安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-15化学反应的热效应（3）

这是一份安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-15化学反应的热效应（3），共35页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-15化学反应的热效应（3）

一、单选题
1．（2021·安徽淮北·统考一模）马里奥·莫利纳等科学家通过研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法错误是

A．CFCl3是四面体结构
B．过程Ⅲ中的O原子可能来自大气中O2或O3的解离
C．整个过程中，CFCl3是O3分解的催化剂
D．紫外线辐射提供破坏化学键的能量
2．（2021·安徽芜湖·统考二模）消除天然气中的H2S是能源研究领域的热点，华中科技大学李钰等研究表明，利用CuFe2O4表面吸附H2S时有两种机理途径，如图所示。

下列说法错误的是
A．该吸附过程最终释放能量
B．途径1决速步骤的能垒为204.5kJ·mol-1
C．由步骤H2S*=HS*+H*可知，H-S键断裂放出能量：途径1>途径2
D．CuFe2O4在吸附过程中提供了O原子
3．（2021·安徽马鞍山·统考三模）水在石墨相氮化碳纳米材料催化下可利用太阳光实现分解，其原理如图所示。下列说法正确的是

A．阶段I、II、III均为吸收能量的过程
B．阶段II涉及到非极性键、极性键的形成
C．阶段III每生成1molO2转移2mol电子
D．该纳米材料有效减少了水分解反应的反应热
4．（2021·安徽宿州·统考三模）铁触媒催化合成氨的反应可表示为 N2(g)+ H2(g) NH3(g)，该反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示。下列说法错误的是

A．氨气在催化剂表面的脱附是放热过程
B．该反应的ΔH=-46 kJ/mol
C．历程中只涉及到共价键的断裂与形成
D．反应在历程中速率最慢
5．（2021·安徽池州·统考二模）下图所示为CFCl3破坏臭氧层的可能过程，下列叙述错误的是

A．过程I中断裂C-Cl键，需吸热
B．过程II可用方程式表示为2O3→3O2
C．过程III可用方程式表示为O+ClO→Cl+O2
D．过程II可用方程式表示为O3+Cl→ClO+O2
6．（2021·安徽蚌埠·统考三模）1，3-丁二烯和Br2以物质的量之比为1：1发生加成反应分两步：第一步Br+进攻1，3-丁二烯生成中间体C(溴正离子)；第二步Br-进攻中间体C完成1，2-加成或1，4-加成。反应过程中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是

A．其它条件相同时，生成产物B的速率快于产物A的速率
B．升高温度，1，3-丁二烯的平衡转化率增大
C．该加成反应的反应热为Eb-Ea
D．该反应的速率主要取决于第一步反应的快慢
7．（2021·安徽马鞍山·统考一模）我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O-Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂，其中Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系，其反应机理如图：

下列说法错误的是
A．该反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2
B．该反应能量转化形式为光能→化学能
C．图中a、b分别代表Fe2+、Fe3+
D．反应过程中涉及到非极性键、极性键的断裂和形成

二、原理综合题
8．（2021·安徽淮北·统考一模）甲醇是目前人类认知最为安全、高效、清洁的替代燃料，可用如下方法制备：碳的氧化物和氢气合成法，其主要反应包括：
Ⅰ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=—90.8kJ•mol—1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=—49.0kJ•mol—1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3
(1)在恒温的合成塔中发生上述反应，达到平衡时合成塔出口处总压强为5.0MPa，各组分的体积分数如表所示：
CO
CO2
H2
CH3OH
其他
10.0%
5.0%
50.0%
2.5%
32.5%
①反应Ⅲ的焓变△H3=___。
②此温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp=___(MPa)—2。
(2)反应Ⅰ是合成甲醇的主要反应，在二氧化碳存在时，单位体积催化剂上生成甲醇的速率如图：

①加入二氧化碳对甲醇反应速率的影响是___。
②在无二氧化碳的体系中加入适量氧气也可以起到和二氧化碳相似的作用，原因是___。
(3)一氧化碳与氢气的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

①该反应历程中控速步骤的能垒为___eV。
②写出虚线框内发生的化学反应方程式___。
9．（2021·安徽芜湖·统考二模）以CO2和CH4为原料制造更高价值的化学产品是目前用来缓解温室效应的研究方向之一、
(1)工业上CH4-H2O催化重整制取合成气(CO和H2的混合气)的过程中发生如下反应：
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.4kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.0kJ·mol-1
③CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH3
若反应③的逆向活化能Ea(逆)为54kJ·mol-1，则该反应的正向活化能Ea(正)为___________kJ·mol-1。
(2)在CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)反应中，正反应速率v正=k正c(CO)·c(H2O)，逆反应速率v逆=k逆c(CO2)·c(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅受温度影响。如图 (pk=-lgk，T表示温度)所示a、b、c、d四条斜线中，有两条分别为pk正和pk逆随T变化斜线，则表示pk正随T变化关系的斜线是________。

(3)已知：CO2加氢可缓解CO2对温室效应的影响，其原理为：
I.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-165.0kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.0kJ·mol-1
在反应器中通入3molH2和1molCO2，分别在0.1 MPa和1MPa下进行反应。分析实验中温度对含碳物质的平衡组成(体积百分数)的影响，其中CO和CH4的影响如图所示：

①1 MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是___________。N点平衡组成含量低于M点的原因是___________。
②当CH4和CO平衡组成均为40%时，该温度下反应I的平衡常数Kp为___________。
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。电解时阴极的电极反应式为___________。
10．（2021·安徽合肥·统考三模）SO2和H2S是大气污染物，这两种气体的转化研究对资源综合利用和环境保护有重要意义。
I.水煤气还原法
已知：①2H2(g)+SO2(g)=S(1)+2H2O(g)ΔH1=+45.4kJ·mol-1
②2CO(g)+SO2(g)=S(1)+2CO2(g)ΔH2=-37.0kJ·mol-1
(1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式______；若该反应在恒温恒容体系中进行，则其达到平衡的标志为______(填字母)。
A．单位时间内，生成nmolCO的同时生成nmolCO2
B．混合气体的平均摩尔质量保持不变
C．混合气体的总压强保持不变
D．CO2(g)与H2(g)的体积比保持不变
(2)在温度为T℃下，将1.4molH2和1molSO2通入2L恒容密闭容器中发生上述反应①2H2(g)+SO2(g)=S(1)+2H2O(g)，反应体系中气体的总压强随时间变化如图所示。在0~10min，该反应的平均速率v(H2)=______ mol·L-1·min-1，SO2的平衡转化率α(SO2)=______。

(3)某密闭容器中发生上述反应②2CO(g)+SO2(g=S(1)+2CO2(g)，平衡时CO的体积分数(%)与压强和温度的关系如图所示。

则T1、T2、T3由小到大的关系顺序是______，判断的理由是______。
II.碱液吸收法
(4)用K2CO3溶液吸收H2S，其原理为CO+H2S=HS-+HCO。该反应的平衡常数K=______。(已知H2CO3的Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S的Ka1=5.6×10-8，Ka2=1.2×10-15)
11．（2021·安徽蚌埠·统考模拟预测）减少机动车尾气中NO、和CO的排放是科学家一直关注研究的课题。
(1)用CO处理大气污染物N2O所发生的的反应为：N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH，几种物质的相对能量如下：
物质
N2O(g)
CO(g)
CO2(g)
N2(g)
相对能量kJ∙mol-1
475.5
283
0
393.5
①ΔH=_______kJ·mol-1。
②T℃时，将等物质的量的N2O和CO充入密闭容器中发生反应，下列事实能判断反应达到平衡状态的是_______。
A．气体的密度不再变化
B．混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．体系中N2O和CO的转化率相等
D．比值不再变化
(2)模拟汽车的“催化转化器”，将2molNO(g)和2molCO(g)充入1L的密闭容器中，在不同温度和压强下发生反应2NO(g)+2CO(g)-N2(g)+2CO2(g)，测得CO的平衡转化率α随温度T变化曲线如图所示。图象中C点逆反应速率_______B点正反应速率(填“>”“=”或“＜”，下同)；反应的平衡常数：A点_______D点。实验测得：v正=k正∙c2(NO)∙c2(CO)，v逆=k逆∙c(N2)∙c2(CO2)，k正、k逆分别是正、逆反应速率常数。则T1℃时C点处对应的v正：v逆=_______。

(3)汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下［Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态］：
I.NO+Pt(s)=NO*                    II.CO+Pt(s)=CO*                         III.NO*=N*+O*
IV.CO*+O*=CO2+Pt(s) V.N*+N*=N2+Pt(s) VI.NO*+N*=N2O+Pt(s)
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T变化关系如图1和图2所示。

①图1中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是_______。
②图2中温度T2℃时反应V的活化能_______反应VI的活化能(填“＜”、“>”或“=”)；温度T3℃时发生的主要反应为_______(选填“IV”或“V”或“VI”)。
12．（2021·安徽马鞍山·统考三模）综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
(1)I.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
III.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH3=____kJ·mol-1
(2)某温度下，向密闭容器中通入1molCO和2molH2发生反应III。
①平衡时CO的转化率为50%，反应体系总压为pPa，该温度下反应III的平衡常数Kp=___Pa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。
②其它条件不变，只改变起始H2的物质的量，平衡时CH3OH(g)的体积分数变化如图所示。

图中，n=____mol；a、b、c三点所处的平衡状态中，CO转化率最大的是____(填字母)。
(3)一定条件，某恒容密闭容器中投入1molCO2和3molH2发生上述反应I和II.升高反应体系温度，合成甲醇的反应速率____(填“增大”、“减小”或“不变”)；增大反应体系的压强，反应II的平衡___(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。
(4)若将CO2和H2按1：2.2投料发生上述反应I和II，相同反应时间后测得数据如下：
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
(甲醇选择性指生成甲醇的CO2在CO2消耗量中占比)
543K时，催化剂___对反应II的催化效果比对反应I的好，试用碰撞理论解释其原因___。
13．（2021·安徽宿州·统考三模）2021年国务院政府工作报告指出，要做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案。二氧化碳加氢制备甲醇既可以实现二氧化碳的资源化利用，又可以有效缓解温室效应问题。
已知：(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+40.9 kJ/mol
(II)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=—90.3 kJ/mol
(Ⅲ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3=___________ ；上述3个反应ΔS＜0的有___________(填反应序号)。
(2)提高反应(Ⅲ)平衡转化率的方法有___________。
(3)当反应压力2 MPa、原料气CO2和H2体积比1：3时，一定范围内温度对CO2转化率、CH3OH选择性、CH3OH产率的影响如下图所示。CH3OH产率在250℃时达到最大的主要原因是___________。

(4)在240℃、4MPa恒压条件下发生反应(Ⅲ)，原料气体积组成为V(H2)：V(CO2)：V(N2)=3：1：1，平衡时CO2的转化率为50%，则CH3OH的压强为___________，反应(Ⅲ)的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。
(5)某温度下，反应(Ⅲ)在初期阶段的速率方程为r=k×p(CO2)×p3(H2)×(1—Kp)。其中：k为反应速率常数，随温度升高而增大，Kp为该反应的平衡常数。对于处于初期阶段的该反应，若增加CO2压强，则r___________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)；若升高温度，则r___________。
14．（2021·安徽淮南·统考二模）光气(COC12)在工业上具有重要的用途。
(1)相关的化学键键能数据如下
化学键
Cl-Cl
C-Cl
C O
C=O
E/(kJ·mol-1)
243
330
1076
765
写出工业上采用高温活性炭催化CO与Cl2合成COCl2(g)的热化学反应方程式___________。
(2)在密闭体系中，充入体积比1：1的CO和Cl2和适量的活性炭，发生反应，实验测得反应平衡体系中COCl2的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图 所示：

①有利于提高光气(COCl2)平衡产率的反应条件是___________。
②图中A点和C点化学平衡常数的大小关系：KA___________KC(填“大于”，“小于”或“等于”)理由是___________。若用压强平衡常数Kp表示，计算B点对应的Kp=___________(用含p6的式子表示)(Kp为压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，气体平衡分压=总压x气体体积分数)
(3)已知可以从实验中获得反应速率方程，用来推测反应机理决速步中的活化络合物。其方法为：活化络合物分子中含有的原子种类与数目等于反应速率方程的表达式中分子项的原子数目减去分母项的原子数目。例如：以H2+Cl2=2HCl的历程为例，其反应速率方程为：
v= k(Cl2)c(H2) ，可推测反应决速步中活化络合物的可能存在形式为ClH2或H2Cl或者H2+Cl。
Cl2=2Cl 反应I
Cl+CO=COCl                       反应II
COCl+Cl2=COCl2+Cl 反应III
①该反应的活化络合物应为___________。
②CO与Cl2合成COCl2的决速步为___________(“反应I”，“反应II”或“反应III”)
15．（2021·安徽黄山·统考二模）氮氧化物发生的反应是讨论化学平衡问题的常用体系。回答下列问题：
(1) ①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH1
②2NH3(g)+2O2(g)=N2O(g)+3H2O(g) ΔH2
③2N2O (g)=N2O(g)+O2(g) ΔH3
上述反应ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系式为ΔH3=___________ 。
(2)恒压条件下，NO和O2的起始浓度一定、催化反应时间相同，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。

①图中X点所示条件下，反应___________ 达到平衡(填“已经”或“未”)。
②2NO(g)+O2(g) ⇌2NO2(g) ΔH___________0(填“>”或“0。298K时，将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应。
①t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为25%，则NO2分压为___________，(分压=总压×物质的量分数)，反应N2O4(g) ⇌2NO2(g)的平衡常数Kx=_____ (对于气相反应，用某组分B的物质的量分数x(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kx)。
②若提高反应温度至315K，且在恒压情况下反应达到平衡，则N2O4气体的平衡转化率___________25%(填“＞”“=”“＜”)，原因是 ___________。
16．（2021·安徽安庆·统考二模）硝酸是基本化学工业的重要产品之一、
(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)；ΔH=+180.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；ΔH=-483.6kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)；ΔH=-92.4kJ·mol-1
则4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)的ΔH=___________。
(2)生产硝酸的第二步反应是2NO+O2=2NO2，在0.1MPa和0.8MPa压强下，NO的平衡转化率α随温度的变化如图所示，反应在400℃、0.8Mpa时的α=___________，判断的依据是___________。在压强P1、温度600℃时，A点v正___________v逆(填“大于”、“小于”或者“等于”)。

(3)将amolNO，bmolO2通入反应器中，在温度T，压强P条件下进行反应。平衡时，若NO的转化率为m，则NO2的分压为___________。该反应的平衡常数Kp=___________(以含字母P的式子表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明NO和O2的反应分两步进行
①2NO=(NO)2ΔH＜0
②(NO)2+O2=2NO2ΔH＜0
NO和O2反应速率公式为v=k·K·p2(NO)·p(O2)，K为反应①的平衡常数，k为反应②速率常数(k随温度T升高而增大)。当其他条件不变时，研究NO达到一定转化率时，温度与时间的关系如下表所示。
压强/(×105pa)
温度/℃
NO达到一定转化率所需时间/s
50%
90%
98%
1
30
12.4
248
2830
90
25.3
508
5760
8
30
0.19
3.88
36.4
90
0.59
7.86
74
根据信息，对于反应：2NO+O2=2NO2，当其他条件一定时，温度对反应速率的影响是___________，原因是___________。
17．（2021·安徽池州·统考二模）甲醇是一种绿色能源。工业上，H2和CO合成CH3OH的反应为2H2(g)+CO(g)→CH3OH(g) ΔH
(1)已知几种键能数据如下表：
化学键
H-H
C-O
C≡O
H-O
C-H
E/(kJ·mol-1)
436
326
1076
465
413
则2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH=______kJ·mol-1
(2)采取下列措施，能加快 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)的正向反应速率的有______(填字母)。
A．升高温度    B．增大压强    C．及时分离甲醇    D．选择高效催化剂
(3)为了探究催化剂甲、乙对合成CH3OH的催化效率，向某恒容密闭容器中投入2molH2和1mol CO，分别在催化剂甲、乙作用下反应(假设催化剂接触面积相等)，测得单位时间内甲醇的产率与温度的关系如图1所示。催化效率较高的是______(填“甲”或“乙”)。在催化剂乙作用下，温度在500℃左右时甲醇产率急降，其主要原因可能是______。

(4)分别将1mol CO和2molH2充入一定温度、不同恒定压强下容器中，充分反应达到平衡，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数与压强、温度的关系如图2所示。
①下列事实能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A．容器中混合气体的密度不再变化
B．容器中混合气体的总压强不再变化
C．容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化
D．容器中CO和H2的体积分数之比不再变化
②图2中压强从大到小排列为______。
③C点平衡常数Kp=______。
④一定温度，恒压条件下，再加入CO、H2各1mol，充分反应达到新的平衡时H2的转化率与原平衡时相比______。(填“变大”“变小”“不变”)
18．（2021·安徽蚌埠·统考三模）温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应I：2NH3(g)+CO2(g)→NH2COONH4(s) ΔH1=-159.5 kJ/mol
反应II：NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+72.5 kJ/mol
总反应Ⅲ：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3=______kJ/mol
①反应Ⅲ的ΔH3=______kJ/mol。
②一定温度下，在体积固定的密闭容器中将NH3和CO2按2：1投入进行反应合成尿素，下列能说明反应I达到化学平衡状态的是______。
a.体系内固体质量不改变
b.NH3的物质的量分数不再变化
c.2v正(NH3)=v逆(CO2)
d.容器内混合气体的密度不再变化
(2)工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气(CO、H2)，发生反应为：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH>0，将等物质的量的甲烷和水蒸气投入一个刚性容器中，图中a、b两条曲线代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷平衡含量曲线，其中表示1MPa的是______(填字母)。在实际生产中采用图中X点的反应条件，此时X点的平衡转化率为______(保留小数点后两位)

(3)在太阳能的作用下，缺铁氧化物［如Fe0.9O]能分解CO2，其过程如下图所示。过程②的化学方程式是______。Fe0.9O中Fe3+与Fe2+的物质的量之比为______。

(4)已知：
表1    25℃时浓度为0.1mol/L两种溶液的pH
溶质
NaClO
Na2CO3
pH
9.7
11.6
表2    25℃时两种酸的电离平衡常数

Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
①根据表1能不能判断出H2CO3与HClO酸性强弱？______(填“能”或“不能”)。
②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的离子方程式为______。
19．（2021·安徽马鞍山·统考一模）高纯度的氢氟酸是制造芯片的重要原料之一。
(1)已知：HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
则：HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH=_______。
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是_______，写出(HF)2发生第二步电离的电离方程式_______。
(3)如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时，隔板位于“5”处，隔板两边容器内的压强均为100kPa。

若固定隔板于“5”处，当右侧容器内反应2HF(g)⇌(HF)2(g)达到平衡状态时，右侧容器内压强为P1；松开隔板，隔板移至“6”处并达到新的平衡，此时右侧容器内压强为P2，则P1_______P2(填“大于”“小于”或“等于”)。该温度下，2HF(g)⇌(HF)2(g)反应的平衡常数KP=_______kPa-1(KP为以分压表示的平衡常数，计算结果保留2位有效数字)。
(4)若将上述容器改为绝热容器，固定隔板在“5”处，下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是_______。
A．容器右侧气体的密度不再改变
B．容器右侧的温度不再改变
C．容器右侧气体的压强不再改变
D．容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E．
(5)某温度下，将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液，分别加水稀释时，溶液pH变化如图所示。

图中，氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升特别快，据此判断，(HF)2与HF的酸性相比，较强的是_______。
(6)NaF和HF的混合溶液具有一定的缓冲能力，即加入少量的酸或碱时，溶液的pH基本保持不变。试结合方程式和必要的文字解释之______。
20．（2021·安徽安庆·统考一模）氮氧化物和SO2是大气主要污染物，研究它们的转化关系有利于防治污染。
(1)已知：
I.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
II.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
III.NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=_____。
(2)氨氧化物破坏臭氧层原理：①NO+O3=NO2+O2、②NO2+O=NO+O2。常温下反应①的平衡常数为K1，反应②的平衡常数为K2，则反应O3+O=2O2的平衡常数K=_____。(用K1、K2表示)。一氧化氮在该反应中的作用是_____。
(3)反应II2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)在0.1Mpa、450℃的恒压容器中测得相关数据如表：

起始原料气体积分数
平衡混合气体积分数
N2
82%
84.9%
SO2
7%
0.18%
O2
11%
7.86%
SO3
0
7.06%
该温度下用分压表示的平衡常数(气体分压=总压x物质的量分数)Kp=______(列出计算式)。写出一种能提高SO2平衡转化率的措施_____。
(4)烟气同时脱硫脱硝是目前的发展趋势。一种ClO2气相氧化法烟气脱硫脱硝反应机理和速率常数(k)如下：
脱硝：
a.NO(g)+ClO2(g)=NO2(g)+ClO(g)△H1k1=1.7×10mL•(mol•s)-1
b.NO(g)+ClO(g)=NO2(g)+Cl(g)△H2k2=8.8×1012mL•(mol•s)-1
脱硫：
c.SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g)△H3k3=2.1×10-4mL•(mol•s)-1
d.SO2(g)+ClO(g)=SO2(g)+Cl(g)△H4k4=6.9×1011mL•(mol•s)-1
①已知反应c、d的速率方程分别为v正=k3c(SO2)•c(ClO2)、v正=k4c(SO2)•c(ClO)，试判断两反应的活化能大小：E3_____E4(填“＞”“＜”或“=”)。控制脱硫速度的关键步骤是反应_____(填c或d)。
②SO2、NO单独氧化及同时氧化对两气体氧化率变化如图，同时氧化对______气体的氧化率影响明显，结合以上反应及其速率常数分析原因______。


参考答案：
1．C
【分析】过程Ⅰ为：CFCl3→Cl+ CFCl2，过程Ⅱ为：Cl+O3→O2+ClO，过程Ⅲ为：ClO +O→O2+Cl
【详解】A． CH4是正四面体结构，CFCl3就相当于用F将一个H原子替代了，用3个Cl将一个3个H原子替代了，虽然键长、键角有变化，但是还是四面体结构，A正确；
B．过程Ⅰ为：CFCl3→Cl+ CFCl2，过程Ⅱ为：Cl+O3→O2+ClO，过程Ⅲ为：ClO +O→O2+Cl，故过程Ⅲ中的O原子可能来自大气中O2或O3的解离B正确；
C．过程Ⅰ为：CFCl3→Cl+ CFCl2，过程Ⅱ为：Cl+O3→O2+ClO，过程Ⅲ为：ClO +O→O2+Cl，我们发现CFCl3作为反应物被消耗，CFCl3不是催化剂，C错误；
D．由图可知，紫外线辐射提供破坏了C-Cl，断键需要吸收能量， D正确；
故选C。
2．C
【详解】A．由能量图可知，相对能量下降，所以是释放能量，故A正确；
B．活化能越大，反应速率越慢，反应速率最慢的反应制约反应速率，由图可知途径1最大能垒为[-362.6-(-576.1)]kJ/mol=204.5 kJ·mol-1，故B正确；
C．S-H键断裂是吸收能量的不是放出能量，故C错误；
D．从图可知，由起始的H2S生成H2O可知CuFe2O4是提供O原子的，故D正确；
故选C。
3．C
【详解】A．根据图示，阶段II只有化学键形成过程，阶段II放出能量，故A错误；
B．阶段II涉及到H-H、O-O键等非极性键的形成，没有极性键的形成，故B错误；
C．根据图示，阶段III是H-O-O-H生成氢气和氧气，每生成1molO2转移2mol电子，故C正确；
D．反应热与催化剂无关，该纳米材料不能改变水分解反应的反应热，故D错误；
选C。
4．A
【详解】A．由图可以看出，NH3脱附后所具有的能量大于脱附前的能量，因此脱附是吸热过程，故A错误；
B．由图可知，反应后 N2和 H2所具有的能量减少了46 kJ/mol，因此该反应的ΔH=-46 kJ/mol，故B正确；
C．该反应只有共价键且涉及到共价键的断裂与生成，故C正确；
D．反应过程中所需能量最多，（最大能垒处）反应速率最慢，由图可知所需最多能量处是Nad和3Nad生成NHad和2Had的过程，方程式为：，故D正确；
故选A。
5．B
【详解】A．过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C-Cl键，旧键断裂需吸热，故A正确；
B．过程II：O3转化成O2和O，则用方程式表示为O3→O2+O，故B错误；
C．过程Ⅲ：ClO与O反应生成Cl和O2，则过程Ⅲ可表示为：ClO+O=Cl+O2，故C正确；
D．过程Ⅱ：O3与Cl反应生成ClO和O2，则过程Ⅱ可表示为：O3+Cl=ClO+O2，故D正确；
故选：B。
6．D
【详解】A．据图可知中间体C生成B的活化能更高，反应速率应更慢，A错误；
B．据图可知生成1，3-丁二烯的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡转化率减小，B错误；
C．Ea是第二步反应中1，2-加成反应的活化能，Eb是第二步反应中1，4-加成反应的活化能，Eb-Ea是只是两种活化能的差值，图中数据不能计算该加成反应的反应热，C错误；
D．据图可知第一步反应的活化能更大，反应速率更慢，整体反应速率取决于慢反应，D正确；
综上所述答案为D。
7．D
【详解】A．根据图示可知，反应物为二氧化碳和水，生成物为甲酸和氧气，因此该反应方程式为2CO2+2H2O2HCOOH+O2，故A正确；
B．由“人工光合作用体系”可知，该反应能量转化形式为光能→化学能，故B正确；
C．观察图中物质转化关系可知，b代表Fe3+，用于氧化H2O，a代表Fe2+，用于还原CO2，故C正确；
D．根据A项总反应可知，反应过程中不涉及到非极性共价键的断裂，故D错误；
答案选D。
8． +41.8kJ/mol 0.04 先增大后减小 氧气能与一氧化碳反应生成二氧化碳 0.8 H3CO *+H2=CH3OH*
【详解】(1)①由盖斯定律可知，反应Ⅱ—反应Ⅰ得反应Ⅲ，则焓变△H3=△H2—△H1= (—49.0 kJ/mol)—(—90.8kJ/mol)= +41.8kJ/mol，故答案为：+41.8kJ/mol；
②由题给数据可知，一氧化碳、氢气和甲醇的平衡分压分别为10.0%×5.0MPa=0.5 MPa、50%×5.0MPa=2.5 MPa、2.5%×5.0MPa=0.125 MPa，则反应Ⅰ的平衡常数Kp===0.04(MPa)—2，故答案为：0.04；
(2)①由图可知，随着二氧化碳百分含量的增加，单位体积催化剂上，甲醇反应速率先增大后减小，故答案为：先增大后减小；
②若在无二氧化碳的体系中加入适量氧气，氧气能与一氧化碳反应生成二氧化碳，从而起到和二氧化碳相似的作用，故答案为：氧气能与一氧化碳反应生成二氧化碳；
(3)①化学反应速率取决于化学反应速率最慢的一步，反应的能垒越大，反应速率越慢，由图可知，反应历程中控速步骤的能垒为(—0.1eV)—(—0.9eV)=0.8eV，故答案为：0.8；
②由图可知，虚线框内发生的反应为H3CO *与H2反应生成CH3OH*，反应的化学反应方程式为H3CO *+H2=CH3OH*，故答案为：H3CO *+H2=CH3OH*。
9． 219.4 c a d 温度度相同时，增大压强反应Ⅰ平衡正移，水的含量增大，CO2和H2的含量减少，使反应Ⅱ逆移，CO含量降低 2.4 2nCO2+12nH++12ne-=+4nH2O
【详解】(1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206.4kJ·mol-1，②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.0kJ·mol-1，由盖斯定律可知，①+②=③，③CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH3=165.4 kJ·mol-1，③的逆向活化能Ea(逆)为54kJ·mol-1，ΔH3= Ea(正)- Ea(逆)，Ea(正)=219.4 kJ·mol-1。
(2)在CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)反应中，正反应速率v正=k正c(CO)·c(H2O)，逆反应速率v逆=k逆c(CO2)·c(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅受温度影响，温度升高平衡逆向移动，V正＜V逆，升温时lgK逆减小更快，则表示pk正随T变化关系的斜线是c。
(3) ①对于反应Ⅰ：升高温度，平衡逆向移动，CH4的含量减少，对于反应Ⅱ：升高温度，则平衡正向移动，CO的含量增加；增大压强，反应2不移动，但反应1的平衡正向移动，H2O的含量增大，使反应2逆向移动，导致CO含量降低，综上可知温度相同时，压强越大，CH4的含量越大、CO含量越小，则压强为1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是a、d，；N点平衡组成含量低于M点的原因是：温度度相同时，增大压强反应Ⅰ平衡正移，水的含量增大，CO2和H2的含量减少，使反应Ⅱ逆移，CO含量降低。
②起始时n (CO2) =1mol，则n (H2)=3mol，由图可知当CH4和CO平衡组成为40%时，则CO2平衡组成为20%，根据C原子守恒有： n (CO) =n (CH4)=1mol×40%=0.4mol，n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，，平衡时n(CO2)=(1-0.8)mol=0.2mol，n(H2O)=1.2mol，n (CO) =0.4mol，n (CH4)=0.4mol，n(H2)=1mol，则p(CO)=1MPa=0.125 MPa，p(H2O)=1MPa=0.375 MPa，p(CO2)=1MPa=0.0625 MPa，p(H2)=1MPa=0.3125 MPa，则。
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。电解时阴极的电极反应式为：2nCO2+12nH++12ne-= +4nH2O。
10． CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol A 0.06 60% T1p3 变大
【详解】(1)反应热等于断裂化学键吸收的总能量与形成化学键放出的总能量之差。ΔH= =-99kJ/mol；
(2)A．升高温度会加快化学反应速率，会加快正反应速率，故A正确；
B．增大压强会加快化学反应速率，会加快正反应速率，故B正确；
C．及时分离甲醇会使生成物浓度降低，是化学反应速率降低，故C错误；
D．选择高效催化剂会使化学反应速率变化，正反应速率加快，故D正确；
故选ABD；
(3)相同条件下，单位时间内甲醇产率越高，表明反应速率越快，催化效率越高。由图1可知，相同温度下催化剂甲的产率交大，故催化剂甲的效率较高；温度过高超过500℃，可能导致催化剂乙活性降低，产率降低。
(4)①A．恒压条件下，平衡时容器体积不在改变，气体的总质量不变，所以当容器中混合气体的密度不再变化时可以说明反应已经达到平衡，故A正确；
B．恒压条件下，容器中的气体压强恒定，故容器中混合气体的总压强不再变化无法判断反应达到平衡，故B错误；
C．平衡时反应体系的气体的总物质的量不变，气体总质量不变，故容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化时说明反应达到平衡，故C正确；
D．容器中CO和H2均为反应物，两者的体积分数之比不再变化无法说明反应达到平衡，故D错误；
故选AC；
②合成甲醇的反应为气体分子数减少的反应，故压强越大，平衡时反应体系中的甲醇含量越高，根据图2中压强与甲醇体积分数的关系可知压强p1>p2>p3；
③C点甲醇的体积分数为50%，设平衡时甲醇的物质的量为nmol，由三段式法可求平衡时各物质的物质的量： 则， ，故n=0.75，故Kp为分压表示的平衡常数，使用分压代替物质的量浓度，分压=物质的量分数 总压强，C点的总压强为p2，平衡时总物质的量为1.25mol，故p(CO)= ，p(H2)= ,p(CH3OH)= ,则Kp= ；
④恒温恒压情况下再通入1molCO和1molH2，相当于初始时投入2molCO和3molH2， 的投料比变大，所以H2的转化率变大。
18． -87.0 abd a 81.82% 3Fe3O4=10Fe0.9O+O2↑ 2:7 不能 H2SO3+HCO = HSO+H2O+CO2↑
【详解】
(1)①根据盖斯定律反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应Ⅲ的ΔH3=-159.5 kJ/mol+72.5 kJ/mol=-87.0 kJ/mol；
②a．反应物为气体，所以固体质量不变时说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，a符合题意；
b．反应进行过程中有水蒸气生成，所以未平衡时NH3的物质的量分数不断减小，当其不变时说明反应达到平衡，b符合题意；
c．2v正(NH3)=v逆(CO2)，即4v正(CO2)=v逆(CO2)，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡，c不符合题意；
d．而反应过程中有固体生成，所以气体的质量会变，容器恒容，则未平衡时气体的密度会变，当密度不变时说明反应达到平衡，d符合题意；
综上所述答案为abd；
(2)该反应为气体系数增大的反应，所以温度相同时，增大压强平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，所以曲线a代表的压强较小，即表示1MPa的是a；X点平衡时CH4的体积分数为5%，不妨设初始投入的甲烷和水蒸气均为10mol，设平衡Δn(CH4)=x mol，列三段式有：

则有=5%，解得x=mol，所以平衡转化率为=81.82%；
(3)据图可知过程②中Fe3O4在太阳能高温条件下分解生成Fe0.9O和O2，根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为3Fe3O4=10Fe0.9O+O2↑；设Fe0.9O中Fe3+的个数为x，Fe2+的个数为y，则x+y=0.9、3x+2y=2，解得x=0.2、y=0.7，所以Fe0.9O中Fe3+与Fe2+的物质的量之比为2:7；
(4)①碳酸钠溶液中主要存在的水解平衡为CO+H2OHCO+OH-，所以等浓度时NaClO的pH小于碳酸钠，能说明HClO的酸性比HCO强，但不能比较H2CO3与HClO的酸性强弱；
②根据表格数据可知酸性H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HCO，所以H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应生成CO2和NaHSO3，离子方程式为H2SO3+HCO = HSO+H2O+CO2↑。
19． -67.7kJ/mol HF分子间可形成氢键 小于 0.024 AE (HF)2 溶液中存在平衡HFF-+H+，F-和HF的浓度均较大，当加入少量酸时，平衡左移，当加入少量碱时，平衡右移，溶液中c(H+)变化不大，故溶液pH基本不变
【详解】(1)已知：HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
根据盖斯定律：将两式相加得到HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH=-67.7kJ/mol；
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2，由于氟的电负性较强，HF能二聚的原因是HF分子间可形成氢键；
根据氢氟酸的电离方程程式可知HF为弱酸，故(HF)2发生第二步电离的电离方程式：；
(3)20g单分子态的HF的物质的量为==1mol，4g氦气物质的量为==1mol，因为隔板两边容器内的压强均为100kPa，可以认为1mol气体对应的压强为100kp，初始时He压强为100kPa，松开挡板反应达到平衡后左右两端压强相等，设每隔体积为V，左侧根据PV=nRT，PHeVHe=P2V2，100kp×5V=P2×6V，P2=PHe=×100kp=83.3kp；右边体积为4（6处），压强为P2，体积增加到5（移动到5），体积增大，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，压强减小为 P1，故P1 c SO2 单独氧化时，SO2的氧化率低是因为c反应的k3很小，ClO2氧化SO2产生的ClO的速率很慢；NO氧化率相对较高的是因为ab两反应k1k2都很大；同时氧化时，a反应产生的ClO部分参与d反应，使SO2的氧化率明显提高
【详解】(1)根据盖斯定律：可知方程式之间的关系为可求得III反应的反应热为－41.8kJ•mol－1；
(2)根据方程式之间的关系O3+O2O2可由①+②得K=K1·K2，且得出NO的作用为催化剂；
(3)平衡时分压p(SO3)=，p(SO2)=p(O2)=，所以平衡常数，能提高SO2平衡转化率的措施为增大压强，降温，增大氧气的浓度等；
(4)根据速率公式以及速率常数可知脱硫反应中反应c为慢反应，其反应的活化能高。因此控制脱硫反应速度的关键为c反应；
(5)通过图象可知同时氧化SO2比单独氧化时的氧化率变化程度大，单独氧化时，SO2的氧化率低是因为c反应的k3很小，ClO2氧化SO2产生的ClO的速率很慢；NO氧化率相对较高的是因为ab两反应k1k2都很大。同时氧化时，a反应产生的ClO部分参与d反应，使SO2的氧化率明显提高。