精品解析：山西大学附属中学校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题

化学试卷 一、选择题(共15题，1-10题每题3分，11-15题每题4分，共50分) 1. 下列科技成果中蕴含的化学知识叙述不正确的是 A. 液氧甲烷火箭朱雀二号成功发射的能量转化形式为：化学能热能机械能 B. 将太阳能转化为电能，再将水电解获得氢气，符合“低碳”原则 C. 利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，且温度越高降解速率越快 D. 采用催化转化技术不能提高汽车尾气中有害气体的平衡转化率 2. 下列反应属于吸热反应的是 ①葡萄糖在人体内氧化分解 ②氢气在氧气中燃烧 ③碳酸钙高温分解成CaO和CO2  ④氢氧化钾和硫酸中和 ⑤与NH4Cl反应  ⑥钢铁制品生锈的反应 ⑦小苏打中和多余的胃酸 A. ③⑤⑦ B. ①③⑤ C. ③⑤⑥⑦ D. ①③④⑤⑥⑦ 3. 研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A. ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B. 在其他外界条件不变的情况下，工业合成氨中用催化剂可改变产生合成氨的反应方向 C. 冰在室温下自动熔化成水是一个熵增的过程 D. 非自发反应在任何条件下都不能发生 4. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B. 用饱和食盐水除去中的HCl，比用蒸馏水更有利于减少的损失 C. 工业合成氨  应选择高温条件 D. 工业制取金属钾，选取合适温度，使K变成蒸气从体系中逸出 5. 生产的方法之一是将、按体积比的比例混合于密闭容器中，一定条件下发生反应：  。下列说法正确的是 A. 反应达到平衡后，增大压强，平衡正向移动 B. 升高反应温度，平衡常数增大 C. 若增大n()/n(O2)的投料比，可以提高HCl的平衡转化率 D. 加入催化剂，反应历程发生改变，正反应速率增大，逆反应速率减小 6. 下列有关探究实验的说法错误的是 A. 探究镍、铜的金属性强弱 B. 探究浓度对反应速率的影响 C. 探究X与Y反应的热效应 D. 不能探究压强对平衡移动的影响 7. 将一定量的NO2充入注射器中后封口，下图是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是 A. b点的操作是拉伸注射器 B. c点与 a 点相比， c(NO2)增大，c(N2O4)减小 C. 若注射器绝热(不与外界进行能量交换)，则b、c两点的平衡常数 Kb D. d点：v (正)> v (逆) 8. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确，且陈述Ⅱ能解释陈述Ⅰ的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 实验室使用粗锌代替纯锌与稀硫酸反应制氢气，速率比较快 粗锌中含有杂质金属，可以作催化剂，加快反应速率 B 分别向0.1 mol/L溶液中滴加少量等浓度的溶液和溶液，滴加溶液的试管中产生气泡速率更快 催化分解的效率一定比高 C 工业上利用SO2和O2合成SO3时采用常压条件而不是高压条件 常压下SO2的转化率已经很高，可以节约成本 D 向FeCl3和KSCN混合溶液中加入少量KCl固体，溶液颜色变浅 氯离子浓度增大，平衡向逆反应方向移动 A. A B. B C. C D. D 9. 一氯胺()常用作饮用水消毒剂，制备原理是 。已知：键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，几种化学键的键能如下表所示。 化学键 键能/ 391 a 191 431 下列叙述错误的是 A. 表中 B. 合成一氯胺的正反应在较高温度下能自发进行 C. 起始投料和温度不变，恒容和恒压条件下平衡转化率相等 D. 上述反应中，正反应的活化能小于逆反应的活化能 10. 在金催化剂表面上进行某反应历程如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法不正确的是 A. 该反应的热效应 B. 反应过程中无非极性键的断裂，只有非极性键的生成 C. 其他条件不变，增大压强能提高CO的平衡转化率 D. 该历程中最大能垒(活化能)步骤的反应式为 11. 最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A. 放电时，负极区游离的数目减少 B. 放电时，还原为，理论上需要氢原子 C. 放电时，从正极区穿过离子交换膜进入负极区 D. 放电时，电池总反应为3O2+4Al+6H2O+4OH-=4[Al(OH)4]- 12. 向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应： ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B. 该反应的ΔH ＞0 C. b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D. 该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 13. 历史上曾用“地康法”制氯气，相关反应为。某刚性容器中，进料浓度比分别等于1∶1、1∶4、1∶7时，HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列说法正确的是 A. 平衡常数：K(200℃)<K(300℃) B. 及时分离出(g)可以提高氯化氢的转化率 C. 曲线①对应的等于1∶7 D. 若HCl的初始浓度为c ，进料浓度比为1∶1时， 14. 甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 反应Ⅲ 条件下，1mol和9mol发生上述反应达平衡状态时，体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法错误的是 A. 550℃时，的平衡转化率为20% B. 550℃反应达平衡状态时， C. 其他条件不变，在400~550℃范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D. 其他条件不变，减压有利于增大平衡时的物质的量 15. 恒压下，向密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应： 副反应： 在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布数随投料比的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A. B. 曲线a代表乙酸的分布分数，容器内气体的密度不变能作为反应达到平衡状态的依据 C. CO的平衡转化率：L点小于M点 D. L、M、N三点的平衡常数：K(N)>K(M)=K(L) 二、非选择题(每空2分，共50分) 16. 化学反应速率、化学平衡理论通过大量化学实验进行验证，回答下列相关实验问题： Ⅰ．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验： 【实验内容及记录】 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 溶液颜色褪至无色所需时间/min 0.6mol/LH2C2O4 溶液 0.1mol/L溶液 稀硫酸 V （1）H2C2O4溶液使酸性褪色的同时还会产生无色气体，原因是：_________________________________________________用离子方程式表示。 （2）分析上述表中的实验数据：V=___________mL。 （3）根据实验方案推断本实验目的为_________________________________________。 Ⅱ．某化学小组为了研究外界条件对化学平衡的影响，进行了如下实验： （4）平衡体系橙色黄色，向体系中加入5-6滴6mol/L的硫酸，溶液呈________色，其主要原因是______________________________。 （5）Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连通的、瓶中已充有NO2气体)进行实验，可观察到瓶中气体颜色比瓶中的___________(填“深”或“浅”)，其原因是________________________________________________。 17. 厦门钨业是国内最大的钨钼产品生产与出口企业。工业上利用黑钨矿(其主要成分是FeWO4，MnWO4还含有少量的SiO2、Al2O3、As2O3等)制备钨的工艺流程如图： 已知：①钨酸钠：Na2WO4；仲钨酸铵晶体：(NH4)2WO4·nH2O。 ②离子交换法原理为：用强碱性阴离子交换树脂[R4NCl(s)]与发生离子交换，交换过程中发生反应：2R4NCl(s)+(aq)(R4N)2WO4(s)+2Cl-(aq)，请回答下列问题： （1）“焙烧”时，能加快反应速率的措施有_________________________(写出一种即可)。该过程FeWO4发生反应的化学方程式为___________________________________。 （2）“吸附”中该树脂对阴离子的亲和力大小为：___________(填“>”、“<”或“=”)。 （3）“解吸”中采用浓的氯化铵和氨水的混合溶液作为解吸剂，温度通常控制在35℃左右。 ①加入氯化铵的目的除了可以使解吸得到的钨转化为钨酸铵溶液，还能___________。 ②温度控制在35℃左右的原因是_________________________________________。 （4）“系列操作”包括①___________(填操作名称，下同)、冷却结晶、过滤、洗涤和②___________；从下列仪器中选出①②需使用的仪器，依次为___________(填标号)。 （5）工业上用H2逐级还原制备钨粉，反应过程：WO3→WO2.90→WO2.72→WO2→W，总反应为3H2(g)+WO3(s)W(s)+3H2O(g)，测得一定条件下，平衡时H2的体积分数曲线如图所示。 ①若上述反应在恒容密闭容器中达到平衡，下列说法可作为判断依据的是___________。 A．v正(WO3)=v逆(W)              B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．混合气体的密度不变         D．容器内压强不变 ②在900K条件下，向1L密闭容器中通入1 molH2发生上述反应，10min时反应达到平衡状态，此时H2的体积分数为25%，则0～10min内v(H2)=___________mol·L-1·min-1。 18. “实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”，其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。 （1）CO2加氢可制备甲醇(CH3OH)。CO2转化为甲醇有利于实现碳中和，该过程经历以下两步： CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90kJ/mol ①写出CO2(g)合成CH3OH(g) 总反应的热化学方程式：________________________。 ②在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2一定条件下发生反应： 测得 CO2和CH3OH的物质的量随时间的变化情况如表所示。 时间 0 min 4min 8 min 12 min 16 min n(CH3OH)/ mol 0 0.40 0.65 0.75 0.75 n(CO2)/ mol 1 0.60 0.35 a 0.25 a=_______；第4 min 时v正(CH3OH)_______(填“>”“<”或“=”)第12 min时 ③达到平衡后，欲增加甲醇的产率，并提高反应的速率，可采取的措施___________(写出其中符合条件的一种) （2）可以通过CO₂制备得到二甲醚(DME)。方法如下： Ⅰ：。 伴随副反应： -1.在恒容密闭容器中制备二甲醚。按照 投料，CO2的平衡转化率和CO、CH3OCH3的选择性随温度变化如图所示。 CO 的选择性=×100% CH3OCH3的选择性=×100% ①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_______________。该实验条件下，200℃时CH3OCH3的平衡产率为_______。 ②一定温度下，对于反应Ⅱ， 其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，受温度影响，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。温度为T₁℃时，将物质的量均为1mol的CO2和H2充入体积为1 L的恒容密闭容器中只发生反应II，当CO2的转化率为50%时 则平衡时用气体分压表示的平衡常数Kp=_____________；T2℃达到平衡时， 则 T1_______T2(填“ 大于”“小于”或“等于”)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学试卷 一、选择题(共15题，1-10题每题3分，11-15题每题4分，共50分) 1. 下列科技成果中蕴含的化学知识叙述不正确的是 A. 液氧甲烷火箭朱雀二号成功发射的能量转化形式为：化学能热能机械能 B. 将太阳能转化为电能，再将水电解获得氢气，符合“低碳”原则 C. 利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，且温度越高降解速率越快 D. 采用催化转化技术不能提高汽车尾气中有害气体的平衡转化率 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲烷的化学能燃烧放出热量转化成热能，高温高压气体膨胀推动火箭，热能转化为机械能，A正确； B．将太阳能转化为电能，再将水电解获得氢气，不消耗化石燃料、不排放二氧化碳，符合“低碳”原则，B正确； C．海洋真菌降解聚乙烯等多种塑料，属于生物（酶）降解，温度太高会让酶变性失活，降解速率反而下降，C错误； D．催化转化技术只能加快反应速率，不影响化学平衡，不能提高汽车尾气中有害气体的平衡转化率，D正确； 故答案选C。 2. 下列反应属于吸热反应的是 ①葡萄糖在人体内氧化分解 ②氢气在氧气中燃烧 ③碳酸钙高温分解成CaO和CO2  ④氢氧化钾和硫酸中和 ⑤与NH4Cl反应  ⑥钢铁制品生锈的反应 ⑦小苏打中和多余的胃酸 A. ③⑤⑦ B. ①③⑤ C. ③⑤⑥⑦ D. ①③④⑤⑥⑦ 【答案】A 【解析】 【详解】①葡萄糖在人体内氧化分解，这是人体获取能量的主要方式，属于放热反应； ②氢气在氧气中燃烧，所有燃烧反应均为放热反应； ③碳酸钙高温分解成CaO和CO2 ，分解反应通常为吸热反应，尤其碳酸钙高温分解是典型的吸热反应； ④氢氧化钾和硫酸中和，酸碱中和反应是典型的放热反应； ⑤与NH4Cl反应 ，属于吸热反应，反应时体系温度明显下降； ⑥钢铁制品生锈的反应，属于缓慢氧化，是放热反应； ⑦小苏打中和多余的胃酸，即碳酸氢钠与盐酸反应，属于吸热反应； 综上，属于吸热反应的是 ③⑤⑦，故选A。 3. 研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A. ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B. 在其他外界条件不变的情况下，工业合成氨中用催化剂可改变产生合成氨的反应方向 C. 冰在室温下自动熔化成水是一个熵增的过程 D. 非自发反应在任何条件下都不能发生 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据吉布斯自由能判据，当、时，无论温度取何值，始终小于0，该反应在任何温度下都能自发进行，A错误； B．催化剂的作用是降低反应活化能、加快反应速率，不能改变化学反应的焓变、熵变，因此无法改变反应的方向，B错误； C．冰是固态的水，排布规则、混乱度低，熔化为液态水后，水分子的运动自由度大幅提升，体系混乱度增大，属于熵增过程，C正确； D．非自发反应的定义是在给定条件下反应不能自发进行，若改变外界条件（比如升温、外接电能等），可以让非自发反应发生，D错误； 故选C。 4. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B. 用饱和食盐水除去中的HCl，比用蒸馏水更有利于减少的损失 C. 工业合成氨  应选择高温条件 D. 工业制取金属钾，选取合适温度，使K变成蒸气从体系中逸出 【答案】C 【解析】 【详解】A．硫酸工业中存在平衡，增大浓度，平衡正向移动，可提高的转化率，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意； B．氯水中存在平衡，饱和食盐水中高浓度的会使平衡逆向移动，大幅降低​的溶解度，减少​损失，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．合成氨反应是放热反应，从平衡移动角度，低温更有利于平衡正向移动提高氨的产率。工业选择高温条件是为了提升催化剂活性、加快反应速率，和平衡移动的方向相悖，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意； D．该可逆反应中，将气态K及时移出体系，生成物浓度降低，平衡持续正向移动，从而制取金属钾，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选C。 5. 生产的方法之一是将、按体积比的比例混合于密闭容器中，一定条件下发生反应：  。下列说法正确的是 A. 反应达到平衡后，增大压强，平衡正向移动 B. 升高反应温度，平衡常数增大 C. 若增大n()/n(O2)的投料比，可以提高HCl的平衡转化率 D. 加入催化剂，反应历程发生改变，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应正反应为气体总化学计量数减小的反应，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向即正向移动，A正确； B．该反应，属于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数会减小，B错误； C．增大n()/n(O2)的投料比，平衡正向移动，会提高O2的平衡转化率，但HCl自身的平衡转化率会降低，C错误； D．加入催化剂会改变反应历程，可同等程度增大正、逆反应速率，不会出现逆反应速率减小的情况，D错误； 故选A。 6. 下列有关探究实验的说法错误的是 A. 探究镍、铜的金属性强弱 B. 探究浓度对反应速率的影响 C. 探究X与Y反应的热效应 D. 不能探究压强对平衡移动的影响 【答案】B 【解析】 【详解】A．该装置为带盐桥的原电池，若Ni作负极、Cu作正极，说明Ni失电子能力强于Cu，可证明镍的金属性强于铜，能够实现探究目的，A 正确； B．浓硫酸（18 mol/L）和Zn反应：生成SO2，不是H2；稀硫酸（4 mol/L）和Zn反应生成H2。二者反应产物不同，反应原理不一样，变量不唯一，不能单纯探究浓度对反应速率的影响，B错误； C．如果 X、Y 反应放热，瓶内空气受热膨胀，U形管左侧液面下降；吸热则左侧液面上升。煤油不挥发，隔绝空气，可探究热效应，C正确； D．反应前后气体分子数相等。压强改变，平衡不移动，所以这个装置不能探究压强对平衡移动的影响，D正确； 故选B。 7. 将一定量的NO2充入注射器中后封口，下图是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是 A. b点的操作是拉伸注射器 B. c点与 a 点相比， c(NO2)增大，c(N2O4)减小 C. 若注射器绝热(不与外界进行能量交换)，则b、c两点的平衡常数 Kb D. d点：v (正)> v (逆) 【答案】C 【解析】 【分析】发生反应2NO2（红棕色）⇌N2O4（无色），正反应是气体体积减小的放热反应，压强增大平衡虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，透光率变小；压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅，透光率变大，据此解答。 【详解】A．b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，故A错误； B．c点是压缩注射器后的情况，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故B错误； C．b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T(b)＜T(c)，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，故C正确； D．c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动的过程，所以v(逆)＞v(正)，故D错误； 故选C。 8. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确，且陈述Ⅱ能解释陈述Ⅰ的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 实验室使用粗锌代替纯锌与稀硫酸反应制氢气，速率比较快 粗锌中含有杂质金属，可以作催化剂，加快反应速率 B 分别向0.1 mol/L溶液中滴加少量等浓度的溶液和溶液，滴加溶液的试管中产生气泡速率更快 催化分解的效率一定比高 C 工业上利用SO2和O2合成SO3时采用常压条件而不是高压条件 常压下SO2的转化率已经很高，可以节约成本 D 向FeCl3和KSCN混合溶液中加入少量KCl固体，溶液颜色变浅 氯离子浓度增大，平衡向逆反应方向移动 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．粗锌中含有的杂质可与锌、稀硫酸构成原电池，加快锌与稀硫酸的反应速率，陈述Ⅰ正确，但陈述Ⅱ中认为杂质作催化剂加快反应速率的表述错误，二者无因果关系，A不符合题意； B．陈述Ⅰ正确，实验中观察到加的试管产气更快，但陈述Ⅱ错误：该实验中阴离子种类不同，变量不唯一，B不符合题意； C．陈述Ⅰ、Ⅱ均正确，且存在因果关系。SO2催化氧化生成SO3的反应在常压下SO2的平衡转化率已经超过90%，加压对提升转化率增益很小，反而会大幅增加设备、能耗成本，因此工业选择常压条件，C符合题意； D．陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均错误。反应实质是，加入KCl固体不会改变参与平衡的离子浓度，平衡不移动，溶液颜色不会变浅，D不符合题意； 故选C。 9. 一氯胺()常用作饮用水消毒剂，制备原理是 。已知：键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，几种化学键的键能如下表所示。 化学键 键能/ 391 a 191 431 下列叙述错误的是 A. 表中 B. 合成一氯胺的正反应在较高温度下能自发进行 C. 起始投料和温度不变，恒容和恒压条件下平衡转化率相等 D. 上述反应中，正反应的活化能小于逆反应的活化能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据反应焓变与键能的关系，代入数据：，解得，A正确； B．反应自发进行的判据为，该反应、，较高温度下，满足，可自发进行，B正确； C．该反应为气体分子数不变的反应，压强改变平衡不移动，起始投料和温度不变时，恒容、恒压条件下平衡状态相同，平衡转化率相等，C正确； D．反应焓变，可知正反应活化能大于逆反应活化能，D错误； 故选D。 10. 在金催化剂表面上进行某反应历程如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法不正确的是 A. 该反应的热效应 B. 反应过程中无非极性键的断裂，只有非极性键的生成 C. 其他条件不变，增大压强能提高CO的平衡转化率 D. 该历程中最大能垒(活化能)步骤的反应式为 【答案】C 【解析】 【分析】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小，决定总反应速率的是慢反应； 【详解】A．由图知，反应结束，相对能量大小为−0.72，故该反应为放热反应，，故A正确； B．反应过程中涉及O-H键的断裂和H-H的生成，故B正确； C．由图可知，总反应为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，反应为气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，不能提高CO的平衡转化率，故C错误； D．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，由图知，该历程中最大能垒(活化能)步骤的化学方程式为，故D正确。 故选C。 11. 最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A. 放电时，负极区游离的数目减少 B. 放电时，还原为，理论上需要氢原子 C. 放电时，从正极区穿过离子交换膜进入负极区 D. 放电时，电池总反应为3O2+4Al+6H2O+4OH-=4[Al(OH)4]- 【答案】D 【解析】 【分析】放电时：金属铝作为负极，发生氧化反应，电极反应式为；Ni-CuO电催化剂作为正极，在正极被还原为NH3，电极反应式为；充电时：铝电极为阴极，Ni-CuO电极为阳极；根据题干，放电时水中的H⁺在电催化剂表面获得电子成为H原子，H原子再将逐步还原为NH3；同时，OH⁻通过离子交换膜迁移，据此解答； 【详解】A．放电时，负极（金属铝）发生氧化反应：，每消耗1 mol Al，需要4 mol OH⁻，导致负极区OH⁻数目减少，A正确； B．还原为NH3的半反应：，N从+5价降至-3价，转移8 mol电子，需8 mol H⁺。题干中H⁺先得电子成H原子，再还原，故需8 mol H原子，B正确； C．放电时，负极消耗OH⁻，正极生成OH⁻，为维持电荷平衡，OH⁻从正极区向负极区迁移，C正确； D．该反应为铝空气电池的放电总反应，未涉及题干中被还原为的过程，与本题电池放电反应不符，放电总反应应为，D错误； 故选D。 12. 向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应： ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B. 该反应的ΔH ＞0 C. b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D. 该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 【答案】A 【解析】 【详解】A．相同温度下，反应未达平衡时Y的转化率低于平衡转化率，因此曲线Ⅰ为平衡时Y的转化率变化曲线，曲线Ⅱ为反应10min时的转化率变化曲线，A错误； B．曲线Ⅰ（平衡转化率）随温度升高而增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，，B正确； C．b点对应温度下，10min时Y的转化率低于该温度下的平衡转化率，说明反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间可达到平衡状态（对应d点），C正确； D．曲线Ⅱ为反应10min的转化率曲线，300℃时转化率最高，说明该温度下反应速率最快，催化剂活性最佳，D正确； 故选A。 13. 历史上曾用“地康法”制氯气，相关反应为。某刚性容器中，进料浓度比分别等于1∶1、1∶4、1∶7时，HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列说法正确的是 A. 平衡常数：K(200℃)<K(300℃) B. 及时分离出(g)可以提高氯化氢的转化率 C. 曲线①对应的等于1∶7 D. 若HCl的初始浓度为c ，进料浓度比为1∶1时， 【答案】B 【解析】 【详解】A．升高温度时，HCl平衡转化率降低，说明升高温度时平衡逆向移动，平衡常数减小，故K(200℃)>K(300℃)，A项错误； B．及时分离出H2O(g)时，平衡正向移动，可以提高氯化氢的转化率，B项正确； C．温度相同时，O2的浓度一定时，增大HCl的量，转化率降低，故①对应的c（O2）:c（HCl）等于1∶1；C项错误； D．400℃进料浓度比为1∶1时，HCl的转化率为曲线①，此时HCl转化率为84%， ，D项错误； 答案选B。 14. 甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 反应Ⅲ 条件下，1mol和9mol发生上述反应达平衡状态时，体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法错误的是 A. 550℃时，的平衡转化率为20% B. 550℃反应达平衡状态时， C. 其他条件不变，在400~550℃范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D. 其他条件不变，减压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】C 【解析】 【分析】550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守恒，n(C)=3mol，则其不可能是含碳粒子，故曲线①表示H2，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO物质的量增大，则曲线③代表CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，CH4物质的量降低，则曲线②代表CH4。 【详解】A．550℃时，n(H2)=5mol，n(CO2)=2.2mol，n(CH4)=n(CO)=0.4mol，根据C原子守恒，有1mol×3=3n(C3H8O3)+n(CH4)+n(CO)+m(CO2)，根据O原子守恒，有1mol×3+9mol×1=3n(C3H8O3)+n(CO)+2n（CO2）+n（H2O)，两式联立结合图中数据得n（H2O）=7.2mol，则的平衡转化率为=20%，A正确； B．550℃反应达平衡状态时，，B正确； C．反应I（吸热）升温，平衡正向移动，水不参与该反应，无直接影响，反应Ⅱ（放热）升温，平衡逆向移动，水的消耗量减少，水的剩余量增加，反应Ⅲ（放热）升温，平衡逆向移动CH4的生成量减少，CH4剩余量减少，同时，400~550℃，H2的物质的量持续增大，说明反应I正向进行的程度远大于反应Ⅲ逆向进行的程度，因此平衡时的水物质的量随温度升高而减小，C错误； D．反应I气体分子数增大（1→7），减压，平衡正向移动，生成量增加；反应Ⅱ气体分子数不变（2→2），减压，平衡不移动；反应Ⅲ气体分子数减小（5→3），减压，平衡逆向移动，消耗量减少。综上，减压使H2的生成量增加、消耗量减少，最终平衡时H2的物质的量增大，D 正确； 故答案为C。 15. 恒压下，向密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应： 副反应： 在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布数随投料比的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A. B. 曲线a代表乙酸的分布分数，容器内气体的密度不变能作为反应达到平衡状态的依据 C. CO的平衡转化率：L点小于M点 D. L、M、N三点的平衡常数：K(N)>K(M)=K(L) 【答案】B 【解析】 【分析】当投料比增大时，主反应的反应物浓度相对增加，会促使主反应正向进行，生成更多的。同时，由于相对减少，副反应的反应物减少，会抑制副反应正向进行，导致的生成量减少。因此，随着的增大，的分布分数应该呈上升趋势，而的分布分数应该呈下降趋势。观察图像，曲线a、b随增大而上升，代表；曲线c、d随增大而下降，代表。 【详解】A．由分析可知，曲线c、d代表，当同一投料比时，观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，由T2＞T1可知，温度越高时δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升高副反应的平衡产生逆向移动，则逆反应吸热，正反应放热，ΔH＜0，A错误； B．由分析可知，随着投料比x的增大，主反应正向移动，乙酸增多，曲线a或者曲线b表示δ(CH3COOH)，该反应过程中气体总质量为定值，恒压条件下，体积是变量，因此容器内气体的密度是变化的，当密度不变时，说明反应达到平衡状态，B正确； C．投料比L点小于M点，随着投料比的增大，CO的浓度增大，虽然主反应平衡正向移动，但CO的平衡转化率逐渐减小，C错误； D．L、M、N三点均为副反应曲线上的点，L和M的温度相同，所以K(M)=K(L)，因T2＞T1且ΔH＜0，所以温度升高时副反应逆向移动，平衡常数减小，则K(N)＜K(M)=K(L)，D错误； 故选B。 二、非选择题(每空2分，共50分) 16. 化学反应速率、化学平衡理论通过大量化学实验进行验证，回答下列相关实验问题： Ⅰ．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验： 【实验内容及记录】 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 溶液颜色褪至无色所需时间/min 0.6mol/LH2C2O4 溶液 0.1mol/L溶液 稀硫酸 V （1）H2C2O4溶液使酸性褪色的同时还会产生无色气体，原因是：_________________________________________________用离子方程式表示。 （2）分析上述表中的实验数据：V=___________mL。 （3）根据实验方案推断本实验目的为_________________________________________。 Ⅱ．某化学小组为了研究外界条件对化学平衡的影响，进行了如下实验： （4）平衡体系橙色黄色，向体系中加入5-6滴6mol/L的硫酸，溶液呈________色，其主要原因是______________________________。 （5）Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连通的、瓶中已充有NO2气体)进行实验，可观察到瓶中气体颜色比瓶中的___________(填“深”或“浅”)，其原因是________________________________________________。 【答案】（1） （2）2.0 （3）探究KMnO4溶液的浓度对反应速率的影响 （4） ①. 橙 ②. 其他条件不变时，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，重铬酸根浓度变大 （5） ①. 深 ②. 2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0，Fe3+催化H2O2分解放热，温度升高，使平衡向逆反应方向移动，颜色加深 【解析】 【小问1详解】 草酸被高锰酸钾氧化为CO2，C原子由+3价升高到+4价，转移2×e-，Mn原子由+7价降低到+2价，转移5e-，故草酸与高锰酸钾的反应比为5:2，据此写出离子方程式：； 【小问2详解】 为符合对照实验的原则，3组实验中液体的总体积应当相同，根据表格中实验2、3的数据，每组实验中液体的总体积为10.0 mL，故V=2.0； 【小问3详解】 实验通过观察溶液颜色褪至无色所需时间，探究KMnO4溶液的浓度对反应速率的影响； 【小问4详解】 向体系中加入硫酸，溶液中氢离子浓度增大，促进平衡逆向移动，重铬酸根浓度变大，故溶液变为橙色； 【小问5详解】 由图a、b可知，过氧化氢的分解为放热反应，NO2转化为N2O4也为放热反应，c中右侧在Fe3+催化下H2O2分解的速率加快，放出的热量比左侧更高，促进B瓶中2NO2(g)N2O4(g)平衡逆向移动，故B瓶中气体颜色更深。 17. 厦门钨业是国内最大的钨钼产品生产与出口企业。工业上利用黑钨矿(其主要成分是FeWO4，MnWO4还含有少量的SiO2、Al2O3、As2O3等)制备钨的工艺流程如图： 已知：①钨酸钠：Na2WO4；仲钨酸铵晶体：(NH4)2WO4·nH2O。 ②离子交换法原理为：用强碱性阴离子交换树脂[R4NCl(s)]与发生离子交换，交换过程中发生反应：2R4NCl(s)+(aq)(R4N)2WO4(s)+2Cl-(aq)，请回答下列问题： （1）“焙烧”时，能加快反应速率的措施有_________________________(写出一种即可)。该过程FeWO4发生反应的化学方程式为___________________________________。 （2）“吸附”中该树脂对阴离子的亲和力大小为：___________(填“>”、“<”或“=”)。 （3）“解吸”中采用浓的氯化铵和氨水的混合溶液作为解吸剂，温度通常控制在35℃左右。 ①加入氯化铵的目的除了可以使解吸得到的钨转化为钨酸铵溶液，还能___________。 ②温度控制在35℃左右的原因是_________________________________________。 （4）“系列操作”包括①___________(填操作名称，下同)、冷却结晶、过滤、洗涤和②___________；从下列仪器中选出①②需使用的仪器，依次为___________(填标号)。 （5）工业上用H2逐级还原制备钨粉，反应过程：WO3→WO2.90→WO2.72→WO2→W，总反应为3H2(g)+WO3(s)W(s)+3H2O(g)，测得一定条件下，平衡时H2的体积分数曲线如图所示。 ①若上述反应在恒容密闭容器中达到平衡，下列说法可作为判断依据的是___________。 A．v正(WO3)=v逆(W)              B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．混合气体的密度不变         D．容器内压强不变 ②在900K条件下，向1L密闭容器中通入1 molH2发生上述反应，10min时反应达到平衡状态，此时H2的体积分数为25%，则0～10min内v(H2)=___________mol·L-1·min-1。 【答案】（1） ①. 粉碎黑钨矿、适当升温、适当增大空气通入量等 ②. 4FeWO4+4Na2CO3+O22Fe2O3+4CO2+4Na2WO4 （2）> （3） ①. 增大c(Cl-)，促进交换过程逆向移动，使离子交换树脂可以循环使用 ②. 温度过低时解吸速率过慢，温度过高时NH4Cl和氨水分解损失较多 （4） ①. 蒸发浓缩 ②. 干燥 ③. BC （5） ①. BC ②. 0.075 【解析】 【分析】起始原料为黑钨矿，主要成分是、，含少量、、等杂质，核心目标产物为W。全流程路径为焙烧、水浸、吸附、解吸、系列操作、煅烧、还原。焙烧环节加入纯碱、通入空气，、被氧化，与纯碱反应生成，Fe元素转化为，Mn元素转化为，水浸后成为滤渣分离，得到粗溶液，溶液中含及等杂质阴离子。吸附环节使用强碱性阴离子交换树脂，优先结合，杂质阴离子进入交后液分离。解吸环节使用和氨水混合溶液，将从树脂上洗脱得到钨酸铵溶液，同时树脂再生。钨酸铵溶液经提纯操作得到仲钨酸铵晶体，煅烧得到，再经还原得到W。总反应为，反应前后气体分子数不变，平衡曲线为体积分数随温度升高单调下降，说明正反应吸热，升温平衡正向移动，消耗量增大，曲线匹配合理，符合反应逻辑。 【小问1详解】 加快焙烧速率可通过增大反应物接触面积、升高反应温度、增大反应物浓度等方式实现，对应措施如粉碎黑钨矿、适当升高温度、适当增大空气通入量等任选一种即可。焙烧时与、发生氧化还原反应，Fe元素从+2价升高为+3价，作为氧化剂被还原为-2价，结合原子守恒、电子守恒配平得到反应的化学方程式为。 【小问2详解】 吸附过程中被离子交换树脂吸附结合，而随交后液流出，未被树脂吸附，说明树脂对的亲和力大于对的亲和力。 【小问3详解】 ①离子交换反应为，加入氯化铵可增大溶液中浓度，使平衡逆向移动，促进从树脂上洗脱转化为钨酸铵，同时使离子交换树脂再生，可循环使用。 ②温度过低时，解吸反应速率过慢，生产效率较低；温度过高时，和氨水易分解挥发，造成试剂损失，因此温度通常控制在35℃左右。 【小问4详解】 从钨酸铵溶液中获得仲钨酸铵晶体，需先进行蒸发浓缩，再冷却结晶、过滤、洗涤，随后进行干燥得到纯净的仲钨酸铵晶体。蒸发浓缩操作需要使用蒸发皿即仪器B，干燥晶体操作需要使用干燥器即仪器C，故需使用的仪器依次为BC。 【小问5详解】 ①总反应为，逐一分析选项： A．和W均为固体，固体的浓度为定值，其反应速率不能用于判断反应是否达到平衡，且正逆反应速率的计量关系不匹配，A错误； B．混合气体为和的混合物，反应前后气体总物质的量始终不变，气体总质量随反应进行发生变化，因此混合气体的平均相对分子质量为可变物理量，当其不变时说明反应达到平衡状态，B正确； C．恒容密闭容器中气体体积固定，气体总质量随反应进行发生变化，因此混合气体的密度为可变物理量，当其不变时说明反应达到平衡状态，C正确； D．反应前后气体分子总数不变，容器内压强始终为定值，不能作为平衡状态的判断依据，D错误； 故选BC。 ②设消耗的物质的量为，结合方程式可知，平衡时的物质的量为，的物质的量为，的体积分数为，解得，则0~10 min内的反应速率为。 18. “实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”，其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。 （1）CO2加氢可制备甲醇(CH3OH)。CO2转化为甲醇有利于实现碳中和，该过程经历以下两步： CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90kJ/mol ①写出CO2(g)合成CH3OH(g) 总反应的热化学方程式：________________________。 ②在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2一定条件下发生反应： 测得 CO2和CH3OH的物质的量随时间的变化情况如表所示。 时间 0 min 4min 8 min 12 min 16 min n(CH3OH)/ mol 0 0.40 0.65 0.75 0.75 n(CO2)/ mol 1 0.60 0.35 a 0.25 a=_______；第4 min 时v正(CH3OH)_______(填“>”“<”或“=”)第12 min时 ③达到平衡后，欲增加甲醇的产率，并提高反应的速率，可采取的措施___________(写出其中符合条件的一种) （2）可以通过CO₂制备得到二甲醚(DME)。方法如下： Ⅰ：。 伴随副反应： -1.在恒容密闭容器中制备二甲醚。按照 投料，CO2的平衡转化率和CO、CH3OCH3的选择性随温度变化如图所示。 CO 的选择性=×100% CH3OCH3的选择性=×100% ①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_______________。该实验条件下，200℃时CH3OCH3的平衡产率为_______。 ②一定温度下，对于反应Ⅱ， 其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，受温度影响，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。温度为T₁℃时，将物质的量均为1mol的CO2和H2充入体积为1 L的恒容密闭容器中只发生反应II，当CO2的转化率为50%时 则平衡时用气体分压表示的平衡常数Kp=_____________；T2℃达到平衡时， 则 T1_______T2(填“ 大于”“小于”或“等于”)。 【答案】（1） ①. CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O(g)  ∆H=-49kJ/mol ②. 0.25 ③. > ④. 压缩体积使压强增大或增大反应物浓度等 （2） ①. 温度超过290℃时以反应II为主，反应II为吸热反应，升温平衡正向移动，CO2平衡转化率升高 ②. 40% ③. 1.25 ④. 小于 【解析】 【小问1详解】 ①根据盖斯定律，将已知的两步反应直接相加，消去中间产物，得到总反应的热化学方程式为。 ②表格中12min和16min时的物质的量均为0.75mol，说明12min时反应已达到平衡状态，平衡时的物质的量为0.25mol，因此a=0.25。第4min时反应未达到平衡，仍正向进行，此时反应物浓度大于12min平衡时的反应物浓度，因此第4min时正反应速率大于12min时的正反应速率，而平衡时正逆反应速率相等，因此第4min时大于第12min时。 ③该反应为气体分子数减小的放热反应，欲同时提高甲醇的产率和反应速率，可采取压缩体积增大压强的措施，压强增大反应速率加快，平衡正向移动，甲醇产率提高；也可增大或的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，甲醇产率提高。 【小问2详解】 ①温度低于290℃时，体系以反应I为主，反应I为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡转化率随温度升高而降低；温度超过290℃时，体系以反应II为主，反应II为吸热反应，升高温度平衡正向移动，因此的平衡转化率随温度升高而增大。 200℃时，的平衡转化率为50%，的选择性为80%，设初始的物质的量为1mol，则反应的物质的量为，根据选择性定义，，代入数据得，解得。若初始1mol 完全转化为，根据反应I的计量关系，2mol 生成1mol ，理论产量为，因此的平衡产率为。 ②对于反应II，平衡时正逆反应速率相等，即，因此平衡常数。温度为℃时，初始，转化率为50%时，转化的物质的量为0.5mol，此时各物质的物质的量分别为，，，，各物质的物质的量分数均为，因此，此时，即℃时平衡常数。℃达到平衡时，，因此该温度下平衡常数，大于℃的平衡常数。反应II为吸热反应，温度升高平衡常数增大，因此高于，即小于。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $