辽宁省普通高中2026-2027学年度上学期第一次月考模拟卷（1）高二化学试题

辽宁省普通高中2026-2027学年度上学期第一次月考模拟卷（1） 高二化学 考试时间：75分钟 满分：100分 考试范围：选择性必修一第一、二章 一、选择题(本大题共15小题，每题3分，共45分，每题只有一个选项符合题目要求。) 1．下列依据热化学方程式得到的结论正确的是 A．已知：P（s，白磷）=P（s，红磷），则白磷比红磷稳定 B．已知： ，则氢气的燃烧热为 C．已知： ，则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出热量57.3kJ D．已知： ； ，则 2．体系的能量循环如图所示，则等于 A． B． C． D． 3．下图分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是 A．图1：石墨转变为金刚石是吸热反应 B．图2：白磷比红磷稳定 C．图3：         D．图4：   4．已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH=﹣91kJ•mol-1则断开1molCO中的化学键需吸收的能量为 化学键 C≡O H﹣H H﹣O C﹣H C﹣O 键能/(kJ·mol﹣1) x 436 463 414 326 A．738kJ B．817kJ C．1068kJ D．1157kJ 5．已知：      根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 A．CO的燃烧热为283 kJ B．如图可表示由CO生成的反应过程和能量关系 C．   D．与反应放出509 kJ热量时，电子转移数为 6．我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和合成的反应，其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示，图中的TS1-TS5为过渡态，吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是 A．该历程的最大能垒为178.3 kJ/mol B．总反应的热化学方程式是   C．钯基催化剂可使反应的减小 D．该历程中有极性键、非极性键的断裂与形成 7．工业制硝酸时，在500℃下可同时发生如下3个反应： 反应 热化学方程式 ΔH(kJ/mol) K ① ② ③ 下列说法正确的是 A．增大压强，反应①和③的K减小，反应②的K不变 B．升高温度，反应①的减小，增大 C．使用合适的催化剂，有可能提高单位时间内NO的产率 D．500℃时，反应的 8．一定温度下，可与等物质的量HCl催化加成，主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化如图2所示。下列说法不正确的是 A．由图1可知，X→Z的活化能大于X→Y的活化能 B．5~10 min时，各物质的物质的量分数变化可以用来解释 C．此温度下，X生成Y的平衡常数大于X生成Z的平衡常数 D．恒温恒容下，再增加少量X，平衡时不变 9．在某密闭容器中通入1mol 和1mol 。发生反应：的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法错误的是 A．x 点对应容器内共有3mol气体 B．混合气体的体积：z点<x点 C．若y点是压强为时的平衡点，则 D．该反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能 10．已知：，ΔH＜0。向一定条件的密闭容器中充入和进行反应。下列分析不正确的是 A．反应一段时间后，存在于、、中 B．加热和使用催化剂均可提高反应物分子中活化分子百分数，使该反应速率加快 C．加压和降温都有利于提高的平衡转化率 D．设的初始浓度为，则平衡时，与各组分平衡浓度c之间存在： 11．如图是简易量热计装置示意图，下列反应的反应热适宜用该装置测定的是 A．Na2O2与足量的CO2 B．石墨的不完全燃烧生成CO C．BaO与足量的水 D．碳酸钙的分解反应 12．科研人员进行了加氢制、和转化为催化反应的研究，反应历程分别如甲、乙两图所示。 下列说法正确的是 A．过程中，有极性键发生断裂、形成和非极性键形成 B．使用作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率 C．生成的总反应原子利用率小于100% D．经过活性中心裂解产生活化态的过程中 13．若将焦炭与固体置于的恒容密闭容器中，一定温度下发生如下反应： ⅰ： ⅱ： 达到平衡时的体积分数为0.25，下列说法错误的是 A．混合气体中不再变化时，不能确定体系达到平衡状态 B．平衡时，的转化率为 C．该温度时， D．若其他条件不变，容器体积变为，再次平衡时不变 14．工业上利用“蒸气转移法”提纯金属钨的原理为：。模拟装置如下图所示。低温区的平衡常数为，高温区为。下列说法不正确的是 A．该反应中，正反应的活化能小于逆反应的活化能 B．粗钨放置在低温区 C．若气体在低温区与高温区循环一周称为一次转移。向装置内充入与足量粗，则理论上至少需要5次转移才能得到纯(连接部分体积忽略) D．充分循环下，分批取出纯钨与一次性取出纯钨，二者所得的纯钨总量一样多 15． 加氢转化为二甲醚 的反应过程如下： 反应Ⅰ．、 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 在恒温恒容密闭容器中充入 和 发生上述反应。平衡时 的转化率、 和二甲醚生成物的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是 (已知： 含碳生成物 的选择性 ) A．曲线③表示的是 平衡转化率 B．260°C 时容器内 的量为 C．工业生产二甲醚的温度应该选择 340℃以上 D．260°C 时的平衡转化率为 28% 二、非选择题(本题共4小题，共55分) 16．近年来，新兴科技产业对钒产品纯度要求越来越高，是由工业级制取高纯的重要中间体。回答下列问题： (1)工业上制备有以下两种方法，反应的热化学方程式和平衡常数如下： 方法i．氯化法： 方法ii．配碳氯化法： 反应的_____(用含、的式子表示)；_____(用含、的式子表示)。 (2)在一定温度下向某恒容密闭容器中加入、，进行反应，起始时压强为后达到平衡，测得的转化率为40%。则内，的反应速率_____(用含的式子表示)，的平衡产率为_____%，_____(填含的计算式，用气体平衡分压代替平衡物质的量浓度进行计算)。 (3)在一定条件下，向恒容密闭容器中分别加入、4 mol C(s)和，仅发生方法ii的反应，反应进行15 min时测得的转化率随温度和压强的变化如图所示。 ①_____(填“＜”“＞”或“=”)；a、b、c三点对应的平衡常数、，的大小关系为_____。 ②的氯化在实际生产中控制反应温度为525℃，试分析原因：_____。 17．Ⅰ．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)在25℃，101kPa下，1g甲醇燃烧生成和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________________________。 (2)若适量的和完全反应，每生成23克需要吸收16.95kJ热量：___________。 (3)已知：0.5mol (g)与0.5mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成CO和的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是____________________________________________。 Ⅱ．由金红石()制取单质Ti，涉及到的步骤为Ti。 已知： ①； ②； ③； (4)则的ΔH=___________。 (2)(s，白磷)； P(s，红磷)； (5)则白磷转化为红磷的热化学方程式为______________________________________________________；相同的状况下，能量较低的是___________；白磷的稳定性比红磷___________(填“高”或“低”)。 18．碳及其化合物在生产生活中有着非常重要的作用。甲烷、一氧化碳与水蒸气反应是工业上制取氢气的重要方法，涉及的主要反应如下 反应Ⅰ．CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)  ΔH=+205.9kJ·mol-1 反应Ⅱ．CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)  ΔH=-41.2kJ·mol-1 (1)①CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。 ②一定温度下，向10L恒容密闭容器中充入1mol CH4和1mol H2O(g)，发生反应Ⅰ、Ⅱ，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．低温更适合反应Ⅰ自发进行 B．H2O(g)的分压不变时容器内反应达到平衡状态 C．升温一定有利于提高相同时间内H2产量 D．若将容器改为恒压容器，平衡时H2产量将降低 (2)100kPa下，将n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体投入恒压反应器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 曲线a代表___________的物质的量分数与温度的变化曲线：若其他条件不变，则600℃时反应Ⅱ的平衡常数Kp=___________；a曲线变化趋势的原因是___________。 (3)我国学者结合实验与计算机模拟，研究了金催化剂表面进行反应Ⅱ的反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，能量变化如图所示： 该历程中包含多个基元步骤。写出决速步骤的化学方程式：___________。反应Ⅱ的正反应活化能Ea为___________eV。 (4)工业上进行反应Ⅱ常采用多段变换工艺，首先在350℃左右用Fe3O4/Cr2O3催化进行高温反应，然后在200℃左右用Cu/ZnO/Al2O3催化进行低温反应，不考虑温度对催化剂的影响，请结合工业生产实际，试分析工程师这样设计的理由：___________。 19．“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物，硫氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。 (1)治理污染，首先要了解污染物的来源。下列反应是大气污染物来源方式： 已知：          若某反应的平衡常数表达式为，请写出此反应的热化学方程式__________。 (2)甲醇催化可制取丙烯，在一个刚性绝热的密闭容器中加入甲醇发生反应为：，反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。 ①下列可作为反应达到平衡状态的判断依据是__________ A．    B．体系温度不再变化    C．气体的平均摩尔质量不再变化。 ②该反应的活化能__________。 (3)某专家团队经研究发现，密闭容器中，加入足量的焦炭(沸点4827℃)和反应，生成和硫蒸气()，反应： 在某温度达到平衡时，和的体积分数都等于40%。按相同投料方式发生上述反应，相同时间内测得与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同时，在不同催化剂作用下，转化率与温度关系如图2所示。 由图中信息可知，A、B、C三点对应的反应状态中，没达到平衡状态的是__________(填字母)，达到平衡点判断依据是__________。 (4)用与反应生产甲醇也是消除污染的一种思路。反应原理为：，，。其中、分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在540K下，按初始投料比分别为、、，得到不同压强条件下的平衡转化率关系如图所示： ①点N在线b上，计算540K的压强平衡常数__________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。 ②540K条件下，某容器测得某时刻，，，此时__________。 高二化学 第1页，共4页 高二化学 第2页，共4页 高二化学 第1页，共4页 高二化学 第2页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省普通高中2026-2027学年度上学期第一次月考模拟卷（1） 高二化学 考试时间：75分钟 满分：100分 考试范围：选择性必修一第一、二章 一、选择题(本大题共15小题，每题3分，共45分，每题只有一个选项符合题目要求。) 1．下列依据热化学方程式得到的结论正确的是 A．已知：P（s，白磷）=P（s，红磷），则白磷比红磷稳定 B．已知： ，则氢气的燃烧热为 C．已知： ，则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出热量57.3kJ D．已知： ； ，则 【答案】D 【知识点】化学能与物质稳定性之间的关系、燃烧热概念、反应热大小比较 【详解】A．白磷转化为红磷的，为放热反应，说明白磷的总能量高于红磷；物质能量越低越稳定，因此红磷比白磷稳定，A错误； B．氢气的燃烧热定义为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，题给反应生成的是气态水，因此氢气的燃烧热不是，B错误； C．浓硫酸稀释过程会放出大量热，因此含（即1mol）的稀溶液与浓硫酸完全中和时，总放出热量大于，C错误； D．2 mol 碳完全燃烧生成放出的热量多于不完全燃烧生成放出的热量，放热反应的为负值，放出热量越多，越小，因此，D正确； 故答案选D。 2．体系的能量循环如图所示，则等于 A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】盖斯定律理解、盖斯定律的应用 【详解】根据盖斯定律，总反应可由三步反应加和得到：（）、（）、（），总焓变等于各分步反应焓变之和，因此，故答案选A。 3．下图分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是 A．图1：石墨转变为金刚石是吸热反应 B．图2：白磷比红磷稳定 C．图3：         D．图4：   【答案】A 【知识点】化学能与物质稳定性之间的关系、吸热反应和放热反应、化学反应中热量（Q）及（△H）相关判断、根据△H=生成物的总能量之和-反应物的总能量之和计算、反应热大小比较 【详解】A．由图1可知金刚石总能量高于石墨，石墨转变为金刚石时反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，A正确； B．由图2可知白磷总能量高于红磷，物质能量越低越稳定，因此红磷比白磷稳定，B错误； C．能量高于，硫的燃烧为放热反应，为负值，放出热量越多越小，因此，则，C错误； D．由图4可知反应的反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，，D错误； 故选A。 4．已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH=﹣91kJ•mol-1则断开1molCO中的化学键需吸收的能量为 化学键 C≡O H﹣H H﹣O C﹣H C﹣O 键能/(kJ·mol﹣1) x 436 463 414 326 A．738kJ B．817kJ C．1068kJ D．1157kJ 【答案】C 【知识点】根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算 【详解】根据反应焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，代入数据：，解得，即断开1 mol CO中的化学键需吸收1068 kJ能量。 故选C。 5．已知：      根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 A．CO的燃烧热为283 kJ B．如图可表示由CO生成的反应过程和能量关系 C．   D．与反应放出509 kJ热量时，电子转移数为 【答案】C 【知识点】热化学方程式书写及正误判断、燃烧热概念、盖斯定律的应用、反应热大小比较、电子转移计算 【详解】A．燃烧热的单位为kJ/mol，CO的燃烧热应为283 kJ/mol，A错误； B．ΔH=-566 kJ/mol对应2 molCO和1molO2反应生成2 molCO2的焓变，图中反应物标注为CO+O2，物质的量和焓变不匹配，B错误； C．已知2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452 kJ/mol，固态CO2的能量低于气态CO2，反应放出的热量更少，焓变更大，因此ΔH>-452 kJ/mol，C正确； D．根据盖斯定律叠加已知热化学方程式，可得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-509 kJ/mol，反应放出509 kJ热量时消耗1 molCO，C元素从+2价升高到+4价，转移2 mol电子，电子转移数为2×6.02×1023，D错误； 故答案选C。 6．我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和合成的反应，其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示，图中的TS1-TS5为过渡态，吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是 A．该历程的最大能垒为178.3 kJ/mol B．总反应的热化学方程式是   C．钯基催化剂可使反应的减小 D．该历程中有极性键、非极性键的断裂与形成 【答案】A 【知识点】热化学方程式书写及正误判断、活化能对反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响、共价键的形成及主要类型 【详解】A．计算各步能垒，TS2对应的能垒为，为该历程的最大能垒，A正确； B．图中最终生成物为吸附态，选项热化学方程式中生成物为游离态，且未标注物质状态，焓变数值不对应，B错误； C．钯基催化剂只降低反应的活化能，不改变反应的始末态能量，因此不改变，C错误； D．该历程中只有非极性键的断裂，所有新形成的化学键均为极性键，无非极性键的形成，D错误； 答案选A。 7．工业制硝酸时，在500℃下可同时发生如下3个反应： 反应 热化学方程式 ΔH(kJ/mol) K ① ② ③ 下列说法正确的是 A．增大压强，反应①和③的K减小，反应②的K不变 B．升高温度，反应①的减小，增大 C．使用合适的催化剂，有可能提高单位时间内NO的产率 D．500℃时，反应的 【答案】C 【知识点】盖斯定律的应用、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的影响因素及应用、化学平衡常数的计算 【详解】A．平衡常数仅与温度有关，增大压强且温度不变时，三个反应的均不变，A错误； B．升高温度会使活化分子百分数增大，无论正、逆反应速率均增大，B错误； C．催化剂具有选择性，若选用可加快反应①速率、抑制副反应的催化剂，能提升单位时间内的生成量，提高单位时间产率，C正确； D．目标反应可由反应①减去反应②得到，平衡常数，D错误； 故选C。 8．一定温度下，可与等物质的量HCl催化加成，主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化如图2所示。下列说法不正确的是 A．由图1可知，X→Z的活化能大于X→Y的活化能 B．5~10 min时，各物质的物质的量分数变化可以用来解释 C．此温度下，X生成Y的平衡常数大于X生成Z的平衡常数 D．恒温恒容下，再增加少量X，平衡时不变 【答案】C 【知识点】活化能对反应速率的影响、化学平衡常数的影响因素及应用、化学平衡常数的计算 【分析】已知X与HCl按照1:1的物质的量进行反应会得到Y和Z，从图1中可以发现，随着时间的推移，Z的物质的量分数逐渐增加，而Y的物质的量分数先增加后减小，说明前期生成Y的反应速率很快，即X→Y的反应活化能比X→Z的活化能低，而通过图2可发现，Z的能量比Y和X都低，这就说明稳定性Z＞Y＞X，则最终转化为Z的趋势更大，也符合图1的物质的量变化趋势； 【详解】A．根据分析可知X→Z的反应活化能比X→Y的活化能高，A正确； B．5～10min时，由图1可知生成产物Y的速率远大于生成产物Z，说明X生成Y的活化能E1小于Y生成Z的活化能E3，结合图2，各物质的物质的量分数变化可以用E1＜E3来解释，B正确； C．根据图1，当反应足够长时间后，Z和Y的物质的量分数不再变化，且Z的物质的量分数远大于Y，说明X→Z的平衡常数更大，C错误； D．X生成Y、X生成Z的反应平衡常数仅与温度有关，温度不变则两反应平衡常数的比值为定值，因此恒温恒容下再增加少量X，平衡时n(Z)/n(Y)不变，D正确； 故选C。 9．在某密闭容器中通入1mol 和1mol 。发生反应：的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法错误的是 A．x 点对应容器内共有3mol气体 B．混合气体的体积：z点<x点 C．若y点是压强为时的平衡点，则 D．该反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能 【答案】B 【知识点】温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响、转化率的计算、与转化率变化有关图像的分析 【详解】A．x点平衡转化率为50%，反应消耗0.5 mol和0.5 mol，生成0.5 mol和1.5 mol，总气体物质的量为，A正确； B．z点压强和x点相同，温度高于x点，温度升高平衡正移，气体总物质的量增大，根据，不变时，、均增大则增大，故混合气体体积点点，B错误； C．该反应为气体分子数增大的反应，同温度下压强越大，平衡转化率越低，y点与x点温度相同，平衡转化率低于x点（压强为），故，C正确； D．温度升高平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，，而，故正反应的活化能大于逆反应的活化能，D正确； 故选B。 10．已知：，ΔH＜0。向一定条件的密闭容器中充入和进行反应。下列分析不正确的是 A．反应一段时间后，存在于、、中 B．加热和使用催化剂均可提高反应物分子中活化分子百分数，使该反应速率加快 C．加压和降温都有利于提高的平衡转化率 D．设的初始浓度为，则平衡时，与各组分平衡浓度c之间存在： 【答案】D 【知识点】温度对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响、可逆反应及反应限度、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．该反应为可逆反应，正反应使进入，逆反应又可使标记氧进入；同时体系中仍有含标记氧的，因此三种物质中均可存在标记氧，A正确； B．加热能升高反应物分子能量，催化剂能降低反应活化能，二者均能提高活化分子百分数，加快反应速率，B正确； C．正反应的气体总物质的量减小，加压使平衡向正反应方向移动；正反应放热，降温也使平衡向正反应方向移动，故两种措施均可提高的平衡转化率，C正确； D．根据原子守恒，初始时总浓度为，平衡时、中的均来自初始的，并非每个含的都含3个、每个含的都含2个，式子系数错误，D错误； 故选D。 11．如图是简易量热计装置示意图，下列反应的反应热适宜用该装置测定的是 A．Na2O2与足量的CO2 B．石墨的不完全燃烧生成CO C．BaO与足量的水 D．碳酸钙的分解反应 【答案】C 【知识点】化学能与热能的相互转化、常见能量转化形式、中和热的测定与误差分析 【详解】A．与足量反应生成气体，气体逸出会带走大量热量，且为气体反应物，不适用于该装置，A错误； B．石墨不完全燃烧生成需要点燃条件，且反应生成气体，不适用于该装置，B错误； C．与足量水反应生成，为固液放热反应，无气体生成，反应速率快无需额外条件，适用于该装置，C正确； D．的分解反应为吸热反应，需要高温持续加热，且生成气体，不适用于该装置，D错误； 故选C。 12．科研人员进行了加氢制、和转化为催化反应的研究，反应历程分别如甲、乙两图所示。 下列说法正确的是 A．过程中，有极性键发生断裂、形成和非极性键形成 B．使用作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率 C．生成的总反应原子利用率小于100% D．经过活性中心裂解产生活化态的过程中 【答案】A 【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、熵判据、共价键概念及判断、基元反应与反应历程 【详解】A．如图乙所示，CH4→CH3COOH的过程中发生三个步骤：CH4的C-H断裂形成H*和、CO2与反应生成CH3COO*、CH3COO*转化为CH3COOH，反应过程中涉及C-H键（极性键）断裂、C-C键（非极性键）和O-H键（极性键）生成，A正确； B．催化剂不能降低反应的焓变，仅可降低反应的活化能，提高化学反应速率，B错误； C．根据图乙所示，与在催化剂存在时生成，总反应为，只有一种生成物，原子利用率为100%，C错误； D．为气体，裂解后产生的活化态H·被吸附在Ni活性中心表面，由自由运动的气体分子变为在表面束缚的原子，体系的混乱度减小，，D错误； 故选A。 13．若将焦炭与固体置于的恒容密闭容器中，一定温度下发生如下反应： ⅰ： ⅱ： 达到平衡时的体积分数为0.25，下列说法错误的是 A．混合气体中不再变化时，不能确定体系达到平衡状态 B．平衡时，的转化率为 C．该温度时， D．若其他条件不变，容器体积变为，再次平衡时不变 【答案】B 【知识点】化学平衡的有关计算、化学平衡状态的判断方法、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的计算、转化率的计算 【详解】A．反应ⅱ中与的生成计量数之比为，反应过程中始终等于，该比值不变无法判断体系是否平衡，A正确； B．设反应ⅱ生成的浓度为，则平衡时，反应ⅰ的平衡常数仅和气体浓度有关，故，由体积分数为得，解得，反应ⅰ生成的总为，消耗的物质的量为，转化率为，B错误； C．，C正确； D．反应ⅰ的平衡常数，温度不变则不变，再次平衡时仍为，D正确。 14．工业上利用“蒸气转移法”提纯金属钨的原理为：。模拟装置如下图所示。低温区的平衡常数为，高温区为。下列说法不正确的是 A．该反应中，正反应的活化能小于逆反应的活化能 B．粗钨放置在低温区 C．若气体在低温区与高温区循环一周称为一次转移。向装置内充入与足量粗，则理论上至少需要5次转移才能得到纯(连接部分体积忽略) D．充分循环下，分批取出纯钨与一次性取出纯钨，二者所得的纯钨总量一样多 【答案】C 【知识点】活化能对反应速率的影响、温度对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的概念及表达方式、化学平衡常数的影响因素及应用、化学平衡常数的计算 【详解】A．低温区的平衡常数为，高温区为，K随温度升高减小，说明升温平衡逆向移动，ΔH<0，为放热反应，正反应放热，△H=E正活化-E逆活化<0，此时正反应的活化能小于逆反应的活化能，A正确； B．结合A分析，，即反应为放热反应，升温平衡左移，所以粗钨应放在低温区，B正确； C．向装置内充入与足量粗，低温区三段式，，解得x=0.005mol，即n(WI2)=n(I2)=0.005mol，高温区三段式，，解得y=0.0025mol，即经过一次转移得到0.0025molW，则理论上至少需要次转移才能得到0.01mol纯W，C错误； D．W为固体，改变其量不能使平衡移动，所以分批取出纯钨不能得到更多纯钨，即二者所得的纯钨总量一样多，D正确； 故选C。 15． 加氢转化为二甲醚 的反应过程如下： 反应Ⅰ．、 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 在恒温恒容密闭容器中充入 和 发生上述反应。平衡时 的转化率、 和二甲醚生成物的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是 (已知： 含碳生成物 的选择性 ) A．曲线③表示的是 平衡转化率 B．260°C 时容器内 的量为 C．工业生产二甲醚的温度应该选择 340℃以上 D．260°C 时的平衡转化率为 28% 【答案】B 【知识点】盖斯定律的应用、化学平衡的有关计算、温度对化学平衡移动的影响、转化率的计算 【分析】由题干信息可知，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，则随着温度升高，CO的选择性增大，CH3OCH3的选择性减小，即曲线①表示CO的选择性，曲线③表示CH3OCH3的选择性，曲线②表示CO2的平衡转化率，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，曲线②表示的是CO2平衡转化率，A错误； B．由图可知，260℃时，CO2的平衡转化率为50%，初始充入 1mol CO2，则反应掉0.5 mol CO2，CO选择性为36%，二甲醚的选择性为50%，根据题目中的定义：含碳生成物X的选择性，则生成的CO的物质的量为：，生成二甲醚的物质的量为：，根据碳守恒，反应掉0.5 mol CO2，生成CO、甲醇和二甲醚，则转化为甲醇的碳的物质的量为：，B正确； C．观察图像可知，340℃以上时，曲线③（二甲醚的选择性）已经降至接近0，而曲线①（CO的选择性）非常高，这意味着340℃以上主要发生生成CO的反应，二甲醚的产率极低，工业生产二甲醚的温度不应该选择 340℃以上，C错误； D．260℃时，已知平衡时各含碳物质的量：、、，根据题中反应，计算消耗的H2总量：生成0.18 mol CO发生反应Ⅱ，消耗0.18 mol H2，生成甲醇和二甲醚的总过程可看作由反应Ⅰ生成甲醇，再有反应Ⅲ转化部分甲醇为二甲醚，则体系中总的生成甲醇的物质的量为：，发生反应Ⅰ，消耗H2的物质的量为：，则总共消耗1.14 mol H2，初始充入3 mol H2，H2的平衡转化率为：，D错误； 故选B。 二、非选择题(本题共4小题，共55分) 16．近年来，新兴科技产业对钒产品纯度要求越来越高，是由工业级制取高纯的重要中间体。回答下列问题： (1)工业上制备有以下两种方法，反应的热化学方程式和平衡常数如下： 方法i．氯化法： 方法ii．配碳氯化法： 反应的_____(用含、的式子表示)；_____(用含、的式子表示)。 (2)在一定温度下向某恒容密闭容器中加入、，进行反应，起始时压强为后达到平衡，测得的转化率为40%。则内，的反应速率_____(用含的式子表示)，的平衡产率为_____%，_____(填含的计算式，用气体平衡分压代替平衡物质的量浓度进行计算)。 (3)在一定条件下，向恒容密闭容器中分别加入、4 mol C(s)和，仅发生方法ii的反应，反应进行15 min时测得的转化率随温度和压强的变化如图所示。 ①_____(填“＜”“＞”或“=”)；a、b、c三点对应的平衡常数、，的大小关系为_____。 ②的氯化在实际生产中控制反应温度为525℃，试分析原因：_____。 【答案】(1) （或） (2) 60 （或） (3) ＞ 525℃时反应速率较快，且的转化率已经较高；继续升温转化率增加不明显，且该反应为放热反应，温度过高会导致平衡逆向移动，降低转化率，同时增加能耗。 【知识点】化学平衡的有关计算、化学反应速率与化学平衡的综合应用 【分析】第（1）问先将两条热化学方程式按目标反应进行线性组合，焓变按相同倍数相加，平衡常数按方程式相减、缩放对应相除和开方。第（2）问由固体转化率求反应物消耗量，再按化学计量数得到各气体的平衡物质的量；恒温恒容时气体分压与物质的量成正比，据此计算压强反应速率、平衡产率和。第（3）问的曲线表示15 min后的转化率而非平衡转化率，应分别考虑压强对有限时间反应速率的影响以及温度对平衡常数的影响。 【详解】（1）将方法ii的热化学方程式减去方法i的热化学方程式，得到目标反应的3倍。根据盖斯定律，将焓变同除以3，故目标反应的焓变为。相应地，反应ii的平衡常数除以反应i的平衡常数后再开立方，故目标反应的平衡常数为。 （2）平衡时消耗3 mol×40%=1.2 mol。由反应中各物质的化学计量数可知，消耗1.8 mol，和分别生成2.4 mol和1.8 mol。恒温恒容下，起始3 mol气体对应总压，故反应物消耗对应的压强为，0～20 min内的反应速率为。 起始物质中3 mol 为限制反应物，最多生成4 mol ，所以平衡产率为。平衡时三种气体的物质的量依次为1.2 mol、2.4 mol、1.8 mol，故三者的平衡分压分别为。代入平衡常数表达式，得。 （3）图中纵坐标是反应进行15 min时的转化率，并非平衡转化率。在相同温度下，增大压强使分压增大，有限时间内反应速率加快，曲线上转化率较高的虚线对应较大压强，故。 平衡常数只与温度有关，a、b两点温度相同；c点温度高于a、b点，且方法ii为放热反应，升温使平衡常数减小，故。 由曲线可见，525℃时转化率已较高，继续升温后转化率增加幅度很小；同时该反应为放热反应，过高温度使平衡逆向移动且增加能耗。因此实际生产控制在525℃，可兼顾较快反应速率、较高转化率和平衡与能耗因素。 17．Ⅰ．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)在25℃，101kPa下，1g甲醇燃烧生成和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________________________。 (2)若适量的和完全反应，每生成23克需要吸收16.95kJ热量：___________。 (3)已知：0.5mol (g)与0.5mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成CO和的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是____________________________________________。 Ⅱ．由金红石()制取单质Ti，涉及到的步骤为Ti。 已知： ①； ②； ③； (4)则的ΔH=___________。 (2)(s，白磷)； P(s，红磷)； (5)则白磷转化为红磷的热化学方程式为______________________________________________________；相同的状况下，能量较低的是___________；白磷的稳定性比红磷___________(填“高”或“低”)。 【答案】(1) (2) （或 ） (3)t ℃、p kPa时， (4) (5) 红磷 低 【知识点】化学能与物质稳定性之间的关系、热化学方程式书写及正误判断、表示燃烧热的热化学方程式书写、盖斯定律的应用 【详解】（1）甲醇（）的摩尔质量为，甲醇的物质的量为。燃烧放热，则甲醇完全燃烧放热。表示燃烧热的热化学方程式要求可燃物的化学计量数为，且生成稳定的氧化物（时水为液态），故热化学方程式为：； （2）的摩尔质量为，的物质的量为。生成吸收热量，则生成吸收热量。对应的热化学方程式为 ； （3）完全反应吸收热量，则完全反应吸收热量。根据原子守恒配平化学方程式，生成物为和，题目告知反应所处状态，故热化学方程式为：t ℃、p kPa时，； （4）已知：① ② ③ 根据盖斯定律，由③ +① -② 可得目标反应：，其焓变 。 （5）已知：① ② 根据盖斯定律，由① -② 可得白磷转化为红磷的热化学方程式：。 该反应的，为放热反应，说明白磷的能量高于红磷，即相同状况下能量较低的是红磷。物质所含能量越低越稳定，故白磷的稳定性比红磷低。 18．碳及其化合物在生产生活中有着非常重要的作用。甲烷、一氧化碳与水蒸气反应是工业上制取氢气的重要方法，涉及的主要反应如下 反应Ⅰ．CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)  ΔH=+205.9kJ·mol-1 反应Ⅱ．CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)  ΔH=-41.2kJ·mol-1 (1)①CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。 ②一定温度下，向10L恒容密闭容器中充入1mol CH4和1mol H2O(g)，发生反应Ⅰ、Ⅱ，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．低温更适合反应Ⅰ自发进行 B．H2O(g)的分压不变时容器内反应达到平衡状态 C．升温一定有利于提高相同时间内H2产量 D．若将容器改为恒压容器，平衡时H2产量将降低 (2)100kPa下，将n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体投入恒压反应器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 曲线a代表___________的物质的量分数与温度的变化曲线：若其他条件不变，则600℃时反应Ⅱ的平衡常数Kp=___________；a曲线变化趋势的原因是___________。 (3)我国学者结合实验与计算机模拟，研究了金催化剂表面进行反应Ⅱ的反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，能量变化如图所示： 该历程中包含多个基元步骤。写出决速步骤的化学方程式：___________。反应Ⅱ的正反应活化能Ea为___________eV。 (4)工业上进行反应Ⅱ常采用多段变换工艺，首先在350℃左右用Fe3O4/Cr2O3催化进行高温反应，然后在200℃左右用Cu/ZnO/Al2O3催化进行低温反应，不考虑温度对催化剂的影响，请结合工业生产实际，试分析工程师这样设计的理由：___________。 【答案】(1) CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)  ΔΗ=+247.1kJ/mol B (2) CO2 (2.083也可) 温度较低时反应以Ⅰ为主，CO浓度较大时反应Ⅱ平衡正移，CO2的物质的量分数提高，温度较高时以反应Ⅱ为主，升温使放热反应平衡逆移，CO2的物质的量分数降低 (3) H2O*=H*+OH 2.02 (4)高温下反应速率快，可以在较短的时间内将大部分CO转化。低温下有利于平衡正向移动，将残余的CO进一步深度转化，提高原料利用率和产品纯度 【知识点】影响化学平衡的因素、化学平衡图像、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算 【详解】（1）①根据盖斯定律，（反应I）-（反应Ⅱ）得：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  ΔΗ=（+205.9）-(-41.2)=+247.1 ； ②A．反应Ⅰ为吸热反应由ΔG=（ΔH-TΔS)<0，可知反应I应在高温下自发进行，A错误； B．气体的物质的量、H2O(g)的分压会随着反应而变，H2O(g)的分压不变说明反应已达平衡，B正确； C．升高温度速率加快能提高单位时间内H2产量，但是当时间较长反应有可能达到平衡状态，继续升高温度反应Ⅱ有可能占主导使H2产量降低；所以C错误； D．改为恒压容器对应反应Ⅱ无影响，反应Ⅰ可以等价于先到达平衡再减压，再次平衡时H2产量将增大,所以D错误； 选B； （2）反应Ⅰ的正反应为吸热反应，反应Ⅱ的正反应为放热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，CO物质的量增大，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO物质的量增大，故CO的平衡物质的量分数随温度升高始终增大，为曲线b，则曲线a代表平衡时CO2的物质的量分数与温度的关系；恒压100kPa，起始按n(CH4)：n(H2O)=1：3投料，起始CH4的分压为25kPa；设起始CH4的物质的量为a mol，H2O物质的量为3a mol，反应Ⅰ从起始到平衡消耗CH4的物质的量为x mol，反应Ⅱ从起始到平衡消耗H2O的物质的量为y mol，列三段式：，，平衡时气体总物质的量为(a-x+3a-x-y+x-y+3x+y+y)mol=(4a+2x)mol，600℃平衡时CH4物质的量分数为0.04，则，解得，则总物质的量为。其他条件不变，600℃时，H2O的物质的量，H2的物质的量，则，CO的物质的量分数为，p(CO)=6kPa，同理p(CO2)=8kPa，p(H2)=50kPa，p(H2O)=32kPa，反应Ⅱ的平衡常数，故答案为CO2，；a曲线变化的原因是温度较低时反应以Ⅰ为主，CO浓度较大时反应Ⅱ平衡正移，CO2的物质的量分数提高，温度较高时以反应Ⅱ为主，升温使放热反应平衡逆移，CO2的物质的量分数降低； （3）由图可知生成过渡态2的基元反应的活化能最大为决速步骤，所以对应的方程式为：H2O=H+OH，决速步骤的活化能为2.02eV； （4）高温下反应速率快，可以在较短的时间内将大部分CO转化，低温下有利于平衡正向移动，将残余的CO进一步深度转化，提高原料利用率和产品纯度。 19．“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物，硫氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。 (1)治理污染，首先要了解污染物的来源。下列反应是大气污染物来源方式： 已知：          若某反应的平衡常数表达式为，请写出此反应的热化学方程式__________。 (2)甲醇催化可制取丙烯，在一个刚性绝热的密闭容器中加入甲醇发生反应为：，反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。 ①下列可作为反应达到平衡状态的判断依据是__________ A．    B．体系温度不再变化    C．气体的平均摩尔质量不再变化。 ②该反应的活化能__________。 (3)某专家团队经研究发现，密闭容器中，加入足量的焦炭(沸点4827℃)和反应，生成和硫蒸气()，反应： 在某温度达到平衡时，和的体积分数都等于40%。按相同投料方式发生上述反应，相同时间内测得与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同时，在不同催化剂作用下，转化率与温度关系如图2所示。 由图中信息可知，A、B、C三点对应的反应状态中，没达到平衡状态的是__________(填字母)，达到平衡点判断依据是__________。 (4)用与反应生产甲醇也是消除污染的一种思路。反应原理为：，，。其中、分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在540K下，按初始投料比分别为、、，得到不同压强条件下的平衡转化率关系如图所示： ①点N在线b上，计算540K的压强平衡常数__________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。 ②540K条件下，某容器测得某时刻，，，此时__________。 【答案】(1) (2) BC 31 (3) AC B点和硫蒸气的生成速率之比是，且方向相反，存在v(正)(逆) (4) 0.64 【知识点】盖斯定律的应用、化学平衡的有关计算、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算 【详解】（1）由平衡常数表达式可知，该反应的气态反应物为，气态生成物为、，固体C不写入平衡常数，配平得到目标反应：。根据盖斯定律，将已知反应做如下变换：反应2 - 反应1 - 反应3，即可得到目标反应，焓变同步计算得。 （2）①A．平衡时正逆速率需满足计量比关系，正确关系应为，说明逆反应速率远大于正反应，未达平衡； B．容器为刚性绝热体系，反应的吸放热会使体系温度变化，温度不再变化说明正逆反应速率相等，达到平衡； C．反应前后气体总质量不变，但气体分子数增大，总物质的量是变量，根据，平均摩尔质量不再变化说明不再改变，反应达到平衡； 选BC； ②根据Arrhenius公式，代入图中两点坐标：、；、，两式相减得：，解得。 （3）该反应达到平衡时，正逆反应速率满足计量比关系：。结合题干平衡时体积分数列三段式可知： SO2和CO2的体积分数都等于40%，即1-y=y，解得y=0.5，，条件可推得，即平衡时： A点：，未达平衡； B点：时，，满足，说明B点反应已达平衡； C点：相同温度下，C点转化率未达到最大值，说明其不是平衡点； 故选AC； 达到平衡点判断依据是B点和硫蒸气的生成速率之比是，且方向相反，存在v(正)(逆)。 （4）①投料比越大，相同压强下的平衡转化率越高，因此线a对应、线b对应1：1、线c对应。N点在线b上，总压为2.0 MPa，平衡转化率为60%，设初始投料、，列三段式： 得平衡时各物质的物质的量：，，，，总物质的量为1.6 mol。代入分压平衡常数公式，计算得。 ②平衡时，即，因此。代入时刻的分压数据：，即。 高二化学 第1页，共4页 高二化学 第2页，共4页 高二化学 第1页，共4页 高二化学 第2页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $