2023年普通高等学校招生全国统一考试 23·JJ·FZMJ 金卷仿真密卷(二)2理科数学答案

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22.(12分)实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)十3H2(g)CH3OH(g) H2O(g),如图甲表示该反应过程中能量（单位为kJ·mol1)的变化。(1)关于该反应的下列说法中，正确的是(填字母)。量A.△H>0,△S>0B.△H>0,△S<0C.△H<0,△S<0D.△H<0,△S>0C02 3H2(2)为探究反应原理，现进行如下实验，在容积为1L的密闭容器中，充入1 mol CO2和CH,OH HO4molH2,一定条件下发生反应：CO2(g) 3H2(g)一CHOH(g) H2O(g),测得反应过程CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图乙所示。甲①从反应开始到平衡，CHOH的平均反应速率v(CHOH)=;H2的转化率w(H2)=◆c/molL)1.000.750.50②该反应的平衡常数表达式K=0.25③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。10t/minA.升高温度乙B.将CH3OH(g)及时液化抽出C.选择高效催化剂D.再充入1 mol CO2和4molH2(3)25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：【答案】(1)C(2)①0.075mol·L-1·min156.25%②CH,OH)·c(H,O)③BDc(CO2)·c3(H2)(3)CH,0HD 0,C0,(g) 2H,0D△H=-726.6kJ·mol-【解析】(1)依据反应和图像分析判断，CO2(g)十3H2(g)CHOH(g) H2O(g),反应是熵减少的反应△S<0;反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，△H<0。(2)①在容积为1L的密闭容器中，充入1 mol CO2和4molH2,一定条件下发生反应CO2(g)十3H2(g)CHOH(g)十H2O(g),二氧化碳是反应物，随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10min内达到平衡，甲醇的物质的量浓度为0.75mol·L1,二氧化碳的物质的量浓度变化了0.75mol·L1;则依据化学平衡列式计算：CO2(g) 3H2 (g)CH3 OH(g) H2O(g)起/(mol·L-1)1400转/(mol·L-1)0.752.250.750.75平/(mol·L1)》0.251.750.750.75C0,的平均反应速率u(C0,)=0.75mol,L=0.075mol·L1·min;H,的转化率m(H,)=2,25mo×10 min4 mol100%=56.25%。②该反应的平衡常数表达式K=CH,OH)·c(H,O)c(CO2)·c3(H2)③反应是放热反应，升温平衡逆向进行，故A错误；将CHOH(g)及时液化抽出，减小生成物的量，平衡正向进行，故B正确；选择高效催化剂只能改变速率，不改变化学平衡，故C错误；再充入1 mol CO2和4molH2,增大反应物浓度，且增大了压强平衡正向移动，故D正确。(3)25℃，1.01×10P时，16g液态甲醇的物质的量为0.5mol,完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，则该反应的热化学方程式为CH,0HD 0,(g)一C0,(g) 2H,0)△H=-726.6·mol.

3.在恒容、NO和O2的起始浓度一定的条件下，发生反应2NO(g) O2(g)一2NO2(g)。催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图所示。下列说法正确的是100A.Y点v正(NO) v递(NO),NO和NO2的化学计量数相等，所以v正(NO)>v逆(NO2);Y点已经平衡，正、逆反应速率相等，Y点温度高，Y点的正反应速率大于X点的正反应速率，即Y点v正(NO)>X点V正(NO),故A错误。Y点已经平衡，延长反应时间不能提高NO转化率，故B错误。该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Y点温度高于X点，所以Y点对应的平衡转化率低于X点对应的平衡转化率，故C正确。380℃下，设起始NO的物质的量浓度为xmol·L1,NO转化率为50%，则转化的NO为0.5xmol·L-1,转化的O2的物质的量浓度为0.25xmol·L-1,生成的NO2的物质的量浓度为0.5xmol·L1,起始c(O2)=2.5×10-4mol·L1,则平衡时N0的物质的量浓度为0.5xmol·L1,O2的物质的量浓度为(2.5×10-4-0.25.x)mol·L-1,NO2的物质的量浓度为0.5xmol·L-1,c2(NO2)(0.5x)2将平衡常数K=2N0c(0,)0.5×(2.5x10-0.2502.5X10-0.25x,若x=0,则K=400,若x≠0，则K≠4000，故D错误。