2023-2024學(xué)年高二化學(xué)2019選擇性必修1試題第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（單元測試）

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（滿分：100分時(shí)間：75分）一、選擇題(本題共14小題，每小題3分，共42分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()A．升高溫度可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高活化分子百分?jǐn)?shù)，加快化學(xué)反應(yīng)速率B．反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞的幾率增加，反應(yīng)速率增大C．在相同溫度下，兩個(gè)相同的容器中分別充入相同物質(zhì)的量的F2和Cl2，讓它們與等量的氫氣反應(yīng)，反應(yīng)速率相同D．有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的容積)，可增加活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使反應(yīng)速率加快【答案】B【解析】升高溫度使分子的內(nèi)能增加，提高了活化分子百分?jǐn)?shù)，可加快化學(xué)反應(yīng)速率，但不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，A不正確；反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞的幾率增加，故反應(yīng)速率增大，B正確；由于F2和Cl2的氧化性不同，氧化性強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)速率快，C不正確；有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的容積)，可增加單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目，從而使反應(yīng)速率加快，但活化分子的百分?jǐn)?shù)不變，D不正確。2.合成氨工藝是人工固氮最重要的途徑，已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ?mol－1，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨的原料氣N2可通過分離空氣得到，H2可通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化制得，原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1：2.8，常用工藝條件：鐵觸媒作催化劑，控制溫度773K、壓強(qiáng)3.0×107Pa。假設(shè)起始反應(yīng)物N2和H2物質(zhì)的量之比為1：3，且總物質(zhì)的量不變，在不同壓強(qiáng)和溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如表所示：400℃450℃500℃600℃20MPa0.3870.2740.1890.08830MPa0.4780.3580.2600.129下列說法正確的是() A.上述任何條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比均為1B.體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越小，反應(yīng)一定越先達(dá)到平衡 C.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量均為92.4kJD.600℃、30MPa條件下加入更高效的催化劑，平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于0.129【答案】A【解析】A項(xiàng)，轉(zhuǎn)化量之比等于物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，初始時(shí)氫氣和氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量之比為3：1，轉(zhuǎn)化量之比也為3：1，故轉(zhuǎn)化率相同，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)是否先達(dá)到平衡與溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑有關(guān)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，無法確定反應(yīng)的N2和H2的物質(zhì)的量，因此無法計(jì)算平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤。3．中國科學(xué)家研究在Pd/SVG催化劑上H2還原NO生成N2和NH3的路徑，各基元反應(yīng)及活化能Ea(kJ·mol－1)如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．生成NH3的各基元反應(yīng)中，N元素均被還原B．在Pd/SVG催化劑上，NO更容易被H2還原為NH3C．決定NO生成NH3速率的基元反應(yīng)為NH2NO→NHNOHD．生成NH3的總反應(yīng)方程式為2NO＋5H2eq\o(=,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2O【答案】C【解析】由圖示可知，生成氨氣的過程為NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3，每步反應(yīng)中N元素化合價(jià)均降低，被還原，A正確；由圖示可知，NO被還原為N2的活化能明顯大于還原生成NH3的活化能，故在該催化劑作用下，NO更容易被還原為NH3，B正確；由圖示分析可知，生成NH3的基元反應(yīng)中，NH2O＋H→NH2OH這一步活化能最大，相同條件下反應(yīng)速率最慢，是決定NO生成NH3速率的基元反應(yīng)，C錯(cuò)誤；NO與H2反應(yīng)生成NH3和H2O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NO＋5H2eq\o(=,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2O，D正確。4．在一個(gè)絕熱的、容積固定的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q為任意正整數(shù))。下列能說明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的密度不再發(fā)生變化②體系的溫度不再發(fā)生變化③A的轉(zhuǎn)化率不再改變④各組分的百分含量不再改變⑤反應(yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶qA．②③④ B．①③⑤C．②④⑤ D．①②③④⑤【答案】A【解析】①因反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器容積不變，混合氣體的密度一直不變，則混合氣體密度不再改變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；②絕熱的密閉容器中，體系的溫度不再改變，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；③A的轉(zhuǎn)化率不再改變，說明消耗A與生成A的速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；④各組分的百分含量不再改變，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；⑤無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，均有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。5.在容積一定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)ΔH>0，平衡移動(dòng)關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()選項(xiàng)壓強(qiáng)縱坐標(biāo)Ap1＞p2B的轉(zhuǎn)化率Bp1＜p2C的物質(zhì)的量濃度Cp1＜p2混合氣體的平均摩爾質(zhì)量Dp1＞p2A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)【答案】A【解析】該反應(yīng)是分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，同溫下，若p1＞p2，p1時(shí)B的轉(zhuǎn)化率大，故A正確；反應(yīng)是分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，C的物質(zhì)的量濃度增大，若p1＜p2，同溫下p2時(shí)C的物質(zhì)的量濃度大，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)是分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，若p1＜p2，同溫下p2壓強(qiáng)大氣體總物質(zhì)的量小，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量大，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)是分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，若p1＞p2，壓強(qiáng)增大A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，故D錯(cuò)誤。故選A。6.兩個(gè)容積相同的帶活塞的容器，分別盛有一定質(zhì)量的NO2和Br2(g)，都為一樣的紅棕色，迅速將兩容器同時(shí)壓縮到原容積的一半(如圖)，假設(shè)氣體不液化，則下列說法正確的是() A.a→a′過程中，顏色突然加深，然后逐漸變淺，最終顏色比原來的深B.a′、b′的顏色一樣深C.a′、b′的壓強(qiáng)分別為a、b的壓強(qiáng)的2倍D.a′中的c(NO2)一定比b′中的c(Br2)小【答案】A【解析】a→a′過程中，容積縮小為原來的一半，各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度迅速增大為原來的兩倍，顏色突然加深，后2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)，不論平衡怎樣移動(dòng)，新平衡時(shí)各物質(zhì)(氣體)的濃度均比舊平衡的大，最終顏色比原來深，A正確；a在壓縮中有一定量的NO2轉(zhuǎn)化成N2O4，a′顏色應(yīng)比b′中的淺，B錯(cuò)誤；a′中氣體的物質(zhì)的量比a中要少，a′的壓強(qiáng)比a的壓強(qiáng)2倍要小，b和b′中物質(zhì)的量相等，b′的壓強(qiáng)為b的壓強(qiáng)的2倍，C錯(cuò)誤；二者顏色一樣深，并不意味著c(NO2)和c(Br2)相等，a′中的c(NO2)不一定比b′中的c(Br2)小，D錯(cuò)誤。故選A。7．紫外光照射時(shí)，不同催化劑作用下將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖1，以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸，不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系如圖2。下列有關(guān)說法正確的是()A．由圖1知，在0～15h內(nèi)，CH4的平均生成速率從大到小的順序：Ⅲ>Ⅱ>IB．由圖1知，在0～35h內(nèi)，CH4的平均生成速率從大到小的順序：Ⅱ>Ⅲ>IC．由圖2知，250℃時(shí)催化劑的活性最高D．由圖2知，乙酸的生成最佳溫度范圍：400℃以上【答案】C【解析】由圖1知，在0～15h內(nèi)，Ⅱ的甲烷產(chǎn)量最大，則CH4的平均生成速率從大到小的順序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，A錯(cuò)誤；由圖1知，在0～35h內(nèi)，Ⅲ的甲烷產(chǎn)量最大，則CH4的平均生成速率從大到小的順序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，B錯(cuò)誤；由圖2知，250℃時(shí)催化劑的催化效率最高，C正確；由圖2知，乙酸的生成速率在300℃后逐漸增大，催化劑逐漸失去活性，則乙酸的生成最佳溫度在250℃左右，此時(shí)催化劑的催化活性最高，乙酸的生成速率也較快，D錯(cuò)誤。8.反應(yīng)2H2(g)＋2NO(g)=2H2O(g)＋N2(g)的速率方程為v＝kcα(H2)cβ(NO)，該反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率如下：溫度c(H2)/(mol?L－1)c(NO)/(mol?L－1)反應(yīng)速率T10.10.1vT10.20.28vT10.30.212vT20.30.216v下列說法正確的是()A.T2<T1B.α＝2，β＝1C.其他條件不變時(shí)，反應(yīng)體系中四種物質(zhì)濃度的改變，只有反應(yīng)物濃度改變對(duì)v有影響，且c(NO)影響較大D.T2、c(NO)＝0.1mol?L－1條件下，反應(yīng)速率為8v，則c(H2)＝0.3mol?L－1【答案】C【解析】當(dāng)c(H2)＝0.3mol?L－1，c(NO)＝0.2mol?L－1時(shí)，T2時(shí)的速率大于T1時(shí)的速率，所以T2>T1，A錯(cuò)誤；把c(H2)＝0.1mol?L－1，c(NO)＝0.1mol?L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，再把c(H2)＝0.2mol?L－1，c(NO)＝0.2mol?L－1代入速率公式v＝kcα(H2)?cβ(NO)，得eq\f(v,8v)＝eq\f(k(0.1)α?(0.1)β,k(0.2)α?(0.2)β)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12()eq\s\up22(α)?eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12()eq\s\up22(β)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up22((α＋β))＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up22(3)，α＋β＝3，把T1時(shí)c(H2)＝0.2mol?L－1，c(NO)＝0.2mol?L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，再把T1時(shí)c(H2)＝0.3mol?L－1，c(NO)＝0.2mol?L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，得eq\f(8v,12v)＝eq\f(k(0.2)α?(0.2)β,k(0.3)α?(0.2)β)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq\s\up12()eq\s\up22(α)?(1)β＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq\s\up12()eq\s\up22(α)＝eq\f(2,3)，α＝1，α＋β＝3，β＝2，B錯(cuò)誤；其他條件不變時(shí)，因?yàn)棣拢?，反應(yīng)體系中四種物質(zhì)濃度改變，只有反應(yīng)物濃度的改變對(duì)v有影響，且c(NO)影響較大，C正確；T2、c(NO)＝0.1mol?L－1條件下，反應(yīng)速率為8v，則c(H2)＝0.6mol?L－1，D錯(cuò)誤。9.乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯水化法生產(chǎn)，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g),下圖為乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系[起始n(C2H4)：n(H2O)＝1：1]。下列有關(guān)敘述正確的是() A.Y對(duì)應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(1,9)B.X、Y、Z對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率：v(X)>v(Y)>v(Z)C.X、Y、Z對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值：KX<KY<KZD.增大壓強(qiáng)、升高溫度均可提高乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率【答案】A【解析】Y點(diǎn)乙烯的轉(zhuǎn)化率為20%，C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)起始/molaa0轉(zhuǎn)化/mol0.2a0.2a0.2a平衡/mol0.8a0.8a0.2aY對(duì)應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(0.2a,0.8a＋0.8a＋0.2a)＝eq\f(1,9)，故A正確；C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量減小，增大壓強(qiáng)，乙烯轉(zhuǎn)化率增大，所以p1<p2<p3，X、Y、Z三點(diǎn)壓強(qiáng)依次增大、溫度依次升高，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率：v(X)<v(Y)<v(Z)，故B錯(cuò)誤；升高溫度，乙烯轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，X、Y、Z對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值：KX>KY>KZ，故C錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知，升高溫度乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故D錯(cuò)誤。故選A。10.CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)。CH4(g)＋CO2(g)=2H2(g)＋2CO(g)ΔH＝247.1kJ?mol－1H2(g)＋CO2(g)=H2O(g)＋CO(g)ΔH＝41.2kJ?mol－1在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比n(CH4)：n(CO2)＝1：1條件下，CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A.升高溫度、增大壓強(qiáng)均有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率B.曲線A表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化C.相同條件下，改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊D.恒壓、800K、n(CH4)：n(CO2)＝1：1條件下，反應(yīng)至CH4轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值，改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應(yīng)，CH4轉(zhuǎn)化率能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值【答案】D【解析】甲烷和二氧化碳反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)即正向移動(dòng)，甲烷轉(zhuǎn)化率增大，甲烷和二氧化碳反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，甲烷轉(zhuǎn)化率減小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)情況，加入的CH4與CO2物質(zhì)的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的轉(zhuǎn)化率大于CH4，因此曲線B表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化，故B錯(cuò)誤；使用高效催化劑，只能提高反應(yīng)速率，但不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；800K時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為X點(diǎn)，可以通過改變二氧化碳的量來提高甲烷的轉(zhuǎn)化率達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值，故D正確。之比M(M＝eq\f(m總,n總))在不同溫度下隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．溫度：T1＜T2B．平衡常數(shù)：K(a)＝K(b)＜K(c)C．反應(yīng)速率：vb＜vaD．當(dāng)M＝69g·mol－1時(shí)，n(NO2)∶n(N2O4)＝1∶1【答案】D【解析】已知m總不變，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，n總增大，故M減小，由圖可知T1＞T2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越大，則K(a)＝K(c)＜K(b)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度越高，壓強(qiáng)越大，化學(xué)反應(yīng)速率越大，則vb＞va，C項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)n(NO2)∶n(N2O4)＝xmol∶ymol，eq\f(46x＋92y,x＋y)＝69，所以x∶y＝1∶1，D項(xiàng)正確。12．我國科學(xué)家研究出在S－In催化劑上實(shí)現(xiàn)高選擇性、高活性電催化還原CO2制甲酸。圖1表示不同催化劑及活性位上生成H*的能量變化，圖2表示反應(yīng)歷程，其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。下列說法錯(cuò)誤的是()A．S－In/S表面更容易生成H*B．S2－與K＋(H2O)n微粒間的靜電作用促進(jìn)了H2O的活化C．CO2經(jīng)兩步轉(zhuǎn)化生成HCOO－D．H*＋OH－→eq\f(1,2)H2＋*＋OH－相對(duì)能量變化越小，越有利于抑制H*復(fù)合成H2【答案】C【解析】根據(jù)圖1，S－In/S表面生成H*的活化能最低，因此更容易生成H*，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖2，可知S2－與K＋(H2O)n微粒間的靜電作用促進(jìn)了H2O的活化，B項(xiàng)正確；根據(jù)圖2，CO2→eq\f(1,2)H2＋*＋OH－為放熱過程，其相對(duì)能量變化越小，放出熱量越少，越不易使反應(yīng)物分子活化，因此越有利于抑制H*復(fù)合成H2，D項(xiàng)正確。13.在保持體系總壓為105Pa的條件下進(jìn)行反應(yīng)：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)，原料氣中SO2和O2的物質(zhì)的量之比m＝eq\f(nSO2,nO2)不同時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。圖中A點(diǎn)原料氣的成分是n(SO2)＝10mol，n(O2)＝24.4mol，n(N2)＝70mol，下列有關(guān)說法正確的是(已知：用分壓表示的平衡常數(shù)為Kp，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))()A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．m1<m2<m3C．A點(diǎn)時(shí)SO2的分壓p(SO2)＝4.0×103PaD．在500℃、m3的條件下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp≈5.2×10－2【答案】D【解析】由圖可知，m相同時(shí)，溫度越高，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越小，則升高溫度平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；相同條件下，增大氧氣的量可增大二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率，則m越小，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大，則m1>m2>m3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；A點(diǎn)原料氣的成分是n(SO2)＝10mol，n(O2)＝24.4mol，n(N2)＝70mol，二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率為88%，則：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)起始量/mol1024.40轉(zhuǎn)化量/mol8.8

4.4

8.8平衡量/mol1.2

20

8.8C項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡常數(shù)與m無關(guān)，則500℃、m3的條件下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(\f(8.8,100)×105Pa,\f(1.2,100)×105Pa×\r(\f(20,100)×105Pa))≈5.2×10－2，D項(xiàng)正確。14.室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)＋N=X＋Y；②M＋N=X＋Z，反應(yīng)①的速率可表示為v1＝k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2＝k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖，下列說法錯(cuò)誤的是()A．0～30min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10－3mol·L－1·min－1B．反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大【答案】A【解析】L－1－0.125mol·L－1＝0.075mol·L－1。因此，0～30min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為eq\f(0.075mol·L－1,30min)＝0.0025mol·L－1·min－1，A說法不正確；由題中信息可知，反應(yīng)①和反應(yīng)②的速率之比為eq\f(k1,k2)，Y和Z分別為反應(yīng)①和反應(yīng)②的產(chǎn)物，且兩者與M的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同(化學(xué)計(jì)量數(shù)均為1)，因此反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比等于eq\f(k1,k2)，由于k1、k2為速率常數(shù)，故該比值保持不變，B說法正確；結(jié)合A、B的分析可知，此反應(yīng)開始后，在相同的時(shí)間內(nèi)體系中Y和Z的濃度之比等于eq\f(k1,k2)＝eq\f(0.075mol·L－1,0.125mol·L－1)＝eq\f(3,5)，因此，如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)有eq\f(5,8)的M轉(zhuǎn)化為Z，即62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z，C說法正確；由以上分析可知，在相同的時(shí)間內(nèi)生成Z較多、生成Y較少，因此，反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率較小，在同一體系中，活化能較小的化學(xué)反應(yīng)速率較快，故反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大，D說法正確。二、非選擇題(本題共4小題，共55分)15.(14分)現(xiàn)甲、乙兩化學(xué)小組安裝兩套如圖所示的相同裝置，用以探究影響H2O2分解速率的因素。(1)儀器a的名稱為是________。(2)MnO2催化下H2O2分解的化學(xué)方程式為_________________________________。(3)甲小組有如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)幫助他們完成表格中未填部分。實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡/K催化劑濃度甲組實(shí)驗(yàn)Ⅰ作實(shí)驗(yàn)參照2983滴FeCl3溶液10mL2%H2O2甲組實(shí)驗(yàn)Ⅱ①__________298②__________10mL5%H2O2(4)甲、乙兩小組得出如圖數(shù)據(jù)。①由甲組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：___________________________________。②由乙組研究的酸、堿對(duì)H2O2分解影響因素的數(shù)據(jù)分析：相同條件下，Na2O2和K2O2溶于水放出氣體速率較快的是______________；乙組提出可以用BaO2固體與H2SO4溶液反應(yīng)制H2O2，其化學(xué)方程式為_______________________；支持這一方案的理由是______________________________________________________?！敬鸢浮?1)分液漏斗(2)2H2O2,eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑(3)①探究反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響②3滴FeCl3溶液(4)①在其他條件不變時(shí)，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快②K2O2BaO2＋H2SO4=BaSO4＋H2O2制備H2O2的環(huán)境為酸性環(huán)境，H2O2的分解速率較慢【解析】(3)①甲組實(shí)驗(yàn)Ⅰ與甲組實(shí)驗(yàn)Ⅱ的變量是H2O2濃度，分別為2%、5%，因此甲組實(shí)驗(yàn)Ⅱ的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄糠磻?yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。②單一變量原則，除自變量外的無關(guān)變量必須一致，因此催化劑與甲組實(shí)驗(yàn)Ⅰ一致：3滴FeCl3溶液。(4)①由甲組實(shí)驗(yàn)兩條曲線可知，甲組實(shí)驗(yàn)Ⅱ斜率大，因此在其他條件不變時(shí)，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。②由乙組數(shù)據(jù)分析可知堿性越強(qiáng)，放出氣體的速率越快，而相同條件下，KOH的堿性強(qiáng)于NaOH的堿性，因此K2O2溶于水放出氣體速率較快。16.(15分)2021年中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理化學(xué)系曾杰教授及其團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)甲烷在溫和條件下高選擇性氧化為甲醇。請(qǐng)回答下列問題：(1)常溫下，甲烷和甲醇的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為－890.3kJ?mol－1和－726.5kJ?mol－1，1mol甲醇?xì)饣枰?2.0kJ的熱量，則CH4在Cu催化作用下被氧氣氧化為氣態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為。(2)在Cu催化作用下，甲烷氧化合成甲醇的總反應(yīng)分兩步進(jìn)行；第一步為(寫化學(xué)方程式)； 第二步為*CuH2＋2—CH3＋O2=Cu＋2CH3OH。第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)間，由此推知，第二步反應(yīng)活化能(填“大于”“小于”或“等于”)第一步反應(yīng)活化能。(3)一定溫度下，恒容密閉容器中，CH4和O2按物質(zhì)的量2：1混合合成氣態(tài)甲醇。下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填選項(xiàng)字母)。A.CH4和O2的轉(zhuǎn)化率之比不再改變B.平衡常數(shù)不再改變C.氣體密度不再改變D.甲烷的體積分?jǐn)?shù)不再改變(4)將等物質(zhì)的量的CH4和O2的混合氣體充入密閉容器中，體系中的CH4平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。①壓強(qiáng)的大小關(guān)系為(用“p1”“p2”或“p3”表示)。②α(CH4)值隨溫度升高而減小，其原因是。③a、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為(用Ka、Kb、Kc表示)。【答案】(1)2CH4(g)＋O2(g)=2CH3OH(g)ΔH＝－163.6kJ?mol－1(2)2CH4＋Cu=*CuH2＋2—CH3小于（3）D(4)p1＜p2＜p3ΔH＜0，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，α(CH4)減小Ka＞Kb＝Kc【解析】(1)甲烷和甲醇的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為－890.3kJ?mol－1和－726.5kJ?mol－1，則有①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ?mol－1，②CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.5kJ?mol－1；1mol甲醇?xì)饣枰?2.0kJ的熱量，則有③CH3OH(l)=CH3OH(g)ΔH＝82.0kJ?mol－1；CH4在Cu催化作用下被氧氣氧化為氣態(tài)甲醇的化學(xué)方程式為2CH4(g)＋O2(g)=2CH3OH(g)，根據(jù)蓋斯定律2×(①－②＋③)可得其ΔH＝[2×(－890.3)－2×(－726.5)＋2×82.0]kJ?mol－1＝－163.6kJ?mol－1，故熱化學(xué)方程式為2CH4(g)＋O2(g)=2CH3OH(g)ΔH＝－163.6kJ?mol－1。(2)甲烷氧化合成甲醇的總反應(yīng)減去第二步反應(yīng)可得第一步的化學(xué)方程式為2CH4＋Cu=*CuH2＋2—CH3；第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)間，由此推知，第二步反應(yīng)很快，第二步反應(yīng)活化能小于第一步反應(yīng)活化能。(3)CH4和O2按物質(zhì)的量2：1混合，與計(jì)量數(shù)之比相等，所以無論是否平衡二者轉(zhuǎn)化率都相等，A不符合題意；溫度不變，平衡常數(shù)始終不變，B不符合題意；反應(yīng)過程中混合氣體的質(zhì)量不變，恒容容器，密度始終不變，C不符合題意；正向建立平衡，甲烷的體積分?jǐn)?shù)不斷減小，甲烷的體積分?jǐn)?shù)不再改變時(shí)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，D符合題意。(4)①該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng)，溫度一定時(shí)壓強(qiáng)越大CH4的轉(zhuǎn)化率越大，故壓強(qiáng)大小關(guān)系為p1＜p2＜p3；②該反應(yīng)ΔH＜0，為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率減??；③平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與壓強(qiáng)無關(guān)，溫度越高，平衡正向進(jìn)行的程度越小，平衡常數(shù)越小，故a、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為Ka＞Kb＝Kc。17.(14分)環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。已知：(g)=(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3kJ?mol－1①，H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ?mol－1②，對(duì)于反應(yīng)：(g)＋I(xiàn)2(g)=(g)＋2HI(g)ΔH3③。(1)ΔH3＝kJ?mol－1。(2)某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③，起始總壓為105Pa，平衡時(shí)總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝Pa。達(dá)到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有(填標(biāo)號(hào))。A.通入惰性氣體 B．提高溫度 C.增加環(huán)戊烯濃度 D．增加碘濃度(3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(填標(biāo)號(hào))。A.T1＞T2B.a點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率C.a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率D.b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45mol?L－1【答案】(1)89.3(2)40%3.56×104BD(3)CD【解析】(1)已知：(g)=(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3kJ?mol－1①，H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ?mol－1②，根據(jù)蓋斯定律，①＋②得③(g)＋I(xiàn)2(g)=(g)＋2HI(g)ΔH3＝100.3kJ?mol－1＋(－11.0kJ?mol－1)＝89.3kJ?mol－1。(2)設(shè)碘和環(huán)戊烯()的初始物質(zhì)的量都為nmol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol， (g)＋I(xiàn)2(g)=(g)＋2HI(g)初始/mol)nn00轉(zhuǎn)化/mol)xxx2x平衡/mol)n－xn－xx2x剛性容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比，則eq\f((n－x＋n－x＋x＋2x)mol,(n＋n)mol)＝1＋20%，解得x＝0.4n，平衡時(shí)環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.4nmol,nmol)×100%＝40%；平衡時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)為105Pa×(1＋20%)＝1.2×105Pa，混合氣體總物質(zhì)的量為(n－0.4n＋n－0.4n＋0.4n＋0.4n×2)mol＝2.4nmol，平衡時(shí)各組分所占?jí)簭?qiáng)分別為p()＝p(I2)＝eq\f((n－0.4n)mol,2.4nmol)×1.2×105Pa＝3×104Pa，p()＝eq\f(0.4nmol,2.4nmol)×1.2×105Pa＝2×104Pa，p(HI)＝eq\f(0.4nmol×2,2.4nmol)×1.2×105Pa＝4×104Pa，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝eq\f((2×104Pa)×(4×104Pa)2,(3×104Pa)×(3×104Pa))≈3.56×104Pa；通入惰性氣體，各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，則環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率不變，故A錯(cuò)誤；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，提高溫度平衡正向移動(dòng)，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；增加環(huán)戊烯濃度，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率減小，故C錯(cuò)誤；增加碘濃度，反應(yīng)物濃度增大，平衡向著正向移動(dòng)，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確。故答案為BD。(3)溫度越高反應(yīng)速率越快，根據(jù)圖示可知，在溫度T2(虛線)的反應(yīng)速率較大，則T1＜T2，故A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知，a點(diǎn)切線斜率的絕對(duì)值大于c點(diǎn)切線的絕對(duì)值，則a點(diǎn)速率大于c點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；a到b的過程為正反應(yīng)速率逐漸減小，且b點(diǎn)v(正)＞v(逆)，則a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，故C正確；b點(diǎn)時(shí)環(huán)戊二烯的濃度變化為1.5mol?L－1－0.6mol?L－1＝0.9mol?L－1，環(huán)戊二烯的二聚體的濃度為環(huán)戊二烯濃度變化的eq\f(1,2)，則b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.9mol?L－1×eq\f(1,2)＝0.45mol?L－1，故D正確。故答案為CD。18．(15分)二甲醚(DME