河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-17化学反应速率与化学平衡（2）

这是一份河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-17化学反应速率与化学平衡（2），共34页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-17化学反应速率与化学平衡（2）

一、单选题
1．（2022·河南·校联考模拟预测）“从二氧化碳到淀粉的人工合成”入选2021年度“中国生命科学十大进展”。实验室实现由CO2到淀粉的合成路线如下：

下列说法正确的是
A．ZnO-ZrO2能提高反应①的转化率与反应速率
B．反应②的原子利用率为100%
C．其他条件相同，温度越高，反应②的反应速率越快
D．“人工合成淀粉”有助于“双碳”达标和缓解粮食危机
2．（2022·河南·校联考模拟预测）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法不正确的是

A．充电时，电极周围升高
B．放电时，每生成，转移个电子
C．使用催化剂或者均能有效减少副产物的生成
D．使用催化剂，中间产物更不稳定
3．（2022·河南郑州·统考一模）硅是大数据时代的关键材料。工业上常在1800—2000℃时，用碳单质还原的方法制取单质硅。涉及反应的相关数据如表所示。下列相关说法正确的是
反应
△H/(kJ•mol-1)
△S/(J•K-1•mol-1)
反应(1)：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)
687.27
359.04
反应(2)：SiO2(s)+C(s)=Si(s)+CO2(g)
514.85
183.35

A．反应(1)可证明Si的还原性大于C
B．生活中利用单晶硅良好的导光性能做光导纤维
C．工业生产条件下反应(2)无法自发进行发生
D．C(s)+CO2(g)=2CO(g)    △H=-172.42kJ·mol-1
4．（2022·河南·统考二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热∆H=-620.9kJ·mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是

A．∆E=306.6kJ/mol B．三个基元反应中只有③是放热反应
C．该化学反应的速率主要由反应②决定 D．该过程的总反应为2CO+2NO=N2+2CO2
5．（2023·河南·统考三模）与下列实验操作和现象所对应的原理解释正确的是

实验操作
现象
原理解释
A
向ZnS沉淀上滴加适量0.1mol/LCuSO4溶液，振荡试管
沉淀变为黑色
Kap(ZnS)>Kap(CuS)
B
将乙醇与浓硫酸混合加热产生的气体通入酸性KMnO4溶液中
溶液紫红色褪去
乙醇分子内脱水生成乙烯，乙烯具有还原性
C
向植物油中加入Na2CO3溶液，加热
溶液不再分层
碳酸钠溶液呈碱性：+2H2OH2CO3+2OHˉ，油脂在碱性条件下水解
D
实验室中加热KClO3和MnO2固体混合物制氧气
反应前后MnO2的质量没有发生变化
MnO2没有参与反应
A．A B．B C．C D．D
6．（2023·河南郑州·统考一模）已知反应  ，在716K时向密闭容器中充入一定量的HI气体，平衡时气体混合物中碘化氢的物质的量分数为78%。测得和的关系如图所示。

下列结论不正确的是
A．该反应的压力平衡常数约为0.02
B．增大体系压强，平衡不发生移动，平衡常数不变
C．温度降低，、均减小，平衡向逆反应方向移动
D．温度升高，反应重新达到平衡时，图中表示平衡的点可能是A和D
7．（2023·河南郑州·统考一模）某化学兴趣小组探究催化分解制取氧气，小组成员闻到制得的氧气有轻微的刺激性气味。下列有关分析推理不正确的是
A．反应后所得固体除外，还可能含有KCl、
B．催化分解，降低了反应的活化能，加快分解速率
C．标准状况下制得22.4L氧气，反应中转移电子4mol
D．将制得的气体通入溶液，可能会产生不溶于硝酸的白色沉淀

二、原理综合题
8．（2021·河南·统考三模）煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一、
Ⅰ．固硫技术：通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。生石灰是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：
①
②
(1)表示燃烧热的热化学方程式是 。
(2)由上述两个反应可知，在煤燃烧过程中要提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比)，可采用的方法是 。
(3)某温度下，在一个恒容密闭容器中加入和，若只发生反应②，测得如下数据：

0
10
20
30
40

2
1.5
1.1
0.8
0.8
内 ，此条件下该反应的平衡常数为 。
(4)实际生产中常用石灰石代替生石灰，石灰石吸收热量分解为生石灰，即。800℃下，在一个密闭容器中加入一定量的进行该反应，气体的浓度变化如图所示，和与时分别改变一个条件，则改变的条件依次是 和 。

Ⅱ．除去燃煤产生的废气中的的过程如图所示。

(5)过程①是的部分催化氧化反应，若参加反应的和的体积比为4∶3，则反应的化学方程式为 。
(6)过程②利用电化学装置吸收另一部分，使得再生，该过程中阳极的电极反应式为 。若此过程中除去含5%(体积分数)的的废气(标准状况)，则需要的电量为 C(一个电子的电量)。
9．（2021·河南郑州·统考三模）“减少碳排放，实现碳中和”是当今世界的热门话题。某课题组利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇，主要发生如下三个反应：
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)ΔH2=+40.9kJ·mol-1
III.……
(1)请写出反应IIICO和H2合成CH3OH的热化学方程式 。
(2)下列措施中，能提高CO2转化率的是 。
A．在原料气中加入适量H2O(g) B．从体系中不断分离出甲醇
C．循环利用原料气                         D．使用高效催化剂
(3)一定条件下，在某密闭容器中投入amolCO2和3amolH2，发生上述合成反应。达平衡容器中CH3OH的物质的量为cmol，CO的物质的量为dmol.则此条件下CO2的转化率为 (列式表示，下同)；甲醇的选择性(指转化为甲醇的CO2占发生反应的CO2的百分比)为 ；此条件下反应II的平衡常数为 。

(4)图1是反应温度对二氧化碳转化率以及甲醇选择性的影响。甲醇选择性随温度升高而降低的原因可能是 。
(5)图2是一定条件下原料气的进料速度对二氧化碳转化率、甲醇选择性以及出口甲醇浓度的影响。试分析工业上实际进料速度采用2.1mol·s-1，而不是1.8mol·s-1，可能的原因是 。
(6)甲醇燃料电池可用于测定阿伏加德罗常数。当甲醇燃料电池平稳工作10min后测得电池正极端消耗标准状况下氧气VL，电流稳定为XA，假设能量转化率80%，计算测得阿伏加德罗常数NA为 mol-1。(用X、V表示，已知一个电子电量为1.60×10-19C)
10．（2022·河南许昌·统考二模）二甲醚既是重要的工业品，也是燃料电池制氢的重要原料。二甲醚水蒸气重整制氢的总反应为CH3OCH3(g)+(1+2x)H2O(g)⇌(4+2x)H2(g)+2(1-x)CO(g)+2xCO2(g)，其过程包括：
I.CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g)   ∆H1=+23.6kJ·mol-1
II.CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)   ∆H2=+49.5kJ·mol-1
III.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)    ∆H3=+90.7kJ·mol-1
IV.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)   ∆H4=-41.2kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)反应I能自发进行，则该反应的熵变∆S 0(填“大于”或“小于”)。
(2)反应II的平衡常数可表示为 [用K(III)、K(IV)表示]。
(3)根据反应I、II、III、IV计算重整总反应的焓变∆H= kJ·mol-1(列出含x的计算式即可)。
(4)CO2的选择性()与水醚比[n(H2O)/n(CH2OCH3)]和温度的关系如图1所示；423K时，平衡时H2的物质的量分数与水醚比的关系如图2所示：

①图1中相同温度下，水醚比越大CO2的选择性越高的原因是 ；相同水醚比时，温度升高CO2的选择性降低的原因是 。
②图2中水醚比大于3时，随水醚比的增大H2的物质的量分数减小的原因是 。
(5)反应Ⅲ若在一定温度下、恒压容器中进行，总压为p，CH3OH的平衡转化率为ɑ，平衡时，CO的分压为 ；该反应的平衡常数Kp= (用含p、ɑ的代数式表示，Kp为以分压代替浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
11．（2022·河南郑州·统考一模）丙烯是重要的化工原料，通常用丙烷脱氢反应制备。其中丙烷无氧脱氢反应方程式为：CH3CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g) △H。
(1)科学家将最稳定的单质的标准生成焓规定为零。在温度为298.15K时由最稳定的单质生成1mol化合物时的焓变，叫做该物质的标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓数据如表(单位：kJ·mol-1)：
CH3CH2CH3
CH3CH=CH2
H2
-103.9
20.4
0
由此可求得△H= kJ·mol-1。
(2)在一定条件下的体积为2L的密闭容器中投入1mol丙烷，体系的起始压强为P0kPa。反应过程中压强变化如表：
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
20
压强/kPa
P0
1.20P0
1.36P0
1.50P0
1.63P0
1.71P0
1.78P0
1.80P0
1.80P0
1.80P0
则反应前6分钟内用氢气的浓度表示的反应速率为 (结果保留两位有效数据，下同)。此温度下的压强平衡常数Kp= 。
(3)如图中四条线对应的是(2)中在0.01kPa和0.1kPa下丙烷和丙烯在平衡体系中的体积分数随温度的变化情况。

某同学认为曲线b不可能表示丙烯的体积分数，请写出两条支持该观点的理由：① ；② 。表示在0.1kPa下丙烯的体积分数的曲线为 。
(4)丙烷在有氧气参与的条件下也可以发生脱氢反应：2CH3CH2CH3(g)+O2(g)2CH3CH=CH2(g)+2H2O(g) △H=-235kJ·mol-1。相比丙烷的无氧脱氢反应，丙烷的有氧脱氢反应的优点可能有 、 。
12．（2022·河南·校联考三模）以CO2、H2为原料制备甲烷技术的研究不断取得新进展。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
反应I ：CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) △H1=-156.9 kJ·mol-1
反应II ：CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-395.6 kJ·mol-1，则CH4不完全燃烧的热化学方程式2CH4(g) + 3O2(g)=2CO(g) + 4H2O(g)的△H4= 。
(2)在恒压条件下，按CO2与H2的物质的量之比为1：4投料发生反应I和反应II ，测得CO2平衡转化率随温度的变化如图所示。

①CO2平衡转化率随温度升高呈现如图所示变化特征的原因是 。
②其他条件不变，改为恒容条件，CO2的平衡转化率将。 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)在恒温恒容条件下，工业。上以CO2、H2为原料通过反应I生产甲烷。2~6 s内测得CO2的浓度由0.1 mol·L-1变为0.06 mol· L-1，则该时间段内用H2表示的化学反应速率为 mol·L-1·s-1。
(4)在某恒温恒容密闭容器内充入2molCO2和3molH2发生反应I，t1 min时达到平衡，在t2 min时，向该恒温恒容密闭容器内再充入1 mol CO2和1 mol H2，整个过程用压力计测得容器内压强的变化如图：

①0~t2 min内CO2的平衡转化率为 ；在该温度下，反应的标准平衡常数= (用分数表示)。[已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应aA(g) +bB(g)cC(g) +dD(g)，，其中=100 kPa，pA、pB、pC、pD为各组分的平衡分压]。
②t2min后容器内压强的变化曲线为 (填“a”或“b”)，选择的理由为 。
13．（2022·河南·校联考模拟预测）氮及其化合物一直为环境科学领域研究的重点。
(1)废水中的NH3可通过硝化作用消除，已知：
NH3(g)+O2(g)=(aq)+H+(aq)+H2O(l)△H=-273.5kJ/mol
(aq)+O2(g)=(aq)△H=-73.19kJ/mol
则NH3通过硝化作用转化为NO的热化学方程式为 。
(2)某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，如图所示，“厌氧阳极”的电极反应方程式为 ，若“好氧阴极”1mol完全硝化生成，此时向该电极输送电子的物质的量为4mol，则“好氧阴极”区消耗的O2在标准状况的体积约为 L。

(3)汽车尾气中的CO、NO等气体可在催化剂表面发生氧化还原反应进行消除，主要的原理如下：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)△H”“