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2021-2022学年安徽省金寨县南溪中学高二上学期期中考试化学试题 解析版
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这是一份2021-2022学年安徽省金寨县南溪中学高二上学期期中考试化学试题 解析版，共18页。试卷主要包含了选择题，综合填空题等内容，欢迎下载使用。
化学试卷
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Si—28 S—32
第I卷 选择题
一、选择题：本题共16小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列不属于新能源应用的是
A. 氢能汽车 B. 光伏发电
C. 利用海洋环流发电 D. 页岩油作为燃料
【答案】D
【解析】
【分析】新能源有太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能、潮汐能、核聚变能、氢能、核能等，据此分析解题。
【详解】A．氢能属于新能源应用，A正确；
B．光伏发电属于新能源应用，B正确；
C．利用海洋环流发电属于新能源应用，C正确；
D．页岩油不能再生，作为燃料不属于新能源应用，D错误；
答案选D。
2. 已知：；。由此推知，其中最稳定的磷单质是
A. 红磷 B. 白磷 C. 黑磷 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由P(s，红磷)=P(s，黑磷) ∆H=-21.7kJ/mol，说明红磷转化为黑磷为放热反应，则等量的红磷具有的总能量比黑磷具有的总能量高；由P(s，白磷)=P(s，红磷) ∆H=-17.6kJ/mol，说明白磷转化为红磷为放热反应，则等量的白磷具有的总能量比红磷具有的总能量高；根据能量越低越稳定，最稳定的磷单质是黑磷，最不稳定的磷单质是白磷；答案选C。
3. 下列性质中可以证明醋酸是弱电解质的是
A. 醋酸与水以任意比例互溶
B. 10 mL 1 mol·L-1 醋酸恰好与 10 mL 1 mol·L-1NaOH 溶液完全反应
C. 醋酸的导电性比盐酸的弱
D. 1 mol·L -1 的醋酸溶液的 c(H＋)约为 0.01 mol·L-1
【答案】D
【解析】
【详解】A．醋酸和水都是极性分子，且分子间能形成氢键，则醋酸与水能以任意比例互溶，与醋酸的电离程度无关，A不符合题意；
B．醋酸是一元酸，不管它是否完全电离，10 mL 1 mol·L-1醋酸都恰好与 10 mL 1 mol·L-1NaOH 溶液完全反应，B不符合题意；
C．醋酸与盐酸的浓度关系未知，即便醋酸的导电性比盐酸的弱，也不能证明醋酸发生部分电离，C不符合题意；
D．1 mol·L -1的醋酸溶液的 c(H＋)约为 0.01 mol·L-1，则表明醋酸只有一部分发生电离，从而证明醋酸为弱酸，D符合题意；
故选D。
4. 常温下，几种弱酸的电离平衡常数如下表所示，下列说法正确的是
化学式
HCOOH
HCN
HClO
电离平衡常数
A. 酸性强弱顺序是
B. 向碳酸钠饱和溶液中滴入HCN溶液，始终未见有气产生
C.
D. HCOOH的电离平衡常数表达式为
【答案】B
【解析】
【详解】A．弱酸的电离平衡常数越大酸性越强，多元弱酸的酸性强弱决定于第一步电离，酸性强弱顺序是，故A错误；
B．酸性，所以向碳酸钠饱和溶液中滴入HCN溶液，不能产生二氧化碳气体，故B正确；
C．酸性，所以，故C错误；
D．HCOOH的电离平衡常数表达式为，故D错误；
选B。
5. 某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的总反应为放热反应 B. 使用催化剂，可以改变反应热
C. 反应①是吸热反应，反应②是放热反应 D. ΔH=ΔH1＋ΔH2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，该反应的总反应为放热反应，故A正确；
B．使用催化剂，不能改变反应热，故B错误；
C． A、B的总能量小于C、D的总能量，反应①是吸热反应，C、D的总能量大于E、F的总能量，反应②是放热反应，故C正确；
D．根据图示，①A+B=C+D ΔH1；②C+D=E+F ΔH2；
根据盖斯定律①+②得A+B=E+F ΔH=ΔH1＋ΔH2，故D正确；
选B。
6. 在一密闭容器中发生反应：2A(g)＋2B(g)⇌C(s)＋3D(g) ΔH<0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是
A. 移走少量C B. 扩大容积，减小压强
C. 缩小容积，增大压强 D. 体积不变，充入“惰”气
【答案】C
【解析】
【详解】A．C为固体，改变其量，对反应速率无影响，A错误；
B．扩大容积相当于减小压强，v正减小，c(D)也减小，B错误；
C．缩小容积相当于增大压强，浓度增大，速率也增大，平衡右移，c(D)也增大，C正确；
D．体积不变，充入与反应无关气体“惰”气，平衡不移动，D错误；
故答案为C。
7. 一定温度下，把2.5 molA和2.5 molB混合盛入容积为2 L的密闭容器里，发生如下反应：3A(g)+B(g) ⇌xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol/(L·s)，同时生成1 molD，下列叙述中不正确的是
A. 反应达到平衡状态时A的转化率为60%
B. x=4
C. 平衡时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为6：5
D. 若混合气体的密度不再变化，则该可逆反应达到化学平衡状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应达到平衡状态时，根据方程式可知，参与反应的A的物质的量为：n(A)=n(D)=×1mol=1.5mol ，则A的转化率为=60%，A正确；
B．5s内(D)==mol•L-1•s-1=0.1mol•L-1•s-1，相同时间内其反应速率之比等于计量数之比，(C)：(D)=x：2=0.2mol/(L．s)：0.1mol•L-1•s-1=2：1，x=4，A正确；
C．恒温恒容条件下，气体物质的量之比等于其压强之比，开始时混合气体总物质的量=(2.5+2.5)mol=5mol，平衡时生成1molD，生成n(C)=0.2mol/(L．s)×5s×2L=2mol，剩余n(A)=2.5mol-×1mol=1mol、剩余n(B)=2.5mol-×1mol=2mol，所以平衡时气体总物质的量=(2+1+1+2)mol=6mol，则达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比=6mol：5mol=6：5，C正确；
D．已知反应物和生成物均为气体，容器的体积不变，即反应过程中混合气体的密度始终保持不变，则若混合气体的密度不再变化，不能说明该可逆反应达到化学平衡状态，D错误；
故答案为：D。
8. 在800℃时，体积为1升的密闭容器中，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，已知CO和H2O(g)的初始浓度为0.01mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005mol·L-1.若此时再加入0.02mol·L-1的H2O(g)，重新达到平衡时，H2平衡浓度为
A. 0.025 mol·L-1 B. 0.0075 mol·L-1 C. 0.005 mol·L-1 D. 0.015 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此可以求出结果：
此时，又加入0.02mol/LH2O后：
此时，解得x=0.0025mol/L，此时氢气的浓度为0.005+x=0.0075mol/L，正确选项为B。
9. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅
B. 合成氨反应(正反应为放热反应)，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施
C. 反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)(正反应放热)，平衡后，升高温度体系颜色变深
D. 对于2HI(g)H2(g)+I2(g)，达到平衡后，缩小容器容积可使体系颜色变深
【答案】D
【解析】
详解】A． 溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入硝酸银溶液后，银离子与溴离子反应生成溴化银沉淀，溴离子浓度减小，平衡正向移动，导致溴单质浓度减小，故溶液颜色变浅，故A不符合；
B． 合成氨反应，正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，可提高氨的产率，故B不符合；
C． 反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)的正反应放热，平衡后，升高温度，平衡逆向移动，NO2的浓度增大，故体系颜色变深，故C不符合；
D． 对于2HI(g)H2(g)+I2(g)，达到平衡后，缩小容器容积，平衡不发生移动，不能用勒夏特列原理解释，但是体积减小，各气体浓度增大，体系颜色变深，故D符合；
故选D。
10. 二氧化硫制取三氧化硫的反应为，下列有关用二氧化硫制取三氧化硫的说法正确的是
A. 反应的
B. 与足量反应，放出的热量为
C. 工业上用通入足量的空气来提高的转化率
D. 反应中每消耗转移的电子数目约等于
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．由反应可知，该反应正反应为气体体积减小的方向，故反应的，A错误；
B．由于反应是一个可逆反应，故与足量反应不可能完全反应，故放出的热量小于，B错误；
C．工业上用通入足量的空气使该反应的化学平衡正向移动，故能提高的转化率，C正确；
D．反应中S的化合价由+4价升高为+6价，故每消耗转移的电子数目约等于，D错误；
故答案为：C。
11. 一定温度下，在2 L的密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)xC(g) ΔH<0，B、C的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。
下列有关说法正确的是
A. x＝2，反应开始2 min内，v(B)＝0.1 mol/(L·min)
B. t1时改变的条件是降温，平衡逆向移动
C. t2时改变的条件可能是增大c(C)，平衡时B的物质的量分数增大
D. t3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c(B)不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据反应速率之比等于化学计量数之比，同时间等体积，物质的量变化之比等于化学计量数之比，即(0.3－0.1)：0.2=2：x，解得x=2，根据化学反应速率的表达式，v(B)=(0.3－0.1)/(2×2)mol/(L·min)=0.05mol/(L·min)，故错误；
B．根据图2，v逆逐渐增大，说明反应向正反应方向移动，故错误；
C．A为固体，反应前后气体系数之和相等，增大C的浓度，V逆增大，重新达到平衡后B的物质的量分数不变，故错误；
D．t3时刻，逆反应方向速率不变，说明平衡不一定，逆反应速率减小，可能是减小压强，t4时，逆反应方向速率不变，且增大，可能是增大压强，也可能是使用催化剂，故正确。
12. 下列能用来描述可逆反应2A(g)+B(g)2C(g) △H<0的正确图像是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、升高温度，正逆反应速率都增大，图象不符，故A错误；B、增大压强，正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应速率增大的倍数比逆反应速率增大的多，与图象不吻合，故B错误；C、升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，C的百分含量减小，故C正确；D、增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，升高温度平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，但图象增大，故D错误；故选C。
13. 以下化学平衡原理的应用正确的是
A. 工业生产 SO3 的反应是2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0，实际生产采用的是高压低温的生产条件
B. CO 中毒是因为 CO 吸入肺中发生反应：CO+HbO2(氧合血红蛋白)⇌O2+HbCO(碳氧血红蛋白)，治疗的做法是把病人放入高压氧仓
C. 关节滑液由于形成尿酸钠晶体：Ur-+Na+⇌NaUr(尿酸钠)ΔH＜0 而引发关节炎，治疗的做法是采用冷敷
D. 自来水厂用液氯进行自来水的消毒时会加入少量液氨，发生以下反应，生成比HClO稳定的NH2Cl：NH3+HClO⇌H2O+NH2Cl，目的是降低HClO的毒性
【答案】B
【解析】
【详解】A．SO2催化氧化生产SO3的反应是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，实际生产采用的是常压高温的生产条件，A不正确；
B．CO 中毒是因为 CO 吸入肺中发生反应：CO+HbO2(氧合血红蛋白)O2+HbCO(碳氧血红蛋白)，治疗的做法是把HbCO(碳氧血红蛋白)转化为HbO2(氧合血红蛋白)，所以应把病人放入高压氧仓，B正确；
C．采用冷敷的方法，可逆反应Ur-+Na+NaUr(尿酸钠)ΔH＜0 的平衡正向移动，NaUr(尿酸钠)的浓度增大，关节炎加重，C不正确；
D．自来水厂用液氯进行自来水的消毒时加入少量液氨，发生以下反应：NH3+HClOH2O+NH2Cl，目的是防止HClO分解，并能缓慢释放HClO，让消毒更持久，D不正确；
故选B。
14. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应Ⅱ是吸热反应
B. 反应I的热化学方程式为
C. 反应的中间产物是CO
D. 反应过程中断裂的化学键只有C-H键、O-H键
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图象，反应Ⅱ的反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，故A错误；
B．焓变生成物总能量-反应物的总能量，反应Ⅰ的热化学方程式为CH3OH(g)═CO(g)+2H2(g)，故B错误；
C．由图可知，CO在反应中先生成又被消耗，故CO是中间产物，故C正确；
D．反应过程中甲醇中的C-H键、O-H键都发生了断裂，水中的O-H键发生了断裂，CO中的键有部分键断裂生成，故D错误；
故选C。
15. Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：，已知该反应达到平衡时CO的转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B. 在反应进行到a点时，v正
D. 若点的平衡常数为2，测得该点，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图中数据可知温度高CO的平衡转化率越小，说明正反应为放热反应，A项错误；
B．a点时未达到平衡，转化率应增大，反应正向进行，，B项错误；
C．该反应为气体体积缩小的放热反应，所以要提高产率，使平衡正向移动，应降温加压，C项错误；
D．若b点的平衡常数为2，测得，，则，D项正确；
答案选D。
16. 25℃时，相同的盐酸和醋酸溶液各分别加水稀释，随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线I代表盐酸的稀释过程
B. b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液
C. a点溶液的导电性比b点溶液的导电性强
D. 将a、b两点所示溶液加热至30℃，的值变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．HCl为强电解质，在水中完全电离，醋酸为弱电解质，在水中部分电离，加水稀释过程中，醋酸电离程度增大，溶液中n(H+)逐渐增大，而盐酸溶液加水稀释过程中，溶液中n(H+)不变，因此稀释过程中pH(盐酸)>pH(醋酸)，因此曲线I代表盐酸的稀释过程，故A正确；
B．盐酸和醋酸溶液的pH和体积相同，因此两溶液中n(H+)相同，而醋酸溶液中还存在大量未发生电离的醋酸分子，因此醋酸溶液中和氢氧化钠的能力强于盐酸，即b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液，故B正确；
C．溶液中可自由移动的离子浓度越大，溶液的导电能力越强，b点溶液中大于a，因此b点溶液的导电性比a点溶液的导电性强，故C错误；
D．将a、b两点所示溶液加热至30℃，加热过程中，溶液中不变，醋酸电离程度增大，溶液中增大，因此的值变小，故D正确；
综上所述，错误的是C项，故答案为C。
第II卷 非选择题
二、综合填空题(共5题，计52分)
17. 已知室温时，0.1 mol•L-1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离，回答下列各问题：
（1）HA的电离平衡常数K= ___________ ，该溶液pH为 ___________
（2）升高温度时，K将 ___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
（3）HA电离出的H＋对于H2OH＋＋OH-平衡起到了 ___________ (填“抑制”或“促进”)
（4）加入一定量蒸馏水，上述平衡向 ___________ 移动，n(H+) ___________ (填“增大”、“减小”、“不变”)
（5）加入少量0.5mol/L盐酸，上述平衡向 ___________ 移动，c(H+) ___________ (填“增大”、“减小”、“不变”)
（6）由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的 c(H＋)的 ___________ 倍。
【答案】（1） ①. 1×10-9 ②. 5
（2）增大 （3）抑制
（4） ①. 右或正移 ②. 增大
（5） ①. 左或逆向 ②. 增大
（6）104
【解析】
【小问1详解】
室温时，0.1 mol•L-1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离，HA的电离平衡常数K=，该溶液中，pH为5。
【小问2详解】
电离吸热，升高温度时，电离平衡正向移动，K将增大。
【小问3详解】
HA电离出的H＋，使溶液中氢离子浓度增大，H2OH＋＋OH-平衡逆向移动，水电离受到抑制；
【小问4详解】
“越稀越电离”，加入一定量蒸馏水，促进电离，平衡向正向移动，n(H+)增大。
【小问5详解】
加入少量0.5mol/L盐酸，氢离子浓度增大，平衡向逆方向移动。
【小问6详解】
由HA电离出的c(H＋)= ，为水电离出的 c(H＋)= ，由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的 c(H＋)的104倍。
18. I．某同学设计下图简易装置测定中和热回答下列问题：
（1）该装置中缺少的仪器是___________。
（2）50mL 0.10mol/L的盐酸与50mL 0.11mol/L的NaOH溶液混合后，测得反应放出的热量为285J，则中和热=___________。若将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒，则测得反应放出的热量将___________(填“偏多”“偏少”或“不变”)。
Ⅱ．2021年世界环境日中国主题：人与自然和谐共生。
（3）以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体的减排提供了一个新途径，断开各分子中1mol化学键吸收的能量如下表所示，则以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g)的热化学方程式为___________。
化学键
C=O
C≡O
O=O
能量/J
799
1072
496
（4）以太阳能为热源，金属氧化物为催化剂可以分解水制H2和O2，实现能源绿色化，其过程如下：
过程Ⅰ：
过程Ⅱ：
总反应：
则过程Ⅱ的=___________。
【答案】（1）温度计 （2） ①. ②. 偏少
（3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
由图可知该装置中缺少的仪器是：温度计；
【小问2详解】
50mL 0.10mol/L的盐酸与50mL 0.11mol/L的NaOH溶液混合后生成水的物质的量n(H2O)=0.1×50×10-3=5×10-3mol，同时放热285J，则中和热=；金属搅拌棒导热较快，会导致热量流失，故换成金属棒后测得反应放出的热量将偏少；
【小问3详解】
从键能计算反应，则反应=反应物键能和-产物键能和，则二氧化碳分解生成CO和氧气的方程式为，其焓变，故以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g)的热化学方程式为 ；
【小问4详解】
已知过程Ⅰ：
过程Ⅱ：
总反应：
由盖斯定律可知，过程II=(总反应-过程I)，则=×(-)=×(571-138)= 。
19. 反应2X(g)Y(g)+Z(g)在不同条件下进行3组实验，Y、Z的起始浓度为0，反应物X的浓度随反应时间的变化曲线如图所示。回答下列问题。
（1）实验①中0∼10min内，用Z表示的平均化学反应速率为___________。
（2）该反应的ΔH___________0(填“”或“”)。
（3）若实验①、②相比较，实验②只改变了一个条件，则实验②改变的条件为___________。
（4）下列条件既能加快反应速率又能使平衡正向移动的是___________(填序号)。
a．缩小容器体积 b．再充入1mol Y c．升高温度 d．使用催化剂
（5）820℃时，该反应的平衡常数K=___________。
【答案】（1）0.01mol·L-1·min-1
（2）> （3）使用了催化剂
（4）c （5）4
【解析】
【小问1详解】
在0∼10min内，实验①中X的浓度变化为0.2mol·L−1，则；
【小问2详解】
由实验①和③可知，升高温度时，X的平衡浓度减小，平衡正向移动，所以正反应的ΔH>0；
【小问3详解】
因为实验②的反应速率加快，但平衡时X的浓度与①相同，因此改变的条件是使用了催化剂；
【小问4详解】
a．该反应是前后气体分子数相等的反应，缩小容器体积可以加快反应速率，但不影响化学平衡，a项错误；
b．再充入1mol Y增大了生成物的浓度，能加快反应速率，能使平衡逆向移动，b项错误；
c．由第(2)小题的分析可知，升高温度平衡正向移动，反应速率增大，c项正确；
d．使用催化剂，平衡不移动，d项错误。
【小问5详解】
据图可知820℃条件下，平衡时X的浓度为0.2mol/L，Δc(X)=0.8mol/L，则平衡时c(Y)=0.4mol/L，c(Z)=0.4mol/L，所以平衡常数K==4。
20. 回答下面各题。
I.近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化研究，实现可持续发展。
（1）已知：CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g) ∆H1=+41.1kJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=-90.0kJ/mol
则CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：___________。
II．工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
（2）判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号)___________。
A. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
C. 混合气体的相对平均分子质量不变
D. 混合气体的密度不变
（3）如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度℃
250
300
350
K
2.041
0.270
0.012
①由表中数据判断该反应的∆H___________0(填“＞”、“=”或“＜”)；
②在250℃，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，某时刻测得c(CO)=0.3mol/L，则此时化学反应向___________方向移动 (填“正向”，“逆向”或“平衡”)。
（4）要提高CO的转化率，可以采取的措施是(填字母序号)___________。
a．增加CO的浓度 b．加入H2 c．分离出甲醇d． 加入催化剂 e．加入惰性气体 f．升温
III．在一定条件下， A(g)+3B(g) C(g)+D(g) ∆H=-49.0kJ/mol，体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。
（5）X表示的物理量是___________。
（6）判断L1与L2的大小关系：L1___________ L2 (填“＜”，“=”或“＞”)。
【答案】（1）CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-48.9kJ/mol （2）BC
（3） ①. ＜ ②. 正向
（4）bc （5）温度
（6）＞
【解析】
【小问1详解】
由方程式1加上方程式2可得到二氧化碳催化氢化合成甲醇的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-48.9kJ/mol；
【小问2详解】
生成CH3OH速率和消耗CO的速率都为正向进行的反应速率，A错误；浓度不再发生变化，可判断反应达到平衡状态，B正确；在密闭的容器中反应物和产物均为气体，前后气体分子数不相同时，可用平均分子量保持不变来判断反应达到平衡状态，C正确；在恒容密闭容器中，反应物产物均为气体时，密度任何时候都保持不变，D错误；故选BC；
【小问3详解】
①随着温度升高平衡常数减小，可判断反应为放热反应，∆H＜0；
②可求出此时的浓度熵Qc=0.91＜K，可判断此时化学反应向正向移动；
【小问4详解】
增大一氧化碳浓度，一氧化碳的转化率减小，a错误；
加入氢气平衡正向移动一氧化碳转换率增大，b正确；
分离出甲醇平衡正向移动一氧化碳转化率增大，c正确；
加入催化剂平衡不发生移动，转化率不变，d错误；
加入惰性气体平衡不发生移动转化率不变，e错误；
升高温度反应为放热反应平衡逆向移动一氧化碳转化率减小，f错误；
故选bc
【小问5详解】
随着横坐标增大，A的转换率减小，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化率减小，则横坐标代表的物理量为温度；
【小问6详解】
在相同温度时，增大压强平衡正向移动压强越大，平衡转化率越大，所以L1＞L2。
21. 一定条件下，CH4与CO2反应可制备CH3COOH，反应的热化学方程式为，。回答下列问题：
（1）T1℃时催化剂作用下，将体积比为1:1的CH4与CO2混合气体充入恒容密闭容器中反应生成CH3COOH(g)，每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
50
压强/kPa
2
1.5
1.3
1.2
1.2
1.2
①已知：。反应开始10min内，用CH4的压强变化表示该反应的平均反应速率为___________。
②T1℃时，反应的平衡常数Kp=___________(Kp为用各气体分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。
（2）用作催化剂，可使反应在较温和条件下进行，反应历程如图：
①第二步反应的化学方程式为___________。
②为增大CH3COOH的平衡产率：从温度角度考虑，第一步反应在高温下进行，第二步反应在___________进行；从H2浓度的角度考虑，第二步应采取的措施是___________。
【答案】（1） ①. 0.05 ②. 20
（2） ①. ②. 低温 ③. 增大H2的浓度
【解析】
【小问1详解】
①恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，起始时压强为2kPa，设气体的物质的量也为2mol(CH4、CO2各1mol)，则反应开始10min时，气体的物质的量为1.5mol，则压强为1.5kPa，利用差量法，可求出参加反应的CH4的物质的量为2mol-1.5mol=0.5mol，则CH4的压强减少0.5kPa，用CH4的压强变化表示该反应的平均反应速率为=0.05kPa∙mol-1。
②T1℃时，CH4、CO2各投入1mol，平衡时，混合气为1.2mol，设参加反应CH4的物质的量为x，则可建立如下三段式：
则1-x+1-x+x=1.2，x=0.8mol，反应的平衡常数Kp==20。答案为：0.05；20；
【小问2详解】
①从反应历程图可以得出，第二步反应的化学方程式为。
②为增大CH3COOH的平衡产率：因为第一步反应的∆H＞0，第二步反应的∆H＜0，所以从温度角度考虑，第一步反应在高温下进行，第二步反应在低温进行；从H2浓度的角度考虑，H2为反应物，增大浓度有利于平衡的正向移动，所以第二步应采取的措施是：增大H2的浓度。答案为：；低温；增大H2的浓度。
【点睛】工业生产中控制反应条件，不仅要考虑反应速率、反应物的转化率，还要考虑催化剂的活性。
化学试卷
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Si—28 S—32
第I卷 选择题
一、选择题：本题共16小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列不属于新能源应用的是
A. 氢能汽车 B. 光伏发电
C. 利用海洋环流发电 D. 页岩油作为燃料
【答案】D
【解析】
【分析】新能源有太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能、潮汐能、核聚变能、氢能、核能等，据此分析解题。
【详解】A．氢能属于新能源应用，A正确；
B．光伏发电属于新能源应用，B正确；
C．利用海洋环流发电属于新能源应用，C正确；
D．页岩油不能再生，作为燃料不属于新能源应用，D错误；
答案选D。
2. 已知：；。由此推知，其中最稳定的磷单质是
A. 红磷 B. 白磷 C. 黑磷 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由P(s，红磷)=P(s，黑磷) ∆H=-21.7kJ/mol，说明红磷转化为黑磷为放热反应，则等量的红磷具有的总能量比黑磷具有的总能量高；由P(s，白磷)=P(s，红磷) ∆H=-17.6kJ/mol，说明白磷转化为红磷为放热反应，则等量的白磷具有的总能量比红磷具有的总能量高；根据能量越低越稳定，最稳定的磷单质是黑磷，最不稳定的磷单质是白磷；答案选C。
3. 下列性质中可以证明醋酸是弱电解质的是
A. 醋酸与水以任意比例互溶
B. 10 mL 1 mol·L-1 醋酸恰好与 10 mL 1 mol·L-1NaOH 溶液完全反应
C. 醋酸的导电性比盐酸的弱
D. 1 mol·L -1 的醋酸溶液的 c(H＋)约为 0.01 mol·L-1
【答案】D
【解析】
【详解】A．醋酸和水都是极性分子，且分子间能形成氢键，则醋酸与水能以任意比例互溶，与醋酸的电离程度无关，A不符合题意；
B．醋酸是一元酸，不管它是否完全电离，10 mL 1 mol·L-1醋酸都恰好与 10 mL 1 mol·L-1NaOH 溶液完全反应，B不符合题意；
C．醋酸与盐酸的浓度关系未知，即便醋酸的导电性比盐酸的弱，也不能证明醋酸发生部分电离，C不符合题意；
D．1 mol·L -1的醋酸溶液的 c(H＋)约为 0.01 mol·L-1，则表明醋酸只有一部分发生电离，从而证明醋酸为弱酸，D符合题意；
故选D。
4. 常温下，几种弱酸的电离平衡常数如下表所示，下列说法正确的是
化学式
HCOOH
HCN
HClO
电离平衡常数
A. 酸性强弱顺序是
B. 向碳酸钠饱和溶液中滴入HCN溶液，始终未见有气产生
C.
D. HCOOH的电离平衡常数表达式为
【答案】B
【解析】
【详解】A．弱酸的电离平衡常数越大酸性越强，多元弱酸的酸性强弱决定于第一步电离，酸性强弱顺序是，故A错误；
B．酸性，所以向碳酸钠饱和溶液中滴入HCN溶液，不能产生二氧化碳气体，故B正确；
C．酸性，所以，故C错误；
D．HCOOH的电离平衡常数表达式为，故D错误；
选B。
5. 某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的总反应为放热反应 B. 使用催化剂，可以改变反应热
C. 反应①是吸热反应，反应②是放热反应 D. ΔH=ΔH1＋ΔH2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，该反应的总反应为放热反应，故A正确；
B．使用催化剂，不能改变反应热，故B错误；
C． A、B的总能量小于C、D的总能量，反应①是吸热反应，C、D的总能量大于E、F的总能量，反应②是放热反应，故C正确；
D．根据图示，①A+B=C+D ΔH1；②C+D=E+F ΔH2；
根据盖斯定律①+②得A+B=E+F ΔH=ΔH1＋ΔH2，故D正确；
选B。
6. 在一密闭容器中发生反应：2A(g)＋2B(g)⇌C(s)＋3D(g) ΔH<0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是
A. 移走少量C B. 扩大容积，减小压强
C. 缩小容积，增大压强 D. 体积不变，充入“惰”气
【答案】C
【解析】
【详解】A．C为固体，改变其量，对反应速率无影响，A错误；
B．扩大容积相当于减小压强，v正减小，c(D)也减小，B错误；
C．缩小容积相当于增大压强，浓度增大，速率也增大，平衡右移，c(D)也增大，C正确；
D．体积不变，充入与反应无关气体“惰”气，平衡不移动，D错误；
故答案为C。
7. 一定温度下，把2.5 molA和2.5 molB混合盛入容积为2 L的密闭容器里，发生如下反应：3A(g)+B(g) ⇌xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol/(L·s)，同时生成1 molD，下列叙述中不正确的是
A. 反应达到平衡状态时A的转化率为60%
B. x=4
C. 平衡时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为6：5
D. 若混合气体的密度不再变化，则该可逆反应达到化学平衡状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应达到平衡状态时，根据方程式可知，参与反应的A的物质的量为：n(A)=n(D)=×1mol=1.5mol ，则A的转化率为=60%，A正确；
B．5s内(D)==mol•L-1•s-1=0.1mol•L-1•s-1，相同时间内其反应速率之比等于计量数之比，(C)：(D)=x：2=0.2mol/(L．s)：0.1mol•L-1•s-1=2：1，x=4，A正确；
C．恒温恒容条件下，气体物质的量之比等于其压强之比，开始时混合气体总物质的量=(2.5+2.5)mol=5mol，平衡时生成1molD，生成n(C)=0.2mol/(L．s)×5s×2L=2mol，剩余n(A)=2.5mol-×1mol=1mol、剩余n(B)=2.5mol-×1mol=2mol，所以平衡时气体总物质的量=(2+1+1+2)mol=6mol，则达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比=6mol：5mol=6：5，C正确；
D．已知反应物和生成物均为气体，容器的体积不变，即反应过程中混合气体的密度始终保持不变，则若混合气体的密度不再变化，不能说明该可逆反应达到化学平衡状态，D错误；
故答案为：D。
8. 在800℃时，体积为1升的密闭容器中，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，已知CO和H2O(g)的初始浓度为0.01mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005mol·L-1.若此时再加入0.02mol·L-1的H2O(g)，重新达到平衡时，H2平衡浓度为
A. 0.025 mol·L-1 B. 0.0075 mol·L-1 C. 0.005 mol·L-1 D. 0.015 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此可以求出结果：
此时，又加入0.02mol/LH2O后：
此时，解得x=0.0025mol/L，此时氢气的浓度为0.005+x=0.0075mol/L，正确选项为B。
9. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅
B. 合成氨反应(正反应为放热反应)，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施
C. 反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)(正反应放热)，平衡后，升高温度体系颜色变深
D. 对于2HI(g)H2(g)+I2(g)，达到平衡后，缩小容器容积可使体系颜色变深
【答案】D
【解析】
详解】A． 溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入硝酸银溶液后，银离子与溴离子反应生成溴化银沉淀，溴离子浓度减小，平衡正向移动，导致溴单质浓度减小，故溶液颜色变浅，故A不符合；
B． 合成氨反应，正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，可提高氨的产率，故B不符合；
C． 反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)的正反应放热，平衡后，升高温度，平衡逆向移动，NO2的浓度增大，故体系颜色变深，故C不符合；
D． 对于2HI(g)H2(g)+I2(g)，达到平衡后，缩小容器容积，平衡不发生移动，不能用勒夏特列原理解释，但是体积减小，各气体浓度增大，体系颜色变深，故D符合；
故选D。
10. 二氧化硫制取三氧化硫的反应为，下列有关用二氧化硫制取三氧化硫的说法正确的是
A. 反应的
B. 与足量反应，放出的热量为
C. 工业上用通入足量的空气来提高的转化率
D. 反应中每消耗转移的电子数目约等于
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．由反应可知，该反应正反应为气体体积减小的方向，故反应的，A错误；
B．由于反应是一个可逆反应，故与足量反应不可能完全反应，故放出的热量小于，B错误；
C．工业上用通入足量的空气使该反应的化学平衡正向移动，故能提高的转化率，C正确；
D．反应中S的化合价由+4价升高为+6价，故每消耗转移的电子数目约等于，D错误；
故答案为：C。
11. 一定温度下，在2 L的密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)xC(g) ΔH<0，B、C的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。
下列有关说法正确的是
A. x＝2，反应开始2 min内，v(B)＝0.1 mol/(L·min)
B. t1时改变的条件是降温，平衡逆向移动
C. t2时改变的条件可能是增大c(C)，平衡时B的物质的量分数增大
D. t3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c(B)不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据反应速率之比等于化学计量数之比，同时间等体积，物质的量变化之比等于化学计量数之比，即(0.3－0.1)：0.2=2：x，解得x=2，根据化学反应速率的表达式，v(B)=(0.3－0.1)/(2×2)mol/(L·min)=0.05mol/(L·min)，故错误；
B．根据图2，v逆逐渐增大，说明反应向正反应方向移动，故错误；
C．A为固体，反应前后气体系数之和相等，增大C的浓度，V逆增大，重新达到平衡后B的物质的量分数不变，故错误；
D．t3时刻，逆反应方向速率不变，说明平衡不一定，逆反应速率减小，可能是减小压强，t4时，逆反应方向速率不变，且增大，可能是增大压强，也可能是使用催化剂，故正确。
12. 下列能用来描述可逆反应2A(g)+B(g)2C(g) △H<0的正确图像是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、升高温度，正逆反应速率都增大，图象不符，故A错误；B、增大压强，正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应速率增大的倍数比逆反应速率增大的多，与图象不吻合，故B错误；C、升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，C的百分含量减小，故C正确；D、增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，升高温度平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，但图象增大，故D错误；故选C。
13. 以下化学平衡原理的应用正确的是
A. 工业生产 SO3 的反应是2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0，实际生产采用的是高压低温的生产条件
B. CO 中毒是因为 CO 吸入肺中发生反应：CO+HbO2(氧合血红蛋白)⇌O2+HbCO(碳氧血红蛋白)，治疗的做法是把病人放入高压氧仓
C. 关节滑液由于形成尿酸钠晶体：Ur-+Na+⇌NaUr(尿酸钠)ΔH＜0 而引发关节炎，治疗的做法是采用冷敷
D. 自来水厂用液氯进行自来水的消毒时会加入少量液氨，发生以下反应，生成比HClO稳定的NH2Cl：NH3+HClO⇌H2O+NH2Cl，目的是降低HClO的毒性
【答案】B
【解析】
【详解】A．SO2催化氧化生产SO3的反应是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，实际生产采用的是常压高温的生产条件，A不正确；
B．CO 中毒是因为 CO 吸入肺中发生反应：CO+HbO2(氧合血红蛋白)O2+HbCO(碳氧血红蛋白)，治疗的做法是把HbCO(碳氧血红蛋白)转化为HbO2(氧合血红蛋白)，所以应把病人放入高压氧仓，B正确；
C．采用冷敷的方法，可逆反应Ur-+Na+NaUr(尿酸钠)ΔH＜0 的平衡正向移动，NaUr(尿酸钠)的浓度增大，关节炎加重，C不正确；
D．自来水厂用液氯进行自来水的消毒时加入少量液氨，发生以下反应：NH3+HClOH2O+NH2Cl，目的是防止HClO分解，并能缓慢释放HClO，让消毒更持久，D不正确；
故选B。
14. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应Ⅱ是吸热反应
B. 反应I的热化学方程式为
C. 反应的中间产物是CO
D. 反应过程中断裂的化学键只有C-H键、O-H键
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图象，反应Ⅱ的反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，故A错误；
B．焓变生成物总能量-反应物的总能量，反应Ⅰ的热化学方程式为CH3OH(g)═CO(g)+2H2(g)，故B错误；
C．由图可知，CO在反应中先生成又被消耗，故CO是中间产物，故C正确；
D．反应过程中甲醇中的C-H键、O-H键都发生了断裂，水中的O-H键发生了断裂，CO中的键有部分键断裂生成，故D错误；
故选C。
15. Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：，已知该反应达到平衡时CO的转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B. 在反应进行到a点时，v正
D. 若点的平衡常数为2，测得该点，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图中数据可知温度高CO的平衡转化率越小，说明正反应为放热反应，A项错误；
B．a点时未达到平衡，转化率应增大，反应正向进行，，B项错误；
C．该反应为气体体积缩小的放热反应，所以要提高产率，使平衡正向移动，应降温加压，C项错误；
D．若b点的平衡常数为2，测得，，则，D项正确；
答案选D。
16. 25℃时，相同的盐酸和醋酸溶液各分别加水稀释，随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线I代表盐酸的稀释过程
B. b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液
C. a点溶液的导电性比b点溶液的导电性强
D. 将a、b两点所示溶液加热至30℃，的值变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．HCl为强电解质，在水中完全电离，醋酸为弱电解质，在水中部分电离，加水稀释过程中，醋酸电离程度增大，溶液中n(H+)逐渐增大，而盐酸溶液加水稀释过程中，溶液中n(H+)不变，因此稀释过程中pH(盐酸)>pH(醋酸)，因此曲线I代表盐酸的稀释过程，故A正确；
B．盐酸和醋酸溶液的pH和体积相同，因此两溶液中n(H+)相同，而醋酸溶液中还存在大量未发生电离的醋酸分子，因此醋酸溶液中和氢氧化钠的能力强于盐酸，即b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液，故B正确；
C．溶液中可自由移动的离子浓度越大，溶液的导电能力越强，b点溶液中大于a，因此b点溶液的导电性比a点溶液的导电性强，故C错误；
D．将a、b两点所示溶液加热至30℃，加热过程中，溶液中不变，醋酸电离程度增大，溶液中增大，因此的值变小，故D正确；
综上所述，错误的是C项，故答案为C。
第II卷 非选择题
二、综合填空题(共5题，计52分)
17. 已知室温时，0.1 mol•L-1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离，回答下列各问题：
（1）HA的电离平衡常数K= ___________ ，该溶液pH为 ___________
（2）升高温度时，K将 ___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
（3）HA电离出的H＋对于H2OH＋＋OH-平衡起到了 ___________ (填“抑制”或“促进”)
（4）加入一定量蒸馏水，上述平衡向 ___________ 移动，n(H+) ___________ (填“增大”、“减小”、“不变”)
（5）加入少量0.5mol/L盐酸，上述平衡向 ___________ 移动，c(H+) ___________ (填“增大”、“减小”、“不变”)
（6）由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的 c(H＋)的 ___________ 倍。
【答案】（1） ①. 1×10-9 ②. 5
（2）增大 （3）抑制
（4） ①. 右或正移 ②. 增大
（5） ①. 左或逆向 ②. 增大
（6）104
【解析】
【小问1详解】
室温时，0.1 mol•L-1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离，HA的电离平衡常数K=，该溶液中，pH为5。
【小问2详解】
电离吸热，升高温度时，电离平衡正向移动，K将增大。
【小问3详解】
HA电离出的H＋，使溶液中氢离子浓度增大，H2OH＋＋OH-平衡逆向移动，水电离受到抑制；
【小问4详解】
“越稀越电离”，加入一定量蒸馏水，促进电离，平衡向正向移动，n(H+)增大。
【小问5详解】
加入少量0.5mol/L盐酸，氢离子浓度增大，平衡向逆方向移动。
【小问6详解】
由HA电离出的c(H＋)= ，为水电离出的 c(H＋)= ，由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的 c(H＋)的104倍。
18. I．某同学设计下图简易装置测定中和热回答下列问题：
（1）该装置中缺少的仪器是___________。
（2）50mL 0.10mol/L的盐酸与50mL 0.11mol/L的NaOH溶液混合后，测得反应放出的热量为285J，则中和热=___________。若将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒，则测得反应放出的热量将___________(填“偏多”“偏少”或“不变”)。
Ⅱ．2021年世界环境日中国主题：人与自然和谐共生。
（3）以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体的减排提供了一个新途径，断开各分子中1mol化学键吸收的能量如下表所示，则以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g)的热化学方程式为___________。
化学键
C=O
C≡O
O=O
能量/J
799
1072
496
（4）以太阳能为热源，金属氧化物为催化剂可以分解水制H2和O2，实现能源绿色化，其过程如下：
过程Ⅰ：
过程Ⅱ：
总反应：
则过程Ⅱ的=___________。
【答案】（1）温度计 （2） ①. ②. 偏少
（3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
由图可知该装置中缺少的仪器是：温度计；
【小问2详解】
50mL 0.10mol/L的盐酸与50mL 0.11mol/L的NaOH溶液混合后生成水的物质的量n(H2O)=0.1×50×10-3=5×10-3mol，同时放热285J，则中和热=；金属搅拌棒导热较快，会导致热量流失，故换成金属棒后测得反应放出的热量将偏少；
【小问3详解】
从键能计算反应，则反应=反应物键能和-产物键能和，则二氧化碳分解生成CO和氧气的方程式为，其焓变，故以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g)的热化学方程式为 ；
【小问4详解】
已知过程Ⅰ：
过程Ⅱ：
总反应：
由盖斯定律可知，过程II=(总反应-过程I)，则=×(-)=×(571-138)= 。
19. 反应2X(g)Y(g)+Z(g)在不同条件下进行3组实验，Y、Z的起始浓度为0，反应物X的浓度随反应时间的变化曲线如图所示。回答下列问题。
（1）实验①中0∼10min内，用Z表示的平均化学反应速率为___________。
（2）该反应的ΔH___________0(填“”或“”)。
（3）若实验①、②相比较，实验②只改变了一个条件，则实验②改变的条件为___________。
（4）下列条件既能加快反应速率又能使平衡正向移动的是___________(填序号)。
a．缩小容器体积 b．再充入1mol Y c．升高温度 d．使用催化剂
（5）820℃时，该反应的平衡常数K=___________。
【答案】（1）0.01mol·L-1·min-1
（2）> （3）使用了催化剂
（4）c （5）4
【解析】
【小问1详解】
在0∼10min内，实验①中X的浓度变化为0.2mol·L−1，则；
【小问2详解】
由实验①和③可知，升高温度时，X的平衡浓度减小，平衡正向移动，所以正反应的ΔH>0；
【小问3详解】
因为实验②的反应速率加快，但平衡时X的浓度与①相同，因此改变的条件是使用了催化剂；
【小问4详解】
a．该反应是前后气体分子数相等的反应，缩小容器体积可以加快反应速率，但不影响化学平衡，a项错误；
b．再充入1mol Y增大了生成物的浓度，能加快反应速率，能使平衡逆向移动，b项错误；
c．由第(2)小题的分析可知，升高温度平衡正向移动，反应速率增大，c项正确；
d．使用催化剂，平衡不移动，d项错误。
【小问5详解】
据图可知820℃条件下，平衡时X的浓度为0.2mol/L，Δc(X)=0.8mol/L，则平衡时c(Y)=0.4mol/L，c(Z)=0.4mol/L，所以平衡常数K==4。
20. 回答下面各题。
I.近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化研究，实现可持续发展。
（1）已知：CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g) ∆H1=+41.1kJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=-90.0kJ/mol
则CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：___________。
II．工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
（2）判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号)___________。
A. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
C. 混合气体的相对平均分子质量不变
D. 混合气体的密度不变
（3）如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度℃
250
300
350
K
2.041
0.270
0.012
①由表中数据判断该反应的∆H___________0(填“＞”、“=”或“＜”)；
②在250℃，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，某时刻测得c(CO)=0.3mol/L，则此时化学反应向___________方向移动 (填“正向”，“逆向”或“平衡”)。
（4）要提高CO的转化率，可以采取的措施是(填字母序号)___________。
a．增加CO的浓度 b．加入H2 c．分离出甲醇d． 加入催化剂 e．加入惰性气体 f．升温
III．在一定条件下， A(g)+3B(g) C(g)+D(g) ∆H=-49.0kJ/mol，体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。
（5）X表示的物理量是___________。
（6）判断L1与L2的大小关系：L1___________ L2 (填“＜”，“=”或“＞”)。
【答案】（1）CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-48.9kJ/mol （2）BC
（3） ①. ＜ ②. 正向
（4）bc （5）温度
（6）＞
【解析】
【小问1详解】
由方程式1加上方程式2可得到二氧化碳催化氢化合成甲醇的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-48.9kJ/mol；
【小问2详解】
生成CH3OH速率和消耗CO的速率都为正向进行的反应速率，A错误；浓度不再发生变化，可判断反应达到平衡状态，B正确；在密闭的容器中反应物和产物均为气体，前后气体分子数不相同时，可用平均分子量保持不变来判断反应达到平衡状态，C正确；在恒容密闭容器中，反应物产物均为气体时，密度任何时候都保持不变，D错误；故选BC；
【小问3详解】
①随着温度升高平衡常数减小，可判断反应为放热反应，∆H＜0；
②可求出此时的浓度熵Qc=0.91＜K，可判断此时化学反应向正向移动；
【小问4详解】
增大一氧化碳浓度，一氧化碳的转化率减小，a错误；
加入氢气平衡正向移动一氧化碳转换率增大，b正确；
分离出甲醇平衡正向移动一氧化碳转化率增大，c正确；
加入催化剂平衡不发生移动，转化率不变，d错误；
加入惰性气体平衡不发生移动转化率不变，e错误；
升高温度反应为放热反应平衡逆向移动一氧化碳转化率减小，f错误；
故选bc
【小问5详解】
随着横坐标增大，A的转换率减小，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化率减小，则横坐标代表的物理量为温度；
【小问6详解】
在相同温度时，增大压强平衡正向移动压强越大，平衡转化率越大，所以L1＞L2。
21. 一定条件下，CH4与CO2反应可制备CH3COOH，反应的热化学方程式为，。回答下列问题：
（1）T1℃时催化剂作用下，将体积比为1:1的CH4与CO2混合气体充入恒容密闭容器中反应生成CH3COOH(g)，每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示：
时间/min
0
10
20
30
40
50
压强/kPa
2
1.5
1.3
1.2
1.2
1.2
①已知：。反应开始10min内，用CH4的压强变化表示该反应的平均反应速率为___________。
②T1℃时，反应的平衡常数Kp=___________(Kp为用各气体分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。
（2）用作催化剂，可使反应在较温和条件下进行，反应历程如图：
①第二步反应的化学方程式为___________。
②为增大CH3COOH的平衡产率：从温度角度考虑，第一步反应在高温下进行，第二步反应在___________进行；从H2浓度的角度考虑，第二步应采取的措施是___________。
【答案】（1） ①. 0.05 ②. 20
（2） ①. ②. 低温 ③. 增大H2的浓度
【解析】
【小问1详解】
①恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，起始时压强为2kPa，设气体的物质的量也为2mol(CH4、CO2各1mol)，则反应开始10min时，气体的物质的量为1.5mol，则压强为1.5kPa，利用差量法，可求出参加反应的CH4的物质的量为2mol-1.5mol=0.5mol，则CH4的压强减少0.5kPa，用CH4的压强变化表示该反应的平均反应速率为=0.05kPa∙mol-1。
②T1℃时，CH4、CO2各投入1mol，平衡时，混合气为1.2mol，设参加反应CH4的物质的量为x，则可建立如下三段式：
则1-x+1-x+x=1.2，x=0.8mol，反应的平衡常数Kp==20。答案为：0.05；20；
【小问2详解】
①从反应历程图可以得出，第二步反应的化学方程式为。
②为增大CH3COOH的平衡产率：因为第一步反应的∆H＞0，第二步反应的∆H＜0，所以从温度角度考虑，第一步反应在高温下进行，第二步反应在低温进行；从H2浓度的角度考虑，H2为反应物，增大浓度有利于平衡的正向移动，所以第二步应采取的措施是：增大H2的浓度。答案为：；低温；增大H2的浓度。
【点睛】工业生产中控制反应条件，不仅要考虑反应速率、反应物的转化率，还要考虑催化剂的活性。
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