专题10 化学反应原理综合题-【好题汇编】2024年高考化学三模试题分类汇编（全国通用）

专题10 化学反应原理综合题 1．（2024届·河北承德·三模）甲醇是最为常见、应用场景最为广泛的基础化学品之一，甲醇与乙烯、丙烯和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一、回答下列问题： (1)已知：①  kJ⋅mol ②  kJ⋅mol 则反应的 kJ⋅mol。 (2)常温常压下利用催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。 该转化历程有 个基元反应，决速步的反应方程式为 。 (3)以起始投料比时发生反应，在不同条件下达到平衡。设体系中的平衡转化率为，在恒温℃时随压强p的变化以及在恒压kPa时随温度T的变化如图所示。 ①图中对应的恒温℃的曲线是 (填“a”或“b”)，理由是 。 ②在℃、kPa条件下，反应经过、10 min达到平衡。0~10 min内，的平均反应速率为 。(保留1位小数)，M点时该反应的压强平衡常数 (列出计算表达式)。 (4)和以物质的量为3∶1发生主反应，反应过程中发生的副反应为，其他条件相同时，在铜基催化剂()作用下，不同温度对的转化率和的选择性的影响如图所示[的选择性]。 ①由图1可知，实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是 。 ②温度高于260℃时，的平衡转化率变化的原因是 。 ③由图2可知，温度相同时的选择性的实验值略高于平衡值，原因是 (从化学反应速率的角度解释)。 2．（2024·四川遂宁·三模）苯甲醛()是生产氨苄青霉素、某些苯胺染料等产品的重要中间体。制备苯甲醛的常用方法有气相催化氧化法和电催化氧化法。 I．气相催化氧化法(以Ce／ZSM-5为催化剂)主要反应： (g)+O2(g) (g)+H2O(g)   ΔH (1)已知： ① (g)+ 8O2(g)=7CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-3452.6kJ/mol ② (g)+9O2(g)= 7CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-3784.9kJ/mol 则反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g) ΔH= kJ·mol-1 (2)在一容积为2L的密闭容器中分别充入甲苯和氧气各2mol，在同一时间(80min)、不同温度下测得甲苯的转化率、苯甲醛的选择性和收率如图所示，其中：        温度控制在380℃，前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为 。 (3)其他条件相同、不同空速下测得苯甲醛的选择性和收率如图所示。 已知：①空缝指鼓入空气的速度，单位为h-1； ②苯甲醛只有吸附在催化剂表面才能被进一步氧化为苯甲酸。 据以上信息，分析空缝由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加的原因： 。 (4)合成苯甲醛的最佳温度和空速应为___________(填序号)。 A．350℃、5000h-1 B．350℃、2500h-1 C．410℃、5000h-1 D．410℃、2500h-1 II．电催化氧化法 以硫酸酸化的MnSO4溶液作为电解媒质间接氧化甲苯制备苯甲醛的工艺方案如图所示： (5)生成苯甲醛的离子方程式为 ；右池生成0.1mol H2时，左池可产生 mol。 3．（2024届·青海西宁·三模）为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO反应生成甲烷，涉及的反应如下： i．   ii．   iii．   回答下列问题： (1)在25℃和101kPa下，转变为时放出44.0kJ热量，的燃烧热为，CO的燃烧热为，的燃烧热为，则 。 (2)一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。 ①图中表示选择性变化的曲线是 （填“甲”或“乙”），保持不变，曲线甲由B点达到A点需要的条件为 。 ②相同温度下，向恒容容器内加入和1molCO，初始压强为10MPa，平衡时的物质的量为 mol，反应ii的 （保留小数点后一位）。 (3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种，催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为 。 4．（2024届·陕西渭南·三模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径，其中CO2转化为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H1=-49.01kJ•mol-1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    △H2＞0 请回答下列问题： (1)若利用反应I计算反应II的反应热△H2，还需要知道一个化学反应的△H，写出该反应的化学方程式 。 (2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。 写出该反应机理中决速步的热化学方程式： 。 (3)在恒温恒压(260℃，1.8MPa)下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如表。 反应器 CO2平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s 普通反应器(A) 25.0% 80.0% 10.0 分子筛膜催化反应器(B) ＞25.0% 100.0% 8.0 已知： i.分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能； ii.CH3OH的选择性=×100% ①在普通反应器(A)中，下列能作为反应I和反应II均达到平衡状态的判断判据是 (填字母)。 A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变 C．v正(CO2)=3v逆(H2) D．各物质浓度比不再改变 ②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是 ；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是 。 ③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)= mol•s-1；反应II的化学平衡常数Kp(II)= (列出化简后的计算式即可)。 (4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示，请写出Cu电极上的电极反应： 。 5．（2024届·安徽合肥·三模）催化加氢有利于实现碳的循环利用，在催化剂的作用下可发生如下反应： ①； ②； ③。 回答下列问题： (1)已知相关化学键键能如表所示： 化学键 键能 a b c d e 根据表中键能数据计算出 (用字母表示)。 (2)已知反应③的速率方程为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数。 ①如图所示(表示速率常数的对数，表示温度的倒数)、、、四条斜线中有两条分别表示、随的变化关系曲线，其中能表示随变化关系的是斜线 (填图中字母)。 ②下列措施能使速率常数减小的是 (填选项字母)。 A．减小压强        B．减小温度        C．减小的浓度        D．更换成负催化剂 (3)在恒温恒容有某催化剂的密闭容器中充入和，发生上述三个反应。该温度下反应均达平衡时，测得为、为、为，则的选择性为 (选择性=)；反应②的平衡常数为 (列出计算式即可)。 (4)若测得上述三个反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示： 通过图示分析，更适合生产甲醇的温度为 (填选项字母)。 A．400℃        B．600℃        C．800℃        D．1000℃ 高于800℃时，转化率增大的主要原因是 。 6．（2024届·湖南邵阳·三模）丙烯是一种重要的化工原料，但丙烯的产是仅通过石油的催化裂解反应无法满足工业生产需求。工业上，有如下方法制备丙烯： Ⅰ．丙烷脱氢法制丙烯： ①丙烷无氧脱氢法： ②丙烷氧化脱氢法： (1)反应②的正反应活化能 逆反应活化能（填“＞”或“＜”）。 (2)不同压强下，向密闭容器中充入气体发生反应①，丙烷平衡转化率随温度变化关系如图：在、条件下，若向密闭容器中充入和的混合气体，则平衡时丙烷转化率 （填“＞”或“＝”或“＜”）。 (3)如图为采用羰基催化剂催化氧化丙烷：的机理，下列说法正确的是______（填字母）。 A．该机理中，有键、键的断裂与形成 B．若有参与反应，最终存在于羰基催化剂和中 C．若和充分反应，则可制得 D．为了提高反应的速率和反应物转化率，温度越高越好 (4)丙烯是一种燃料，以熔融碳酸盐（用表示）为电解质，丙烯——空气燃料电池的负极的电极反应式 。 Ⅱ．丁烯和乙烯的催化反应制丙烯： 主反应： 副反应： (5)乙烯的电子式为 。 (6)某温度下，保持体系总压强为，按投料，达平衡状态时，、的转化率分别为、，则平衡时 ；主反应的压强平衡常数 （保留一位小数）。 7．（2024届·江苏苏州·三模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。可通过下列反应大规模制取氢气。 Ⅰ.水煤气变换反应(WGSR) 反应a： (1)一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知、的摩尔生成焓分别为、。则的摩尔生成焓的热化学方程式为 。 (2)实验发现，其他条件不变，在相同时间内，向上述体系中投入一定量的CaO可以增大H₂的体积分数。对比实验的结果如下图所示。投入CaO时，的体积分数增大的原因为 。投入纳米CaO装置的氢气产率更高，其原因为 。 (3)酸性溶液中电解副产物可用于生产，实现的资源化，其电极反应式为 。生成的电极应连接电源的 极(选填“正”或“负”)。 Ⅱ.甲烷干重整(DRM) DRM的主要反应为： 反应b： 反应c： 该过程中会逐渐生成积碳覆盖在催化剂表面，使催化剂中毒。 (4)甲烷和二氧化碳的起始物质的量均为1mol，实验测得在0.1MPa下，平衡时各组分的量随温度变化如下图所示。已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数。625°C时反应c的压强平衡常数为 。 (5)对催化剂载体改性，使其形成氧空位，可减少积碳。晶胞如下图所示。取干燥在Ar气条件下加热，热重分析显示样品一直处于质量损失状态；X射线衍射分析结果表明随着温度升高，该晶胞边长变长，但铈离子空间排列没有发生变化。加热后，当失重率(损失的质量/总质量)为2.32%时，每个晶胞拥有的的个数为 。 8．（2024届·湖北黄冈·三模）某研究小组试探究1,6-己二硫醇（，用HDT表示）与铜的反应历程。 已知有下列反应： (1)已知一些化学键的键能数据如下，则反应Ⅳ的焓变 。仅考虑反应Ⅳ，写出两种提高己烷平衡转化率的措施 。 化学键 C-H C-C H-H 键能/ 413 347 436 (2)温度一定时，在隔绝空气的条件下使HDT（g）以恒定的流速通过如甲图所示的反应器，仅发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在反应器出口处实时检测各物质的相对含量如图乙所示。 ①400～500s内反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的速率均 （填“增大”，“减小”或“不变”）；580～600s内各物质相对含量不变 （填“能”或“不能”）表示反应Ⅲ达平衡； ②推测在该实验条件下与Cu反应生成烃类产物的名称为 。（写两种） (3)向恒温刚性容器M中充入己烷（g）和HDT（g），初始总压为2.5Pa，己烷的体积分数为80%。容器M中只发生反应Ⅳ，达平衡时，己烷的转化率为50%，则反应Ⅳ的 Pa。使容器M中的混合气通过图甲所示的反应器，该反应器中仅发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。将反应后的混合气全部充入容器M内，反应Ⅳ重新达到平衡时，p（己烷）/p（环己烷）＝1.1，则HDT的完全脱硫率为 。 （） 9．（2024届·重庆·三模）CO可将部分氮的氧化物还原为。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   (1)写出CO将还原为NO的热化学方程式： 。 (2)在一绝热恒容的容器中充入CO和发生上述反应Ⅰ，下列一定能说明反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．容器内的总压强不再变化 B．容器内CO和物质的量之比不变 C．容器内气体密度不变 D．容器内气体温度不变 (3)保持其他初始条件相同，分别使用催化剂a和b进行反应Ⅱ，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。 ①图中M点 (填“达到了”或“未达到”)平衡状态。 ②使用催化剂b，温度高于400℃，NO转化率降低的原因是 。 (4)在恒容密闭容器中，1800℃无催化条件下NO和CO按1：1投料进行上述反应Ⅱ，实际测得反应体系中NO，CO，和分压随时间变化如图所示。但研究人员发现各气体的分压变化不符合反应Ⅱ的化学反应计量比，研究后确认，该反应条件下还存在另一反应。 ①图中气体B代表 。 ②该温度下，反应的 。 (5)铁基钙钛矿型载氧体能够减少生物质氮气化过程中氮氧化物的释放，其晶体结构如图甲所示。 ①该材料中的A位离子为 。 ②该材料中的B位离子通常被认为是催化反应的活性位点，历程如图乙所示。则方框中的物质应为 。 10．（2024届·河南·三模）的捕集和利用是实现“碳中和”的有效途径。 (1)CaO可在较高温度下捕集。工业制备CaO的工艺有两种： ⅰ.热分解制备 ⅱ.热分解制备 其中在隔绝空气加热升温过程中固体残留率的变化如图1所示()。 ①固体残留率由87.7%降到68.5%时，残留固体由 (填化学式，下同)转化为 。 ②已知分解反应放出的气体越多，制得的固体越疏松多孔，则工艺 (填“ⅰ”或“ⅱ”)得到的CaO具有更好的捕集性能。 (2)在恒容密闭反应器中充入物质的量之比为1：1的和的混合气体，可发生以下反应： ⅰ.   ⅱ.   在相同时间内，的转化率、HCOOH的选择性与温度的关系如图2所示。 已知：，CO的选择性与HCOOH的选择性的计算方式相似。 ①反应ⅰ在相对 (填“较低”或“较高”)温度下易自发进行；温度低于673K时，CO的选择性随温度升高而 (填字母)。 a.减小    b.增大    c.不变    d.无法判断 ②温度高于673K时，随温度升高，HCOOH的选择性减小的原因可能是 (已知反应均未达到平衡状态)。 ③平衡时再充入0.1mol 和0.1mol ，再次平衡时的转化率 (填“减小”“增大”或“不变”)。 (3)一定温度时，将一定量的和(物质的量之比为1：1)充入某恒容密闭容器中发生(2)中反应ⅰ和ⅱ，达到平衡时的转化率为y，CO的选择性为x，体系中氢气的分压为，则反应ⅰ的压强平衡常数 (用含x、y、的代数式表示)。 (4)研究发现，用氮化铁作催化材料，对选择性加氢制烃类具有重要意义。某氮化铁的晶胞结构如图3所示，沿z轴方向的投影如图4所示，A原子的分数坐标为(0，0，0)，B原子的分数坐标为，则C原子的分数坐标为 (用含b、c的代数式表示)；设阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 g·(用含a、b、的代数式表示)。 11．（2024届·云南昆明·三模）双环芳烃加氢生成四氢萘类物质，是缓解柴油产能过剩问题的一种经济有效的方法。其中用1-甲基萘(A)制备四氢萘类物质B和C，反应过程中伴有生成十氢萘(D)的副反应，涉及的反应如图所示(该反应条件下，各物质均为气态)： 回答下列问题： (1)以上四个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示： 已知C比B稳定，反应、、的焓变分别为、、，则 0(填“>”或“<”)，的数值范围是 (填标号)。 A．<-1        B．-1~0        C．0~1        D．>1 (2)650K，以充料，反应达平衡时物质A、B、C、D的物质的量分数［例如：］随体系压强的变化关系如图所示： ①和随压强p变化的曲线分别是 、 ，判断的理由是 。 ②其他条件不变，若增大的比例，则的值将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ③当压强时，的平衡转化率 ，反应压强平衡常数 (列出计算式即可)。 12．（2024届·福建龙岩·三模）丙烯腈()是合成橡胶及合成树脂等工业中的重要原料，以 为原料合成丙烯腈的反应过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 科学家通过计算得出反应Ⅱ的历程包含p、q两步，其中p步反应的化学方程式为： 已知：部分化学键键能如下表所示： 化学键 键能(kJ·mol-1) 413 463 389 348 305 615 351 745 891 (1)q步反应的热化学方程式为 。 (2)在盛有催化剂、压强为的恒压密闭容器中按体积比充入和NH3发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如下图所示。 ① 0(填“>”“<”)。 ②含碳物质检测过程中，未检测出，反应活化能相对大小应为p q(填“>”或“<”)。 ③M点时，体系中的体积分数 (保留三位有效数字)。 ④N点时，反应Ⅱ的压强平衡常数 (保留三位有效数字)；范围内，物质的量分数表示的平衡常数的相对大小：反应Ⅰ 反应Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。 ⑤上述条件下丙烯腈的平衡产率不高，实际生产中会向反应器中再充入一定量(不参与反应)，请解释该操作的目的并说明理由 。 13．（2024届·辽宁朝阳·三模）氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。 Ⅰ．甲醇-水催化重整可获得氢气。 (1)表中数据是该反应中相关物质的标准摩尔生成焓数据(标准摩尔生成焓是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变)。 物质 0 -393.5 -241.8 -200.7 则 ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 Ⅱ．乙醇-水催化重整亦可获得，主要反应如下： 反应①：   反应②：   (2)向恒容密闭容器中充入1mol 和3mol 发生上述反应①和②，初始时体系压强为100kPa．平衡时的分布分数、的产率随温度的变化曲线如图所示。 ①为提高氢气的平衡产率，可采取的措施为 (写出2条)。 ②200℃以后，解释曲线a随温度变化趋势的原因： 。 ③温度为500℃时，反应经10min达到平衡，此时乙醇的转化率为60%，则0~10min内 ，该温度下，反应②的 (保留小数点后两位)。 (3)乙醇燃料电池(电极材料a和b均为惰性电极)广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如图所示，写出负极的电极反应式： ，当转移1.2mol电子时，正极消耗的氧气的体积为 L(标准状况下)。 14．（2024届·黑龙江齐齐哈尔·三模）铁的化合物在工业生产中具有重要的应用。以硅酸铁作为载氧体实现甲烷部分氧化，发生的主要反应有： i．； ii．； iii． iv. 回答下列问题： (1)在元素周期表中，Fe元素位于 区(填“s”“p”“d”或“ds”)。 (2)反应i (填“能”或“不能”)在高温条件下自发进行。反应ii的正反应活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应活化能。 (3)反应的 。 (4)在恒温恒容条件下，仅发生反应i，下列说法不能表明反应i已达到化学平衡的是___________(填标号)。 A．相同时间内，气态反应物有键断裂的同时气态产物有键生成 B．容器中气体的密度不再变化 C．固体中所含氧元素的质量分数不再变化 D．容器中气体的平均相对分子质量不再变化 (5)载氧体为转化为氧化物提供氧原子，与物质的量之比是影响转化为合成气的重要因素。在下，向密闭容器投入发生上述反应，不同对部分物种的平衡量的影响如图所示。的选择性(S)公式如下：，。 ①若要生成更多的合成气，最适宜的值为 (填标号)。 A．1.5    B．0.45    C．0.38    D．0.3 ②当平衡转化率为98%时，测得体系中，则 %(保留1位小数)。 (6)在恒压密闭容器中，加入甲烷和水蒸气各，一定条件下发生反应：。测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。 ①压强 (填“大于”“小于”或“等于”)。 ②温度为、压强为，时，N点表示的正、逆反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)。 ③时该反应的压强平衡常数 (用含的代数式表示)。 15．（2024届·四川内江·三模）我国在政府工作报告中提出力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳转化利用技术，成为当下研究热点。 ．与重整是再利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： ①   ②   ③   (1)已知反应①低温无法自发进行，只能在高温下自发进行，则 0(填“>”或“<”)。 (2)某温度下，在体积的密闭容器中加入及催化剂仅发生反应①，经过达到平衡状态时的转化率为。则用表示的平均化学反应速率为 ，平衡常数的值为 ；达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入与各，则化学平衡 移动(选填“正向”、“逆向”或“不”)。 (3)下，将的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中和的平衡转化率如图所示。时的平衡转化率远大于时的平衡转化率。原因是 。 ．在催化剂作用下，通过电催化还原为是一种具有前景的利用的方式。在催化剂表面，还原生成通过两种平行的反应途径进行，各自途径的关键中间体分别为。催化剂催化转化为和的反应历程如图1(*表示吸附在催化剂表面)。 (4)产物的选择性是由催化剂对两种关键中间体的结合强度决定的。在催化剂表面更利于生成 。 (5)在m和n两种催化剂作用下，反应①的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图2所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，m和n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是 (填“m”或“n”)。 16．（2024届·四川凉山·三模）2023年杭州亚运会主火炬创新使用了“零碳”甲醇作为燃料，所谓“零碳”，是指每合成1吨该甲醇可以消耗约1.375吨的二氧化碳，实现了二氧化碳的资源化利用、废碳再生。回答下列问题： (1)合成甲醇的工艺分两类： ①直接法原理为：   利于该反应自发进行的条件为 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 ②间接法合成原理如下： Ⅰ.   Ⅱ.   则 。该法的决速步骤为反应Ⅰ，则下列示意图中能体现上述反应反应进程与能量变化的是 。 A．    B． C．    D． ③在某催化剂存在条件下，反应Ⅱ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量，＊表示吸附在催化剂上)如图所示： 则中间态V中吸附在催化剂表面的物质可表示为 。 (2)一定温度下，利用直接法合成甲醇，将二氧化碳和氢气按物质的量之比混合并在恒定压强为44MPa条件下进行反应，达平衡时的转化率为90％，则平衡时的分压为 ，该反应的分压平衡常数 。 (3)直接甲醇燃料电池是指直接使用甲醇为电极活性物质的燃料电池，写出该电池在酸性条件下的负极反应方程式 。 (4)目前有多种用于工业捕集的方法，其中一种为以溶液吸收，若某工厂的吸收液吸收一定量后测得溶液中，则该溶液的 (已知该温度下碳酸的，)。 17．（2024届·广东东莞·三模）氰化物是指含有氰基或氰根离子的一类化合物，广泛应用于工业与农业中。 (1)工业上以甲烷和氨气为原料在高温和催化剂的作用下发生反应Ⅲ制备HCN。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   则反应Ⅲ：    (2)在一定温度条件下，向1L恒容密闭容器中加入2mol和2mol发生反应Ⅲ，10min时反应达到平衡， 此时体积分数为30%。 ①0~10min内用表示的平均反应速率为 。若保持温度不变，再向容器中加入和各1mol，则此时 （填“>”“=”或“<”）。 ②由实验得到的关系可用如图甲表示。当x点升高到某一温度后，反应重新达到平衡，则x点将移动到图甲中的 点（填字母标号）。 (3)可做氧化废水中的催化剂，氧化过程中总氰化物（、HCN等）去除率随溶液初始pH变化如图乙所示。当溶液初始pH>10时，在一段时间内总氰化物去除率下降的原因可能是 。 (4)常温下（－溶液体系中存在平衡关系：；；；，平衡常数依次为、、、。含Cd物种的组分分布分数δ、平均配位数与的关系如图所示。 已知：（过程中HCN浓度几乎不变），；，，，；平均配位数，其中M代表中心离子，L代表配体。 ①曲线Ⅱ代表的含Cd微粒为 。 ②的平衡常数为 。 ③下列有关说法中，正确的是 。 A．降低pH，有利于生成 B．pH=7时， C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大 ④a点时， 。（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。 18．（2024届·山东济宁·三模）CO2耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用CO2的热点研究领域，制备苯乙烯涉及的主要反应如下： 反应I．(g)⇌　(g)+H2(g)              △H1 反应Ⅱ．　           △H2＞0 反应Ⅲ．(g)+CO2(g)⇌(g)+CO(g)+H2O(g)△H3＞0 (1)相关的化学键键能数据如下： 化学键 H-H C-H C-C C=C 436 413 348 615 利用上表数据计算△H1为 ，为提高的平衡转化率，可采取的措施为 。 (2)向密闭容器中按一定比例投入原料气，达到平衡时随温度变化关系如图所示。三种原料气配比分别为：I．只有乙苯、Ⅱ．n(乙苯):n(CO2)=1:5、Ⅲ．n(乙苯):n(Ar)=1:5 ①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5的曲线为 (填A、B或C)。 ②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5的曲线为 (填A、B或C)，从平衡移动的角度解释CO2的作用： 。 (3)向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1mol，此时气体压强为P0，催化脱氢制备苯乙烯，除上述反应外，还发生副反应：(g)+H2(g)(g)+CH4(g)　△H4＜0，测得反应体系中甲苯的选择性s()、乙苯的平衡转化率、CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。表示乙苯的平衡转化率的曲线是 ；T1温度下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp= (保留两位小数)。 19．（2024届·江西·三模）乙醇被广泛应用于能源、化工、食品等领域，工业上可用以下两种方法制备乙醇。 I．。一定条件下，在一密闭容器中充入和发生该反应，如图表示不同压强下的平衡转化率与温度的关系。回答下列问题。 (1)活化能(正) (逆)（填“>”或“<”）。 (2)若在恒容绝热的容器中发生该反应，下列情况下反应一定达到平衡状态的是__________（填序号）。 A．容器内和体积比不再改变 B．容器内气体密度不再改变 C．容器内温度不再发生改变 D．断开键与断开键的数目之比为 Ⅱ．乙酸甲酯（）催化加氢制取乙醇。包括以下主要反应： ①    ②   (3)已知的燃烧热分别为，，，， 。 (4)其他条件相同，将乙酸甲酯与氢气按一定流速通过固体催化剂表面，乙酸甲酯的转化率随氢酯比（）的关系如图所示。已知固体催化剂作用下的反应速率与催化剂表面各反应物的吸附率有关。氢酯比为8附近，乙酸甲酯的转化率存在最大值的原因是 。 (5)时在密闭容器内通入和，初始压强为，发生反应①和②，达到平衡时体系压强变成且的分压为分压的5倍，反应①的平衡常数 。 (6)研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，工作原理如图。 ①负极的电极反应式为 。 ②当向正极通入且全部被消耗时，理论上正负极溶液质量变化的绝对值之差为 g（保留两位小数）。 20．（2024届·湖南岳阳·三模）2024年上海国际碳中和技术博览会以“中和科技、碳素未来”为主题，重点聚焦二氧化碳的捕捉、利用与封存(CCUS)等问题。回答下列问题： Ⅰ.是典型的温室气体，Sabatier反应可实现转化为甲烷，实现的资源化利用。合成过程中涉及如下反应： 甲烷化反应(主反应)：①   逆变换反应(副反应)：②    (1)反应③   ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)下列叙述中能说明反应①达到平衡状态的是 (填字母)。 A．断裂4mol 的同时断裂1mol          B．恒温恒容条件下，体系压强不再变化 C．恒温恒容条件下，气体的密度不再变化             D． E．绝热恒容条件下，不再变化 (3)科研小组按进行投料，下面探究影响选择性的一些因素。 ①若在恒容容器中进行反应(初始压强为0.1MPa)，平衡时各气体的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。图中表示的物质的量分数随温度变化的曲线是 (填“曲线1”“曲线2”或“曲线3”)。曲线1和曲线3交叉点处的平衡分压为 MPa(该空忽略副反应逆变换反应)。 ②积碳会使催化剂的活性降低，从而影响甲烷的选择性，各积碳反应的平衡常数与温度关系如下表所示： 温度℃ 800 21.60 0.136 0.133 850 33.94 0.058 0.067 900 51.38 0.027 0.036 反应a：   反应b：   反应c：   由表中数据可知，积碳反应主要由反应 引起(填“a”“b”或“c”)。 Ⅱ.完成下列问题 (4)一定条件下，向4L恒容密闭容器中充入2mol 和6mol ，发生反应。已知容器内起始压强为240kPa，反应达平衡时容器内压强为150kPa，该温度下反应的标准平衡常数 。(该反应标准平衡常数的表达式为，其中p为分压，分压=总压×物质的量分数，) 21．（2024届·福建福州·三模）研究氮氧化物 (NOₓ)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。回答下列问题： ．用H2还原NO的反应为 (1)该反应的正反应速率方程可表示为，某温度下，测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。 则 ， 。 (2)研究表明上述反应历程分两步基元反应： i．； ii．。 根据 (1)所给信息判断，H 还原 NO 总反应的速率由反应 (填“ i”或“ii” ) 决定。 (3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同)，到达平衡时，H的平衡转化率最大的是 。 a． 恒温恒容        b．恒温恒压        c． 恒容绝热 ．脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应： 反应i．； 反应ii．。 反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态)： (4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为 。 将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图3。 (5)NO和CO的脱除应选择 (填“高温”或者“低温”)。 (6)实验过程中，高于340℃后NO浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是 。 (7)450℃时， 该时间段内NO的脱除率= (保留2位有效数字， NO的脱除率 22．（2024届·河南·三模）(丙烯)是重要基本有机原料。(丙烷)催化脱氢制C3H6过程如下： Ⅰ.主反应：  ； Ⅱ.副反应：   回答下列问题： (1)已知断裂1 mol下列化学键所需能量如下表： 化学键 能量/ 436.0 413.4 344.7 上述主反应的 。 (2)一定条件下，催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应，和的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别为和)。 ①时，图中表示和体积分数变化的曲线分别为 、 。 ②提高催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是 (任写一种)。 (3)在压力(117.5 kPa)恒定，以作为稀释气，不同水烃比［、10、15］时，催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。 ①相同温度下，水烃比远大于15∶1时，丙烷的消耗速率明显下降，可能的原因是： ⅰ.丙烷的浓度过低； ⅱ. 。 ②M点对应条件下，若的选择性为60%，则反应Ⅰ的分压平衡常数为 kPa［的选择性］。 (4)利用的弱氧化性，科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图3所示。 ①反应(ⅱ)的化学方程式为 。 ②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是 。 (5)研究表明，氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素，如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为n pm，设为阿伏加德罗常数的值。 ① 。 ②该晶体密度是 (用含n、的代数式表示)。 23．（2024届·宁夏银川·三模）温室气体和对环境危害大，在工业生产中尽量将它们转化为可用的原材料。 Ⅰ. 工业上利用和催化重整制取和CO，主要反应为 反应①： CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)    过程中还发生三个副反应： 反应②：H2(g)+ CO2(g) CO(g) + H2O (g)    反应③：2 CO(g) CO2 (g) + C (s)    反应④：CH4(g) 2 H2 (g) + C (s)   将与(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂，产物中与CO的物质的量之比、的转化率与温度的关系如图所示： (1) 。 (2)500℃时，比较小，此时发生的副反应以 (选填②、③、④中一种)为主。升高温度，产物中与CO的物质的量之比增大的原因是 。 Ⅱ. 温室气体CH4可以和H2S在一定条件下发生反应：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)。在一密闭容器中，起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)=2∶1.0.1 MPa时，温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示： (3)M点，H2S的平衡转化率为 。 (4)N点对应温度下，该反应的KP = (MPa)2   (保留两位有效数字) Ⅲ.用光电化学法将还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如左图所示，其他条件一定时，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示： ，其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 (5)当电解电压为u1 V时，阴极生成HCHO的电极反应式为 。 (6)当电解电压为u2 V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3：2，则生成HCHO的法拉第效率m为 。 24．（2024届·海南·三模）CH3OH是一种绿色能源，也是一种化工原料。回答下列问题： Ⅰ．合成甲醇。 工业上常用CO和H2制备CH3OH，反应原理是。 (1)已知：①  kJ⋅mol ②  kJ⋅mol ③   kJ⋅mol 上述反应的 kJ⋅mol(用含a、b、c的代数式表示)。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入1 mol 和1 mol 合成。下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．气体压强不随时间变化 B． C．气体密度不随时间变化 D．气体平均摩尔质量不随时间变化 (3)向体积相同的甲、乙恒容密闭容器中均充入1 mol 和3 mol 同时发生反应合成，相对甲，乙仅改变温度，测得甲醇的物质的量与时间的关系如图所示。 ①温度：甲 (填“高于”或“低于”)乙，判断依据是 。 ② (填“>”“<”或“=”)0，判断依据是 。 ③若容器体积为1 L，甲容器中0~4 min内用H2表示的平均反应速率为 mol⋅L⋅min。 Ⅱ．可用于合成有机物。 近日，中国科学院大连化学物理研究所丁云杰团队利用Rh单核配合物催化剂以和CO为原料合成了CH3COOH，相关反应为、。 (4)以CH3OH和CO为原料，从原子利用率分析，合成 (填“CH3COOH”或“CH3COOCH3”)是最理想的绿色化学工艺。 (5)一定温度下，总压强保持1.5a kPa，向反应器中充入1 mol 和1 mol ，在一定条件下合成和。达到平衡时，的转化率为60%，的选择性为80%，(的选择性)。该温度下合成反应的平衡常数 (用含a的代数式表示，为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 25．（2024届·重庆·三模）氨的用途十分广泛，是制造硝酸和氮肥的重要原料。 (1)工业合成氨中，合成塔中每产生，放出热量。 则键断裂吸收的能量约等于 。 (2)合成氨工业中，原料气及少量的混合气)在进入合成塔前要经过铜氨溶液处理以除去，反应为：。从平衡移动的角度看，则铜氨溶液吸收的适宜生产条件是___________(填序号)。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)合成氨热力学研究表明，反应在不同压强和氮氢比下，平衡体系中氨的体积分数随温度的变化曲线如图1所示。 ① (填“>“<”或=”)；b点对应的转化率： (填“>”“<”或“=”)。 ②c点对应的小于a点对应的，原因为 。 ③a点对应的压强平衡常数 (列出计算式即可) (4)以纳米作催化剂，在常压下电化学合成氨，和为原料制备。其工作原理如图2所示： ①阴极的电极反应式为 。 ②电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的中混有单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 化学反应原理综合题 1．（2024届·河北承德·三模）甲醇是最为常见、应用场景最为广泛的基础化学品之一，甲醇与乙烯、丙烯和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一、回答下列问题： (1)已知：①  kJ⋅mol ②  kJ⋅mol 则反应的 kJ⋅mol。 (2)常温常压下利用催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。 该转化历程有 个基元反应，决速步的反应方程式为 。 (3)以起始投料比时发生反应，在不同条件下达到平衡。设体系中的平衡转化率为，在恒温℃时随压强p的变化以及在恒压kPa时随温度T的变化如图所示。 ①图中对应的恒温℃的曲线是 (填“a”或“b”)，理由是 。 ②在℃、kPa条件下，反应经过、10 min达到平衡。0~10 min内，的平均反应速率为 。(保留1位小数)，M点时该反应的压强平衡常数 (列出计算表达式)。 (4)和以物质的量为3∶1发生主反应，反应过程中发生的副反应为，其他条件相同时，在铜基催化剂()作用下，不同温度对的转化率和的选择性的影响如图所示[的选择性]。 ①由图1可知，实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是 。 ②温度高于260℃时，的平衡转化率变化的原因是 。 ③由图2可知，温度相同时的选择性的实验值略高于平衡值，原因是 (从化学反应速率的角度解释)。 【答案】(1)-49 (2) 4 (或) (3) a 恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，增大 10.6(或10.4) (或其他正确答案) (4) 的实验转化率均未达到平衡转化率 主反应为放热反应，温度升高，主反应的化学平衡逆向移动。副反应为吸热反应，温度升高，副反应的化学平衡正向移动。温度高于260℃时，副反应的化学平衡正向移动程度大于主反应的化学平衡逆向移动程度 在该条件下，主反应的反应速率大于副反应的反应速率，单位时间内生成甲醇的量比生成一氧化碳的量多 【详解】（1）反应①： ，反应②：，根据盖斯定律，反应①+反应②可得反应，故，故答案为。 （2）由图可知，反应历程有五个基元反应；第二步基元反应活化能较大，反应较慢，为决速步，化学方程式为：HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*，故答案为①四、②HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*。 （3）图中对应的恒温T=250℃的曲线是a，因为恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大，故答案为①a、②恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大。③在T=250℃、p=8×102kPa 条件下，反应经过 10min 达到平衡，由图可知，α(CO2)=30%，设起始时二氧化碳的物质的量为mol,则起始时氢气的物质的量为mol，列出三段式如下： H2的起始分压为， ，H2的平均反应速率为，④M点是反应的压强平衡常数为故答案为③、④。 （4）①由图1可知在不同温度下，CO2转化率的实验值均小于平衡值，说明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反应a为放热反应，反应b为吸热反应，温度升高，反应a逆向移动，反应b正向移动，温度高于260℃时，反应b正向移动的程度大于反应a逆向移动的程度，所以CO2平衡转化率随温度升高还在增大，故答案为：温度升高，反应a逆向移动，反应b正向移动，温度高于260℃ 时，反应b正向移动的程度大于反应a逆向移动的程度； ③由图2可知，温度相同时，CH3OH选择性的实验值略高于平衡值，从化学反应速率的角度看原因是：在该条件下反应a的速率大于反应b，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多，故答案为：在该条件下反应a的速率大于反应b，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多。 2．（2024·四川遂宁·三模）苯甲醛()是生产氨苄青霉素、某些苯胺染料等产品的重要中间体。制备苯甲醛的常用方法有气相催化氧化法和电催化氧化法。 I．气相催化氧化法(以Ce／ZSM-5为催化剂)主要反应： (g)+O2(g) (g)+H2O(g)   ΔH (1)已知： ① (g)+ 8O2(g)=7CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-3452.6kJ/mol ② (g)+9O2(g)= 7CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-3784.9kJ/mol 则反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g) ΔH= kJ·mol-1 (2)在一容积为2L的密闭容器中分别充入甲苯和氧气各2mol，在同一时间(80min)、不同温度下测得甲苯的转化率、苯甲醛的选择性和收率如图所示，其中：        温度控制在380℃，前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为 。 (3)其他条件相同、不同空速下测得苯甲醛的选择性和收率如图所示。 已知：①空缝指鼓入空气的速度，单位为h-1； ②苯甲醛只有吸附在催化剂表面才能被进一步氧化为苯甲酸。 据以上信息，分析空缝由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加的原因： 。 (4)合成苯甲醛的最佳温度和空速应为___________(填序号)。 A．350℃、5000h-1 B．350℃、2500h-1 C．410℃、5000h-1 D．410℃、2500h-1 II．电催化氧化法 以硫酸酸化的MnSO4溶液作为电解媒质间接氧化甲苯制备苯甲醛的工艺方案如图所示： (5)生成苯甲醛的离子方程式为 ；右池生成0.1mol H2时，左池可产生 mol。 【答案】(1)-332.3 (2)6×10-4 mol/(L·min) (3)空速较高时，苯甲醛易从催化剂表面脱落，抑制了苯甲醛进一步被氧化，降低了苯甲醛氧化为苯甲酸的几率，所以苯甲醛选择性增加 (4)B (5) +4Mn3++H2O→+4H++4Mn2+ 0.05mol 【详解】（1） 由盖斯定律可知，②-①可得反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g)，则反应ΔH=(-3784.9kJ/mol)-(-3452.6kJ/mol)=-332.3kJ/mol； （2）由图可知，温度控制在380℃，80min时苯甲醛的选择性和甲苯的转化率分别为40%和12%，则前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为=6×10-4 mol/(L·min)； （3）由图可知，当空速由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加说明空速较高时，苯甲醛易从催化剂表面脱落，抑制了苯甲醛进一步被氧化，降低了苯甲醛氧化为苯甲酸的几率，所以苯甲醛选择性增加； （4）由图可知，温度为350℃、空速为2500h-1时，苯甲醛选择性和收率最高，则合成苯甲醛的最佳温度和空速应为350℃、2500h-1，故选B； （5） 由Mn2+转化为Mn3+可知，与电源的正极a电极相连的电极为电解池的阳极，阳极生成的Mn3+在溶液中与甲苯反应生成Mn2+、苯甲醛和氢离子，与负极b电极相连的电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，则甲苯氧化为甲醛的反应为+4Mn3++H2O→+4H++4Mn2+； 电池的总反应为+H2O→+2H2↑，所以右池生成0.1mol氢气时，左池可产生0.05mol苯甲醛。 3．（2024届·青海西宁·三模）为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO反应生成甲烷，涉及的反应如下： i．   ii．   iii．   回答下列问题： (1)在25℃和101kPa下，转变为时放出44.0kJ热量，的燃烧热为，CO的燃烧热为，的燃烧热为，则 。 (2)一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。 ①图中表示选择性变化的曲线是 （填“甲”或“乙”），保持不变，曲线甲由B点达到A点需要的条件为 。 ②相同温度下，向恒容容器内加入和1molCO，初始压强为10MPa，平衡时的物质的量为 mol，反应ii的 （保留小数点后一位）。 (3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种，催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为 。 【答案】(1)-206.1 (2) 甲 降低温度或增大压强 0.32 0.4 (3) 6 【详解】（1）根据燃烧热定义，求得反应的焓变，根据转变为放热44.0kJ，求得反应  ； （2）①随增大，CO的转化率一直变大，即曲线乙表示CO转化率；当增大时，根据反应i、iii分析，选择性变大，当足够大时，选择性基本不变，故曲线甲代表选择性；选择性曲线甲由B点到A点，即选择性变大，依据燃烧热可求，，温度对反应i、、iii影响更大，降温利于生成；加压对生成的无影响，而有利于生成，故条件为降温或加压；②根据图像，时，平衡时CO转化率为40%，选择性为90%，则平衡时：，，，根据氧原子守恒可得；根据氢原子守恒可得，气体总物质的量为；恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强为；反应ii的； （3）根据循环图易判断中间体为6种；根据循环图，催化加氢制甲醇，产物有，故总反应的化学方程式为。 4．（2024届·陕西渭南·三模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径，其中CO2转化为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H1=-49.01kJ•mol-1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    △H2＞0 请回答下列问题： (1)若利用反应I计算反应II的反应热△H2，还需要知道一个化学反应的△H，写出该反应的化学方程式 。 (2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。 写出该反应机理中决速步的热化学方程式： 。 (3)在恒温恒压(260℃，1.8MPa)下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如表。 反应器 CO2平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s 普通反应器(A) 25.0% 80.0% 10.0 分子筛膜催化反应器(B) ＞25.0% 100.0% 8.0 已知： i.分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能； ii.CH3OH的选择性=×100% ①在普通反应器(A)中，下列能作为反应I和反应II均达到平衡状态的判断判据是 (填字母)。 A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变 C．v正(CO2)=3v逆(H2) D．各物质浓度比不再改变 ②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是 ；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是 。 ③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)= mol•s-1；反应II的化学平衡常数Kp(II)= (列出化简后的计算式即可)。 (4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示，请写出Cu电极上的电极反应： 。 【答案】(1)H2O(g)H2O(l)的ΔH (2)H2COO*+2H2(g)=H2CO*+OH*+H2(g) ΔH=+40.49 kJ/mol (3) BD 反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动 在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动 0.02 (4) 【详解】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量；反应II中生成H2O(g)，若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为H2O(g)H2O(l)的ΔH。 （2）由图可知，热化学方程式H2COO*+2H2(g) =H2CO*+OH*+H2(g)=ΔH=(-0.58+1)ev/mol=+0.42×96.4 kJ/mol=+40.49 kJ/mol的活化能最大，化学反应速率最慢，为反应机理中的决速步。 （3）①A．在恒温恒压下进行反应，压强为常量，A不符合题意； B．在恒温恒压下进行反应，容器体积为变量，气体总质量始终不变，则混合气体的密度为变量，其不变说明反应已达平衡，B符合题意； C．v正(CO2)=3v逆(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，C不符合题意； D．各物质浓度比不再改变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，D符合题意； 故选BD； ②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动，导致甲醇的选择性随温度升高而降低；分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能，故导致在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动，使得CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)； ③在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)反应，若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，则氢气投料3mol；CO2平衡转化率为25%，则反应二氧化碳0.25mol，甲醇的选择性80%，则生成甲醇0.25mol×80%=0.2mol，则： 反应I从开始到平衡态的平均反应速率；平衡时总的物质的量为3.6mol，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.75mol、2.35mol、0.05mol、0.25mol，则二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分压分别为、、、，反应II为等气体分子数的反应，则化学平衡常数Kp(II)= 。 （4）由图可知，铜极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲醇，反应为。 5．（2024届·安徽合肥·三模）催化加氢有利于实现碳的循环利用，在催化剂的作用下可发生如下反应： ①； ②； ③。 回答下列问题： (1)已知相关化学键键能如表所示： 化学键 键能 a b c d e 根据表中键能数据计算出 (用字母表示)。 (2)已知反应③的速率方程为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数。 ①如图所示(表示速率常数的对数，表示温度的倒数)、、、四条斜线中有两条分别表示、随的变化关系曲线，其中能表示随变化关系的是斜线 (填图中字母)。 ②下列措施能使速率常数减小的是 (填选项字母)。 A．减小压强        B．减小温度        C．减小的浓度        D．更换成负催化剂 (3)在恒温恒容有某催化剂的密闭容器中充入和，发生上述三个反应。该温度下反应均达平衡时，测得为、为、为，则的选择性为 (选择性=)；反应②的平衡常数为 (列出计算式即可)。 (4)若测得上述三个反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示： 通过图示分析，更适合生产甲醇的温度为 (填选项字母)。 A．400℃        B．600℃        C．800℃        D．1000℃ 高于800℃时，转化率增大的主要原因是 。 【答案】(1)2b+3c−(3e+a+3d) (2) d BD (3) 62.5% (4) A 反应①和反应②为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动且程度更大 【详解】（1）根反应的焓变等于反应物键能和减去生成物的键能和，据表中数据可计算出； （2）①反应③为吸热反应，随温度的升高，正、逆反应速率都增大，、都增大，随温度的升高平衡正向移动，增大的倍数大于增大的倍数，故能表示随变化关系的是斜线d； ②速率常数k只与活化能和温度有关，负催化剂能增大反应的活化能使速率常数减小，降温也能使速率常数减小，故选B、D项； （3）由反应①、②、③的化学计量数可知，消耗的二氧化碳的物质的量分别为1mol、0.4mol、0.2mol，而平衡时甲醇的物质的量为1mol，所以甲醇的选择性为； 列三段式： 所以反应②的平衡常数； （4）由选择性的定义可知，选择性越好，说明该物质的产率越高，由图可知400℃二氧化碳的转化率为60%、甲醇的选择性为50%，600℃二氧化碳的转化率为30%、甲醇的选择性为75%，800℃二氧化碳的转化率为20%、甲醇的选择性为60%，1000℃二氧化碳的转化率为40%、甲醇的选择性为25%，因为400℃的二氧化碳的转化率与甲醇的选择性之积最大，所以更适合生产甲醇的温度为400℃，故选A项； 反应①和反应②为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动且程度更大，所以二氧化碳的平衡转化率增大。 6．（2024届·湖南邵阳·三模）丙烯是一种重要的化工原料，但丙烯的产是仅通过石油的催化裂解反应无法满足工业生产需求。工业上，有如下方法制备丙烯： Ⅰ．丙烷脱氢法制丙烯： ①丙烷无氧脱氢法： ②丙烷氧化脱氢法： (1)反应②的正反应活化能 逆反应活化能（填“＞”或“＜”）。 (2)不同压强下，向密闭容器中充入气体发生反应①，丙烷平衡转化率随温度变化关系如图：在、条件下，若向密闭容器中充入和的混合气体，则平衡时丙烷转化率 （填“＞”或“＝”或“＜”）。 (3)如图为采用羰基催化剂催化氧化丙烷：的机理，下列说法正确的是______（填字母）。 A．该机理中，有键、键的断裂与形成 B．若有参与反应，最终存在于羰基催化剂和中 C．若和充分反应，则可制得 D．为了提高反应的速率和反应物转化率，温度越高越好 (4)丙烯是一种燃料，以熔融碳酸盐（用表示）为电解质，丙烯——空气燃料电池的负极的电极反应式 。 Ⅱ．丁烯和乙烯的催化反应制丙烯： 主反应： 副反应： (5)乙烯的电子式为 。 (6)某温度下，保持体系总压强为，按投料，达平衡状态时，、的转化率分别为、，则平衡时 ；主反应的压强平衡常数 （保留一位小数）。 【答案】(1)< (2)> (3)A (4)CH2=CH-CH3-18e-+9=12CO2+3H2O (5) (6) 8.5 16.5 【详解】（1）反应②的=-<0，则正反应活化能<逆反应活化能。 （2）不同压强下，向密闭容器中充入气体发生反应①，在、条件下，丙烷的平衡转化率为40%，若在此温度和压强不变的条件下，向密闭容器中充入和的混合气体，容器的体积增大，相当于减小压强，反应①是气体体积增大的反应，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大，平衡时丙烷转化率＞。 （3）A．由图可知，该机理中，存在单键、双键的断裂与形成，有键、键的断裂与形成，A正确； B．由图可知，O2参与反应④和⑤，O进入生成的中，若有参与反应，最终存在于中，B错误； C．该反应是可逆反应，若和充分反应，制得的小于，C错误； D．该反应是放热反应，升高温度不能提高反应物转化率，D错误； 故选A。 （4）丙烯是一种燃料，以熔融碳酸盐（用表示）为电解质，丙烯在负极失去电子生成CO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CH2=CH-CH3-18e-+9=12CO2+3H2O。 （5） 乙烯是共价化合物，电子式为。 （6）根据已知条件列出“三段式” 达平衡状态时，、的转化率分别为、，则，，解得x=0.6，y=0.16，则平衡时，主反应的压强平衡常数16.5。 7．（2024届·江苏苏州·三模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。可通过下列反应大规模制取氢气。 Ⅰ.水煤气变换反应(WGSR) 反应a： (1)一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知、的摩尔生成焓分别为、。则的摩尔生成焓的热化学方程式为 。 (2)实验发现，其他条件不变，在相同时间内，向上述体系中投入一定量的CaO可以增大H₂的体积分数。对比实验的结果如下图所示。投入CaO时，的体积分数增大的原因为 。投入纳米CaO装置的氢气产率更高，其原因为 。 (3)酸性溶液中电解副产物可用于生产，实现的资源化，其电极反应式为 。生成的电极应连接电源的 极(选填“正”或“负”)。 Ⅱ.甲烷干重整(DRM) DRM的主要反应为： 反应b： 反应c： 该过程中会逐渐生成积碳覆盖在催化剂表面，使催化剂中毒。 (4)甲烷和二氧化碳的起始物质的量均为1mol，实验测得在0.1MPa下，平衡时各组分的量随温度变化如下图所示。已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数。625°C时反应c的压强平衡常数为 。 (5)对催化剂载体改性，使其形成氧空位，可减少积碳。晶胞如下图所示。取干燥在Ar气条件下加热，热重分析显示样品一直处于质量损失状态；X射线衍射分析结果表明随着温度升高，该晶胞边长变长，但铈离子空间排列没有发生变化。加热后，当失重率(损失的质量/总质量)为2.32%时，每个晶胞拥有的的个数为 。 【答案】(1)= (2) CaO可以吸收CO2，使CO2浓度减小，生成H2的反应正向移动，H2百分含量增大 纳米CaO表面积比微米CaO大，吸收CO2能力比微米CaO强 (3) CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O 负 (4) (5)7 【详解】（1）已知：反应a： 一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知、的摩尔生成焓分别为、，则得： b． c． d． 根据盖斯定律，由a+b+c得反应d．= = = ，因此的摩尔生成焓的热化学方程式为=； （2）催化重整后的化学方程式为CH4（g）+2H2O（g）⇌CO2（g）+4H2（g），向其中投入CaO时，CaO可吸收CO2，使c（CO2）减小，平衡正向移动，导致生成H2更多，H2百分含量增大，若投入纳米CaO时，由于纳米CaO颗粒小，表面积大，可使反应速率加快，c（CO2）减小，平衡正向移动加剧，所以H2百分含量增大， 故答案为：CaO可以吸收CO2，使CO2浓度减小，生成H2的反应正向移动，H2百分含量增大；纳米CaO表面积比微米CaO大，吸收CO2能力比微米CaO强； （3）CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，C元素化合价降低，被还原，应为电解池的阴极反应，连接电源的负极；电极方程式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O， 故答案为： CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；负； （4）由图知，625℃达到平衡时，n(H2O)=n(CO2)=n(CO)=0.5mol，氢气是1.2mol，根据氢原子守恒，平衡时甲烷物质的量为mol=0.15 mol，根据碳原子守恒知，积碳的物质的量为（1+1-0.5-0.5-0.15）mol=0.85mol；反应Ⅱ的压强平衡常数； （5）一个晶胞中Ce4+个数为、O2-在体内，个数为8，即一个晶胞中4个Ce4+、8个O2-，1molCeO2质量为172g，加热后当失重率为2.32%时，损失的质量为氧元素的质量，即172g×2.32%=4.0g，n(O)=0.25mol，因为铈离子空间排列没有发生变化，所以失去O2-的个数为0.25×4=1，每个晶胞拥有的O2-的个数为8-1=7。 8．（2024届·湖北黄冈·三模）某研究小组试探究1,6-己二硫醇（，用HDT表示）与铜的反应历程。 已知有下列反应： (1)已知一些化学键的键能数据如下，则反应Ⅳ的焓变 。仅考虑反应Ⅳ，写出两种提高己烷平衡转化率的措施 。 化学键 C-H C-C H-H 键能/ 413 347 436 (2)温度一定时，在隔绝空气的条件下使HDT（g）以恒定的流速通过如甲图所示的反应器，仅发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在反应器出口处实时检测各物质的相对含量如图乙所示。 ①400～500s内反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的速率均 （填“增大”，“减小”或“不变”）；580～600s内各物质相对含量不变 （填“能”或“不能”）表示反应Ⅲ达平衡； ②推测在该实验条件下与Cu反应生成烃类产物的名称为 。（写两种） (3)向恒温刚性容器M中充入己烷（g）和HDT（g），初始总压为2.5Pa，己烷的体积分数为80%。容器M中只发生反应Ⅳ，达平衡时，己烷的转化率为50%，则反应Ⅳ的 Pa。使容器M中的混合气通过图甲所示的反应器，该反应器中仅发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。将反应后的混合气全部充入容器M内，反应Ⅳ重新达到平衡时，p（己烷）/p（环己烷）＝1.1，则HDT的完全脱硫率为 。 （） 【答案】(1) +43kJ·mol-1 减小压强、升高温度 (2) 减小 不能 乙烷、（正）丁烷 (3) 1 62% 【详解】（1）由∆H=反应物总键能-生成物总键能，反应Ⅳ的焓变5×347+14×413-(6×347+12×413+436)=+43kJ/mol，反应Ⅳ是吸热反应，升高温度平衡正向移动，该正反应是气体分子数增大的反应，减小压强也能使平衡正向移动，则提高己烷平衡转化率的措施：减小压强、升高温度； （2）①由图可知，400～500s内生成物环己烷、CH3CH2CH2CH2CH2CH2-SH的相对含量减小，说明浓度变小，则反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的速率均减小；580～600s内各物质相对含量不变反应消耗该物质的速率与生成该物质的速率相等，但图中未知H2的含量变化情况，则不能表示反应Ⅲ达平衡； ②由CH3CH2CH2CH2CH2CH2-SH与Cu反应生成CH3CH2CH2CH2CH2CH3，碳原子数目不变，推测在该实验条件下与Cu反应生成CH3CH3即乙烷，根据CH3CH2CH2CH2CH2CH2-SH还能生成环己烷，说明烷烃还能首位相连，则与Cu反应还能生成CH3CH2CH2CH3即正丁烷； （3）恒温恒容下，气体的压强与物质的量成正比，初始总压为2.5Pa，己烷的体积分数即物质的量分数为80%，己烷的分压为2.5Pa×80%=2Pa，只发生反应Ⅳ，达平衡时，己烷的转化率为50%，则压强减小了2Pa×50%=1Pa，列压强三段式：，反应Ⅳ的。反应前HDT的分压为2.5Pa×(1-80%)=0.5Pa，温度不变，反应Ⅳ的1Pa不变，反应Ⅳ重新达到平衡时，p（己烷）/p（环己烷）=1.1，，则p(H2)=1.1Pa，反应Ⅲ和反应Ⅳ生成H2、环己烷均为1.1Pa，平衡时p（己烷）=1.1×1.1Pa=1.21Pa，起始时容器M中的混合气p(己烷)= p(环己烷)=1Pa，则HDT与Cu反应生成的己烷1.21-1=0.21Pa，由HDT与Cu反应生成的环己烷为1.1-1=0.1Pa，则HDT的完全脱硫率为。 9．（2024届·重庆·三模）CO可将部分氮的氧化物还原为。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   (1)写出CO将还原为NO的热化学方程式： 。 (2)在一绝热恒容的容器中充入CO和发生上述反应Ⅰ，下列一定能说明反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．容器内的总压强不再变化 B．容器内CO和物质的量之比不变 C．容器内气体密度不变 D．容器内气体温度不变 (3)保持其他初始条件相同，分别使用催化剂a和b进行反应Ⅱ，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。 ①图中M点 (填“达到了”或“未达到”)平衡状态。 ②使用催化剂b，温度高于400℃，NO转化率降低的原因是 。 (4)在恒容密闭容器中，1800℃无催化条件下NO和CO按1：1投料进行上述反应Ⅱ，实际测得反应体系中NO，CO，和分压随时间变化如图所示。但研究人员发现各气体的分压变化不符合反应Ⅱ的化学反应计量比，研究后确认，该反应条件下还存在另一反应。 ①图中气体B代表 。 ②该温度下，反应的 。 (5)铁基钙钛矿型载氧体能够减少生物质氮气化过程中氮氧化物的释放，其晶体结构如图甲所示。 ①该材料中的A位离子为 。 ②该材料中的B位离子通常被认为是催化反应的活性位点，历程如图乙所示。则方框中的物质应为 。 【答案】(1)CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-227kJ/mol (2)AD (3) 未达到 温度过高，催化剂活性降低，反应速率降低 (4) N2 102 (5) La3+ 【详解】（1）CO将NO2还原为NO的反应为CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)，该反应可以由(反应I-反应II)×得到，故由盖斯定律，该反应ΔH=[(-1200)-(-746)])×=-227kJ/mol，故CO将NO2还原为NO的热化学方程式为CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-227kJ/mol； （2）在一绝热恒容的容器中充入CO和NO2发生上述反应Ⅰ： A．反应I是气体体积减小的反应，故容器内的总压强不再变化说明反应到达平衡，A正确； B．CO和NO2的起始物质的量之比未知，如果它们起始物质的量之比为1:1，由于反应消耗CO和NO2的比也是1:1，则容器内CO和NO2物质的量之比一直不变，故容器内CO和NO2物质的量之比不变不能说明反应到达平衡状态，B错误； C．化学反应前后质量守恒，反应I中无固体物质参与，气体质量始终不变，容器体积不变，则容器内气体密度始终不变，故容器内气体密度不变不能说明反应到达平衡状态，C错误； D．反应伴随放热，容器绝热，故容器内气体温度不变说明反应到达平衡，D正确； 故选AD； （3）①由图，M点相同温度下，若使用催化剂a，NO转化率更高，说明M点未达到平衡状态； ②使用催化剂b，由图可知，反应一直没有达到平衡，温度高于400℃，NO转化率降低的原因是温度过高，催化剂活性降低，反应速率降低； （4）①反应起始时按NO和CO的比为1：1投料，反应II中CO和NO等量消耗，但由于存在另一反应2NO⇌N2+O2，NO消耗更多，故A表示CO，D表示NO，虽然反应II产CO2是N2两倍，但由于另一反应产生N2，且根据图中A、D平衡时的差值发现另一反应消耗NO很多，故最终N2多于CO2，故C表示CO2，B表示N2； ②由图知，CO2分压为14.0kPa，N2分压为24.0kPa，N2比CO2的一半多的即为2NO⇌N2+O2反应产生的，即该反应产生N2 17kPa，该反应产生N2和O2等量，故平衡体系中O2分压为17kPa，且消耗NO分压为34kPa，由CO2分压为14.0kPa可知反应II消耗NO 14.0kPa，故两反应共消耗NO 48kPa，则平衡时NO剩余分压为2kPa，反应2NO⇌N2+O2的Kp=； （5）①结合钙钛矿的晶胞，由该晶胞结构，白球位于O形成的正八面体空隙中，则白球为Ni(Ⅲ)或Fe(Ⅲ)，形成（M为Ni或Fe，每个正八面体对顶点O的占有率为），故A离子为La3+； ②由第2步和第3步反应，结合电子得失和原子守恒，方框中的物质为。 10．（2024届·河南·三模）的捕集和利用是实现“碳中和”的有效途径。 (1)CaO可在较高温度下捕集。工业制备CaO的工艺有两种： ⅰ.热分解制备 ⅱ.热分解制备 其中在隔绝空气加热升温过程中固体残留率的变化如图1所示()。 ①固体残留率由87.7%降到68.5%时，残留固体由 (填化学式，下同)转化为 。 ②已知分解反应放出的气体越多，制得的固体越疏松多孔，则工艺 (填“ⅰ”或“ⅱ”)得到的CaO具有更好的捕集性能。 (2)在恒容密闭反应器中充入物质的量之比为1：1的和的混合气体，可发生以下反应： ⅰ.   ⅱ.   在相同时间内，的转化率、HCOOH的选择性与温度的关系如图2所示。 已知：，CO的选择性与HCOOH的选择性的计算方式相似。 ①反应ⅰ在相对 (填“较低”或“较高”)温度下易自发进行；温度低于673K时，CO的选择性随温度升高而 (填字母)。 a.减小    b.增大    c.不变    d.无法判断 ②温度高于673K时，随温度升高，HCOOH的选择性减小的原因可能是 (已知反应均未达到平衡状态)。 ③平衡时再充入0.1mol 和0.1mol ，再次平衡时的转化率 (填“减小”“增大”或“不变”)。 (3)一定温度时，将一定量的和(物质的量之比为1：1)充入某恒容密闭容器中发生(2)中反应ⅰ和ⅱ，达到平衡时的转化率为y，CO的选择性为x，体系中氢气的分压为，则反应ⅰ的压强平衡常数 (用含x、y、的代数式表示)。 (4)研究发现，用氮化铁作催化材料，对选择性加氢制烃类具有重要意义。某氮化铁的晶胞结构如图3所示，沿z轴方向的投影如图4所示，A原子的分数坐标为(0，0，0)，B原子的分数坐标为，则C原子的分数坐标为 (用含b、c的代数式表示)；设阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 g·(用含a、b、的代数式表示)。 【答案】(1) ⅱ (2) 较低 a 升高温度，反应速率增大程度反应ⅱ大于反应ⅰ 增大 (3) (4) 【详解】（1）设开始有1molCaC2O4•H2O，质量是146g，当热分解先分解生成草酸钙和水时，固体残留率为，即此时固体为，当固体残留率为68.5%时，剩余固体质量为，因此此时为固体，即发生CaC2O4CaCO3+CO↑，继续加热，又发生CaCO3CaO+CO2↑，因此工艺ⅱ得到的CaO具有更好的捕集性能，其原因是：CaC2O4•H2O热分解放出更多的气体，制得的氧化钙更加疏松多孔； （2）①反应ⅰ是熵减的放热反应，根据，可知在相对较低温度下易自发进行；根据图像可知，当温度低于673K时，HCOOH的选择性随温度升高而增大，则CO的选择性随温度升高而减小； ②温度高于673K时，随温度升高，HCOOH的选择性减小的原因可能是升高温度，反应速率增大程度反应ⅱ大于反应ⅰ； ③平衡时再充入0.1mol 和0.1mol ，相当于增大压强，反应ⅰ正向移动，则再次平衡时的转化率增大； （3）设开始和都是1mol，平衡时反应ⅰ消耗了amol，反应ⅱ消耗了bmol， ， ， 则平衡时与都是（1-a-b）mol，甲酸为amol， CO与水蒸气都是bmol，的转化率为y=，CO的选择性为x=，则b=xy，a=y(1-x)，体系中氢气的分压为，则总压强为，则反应ⅰ的压强平衡常数； （4）因为A原子的分数坐标为(0，0，0)，B原子的分数坐标为，则C原子的分数坐标为；晶胞中Fe原子数目，N原子数目，该晶胞质量为，晶胞体积为，该晶体的密度为g·。 11．（2024届·云南昆明·三模）双环芳烃加氢生成四氢萘类物质，是缓解柴油产能过剩问题的一种经济有效的方法。其中用1-甲基萘(A)制备四氢萘类物质B和C，反应过程中伴有生成十氢萘(D)的副反应，涉及的反应如图所示(该反应条件下，各物质均为气态)： 回答下列问题： (1)以上四个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示： 已知C比B稳定，反应、、的焓变分别为、、，则 0(填“>”或“<”)，的数值范围是 (填标号)。 A．<-1        B．-1~0        C．0~1        D．>1 (2)650K，以充料，反应达平衡时物质A、B、C、D的物质的量分数［例如：］随体系压强的变化关系如图所示： ①和随压强p变化的曲线分别是 、 ，判断的理由是 。 ②其他条件不变，若增大的比例，则的值将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ③当压强时，的平衡转化率 ，反应压强平衡常数 (列出计算式即可)。 【答案】(1) < C (2) m n 反应、、、均为气体分数减小的反应，增大压强A减少D增多 减小 46% 【分析】 由图知，反应为，反应为，反应，反应为，据此回答。 【详解】（1）由图知，四个反应的平衡常数随温度均随温度得增加而减小，则四个反应均为放热反应，故，又由于C比B稳定稳定，故C具有得能量比B低，大于，故，故选C； （2）①由图知曲线随压强得增大而减小，曲线随压强而减小，由已知反应、、、均为气体分数减小的反应，增大压强增大压强，平衡正向移动，A减少D增多，故和随压强p变化的曲线分别是m、n；②其他条件不变，若增大的比例，平衡将正向移动，将减小，将增大，则的值将减小；③由题干知，以充料，则设，则，由图知当压强时，，，则，则平衡时，由C守恒得，，，，，的平衡转化率，平衡时总物质的量为反应压强平衡常数。 12．（2024届·福建龙岩·三模）丙烯腈()是合成橡胶及合成树脂等工业中的重要原料，以 为原料合成丙烯腈的反应过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 科学家通过计算得出反应Ⅱ的历程包含p、q两步，其中p步反应的化学方程式为： 已知：部分化学键键能如下表所示： 化学键 键能(kJ·mol-1) 413 463 389 348 305 615 351 745 891 (1)q步反应的热化学方程式为 。 (2)在盛有催化剂、压强为的恒压密闭容器中按体积比充入和NH3发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如下图所示。 ① 0(填“>”“<”)。 ②含碳物质检测过程中，未检测出，反应活化能相对大小应为p q(填“>”或“<”)。 ③M点时，体系中的体积分数 (保留三位有效数字)。 ④N点时，反应Ⅱ的压强平衡常数 (保留三位有效数字)；范围内，物质的量分数表示的平衡常数的相对大小：反应Ⅰ 反应Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。 ⑤上述条件下丙烯腈的平衡产率不高，实际生产中会向反应器中再充入一定量(不参与反应)，请解释该操作的目的并说明理由 。 【答案】(1) (2) > < 2.14 > 提高丙烯腈的平衡转化率，因为恒压充入，反应Ⅱ分压减小，平衡正向移动 【详解】（1） 由反应Ⅱ的历程包含p、q两步，则q步反应=反应Ⅱ-p步,故该反应的化学方程式为，根据反应热=反应物键能总和-生成物键能总和，在分子结构中含有8个键、1个键、2个键、2个键、1个键，在分子结构中含有3个键，在分子结构中含有3个键、1个键、1个键、1个键、1个键、2个键，在分子结构中含有5个键、1个键、1个键、1个键，故=； 故答案为：； （2） 从图中可看出，在200℃之前，平衡体系中的含碳物质的物质的量分数很小，且几乎不变，即反应Ⅱ反应程度变化不大，平衡体系中的含碳物质的物质的量分数随温度升高而增大，的含碳物质的物质的量分数随温度升高而减小，则说明反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅰ为吸热反应，； 反应Ⅱ的历程包含p、q两步，含碳物质检测过程中，未检测出，说明生成该物质的速率慢，消耗该物质的速率快，即其中q步为决速步骤，该步骤活化能较大，p步活化能<q步活化能； 设初始投入物质的量为2mol，物质的量为15mol，M点平衡体系中的含碳物质的物质的量分数为80%，几乎为0，则反应Ⅰ生成的物质的量为2mol，根据三段式分析，，则，解得，平衡体系中的体积分数=； N点平衡体系中与的含碳物质的物质的量分数均为50%，几乎为0，利用三段式分析，，则则，解得，平衡体系中与的物质的量均为1mol，的物质的量为14mol，的物质的量为3mol，的物质的量为1mol，气体总物质的量为20mol，反应Ⅱ的压强平衡常数； 反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为吸热反应（温度升高，的含碳物质的物质的量分数增大，反应Ⅱ平衡正移），在200℃之前，平衡体系中的含碳物质的物质的量分数很小，即反应Ⅱ反应程度小，平衡常数小，含碳物质的物质的量分数较大，反应Ⅰ反应程度大，平衡常数大于反应Ⅱ平衡常数，且随温度升高到一定温度，几乎为0，则平衡常数，反应Ⅱ随温度升高，平衡常数增大，但仍小于反应Ⅰ平衡常数，故反应Ⅰ平衡常数>反应Ⅱ平衡常数； 再充入一定量，总压不变情况下，各物质的分压减小，相当于减小压强，则反应Ⅱ平衡正向移动，提高丙烯腈的平衡转化率； 故答案为：>；<；12.4%；2.14；>；提高丙烯腈的平衡转化率，因为恒压充入，反应Ⅱ分压减小，平衡正向移动。 13．（2024届·辽宁朝阳·三模）氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。 Ⅰ．甲醇-水催化重整可获得氢气。 (1)表中数据是该反应中相关物质的标准摩尔生成焓数据(标准摩尔生成焓是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变)。 物质 0 -393.5 -241.8 -200.7 则 ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 Ⅱ．乙醇-水催化重整亦可获得，主要反应如下： 反应①：   反应②：   (2)向恒容密闭容器中充入1mol 和3mol 发生上述反应①和②，初始时体系压强为100kPa．平衡时的分布分数、的产率随温度的变化曲线如图所示。 ①为提高氢气的平衡产率，可采取的措施为 (写出2条)。 ②200℃以后，解释曲线a随温度变化趋势的原因： 。 ③温度为500℃时，反应经10min达到平衡，此时乙醇的转化率为60%，则0~10min内 ，该温度下，反应②的 (保留小数点后两位)。 (3)乙醇燃料电池(电极材料a和b均为惰性电极)广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如图所示，写出负极的电极反应式： ，当转移1.2mol电子时，正极消耗的氧气的体积为 L(标准状况下)。 【答案】(1) +49 高温 (2) 减小体系的压强、分离出CO2 升高温度，反应②正向进行程度大于反应①正向进行程度，COx中CO2的含量降低 1.5 0.60 (3) 6.72 【详解】（1）①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH==；故答案为+49； ②,时反应能自发进行，CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH>0，ΔS>0，故高温有利于反应自发进行；故答案为高温； （2）①为提高氢气的平衡产率，反应①平衡需向正反应方向移动，反应②平衡向逆反应方向移动，可以减小体系压强或分离出CO2；故答案为减小体系压强 分离出CO2； ②曲线b对应平衡时氢气的产率，曲线a对应平衡时CO2的分布分数，曲线C对应平衡时CO的分布分数；由图知200℃以后a曲线随温度的升高呈现降低趋势，说明CO2的分布分数随温度升高而降低，其原因在于升高温度反应②正向进行程度大于反应①正向进行程度，COx中CO2的含量降低；故答案为：升高温度反应②正向进行程度大于反应①正向进行程度，COx中CO2的含量降低； ③温度为500℃时，反应经10min达到平衡，此时乙醇的转化率为60%，依据反应①列三段式如下： 500℃，由图知δ(CO2)= δ(CO)=50%，说明平衡时n(CO2)= n(CO)=0.6mol；依据反应②列三段式如下： 得出平衡时n(C2H5OH)=0.4mol，n(H2)=3mol，n(H2O)=1.8mol，n(CO2)= n(CO)=0.6mol；总物质的量n（平衡）=6.4mol。起始时总物质的量n（起始）=4mol，p（起始）=100kPa,,；恒温恒容时，压强比等于物质的量比，故p（平衡）=，平衡时分压分别为，，，，，故答案为：1.5； ④反应②的，故答案为：0.60； （3）①乙醇燃料电池中乙醇在负极反应，失电子，生成二氧化碳和水，电极反应式为：；故答案为：； ②乙醇燃料电池中氧气在正极反应，得电子，电极反应式为：，当转移1.2mol电子时，正极消耗的氧气0.3mol，标准状况下体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L；故答案为：6.72。 14．（2024届·黑龙江齐齐哈尔·三模）铁的化合物在工业生产中具有重要的应用。以硅酸铁作为载氧体实现甲烷部分氧化，发生的主要反应有： i．； ii．； iii． iv. 回答下列问题： (1)在元素周期表中，Fe元素位于 区(填“s”“p”“d”或“ds”)。 (2)反应i (填“能”或“不能”)在高温条件下自发进行。反应ii的正反应活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应活化能。 (3)反应的 。 (4)在恒温恒容条件下，仅发生反应i，下列说法不能表明反应i已达到化学平衡的是___________(填标号)。 A．相同时间内，气态反应物有键断裂的同时气态产物有键生成 B．容器中气体的密度不再变化 C．固体中所含氧元素的质量分数不再变化 D．容器中气体的平均相对分子质量不再变化 (5)载氧体为转化为氧化物提供氧原子，与物质的量之比是影响转化为合成气的重要因素。在下，向密闭容器投入发生上述反应，不同对部分物种的平衡量的影响如图所示。的选择性(S)公式如下：，。 ①若要生成更多的合成气，最适宜的值为 (填标号)。 A．1.5    B．0.45    C．0.38    D．0.3 ②当平衡转化率为98%时，测得体系中，则 %(保留1位小数)。 (6)在恒压密闭容器中，加入甲烷和水蒸气各，一定条件下发生反应：。测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。 ①压强 (填“大于”“小于”或“等于”)。 ②温度为、压强为，时，N点表示的正、逆反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)。 ③时该反应的压强平衡常数 (用含的代数式表示)。 【答案】(1)d (2) 能 大于 (3)+146.4 (4)A (5) C 94.4 (6) 大于 小于 (或其他正确答案) 【详解】（1）Fe为26号元素，位于d区； （2）反应i的，由反应自发进行的条件可知，反应i能在高温条件下自发进行。凡是吸热反应，正反应活化能大于逆反应活化能。反应ii是吸热反应，故反应ii的正反应活化能大于逆反应活化能。 （3）根据盖斯定律，该反应可由i-iii得到，则； （4）反应i相同时间内，气态反应物有键断裂的同时气态产物有键生成，叙述的都是正反应，A不能表明反应i已达到化学平衡；容器中气体的密度、固体中所含氧元素的质量分数、容器中气体的平均相对分子质量均为变量，当变量不再变化时，表明可逆反应已达到化学平衡，所以B、C、D能表明反应i已达到化学平衡。 （5）①由图可知，若要生成更多的合成气，最适宜的值为0.38，C正确。 ②当平衡转化率为98%时，测得体系中，则消耗的物质的量为，平衡时生成的的物质的量为，则。 （6）①该反应为气体分子数增多的可逆反应，温度一定时，减小压强，平衡正向移动，平衡时的体积分数增大，故压强大于。 ②温度为、压强为时，N点时反应未达到平衡，反应需逆向进行，N点表示的正、逆反应速率小于。 ③列出三段式如下： 由图可知，M点平衡时的体积分数为60%，则。解得：。M点平衡时混合气体的总物质的量为时该反应的压强平衡常数。 15．（2024届·四川内江·三模）我国在政府工作报告中提出力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳转化利用技术，成为当下研究热点。 ．与重整是再利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： ①   ②   ③   (1)已知反应①低温无法自发进行，只能在高温下自发进行，则 0(填“>”或“<”)。 (2)某温度下，在体积的密闭容器中加入及催化剂仅发生反应①，经过达到平衡状态时的转化率为。则用表示的平均化学反应速率为 ，平衡常数的值为 ；达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入与各，则化学平衡 移动(选填“正向”、“逆向”或“不”)。 (3)下，将的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中和的平衡转化率如图所示。时的平衡转化率远大于时的平衡转化率。原因是 。 ．在催化剂作用下，通过电催化还原为是一种具有前景的利用的方式。在催化剂表面，还原生成通过两种平行的反应途径进行，各自途径的关键中间体分别为。催化剂催化转化为和的反应历程如图1(*表示吸附在催化剂表面)。 (4)产物的选择性是由催化剂对两种关键中间体的结合强度决定的。在催化剂表面更利于生成 。 (5)在m和n两种催化剂作用下，反应①的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图2所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，m和n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是 (填“m”或“n”)。 【答案】(1)> (2) 逆向 (3)反应①和反应②的ΔH>0，高温下反应正向进行程度大，CO2的消耗量大，反应③的ΔH<0，高温下反应正向进行程度小，CO2的生成量小 (4)CO (5)n 【详解】（1）反应能自发进行，反应①为熵增反应，已知反应①低温无法自发进行，只能在高温下自发进行，则为吸热反应，>0； （2）经过达到平衡状态时的转化率为，则反应0.5mol二氧化碳； 表示的平均化学反应速率为，平衡常数的值为；达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入与各，则，则化学平衡逆向移动； （3）反应①和反应②的ΔH>0，高温下反应正向进行程度大，CO2的消耗量大，反应③的ΔH<0，高温下反应正向进行程度小，CO2的生成量小，导致升高温度时，时的平衡转化率远大于时的平衡转化率； （4）活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，转化为中间体HCOO*的活化能高，该反应难；而*COOH能量低反应易发生，所以Pb催化剂有利于CO生成； （5）已知，，则，由图可知斜率可知，反应n的活化能Ea较小，活化能越小，催化效果越好，故m和n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是n。 16．（2024届·四川凉山·三模）2023年杭州亚运会主火炬创新使用了“零碳”甲醇作为燃料，所谓“零碳”，是指每合成1吨该甲醇可以消耗约1.375吨的二氧化碳，实现了二氧化碳的资源化利用、废碳再生。回答下列问题： (1)合成甲醇的工艺分两类： ①直接法原理为：   利于该反应自发进行的条件为 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 ②间接法合成原理如下： Ⅰ.   Ⅱ.   则 。该法的决速步骤为反应Ⅰ，则下列示意图中能体现上述反应反应进程与能量变化的是 。 A．    B． C．    D． ③在某催化剂存在条件下，反应Ⅱ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量，＊表示吸附在催化剂上)如图所示： 则中间态V中吸附在催化剂表面的物质可表示为 。 (2)一定温度下，利用直接法合成甲醇，将二氧化碳和氢气按物质的量之比混合并在恒定压强为44MPa条件下进行反应，达平衡时的转化率为90％，则平衡时的分压为 ，该反应的分压平衡常数 。 (3)直接甲醇燃料电池是指直接使用甲醇为电极活性物质的燃料电池，写出该电池在酸性条件下的负极反应方程式 。 (4)目前有多种用于工业捕集的方法，其中一种为以溶液吸收，若某工厂的吸收液吸收一定量后测得溶液中，则该溶液的 (已知该温度下碳酸的，)。 【答案】(1) 低温 -90kJ/mol A CH2OH* (2) 6MPa (3)CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ (4)10 【详解】（1）①ΔG=ΔH-TΔS<0反应可自发进行，该反应的ΔH<0，ΔS<0，因此要使ΔH-TΔS<0，则T应该尽量小，因此反应在低温条件下可自发进行。 ②反应Ⅱ=①小问中的反应-反应I，则ΔH2=(-48.9-41.1)kJ/mol=-90kJ/mol。该法的决速步骤为反应I，说明反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能，因此可排除C、D选项，该反应的总反应为放热反应，则最终产物的总能量小于反应物的总能量，排除B选项，因此答案选A。 ③根据图示转化过程可知，每一步反应中H2都会少一个H原子并整合到CO中，Ⅳ中吸附在催化剂表面的物质为H2CO*+H2，则Ⅴ中吸附在催化剂表面的物质为CH2OH*。 （2）直接法合成甲醇的化学方程式为，平衡时CO2的转化率为90%，不妨令初始时二氧化碳的物质的量为1mol，则有，此时气体总物质的量为2.2mol，总压强为44MPa，H2物质的量为0.3mol，分压为6MPa，并可求出p(CO2)=2MPa，p(CH3OH)=18MPa，p(H2O)=18MPa，则Kp==。 （3）甲醇燃料电池中，甲醇从负极通入，酸性条件下，甲醇失电子结合水生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。 （4）溶液中存在，已知Ka2=5×10-11，c()：c()=1：2，则c(H+)=10-10mol/L，pH=10。 17．（2024届·广东东莞·三模）氰化物是指含有氰基或氰根离子的一类化合物，广泛应用于工业与农业中。 (1)工业上以甲烷和氨气为原料在高温和催化剂的作用下发生反应Ⅲ制备HCN。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   则反应Ⅲ：    (2)在一定温度条件下，向1L恒容密闭容器中加入2mol和2mol发生反应Ⅲ，10min时反应达到平衡， 此时体积分数为30%。 ①0~10min内用表示的平均反应速率为 。若保持温度不变，再向容器中加入和各1mol，则此时 （填“>”“=”或“<”）。 ②由实验得到的关系可用如图甲表示。当x点升高到某一温度后，反应重新达到平衡，则x点将移动到图甲中的 点（填字母标号）。 (3)可做氧化废水中的催化剂，氧化过程中总氰化物（、HCN等）去除率随溶液初始pH变化如图乙所示。当溶液初始pH>10时，在一段时间内总氰化物去除率下降的原因可能是 。 (4)常温下（－溶液体系中存在平衡关系：；；；，平衡常数依次为、、、。含Cd物种的组分分布分数δ、平均配位数与的关系如图所示。 已知：（过程中HCN浓度几乎不变），；，，，；平均配位数，其中M代表中心离子，L代表配体。 ①曲线Ⅱ代表的含Cd微粒为 。 ②的平衡常数为 。 ③下列有关说法中，正确的是 。 A．降低pH，有利于生成 B．pH=7时， C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大 ④a点时， 。（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。 【答案】(1) (2) 0.05 < c (3)随着pH升高，逐渐增大，减少，催化剂的催化效率降低；或过氧化氢在碱性条件下不稳定，易分解；或过氧化氢在碱性条件下氧化性减弱 (4) BC 3.4 【详解】（1）由盖斯定律得则反应，故； （2）在一定温度条件下，向1L恒容密闭容器中加入2mol和2mol发生反应Ⅲ，10min时反应达到平衡， 此时体积分数为30%，设0~10min内变化浓度为x，由三段式得，，解，在此温度下，平衡常数，则①0~10min内用表示的平均反应速率为；若保持温度不变，再向容器中加入和各1mol，则此时，平衡逆向进行，则此时<；②当x点升高到某一温度后，由于该反应，升高温度，平衡正向移动减小，而增加，反应重新达到平衡，则x点将移动到图甲中的c点； （3）由于随着pH升高，逐渐增大，减少，催化剂的催化效率降低；或过氧化氢在碱性条件下不稳定，易分解；或过氧化氢在碱性条件下氧化性减弱，所以当溶液初始pH>10时，在一段时间内总氰化物去除率下降； （4）由图和平衡关系知，当浓度很小时，较大，故Ⅰ为，随着得增大，正向移动，减小，增大，故Ⅱ为，由此得Ⅲ为，Ⅳ为；②的平衡常数为；③A.降低pH，氢离子浓度增大，由于不变，故浓度减小，平衡逆向移动，不利于生成，A错误；B.pH=7时，，由图知，此时，B正确；C.平衡后加水稀释，减小，故与的浓度之比增大，C正确；④a点时，微粒和可以忽略，和的浓度相同，故，得出，，得出，。 18．（2024届·山东济宁·三模）CO2耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用CO2的热点研究领域，制备苯乙烯涉及的主要反应如下： 反应I．(g)⇌　(g)+H2(g)              △H1 反应Ⅱ．　           △H2＞0 反应Ⅲ．(g)+CO2(g)⇌(g)+CO(g)+H2O(g)△H3＞0 (1)相关的化学键键能数据如下： 化学键 H-H C-H C-C C=C 436 413 348 615 利用上表数据计算△H1为 ，为提高的平衡转化率，可采取的措施为 。 (2)向密闭容器中按一定比例投入原料气，达到平衡时随温度变化关系如图所示。三种原料气配比分别为：I．只有乙苯、Ⅱ．n(乙苯):n(CO2)=1:5、Ⅲ．n(乙苯):n(Ar)=1:5 ①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5的曲线为 (填A、B或C)。 ②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5的曲线为 (填A、B或C)，从平衡移动的角度解释CO2的作用： 。 (3)向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1mol，此时气体压强为P0，催化脱氢制备苯乙烯，除上述反应外，还发生副反应：(g)+H2(g)(g)+CH4(g)　△H4＜0，测得反应体系中甲苯的选择性s()、乙苯的平衡转化率、CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。表示乙苯的平衡转化率的曲线是 ；T1温度下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp= (保留两位小数)。 【答案】(1) +123kJ∙mol-1 升高温度或降低压强 (2) B A 二氧化碳作为稀释气降低分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡正向移动 (3) N 1.52 【详解】（1） 利用表中数据可得，△H1=(413 kJ∙mol-1)×2+(348 kJ∙mol-1)-(615 kJ∙mol-1)-(436 kJ∙mol-1)=+123kJ∙mol-1，反应Ⅰ为吸热的、体积增大的可逆反应，为提高的平衡转化率，可采取的措施为：升高温度或降低压强。 （2）①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5时，由于苯乙烯的浓度不变，Ar的存在对生成苯乙烯的平衡体系不产生影响，所以平衡时不变，故曲线为B。 ②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5时，由反应Ⅱ可知，CO2会消耗反应Ⅰ生成的H2，从而使平衡正向移动，平衡时增大，故曲线为A，从平衡移动的角度解释CO2的作用为：二氧化碳作为稀释气降低分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡正向移动。 （3）向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1mol，此时气体压强为P0。 发生反应为： 反应I．(g)⇌　(g)+H2(g)　              △H1=+123kJ∙mol-1 反应Ⅱ．　           △H2＞0 副反应Ⅳ：(g)+H2(g)⇌(g)+CH4(g)　△H4＜0 升高温度，反应Ⅳ平衡逆向移动，甲苯的选择性不断减小，苯乙烯的选择性不断增大，则曲线M为甲苯的选择性曲线；反应Ⅱ、Ⅳ消耗的H2全部来自反应Ⅰ，则乙苯的转化率大于CO2的转化率，所以表示乙苯的平衡转化率的曲线是N。 图中数据显示，T1℃时，乙苯的转化率为80%，CO2的转化率为26%，甲苯的选择性为30%，则参加反应乙苯的物质的量为1mol×80%=0.8mol，生成甲苯的物质的量为0.8mol×30%=0.24mol，生成苯乙烯的物质的量为0.8mol-0.24mol=0.56mol，由此可建立如下三段式： T1温度下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=≈1.52。 【点睛】反应Ⅱ在反应前后分子数不变，则压强平衡常数与化学平衡常数的数值相等。 19．（2024届·江西·三模）乙醇被广泛应用于能源、化工、食品等领域，工业上可用以下两种方法制备乙醇。 I．。一定条件下，在一密闭容器中充入和发生该反应，如图表示不同压强下的平衡转化率与温度的关系。回答下列问题。 (1)活化能(正) (逆)（填“>”或“<”）。 (2)若在恒容绝热的容器中发生该反应，下列情况下反应一定达到平衡状态的是__________（填序号）。 A．容器内和体积比不再改变 B．容器内气体密度不再改变 C．容器内温度不再发生改变 D．断开键与断开键的数目之比为 Ⅱ．乙酸甲酯（）催化加氢制取乙醇。包括以下主要反应： ①    ②   (3)已知的燃烧热分别为，，，， 。 (4)其他条件相同，将乙酸甲酯与氢气按一定流速通过固体催化剂表面，乙酸甲酯的转化率随氢酯比（）的关系如图所示。已知固体催化剂作用下的反应速率与催化剂表面各反应物的吸附率有关。氢酯比为8附近，乙酸甲酯的转化率存在最大值的原因是 。 (5)时在密闭容器内通入和，初始压强为，发生反应①和②，达到平衡时体系压强变成且的分压为分压的5倍，反应①的平衡常数 。 (6)研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，工作原理如图。 ①负极的电极反应式为 。 ②当向正极通入且全部被消耗时，理论上正负极溶液质量变化的绝对值之差为 g（保留两位小数）。 【答案】(1)< (2)AC (3)−72.4kJ/mol (4)氢酯比小于8，乙酸甲酯及H2均有较大的吸附率，增大氢酯比，H2的吸附率增大，使乙酸甲酯转化率增大（或增大氢酯比，平衡正向移动，乙酸甲酯转化率增大）；氢酯比大于8，大量的H2吸附在催化剂的表面，阻碍了催化剂吸附乙酸甲酯，导致乙酸甲酯的转化率减小 (5)0.006 (6) C2H5OH+3H2O−12e-=2CO2↑+12H+ 2.67 【详解】（1）根据图表可知，温度升高二氧化碳平衡转化率下降，平衡逆向移动，故逆反应放热，正反应吸热，ΔH=(正)-(逆)<0，活化能(正) <(逆)。 （2）A．密闭容器中充入4mol CO2和14mol H2发生该反应，容器内CO2和 H2体积比不再改变时，可以判断达到平衡，故A正确； B．恒容容器中，气体的密度不会改变，故B错误； C．绝热容器内，未达到平衡前，温度一直在变，当温度不变时达到了平衡，故C正确； D．断开C=O键与断开O—H键的数目之比为4∶7才说明反应速率相等，故D错误； 故选AC。 （3）燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定产物的放热，通过盖斯定律，反应①可以由CH3COOCH3燃烧反应+H2燃烧反应×2-C2H5OH燃烧反应-CH3OH燃烧反应得到，故可以算出ΔH1=-1593.4 kJ/mol +(−285.8 kJ/mol)×2−(−1366.8 kJ/mol)−725.8 kJ/mol =−72.4kJ/mol。 （4）由题目提示，固体催化剂作用下的反应速率与催化剂表面各反应物的吸附率有关，故氢酯比小于8，乙酸甲酯及H2均有较大的吸附率，增大氢酯比，H2的吸附率增大，使乙酸甲酯转化率增大(或增大氢酯比，平衡正向移动，乙酸甲酯转化率增大)；氢酯比大于8，大量的H2吸附在催化剂的表面，阻碍了催化剂吸附乙酸甲酯，导致乙酸甲酯的转化率减小，故氢酯比为8附近，乙酸甲酯的转化率最大。 （5）由反应①和反应②知，压强减小是反应①造成，设反应①中CH3COOCH3反应a mol，列出三段式： ，解得a=0.4，设反应②中CH3COOCH3反应bmol，根据反应②的方式化学计量数，反应②中H2也反应b mol，根据达到平衡时H2的分压为CH3COOCH3分压的5倍，，解得b=0.2，则平衡时CH3OH、C2H5OH、H2、CH3COOCH3物质的量分别为0.4mol、2mol、0.4mol、0.6mol，气体总物质的量为3.6mol，反应①的平衡常数Kp=。 （6）①燃料电池，燃料通负极，故通入甲醇的一级为负极，失电子转化为CO2，负极反应为C2H5OH+3H2O−12e-=2CO2↑+12H+； ②1mol O2被消耗，转移电子4mol，根据正极电极反应式O2+4H++4e-=2H2O，正极溶液增加1mol O2和4mol H+，质量为32+4=36g；根据负极电极反应，转移12mol电子生成2mol CO2和12mol H+，氢离子通过质子交换膜进入正极区，减少质量88+12=100g，故转移4mol电子减少质量33.33g，理论上正负极溶液质量变化的绝对值之差为36g-33.33g=2.67g。 20．（2024届·湖南岳阳·三模）2024年上海国际碳中和技术博览会以“中和科技、碳素未来”为主题，重点聚焦二氧化碳的捕捉、利用与封存(CCUS)等问题。回答下列问题： Ⅰ.是典型的温室气体，Sabatier反应可实现转化为甲烷，实现的资源化利用。合成过程中涉及如下反应： 甲烷化反应(主反应)：①   逆变换反应(副反应)：②    (1)反应③   ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)下列叙述中能说明反应①达到平衡状态的是 (填字母)。 A．断裂4mol 的同时断裂1mol          B．恒温恒容条件下，体系压强不再变化 C．恒温恒容条件下，气体的密度不再变化             D． E．绝热恒容条件下，不再变化 (3)科研小组按进行投料，下面探究影响选择性的一些因素。 ①若在恒容容器中进行反应(初始压强为0.1MPa)，平衡时各气体的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。图中表示的物质的量分数随温度变化的曲线是 (填“曲线1”“曲线2”或“曲线3”)。曲线1和曲线3交叉点处的平衡分压为 MPa(该空忽略副反应逆变换反应)。 ②积碳会使催化剂的活性降低，从而影响甲烷的选择性，各积碳反应的平衡常数与温度关系如下表所示： 温度℃ 800 21.60 0.136 0.133 850 33.94 0.058 0.067 900 51.38 0.027 0.036 反应a：   反应b：   反应c：   由表中数据可知，积碳反应主要由反应 引起(填“a”“b”或“c”)。 Ⅱ.完成下列问题 (4)一定条件下，向4L恒容密闭容器中充入2mol 和6mol ，发生反应。已知容器内起始压强为240kPa，反应达平衡时容器内压强为150kPa，该温度下反应的标准平衡常数 。(该反应标准平衡常数的表达式为，其中p为分压，分压=总压×物质的量分数，) 【答案】(1) 低温 (2)BE (3) 曲线2 0.004 a (4)或14.8 【详解】（1）由盖斯定律可知，①-2×②可得反应③  =，该反应是气体体积减小的反应，，当时反应能自发进行，则该反应在低温下能自发进行。 （2）A．断裂4mol 的同时断裂1mol ，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，A不选； B．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中气体压强减小，恒温恒容条件下，体系压强不再变化时，说明反应达到平衡，B选； C．恒温恒容条件下，该反应过程中气体总质量和总体积都不变，气体的密度是定值，当气体密度不再变化时，不能说明反应达到平衡，C不选； D．不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，D不选； E．绝热恒容条件下，该反应是放热反应，反应过程中温度上升，K=减小，当不再变化时，反应达到平衡，E选； 故选BE。 （3）①结合图中CO2的变化曲线可知，温度较低时（大约在600℃以下），甲烷化反应的逆反应占主导地位，且随着温度的升高，甲烷化反应的化学平衡逆向移动，CO2的含量逐渐增大，则H2的含量也逐渐增大，CH4和H2O(g)的含量逐渐减小[此阶段]，故曲线1是CH4的变化曲线：曲线2是H2O(g)的变化曲线；曲线3是H2的变化曲线，温度较高时（大约在650℃以上），逆变换反应的正反应占主导地位，且随着温度的升高，H2的含量逐渐减小。 设起始时n(H2)=4mol，n(CO2)=1mol，达到平衡时消耗的CO2为x mol， 曲线1和曲线3交叉点处，n(H2)=n(CH4)，4-4x=x，解得x=0.8。平衡后混合气体的总物质的量=0.2mol+0.8mol+0.8mol+1.6mol=3.4mol，在温度和容器的体积一定时，，则，解得p(平衡)=0.068MPa，故曲线1和曲线3交叉点处CO2的平衡分压：p(CO2)=0.068MPa×=0.004MPa； ②相同温度下，反应的平衡常数最大。平衡常数越大，反应进行的程度越大，故积碳反应主要由该反应造成。 （4）根据已知条件列出“三段式” 已知容器内起始压强为240kPa，反应达平衡时容器内压强为150kPa，则，x=1.5mol，则、、、，=或14.8。 21．（2024届·福建福州·三模）研究氮氧化物 (NOₓ)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。回答下列问题： ．用H2还原NO的反应为 (1)该反应的正反应速率方程可表示为，某温度下，测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。 则 ， 。 (2)研究表明上述反应历程分两步基元反应： i．； ii．。 根据 (1)所给信息判断，H 还原 NO 总反应的速率由反应 (填“ i”或“ii” ) 决定。 (3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同)，到达平衡时，H的平衡转化率最大的是 。 a． 恒温恒容        b．恒温恒压        c． 恒容绝热 ．脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应： 反应i．； 反应ii．。 反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态)： (4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为 。 将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图3。 (5)NO和CO的脱除应选择 (填“高温”或者“低温”)。 (6)实验过程中，高于340℃后NO浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是 。 (7)450℃时， 该时间段内NO的脱除率= (保留2位有效数字， NO的脱除率 【答案】(1) 2 1 (2)i (3)b (4)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)  ΔH=-747.2 kJ·moL–1 (5)高温 (6)反应i、ii速率随温度的升高而增大，高于 340℃后反应ii速率增加的程度超过反应i，所以 N2O 浓度减小 (7)88% 【详解】（1）由图可知， ，所以2，1； （2）因为，则反应速率主要由c(NO)决定，所以H还原 NO 总反应的速率由反应i决定； （3）设恒温恒容时H的平衡转化率为x，该反应是气体分子数减小的反应，恒温恒压时相对于恒温恒容时，相当于增大压强，平衡正移，氢气转化率比x大，该反应是放热反应，恒容绝热时，混合气体温度升高，相对于恒温恒容时，平衡逆移，氢气转化率小于x，所以氢气转化率最大的是恒温恒压时，选b； （4）焓变等于生成物的能量与反应物的能量之差，所以 ΔH=-628.6 kJ·moL–1； ΔH=-118.6kJ·moL–1；则根据盖斯定律知，CO和NO 反应生成N2的热化学方程式为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)  ΔH=-747.2 kJ·moL–1； （5）由图知，NO和CO的浓度在高温时低，所以脱除应选择高温； （6）因为反应i生成N2O，反应ii消耗 N2O，所以原因是：反应i、ii速率随温度的升高而增大，高于 340℃后反应ii速率增加的程度超过反应i，所以 N2O 浓度减小 （7）根据氮元素守恒，NO的初始浓度为：，转化为氮气的NO的浓度为：，NO的脱除率。 22．（2024届·河南·三模）(丙烯)是重要基本有机原料。(丙烷)催化脱氢制C3H6过程如下： Ⅰ.主反应：  ； Ⅱ.副反应：   回答下列问题： (1)已知断裂1 mol下列化学键所需能量如下表： 化学键 能量/ 436.0 413.4 344.7 上述主反应的 。 (2)一定条件下，催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应，和的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别为和)。 ①时，图中表示和体积分数变化的曲线分别为 、 。 ②提高催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是 (任写一种)。 (3)在压力(117.5 kPa)恒定，以作为稀释气，不同水烃比［、10、15］时，催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。 ①相同温度下，水烃比远大于15∶1时，丙烷的消耗速率明显下降，可能的原因是： ⅰ.丙烷的浓度过低； ⅱ. 。 ②M点对应条件下，若的选择性为60%，则反应Ⅰ的分压平衡常数为 kPa［的选择性］。 (4)利用的弱氧化性，科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图3所示。 ①反应(ⅱ)的化学方程式为 。 ②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是 。 (5)研究表明，氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素，如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为n pm，设为阿伏加德罗常数的值。 ① 。 ②该晶体密度是 (用含n、的代数式表示)。 【答案】(1)+127.4 (2) b c 减压或升温 (3) 过多地占据催化剂表面，导致催化剂对丙烷的吸附率降低 8.1 (4) 炭与反应生成CO，脱离催化剂表面 (5) 1∶3∶4 【详解】（1）设碳碳双键的键能为x，则由  得，，则主反应：的 （2）①升高温度，平衡正向移动，丙烷的体积分数减小，丙烯的体积分数增大，则a、c为丙烯的体积分数变化曲线，b、d为丙烷的体积分数变化曲线，与相比，压强增大，平衡逆向移动，从而得出表示丙烷体积分数的变化曲线为b，表示丙烯体积分数的变化曲线为c。 ②丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应正向是气体体积增大的吸热反应，改变外界条件时，化学平衡将向着减弱这种改变量的方向移动，因此升高温度、降低压强均能使平衡正向移动，从而提高丙烷转化率； （3）①相同温度下，水烃比远大于15∶1时，说明水蒸气多，的浓度过低，反应速率减慢，另一方面是过多地占据催化剂表面，导致催化剂对丙烷的吸附率降低，也导致的反应速率明显下降。 ②M点对应的水烃比为10∶1，设的物质的量为1 mol，的物质的量为10 mol。转化了0.75 mol，根据的选择性为60%知，生成的物质的量为0.45 mol，的物质的量为0.45 mol，的物质的量为0.3 mol，的物质的量为0.3mol。体系中总的物质的量为。、、的分压分别为2.5kPa、4.5kPa、4.5kPa，； （4）①由图知，反应(ⅱ)的化学方程式为； ②由于炭与反应生成CO，脱离催化剂表面，该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性； （5）根据均摊法，晶体中Ni的个数为；Mg的个数为，Fe的个数为4，则，中，，，则 23．（2024届·宁夏银川·三模）温室气体和对环境危害大，在工业生产中尽量将它们转化为可用的原材料。 Ⅰ. 工业上利用和催化重整制取和CO，主要反应为 反应①： CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)    过程中还发生三个副反应： 反应②：H2(g)+ CO2(g) CO(g) + H2O (g)    反应③：2 CO(g) CO2 (g) + C (s)    反应④：CH4(g) 2 H2 (g) + C (s)   将与(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂，产物中与CO的物质的量之比、的转化率与温度的关系如图所示： (1) 。 (2)500℃时，比较小，此时发生的副反应以 (选填②、③、④中一种)为主。升高温度，产物中与CO的物质的量之比增大的原因是 。 Ⅱ. 温室气体CH4可以和H2S在一定条件下发生反应：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)。在一密闭容器中，起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)=2∶1.0.1 MPa时，温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示： (3)M点，H2S的平衡转化率为 。 (4)N点对应温度下，该反应的KP = (MPa)2   (保留两位有效数字) Ⅲ.用光电化学法将还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如左图所示，其他条件一定时，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示： ，其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 (5)当电解电压为u1 V时，阴极生成HCHO的电极反应式为 。 (6)当电解电压为u2 V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3：2，则生成HCHO的法拉第效率m为 。 【答案】(1)+76.4 kJ/mol (2) ② 升高温度对反应①速率加快的影响大于其他副反应的影响 (3) (4) (5) (6)20 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应①+反应③得到反应④，则反应ΔH4=(+247.4kJ/mol)+(-171.0kJ/mol)=+76.4 kJ/mol，故答案为：+76.4 kJ/mol； （2）500℃时，产物的比值比较小说明反应中氢气的物质的量减小、一氧化碳的物质的量增大，则此时发生的副反应以②为主；对比各反应的焓变，升高温度，产物中与CO的物质的量之比增大的原因是升高温度对反应①速率加快的影响大于其他副反应的影响，故答案为：②；升高温度对反应①速率加快的影响大于其他副反应的影响； （3）设n(H2S)为2mol，n(CH4)为1mol，M点反应了xmol CH4，M点n(CH4)= n(H2) 解得1-x=4x，x=0.2mol，M点，H2S的平衡转化率为； （4）设n(H2S)为6mol，n(CH4)为3mol，N点反应了2ymol H2S，N点n(H2S)= n(H2) 解得6-2y=4y，y= 1 mol，N点对应温度下，平衡体系时，总物质的量为2+4+1+4=11mol，该反应的； （5）当电解电压为u1 V时，在阴极得电子产物与电解质反应生成HCHO，阴极生成HCHO的电极反应式为： ； （6）当电解电压为u2 V时，→HCOOH转移2e-，→HCHO转移4e-电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3：2时，可建立等式，则生成HCHO的法拉第效率m为20； 24．（2024届·海南·三模）CH3OH是一种绿色能源，也是一种化工原料。回答下列问题： Ⅰ．合成甲醇。 工业上常用CO和H2制备CH3OH，反应原理是。 (1)已知：①  kJ⋅mol ②  kJ⋅mol ③   kJ⋅mol 上述反应的 kJ⋅mol(用含a、b、c的代数式表示)。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入1 mol 和1 mol 合成。下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．气体压强不随时间变化 B． C．气体密度不随时间变化 D．气体平均摩尔质量不随时间变化 (3)向体积相同的甲、乙恒容密闭容器中均充入1 mol 和3 mol 同时发生反应合成，相对甲，乙仅改变温度，测得甲醇的物质的量与时间的关系如图所示。 ①温度：甲 (填“高于”或“低于”)乙，判断依据是 。 ② (填“>”“<”或“=”)0，判断依据是 。 ③若容器体积为1 L，甲容器中0~4 min内用H2表示的平均反应速率为 mol⋅L⋅min。 Ⅱ．可用于合成有机物。 近日，中国科学院大连化学物理研究所丁云杰团队利用Rh单核配合物催化剂以和CO为原料合成了CH3COOH，相关反应为、。 (4)以CH3OH和CO为原料，从原子利用率分析，合成 (填“CH3COOH”或“CH3COOCH3”)是最理想的绿色化学工艺。 (5)一定温度下，总压强保持1.5a kPa，向反应器中充入1 mol 和1 mol ，在一定条件下合成和。达到平衡时，的转化率为60%，的选择性为80%，(的选择性)。该温度下合成反应的平衡常数 (用含a的代数式表示，为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1) (2)AD (3) 低于 乙容器中反应先达到平衡，反应速率快，温度高 ＜ 升高温度，平衡向左移动，平衡时减小，故 0.2 (4) (5) 【详解】（1）根据反应①kJ⋅mol② kJ⋅mol③ kJ⋅mol可知，反应①②-③可得，根据盖斯定律，①②-③得到目标反应，则kJ⋅mol，故答案为：； （2）A．正反应是气体分子数减小的反应，当压强不变时达到平衡状态，A符合题意； B．时反应达到平衡状态，B不合题意； C．气体总质量不变，体积不变，密度始终不变，C不合题意； D．总质量不变，气体总物质的量减小，故气体平均摩尔质量由小到大，不变时达到平衡，D符合题意； 故答案为：AD； （3）①根据图像可知，乙容器反应较快，相对甲，乙仅改变温度，故乙的温度高于甲，故答案为：低于；乙容器中反应先达到平衡，反应速率快，温度高； ②升高温度，平衡向左移动，平衡时减小，故，故答案为：＜；升高温度，平衡向左移动，平衡时减小，故； ③4 min时，甲醇为0.4 mol，则消耗0.8 mol H2，H2的平均反应速率，故答案为：0.2； （4）合成CH3COOH的反应，是化合反应，原子利用率为100%，而合成CH3COOCH3的总反应为2有其他物质H2O生成，原子利用率小于100%，故答案为：CH3COOH； （5）根据已知信息和原子守恒可知，平衡体系中各物质的物质的量如下表： 物质 CH3OH CO H2O 物质的量/mol 0.4 0.5 0.1 物质 CH3COOH CH3COOCH3 物质的量/mol 0.4 0.1 总物质的量为1.5 mol，kPa，kPa，kPa，，故答案为：。 25．（2024届·重庆·三模）氨的用途十分广泛，是制造硝酸和氮肥的重要原料。 (1)工业合成氨中，合成塔中每产生，放出热量。 则键断裂吸收的能量约等于 。 (2)合成氨工业中，原料气及少量的混合气)在进入合成塔前要经过铜氨溶液处理以除去，反应为：。从平衡移动的角度看，则铜氨溶液吸收的适宜生产条件是___________(填序号)。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)合成氨热力学研究表明，反应在不同压强和氮氢比下，平衡体系中氨的体积分数随温度的变化曲线如图1所示。 ① (填“>“<”或=”)；b点对应的转化率： (填“>”“<”或“=”)。 ②c点对应的小于a点对应的，原因为 。 ③a点对应的压强平衡常数 (列出计算式即可) (4)以纳米作催化剂，在常压下电化学合成氨，和为原料制备。其工作原理如图2所示： ①阴极的电极反应式为 。 ②电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的中混有单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是 。 【答案】(1)391 (2)B (3) > < 合成氨反应是气体分子数减小的放热反应，减压或升温，平衡逆移，减小。与a点相比，c点的温度高、压强大，温度对的影响起主导作用 或 (4)   [或] 【详解】（1），反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量减去生成物形成化学键方程的能量=，键断裂吸收的能量约等于391； （2）铜氨溶液处理以除去的反应为：，该反应，，则铜氨溶液吸收的适宜生产条件是低温高压； （3）①a点时，投料比为，则对应氮气和氢气的转化率相等，有图像可知，同一温度下，Ⅱ的投料比为，其等效于在Ⅲ的投料比的基础上减少氢气的浓度，平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，可实际上Ⅱ对应的氨气的体积分数大于Ⅲ，说明压强>，b点时，投料比为，像但由于氮气过量，故b点对应的转化率：<；②合成氨反应是气体分子数减小的放热反应，减压或升温，平衡逆移，减小。与a点相比，c点的温度高、压强大，温度对的影响起主导作用，从而导致c点对应的小于a点对应的；③a点时，，，，达到平衡时氮气的物质的量分数为，同理可得，氢气和氨气的物质的量分数分别为和，则a点对应的压强平衡常数；（或） （4）①由图知，阴极为氮气与水反应得到电子生成氨气的反应，电极反应式为；②若无副反应产生的气体，由于阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为，理论上氧气和阴极产生的气体的物质的量之比为，若阴极有副反应产生的气体，该气体应为氢气，电极反应式为，理论上氧气和阴极产生的气体的物质的量之比为，理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是  [或]。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$