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2019版高考化学一轮精选教师用书苏教专用：专题76专题综合检测（七）
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专题综合检测(七)
(时间：45分钟；满分：100分)
一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)
1．美国亚利桑那州大学(ASU)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)。有关该反应的说法正确的是( )
A．ΔH ＜0
B．ΔS＜0
C．化学能转变为电能
D．氢能是理想的绿色能源
解析：选D。该反应是熵增的吸热反应，太阳能转化为化学能。
2．据新华网报道，加拿大卡尔加里大学的两位研究者柯蒂斯和西蒙发明了一种新型“电催化剂”，能够非常高效且廉价地将电能转化成化学能。该新型“电催化剂”是一种多孔金属氧化物固体，用于在电解器中催化水分解为氢气与氧气的一种特殊催化剂。下列说法中不正确的是( )
A．使用电催化剂，加快了水的分解速率
B．金属氧化物固体的量越多，水分解速率越快
C．反应一段时间，过滤、洗涤、干燥后发现金属氧化物固体的质量没有发生变化
D．金属氧化物固体的多孔结构利于提高催化剂的效率
解析：选B。催化剂的用量对化学反应速率有影响，在一定用量范围内，随着用量增加，反应时间缩短，反应速率加快；但催化剂的用量增加到一定值后，反应时间和反应速率不再改变，故B项错误。
3．(2018·洛阳高三模拟)工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是
①2C(焦炭)＋O2(空气)2CO
②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，其主要原因是( )
A．CO过量
B．CO与铁矿石接触不充分
C．炼铁高炉的高度不够
D．CO与Fe2O3的反应有一定限度
解析：选D。因为高炉炼铁的反应具有一定的限度，通过提高CO的浓度使平衡向生成铁(正反应)的方向移动，所以焦炭的使用量多。
4．(2018·马鞍山高三模拟)已知X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH＜0。反应发生后，t1时达到平衡，t2时改变条件，t3时达到新平衡，则t2时改变的条件可能是( )
A．升高温度 B．减小Z的浓度
C．增大压强 D．增大X或Y的浓度
解析：选A。由图可知t2后，Z的浓度减小，X或Y浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动。A项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，正确；B项，由图可知t2时Z的浓度不变，错误；C项，增大压强是通过缩小体积实现，此时Z、X、Y的浓度均应瞬间增大，曲线出现断点，且平衡不移动，错误；D项，增大X或Y浓度，t2时X或Y浓度应瞬间增大，曲线出现断点，且平衡向正反应方向移动，错误。
5．(2018·龙岩高三质检)甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一，该过程的主要反应是CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。其他条件相同，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下反应相同时间后，体系中CO含量随反应温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．相同条件下，催化剂Ⅱ催化效率更高
B．b点表示上述反应在对应条件下的平衡状态
C．根据图像，无法判断该反应是否为吸热反应
D．该反应平衡常数表达式为K＝c(CO)·c3 (H2)/c(CH4)
解析：选C。其他条件相同，相同温度时催化剂Ⅰ生成CO的量更多，故催化剂Ⅰ的催化效率更高，A项错误；催化剂不影响可逆反应的限度，所以温度相同的条件下，两者的平衡状态相同，即应为相交的点，所以b点不是平衡状态，B项错误；由于图像显示交点前均没有达到平衡，所以无法判断该反应的热效应(应先达到化学平衡且平衡又发生移动，才能根据其推断)，C项正确；气态的水也要写进平衡常数表达式，D项错误。
6．(2018·衡阳高三模拟)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收，其中Y是单质：
SO2(g)＋2CO(g)2X(g)＋Y(l)
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
c(SO2)/
mol·L－1
1.00
0.50
0.23
3.00×
10－37
3.00×
10－37
c(CO)/
mol·L－1
4.00
3.00
2.46
2.00
2.00
下列说法不正确的是( )
A．X的化学式为CO2
B．前1 s内v(X)＝1.00 mol·L－1·s－1
C．该回收原理利用了SO2的还原性
D．该温度下，此反应的平衡常数的数值是3.33×1036
解析：选C。该反应是进行硫的回收，所以Y单质是S单质，根据质量守恒定律，则X的化学式是CO2，A项正确；前1 s内，CO的物质的量浓度减小1.00 mol·L－1，则X的物质的量浓度增加1.00 mol·L－1，所以v(X)＝1.00 mol·L－1·s－1，B项正确；在该反应中，S元素的化合价降低，作氧化剂，所以利用了二氧化硫的氧化性，C项错误；3 s 时，该反应达到平衡状态，CO的物质的量浓度减少2.00 mol·L－1，则X的浓度增加2.00 mol·L－1，所以该反应的平衡常数K＝2.002/[2.002×(3.00×10－37)]＝3.33×1036，D项正确。
7．(2018·正定中学高三月考)将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和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)。已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<0。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．d点：v(正)
解析：选D。A项，b点往后，透光率下降，说明颜色加深，若是拉伸注射器，体积增大，c(NO2)浓度减小，虽然平衡向逆反应方向移动，但平衡的移动只能“减弱”影响，所以c(NO2)比原平衡小，不符合题意，错误；B项，由于图示是拉伸和压缩注射器，所以c点与a点比，c(NO2)、c(N2O4)均增大(原理同A分析)，错误；C项，d点变化是透光率升高，即c(NO2)浓度减小，平衡向正反应方向移动，v(逆)
A．与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ可能使用了催化剂
B．与实验Ⅰ相比，实验Ⅲ若只改变温度，则温度T1
D．若起始浓度c(X)＝0.8 mol·L－1，c(Y)＝c(W)＝0，其余条件与实验Ⅰ相同，则平衡浓度c(X)＝0.4 mol·L－1
解析：选C。A项，实验Ⅰ与实验Ⅱ达到平衡时X的浓度相同，只是实验Ⅱ反应速率较快，则可能使用了催化剂，正确；B项，实验Ⅲ达到平衡所用时间比实验Ⅰ短，则T2>T1，平衡时实验Ⅲ中X浓度较小，表明升温平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，正确；C项，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ达到平衡时，X的体积百分含量明显是Ⅰ＝Ⅱ>Ⅲ，不正确；D项，实验Ⅰ中，平衡时c(Y)＝c(W)＝0.25 mol·L－1，K＝＝0.25，而反应温度不变，则平衡常数不变，设平衡时Y的浓度为a，K＝＝＝0.25，解得a＝0.2 mol·L－1，则平衡时c(X)＝0.8 mol·L－1－2×0.2 mol·L－1＝0.4 mol·L－1，正确。
9．使用SNCR脱硝技术的原理是4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)，如图是在密闭体系中研究反应条件对烟气脱硝效率的实验结果。下列说法正确的是( )
A．从图1判断，该反应的正反应是放热反应
B．减小氨气的浓度有助于提高NO的转化率
C．从图1判断，脱硝的最佳温度约为925 ℃
D．从图2判断，综合考虑脱硝效率和运行成本最佳氨氮摩尔比应为2.5
解析：选C。由图1，升高温度，NH3浓度减小，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，A错；减小氨气的浓度，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低，B错；由图1，温度约为925 ℃时，NH3浓度较低且脱硝效率最高，C对；氨氮摩尔比为2.5时，虽然脱硝效率最高，但NH3浓度太大，成本过高，D错。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
10．(12分)固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。
某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示：
回答下列问题：
(1)由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是________(填字母)。
a．0～1 min b．1～3 min
c．3～8 min d．8～11 min
(2)仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是________________，曲线Ⅱ改变的条件可能是________________。
(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是______________(填序号)。
a．容器内压强不再改变
b．容器内气体的密度不再改变
c．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
d．容器内各物质的物质的量相等
解析：(1)曲线的斜率越大，速率越大。
(2)曲线Ⅰ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快，且平衡时n(H2)大，改变的条件应是升高温度，使平衡左移；曲线Ⅱ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快， 且平衡时n(H2)小，改变的条件应是增大压强，使平衡右移。
(3)反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol是正反应气体体积减小的放热反应。容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变，说明气体的总物质的量不再改变，a、c符合题意；容器的体积不变，质量不变，密度始终不变，b不符合题意；容器内各物质的物质的量相等，不一定达到平衡，d不符合题意。
答案：(1)a (2)升高温度 增大压强 (3)ac
11．(14分)氨是重要的化工产品之一，研究合成氨反应具有重要的意义。
(1)已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为N≡N 946.0 kJ·mol－1，H—H 436 kJ·mol－1，N—H 390.8 kJ·mol－1，写出N2(g)和H2(g)为原料合成NH3(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)某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，实验结果如图所示。
①t1时刻改变的条件为_________________________________________________。
②t2时刻，恒压充入氦气，t3时刻达到平衡，在图中画出t2时刻后的速率变化图像。
(3)相同温度下，A、B、C三个密闭容器，A、B恒容，C带有可自由移动的活塞K，各向其中充入如图所示反应物，初始时控制活塞K，使三者体积相等，一段时间后均达到平衡。
①达到平衡时，A、C两个容器中NH3的浓度分别为c1、c2，则c1________c2(填“>”“<”或“＝”)。
②达到平衡时，若A、B两容器中反应物的转化率分别为α(A)、α(B)，则α(A)＋α(B)____1(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)ΔH＝E(反应物的键能)－E(生成物的键能)＝E(N≡N)＋3E(H—H) －6E(N—H)＝－90.8 kJ·mol－1。
(2)①正、逆反应速率均加快，且平衡向逆反应方向移动，所以是升高温度。
②恒压充入氦气，体积增大，各成分的浓度均减小，则正、逆反应速率均减小，由于平衡向逆反应方向移动，v逆>v正。
(3)①A为恒容，C为恒压，由于合成氨是气体体积减小的反应，所以C中气体体积减小，相对于A，C相当于增大压强，平衡正向移动，所以c1
答案：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3 (g) ΔH＝－90.8 kJ·mol－1
(2)①升高温度
②
(3)①< ②<
12．(14分)(2018·石家庄高三模拟)汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质，已成为某些大城市空气的主要污染源。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因为________________________
________________________________________________________________________；
(用化学方程式表示，为可逆反应)；汽车启动后，汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示：
①实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)＝____________________。
②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)由大到小的顺序为____________(填实验序号)。
③与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为
实验Ⅰ________________________________________________________；
实验Ⅲ________________________________________________________。
④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为________________________________________________________________________。
⑤实验Ⅲ的平衡常数K＝________。
解析：(1)氮气与氧气在高温下反应生成NO，反应方程式为N2＋O22NO；温度升高，反应速率加快，单位时间内NO排放量大。
(2)①设参加反应的NO为x mol，则：
2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)
开始(mol) 0.4 0.4 0 0
转化(mol) x x x 0.5x
平衡(mol) 0.4－x 0.4－x x 0.5x
恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则(0.4＋0.4)∶(0.4－x＋0.4－x＋x＋0.5x)＝320∶250，解得x＝0.35，故v(NO)＝＝1.75×10－3mol·L－1·min－1。②反应速率越快，到达平衡时间越短，由图可知反应速率：Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ。③对比Ⅱ、Ⅰ可知，Ⅰ到达平衡时间缩短且起始压强增大，应是升高温度；对比Ⅱ、Ⅲ可知，起始和平衡时压强均不变，Ⅲ到达平衡时间缩短，应是使用催化剂。④根据③中分析可知，Ⅱ、Ⅲ相比，平衡不移动，故CO转化率不变，即αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)。Ⅰ与Ⅱ相比，Ⅰ中温度较高，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小，即αⅠ(CO)＜αⅡ(CO)，故转化率αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)＞αⅠ(CO)。⑤Ⅱ、Ⅲ温度相同，平衡常数相同，结合①中计算可知平衡时NO浓度为0.01 mol·L－1，CO浓度为0.01 mol·L－1，CO2的浓度为0.07 mol·L－1，N2的浓度为0.035 mol·L－1，平衡常数K＝＝＝17 150。
答案：(1)N2＋O22NO 温度升高，反应速率加快
(2)①1.75×10－3 mol· L－1·min－1
②Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ
③升高温度；达到平衡的时间比Ⅱ缩短，起始压强增大
加催化剂；达到平衡的时间比Ⅱ缩短，平衡没有移动
④αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)＞αⅠ(CO)
⑤17 150
13．(15分)(2016·高考全国卷Ⅲ)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：
(1)NaClO2的化学名称为________________。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×10－3mol·L－1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子
SO
SO
NO
NO
Cl－
c/mol·L－1
8.35×10－4
6.87×10－6
1.5×10－4
1.2×10－5
3.4×10－3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：__________________________。
增加压强，NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是____________________________
________________________。
(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常数K表达式为____________________。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_______________________
________________________________________________________________________。
②已知下列反应：
SO2(g)＋2OH－ (aq) ===SO (aq)＋H2O(l) ΔH1
ClO－ (aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq) ΔH3
则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－ (aq) === CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－ (aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。
解析：(1)NaClO2中氯元素的化合价为＋3，NaClO2的名称是亚氯酸钠。(2)①NaClO2溶液脱硝过程中，NO转化为NO、NO，主要转化为NO，书写离子方程式时运用得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，得到4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－。上述反应是气体分子数减小的反应，增大压强有利于反应正向进行，使NO的转化率提高。②根据上述反应可知，随着吸收反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐增大，pH逐渐减小。③由实验结果看出，溶液中含硫离子的浓度大于含氮离子的浓度，所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率。这可能是因为NO溶解度较低、脱硝反应活化能较高等。(3)①纵坐标是平衡分压的负对数，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压的负对数减小，即平衡分压增大，说明平衡逆向移动，所以平衡常数减小。②根据平衡常数表达式的规则书写即可。(4)①如果使用Ca(ClO)2，则生成的SO会与Ca2＋结合，生成CaSO4沉淀，促使脱硫反应正向进行，提高SO2的转化率。②设三个反应依次是a、b、c，根据盖斯定律，由a＋b－c得SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq) ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
答案：(1)亚氯酸钠
(2)①4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－ 提高 ②减小 ③大于 NO溶解度较低(或脱硝反应活化能较高)
(3)①减小 ②
(4)①形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高 ②ΔH1＋ΔH2－ΔH3
(时间：45分钟；满分：100分)
一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)
1．美国亚利桑那州大学(ASU)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)。有关该反应的说法正确的是( )
A．ΔH ＜0
B．ΔS＜0
C．化学能转变为电能
D．氢能是理想的绿色能源
解析：选D。该反应是熵增的吸热反应，太阳能转化为化学能。
2．据新华网报道，加拿大卡尔加里大学的两位研究者柯蒂斯和西蒙发明了一种新型“电催化剂”，能够非常高效且廉价地将电能转化成化学能。该新型“电催化剂”是一种多孔金属氧化物固体，用于在电解器中催化水分解为氢气与氧气的一种特殊催化剂。下列说法中不正确的是( )
A．使用电催化剂，加快了水的分解速率
B．金属氧化物固体的量越多，水分解速率越快
C．反应一段时间，过滤、洗涤、干燥后发现金属氧化物固体的质量没有发生变化
D．金属氧化物固体的多孔结构利于提高催化剂的效率
解析：选B。催化剂的用量对化学反应速率有影响，在一定用量范围内，随着用量增加，反应时间缩短，反应速率加快；但催化剂的用量增加到一定值后，反应时间和反应速率不再改变，故B项错误。
3．(2018·洛阳高三模拟)工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是
①2C(焦炭)＋O2(空气)2CO
②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，其主要原因是( )
A．CO过量
B．CO与铁矿石接触不充分
C．炼铁高炉的高度不够
D．CO与Fe2O3的反应有一定限度
解析：选D。因为高炉炼铁的反应具有一定的限度，通过提高CO的浓度使平衡向生成铁(正反应)的方向移动，所以焦炭的使用量多。
4．(2018·马鞍山高三模拟)已知X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH＜0。反应发生后，t1时达到平衡，t2时改变条件，t3时达到新平衡，则t2时改变的条件可能是( )
A．升高温度 B．减小Z的浓度
C．增大压强 D．增大X或Y的浓度
解析：选A。由图可知t2后，Z的浓度减小，X或Y浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动。A项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，正确；B项，由图可知t2时Z的浓度不变，错误；C项，增大压强是通过缩小体积实现，此时Z、X、Y的浓度均应瞬间增大，曲线出现断点，且平衡不移动，错误；D项，增大X或Y浓度，t2时X或Y浓度应瞬间增大，曲线出现断点，且平衡向正反应方向移动，错误。
5．(2018·龙岩高三质检)甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一，该过程的主要反应是CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。其他条件相同，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下反应相同时间后，体系中CO含量随反应温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．相同条件下，催化剂Ⅱ催化效率更高
B．b点表示上述反应在对应条件下的平衡状态
C．根据图像，无法判断该反应是否为吸热反应
D．该反应平衡常数表达式为K＝c(CO)·c3 (H2)/c(CH4)
解析：选C。其他条件相同，相同温度时催化剂Ⅰ生成CO的量更多，故催化剂Ⅰ的催化效率更高，A项错误；催化剂不影响可逆反应的限度，所以温度相同的条件下，两者的平衡状态相同，即应为相交的点，所以b点不是平衡状态，B项错误；由于图像显示交点前均没有达到平衡，所以无法判断该反应的热效应(应先达到化学平衡且平衡又发生移动，才能根据其推断)，C项正确；气态的水也要写进平衡常数表达式，D项错误。
6．(2018·衡阳高三模拟)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收，其中Y是单质：
SO2(g)＋2CO(g)2X(g)＋Y(l)
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
c(SO2)/
mol·L－1
1.00
0.50
0.23
3.00×
10－37
3.00×
10－37
c(CO)/
mol·L－1
4.00
3.00
2.46
2.00
2.00
下列说法不正确的是( )
A．X的化学式为CO2
B．前1 s内v(X)＝1.00 mol·L－1·s－1
C．该回收原理利用了SO2的还原性
D．该温度下，此反应的平衡常数的数值是3.33×1036
解析：选C。该反应是进行硫的回收，所以Y单质是S单质，根据质量守恒定律，则X的化学式是CO2，A项正确；前1 s内，CO的物质的量浓度减小1.00 mol·L－1，则X的物质的量浓度增加1.00 mol·L－1，所以v(X)＝1.00 mol·L－1·s－1，B项正确；在该反应中，S元素的化合价降低，作氧化剂，所以利用了二氧化硫的氧化性，C项错误；3 s 时，该反应达到平衡状态，CO的物质的量浓度减少2.00 mol·L－1，则X的浓度增加2.00 mol·L－1，所以该反应的平衡常数K＝2.002/[2.002×(3.00×10－37)]＝3.33×1036，D项正确。
7．(2018·正定中学高三月考)将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和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)。已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<0。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．d点：v(正)
解析：选D。A项，b点往后，透光率下降，说明颜色加深，若是拉伸注射器，体积增大，c(NO2)浓度减小，虽然平衡向逆反应方向移动，但平衡的移动只能“减弱”影响，所以c(NO2)比原平衡小，不符合题意，错误；B项，由于图示是拉伸和压缩注射器，所以c点与a点比，c(NO2)、c(N2O4)均增大(原理同A分析)，错误；C项，d点变化是透光率升高，即c(NO2)浓度减小，平衡向正反应方向移动，v(逆)
A．与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ可能使用了催化剂
B．与实验Ⅰ相比，实验Ⅲ若只改变温度，则温度T1
D．若起始浓度c(X)＝0.8 mol·L－1，c(Y)＝c(W)＝0，其余条件与实验Ⅰ相同，则平衡浓度c(X)＝0.4 mol·L－1
解析：选C。A项，实验Ⅰ与实验Ⅱ达到平衡时X的浓度相同，只是实验Ⅱ反应速率较快，则可能使用了催化剂，正确；B项，实验Ⅲ达到平衡所用时间比实验Ⅰ短，则T2>T1，平衡时实验Ⅲ中X浓度较小，表明升温平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，正确；C项，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ达到平衡时，X的体积百分含量明显是Ⅰ＝Ⅱ>Ⅲ，不正确；D项，实验Ⅰ中，平衡时c(Y)＝c(W)＝0.25 mol·L－1，K＝＝0.25，而反应温度不变，则平衡常数不变，设平衡时Y的浓度为a，K＝＝＝0.25，解得a＝0.2 mol·L－1，则平衡时c(X)＝0.8 mol·L－1－2×0.2 mol·L－1＝0.4 mol·L－1，正确。
9．使用SNCR脱硝技术的原理是4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)，如图是在密闭体系中研究反应条件对烟气脱硝效率的实验结果。下列说法正确的是( )
A．从图1判断，该反应的正反应是放热反应
B．减小氨气的浓度有助于提高NO的转化率
C．从图1判断，脱硝的最佳温度约为925 ℃
D．从图2判断，综合考虑脱硝效率和运行成本最佳氨氮摩尔比应为2.5
解析：选C。由图1，升高温度，NH3浓度减小，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，A错；减小氨气的浓度，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低，B错；由图1，温度约为925 ℃时，NH3浓度较低且脱硝效率最高，C对；氨氮摩尔比为2.5时，虽然脱硝效率最高，但NH3浓度太大，成本过高，D错。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
10．(12分)固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。
某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示：
回答下列问题：
(1)由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是________(填字母)。
a．0～1 min b．1～3 min
c．3～8 min d．8～11 min
(2)仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是________________，曲线Ⅱ改变的条件可能是________________。
(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是______________(填序号)。
a．容器内压强不再改变
b．容器内气体的密度不再改变
c．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
d．容器内各物质的物质的量相等
解析：(1)曲线的斜率越大，速率越大。
(2)曲线Ⅰ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快，且平衡时n(H2)大，改变的条件应是升高温度，使平衡左移；曲线Ⅱ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快， 且平衡时n(H2)小，改变的条件应是增大压强，使平衡右移。
(3)反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol是正反应气体体积减小的放热反应。容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变，说明气体的总物质的量不再改变，a、c符合题意；容器的体积不变，质量不变，密度始终不变，b不符合题意；容器内各物质的物质的量相等，不一定达到平衡，d不符合题意。
答案：(1)a (2)升高温度 增大压强 (3)ac
11．(14分)氨是重要的化工产品之一，研究合成氨反应具有重要的意义。
(1)已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为N≡N 946.0 kJ·mol－1，H—H 436 kJ·mol－1，N—H 390.8 kJ·mol－1，写出N2(g)和H2(g)为原料合成NH3(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)某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，实验结果如图所示。
①t1时刻改变的条件为_________________________________________________。
②t2时刻，恒压充入氦气，t3时刻达到平衡，在图中画出t2时刻后的速率变化图像。
(3)相同温度下，A、B、C三个密闭容器，A、B恒容，C带有可自由移动的活塞K，各向其中充入如图所示反应物，初始时控制活塞K，使三者体积相等，一段时间后均达到平衡。
①达到平衡时，A、C两个容器中NH3的浓度分别为c1、c2，则c1________c2(填“>”“<”或“＝”)。
②达到平衡时，若A、B两容器中反应物的转化率分别为α(A)、α(B)，则α(A)＋α(B)____1(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)ΔH＝E(反应物的键能)－E(生成物的键能)＝E(N≡N)＋3E(H—H) －6E(N—H)＝－90.8 kJ·mol－1。
(2)①正、逆反应速率均加快，且平衡向逆反应方向移动，所以是升高温度。
②恒压充入氦气，体积增大，各成分的浓度均减小，则正、逆反应速率均减小，由于平衡向逆反应方向移动，v逆>v正。
(3)①A为恒容，C为恒压，由于合成氨是气体体积减小的反应，所以C中气体体积减小，相对于A，C相当于增大压强，平衡正向移动，所以c1
答案：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3 (g) ΔH＝－90.8 kJ·mol－1
(2)①升高温度
②
(3)①< ②<
12．(14分)(2018·石家庄高三模拟)汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质，已成为某些大城市空气的主要污染源。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因为________________________
________________________________________________________________________；
(用化学方程式表示，为可逆反应)；汽车启动后，汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示：
①实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)＝____________________。
②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)由大到小的顺序为____________(填实验序号)。
③与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为
实验Ⅰ________________________________________________________；
实验Ⅲ________________________________________________________。
④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为________________________________________________________________________。
⑤实验Ⅲ的平衡常数K＝________。
解析：(1)氮气与氧气在高温下反应生成NO，反应方程式为N2＋O22NO；温度升高，反应速率加快，单位时间内NO排放量大。
(2)①设参加反应的NO为x mol，则：
2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)
开始(mol) 0.4 0.4 0 0
转化(mol) x x x 0.5x
平衡(mol) 0.4－x 0.4－x x 0.5x
恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则(0.4＋0.4)∶(0.4－x＋0.4－x＋x＋0.5x)＝320∶250，解得x＝0.35，故v(NO)＝＝1.75×10－3mol·L－1·min－1。②反应速率越快，到达平衡时间越短，由图可知反应速率：Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ。③对比Ⅱ、Ⅰ可知，Ⅰ到达平衡时间缩短且起始压强增大，应是升高温度；对比Ⅱ、Ⅲ可知，起始和平衡时压强均不变，Ⅲ到达平衡时间缩短，应是使用催化剂。④根据③中分析可知，Ⅱ、Ⅲ相比，平衡不移动，故CO转化率不变，即αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)。Ⅰ与Ⅱ相比，Ⅰ中温度较高，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小，即αⅠ(CO)＜αⅡ(CO)，故转化率αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)＞αⅠ(CO)。⑤Ⅱ、Ⅲ温度相同，平衡常数相同，结合①中计算可知平衡时NO浓度为0.01 mol·L－1，CO浓度为0.01 mol·L－1，CO2的浓度为0.07 mol·L－1，N2的浓度为0.035 mol·L－1，平衡常数K＝＝＝17 150。
答案：(1)N2＋O22NO 温度升高，反应速率加快
(2)①1.75×10－3 mol· L－1·min－1
②Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ
③升高温度；达到平衡的时间比Ⅱ缩短，起始压强增大
加催化剂；达到平衡的时间比Ⅱ缩短，平衡没有移动
④αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)＞αⅠ(CO)
⑤17 150
13．(15分)(2016·高考全国卷Ⅲ)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：
(1)NaClO2的化学名称为________________。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×10－3mol·L－1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子
SO
SO
NO
NO
Cl－
c/mol·L－1
8.35×10－4
6.87×10－6
1.5×10－4
1.2×10－5
3.4×10－3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：__________________________。
增加压强，NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是____________________________
________________________。
(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常数K表达式为____________________。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_______________________
________________________________________________________________________。
②已知下列反应：
SO2(g)＋2OH－ (aq) ===SO (aq)＋H2O(l) ΔH1
ClO－ (aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq) ΔH3
则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－ (aq) === CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－ (aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。
解析：(1)NaClO2中氯元素的化合价为＋3，NaClO2的名称是亚氯酸钠。(2)①NaClO2溶液脱硝过程中，NO转化为NO、NO，主要转化为NO，书写离子方程式时运用得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，得到4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－。上述反应是气体分子数减小的反应，增大压强有利于反应正向进行，使NO的转化率提高。②根据上述反应可知，随着吸收反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐增大，pH逐渐减小。③由实验结果看出，溶液中含硫离子的浓度大于含氮离子的浓度，所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率。这可能是因为NO溶解度较低、脱硝反应活化能较高等。(3)①纵坐标是平衡分压的负对数，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压的负对数减小，即平衡分压增大，说明平衡逆向移动，所以平衡常数减小。②根据平衡常数表达式的规则书写即可。(4)①如果使用Ca(ClO)2，则生成的SO会与Ca2＋结合，生成CaSO4沉淀，促使脱硫反应正向进行，提高SO2的转化率。②设三个反应依次是a、b、c，根据盖斯定律，由a＋b－c得SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq) ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
答案：(1)亚氯酸钠
(2)①4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－ 提高 ②减小 ③大于 NO溶解度较低(或脱硝反应活化能较高)
(3)①减小 ②
(4)①形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高 ②ΔH1＋ΔH2－ΔH3
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