上海高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-40化学反应速率与化学平衡（3）解答题（含解析）

上海高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-40化学反应速率与化学平衡（3）解答题 一、原理综合题 1．（2022·上海宝山·统考一模）煤是一种常见的矿物燃料，其综合作用有煤的气化、煤的干馏和煤的液化等。煤的气化主要反应原理如下：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)-131.3kJ。请回答下列问题： (1)在一定体积的容器内发生上述反应，假设有42克CO生成，需要吸收的热量是____kJ。 (2)该反应的平衡常数表达式是K=____。 (3)反应中H2O的浓度随时间的变化如表： 时间(分钟)/温度(℃) 1300℃ 高于1300℃ 0 2mol/L 2mol/L 2 amol/L bmol/L 4 1.4mol/L cmol/L 6 1.23mol/L cmol/L 8 1.23mol/L cmol/L ①根据表中数据计算1300℃时，4分钟内的反应速率____mol L-1 min-1。 ②表中a____b，c____1.23mol/L(选填“>”、“<”或“=”)。 ③1300℃时，判断该反应达到化学平衡状态的依据是____。 A．容器内压强保持不变 B．v(H2)=v(H2O) C．容器内密度保持不变 D．碳的浓度保持不变 2．（2022·上海徐汇·统考一模）过氧化氢(H2O2)是重要的化工产品，广泛应用于绿色化学合成、医疗消毒等领域。 已知：2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)+Q(Q>0) H2O2(l)H+(aq)+HO(aq) K=2.24×10-12(25℃) 完成下列填空： (1)氧原子核外电子亚层数为___，H2O2的电子式___。 (2)实验室可以使用稀H2SO4和H2O2溶解铜片，该反应的化学方程式为___。 (3)H2O2分解反应的平衡常数K=___；不同温度下H2O2分解反应的平衡常数K25℃___K40℃(填“>”“<”或“=”)。 (4)25℃，H2O2的pH___H2O(选填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明，H2O2溶液中HO的浓度越大，H2O2的分解速率越快。某温度下，不同浓度的H2O2分解率与pH的关系如图所示。 一定浓度的H2O2，pH增大H2O2分解率增大的原因是___；相同pH下，H2O2浓度越大H2O2分解率越低的原因是___。 (5)蓝色的CrO5遇H2O2会褪色，此反应可用于检验H2O2，发生反应如下：CrO5+H2O2+H+→Cr3++O2↑+H2O，配平上述方程式___。 3．（2022·上海静安·统考一模）CO2和CH4都是温室气体。一定条件下，CH4和CO2以镍合金为催化剂，发生反应：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。完成下列填空。 (1)甲烷分子的空间构型是_____，干冰的晶体类型是_____。 (2)该反应的化学平衡常数表达式为K=_____。不同温度下，K的数值如下： 温度 200°C 250°C 300°C K 56 64 80 该反应的逆反应是_____反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)T1°C时，科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用I、II、III表示)在相同条件下的催化效果。在1L恒容容器中，分别充入1molCO2和2molCH4，测得H2物质的量随时间变化如图所示。 ①使用催化剂I时，0~25秒间CO2的平均反应速率v(CO2)=_____mol·L-1·s-1；CH4的平衡浓度是_____mol·L-1。 ②如果不考虑催化剂价格，则使用催化剂_____(填“I”、“I”或“III”)的效果最好。状态A与B生成H2的速率大小关系是v(A)_____v(B)(填“>”、“<”或“=”)。 ③有利于提高CO2转化率的措施是_____(填字母)。 a.使用更高效的催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.增大CH4与CO2的投料比 4．（2022·上海浦东新·统考一模）氢燃料电池汽车所用的有机物液体储氢技术应用前景广阔。该技术的化学反应原理是在一定条件下，环己烷发生气相脱氢反应释放出氢气(反向即为储氢过程)：(g)(g)+3H2(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表： 温度/℃ 120 140 160 平衡常数 5.343×10-2 1.152 18.70 140℃时，在体积为2L的密闭容器中充入1mol (g)，发生上述反应。 完成下列填空： (1)该反应的化学平衡常数表达式K=_____，正反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若5min时，容器中气体的物质的量增大为原来的2.2倍，此时环己烷的转化率为_____，v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或 ... ...