新教材2023年高考化學總復習考案15單元檢測卷十三第七章化學反應速率與化學平衡A卷

考案[十五]單元檢測卷(十三)第七章化學反應速率與化學平衡(A卷)時間：60分鐘滿分：100分一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。每小題只有一個選項符合題目要求。1．(2023·河南洛陽測試)已知反應S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)=2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I2(aq)，若向該反應體系中加入含F(xiàn)e3＋的某溶液，反應機理如圖所示。下列有關該反應的說法正確的是(B)①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)I2(aq)＋2Fe2＋(aq)②2Fe2＋(aq)＋S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)=2Fe3＋(aq)＋2SOeq\o\al(2－,4)(aq)A．反應①和反應②相比，反應①更容易發(fā)生B．Fe3＋是該反應的催化劑C．增大Fe3＋的濃度，對反應速率無影響D．若不加Fe3＋，正反應的活化能比逆反應的活化能大[解析]由圖可知，反應①的活化能大于反應②，故反應②更容易發(fā)生，A錯誤；Fe3＋在反應前后沒有變化，是該反應的催化劑，B正確；由反應①、②知，增大Fe3＋的濃度，可以加快反應速率，C錯誤；催化劑不能改變反應的焓變，由圖可知，總反應是放熱反應，即正反應的活化能比逆反應的活化能小，D錯誤。2．(2021·河北卷)室溫下，某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等，同時發(fā)生以下兩個反應：①M＋N=X＋Y；②M＋N=X＋Z。反應①的速率可表示為v1＝k1c2(M)，反應②的速率可表示為v2＝k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖。下列說法錯誤的是(A)A．0～30min時間段內(nèi)，Y的平均反應速率為6.67×10－3mol·L－1·min－1B．反應開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變C．如果反應能進行到底，反應結(jié)束時62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD．反應①的活化能比反應②的活化能大[解析]由①M＋N=X＋Y、②M＋N=X＋Z可知M減少的物質(zhì)的量為Y和Z增加的物質(zhì)的量之和，故30min時Δc(Y)＝(0.5－0.300－0.125)mol·L－1＝0.075mol·L－1，故v(Y)＝eq\f(0.075mol·L－1,30min)＝2.5×10－3mol·L－1·min－1，A錯誤；由題中兩個反應速率公式相比可得eq\f(v1,v2)＝eq\f(k1,k2)，而Δc(Y)＝v1t，Δc(Z)＝v2t，故反應開始后，體系中c(Y)：c(Z)＝k1：k2，為定值，B正確；0～30min，Δc(Z)＝0.125mol·L－1、Δc(Y)＝0.075mol·L－1，Δc(Y)：Δc(Z)＝3：5，即M轉(zhuǎn)化為Z的百分比為eq\f(5,8)×100%＝62.5%，C正確；0～30min，Δc(Z)＝0.125mol·L－1、Δc(Y)＝0.075mol·L－1，故反應②速率較快，反應的活化能較小，D正確。3．(2023·江西南昌摸底)T℃，某密閉容器中發(fā)生：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，達到平衡后，下列說法正確的是(C)A．該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(cCO2·cCaO,cCaCO3)B．加入CaO后，c(CO2)將減小C．升高溫度，該反應平衡將向正反應方向移動D．將密閉容器體積縮小為原來的一半，再次平衡后，CO2的濃度增大為原來的2倍[解析]由于CaCO3和CaO均為固體，故該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K＝c(CO2)，A錯誤；CaO為固體，反應體系中加入CaO(s)，平衡不移動，c(CO2)不變，B錯誤；該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡將向正反應方向移動，C正確；溫度不變，平衡常數(shù)不變，根據(jù)K＝c(CO2)知，將密閉容器體積縮小為原來的一半，再次平衡后，CO2的濃度保持不變，D錯誤。4．(2023·河北衡水檢測)一定溫度下，在一密閉容器中發(fā)生反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，c(SO2)隨時間(t)變化如圖所示。400℃時壓強對SO2的轉(zhuǎn)化率的影響如表。壓強0.1MPa0.5MPa1MPa10MPaSO2的轉(zhuǎn)化率99.2%99.6%99.7%99.9%下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)點的v逆大于b點的v逆B．t2時刻改變的條件一定是增大c(SO2)C．化學平衡常數(shù)d點與e點相等D．硫酸工業(yè)中，SO2催化氧化制SO3時采用高壓提高生產(chǎn)效益[解析]a點時反應向正反應方向進行，b點時反應達到平衡狀態(tài)，從a點到b點，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，故a點的v逆小于b點的v逆，A錯誤；t2時c(SO2)突然增大，隨后逐漸減小，說明平衡向正反應方向移動，故t2時刻改變的條件可以是增大c(SO2)，還可以是增大壓強，B錯誤；化學平衡常數(shù)只與溫度有關，反應溫度不變，平衡常數(shù)不變，因此d點和e點的化學平衡常數(shù)相等，C正確；根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可知，增大壓強對SO2的轉(zhuǎn)化率影響不大，但增大壓強對工業(yè)設備要求高，同時生產(chǎn)成本增大，因此硫酸工業(yè)中，SO2催化氧化制SO3時采用高壓不能提高生產(chǎn)效益，D錯誤。5．(2023·湖北武漢測試)在T℃時，向容積為2L的恒容密閉容器中充入1molCO2和一定量的H2發(fā)生反應：CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)ΔH<0。若起始時容器內(nèi)氣體壓強為1.2kPa，達到平衡時，HCHO的分壓與起始投料比eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(nH2,nCO2)))的變化關系如圖所示。下列說法錯誤的是(C)A．若5min時到達c點，則0～5min時v(H2)＝0.12mol·L－1·min－1B．Kp(b)≈3.5C．c點時，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分壓均增大0.05kPa，H2的轉(zhuǎn)化率減小D．容器內(nèi)H2O的體積分數(shù)保持不變，說明達到平衡狀態(tài)[解析]c點時，eq\f(nH2,nCO2)＝2，p(HCHO)＝0.24kPa，故投入n(H2)＝2mol，n(CO2)＝1mol。其他條件相同時，物質(zhì)的量之比等于壓強之比，則eq\f(3mol,nHCHO)＝eq\f(1.2kPa,0.24kPa)，n(HCHO)＝0.6mol，列三段式： CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)起始量/mol 1 2 0 0轉(zhuǎn)化量/mol 0.6 1.2 0.6 0.6平衡量/mol 0.4 0.8 0.6 0.6平衡分壓/kPa 0.16 0.32 0.24 0.24則0～5min時，v(H2)＝eq\f(1.2mol,2L×5min)＝0.12mol·L－1·min－1，A正確。b點和c點溫度相同，平衡常數(shù)相同，故Kp＝eq\f(0.24×0.24,0.322×0.16)≈3.5，B正確。再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分壓均增大0.05kPa，則eq\f(0.24×0.29,0.322×0.21)≈3.2<Kp，化學平衡向正反應方向移動，故H2的轉(zhuǎn)化率增大，C錯誤；該反應的正反應為氣體分子數(shù)減小的反應，若容器內(nèi)H2O的體積分數(shù)保持不變，則容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度保持不變，反應達到平衡狀態(tài)，D正確。6．(2022·河南洛陽考試)1mL0.1mol·L－1KI溶液與5mL0.1mol·L－1FeCl3溶液發(fā)生反應：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I2(aq)達到平衡。下列說法錯誤的是(D)A．該反應平衡常K＝eq\f(c2Fe2＋·cI2,c2Fe3＋·c2I－)B．加入FeSO4固體，平衡逆向移動C．加入苯，振蕩，平衡正向移動D．經(jīng)苯兩次萃取分離后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血紅色，表明該化學反應存在限度[解析]由反應方程式可知，該反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2Fe2＋·cI2,c2Fe3＋·c2I－)，A正確；加入FeSO4固體，溶液中亞鐵離子的濃度增大，平衡逆向移動，B正確；苯可以萃取出反應產(chǎn)生的I2，加入苯，溶液中碘單質(zhì)的濃度減小，平衡正向移動，C正確；由題意知，F(xiàn)eCl3過量，因此充分反應后一定有鐵離子剩余，往水溶液中加入幾滴KSCN溶液，溶液出現(xiàn)血紅色，不能說明該化學反應存在限度，D錯誤。7．(2023·廣東六校聯(lián)考)NO2在有機化學中可用作氧化劑、硝化劑和丙烯酸酯聚合的抑制劑。已知反應：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。在恒溫條件下，將一定量的NO2充入注射器中后封口，如圖表示在拉伸和壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化關系圖(氣體顏色越深，透光率越小)。下列說法正確的是(C)A．反應速率：c<aB．平衡常數(shù)：K(a)>K(c)C．e點到f點的過程中從環(huán)境吸收熱量D．d點到e點的變化可以用勒夏特列原理解釋[解析]NO2濃度越大，透光率越小，c點透光率小于a點，說明c點NO2的濃度大，則反應速率c>a，A錯誤；拉伸和壓縮注射器，溫度不變，則平衡常數(shù)相同，B錯誤；e點的透光率小于f點，說明f點NO2濃度較小，則該過程為減壓過程，平衡逆向移動，從環(huán)境吸收熱量，C正確；d點到e點因拉伸注射器使NO2濃度降低而使透光率增大，故不能用勒夏特列原理解釋，D錯誤。8．(2023·湖北騰云聯(lián)盟聯(lián)考)已知反應2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)，在密閉容器中1molNO2和足量C發(fā)生反應，相同時間內(nèi)測得NO2的生成速率與N2的生成速率隨溫度的變化關系如圖1所示，維持溫度不變，反應相同時間內(nèi)測得NO2的轉(zhuǎn)化率隨壓強的變化關系如圖2所示。下列說法錯誤的是(D)A．圖1中的A、B、C三個點中只有C點時反應可能達到平衡狀態(tài)B．圖2中平衡常數(shù)：K(F)＝K(G)C．圖2中v逆(E)<v正(F)D．圖2中NO2的濃度：c(E)＝c(G)[解析]由2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)可知，NO2的生成速率(逆反應速率)是N2的生成速率(正反應速率)的二倍時才能使正、逆反應速率相等，即達到平衡，只有C點滿足，A正確；由題給信息可知，F(xiàn)、G兩點的反應溫度相同，則平衡常數(shù)K(F)＝K(G)，B正確；該反應的正反應是氣體分子數(shù)增大的反應，達到平衡后，增大壓強，平衡逆向移動，NO2的轉(zhuǎn)化率應減小，題圖2中，F(xiàn)點前，壓強增大，NO2的轉(zhuǎn)化率增大，說明F點前反應未達到平衡，F(xiàn)點時反應達到平衡，此時v(正)＝v(逆)，則v逆(E)<v逆(F)＝v正(F)，C正確；由題給條件可知氣體壓強與容器體積有關，壓強越大，容器體積越小，氣體濃度越大，所以G點壓強大，氣體濃度大，即c(E)<c(G)，D錯誤。9．(2022·河北唐山模擬)反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0在起始溫度、體積相同(T1℃、2L密閉容器)時，發(fā)生反應的部分數(shù)據(jù)見下表：反應條件反應時間/minCO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol反應Ⅰ：恒溫恒容02600104.5201301反應Ⅱ：絕熱恒容00022下列說法正確的是(D)A．對反應Ⅰ，前10min內(nèi)的平均反應速率v(CH3OH)＝0.05mol·L－1·min－1B．在其他條件不變的情況下，若30min時向反應Ⅰ的容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，則平衡正向移動C．對于反應Ⅰ，進行30min時，H2所占的體積分數(shù)為30%D．達到平衡時，反應Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬?shù)K(I)<K(Ⅱ)[解析]對反應Ⅰ，前10min內(nèi)的平均反應速率v(CH3OH)＝eq\f(1,3)v(H2)＝eq\f(1,3)×eq\f(6－4.5mol,2L×10min)＝0.025mol·L－1·min－1，A錯誤；反應Ⅰ在恒溫恒容容器中發(fā)生，分析數(shù)據(jù)可列出三段式： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)起始量/mol 2 6 0 0變化量/mol 1 3 1 1平衡量/mol 1 3 1 1在其他條件不變的情況下，若30min時向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，Q＝eq\f(cCH3OH·cH2O,cCO2·c3H2)＝eq\f(0.5×1,1×1.53)＝K＝eq\f(0.5×0.5,0.5×1.53)，則平衡不移動，B錯誤；對于反應Ⅰ，進行30min時，H2所占的體積分數(shù)為eq\f(3mol,1mol＋3mol＋1mol＋1mol)×100%＝50%，C錯誤；反應Ⅱ為逆向恒容絕熱，隨反應進行，溫度降低，平衡正向進行，則平衡常數(shù)K(Ⅰ)<K(Ⅱ)，D正確。10．(2023·遼寧沈陽模擬)乙基叔丁基酸(以ETBE表示)是一種性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和劑，用乙醇與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM-5催化下合成ETBE，反應為C2H5OH(g)＋IB(g)ETBE(g)。向剛性恒容容器中按物質(zhì)的量之比1：1充入乙醇和異丁烯，在溫度為378K與388K時異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是(B)A．正反應為吸熱反應B．A、M、B三點，逆反應速率最大的是點AC．388K時，容器內(nèi)起始總壓為p0Pa，則Kp＝eq\f(24,p0)Pa－1D．容器內(nèi)起始總壓為p0Pa，M點時v(IB)＝0.01p0Pa·min－1[解析]溫度越高，反應速率越快，反應越先達到平衡狀態(tài)，則T1>T2，由題圖可知，溫度由T2升高到T1，異丁烯的轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度，平衡逆向移動，則正反應為放熱反應，A錯誤；A、B、M三點中A、M點溫度高于B點，A點生成物濃度大于M、B點，所以A點的逆反應速率最大，B正確；設甲醇和異丁烯起始物質(zhì)的量均為1mol、容器容積為1L，T1條件下，反應達到平衡時，異丁烯的轉(zhuǎn)化率為80%，可列出三段式： CH3OH(g)＋IB(g)ETBE(g)起始量/(mol·L－1) 1 1 0轉(zhuǎn)化量/(mol·L－1) 0.8 0.8 0.8平衡量/(mol·L－1) 0.2 0.2 0.8平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為0.2mol＋0.2mol＋0.8mol＝1.2mol，恒溫恒容條件下壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時壓強為0.6p0Pa，Kp＝eq\f(\f(0.8,1.2)×0.6p0,\f(0.2,1.2)×0.6p0×\f(0.2,1.2)×0.6p0)＝eq\f(40,p0)Pa－1，C錯誤；M點的異丁烯的轉(zhuǎn)化率為60%，類比C項分析，M點時總物質(zhì)的量為0.4mol＋0.4mol＋0.6mol＝1.4mol，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則M點壓強為0.7p0Pa，IB的分壓為eq\f(0.4,1.4)×0.7p0Pa＝0.2p0Pa，則M點時v(IB)＝eq\f(0.5p0－0.2p0,60min)＝0.005p0Pa·min－1，D錯誤。二、非選擇題：本題共4小題，共60分。11．(15分)(2023·北京海淀檢測)在一定條件下，將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應為2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH。已知：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90.7kJ·mol－1②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2＝－23.5kJ·mol－1③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.2kJ·mol－1(1)ΔH＝－122.5kJ·mol－1。(2)某溫度下，在容積固定為2L的密閉容器中進行反應①，將1molCO和2molH2混合，測得不同時刻的反應前后壓強關系如下：時間/min51015202530壓強比eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p后,p前)))0.980.900.800.700.700.70則達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為45%。(3)反應③的v-t圖像如圖1所示，若其他條件不變，只是在反應前增大容器容積使壓強減小，則其v-t圖像如圖2所示。下列說法正確的是A(填字母)。①a1>a2②a1<a2③b1>b2④b1<b2⑤t1>t2⑥t1＝t2⑦t1<t2A．①③⑦ B．①③⑤C．②④⑦(4)由甲醇液相脫水法也可制二甲醚，首先將甲醇與濃硫酸反應生成硫酸氫甲酯(CH3OSO3H)：CH3OH＋H2SO4→CH3OSO3H＋H2O；生成的硫酸氫甲酯再和甲醇反應生成二甲醚，第二步反應的化學方程式為CH3OSO3H＋CH3OH→CH3OCH3＋H2SO4；與CO2和H2反應制備二甲醚比較，該工藝的優(yōu)點是反應溫度低，轉(zhuǎn)化率高，其缺點是濃硫酸腐蝕設備(或有硫酸廢液產(chǎn)生)。[解析](1)由蓋斯定律可知，ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－2ΔH3＝2×(－90.7kJ·mol－1)－23.5kJ·mol－1＋2×41.2kJ·mol－1＝－122.5kJ·mol－1。(2)恒溫恒容條件下，氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，達到平衡時eq\f(p后,p前)＝0.7，則平衡時氣體物質(zhì)的量＝3mol×0.7＝2.1mol，氣體減少的物質(zhì)的量等于參加反應的H2的物質(zhì)的量，則參加反應的n(CO)＝eq\f(0.9mol,2)＝0.45mol，CO的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(0.45mol,1mol)＝45%。(3)反應③前后氣體體積不變，若其他條件不變，只是在反應前增大容器容積使壓強或小，則物質(zhì)濃度減小，反應速率減小，達到平衡所需時間變長，則a1>a2，b1>b2，t1<t2，即A選項是正確的。(4)根據(jù)元素守恒可以知道硫酸氫甲酯和甲醇反應生成二甲醚的化學方程式為CH3OSO3H＋CH3OH→CH3OCH3＋H2SO4；該反應有硫酸參加，根據(jù)硫酸的性質(zhì)可以知道該工藝的缺點是濃硫酸腐蝕設備或有硫酸廢液產(chǎn)生。12．(15分)(2023·遼寧撫順一模)隨著氮氧化物對環(huán)境及人類活動影響的日趨嚴重，如何消除大氣污染物中的氮氧化物成為人們關注的主要問題之一。利用NH3的還原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反應如下：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)ΔH<0。(1)寫出1條提高NO的轉(zhuǎn)化率的措施：降低溫度(合理即可)。(2)一定溫度下，在恒容密閉容器中按照n(NH3)：n(NO)＝1：3充入反應物，發(fā)生上述反應。下列不能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是BE(填字母)。A．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變B．容器內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變C．有1molN—H斷裂的同時，有1molO—H斷裂D．n(NH3)：n(NO)保持不變E．c(H2O)保持不變(3)已知該反應速率v(正)＝k(正)·cx(NH3)·cy(NO)，v(逆)＝k(逆)·c5(N2)·c0(H2O)[k(正)、k(逆)分別是正、逆反應速率常數(shù)]，該反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(k正,k逆)，則x＝4，y＝6。(4)某研究小組將4molNH3、6molNO和一定量的O2充入2L密閉容器中，在Ag2O催化劑表面發(fā)生上述反應，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示：①從開始到5min末，溫度由420K升高到580K，該時段內(nèi)用NH3表示的平均反應速率v(NH3)＝0.228mol·L－1·min－1。②從圖像可以看到，如果在有氧條件下，溫度升高到580K之后，NO生成N2的轉(zhuǎn)化率開始降低，其可能產(chǎn)生的原因是該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，NO轉(zhuǎn)化率降低。[解析](1)該反應為放熱反應，所以降低溫度可以使平衡正向移動，增大NO的轉(zhuǎn)化率；該反應為氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強可以使平衡正向移動，增大NO的轉(zhuǎn)化率；分離出氮氣、增大氨氣濃度均可以使平衡正向移動，增大NO的轉(zhuǎn)化率。(2)反應生成的H2O為液態(tài)，則混合氣體的總質(zhì)量和總物質(zhì)的量一直發(fā)生變化，則平均摩爾質(zhì)量一直在變，當其不變時，說明反應達到平衡，A不符合題意；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知容器內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量始終不變，則其不變不能說明反應達到平衡，B符合題意；1molN—H斷裂，即消耗eq\f(1,3)mol氨氣，1molO—H斷裂，即消耗eq\f(1,2)mol水，二者的消耗速率之比為2：3，等于化學計量數(shù)之比，說明此時正逆反應速率相等，反應達到平衡，C不符合題意；初始投料n(NH3)：n(NO)＝1：3，二者按照2：3的比例反應，所以未平衡時n(NH3)：n(NO)發(fā)生改變，當其不變時說明反應達到平衡，D不符合題意；水為液體，濃度為常數(shù)，故c(H2O)不變不能說明反應達到平衡，E符合題意。(3)當反應達到平衡時有v(正)＝v(逆)，即k(正)·cx(NH3)·cy(NO)＝k(逆)·c5(N2)·c0(H2O)，變換可得eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c5N2·c0H2O,cxNH3·cyNO)＝eq\f(c5N2,cxNH3·cyNO)，該反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(c5N2,c4NH3·c6NO)＝eq\f(k正,k逆)，所以x＝4，y＝6。(4)①420K時NO的轉(zhuǎn)化率為2%，此時消耗的n(NO)＝6mol×2%＝0.12mol,580K時NO的轉(zhuǎn)化率為59%，此時消耗的n(NO)＝6mol×59%＝3.54mol，此時段內(nèi)Δn(NO)＝3.54mol－0.12mol＝3.42mol，根據(jù)熱化學方程式可知該時段內(nèi)Δn(NH3)＝eq\f(2,3)×3.42mol＝2.28mol，容器的容積為2L，所以v(NH3)＝eq\f(\f(2.28mol,2L),5min)＝0.228mol·L－1·min－1；②該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低。13．(15分)(2023·浙江紹興模擬)利用制取生物柴油的副產(chǎn)物甘油可重整制氫，通入一定量的水蒸氣，經(jīng)一系列反應可獲得H2、CO、CO2、CH4等組成氣體，通過調(diào)整反應的組成和條件可提高H2產(chǎn)率。請回答：(1)制氫的幾個主要反應如下反應1：C3H8O3(g)=3CO(g)＋4H2(g)ΔH1＝＋340kJ·mol－1反應2：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41kJ·mol－1反應3：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH3＝＋165kJ·mol－1反應4：CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)ΔH4①計算ΔH4并判斷該反應的自發(fā)性：ΔH4＝－206kJ·mol，ΔH4<0，ΔS<0，低溫自發(fā)。②溫度控制不當，氣相產(chǎn)物之間會發(fā)生積碳副反應如下：CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)Kp1，CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g)Kp2；從而影響氫氣產(chǎn)率。若僅考慮積碳副反應，一定溫度下，測得在1.0MPa恒壓反應體系中組分的分壓(即組分的物質(zhì)的量分數(shù)×總壓)達到平衡時，p(H2O)＝p(CO2)＝p(CO)＝0.3MPa，則平衡常數(shù)Kp1＝10MPa－1。③生產(chǎn)過程中，為減小積碳對氫氣產(chǎn)率及催化劑的影響，下列措施合適的是BC(填序號)。A．通入過量的氧氣B．通入適量的水蒸氣C．選擇合適的催化劑D．加壓④上述各反應達到平衡時，體系中各物質(zhì)的摩爾分數(shù)(物質(zhì)的量分數(shù))受溫度的影響如圖甲所示，請結(jié)合圖像解釋在圖示溫度范圍內(nèi)隨著溫度升高H2的摩爾分數(shù)先迅速上升后緩慢下降的原因：隨著溫度的升高，甘油和C的摩爾分數(shù)一直為零，反應1轉(zhuǎn)化率為100%。反應3為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，反應4為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，對H2的摩爾分數(shù)增大的影響大于反應2平衡逆向移動導致H2的摩爾分數(shù)減小的影響，且反應3生成的H2量大，所以摩爾分數(shù)先迅速上升。由圖可知約900K后，CH4摩爾分數(shù)接近0，說明反應3幾乎轉(zhuǎn)化完全，H2的摩爾分數(shù)主要受反應2影響，升高溫度，反應2平衡逆向移動，故H2摩爾分數(shù)緩慢下降。(2)反應2的一種催化機理是生成中間體甲酸，此時甲酸在金屬氧化物催化劑表面的催化機理如圖乙所示：若想盡可能進行路徑1，則選擇的氧化物M—O鍵結(jié)合力應較弱(填“強”或“弱”)；請補充完整反應的歷程：(*表示吸附態(tài))……HCOOH*HCOO*＋H*；HCOO*COeq\o\al(*,2)＋H*；H*＋H*Heq\o\al(*,2)；COeq\o\al(*,2)→CO2(g)，Heq\o\al(*,2)→H2(g)[解析](1)①根據(jù)蓋斯定律，反應4＝反應2－反應3，則ΔH4＝ΔH2－ΔH3＝－41kJ·mol－1－(＋165kJ·mol－1)＝－206kJ·mol－1；該反應的ΔH4<0、ΔS<0，ΔG＝ΔH4－TΔS<0時反應能自發(fā)進行，則該反應在低溫下自發(fā)進行。②若僅考慮積碳副反應，平衡體系中的氣態(tài)物質(zhì)有CO、H2、H2O(g)、CO2，達到平衡時，p(H2O)＝p(CO2)＝p(CO)＝0.3MPa，則p(H2)＝1.0MPa－0.3MPa－0.3MPa－0.3MPa＝0.1MPa，反應CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)的平衡常數(shù)Kp1＝eq\f(pH2O,pCO·pH2)＝eq\f(0.3MPa,0.3MPa×0.1MPa)＝10MPa－1。③通入過量的O2，消耗H2、C、CO生成H2O、CO2，都導致H2的產(chǎn)率下降，A項不合適；通入適量的水蒸氣，積碳反應CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)、CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g)的平衡都逆向移動，能提高H2的產(chǎn)率，B項合適；催化劑具有選擇性，選擇合適的催化劑，可減少積碳反應的發(fā)生，提高H2的產(chǎn)率，C項合適，加壓，反應CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)、CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g)的平衡都正向移動，H2的產(chǎn)率下降，D項不合適。(2)反應2的一種催化機理是生成中間體甲酸，根據(jù)甲酸在金屬氧化物催化劑表面的催化機理知，若想盡可能進行路徑1，中間體HCOOH應更易與金屬氧化物催化劑結(jié)合，則選擇的氧化物M—O鍵結(jié)合力應較弱；*表示吸附態(tài)，結(jié)合原子守恒，反應歷程第一步為HCOOH*HCOO*＋H*；結(jié)合最后兩步COeq\o\al(*,2)→CO2(g)、Heq\o\al(*,2)→H2(g)，則中間的反應歷程為HCOO*COeq\o\al(*,2)＋H*；H*＋H*Heq\o\al(*,2)。14．(15分)(2023·湖南長沙檢測)某化學小組向含有少量淀粉的NaHSO3溶液中加入稍過量的KIO3溶液，一段時間后，溶液突然變藍色。(1)查閱資料知，NaHSO3與過量KIO3反應分兩步進行，第一步為IOeq\o\al(－,3)＋3HSOeq\o\al(－,3)=3SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋＋I－，則第二步反應的離子方程式為IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O。(2)通過測定溶液變藍所用時間探究濃度和溫度對該反應的化