1、专题综合检测(七)学生用书单独成册(时间：45分钟；分值：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()AH 0BS0C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可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2) Bv正 (N2)v逆(NH3)C2v正(
2、H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)解析：选C。A项，无逆反应速率；B项，即2v正(N2)v逆(NH3)时反应达到平衡状态；C项，即2v正(H2)3v逆(NH3)时反应达到平衡状态；D项，即3v正(N2)v逆(H2)时反应达到平衡状态。3(2016洛阳高三第一次统测)工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是2C(焦炭)O2(空气)2COFe2O33CO2Fe3CO2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()ACO过量BCO与铁矿石接触不充分C炼铁高炉的高度不够DCO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
3、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(2016马鞍山高三模拟)已知X(g)Y(g)2Z(g)H0。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
4、瞬间增大，曲线出现断点，且平衡向正反应方向移动，错误。5(2016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(、)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，催化剂催化效率更高Bb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Kc(CO)c3 (H2)/c(CH4)解析：选C。其他条件相同，相同温度时催化剂生成CO的量更多，故催化剂的催化效率更高，A项错误；催化剂不影响可逆反应
5、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(2016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/s01234c(SO2)/molL11.000.500.233.0010373.001037c
6、(CO)/molL14.003.002.462.002.00下列说法不正确的是()AX的化学式为CO2 B前1 s内v(X)1.00 molL1s1 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3.331036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 molL1，则X的物质的量浓度增加1.00 molL1，所以v(X)1.00 molL1s1，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，C
7、O的物质的量浓度减少2.00 molL1，则X的浓度增加2.00 molL1，所以该反应的平衡常数K2.002/2.002(3.001037)3.331036，D项正确。7(2016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)H0。下列说法正确的是()Ab点的操作是拉伸注射器Bc点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小Cd点：v(正)v(逆)D若注射器绝热(不与外界进行热交换)，则压缩达新平衡后平衡常数K值减小解析：选D。A项，b点往后，透光率下降
8、，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)v(正)，错误；D项，压缩注射器，平衡向正反应方向移动，温度升高，对于放热反应，K值减小，正确。8某同学在三个容积相同的密闭容器中，分别研究三种不同条件下化学反应2X(g)Y(g)W(g)的进行情况。其中实验、控温在T1，实验控温在T2，它们
9、的起始浓度均是c(X)1.0 molL1，c(Y)c(W)0，测得反应物X的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是()A与实验相比，实验可能使用了催化剂B与实验相比，实验若只改变温度，则温度T1T1，平衡时实验中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、达到平衡时，X的体积百分含量明显是，不正确；D项，实验中，平衡时c(Y)c(W)0.25 molL1，K0.25，而反应温度不变，则平衡常数不变，设平衡时Y的浓度为a，K0.25，解得a0.2 molL1，则平衡时c(X)0.8 molL120.2 molL10.4 molL1，正确。9使用SNCR脱
10、硝技术的原理是4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)，下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NH
11、3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)H49.0 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下图中实线所示：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)。a01 min b13 minc38 min d811 min(2)仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质
12、的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线改变的条件可能是_，曲线改变的条件可能是_。(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
13、)H49.0 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)ac11(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NN 946.0 kJmol1，HH 436 kJmol1，NH 390.8 kJmol1，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
14、变时，改变某一条件对上述反应的影响，实验结果如图所示。t1时刻改变的条件为_。t2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。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“”“”“v正。(3)A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c1c2。若B中投入2 mol NH3，则平衡时，(A)(B)1
15、，现投入 4 mol NH3，相当于体积减小，压强增大，平衡向正反应方向移动，则此时NH3的转化率小于投入2 mol NH3时，所以(A)(B)1。答案：(1)N2(g)3H2(g)2NH3 (g)H90.8 kJmol1(2)升高温度(3)升高温度；达到平衡的时间比缩短，起始压强增大加催化剂；达到平衡的时间比缩短，平衡没有移动(CO)(CO)(CO) 17 15013(15分)(2016永州高三模拟)雾霾由多种污染物形成，其中包含颗粒物(包括PM2.5在内)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用。(1)已知：.2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)H196
16、.6 kJmol1.2NO(g)O2(g)=2NO2(g)H113.0 kJmol1反应NO2(g)SO2(g)=SO3(g)NO(g)H_kJmol1。一定条件下，将NO2与SO2以体积比12置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的有_。a体系密度保持不变b混合气体颜色保持不变cSO3和NO的体积比保持不变d每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2测得中反应平衡时NO2与SO2体积比为15，则平衡常数K_。(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在2
17、50 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_。(3)如图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理：该脱硝原理中，NO最终转化为H2O和_(填化学式)。当消耗1 mol NH3和0.5 mol O2时，除去的NO在标准状况下的体积为_L。(4)NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40 下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示，写出此时NO分解的化学方程式：_。解析：(1)将化学方程式得：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1。a.随反应：NO2(g)SO2(g)SO3(g
18、)NO(g)的进行，气体的总质量和总体积始终不变，所以也始终不变，不能说明达到平衡状态，错误；b.混合气体颜色保持不变说明二氧化氮的浓度不变，说明达到平衡状态，正确；c.随反应进行，SO3和NO都是生成物，所以其体积比一直等于化学计量数比，所以SO3和NO的体积比保持不变不能说明达到平衡状态，错误；d.每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2都表示正反应速率，反应自始至终都按此比例进行，错误。NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)起始物质的体积 a 2a 0 0转化物质的体积 x x x x平衡物质的体积 ax 2ax x x平衡时NO2与SO2体积比为15，即(ax)(2
19、ax)15, xa，故平衡常数K1.8。(2)实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑经济效益、速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大。(3)由图可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气，最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O。氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，1 mol NH3转化为N2失去3 mol电子，0.5 mol O2得到2 mol电子，则NO转化为N2得到的电子为1 mol，所以NO的物质的量为0.5 mol，其体积为22.4 Lmol10.5 mol11.2 L。(4)NO在40 下分解生成两种化合物，根据元素守恒可知生成N的氧化物，氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5，由图像可知3 mol NO生成两种氮的氧化物各为1 mol，其反应方程式为3NO=YZ，根据原子守恒可知为N2O、NO2，所以方程式为3NON2ONO2。答案：(1)41.8b1.8(2)在1.3104 kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，经济效益低(3)N211.2(4)3NON2ONO2