，增加C3H6的平衡产率；与积炭反应，防止催化剂失活。 【小问4详解】 ①<0.3时氨气含量过低，无法提供氮原子，主要发生反应ii，产物主要为丙烯醛（CH2=CHCHO)，故答案为NH3是i中的反应物，NH3不足时主要发生反应ⅱ。 ②氨气含量过多呈碱性，而CH2=CHCN碱性条件下容易分解，＞1时，冷却吸收后丙烯腈收率略有降低，故答案为过量的NH3在吸收后可能产生碱性环境，使丙烯腈分解。 18. 硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料。已知：25℃时NaBH4溶解度为55g，NaBO2溶解度为0.28g。 I．储氢： （1）NaBO2(aq)+4H2(g)=NaBH4(s)+2H2O(l) ΔH1 ，任意温度下都不能自发进行的原因是________。 （2）已知：NaBO2(s)=NaBO2(aq) ΔH2 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3 Mg(s)+O2(g)=MgO(s) ΔH4 写出NaBO2(s)制备NaBH4(s)(其中氢原子利用率为100%)的热化学方程式：________。 Ⅱ．释氢： （3）NaBH4水解生氢反应比较缓慢，向NaBH4水溶液中加入固态催化剂 Ru/NGR可提高其产氢速率。其他条件相同时，NaBH4浓度对制氢速率的影响如图所示。 B点后制氢速率下降的可能原因是______。 （4）FeSO4氧化NaBH4制备纳米零价铁(Fe0)，同时生成H2：Fe2++2+6H2O=Fe↓+2B(OH)3+7H2↑，反应前后B的化合价均为+3价，则 1 mol Fe2+能氧化的物质的量是______mol。 （5）LiBH4和MgH2都是氢容量(单位质量储氢材料储存H2的质量)较大的储氢材料。向MgH2中添加适量Ti元素后可以加快其释放H2的速率，其机理示意图如图所示， 已知：Ti元素有+2、+3、+4等多种价态。 ①图中  表示的微粒是______ (用微粒符号表示)。 ②MgH2释放H2速率加快的机理可描述为：_________。 【答案】（1）ΔH1＞0且ΔS＜0 （2）NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s) ΔH=ΔH1+ΔH2-2ΔH3+2ΔH4 （3）NaBH4浓度较高时，生成的NaBO2结晶析出，覆盖在催化剂表面，使催化剂活性下降，制氢速率下降 （4）0.5 （5） ①. Ti2+ ②. H-将电子传递给Ti4+，生成H原子和Ti3+；Mg2+从Ti2+处获得电子，生成Mg原子和Ti3+；H原子结合成H2逸出 【解析】 【小问1详解】 NaBO2(aq)+4H2(g)=NaBH4(s)+2H2O(1)，ΔH1＞0且ΔS＜0，因此反应任意温度下都不能自发进行。 【小问2详解】 已知①NaBO2(aq)+4H2(g)=NaBH4(s)+2H2O(1) ΔH1；②NaBO2(s)=NaBO2(aq)ΔH2；③H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH3；④Mg(s)+O2(g)=MgO(s)ΔH4，依据盖斯定律，可得NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s) ΔH=ΔH1+ΔH2-2ΔH3+2ΔH4。 【小问3详解】 NaBH4浓度较高时，生成的NaBO2结晶析出，覆盖在催化剂表面，使催化剂活性下降，制氢速率下降，使得B点后制氢速率下降。 【小问4详解】 已知Fe2++2+6H2O=Fe↓+2B(OH)3+7H2↑，反应前后B的化合价均为+3价，Fe元素化合价由＋2价降低为0价，中氢元素由﹣1价升高为0价，1mol能氧化的物质的量是0.5mol。 【小问5详解】 ①通过两图对比和离子变化，结合电荷守恒可知图中  表示的微粒为Ti2+。 ②由示意图可知，该反应过程中，H-将电子传递给Ti4+，生成H原子和Ti3+；Mg2+从Ti2+处获得电子，生成Mg原子和Ti3+；H原子结合成H2逸出，因此MgH2中添加适量Ti元素后可以加快其释放H2的速率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $