2025届高三化学过关训练- -化学反应原理综合题

2025届高三化学过关训练--化学反应原理综合题 1．（23-24高一下·江西宜春·期末）Ⅰ、任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。 (1)H2可用于工业合成氨气，已知拆开1molH—H、1molN≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ，形成1molN-H会放出能量391kJ，则在反应N2+3H22NH3中，每生成2molNH3放出热量 kJ。 (2)电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染，设计装置如图所示。 ①正极的电极反应式为 。 ②若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则迁移H+的物质的量为 。 Ⅱ、已知反应aA(g)+bB(g)cC(g)，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (3)从反应开始到12s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 。 (4)经测定，前4s内v(C)=0.05mol•L-1•s-1，则该反应的化学方程式为 。 (5)在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填字母)。 A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 (6)反应达到平衡时，B的转化率是 。 (7)能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 。 ①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB    ②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC ③用A、B、C表示的反应速率之比为a：b：c ④混合气体的密度不再改变 ⑤气体B的体积分数不变                  ⑥混合气体的质量不再改变 2．（23-24高一下·湖南郴州·阶段练习）二十大报告中提出“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”，为保护生态环境做出了重要指示。氮氧化物会严重污染空气，汽车尾气及一些工业生产的烟气中都含有氮氧化物，工业上常用催化转化法、氨还原法、氧化剂氧化法等进行处理。 (1)一定温度下，向3L恒容密闭容器中充入一定量的CO和发生反应：，反应经10min达到平衡状态。CO的物质的量随时间的变化曲线如图所示： ①0~10min内，用的浓度变化表示的平均反应速率为 。 ②5min时 (填“>”“<”或“=”)A点时。 ③能使该反应的反应速率增大的是 。 A．适当升高温度         B．及时分离出气体 C．其他条件一定时，恒容充入一定量Ar     D．其他条件一定时，恒压充入一定量Ar (2)氧化剂氧化法处理NO 催化分解产生，将NO氧化为，反应机理如图所示。写出③的离子方程式： ；温度高于120℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是 。    (3)电化学法处理NO是目前研究的热点。利用过氧化氢将其转化为脱除，装置如图所示，电极为多孔惰性材料。 ①正极的电极反应式是 。 ②若11.2L(标准状况)NO参与反应，则通过外电路的电子的物质的量为 mol。 3．（23-24高二下·浙江宁波·期末）环氧乙烷()常用于医用消毒，也广泛应用于洗涤，制药，印染等行业。 (1)作催化剂可实现乙烯高选择性制备环氧乙烷，涉及反应如下： 主反应： 副反应： ①已知，则的燃烧热 。 ②以上过程反应机理如下： 反应Ⅰ： 慢 反应Ⅱ： 快 反应Ⅲ： 快 结合反应机理，一定能够提高主反应的反应速率的措施有 (填标号)。 A．增大浓度                   B．增大浓度 C．升高温度                                      D．通入氦气 ③加入二氯乙烷会发生。一定条件下，反应经过一定时间后，产率及选择性与二氯乙烷浓度关系如图。 二氯乙烷能使产率先增加后降低的原因是 。 (2)反应结束后，控制氨水浓度对失活催化剂(主要成分是)进行回收。时，且。 ①则 (填数值)。 ②氨水中至少含有 才能回收。 (3)用乙烯经电解制备环氧乙烷是一种高效、清洁的方法，其原理如图所示。则电解法制环氧乙烷的总化学反应方程式为： 。 4．（23-24高二下·湖北咸宁·期末）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 (1)已知在25℃和101kPa时存在下列反应： ① ② ③ 已知：标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时，由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物的焓变，如上述反应②可表示为的标准摩尔生成焓。请写出表示乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式 。 (2)在一容积为2L的密闭容器中，CO和初始物质的量均为2mol，在一定条件下发生反应，测得CO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示： ①下列说法能说明该反应在上述条件下达到平衡状态的是 (填字母)。 A．体系的密度不再发生变化 B．断裂2molH—H键的同时生成2molC=O键 C．各组分的物质的量浓度不再改变 D．体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化 E．体积分数： ②由图可知，压强p3 p1 (填“>”或“<”)，原因是 。压强为时，升高温度，反应的平衡常数将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ③温度为1100℃、压强为时，平衡常数K为 。 ④在一定温度、的初始条件下，该反应达到平衡后体系的压强变为100kPa，则CO的平衡转化率为 。 (3)固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子()在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。则b区发生的电极反应式为 。 5．（2024·浙江金华·模拟预测）与的干法重整(DRM)反应可同时转化温室气体并生成CO和H2，对实现“碳中和”具有重要意义。DRM的主要反应为： Ⅰ：； Ⅱ：； Ⅲ：； Ⅳ：； (1)已知(g)、CO(g)的燃烧热ΔH分别为，，；，则 。 (2)在恒压p=100kPa、初始投料的条件下，、发生上述反应达平衡时气体物质的量随温度的变化如图所示。 ①曲线a表示的物质是 (填化学式)，反应Ⅱ的压强平衡常数 。 ②下列说法正确的是 。 A．平衡后，移除部分积碳，Ⅲ和Ⅳ均向右移 B．保持其他条件不变，升温积碳量逐渐减小 C．温度一定时，增大投料比，有利于减少积碳 D．温度一定时，增大投料比，则将增大 (3)研究表明、、三种双金属合金团簇可用于催化DRM反应，在催化剂表面涉及多个基元反应，其反应机理如图所示，过程1-甲烷逐步脱氢；过程2-的活化(包括直接活化和氢诱导活化)；过程3-和的氧化；过程4-扩散吸附反应(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。 ①的氢诱导活化反应方程式为 。 ②过程1-甲烷逐步脱氢过程的能量变化如图所示(TS1、TS2、TS3、TS4均表示过渡态)。双金属合金团簇具有良好的抗积碳作用，能有效抑制积碳对催化剂造成的不良影响，其原因为 。 (4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入电解，在阴极可制得低密度聚乙烯，写出阴极的电极反应式 。 6．（23-24高一下·四川绵阳·期末）化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，请回答下列问题。 (1)硅是太阳能电池的重要材料，“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示： 反应Ⅲ为 (选填“吸热”或“放热”)反应，能量变化与反应Ⅲ相同的是 (填序号)。 ①酸碱中和反应   ②碳酸钙分解                ③金属钠与水反应 ④酒精燃烧       ⑤灼热的碳与二氧化碳反应    ⑥与反应 (2)为了减轻大气污染，可将汽车尾气中CO和NO转化为无污染气体。在一定条件下，向一容积为VL的恒容密闭容器中充入、﹐使之在催化剂作用下发生反应，测得反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。 ①由图中数据分析，表示的物质的量随时间变化的曲线为 (填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)：内，的平均反应速率为 。 ②根据图示可知，表示正反应速率与逆反应速率相等的点是 (填“a”、“b”、“c”或“d”)；用同一物质表示反应速率时，a点的正反应速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)c点的逆反应速率。 ③反应达到平衡时，CO的转化率为 ；设平衡时容器内压强为p，反应起始时容器内压强为，则 。 ④若在容积固定的绝热容器中发生上述反应，不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 A．容器内温度不再变化                  B．容器内的气体压强保持不变 C．                D．容器内混合气体的密度保持不变 7．（23-24高二下·浙江·期末）含氮物质被广泛应用于化肥、制药、合成纤维等化工行业。利用化学知识也能治理其对环境造成影响。请回答下列问题： (1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知： 反应I：       反应Ⅱ：        则将还原生成和时放出的热量为 。 (2)在密闭容器中通入和，在一定温度下，只进行反应Ⅱ，反应时间与容器内气体总压强的数据见下表： 反应时间 0 2 4 6 8 10 总压强 4.80 5.44 5.76 5.92 6.00 6.00 由表中数据计算，内用表示的反应速率为 ，该温度下的平衡常数 。 [表示平衡常数时，用气体组分（B）的平衡分压代替该气体物质的量浓度] (3)在一密闭的恒容容器中，若按投料进行反应I，下列说法正确的是 。 A．使用催化剂可以提高某时间段内的转化率 B．若反应I在和的平衡常数分别为和，则 C．投料比不变，温度越低，的转化率越高 D．投料比不变，增加反应物的浓度，达到新平衡后的百分含量减小 E．若混合气体的密度不变、，都能说明反应I达到平衡状态 (4)在某恒定温度下，存在反应．将一定量充入恒容的密闭容器中，发生反应，时后达到平衡，在第时再向容器中通入一定量的气体，第重新达平衡。请在图中画出的体积分数的变化曲线 。 (5)已知：常温下，的，计算在该条件下的的水溶液中水的电离度约为 （已知：；结果保留两位小数）。 8．（23-24高二下·浙江温州·期末）2023年9月杭州亚运会开幕式首次使用废碳再生的绿色甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。在加氢合成甲醇的体系中，同时存在以下反应： 反应ⅰ：   反应ⅱ：   (1)反应ⅲ：的 。 (2)在加氢合成甲醇的体系中，下列说法不正确的是________（填序号）。 A．体系达平衡后，若压缩体积，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡不移动 B．若气体的平均相对分子质量不变，说明反应ⅰ、ⅱ都已达平衡 C．若在绝热恒容容器，反应ⅰ的平衡常数K保持不变，说明反应ⅰ、ⅱ都已达平衡 D．选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量 (3)某温度下，向容积恒为1L的密闭容器中通入和，后体系达到平衡，此时的转化率为，的选择性为。 已知：的选择性： ①内的平均消耗速率 。 ②反应ⅰ的平衡常数 ．（写出计算式即可）。 (4)维持压强、投料比和反应时间不变，将和按一定流速通过反应器，的转化率和甲醇的选择性随温度变化的关系如图所示。已知催化剂活性随温度影响变化不大，结合反应ⅰ和反应ⅱ，分析下列问题： ①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因 ； ②的转化率随温度升高也下降的可能原因是 。 (5)一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如下图所示。 b电极生成的电极反应式为 。 9．（23-24高一下·上海·期末）习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。 已知，CO2生产甲醇过程主要发生以下反应： 反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H1=-48.97kJ/mol 反应II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ∆H2=41.17kJ.mol 反应III．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   ∆H3=-90.14kJ/mol (1)反应Ⅲ正反应活化能Ea(E)与逆反应活化能Ea(逆)大小关系为：Ea(E) Ea(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 (2)在CO2加氢合成甲醇的体系中，下列说法错误的是___________。 A．若在绝热恒容容器，反应Ⅰ的平衡常数K保持不变，说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达平衡 B．若气体的平均相对分子质量不变，说明反应I、II、III都已达平衡 C．体系达平衡后，若压缩体积，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡不移动 D．选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量 (3)已知：CH3OH的选择性==不考虑催化剂活性温度，为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性，应选择的反应条件是___________。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温低压 D．低温高压 10．（23-24高一下·湖北武汉·期末）氮的循环在自然界中扮演着至关重要的角色，如何减少污染，维持生态系统平衡有着重要意义。 I．大气中的氮氧化合物在阳光照射下发生光化学反应，形成具有强氧化性的二次污染物，导致光化学烟雾事件。汽车排放尾气中含有一定的等有毒气体。 (1)一种汽车尾气处理原理为。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是 。 A． B．混合气体中的体积分数保持不变 C．单位时间内形成1个同时生成1个 D．恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变 E．恒温、恒容条件下，混合气体的压强保持不变 (2)汽车尾气中和可发生反应，若在容积为的密闭容器中进行该反应，起始时充入、，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间变化如图所示。 ①实验b从开始至平衡时的反应速率 。 ②实验a中的平衡转化率为 。 ③与实验b条件相比，实验C改变的条件是 。 II．为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼-空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示。 (3)回答下列问题： ①该燃料电池中正极通入的物质是 ，负极发生的电极反应方程式 。 ②电池工作时，移向 电极(填“a”或“b”)。 ③当电池放电转移，至少消耗燃料 g。 11．（23-24高一下·湖北咸宁·期末）回答下列问题： (1)以反应为原理设计成燃料电池，其能量转化率高，装置如图所示。 ①A处加入的是 ，a处的电极反应式是 。 ②当消耗标准状况下时，导线上转移电子的物质的量是 。 (2)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭真空容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：。则以下情况不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 （填序号）。 ①    ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变    ④密闭容器中的体积分数不变 ⑤密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 (3)一定条件下，在密闭容器内，发生反应，的物质的量随时间变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 用表示内该反应的平均速率为 ；到第末，的转化率为 。 (4)已知：，不同温度（T）下，分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示（图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间），则 （填“＞”、“＝”或“＜”）。当温度为、起始压强为，反应至时，此时体系压强 （用表示）。 12．（23-24高一下·江苏扬州·期中）含氮化合物排放前需进行处理，否则会造成污染。 (1)NaClO溶液可将废水中的转化为无污染气体，其化学方程式为 。 (2)用纳米铁粉处理废水中的。废水中溶解氧会对的去除产生一定影响。其他条件一定，有氧与无氧条作下的去除率随反应时间的变化如图1所示。1~3h时，有氧条件下去除率低于无氧条件下，其可能的原因是 。 (3)电化学气敏传感器可用于监测环境中氨气的含量，其工作原理如图2： ①负极的电极反应式为 。 ②反应消耗的3与O2的物质的量之比为 。 (4)含锰催化剂催化NH3脱硝的一种反应机理如图3所示。 ①该过程发生的总反应为 。 ②若将替换为反应生成的水可能为 。 13．（22-23高一下·湖南长沙·期末）回答下列问题。 (1)①已知化学反应的能量变化如图所示，若，请写出表述燃烧热的热化学方程式： 。 ②已知，在一定温度压强下，将和放入固定容积的容器中，最终测得反应放热，则的转化率为 。 (2)时，将一定物质的量浓度的、和三种溶液混合，发生反应：。溶液中与反应时间的关系如图所示。 ①全过程中，v最小值所对应的时间点是 。 ②从0到时， 。 ③下列可判断反应达到平衡的是 (填标号)。 a.溶液的不再变化        b.        c.不再变化 (3)为探究与氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验。 a：按如图连接装置并加入药品。发现电压表指针偏移，偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，指针偏移减小。 b：随后向甲烧杯中逐渐加入浓溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小→回到零点→逆向偏移。 已知：盐桥功能是连通内电路，且盐桥中的物质不参与反应。 ①a中甲烧杯里的电极反应式是 。 ②b中电压表指针逆向偏移后，银为 极(填“正”或“负”)。 ③由实验得出和反应的离子方程式是 。 14．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）为实现“碳中和”的目标以积极应对气候变化，科学家正在研究的转化。 (1)电解转化：固体氧化物(高温下可以传递)电解池共电解、，装置示意图如下。 a．氧电极发生的半反应类型为 (填“氧化反应”或“还原反应”)。 b．写出氢电极区发生反应的方程式 。 (2)催化转化：以、为原料在催化剂作用下合成甲醇主要涉及下列反应： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   a．= 。 b．按照与体积比为1：3投料，不同压强下，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度T的变化关系如图。 其中纵轴表示的平衡转化率的是 (填“X”或“Y”)：压强p1、p2、p3中最大的是 ；温度高于T1时Y几乎相等的原因是 。 c．按照与体积比为1：3投料，反应气的总流量控制在，某温度下测得转化率为70.0%，则的反应速率为 。 15．（2024·宁夏银川·模拟预测）甲醛在木材加、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下： 反应I：CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)                △H1=+85.2kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH3OH(g)+1/2O2(g)HCHO(g)+H2O(g)       △H2 反应Ⅲ：H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)                 △H3=-241.8kJ·mol-1 副反应： 反应Ⅳ：CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)       △H4=-393.0kJ·mol-1 (1)计算反应Ⅱ的反应热△H2= 。 (2)750K下，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，若起始压强为P0，达到平衡转化率为α，则平衡时的总压强P平= (用含P0和α的式子表示)；当P0=101kPa，测得α=50.0%，计算反应平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，忽略其它反应)。 (3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下： 历程i：CH3OH→·H+·CH2OH 历程ⅱ：·CH2OH→·H+HCHO 历程ⅲ：·CH2OH→3·H+CO 历程iv：·H+·H→H2 下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响，回答下列问题： ①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因 ； ②反应历程i的活化能 (填“>、“<”或“=”)CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)活化能。 ③650℃~750℃，反应历程ii的速率 (填“>”、“<”或“=”)反应历程ⅲ的速率。 (4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v=0.0423C(mg·L-1·h-1)表示(其中C为甲醛浓度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。 浓度(mg/L) 10000 8000 4000 2000 1000 吹脱时间(h) 0 7 23 39 55 则当甲醛浓度为2000mg/L时，其吹脱速率v= mg·L-1·h-1，分析上表数据，起始浓度为1000mg/L，当甲醛浓度降为500mg/L，吹脱时间为 h。 16．（2024·江西鹰潭·模拟预测）大量排放会严重污染环境，其无害化处理的途径有还原法、还原法、氧化法等。回答下列问题： (1)还原法：将含有和含有的两种工业尾气相互混合，可以同时降低它们的污染性。 已知： i. ⅱ. ⅲ.   ① ②反应ⅲ的平衡常数表达式为 。 (2)还原法：以为催化剂，反应历程如图1所示。在反应过程中，过量时可发生副反应：，的转化率或的选择性随和体积比的变化情况如图2所示（的选择性：还原产物中所占的体积百分比）。 ①转化为，总反应的化学方程式为 ，与CO还原法相比，氢气还原法的优点是 。 ②曲线 （填“”或“”）代表的平衡转化率，理由是 。 (3)氧化法：在催化剂的作用下，将氧化为。在恒压密闭容器中按为2：1、1：1、1：2投料，的平衡转化率与投料比、温度的关系如图3所示。 ①其他条件不变，既提高反应速率，又提高的平衡转化率，可采取的措施是 （填一条）。 ②点对应的总压强为，M点对应的温度下，该反应的平衡常数 （用各组分的分压计算，分压总压该组分物质的量分数）。 ③在时，向恒容密闭容器中充入、、三种气体，它们的分压依次为、、，此时反应速率 （填“>”“<”或“=”）。 17．（2024·湖南长沙·三模）习近平总书记在十九届中共中央政治局第三十六次集中学习时强调，实现“碳达峰”“碳中和”是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。因此，二氧化碳的合理利用成为研究热点。 (1)用还原可以合成。恒压下，和的起始物质的量之比为时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。点甲醇产率高于点的原因为 。 (2)反应，在有、无催化剂条件下的反应机理和相对能量的变化如图所示(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。 该反应历程中决速步骤的化学方程式为 ，有催化剂时决速步骤的活化能为 eV。 (3)一定条件下使混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。 已知：反应器内发生的反应有： a． b． 选择性 ①220℃时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为，则该温度下转化率 (列出计算式，不必化简)。 ②其他条件相同时，反应温度对的转化率和的选择性的影响如图2、图3所示： i．温度高于时，平衡转化率变化的原因是 。 ii．由图3可知，温度相同时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原因 。 (4)按熔点由高到低的顺序排列为 ，熔点差异的原因是 。 18．（23-24高一下·辽宁朝阳·阶段练习）研究含氮化合物对于生活，环境，医药等领域具有重要意义。回答下列问题： (1)写出工业固氮的化学方程式： 。 (2)800℃时在2L密闭容器内，反应体系中，随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 ①内用NO表示该反应的平均速率 。 ②下列措施能够使该反应速率加快的是 (填字母，下同)。 a.降低温度        b.使用催化剂          c.减小压强         d.增大反应物浓度 ③若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是 。 a.NO的体积分数不再变化                     b. c.每消耗的同时生成        d.混合气体的密度保持不变 (3)以氨作为燃料的燃料电池，具有能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，易液化，方便运输和储存，是很好的氢源载体。燃料电池的结构如图所示。 ①电池的负极为 (填“a极”或“b极”，下同)。 ②电池中向 移动。 ③每生成时，消耗的物质的量为 。 (4)工业废水中的氨氮(以形式存在)，可通过活性炭一臭氧氧化法处理，使水中氨氮达到国家规定的排放标准，其处理机理如图所示。(*表示吸附在活性炭表面的物种，为羟基自由基，其氧化性比更强) 简述活性炭一臭氧氧化氨氮的机理： 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)92 (2) 1mol (3)0.05mol•L-1•s-1 (4)3A(g)+ B(g) 2C(g) (5)AC (6)40% (7)②⑤ 【详解】（1）根据反应热=反应物键能和-生成物键能和，则反应，该反应为放热反应，每生成2molNH3放出92kJ，故答案为：92。 （2）①过氧化氢具有强氧化性，过氧化氢吸收SO2生成硫酸根离子和水，二氧化硫发生氧化反应，则石墨1为负极，石墨2为正极，过氧化氢得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：； ②若11.2L(标准状况为0.5mol)SO2参与反应，二氧化硫中硫化合价由+4变为+6，转移电子0.5mol×2=1.0mol，则迁移H+的物质的量为1mol。 （3）从反应开始到12s，反应达到平衡，0-12s内，A物质的浓度变化量为0.6mol/L，则用A表示的反应速率为v(A)=。 （4）平衡时B的浓度变化量为0.2mol/L，则A与B的系数之比为3:1；物质的化学计量数之比等于反应速率之比，前4s内v(A)=0.075mol·L-1·s-1，同时根据前4s内A、C的速率之比可知，A与C的系数之比为3:2，则该反应的化学方程式为3A+B2C。 （5）A．降低温度，反应速率减小，A正确； B．加入合适的催化剂，反应速率增大，B错误； C．增大容器容积，反应物和生成物的浓度均减小，反应速率减小，C正确； D．减小容器容积，反应物和生成物的浓度均增大，反应速率增大，D错误； 故答案选AC。 （6）从图中可知，12s时反应达到平衡，此时消耗B的浓度为0.2mol/L，则达到平衡时B的转化率为=40%。 （7）①单位时间内生成a mol A的同时生成b mol B，两者均表示逆反应速率，无论是否达到平衡，该情况始终成立，①错误； ②单位时间内生成a mol A的同时生成c mol C，生成a mol A的同时消耗c mol C，则C的生成速率和消耗速率相同，反应达到平衡，②正确； ③物质的反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，A、B、C的反应速率之比始终为a：b：c，③错误； ④该反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物均为气体，无论是否达到平衡，混合气体的密度始终不变，④错误； ⑤随着反应进行气体B的体积分数不断变化，当气体B的体积分数不变，说明反应达到平衡，⑤正确； ⑥反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物均为气体，无论是否达到平衡，混合气体的质量不变，⑥错误； 故答案选②⑤。 2．(1) ＞ A (2) 温度升高，H2O2分解速率加快，导致H2O2浓度下降，NO脱除率下降 (3) 1.5 【详解】（1）①0~10min内，，； ②5min时，反应向正反应方向进行，NO2浓度逐渐减小，逐渐下降，A点时，反应已经达到平衡状态，因此5min时>A点时； ③A．适当升高温度，该反应的反应速率增大，A符合题意； B．及时分离出气体，反应速率减小，B不符合题意； C．其他条件一定时，恒容充入一定量Ar，对反应速率无影响，C不符合题意； D．其他条件一定时，恒压充入一定量Ar，相当于压强减小，反应速率下降，D不符合题意； 故选A； （2）由图可知，反应③为；温度升高，H2O2分解速率加快，导致H2O2浓度下降，NO脱除率下降； （3）①正极为过氧化氢失去电子，电极反应式为：； ②负极NO失去电子变为，电极方程式为：，11.2L(标准状况)NO物质的量为0.5mol，通过外电路的电子的物质的量为1.5mol。 3．(1) 二氯乙烷浓度低时抑制副反应，而增加主反应选择性；浓度较高时则会使催化剂失活而降低催化效果 (2) (3) 【详解】（1）①燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，则； 故答案为：− 1360.4 kJ/mol； ②在反应历程中，反应慢的步骤为反应的决速步，则反应Ⅰ为主反应； A．增大乙烯浓度会导致副反应速率加快，消耗更多氧气，氧气浓度降低，主反应速率减慢，故A错误； B．增大氧气浓度，利于提高反应历程中慢反应速率，从而提高主反应速率，故B正确； C．升高温度，反应速率一定加快，故C正确； D．通入无关反应气体，可能导致反应物浓度降低，速率减慢，故D错误； 故答案为：BC； ③1，2−二氯乙烷浓度低时抑制副反应，而增加主反应选择性；浓度较高时则会使催化剂失活而降低催化效果，则1，2−二氯乙烷能使产率先增加后降低； 故答案为：1，2−二氯乙烷浓度低时抑制副反应，而增加主反应选择性；浓度较高时则会使催化剂失活而降低催化效果； （2）①平衡常数； 故答案为：1010.46； ②根据反应可知，回收1mol氯化银需要2mol氨，该反应平衡常数为100.72，假设1L氨水含xmolNH3，则有，解得；x=2+10-0.36； 故答案为：2+10-0.36； （3）根据图示可知，乙烯发生氧化反应，生成环氧乙烷，则X为阳极，则Y为阴极，溶液中H+发生还原反应生成氢气，则总反应式为； 故答案为：。 4．(1) (2) CD < 该反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大 减小 100 75％ (3) 【详解】（1）①   ②   ③   根据盖斯定律得乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式   ，故答案为：； （2）①气体总质量不变，容器体积不变，气体密度是恒量，体系的密度不再发生变化，反应不一定平衡，故不选A；断裂2mol H—H键的同时生成2mol C＝O键，不能判断正逆反应速率相等，反应不一定平衡，故不选B；反应达到平衡，各物质浓度不再改变，各组分的物质的量浓度不再改变，反应一定达到平衡状态，故C正确；气体总质量不变，气体总物质的量减小，平均相对分子质量增大，体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化，反应一定达到平衡状态，故D正确；体积分数，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选E；故答案为：CD； ②该反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故压强。压强为时，升高温度，CO转化率降低，平衡逆向移动，反应的平衡常数将减小，故答案为：＜；该反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大；减小； ③只要温度相同，K就相同，所以利用温度为1100℃、压强为时来计算K，CO平衡转化率为80％，              x点的平衡常数K为，故答案为：100； ④在一定温度、的初始条件下，该反应达到平衡后体系的压强变为100kPa， 设CO减少了2x mol/L，即 则，，所以CO的平衡转化率为，故答案为：75% （3）固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（），在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。根据图示，b区甲烷失电子生成二氧化碳、水，则b区发生的电极反应式为，故答案为：。 5．(1)+41.2 kJ/mol (2) H2 BC (3) CO2*+H*→COOH*→CO*+OH* 脱氢反应第4步为CH*=C*+H*，发生该步反应，三种催化剂中Sn12Ni需要克服的活化能最大，反应不易发生，故产生的积碳较少 (4)+ 【详解】（1）因为CH4、H2、CO的燃烧热分别为-890.3 kJ/mol、-285.8kJ/mol，-283kJ/mol，则⑤△H5=-890.3 kJ/mol；⑥△H6=-285.8kJ/mol；⑦△H7=-283kJ/mol；⑧； 根据盖斯定律，⑥-⑦+⑧得 △H2=△H6-△H7+△H8=-285.8kJ/mol-(-283kJ/mol) =+41.2 kJ/mol； （2）根据盖斯定律，①=④-③得 ；温度升高，反应①②④是吸热反应，正向移动，CO，H2物质的量增多因，根据C和H元素守恒可知，H2比CO的物质的量大，则曲线a表示的物质是H2；恒压p=100kPa、初始投料的条件下，625℃时，，，由H元素守恒可知，总的气体物质的量为：2.8，反应Ⅱ的压强平衡常数； A．积碳是固体，平衡后，移除部分积碳，不改变平衡，A错误；B．保持其他条件不变，升温反应Ⅲ逆向移动，积碳量逐渐减小，B正确；C．温度一定时，增大投料比，相当于增大CO2的物质的量，反应Ⅲ逆向移动，反应有利于减少积碳，C正确；D．温度一定时，增大投料比，相当于增大CO2的物质的量或减少CH4的物质的量，H2的物质的量将减小，CO的物质的量将增大，则将减小，D错误，故先BC； （3）①CO2的活化包括直接活化和氢诱导活化，在氢诱导活化中，CO2*+H*→COOH*→CO*+OH*，因此CO2的氢诱导活化反应方程式为CO2*+H*=CO*+OH*；②由图可知，脱氢反应第4步为CH*=C*+H*，发生该步反应，三种催化剂中Sn12Ni需要克服的活化能最大，反应不易发生，故产生的积碳较少； （4） 以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入电解，在阴极可制得低密度聚乙烯，写出阴极的电极反应式：+。 6．(1) 吸热 ②⑤⑥ (2) Ⅱ d 大于 80% 4∶5 CD 【详解】（1）反应Ⅲ中，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应； ①酸碱中和反应属于放热反应，故①不选； ②碳酸钙分解属于吸热反应，故②选； ③金属钠与水反应属于放热反应，故③不选； ④酒精燃烧属于放热反应，故④不选； ⑤灼热的碳与二氧化碳反应属于吸热反应，故⑤选； ⑥Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应，故⑥选； 答案为②⑤⑥； （2）①反应中物质的量的改变量之比等于计量数之比，结合图像数据，Ⅲ表示的是CO或NO，I表示CO2，故表示N2的物质的量随时间变化的曲线为Ⅱ；内，v(NO)===,的平均反应速率为v(NO)= ； ②由图可知，d点表示达到平衡状态，此时正反应速率与逆反应速率相等；a点和c点均没有达到平衡，属于在正向建立平衡的过程中，故a点的正反应速率大于c点的逆反应速率； ③由图可知，反应达到平衡时，CO的转化率为=80%；起始的物质的量为20mol，平衡时的物质的量为2mol+2mol+8mol+4mol=16mol，则=4∶5； ④A．容器是绝热容器，故温度不变说明正逆反应速率相等，能说明达到平衡，故A不选； B．反应是气体体积不等的反应，容器内气体压强不变能说明达到平衡，故B不选； C．，反应速率之比不等于计量数之比，正逆反应速率不等，不能说明达到平衡，故C选； D．容器为恒容容器，气体密度始终保持不变，不能说明达到平衡，故D选； 答案为CD。 7．(1) (2) 32.4 (3)ABC (4) (5) 【详解】（1）反应I：       反应Ⅱ：        根据盖斯定律Ⅱ×2-I得 ； 则将还原生成和时放出的热量为。 （2）4min时压强为5.76kPa，同温同体积，压强比等于气体物质的量比，则气体的总物质的量为， 1-x+2-2x+x+x+2x=3.6，x=0.6mol；内用表示的反应速率为； 该温度下，反应达到平衡时，总压强为6 kPa； 1.6-x+3.2-2x+x+x+2x=6，x=1.2kPa；平衡常数。 （3）A．使用催化剂反应速率加快，可以提高某时间段内的转化率，故A正确； B．反应I放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，在和的平衡常数分别为和，则，故B正确； C．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，投料比不变，温度越低，的转化率越高，故C正确； D．投料比不变，增加反应物的浓度，相当于加压，平衡逆向移动，达到新平衡后的百分含量增大，故D错误； E．若混合气体的密度不变、，都能说明反应I达到平衡状态 （4） 在某恒定温度下，存在反应．将一定量充入恒容的密闭容器中，发生反应，跃迁到体积分数逐渐增大，后达到平衡，在第时再向容器中通入一定量的气体，气体总物质的量增多，氧气体积分数突然降低，平衡正向移动，氧气的体积分数逐渐增大，但由于再向容器中通入一定量的气体，相当于加压，第重新达平衡时，氧气的体积分数小于第一次平衡时氧气的体积分数， 的体积分数的变化曲线为。 （5）已知：常温下，的，该条件下的的水溶液中, c(H+)=，水电离出的氢离子浓度为mol/L；1L水的物质的量为55.6L,水的电离度约为。 8．(1) (2)A (3) (4) 反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，温度升高反应ⅰ平衡逆向移动，反应ⅱ平衡正向移动 温度升高对反应ⅰ中转化率降低的影响大于对反应ⅱ中转化率升高的影响 (5) 【分析】利用盖斯定律将ⅰ-ⅱ=iii，即可计算出△H3的数值。绝热恒容容器，反应未达平衡时能量的变化使得体系温度变化，只有达到平衡时体系温度不变，平衡常数不变。，反应涉及到的都是气体，气体的总质量不变；反应i是气体体积减小的反应，反应ii是气体体积不变的反应，则气体的总物质的量是个变化的量，所以M是个变化的量，当M不变时反应达到了平衡，所以气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡。 【详解】（1）根据盖斯定律ⅰ-ⅱ=iii，△H3=△H1-△H2=-48.7kJ/mol-(+41kJ/mol)=-89.7kJ/mol；故答案为： -89.7k/mol； （2）A．体系达平衡后，若压缩体积，相当于增大压强，则反应i平衡正向移动，会使反应i中CO2和H2量减小，H2O量增大，反应ii的化学平衡逆向移动， A错误； B．根据质量守恒，混合气体的质量不变，反应i是气体体积减小的反应，反应ii是气体体积不变的反应，则气体的总物质的量随着反应进行减小，气体的平均相对分子质量增大，当气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡，B正确； C．绝热恒容容器，反应未达平衡时能量的变化使得体系温度变化，只有达到平衡时体系温度不变，平衡常数不变。绝热恒容容器，当反应ⅰ的平衡常数K保持不变说明反应ⅰ、ⅱ都已达平衡， C正确； D．选用合适的催化剂可以加快反应速率，从而提高CH3OH在单位时间内的产量，D正确； 故答案为：A； （3）①0 ~10 min，CO2的转化率为20%，则△n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，用CO2表示0 ~10 min内平均反应速率v(CO2)=； ②某温度下，向容积为1 L的密闭容器中通入1 mol CO2(g)和5 mol H2(g)，10 min后体系达到平衡，此时CO2的转化率为20%，则消耗的n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，CH3OH的选择性为50%，则转化为CH3OH的n(CO2)=0.2mol×50%=0.1mol。平衡时n(CO2)=01-0.2=0.8mol，n(H2)=5mol-0.4mol=4.6mol，n(CH3OH)=0.1mol，n(H2O)=0.2mol，容器容积为1 L，c(CO2)=0.8mol/L，c(H2)=4.6mol/L，c(CH3OH)=0.1mol/L，c(H2O)=0.2mol/L，反应i的平衡常数K=； （4）反应i为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，所以甲醇的选择性随温度升高而下降； 反应i为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率降低，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，二氧化碳的转化率上升，但温度升高对反应i中二氧化碳的转化率降低的影响大于反应ii中二氧化碳的转化率的促进作用，所以二氧化碳的转化率随温度升高也在下降； （5）B极是阴极，发生还原反应，CO2在酸性条件下得电子生成甲醇，电极反应式为：。 9．(1)< (2)C (3)D 【详解】（1）反应IIICO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H3=-90.14kJ/mol，该反应为放热反应，由∆H3= Ea(正)-Ea (逆)<0活化能Ea(正)<E a(逆)； （2）A．绝热恒容容器，反应未达平衡时能量的变化使得体系温度变化，只有达到平衡时体系温度不变平衡常数不变，绝热恒容容器，当反应I的平衡常数K保持不变说明反应I、II、III都已达平衡，A正确；B．根据质量守恒，混合气体的质量不变，反应I是气体体积减小的反应，反应I是气体体积不变的反应则气体的总物质的量随着反应进行减小，气体的平均相对分子质量增大，当气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡，B正确；C．体系达平衡后，若压缩体积，相当于增大压强则反应I平衡正向移动，会使反应I中CO2和H2量减小，H2O量增大，反应II的化学平衡逆向移动，C错误；D．选用合适的催化剂可以加快反应速率，从而提高CH3OH在单位时间内的产量，D正确；故答案为：C； （3）反应I是气体体积增大的反应，反应III是放热反应，高压有助于提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性，使反应Ⅰ、Ⅲ正向移动，而低温会使反应Ⅱ逆向移动，使反应Ⅰ和Ⅲ正向移动，提高甲醇的选择性，故根据平衡移动原理选择反应条件为低温高压，故选D。 10．(1)BD (2) 2.5×10-4 30% 使用了催化剂 (3) 空气或氧气 a 48 【详解】（1）A．由反应方程式知当v正(NO)=2v逆(CO2)时反应达到平衡，故A不符合题意； B．混合气体中CO2的体积分数保持不变时，说明消耗的CO2和生成的CO2相等，反应达到平衡状态，故B符合题意； C．由方程式知单位时间内断裂1个N≡N同时生成2个C=O，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故C不符合题意； D．由方程式知，反应前后气体的总物质的量不变，当混合气体的平均摩尔质量保持不变时，说明气体的总质量不再变化，反应达到了平衡，故D符合题意； E．反应前后气体的系数和相等，混合气体压强始终不变，故E不符合题意； 故答案为：BD； （2）①实验b起始时充入0.4molCO、0.2molNO，发生2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)，设转化的NO为nmol，则列出三段式：，压强比等于物质的量之比，，n=0.1mol，所以实验b从开始至平衡时的反应速率； ②设转化的CO为xmol，，由压强之比等于物质的量之比得，，解得x=0.12mol，实验a中CO的平衡转化率为； ③与实验b相比，实验c只是反应速率加快了，反应达平衡时总压强和总物质的量没有改变，改变的条件只能是使用催化剂； 故答案为：2.5×10-4；30%；使用催化剂； （3）①肼-空气燃料电池中肼中氮元素为-2价升高到氮气中的0价，发生氧化反应，所以通入肼的一极为负极，电极反应式为，通入空气的-极为正极； 故答案为：空气或氧气；； ②根据①分析a极为负极，b极为正极，对于原电池来说，阴离子移向负极，所以电池工作时，OH-移向a电极； 故答案为：a； ③由负极电极反应式知电池放电转移6mol电子时，消耗燃料肼的物质的量为1.5mol，质量为1.5mol×32g/mol=48g； 故答案为：48。 11．(1) (2)④⑤ (3) 0.0015 87.5％ (4) ＞ 【详解】（1）根据电子的流向可知，a电极为负极，在燃料电池中通入燃料的一极为负极，即A处加入的是，a电极为负极，发生氧化反应，故a处的电极反应式是；当消耗标准状况下，即=0.15molO2时，根据电极反应方程式：O2+2H2O+4e-=4OH-可知，导线上转移的电子的物质的量是0.15 mol×4=0.6mol； （2）①当，说明正反应速率等于逆反应速率，一定达到化学平衡状态； ②恒温恒容时，气体压强与气体物质的量成正比，因此当压强不变时，一定达到化学平衡状态； ③密闭容器中混合气体的密度是变量，当不变时，一定达到化学平衡状态； ④密闭容器中的体积分数一直为定值，不能说明该反应一定达到化学平衡状态；⑤密闭容器中混合气体的平均相对分子质量一直为定值，不能说明该反应一定达到化学平衡状态； 故选④⑤； （3）用表示内该反应的平均速率为，到第末，的转化率为； （4）由图像可知，当压强一定时，对应的半衰期比对应的半衰期要短，说明条件下反应速率快，而其他条件相同时温度越高反应速率越快，因此 >，设起始物质的量2mol，则时，消耗1mol，产生1molN2和0.5molO2，此时气体的总物质的量为：2.5mol，根据压强比=气体物质的量之比，可得，此时压强。 12．(1)3NaClO+2=3NaCl+N2↑+5H2O (2)有氧时，纳米铁粉和氧发生了反应 (3) 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 4∶3 (4) 4NH3+4NO+O24N2+6H2O DHO、D2O 【详解】（1）加入NaClO溶液可将废水中的转化为无污染气体，即氮气，该反应的化学方程式为3NaClO+2=3NaCl+N2↑+5H2O； （2）如图3所示，1∼3h时，有氧条件下的去除率低于无氧条件下的可能原因是有氧时，纳米铁粉和氧发生了反应，随着时间推移氧被消耗，则的去除率接近； （3）Pt电子通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，则b为正极，氧气得电子被还原； ①负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH-向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O； ②反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低4价，根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为4∶3； （4）①由图可知，该过程发生的总反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O； ②若将NH3替换为NHD2，由Ⅳ→V的原理断开N—H键，反应生成的水可能为DHO、D2O； 13．(1) (2) ac (3) 负 Fe2++Ag+=Fe3++Ag 【详解】（1）①燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；由图可知，a：；已知，b：，由盖斯定律可知，a+2b得反应； ②结合方程式可知，反应氢气，的转化率为； （2）①随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率减小，结合图可知，全过程中，v最小值所对应的时间点是。 ②从0到时，。 ③a．溶液的不再变化，则氢氧根离子浓度不再变化，反应平衡；         b．没有说明正逆反应情况，不确定反应是否平衡；         c．不再变化，则平衡不再移动，反应达到平衡状态； 故选ac； （3）①电子由石墨经导线流向银，则石墨极为负极、银极为正极，a中甲烧杯里亚铁离子失去电子发生氧化反应生成铁离子，电极反应式是。 ②b中电压表指针逆向偏移，说明电子流向颠倒了，则银为负极； ③由实验得出和反应生成银单质和铁离子，离子方程式是Fe2++Ag+=Fe3++Ag。 14．(1) 氧化反应 、或 (2) +40.9kJ/mol Y p1 温度高于时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡移动无影响 8.75 【分析】根据图示可知，氧电极上失电子被氧化生成氧气，氧电极为电解池的阳极与电源正极相连；故氢电极为电解池阴极，与电源负极相连。 【详解】（1）据分析，氧电极为电解池阳极，发生氧化反应；氢电极发生二氧化碳和水发生还原反应得到氢气、一氧化碳和氧负离子，电极方程式为、或； （2）由盖斯定律有Ⅲ=Ⅰ-Ⅱ，故；反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH3OH的平衡产率减少，所以图甲表示CH3OH的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度反应Ⅲ向正反应方向移动，升高一定温度后以反应Ⅲ为主，CO2的平衡转化率又升高，所以图乙表示CO2的平衡转化率；压强增大，反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应，反应Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ气体体积不变化，平衡不移动，故压强增大CH3OH的平衡产率增大，根据图所以压强关系为：P1>P2>P3；温度升高，反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅲ向正反应方向移动，所以T1温度时，三条曲线交与一点的原因为：T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响；按照与体积比为1：3投料，反应气的总流量控制在，则CO2的流量为，其转化率为70%，则其反应速率为。 15．(1)-156.6 kJ/mol (2) P0(1+α) 50.5kPa (3) 甲醇脱氢反应为吸热反应，升高温度，有利于脱氢反应向正反应方向进行 < < (4) 84.6 16 【详解】（1）根据盖斯定律反应Ⅱ=反应Ⅲ+反应I，计算反应Ⅱ的反应热△H2=△H1+△H3=-241.8kJ·mol-1+85.2kJ·mol-1=-156.6 kJ/mol。 （2）若起始压强为P0，达到平衡转化率为α， 压强之比等于物质的量之比，则p0∶P平=1∶(1+α)，P平=p0(1+α)；当P0=101kPa，测得α=50.0%，α=0.5，计算反应平衡常数Kp= =50.5kPa。 （3）①从平衡角度可知，550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因是：甲醇脱氢反应为吸热反应，升高温度，有利于脱氢反应向正反应方向进行； ②由盖斯定律，历程i+历程ⅱ+历程iv得CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，前两者吸收能量，历程iv放出能量，总反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)是吸热反应，故历程i的活化能小于总反应的活化能; ③由图可知650℃~750℃，甲醇的转化率变大，但甲醛的选择性变小，反应历程ii的速率小于反应历程ⅲ的速率。 （4） 当甲醛浓度为2000mg/L时，吹脱速率v=0.0423c(mg·L-1·h-1)=0.0423×2000(mg·L-1·h-1)=84.6 mg·L-1·h-1；根据甲醛浓度减少量和时间之间关系作图：，从图中读出当甲醛浓度减少量为5000mg·L-1时，所耗时间约为16h。 16．(1) (2) 产物无污染 L1 因为随着的增大，相当于氢气的量增大，二氧化碳的量不变，此时平衡正向移动，二氧化硫的平衡转化率增大 (3) 增大氧气的浓度或加压 88 ＞ 【详解】（1）已知i.；ⅲ.  ；根据盖斯定律可知，由i+ⅲ可得，反应ⅱ. ②反应ⅲ的平衡常数表达式为。 （2）①转化为，总反应的化学方程式为，与CO还原法相比，氢气还原法的优点是产物为水，产物无污染； ②因为随着的增大，相当于氢气的量增大，二氧化碳的量不变，此时平衡正向移动，二氧化硫的平衡转化率增大，故曲线代表的平衡转化率。 （3）①其他条件不变，既提高反应速率，又提高的平衡转化率，可采取的措施是增大氧气的浓度或加压； ②因为随着的增大，相当于氧气的量增大，二氧化硫的量不变，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故x1表示的比值为1∶2，设氧气为1mol，二氧化硫为2mol，M点二氧化硫的转化率为80%，则平衡时，二氧化硫为0.4mol，氧气为0.2mol，三氧化硫为1.6mol，则总物质的量为2.2mol，点对应的总压强为，M点对应的温度下，该反应的平衡常数； ③在时，向恒容密闭容器中充入、、三种气体，它们的分压依次为、、，此时，则反应向正反应进行，反应速率＞。 17．(1)分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行 (2) H2COO*＋2H2(g)=H2CO*＋OH*＋H2(g)[或H2COO*＋H2(g)=H2CO*＋OH*] 1.40 (3) 温度升高，反应a平衡逆向移动，反应b平衡正向移动；温度高于260℃时，反应b平衡正向移动的程度大于反应a平衡逆向移动的程度 在该条件下反应a和反应b的速率之比大于相同条件下平衡时甲醇和CO的物质的量之比 (4) KH>CH3OH>CO2 KH为离子晶体，CH3OH、CO2均为分子晶体，H2O分子间存在氢键。 【详解】（1）P点甲醇产率高于T点的原因为：分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行，产率提高； （2）活化能越大，化学反应速率越慢，反应历程中决速步骤为化学反应最慢的一步，即H2COO*与2H2(g)反应这一步，所以决速步骤的化学方程式为：H2COO*＋2H2(g)=H2CO*＋OH*＋32H2(g)[或H2COO*＋12H2(g)=H2CO*＋OH*]；由图可知，有催化剂时决速步骤的活化能为0.40-（-1.00）=1.40eV； （3）①220℃时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为n(CH3OH)∶n(CO2)∶n(CO)=1∶7.20∶0.11，则根据碳元素守恒可知，该温度下CO2转化率=； ②i．温度高于260∘C时，CO2平衡转化率变化的原因是温度升高，反应a平衡逆向移动，反应b平衡正向移动；温度高于260℃时，反应b平衡正向移动的程度大于反应a平衡逆向移动的程度，ii．由图3可知，温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值，因为：在该条件下反应a和反应b的速率之比大于相同条件下平衡时甲醇和CO的物质的量之比； （4）因为KH为离子晶体，CH3OH、CO2均为分子晶体，H2O分子间存在氢键，所以CH3OH、CO2、KH按熔点由高到低的顺序排列为：KH>CH3OH>CO2。 18．(1) (2) 0.003 bd a (3) a 负极 3mol (4)与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为 【详解】（1）工业固氮的化学方程式： （2）①根据表格数据可知在0～2 s内该反应的平均速率v(NO)= ②a．降低温度，物质的内能减小，分子之间的有效碰撞次数减小，反应速率降低，a不符合题意； b．使用催化剂可以降低反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，有效碰撞次数增加，化学反应速率大大加快，b符合题意； c．减小压强，物质的浓度降低，单位体积内有效碰撞次数减小，化学反应速率降低，c不符合题意； d．增大反应物浓度，单位体积内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，d符合题意； 故合理选项是bd； ③a．在反应混合物中只有NO体积分数不再变化，说明任何物质的浓度不变，反应达到平衡状态，a符合题意； b．c(NO)∶c(O2)=2∶1是二者反应消耗浓度关系，平衡时二者浓度不一定是该数值，b不符合题意； c．每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2表示的都是反应正向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态，c不符合题意； d．混合气体的质量和体积密度保持不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，d不符合题意； 故合理选项是a； （3）①由图中信息可知，从a极通入氨气，故其为电池的负极，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+3H2O； ②电池中向负极移动； ③由电极反应式可知，当生成时，电路中通过的电子的物质的量为6mol，因此，当生成时，电路中通过的电子的物质的量为3mol； （4）由图可知：活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为：与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$