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提分小卷3　6+化学反应原理
1.A　由题图可知,步骤ⅱ→ⅲ的活化能最大,反应速率最小,所以步骤ⅱ→ⅲ为决速步,故A正确;使用催化剂可以降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,故B错误;基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态,这个状态称为过渡态,由题图可知,该反应过程中有2个过渡态,所以有2个基元反应,故C错误;升高温度,反应物分子中活化分子的百分数增加,故D错误。
2.C　该装置同时可以获得烧碱,则钠离子应与氢氧根离子结合,若为质子交换膜,则钠离子与正极生成的氢氧根离子不能接触,无法得到NaOH,故A错误;由装置信息可知,乙电极上氧气得电子,则甲电极上HCOONa失电子生成碳酸,电极反应为HCOO--2e-+H2OH2CO3+H+,故B错误;电池在工作时,乙电极发生反应O2+2H2O+4e-4OH-,电极附近溶液氢氧根离子浓度增大,pH增大,故C正确;由电极反应可知,转移 4 mol 电子正极消耗1 mol氧气,负极生成2 mol碳酸,则单位时间内甲电极产生的H2CO3与乙电极消耗的O2物质的量之比为2∶1,故D错误。
3.B　a、c点反应时间相同,a点脱氮率高,0~10 min a点的平均反应速率大,A错误;催化剂Y在150 ℃左右有很高的脱氮率,因此催化效果好,B正确;b点不一定是平衡状态,因此无法计算230 ℃时反应②的平衡常数,C错误;c点之后,温度升高脱氮率降低的原因可能是平衡逆向移动,也可能是催化剂X在高温下失去活性,所以c点之后,曲线上的反应不一定达到平衡状态,D错误。
4.D　由题图可知,Fe+参与第一步反应,在最后一步反应中又生成,是该反应的催化剂,故A正确;由题图可知,部分C2H6被氧化为CH3CH2OH,CH3CH2OH是该反应的副产物,故B正确;该主反应的反应物是C2H6和N2O,生成物是CH3CHO、N2和H2O,碳元素由-3价升高到-1价,氮元素由+1价降低为0价,根据得失电子守恒可得该合成乙醛的反应为C2H6+2N2OCH3CHO+2N2+H2O,故C正确;C2H5OH是副反应的产物,对主反应平衡无影响,及时分离出CH3CHO,才有利于提高CH3CHO的产率,故D错误。
5.B　Kh(HS)==≈6.5×10-13<(H2SO3)=1.02×10-7,说明HS的电离程度大于其水解程度,所以c(S)>c(H2SO3),A错误;亚硫酸钠溶液中存在水解平衡,S+H2OHS+OH-、HS+H2OH2SO3+OH-,第一步水解平衡对第二步水解平衡起到抑制作用,c(H2SO3)几乎可以忽略不计,将Na2SO3溶液由0.100 mol·L-1稀释到0.050 mol·L-1的过程中,水解平衡均向右移动,c(H2SO3)几乎不变,B正确;吸收烟气后的溶液为Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,根据元素守恒有c(Na+)<2c(S)+2c(HS)+2c(H2SO3),C错误;有沉淀产生,因此上层清液为CaSO3的饱和溶液,则c(S)=,D错误。
6.C　pH越大,N2H4越多,所以曲线Ⅰ代表的粒子是N2,曲线Ⅱ代表的粒子是N2,曲线Ⅲ代表的粒子是N2H4,A正确;pH=7时,根据题图可知,c(N2)>c(N2H4)>c(N2),B正确;根据交点a可知,c(N2)=c(N2),(N2H4)==c(OH-)==10-13.74,C错误;根据电荷守恒可知,c(N2)+2c(N2)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),b点时溶液中存在c(N2H4)=c(N2),所以溶液中存在c(N2H4)+c(N2)+c(N2)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),
D正确。
7.【答案】 (1)-746.0　低温
(2)①AB
②Ⅰ　该反应为放热反应,温度越高,NO(g)的平衡转化率越小
③>
④
【解析】 (1)根据盖斯定律可知,反应3=反应1×2-反应2,即ΔH3=2×ΔH1-ΔH2=2×(-283.0 kJ·mol-1)-(+180.0 kJ·mol-1)=-746.0 kJ·mol-1;反应3为反应前后气体分子数减小的放热反应,且ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0,反应可自发可知,反应3自发进行的条件是低温。
(2)①反应4为反应前后气体分子数减小的放热反应,容器为恒压容器。随着反应进行,容器的容积发生变化,容器中物质的质量不变,则密度是变量,当密度不变时,反应达到平衡状态,A正确;随着反应进行,一氧化氮逐渐被消耗,当其浓度不变时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B正确;根据化学方程式可知,当v正(NO)=2v逆(N2)时,反应达到平衡状态,C错误;始终不变,故当不变时,不能证明反应达到平衡状态,D错误。
②反应4为反应前后气体分子数减小的放热反应,当温度升高时,平衡逆向移动,一氧化氮的平衡转化率减小,则表示=1时NO的平衡转化率随温度T的变化关系的曲线是Ⅰ,理由是该反应为放热反应,温度越高,NO(g)的平衡转化率越小。
③反应4为放热反应,温度升高,平衡常数减小,则a、d两点对应的平衡常数大小比较为Ka>Kd。
④b点对应的=4,NO的平衡转化率为80%,设起始时H2(g)和NO(g)的物质的量分别为4 mol、1 mol,列三段式,
　　　　　　2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)
起始/mol 4 1 0 0
变化/mol 0.8 0.8 0.4 0.8
平衡/mol 3.2 0.2 0.4 0.8
平衡时,容器中的气体的总物质的量为4.6 mol,H2(g)、NO(g)、N2(g)、H2O(g)的分压分别为×p0 kPa、×p0 kPa、×p0 kPa、×p0 kPa,b点对应条件下的压强平衡常数Kp=。(选择题,每小题5分)
1.基元反应过渡态理论认为,基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态,这个状态称为过渡态(TS)。某反应在催化剂作用下的反应过程如图所示,下列说法正确的是(　　)
[A]步骤ⅱ→ⅲ为决速步
[B]使用催化剂降低了反应的焓变
[C]基于上述理论,该反应过程中包含4个基元反应
[D]升高温度,反应物分子中活化分子的百分数不变
2.甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池,提供电能的同时可以获得烧碱,其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
[A]CEM隔膜为质子交换膜
[B]甲电极为电池负极,电极反应为HCOO--e-+H2OH2CO3+H+
[C]电池在工作时,乙电极附近溶液pH增大
[D]单位时间内甲电极产生的H2CO3与乙电极消耗的O2物质的量之比为4∶1
3.(2025·辽宁沈阳模拟)利用焦炭处理NOx涉及的主要反应如下:
①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0;
②2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0。
向容积为2 L的恒容密闭容器中通入2 mol NO、1 mol O2和适量焦炭,分别在X、Y两种不同催化剂作用下发生反应,10 min后测得脱氮率(即NOx的转化率)随温度变化的关系如图所示。
下列说法正确的是(　　)
[A]0~10 min的平均反应速率:c>a
[B]150 ℃左右,催化剂Y的催化效果好
[C]230 ℃时,反应②的平衡常数为
[D]c点之后,曲线上的反应均达到平衡状态
4.乙醛是一种重要的二碳试剂,其某种合成机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]Fe+是该反应的催化剂
[B]C2H5OH是合成过程中的副产物
[C]该合成乙醛的反应为C2H6+2N2OCH3CHO+2N2+H2O
[D]及时分离出C2H5OH,有利于提高CH3CHO的产率
5.(2025·四川自贡一模)室温下,用0.100 mol·L-1 Na2SO3溶液吸收SO2的过程如图所示。已知(H2SO3)=1.54×10-2,(H2SO3)=1.02×10-7。下列说法正确的是(　　)
[A]0.100 mol·L-1 NaHSO3溶液中存在:c(S)[B]将0.100 mol·L-1 Na2SO3溶液稀释到0.050 mol·L-1,c(H2SO3)几乎不变
[C]吸收烟气后的溶液中:c(Na+)>2c(S)+)+2c(H2SO3)
[D]沉淀得到的上层清液中:c(S)<
6.N2H4的水溶液呈碱性,其电离方程式可表示为N2H4+H2ON2+OH-、N2+
H2ON2+OH-。常温下,用N2H4的水溶液滴定盐酸,滴定过程中三种含氮粒子的物质的量分布系数δ[如:δ(N2H4)=]与溶液pH的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]曲线Ⅰ代表的粒子是N2
[B]pH=7时,c(N2)>c(N2H4)>c(N2)
[C](N2H4)=10-7.94
[D]b点时溶液中存在:c(N2H4)+c(N2)+c(N2)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)
温馨提示:此系列题卡,非选择题每空2分
7.(14分)CO、NOx(主要指NO和NO2)均是大气主要污染物。有效去除大气中的CO、NOx是环境保护的重要课题。
已知反应1:CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
反应2:N2(g)+O2(g)2NO(g)　 ΔH2=+180.0 kJ·mol-1
反应3:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH3
反应4:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH4<0
回答下列问题。
(1)计算ΔH3=　　　　kJ·mol-1,反应3自发进行的条件是　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)向密闭容器中充入一定量的H2(g)和NO(g),保持总压为p0 kPa,发生反应4,当=1时NO的平衡转化率随温度T以及T3 K下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图所示。
①能表示此反应已经达到平衡状态的是　　　(填字母)。
A.气体的密度保持不变
B.NO的浓度不变
C.2v正(NO)=v逆(N2)
D.保持不变
②表示=1时,NO的平衡转化率随温度T的变化关系的曲线是　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③a、d两点对应的平衡常数大小比较为Ka　 　(填“>”“<”或“=”)Kd。
④b点对应条件下的压强平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　　　　(Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。

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