还剩27页未读，
继续阅读
所属成套资源：各地区2023年高考化学模拟题汇编
成套系列资料，整套一键下载
上海市2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应速率与化学平衡
展开
这是一份上海市2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应速率与化学平衡，共30页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，工业流程题，结构与性质，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
上海市2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2023·上海宝山·统考一模）在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．无催化剂时，反应不能进行
B．催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ效率更高
C．a曲线表示使用催化剂Ⅰ时A的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅱ时，0~2min内，
2．（2023·上海普陀·统考二模）已知合成氨反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)＋QkJ(Q>0)。某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示：(图中T表示温度，n表示起始时H2物质的量)。下列说法错误的是
A．由图可知，T1＞T2
B．a、b、c三点中，b点时H2的转化率最大
C．a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点化学反应速率最快
D．若容器容积为2 L，b点对应的n＝0.15 mol，测得平衡时H2、N2的转化率均为60%，则平衡时N2的物质的量浓度为0.01mol·L－1
3．（2023·上海徐汇·统考一模）T℃时，CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL，已知CaO(s)和CaCO3(s)的密度分别为：3.35g•cm-3、2.93g•cm-3，下列有关说法正确的是
A．恒温、恒容，体系中再加入56gCaO(s)，平衡不移动
B．恒温，压缩容器体积，达到平衡后，化学反应速率加快
C．恒温、恒压，体系中再加入100gCaCO3(s)，平衡常数不变
D．恒温、恒压，体系中通入一定量N2，平衡正向移动，建立新的平衡状态
4．（2023·上海嘉定·统考一模）反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)+Q发生过程中能量变化如图。下列说法正确的是
A．反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1减小，E2增大
B．反应体系中加入催化剂，反应速率增大，Q增大
C．Q＜0，反应达到平衡时，升高温度，A的转化率减少
D．Q＞0，反应达到平衡时，增大压强，A的转化率不变
5．（2023·上海·一模）一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入2 mol NOCl，发生反应：2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。t min后，三个容器中NOCl的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是
A．A点延长反应时间，可以提高NOCl的转化率
B．A、B两点的压强之比为25︰28
C．t min时，C点正＜逆
D．容积为a L的容器达到平衡后再投入1 mol NOCl、1 mol NO，平衡不移动
6．（2023·上海徐汇·统考一模）不符合硫酸工业生产实际的是
A．沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿
B．接触室中的反应条件为高温高压
C．催化氧化时通过热交换器充分利用能量
D．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
7．（2023·上海崇明·统考一模）密闭真空容器中放入BaO2固体，发生反应2BaO2(s)2BaO(s)＋O2(g) △H＜0，并达到平衡状态Ⅰ；保持温度不变，缩小容器体积，达到平衡状态Ⅱ；平衡状态Ⅰ与Ⅱ不同的是
A．平衡常数 B．反应速率 C．氧气浓度 D．BaO的量
8．（2023·上海崇明·统考一模）如图是实验室模拟硫酸工业中合成的反应装置，以下说法中错误的是
A．装置甲的作用是混合气体、干燥等 B．乙处导出的气体主要含有、、
C．反应生成的不宜直接通入水中吸收 D．工业中用高压提高的产率
9．（2023·上海徐汇·统考一模）丙烷与溴原子能发生以下两种反应：
① CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH2CH2·(g) + HBr(g)
② CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH·CH3 (g) + HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．反应①是放热反应
B．反应②使用了催化剂
C．产物中 CH3CH2CH2·(g)含量比 CH3CH·CH3(g)低
D．CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要吸热
10．（2023·上海嘉定·统考一模）将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应：2 SO2(g)+ O2(g)2SO3（g） △H<0。得到如表中的两组数据：
实验编号
温度/℃
平衡常数/mol-1·L
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
K1
4
2
x
0.8
6
2
T2
K2
4
2
0.4
y
t
下列说法不正确的是A．实验1在前6min的平均反应速率υ(SO2)=0.2 mol·L-1·min-1
B．T1、T2的关系：T1 ＞ T2
C．K1、K2的关系：K2＞K1
D．x= 1.6，y=0.2 ，t<6
二、多选题
11．（2023·上海崇明·统考一模）关于下列工业生产，说法不正确的是
A．氯碱工业：阳极产生Cl2，NaOH在阴极附近产生
B．硫酸工业：在吸收塔中安装热交换器，实现能量的充分利用
C．合成氨工业：利用氢气和氮气的循环来提高原料气的转化率
D．纯碱工业：侯氏制碱法在分离出NaHCO3后的母液中加入食盐，促进NH4Cl结晶
三、填空题
12．（2023·上海宝山·统考一模）Ⅰ.氢气是重要的工业原料，煤的气化是一种重要的制氢途径。反应过程如下：
①
②
(1)的结构式为___________，C、H、O三种元素的原子半径由小到大的顺序为___________。
(2)反应①的平衡常数表达式___________。
Ⅱ.在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量和。反应平衡时，的转化率为50%，CO的物质的量为0.lmol。
(3)下列说法正确的是______
a．将炭块粉碎，可加快反应速率
b．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
c．平衡时的体积分数可能大于
(4)若平衡时向容器中充入惰性气体，容器内压强___________(选填“增大”“减小”或“不变”)，反应①的___________(选填“增大”“减小”或“不变”)，平衡___________ (选填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(5)达到平衡时，整个体系___________(选填“吸收”或“放出”)热量___________kJ。
四、实验题
13．（2023·上海普陀·统考二模）钒被称为“工业味精”，在发展现代工业、国防等方面发挥着重要的作用。V2O5有强氧化性，在实验室以V2O5为原料制备氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体，此晶体难溶于水，其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O，是制备热敏材料VO2的原料。过程如下：
V2O5 VOCl2溶液(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O
已知：①氧化性：V2O5 > Cl2；②VO2+能被O2氧化。
(1)步骤I 中除生成VOCl2外，还生成绿色环保，无毒无害的产物，则反应的化学方程式为______。若只用浓盐酸与V2O5反应也能制备VOCl2溶液，但从环保角度分析，使用N2H4·2HCl的目的是_______。
(2)步骤II可在如图装置中进行：
①为了排尽装置中的空气，防止VO2+被氧化，上述装置依次连接的合理顺序为c→________(按气流方向，用小写字母表示)。
②连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂，开始实验，具体操作为____________________。
(3)实验结束时，将析出的产品过滤，用饱和NH4HCO3溶液洗涤。请从溶解平衡的角度解释，使用饱和NH4HCO3溶液洗涤晶体的原因：___________。证明沉淀已经洗涤干净的方法是_______。
(4)测定粗产品中钒的含量。实验步骤如下：
称量ag产品于锥形瓶中，用稀硫酸溶解后得到VO2+的溶液，加入0.02mol·L－1 KMnO4溶液至稍过量，加入某还原剂除去过量KMnO4溶液，最后用cmol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)，消耗标准溶液的体积为bmL。粗产品中钒的质量分数表达式为__________________(以VO2+计，式量为67)。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，则测定结果_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
五、工业流程题
14．（2023·上海杨浦·统考二模）实验小组模拟工业上回收“分银渣”中的银，过程如下：
I中反应：(杂质不反应)
(1)过程I中，向溶液中加入分银渣，10分钟后，固体质量减少了28.7g，则反应速率_______。(忽略溶液体积变化)
(2)溶液中离子浓度的关系是：_______。
(3)其他条件不变，反应I在敞口容器中进行，若反应时间过长反而银的产率降低，银产率降低的可能原因是_______(用离子方程式解释)。
不同时，浸出液中的浓度与含硫化合物总浓度的关系如下图所示(注：含硫化合物总浓度即亚硫酸钠溶液中含硫微粒总浓度)。
(4)时，解释浓度度随含硫化合物总浓度变化趋势的原因_______。
(5)时，浓度随含硫化合物总浓度的变化与时不同，可能的原因是_______。
(6)将II中反应的离子方程式补充完整： (中的化合价可看做0价)
++ _______= _______+_______+ ______________
(7)III中回收液可直接循环使用，但循环多次后，银浸出率降低。从回收液离子浓度变化和平衡移动的角度分析原因：_______。
六、结构与性质
15．（2023·上海杨浦·统考二模）离子型金属氢化物、、、等，具有强还原性，也可作生氢剂。
(1)核外不同能量的电子数之比为：_______(按能量由低至高的顺序)。
(2)将、、、按半径由小到大的排列顺序为_______。
(3)1个中含_______电子，补写一个与电子数相同且带一个单位负电荷的离子的电子式：、_______。
(4)两种硼化物的熔点如表所示：
硼氢化物
熔点/℃
400
两物质熔点差异的原因是_______。
(5)工业上常用“有效氢”含量衡量含氢还原剂的还原能力，有效氢指单位质量(克)的含氢还原剂的还原能力相当于多少克氢气的还原能力。的有效氢含量约为_______(2位小数)。
工业上可利用下述工艺得到氢气。
(6)其中的平衡常数的表达式_______，上述反应达到平衡时，容器内气体的平均摩尔质量为，若保持恒温恒容，向该容器中加入少量，再次达平衡后，气体的平均摩尔质量为，比较、的大小，并说明理由_______。
(7)该工艺的总反应方程式为：_______。
七、原理综合题
16．（2023·上海崇明·统考一模）能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) +Q1
反应II：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) +Q2
下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
(1)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I，5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L，此段时间的反应速率(用H2表示)___________mol/(L·min)。由表中数据判断Q1___________0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)若容器容积不变，下列措施可提高反应I中CO转化率的是___________。
a．充入CO b．将CH3OH(g)从体系中分离 c．升高温度 d．选用新型高效催化剂
(3)写出反应II的平衡常数表达式：K=___________。一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生II反应，下列能判断达到平衡状态的是___________。
a．容器中的压强不再改变 b．混合气体的密度不再改变
c． d．消耗nmolCO2的同时生成nmolH2O(g)
(4)甲醇和CO反应合成甲酸甲酯，原理如下：CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g) +Q(Q>0)，研究压强和温度对该反应的影响结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”(即成本投入和产出比)考虑，工业制取甲酸甲酯应选择的压强最好是___________。
a．3.0×106Pa b．4.0×106Pa c．5.0×106Pa
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是___________。
(5)甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是___________。
a．加水稀释 b．加入少量甲酸钠固体 c．通氯化氢 d．加入少量苛性钠固体
17．（2023·上海普陀·统考二模）2021年我国制氢量位居世界第一。工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气或水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
I．一定条件下，将C和O2置于密闭容器，发生如下反应：
反应1：C(s)＋O2(g)CO2(g)＋394kJ
反应2：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)＋566kJ
反应3：2C(s)＋O2(g)2CO(g)＋Q kJ
(1)根据信息可知，反应3是_______(填“吸热”或“放热”)反应；在一定压强下，随着温度的升高，若反应2所受影响最大，则该密闭容器中将 __ (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。
II．T ℃，在2L的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，发生如下反应：
反应4：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)－131.4kJ，
反应5：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)＋41.1kJ
(2)5min后反应达到平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。0~5min内，v(H2)=______________；此时c(CO2) =___________
(3)下列关于此反应体系的说法正确的是_______；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应4的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．随着温度的升高，反应5的正逆反应速率、平衡常数都增大
D．将炭块粉碎，可缩短建立平衡的时间
(4)为了提高反应5的速率，下列措施中合适的是________。
A．适当升高反应体系的温度 B．提高反应体系压强，压强越大越好
C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气
(5)工业生产水煤气时，考虑到反应热效应，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与焦炭反应，通入空气的理由是_________。
18．（2023·上海徐汇·统考一模）氮氧化物的处理对建设生态文明具有重要的意义，如何消除NO成为当前研究的主要课题之一。
NH3还原法：研究发现NH3脱硝的过程如图所示。
(1)反应过程中Fe3+的作用为______。
(2)写出脱氮过程的总反应的化学方程式______。
活性炭吸收法：向2L的密闭容器中先加入足量的活性炭，再向容器中通入NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)+QkJ(Q＞0)，其中NO和N2的物质的量变化如表所示。
物质的量/mol
T1
T2
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
N2
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
(3)0～5min内，CO2的平均反应速率v=______。
(4)第15min后，温度调整到T2，则T1_____T2(选填“>”“<”或“=”)。
(5)若30min时，保持温度T2不变，向该容器中再投入参与反应的四种物质各2mol，则此时反应______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)，最终达平衡时NO的平衡转化率会______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
NaClO氧化法：工业上采用NaClO和NaOH混合溶液作为吸收剂，在如图喷淋吸收塔中进行烟气脱硝。
(6)写出喷淋吸收塔中发生反应的离子方程式_______。
(7)该装置的优点是_______。
19．（2023·上海嘉定·统考一模）某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入2L密闭容器中，在Ag2O催化剂表面发生4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)+Q，NO的转化率随温度变化的情况如图1所示：
(1)平衡常数表达式为K=______；在5min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率v(NO)=______。
(2)已知，298K时，相关物质的相对能量如图2所示，反应的Q=______。
(3)在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是______。
(4)用NaClO氧化也可除去氨氮(溶液中以NH3或形式存在)，已知：NH3+NaClO→N2+H2O+NaCl(未配平)，NH3与NaClO反应时，氧化剂与还原剂物质的量之比为______。
(5)请简述氨氮溶液中含有的检验方法：______。
20．（2023·上海·一模）Ⅰ.下图为工业合成氨的流程图：
(1)图中采取的措施可提高原料转化率的是_______(填序号)。
(2)下图是未用催化剂N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量的变化示意图，请在图中绘制同条件下加入铁触媒后相应的能量变化曲线：_______，并写出该条件下1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式：_______。
Ⅱ.某兴趣小组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况，进行了如下实验：(反应起始的温度和体积均相同)：
序号
起始投入量
平衡转化率
NH3
①恒温恒容
0
②绝热恒容
0
③恒温恒压
0
(3)则：_______、_______(填“>”、“=”或“<”)
(4)如图表示500℃、60.0MPa条件下，平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。若投料比为4时，氨气的体积分数为40%，NH3的体积分数可能为图中的_______点，平衡时N2的体积分数为_______。溢出的NH3可用稀硫酸吸收，若恰好生成NH4HSO4，该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是_______。
参考答案：
1．C
【详解】A．催化剂只能加快反应速率，不能改变反应的发生与否，A项错误；
B．在相同时间内，催化剂Ⅰ的B增加的浓度比Ⅱ多，催化剂Ⅰ效率更高，B项错误；
C．催化剂Ⅰ：0-2min，B增加的浓度为4.0mol/L，a曲线浓度变化量为2.0mol/L，变化量之比符合系数之比，a曲线为A在催化剂Ⅰ下的变化曲线，C项正确；
D．使用催化剂Ⅱ时，0-2min间B的浓度变化量为，则，则，D项错误；
故选C。
2．B
【详解】A．由图可知，n（H2）相同时，温度T2对应氨气含量高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则T1＞T2，A正确；
B．a、b、c三点，n（H2）越大，平衡正向移动的程度越大，N2的转化率越大，H2的转化率却越小，a点时氢气的物质的量最小，a点H2的转化率最高，B错误；
C．温度不变化学平衡常数不变，故a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点时H2起始的物质的量浓度最大，化学反应速率最快，C正确；
D．b点时，初始加入n（H2）=0.15mol，n（N2）为xmol，平衡时H2和N2的转化率均为60%，则转化的氢气为0.09mol，则：，则×100%=60%，则x=0.05mol，则平衡时N2的物质的量浓度为=0.01 mol•L-1，D正确；
故答案为：B。
3．C
【分析】由方程式可知，该反应的平衡常数K=c(CO2)，温度不变，平衡常数不变。
【详解】A．恒温、恒容，体系中再加入56g氧化钙固体，氧化钙与二氧化碳反应使生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，故A错误；
B．恒温，压缩容器体积，容器中气体压强增大，平衡向正反应方向移动，但达到平衡后，平衡常数不变，二氧化碳的浓度不变，化学反应速率不变，故B错误；
C．恒温、恒压，体系中再加入100g碳酸钙固体时，温度不变，平衡常数不变，故C正确；
D．恒温、恒压，体系中通入一定量不参与反应的氮气相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，但达到平衡后，平衡常数不变，二氧化碳的浓度不变，反应回到初始平衡状态，故D错误；
故选C。
4．C
【分析】根据图中反应物总能量与生成物总能量相对大小可知该反应为放热反应。
【详解】A．使用催化剂可以改变化学反应速率，如催化剂能使反应速率增大，即可降低反应的活化能，均减小，A错误；
B．根据盖斯定律，催化剂可以改变反应历程，但不改变反应的热效应，故Q不变，B错误；
C．由图知反应放热，，升高温度，平衡向逆方向移动，A的转化率减小，C正确；
D．反应后气体体积不变，改变压强，平衡不移动，但反应放热，，D错误；
故选C。
5．D
【详解】A．由题干图示信息可知，容器容积a＜c，由图可知，A点NOCl的转化率与C点转化率相同，则A点已达到平衡，延长反应时间，不会改变转化率，则延长反应时间，不可以提高NOCl的转化率，A错误；
B．根据三段式分析可知，，A、B两点的总物质的量之比为：(1+1+0.5)：(0.4+1.6+0.8)=25:28，但由于A、B两点对应的容器体积不同，故A、B两点的压强之比不为25︰28，B错误；
C．由题干图示信息可知，容器容积a＜c，由图可知，A点NOCl的转化率与C点转化率相同，则A点已达到平衡，且增大容器体积相对于减小压强，则C点平衡时NOCl的转化率要大于50%，即t min时，C点正＞逆，C错误；
D．由A项分析可知，A为平衡点，容积为a L的容器达到平衡后根据A点数据可知，K===，再投入1 mol NOCl、1 mol NO，Qc====K，故平衡不移动，D正确；
故答案为：D。
6．B
【详解】A．沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿可以增大固体的表面积，是反应物的接触面积增大，反应更加充分，A正确；
B．接触室中二氧化硫的催化氧化反应在常压下转化率已经很高，加压对转化率影响不大，但对设备材料要求较高，会导致成本增大，故接触室中的反应条件为高温常压，B错误；
C．二氧化硫在接触室内催化氧化生成三氧化硫的反应为放热反应，催化氧化时通过热交换器可以预热反应物，同时降低容器中的温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫的转化率，C正确；
D．SO3溶解于水放热易形成酸雾，导致吸收效率低，若吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，可以防止吸收过程中形成酸雾，提高SO3的吸收效率，D正确；
故选B。
7．D
【详解】该反应是气体体积增大的反应，保持温度不变，缩小容器体积，平衡向逆反应方向移动，氧化钡的量减小，由方程式可知，反应的平衡常数K=c(O2)，温度不变，温度函数化学平衡常数不变，则平衡状态Ⅱ和平衡状态Ⅰ的平衡常数相同、氧气的浓度相同、反应速率相同，故选D。
8．D
【详解】A．由实验装置图可知，装置甲的作用是干燥SO2和O2，并让二者气体充分混合，以及控制两气体的通入速率等作用，A正确；
B．由于反应2SO2+O22SO3是一个可逆反应，故乙处导出的气体主要含有、、，B正确；
C．水吸收时会放出大量的热，形成酸雾，影响吸收效率，应用浓硫酸吸收，C正确；
D．由于反应2SO2+O22SO3在常压的转化率就已经很高了，增大压强将增加设备和动力成本，故工业中通常在常压增大氧气的浓度来提高SO3的产率，D错误；
故答案为：D。
9．C
【详解】A．由反应过程的能量变化图可知，反应①和②生成物的能量都高于反应物的能量，属于吸热反应，故A错误；
B．无法判断反应②是否使用了催化剂，故B错误；
C．反应①的活化能比反应②活化能高，因此反应②更容易进行，反应②产物CH3CH·CH3(g)含量高，故C正确；
D．由反应过程的能量变化图可知，CH3CH·CH3(g)能量低，CH3CH2CH2·(g)能量高，CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要放热，故D错误；
故答案为C。
10．D
【详解】实验1从开始到反应达到化学平衡时，氧气的变化量为：2mol-0.8mol=1.2mol，根据反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）可知，平衡时二氧化硫消耗的物质的量为：1.2mol×2=2.4mol，则平衡时二氧化硫的物质的量为：4mol-2.4mol=1.6，即x=1.6；实验2平衡时二氧化硫消耗的物质的量为：4mol-0.4mol=3.6mol，根据反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）可知，平衡时氧气消耗的物质的量为：3.6mol×=1.8mol，则平衡时氧气的物质的量为：2mol-1.8mol=0.2mol，即y=0.2。
A．实验1在前6min的反应速率v（SO2）==0.2mol•L-1•min-1，故A正确；
B．反应起始量相同，达到平衡时氧气物质的量可知，实验2反应进行的程度大，反应是放热反应，温度越高，平衡向吸热反应方向进行，逆向进行，所以温度T1＞T2，故B正确；
C．根据C可知，温度T1＞T2，该反应为放热反应，温度升高，平衡向着逆向移动，则反应物浓度增大、生成物浓度减小，平衡常数越小，所以平衡常数K2＞K1，故C正确；
D．根据分析可知，x=1.6，y=0.2；由于温度T1＞T2，温度越低，反应速率越慢，则得达到平衡状态的时间越长，所以t＞6，故D错误；
故选D。
11．B
【详解】A．氯碱工业是电解饱和食盐水，阳极Cl-放电生成Cl2，阴极H2O中的氢离子放电生成H2，同时生成NaOH，A正确；
B．硫酸工业中，热交换器安装在接触室中，目的是将放出的热量是用来预热没反应的二氧化硫与氧气的混合气体，在吸收塔中吸收塔中没有热交换器，B错误；
C．氮气氢气循环操作，能提高氮气和氢气的利用率，提高原料气的转化率，C正确；
D．NaHCO3析出后的母液中主要是NH4Cl溶液，加入食盐，根据同离子效应，能促进NH4Cl从溶液中析出，D正确；
故选B。
12．(1)
(2)
(3)ab
(4) 增大 不变 不移动
(5) 吸收 31.22
【详解】（1）分子中含有2个碳氧双键，结构式为；电子层数越多半径越大，电子层数相同时，质子数越多半径越小，C、H、O三种元素的原子半径由小到大的顺序为。
（2）平衡常数是反应达到平衡状态时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，反应①的平衡常数表达式；
（3）a．将炭块粉碎，增大接触面积，可加快反应速率，故a正确；
b．有固体参与反应，气体总质量是变量，容器条件不变，密度是变量，混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，故b正确；
c．若水完全反应生成一氧化碳和氢气，则氢气的体积分数为50%，若水完全转化为二氧化碳和氢气，氢气的体积分数为，所以平衡时的体积分数不可能大于，故c错误；
选ab；
（4）若平衡时向容器中充入惰性气体，气体总物质的量增多，容器内压强增大，反应物、生成物浓度都不变，反应①的不变，平衡不移动。
（5）达到平衡时，的转化率为50%，CO的物质的量为0.lmol，根据氧元素守恒反应生成CO2的物质的量为0.2mol，则反应②消耗0.2mol、反应①消耗0.3mol，反应②放出能量41kJ/mol×0.2mol=8.2 kJ，反应①吸收能量131.4kJ/mol×0.3mol=39.42kJ，整个体系吸收热量39.42-8.2=31.22kJ。
13．(1) 2V2O5+6HCl+N2H4·2HCl4VOCl2+N2↑+6H2O 使用N2H4·2HCl生成氮气不污染环境
(2) a→b→f→g→d→e 先打开K1，当C中溶液变浑浊，再关闭K1，打开K2，进行实验
(3) 用饱和NH4HCO3洗涤，增大了的浓度，促使(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的沉淀溶解平衡逆向移动，减少(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的溶解 取少量洗涤液，先加入稀硝酸，再加入硝酸银，如无沉淀产生，则说明已经洗涤完全
(4) 偏高
【分析】V2O5先与HCl、N2H4·2HCl反应生成VOCl2，化学方程式为2V2O5+6HCl+N2H4·2HCl4VOCl2+N2↑+6H2O。VOCl2与NH4HCO3溶液反应生成(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O，化学方程式为6VOCl2+17NH4HCO3+6H2O=(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓+13CO2↑+12NH4Cl。
【详解】（1）根据分析可知，步骤Ⅰ的化学方程式为2V2O5+6HCl+N2H4·2HCl4VOCl2+N2↑+6H2O。若只用浓盐酸与V2O5反应制备VOCl2，则会生成氯气污染环境，使用N2H4·2HCl生成氮气不污染环境。
（2）装置B中碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，利用二氧化碳除尽装置内的空气，装置A中饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的HCl，装置D为氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵的制备装置，装置C中盛有澄清石灰水，用于验证二氧化碳是否将装置内的空气排尽，则装置的连接顺序为BADC。接口连接顺序为c→a→b→f→g→d→e。
②连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂开始实验，具体操作为先打开K1，当C中溶液变浑浊，再关闭K1，打开K2，进行实验。
（3）(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O沉淀溶解产生，用饱和NH4HCO3洗涤，增大了的浓度，促使(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的沉淀溶解平衡逆向移动，减少(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的溶解。根据反应方程式可知，生成(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的同时生成NH4Cl，因此只要检验洗涤所得溶液中是否含有氯离子即可得知沉淀是否已洗涤干净，具体方法为取少量洗涤液，先加入稀硝酸，再加入硝酸银，如无沉淀产生，则说明已经洗涤完全。
（4）KMnO4将VO2+氧化为，根据硫酸亚铁铵与反应的离子方程式VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O，已知消耗Fe2+cb×10-3mol，则参与反应的有cb×10-3mol，原溶液中VO2+有cb×10-3mol，则产品中钒的质量分数为=。若硫酸亚铁铵标准溶液部分变质，则消耗的硫酸亚铁铵溶液偏多，的计算量偏大，测定结果偏高。
14．(1)0.008mol/(L·min)
(2)
(3)
(4)增大，使反应I中的平衡正向移动
(5)pH较小时候，与H+结合HSO或H2SO3，尽管含硫化合物总浓度增大，但是浓度增大不明显
(6)4++6OH-=4Ag+8+4H2O+
(7)随循环次数的增加，浸出液中c(Cl-)增大，减小，两者共同促进浸出反应平衡逆移
【分析】分银渣中主要成分是氯化银，I中用溶液作为浸出剂，主要反应为；浸出液与甲醛反应，II中反应为4++6OH-=4Ag+8+4H2O+，生成Ag回收，同时又生成，可循环使用。
【详解】（1）固体质量减少了28.7g，即反应溶解了28.7gAgCl，其物质的量为=0.02mol，由反应方程式可知，参加反应的的物质的量为0.02mol2=0.04mol，则反应速率=0.008mol/(L·min)，故答案为：0.008mol/(L·min)。
（2）溶液中存在物料守恒关系，，故答案为：。
（3）反应I在敞口容器中进行，很容易被空气中的氧气氧化，而使银的产率降低，反应的离子方程式为，故答案为：。
（4）由图像可知，时，浓度随含硫化合物总浓度增大而增大，变化趋势的原因是增大，使反应I中的平衡正向移动，导致浓度增大，故答案为：增大，使反应I中的平衡正向移动。
（5）由图像可知，相比于pH=10时，pH=6时候，随含硫化合物总浓度增大，浓度增大不明显，可能的原因是pH较小时候，与H+结合HSO或H2SO3，尽管含硫化合物总浓度增大，但是浓度增大不明显，故答案为：pH较小时候，与H+结合HSO或H2SO3，尽管含硫化合物总浓度增大，但是浓度增大不明显。
（6）HCHO中C元素化合价由0价升高到+4价，中Ag元素化合价由+1价降低到0价，反应产物有碳酸根离子，则可判断溶液为碱性，生成物有水，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平反应方程式为
4++6OH-=4Ag+8+4H2O+，故答案为：4++6OH-=4Ag+8+4H2O+。
（7）由步骤II中反应方程式可知，反应消耗了，生成了Cl-，而反应I中为反应物，Cl-为生成物，平衡逆向移动，导致循环多次后，银浸出率降低，故答案为：随循环次数的增加，浸出液中c(Cl-)增大，减小，两者共同促进浸出反应平衡逆移。
15．(1)2：2：6：1
(2)H+＜Li+＜H—＜O2—
(3) 10
(4)为离子晶体，为分子晶体
(5)0.21
(6) M1等于M2，向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳，平衡向正反应方向移动，温度不变，反应的平衡常数不变，容器中不变
(7)H2O+CCO+ H2
【详解】（1）钠元素的原子序数为11，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1，由能量最低原理可知，核外不同能量的电子数之比为2：2：6：1，故答案为：2：2：6：1；
（2）离子的电子层数越大，离子半径越小，则氧离子的离子半径最大、氢离子的离子半径最小，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则H—离子的离子半径大于锂离子，所以四种离子的离子半径由小到大的顺序为H+＜Li+＜H—＜O2—，故答案为：H+＜Li+＜H—＜O2—；
（3）四氢合硼酸根离子含有的电子数为10，氟离子和氢氧根离子与四氢合硼酸根离子的电子数都为10和都带带一个单位负电荷，氢氧根离子的电子式为，故答案为：；
（4）四氢合硼酸钠为离子晶体，四氢合硼酸铝为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，所以四氢合硼酸钠的熔点高于四氢合硼酸铝，故答案为：为离子晶体，为分子晶体；
（5）反应时，1mol四氢合铝酸锂能提供8mol电子，相当于4mol氢气，则四氢合铝酸锂的有效氢含量为≈0.21，故答案为：0.21；
（6）由方程式可知，反应的平衡常数的表达式K=，反应达到平衡时，向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳，平衡向正反应方向移动，温度不变，反应的平衡常数不变，容器中不变，所以平均摩尔质量为M1等于M2，故答案为：；M1等于M2，向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳，平衡向正反应方向移动，温度不变，反应的平衡常数不变，容器中不变；
（7）由图可知，反应物为水和碳，生成物为一氧化碳和氢气，氧化亚铁为反应的催化剂，总反应为氧化亚铁做催化剂条件下，水与碳反应生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为H2O+CCO+ H2，故答案为：H2O+CCO+ H2。
16．(1) 0.32 ＞
(2)b
(3) ac
(4) b 高于80℃时，温度对反应速率影响较小，而平衡逆向移动，转化率低
(5)ad
【详解】（1）在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I，5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L，则CO的浓度变化量为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，H2的浓度变化量为1.6mol/L，此段时间的反应速率(用H2表示)为=0.32mol/(L·min)。从表中可以看出，温度升高，K值减小，则平衡逆向移动，正反应放热，所以Q1＞0。
（2）a．充入CO，平衡正向移动，但CO的转化率减小，a不合题意；
b．将CH3OH(g)从体系中分离，可促使平衡正向移动，CO的转化率增大，b符合题意；
c．升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，c不合题意；
d．选用新型高效催化剂，，化学反应速率加快，催化剂不影响平衡移动，不会提高反应Ⅰ中CO转化率， d不合题意；
故选b。
（3）反应Ⅱ：的平衡常数。
一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生II反应，则：
a．该反应是气体的物质的量有变化的反应，在达到平衡之前，容器中的压强一直在变化，当容器内气体的总压强保持不变则说明反应达到了平衡，ａ符合；
b．恒容下，密闭容器内气体的总质量、混合气体的密度始终保持不变，则混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，b不符合；
c．，则正逆反应速率相等，说明已平衡，c符合；
d．消耗nmolCO2的同时生成nmolH2O(g)，均指正反应速率，不能说明已平衡，d不符合；
故答案是：ac。
（4）①由图可知，温度一定时，压强为4.0×106Pa时，甲醇的转化率已经较大，再增大压强，甲醇转化率变化不大，从成本投入和产出比思考，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是4.0×106Pa，故选b。
②实际工业生产中采用的温度是80℃是因为：高于80℃时，温度对反应速率影响较小，而平衡逆向移动，转化率低。
（5）a．甲酸为弱酸，加水稀释，则促进甲酸的电离，所以电离度增大，同时氢离子浓度减小，pH增大，选项a正确；
b．加入少量甲酸钠固体，则溶液中的甲酸根离子浓度增大，电离度减小，氢离子浓度减小，pH增大，选项b错误；
c．HCl是强电解质，则通入HCl后溶液的酸性增强，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，电离度减小，pH减小，选项c错误；
d．加入氢氧化钠固体，则氢氧根离子与氢离子反应生成水，电离平衡正向移动，甲酸电离度增大，同时氢离子浓度减小，pH增大，选项d正确；
答案选ad。
17．(1) 放热 增大
(2)
(3)BD
(4)AC
(5)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应3=2×反应1-反应2，则其反应热=2×(＋394kJ)-( ＋566kJ)=222 kJ，故该反应为放热反应；由已知可知反应1、反应2都为放热反应，故温度升高时两者逆向移动，若反应2所受影响最大，则一氧化碳浓度增大，二氧化碳浓度减小，故减小；
（2）反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物质的量为0.1mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，则其浓度为由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，则氢气的速率。
（3）A．该容器为恒容容器，冲入惰性气体，平衡不移动，A错误；
B．反应体系内有固体参与，故反应过程中，密度是变量，则密度不变的时候可以证明反应达到平衡，B正确；
C．反应5为放热反应，则升高温度，平衡移动，平衡常数减小，C错误；
D．粉碎炭块可以增大其和水的接触面积，加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间，D正确；
故选BD；
（4）A．升高温度可以加快反应速率，A正确；
B．适当提高压强是可以的，但是压强多大，会提高成本，B错误；
C．选择合适的催化剂可以加快反应速率，C正确；
D．反应在恒容容器中进行，通入氮气，不能改变反应速率，D错误；
故选AC；
（5）氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率，故答案为：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率。
18．(1)作催化剂，加快反应速率
(2)4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
(3)0.042mol∙L-1∙min-1
(4)＞
(5) 正向 减小
(6)2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O
(7)增大了气体与混合溶液的接触面积，加快了吸收速率
【详解】（1）反应过程中，既有Fe3+参加反应，又有Fe3+生成，故Fe3+的作用为作催化剂，加快反应速率；
（2）由图示可知，脱氮过程中，NH3、NO和O2参加反应生成N2和H2O，故总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O；
（3）0～5min内，v(CO2)=v(N2)==0.042mol∙L-1∙min-1；
（4）调整温度前，第10min时，反应已经达到平衡状态，调整温度后，第25min时，反应已经达到平衡状态，n(NO)由0.80mol降低到0.40mol，说明调整温度，平衡正向移动，由于该反应是放热反应，故该措施是降低温度，即T1＞T2；
（5）第25min时，K===4，第30min时，保持温度T2不变，向该容器中再投入参与反应的四种物质各2mol，Q===1.4＜K，则此时反应正向进行；第30min时，保持温度T2不变，向该容器中再投入参与反应的四种物质各2mol，理解为先加2molNO，此时与开时建立的平衡为等效平衡，NO的转化率不变，再加2mol氮气和二氧化氮，此时平衡逆向移动，总的来说NO的平衡转化率减小；
（6）喷淋吸收塔中，NaClO、NaOH的混合溶液和含NO的烟气反应生成NaNO3、NaCl和H2O，该反应的离子方程式为2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O；
（7）该装置的优点是增大了气体与混合溶液的接触面积，加快了吸收速率。
19．(1) 0.171 mol·L-1·min-1
(2)+2072.04 kJ∙mol-1
(3)反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率降低
(4)3:2
(5)先取一定量溶液放入试管，加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝，从而证明溶液中含有
【详解】（1）反应4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)，平衡常数表达式为K=；在5min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率v(NO)==0.171 mol·L-1·min-1。答案为：；0.171 mol·L-1·min-1；
（2）298K时，4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)+Q，Q=4×(-46.11kJ∙mol-1)+6×(90.25kJ∙mol-1)-5×(0kJ∙mol-1)-6×(-285.83kJ∙mol-1)=+2072.04 kJ∙mol-1。答案为：+2072.04 kJ∙mol-1；
（3）该反应为放热反应，温度升高，将抑制反应的正向进行，则在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是：反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率降低。答案为：反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率降低；
（4）由反应NH3+NaClO→N2+H2O+NaCl(未配平)，可建立如下关系式：3NaClO——2NH3与反应时，氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2。答案为：3:2；
（5）检验氨氮溶液中含有时，可先加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，具体检验方法为：先取一定量溶液放入试管，加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝，从而证明溶液中含有。答案为：先取一定量溶液放入试管，加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝，从而证明溶液中含有。
【点睛】书写平衡常数表达式时，需注意各物质的状态。
20．(1)②⑤
(2) NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol
(3) ＞ ＜
(4) P 8% c(H+)＞c()＞c()＞c(OH-)
【详解】（1）工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3，反应是可逆反应，反应前后气体体积减小，反应是放热反应；依据合成氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施为：增大压强，平衡向体积减小的方向进行，提高反应物的转化率；液化分离出氨气，促进平衡正向进行，提高反应物的转化率；氮气和氢气的循环使用，也可提高原料的转化率，故答案为：②⑤；
（2）由题干图示信息可知，反应方程式：N2(g)+H2(g)NH3(g) =254kJ/mol-300kJ/mol=-46kJ/mol，催化剂只能改变反应的途径降低反应所需要的活化能，不能改变反应的始态和终态，即不改变反应热，故在同条件下加入铁触媒后相应的能量变化曲线图为：，则该条件下1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式为：NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol，故答案为：，NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol；
（3）由(2)分析可知，合成氨反应为正反应是一个气体体积减小的放热反应，容器①②中加入的N2和H2分别相同，但容器①恒温恒容、②绝热恒容则随着反应的进行，容器②的温度高于容器①，升高温度上述平衡逆向移动，故＞，容器①③中加入的N2和H2分别相同，但容器①恒温恒容、③恒温恒压，则随着反应的进行，容器③的压强大于容器①，增大压强上述平衡正向移动，故＜，故答案为：＞；＜；
（4）图2表示500℃、60.0MPa条件下，平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系，如果投料比为3时，达到平衡状态时，氮气和氢气的转化率相等，此时氨气的体积分数最大，若投料比为4时，氮气的转化率升高、氢气的转化率降低，NH3的体积分数减小；设投入的n（N2）=xmol，n（H2）=4xmol，设消耗的氮气为zmol，由三段式分析可知：，平衡时混合气体总物质的量=（x-z+4x-3z+2z）mol=（5x-2z）mol，氨气的体积分数等于其物质的量分数=×100%=40%，解得z=，此时N2的体积分数为：==8%，故若投料比为4时，氨气的体积分数为40%，NH3的体积分数可能为图中的P点，平衡时N2的体积分数为8%，若恰好生成NH4HSO4，根据NH4HSO4=+H++，+H2ONH3H2O+H+可知，该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是c(H+)＞c()＞c()＞c(OH-)，故答案为：P；8%；c(H+)＞c()＞c()＞c(OH-)。
上海市2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2023·上海宝山·统考一模）在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．无催化剂时，反应不能进行
B．催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ效率更高
C．a曲线表示使用催化剂Ⅰ时A的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅱ时，0~2min内，
2．（2023·上海普陀·统考二模）已知合成氨反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)＋QkJ(Q>0)。某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示：(图中T表示温度，n表示起始时H2物质的量)。下列说法错误的是
A．由图可知，T1＞T2
B．a、b、c三点中，b点时H2的转化率最大
C．a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点化学反应速率最快
D．若容器容积为2 L，b点对应的n＝0.15 mol，测得平衡时H2、N2的转化率均为60%，则平衡时N2的物质的量浓度为0.01mol·L－1
3．（2023·上海徐汇·统考一模）T℃时，CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL，已知CaO(s)和CaCO3(s)的密度分别为：3.35g•cm-3、2.93g•cm-3，下列有关说法正确的是
A．恒温、恒容，体系中再加入56gCaO(s)，平衡不移动
B．恒温，压缩容器体积，达到平衡后，化学反应速率加快
C．恒温、恒压，体系中再加入100gCaCO3(s)，平衡常数不变
D．恒温、恒压，体系中通入一定量N2，平衡正向移动，建立新的平衡状态
4．（2023·上海嘉定·统考一模）反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)+Q发生过程中能量变化如图。下列说法正确的是
A．反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1减小，E2增大
B．反应体系中加入催化剂，反应速率增大，Q增大
C．Q＜0，反应达到平衡时，升高温度，A的转化率减少
D．Q＞0，反应达到平衡时，增大压强，A的转化率不变
5．（2023·上海·一模）一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入2 mol NOCl，发生反应：2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。t min后，三个容器中NOCl的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是
A．A点延长反应时间，可以提高NOCl的转化率
B．A、B两点的压强之比为25︰28
C．t min时，C点正＜逆
D．容积为a L的容器达到平衡后再投入1 mol NOCl、1 mol NO，平衡不移动
6．（2023·上海徐汇·统考一模）不符合硫酸工业生产实际的是
A．沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿
B．接触室中的反应条件为高温高压
C．催化氧化时通过热交换器充分利用能量
D．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
7．（2023·上海崇明·统考一模）密闭真空容器中放入BaO2固体，发生反应2BaO2(s)2BaO(s)＋O2(g) △H＜0，并达到平衡状态Ⅰ；保持温度不变，缩小容器体积，达到平衡状态Ⅱ；平衡状态Ⅰ与Ⅱ不同的是
A．平衡常数 B．反应速率 C．氧气浓度 D．BaO的量
8．（2023·上海崇明·统考一模）如图是实验室模拟硫酸工业中合成的反应装置，以下说法中错误的是
A．装置甲的作用是混合气体、干燥等 B．乙处导出的气体主要含有、、
C．反应生成的不宜直接通入水中吸收 D．工业中用高压提高的产率
9．（2023·上海徐汇·统考一模）丙烷与溴原子能发生以下两种反应：
① CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH2CH2·(g) + HBr(g)
② CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH·CH3 (g) + HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．反应①是放热反应
B．反应②使用了催化剂
C．产物中 CH3CH2CH2·(g)含量比 CH3CH·CH3(g)低
D．CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要吸热
10．（2023·上海嘉定·统考一模）将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应：2 SO2(g)+ O2(g)2SO3（g） △H<0。得到如表中的两组数据：
实验编号
温度/℃
平衡常数/mol-1·L
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
K1
4
2
x
0.8
6
2
T2
K2
4
2
0.4
y
t
下列说法不正确的是A．实验1在前6min的平均反应速率υ(SO2)=0.2 mol·L-1·min-1
B．T1、T2的关系：T1 ＞ T2
C．K1、K2的关系：K2＞K1
D．x= 1.6，y=0.2 ，t<6
二、多选题
11．（2023·上海崇明·统考一模）关于下列工业生产，说法不正确的是
A．氯碱工业：阳极产生Cl2，NaOH在阴极附近产生
B．硫酸工业：在吸收塔中安装热交换器，实现能量的充分利用
C．合成氨工业：利用氢气和氮气的循环来提高原料气的转化率
D．纯碱工业：侯氏制碱法在分离出NaHCO3后的母液中加入食盐，促进NH4Cl结晶
三、填空题
12．（2023·上海宝山·统考一模）Ⅰ.氢气是重要的工业原料，煤的气化是一种重要的制氢途径。反应过程如下：
①
②
(1)的结构式为___________，C、H、O三种元素的原子半径由小到大的顺序为___________。
(2)反应①的平衡常数表达式___________。
Ⅱ.在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量和。反应平衡时，的转化率为50%，CO的物质的量为0.lmol。
(3)下列说法正确的是______
a．将炭块粉碎，可加快反应速率
b．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
c．平衡时的体积分数可能大于
(4)若平衡时向容器中充入惰性气体，容器内压强___________(选填“增大”“减小”或“不变”)，反应①的___________(选填“增大”“减小”或“不变”)，平衡___________ (选填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(5)达到平衡时，整个体系___________(选填“吸收”或“放出”)热量___________kJ。
四、实验题
13．（2023·上海普陀·统考二模）钒被称为“工业味精”，在发展现代工业、国防等方面发挥着重要的作用。V2O5有强氧化性，在实验室以V2O5为原料制备氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体，此晶体难溶于水，其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O，是制备热敏材料VO2的原料。过程如下：
V2O5 VOCl2溶液(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O
已知：①氧化性：V2O5 > Cl2；②VO2+能被O2氧化。
(1)步骤I 中除生成VOCl2外，还生成绿色环保，无毒无害的产物，则反应的化学方程式为______。若只用浓盐酸与V2O5反应也能制备VOCl2溶液，但从环保角度分析，使用N2H4·2HCl的目的是_______。
(2)步骤II可在如图装置中进行：
①为了排尽装置中的空气，防止VO2+被氧化，上述装置依次连接的合理顺序为c→________(按气流方向，用小写字母表示)。
②连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂，开始实验，具体操作为____________________。
(3)实验结束时，将析出的产品过滤，用饱和NH4HCO3溶液洗涤。请从溶解平衡的角度解释，使用饱和NH4HCO3溶液洗涤晶体的原因：___________。证明沉淀已经洗涤干净的方法是_______。
(4)测定粗产品中钒的含量。实验步骤如下：
称量ag产品于锥形瓶中，用稀硫酸溶解后得到VO2+的溶液，加入0.02mol·L－1 KMnO4溶液至稍过量，加入某还原剂除去过量KMnO4溶液，最后用cmol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)，消耗标准溶液的体积为bmL。粗产品中钒的质量分数表达式为__________________(以VO2+计，式量为67)。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，则测定结果_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
五、工业流程题
14．（2023·上海杨浦·统考二模）实验小组模拟工业上回收“分银渣”中的银，过程如下：
I中反应：(杂质不反应)
(1)过程I中，向溶液中加入分银渣，10分钟后，固体质量减少了28.7g，则反应速率_______。(忽略溶液体积变化)
(2)溶液中离子浓度的关系是：_______。
(3)其他条件不变，反应I在敞口容器中进行，若反应时间过长反而银的产率降低，银产率降低的可能原因是_______(用离子方程式解释)。
不同时，浸出液中的浓度与含硫化合物总浓度的关系如下图所示(注：含硫化合物总浓度即亚硫酸钠溶液中含硫微粒总浓度)。
(4)时，解释浓度度随含硫化合物总浓度变化趋势的原因_______。
(5)时，浓度随含硫化合物总浓度的变化与时不同，可能的原因是_______。
(6)将II中反应的离子方程式补充完整： (中的化合价可看做0价)
++ _______= _______+_______+ ______________
(7)III中回收液可直接循环使用，但循环多次后，银浸出率降低。从回收液离子浓度变化和平衡移动的角度分析原因：_______。
六、结构与性质
15．（2023·上海杨浦·统考二模）离子型金属氢化物、、、等，具有强还原性，也可作生氢剂。
(1)核外不同能量的电子数之比为：_______(按能量由低至高的顺序)。
(2)将、、、按半径由小到大的排列顺序为_______。
(3)1个中含_______电子，补写一个与电子数相同且带一个单位负电荷的离子的电子式：、_______。
(4)两种硼化物的熔点如表所示：
硼氢化物
熔点/℃
400
两物质熔点差异的原因是_______。
(5)工业上常用“有效氢”含量衡量含氢还原剂的还原能力，有效氢指单位质量(克)的含氢还原剂的还原能力相当于多少克氢气的还原能力。的有效氢含量约为_______(2位小数)。
工业上可利用下述工艺得到氢气。
(6)其中的平衡常数的表达式_______，上述反应达到平衡时，容器内气体的平均摩尔质量为，若保持恒温恒容，向该容器中加入少量，再次达平衡后，气体的平均摩尔质量为，比较、的大小，并说明理由_______。
(7)该工艺的总反应方程式为：_______。
七、原理综合题
16．（2023·上海崇明·统考一模）能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) +Q1
反应II：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) +Q2
下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
(1)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I，5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L，此段时间的反应速率(用H2表示)___________mol/(L·min)。由表中数据判断Q1___________0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)若容器容积不变，下列措施可提高反应I中CO转化率的是___________。
a．充入CO b．将CH3OH(g)从体系中分离 c．升高温度 d．选用新型高效催化剂
(3)写出反应II的平衡常数表达式：K=___________。一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生II反应，下列能判断达到平衡状态的是___________。
a．容器中的压强不再改变 b．混合气体的密度不再改变
c． d．消耗nmolCO2的同时生成nmolH2O(g)
(4)甲醇和CO反应合成甲酸甲酯，原理如下：CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g) +Q(Q>0)，研究压强和温度对该反应的影响结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”(即成本投入和产出比)考虑，工业制取甲酸甲酯应选择的压强最好是___________。
a．3.0×106Pa b．4.0×106Pa c．5.0×106Pa
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是___________。
(5)甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是___________。
a．加水稀释 b．加入少量甲酸钠固体 c．通氯化氢 d．加入少量苛性钠固体
17．（2023·上海普陀·统考二模）2021年我国制氢量位居世界第一。工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气或水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
I．一定条件下，将C和O2置于密闭容器，发生如下反应：
反应1：C(s)＋O2(g)CO2(g)＋394kJ
反应2：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)＋566kJ
反应3：2C(s)＋O2(g)2CO(g)＋Q kJ
(1)根据信息可知，反应3是_______(填“吸热”或“放热”)反应；在一定压强下，随着温度的升高，若反应2所受影响最大，则该密闭容器中将 __ (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。
II．T ℃，在2L的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，发生如下反应：
反应4：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)－131.4kJ，
反应5：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)＋41.1kJ
(2)5min后反应达到平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。0~5min内，v(H2)=______________；此时c(CO2) =___________
(3)下列关于此反应体系的说法正确的是_______；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应4的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．随着温度的升高，反应5的正逆反应速率、平衡常数都增大
D．将炭块粉碎，可缩短建立平衡的时间
(4)为了提高反应5的速率，下列措施中合适的是________。
A．适当升高反应体系的温度 B．提高反应体系压强，压强越大越好
C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气
(5)工业生产水煤气时，考虑到反应热效应，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与焦炭反应，通入空气的理由是_________。
18．（2023·上海徐汇·统考一模）氮氧化物的处理对建设生态文明具有重要的意义，如何消除NO成为当前研究的主要课题之一。
NH3还原法：研究发现NH3脱硝的过程如图所示。
(1)反应过程中Fe3+的作用为______。
(2)写出脱氮过程的总反应的化学方程式______。
活性炭吸收法：向2L的密闭容器中先加入足量的活性炭，再向容器中通入NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)+QkJ(Q＞0)，其中NO和N2的物质的量变化如表所示。
物质的量/mol
T1
T2
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
N2
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
(3)0～5min内，CO2的平均反应速率v=______。
(4)第15min后，温度调整到T2，则T1_____T2(选填“>”“<”或“=”)。
(5)若30min时，保持温度T2不变，向该容器中再投入参与反应的四种物质各2mol，则此时反应______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)，最终达平衡时NO的平衡转化率会______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
NaClO氧化法：工业上采用NaClO和NaOH混合溶液作为吸收剂，在如图喷淋吸收塔中进行烟气脱硝。
(6)写出喷淋吸收塔中发生反应的离子方程式_______。
(7)该装置的优点是_______。
19．（2023·上海嘉定·统考一模）某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入2L密闭容器中，在Ag2O催化剂表面发生4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)+Q，NO的转化率随温度变化的情况如图1所示：
(1)平衡常数表达式为K=______；在5min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率v(NO)=______。
(2)已知，298K时，相关物质的相对能量如图2所示，反应的Q=______。
(3)在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是______。
(4)用NaClO氧化也可除去氨氮(溶液中以NH3或形式存在)，已知：NH3+NaClO→N2+H2O+NaCl(未配平)，NH3与NaClO反应时，氧化剂与还原剂物质的量之比为______。
(5)请简述氨氮溶液中含有的检验方法：______。
20．（2023·上海·一模）Ⅰ.下图为工业合成氨的流程图：
(1)图中采取的措施可提高原料转化率的是_______(填序号)。
(2)下图是未用催化剂N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量的变化示意图，请在图中绘制同条件下加入铁触媒后相应的能量变化曲线：_______，并写出该条件下1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式：_______。
Ⅱ.某兴趣小组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况，进行了如下实验：(反应起始的温度和体积均相同)：
序号
起始投入量
平衡转化率
NH3
①恒温恒容
0
②绝热恒容
0
③恒温恒压
0
(3)则：_______、_______(填“>”、“=”或“<”)
(4)如图表示500℃、60.0MPa条件下，平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。若投料比为4时，氨气的体积分数为40%，NH3的体积分数可能为图中的_______点，平衡时N2的体积分数为_______。溢出的NH3可用稀硫酸吸收，若恰好生成NH4HSO4，该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是_______。
参考答案：
1．C
【详解】A．催化剂只能加快反应速率，不能改变反应的发生与否，A项错误；
B．在相同时间内，催化剂Ⅰ的B增加的浓度比Ⅱ多，催化剂Ⅰ效率更高，B项错误；
C．催化剂Ⅰ：0-2min，B增加的浓度为4.0mol/L，a曲线浓度变化量为2.0mol/L，变化量之比符合系数之比，a曲线为A在催化剂Ⅰ下的变化曲线，C项正确；
D．使用催化剂Ⅱ时，0-2min间B的浓度变化量为，则，则，D项错误；
故选C。
2．B
【详解】A．由图可知，n（H2）相同时，温度T2对应氨气含量高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则T1＞T2，A正确；
B．a、b、c三点，n（H2）越大，平衡正向移动的程度越大，N2的转化率越大，H2的转化率却越小，a点时氢气的物质的量最小，a点H2的转化率最高，B错误；
C．温度不变化学平衡常数不变，故a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点时H2起始的物质的量浓度最大，化学反应速率最快，C正确；
D．b点时，初始加入n（H2）=0.15mol，n（N2）为xmol，平衡时H2和N2的转化率均为60%，则转化的氢气为0.09mol，则：，则×100%=60%，则x=0.05mol，则平衡时N2的物质的量浓度为=0.01 mol•L-1，D正确；
故答案为：B。
3．C
【分析】由方程式可知，该反应的平衡常数K=c(CO2)，温度不变，平衡常数不变。
【详解】A．恒温、恒容，体系中再加入56g氧化钙固体，氧化钙与二氧化碳反应使生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，故A错误；
B．恒温，压缩容器体积，容器中气体压强增大，平衡向正反应方向移动，但达到平衡后，平衡常数不变，二氧化碳的浓度不变，化学反应速率不变，故B错误；
C．恒温、恒压，体系中再加入100g碳酸钙固体时，温度不变，平衡常数不变，故C正确；
D．恒温、恒压，体系中通入一定量不参与反应的氮气相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，但达到平衡后，平衡常数不变，二氧化碳的浓度不变，反应回到初始平衡状态，故D错误；
故选C。
4．C
【分析】根据图中反应物总能量与生成物总能量相对大小可知该反应为放热反应。
【详解】A．使用催化剂可以改变化学反应速率，如催化剂能使反应速率增大，即可降低反应的活化能，均减小，A错误；
B．根据盖斯定律，催化剂可以改变反应历程，但不改变反应的热效应，故Q不变，B错误；
C．由图知反应放热，，升高温度，平衡向逆方向移动，A的转化率减小，C正确；
D．反应后气体体积不变，改变压强，平衡不移动，但反应放热，，D错误；
故选C。
5．D
【详解】A．由题干图示信息可知，容器容积a＜c，由图可知，A点NOCl的转化率与C点转化率相同，则A点已达到平衡，延长反应时间，不会改变转化率，则延长反应时间，不可以提高NOCl的转化率，A错误；
B．根据三段式分析可知，，A、B两点的总物质的量之比为：(1+1+0.5)：(0.4+1.6+0.8)=25:28，但由于A、B两点对应的容器体积不同，故A、B两点的压强之比不为25︰28，B错误；
C．由题干图示信息可知，容器容积a＜c，由图可知，A点NOCl的转化率与C点转化率相同，则A点已达到平衡，且增大容器体积相对于减小压强，则C点平衡时NOCl的转化率要大于50%，即t min时，C点正＞逆，C错误；
D．由A项分析可知，A为平衡点，容积为a L的容器达到平衡后根据A点数据可知，K===，再投入1 mol NOCl、1 mol NO，Qc====K，故平衡不移动，D正确；
故答案为：D。
6．B
【详解】A．沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿可以增大固体的表面积，是反应物的接触面积增大，反应更加充分，A正确；
B．接触室中二氧化硫的催化氧化反应在常压下转化率已经很高，加压对转化率影响不大，但对设备材料要求较高，会导致成本增大，故接触室中的反应条件为高温常压，B错误；
C．二氧化硫在接触室内催化氧化生成三氧化硫的反应为放热反应，催化氧化时通过热交换器可以预热反应物，同时降低容器中的温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫的转化率，C正确；
D．SO3溶解于水放热易形成酸雾，导致吸收效率低，若吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，可以防止吸收过程中形成酸雾，提高SO3的吸收效率，D正确；
故选B。
7．D
【详解】该反应是气体体积增大的反应，保持温度不变，缩小容器体积，平衡向逆反应方向移动，氧化钡的量减小，由方程式可知，反应的平衡常数K=c(O2)，温度不变，温度函数化学平衡常数不变，则平衡状态Ⅱ和平衡状态Ⅰ的平衡常数相同、氧气的浓度相同、反应速率相同，故选D。
8．D
【详解】A．由实验装置图可知，装置甲的作用是干燥SO2和O2，并让二者气体充分混合，以及控制两气体的通入速率等作用，A正确；
B．由于反应2SO2+O22SO3是一个可逆反应，故乙处导出的气体主要含有、、，B正确；
C．水吸收时会放出大量的热，形成酸雾，影响吸收效率，应用浓硫酸吸收，C正确；
D．由于反应2SO2+O22SO3在常压的转化率就已经很高了，增大压强将增加设备和动力成本，故工业中通常在常压增大氧气的浓度来提高SO3的产率，D错误；
故答案为：D。
9．C
【详解】A．由反应过程的能量变化图可知，反应①和②生成物的能量都高于反应物的能量，属于吸热反应，故A错误；
B．无法判断反应②是否使用了催化剂，故B错误；
C．反应①的活化能比反应②活化能高，因此反应②更容易进行，反应②产物CH3CH·CH3(g)含量高，故C正确；
D．由反应过程的能量变化图可知，CH3CH·CH3(g)能量低，CH3CH2CH2·(g)能量高，CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要放热，故D错误；
故答案为C。
10．D
【详解】实验1从开始到反应达到化学平衡时，氧气的变化量为：2mol-0.8mol=1.2mol，根据反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）可知，平衡时二氧化硫消耗的物质的量为：1.2mol×2=2.4mol，则平衡时二氧化硫的物质的量为：4mol-2.4mol=1.6，即x=1.6；实验2平衡时二氧化硫消耗的物质的量为：4mol-0.4mol=3.6mol，根据反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）可知，平衡时氧气消耗的物质的量为：3.6mol×=1.8mol，则平衡时氧气的物质的量为：2mol-1.8mol=0.2mol，即y=0.2。
A．实验1在前6min的反应速率v（SO2）==0.2mol•L-1•min-1，故A正确；
B．反应起始量相同，达到平衡时氧气物质的量可知，实验2反应进行的程度大，反应是放热反应，温度越高，平衡向吸热反应方向进行，逆向进行，所以温度T1＞T2，故B正确；
C．根据C可知，温度T1＞T2，该反应为放热反应，温度升高，平衡向着逆向移动，则反应物浓度增大、生成物浓度减小，平衡常数越小，所以平衡常数K2＞K1，故C正确；
D．根据分析可知，x=1.6，y=0.2；由于温度T1＞T2，温度越低，反应速率越慢，则得达到平衡状态的时间越长，所以t＞6，故D错误；
故选D。
11．B
【详解】A．氯碱工业是电解饱和食盐水，阳极Cl-放电生成Cl2，阴极H2O中的氢离子放电生成H2，同时生成NaOH，A正确；
B．硫酸工业中，热交换器安装在接触室中，目的是将放出的热量是用来预热没反应的二氧化硫与氧气的混合气体，在吸收塔中吸收塔中没有热交换器，B错误；
C．氮气氢气循环操作，能提高氮气和氢气的利用率，提高原料气的转化率，C正确；
D．NaHCO3析出后的母液中主要是NH4Cl溶液，加入食盐，根据同离子效应，能促进NH4Cl从溶液中析出，D正确；
故选B。
12．(1)
(2)
(3)ab
(4) 增大 不变 不移动
(5) 吸收 31.22
【详解】（1）分子中含有2个碳氧双键，结构式为；电子层数越多半径越大，电子层数相同时，质子数越多半径越小，C、H、O三种元素的原子半径由小到大的顺序为。
（2）平衡常数是反应达到平衡状态时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，反应①的平衡常数表达式；
（3）a．将炭块粉碎，增大接触面积，可加快反应速率，故a正确；
b．有固体参与反应，气体总质量是变量，容器条件不变，密度是变量，混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，故b正确；
c．若水完全反应生成一氧化碳和氢气，则氢气的体积分数为50%，若水完全转化为二氧化碳和氢气，氢气的体积分数为，所以平衡时的体积分数不可能大于，故c错误；
选ab；
（4）若平衡时向容器中充入惰性气体，气体总物质的量增多，容器内压强增大，反应物、生成物浓度都不变，反应①的不变，平衡不移动。
（5）达到平衡时，的转化率为50%，CO的物质的量为0.lmol，根据氧元素守恒反应生成CO2的物质的量为0.2mol，则反应②消耗0.2mol、反应①消耗0.3mol，反应②放出能量41kJ/mol×0.2mol=8.2 kJ，反应①吸收能量131.4kJ/mol×0.3mol=39.42kJ，整个体系吸收热量39.42-8.2=31.22kJ。
13．(1) 2V2O5+6HCl+N2H4·2HCl4VOCl2+N2↑+6H2O 使用N2H4·2HCl生成氮气不污染环境
(2) a→b→f→g→d→e 先打开K1，当C中溶液变浑浊，再关闭K1，打开K2，进行实验
(3) 用饱和NH4HCO3洗涤，增大了的浓度，促使(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的沉淀溶解平衡逆向移动，减少(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的溶解 取少量洗涤液，先加入稀硝酸，再加入硝酸银，如无沉淀产生，则说明已经洗涤完全
(4) 偏高
【分析】V2O5先与HCl、N2H4·2HCl反应生成VOCl2，化学方程式为2V2O5+6HCl+N2H4·2HCl4VOCl2+N2↑+6H2O。VOCl2与NH4HCO3溶液反应生成(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O，化学方程式为6VOCl2+17NH4HCO3+6H2O=(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓+13CO2↑+12NH4Cl。
【详解】（1）根据分析可知，步骤Ⅰ的化学方程式为2V2O5+6HCl+N2H4·2HCl4VOCl2+N2↑+6H2O。若只用浓盐酸与V2O5反应制备VOCl2，则会生成氯气污染环境，使用N2H4·2HCl生成氮气不污染环境。
（2）装置B中碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，利用二氧化碳除尽装置内的空气，装置A中饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的HCl，装置D为氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵的制备装置，装置C中盛有澄清石灰水，用于验证二氧化碳是否将装置内的空气排尽，则装置的连接顺序为BADC。接口连接顺序为c→a→b→f→g→d→e。
②连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂开始实验，具体操作为先打开K1，当C中溶液变浑浊，再关闭K1，打开K2，进行实验。
（3）(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O沉淀溶解产生，用饱和NH4HCO3洗涤，增大了的浓度，促使(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的沉淀溶解平衡逆向移动，减少(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的溶解。根据反应方程式可知，生成(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的同时生成NH4Cl，因此只要检验洗涤所得溶液中是否含有氯离子即可得知沉淀是否已洗涤干净，具体方法为取少量洗涤液，先加入稀硝酸，再加入硝酸银，如无沉淀产生，则说明已经洗涤完全。
（4）KMnO4将VO2+氧化为，根据硫酸亚铁铵与反应的离子方程式VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O，已知消耗Fe2+cb×10-3mol，则参与反应的有cb×10-3mol，原溶液中VO2+有cb×10-3mol，则产品中钒的质量分数为=。若硫酸亚铁铵标准溶液部分变质，则消耗的硫酸亚铁铵溶液偏多，的计算量偏大，测定结果偏高。
14．(1)0.008mol/(L·min)
(2)
(3)
(4)增大，使反应I中的平衡正向移动
(5)pH较小时候，与H+结合HSO或H2SO3，尽管含硫化合物总浓度增大，但是浓度增大不明显
(6)4++6OH-=4Ag+8+4H2O+
(7)随循环次数的增加，浸出液中c(Cl-)增大，减小，两者共同促进浸出反应平衡逆移
【分析】分银渣中主要成分是氯化银，I中用溶液作为浸出剂，主要反应为；浸出液与甲醛反应，II中反应为4++6OH-=4Ag+8+4H2O+，生成Ag回收，同时又生成，可循环使用。
【详解】（1）固体质量减少了28.7g，即反应溶解了28.7gAgCl，其物质的量为=0.02mol，由反应方程式可知，参加反应的的物质的量为0.02mol2=0.04mol，则反应速率=0.008mol/(L·min)，故答案为：0.008mol/(L·min)。
（2）溶液中存在物料守恒关系，，故答案为：。
（3）反应I在敞口容器中进行，很容易被空气中的氧气氧化，而使银的产率降低，反应的离子方程式为，故答案为：。
（4）由图像可知，时，浓度随含硫化合物总浓度增大而增大，变化趋势的原因是增大，使反应I中的平衡正向移动，导致浓度增大，故答案为：增大，使反应I中的平衡正向移动。
（5）由图像可知，相比于pH=10时，pH=6时候，随含硫化合物总浓度增大，浓度增大不明显，可能的原因是pH较小时候，与H+结合HSO或H2SO3，尽管含硫化合物总浓度增大，但是浓度增大不明显，故答案为：pH较小时候，与H+结合HSO或H2SO3，尽管含硫化合物总浓度增大，但是浓度增大不明显。
（6）HCHO中C元素化合价由0价升高到+4价，中Ag元素化合价由+1价降低到0价，反应产物有碳酸根离子，则可判断溶液为碱性，生成物有水，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平反应方程式为
4++6OH-=4Ag+8+4H2O+，故答案为：4++6OH-=4Ag+8+4H2O+。
（7）由步骤II中反应方程式可知，反应消耗了，生成了Cl-，而反应I中为反应物，Cl-为生成物，平衡逆向移动，导致循环多次后，银浸出率降低，故答案为：随循环次数的增加，浸出液中c(Cl-)增大，减小，两者共同促进浸出反应平衡逆移。
15．(1)2：2：6：1
(2)H+＜Li+＜H—＜O2—
(3) 10
(4)为离子晶体，为分子晶体
(5)0.21
(6) M1等于M2，向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳，平衡向正反应方向移动，温度不变，反应的平衡常数不变，容器中不变
(7)H2O+CCO+ H2
【详解】（1）钠元素的原子序数为11，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1，由能量最低原理可知，核外不同能量的电子数之比为2：2：6：1，故答案为：2：2：6：1；
（2）离子的电子层数越大，离子半径越小，则氧离子的离子半径最大、氢离子的离子半径最小，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则H—离子的离子半径大于锂离子，所以四种离子的离子半径由小到大的顺序为H+＜Li+＜H—＜O2—，故答案为：H+＜Li+＜H—＜O2—；
（3）四氢合硼酸根离子含有的电子数为10，氟离子和氢氧根离子与四氢合硼酸根离子的电子数都为10和都带带一个单位负电荷，氢氧根离子的电子式为，故答案为：；
（4）四氢合硼酸钠为离子晶体，四氢合硼酸铝为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，所以四氢合硼酸钠的熔点高于四氢合硼酸铝，故答案为：为离子晶体，为分子晶体；
（5）反应时，1mol四氢合铝酸锂能提供8mol电子，相当于4mol氢气，则四氢合铝酸锂的有效氢含量为≈0.21，故答案为：0.21；
（6）由方程式可知，反应的平衡常数的表达式K=，反应达到平衡时，向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳，平衡向正反应方向移动，温度不变，反应的平衡常数不变，容器中不变，所以平均摩尔质量为M1等于M2，故答案为：；M1等于M2，向恒温恒容的容器中加入少量一氧化碳，平衡向正反应方向移动，温度不变，反应的平衡常数不变，容器中不变；
（7）由图可知，反应物为水和碳，生成物为一氧化碳和氢气，氧化亚铁为反应的催化剂，总反应为氧化亚铁做催化剂条件下，水与碳反应生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为H2O+CCO+ H2，故答案为：H2O+CCO+ H2。
16．(1) 0.32 ＞
(2)b
(3) ac
(4) b 高于80℃时，温度对反应速率影响较小，而平衡逆向移动，转化率低
(5)ad
【详解】（1）在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I，5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L，则CO的浓度变化量为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，H2的浓度变化量为1.6mol/L，此段时间的反应速率(用H2表示)为=0.32mol/(L·min)。从表中可以看出，温度升高，K值减小，则平衡逆向移动，正反应放热，所以Q1＞0。
（2）a．充入CO，平衡正向移动，但CO的转化率减小，a不合题意；
b．将CH3OH(g)从体系中分离，可促使平衡正向移动，CO的转化率增大，b符合题意；
c．升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，c不合题意；
d．选用新型高效催化剂，，化学反应速率加快，催化剂不影响平衡移动，不会提高反应Ⅰ中CO转化率， d不合题意；
故选b。
（3）反应Ⅱ：的平衡常数。
一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生II反应，则：
a．该反应是气体的物质的量有变化的反应，在达到平衡之前，容器中的压强一直在变化，当容器内气体的总压强保持不变则说明反应达到了平衡，ａ符合；
b．恒容下，密闭容器内气体的总质量、混合气体的密度始终保持不变，则混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，b不符合；
c．，则正逆反应速率相等，说明已平衡，c符合；
d．消耗nmolCO2的同时生成nmolH2O(g)，均指正反应速率，不能说明已平衡，d不符合；
故答案是：ac。
（4）①由图可知，温度一定时，压强为4.0×106Pa时，甲醇的转化率已经较大，再增大压强，甲醇转化率变化不大，从成本投入和产出比思考，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是4.0×106Pa，故选b。
②实际工业生产中采用的温度是80℃是因为：高于80℃时，温度对反应速率影响较小，而平衡逆向移动，转化率低。
（5）a．甲酸为弱酸，加水稀释，则促进甲酸的电离，所以电离度增大，同时氢离子浓度减小，pH增大，选项a正确；
b．加入少量甲酸钠固体，则溶液中的甲酸根离子浓度增大，电离度减小，氢离子浓度减小，pH增大，选项b错误；
c．HCl是强电解质，则通入HCl后溶液的酸性增强，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，电离度减小，pH减小，选项c错误；
d．加入氢氧化钠固体，则氢氧根离子与氢离子反应生成水，电离平衡正向移动，甲酸电离度增大，同时氢离子浓度减小，pH增大，选项d正确；
答案选ad。
17．(1) 放热 增大
(2)
(3)BD
(4)AC
(5)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应3=2×反应1-反应2，则其反应热=2×(＋394kJ)-( ＋566kJ)=222 kJ，故该反应为放热反应；由已知可知反应1、反应2都为放热反应，故温度升高时两者逆向移动，若反应2所受影响最大，则一氧化碳浓度增大，二氧化碳浓度减小，故减小；
（2）反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物质的量为0.1mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，则其浓度为由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，则氢气的速率。
（3）A．该容器为恒容容器，冲入惰性气体，平衡不移动，A错误；
B．反应体系内有固体参与，故反应过程中，密度是变量，则密度不变的时候可以证明反应达到平衡，B正确；
C．反应5为放热反应，则升高温度，平衡移动，平衡常数减小，C错误；
D．粉碎炭块可以增大其和水的接触面积，加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间，D正确；
故选BD；
（4）A．升高温度可以加快反应速率，A正确；
B．适当提高压强是可以的，但是压强多大，会提高成本，B错误；
C．选择合适的催化剂可以加快反应速率，C正确；
D．反应在恒容容器中进行，通入氮气，不能改变反应速率，D错误；
故选AC；
（5）氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率，故答案为：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率。
18．(1)作催化剂，加快反应速率
(2)4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
(3)0.042mol∙L-1∙min-1
(4)＞
(5) 正向 减小
(6)2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O
(7)增大了气体与混合溶液的接触面积，加快了吸收速率
【详解】（1）反应过程中，既有Fe3+参加反应，又有Fe3+生成，故Fe3+的作用为作催化剂，加快反应速率；
（2）由图示可知，脱氮过程中，NH3、NO和O2参加反应生成N2和H2O，故总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O；
（3）0～5min内，v(CO2)=v(N2)==0.042mol∙L-1∙min-1；
（4）调整温度前，第10min时，反应已经达到平衡状态，调整温度后，第25min时，反应已经达到平衡状态，n(NO)由0.80mol降低到0.40mol，说明调整温度，平衡正向移动，由于该反应是放热反应，故该措施是降低温度，即T1＞T2；
（5）第25min时，K===4，第30min时，保持温度T2不变，向该容器中再投入参与反应的四种物质各2mol，Q===1.4＜K，则此时反应正向进行；第30min时，保持温度T2不变，向该容器中再投入参与反应的四种物质各2mol，理解为先加2molNO，此时与开时建立的平衡为等效平衡，NO的转化率不变，再加2mol氮气和二氧化氮，此时平衡逆向移动，总的来说NO的平衡转化率减小；
（6）喷淋吸收塔中，NaClO、NaOH的混合溶液和含NO的烟气反应生成NaNO3、NaCl和H2O，该反应的离子方程式为2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O；
（7）该装置的优点是增大了气体与混合溶液的接触面积，加快了吸收速率。
19．(1) 0.171 mol·L-1·min-1
(2)+2072.04 kJ∙mol-1
(3)反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率降低
(4)3:2
(5)先取一定量溶液放入试管，加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝，从而证明溶液中含有
【详解】（1）反应4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)，平衡常数表达式为K=；在5min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率v(NO)==0.171 mol·L-1·min-1。答案为：；0.171 mol·L-1·min-1；
（2）298K时，4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)+Q，Q=4×(-46.11kJ∙mol-1)+6×(90.25kJ∙mol-1)-5×(0kJ∙mol-1)-6×(-285.83kJ∙mol-1)=+2072.04 kJ∙mol-1。答案为：+2072.04 kJ∙mol-1；
（3）该反应为放热反应，温度升高，将抑制反应的正向进行，则在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是：反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率降低。答案为：反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率降低；
（4）由反应NH3+NaClO→N2+H2O+NaCl(未配平)，可建立如下关系式：3NaClO——2NH3与反应时，氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2。答案为：3:2；
（5）检验氨氮溶液中含有时，可先加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，具体检验方法为：先取一定量溶液放入试管，加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝，从而证明溶液中含有。答案为：先取一定量溶液放入试管，加热浓缩，再加入浓NaOH溶液，加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝，从而证明溶液中含有。
【点睛】书写平衡常数表达式时，需注意各物质的状态。
20．(1)②⑤
(2) NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol
(3) ＞ ＜
(4) P 8% c(H+)＞c()＞c()＞c(OH-)
【详解】（1）工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3，反应是可逆反应，反应前后气体体积减小，反应是放热反应；依据合成氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施为：增大压强，平衡向体积减小的方向进行，提高反应物的转化率；液化分离出氨气，促进平衡正向进行，提高反应物的转化率；氮气和氢气的循环使用，也可提高原料的转化率，故答案为：②⑤；
（2）由题干图示信息可知，反应方程式：N2(g)+H2(g)NH3(g) =254kJ/mol-300kJ/mol=-46kJ/mol，催化剂只能改变反应的途径降低反应所需要的活化能，不能改变反应的始态和终态，即不改变反应热，故在同条件下加入铁触媒后相应的能量变化曲线图为：，则该条件下1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式为：NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol，故答案为：，NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol；
（3）由(2)分析可知，合成氨反应为正反应是一个气体体积减小的放热反应，容器①②中加入的N2和H2分别相同，但容器①恒温恒容、②绝热恒容则随着反应的进行，容器②的温度高于容器①，升高温度上述平衡逆向移动，故＞，容器①③中加入的N2和H2分别相同，但容器①恒温恒容、③恒温恒压，则随着反应的进行，容器③的压强大于容器①，增大压强上述平衡正向移动，故＜，故答案为：＞；＜；
（4）图2表示500℃、60.0MPa条件下，平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系，如果投料比为3时，达到平衡状态时，氮气和氢气的转化率相等，此时氨气的体积分数最大，若投料比为4时，氮气的转化率升高、氢气的转化率降低，NH3的体积分数减小；设投入的n（N2）=xmol，n（H2）=4xmol，设消耗的氮气为zmol，由三段式分析可知：，平衡时混合气体总物质的量=（x-z+4x-3z+2z）mol=（5x-2z）mol，氨气的体积分数等于其物质的量分数=×100%=40%，解得z=，此时N2的体积分数为：==8%，故若投料比为4时，氨气的体积分数为40%，NH3的体积分数可能为图中的P点，平衡时N2的体积分数为8%，若恰好生成NH4HSO4，根据NH4HSO4=+H++，+H2ONH3H2O+H+可知，该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是c(H+)＞c()＞c()＞c(OH-)，故答案为：P；8%；c(H+)＞c()＞c()＞c(OH-)。
相关试卷
2023年高考化学真题与模拟题分项汇编专题08 化学反应速率与化学平衡（含解析）： 这是一份2023年高考化学真题与模拟题分项汇编专题08 化学反应速率与化学平衡（含解析），共16页。
2023年高考真题和模拟题化学分项汇编（全国通用）专题08+化学反应速率与化学平衡： 这是一份2023年高考真题和模拟题化学分项汇编（全国通用）专题08+化学反应速率与化学平衡，文件包含专题08化学反应速率与化学平衡解析版docx、专题08化学反应速率与化学平衡原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
2023年高考化学真题分类汇编 专题08 化学反应速率与化学平衡： 这是一份2023年高考化学真题分类汇编 专题08 化学反应速率与化学平衡，文件包含专题08化学反应速率与化学平衡解析版docx、专题08化学反应速率与化学平衡原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
