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專題51 高考試題中催化劑的考查 1．下列關(guān)于催化劑的說法，正確的是(　　) A．催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) B．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率 C．任何化學(xué)反應(yīng)，都需要催化劑 D．電解水時，往水中加少量NaOH，可使電解速率明顯加快，所以NaOH是這個反應(yīng)的催化劑 【答案】B 【解析】 試題分析：在電解水時，加少量NaOH，可增大水中離子濃度，增強水的導(dǎo)電性，NaOH并沒有改變反應(yīng)機理，故不是催化劑。另外，有些反應(yīng)是不需要催化劑的，如中和反應(yīng)等，所以答案選B。 2．下列關(guān)于催化劑的說法，正確的是 A．催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) B．在化學(xué)反應(yīng)前后催化劑性質(zhì)和質(zhì)量都不改變 C．催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率 D．在化學(xué)反應(yīng)過程中，催化劑能提高轉(zhuǎn)化率 【答案】B 3．2010年諾貝爾化學(xué)獎授予理查德赫克等三位科學(xué)家，以表彰他們在“鈀催化交叉偶聯(lián)”方面的研究。下面關(guān)于催化劑的說法正確的是( ) A．催化劑只改變反應(yīng)的正反應(yīng)速率 B．催化劑通過升高反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率 C．催化劑能夠改變反應(yīng)的反應(yīng)熱 D．催化劑不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 【答案】D 【解析】A．催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率，故A錯誤；B．催化劑在化學(xué)反應(yīng)中降低反應(yīng)的活化能，故B錯誤；C．反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始末狀態(tài)有關(guān)，與催化劑不能改變反應(yīng)熱，故C錯誤；D．催化劑不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，則不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故D錯誤． 4．下列關(guān)于催化劑的說法，正確的是 A． 催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) B． 催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變 C． 催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)速率 D． 任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑 【答案】B 【解析】A. 催化劑不能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，A錯誤；B. 催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變，B正確；C. 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，C錯誤；D. 不一定每個化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑，D錯誤。 5．下列關(guān)于催化劑說法正確的是 A．任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑 B．催化劑能使不反應(yīng)的物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng) C．催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變 D．電解水時加少量的NaOH做催化劑，可使電解速率加快 【答案】C 6．如圖為某烯烴在催化劑作用下發(fā)生加成反應(yīng)的能量變化圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是 A．催化劑能降低該反應(yīng)的活化能 B．催化劑能改變該反應(yīng)的焓變 C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) D．由圖可知，在催化劑作用下，該反應(yīng)不是一步完成的 【答案】B 【解析】B．催化劑能改變該反應(yīng)的活化能，正催化劑主要是降低了反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時所需要的活化能，但不能改變反應(yīng)的焓變，錯誤； 7．已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快，下圖表示在不同催化劑作用下其能量隨反應(yīng)進程的變化示意圖。下列說法正確的是（ ） A．加入催化劑，可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率 B．a(chǎn)表示的催化劑效率高于b表示的催化劑效率 C．改變催化劑，既能改變反應(yīng)熱，也能改變活化能 D．該反應(yīng)可自發(fā)進行 【答案】D 8．已知：2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) △H=+Q kJmol，下圖為該反應(yīng)在不同初始濃度的N2和不同催化劑I、Ⅱ作用下（其他條 件相同），體積為2L的密閉容器中n(NH3)隨反應(yīng)時間的變化曲線，下列說法正確的是 A． 0～6h內(nèi)，催化劑I的催化效果比催化劑Ⅱ的好 B． a點時，催化劑I、Ⅱ作用下N2的轉(zhuǎn)化率相等 C． 0～5h內(nèi)，在催化劑I的作用下，O2的反應(yīng)速率為0.12mol/(Lh) D． 0～12h內(nèi)，催化劑Ⅱ作用下反應(yīng)吸收的熱量比催化劑I的多 【答案】D 9．某化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（ ） A．該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=E2-E1 B．a(chǎn)、b分別對應(yīng)有催化劑和無催化劑的能量變化 C．催化劑能降低反應(yīng)的活化能 D．催化劑能改變反應(yīng)的焓變 【答案】C 【解析】A、根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=E1－E2，A不正確；B、催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，則a、b分別對應(yīng)無催化劑和有催化劑的能量變化，B不正確，選項C正確；D、催化劑不能改變反應(yīng)的焓變，焓變只與反應(yīng)物和生成物總能量的相對大小有關(guān)系，D不正確。 10．在催化劑作用下，H2O2發(fā)生分解，其反應(yīng)能量隨反應(yīng)的進程變化如下圖： 下列說法正確的是 A．H2O2分解反應(yīng)的△H＞0 B．催化劑的加入使反應(yīng)的熱效應(yīng)減小 C．催化劑的加入提高了H2O2的分解率 D．催化劑通過改變反應(yīng)歷程、降低反應(yīng)的活化能來提高H2O2分解速率 【答案】D 11．下列說法正確的是( ) A． NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57kJ?mol?1，能自發(fā)進行，原因是△S>0 B． 常溫下，放熱反應(yīng)一般能自發(fā)進行，吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進行 C． 焓變或熵變均可以單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù) D． 在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向 【答案】A 【解析】A、反應(yīng)焓變大于0，熵變大于0，反應(yīng)向熵變增大的方向進行， NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57kJ?mol?1，能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向，A正確； B、某些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行，根據(jù)△H-T△S<0分析，△H>0，△S<0，常溫下可以△H-T△S<0，如氫氧化鋇晶體和氯化銨反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)，常溫下可以蒸發(fā)進行，B錯誤； C、根據(jù)反應(yīng)自發(fā)進行的判斷根據(jù)△H-T△S<0分析，反應(yīng)自發(fā)進行需要焓變、熵變和溫度共同決定，C錯誤； D、催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，使用催化劑不可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向，D錯誤。 12．反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的熱量，該反應(yīng)的速率表達式為v=kcm(NO)cn(H2)（k、m、n待測），其反應(yīng)包含下列兩步：①2NO+H2=N2+H2O2（慢）②H2O2+H2=2H2O（快），T℃時測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下： 序號 c(NO)/mol?L-1 c(H2)/mol?L-1 速率/mol?L-1?min-1 Ⅰ 0.0060 0.0010 1.810-4 Ⅱ 0.0060 0.0020 3.610-4 Ⅲ 0.0010 0.0060 3.010-5 Ⅳ 0.0020 0.0060 1.210-4 下列說法錯誤的是 A． 整個反應(yīng)速度由第①步反應(yīng)決定 B． 該反應(yīng)速率表達式：v=5000c2(NO)c(H2) C． 正反應(yīng)的活化能：①<② D． 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g) △H=-664kJ?mol-1 【答案】C 【解析】A．①2NO+H2═N2+H2O2(慢)，②H2O2+H2═2H2O(快)，反應(yīng)歷程中反應(yīng)慢的決定反應(yīng)速率，整個反應(yīng)速度由第①步反應(yīng)決定，故A正確；B．比較圖表中Ⅰ、Ⅱ組數(shù)據(jù)，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大一倍，根據(jù)Ⅲ、Ⅳ組數(shù)據(jù)，H2濃度不變，NO濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大到4倍，據(jù)此得到速率方程，v=kc2(NO)?c(H2)，依據(jù)Ⅰ中數(shù)據(jù)計算k=5000，則速率方程v=5000c2(NO)?c(H2)，故B正確；C．反應(yīng)①難以進行，說明反應(yīng)的活化能高，正反應(yīng)的活化能一定是①＞②，故C錯誤；D．反應(yīng) 2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的熱量，生成28gN2放熱664KJ，熱化學(xué)方程式為：2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-664kJ?mol-1，故D正確。 13．以反應(yīng) 5H2C2O4+2MnO4 -+6H＋ = 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O 為例探究“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實驗時，分別量取 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4溶液，迅速混合并開始計時，通過測定溶液褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。下列說法不正確的是 A． 實驗①、 ②、 ③所加的H2C2O4 溶液均要過量 B． 實驗①和實驗②是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實驗②和③是探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 C． 實驗①和②起初反應(yīng)均很慢，過了一會兒速率突然增大，可能是生成的Mn2+對反應(yīng)起催化作用 D． 若實驗①測得 KMnO4溶液的褪色時間為40s，則這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率 v(KMnO4)= 2. 510-4 molL-1s-1 【答案】D 14．某溫度時，在0.5L密閉容器中，某一反應(yīng)的A、B氣體物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析求得： （1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________； （2）若降低溫度，v（逆）__；（填“加快”“減慢”或“不變”） （3）第4min時，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為：v（正）__v（逆）；（填“＞”、“＜”或“=”） （4）以下措施能加快反應(yīng)速率的是__。 A．恒溫恒容充入He使壓強增大 B．縮小體積，使壓強增大 C．恒溫恒壓充入He D．平衡后加入催化劑 【答案】2AB減慢＞BD （3）第4min時，A的物質(zhì)的量仍在減少，B的物質(zhì)的量仍在增加，因此反應(yīng)仍向正反應(yīng)方向進行，所以正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v(正)＞v(逆)； （4）A.恒溫恒容充入He使壓強增大，參加反應(yīng)的氣體的濃度不變，則反應(yīng)速率不變，A錯誤； B.縮小體積，使壓強增大，參加反應(yīng)氣體的濃度增大，B正確； C.恒溫恒壓充入He，體積增大，參加反應(yīng)氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減小，C錯誤； D.平衡后加入催化劑，反應(yīng)速率增大，D正確。 15．近幾年我國大面積發(fā)生霧霾天氣，2.5微米以下的細顆粒物(PM2.5)是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住??？諝庵械腃O、SO2、氮氧化物等污染氣體會通過大氣化學(xué)反應(yīng)生成PM2.5顆粒物。 （1） 用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術(shù)，既可提高燃燒效率，又能得到較純的CO2，以便于被處理。反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)。 ?。瓹aSO4(s)＋4CO(g)==CaS(s)＋4CO2(g) ΔH1＝－189.2 kJmol-1 ⅱ．CaSO4(s)＋CO(g)==CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　 ΔH2＝＋210.5 kJmol-1 ⅲ．CO(g)== C(s)＋CO2(g) ΔH3＝－86.2 kJmol-1 反應(yīng)2CaSO4(s)＋7CO(g)==CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝_________________ （2）已知由CO生成CO2的化學(xué)方程式為CO＋O2CO2＋O。其正反應(yīng)速率為v正=K正c(CO) c(O2)，逆反應(yīng)速率為v逆=K逆c(CO2) c(O)，K正、K逆為速率常數(shù)。在2500 K下，K正=1.21105 Ls-1mol-1，K逆=3.02105 Ls-1mol-1。則該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為________(保留小數(shù)點后一位小數(shù))。 （3）用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH=Q kJmol-1。在T1℃時，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下： 時間(min) 濃度(molL-1) 0 10 20 30 40 50 NO 1.00 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 CO2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 ①0～10 min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=___________________________________； ②30 min后只改變某一條件，反應(yīng)達新平衡，根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是____(選填字母)； a．加入一定量的活性炭 b．通入一定量的NO c．適當(dāng)縮小容器的體積 d．加入合適的催化劑 ③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5∶3∶3，則Q_____0 (填“＞”、“＝”或“＜”)。 （4）利用如圖所示電解裝置(電極均為惰性電極)也可吸收SO2，并用陰極室排出的溶液吸收NO2。與電源b極連接的電極的電極反應(yīng)式為____________________________________。 （5）NO2在一定條件下可轉(zhuǎn)化為NH4NO3和NH4NO2。相同溫度下，等濃度NH4NO3和NH4NO2兩份溶液，測得NH4NO2溶液中c(NH4+)較小，分析可能的原因________________________。 【答案】－151.1 kJmol-10.40.042 molL-1min-1bc＜2HSO3—＋2e—＋2H+ ==S2O42—＋2H2ONO2—水解呈堿性，對NH4+的水解起促進作用 或答出NO2—與NH4+氧化還原產(chǎn)生氮氣 【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，①+②+③2可得：2CaSO4（s）+7CO（g）==CaS（s）+CaO（s）+6CO2（g）+C（s）+SO2（g）的△H=△H1+△H2+2△H3=－189.2 kJmol-1＋210.5 kJmol-1+（－86.2 kJmol-1）2=－151.1 kJmol-1；（2）平衡常數(shù)K=c(CO2)?c(O)c(CO)?c(O2)=k正k逆=1.21105Ls-1mol-13.02105Ls-1mol-1=0.40；（3）①分析圖表數(shù)據(jù)，0～10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=1mol/L-0.58mol/L10min=0.042 mol/（L?min）；②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮，氮氣，二氧化碳濃度都增大；a．加入一定量的活性炭是固體，對平衡無影響，故a不符合；b．通入一定量的NO，反應(yīng)正向進行，達到平衡后一氧化氮、氮氣、二氧化碳濃度增大，故b符合；c．適當(dāng)縮小容器的體積，反應(yīng)前后是氣體體積不變的反應(yīng)，平衡不動，但個物質(zhì)濃度增大，符合要求，故c符合；d．加入合適的催化劑，只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變平衡，濃度不變，故d不符合；故答案為：bc；③若30min后，達到平衡時容器中NO、N2、CO2的濃度之比2：1：1，升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，所以平衡逆向進行，逆向是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)Q＜0； （4）根據(jù)圖中信息可知，與電源b極連接的電極上HSO3—得電子轉(zhuǎn)化為S2O42—，發(fā)生的電極反應(yīng)式為2HSO3—＋2e—＋2H+ ==S2O42—＋2H2O；（5）NO2在一定條件下可轉(zhuǎn)化為NH4NO3和NH4NO2。相同溫度下，等濃度NH4NO3和NH4NO2兩份溶液，NO2—水解呈堿性，對NH4+的水解起促進作用 或答出NO2—與NH4+氧化還原產(chǎn)生氮氣，故測得NH4NO2溶液中c(NH4+)較小。 16．甲醇水蒸氣重整制氫（SRM）是用于驅(qū)動電動汽車的質(zhì)子交換膜燃料電池的理想氫源，當(dāng)前研究主要集中在提高催化劑活性和降低尾氣中CO含量，以免使燃料電池Pt電極中毒。重整過程發(fā)生的反應(yīng)如下： 反應(yīng)I CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1 反應(yīng)Ⅱ CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2 反應(yīng)Ⅲ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3 其對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，其中K2、K3隨溫度變化如下表所示： 125℃ 225℃ 325℃ K2 05535 1858 9939.5 K3 1577 137.5 28.14 請回答： （1）反應(yīng)Ⅱ能夠自發(fā)進行的條件_______（填“低溫”、“高溫”或“任何溫度”），ΔH1____ΔH3（填“>”、“<”或“=”）。 （2）相同條件下，甲醇水蒸氣重整制氫較甲醇直接分解制氫（反應(yīng)Ⅱ）的先進之處在于__________________。 （3）在常壓、Cat.1催化下，CH3OH和H2O混和氣體（體積比1∶1.2，總物質(zhì)的量2.2mol）進行反應(yīng)，tl時刻測得CH3OH轉(zhuǎn)化率及CO、CO2選擇性隨溫度變化情況分別如圖所示（CO、CO2的選擇性：轉(zhuǎn)化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比）。 注：曲線a表示CH3OH的轉(zhuǎn)化率，曲線b表示CO的選擇性，曲線c表示CO2的選擇性 ① 下列說法不正確的是__________。 A．反應(yīng)適宜溫度為300℃ B．工業(yè)生產(chǎn)通常在負壓條件下進行甲醇水蒸氣重整 C．己知Cat.2催化劑具有更高催化活性，可提高甲醇平衡轉(zhuǎn)化率 D．添加CaO的復(fù)合催化劑可提高氫氣產(chǎn)率 ② 260℃時H2物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。畫出300℃時至t1時刻H2物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。________________ （4）副產(chǎn)物CO2可以在酸性水溶液中電解生成甲酸，生成甲酸的電極反應(yīng)式是：___________。 【答案】高溫>甲醇轉(zhuǎn)化率高；產(chǎn)物中氫氣含量高，一氧化碳含量低ABCCO2+2H++2e-==HCOOH 的產(chǎn)率降低，故錯誤； C．催化劑不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)，對于某溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率，催化劑不能改變該溫度下的反應(yīng)的平衡狀態(tài)，只能縮短達到平衡的的時間，故錯誤；D．260℃之前，隨著溫度升高，甲醇的轉(zhuǎn)化率增大，260之后，隨著溫度升高，甲醇的轉(zhuǎn)化率幾乎不變，說明260℃之前催化劑起著一定的性能，260℃之后催化性能降低，對于260℃之前的過程，添加氧化鈣的復(fù)合催化劑可提高氫氣產(chǎn)率，故正確。故選ABC；②溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達到化學(xué)平衡的時間縮短，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，不利于化學(xué)平衡正向移動，所以平衡時氫氣的產(chǎn)量降低，圖像應(yīng)為： (4)二氧化碳可以在酸性水溶液中電解生成甲酸，碳的化合價降低，二氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極反應(yīng)為： CO2+2H++2e-==HCOOH。 17．“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。 （1）下列措施中，有利于降低大氣中CO2濃度的有：_________。（填字母） a．減少化石燃料的使用 b．植樹造林，增大植被面積 c．采用節(jié)能技術(shù) d．利用太陽能、風(fēng)能 （2）將CO2轉(zhuǎn)化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO2轉(zhuǎn)化成有機物的例子很多，如： a．6CO2 + 6H2OC6H12O6 b．CO2 + 3H2CH3OH +H2O c．CO2 + CH4CH3COOH d．2CO2 + 6H2CH2==CH2 + 4H2O 以上反應(yīng)中，最節(jié)能的是_____________，原子利用率最高的是____________。 （3）文獻報道某課題組利用CO2催化氫化制甲烷的研究過程如下： 反應(yīng)結(jié)束后，氣體中檢測到CH4和H2，濾液中檢測到HCOOH，固體中檢測到鎳粉和Fe3O4。 CH4、HCOOH、H2的產(chǎn)量和鎳粉用量的關(guān)系如下圖所示（僅改變鎳粉用量，其他條件不變）： 研究人員根據(jù)實驗結(jié)果得出結(jié)論： HCOOH是CO2轉(zhuǎn)化為CH4的中間體，即：CO2HCOOHCH4 ①寫出產(chǎn)生H2的反應(yīng)方程式_______________________________________。 ②由圖可知，鎳粉是_______。（填字母） a．反應(yīng)Ⅰ的催化劑 b．反應(yīng)Ⅱ的催化劑 c．反應(yīng)ⅠⅡ的催化劑 d．不是催化劑 ③當(dāng)鎳粉用量從1mmol增加到10mmol，反應(yīng)速率的變化情況是__________。（填字母） a．反應(yīng)Ⅰ的速率增加，反應(yīng)Ⅱ的速率不變 b．反應(yīng)Ⅰ的速率不變，反應(yīng)Ⅱ的速率增加 c．反應(yīng)ⅠⅡ的速率均不變 d．反應(yīng)ⅠⅡ的速率均增加，且反應(yīng)Ⅰ的速率增加得快 e．反應(yīng)ⅠⅡ的速率均增加，且反應(yīng)Ⅱ的速率增加得快 f．反應(yīng)Ⅰ的速率減小，反應(yīng)Ⅱ的速率增加 【答案】abcdacce 18．工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇。一定溫度和容積條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應(yīng)中的能量變化；圖2表示一定溫度下，在體積為1L的密閉容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化。 請回答下列問題： （1）在“圖1”中，曲線_______(填“a”或“b”)表示使用了催化劑；沒有使用催化劑時，在該溫度和壓強條件下反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=_________。 （2）從反應(yīng)開始到建立平衡，v(CO)=________；達到平衡時，該溫度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為______________。達到平衡后若保持其它條件不變，將容器體積壓 縮為0.5L，則平衡___________移動 (填“正向”、“逆向”或“不”)。 （3）已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol，請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式____________。 【答案】 b -91kJ/mol 0.075mol/(Lmin) 12 正向 CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol 【解析】（1）由圖像分析b的活化能比a的低，說明使用了催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，反應(yīng)速率快，所以曲線b表示使用了催化劑；反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途經(jīng)無關(guān)。所以反應(yīng)的反應(yīng)熱不變，△H =419 KJ/mol-510 KJ/mol=-91 KJ/mol；答案：b ；-91kJ/mol。 （3）①CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－193kJ/mol，②H2O(l)= H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，所求熱化學(xué)方程式=①-②2，32g的CH3OH(g)的物質(zhì)的量是1mol，所以熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－281kJ/mol。 19．二氧化碳與氫氣催化合成甲醇，發(fā)生的反應(yīng)為：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） （1）已知：計算上述反應(yīng)的△H=______________kJmol-1。 （2）一定條件下，將n(CO2):n(H2)=1:1的混合氣充入恒溫恒容密閉容器中，下列事實可以說明該反應(yīng)已達平衡的是_______________（填選項字母）。 A．容器內(nèi)氣體密度保持不變 B．H2O(g)與CO2(g)的生成速率之比為1∶1 C．容器中壓強保持不變 D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)保持不變 （3）一定條件下，往2L恒容密閉容器中充入1.2molCO2和3.6molH2，在不同催化劑作用下的反應(yīng)I、反應(yīng)II與反應(yīng)III，相同時間內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的數(shù)據(jù)如表所示，據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制下右圖： （T5時，圖中C點轉(zhuǎn)化率為66.67%，即轉(zhuǎn)化了2/3） ① 催化劑效果最佳的反應(yīng)是________________（填“反應(yīng)I”，“反應(yīng)II”，“反應(yīng)III”）。 ② T3的b點v（正）______v（逆）（填 “>”， “<”， “=” ）。 ③ T4的a點轉(zhuǎn)化率比T5 的c點高的原因是____________________________。 ④ 求溫度為T5時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =_______。要求在答題卡相應(yīng)空白處寫出計算過程（結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 【答案】 - 46 B C 反應(yīng)I ＞ 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動 3.70 L2/mol2 平均相對分子質(zhì)量增大，平均相對分子質(zhì)量不變說明到達平衡，選項E正確；F．隨反應(yīng)進行混合氣體物質(zhì)的量減小，恒溫恒容下壓強減小，容器中壓強保持不變說明到達平衡，選項F正確，答案選：BCEF；（3）①相同溫度下，相同時間內(nèi)反應(yīng)Ⅰ中CO2轉(zhuǎn)化率越大，說明反應(yīng)Ⅰ催化劑效果越好，故答案為：反應(yīng)Ⅰ；②T4時處于平衡狀態(tài)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高轉(zhuǎn)化率越小，T3平衡時轉(zhuǎn)化率應(yīng)大于T4，a、b點轉(zhuǎn)化率相等，故b點向正反應(yīng)進行．則b點v（正）>v（逆）；③該7反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，二氧化碳轉(zhuǎn)化率降低；④一定條件下，往2L恒容密閉容器中充入1.2molCO2和3.6molH2，在溫度為T5時，平衡時C點二氧化碳轉(zhuǎn)化率為66.67%，則轉(zhuǎn)化的二氧化碳為1.2mol66.67%=0.8mol，則： CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 起始濃度（mol/L）：0.6 1.8 0 0 變化濃度（mol/L）：0.4 1.2 0.4 0.4 平衡濃度（mol/L）：0.2 0.6 0.4 0.4 則平衡常數(shù)K=c(CH3OH)c(H2O)c(CO2)c3(H2)=0.40.40.20.63=10027＝3.70 L2/mol2。