第2章 化学反应的方向、限度和速率（单元自测·素养提升卷）化学沪科版选择性必修1

2026-2027学年高二化学单元自测（沪科版选择性必修1） 第2章 化学反应的方向、限度和速率·素养提升卷（参考答案） 除标明外，每空2分 一、重要的基础化工品——氨（15分） 1．（1）二 高温 （2） （3）> （4） （3分） （5）BC 二、从大气中回收CO2（17分） 2．（1）BD （2）-207.1 kJ·mol-1 （3分） （3）H2/ CO2的比例高于1∶1，提高H2浓度，促进化学平衡正向移动，提高CO2的转化率（3分） 若比例高于3∶1，会促进CO与H2反应，大量甲烷生成，从而降低CO选择性（3分） （4）0.15 mol·L-1·min-1 （3分） 0.22（3分） 三、化学变化与能量变化（18分） 3．（1）1066 kJ/mol（3分） （2）B （3）C （4）A （5）5842 （6）0.007（3分） （7）增大压强 提高H2和NO的投料比 四、化学变化与能量变化（25分） 4．（1） （2） （3）产生的废渣少或尾气中污染物较少（任写一条，合理即可） （4）C （5） Ⅰ AC （6）用98%浓硫酸吸收的原因：防止与水直接反应形成酸雾，提高吸收效率 （7） (8)当滴入最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色 (9)（3分） (10)A 五、化学变化与能量变化（25分） 5．（1）AD （2）催化剂Cat-2的活性降低，催化效率下降 （3）C （4）（3分） C （5） （3分） （6）< 相同时间内，温度下甲烷消耗更多，反应速率更大 反应正向进行。解：容器体积，温度下，40 min时，反应达到平衡，， 温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH4(g)、0.50 mol NO2(g)、1.0 mol N2(g)、2.0 mol CO2(g)、0.50 mol H2O(g)，此时， ，反应正向进行（5分） 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 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高二化学单元自测（沪科版选择性必修1） 第2章 化学反应的方向、限度和速率·素养提升卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 特别提示：本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，选错不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 一、重要的基础化工品——氨（15分） 1．氨气是重要的基础化工品，请结合信息回答问题。 尿素是首个由无机物人工合成的有机物，在尿素合成塔中发生的反应可表示为 第一步：  ； 第二步：  ； （1）已知第一步反应为快速反应，第二步反应为慢速反应，其中活化能较大的是第________步；第二步能自发进行的条件是________(填“高温”或“低温”或“任何温度”) 。 （2）写出第一步反应的化学平衡常数表达式________。 （3）对于第一步反应，混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示，则AB段(正)________(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ，在2 L的密闭容器中，通入和，保持体积不变，发生反应，，10 min时反应刚好达到平衡，此时的物质的量为0.5 mol，则： （4）的平衡转化率为________，0～10 min的平均反应速率________。 （5）能说明上述反应达到平衡状态的是________。 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C．的体积分数在混合气体中保持不变 D．单位时间内消耗，同时生成 二、从大气中回收CO2（17分） 2．从大气中回收，将其转化为有用的化学能，是化学家们致力于解决气候变化和碳排放问题的重要一步。逆水煤气变换(RWGS)反应引起了科学家们的关注。RWGS反应：反应①   。 RWGS反应中可能发生的副反应为： 反应②   反应③   （1）关于密闭体系中RWGS反应，下列说法错误的是_______(不定项)。 A．升温有利于提高反应速率，也有利于平衡正向移动 B．加压有利于提高单位时间内的转化率 C．混合气体平均摩尔质量不变可以判断反应达到化学平衡 D．及时分离除去水，有利于提高化学反应速率 （2）计算_______。 （3）技术经济评估表明，只有催化剂对CO具有的选择性，不浪费氢气生成副产物甲烷，RWGS反应才能达到总体上的碳负效益，并简化下游的分离过程。已知：CO的选择性。反应在特定的操作条件下表现出最佳性能：即/的体积比为、、低压(小于1MPa)的条件下，能够实现较高的转化效率和CO选择性。选择/的体积比为的原因可能是①_______；②_______。 （4）若仅考虑反应①②，500℃条件下，2L密闭容器中，和在催化剂作用下反应，10min达到化学平衡，此时的转化率为，CO的选择性为。 ①反应①中，0∼10 min，的速率为_______。 ②反应①的化学平衡常数_______。(结果保留两位小数) 三、化学变化与能量变化（18分） 3．CO、(主要指NO和)是大气主要污染物、有效去除大气中的CO、是环境保护的重要课题。已知： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   （1）根据反应Ⅰ的焓变，结合下表中化学键的键能，计算CO中碳氧键键能为__________。 化学键 C=O O=O 键能/ 799 498 （2）反应Ⅲ的T与关系图像正确的是__________。 A． B． C． D． 用还原NO反应为     分别在不同温度下，向三个体积相同的刚性密闭容器中加入一定量和NO发生上述反应，平衡时实验结果如图。 （3）下列能表示该反应已经达到平衡状态的是__________(不定项)。 A．反应物不再转化为生成物 B．混合气体的密度保持不变 C．NO的浓度保持不变 D． （4）反应温度、、的关系为__________。 A． B． C． D． （5）还原NO反应能自发进行的最高温度为__________(取整数)K。 （6）已知温度下，充入、NO分别为4mol、2mol，容器容积为10L。反应进行到10 min时达平衡。0～10 min内的平均反应速率为__________。 （7）除改变温度外，再写出两种可以提高此反应NO平衡转化率的措施：__________、__________。 四、化学变化与能量变化（25分） 4．硫酸是工业生产的重要原料，曾被誉为“工业之母”，广泛应用于石化、轻工、纺织、有色冶金、钢铁等行业。 我国硫铁矿(主要成分为，其中铁元素显价)资源丰富，是硫酸工业的主要原料之一。 （1）的结构类似于，是一种过硫化物，写出的电子式______。 （2）充分煅烧硫铁矿使其转化为一种红棕色的含铁化合物和气体，将下列方程式补充完整并配平______：________________________。 （3）硫黄是生产硫酸的优质原料。相较于硫铁矿制硫酸，硫黄制硫酸的优点是______。(写出一点即可) 将硫铁矿煅烧后得到的通入转化器内，利用催化氧化反应将转化为是工业制硫酸的关键步骤，。 （4）下列生产操作可以用勒夏特列原理解释的是______。 A．炉气进入转化器前进行除尘、洗涤、干燥处理 B．该反应在常压下进行 C．通入过量空气以提高的转化率 D．转化器内保持475℃高温 （5）常作催化氧化反应的催化剂，如图所示。(TS表示过渡态) 总反应分两步进行：第Ⅰ步：； 第Ⅱ步：______(补充化学方程式)。速控反应是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 下列有关作用的叙述错误的是______(不定项)。 A．改变反应历程，降低()的值     B．能提高反应物的活化分子百分率 C．能提高反应速率和的平衡转化率     D．能提高生产效率节省能源 （6）吸收塔中采用浓硫酸作为吸收剂的原因是______。 （7）用氨水吸收硫酸工业尾气中的，能得到含和的吸收液，写出生成反应的离子方程式：______。 在上述吸收液中通入空气，可将氧化为副产品。某实验小组为测定样品中未被氧化的的浓度，设计了以下实验方案。 取20.00 mL“氧化”后的溶液于锥形瓶中，用浓度为的标准溶液(经硫酸酸化)滴定，滴定过程中锰元素被还原成。重复操作三次，恰好完全反应时消耗标准溶液的体积如下表。 滴定次数 溶液起始读数／mL 溶液终点读数／mL 1 1.02 19.03 2 2.00 19.99 3 0.20 19.20 （8）达到终点的实验现象是______。 （9）未被氧化的的浓度______。 （10）以下操作会造成氧化率测定值偏高的是______。 A．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度 B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗 C．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液 D．量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗 五、化学变化与能量变化（25分） 5．天气预报中的能见度反映了大气的透明程度，机动车尾气中含有NO、NO2、CO等污染性气体会使大气能见度下降，现在科学家对其中的一些气体进行了一定的研究： （1）汽车尾气中的NO可以和CO反应生成无污染的气体，有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态，图示涉及的物质均是气体)，下列说法正确的是______。 A．整个过程发生三个基元反应 B．要提高汽车尾气处理的速率，关键在于提高反应③的速率 C．第②步反应的活化能为329.2 kJ∙mol-1 D．2mol NO(g)和2mol CO(g)成键放出的热量小于2mol CO2(g)和1mol N2(g)断键吸收的热量 （2）某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1:1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如下图所示： 请解释在催化剂Cat-2条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是__________________。 （3）汽车尾气中含有NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可利用有毒气体CO将其转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)  ΔΗ=-1200 kJ∙mol-1。对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图象正确的是______。 A． 　　B．　　C． （4）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)  ΔΗ=a kJ/mol。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下： 时间/ min 浓度/(mol/L) 0 10 20 30 40 50 NO 1.0 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 CO2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 根据图表数据分析T1℃下，第一次平衡时NO的转化率=______。30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是______。 A．通入一定量的CO2　　　　　　　 B．加入合适的催化剂 C．适当缩小容器的体积　　　D．加入一定量的活性炭 用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。 已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=-574kJ/mol  K1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=-1160kJ/mol  K2 ③H2O(g)=H2O(l)  ΔΗ=-44.0kJ/mol  K3 （5）写出1mol CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式：______________________。该反应的平衡常数K=______________(用K1、K2、K3的代数式表示) （6）温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.2mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应：CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=bkJ/mol。测得有关数据如下表： 温度 时间/ min 物质的量 0 10 20 40 50 T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 x 0.15 ①请判断T1______T2(填“>”、“<”或“=”)，理由为：__________________。 ②温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50mol CH4(g)、0.50mol NO2(g)、1.0mol N2(g)、2.0mol CO2(g)、0.50mol H2O(g)，判断反应进行的方向__________(请写出计算过程)。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二化学单元自测（沪科版选择性必修1） 第2章 化学反应的方向、限度和速率·素养提升卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 特别提示：本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，选错不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 一、重要的基础化工品——氨（15分） 1．氨气是重要的基础化工品，请结合信息回答问题。 尿素是首个由无机物人工合成的有机物，在尿素合成塔中发生的反应可表示为 第一步：  ； 第二步：  ； （1）已知第一步反应为快速反应，第二步反应为慢速反应，其中活化能较大的是第________步；第二步能自发进行的条件是________(填“高温”或“低温”或“任何温度”) 。 （2）写出第一步反应的化学平衡常数表达式________。 （3）对于第一步反应，混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示，则AB段(正)________(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ，在2 L的密闭容器中，通入和，保持体积不变，发生反应，，10 min时反应刚好达到平衡，此时的物质的量为0.5 mol，则： （4）的平衡转化率为________，0～10 min的平均反应速率________。 （5）能说明上述反应达到平衡状态的是________。 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C．的体积分数在混合气体中保持不变 D．单位时间内消耗，同时生成 【答案】（1）二 高温 （2） （3）> （4） （3分） （5）BC 【解析】（1）活化能越大，反应速率越慢。已知第二步反应为慢速反应，因此第二步的活化能较大。第二步反应中，焓变，且有气体生成，属于熵增反应（）。根据吉布斯自由能判据时反应自发进行，可知该反应在高温条件下能自发进行。 （2）第一步反应为，由于生成物为纯液体，其浓度视为常数，不列入平衡常数表达式中，故该反应的化学平衡常数表达式为。 （3）由图可知，A点时氨气的体积分数仍在减小，说明反应正向进行，未达到平衡状态，此时正反应速率大于逆反应速率；B点时氨气的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡状态。随着反应的正向进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，因此A点的正反应速率大于B点的正反应速率，而B点正逆反应速率相等，故。 （4）达到平衡时，生成的物质的量为，根据化学方程式可知，消耗的为，消耗的为。的平衡转化率为；内消耗的浓度变化量为，则平均反应速率。 （5）A项，起始通入的和的物质的量之比为，反应消耗的物质的量之比也为，因此在反应过程中任意时刻始终为，不能说明反应达到平衡状态，错误；B项，该反应有固体生成，混合气体的总质量随反应进行而减小，而容器体积不变，因此混合气体的密度随反应进行而减小，当密度不再发生变化时，说明反应达到平衡状态，正确；C项，反应过程中混合气体的总物质的量在不断减小，设消耗，则的体积分数为，该比值随的增大而减小，当的体积分数保持不变时，说明反应达到平衡状态，正确；D项，单位时间内消耗和生成均表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，不能判断是否达到平衡状态，错误。故选BC。 二、从大气中回收CO2（17分） 2．从大气中回收，将其转化为有用的化学能，是化学家们致力于解决气候变化和碳排放问题的重要一步。逆水煤气变换(RWGS)反应引起了科学家们的关注。RWGS反应：反应①   。 RWGS反应中可能发生的副反应为： 反应②   反应③   （1）关于密闭体系中RWGS反应，下列说法错误的是_______(不定项)。 A．升温有利于提高反应速率，也有利于平衡正向移动 B．加压有利于提高单位时间内的转化率 C．混合气体平均摩尔质量不变可以判断反应达到化学平衡 D．及时分离除去水，有利于提高化学反应速率 （2）计算_______。 （3）技术经济评估表明，只有催化剂对CO具有的选择性，不浪费氢气生成副产物甲烷，RWGS反应才能达到总体上的碳负效益，并简化下游的分离过程。已知：CO的选择性。反应在特定的操作条件下表现出最佳性能：即/的体积比为、、低压(小于1MPa)的条件下，能够实现较高的转化效率和CO选择性。选择/的体积比为的原因可能是①_______；②_______。 （4）若仅考虑反应①②，500℃条件下，2L密闭容器中，和在催化剂作用下反应，10min达到化学平衡，此时的转化率为，CO的选择性为。 ①反应①中，0∼10 min，的速率为_______。 ②反应①的化学平衡常数_______。(结果保留两位小数) 【答案】（1）BD （2）-207.1 kJ·mol-1 （3分） （3）H2/ CO2的比例高于1∶1，提高H2浓度，促进化学平衡正向移动，提高CO2的转化率（3分） 若比例高于3∶1，会促进CO与H2反应，大量甲烷生成，从而降低CO选择性（3分） （4）0.15 mol·L-1·min-1 （3分） 0.22（3分） 【解析】（1）A．升高温度反应速率加快，且反应吸热升高温度有利于平衡正向移动，A正确； B．反应前后气体系数和相等，加压平衡不移动，故不能提高CO2的转化率，B错误； C．反应前后气体总质量相等、气体系数和相等，混合气体平均摩尔质量是恒量，混合气体平均摩尔质量不变，不能判断反应达到化学平衡，C正确； D．及时分离除去水，平衡会正向移动，但水蒸气浓度减小，反应速率会减慢，故D错误； 故选BD。 （2）根据盖斯定律③=②-①，∆H3=∆H2-∆H1=-165.0 kJ·mol-1-42.1 kJ·mol-1=-207.1 kJ·mol-1 （3） H2/ CO2的比例高于1∶1，提高H2浓度，促进CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g)平衡正向移动，提高CO2的转化率；若比例高于3∶1，会促进产生的CO与H2反应，生成大量甲烷，从而降低CO选择性，所以选择H2/ CO2的体积比为1∶1~3∶1。 （4）①500℃条件下，2 L密闭容器中，10 mol CO2(g)和30 mol H2 (g)在催化剂作用下反应，10 min达到化学平衡，此时CO2的转化率为50%，CO的选择性为60%，若仅考虑反应①②，反应①消耗CO2的物质的量为10mol×50%×60%=3mol，反应②消耗CO2的物质的量为10mol×50%-3mol=2mol； 则反应①中CO2的速率为； ②反应①②三段式转化关系如下： 反应①的化学平衡常数。 三、化学变化与能量变化（18分） 3．CO、(主要指NO和)是大气主要污染物、有效去除大气中的CO、是环境保护的重要课题。已知： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   （1）根据反应Ⅰ的焓变，结合下表中化学键的键能，计算CO中碳氧键键能为__________。 化学键 C=O O=O 键能/ 799 498 （2）反应Ⅲ的T与关系图像正确的是__________。 A． B． C． D． 用还原NO反应为     分别在不同温度下，向三个体积相同的刚性密闭容器中加入一定量和NO发生上述反应，平衡时实验结果如图。 （3）下列能表示该反应已经达到平衡状态的是__________(不定项)。 A．反应物不再转化为生成物 B．混合气体的密度保持不变 C．NO的浓度保持不变 D． （4）反应温度、、的关系为__________。 A． B． C． D． （5）还原NO反应能自发进行的最高温度为__________(取整数)K。 （6）已知温度下，充入、NO分别为4mol、2mol，容器容积为10L。反应进行到10 min时达平衡。0～10 min内的平均反应速率为__________。 （7）除改变温度外，再写出两种可以提高此反应NO平衡转化率的措施：__________、__________。 【答案】（1）1066 kJ/mol（3分） （2）B （3）C （4）A （5）5842 （6）0.007（3分） （7）增大压强 提高H2和NO的投料比 【解析】（1）设 中碳氧键的键能为 。已知反应Ⅰ的化学方程式为 ，。反应焓变 反应物总键能 生成物总键能。 分子中含有 个 键。代入数据得： 解得：。所以 中碳氧键的键能为 ； （2）对于反应Ⅲ：，反应物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，因此该反应是熵减的反应，即 。令 ，则该表达式可看作关于温度 的一次函数 。因为 ，所以斜率 （直线单调递增）；又因为题目已知 ，所以该直线在纵轴上的截距小于 。综合上述特征，图像 B 符合题意； （3）A.化学平衡是动态平衡，达到平衡时反应物仍在转化为生成物，只是正逆反应速率相等，A错误； B.反应前后气体的总质量守恒，由于在刚性密闭容器中（体积恒定），混合气体的密度 始终保持不变，因此密度不变不能作为判断平衡的标志，B错误； C.达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，因此 浓度不变可以说明反应已达平衡，C正确； D.达到平衡时，正逆反应速率之比等于化学计量数之比，即 ，变形得 ，D错误。 （4）反应 的 ，属于放热反应。升高温度，平衡向逆反应方向移动， 的平衡转化率降低。由图像可知，当 相同时， 的平衡转化率大小顺序为 ，说明 对应的温度最低。因此，温度关系为 ； （5）反应自发进行的条件是 。代入数据得： 解得：。因此，该反应能自发进行的最高温度取整数为 。 （6）在 温度下，充入 和 ，此时 。由图像可知，当横坐标为 时，在 曲线上的 平衡转化率为 。参与反应的 的物质的量为 。根据化学方程式的比例关系，生成的 的物质的量为 。则 的浓度变化量 。 内， 的平均反应速率为 。 （7）该反应的正反应是一个气体分子数减少的放热反应。在不改变温度的情况下，要提高 的平衡转化率，即使平衡向正反应方向移动，可采取的措施包括： 1. 增大压强（或缩小容器体积）； 2. 增大另一反应物的浓度，即增加 的浓度或投料量； 3. 减小生成物浓度，即及时分离出产物 或 等。 四、化学变化与能量变化（25分） 4．硫酸是工业生产的重要原料，曾被誉为“工业之母”，广泛应用于石化、轻工、纺织、有色冶金、钢铁等行业。 我国硫铁矿(主要成分为，其中铁元素显价)资源丰富，是硫酸工业的主要原料之一。 （1）的结构类似于，是一种过硫化物，写出的电子式______。 （2）充分煅烧硫铁矿使其转化为一种红棕色的含铁化合物和气体，将下列方程式补充完整并配平______：________________________。 （3）硫黄是生产硫酸的优质原料。相较于硫铁矿制硫酸，硫黄制硫酸的优点是______。(写出一点即可) 将硫铁矿煅烧后得到的通入转化器内，利用催化氧化反应将转化为是工业制硫酸的关键步骤，。 （4）下列生产操作可以用勒夏特列原理解释的是______。 A．炉气进入转化器前进行除尘、洗涤、干燥处理 B．该反应在常压下进行 C．通入过量空气以提高的转化率 D．转化器内保持475℃高温 （5）常作催化氧化反应的催化剂，如图所示。(TS表示过渡态) 总反应分两步进行： 第Ⅰ步：； 第Ⅱ步：______(补充化学方程式)。速控反应是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 下列有关作用的叙述错误的是______(不定项)。 A．改变反应历程，降低()的值     B．能提高反应物的活化分子百分率 C．能提高反应速率和的平衡转化率     D．能提高生产效率节省能源 （6）吸收塔中采用浓硫酸作为吸收剂的原因是______。 （7）用氨水吸收硫酸工业尾气中的，能得到含和的吸收液，写出生成反应的离子方程式：______。 在上述吸收液中通入空气，可将氧化为副产品。某实验小组为测定样品中未被氧化的的浓度，设计了以下实验方案。 取20.00 mL“氧化”后的溶液于锥形瓶中，用浓度为的标准溶液(经硫酸酸化)滴定，滴定过程中锰元素被还原成。重复操作三次，恰好完全反应时消耗标准溶液的体积如下表。 滴定次数 溶液起始读数／mL 溶液终点读数／mL 1 1.02 19.03 2 2.00 19.99 3 0.20 19.20 （8）达到终点的实验现象是______。 （9）未被氧化的的浓度______。 （10）以下操作会造成氧化率测定值偏高的是______。 A．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度 B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗 C．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液 D．量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗 【答案】（1） （2） （3）产生的废渣少或尾气中污染物较少（任写一条，合理即可） （4）C （5） Ⅰ AC （6）用98%浓硫酸吸收的原因：防止与水直接反应形成酸雾，提高吸收效率 （7） (8)当滴入最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色 (9)（3分） (10)A 【解析】（1）由于与结构类似，可视为 与所构成的过硫化物，电子式可写成。 （2）红棕色含铁化合物为，分析化合价变化：中Fe从+2价→+3价，失去，S从-1价→+4价，每个S失去，2个S共失去，故1个共失去；中O从0价→-2价，每个O2 得到，根据得失电子守恒，转移的电子总数为，则的化学计量数为4，的化学计量数为11，配平其余物质，最终方程式为：。 （3）相较于硫铁矿，硫黄制硫酸的优点是产生的废渣少或尾气中污染物较少。 （4）勒夏特列原理的核心是平衡体系受外界条件如浓度、压强、温度影响时，平衡会向减弱该影响的方向移动，以此分析： A．除尘、洗涤、干燥是为了防止催化剂中毒，与化学平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，A不可选； B．实际生产中选择常压是因为常压下转化率较高，此操作并非利用平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，B不可选； C．通入过量空气即增大浓度，根据勒夏特列原理，平衡会向消耗的方向即正向移动，从而提高的转化率，能用勒夏特列原理解释，C可选； D．该反应是放热反应，高温会使平衡逆向移动，但选择是为了兼顾催化剂活性，即此温度下催化剂活性最高，并且催化剂不能让平衡发生移动，并非利用平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，D不可选； 故选C。 （5）①总反应方程式为，用总反应方程式减去第Ⅰ步得到第Ⅱ步方程式：；反应的活化能越大，则反应速率越慢，即为速控步骤，由能量图可知，第Ⅰ步的活化能E1大于第Ⅱ步，故速控反应是Ⅰ。 ②A．为该放热反应的焓变，催化剂改变反应历程，降低活化能，但是焓变不改变，A错误； B．催化剂降低活化能，增加活化分子百分率，B正确； C．催化剂不影响平衡转化率，仅加快反应速率，C错误； D．催化剂提高生产效率、节省能源，D正确； 故选AC。 （6）用98%浓硫酸吸收的原因：防止与水直接反应形成酸雾，提高吸收效率，若用水吸收，与水反应放热，易形成酸雾，降低吸收效率。 （7）生成的离子方程式为：。 （8）滴定终点现象:当滴入最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色。 （9）先计算消耗KMnO4的平均体积：滴定1:19.03-1.02=18.01（mL）；滴定2:19.99-2.00=17.99（mL）；滴定3:19.20-0.20=19.00（mL）(滴定3数据偏差大，舍去)，平均体积为，根据得失电子守恒得出反应关系，，，则未被氧化的的浓度：。 （10）A．俯视终点读数，导致读取体积偏小，测得的浓度偏低，氧化率测定值偏高，A正确； B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗，对待测物质的量无影响，B错误； C．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液，导致读取体积偏大，测得的浓度偏高，氧化率测定值偏低，C错误； D．量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗，导致标准液浓度偏低，消耗体积偏大，测得的浓度偏高，氧化率测定值偏低，D错误； 故选A。 五、化学变化与能量变化（25分） 5．天气预报中的能见度反映了大气的透明程度，机动车尾气中含有NO、NO2、CO等污染性气体会使大气能见度下降，现在科学家对其中的一些气体进行了一定的研究： （1）汽车尾气中的NO可以和CO反应生成无污染的气体，有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态，图示涉及的物质均是气体)，下列说法正确的是______。 A．整个过程发生三个基元反应 B．要提高汽车尾气处理的速率，关键在于提高反应③的速率 C．第②步反应的活化能为329.2 kJ∙mol-1 D．2mol NO(g)和2mol CO(g)成键放出的热量小于2mol CO2(g)和1mol N2(g)断键吸收的热量 （2）某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1:1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如下图所示： 请解释在催化剂Cat-2条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是__________________。 （3）汽车尾气中含有NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可利用有毒气体CO将其转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)  ΔΗ=-1200 kJ∙mol-1。对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图象正确的是______。 A． 　　B．　　　C． （4）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)  ΔΗ=a kJ/mol。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下： 时间/ min 浓度/(mol/L) 0 10 20 30 40 50 NO 1.0 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 CO2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 根据图表数据分析T1℃下，第一次平衡时NO的转化率=______。30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是______。 A．通入一定量的CO2　　　　　　　B．加入合适的催化剂 C．适当缩小容器的体积　　　D．加入一定量的活性炭 用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。 已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=-574kJ/mol  K1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=-1160kJ/mol  K2 ③H2O(g)=H2O(l)  ΔΗ=-44.0kJ/mol  K3 （5）写出1mol CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式：______________________。该反应的平衡常数K=______________(用K1、K2、K3的代数式表示) （6）温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.2mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应：CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=bkJ/mol。测得有关数据如下表： 温度 时间/ min 物质的量 0 10 20 40 50 T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 x 0.15 ①请判断T1______T2(填“>”、“<”或“=”)，理由为：__________________。 ②温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50mol CH4(g)、0.50mol NO2(g)、1.0mol N2(g)、2.0mol CO2(g)、0.50mol H2O(g)，判断反应进行的方向__________(请写出计算过程)。 【答案】（1）AD （2）催化剂Cat-2的活性降低，催化效率下降 （3）C （4）（3分） C （5） （3分） （6）< 相同时间内，温度下甲烷消耗更多，反应速率更大 反应正向进行。解：容器体积，温度下，40 min时，反应达到平衡，， 温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH4(g)、0.50 mol NO2(g)、1.0 mol N2(g)、2.0 mol CO2(g)、0.50 mol H2O(g)，此时， ，反应正向进行（5分） 【解析】（1）A．由图，图中有3个过渡态，分别为：TS1、TS2、TS3（或有3个步骤）对应发生三个基元反应，A正确； B．反应速率由活化能最大的基元反应决定。由图，反应①的活化能最大，所以总反应速率由反应①决定，B错误； C．第②步反应的活化能=过渡态TS2能量-第②步反应物的能量，，而不是过渡态TS2的能量，C错误； D．由图，反应物总能量大于生成物总能量，表明反应是放热反应，放热反应中，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键放出的总能量，D正确。 故答案选AD。 （2），是放热反应，在450℃前，温度升高，反应速率加快，催化剂Cat-2的活性增强，相同时间内，一氧化氮的转化率（脱氮率）升高；在450℃后转化率显著下降，远低于平衡转化率，是因为温度超过450℃，催化剂Cat-2的活性降低，催化效率下降。 （3）A．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，一氧化氮的体积分数应该减小，且该反应为放热反应，且T2>T1，压强相同时，升高温度，反应向着逆向移动，一氧化氮的体积分数应该增大，图与实际不相符，A错误； B．该反应为放热反应，升高温度，正逆反应速率均增大，都应该比原来的速率大，图与实际情况不相符，B错误； C．该反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，达到平衡状态时间更短，达到平衡状态后，升高温度反应向着逆向进行，反应物的转化率减小，图与实际反应一致，C正确； 故答案选C。 （4）根据表格，20 min时，反应达到第一次平衡，此时，初始，平衡时：。一氧化氮的转化率为：； A．根据表格，30 min后，只改变某一条件，40 min时，所有物质浓度同等比例增大，都增大为还原的1.2倍，通入一定量的二氧化碳，平衡逆向移动，氮气浓度会减小，A不符合题意； B．加入催化剂，只改变速率，不改变平衡浓度，浓度不会变化，B不符合题意； C．适当缩小容器的体积，即加压，该反应前后，气体分子总数目相等，平衡不移动，所有气体浓度同等倍数增大，C符合题意； D．活性炭是固体，固体浓度是一常数，加入固体，不会影响平衡和气体浓度，D不符合题意； 故答案选C。 （5）根据盖斯定律，可得：； 平衡常数与反应幂次对应， 对应的平衡常数为，对应因此，的平衡常数； （6）（1）在和下，开始的时候，甲烷的物质的量均为0.50 mol，10 min时，温度下，甲烷的物质的量还剩0.35 mol，温度下，甲烷的物质的量均为0.30 mol，温度下甲烷物质的量减少得更多，说明温度更高，反应速率更快； （2） 容器体积，温度下，40 min时，反应达到平衡，， 温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH4(g)、0.50 mol NO2(g)、1.0 mol N2(g)、2.0 mol CO2(g)、0.50 mol H2O(g)，此时， ，反应正向进行。 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 $ 2026-2027学年高二化学单元自测（沪科版选择性必修1） 第2章 化学反应的方向、限度和速率·素养提升卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 特别提示：本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，选错不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 一、重要的基础化工品——氨（15分） 1．氨气是重要的基础化工品，请结合信息回答问题。 尿素是首个由无机物人工合成的有机物，在尿素合成塔中发生的反应可表示为 第一步：  ； 第二步：  ； （1）已知第一步反应为快速反应，第二步反应为慢速反应，其中活化能较大的是第________步；第二步能自发进行的条件是________(填“高温”或“低温”或“任何温度”) 。 （2）写出第一步反应的化学平衡常数表达式________。 （3）对于第一步反应，混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示，则AB段(正)________(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ，在2 L的密闭容器中，通入和，保持体积不变，发生反应，，10 min时反应刚好达到平衡，此时的物质的量为0.5 mol，则： （4）的平衡转化率为________，0～10 min的平均反应速率________。 （5）能说明上述反应达到平衡状态的是________。 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C．的体积分数在混合气体中保持不变 D．单位时间内消耗，同时生成 二、从大气中回收CO2（17分） 2．从大气中回收，将其转化为有用的化学能，是化学家们致力于解决气候变化和碳排放问题的重要一步。逆水煤气变换(RWGS)反应引起了科学家们的关注。RWGS反应：反应①   。 RWGS反应中可能发生的副反应为： 反应②   反应③   （1）关于密闭体系中RWGS反应，下列说法错误的是_______(不定项)。 A．升温有利于提高反应速率，也有利于平衡正向移动 B．加压有利于提高单位时间内的转化率 C．混合气体平均摩尔质量不变可以判断反应达到化学平衡 D．及时分离除去水，有利于提高化学反应速率 （2）计算_______。 （3）技术经济评估表明，只有催化剂对CO具有的选择性，不浪费氢气生成副产物甲烷，RWGS反应才能达到总体上的碳负效益，并简化下游的分离过程。已知：CO的选择性。反应在特定的操作条件下表现出最佳性能：即/的体积比为、、低压(小于1MPa)的条件下，能够实现较高的转化效率和CO选择性。选择/的体积比为的原因可能是①_______；②_______。 （4）若仅考虑反应①②，500℃条件下，2L密闭容器中，和在催化剂作用下反应，10min达到化学平衡，此时的转化率为，CO的选择性为。 ①反应①中，0∼10 min，的速率为_______。 ②反应①的化学平衡常数_______。(结果保留两位小数) 三、化学变化与能量变化（18分） 3．CO、(主要指NO和)是大气主要污染物、有效去除大气中的CO、是环境保护的重要课题。已知： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   （1）根据反应Ⅰ的焓变，结合下表中化学键的键能，计算CO中碳氧键键能为__________。 化学键 C=O O=O 键能/ 799 498 （2）反应Ⅲ的T与关系图像正确的是__________。 A． B． C． D． 用还原NO反应为     分别在不同温度下，向三个体积相同的刚性密闭容器中加入一定量和NO发生上述反应，平衡时实验结果如图。 （3）下列能表示该反应已经达到平衡状态的是__________(不定项)。 A．反应物不再转化为生成物 B．混合气体的密度保持不变 C．NO的浓度保持不变 D． （4）反应温度、、的关系为__________。 A． B． C． D． （5）还原NO反应能自发进行的最高温度为__________(取整数)K。 （6）已知温度下，充入、NO分别为4mol、2mol，容器容积为10L。反应进行到10 min时达平衡。0～10 min内的平均反应速率为__________。 （7）除改变温度外，再写出两种可以提高此反应NO平衡转化率的措施：__________、__________。 四、化学变化与能量变化（25分） 4．硫酸是工业生产的重要原料，曾被誉为“工业之母”，广泛应用于石化、轻工、纺织、有色冶金、钢铁等行业。 我国硫铁矿(主要成分为，其中铁元素显价)资源丰富，是硫酸工业的主要原料之一。 （1）的结构类似于，是一种过硫化物，写出的电子式______。 （2）充分煅烧硫铁矿使其转化为一种红棕色的含铁化合物和气体，将下列方程式补充完整并配平______：________________________。 （3）硫黄是生产硫酸的优质原料。相较于硫铁矿制硫酸，硫黄制硫酸的优点是______。(写出一点即可) 将硫铁矿煅烧后得到的通入转化器内，利用催化氧化反应将转化为是工业制硫酸的关键步骤，。 （4）下列生产操作可以用勒夏特列原理解释的是______。 A．炉气进入转化器前进行除尘、洗涤、干燥处理 B．该反应在常压下进行 C．通入过量空气以提高的转化率 D．转化器内保持475℃高温 （5）常作催化氧化反应的催化剂，如图所示。(TS表示过渡态) 总反应分两步进行： 第Ⅰ步：； 第Ⅱ步：______(补充化学方程式)。速控反应是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 下列有关作用的叙述错误的是______(不定项)。 A．改变反应历程，降低()的值     B．能提高反应物的活化分子百分率 C．能提高反应速率和的平衡转化率     D．能提高生产效率节省能源 （6）吸收塔中采用浓硫酸作为吸收剂的原因是______。 （7）用氨水吸收硫酸工业尾气中的，能得到含和的吸收液，写出生成反应的离子方程式：______。 在上述吸收液中通入空气，可将氧化为副产品。某实验小组为测定样品中未被氧化的的浓度，设计了以下实验方案。 取20.00 mL“氧化”后的溶液于锥形瓶中，用浓度为的标准溶液(经硫酸酸化)滴定，滴定过程中锰元素被还原成。重复操作三次，恰好完全反应时消耗标准溶液的体积如下表。 滴定次数 溶液起始读数／mL 溶液终点读数／mL 1 1.02 19.03 2 2.00 19.99 3 0.20 19.20 （8）达到终点的实验现象是______。 （9）未被氧化的的浓度______。 （10）以下操作会造成氧化率测定值偏高的是______。 A．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度 B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗 C．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液 D．量取溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗 五、化学变化与能量变化（25分） 5．天气预报中的能见度反映了大气的透明程度，机动车尾气中含有NO、NO2、CO等污染性气体会使大气能见度下降，现在科学家对其中的一些气体进行了一定的研究： （1）汽车尾气中的NO可以和CO反应生成无污染的气体，有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态，图示涉及的物质均是气体)，下列说法正确的是______。 A．整个过程发生三个基元反应 B．要提高汽车尾气处理的速率，关键在于提高反应③的速率 C．第②步反应的活化能为329.2 kJ∙mol-1 D．2mol NO(g)和2mol CO(g)成键放出的热量小于2mol CO2(g)和1mol N2(g)断键吸收的热量 （2）某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1:1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如下图所示： 请解释在催化剂Cat-2条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是__________________。 （3）汽车尾气中含有NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可利用有毒气体CO将其转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)  ΔΗ=-1200 kJ∙mol-1。对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图象正确的是______。 A． 　　B．　　C． （4）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)  ΔΗ=a kJ/mol。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下： 时间/ min 浓度/(mol/L) 0 10 20 30 40 50 NO 1.0 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 CO2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 根据图表数据分析T1℃下，第一次平衡时NO的转化率=______。30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是______。 A．通入一定量的CO2　　　　　　　B．加入合适的催化剂 C．适当缩小容器的体积　　　D．加入一定量的活性炭 用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。 已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=-574kJ/mol  K1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=-1160kJ/mol  K2 ③H2O(g)=H2O(l)  ΔΗ=-44.0kJ/mol  K3 （5）写出1mol CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式：______________________。该反应的平衡常数K=______________(用K1、K2、K3的代数式表示) （6）温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.2mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应：CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔΗ=bkJ/mol。测得有关数据如下表： 温度 时间/ min 物质的量 0 10 20 40 50 T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 x 0.15 ①请判断T1______T2(填“>”、“<”或“=”)，理由为：__________________。 ②温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50mol CH4(g)、0.50mol NO2(g)、1.0mol N2(g)、2.0mol CO2(g)、0.50mol H2O(g)，判断反应进行的方向__________(请写出计算过程)。 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 $