(時間：90分鐘，滿分：100分)


一、選擇題：本題共10小題，每題2分，共20分，每題只有一個選項符合題意)


1．控制變量是科學研究的重要方法。向2 mL H2O2溶液中滴入2滴1 ml·L－1 FeCl3溶液，下列條件下分解速率最快的是( )


D [在使用同一濃度的催化劑情況下，H2O2濃度越大，反應的溫度越高，反應的速率越快。]


2．達到化學平衡的條件是( )


A．逆反應停止進行


B．反應物與生成物的濃度相等


C．正反應與逆反應停止進行


D．正反應和逆反應的速率相等


D [可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，但反應沒有停止，為動態(tài)平衡，達到平衡時，各物質(zhì)的濃度不變，但不一定相等。]


3．某化學反應其ΔH＝－125 kJ·ml－1，ΔS＝－8 kJ·ml－1·K－1則此反應在下列哪種情況下可自發(fā)進行( )


A．在任何溫度下都能自發(fā)進行


B．在任何溫度下都不能自發(fā)進行


C．僅在高溫下自發(fā)進行


D．僅在低溫下自發(fā)進行


D [反應自發(fā)進行需要滿足ΔH－TΔS＜0，ΔH－TΔS＝－125 kJ·ml－1＋T×8 kJ·ml－1·K－1＜0，解得T＜15.625 K，所以僅在低溫下自發(fā)進行。]


4．下列說法正確的是( )


A．凡是放熱反應都是自發(fā)的，因為吸熱反應都是非自發(fā)的


B．自發(fā)反應的熵一定增大，非自發(fā)反應的熵一定減小


C．常溫下，反應C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的ΔH＞0


D．反應2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進行，則該反應的ΔH＞0


C [反應的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的，若ΔH＜0，ΔS＞0，則一定自發(fā)，若ΔH＞0，ΔS＜0，則一定不能自發(fā)，若ΔH＜0，ΔS＜0或ΔH＞0，ΔS＞0，則能否自發(fā)和溫度有關(guān)，A、B錯誤。C項中反應的ΔS＞0，若ΔH＜0，則一定能自發(fā)，現(xiàn)常溫下不能自發(fā)，說明ΔH＞0，正確。D項中反應的ΔS＜0，能自發(fā)，說明ΔH＜0，錯誤。]


5．反應4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L 密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 ml，則此反應的速率可表示為( )


A．v(NH3)＝0.01 ml·L－1·s－1


B．v(O2)＝0.001 ml·L－1·s－1


C．v(NO)＝0.001 ml·L－1·s－1


D．v(H2O)＝0.045 ml·L－1·s－1


C [根據(jù)v＝eq \f(Δc,Δt)計算v(H2O)，再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算各物質(zhì)表示的反應速率，進行判斷。]


6．反應CO＋H2O(g)CO2＋H2在800 ℃達到平衡時，分別改變下列條件，K值發(fā)生變化的是( )


A．將壓強減小至原來的一半


B．將反應溫度升高100 ℃


C．添加催化劑


D．增大水蒸氣的濃度


B [化學平衡常數(shù)K只受溫度影響。]


7．某可逆反應的正反應是放熱反應，則溫度對此反應的正、逆反應速率影響的曲線(如圖所示)中，正確的是( )





A B C D


B [本題考查的是外界條件的改變對可逆反應正、逆反應速率的影響。速率曲線交叉點即平衡狀態(tài)，由于這個可逆反應的正反應是放熱反應，升高溫度，逆反應速率加快的幅度大于正反應速率加快的幅度，故正確答案為B項。]


8．已知t ℃時，1 L恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，該反應的平衡常數(shù)K＝0.5，下列說法正確的是( )


A．加入炭粉對該平衡無影響


B．將FeO(s)粉碎，不能縮短到達平衡所需的時間


C．t℃時，反應達到平衡后再充入CO，達新平衡后n(CO)∶n(CO2)比值增大


D．若向該容器中加入1 ml FeO(s)，并通入1.8 ml CO，t ℃時反應達到平衡，此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為60%


D [C能和FeO、CO2反應，從而對該反應平衡有影響，A錯誤；將FeO粉碎，增大反應物接觸面積，加快化學反應速率，縮短反應達到平衡時間，B錯誤；溫度不變化學平衡常數(shù)不變，t ℃時，反應達到平衡后再充入CO，達新平衡后eq \f(n?CO?,n?CO2?)＝eq \f(c?CO?,c?CO2?)＝eq \f(1,K)不變，C錯誤；若向該容器中加入1 ml FeO(s)，并通入1.8 ml CO，t ℃時反應達到平衡，設CO的轉(zhuǎn)化率為x，則達到平衡狀態(tài)時c(CO)＝eq \f(1.8 ml×?1－x?,1 L)＝1.8(1－x)ml·L－1，生成的c(CO2)＝1.8 x ml·L－1，化學平衡常數(shù)K＝eq \f(c?CO2?,c?CO?)＝eq \f(1.8x,1.8?1－x?)＝0.5，x＝eq \f(1,3)，則消耗的n(CO)＝n(FeO)＝1.8 ml×eq \f(1,3)＝0.6 ml，F(xiàn)eO的轉(zhuǎn)化率＝eq \f(0.6 ml,1 ml)×100%＝60%。]


9．鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下，碳素鋼在三種不同介質(zhì)中的腐蝕速率實驗結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是( )





A．鹽酸的濃度越大，腐蝕速率越快


B．鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度相等時，腐蝕速率最小


C．碳素鋼的腐蝕速率不隨硫酸的濃度增大而增大，說明反應速率不與c(H＋)成正比


D．對比鹽酸和硫酸兩條曲線，可知Cl－也可能會影響碳素鋼的腐蝕速率


C [由酸的濃度對腐蝕速率的影響圖可知，鹽酸的濃度越大，腐蝕速率越快，A正確；由圖可知，曲線的最低點速率最小，則鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度相等時，腐蝕速率最小，B正確；濃硫酸有強氧化性，能使金屬表面形成致密的氧化膜保護層，則硫酸濃度較大時不能說明速率與氫離子的關(guān)系，C錯誤；碳素鋼在鹽酸和硫酸中腐蝕速率隨酸的濃度變化有明顯差異，可知Cl－有利于碳鋼的腐蝕，SOeq \\al(2－,4)不利于碳鋼的腐蝕，D正確。]


10．高溫下，某反應達到平衡，平衡常數(shù)K＝eq \f(c?CO?·c?H2O?,c?CO2?·c?H2?)。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是( )


A．該反應的焓變?yōu)檎?br/>

B．恒溫縮小體積，H2濃度不變


C．升高溫度，逆反應速率減小


D．該反應化學方程式為CO＋H2OCO2＋H2


A [由K表達式可推斷出該反應方程式為CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，D項不正確；恒容升溫，c(H2)減小，說明平衡向右移動，所以ΔH>0，A項正確；恒溫縮小體積，平衡不移動，但c(H2)增大，所以B項不正確；升溫，v正和v逆都增大，C項不正確。]


二、選擇題：(本題共5小題，每題4分，共20分，每小題有一個或兩個選項符合題意，全部選對得4分，選對但不全的得1分，有選錯的得0分)


11．對于可逆反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH0。達到化學平衡后，按要求回答下列問題：


(1)升高溫度，用“變大”、“變小”、“不變”或“無法確定”填空。


①若B、C都是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量________；


②若B、C都不是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量________；


③若B是氣體，C不是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量________；


(2)如果平衡后保持溫度不變，將容器體積增加一倍，新平衡時A的濃度是原來的60%，則B是________態(tài)，C是________態(tài)。


[解析] (1)升高溫度，平衡正向移動。①若B、C都是氣體，n(氣)增大，m(氣)不變，M＝eq \f(m?氣?,n?氣?)減??；②若B、C都不是氣體，只有A是氣體，M(A)不變；③若B是氣體，C不是氣體，m(氣)減小，n(氣)不變，M＝eq \f(m?氣?,n?氣?)減小。


(2)說明平衡逆向移動，即逆向是氣體計量數(shù)增大的反應，故B不是氣體。


[答案] (1)①變小 ②不變 ③變小 (2)固或液 氣


17．(10分)運用化學反應原理研究合成氨反應有重要意義，請完成下列探究。


(1)生成氫氣：將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)


ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1，ΔS＝＋133.7 J·ml－1·K－1，該反應在低溫下________(“能”或“不能”)自發(fā)進行。


(2)已知在400 ℃時，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。


①在400 ℃時，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填數(shù)值)。


②400 ℃時，在0.5 L的反應容器中進行合成氨反應，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2 ml、1 ml、2 ml，則此時反應v(N2)正________v(N2)逆(填“>”、“0，ΔS>0，故若使ΔH－TΔS (2)0.8 ml·L－1 0.2 ml·L－1·min－1 (3)不變 反應前后氣體體積不變，壓強對平衡無影響 (4)eq \f(4,3)


19．(12分)大氣中CO2含量的增加會加劇溫室效應，為減少其排放，需將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來進行儲存和利用。


(1)CO2與NH3反應可合成化肥尿素[化學式為CO(NH2)2]，反應2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)在合成塔中進行。如圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比[n(CO2)/n(NH3)]和水碳比[n(CO2)/n(H2O)]投料時二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。


①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值范圍分別為0.6～0.7、1～1.1和1.5～1.61，則生產(chǎn)中應選用水碳比的數(shù)值范圍為________。


②請推測生產(chǎn)中氨碳比控制在4.0左右還是控制在4.5左右比較適宜，并簡述你的理由_____________________________________________________


____________________________________________________。





圖1 圖2


(2)CO2與H2也可用于合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在體積可變的恒壓密閉容器中，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示。


①該反應的化學平衡常數(shù)的表達式為______________________________。


②該反應的ΔS________0，ΔH________0(填“＞”或“＜”)。


③700 K投料比eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(n?H2?,n?CO2?)))＝2時，H2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。


[解析] (1)①氨碳比相同時曲線Ⅰ二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大，所以生產(chǎn)中選用水碳比的數(shù)值為0.6～0.7。②氨碳比在4.5時，需要氨氣較多，但依據(jù)圖象分析二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大不多，工業(yè)合成氨生成工藝較復雜，提高生產(chǎn)成本，所以氨碳比控制在4.0左右。(2)①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，所以平衡常數(shù)K＝eq \f(c?CH3OH?·c?H2O?,c?CO2?·c3?H2?)。②因為該反應為氣體減小的反應，則ΔS＜0，因為溫度越高，CO2轉(zhuǎn)化率越小，則平衡逆移，所以該反應正方向為放熱反應，即ΔH＜0。③由圖可知，在700 K，投料比[n(H2)∶n(CO2)]＝2時，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為30%，令CO2、H2的起始物質(zhì)的量分別為1 ml、2 ml，轉(zhuǎn)化的二氧化碳為0.3 ml，根據(jù)方程式可知轉(zhuǎn)化的氫氣為0.9 ml，進而計算H2的轉(zhuǎn)化率＝eq \f(0.9 ml,2 ml)×100%＝45%。


[答案] (1)①0.6～0.7 ②4.0比較適宜，氨碳比在4.5時，NH3的量增大較多，而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大，提高了生產(chǎn)成本 (2)①K＝eq \f(c?CH3OH?·c?H2O?,c?CO2?·c3?H2?) ②＜ ＜ ③45%


20．(14分)硫及其化合物對人類的生產(chǎn)和生活有著重要的作用。


(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·ml－1是制備硫酸的一個重要反應。


在容積為V L的密閉容器中分別充入2 ml SO2和1 ml O2，在不同條件下進行反應，反應體系的總壓強隨時間的變化如圖所示。與實驗a相比，實驗b改變的條件是________________，判斷的依據(jù)是__________________________


____________________________________________________。





(2)二氧化硫在一定條件下還可以發(fā)生如下反應：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－42 kJ·ml－1。在1 L的恒容密閉容器中充入SO2(g)和NO2(g)，所得實驗數(shù)據(jù)如表所示：


①在實驗甲中，若2 min時測得反應放出的熱量是4.2 kJ，則0～2 min內(nèi)，用SO2(g)表示的平均反應速率v(SO2)＝________。


②在實驗丙中，達到平衡時，NO2的轉(zhuǎn)化率為________。


③由表中數(shù)據(jù)可推知，T1________T2(填“>”“p1)
溫度對反應的影響
圖示
選項
C
D
研究目的
平衡體系增加N2對反應的影響
催化劑對反應的影響
圖示
起始濃度
c(H2)/(ml·L－1)
c(I2)/(ml·L－1)
c(HI)/(ml·L－1)
甲
0.01
0.01
0
乙
0.02
0.02
0
溫度
平衡濃度(ml·L－1)
c(NH3)
c(CO2)
T1
0.1
T2
0.1
容器
甲
乙
丙
丁
A
2 ml
1 ml
2 ml
1 ml
B
1 ml
1 ml
2 ml
2 ml
實驗編號
溫度
起始時物質(zhì)的量/ml
平衡時物質(zhì)的量/ml
n(SO2)
n(NO2)
n(NO)
甲
T1
0.80
0.20
0.18
乙
T2
0.20
0.80
0.16
丙
T2
0.20
0.30
a

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