单元素养测评卷（二）(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

单元素养测评卷(二) 第二章　化学反应速率与化学平衡 　　本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷42分,第Ⅱ卷58分,共100分。 第Ⅰ卷　(选择题　共42分) 一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有1个选项符合题意,不选、多选、错选均不给分) 1.[2025·天津耀华中学高二阶段考] 下列关于化学反应速率的说法正确的是 (　　) A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率 B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的次数增加,反应速率增大 C.在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,让它们与等量的氢气反应,反应速率相同 D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快 2.[2025·北京顺义一中高二月考] 在一恒容的密闭容器中,反应3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)　ΔH>0达到平衡后,改变以下条件,下列说法正确的是 (　　) A.增加A的浓度,平衡正向移动,平衡常数增大 B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡正向移动 C.恒温恒容充入Ne,容器内压强增大,v正、v逆均增大 D.将容器的容积压缩,活化分子的百分数不变,但是单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快 3.在容积为1 L的恒容容器内进行反应4A(g)+3B(s)2C(g)+D(g),经2 min后,A的浓度减少了0.8 mol·L-1。下列对化学反应速率的表示正确的是 (　　) A.2 min内,B的化学反应速率是0.3 mol·L-1·min-1 B.2 min末,A的化学反应速率是0.4 mol·L-1·min-1 C.温度升高,该反应活化分子百分比提高,化学反应速率变快 D.若2v正(C)=v逆(D),可证明该反应达到了化学平衡状态 4.[2025·安徽合肥一中高二期中] 我国科学家研究表明,纳米零价铁(nZVI)在厌氧条件下能够在短时间内将Se完全去除,影响因素包括溶液pH、Se的初始浓度、溶液温度以及水中的共存离子等。某团队在实验室里设计并完成了不同条件下c(Se)随时间变化的探究实验如下。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法错误的是 (　　) A.初始pH偏小,Se去除率可能会下降 B.适当增加纳米铁质量有利于去除Se C.纳米铁能将Se还原为Se,减少其毒性和移动性 D.实验①中,0~2 h内平均反应速率v(Se)=0.5 mol·L-1·h-1 5.[2025·湖南师大附中高二月考] 某同学研究浓度对化学平衡的影响,下列说法正确的是 (　　) 已知:Cr2(橙色)+H2O2Cr(黄色)+2H+为吸热反应 现象: 待试管b中颜色不变后与试管a比较,溶液颜色变浅; 滴加浓硫酸,试管c温度略有升高(小于20滴浓硫酸滴入5 mL水中升高的温度),待试管c中颜色不变后与试管a比较,溶液颜色变深 A.该反应是一个氧化还原反应 B.待试管b中溶液颜色不变的目的是使反应达到平衡状态 C.试管b的颜色变浅仅因为减少了生成物浓度 D.试管c中的现象说明温度升高,反应往放热反应方向进行 6.[2026·黑龙江大庆铁人中学高二开学考] 在某催化剂作用下双氧水分解:2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)。向某容器中加入足量双氧水,测得双氧水浓度与反应时间关系如图所示。已知:双氧水浓度减小一半所用时间叫半衰期。下列叙述错误的是 (　　) A.温度升高,双氧水分解速率加快 B.反应速率:a>b C.ab段平均速率:v(H2O2)=0.01 mol·L-1·s-1 D.此条件下,双氧水半衰期与初始浓度成正比 7.在25 ℃时,恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示,下列说法不正确的是 (　　) 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L-1) 1 2 0 平衡浓度/(mol·L-1) 0.5 0.5 1 A.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g)　　 B.Y的平衡转化率为75%,化学平衡常数为16 C.反应前后气体总压强之比为3∶2 D.增大压强,平衡会正向移动,反应的平衡常数增大 8.[2025·河北石家庄二中高二月考] 在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0)。当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响如图所示,下列分析不正确的是 (　　) A.图Ⅰ中t1时刻增大O2的浓度 B.图Ⅱ中t1时刻加入催化剂 C.由图Ⅲ可知,温度关系为T乙>T甲 D.若2v正(O2)=v逆(SO2),则反应达化学平衡状态 9.[2026·湖北武汉二中高二月考] 下列实验操作及现象得出的相应结论正确的是 (　　) 选项 实验操作及现象 结论 A 向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入10 mL 1.0 mol·L-1 HI溶液,黄色溶液变为橙色 c(H+)增大,平衡2Cr+2H+Cr2+H2O正向进行 B 压缩H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡体系的体积,混合气体颜色变深 I2浓度增大,但平衡不移动 C 向水溶液平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体 平衡逆向移动,溶液的颜色加深 D 分别向两支装有5 mL 0.5 mol·L-1 H2O2溶液的试管中滴加5滴相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液,前者产生气泡速率更快 Fe3+对H2O2分解的催化效率更高 10.[2025·湖南长沙一中高二检测] 丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,Ga2O3催化该过程反应历程及能量变化如图(X为丙烷,Y为丙烯),下列说法正确的是 (　　) A.Ga2O3反应前后质量不变,未参与反应 B.反应X(g)Y(g)+H2(g)　ΔH=-167 kJ·mol-1 C.以上反应历程中主要包含了四步变化,其中第三步为决速步骤 D.1 mol CH3CH2CH3的总键能小于1 mol CH2CHCH3与1 mol H2的总键能之和 11.[2025·湖南长沙一中高二月考] 25 ℃时,向40 mL 0.05 mol·L-1的FeCl3溶液中一次性加入10 mL 0.15 mol·L-1的KSCN溶液(混合溶液的体积近似等于所加溶液体积之和),发生反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,混合溶液中c(Fe3+)与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.t4时向溶液中加入2 mL 0.1 mol·L-1 KCl溶液,平衡逆向移动 B.E点对应的坐标为(0,0.04) C.0~t2过程中平均反应速率v(SCN-)= mol·L-1·min-1 D.t4时加入少量KSCN固体,溶液红色加深,说明上述反应是可逆反应 12.[2026·黑龙江辽宁部分学校高二期中] 已知反应:①SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)　ΔH1　K1;②SO2(g)+O2(g)SO3(g)　ΔH2　K2;③SO2(g)+AO2(g)SO3(g)+AO(g)(A为某种非金属元素)　ΔH3　K3。上述反应的平衡常数的对数lg K随温度的变化如图(t'<t)所示。下列说法错误的是 (　　) A.t K下,反应①达到化学平衡时,c(SO3)=1 mol·L-1 B.反应2AO(g)+O2(g)2AO2(g)的lg K=2lg K2-2lg K3 C.反应③的ΔH3>0,反应2AO(g)+O2(g)2AO2(g)的ΔH<0 D.在恒容密闭容器中充入1 mol SO3(g)和1 mol H2O(l),只进行反应①,压强:p(x)>p(w) 13.[2025·湖南长郡中学高二期中] 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,ΔS=-198 J·mol-1·K-1,工业合成氨的流程如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率,所以生产中压强越大越好 B.步骤④中反应温度提高至1000 ℃,反应速率加快且催化剂的活性更高 C.步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 D.若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化,则保持此反应自发进行的温度应低于466.7 K 14.[2026·安徽皖江名校高二月考] 以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1;②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2,CO2的平衡转化率(X-CO2)、CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度、压强变化如图所示。 已知:S-CH3OH=×100%。 下列分析正确的是 (　　) A.p1<p2 B.400 ℃左右,体系发生的反应主要是① C.由图可知,ΔH1>0,ΔH2>0 D.若只发生①②,初始加入n(CO2)=1 mol、n(H2)=3 mol,平衡后X-CO2=30%,S-CH3OH=80%,则H2的平衡转化率为26% 第Ⅱ卷　(非选择题　共58分) 二、非选择题(本大题共4小题,共58分) 15.(12分)[2025·北京顺义一中高二月考] 某化学小组欲测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,所得c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。 (1)根据实验数据可知,该反应在0~4 min的平均反应速率v(Cl-)为　　　　　　mol·L-1·min-1。  (2)反应过程中,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小。 ⅰ.探究化学反应速率增大的影响因素: 已知:Cl+3HSCl-+3S+3H+ 方案 假设 具体实验操作 Ⅰ 该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快 向烧杯中依次加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,　　　　　　　  Ⅱ 反应产物Cl-对反应有催化作用 取10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液于烧杯中,先加入　　　　固体(填化学式),再加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液  Ⅲ 反应中溶液酸性增强,加快了化学反应速率 分别向2个烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液,再向烧杯①中加入1 mL水,烧杯②中加入1 mL 0.2 mol·L-1盐酸,然后向烧杯中加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液 ①补全方案Ⅰ中横线上的操作:　 。  ②方案Ⅱ中所加固体的化学式为　　　　　　(合理,一种即可)。  ③在证明方案Ⅰ假设不成立的情况下,从控制变量角度思考,方案Ⅲ实验操作设计不严谨,改进措施为　。  ④除方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外,请再提出一个可能使化学反应速率增大的假设:　 。  ⅱ.⑤反应后期,化学反应速率降低的主要原因是　 。  16.(18分)一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物如CO、CO2、CH4、CH3OH等为原料,用化工方法制造产品的化学体系的总称,其主要目的是用较少的碳原料生成较多的燃料。 (1)碳和水蒸气发生反应生成CO、H2的途径和三个状态的能量如图所示,该反应为吸热反应,则E1、E2、E3由大到小的顺序为　　　　　　　　　　。  (2)以CH3OH和CO为原料合成CH3COOH涉及的主反应和部分副反应如下: CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g)　ΔH1 CH3OH(g)+CO(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)　ΔH2 又知乙醇氧化为乙酸的反应为CH3CH2OH(g)+O2(g)CH3COOH(g)+H2O(g)　ΔH3 则2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=　　　　　　　　(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。  (3)CH3OH(g)和NH3(g)在一定条件下反应可制得甲胺CH3NH2(g):CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)　ΔH=-12 kJ·mol-1。 在某恒容密闭容器中进行该反应,在其他条件不变的情况下,分别测得起始时CH3OH(g)的物质的量和温度(T)对平衡时CH3NH2(g)的体积分数的影响如图所示。 ①据图分析,T1　　　　(填“>”“<”或“=”)T2。  ②图中　　　　(填“a”“b”或“c”)点对应的平衡状态中反应物NH3(g)的转化率最大。  (4)甲醇在工业上可利用水煤气来合成:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应,在一定温度和压强下达到平衡时甲醇的体积分数φ(CH3OH)的变化趋势如图所示。 ①下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是　　　　(填字母)。  A.体系中气体的总质量保持不变 　　 B.CO的消耗速率与CH3OH的消耗速率相等 C.体系中CO的转化率和H2的转化率相等 　　 D.体系中CH3OH的体积分数保持不变 ②X轴上a　　　　(填“大于”或“小于”)b。图中Y轴表示的外界条件为　　　　　　,判断的理由是　 。  ③在M位置所处的温度和压强(p0 kPa)下,反应经20 min达到平衡时φ(CH3OH)=10%,该温度下反应的压强平衡常数Kp=　　　　(kPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。  17.(14分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下: ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1=-90.7 kJ·mol-1　K1 ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2=-23.5 kJ·mol-1　K2 ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-41.2 kJ·mol-1　K3 回答下列问题: (1)反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=　　　　　　 kJ·mol-1;该反应在　　　　(填“低温”或“高温”)下能够自发进行,反应的平衡常数K=　　　　　　(用含K1、K2、K3的式子表示)。  (2)将合成气以=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图甲所示,下列说法正确的是　　　　(填字母)。  A.ΔH<0 B.p1>p2>p3 C.若在p3和316 ℃时,起始时=3,则平衡时,α(CO)小于50% (3)CO合成甲醇时,在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图乙所示。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察如图丙,当约为　　　　时最有利于二甲醚的合成。  (5)高温时二甲醚蒸气发生分解反应:CH3OCH3CH4+CO+H2。迅速将二甲醚引入一个504 ℃的抽成真空的瓶中,在不同时刻测定瓶内压强p总如下表: t/min 0 10 20 30 40 50 p总/kPa 50.0 78.0 92.0 99.0 100 100 ①该反应达到平衡状态时,二甲醚的转化率为　　　　。  ②该反应的平衡常数Kp=　　　　。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)  18.(14分)[2025·浙江平湖中学高二期中] 合理利用温室气体是当前能源与环境研究的热点。CO2催化加氢可缓解CO2对温室效应的影响,其原理如下: 反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 ΔH1=+41.2 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2 (1)反应Ⅰ的ΔS　　　　0(填“>”“<”或“=”),说明理由:　 　 。  (2)反应Ⅰ中,v正=k正c(CO2)·c(H2),v逆=k逆c(CO)·c(H2O),其中v正和v逆分别为正、逆反应速率,k正和k逆分别为正、逆反应速率常数,k正和k逆仅受温度影响。请在下图中画出pk正随T的变化斜线。(pk=-lg k,T表示温度) (3)在0.1 MPa下,将1 mol CO2和4 mol H2充入2 L刚性密闭容器中,假设只发生反应Ⅰ,当CO平衡产率为40%时,此时总压为p,计算该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp=　　　　。(计算结果用分数表示)  (4)某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,经过相同时间测得四组实验数据如表所示。 反应序号 T/K 催化剂 CO2转化率/% 甲醇选择性/% ① 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3 ② 543 Cu/ZnO纳米片 10.9 72.7 ③ 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1 ④ 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 71.6 结合实验数据,选择Cu/ZnO　　　　　　(填“纳米棒”或“纳米片”)更有利于提高甲醇产率。  (5)下图为CO2和H2在某催化剂M表面发生反应Ⅱ得到单分子甲醇的反应历程(*表示吸附态),则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2=　　　　kJ·mol-1(“eV”表示电子伏特,指一个电子的电位差加速后所获得的动能,1 eV=1.6×10-19 J,NA=6.02×1023 mol-1)。(保留三位有效数字)  (6)对于反应Ⅱ,下列说法正确的是　　　　。  A.低温、高压有利于提高CO2转化为甲醇的平衡转化率 B.增大CO2与H2的初始投料比,有利于提高CO2转化为甲醇的平衡转化率 C.使用催化剂M生成甲醇的反应历程中,CH2O*+H*CH3O*是该反应的决速步 学科网（北京）股份有限公司 $ 单元素养测评卷(二) 1.B　[解析] 升高温度使分子的内能增加,原来能量比较低的普通分子也能变为活化分子,提高了活化分子百分数,可加快化学反应速率,但不能降低化学反应的活化能,A错误;反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,单位时间单位空间内的有效碰撞的次数增加,故反应速率增大,B正确;在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,由于两者的氧化性不同,氧化性强的物质化学反应速率快,因此,它们与等量的氢气反应的化学反应速率不相同,C错误;有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加单位体积内活化分子的数目,单位时间单位体积内有效碰撞的次数增加,从而使反应速率加快,但活化分子的百分数不变, D错误。 2.D　[解析] 平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,A错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向吸热反应的方向移动,即平衡正向移动,B错误;恒温恒容充入Ne,参与反应的各物质浓度都不变,v正、v逆均不变,C错误;将容器的容积压缩,容积减小,活化分子的百分数不变,但是单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,D正确。 3.C　[解析] B是固体,不用固体的浓度变化表示化学反应速率,A错误;2 min内的化学反应速率用A表示为0.4 mol·L-1·min-1,但2 min末时A的化学反应速率是瞬时速率,不是2 min内的平均速率,B错误;温度升高,该反应活化分子百分比提高,化学反应速率变快,C正确;v正(C)=2v逆(D)表示正、逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态,D错误。 4.D　[解析] 分析③和②可知,适当减小初始pH,Se去除效果更好,但pH太小时,纳米铁与H+反应速率加快,导致与Se反应的纳米铁的量减少,Se去除率可能下降,A正确;分析①和②可知,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,在相同时间内,实验①中Se浓度的变化量大,有利于去除Se,B正确;纳米铁具有还原作用,能将Se还原为Se,减少其毒性和移动性,C正确;实验①中,0~2 h内Se平均反应速率v(Se)=2.0×10-5 mol·L-1·h-1,D错误。 5.B　[解析] 反应中元素化合价没有变化,不属于氧化还原反应,A错误。待试管b中溶液颜色不变的目的是使反应达到平衡状态,B正确。试管b中加入NaOH溶液,中和了H+,减小了生成物的量,使反应往生成Cr的方向进行,Cr2浓度降低,使溶液颜色变浅;也可能是因为溶液体积增大,Cr2浓度降低,使颜色变浅,C错误。由题干已知信息可知,正反应是吸热反应,则逆反应是放热反应,加入浓硫酸温度只是略有变化,说明发生了吸热反应,且升温幅度小于20滴浓硫酸滴入5 mL水中升高的温度;最终颜色变深,主要是因为加入浓硫酸,使氢离子浓度升高,生成物浓度变大,使反应更多地往逆反应方向进行,D错误。 6.D　[解析] 温度升高,化学反应速率加快,双氧水分解速率加快,故A正确;a点c(H2O2)大,反应速率快,故B正确;ab段平均速率v(H2O2)= mol·L-1·s-1=0.01 mol·L-1·s-1,故C正确;由题图可知,双氧水浓度减小一半所用时间均为20 s,即双氧水半衰期为20 s,与起始浓度无关,故D错误。 7.D　[解析] 根据表中数据可知,该反应中X、Y、Z的转化量之比为1∶3∶2,则该反应可以表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),A项正确;反应达到平衡时,Y的转化率为×100%=75%,平衡常数为K===16,B项正确;恒温恒容条件下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,反应前后压强之比为=,C项正确;K与温度有关,增大压强,该反应平衡正向移动,反应的平衡常数不变,D项错误。 8.A　[解析] 增大氧气的浓度,平衡破坏的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率应不变,则图Ⅰ应是增大压强的原因,正反应速率增大程度比逆反应大,且平衡正向移动,A错误;图Ⅱ在t1时刻正、逆反应速率都增大,但仍相等,平衡不发生移动,应是加入催化剂的原因,B正确;由题意知,正反应是放热反应,升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,则温度:T乙>T甲,C正确;2v正(O2)=v逆(SO2)表示正、逆反应速率相等,则反应达化学平衡状态,D正确。 9.B　[解析] 氢碘酸溶液具有还原性,能与具有氧化性的重铬酸钾溶液反应生成碘单质,不能说明增大反应物浓度平衡正向移动,A错误;反应H2(g)+I2(g)2HI(g)是气体分子数不变的反应,压缩平衡体系的体积,平衡体系中各物质的浓度增大,气体颜色变深,气体压强增大,但平衡不移动,B正确;氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,向溶液中加入氯化钾固体,平衡体系中各离子的浓度不变,平衡不移动,溶液的颜色不变,C错误;氯化铁溶液和硫酸铜溶液中阴、阳离子都不相同,则向等体积等浓度的过氧化氢溶液中分别滴入氯化铁溶液和硫酸铜溶液,前者产生气泡速率更快,可能是铁离子对分解反应的催化效率更高,也可能是氯离子对分解反应的催化效率更高,D错误。 10.C　[解析] Ga2O3作催化剂,由题图知,Ga2O3参与第一步反应,A错误;反应X(g)Y(g)+H2(g)　 ΔH=生成物总能量-反应物总能量=+167 kJ·mol-1,B错误;由题图知,以上反应历程中有4个过渡态,说明以上反应历程中主要包含了四步变化,其中第三步反应的活化能最大,该步反应速率最慢,为决速步骤,C正确;该反应为吸热反应,ΔH=反应物总键能-生成物总键能>0,则1 mol CH3CH2CH3的总键能大于1 mol CH2CHCH3与1 mol H2的总键能之和,D错误。 11.D　[解析] t4时刻向溶液中加入2 mL 0.1 mol·L-1 KCl溶液,溶液总体积增大,瞬间Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3的浓度同等程度减小,使Q=>K,则Fe3++3SCN-Fe(SCN)3化学平衡逆向移动,A正确;向40 mL 0.05 mol·L-1的FeCl3溶液中一次性加入10 mL 0.15 mol·L-1的KSCN溶液,t=0时刻反应尚未开始,溶液总体积为50 mL,c(Fe3+)==0.04 mol·L-1,E点对应的坐标为(0,0.04),B正确;0~t2过程中平均反应速率v(Fe3+)= mol·L-1·min-1,则v(SCN-)=3v(Fe3+)= mol·L-1·min-1,C正确;Fe3+初始物质的量为0.04 L×0.05 mol·L-1=0.002 mol,SCN-初始物质的量为0.01 L×0.15 mol·L-1=0.001 5 mol,根据反应的方程式可知Fe3+过量,故即使该反应不是可逆反应,加入KSCN固体后,剩余的Fe3+也会与SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶液红色加深,无法证明该反应是可逆反应,D错误。 12.D　[解析] 反应①的平衡常数表达式为K1=(纯液体H2O、H2SO4不列入表达式),由图像知t K下反应①达到化学平衡时,lg K1=0,则K1=1,故c(SO3)=1 mol·L-1,A正确;根据盖斯定律,反应②-反应③得O2(g)+AO(g)AO2(g),其K'=,目标反应为该反应的2倍,平衡常数K=(K')2=()2,则lg K=2lg K2-2lg K3,B正确;随着温度的升高,反应③的lg K的数值逐渐增大,即K的数值逐渐增大,因此反应③为吸热反应,即ΔH3>0,而随着温度的升高,反应①②的lg K的数值逐渐减小,即K的数值逐渐减小,因此反应①②均为放热反应,即ΔH1<0、ΔH2<0,根据反应2AO(g)+O2(g)2AO2(g)可由2×反应②-2×反应③得到,可知ΔH=2ΔH2-2ΔH3,可得ΔH<0,C正确;反应①为气体分子数减小的放热反应(ΔH1<0),x点温度低于w点,温度升高平衡逆向移动,w点SO3物质的量更大,根据pV=nRT,恒容下压强与气体物质的量和温度成正比,w点n(SO3)和温度均大于x点,故p(w)>p(x),D错误。 13.D　[解析] 合成氨反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,也可以提高反应速率,但压强过大对设备要求高,且不经济,A错误;步骤④中反应温度500 ℃时催化剂活性较好,提高至1000 ℃,催化剂的活性下降,B 错误;步骤④加入催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,加压、液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动,则步骤②⑤⑥有利于提高原料的平衡转化率,步骤④不能,C错误;该反应自发进行的最低温度需使ΔH-TΔS<0,即-92.4 kJ·mol-1-T×(-0.198 kJ·mol-1·K-1)<0,得T<466.7 K,则保持此反应自发进行的温度应低于466.7 K,D正确。 14.D　[解析] 对于反应①(正向气体分子数减少),增大压强平衡正向移动,CO2转化率和CH3OH选择性均提高,由图可知,相同温度下p1时X-CO2和S-CH3OH均高于p2,说明压强:p1>p2,A错误;400 ℃时CH3OH选择性接近0,表明转化的CO2主要生成CO,而非CH3OH,即体系发生的反应主要是②,B错误;由图可知,相同压强下,升高温度,CH3OH的选择性减小,但CO2的平衡转化率先减小后增大,说明反应①平衡逆向移动,反应②平衡正向移动,故ΔH1<0,ΔH2>0,C错误;转化的CO2总量为1 mol×30%=0.3 mol,其中0.3 mol×80%=0.24 mol参与反应①(消耗H2:0.24 mol×3=0.72 mol),0.06 mol参与反应②(消耗H2:0.06 mol×1=0.06 mol),总消耗H2 0.78 mol,H2的平衡转化率=×100%=26%,D正确。 15.(1)2.5×10-3 (2)①插入温度计　②NaCl(或KCl等氯化物)　③1 mL水改为1 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液或NaCl溶液　④生成的S作催化剂加快了化学反应速率　⑤反应物浓度降低,反应速率减慢 [解析] (1)根据实验数据知,该反应在0~4 min的平均反应速率:v(Cl-)==2.5×10-3 mol·L-1·min-1。 (2)①假设Ⅰ提出该反应放热使得速率加快,则应在一开始就测量温度,测量温度需要温度计。 ②方案Ⅱ假设生成的Cl-加快了化学反应速率,操作中加入了KCl(或NaCl等氯化物)固体,使溶液中氯离子的浓度变大。 ③方案Ⅲ中向烧杯①中加入1 mL水,烧杯②中加入1 mL 0.2 mol·L-1盐酸,两溶液中c(Cl-)不同,则可以将1 mL水改为1 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液(或NaCl溶液),就能使两溶液中氯离子浓度也保持一致。 ④催化剂能加快反应速率,反应中生成了S,故除方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外,可能使化学反应速率增大的假设为生成的S作催化剂加快了化学反应速率。 ⑤随着化学反应的进行,体系中的各物质浓度都会逐渐降低,则化学反应速率也会逐渐减慢。 16.(1)E2>E3>E1 (2)ΔH2-ΔH1+ΔH3 (3)①>　②c (4)①AC　②小于　温度　正反应为放热反应,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,使φ(CH3OH)减小　③ [解析] (1)步骤1为化学键的断裂,吸收能量,则E2>E1,步骤2为化学键的形成,释放能量,则E2>E3,碳和水蒸气反应生成CO和氢气,该反应为吸热反应,则E3>E1,因此有E2>E3>E1。 (2)①CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g)　ΔH1;②CH3OH(g)+CO(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)　ΔH2;③CH3CH2OH(g)+O2(g)CH3COOH(g)+H2O(g)　ΔH3;根据盖斯定律,②-①+③可得2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1+ΔH3。 (3)①该反应为放热反应,当n(CH3OH)一定时,达到平衡,如果升高温度,平衡逆向移动,CH3NH2的体积分数减小,根据题图可知,T1>T2。 ②其他条件不变时,增大CH3OH的物质的量,平衡向正反应方向移动,氨气的转化率增大,根据题图可知,a、b、c三点中c点氨气的转化率最大。 (4)①各组分都是气体,则混合气体的总质量始终保持不变,因此混合气体的总质量保持不变,不能说明反应达到平衡,故A符合题意;用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且速率之比等于化学计量数之比,因此CO的消耗速率与CH3OH的消耗速率相等,能说明反应达到平衡,故B不符合题意;起始时通入CO和H2物质的量之比等于反应方程式中化学计量数之比,任何时刻两者转化率都相等,因此不能说明反应已达到平衡,故C符合题意;根据化学平衡的定义,当甲醇的体积分数不再改变,说明反应达到平衡,故D不符合题意。 ②根据题意,X轴和Y轴改变的条件分别是温度和压强,该反应为放热反应,如果升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇的平衡体积分数降低;该正反应是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的平衡体积分数增大,根据题图可知,X轴代表的外界条件为压强,Y轴代表的外界条件是温度。X轴从左向右,同一温度下,φ(CH3OH)增大,则压强从左向右依次增大,即b>a。 ③令达到平衡时,消耗CO的物质的量为x mol,则达到平衡时,n(CO)= (1-x) mol,n(H2)=(2-2x) mol,n(CH3OH)=x mol,M位置所处条件下,甲醇的体积分数为10%,则有×100%=10%,则x=0.25,该温度下压强平衡常数Kp===(kPa)-2。 17.(1)-246.1　低温　·K2·K3　(2)AB (3)在1.3×104 kPa下,CO的平衡转化率已经很高,如果继续增大压强,CO的平衡转化率提高不大,而生产成本增加 (4)2.0　(5)①50%　②625 (kPa)2 [解析] (1)已知①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1=-90.7 kJ·mol-1,②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2=-23.5 kJ·mol-1,③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-41.2 kJ·mol-1,依据盖斯定律①×2+②+③可得3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)　ΔH=(-90.7 kJ·mol-1)×2+(-23.5 kJ·mol-1)+(-41.2 kJ·mol-1)=-246.1 kJ·mol-1,则该正反应是气体分子数减小的放热反应,即ΔH<0、ΔS<0,则该反应低温能自发进行,K1=,K2=,K3=,则K==·K2·K3。 (2)由图可知,压强一定时,升高温度,CO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故该正反应为放热反应,ΔH<0,A正确;正反应方向气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,故p1>p2>p3,B正确;若在p3和316 ℃时,起始时=3,增大了氢气的加入量,平衡正向移动,则平衡时CO的平衡转化率增大,α(CO)大于50%,C错误。 (3)由图像可知,250 ℃、1.3×104 kPa下,CO的平衡转化率已较高,再增大压强,CO平衡转化率提高不大,同时生产成本增加,得不偿失。 (4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚(DME),观察图像,当约为2.0时最有利于二甲醚的合成。 (5)①设二甲醚反应的物质的量为x,气体压强之比等于气体物质的量之比,由三段式分析: 　　　　　　 CH3OCH3(g)CH4(g)+CO(g)+H2(g) 起始量/mol　　　1　　　　　　0　　　　0　　　0 转化量/mol　　　x　　　　　　x　　　　x　　　x 平衡量/mol　　 1-x　　　　　x　　　　x　　　x, 达到平衡时容器的总压强为100 kPa,则有=,解得x=0.5,故CH3OCH3的转化率=×100%=50%。 ②由上述分析可知,平衡常数Kp===625 (kPa)2。 18.(1)>　该反应焓变(ΔH)大于0,必须熵变(ΔS)大于0,才能使反应在较高温度下自发进行 (2)(画出斜线趋势逐渐减小即可) (3) (4)纳米片 (5)-49.1 (6)A [解析] (1)反应Ⅰ是吸热反应,ΔH>0,若反应能自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS<0,故需要ΔS>0,此时反应在较高温度下能自发进行。 (2)k正和k逆仅受温度影响,结合v正=k正c(CO2)·c(H2),升高温度,k正增大,pk正减小。 (3)反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),当CO平衡产率为40%时,列三段式: 此时总压为p,总物质的量为5 mol,由阿伏加德罗定律知,压强与物质的量成正比,即Kp===。 (4)温度相同时,使用Cu/ZnO纳米片CO2的转化率减小,但甲醇的选择性增大,说明使用Cu/ZnO纳米片使主反应活化能比副反应活化能下降幅度更大,更有利于加快主反应速率,故选择Cu/ZnO纳米片。 (5)根据图知,总热化学反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=(-0.51×1.6×10-19×10-3×6.02×1023) kJ·mol-1≈-49.1 kJ·mol-1。 (6)该反应是一个反应后气体分子数减小的放热反应,低温、高压条件下平衡正向移动,有利于提高CO2转化为甲醇的平衡转化率,A正确;增大CO2与H2的初始投料比,CO2的转化率降低,氢气的转化率提高,B错误;CH2O*+H*CH3O*的能垒最小,反应速率最快,不是该反应的决速步骤,C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $