高二年级化学期中模拟卷（新高考）解析版

高二年级化学上学期期中模拟卷

（考试时间：75分钟试卷满分：1（X）分）

测试范围：选择性必修1第一、二、三章（人教版20191

可能用到的相对原子质量：H-lC-12N-140-16Na-23AI-27S-32CI-35.5Fe-56

第I卷（选择题共45分）

一、选择题（本大题失15小题，每小题3分，45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题

目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1.下列反应既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应的是（）

A.铝片和稀盐酸反应B.Ba（OH）2・8H2。与NH4cl的反应

C.灼热的碳与二氧化碳的反应D.甲烷在氧气中的燃烧

【答案】B

【解析】氧化还原反应有元素化合价的升降。大多数的分解反应、Ba（OH）r8H2O与NH4cl的反应,

氧化物与C、C。等还原剂的反应属于吸热反应；大多数的化合反应、可燃物的燃烧、中和反应、活泼

金属与酸的反应等属于放热反应。A项，铝片与稀盐酸的反应属于放热的氧化还原反应，A不符合题

意；B项，Ba（OH）2・8&O与NHQ反应属于吸热的非氧化还原反应，B符合题意；C项，灼热的炭与

C0?反应既属于氧化还原反应又属于吸热反应，C不符合题意；D项，甲烷在氧气中燃烧是放热的氧

化还原反应，D不符合题意；故选B。

2.水凝结成冰的过程中，其熔变和熠变正确的是（）

A.AH>0,AS<0B.AH<0,AS<0C.AH>0,AS>0D.AH<0,AS>0

【答案】B

【解析】水的能量大于冰，混乱度大于冰，则水凝结成冰的过程为懒减的吸热过程，则焰变和燧

变均小于0,故选B。

3.某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是（）

反应呈

A.反应过程a有催化剂参与

B.该反应为吸热反应，反应热等于AH

C.加入催化剂，可改变该反应的活化能，但不能改变反应的

D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1+E2

【答案】C

【解析】A项，据图可知b中活化能降低，所以b中使用了催化剂，A错误；B项，反应物能量高于

生成物，反应为放热反应，B错误；C项，不同的催化剂，反应的活化能不同，催化剂降低反应的活

化能，加快反应速率，但是不改变反应的焰变，C正确；D项，Ei、E2分别代表反应过程口各步反应的

活化能，D错误；故选C。

4.卜・列关于仪器选择、实验操作及相关叙述均正确的是

A.图甲用于测定中和反应反应热

B.图乙用于测定锌与稀硫酸反应速率

C.图丙表示赶出碱式滴定管乳胶管中气泡

D.图丁表示蒸发结晶氯化镁溶液获取无水氯化镁固体

【答案】C

【解析】A项，图中缺少环形搅拌器，不能测定中和热，故A错误；B.生成的气体易从长颈漏斗

逸出，应改为分液漏斗，故B错误；C.尖嘴向上，挤压橡胶管中的玻璃珠，排出气泡，图中操作合

理，故C正确；D.加热促进镁离子水解，且生成的盐酸易挥发，应在HC1气流中蒸发制备无水氯化镁,

故D错误；故选C。

A.图甲是某温度下c(CH£OO)+c(CH3coOH)=0.lOOmolL」的醋酸与醋酸钠混合溶液中

c(CH3coOH)、々CH3coCT)与pH的关系曲线,可知:Ka=l.Ox104-75

B.图乙是恒温密闭容器中发生:aCOj(s)=CaO(s)+CO?(g)反应时，c(8?)随反应时间变化的曲

线，L时刻改变的条件可能是缩小容器的体积

C.图丙可知，反应N2(g)+3%(g)2NH3(g),a,b、c三点所处的平衡状态中，反应物N?的

转化率最高的是b点

D.图丁是在0」moll」醋酸溶液中加水稀释，溶液中《CH3coeT)的变化曲线图，随着加水量的增

加CH.COOH电离度：A点小于B点

【答案】C

【解析】A项，根据图像中交点的坐标可知，此时“CH3coeT)=c(CH3coOH),pH=4.75,c(H

+)=LOxlgSmol-LL电离常数K.=0°一1="H*卜LOxlfT力,A不符题意；B项，由图

c(CH3coOH)

可知，L时刻c(C02)突然变大，一段时间后，K不变，浓度与改变前相同，贝用时刻改变的条件可能是

缩小容器的体积，B不符题意；C项，增加氢气的量，可以增大氮气的转化率，则反应物N2的转化率

最高的是c点，C符合题意；D项，醋酸溶液中加水稀释，越稀越电离，随着加水量的增加，醋酸的电

离程度越来越大，但溶液体积增大，acH3co0一)逐渐减小，同时氢离子浓度也减小，对水电离的抑

制作用减小，水电离出的氢离子浓度A点小于B点，D不符题意；故选C。

6.下列说法符合事实的是

A.NHK1溶于D?0的离子方程式：NH4++D2O=NHyDzO+H*

B.100mL0.1mol・L”的NaHCCh溶液中含有的氧原子数为0.03NA

C.0.1molSO2与足量氧气在一定条件下反应可得至1JSO3分子的数目为O.INA

D.标准状况下，物质焰的大小比较：ImolSCbVlmol%

【答案】D

【解析】A项，NH4cl溶于D?。，结合D2O电离出的DO离子生成弱电解质，促进D?O电离D一离子

浓度增大，溶液显酸性，反应的离子方程式：NH「+D2O=NH3・HDO+D+,故A错误；B项，l(X)mL

O.lmolC的NaHCCh溶液中含有NaHCCh物质的量O.lLxO.lmolKOlmol,NaHCO.。的氧原子数为

0.03NA,溶液中水也含氧原子，故B错误；C项，().1molSO?与足量氧气在一定条件下反应为可逆反应,

可得到SO?分子的数目小干0.1N、，故C错误：D项，相同温度和压强下，固体的端小干气体的燧，物

质炳的大小比较：lmolSO3<lmolH2,故D正确，故选D。

7.下列说法不正确的是()

c（C「）

A.Cb（叫）+比0。）HCIO（aq）+H，（叫）+CF（aq）AHVO,加水稀释,增大

c（HCIO）

B.NzOKg)2N6(g)AHX),压缩容器体积，平衡向逆方向移动，气体颜色变浅

C.C(sg)+H2O(g)CO(g)+H2(g)AHX),该反应在高温条件下更易自发进行

D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0,增大反应物浓度，单位体积内活化分子总数增大

【答案】B

【解析】A项，加水稀释，Cb(aq)+H20(l)=^HC10(aq)+H+(aq)+CKaq)平衡正向移动，HClO(aq)

c(0)坤夫

H+(aq)+CO(aq)平衡正向移动,c(C「)减小的程度比c(HC10)的小,c(HClO)增大'A正确；B项,

N?OKg)=2NO2(g)是气体体积增大的反应，压缩容器体积，压强增大，平衡向逆方向移动，但

NO?的浓度增大，气体颜色变深，B错误；C项，C(sg)+HOg)L-CO(g)+H2(g)是气体体积增大的

反应，ASX),AHM),AH-TASV0W反应能够自发进行，则该反应在高温条件下更易自发进行，C正

确；D项，增大反应物浓度，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子总数增大，反应速率加快，

D正确；故选B。

8.在恒温条件，体积为VL的密闭容器中，充入一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)=^

zC(g),达到平衡时，测得A的浓度为将容器的体积扩大到2VL,再次达到平衡时，测得A的

浓度为0.6mo卜L」，下列有关判断正确的是()

A.x+yVz

B.平衡向正反应方向移动

C.B的浓度比第1次平衡时大

D.C的体积分数比第1次平衡时低

【答案】D

【解析】保持温度不变，将容器的体积扩大两倍，如平衡不移动，A的浓度为0.5mol/L,小于实

际A的浓度变为说明平衡向生成A的方向移动，即向逆反应移动，则反应为气体分子减小的

反应。A项，反应为气体分子减小的反应，x+y>z,A错误；B项，平衡向生成A的方向移动，即向逆

反应移动，B错误；C项，容器的体积扩大两倍，物质的浓度均减小，C错误；D项，平衡向牛.成A的

方向移动，即向逆反应移动，使得C的体积分数比第1次平衡时低，D正确；故选D。

9.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()

A.向盛有HQ?溶液的试管中滴入几滴FeCh溶液，迅速产生大量气泡

B.打开可乐瓶盖后看到有大量气泡逸出

C.由2NO2(g)=^^04馆)组成的平衡体系，加压后颜色加深

D.工业上选择500C,30Mpa的条件下合成氨

【答案】B

【解析】A项，向盛有H?O?溶液的试管中滴入几滴FeCh溶液，迅速产生大量气泡是因为FeCh作

催化剂，加快H2O2分解的速率，不能用勒夏特列原理解释，A项不符合题意；B项，可乐瓶中存在可

逆过程2co3(叫)，打开可乐瓶盖后，减小压强，该平衡逆向移动，观察到有大量

气泡逸出，能用勒夏特列原理解释，B项符合题意；C项，庄2N5(g)=N2O4(g)组成的平衡体系，

加压后，平衡正向移动，但由于体积减小，NO2的浓度增大，颜色加深，不能用勒夏特列原理解释,

C项不符合题意；D项，工业合成氨的反应为N2(g)+3%(g)=^2NH3(g)升高温度平衡逆向移

动，工业上选择500C不选择低温的原因是催化剂铁触媒在500。。左右时的活性最大、反应速率较快，

增大压强平衡正向移动，工业上选择30Mpa不选择更高压强的原因是压强越大，对材料的强度和设备

的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益，不能

用勒夏特列原理解释，D项不符合题意；故选B。

10.下列说法不•正•确•的是()

A.pH=12的Na2c0-3溶液中，水电离出的GOHR.OxKFmoLL」

B.将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释成pH=5的溶液，福酸所需加入的水量多

C.向氨水中逐滴滴入盐酸至溶液的pH=7,则混合液中：c(NHr)=c(0)

D.pH=13的NaOH溶液与pH=l的醋酸溶液等体积混合后所得溶液的pH>7

【答案】D

【解析】A项，强碱弱酸盐促进水的电离，pH=12的Na2c溶液中，水电离出的

107s

c(OH)=氤A正确；B项，醋酸为弱酸，加水稀释促进弱酸电离，所以要使pH相等的

盐酸和醋酸稀释后溶液的pH仍然相等，醋酸加入水的量多，故B正确；C项，向氨水中逐滴滴入盐酸

至溶液的pH=7,则c(H+尸c(OH-),由电荷守恒可知c(CT)+c(OH—)=c(H+)+c(NH「)，则混合液中

c(NH.r)=c(Cl),故C正确；D项，醋酸为弱酸，部分电离，pH=13的NaOH溶液与pH=l的醋酸溶液等体

积混合后所得溶液呈酸性，pHpH>77,故D错误；故选D。

11.常温下，溶液中由水电离产生的dHi)=l.0xlOUmol-L」，则溶液中一定可以大量共存的离子组

是()

A.K\Na\Cl、NO.vB.K\Na\［Al(OH)j、NO3

22

C.K+、AP+、CO3\SO4D.Na\NH4\Cl、NOy

【答案】A

【解析】常温下，溶液中由水电离产生的c(H》c(OH)=1.0xl0UmolLL溶液的pH=3或pH=l1。

A项，K+、Na\CKNO3-之间互相不反应，能大量共存，A正确；B项，［A1(OH)41•在酸性条件下能发

生［A1(OH)J+4H+=AF++4H2O反应，不能大量共存，B错误；C项，AP+在碱性条件下能发生反应，不

能大量共存，COF在酸性条件下不能大量共存，AP+、CO、--发生双水解不能大量共存，C错误；D项,

NHJ在碱性条件下不能大量共存，D错误；故选A。

12.在淀粉一KI溶液中存在下列平衡：k(叫)+haq)=^b(aq)。测得不同温度下该反应的平衡

常数K如下表所示：下列说法正确的是()

T℃515253550

K1100841689533409

A.反应k(叫)+I(aq)h(aq)的AH>0

B.其他条件不变，升高温度，溶液中c<k)减小

c(i)c(r)

C.该反应的平衡常数表达式为K=0:)

Uh)

D.25c时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K大于689

【答案】B

【解析】A项，由表中数据可知，温度越大平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动,

故正反应方向为放热反应，即△H<0,A错误；B项，升高温度平衡向逆反应方向移动，溶液中c(k)减

小，B正确；C项，平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；该反应

Uh)

的平衡常数表达式为错误；项，加入固体，平衡向右移动，但平衡常数只受温度

K=C([2)C(I)CDKI

影响，与物质的浓度无关，故加入少量KI固体，平衡常数K不变，D错误；故选B。

13.下列说法正确的是()

A.已知CO的燃烧热为283kJ-moE,Jillj2C0(g)+O2(g)=2CO2(g)AH=-283kJmol'

B.已知12H2s(g)^^2H2(g)+S?(g),平衡后保持恒温恒压通入Ar,平衡正向移动，出的浓度增

大

C.一定条件下，苯乙快(Ph-OCH)可与HQ发生加成反应，得到产物a和b,反应过程中物质转

化关系与能量变化如图所示，平衡后产物占比：a<b

D.已知TiCh(s)+2C(s)+2C12(g)=^TCL(g)+2CO(g),及时分离TiCL可缩短达到平衡的时间

【答案】C

【解析】A项，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成指定产物的反应热，CO的燃烧热对应反应为:

CO(g)+yO2(g)=CO2(g)A/7=-283kJmol',A错误；B项，恒温恒压通入Ar,容器体积增大，各气体分

压减小，平衡向气体分子数增大的正向移动，但Hz浓度因体积增大而减小，B错误；C项，由能量图

可知产物b能量低于a,能量越低越稳定，平衡时更稳定的产物b占比更大，即a<b,C正确；D项，分

离TiCL使平衡正向移动，但浓度减小使反应速率减慢，无法缩短达到平衡的时间，D错误；故选C。

14.将NaOH溶液滴加到己二酸(H?X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下

列叙述错误的是()

A.当混合溶液呈中性时，c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)

曲线N表示pH与1g噌?的变化关系

B.

<(H2X)

C.NaHX溶液中c(H')>c(OH)

D.K£HX)的数量级为105

【答案】A

【解析】己二酸为二元弱酸，在溶液中分步电离，以一级电离为主，电离常数KMHzX)二

c(H+)xc(HX)c(H,)xc(X2)c(HX­)C(X2)

二晨)、-但即£//，当溶液中氢离子浓度相同时，声,则山

c(HX-)c(X2-)

图可知，曲线N表示pH与电仙的变化关系,曲线M表示pH与电局的变化关系。A项,山图

c(X2-)

可知，当溶液pH=7时，吆吊荷>。，则溶液中c(X2-)>c(HX)故A错误；B项，曲线N表示pH与1g

2

局C(HX-)的变化关系，故B正确；C项,由图可知，当怆C(而X'亍)。时，溶液的pH约为54电离常数

+

Ka2(H2X)=c(H)=1.0x10以当也曙［=()时，溶液的pH约为4.4,甩离常数Ka/aXAUH')

C(H2X)

if)xIO-14

=1QxlQ96<KH

=1.Ox10-44y则NaHX的水解常数Kh=lOxlQ-44--a2(2X)~1.0xlO-^SNaHX

Kal(H2X)^

在溶液中的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性，溶液中c(H»c(OH)故C正确；D项，曲线M表示

c(X2-)c(X2-)

pH与电子彩的变化关系，当电乙大《二。时，溶液的pH约为5.4,电离常数Ka2(&X)=c(H卜)=10-，4

clHX1clHXI

数量级为13，故D正确；故选A。

15.下列方案设计、现象和结论都正确的是()

实验方案现象结论

常温下,用pH计测O.lmUU

ANaCN溶液和0.ImolLCH3coONaPH：前者》后者Ka(HCN)>KKCH3coOH)

溶液的pH

将2mL0.5molL-'CuCI溶液先加加热后溶液颜色变为黄绿?+

2[CU(H2O)4]+4C^——

B

热，然后再置于冷水中色，冷却后变为蓝绿色[CuClip+dHq的AHX)

用注射器吸入20mLNO2和N2O4的

混合气体的颜色比原来的增大压强使化学平衡2NO?(g)

C混合气体并密封，然后把注射器的

浅=NzOKg)右移

活塞往里推使管内气体容积减小

向2mL().1moHJAgNCh溶液中先

先产生白色沉淀再产生黄AgCl沉淀转化为A亚沉淀表明

D滴加2滴O.lmolUNaCl溶液，再

色沉淀K、p(Agl)VK印(AgCl)

滴加4滴O.lmolLKI溶液

【答案】B

【解析】A项，用pH计测等浓度的NaCN溶液和CH3c(X)Na溶液的pH,由于水解程度：CN>

CH3coO,溶液的pH：前者〉后者，则酸性：HCN<CH3C00H,Ka(HCN)<Ka(CH3C00H),A不符

合题意；B项，CuCb溶液中存在：[Cu(Hq)4F++4a=^[CuCld2-+4H2O,[Cu(HQ)4产为蓝色，

[CuQJ2一为黄色，加热后溶液颜色变为黄绿色，说明加热使平衡向正反应方向移动；冷却后溶液变为

蓝绿色，说明降温使平衡向逆反应方向移动，则该反应为吸热反应，AH>0,B符合题意：C项，管内

存在：2NO2(g)N2O4(g),把注射器的活塞往里推会使管内气体容积减小，NO2,N2O4的浓度均

比原来的大，混合气体的颜色比原来的深，由于管内压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的

颜色稍微变浅一些，但比最初时的深，C不符合题意；D项，题中所给的硝酸银溶液过量，两种沉淀

都能生成，不存在沉淀的转化过程，不能判断氯化银和碘化银的溶度积的大小，D不符合题意；故选

B。

第II卷(非选择题共55分)

二、填空题(本大题共4小题，共55分)

16.(14分)25C时，三种弱骏的电离平衡常数如下表所示。

名称醋酸亚硝酸草酸

化学式

CH3COOHHNO2H2C2O4

54

电离平衡常数1.8X1O-5.6x1aL产5.6x102,Ka2=1.5xlQ-^

（DO.lmolL^NaNO?性，（填“酸”、“碱”或“中”），其溶液中各离子浓度大小顺序

为o

（2）将pH和体积均相同的CH3coOH溶液和HNO?溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。

①曲线I代表溶液（填“HNCV或"NaOH"）。

②图中，4点水的电离程度__________（填“大于"、"小于"或''等于"）b点水的电离程度。

③若向上述CH3coOH和HNO2溶液中分别滴加等浓度的NaOH溶液，恰好中和时消耗NaOH溶液

体积分别为Vi和V?。则V|丫2（填"”、“<”或"="）。

（3）向H2c2O4溶液中加入少量的CH3coONa,写出该反应的离子方程式：,

（4）某实验小组探究某食用白醋中醋酸的准确浓度，在实验室用标准NaOH溶液对其进行滴定。

①如图表示25mL滴定管中液面的位置，A处的刻度为19,滴定管中液面读数应为

mLo

②为了减小实验误差，某同学用NaOH标准溶液进行了三次实验，假设每次所取白醋体积均为

VniL,三次实验结果记录如下：

实验次数第一次第二次第三次

消耗NaOH溶液体积/mL18.0216.3516.30

从上表可看出，第一次实验中记录消耗NaOH溶液的体积明显多于后两次，原因可能

是O

A.滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡

B.第一次滴定用的锥形瓶用白醋润洗

C.滴定结束时，俯视读数

D.NaOH标准液保存.时间过长，有部分变质，浓度降低

【答案】⑴碱(1分)c(Na+)>c(NO3)>c(OH)>aH")(2分)

(2)HNO2(2分)大于(1分)>(2分)

(3)H2C2O4+CH3COO=CH5COOH+HC2O4(2分)

(4)19.40(2分)AB(2分)

【解析】(OHNO?为弱酸，共有NaNCh为强碱弱酸盐，04mo卜L-1的NaNO2溶液中NCV离子水解溶

液显碱性，溶液中离子浓度大小为：aNa-)>c(N03-)>c、(0H)>c、(H)(2)①常温下pH和体积均相同

的HNO?和CH3coOH溶液分别稀释，pH变化较大的酸其酸性较强，根据电离平衡常数知，亚硝酸酸性

较强，根据图知I酸性较强，为HNO?；②酸抑制水电离，则酸中氢离子浓度越大，水的电离程度越小,

c(H+):a<b点，则水电离程度:a点〉b点，a点水的电离程度大于b点水的电离程度；③等体积等pH值的

CH3COOH溶液和HNCh溶液，酸的物质的量:n(CH3coOHAMHNCM，消耗碱的体积与酸的物质的量成

正比，则醋酸消耗的碱较多，即V|>V2；(3)由于H2c2O4的K*5.6xlO2大于9H3COOH的电离常数

1.8XKK,向H2c2(力溶液中加入少量的CH3c(X)Na,该反应的离子方程式为：H2C204+CHC0O

CH3COOH+HC2O4；(4)①如图表示25mL滴定管中液面的位置，A处的刻度为19,滴定管中液面读数

应为：19.40；②A项，滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束尖嘴部分充满溶液，导致氢氧化钠溶液的

体积偏大，故A正确；B项，第一次滴定用的锥形瓶用白醋润洗，锥形瓶预先用食用白醋润洗过，醋

酸的物质的量偏大，导致氢氧化钠溶液的体积偏大，故B正确；C项，实验结束时，俯视刻度线读取

滴定终点时NaOH溶液的体积，导致氢氧化钠溶液的体积偏小，故C错误；D项，该NaOH标准液保存

时间过长，有部分变质，浓度降低，如用酚肽为指示剂，最终产物不变，没有影响，故邛背误；故选

ABo

17.(14分)研究CO?的资源综合利用，对实现“碳达峰”和“碳中和重要意义。

⑴在CO2加氢合成CH30H的体系中，同时发生以下反应：

反应I.CO2(g)+3H2(g)CH30H(g)+H2O(g)\H{

1

反应II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=+41kJ-mol-

反应IU.CO(g)+2H2(g)^^CH.OH(g)AH3=-90kJmor«

反应1的AM二,该反应在__________(填“高温”、“低温”或"任意温度”)下能自发。

⑵向体积为比的密闭容器中，投入lmolCO2(g)和3molH?O(g),平衡时CO或CH.QH在含碳产物中

物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图：

80

%80

60线

、60

希

40裁

^20

40会

款10

2Im

0

225O335O0

50)())()4(

曰

涵m

已知反应II的反应速率V正=卜正«(302)232),V逆=Lc(CO)c(H2。)，k正、L为速率常数，c为物

质的量浓度。

①图中m代表的物质是。

②150~400℃范围内，随着温度升高，比0的平衡产量的变化趋势是__________o

③在p点时，若反应II的k逆二20L/（mol.s）,此时该反应的丫正=mol-L'-s1；

④已知气体分压=气体总压x气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数

Kp：p点时体系总压强为P。，反应n的Kp二__________（保留2位有效数字）。

⑤由实验测得，随着温度逐渐升高，混合气体的平均相对分子质量几乎又变回起始的状态，原因

是O

【答案】（1）-49kJ・mo「（2分）低温（2分）

（2）8（2分）先减小后增大（2分）0.16（2分）4.0x10-3（2分）

反应I、HI为放热反应，反应II为吸热反应，高温时主要发生反应II,反应H反应前后气体分子

数相等，所以气体平均相对分子质量基本不变（2分）

【详解】（1）I=II+IIIM»A//|=A//2+A//3=+41kJmol'+（-90kJ-mol1）=-49kJmol'；该反应正向

放热，正向体积减小燃减，当AGMAH-TASVO时T较小，则亥反应低温自发；

（2）反应【、in正向放热，反应n正向吸热，升高温度反应I、川逆向移动、反应n正向移动，则

CO的物质的量分数增大、甲醇的物质的量分数减小，m代表CO；升高温度反应I、川逆向移动、反

应II正向移动，根据二氧化碳的变化趋势可以推知水的平衡产量变化趋势为先减小后增大；P点二氧

化碳的转化率为20%,则二氧化碳变化物质的量为0.2mol,CO和CH30H的总物质的量为0.2mol；此时

CO的体积分数为20%,贝IJCO和CH30H质的量分别为0.04mol、0.16mol；在1L容器中有：

二

CO2(g)+3H2(g)(H2O(g)+CHQH(g)

起始mo]1300

变化molX3xXX

平衡mol1-x3-3xXX

士

CO2(g)+&(g)-H2O(g)+CO(g)

起始mol1-x3-3xX0

变化molyyyy

平衡mol1-x-y3-3x-yx+yy

CO(g)+2H2(g)uCHQH(g)

起始moly3-3x-yX

变化molz2zz

平衡moly-z3-3x-y-2zx+z

贝lJx+z=0.16、y-z=0.04,有x+y=0.2,贝lj3-3x-y-2z=3-(x+y)-2(x+z)=3-0.2-2x0.16=2.48,l-x-y=l-

(x+y)=0.8,则n(C()2)=(l-x-y)mol=0.8mol、n(H2)=(3-3x-y-2z)mo1=2.48mokn(H2O)=(x+y)mol=0.2mol>

()()4()2

n(CO)=0.04mol,p点为平衡点则v正=丫逆=k^c(CO)-c(H2O)=20xxmol/(L-s)=0.16mol/(L-s)%

0.040.2

------Pox——Po

Kp二点一彘一"4.()xio-3；反应【、in为放热反应，反应n为吸热反应，高温时主要发生反应II,

反应II反应前后气体分子数相等，所以气体平均相对分子质量基本不变。

18.(12分)氨是重要的化工产品，其生产流程如图(1)所示，合成原理为：N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol，请回答下列问题：

催化转

化器

液态N%

图(I)合成氨生产流程示意图

(1)已知：298K时相关物质的标准端数据如下表:

化学式N2(g)H2(g)NH3(g)

标准麻S/(Jmor'K-')191.2130.7192.8

计算合成氨反应的牖变AS=Jmor'K-',综合考虑焙变和牖变，合成氨反应在

条件下有利于反应自发进行。

(2)下列说法正确的是___________。

A.利用压缩机进行加压有利于更快更多的生产氨气

B.热交换器可以冷却进入的原料气，防止催化剂过热

C.当断裂ImolN三N键的同时生成2moiN-H键则说明合成氨反应已达平衡

D.通过使用催化剂和分离液态氨气等措施，可以提高反应的平衡转化率

(3)某学习小组在一恒容密闭容器中按照n(%)：n(N2)=3：1通入原料气模拟合成氨反应，测得容器

内压强变化如下表：

反应时间/min051015202530

压强/MPa16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60

用各物质的物质的量分数代替浓度(物质的量分数=该气体的物质的量:混合物总物质的量)，计算

反应的平衡常数K=。(保留3位有效数字)

(4)研究发现，合成氨反应的决速步为N?在催化剂表面的吸附，当原料气中n(%)：n(N?)=3：1时平

衡体系中NH,的物质的量分数最高。但实际工业牛.产中采用MH?)：n(N?)为2.8〜2.9,试分析原

因：。

(5)实际工业生产中，反应往往未达平衡时就将产物分离进行下一步操作。保持其他条件不变，合

成氨反应的速率以及平衡时体系中N&的物质的量分数随温度的变化曲线如图(2)和(3)。请在图(3)中

画出400〜600C时，经历相同时间后体系中氨气的物质的量分数示意图o

—1-----1-------->

400600温度/%：400600温度/。1

图⑵图⑶

【答案】⑴-197.7(2分)低温(2分)

(2)A(2分)(3)5.33(2分)

⑷原料气中氮气容易获得，适度过量有利于提高H2的转化率，N?在催化剂表面吸附为决速步骤,

合理占据活性位点，有利于提高整体反应速率(2分)

氨气

物

的

的

质

分

状

数（2分）

【解析】⑴反应N2(g)+3H?(g)2N%(g)的端变AS=(192.8x2-1912130.7x3)Jmo『・KT=

-197.7J.moP1.K'；根据AG=AH-TASV(的反应自发进行，而AHVO,ASV0,故合成氨反应在低温条

件下有利于反应自发进行：(2)A项，反应为气体体积缩小的反应，增大压强有利于反应正向进行，故

利用压缩机进行加压有利于更快更多的生产氨气，故A正确；B项，热交换器可以冷却进入的原料气,

降低温度平衡正向移动，提高转化率，故B错误；C项，当断裂ImolN三N键的同时生成2moiN・H键均

为指向正反应进行，无法确定正逆反应速率相等，不能说明合成氨反应已达平衡，故C错误；项，催

化剂不能使平衡移动，故不能通过使用催化剂提高反应的平衡转化率，故D错误；选A；⑶在一恒容

密闭容器中按照n(H.n(N2)=3：I通入原料气模拟合成氨反应，设两者物质的量分别为3moi和

ImuLNz转化率为x,根据三段式有：

N式g）+3H2（g）=2NH,（g）

开始/mol130

改变/molx3x2x

平衡/mol\-x3—3x2x

l-x+3-3x+2x12.60

气体物质的量之比等于压强之比，则有解得x=0.5,用、％、NR的物

1+316.80

质的量分别为().5mol、1.5mol、1mol,气体总物质的量为3mol,反应的平衡常数K二=5.33；

0.51.5

—x(—)X3

33

(4)研究发现，合成氨反应的决速步为N2在催化剂表面的吸附，当原料气中MH?)：n(N2)=3时平衡体系

中N%的物质的量分数最高。但实际工业生产中采用n(H2)：MN?)为2.8〜2.9,其原因为：原料气中氮

气容易获得，适度过量有利于提高H2的转化率，N?在催化剂表面吸附为决速步骤，合理占据活性位点,

有利于提高整体反应速率；(5)实际工业生产中，反应往往未达平衡时就将产物分离进行下一步操作。

保持其他条件不变，合成氨反应的速率以及平衡时体系中NHj的物质的量分数随温度的变化曲线如图

(2)和(3),随着反应的进行，氨气的物质的量分数增大，达平衡后，升高温度平衡逆向移动，氨气的

物质的量分数逐渐减小，故图⑶中画出4(X)〜axrc时，经历相同时间后体系中氨气的物质的量分数示

氨气

物

的

的

质

分

意图为:3：

数

400600温度

19.(15分)氮氧化物(NOx)是导致酸雨、光化学烟雾的主要污染物，其主要来源有汽车尾气和硝酸

工厂等。研究氮氧化物废气处理是国际环保主要方向之一，某科研团队利用CH」催化还原NOx技术处

理工业废气，反应原理如下：

反应①：CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

反应②：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

(1)已知反应①能量曲线如图所示，贝“molCHKg)还原NO(g)至N?(g),完全反应放出______kJ的热

量C

(2)一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中投入一定量的CH£g)和NO(g)发生反应①，能说明

该反应已经达到平衡状态的是______(填字母)。

A.混合气体的密度保持不变