精品解析：甘肃白银市第十中学2023-2024学年第一学期高二10月月考 化学试卷

白银市第十中学2023-2024学年度第一学期10月月考试卷 高二化学 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Na-23 Fe-56 Ce-140 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题(本题包括15小题，每题只有一个正确选项，每题2分，共30分) 1. 利用如图所示装置测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热，下列说法正确的是 A. 向盐酸中加入氢氧化钠溶液时沿玻璃棒缓慢倒入 B. 揭开杯盖，用玻璃棒搅拌，让溶液混合均匀 C. 用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，不影响实验结果 D. 改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的△H偏大 2. 下列热化学方程式及有关应用的叙述中，正确的是 A. 已知25℃、101kPa条件下： ， ，则比稳定 B. 已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热为，则 C. 2mol分解生成1mol和2molNO，并吸收116.2kJ热量，其热化学方程式为 D. 的燃烧热为，则燃烧的热化学方程式可表示为： 3. 选择性催化还原烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法，主要反应如下： 4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1=akJ·mol-1 4NH3(g)＋2NO2(g)＋O2(g)3N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2=bkJ·mol-1 副反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH3=ckJ·mol-1 根据以上反应，可以计算出反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH为 A. kJ·mol-1 B. kJ·mol-1 C. kJ·mol-1 D. kJ·mol-1 4. 甲烷分子结构具有高对称性且断开1molC-H键需要吸收440kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下，可在较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A. 甲烷催化裂解成C和需要吸收1760kJ能量 B. 步骤②为吸热反应、步骤③放热反应 C. 催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积 D. 使用该催化剂，反应的焓变减小 5. 在恒容密闭容器中发生反应，各物质的物质的量随反应时间的部分变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A. 曲线Ⅲ表示随t的变化 B. 内， C. 后，加入惰性气体增大压强可以使增大 D. 若后升高温度，增大，则该反应 6. 已知：CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为：C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H=+177kJ/mol。该反应的历程分为如下两步： 反应①：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) (快反应) △H1 反应②：H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) (慢反应) △H2=+42kJ/mol 下列说法正确的是 A. 反应①在高温条件下可以自发进行 B. 相比于提高，提高c(C2H6)对主反应速率影响更大 C. 将液化分离，可以提高反应的速率 D. 反应①的活化能反应②的活化能 7. NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A. 69 g NO2和N2O4的混合气体中所含原子数小于4.5NA B. 100 g38%的过氧乙酸的水溶液中氧原子数目为1.5NA C. 等物质的量的Na3N和NaN3中含有阴离子数为NA D. 1mol SO2与0.5mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数大于NA 8. 和CO是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图1、2所示。下列说法正确的是 A. 总反应的 B. 为了实现转化，需不断向反应器中补充和 C. 该总反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D. 已知和分子都是直线形结构，则的结构式为 9. 在1L密闭容器中充入0.2molCl2和0.3molNO，不同温度下发生反应Cl2(g)+2NO(g)2ClNO(g) ΔH<0，ClNO的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A. 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ反应温度大小关系：T1>T2>T3 B. 实验Ⅱ相比实验Ⅰ、Ⅲ，除温度不同外还可能使用了催化剂 C. NO和Cl2的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态 D. 实验Ⅲ25min内用NO表示的反应速率为0.004mol/(L·min) 10. 在催化剂作用下，向容积为1L 的容器中加入1molX 和3molY，发生反应 ，平衡时和反应10min 时X的转化率α (X)随温度的变化分别如曲线 I、Ⅱ所示。下列说法错误的是 A. 该反应ΔH 0 B. 200℃时，前10min的平均反应速率 C. 400℃时，反应的平衡常数 K = 2 D. ab 段变化可能是随温度升高反应速率加快，bc 段变化可能是催化剂在温度高于 400℃时活性降低导致 11. 常压下羰基化法精炼镍的原理为。230 ℃时，该反应的平衡常数K=2×10-5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。 下列判断正确的是 A. 第一阶段应选择稍高于42.2 ℃的反应温度 B. 该反应达到平衡时， C. 其他条件不变，增加c(CO)，平衡向正向移动，平衡常数增大 D. 第二阶段，230 ℃时，反应的平衡常数很小，故Ni的产率很低 12. 将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，在催化剂作用下发生下述反应： Ⅰ． CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1<0 Ⅱ． CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)　ΔH2 催化反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图1所示(图中虚线表示相同条件下CO2的平衡转化率随温度的变化)，CH3OH 的产率如图2所示。 下列有关说法正确的是 A. ΔH2 < 0 B. 250℃时，容器内反应达平衡 C. 250℃后， 随温度升高CH3OH 的产率减小，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低 D. 250℃前，随温度升高CO2的平衡转化率减小，可能因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ 13. 在体积为1 L的恒容密闭容器中充入一定量的H2S气体，平衡时三种组分的物质的量与温度的关系如图所示，下列说法错误的是 A. X点和Y点的压强之比为10∶11 B. 反应在T1时的平衡常数小于T2时的平衡常数 C. T2时，向Y点容器中再充入1.5 mol H2S和0.5 mol H2，重新平衡前v(正)>v(逆) D. T1时，若起始时向容器中充入5 mol H2S气体，则平衡时H2S的转化率小于50% 14. 一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2和O2，进行反应：，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如表所示。下列判断错误的是 容器编号 甲 乙 丙 丁 密闭容器体积/L 2 2 2 1 起始物质的量 n(SO2)/mol 0.40 0.80 0.80 0.40 n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 0.24 SO2的平衡转化率% 80 a1 a2 a3 A. 起始反应速率：丙=丁>乙>甲 B. 反应放出热量：2Q甲>Q丙 C. 平衡常数：甲=乙=丙=丁 D. SO2的平衡转化率：α1<α3 15. 一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入2molNOCl，发生反应：2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)。tmin后，三个容器中NOCl的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是 A. A点加入适当催化剂，可以提高NOCl的转化率 B. A、B两点的压强之比为25∶28 C. 容积为cL的容器NOCl的平衡转化率小于80% D. 容积为aL的容器达到平衡后再投入1molNOCl、1molNO，平衡不移动 二、选择题(本题包括5小题，共20分，每小题有1-2个正确选项，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 16. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH=-113kJ·mol-1，ΔS=-145J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是 A. 该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 B. 该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件 C. 该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率 D. 汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 17. 在容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响如图所示，下列分析正确的是 A. 图Ⅰ表示的是t1时刻增大压强对化学反应速率的影响 B. 图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对化学反应速率的影响 C. 图Ⅲ表示的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙的高 D. 图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高 18. 工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线①表示的是逆反应的关系 B. 时刻体系处于平衡状态 C. 反应进行到时，(为浓度商) D. 催化剂存在时，、都增大 19. 溴分子易极化，使分子内溴原子分别带部分正电荷和部分负电荷。在一定条件下与发生加成反应会得到两种产物，且两种产物可通过互相转化，反应历程如下： 与相互转化的能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A. 相同条件下，反应i的速率比反应ii的快 B. 升高温度，有利于的生成 C. 反应的 D. 相同条件下，反应达平衡后产物中的含量更高 20. 某研究小组，在某恒容密闭容器中，在不同温度(T1>T2)下进行储氢合金储氢过程的探究。平衡时，氢气的压强(p)与固相中氢原子与金属原子(M)的个数比[]的关系如图： 已知：①OA(或OA′)段：M(s)+H2(g)MHx(s) △H1(I) ②AB(或A′B′)段：zMHx(s)+H2(g)zMHy(s) △H2(II) ③在B或B′点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，的值变化较小。下列说法正确的是 A. 反应I、II均为△S>0的反应 B. 平衡常数：K(c)＜K(a)=K(b) C. 该储氢合金可通过升温或减压的方式释放H2 D. 由a点移到d点，需在恒温恒容条件下通入少量氢气 第Ⅱ卷 非选择题 三、填空题 21. 铜是生活中常见的金属，以铜为原料进行如下实验。回答下列问题： Ⅰ.制备 （1）利用铜与浓硫酸制备，适宜的装置是_______(从A、B、C中选择)，该装置内发生的化学方程式为_______。 （2）收集干燥的，所需装置的接口连接顺序为：发生装置→_______(填小写字母)。 （3）反应后，发生装置中未观察到蓝色溶液，原因是_______。 Ⅱ.探究温度对铜与过氧化氢反应的影响 向10mL30%的溶液中滴加1mL3mol/L硫酸，将光洁无锈的铜丝置于其中，铜丝表面产生气泡并逐渐变多，剩余溶液呈蓝色。经检验产生的气体为，查阅资料发现是催化分解的结果。 （4）写出生成的离子方程式_______。 （5）学习小组提出猜想：升高温度，催化能力增强，该小组设计如下实验验证猜想。 实验序号 30%H2O2(mL) 1mol/LCuSO4(mL) 水(mL) 水浴温度(℃) 3min时生成O2的平均速率() 1 10 1 1 20 2.4 2 10 1 1 30 9 3 10 1 1 40 90 4 10 0 2 20 A1 5 A2 6 10 0 2 40 A3 ①小组同学认为实验1～3的结果，不能证明猜想成立，理由是_______。 ②为进一步验证猜想，完善实验4～6的方案(答案填在答题卡上) _______。小组同学结合实验1～6，判断猜想成立，依据是_______。 22. 我国是稀土储量大国，氧化铈是一种应用广泛的稀土氧化物。为节约和充分利用资源，以废料(主要含，还含少量的、、)为原料，通过如图工艺流程制备。 已知：具有强氧化性，通常情况下不与无机酸反应。 回答下列问题： （1）“酸浸1”的目的是________________，“浸液A”中主要含有的阳离子为________。 （2）“酸浸2”中反应的离子方程式为________________________；该过程中用浓盐酸代替双氧水和稀硫酸也可反应，但不用浓盐酸的原因是________；“浸渣B”的主要成分的主要用途为_____________(写一种)。 （3）“酸浸2”中Ce的浸出率与、温度的关系如图所示，应选择的适宜条件为____________。 （4）取上述流程中得到的产品1.000g，用高氯酸和磷酸的混合液加热溶解，冷却至室温后，与标准溶液恰好完全反应(反应时存在关系式：，其他杂质均不反应)，则该产品中的质量分数为________(填含c、V的表达式)。 23. 近年来，我国大力加强温室气体CO2氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。在合适的催化剂作用下，二氧化碳可催化加氢制甲醇。 已知：反应I ： CO2(g) +H2(g)H2O(g)+CO(g) △H1 =+41.4kJ/mol 反应II： CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2=-90.5kJ/ mol 反应III： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3 （1）△H3=___________________． （2）若将物质的量之比为1:3的CO2(g)和H2(g)充入容积为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应III，不同压强下CO2转化率随温度的变化关系如图所示。 ①A、B两条曲线的压强分别为PA、PB，则PA______ PB (填“>”“<”或“=”)。 ②在曲线A的条件下，起始充入CO2(g)和H2(g)的物质的量分别为1mol、3mol， 若c点对应的平衡转化率为90%，则K=______。 ③在一定温度和恒容条件下，下列说法能表明反应III达到平衡的是______ (填序号)。 A．当混合气体的压强不再改变时，反应达到化学平衡状态 B．当混合气体的密度保持不变时，反应达到化学平衡状态 C．当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达到化学平衡状态 D．3v正(H2)= v逆( CH3OH) E．消耗n mol H2同时生成n mol CO2 （3）在p=4.00MPa、 原料气n(H2) ： n(CO2)=3：4、合适催化剂的条件下发生反应，温度对CO2转化率、CH3OH产率、CH3OH选择性的影响如图所示。已知： CH3OH 选择性=。 ①CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是________________________。 ②CH3OH选择性随温度升高而减小的原因可能是_______________________________。 （4）除调控合适的温度外，使CH3OH选择性增大的方法有______________________________。 24. 我国丙烷储量丰富，将丙烷转化为具有高附加值的产品，具有广阔的实用前景及巨大的经济效益。丙烷无氧脱氢的化学方程式如下： 主反应： 副反应： 已知：高温会引起催化剂积碳，阻碍反应的进行，充入水蒸气可以减少积碳的生成。 请回答下列问题： （1）已知时，C—H键能、C—C键能、C＝C键能以及H—H键能分别为、、、，估算主反应的________。 （2）在常压、460~500℃、作催化剂条件下，某团队对丙烷脱氢主反应进行了研究，认为在脱氢过程中可能有4个主要步骤(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。 I． Ⅱ．________________ Ⅲ． Ⅳ． ①补全步骤Ⅱ的化学方程式：________________。 ②已知上述反应机理中速率控制步骤(即速率最慢步骤)为Ⅱ，试分析其原因可能为________________。 （3）下列措施能提高的平衡转化率，又能增大生成丙烯的反应速率的是_________(填标号)。 A．加入催化剂 B．增大压强 C．升高温度 （4）某温度下，假定只发生上述两个反应，初始压强为，向某恒容密闭容器中充入和，平衡时测得的转化率为60%，的体积分数为0．25，则平衡时的选择性＝________(生成消耗的在总消耗中的占比，保留3位有效数字)，主反应的平衡常数________(用分式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 （5）已知丙烷有氧脱氢的热化学方程式为 ，试从热力学角度和物质性质，分析丙烷有氧和无氧脱氢的利弊：__________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 白银市第十中学2023-2024学年度第一学期10月月考试卷 高二化学 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Na-23 Fe-56 Ce-140 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题(本题包括15小题，每题只有一个正确选项，每题2分，共30分) 1. 利用如图所示装置测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热，下列说法正确的是 A. 向盐酸中加入氢氧化钠溶液时沿玻璃棒缓慢倒入 B. 揭开杯盖，用玻璃棒搅拌，让溶液混合均匀 C. 用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，不影响实验结果 D. 改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的△H偏大 【答案】D 【解析】 【详解】A．向盐酸中加入氢氧化钠溶液时，要快速倒入，减少热量散失。A错误； B．揭开杯盖，用玻璃棒搅拌，会造成热量散失，B错误； C．用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，会造成热量散失，使测量热量数值偏小，C错误； D．改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液，一水合氨电离会吸热，放出热量偏小，△H偏大，D正确； 故答案选D。 2. 下列热化学方程式及有关应用的叙述中，正确的是 A. 已知25℃、101kPa条件下： ， ，则比稳定 B. 已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热为，则 C. 2mol分解生成1mol和2molNO，并吸收116.2kJ热量，其热化学方程式为 D. 的燃烧热为，则燃烧的热化学方程式可表示为： 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题给热化学方程式利用盖斯定可得 ，表明比能量高，稳定性差，选项A正确； B．中和反应都是放热反应，应小于0，选项B错误； C．没有标明物质的状态，不符合热化学方程式的表达方式，选项C错误； D．的燃烧热是指完全燃烧生成指定产物时放出的热量，故产物中的水应为液态水，选项D错误； 答案选A。 3. 选择性催化还原烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法，主要反应如下： 4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1=akJ·mol-1 4NH3(g)＋2NO2(g)＋O2(g)3N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2=bkJ·mol-1 副反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH3=ckJ·mol-1 根据以上反应，可以计算出反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH为 A. kJ·mol-1 B. kJ·mol-1 C. kJ·mol-1 D. kJ·mol-1 【答案】D 【解析】 【详解】已知：①4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1=akJ·mol-1；②4NH3(g)＋2NO2(g)＋O2(g)3N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2=bkJ·mol-1；③4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH3=ckJ·mol-1.根据盖斯定律，由①×-②＋③×即得反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH=akJ·mol-1×-bkJ·mol-1＋ckJ·mol-1×=kJ·mol-1，故选D。 4. 甲烷分子结构具有高对称性且断开1molC-H键需要吸收440kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下，可在较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A. 甲烷催化裂解成C和需要吸收1760kJ能量 B. 步骤②为吸热反应、步骤③放热反应 C. 催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积 D. 使用该催化剂，反应的焓变减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．断开1molC－H键需要吸收440kJ能量，1mol甲烷分子中有4molC－H键，完全断开需要吸收1760kJ能量，即1mol甲烷中的化学键完全断开需要吸收1760kJ能量，而不是甲烷催化裂解成C和 H2 需要吸收1760kJ能量，选项A错误； B．步骤②、③反应中，反应物的总能量均高于生成物的总能量，所以均为放热反应，选项B错误； C．从图中可以看出，甲烷在镍基催化剂上转化是在催化剂表面上发生的，催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积，堵塞了催化剂表面的活性中心，选项C正确； D．催化剂不影响反应物和生成物的总能量，使用该催化剂，反应的焓变不变，选项D错误； 答案选C。 5. 在恒容密闭容器中发生反应，各物质的物质的量随反应时间的部分变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A. 曲线Ⅲ表示随t的变化 B. 内， C. 后，加入惰性气体增大压强可以使增大 D. 若后升高温度，增大，则该反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据反应系数的比例，可以推测出曲线Ⅰ是反应物，曲线Ⅲ是反应物，曲线Ⅰ是生成物的物质的量，选项A错误； B．反应物为固体，不能用来表示反应速率，选项B错误； C．恒容条件下，加入惰性气体，不影响气体的浓度，平衡不移动，不变，选项C错误； D．时已经是平衡状态，升高温度，增大，平衡正向移动，说明正反应方向为吸热方向，该反应，选项D正确； 答案选D。 6. 已知：CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为：C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H=+177kJ/mol。该反应的历程分为如下两步： 反应①：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) (快反应) △H1 反应②：H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) (慢反应) △H2=+42kJ/mol 下列说法正确的是 A. 反应①在高温条件下可以自发进行 B. 相比于提高，提高c(C2H6)对主反应速率影响更大 C. 将液化分离，可以提高反应的速率 D. 反应①的活化能反应②的活化能 【答案】A 【解析】 【详解】A．由盖斯定律可知反应①=总反应-反应②，则△H1=△H-△H2=+177kJ/mol -42kJ/mol = +135kJ/mol，为吸热反应，且正向气体分子数增加，，反应在高温条件下可自发进行，A正确； B．反应②为慢反应，则总反应的反应速率取决于反应②，提高c(C2H6)并不能提高反应②的反应速率，故对主反应的速率影响较小，提高c(CO2)能提高反应②的反应速率，进而提高主反应的反应速率，B错误； C．将H2O(g)液化分离，根据主反应可知，生成物浓度减小，反应的速率减小，C错误； D．通常反应的活化能较低时，反应速率较大，反应①为快反应，反应②为慢反应，说明反应①的活化能Ea1<反应②的活化能Ea2，D错误； 故选：A。 7. NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A. 69 g NO2和N2O4的混合气体中所含原子数小于4.5NA B. 100 g38%的过氧乙酸的水溶液中氧原子数目为1.5NA C. 等物质的量的Na3N和NaN3中含有阴离子数为NA D. 1mol SO2与0.5mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数大于NA 【答案】D 【解析】 【详解】A．NO2和N2O4的最简式都是NO2，69g两者的混合物含有NO21.5mol，则含有原子数4.5mol，A错误； B．100g38%的过氧乙酸溶液中，除了过氧乙酸，水中也含有氧原子，其含有的氧原子数目大于1.5NA，B错误； C．一个Na3N和NaN3中都只含有一个阴离子，等物质的量的Na3N和NaN3含有的阴离子数目相同，但是并未说明两者具体的物质的量，无法确定阴离子数目，C错误； D．2SO2+O22SO3，假设1molSO2和0.5molO2完全反应，可生成1molSO3，但是该反应是可逆反应，二氧化硫不能与氧气完全反应，因此充分反应后分子总数大于NA，D正确； 故答案选D。 8. 和CO是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图1、2所示。下列说法正确的是 A. 总反应的 B. 为了实现转化，需不断向反应器中补充和 C. 该总反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D. 已知和分子都是直线形结构，则的结构式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．①N2O(g) + Pt2O+(s) = N2(g) + Pt2O2+(s) ΔH1；② CO(g) + Pt2O2+(s) = CO2(g)。根据盖斯定律①+②得N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2=-226kJ/mol，A错误； B．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g)，反应过程中Pt2O+和Pt2O2+参与反应后又生成，不需向反应器中再补充Pt2O＋和Pt2O，B错误； C．该反应正反应的活化能为134 kJ·mol-1，逆反应的活化能为360kJ·mol-1，故正反应的活化能小于逆反应活化能，C正确； D．两者为等电子体，则其空间构型是一样的，则N2O的结构式为N=N=O，D错误； 故选C。 9. 在1L密闭容器中充入0.2molCl2和0.3molNO，不同温度下发生反应Cl2(g)+2NO(g)2ClNO(g) ΔH<0，ClNO的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A. 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ反应温度大小关系：T1>T2>T3 B. 实验Ⅱ相比实验Ⅰ、Ⅲ，除温度不同外还可能使用了催化剂 C. NO和Cl2的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态 D. 实验Ⅲ25min内用NO表示的反应速率为0.004mol/(L·min) 【答案】D 【解析】 【详解】A．该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，ClNO的体积分数将减小，结合图像可知T1>T2>T3，故A正确； B．由以上分析可知T1>T2，但T2对应的速率比T1快，可知除温度不同外还可能使用了催化剂使得速率加快，故B正确； C．NO和Cl2的起始物质的量之比为3：2，变化量之比为2：1，则反应过程中NO和Cl2的物质的量之比始终发生改变，当保持不变时，反应达到平衡状态，故C正确； D．根据已知条件列三段式： ，x=0.1，NO表示的反应速率为mol/(L·min)； 故选：D。 10. 在催化剂作用下，向容积为1L 的容器中加入1molX 和3molY，发生反应 ，平衡时和反应10min 时X的转化率α (X)随温度的变化分别如曲线 I、Ⅱ所示。下列说法错误的是 A. 该反应ΔH 0 B. 200℃时，前10min的平均反应速率 C. 400℃时，反应的平衡常数 K = 2 D. ab 段变化可能是随温度升高反应速率加快，bc 段变化可能是催化剂在温度高于 400℃时活性降低导致 【答案】C 【解析】 【详解】A．平衡和单位时间（反应10min 时）X的转化率α (X)随温度的变化分别如曲线 I、Ⅱ所示。随着温度升高平衡转化率增大，说明该反应为吸热反应，A正确； B．200℃时，前10min的X的转化率α (X)为20%，平均反应速率，B正确； C．400℃时，X的平衡转化率为60%，，，C错误； D．ab 段变化可能是随温度升高反应速率加快，bc 段变化可能是催化剂在温度高于 400℃时活性降低速率减慢导致，D正确； 故选C。 11. 常压下羰基化法精炼镍的原理为。230 ℃时，该反应的平衡常数K=2×10-5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。 下列判断正确的是 A. 第一阶段应选择稍高于42.2 ℃的反应温度 B. 该反应达到平衡时， C. 其他条件不变，增加c(CO)，平衡向正向移动，平衡常数增大 D. 第二阶段，230 ℃时，反应的平衡常数很小，故Ni的产率很低 【答案】A 【解析】 【详解】A．Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，第一阶段选择稍高于42.2 ℃的反应温度，使镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4，故A正确； B．该反应达到平衡时，正逆反应速率比等于系数比，，故B错误； C．平衡常数只与温度有关，其他条件不变，增加c(CO)，平衡向正向移动，平衡常数不变，故C错误； D．第二阶段，230 ℃时，反应的平衡常数很小，说明该反应逆向趋于完全， Ni的产率很高，故D错误； 选A。 12. 将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，在催化剂作用下发生下述反应： Ⅰ． CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1<0 Ⅱ． CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)　ΔH2 催化反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图1所示(图中虚线表示相同条件下CO2的平衡转化率随温度的变化)，CH3OH 的产率如图2所示。 下列有关说法正确的是 A. ΔH2 < 0 B. 250℃时，容器内反应达平衡 C. 250℃后， 随温度升高CH3OH 的产率减小，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低 D. 250℃前，随温度升高CO2的平衡转化率减小，可能因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ 【答案】C 【解析】 【分析】将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，发生反应Ⅰ．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)和Ⅱ．CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g)，两个反应都消耗二氧化碳和氢气，但只有反应Ⅰ生成CH3OH，体系中两个反应共同影响CH3OH的产率，反应Ⅰ进行得越多，CH3OH产率越高； 【详解】A．温度高于250℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高继续增加，而CH3OH的产率却反而下降，说明温度升高不利于CO2转化为甲醇，温度升高有利CO2转化为CO，反应Ⅱ是吸热反应，ΔH2>0，选项A错误； B．由图1可知250℃时CO2的转化率不是最大值，温度高于250℃时，CO2的转化率继续增加，说明容器内反应还没有达到平衡，选项B错误； C．250℃后，随着温度升高，CH3OH的产率减小，说明升高温度抑制了反应Ⅰ的进行，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低，选项C正确； D．250℃前，随着温度升高，CO2的平衡转化率减小，原因是升高温度对反应Ⅰ的抑制效果大于对反应Ⅱ的促进效果，不是因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ，选项D错误； 答案选C。 13. 在体积为1 L的恒容密闭容器中充入一定量的H2S气体，平衡时三种组分的物质的量与温度的关系如图所示，下列说法错误的是 A. X点和Y点的压强之比为10∶11 B. 反应在T1时的平衡常数小于T2时的平衡常数 C. T2时，向Y点容器中再充入1.5 mol H2S和0.5 mol H2，重新平衡前v(正)>v(逆) D. T1时，若起始时向容器中充入5 mol H2S气体，则平衡时H2S的转化率小于50% 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据理想气体方程PV=nRT(R为常数)可知，在同体积环境下，压强之比与温度和物质的量均有关，温度未知，X点和Y点的压强之比是未知，A错误； B．在体积为1L的恒容密闭容器中充入一定量的H2S气体，可逆反应为2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)，随着温度升高，平衡时反应物的物质的量降低，平衡正向移动，反应吸热。反应2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)的△H＞0，则温度升高平衡常数增大，B正确； C．由题图可知，X点时，，即反应消耗了2mol，体系中还剩余2mol，故初始充入的物质的量为4mol，Y点体系中生成的物质的量为a mol，由可知，，解得，Y点时，，，容器容积为1L，则时，反应的平衡常数，向Y点容器中再充入和，此时，，，则，反应正向进行，，C正确； D．T1时，硫化氢和氢气的平衡时物质的量相同，即反应转化的硫化氢和剩余的硫化氢的量相同，转化率为50%；可以计算出初始H2S为4mol，若起始时向容器中充入5molH2S， 相当于增大压强，平衡逆向移动，H2S的转化率小于50%，D正确； 故选A。 14. 一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2和O2，进行反应：，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如表所示。下列判断错误的是 容器编号 甲 乙 丙 丁 密闭容器体积/L 2 2 2 1 起始物质的量 n(SO2)/mol 0.40 0.80 0.80 0.40 n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 0.24 SO2的平衡转化率% 80 a1 a2 a3 A. 起始反应速率：丙=丁>乙>甲 B. 反应放出热量：2Q甲>Q丙 C. 平衡常数：甲=乙=丙=丁 D. SO2的平衡转化率：α1<α3 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度相同、体积相同的甲 、乙、丙三个容器，反应物浓度越大，反应速率越快，起始反应速率：丙>乙>甲，丁和丙容器温度相同、压强相同、投料比例相同，起始时反应速率相同，丁=丙>乙>甲，A正确； B．甲和丙容器温度相同、体积相同，丙的投料是甲的2倍，则丙等效于甲增压1倍后平衡右移所致，故反应放出热量：Q丙>2Q甲，B错误； C．平衡常数只受温度影响，四个容器中在相同温度下建立平衡，故平衡常数：甲=乙=丙=丁，C正确； D．由乙、丙可知，二氧化硫的浓度相同，丙中氧气的浓度增大，会促进二氧化硫的转化，二氧化硫转化率，丙和丁达到的是相同的平衡状态，所以二氧化硫转化率 ， D正确； 故答案选B。 15. 一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入2molNOCl，发生反应：2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)。tmin后，三个容器中NOCl的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是 A. A点加入适当催化剂，可以提高NOCl的转化率 B. A、B两点的压强之比为25∶28 C. 容积为cL的容器NOCl的平衡转化率小于80% D. 容积为aL的容器达到平衡后再投入1molNOCl、1molNO，平衡不移动 【答案】D 【解析】 【分析】A、B、C三点容积逐渐增大，反应物浓度逐渐减小，则反应速率A点大于B点大于C点，tmin后C点转化率为50%，若A点未达到平衡，则此时A点的转化率应大于50%，现A点转化率为50%，则A点已达平衡。 【详解】A．A点为平衡状态，加入催化剂，不影响化学平衡的移动，不能改变NOCl的转化率，A错误； B．平衡时A点的转化率为50%，NOCl的变化量为1mol，生成1molNO和0.5molCl2，则物质的量之和为2.5mol，B点转化率为80%，NOCl的变化量为1.6mol，生成1.6molNO和0.8molCl2，物质的量之和为2.8mol，则A、B两点的压强之比等于=，B错误； C．B点NOCl的转化率为80%，且B点平衡时转化率一定不小于80%，体积增大压强减小，该反应的化学平衡正向移动，转化率增大，则容积为cL的容器NOCl的平衡转化率大于80%，C错误； D．容积为aL的容器达到平衡时，NOCl的转化率为50%，此时NOCl物质的量为1mol，NO物质的量为1mol，Cl2物质的量为0.5mol，K=，再投入1molNOCl和1molNO，Qc==K，故平衡不移动，D正确； 故答案选D。 二、选择题(本题包括5小题，共20分，每小题有1-2个正确选项，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 16. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH=-113kJ·mol-1，ΔS=-145J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是 A. 该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 B. 该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件 C. 该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率 D. 汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 【答案】AB 【解析】 【详解】A．该反应焓变小于零，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误； B．常温下， ，故该反应常温下可自发进行，B错误； C．由B分析可知该反应常温下可自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率，故C正确； D．和均有毒，会与血红蛋白结合而使人中毒，D正确； 故选AB。 17. 在容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响如图所示，下列分析正确的是 A. 图Ⅰ表示的是t1时刻增大压强对化学反应速率的影响 B. 图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对化学反应速率的影响 C. 图Ⅲ表示的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙的高 D. 图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高 【答案】AB 【解析】 【详解】A．增大压强，正、逆反应速率均突然变大，且正反应速率大于逆反应速率，故A正确； B．加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，v′(正)=v′(逆)，故B正确； C．催化剂只改变反应速率，化学平衡不移动，SO2的转化率不变，故C错误； D．乙达到化学平衡时所用时间短，则其反应速率较快，乙的压强比甲的高，但增大压强平衡右移，SO2的转化率增大，故D错误； 故选：AB。 18. 工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线①表示的是逆反应的关系 B. 时刻体系处于平衡状态 C. 反应进行到时，(为浓度商) D. 催化剂存在时，、都增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的关系，曲线表示的是逆反应的关系，故A错误； B．t2时，正逆反应速率相等，体系处于平衡状态，故B正确； C．反应进行到时，反应正向进行，故Q＜K，故C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，使反应的、都增大，故D正确； 故选BD。 【点睛】 19. 溴分子易极化，使分子内溴原子分别带部分正电荷和部分负电荷。在一定条件下与发生加成反应会得到两种产物，且两种产物可通过互相转化，反应历程如下： 与相互转化的能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A. 相同条件下，反应i的速率比反应ii的快 B. 升高温度，有利于的生成 C. 反应的 D. 相同条件下，反应达平衡后产物中的含量更高 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题图可知，反应i的活化能比反应ii的活化能小，活化能越小，反应越容易进行，反应速率越快，即相同条件下，反应i的速率比反应ii的快，A正确； B．由题图知生成的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于生成，B错误； C．根据题图可知，的正反应活化能-逆反应活化能，即，C错误； D．的能量低，更稳定，因此相同条件下，反应达到平衡后产物中的含量更高，D正确； 故答案为：BC。 20. 某研究小组，在某恒容密闭容器中，在不同温度(T1>T2)下进行储氢合金储氢过程的探究。平衡时，氢气的压强(p)与固相中氢原子与金属原子(M)的个数比[]的关系如图： 已知：①OA(或OA′)段：M(s)+H2(g)MHx(s) △H1(I) ②AB(或A′B′)段：zMHx(s)+H2(g)zMHy(s) △H2(II) ③在B或B′点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，的值变化较小。下列说法正确的是 A. 反应I、II均为△S>0的反应 B. 平衡常数：K(c)＜K(a)=K(b) C. 该储氢合金可通过升温或减压的方式释放H2 D. 由a点移到d点，需在恒温恒容条件下通入少量氢气 【答案】BC 【解析】 【详解】A．反应I、II均是反应物有气体物质，生成物是固体，系统无序度下降，均为的反应，A错误； B．平衡常数只与温度有关，a、b点均在温度下，，题给信息，由图可知，温度下氢气压强更大，体系平衡朝逆向移动，平衡常数K减小，故平衡常数：，B正确； C．该储氢过程是放热过程，且体系压强下降，故该储氢合金可通过升温或减压的方式释放氢气，C正确； D．图中a点表示反应II处于化学平衡状态，向恒容密闭容器中，通入少量氢气，化学平衡正向移动,的值增大，达到新的化学平衡后，增大，减小，而恒温下平衡常数应保持不变，所以在恒温恒容条件下通入少量氢气反应不可能处在d点，D错误； 故选BC。 第Ⅱ卷 非选择题 三、填空题 21. 铜是生活中常见的金属，以铜为原料进行如下实验。回答下列问题： Ⅰ.制备 （1）利用铜与浓硫酸制备，适宜的装置是_______(从A、B、C中选择)，该装置内发生的化学方程式为_______。 （2）收集干燥的，所需装置的接口连接顺序为：发生装置→_______(填小写字母)。 （3）反应后，发生装置中未观察到蓝色溶液，原因是_______。 Ⅱ.探究温度对铜与过氧化氢反应的影响 向10mL30%的溶液中滴加1mL3mol/L硫酸，将光洁无锈的铜丝置于其中，铜丝表面产生气泡并逐渐变多，剩余溶液呈蓝色。经检验产生的气体为，查阅资料发现是催化分解的结果。 （4）写出生成的离子方程式_______。 （5）学习小组提出猜想：升高温度，催化能力增强，该小组设计如下实验验证猜想。 实验序号 30%H2O2(mL) 1mol/LCuSO4(mL) 水(mL) 水浴温度(℃) 3min时生成O2的平均速率() 1 10 1 1 20 2.4 2 10 1 1 30 9 3 10 1 1 40 90 4 10 0 2 20 A1 5 A2 6 10 0 2 40 A3 ①小组同学认为实验1～3的结果，不能证明猜想成立，理由是_______。 ②为进一步验证猜想，完善实验4～6的方案(答案填在答题卡上) _______。小组同学结合实验1～6，判断猜想成立，依据是_______。 【答案】（1） ①. B ②. （2）ghedij （3）浓硫酸具有吸水性，反应后的硫酸铜以固体形式存在 （4） （5） ①. 温度升高促进的分解 ②. 10、0、2、30 ③. 实验组1～3生成氧气平均速率随温度升高的增加程度比对照组4～6大 【解析】 【分析】用铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体，先干燥再收集，最后处理二氧化硫尾气，探究温度对铜与过氧化氢反应的影响时，要注意对变量的分析，只能有一个作变量。 【小问1详解】 用铜与浓硫酸制备，反应是铜固体和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫气体、硫酸铜和水，因此适宜的装置是B，该装置内发生的化学方程式为。 【小问2详解】 收集干燥的，先用浓硫酸干燥二氧化硫气体，再用向上排空气发收集二氧化硫气体，最后进行尾气处理，因此所需装置的接口连接顺序为：发生装置→ghedij。 【小问3详解】 反应后，发生装置中未观察到蓝色溶液，可能是浓硫酸具有吸水性，将硫酸铜溶液中水吸收，最后硫酸铜以固体形式存在。 【小问4详解】 铜、硫酸和双氧水反应生成硫酸铜和水，则生成的离子方程式为。 【小问5详解】 ①小组同学认为实验1～3的结果，不能证明猜想成立，理由是H2O2的热稳定性较差，温度升高促进的分解。 ②为进一步验证猜想，根据1、4；3、6；实验温度相同，实验条件中硫酸铜溶液的用量不同，得出实验2、5是一组实验对比，其方案中加入的体积分别为10、0、2、30；小组同学结合实验1～6，判断猜想成立，根据1和4，2和5，3和6分别对比实验得出温度升高，催化能力增强即依据是实验组1～3生成氧气平均速率随温度升高的增加程度比对照组4～6大。 22. 我国是稀土储量大国，氧化铈是一种应用广泛的稀土氧化物。为节约和充分利用资源，以废料(主要含，还含少量的、、)为原料，通过如图工艺流程制备。 已知：具有强氧化性，通常情况下不与无机酸反应。 回答下列问题： （1）“酸浸1”的目的是________________，“浸液A”中主要含有的阳离子为________。 （2）“酸浸2”中反应的离子方程式为________________________；该过程中用浓盐酸代替双氧水和稀硫酸也可反应，但不用浓盐酸的原因是________；“浸渣B”的主要成分的主要用途为_____________(写一种)。 （3）“酸浸2”中Ce的浸出率与、温度的关系如图所示，应选择的适宜条件为____________。 （4）取上述流程中得到的产品1.000g，用高氯酸和磷酸的混合液加热溶解，冷却至室温后，与标准溶液恰好完全反应(反应时存在关系式：，其他杂质均不反应)，则该产品中的质量分数为________(填含c、V的表达式)。 【答案】（1） ①. 除去废料中的和 ②. 、、 （2） ①. ②. 用浓盐酸反应会产生氯气，污染环境 ③. 制造光导纤维(或制造玻璃、制取单质硅等其他合理答案) （3）温度为85℃、(温度在75℃~95℃之间均可) （4） 【解析】 【分析】向废料(主要含，还含少量的、、)中加酸A进行酸浸1，、与酸反应生成Fe3+、Al3+，则浸液A中含有Fe3+、Al3+及过量的氢离子，、与酸不反应，则浸渣A中含有、，向浸渣A中加入H2O2和稀硫酸进行酸浸2，不反应，则浸渣B含有，具有强氧化性，会发生反应，则浸液B中含有Ce3+，浸液B中加入碳酸氢铵沉铈，生成，灼烧生成CeO2。 【小问1详解】 据分析，“酸浸1”的目的是除去废料中的和， “浸液A”中主要含有的阳离子为、、。 【小问2详解】 具有强氧化性，会与双氧水发生氧化还原反应，“酸浸2”中反应的离子方程式为；该过程中用浓盐酸代替双氧水和稀硫酸也可反应，但不用浓盐酸的原因是用浓盐酸发生会产生氯气，污染环境；“浸渣B”的主要成分为二氧化硅，主要用途为制造光导纤维或制造玻璃、制取单质硅等； 【小问3详解】 由图像可知应选择的适宜条件为温度为85℃、(温度在75℃～95℃之间均可)； 【小问4详解】 根据已知条件可推知计量关系为，则该产品中的质量分数为。 23. 近年来，我国大力加强温室气体CO2氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。在合适的催化剂作用下，二氧化碳可催化加氢制甲醇。 已知：反应I ： CO2(g) +H2(g)H2O(g)+CO(g) △H1 =+41.4kJ/mol 反应II： CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2=-90.5kJ/ mol 反应III： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3 （1）△H3=___________________． （2）若将物质的量之比为1:3的CO2(g)和H2(g)充入容积为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应III，不同压强下CO2转化率随温度的变化关系如图所示。 ①A、B两条曲线的压强分别为PA、PB，则PA______ PB (填“>”“<”或“=”)。 ②在曲线A的条件下，起始充入CO2(g)和H2(g)的物质的量分别为1mol、3mol， 若c点对应的平衡转化率为90%，则K=______。 ③在一定温度和恒容条件下，下列说法能表明反应III达到平衡的是______ (填序号)。 A．当混合气体的压强不再改变时，反应达到化学平衡状态 B．当混合气体的密度保持不变时，反应达到化学平衡状态 C．当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达到化学平衡状态 D．3v正(H2)= v逆( CH3OH) E．消耗n mol H2同时生成n mol CO2 （3）在p=4.00MPa、 原料气n(H2) ： n(CO2)=3：4、合适催化剂的条件下发生反应，温度对CO2转化率、CH3OH产率、CH3OH选择性的影响如图所示。已知： CH3OH 选择性=。 ①CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是________________________。 ②CH3OH选择性随温度升高而减小的原因可能是_______________________________。 （4）除调控合适的温度外，使CH3OH选择性增大的方法有______________________________。 【答案】（1）-49.1kJ/mol （2） ①. > ②. 300 ③. AC （3） ①. 反应I为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故CO2转化率随温度升高而增大 ②. 反应II (或反应III)为放热反应，而反应I为吸热反应，所以温度升高不利于CH3OH的合成，但有利于CO的生成，所以CH3OH产率降低，CH3OH选择性减小 （4）增大压强或使用更高效的催化剂 【解析】 【小问1详解】 反应III=反应I+反应II，则ΔH3=ΔH1+ΔH2=+41.4 kJ/mol+(-90.5kJ⋅mol−1)=-49.1kJ/mol 【小问2详解】 ①反应III是气体体积减小的反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，CO2转化率升高，则PA> PB； ②在曲线A的条件下，起始充入CO2(g)和H2(g)的物质的量分别为1mol、3mol，则CO2(g)和H2(g)的起始浓度分别为1mol/L、3mol/L，又c点时转化率为CO2的转化率90%，则CO2、H2、CH3OH、H2O的转化浓度分别为0.9 mol/L 、2.7 mol/L、0.9 mol/L、0.9 mol/L，则c点时CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.9 mol/L、0.9 mol/L，所以K===300； ③该反应属于气体体积改变的反应，即恒容条件下混合气体压强不再改变可以作为平衡标志，A正确；由质量守恒得气体总质量不变，又气体体积不变，故混合气体密度恒定，即密度保持不变不能作为平衡标志，B错误；由质量守恒得气体总质量不变，又该反应气体总物质的量改变，即平均相对分子质量保持不变可以作为平衡标志，C正确；由速率之比等于化学计量数之比可得v正(H2)= 3v逆( CH3OH)可作为平衡标志，D错误；消耗3n mol H2同时生成n mol CO2可作为平衡标志，E错误；综上故选AC； 【小问3详解】 ①反应I为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故CO2转化率随温度升高而增大； ②反应II (或反应III)为放热反应，而反应I为吸热反应，所以温度升高不利于CH3OH的合成，但有利于CO的生成，所以CH3OH产率降低，CH3OH选择性减小； 【小问4详解】 反应II（或反应III）是气体体积减小的反应，反应I是气体体积不变的反应，增大压强，反应I的平衡不移动，反应II（或反应III）的平衡正向移动，CH3OH产率增大，CH3OH选择性增大；使用更高效的催化剂，加快反应II（或反应III）的速率，使CH3OH产率增大，从而使CH3OH选择性增大；综上所述，除调控合适的温度外，使CH3OH选择性增大的方法有增大压强或使用更高效的催化剂。 24. 我国丙烷储量丰富，将丙烷转化为具有高附加值的产品，具有广阔的实用前景及巨大的经济效益。丙烷无氧脱氢的化学方程式如下： 主反应： 副反应： 已知：高温会引起催化剂积碳，阻碍反应的进行，充入水蒸气可以减少积碳的生成。 请回答下列问题： （1）已知时，C—H键能、C—C键能、C＝C键能以及H—H键能分别为、、、，估算主反应的________。 （2）在常压、460~500℃、作催化剂条件下，某团队对丙烷脱氢主反应进行了研究，认为在脱氢过程中可能有4个主要步骤(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。 I． Ⅱ．________________ Ⅲ． Ⅳ． ①补全步骤Ⅱ的化学方程式：________________。 ②已知上述反应机理中速率控制步骤(即速率最慢步骤)为Ⅱ，试分析其原因可能为________________。 （3）下列措施能提高的平衡转化率，又能增大生成丙烯的反应速率的是_________(填标号)。 A．加入催化剂 B．增大压强 C．升高温度 （4）某温度下，假定只发生上述两个反应，初始压强为，向某恒容密闭容器中充入和，平衡时测得的转化率为60%，的体积分数为0．25，则平衡时的选择性＝________(生成消耗的在总消耗中的占比，保留3位有效数字)，主反应的平衡常数________(用分式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 （5）已知丙烷有氧脱氢的热化学方程式为 ，试从热力学角度和物质性质，分析丙烷有氧和无氧脱氢的利弊：__________。 【答案】（1）+123kJ/mol （2） ①. ②. 步骤的Ⅱ活化能最大 （3）C （4） ①. 0.833 ②. （5）反应吸热，丙烷直接脱氢生产丙烯，转化率受平衡限制而难以提高；反应放热，丙烷氧化脱氢可大大降低能耗 【解析】 【小问1详解】 焓变=反应物总键能-生成物总键能， =×3+×8-×2-×6--=+123kJ/mol； 【小问2详解】 ①总反应- I- Ⅲ - Ⅳ 得步骤Ⅱ的化学方程式为。 ②速率控制步骤为Ⅱ，可能为步骤的Ⅱ活化能最大。 【小问3详解】 A．加入催化剂，平衡不移动，的转化率不变，故不选A； B．增大压强，平衡逆向移动，的转化率减小，故不选B； C．总反应吸热，升高温度，反应速率加快，平衡正向移动，的转化率增大，故选C； 【小问4详解】 设的选择性为a； ，平衡时气体总物质的量为2mol，的体积分数为0．25，即,a=0.833； 则平衡时的选择性＝0.833；平衡时总压强为P，，P=，主反应的平衡常数 。 【小问5详解】 反应吸热，丙烷直接脱氢生产丙烯，转化率受平衡限制而难以提高；反应放热，丙烷氧化脱氢可大大降低能耗。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $