?山西高考化學(xué)三年（2021-2023）模擬題匯編-10化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

一、單選題
1．（2023·山西晉城·統(tǒng)考三模）某研究團隊提出了以氧化石墨烯(GO)為催化劑設(shè)計的簡易膜反應(yīng)，其反應(yīng)為??，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，下列說法中正確的是

A．反應(yīng)中(除GO外)既有極性鍵和非極性鍵的斷裂，又有極性鍵和非極性鍵的形成
B．分子中的碳原子均采用雜化
C．催化劑可降低反應(yīng)的活化能，從而改變反應(yīng)的焓變
D．氧化石墨烯的作用之一可能是吸附反應(yīng)物形成更穩(wěn)定的反應(yīng)中間體
2．（2023·山西太原·統(tǒng)考一模）以下實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是
選項
實驗操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A

取2 mL 0.5 mol·L-1 CuCl2溶液于試管中，加熱，然后置于冷水中
加熱后溶液變?yōu)辄S綠色，冷卻后又變?yōu)樗{(lán)色
反應(yīng)[Cu(H2O)4]2++4Cl- ?[CuCl4]2-+4H2O的ΔH> 0
B

在圓底燒瓶中加入乙醇和濃硫酸的混合液(體積比約為1：3)，加入少量沸石。迅速升溫至140℃，將產(chǎn)生的氣體通 入Br2的 CCl4溶液中
Br2的CCl4溶液褪色
乙醇消去反應(yīng)的產(chǎn)物為乙烯

C
取少量亞硫酸鈉固體樣品溶于蒸餾水，加入足量稀鹽酸，再滴加氯化鋇溶液
有白色沉淀生成
樣品已經(jīng)全部變質(zhì)
D

向兩支分別盛有2mL苯和甲苯的試 管中各滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，用力振蕩，靜置
盛有苯的試管中溶液無變化，盛有甲苯的試管中溶液褪色
苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，甲苯中的甲基使苯環(huán)活化

A．A B．B C．C D．D
3．（2022·山西晉中·統(tǒng)考二模）中國科學(xué)家首次用CO2高效合成乙酸，這項技術(shù)是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑之一，該反應(yīng)路徑如圖所示。下列說法正確的是

A．該過程的總反應(yīng)為2CO2 +4H2 CH3COOH +2H2O
B．LiI和Rh*均為該反應(yīng)的催化劑
C．步驟3反應(yīng)中既有非極性鍵的斷裂，又有非極性鍵的形成
D．所有步驟發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
4．（2021·山西晉中·統(tǒng)考三模）合成氨的化學(xué)反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ·mol-1.最近，吉林大學(xué)與韓國、加拿大科研人員合作研究，提出基于機械化學(xué)(“暴力”干擾使鐵活化)在溫和條件下由氮氣合成氨的新方案(過程如圖所示)，利用這種方案所得氨的體積分?jǐn)?shù)最終可高達(dá)82.5%。下列有關(guān)分析錯誤的是

A．鐵是該合成氨反應(yīng)的催化劑 B．采用該方案生產(chǎn)氨氣，活化能不變
C．采用該方案生產(chǎn)氨氣，△H不變 D．該方案氨的含量高，與反應(yīng)溫度較低有關(guān)
5．（2021·山西太原·統(tǒng)考模擬預(yù)測）一定溫度下，某定容密閉容器中充入和，發(fā)生反應(yīng)：，其能量變化如圖所示。由圖可知

A．該反應(yīng)的
B．使用催化劑可以改變該反應(yīng)的
C．?dāng)噫I吸收總能量小于成鍵釋放總能量
D．若容器中氣體密度不變，則反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

二、原理綜合題
6．（2023·山西·校聯(lián)考模擬預(yù)測）甲烷的直接轉(zhuǎn)化具有較高的經(jīng)濟價值，因此備受科學(xué)家關(guān)注?；卮鹣铝袉栴}：
(1)用絲光沸石作催化劑可實現(xiàn)甲烷直接轉(zhuǎn)化制備甲醇，合成方法有以下兩種：
方法I：?? kJ?mol
方法Ⅱ：??
已知：的燃燒熱 kJ?mol；?? kJ?mol。
則 。
(2)某工廠采用(1)中方法I生產(chǎn)甲醇。在恒溫恒壓的密閉容器內(nèi)充入1 mol 、0.5 mol 和0.5 mol He，測得壓強為p MPa，加入合適催化劑后開始反應(yīng)，測得容器的體積變化如下。
反應(yīng)時間/min
0
10
20
30
40
50
容器體積/L
4
3.7
3.55
3.45
3.4
3.4
①下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填標(biāo)號)。
A．單位時間內(nèi)生成1 mol 的同時生成1 mol
B．平衡常數(shù)不再變化
C．容器內(nèi)保持不變
D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
②的平衡轉(zhuǎn)化率為 ，該溫度下的平衡常數(shù)為 (為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)北京化工大學(xué)某課題組提出了利用光解水產(chǎn)氫過程中形成的活性氧物種活化甲烷直接制甲醇[(1)中方法Ⅱ]的策略。下列說法正確的是___________(填標(biāo)號)。

A．水在光陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成
B．生成·OH自由基是化學(xué)反應(yīng)
C．反應(yīng)過程中C、H、O元素化合價均發(fā)生改變
D．在25℃、容積為V L的容器中，適當(dāng)增大分壓，有助于提高的生成速率
(4)某大學(xué)采用甲烷電催化氧化法制備甲醇，研究發(fā)現(xiàn)在NaCl的堿性電解液中更容易生成，甲烷在催化劑上可能的反應(yīng)機理如下：
i：
ii：
iii：…
iv：
機理iii為 。陰極的電極反應(yīng)式為 。
7．（2023·山西·校聯(lián)考模擬預(yù)測）丙烯是產(chǎn)量僅次于乙烯的基本有機原料之一，無氧脫氫制丙烯技術(shù)已經(jīng)工業(yè)化?；卮鹣铝袉栴}：
丙烷脫氫過程的主反應(yīng)為C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol
副反應(yīng)為： i． C3H8(g)CH4(g) +C2H4(g) ΔH2=81.30 kJ/mol
ii． C2H4 (g)+H2(g) C2H6(g) ΔH3=- 136.94 kJ/mol
iii． C3H8(g)+H2(g) CH4(g)+C2H6(g) ΔH4
其中，主反應(yīng)脫氫的部分反應(yīng)路徑如圖1所示(TS 代表過渡態(tài)，Pt4代表鉑催化劑)。
??
(1)①計算副反應(yīng)iii的ΔH4= kJ/mol。
②由圖1知，主反應(yīng)脫氫的限速步驟是第 (填 “一”或“二”)個C- H斷鍵的反應(yīng)。有利于主反應(yīng)自發(fā)進行的條件是 (填 “高溫”“低溫”或“任意溫度”)。在高溫條件下C-C鍵斷裂的裂解反應(yīng)比C-H鍵斷裂的脫氫反應(yīng)容易，從動力學(xué)角度考慮，為有利于主反應(yīng)發(fā)生應(yīng)控制的關(guān)鍵生產(chǎn)條件是 。
(2)在壓強分別為0.1 MPa和0.01 MPa的條件下，C3H8和C3H6的平衡摩爾分?jǐn)?shù)(即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度的變化如圖2所示(不考慮副反應(yīng))。
??
①在a、b、c、d四條圖線中，分別表示0.01 MPa時C3H8和C3H6物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的是 、 。
②p點時C3H8的轉(zhuǎn)化率為 ， 反應(yīng)的分壓平衡常數(shù)Kp= MPa。
(3)根據(jù)LHHW動力學(xué)模型，生成C3H6的凈反應(yīng)速率v=k·P(C3H8)·(H2)，其k為速率常數(shù)。在剛性容器中進行丙烷脫氫的反應(yīng)，達(dá)到平衡前，相同時間間隔內(nèi)，隨反應(yīng)進行C3H6的增加量 Δn (填 “變大”“變小”或“不變”)，其原因是 。
(4)四氫鋁鈉(NaAlH4) 是有機合成中重要的還原劑，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示(b=2a)。 已知NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值，該晶體的密度為 g/cm3。
??
8．（2023·山西晉城·統(tǒng)考三模）工廠煙氣(主要污染物為、NO)直接排放會造成空氣污染，需處理后才能排放。
(1)還原技術(shù)是目前高效、成熟的去除的技術(shù)之一()。使用催化劑能有效脫除工廠煙氣中的氮氧化物。
已知：反應(yīng)Ⅰ．　
反應(yīng)Ⅱ．　
①反應(yīng)　 。
②在不同溫度下，僅改變的濃度，NO的脫除率與濃度的關(guān)系如圖1所示，濃度在1%~3%之間時，隨著濃度增大，NO脫除率明顯升高的原因可能是 。
????
(2)/碳基材料(活性炭、活性焦、活碳纖維)也可以脫硫、脫硝。/碳基材料脫硫時，控制一定氣體流速和溫度，煙氣中的存在對/碳基材料催化劑脫硫、脫硝活性的影響結(jié)果如圖2所示，當(dāng)濃度過高時，去除率下降，其可能原因是 。
(3)研究高效催化劑是解決NO對大氣污染問題的重要途徑。400℃時，在分別裝有催化劑的A和B的兩個容積為2L的剛性密閉容器中，各充入物質(zhì)的量均為nmol的NO和CO發(fā)生反應(yīng)。通過測定容器內(nèi)總壓強隨時間變化來探究催化劑對反應(yīng)速率的影響，數(shù)據(jù)如表：
時間/min
0
10
20
30
∞
A容器內(nèi)壓強/kPa
100.0
90.0
85.0
80.0
80.0
B容器內(nèi)壓強/kPa
100.0
95.0
90.0
85.0
80.0
①由表可以判斷催化劑 (填“A”或“B”)的效果更好。
②下列說法能表明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填標(biāo)號)。
A．
B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
C．
D．容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化
③容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為 %。400℃時，用壓強表示的平衡常數(shù) ()。
④汽車尾氣中含有NO和CO，在排氣管中使用催化劑可以提高污染物的轉(zhuǎn)化率，其原因是 。
9．（2023·山西·統(tǒng)考二模）我省作為煤炭大省，為全國經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。但是直接將煤炭用作燃料不僅浪費資源，還會污染環(huán)境，因此如何對煤炭資源綜合利用提高附加值成為我省經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展亟待解決的問題。煤的間接液化是先把煤轉(zhuǎn)化為CO、CO2和H2，再在催化劑作用下合成化工產(chǎn)品。
(1)已知反應(yīng)：①
②
③
則反應(yīng)③的 。
(2)已知：在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)：
①以下措施能使反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率都增大的 (填字母)。
A．壓縮體積?????B．升高溫度?????C．恒容充入氦氣?????
D．恒容移走甲醇?????E．恒容充入
②催化劑并不是所有部位都有催化作用，真正起催化作用的那些部位稱為活性點位，也稱活性中心。在催化合成甲醇時必須控制氫碳比在一定區(qū)間內(nèi)，若不變，過多時，反應(yīng)速率會減慢，可能的原因是 。
③若將一定比例的和在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時，體系中產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。之后，產(chǎn)率隨溫度升高而減小的原因除平衡逆向移動外還可能是 。

(3)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始壓強為0.2MPa，只發(fā)生下列反應(yīng)：
Ⅰ．
Ⅱ．
反應(yīng)達(dá)到平衡時，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，CO的物質(zhì)的量為0.1mol。此時，整個體系 (填“吸收”或“放出”)熱量，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp= MPa(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
10．（2023·山西臨汾·統(tǒng)考一模）落實“雙碳”目標(biāo)，碳資源的綜合利用成為重中之重。
I.甲醇不僅是重要的化工原料，還是性能優(yōu)良的車用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH0
反應(yīng)ii：_______????ΔH”“=”或“”、“”“

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