1、专题素养评价(二)(专题2)(75分钟 100分)一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 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.锡是古老金属，锡之为器，自上古而延绵至今。金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO22C=Sn2CO，反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的H、S 的说法中正确的是()A H0 S0 S0C H0 D H0 S0【解析】选 D。由于生成物所具有的能量大于反应物所具有的能量，故该反应为吸热反应，即H0；该反应为气态物质系数增大的反应，故S0。2(2021哈尔滨高二检测)在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：4C
2、O2NO2=N24CO2，若该反应的反应速率分别用 v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示，则下列关系正确的是()A12 v(CO)v(NO2)B12 v(NO2)v(CO2)C14 v(N2)v(CO2)D14 v(N2)v(CO)【解析】选 A。根据速率之比等于方程式的化学计量系数之比，可得12 v(CO)v(NO2)，2v(NO2)v(CO2)，4v(N2)v(CO2)，4v(N2)v(CO)，故 A 项正确；B、C、D 三项错误。3向酸性硫酸铬溶液中加入适量氢氧化钠溶液使其 pH 变为 4.6 时，溶液中有蓝灰色沉淀出现，此时溶液中存在如下平衡：Cr3(紫色)3OHCr
3、(OH)3(蓝灰色)HCrO2(绿色)H2O。将上述混合液分为两份，其中一份加入少量氢氧化钠溶液，另一份加入少量稀硫酸，则此两份混合液的颜色分别为()A紫色、绿色B蓝灰色、绿色C蓝色、紫色D绿色、紫色【解析】选 D。加入少量 NaOH 溶液，题给平衡向右移动，c(CrO2 )增大，c(Cr3)减小，溶液颜色变为绿色，加入少量 H2SO4溶液，c(H)增大，平衡左移，c(Cr3)增大，溶液为紫色。4同质量的锌与酸反应制备 H2，欲使反应速率最大，下列条件中最佳组合是()纯锌片；粗锌片；0.01 molL1 盐酸；0.01 molL1 硫酸；98%硫酸；加热；用冰水冷却ABCD【解析】选 B。用冰
4、水冷却，相当于降温，化学反应速率变慢；用粗锌片，形成原电池，加快反应速率；加热加快反应速率；硫酸中 H浓度高于盐酸中 H浓度，反应速率加快；锌与浓硫酸反应不产生氢气；组合化学反应速率快，故 B正确。5(2021泰州高二检测)工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于 N2(g)3H2(g)2NH3(g)反应的图像中，错误的是()【解析】选 C。合成氨的正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，NH3 的含量降低，C 项错误。6化学平衡常数 K 的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志。在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO(g)N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(
5、g)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K341092 以下说法正确的是()A常温下，NO 分解产生 O2 的反应的平衡常数表达式为 K1c(N2)c(O2)B常温下，2H2O(g)2H2(g)O2(g)的平衡常数的数值约为 51080C常温下，NO、H2O、CO2 三种化合物分解放出 O2 的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2D以上说法都不正确【解析】选 C。K1的表达式应为 K1c（N2）c（O2）c2（NO）；常温下，水分解产生 O2，是 H2和 O2化合生成 H2O 的逆反应，因此其平衡常数的数值应为 K2的倒数，数值为51082；由于三个反应都在常温下进行，根据 K
6、值的大小可以得出三种化合物分解放出 O2的倾向由大到小的顺序为 NOH2OCO2。7已知 甲醇是 一种重 要的 工业原 料，由甲 醇脱 氢可制 取甲 醛 CH3OH(g)HCHO(g)H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示(已知反应在1 L 的密闭容器中进行)。下列有关说法正确的是()A.甲醇脱氢反应的 H0B600 K 时，Y 点甲醇的 v(正)0，A 选项错误；600 K 时，Y 点表示的甲醇的转化率偏高，反应逆向进行，v(正)v(逆)，B 选项正确；由图可知 Y 点与 Z 点相比，除相应的温度不同外，其余均相同，故要从 Y 点到 Z 点应通过升高温度来实现，C选项错误；T1
7、条件下，平衡时各物质的物质的量浓度不能确定，无法求平衡常数，D 选项错误。8相同温度下，容积均为 0.25 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1。实验测得起始时的有关数据如表所示：起始时各物质的物质的量/mol容器编号N2H2NH3达到平衡时体系能量的变化1 3 0 放出热量：23.05 kJ 0.9 2.7 0.2 Q 下列叙述错误的是()A容器中反应的平衡常数相等B平衡时，两个容器中 NH3 的体积分数均为17C容器中达到平衡时放出的热量 Q23.05 kJD若容器的容积为 0.5 L，则平衡时放出的热量小于 23.05 kJ【
8、解析】选 C。对于给定反应，平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相同，A 正确。由中放出的热量可知，参加反应的 N2为 0.25 mol，则有 N2(g)3H2(g)2NH3(g)n(起始物质的量)/mol 1 3 0 n(转化物质的量)/mol 0.25 0.75 0.5 n(平衡物质的量)/mol 0.75 2.25 0.5 则中 NH3 的体积分数为0.50.752.250.5 17，由于和中建立的平衡是相同的，所以两容器中 NH3的体积分数均为17，B 正确。和建立的平衡是相同的，中起始时充入 0.9 mol N2，达到平衡时有 0.15 mol N2 参加反应，则平衡时放出的热量
9、小于 23.05 kJ，C 错误。若容器的容积为 0.5 L，相当于在原来的基础上减小压强，平衡逆向移动，则平衡时放出的热量小于 23.05 kJ，D 正确。9可逆反应 aA(g)bB(g)cC(g)dD(s)HQ kJmol1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量(C%)与温度(T)、反应速率(v)与压强(p)的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是()A.T10B增大压强，B 的转化率减小C当反应达平衡时，混合气体的密度不再变化Dabcd【解析】选 C。A 项，由甲图可知，T2时反应首先达到平衡，故 T1T2，T1T2，温度升高，C%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反
10、应，Qc，B 的转化率增大，B、D 项错误；C 项，反应达到平衡时，气体的总质量不再发生变化，在容器体积不变的情况下，气体的密度不再变化，正确。10(2021宁波高二检测)研究反应 2X(g)Y(g)Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行 4 组实验，Y、Z 起始浓度为 0，反应物 X 的浓度(molL1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是()A比较实验得出：升高温度，化学反应速率加快B比较实验得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快C若实验只有一个条件不同，则实验使用了催化剂D在 010 min 内，实验的平均速率 v(Y)0.04 molL1min1【解析】选 D。
11、、两组实验，X 的起始浓度相等，温度由第组实验的 800 升高到 820，反应速率明显加快，A 正确；两组实验，温度相同，随着反应物 X 的浓度增大，化学反应速率加快，B 正确；两组实验，X 的起始浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但是实验反应速率快，到达平衡的时间短，说明实验使用了催化剂，C 正确；从图像可以直接求得 010 min 之间实验中 X 的平均速率：（10.8）10 molL1min10.02 molL1min1，则根据化学方程式的计量数关系可知：v(Y)0.01 molL1min1，D 错误。二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。11(13 分)一定条件下，在体积为
12、3 L 的密闭容器中反应 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。(1)该反应的平衡常数表达式 K_；根据图中所示，升高温度，K 将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)500 时，从反应开始到达到化学平衡状态，以 H2 的浓度变化表示的化学反应速率是_(用 nB、tB表示)。(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是_(填字母)。av 生成(CH3OH)v 消耗(CO)b混合气体的密度不再改变 c混合气体的平均相对分子质量不再改变dCO、H2、CH3OH 的浓度均不再变化(4)300 时，将容器的容积压缩到原来的12，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是_(填
13、字母)。ac(H2)减小b正反应速率加快，逆反应速率减慢cCH3OH 的物质的量增加d重新达到平衡时，c（H2）c（CH3OH）减小【解析】(1)根据化学平衡常数的含义可得 Kc（CH3OH）c（CO）c2（H2），升温，K 减小。(2)0tB时间内，生成 nB mol CH3OH，则消耗 2nB mol H2则c(H2)2nB3 mol L1，v(H2)2nB3tB molL1min1。(3)选项 a，任何时刻都有 v 生成(CH3OH)v 消耗(CO)。选项 b，因混合气体的体积不变，混合气体的质量不变，任何时刻混合气体的密度都保持不变。选项 c，根据 M m气体总n气体总，m 气体总不变
14、，M 不变，说明 n 气体总不变，所以反应达到了平衡状态。选项 d，各种物质的浓度不变，也说明了反应已达到平衡状态。(4)压缩容器容积相当于增大体系压强，则平衡向着正反应方向移动，正、逆反应速率都增大，但由于容器缩小为原平衡的12，达新平衡时 c(H2)比原平衡时的大，由于平衡向正反应方向移动，重新达到平衡时 c（H2）c（CH3OH）减小，所以选项 a、b错误，c、d 正确。答案：(1)c（CH3OH）c（CO）c2（H2）减小(2)2nB3tB molL1min1(3)cd(4)cd 12(14 分)研究和深度开发 CO、CO2 的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。请回答下列问题：(1
15、)在一恒温恒容密闭容器中发生反应：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)H”“0.4，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，c 最高为 1，所以 c 的取值范围为 0.4 0.4c1 13(13 分)(2021潍坊高二检测)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为 H2、CO 和少量 CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：()CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1()CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤气变换反应：()CO(g)H2O(g)=CO2
16、(g)H2(g)H341.1 kJmol1二甲醚合成反应：()2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1回答下列问题：(1)Al2O3 是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度 Al2O3 的主要工艺流程是_(以化学方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反应()对于 CO 转化率的影响_。(3)由 H2 和 CO 直接制 备二甲 醚(另一产物为 水蒸气)的热化 学方程 式 为_。根 据 化 学 反 应 原 理，分 析 增 加 压 强 对 直 接 制 备 二 甲 醚 反 应 的 影 响_。(4)有研究者在催化剂(含 Cu-Zn-A
17、l-O 和 Al2O3)，压强为 5.0 MPa 的条件下，由 H2和 CO 直接制备二甲醚，结果如图所示，其中 CO 转化率随温度升高而降低的原因是_。【解析】(1)工业上从铝土矿制备较高纯度 Al2O3的主要工艺流程是 Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，2Al(OH)3Al2O33H2O。(2)二甲醚合成反应()消耗甲醇，使甲醇合成反应()平衡右移，CO 的转化率增大。二甲醚合成反应()生成的水，通过水煤气变换反应()消耗部分 CO。(3)()2()可得热化学方程式为 2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g
18、)，所以其H90.12(24.5)kJmol1204.7 kJmol1，所以热化学方程式为 2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1 也可以用()2()2()求；该反应正反应为气体分子数减少的反应，压强增大，平衡右移，反应物转化率增加，产物产率增加；增大压强，使反应物浓度增加，则反应速率增大。(4)根据图像，其中 CO 转化率随温度升高而降低，主要的原因是反应放热，温度升高，平衡左移。答案：(1)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，2Al(OH)3Al2O33H2O(2)二甲醚合成反应(
19、)消耗甲醇，使甲醇合成反应()平衡右移，CO 的转化率增大；二甲醚合成反应()生成的水，通过水煤气变换反应()消耗部分 CO(3)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1 该反应正反应为气体分子数减少的反应，压强增大，平衡右移，反应物转化率增加，产物产率增加。增大压强使反应物浓度增加，则反应速率增大(4)反应放热，温度升高，平衡左移 14(10 分)以焦炭为原料的制氨流程示意如下：.“精制”过程是将含有少量 CO、CO2、O2 和 H2S 等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨(化学式为Cu(NH3)2Ac)溶液，以获得纯净原料气。其中，吸收 C
20、O 的反应为COCu(NH3)2AcNH3H2OCu(NH3)3COAcH2O H0。(1)为提高 CO 吸收率，可采取的一项措施是_。(2)除去氧气时，氧气将Cu(NH3)2Ac 氧化为Cu(NH3)4Ac2，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是_。.“造气”过程中。其中，焦炭与水蒸气在反应体系中将发生如下四个反应：C(s)2H2O(g)CO2(g)2H2(g)H190.2 kJmol1C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H2131.4 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H3C(s)2H2(g)CH4(g)H4该体系中，一些物质的平衡组成与温度的关系如图所示：(3
21、)由图可知，若采用焦炭与水蒸气反应来获得优质的水煤气，工业生产中应尽量使焦炭和水蒸气在_(填“高温”“低温”或“常温”)条件下进行。(4)H3_。(5)下表为碳与氢气合成甲烷的相关数据：温度()6008001 000 平衡常数3.21001461.0102 0701.01020 000 H4_0(填“”“”或“”)。预测 1 000，焦炭与水蒸气反应体系中甲烷的含量_。A几乎为 0B与 CO 浓度相当C无法确定【解析】(1)可逆反应 COCu(NH3)2AcNH3H2O Cu(NH3)3COAcH2O H0 向右进行，可提高 CO 吸收率，此反应正反应为气体体积减小的放热反应，故降低温度、增大
22、压强平衡正向移动；(2)氧气将Cu(NH3)2Ac 氧化为Cu(NH3)4Ac2，Cu 由1 价升高到2 价，1 mol Cu失去 1 mol 电子，O 的价态由 0 降到2 价，1 mol 氧气得到 4 mol 电子，根据得失电子数相等，1 mol 氧气能氧化 4 molCu(NH3)2Ac；(3)从图中可以看出，温度越高 H2、CO 的含量越高，为得到优质水煤气，应该保持高温生产；(4)C(s)2H2O(g)CO2(g)2H2(g)H190.2 kJmol1 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H2131.4 kJmol1 由得到 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H3，根据
23、盖斯定律H3H1H2(90.2 kJmol1)(131.4 kJmol1)41.2 kJmol1；(5)C(s)2H2(g)CH4(g)H4，随着温度的升高，平衡常数减小，说明升温平衡逆向移动，故 正反应是放热过程，故H40；C(s)2H2(g)CH4(g)H4在 1 000 时，平衡常数为 1.01020 000，所以甲烷的浓度几乎为零。答案：(1)降低温度或增大压强(2)41(3)高温(4)41.2 kJmol1(5)A 15(10 分)CO2 的固定和利用在降低温室气体排放中具有重要作用，CO2 加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力，还是其综合利用的一条新途径。CO2 和 H2在催化剂作
24、用下能发生反应 CO23H2CH3OHH2O，测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。请回答下列问题：(1)提高甲醇产率的措施是_。(2)分析图中数据可知，在 220、5 MPa 时，CO2 的转化率为_，再将温度降低至 140，压强减小至 2 MPa，化学反应速率将_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，CO2 的转化率将_。(3)200 时，将 0.100 mol CO2 和 0.275 mol H2 充入 1 L 密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。若 CO2 的转化率为 25%，则此温度下该反应的平衡常数 K_。(4)已知：CO 的燃烧热 H283.0 kJmol12H
25、2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H90.1 kJmol1写出 CO2 与 H2 合成甲醇的热化学方程式_。【解析】(1)根据图可知，温度越高甲醇的理论产率越低，说明该反应为放热反应，压强越大甲醇理论产率越高；(2)设 CO2 转化物质的量为 x，起始物质的量为 1，完全转化生成甲醇的物质的量为 1，根据图可知甲醇的理论产率为 25%，利用三段式计算 CO23H2CH3OHH2O 起始 1 3 0 转化 x 3x x 平衡 1x 33x x 则x1 25%，所以 x25%，温度越低、压强越小，反应速率越小，观察图中的数据可知，在
26、 140，2 MPa 时，甲醇的产率高于 25%，所以二氧化碳的转化率高于 25%，即二氧化碳的转化率增大；(3)利用三段式，CO23H2CH3OHH2O 起始(molL1)0.1 0.275 0 0 转化(molL1)0.025 0.075 0.025 0.025 平衡(molL1)0.075 0.2 0.025 0.025 所以 Kc（CH3OH）c（H2O）c（CO2）c3（H2）0.0250.0250.0750.23 1.04；(4)反应 CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)可由2H2(g)O2(g)=2H2O(g)；CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)；将(2)12 得到，根据盖斯定律可得反应热为12 483.6 kJmol1(90.1 kJmol1)2(283.0 kJmol1)248.9 kJmol1，进而写出热化学方程式为CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H48.9 kJmol1。答案：(1)降温、加压(2)25%减小 增大(3)1.04(4)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H48.9 kJmol1
