东山县 2023-2024 学年度高二（上）期中考试
化学试题
考试范围：《专题一、二》 考试时间：75 分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第 I卷（选择题）
可能用到的相对原子质量： O:16 Cu：64
一、单选题（每小题 4 分，共 40 分）
1．在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的经济损失。下列说法正确的是
A．铜腐蚀后生成的铜绿为Cu OH 2
B．工业上用石墨作电极电解熔融氧化铝冶炼铝时，阳极需定期更换
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是Fe 3e =Fe 3
D．海水中的钢闸门接直流电源正极，惰性辅助电极作阴极并放入海水中，可保护钢
闸门不生锈
2．为体现节能减排的理念，中国研制出了新型固态氧化物燃料电池(SOFC)，该电池的
工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．可以选用 NaOH固体作固态电解质
B．正极的电极反应式为 O2+4e-+2H2O=4OH-
C．电子从 b极经导线流向 a极
D．若反应中转移 1 mol电子，则生成 22.4 L(标准状况下)CO2
3．利用光能分解水的装置如图，在直流电场作用下，双极性膜将水解离为 H+和 OH ，
并实现其定向通过。下列说法错误的是（ ）
A．光电池能将光能转化为电能
B．阳极区发生的电极反应为：2H2O 4e =4H++O2↑
C．双极性膜能控制两侧溶液的酸碱性不同
D．再生池中发生的反应为：2V2++2H+=2V3++H2↑
化学试题第 1页，共 8页
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4．镁和卤素单质(X2 )反应的相对能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．热稳定性：MgF2 MgCl2 MgBr2 MgI2
B．1mol碘晶体与足量的Mg充分反应，放热 364kJ
C．工业上常用电解MgCl2溶液的方法冶炼金属Mg
D．由图可知，MgBr2 (s) Cl2 (g) MgCl2 (s) Br2 (l) ΔH=-117kJ mol 1
5．如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D．为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去
6．下列实验不能达到目的的是
A B C D
探究温度对化学平 验证勒夏特列原 测定锌与稀硫酸反应 探究反应物的接触面
衡的影响 理 的反应速率 积对反应速率的影响
A．A B．B C．C D．D
试卷第 2页，共 8页
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7．最新报道的“人工固氮”反应为： 2N2 g 6H2O l 4NH3 g 3O2 g ，常压下测
得该反应的部分数据如表所示。则关于该反应的说法中错误的是
T/℃ 30 40 50
NH 63的平衡浓度 / 10 mol L 4.8 5.9 6.0
A．该反应的 H 0
B．常温下该反应的ΔS>0
C．反应在 30℃、40℃时化学平衡常数分别为K1、K2，则K1
8．一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器(a
C三点。下列叙述错误的是
A．A点延长反应时间，SO3的转化率不会改变
B．容积为 cL的容器中 SO3的平衡转化率大于 80%
C．容积为 a L的容器达到平衡后再投入 1 mol SO3和 1 molSO2，平衡不移动
D．A、C两点的压强之比为 1：1
9．据文献报道，用氢气制备双氧水的一种工艺简单、能耗低的方法，其反应原理如图
所示。下列有关说法正确的是
A． PdCl4
2
能降低反应过程中的活化能
B． PdCl O 2 2 2 、HCl均为该反应的催化剂
C．反应过程中所发生的反应均为氧化还原反应
D． PdCl 2 4 Pd的过程中有极性键的断裂和非极性键
的形成
化学试题第 3页，共 8页
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10．温度为T时，向 2.0 L恒容密闭容器中充入 1.0 mol PCl5，发生反应：PCl5(g) PCl3(g)
＋Cl2(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)。0～10 min 内保持容器温度不变，10 min 时改变一种条件，
整个过程中 PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．0～4 min的平均速率 v(Cl2)=0.05 mol·L-1·min-1
B．10 min时改变的条件是分离出一定量的 PCl5
C．温度为 T，起始时向该容器中充入 1.0 mol PCl5、0.10 mol PCl3和 0.10 mol Cl2，反
应达到平衡前，v(正)>v(逆)
D．起始时向该容器中充入 2.0 mol PCl3和 2.0 mol Cl2，保持温度为 T，反应达平衡时
放出的热量小于 1.6a kJ
第 II 卷（非选择题 共 60 分）
二、填空题
11．（14分）火箭推进器中装有还原剂液态肼(N2H4)和氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们
混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知 0.4mol液态肼与足量过氧化
氢反应，生成氮气和水蒸气，放出 256.65kJ 的热量。回答下列问题：
(1)过氧化氢的电子式是 。
(2)该反应的热化学方程式为 。
(3)实验室可用次氯酸钠溶液与氨气反应制备液态肼，已知生成物之一是常见的盐，则反
应的化学方程式为 。
(4) 在微生物作用的条件下，NH 4 经过两步反应被氧化成 NO 3 。两步反应的能量变化示
意图如下：
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是 。
②1 mol NH 4 (aq) NO
全部氧化成 3 (aq)的反应热ΔH是 。
试卷第 4页，共 8页
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(5)已知：H 2 (g)+Cl2 (g)=2HCl(g)ΔH=-185kJ mol
-1
，几种化学键的键能如下表所示，
则 a= 。
共价键 H-H Cl-Cl H-Cl
键能/( kJ mol -1 ) 436 247 a
12．（16分）目前市场上的电池种类繁多，性能也各不相同。根据电化学原理回答问题：
(1)镍—镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池。其工作原理如图甲所示。放电
时，镉电极反应式为 ，充电时，阳离子移向 极（填“a”或“b”）。
(2)燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池的介质有多种形式，如酸
性溶液、碱性溶液、熔融氧化物和熔融碳酸盐等。甲烷碱性燃料电池（乙图）和熔融碳
酸盐燃料电池（丙图）工作原理分别如图所示：
①在乙图中，a电极反应式为 。
②在丙图中，d电极反应式为 。
(3)以VB2 —空气电池为电源，用惰性电极作电极材料电解氯化钠溶液，如图丁所示，该
电池工作时，B装置中 b电极反应式为 ，b、c电极析出物质
的物质的量比为 （不考虑析出物质的溶解）。
(4)如图戊所示，用左池（总反应式为N2H4 O2 N2 H2O，未配平）电解硫酸铜溶
液。左池每消耗 32g O2，理论上在右池 （填“石墨”或“Ag”）极会析出 g Cu。
化学试题第 5页，共 8页
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13．（14分）NO2 (红棕色)和 N2O4 (无色)之间发生反应：N2O4（g) 2NO2（g）,
将一定量 N2O4 气体充入体积为 2L的恒容密闭容器中，控制反应温度为 T。
(1)该反应为吸热反应，则断裂反应物的化学键要吸收的能量 (填“大于”、“小
于”或“等于”)形成生成物的化学键要放出的能量。
(2)下列可以说明该反应达到平衡的是___________。
A． c N2O4 : c NO2 1: 2 B． v正 N2O4 2v逆 NO2
C．容器内气体的颜色不再变化 D．混合气体的压强不再变化
(3)在温度为 T的条件下，向该恒容密闭容器中充入0.04mol L 1N2O4， c NO2 随时间
的变化曲线如图所示。
回答以下问题
①前 4分钟内， N2O4 的反应速率为 。
②反应进行到 16min时， N2O4 的转化率是 。
③下列措施能使该反应速率加快的是 。
A．升高温度 B．增大容器体积
C．加入合适的催化剂 D．恒容条件下充入 He
(4)NO2 、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石
墨Ⅰ电极上生成氧化物 Y，Y可循环使用，则正极反应式为 ,
电子的流动方向为 (填“Ⅰ到Ⅱ”或“Ⅱ到Ⅰ”)。
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14．（16分）温室气体让地球“发烧”，倡导低碳生活，是可持续发展的环保责任，将 CO2
应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。回答下列问题：
(1)通过使用不同的新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3 )也有
广泛的应用。
反应 I：CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.01 kJ·mol-1
反应 II：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.52 kJ·mol-1
反应 III ：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.17 kJ·mol-1
则 2CO2(g) +6H2(g) CH3OCH3(g)+ 3H2O(g) ΔH= kJ·mol-1。
(2)一定条件下，CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)的反应历程如图 1所示。该反应
的反应速率由第 (填“1”或“2”)步决定。
(3)向 2 L恒容密闭容器中充入 1 mol CO2和 3 mol H2，在一定条件下，仅发生上述反应
I；在甲、乙两种不同催化剂的作用下，反应时间均为 tmin时，测得甲醇的物质的量分
数随温度的变化如图 2所示。
①相同温度下，催化剂效果更好的是 (填“甲”或“乙”)；T4°C 下，甲醇的
平均反应速率为 mol·L-1·min-1。
②T2°C和 T5°C下，平衡常数：K2 K5(填“>”、“<”或“=”)。
③T5°C下，反应开始时容器中的总压为 p0 MPa，该温度下反应的平衡常数 Kp=
(只列出计算式，不必化简，气体分压=气体总压 ×气体的物质的量分数)。
化学试题第 7页，共 8页
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n CH3OH
(4)已知 CH3OH 生成的选择性为 n CO ×100%。其他条件相同时，反应温度对 CO22 消耗
的转化率和 CH3OH的选择性的影响如图 3、4所示。
①由图 3可知，实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是 。
②由图 4可知，温度相同时 CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值，从化学反应速率
的角度解释其原因是 。
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东山县 2023-2024 学年度高二（上）期中考试
化学试题参考答案
1．B
【详解】A．铜绿为碱式碳酸铜，其化学组成一般可表示为Cu 2 OH CO2 3 ，选项 A错误；
B．工业上用石墨电极电解熔融Al2O3冶炼铝时，阳极上生成氧气，石墨高温下容易被氧气
氧化因此需定期更换，选项 B正确；
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，Fe失电子生成Fe2 ，则负极反应是Fe 2e Fe2 ，
选项 C错误；
D．海水中的钢闸门接直流电源负极，惰性辅助电极作阳极并放入海水中，可保护钢闸门不
生锈，选项 D错误；
2．C
【解析】该燃料电池中，CO是燃料，所以 CO失电子发生氧化反应，则 CO所在的 b电极
为负极，通入氧气的 a电极是正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电子从负极沿外电路
流向正极，据此分析解答。
【详解】A．因为 NaOH与 CO2会发生反应，所以不可以选用 NaOH固体作固态电解质，A
错误；
B．通入氧气的 a电极是正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为 O2+4e-=2O2-，
B错误；
C．外电路中，电子从负极 b极经导线流向正极 a极，C正确；
D．CO所在的 b电极为负极，电极反应式为 CO-2e-+O2-=CO2，所以反应中转移 1 mol电子，
则生成 0.5 mol CO2，温度压强不知不能计算气体体积，D错误；
【点睛】本题考查了化学电源新型电池，明确原电池原理是解本题关键，难点是电极反应式
的书写，要结合原电池反应原理，根据电解质含有的微粒书写电极反应式，明确电子从负极
流向正极，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
3．B
【分析】
由图上电子的移动方向可知右侧电解池的阳极，反应式为 4OH--4e-=2H2O+O2↑，左侧为阴极，
反应式为 2V3++2e-=2V2+；双极性膜可将水解离为 H+和 OH-，由图可知，H+进入阴极，OH-
进入阳极，放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气，反应方程式为
2V2++2H+=2V3++H2↑，由此来解题。
答案第 1页，共 8页
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【详解】
A．由图可知，该装置将光能转化为化学能并分解水，选项 A正确；
B．光照过程中阳极区发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，选项 B错误；
C．双极性膜可将水解离为 H+和 OH-，由图可知，H+进入阴极，OH- 进入阳极，则双极性膜
可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性，选项 C正确；
D．根据以上分析，再生的反应方程式为 2V2++2H+=2V3++H2↑，选项 D正确；
【点睛】
本题考查电解池的工作原理，根据题中给出电子的移动方向判断阴、阳极是解题关键。
4．A
【详解】A．能量越低越稳定，由图可知，1mol卤化镁的能量大小顺序为MgI2＞MgBr2＞
MgCl2＞MgF2，则热稳定性的大小顺序为MgF2＞MgCl2＞MgBr2＞MgI2，故 A正确；
B．碘晶体的能量小于碘蒸气，则 1mol碘晶体与足量的镁充分反应放出的热量小于 364kJ，
故 B错误；
C．工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁，不能用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁，
故 C错误；
D．由图可知，生成氯化镁、溴化镁的热化学方程式分别为Mg(s)+Cl2(g) =MgCl2(s)
△H=—641kJ/mol，Mg(s)+Br2(g) =MgBr2(s) △H=—524kJ/mol，由盖斯定律可知，两式相
加可得MgBr2(s) +Cl2(g) =MgCl2(s) +Br2(g) △H=—117kJ/mol，液溴的能量低于气态溴，则
溴化镁与氯气发生置换反应生成液溴的焓变小于—117kJ/mol，故 D错误；
5．C
【分析】N2和 H2净化干燥除去含 P、S、As的化合物等杂质后，加压既能提高反应速率，
又能促进平衡正向移动，合成氨的反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，但是低温下，
催化剂活性低，反应速率也低，因此综合考虑将温度设定在 500℃并使用含铁催化剂进行催
化反应，及时将产生的 NH3液化分离出来以提高 N2和 H2的转化率，剩余的 N2和 H2再循环
利用，据此分析判断。
【详解】A．步骤①中“净化”是除去杂质，以防止铁催化剂中毒，故 A正确；
B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，
加压也可以提高反应速率，故 B正确；
C．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于
平衡正向移动，而液化分离出 NH3和 N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步
答案第 2页，共 8页
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骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不能，故 C错误；
D．在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去，可使平衡正向移动，能保持足
够高的原料转化率，故 D正确；
6．B
【详解】A．2NO2 N2O4是放热反应，热水环境下该反应的化学平衡逆向移动，NO2浓度
增大，颜色更深，冷水环境下反应的化学平衡正向移动，NO2浓度减小，颜色更浅，可探究
温度对化学平衡的影响，能达到目的，A不选；
B．Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，第一支试管中加入了等浓度的 KSCN溶液，则 SCN-浓度增大，
化学平衡正向移动，溶液中红色更深，而氯离子不参加反应，加入 KCl不影响平衡的移动，
不可研究浓度对化学平衡的影响，B选；
C．通过测定收集一定体积的 H2所需的时间或一定时间收集 H2的体积大小来测定锌与稀硫
酸反应速率，能达到目的，C不选；
D．碳酸钙质量相同，接触面积不同，可以探究反应物的接触面积对反应速率的影响，D不
选；
7．D
【详解】A．依据化学方程式分析是气体体积增大的反应，△S＞0，故 A正确；
B．图表分析温度升高氨气的平衡浓度增大，说明正反应是吸热反应，故 B正确；
C．正反应是吸热反应，升温平衡正向移动，反应在 30℃、40℃时化学平衡常数分别为 K1、
K2，则 K1＜K2，故 C正确；
D．在常温常压下，“人工固氮”反应为的平衡常数很小，说明在常温常压下，人工固氮不容
易进行，故 D错误；
8．D
【详解】A．因为 a
的转化率，A正确；
B．容积为 cL的容器比容积为 bL的容器中 c(SO3)小，相当于减小压强，平衡正向移动，所
以的平衡转化率大于 80%，B正确；
C．A点的 SO3的转化率为 50%，容器中 SO3的物质的量为 1mol，生成的 SO2为 1mol、O2
1 1
为 0.5mol，计算K ，再投入 1 mol SO3和 1 molSO2，浓度熵Q= =K，平衡不移动，2a 2a
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C正确；
D．A点与 C点的的转化率都为 50%，反应后混合气体的物质的量相同，温度相同，但体积
不相同，压强之比不是 1:1，D错误；
9．A
【分析】本题以制备双氧水的反应机理为载体，通过对本质、反应中间体、活化能、化学键
的判断等知识的考查，进而考查考生的获取和应用信息能力、分析推理能力等，诊断考生的
“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“化学学科核心素养水平”。
2
【详解】A．从图中信息可知 PdCl4 为该制备双氧水反应的催化剂，故能降低该反应的活
化能，A正确；
B 2 ．结合催化剂的特征以及图中信息可知 PdCl2O2 不是该反应的催化剂，而是中间体，B
错误；
C PdCl O 2 ．从图中信息可知 2 2 2HCl PdCl4
2 H 2O 2的过程中化合价没有发生变化，
该反应不属于氧化还原反应，C错误；
D 2 ．结合图中信息可知 PdCl Pd过程中只有Pd、HCl、Cl 4 生成，没有形成非极性键，
D错误；
故选 A。
10．C
0.2mol
【详解】A．0～4min的平均速率 v(Cl2)= =0.025 mol/(L min )，故 A错误；2L 4min
B．由图可知，改变条件使 PCl3(g)、Cl2(g)的物质的量增大，PCl5(g)的物质的量减小，且改
变量之比等于系数之比，平衡正向移动，则 10min时改变的条件是升温，故 B错误；
0.05 0.05
C．起始时向该容器中充入 1.0mol PCl5、0.10mol PCl3和 0.10molCl2，Qc =0.005，0.5
0.1 0.1
结合图可知 K= ＞Qc,反应正向进行，v(正)＞v(逆)，故 C正确；
0.4
D．从图中读出起始时向该容器中充入 1.0mol PCl3和 1.0molCl2，保持温度为 T，转化率为
1-20%=80%，当起始时向该容器中充入 2.0mol PCl3和 2.0molCl2，保持温度为 T，相当于加
压，故转化率大于 80%，反应达平衡时放出的热量大于 1.6akJ，故 D错误；
选 C。
答案第 4页，共 8页
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11．(1)
(2)N2H4 (1)+2H2O2 (1)=N2 (g)+4H2O(g) H 641.625kJ mol 1
(3)NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
(4) 放热 ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) -346 kJ·mol-1
(5)434
【详解】（1）H2O2是共价化合物，结构式为 。
（2）0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出 256.65kJ 的热量，则 1mol
1mol
液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出 256.65kJ× =641.625kJ 的热量，
0.4mol
则该反应的热化学方程式为N2H4 (1)+2H2O2 (1)=N2 (g)+4H2O(g) ΔH=-641.625kJ mol -1，故
答案为：N2H4 (1)+2H2O2 (1)=N2 (g)+4H2O(g) ΔH=-641.625kJ mol -1。
（3）结合反应物为 NaClO和 NH3、生成物之一为 N2H4可知，生成物中的盐为 NaCl，结合
得失电子守恒、原子守恒可知该反应的化学方程式为NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O，故
答案为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。
（4）①由图可知：焓变小于 0，即反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放
热反应，故答案为：放热，ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)；
②第一步的热化学方程式为①NH 4 (aq)+1.5O (g)=NO
2 2 (aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-273kJ/mol，
第二步的热化学方程式为②NO 2 (aq) +0.5O2(g)=NO
3 (aq) ΔH=-73kJ/mol，根据盖斯定律，由
①+ ②可得：NH +4 (aq)+2O2(g)=2H (aq)+H2O(l)+NO
3 (aq)
ΔH=(-273kJ/mol)+(-73kJ/mol)=-346kJ·mol-1，故答案为：ΔH=-346 kJ·mol-1。
（5）由 H 反应物的总键能-生成物的总键能得： 185kJ mol 1=(436+247-2a) kJ mol 1，
解得 a=434 kJ mol 1，故答案为：434。
12．(1) Cd 2e 2OH =Cd OH 2 a
(2) CH4 10OH
8e =CO2 7H O 2CO O 4e =2CO2 3 2 2 2 3
(3) 2Cl 2e =Cl2 1∶1 (4) Ag 128
答案第 5页，共 8页
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【详解】（1）根据图中电子移动方向知，放电时 a极（镉电池）为负极，镉失去电子发生氧
化反应生成氢氧化镉，电极反应式为Cd 2e 2OH =Cd OH 2；放电时 a极为负极，充电
时 a极接外接电源负极作阴极，电解池中阳离子移向阴极（a极）移动。
（2）①碱性甲烷燃料电池中，左边通入甲烷，甲烷失去电子发生氧化反应，在碱性条件下
生成碳酸根离子和水，作负极，b为正极，a极的电极反应式为
CH4 10OH
8e =CO2 3 7H2O；
②在丙图中，d电极氧气得到电子发生还原反应转化为碳酸根离子，电极反应式为
2CO2 O2 4e
=2CO2 3 。
（3）以VB2 —空气电池为电源，用惰性电极作电极材料电解氯化钠溶液时，a为通入氧气极，
氧气得到电子发生还原反应，为正极，故VB2 电极为负极，a为正极，则 b为阳极，c为阴
极；b电极氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，反应式为 2Cl 2e =Cl2 ；c电极水放
- -
电产生H2： 2H2O+2e =2OH +H2 ，根据电子守恒可知，b、c电极析出物质的物质的量比
为 1∶1。
（4）左池转化通入氧气得到电子发生还原反应，通入氧气极为正极，则石墨电极为阳极，
Ag电极为阴极，铜离子在阴极银极上得到电子还原为铜单质，根据得失电子守恒可列关系
式：O2 ~ 4e ~ 2Cu，左池每消耗 32g O2，理论上在右池 Ag极会析出 128 g Cu。
13．(1)大于
(2)CD
(3) 0.005mol/(L·min) 75% AC
(4) O +2N O +4e－ 2 2 5 ＝4NO 3 Ⅰ到Ⅱ
【详解】（1）该反应为吸热反应，根据能量守恒，则反应物的化学键断裂要吸收的能量大于
生成物的化学键形成要放出的能量，故答案为：大于；
（2）A．没有指明正、逆反应速率，不能说明是否到达平衡，若均为正反应速率，反应始
终按该比例关系进行，故 A错误；
1 1
B．速率之比等于化学计量数之比，则有 v正 N2O4 v2 正 NO2 ，故v正 N2O4 v逆 NO2 2
时到达平衡，而 v正 N2O4 2v逆 NO2 时反应没有达到平衡状态，故 B错误；
答案第 6页，共 8页
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C．随反应进行，二氧化氮浓度增大，容器内颜色加深，当容器内气体的颜色不再变化，说
明反应到达平衡，故 C正确；
D．随反应进行，容器内混合气体的物质的量增大，压强增大，当混合气体的压强不再变化，
说明反应到达平衡，故 D正确，
故答案为：CD；
（3）①前 4分钟内生成二氧化氮的浓度是 0.04mol/L，则消耗 N2O4 的浓度是 0.02mol/L，所
以N2O4 的反应速率为 0.02mol/L÷4min＝0.005mol/(L·min)。
②反应进行到 16min 时，Δc（NO2）=0.06mol/L，故Δc（N2O4）=0.03mol/L，故 N2O4的转
0.03
化率是 100% =75%。
0.04
③A．升高温度反应速率加快；
B．增大容器体积，浓度减小，反应速率减小；
C．加入合适的催化剂反应速率加快；
D．恒容条件下充入 He，反应物浓度不变，反应速率不变；
答案选 AC。
（4）在石墨 I电极上，二氧化氮转化为五氧化二氮，N元素化合价升高，失电子发生氧化
反应，则石墨 I作负极，石墨 II作正极，氧气得电子与 N2O5结合生成 NO 3 ，电极反应式为
O2+2N2O5+4e－＝4NO 3 。电子不能进入熔融 KNO3，则电子流向：石墨Ⅰ→负载→石墨Ⅱ。
14．(1) - 122. 54
(2)1
5 5
0.375 p0 20% p0 20%
(3) > 7 7 MPa -2甲
t 5 p0 15% (
5 p0 45%)
3
7 7
(4) CO2的实验转化率未达到平衡转化率
在该条件下反应 I的速率大于反应 III ，单位时间内生成甲醇的量比生成 CO的量多
【详解】（1）由盖斯定律可得反应I 2 反应II 目标方程，则
H 2 H1 H2 49.01 2 24.52 kJ/mol=-122.54kJ/mol，故答案为： -122.54；
（2）由图示 1可知，能垒：过渡态 1＞过渡态 2，能垒越大反应速率越小，化学反应的决速
步是由反应速率慢的一步所决定，则一定条件下，CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)的
答案第 7页，共 8页
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反应速率由第 1步决定的，故答案为：1；
（3）①在T4 前，相同温度下，甲醇的物质的量分数：催化剂甲＞催化剂乙，则相同温度下，
催化剂效果：催化剂甲＞催化剂乙；设 tmin内甲醇的变化量为 amol，则有三段式：
CO2 g 3H g 2 CH3OH g H2O g
起 mol 1 3 0 0 a
，有 0.3，解得
变 mol a 3a a a 4 2a
终 mol 1 a 3 3a a a
n 0.375
a 0.75mol，所以甲醇的平均反应速率为 mol/ L min ，故答案为：甲；
t V t
0.375
；
t
②反应 CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动；由 2可
知 T2°C＜T5°C，即平衡常数 T2°C＞T5°C，故答案为：＞；
③设甲醇的物质的量的变化量为 amol，则由三段式
CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g
起 mol 1 3 0 0 a 1
有： ，解得
变 mol a 3a a a 4 2a 5
终 mol 1 a 3 3a a a
a= 4mol n 4 2a mol 20，则平衡后气体的总物质的量 平 mol，反应前气体的总物质
7 7
n 前 p0 4 5
的量 n 前 4mol；由阿伏伽德罗定律的推论可知 n 平 p 20 ，解得p平 p0；平衡平 7
7
5
时各物质的分压分别为：pCH OH=pH O p0 20%
5
、pCO p0 15%、p
5
p 45%，平
3 2 7 2 7 H2 7 0
5 p0 20%
5 p0 20%
5 p0 20%
5 p0 20%
衡常数 K = 7 7p 5 MPa
-2
，故答案为： 7 7 MPa -2；
p0 15% (
5 p0 45%)
3 5 p0 15% (
5 p0 45%)
3
7 7 7 7
（4）①由图 3可知，CO2的实验转化率低于平衡转化率，所以实验中反应均未达到化学平
衡状态，故答案为：CO2的实验转化率未达到平衡转化率；
②在该条件下反应 I的速率大于反应 III ，单位时间内生成甲醇的量比生成 CO的量多，温
度相同时 CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值，故答案为：在该条件下反应 I的速率大
于反应 III ，单位时间内生成甲醇的量比生成 CO的量多。
答案第 8页，共 8页
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