化學(xué)反應(yīng)速率與平衡核心素養(yǎng)測試卷

本試卷共3大題，合計(jì)100分，考試用時(shí)60分鐘，適用于高二學(xué)生。請(qǐng)認(rèn)真閱讀題目，按要求作答。
一、“即熱咖啡罐”速熱背后（30分）
材料一：某品牌“即熱咖啡罐”內(nèi)置50gCaO小包，拉環(huán)后30s罐體升溫至60℃，反應(yīng)：CaO(s) + H?O(l)→Ca(OH)?(s)　ΔH≈-82kJ/mol
材料二：消費(fèi)者投訴：①等待時(shí)間不穩(wěn)定②燙手③殘?jiān)唷?/legend>
1. （雙選）下列措施能“縮短”升溫時(shí)間且“不降低”總放熱量的是
2. 若忽略熱損失，50gCaO完全反應(yīng)可釋放熱量約___kJ（保留2位有效數(shù)字）。要使200mL水（比熱容4.2J/(g·℃）從20℃升到60℃，理論上至少需要CaO___g（保留2位有效數(shù)字）
3. 請(qǐng)用“≤60字”提出一條“控速又防燙”的工程改進(jìn)方案，并指出涉及的速率影響因素
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】利用家用器材驗(yàn)證“顆粒大小對(duì)放熱速率的影響”。要求：寫出自變量、因變量、控制變量各1個(gè)；畫出裝置示意圖（可用文字描述）；給出數(shù)據(jù)記錄表頭（7分）。
4. 自變量___
5. 因變量___
6. 控制變量___
7. 畫出裝置示意圖（可用文字描述）；給出數(shù)據(jù)記錄表頭
品牌方收到投訴后成立“學(xué)生智囊團(tuán)”，請(qǐng)你以團(tuán)隊(duì)成員身份完成以下新任務(wù)。
8. （三選）公司考慮把“30 s 速熱”升級(jí)為“三檔控溫”（45℃、60℃、75℃），下列技術(shù)路徑中，能“獨(dú)立”實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫又不改變總放熱量的是
9. 為減少“殘?jiān)唷蓖对V，公司想把 Ca(OH)? 固渣原位轉(zhuǎn)化為可用作牙膏摩擦劑的超細(xì) CaCO?。請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l“罐內(nèi)就地 CO? 礦化”思路，并指出涉及的反應(yīng)平衡移動(dòng)原理，字?jǐn)?shù)不超過50字
二、“CO?制甲醇”工廠見習(xí)（35分）
材料一：反應(yīng)：CO?(g) + 3H?(g)?CH?OH(g) + H?O(g)　ΔH=-49kJ/mol，氣體物質(zhì)的量減小。
材料二：工廠條件：250℃、5.0MPa、Cu-ZnO催化劑，單程轉(zhuǎn)化率18%。
10. 升高溫度至300℃，其他不變，則
11. 在5.0MPa、250℃下，若入口n(H?):n(CO?)=3:1，平衡時(shí)CO?轉(zhuǎn)化率為18%，則平衡常數(shù)Kp=________×10?3(MPa?2)，并列出三段式計(jì)算步驟（保留2位有效數(shù)字）
12. （三選）工業(yè)未采用“更低溫度、更高壓”操作的原因是
13. 若把壓強(qiáng)從5MPa提高到10MPa（溫度不變），按理想氣體估算，新平衡轉(zhuǎn)化率將變?yōu)榧s________%（保留3位有效數(shù)字），并給出計(jì)算步驟
14. 該廠計(jì)劃回收尾氣中的CO副產(chǎn)，有人建議把CO也通入反應(yīng)器共制甲醇：CO + 2H??CH?OH　ΔH=–91kJ/mol請(qǐng)用“≤80字”分析此方案對(duì)“碳利用率”和“反應(yīng)熱管理”的兩條影響
15. （三選）虛擬工廠里，工程師把催化劑從“Cu-ZnO”換成“Cu-ZnO@ZrO? 核殼”，發(fā)現(xiàn) 250℃下甲醇選擇性↑但 CO? 轉(zhuǎn)化率↓，可能的原因是
16. 工廠擬回收粗甲醇中溶解的 CO?，采用“閃蒸＋膜分離”雙單元。給出進(jìn)口流率 1000 mol/h、CO? 摩爾分?jǐn)?shù) 0.04，要求出口液相 CO?≤0.01。請(qǐng)畫一方塊流程圖（文字即可），標(biāo)出 1 處可用“亨利定律”計(jì)算的操作單元，并寫出該單元所需最小閃蒸壓力（25℃）＝________ MPa（保留 2 位）
17. 若工廠采用“綠氫”電解水制 H?，每度電碳排 0.5 kg CO?。按本反應(yīng)計(jì)量，生產(chǎn) 1 t CH?OH 需額外承擔(dān)“間接碳排”約________ kg（保留 2 位有效數(shù)字）
三、“汽水沒氣”探究課（35分）
材料：碳酸飲料開蓋后CO?逐漸減少，涉及平衡：CO?(g)?CO?(aq)　ΔH<0
18. 冰箱中冷藏的汽水比常溫汽水“更嗆”，主要因?yàn)?/legend>
19. 25℃、1atm時(shí)CO?在水中的亨利常數(shù)KH=3.3×10?2mol/(L·atm)。若瓶內(nèi)CO?分壓為2.0atm，則飽和溶液中[CO?(aq)]=________mmol/L（保留2位有效數(shù)字）
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】設(shè)計(jì)“家用對(duì)比實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證“溫度對(duì)CO?溶解度的影響”。器材：兩瓶同批汽水、冰箱、恒溫水?。?0℃）、電子秤、計(jì)時(shí)器。
20. 寫出實(shí)驗(yàn)步驟（不超過4步）
21. 給出數(shù)據(jù)記錄表頭
22. 指出一條關(guān)鍵安全注意事項(xiàng)
23. （三選）下列操作會(huì)“加速”汽水“沒氣”的是
24. 某500mL汽水出廠時(shí)溶解CO?質(zhì)量為3.3g。開蓋后2h剩余1.1g。計(jì)算平均逸出速率v=___mg·min?1（保留2位有效數(shù)字）
25. 用“≤60字”提出一條“延緩沒氣”的包裝改進(jìn)方案，并指出涉及的速率或平衡原理
26. （三選）下列“網(wǎng)紅操作”中，能“瞬間”提高開蓋后汽水中 CO?(aq) 濃度的是
27. 直播間觀眾投票選“最防失氣”包裝：拉環(huán)鋁罐、螺旋 PET、真空易拉蓋。你展示一張“逸出速率—時(shí)間”示意圖（已給出三種包裝的曲線）。請(qǐng)?jiān)趫D上用豎虛線標(biāo)出“第一次開蓋時(shí)刻”，并說明為何真空易拉蓋曲線斜率最?。ā?5 字）
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