2022年高三化学寒假作业5 新人教版选修4《化学反应原理》

2022年高三化学寒假作业5 新人教版选修4化学反应原理一、选择题（本题共7道小题）1.如图所示是298 K时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是() A该反应的热化学方程式为： N23H22NH3H92 kJ/molBa曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C加入催化剂，该化学反应的反应热改变D在温度、体积一定的条件下，若通入2 mol N2和6 molH2 反应后放出的热量为Q kJ，则184Q2.已知下列热化学方程式：H2（g）+O2（g）H2O（g）H1=a kJmol12H2（g）+O2（g）2H2O（g）H2=b kJmol1H2（g）+O2（g）H2O（l）H3=c kJmol12H2（g）+O2（g）2H2O（l）H4=d kJmol1下列关系式中正确的是（）Aac0 Bbd0 C2a=b0 D2c=d03.已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol-1Na2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s)O2(g)H266 kJmol-1根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是()ACO的燃烧热为283 kJB此图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)H532kJmol1DCO2(g)与Na2O2(s)反应放出549 kJ热量时，转移电子数为6.0210234.下列实验装置能达到实验目的是（）A B海水蒸馏 钾在空气中的燃烧C D测定中和热 牺牲阳极的阴极保护法5.一定量的稀硫酸跟过量铁粉反应，为了减缓反应速率，又不影响生产氢气的总量，可向稀硫酸中加入适量的（）ACH3COONa（固体） BNH4Cl（固体） CCuSO4（溶液） DBa（OH）2（固体）6.反应A（g）+3B（g）2C（g）+2D（g），在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是（）A（D）=0.4 mol/（Ls） B（C）=0.5 mol/（Ls）C（B）=0.6 mol/（Ls） D（A）=0.15 mol/（Ls）7.有关下列图象的分析错误的是（） A图可表示对平衡N2+3H22NH3加压、同时移除部分NH3时的速率变化B图中a、b曲线只可表示反应H2（g）十I2（g）2HI（g）在有催化剂和无催化剂存在下建立平衡的过程 C图表示室温下将各1 ml pH=2的HA、HB两种酸溶液加水稀释的情况若2a5，则两酸都为弱酸 D图中的y可表示将0.1 mol/L稀醋酸加水稀释时溶液导电能力的变化情况二、填空题（本题共3道小题）8.甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH4和H2O（g）为原料，通过反应和来制备甲醇请回答下列问题：（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反应室（容积为100L）中，在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）（）CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示已知100时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为 图中的p1 p2（填“”、“”或“=”），100时的平衡常数为 该反应的H 0，S 0（填“”、“”或“=”）（2）在压强为0.1MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）H0 （）若容器的容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是 （填序号）A升高温度B将CH3OH（g）从体系中分离出来C恒容下充入He，使体系的总压强增大D再充入a mol CO和3a mol H2为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中实验编号T（）n（CO）/n（H2）（MPa）11500.12n53350m5a表中剩余的实验数据：n= ，m=b根据反应的特点，如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线，请指明图2中的压强px= MPa 图1 图29.为倡导“节能减排”和“低碳经济”，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料乙醇。一定条件下发生反应：2CO2（g）+6H2（g） CH3CH2OH（g）+3H2O（g） H0。（1）在一定条件下，在20L密闭容器中按物质的量比为1:3充入CO2和H2，温度在450 K,n（H2）随时间变化如下表所示：在450、01 min，（CH3CH2OH）= _；此温度下该反应的化学平衡常数为 （结果保留三位有效数字）。（2）在5MPa下测得平衡体系中各物质的体积分数随温度的变化曲线如图所示：曲线乙表示的是 （填物质的化学式）的体积分数，图像中A点对应的体积分数b = %（结果保留三位有效数字）。（3）下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是_ A升高温度B将CH3CH2OH（g）及时液化抽出C选择高效催化剂D再充入l molCO2和3 molH2（4）25，101105Pa时，92g液态乙醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出2734 kJ的热量，写出表示乙醇燃烧的热化学方程式： 。（5）以石墨为电极，氢氧化钠、乙醇、水、氧气为原料，可以制成乙醇的燃料电池，写出发生还原反应的电极反应式： 。10.如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。（1）在组装好装置后，若要检验AE装置的气密性，其操作是先 和 ，然后微热A，察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有水柱形成说明装置气密性良好。（2）请用平衡移动的原理解释A中制取氨气的原理 。（3）装置B中盛放试剂是 。（4）关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗活塞，点燃C处酒精灯，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中 （答现象）；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式 。（5）当C中固体全部变红色后，关闭弹簧夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中固体质量。若反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g。通过计算确定该固体产物的成分是 。（6）在关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入F中，很快发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。写出产生白烟的化学方程式 。迅速产生倒吸的原因是 。试卷答案1.DA、该反应放出的能量大于吸收的能量，所以放热，书写热化学方程式必须标注物质的聚集状态，该热化学方程式未标注物质的状态，A错误；B. 催化剂能改变反应的路径，使发生反应所需的活化能降低，,b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线，错误；C.催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应热，C错误；D、反应是可逆反应，在温度、体积一定的条件下，通入2molN2和6molH2充分反应后放出的热量小于184kJ，大于2Q1，D正确；选D。2.C 考点：反应热的大小比较专题：化学反应中的能量变化分析：比较H的大小必须带着正负号比较；根据在放热反应中，H0，当反应物相同时，产物的能量越高，放出的热量越小，则H越大，反之成立；反应热的大小与计量数成比例；解答：解：A、反应和相比较，反应物相同，的产物的能量高比高，则放出的热量比少，a比c大，故A错误；B、氢气的燃烧是放热反应，即b和d均为负值，故B错误；C、反应是的二倍，故b=2a，而且燃烧放热，即b=2a0，故C正确；D、氢气的燃烧是放热反应，即c和d均为负值，故D错误；故选C点评：本题考查了反应热的大小比较，应注意的是比较H的大小必须带着正负号比较3.C4.B解：A图中蒸馏装置，冷水应从下口进入，冷却效果好，而图中下口流出热水，则操作不合理，故A错误；B在坩埚中可完成K的燃烧反应，图中实验操作合理，故B正确；C缺少环形玻璃搅拌棒，不能测定反应的最高温度，则不能测定中和热，故C错误；D由外加电源可知，Zn为阳极，Fe为阴极，Fe被保护，则该方法为外加电源的阴极保护法，故D错误；故选B5.A考点：化学反应速率的影响因素.专题：化学反应速率专题分析：Fe过量，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可减小氢离子的浓度，但不能改变氢离子的物质的量，以此来解答解答：解：A加CH3COONa（s），与硫酸反应生成醋酸，氢离子浓度减小，物质的量不变，则减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，故A正确；B加NH4Cl（s），在溶液中水解生成氢离子，则生成氢气增多，故B错误；C加入硫酸铜，铁置换出铜，形成原电池反应，反应速率增大，故C错误；D加入Ba（OH）2固体，与硫酸反应，氢气总量减少，故D错误故选A点评：本题考查影响反应速率的因素，为高考常考考点，注意Fe过量，生成氢气由硫酸决定，把握浓度对反应速率的影响即可解答，题目难度不大6.B考点：化学反应速率和化学计量数的关系.专题：化学反应速率专题分析：反应速率的单位相同，用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，数值大的反应速率快解答：解：反应速率的单位相同，用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，数值大的反应速率快A、（D）/2=0.2 mol/（Ls）B、v（C）/2=0.25mol/（Ls），C、v（B）/3=0.2mol/（Ls），D、v（A）/1=0.15mol/（Ls），所以反应速率v（C）v（B）v（D）v（A）故选：B点评：比较反应速率常用的两种方法：（1）归一法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一物质的反应速率，再较小比较（2）比值法：用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，数值大的反应速率快比较反应速率时注意（1）反应速率的单位要相同（2）单位时间内反应物或生成物的物质的量变化大，反应速率不一定快，反应速率是用单位时间内浓度的变化量来表示的7.B考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡；催化剂的作用；化学反应速率与化学平衡图象的综合应用分析：A、对平衡N2+3H22NH3加压、同时移除部分NH3时，v正先增大后减小，v逆先减小后增大；B、反应H2（g）十I2（g）2HI（g）反应前后气体体积不变，减小容器体积与加入催化剂效果相同；C、强酸溶液的体积每增大10n倍，酸溶液pH增大n；D、O.1 mol/l稀醋酸加水稀释时溶液中离子浓度减小解答：解：A、对平衡N2+3H22NH3加压、同时移除部分NH3时，平衡正向移动，v正先增大后减小，v逆先减小后增大，与图象符合，故A正确；B、图中a、b曲线除可表示反应H2（g）十I2（g）2HI（g）在有催化剂和无催化剂存在下建立平衡的过程，还可以表示压强不同时建立平衡的过程，故B错误；C、HA、HB两种酸溶液加水稀释103倍，其pH变化小于3，说明两酸都为弱酸，故C正确；D、稀醋酸加水稀释时溶液中离子浓度减小，溶液导电能力减弱，故D正确故选B点评：本题考查了化学反应速率图象、外界条件对平衡建立过程的影响图象、加水稀释溶液时pH和离子浓度的变化，题目难度不大8.（1）0.0030molL1min1；2.25104；，；（2）BDn=150，；0.1考点：化学平衡建立的过程；化学平衡的影响因素；化学平衡的调控作用专题：化学平衡专题分析：（1）根据v=计算氢气的平均反应速率；该反应是反应前后气体体积增大的反应，相同温度下，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，根据甲烷的转化率确定压强大小；平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比；一定压强下，升高温度平衡向吸热反应方向移动，根据转化率判断反应热；反应前后，气体的物质的量越大，其熵变越大；（2）容器容积不变，增加甲醇产率，平衡向正反应移动，根据外界条件对平衡的影响分析采取控制变量法，探究合成甲醇的温度和压强的适宜条件，据此判断n、m的值根据定一议二原则，定温度同，再比较压强，即作垂直x轴的辅助线，比较平衡时CO的转化率，由此判断解答：解：（1）根据v（H2）=3v（CH4）=3=0.0030molL1min1，故答案为：0.0030molL1min1；根据化学方程式可以得出，增大压强，化学平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，可以去200来分析，发现甲烷的转化率是p1时大于p2时的，所以P1P2，CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）初始浓度：0.01 0.02 0 0 变化浓度：0.005 0.005 0.005 0.015平衡浓度：0.005 0.015 0.005 0.015100时平衡常数=（mol/L）2=2.25104 （mol/L）2，故答案为：；2.25104；一定压强下，升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应，所以H0；正反应是气体物质的量增大的反应，气体的物质的量越多，其熵越大，所以S0，故答案为：，；（2）A、该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，甲醇的产率降低，故A错误；B、将CH3OH（g）从体系中分离，产物的浓度降低，平衡向正反应移动，甲醇的产率增加，故B正确；C、充入He，使体系总压强增大，容器容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，甲醇的产率不变，故C错误；D、再充入amol CO和3amol H2，可等效为压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，甲醇的产率增加，故D正确故选：BDA、采取控制变量法，探究合成甲醇的温度和压强的适宜条件，所以温度、压强是变化的，应保持不变，所以m=，比较使用1、2，压强不同，所以温度应相同，故n=150，故答案为：n=150，；温度相同时，作垂直x轴的辅助线，发现压强为Py的CO的转化率高，反应为前后体积减小的反应，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，所以PxPy，所以压强Px=0.1MPa故答案为：0.1点评：本题考查化学反应速率、平衡常数、化学平衡计算、化学平衡的影响因素及读图能力等，综合性较大，难度中等，知识面广，应加强平时知识的积累注意控制变量法与定一议二原则应用9.答案： （1）00167mol/（Lmin） 622 （2）CO2 188 （3）BD （4）CH3CH2OH（l）+ 3O2（g） CO2（g）+2H2O（l） H-1367kJmol-1 （5）O22H2O4e-4OH试题解析：（1）由表中数据可知，01min内，n（H2）=8mol6mol=2mol，则v（H2）=c（H2）/t=n（H2）/Vt01mol/（Lmin），由速率之比等于计量系数之比可知v（H2）：（CH3CH2OH）=6：1，则（CH3CH2OH）=v（H2）mol/（Lmin）=00167mol/（Lmin）；由表中数据可知，H2起始投入量为8mol，在20L密闭容器中，CO2和H2的投料比为1:3，则CO2起始投入量为8/3mol，3min后反应达平衡，建立三段式过程分析： 2CO2（g） + 6H2（g） CH3CH2OH（g）+3H2O（g）起始量（mol/L）013 0400转化量（mol/L）005 015 0025 0075平衡量（mol/L）008 025 0025 0075则平衡常数K= =622；（2）该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡时CO2与H2的含量增大，CH3CH2OH与H2O的含量降低，可知甲、乙为反应物，平衡逆向移动过程中H2和CO2按比例（3：1）增加，甲的含量高于乙，可知曲线乙表示的是CO2；丙、丁为生成物，反应开始时H2与CO2按3:1的量进行投料，故生成乙醇与水的物质的量比为1:3，即水的含量是乙醇含量的3倍，可知曲线丙、丁分别表示的是H2O，CH3CH2OH；A点为曲线乙和丙的交点，说明平衡时CO2、H2O的体积分数相同，可知两者体积也相同，设CO2、H2O的体积都是V，根据投料比有：V（H2）=3V（CO2）=3V，且V（CH3CH2OH）=1/3V（H2O）=1/3V，故V总=V+V+3V+1/3V=16V/3，所以A点对应的体积分数为：V/（16V/3）100%188%。（3）A项，放热反应，升高温度平衡逆向移动，错误；B项，移去CH3CH2OH，生成物浓度减小，平衡正向移动，正确；C项，催化剂只能改变反应的速率，对平衡移动无影响，错误；D项，恒容容器中再充入lmolCO2和3molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，正确；（4）25，101105Pa时，92g液态乙醇物质的量为02mol，完全燃烧，当恢复到原状态时，放出2734kJ的热量则1mol乙醇完全燃烧恢复到原状态时放出的热量为：2734kJ5=1367kJ，故该反应的热化学方程式为：CH3CH2OH（l）+ 3O2（g） CO2（g）+2H2O（l） H-1367kJmol-1；（5）乙醇的燃料电池中，燃料乙醇为负极，发生失电子的氧化反应，氧气是正极，发生得电子的还原反应，在碱性环境下，电极反应式为：O22H2O4e-4OH；10.（1）关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1 (1分)向E中加水至浸没长导管末端（1分）（2）固体生石灰溶于浓氨水后，吸水，放出大量的热促使NH3挥发，溶液中OH浓度增加，都促使NH3+H2ONH3H2ONH4+OH向生成NH3移动，加快氨气逸出。 （3）碱石灰（1分）（4）有气泡冒出并产生白色沉淀；2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O（5）Cu2O、Cu（6）3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸【知识点】实验探究 实验基本操作解析：（1）用微热法检查装置的气密性必须形成封闭的体系，所以要先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1；（2）固体生石灰溶于浓氨水后，吸水，放出大量的热促使NH3挥发，溶液中OH浓度增加，都促使NH3+H2ONH3H2ONH4+OH向生成NH3移动，加快氨气逸出。（3）B是干燥NH3的装置，干燥NH3需使用碱性干燥剂，可以使用碱石灰；（4）装置E中盛有溶有足量二氧化硫的氯化钡溶液，是处理尾气NH3的装置，未反应的氨气与二氧化硫生成亚硫酸铵，再与氯化钡发生复分解反应生成亚硫酸钡，出现白色沉淀； C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成红色的Cu、N2和H2O ，反应的方程式为：2NH33CuO3CuN23H2O；（5）假设16g氧化铜全部还原为铜2NH33CuO3CuN23H2O； 减少240g 192g 48g16g m解得m=(16g48g)/240g=3.2g2.4g，因C中固体全部变红色，所以固体产物的成分是Cu2O和Cu；（6）关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，Cl2可将NH3氧化为N2，同时生成的HCl会和NH3反应生成NH4Cl，产生白烟现象，3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl ；盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸。【思路点拨】本题考查了实验探究，涉及基本操作、氧化还原反应原理、化学计算等，综合性强。