2025年安徽高考化学一轮复习专练——反应原理综合题36题

2025年安徽高考一轮专练——反应原理综合题 36 题 一、原理综合题 1．（2024·安徽宣城·安徽省宣城市第二中学校考模拟预测）二甲醚是含氢量高，廉价易得，无毒的优良制氢原料，二甲醚水蒸气重整制氢体系中会发生如下反应： ( 3 3 2 2 2 )主反应： CH OCH (g) 3H O(g)  6H (g) 2CO (g) ΔH 135kJ mol 1 反应： CH3OCH3 (g)  CH4 (g) CO(g) H2 (g) (1) ①主反应在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。 ②已知主反应的机理分为两步 ( 3 3 2 3 1 )步骤ⅰ： CH OCH (g) H O(g)  2CH OH(g) ΔH 37kJ mol 1 步骤ⅱ：…… 则步骤ⅱ的热化学方程式为 。 对比Al2O3 负载Cu、Ni 的催化剂性能，测得H2 收率γH2 的变化曲线如图所示。 已知： 反应器出口二甲醚摩尔流量 二甲醚转化率= 1 反应器进口二甲醚摩尔流量100% ( 二甲醚转化理论上生成最大氢气摩尔流量 )氢选择性 反应器出口氢气摩尔流量 100% 氢收率=二甲醚转化率×氢选择性 (2) 三种催化剂中，催化活性最好的催化剂是 。加入Ni 后，催化剂的稳定性 (填“上升”或下降”) (3) 向恒压为 p(非恒容)的体系中充入物质的量之比为1: 3 的CH3OCH3 (g)、H2O(g) 发生二甲醚水蒸气重整制氢反应，测得在催化剂HZSM 5 催化下反应达到平衡时，二甲醚转化率为25% ，且产物中n CO2 : n CH 4 8 :1 。 ①能判断该反应达到平衡状态的标志为 (填字母)。 A．混合气体中各物质分压保持不变 B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体平均摩尔质量保持不变 D．消耗1molCH3OCH3 时，有2molCO2 生成 ②反应达到平衡时， H2O的转化率为 ，二甲醚水蒸气重整制氢主反应的Kp = (列出含 p 的计算式即可)。 ( 试卷第 9 页，共 41 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 2．（2024·安徽池州·统考模拟预测）已知：4HBr(g)+O2(g)⇌ 2H2O(g)+2Br2(g)ΔH。v 正=k 正ca(HBr)·cb(O2)，v 逆=k 逆 cc<(H2O)·cd(Br2)(v 正为正反应速率，v 逆为逆反应速率，k 正为正反应速率常数，k 逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，与浓度和接触面积无关；a、b、c、d 是反应级数，可取整数和分数)。 (1) 已知几种共价键键能数据如下所示： 共价键 H-Br O=O H-O Br-Br 键能(kJ·mol-1) 363 498 467 193 上述反应中，ΔH= kJ·mol-1。 (2) 下列关于 k 正和 k 逆的说法正确的是 (填字母)。A．增大压强，k 正增大，k 逆减小 B．升高温度，k 正 和 k 逆都增大 C．加入催化剂，k 正和 k 逆都增大 D．增大接触面积，k 正和 k 逆都减小 (3) 为了测定反应级数，设计实验，测定结果如表所示： 实验序号 c(HBr)/mol·L-1 c(O2)/mol·L-1 正反应速率 1 0.1 0.1 v 2 0.1 0.2 2v 3 0.2 0.4 8v 4 0.4 x 32v ①x= ，a= ，b= 。 ②有人提出如下反应历程： (I)HBr+O2→HO-OBr(慢反应) (II)HO-OBr+HBr→H2O+BrOBr(较快反应) (III)BrOBr+HBr→BrOH+Br2(快反应) (IV)BrOH+HBr→Br2+H2O(快反应) 活化能最大的反应是 (填代号)。 (4) 在密闭容器中充入 HBr 和 O2，发生上述反应，在相同时间里，测得 HBr 的转化率与温度、压强的关系如图。随着温度升高，三种不同压强下 HBr 的转化率趋向相等，其原因是 。 (5) 在一定温度下，向恒容密闭容器中充入 4molHBr(g)和 1molO2(g)，测得起始的压强为 10akPa，发生上述反应达到平衡时气体压强为起始 (6) 9 压强的10 。该温度下，平衡常数 Kp= (kPa)-1(用含 a 的代数式表 示)。 (7) 常温下，如果将上述反应设计成酸性燃料电池，负极反应式为 。 (8) 3．（2024·安徽·校联考模拟预测）Ⅰ.对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题，一 种新的循环利用方案是用 Bosch 反应 CO2(g) +2H2 (g) ����C(s) +2H2O(g) △H。 (1) ①已知：CO2(g)和 H2O(g)的生成焓为- 394 kJ/mol 和- 242 kJ/mol， 则△H = kJ/ mol，(生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成 1mol 化合物时的反应热)。 ②若要此反应自发进行， ( 填“高温”或“低温” )更有利。 (2) NOx 的含量是空气质量的一个重要指标，减少 NOx 的排放有利于保护环境。在密闭容器中加入 4 mol NH3 和 3 mol NO2 气体，发生反应：8NH3(g) +6NO2(g) ���� 7N2(g) + 12H2O(g) △H <0，维持温度不变，不同压强下反应 经过相同时间，NO2 的转化率随着压强变化如图所示，下列说法错误的是 。 A．反应速率：b 点 v 正>a 点 v 逆 B．容器体积：Vc：Vb =8： 9 C．在时间 t 内，若要提高 NO2 的转化率和反应速率，可以将 H2O(g)液化分离 D．维持压强 980kPa 更长时间，NO2 的转化率大于 40% Ⅱ.活性炭还原法也是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为：2C(s) +2NO2(g) ����N2(g) +2CO2(g) △H <0 (3) 某实验室模拟该反应，在 2L 恒容密闭容器中加入足量的 C(碳)和一定量 NO2 气体，维持温度为 T1℃，反应开始时压强为 800kPa，平衡时容器内气体总压强增加 30%，则用平衡分压代替其平衡浓度表示化学平衡常数 Kp= kPa [已知：气体分压(p 分) =气体总压(p 总)×体积分数]。 (4) 已知该反应的正反应速率方程 v 正=k 正·p2 (NO2)，逆反应速率方程为 v 逆=k 逆·p(N2) ·p2(CO2)，其中 k 正、k 逆分别 1 为正逆反应速率常数，则如图( lgk 表示速率常数的对数， T 表示温度的倒数)所示 a、b、c、d 四条斜线中能表示 投入到密闭容器中，保持温度 T1℃、恒定在压强 800 kPa 发生该反应，则当 NO2 的转化率为 40%时，v 逆∶v 正 = 。 4．（2024·安徽·校联考模拟预测）CH4、CH3OH 是重要的含碳燃料，将 CH4 设计成零碳排放的燃料电池，原理如图。CH4 在电池中除电极反应外还发生的如下重整反应，其反应速率远大于电极反应速率。 ①CH4(g)+ H2O(g)→CO(g) + 3H2(g) ΔH1= + 206.2 kJ/mol ②CH4(g) + CO2(g)→2CO(g) + 2H2(g) ΔH2= + 247.3 kJ/mol (1) 负极反应式为 CH4- 8e-+ 4O2- =CO2+ 2H2O、 、 。 (2)可循环使用的含碳物质有 (写化学式)。 (3) CO 与 H2O(g)反应可制得 H2，同时产生一种温室效应气体，其热化学方程式为 。 (4) 甲醇制氢的反应历程如图所示(*表示该物种吸附在固体催化剂表面)，决定该过程总反应速率的步骤是 (填标号)。 a．碳氢键的断裂 b．氢氧键的断裂 c．碳氧键的形成 (5) 在上述甲醇制氢的反应历程中，如果 OH*参与 CH3OH*→CH3O*步骤，则该步骤的历程如图所示， OH*起到的作用是 。 (6) 关于甲醇制氢反应 CH3OH(g)+ H2O(g) ����CO2(g)+ 3H2(g) ΔH＞ 0，既可以加快反应速率，又可以提高 H2 平衡产率的措施有 (填标号) 。 A．升高温度 B．加入催化剂 C．增大 H2O(g)浓度 D．增大压强 反应进行完全，已知 k1=2.5×109， k-1= 8.4×103，判断正反应 (填“进行完全”或“未进行完全”) 5．（2024·安徽宣城·安徽省广德中学校考模拟预测）2024 年中国的汽车保有量达到 3 亿辆，如何在提供交通便利同时，缓解环境问题，是化学工作者研究的重要课题。 I. 汽车安装尾气净化装置，可使 CO 和 NO 发生反应 2NO(g)+2CO(g) ����N2(g)+2CO2(g)。 (1)已知： N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1 则 2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2 △H= kJ·mol-1。 (2) 为探究温度及不同催化剂对此反应的影响，分别在不同温度、不同催化剂(甲、乙)条件下，保持其他初始条件 不变，重复实验，在相同时间内测得 NO 的转化率与温度的关系如图所示，结合图象，最合适的反应条件为 。 (3) 实验测得此反应：v 正=k 正·c2(NO)·c2(CO)，v 逆=k 逆·c(N2)·c2(CO2)(k 正、k 逆为速率常数，只与温度有关)。 ①达到平衡后，仅升高温度，k 正增大的倍数 (填“大于”“小于”或“等于”)k 逆增大的倍数。 ②若在 2L 的容器中充入 1molCO 和 1molNO，在一定温度下达到平衡时，达平衡时总压为起始时的 0.9 倍，则 ( k )k正 = 。(保留小数点后两位) 逆 II. 使用氢能源汽车可以从根源上解决汽车尾气污染问题。“制氢”“储氢”“用氢”一直都是能源研究的热点。当前，氨电解法制氢气取得了重要技术突破，利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。 (4) 电解过程中 OH-的移动方向为 (填“从左往右”或“从右往左”)；阳极的电极反应式为 。 (5) 上述方法制备 H2 所需能量可由太阳能提供。利用 Na2CO3·10H2O 可将太阳能储存，释放，结合方程式说明储存、释放太阳能的原理： 。 (6) 6．（2024·安徽合肥·合肥市第八中学校考模拟预测）甲醇是重要的化工原料，可以使用多种方法制备甲醇。 (1) 利用 CO 和 H2 合成甲醇，已知在一定温度和压强下，发生如下反应： 1 ① H2 (g)+ 2 O2 (g)=H2O(l) ΔH1 =a ② 2CO(g)+O 2(g) 2CO 2(g) ΔH2 =b 3 ③ CH3OH(g)+ 2 O2 (g)  CO2 (g)+2H2O(1) ΔH3 =c 则：CO(g)＋2H2(g)→CH3OH(g) ΔH= 。向密闭容器中按物质的量之比 1:2 充入 CO 和 H2，在催化剂的作用下合成甲醇，测得平衡时混合物中 CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度的变化如图甲所示。下列说法不正确的是 。 A．该反应的 p1＞p2 B．反应速率：v 逆(A)＞v 逆(B) C．A、B、C 的平衡常数大小：K(A)＞K(B)=K(C) D．若 p1 时最初充入 1molCO，经过 5min 达到 B 点的平衡状态，则 v(CH3OH)=0.175 mol·L-1·min-1 (2) 利用CO2 和H2 合成甲醇，在催化剂Cu/ZnO 作用下可发生如下两个平行反应。反应I：CO2(g)＋3H2(g)→CH3OH(g) ＋H2O(g)反应 II：CO2(g)＋H2(g)→CO(g)＋H2O(g);温度对 CO2 转化率及甲醇和 CO 产率的影响如图乙所示。 ①由图乙判断合成 CH3OH 最适宜的温度是 。 ②由图可知，温度升高 CH3OH 产率先升高后降低，降低的可能原因是 。 ③下列措施有利于提高 CO2 转化为 CH3OH 的平衡转化率的有 。 A. 增大体系压强 B. 提高 CO2 和 H2 的投料比 C. 体积和投料比不变，提高反应物浓度 D. (3) 利用 CH4 与 O2 在催化剂的作用下合成甲醇。主反应：CH4(g)＋ 1 O2(g)→CH3OH(g)，副反应：CH4(g)＋ 2 2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(g)。在温度为 T℃、压强为 PKPa 条件下，向容器中充入 2molCH4、1molO2 和 6molH2O， n(CH3OH) ( 3 2 )充分反应达平衡时 CH4 的转化率为 50%，产物的选择性(如甲醇的选择性= n(CH OH)+n(CO ) )如图丙所示： ①求平衡时 O2 的物质的量为 ( p ) ( p )②主反应的相对压力平衡常数Kr = 。(用含 P 和 p0 的计算式表示。Kr 表达式写法：在浓度平衡常数 表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以 p0) 7．（2024·安徽合肥·统考三模）甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题： (1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-885 kJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-2600 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-572 kJ/mol 则 2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)ΔH= kJ/mol (2) ①若用分别表示 CH4、CH2、H2 和固体催化剂，在固体催化剂表面 CH4 的裂解过程如图所示，从吸附到解吸的过程中，能量状态最高的是 (填标号)。 ②在恒容密闭容器中充入 amol 甲烷，测得单位时间内在固体催、化剂表面 CH4 的转化率[α(CH4)]与温度(t℃)的关系如图所示，t0℃后 CH4 的转化率突减的原因可能是 。 (3) 甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/℃)的关系如图所示。 ①T℃时，化学反应 2CH4 (g)=C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数 K= Pa2。 ②在某温度下，向 VL 恒容密闭容器中充入 0.12mol CH4 只发生反应 2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g)，达到平衡时，测得 p(H2)=p(CH4)。CH4 的平衡转化率为 (结果保留两位有效数字)。 (4) 甲烷除裂解反应外还能发生水蒸气重整反应，涉及以下反应方程式： I.CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1； II.CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1； 在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的 CH4 和 H2O(g)发生水蒸气重整反应。 ①压强为 P0kPa 时，分别在加 CaO 和不加 CaO 时，平衡体系 H2 的物质的量随温度变化如图所示。温度低于 700℃ 时，加入 CaO 可明显提高混合气中 H2 的量，原因是 ②500℃时，反应相同时间后测得 CH4 的转化率随压强的变化如图所示。则图中 E 点和 G 点 CH4 的浓度大小关系为 c(G) (填“>”“＜”或“=”)c(E)。 8．（2024·安徽·淮南第一中学校联考模拟预测）2021 年 9 月 24 日，一篇重磅研究论文登上了国际顶级学术期刊 《科学》，中国科学院带领团队，采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了 11 步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。降低大气中 CO2 含量是当今世界重要科研课题之一，以 CO2 为原料制备甲烷、甲醇、甲酸等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题： (1) 下列关于淀粉说法正确的是 。 a.淀粉和纤维素都是多糖，其分子式相同 b.淀粉、油脂、蛋白质都是高分子化合物 c.淀粉的特征检验可以用碘化钾溶液 d.淀粉可用于制备葡萄糖、食醋、酿酒 (2) 采用“CO2 催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该体系中涉及以下两个反应： I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) 恒容条件下，当体系的压强不再变化时， (填“可以”或者“不可以”)说明反应 I 和 II 都到达了化学平衡状 态。 (3) CO2 在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 主反应：CO2(g)+4H2(g)→CH4(g)+2H2O(g) ΔH1 K1 副反应：CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) ΔH2 K2 ①已知 2H2(g)+O2(g)→2H2O(g) ΔH3 K3 CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g) ΔH4 K4 K1= (可以用 K2，K3，K4 表示) ②用物质的量分数表示的平衡常数记为 Kx，已知一定温度下，向起始压强为 P 的 2L 恒容密闭容器中充入 2 mol CO2 和 8mol H2，10 min 时主、副反应都达到平衡状态，测得 c(H2O)=1.25 mol·L-1，总压变为原来的 4/5，则 0～ 10min 内 v(CH4)= mol·L-1min-1，平衡时 CH4 选择性= 。(已知 CH4 的选择性 =n(CH4)/[n(CO)+n(CH4)]×100%)，主反应的 Kx= (列出计算式即可，不必化简) (4) 我国科学家已经成功地利用二氧化碳催化氢化获得甲酸，利用化合物 1 催化氢化二氧化碳的反应过程如图甲所示，其中化合物 2 与 H2O 反应变成化合物 3 与 HCOO-的反应历程如图乙所示，其中 TS 表示过渡态，I 表示中间体。回答下列问题： ①化合物 1 到化合物 2 的过程中存在碳氧键的断裂和 (填“碳氢键”或“碳氧键”)的形成。 ②从平衡移动的角度看， (填“升高”或“降低”)温度可促进化合物 2 与 H2O 反应变成化合物 3 与 HCOO-。 ③该历程中最大能垒(活化能)E 正= kcal/mol。 9．（2024·安徽合肥·合肥市第六中学校考模拟预测）利用 CO2 合成高价值化学品，是重要的减碳方式。 (1) ( 化学键 H— H C— O C=O H— O C— H 键能 /(kJ·mol - 1 ) 436 343 803 464 414 )利用 CO2 和 H2 在催化剂的作用下合成甲醇，反应如下：CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g)。已知反应相关的键能数据如表： CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g) △H= 。 (2) 某温度下，向体积为 2L 的恒容密闭容器中充入一定量的 H2 和 CO2 的混合气体，发生反应 CO2(g)+2H2(g)   CH2O(g)+H2O(g) △H=-6kJ·mol-1。容器内气体初始压强为 1.2kPa，反应达到平衡时，CH2O 的 n(H2 ) ( 2 )分压与起始时n(CO ) 的关系如图所示： n(H2 ) ( 2 )①当n(CO ) =2 时，反应达到平衡后，若再向容器中加入 CO2(g)和 H2O(g)，使二者分压均增大 0.05kPa，则达到 新平衡时，H2 的转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 n(H2 ) ( 2 )②当n(CO ) =2.5 时，反应达到平衡状态后，CH2O 的分压可能是图象中的点 (填“D”、“E"或“F")，原因为 。 (3) 通过下列反应也可实现 CO2 的再转化，合成 CO、CH4。 I.CO2(g)+4H2(g)   CH4(g)+2H2O(g) △H<0 II.CO2(g)+H2(g)   CO(g)+H2O(g) △H>0 在密闭容器中通入 3molH2 和 1molCO2，分别在压强为 1MPa 和 10MPa 下进行反应。实验中对平衡体系中的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对 CO 和 CH4 在三种物质中的体积分数的影响如图所示。 ①1MPa 时，表示 CH4 和 CO 平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是 和 。M 点平衡体积分数高于 N 点的原因是 。 ②图中当 CH4 和 CO 平衡体积分数均为 40%时，若容器的体积为 1L，则该温度下反应 I 的平衡常数 K 的值为 。 ( 试卷第 10 页，共 41 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 10．（2024·安徽·模拟预测）CO2 的综合利用有利于碳达峰、“碳中和”目标的最终实现。催化 CO2 和 H2 能够制取甲醇。 (4) 在催化剂作用下，CO2、H2 同时发生如下反应： 反应 1(主反应)：CO2(g) +3H2(g)=CH3OH(l) +H2O(g) △H= -86.9 kJ·mol-1 反应 2(副反应)：CO2(g) +H2(g)=CO(g) +H2O(g) △H= +41.2 kJ·mol-1 · 反应 2 的发生不利于反应 1 中 CH3OH(l)生成的原因是 ；一定温度、压强下，为了提高反应速率和 CH3OH(1)的选择性，应当 。 · 假设某温度下，反应 1 的速率大于反应 2 的速率，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是 (填字母)。 · B．C． D． · 若在绝热恒容的密闭体系中进行上述反应，下列能说明反应 1 达到平衡状态的是 ( 填序号)。 ①v(CO2)正和 v(H2)逆的比值为 1：2 ②CO2 和 H2O 的物质的量相等 ③H2 的百分含量不变 ④容器的温度恒定不变 (5) 工业上常用甲醇脱氢制重要的化工产品“万能中间体 HCOOCH3”，具有工艺流程短、原料单一、反应条件温 和等优点。该工艺过程涉及如下反应： 反应Ⅰ ：2CH3OH(g)  HCOOCH3(g) +2H2(g) △H1反应Ⅱ：HCOOCH3(g)  2CO(g) +2H2(g) △H2 反应Ⅲ：CH3OH(g)  CO(g) +2H2(g) △H3 (9) 反应Ⅰ、Ⅲ的能量变化如图所示，则△H2 = kJ·mol-1 (10) 一定温度下，向体积为V L 的恒容密闭容器中通入1 mol CH3OH(g)发生上述反应，t min 达到平衡时，容器中 HCOOCH3 为 a mol ，CO 为 b mol ，0~t min 内 v(CH30H) = mol·L-1·min-1(用含 a、b、V、t 的代数式表示)， 该温度下，反应Ⅲ的平衡常数 K= (用含 a、b、V 的代数式表示)。 ( 试卷第 19 页，共 41 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 11．（2024·安徽芜湖·安徽师范大学附属中学校考模拟预测）我国力争于 2030 年前做到碳达峰，2060 年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳的利用技术，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。CO2 耦合乙苯(C6H5-C2H5，简称 EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3，简称 ST)是综合利用 CO2 的热点研究领域。制备 ST 涉及的主要反应如下： · EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1 · CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1 c．EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)＋H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1 回答下列问题： (5) 为提高 EB 平衡转化率，应选择的反应条件为 (填标号)。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压 (6) 在一定条件下，选择合适的催化剂只进行 b 反应：CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g)。 ①调整 CO2 和 H2 初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应 CO2 的平衡转化率如图。 已知：Kx 是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率 v=v 正-v 逆=k 正x(CO2)x(H2)-k 逆x(CO)x(H2O)，k 正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x 为物质的量分数。B、E、F 三点反应温度最高的是 点，计算 E 点所示 v正 ( v )的投料比在从起始到平衡的过程中，当 CO2 转化率达到 20%时， = 。 逆 ②在容积不变的密闭容器中，分别在温度 T1、T2(T2＞T1＞E 点温度)发生上述反应，反应中 H2(g)和 CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知：起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示 T1 时ω[CO(g)]的曲线是 (填“甲”“乙”“丙” 或“丁”)；在温度 T2、反应时间 20min 时，反应的正反应速率 v 正 (填“＞”“=”或“＜”)逆反应速率 v 逆。 (7) 恒压 0.1 MPa 下，改变原料气配比为下列三种情况：仅 EB、n(EB)：n(CO2)=1：10、n(EB)：n(N2)=1：10 进行以上 a、b 反应，测得 EB 的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。 ①图中，表示原料气配比 n(EB)：n(N2)=1：10 的曲线是曲线 (填“I”或“Ⅱ”)。 ②CO2 能显著提高 EB 的平衡转化率，从平衡移动的角度解释 CO2 的作用： 。 ( p 0 0 )③设 K r 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压(分压除以 p ，p =0.1 MPa) 代替浓度进行计算。A 点时，H2 的物质的量分数为 0.01，该条件下反应 a 的 Kpr 为 。 12．（2024·安徽·校联考模拟预测）研究 CO2、CO 的转化、应用等问题， 既有利于环境保护，又有利于实现碳达峰、碳中和。 (7) 甲醇是新型的汽车动力燃料。工业．上可通过 H2 和 CO 化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为 2H2(g) + CO(g) ����CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1。已知：1 mol 甲醇气体完全燃烧生成 CO2 和水蒸气的热化学方程式为 。 (8) 中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了 CO2 直接加氢制取高辛烷值汽 油：5CO2(g)+ 16H2(g) ����C5H12(l)+10H2O(l) △H <0，该研究成果被评价为“CO2 催化转化领域的突破性进展”。 向某密闭容器中按一定投料比充入 CO2、H2，控制条件使其发生反应：5CO2(g)+ 16H2(g) ����C5H12(l)+10H2O(l) △H <0。测得H2 的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示：则 X 表示 ，Y1 Y2(填“>”或“<”)。欲提高 H2 的平衡转化率并提高单位时间内 C5H12(l)的产量，可采取的措施是 (写两种)。 (9) 利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应；3CH3OH(g) ����C3H6(g) + 3H2O(g)。 该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线 a 所示，已知 Arrhenius 经验公式为 Rlnk= - Ea +C(Ea 为活化 T 能，假设受温度影响忽略不计，k 为速率常数，R 和 C 为常数)。则该反应的活化能 Ea= kJ·mol-1。 当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线 b 所示，则实验可能改变的外界条件是 ；此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大得就 (填“ 越多”或“越少”)。 (10) 以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能也可将 CO2 转化为低碳烯烃，工作原理如图所示： b 电极为 (填“正极”或“负极”)，产生丙烯的电极反应式为 。 13．（2024·安徽·安徽师范大学附属中学校考模拟预测）氢气是一种理想的二次能源，在石油化工、冶金工业、 治疗疾病、航空航天等方面有着广泛的应用。以甲醇、甲酸为原料制取高纯度的 H2 是清洁能源的重要研究方向。回答下列问题： (7) 甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。 主反应：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49kJ·mol-1 副反应：H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+40kJ·mol-1 ①甲醇在催化剂作用下裂解可得到 H2 和 CO，反应的热化学方程式为 。 ②若上述副反应的活化能 Ea1=wkJ·mol-1，则 CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)的活化能 Ea2= kJ·mol-1。 ③某温度下，将 n(H2O)∶n(CH3OH)=1∶1 的原料气分别充入密闭容器中(忽略副反应)，设恒容下甲醇的平衡时转化率为α1，恒压条件下甲醇的平衡时转化率为α2，则α1 α2(填“>”、“＜”或“=”)。 (8) 工业上常用 CH4 与水蒸气在一定条件下来制取 H2，其反应原理为：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+203kJ·mol-1，在容积为 3L 的密闭容器中通入物质的量均为 3mol 的 CH4 和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时 H2 的体积分数与温度及压强的关系如图所示。压强为 p1 时，在 N 点：v 正 v 逆(填“>”、 “＜”或“=”)，N 点对应温度下该反应的逆反应的平衡常数 K= L2·mol-2。比较：p1 p2(填“>”、“＜”或“=”)。 (9) HCOOH 催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH 分解生成 CO2 和 H2 可能的反应机理如图所示。 ①HCOOD 催化释氢反应除生成 HD 外，还生成 (填化学式)。 ②研究发现：其他条件不变时，HCOOK 替代一部分 HCOOH，催化释氢的速率增大，根据图示反应机理解释其可能的原因是 。 14．（2024·安徽合肥·合肥一中校考模拟预测）我国高含硫天然气资源丰富，天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。回答下列问题： III. 天然气脱硫工艺涉及如下反应： IV. 则H3 kJ mol1。 V. 甲烷与H2S 重整制氢是一条全新的H2S 转化与制氢技术路线。为了研究甲烷对H2S 制氢的影响，理论计算表明， 原料初始组成n CH 4 ：n H 2S 1：2 ，在体系压强为 0.1MPa，反应CH4 g 2H2S g  CS2 g 4H2 g 达到平衡时，四种组分的物质的量分数 x 随温度 T 的变化如图所示： ①图中表示 变化的曲线分别是 、 。反应达平衡的标志是 (填标号)。 A． 2vE H2S 4v 追 H2 B． CH4 的体积分数不再变化 cCH4 ( 2 )C． cH S 不再变化 D．混合气体的密度不再改变 ②由图可知该反应的△H 0(填“>”“<”或“=”)，判断的理由是 。 ③M 点对应温度下， CH4 的转化率为 ；950℃时该反应的 K p MPa 2 。 VI. H2S 燃料电池的原理如图所示。电池的负极反应式为 。该电池理论输出电压为 0.800 V，则该燃料电池的理论效率为 (已知：燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比；法拉第常数F 96500Cmol1)。 15．（2024·安徽芜湖·统考三模）为实现我国政府提出的 2060 年碳中和目标，须控制 CO2 的排放。 (4) 请写出 CO2 与 C 反应生成 CO 的热化学方程式 。已知： ①4CO(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH=-14kJ·mol-1 ②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔH=-1118kJ·mol-1 ③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394kJ·mol-1 n(CO) ( 2 )若在恒温密闭容器中发生反应①，当反应达到平衡后充入 CO2，重新达到平衡后容器中的 n(CO ) 变化情况是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。反应②在 (填“低温”或“高温”)条件下更有利于反应的自发进行。 (2)已知：CO2(g)+CH4(g)→2CO(g)+2H2(g)，为研究温度、压强变化对此反应的影响，某科研小组的研究人员向某密闭容器中充入 a mol CH4、b mol CO2，测得反应过程中 CO2 的平衡转化率与温度(K)、压强(kPa)的关系如图所示。欲使 X 点时 CH4 的转化率>60％，则 a b(填“>”、“=”或“<”)；若两种压强下通入气体的量相同，则正反应速率 v(Y) v(X)，ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。 (3)CO2 在 Cu-ZnO 催化下，可同时发生如下反应 I 和 II。 I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) II.CO2(g)+H2(g) →CO(g)+H2O(g) ( CO 2 H 2 CH 3 OH CO H 2 O(g) 总压 /kPa 起始 /mol 5.0 7.0 0 0 0 p 0 平衡 /mol n 1 n 2 p )在 Cu-ZnO 存在的条件下，保持温度 T 不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的 CO2 及 H2，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量如下表： 若反应 I、II 均达平衡时，p0=1.2p，则表中 n1= ；若此时 n2=3，则反应 I 的平衡常数 Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。计算结果用含总压 p 的最简分式表示)。 16．（2024·安徽·校联考模拟预测）CO2 与烷烃的耦合反应有利于减少空气中的 CO2，实现“碳中和”的目标。 Ⅰ.CO2 与 C3H8 的耦合反应 已知 CO2 与 C3H8 的耦合过程中涉及的反应有： ① C H g  C H g H gH 123.8kJ mol1S 125.0J mol1 K1K 9.0 ②3CO2(g)+9H2 (g)  C3H6(g)+6H2O(g) H =-250.2kJ mol1 Kp2 300 ( 1 ) ( 2 2 2 3 )③ CO g H g  COg H OgH 41.2kJmol1 E. CO2 与 C3H8 的耦合反应在 In/HZSM-5 催化剂作用下的微观过程如图所示。 该过程的总反应的热化学方程式为 。反应①能自发进行的温度为 (填“高温”或“低温”)。 F. CO2 与 C3H8 的耦合过程中还会发生反应 3CO2 g 9C3H8 g 10C3H6 g 6H2Og 则该反应的平衡常数 lg Kp lg 3 0.5 G. 在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的 C3H8，只发生反应①，达到平衡时，体系压强增大了 20%，则平衡时混合气体的平均摩尔质量是起始的 倍(保留两位小数)。 Ⅱ. CO2 与 CH4 的耦合反应 在 MgO 环与纳米 Pd 颗粒的催化下，CO2 与 CH4 的耦合反应的 2 个循环机理如图所示。 H. 在循环 a 中，第 3 步 O 转移的反应式为 (用*表示吸附在催化剂表面的微粒)。 I. J. 对比循环 a 和 b 的机理可知，为促进 H2 的生成，可加入适量的 (填化学式)。 Ⅲ.我国科学家研究了在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯，其反应机理如图所示。 K. 由 C3H8 生成中间体的历程中，断裂的化学键有 C-C 键和 键，根据图示简述生成丙烯的反应机理 17．（2024·安徽淮南·统考二模）CO2 减排策略主要有三种：减少排放，捕集封存，转化利用。其中 CO2 转化利 用，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环。由 CO2 转化制甲醇具有重要的经济效益。 (5) 高效催化剂对 CO2 加氢制甲醇的反应速率影响很大。通过计算机分析，CO2 加氢制甲醇在不同催化条件下存在两种反应路径的势能图如下图所示。 ①CO2 加氢制甲醇的热化学方程式为 CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= eV/mol(阿伏加德罗常数用 NA 表示)； ② (填“甲酸盐”或“羧酸”)路径更有利于 CO2 加氢制甲醇反应，对该路径的反应速率影响最大的一步反应是 ； ③根据势能图，下列说法合理的是 (填标号)。 A．CO2 分压越大，催化剂表面积越大，CO2 在催化剂表面的吸附速率越大 B．不考虑 H3COH*，两种路径中产生的含碳中间体种类均有 5 种 C．中间体 HCOO*比 COOH*更稳定 D．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率 (6) CO2 催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的 Arthenius 经验公式的实验数据如图所示，已知 Arrhenius 经验公式为RlnK=- Ea +C (其中 Ea 为活化能，k 为速率常数，R 和 C 为常数)。 T ①该反应的活化能 Ea= kJ/mol； ②当使用更高效的催化剂时，在图中画出 Rlnk 与 1 关系的示意图 。 T (7) 在 CO2 催化加氢制甲醇过程中也存在竞争反应 CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH>0，在恒温密闭容器中，维持压强和投料比不变，将 CO2 和 H2 按一定流速通过反应器，CO2 转化率和甲醇选择性 ( 3 )[x(CH OH)%= n(生成CH3OH) 100% ]随温度变化关系如下图所示： n(消耗CO2 ) CO2 转化率和甲醇选择性随温度的变化曲线 ①若 233-251℃时催化剂的活性受温度影响不大，分析 235℃后图中曲线下降的原因 。 ②在压强为 P 的恒温恒压密闭容器中，加入 1molCO2 和 3molH2 反应并达到平衡状态，CO2 平衡转化率为 20%，甲醇的选择性为 50%，计算 CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的平衡常数 Kp= 。(列出计算式) 18．（2024·安徽蚌埠·统考模拟预测）二氧化碳加氢可转化为二甲醚(CH3OCH3)，既可以降低二氧化碳排放量，也可以得到性能优良的燃料，是实现碳中和的有效手段之一、回答下列问题： (6) 已知：①CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.0kJ∙mol-1 ②2CH3OH(g)⇌ CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2=-23.5kJ∙mol-1 用二氧化碳和氢气反应制取二甲醚的热化学方程式为 。 (7) 一定条件下，向体积为 2L 的恒容闭容器中通入 2molCO2 和 6molH2 发生上述反应。 ①下列有关叙述正确的是 (填字母序号)。 a．容器内气体密度不再发生改变，说明反应达化学平衡状态 b．使用合适的催化剂可以提高单位时间内 CH3OCH3 的产率 c．反应达化学平衡后，向容器内通入少量氦气，则平衡向正反应方向移动 d．反应达平衡状态后向容器内再通入 1molCO2 和 3molH2，重新达平衡后 CH3OCH3 体积分数增大 ②升高温度，二甲醚的平衡产率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是 。 ③CO2 与 H2 混合气体以一定的比例和一定流速分别通过填充有催化剂 I 和催化剂 II 的反应器，CO2 转化率与温度的关系如图。a 点的 CO2 转化率 (填“是”或“不是”)平衡转化率，在催化剂 I 作用下，温度高于 T1 时， CO2 转化率下降的原因可能是 (8) 将组成(物质的量分数)为 20％CO2(g)、60％H2(g)和 20％N2(g)(N2 不参与反应)的气体通入反应器，在一定温度和 p=2.0MPa 的条件下发生反应 CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)。平衡时，若 CO2(g)转化率为 50％，则 H2O(g)的分压为 MPa，反应的平衡常数 Kp= (MPa)-2(保留两位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压 x 物质的量分数)。 19．（2024·安徽马鞍山·统考三模）甲醇是一种重要的液体清洁燃料，工业上有多种制备甲醇的方法。 Ⅰ.利用 H2O2 来氧化 CH4 制取液体燃料甲醇。 (11) 已知： 2CH4(g) + O2(g) = 2CH3OH(l) ∆H1 2H2O2(l)= O2(g) + 2H2O(l) △H2 则 H2O2 氧化 CH4 的热化学方程式为 ( 用∆H1 和∆H2 来表示∆H)。 (12) 该方法采用的温度为 70℃，不选择更低或更高温度的原因是 。 (13) ( 试卷第 30 页，共 41 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 Ⅱ.工业。上也常使用 CO2 和 H2 在高温条件下制备甲醇，发生的反应为主反应： CO2(g)+ 3H2(g)  CHOH(g)+ H2O(g) ∆H<0 副反应： CO2(g) +H2(g)  CO(g) + H2O(g) ∆H<0 n(H2 ) ( 2 )起始投料为n(CO ) = 3。 (8) 当反应只按主反应进行时，研究不同温度、压强下，平衡时甲醇的物质的量分数[x(CH3OH)]的变化规律，如下图所示。其中， x(CH3OH)-p 图在 t=250℃下测得， x(CH3OH)-t 图在 p=5×105 Pa 下测得。 (14) 图中等压过程的曲线是 (填“a”或“b”)，判断的依据是 。 (15) 当 x(CH3OH)=0.10 时，反应条件可能为 或 。 (9) 当两个反应同时发生时，在 T℃，恒压为 1×106 Pa 条件下达平衡时： x(CH3OH)=0.125，x(CO)=0.0625。 该条件下 CO2 的总转化率= ； 副反应的平衡常数 Kp= (保留 3 位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 20．（2024·安徽·校联考三模）我国在应对气候变化工作中取得显著成效，并向国际社会承诺 2030 年实现“碳达峰”，2060 年实现“碳中和”。因此将 CO2 转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。工业上在 Cu-ZnO催化下利用 CO2 发生如下反应 I 生产甲醇，同时伴有反应 II 发生。 (11) CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 (12) CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1 回答下列问题： · 已知：CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ΔH=-90.6kJ·mol-1，则ΔH1= 。 · 向密闭容器中加入 CO2(g)和 H2(g)，合成 CH3OH(g)。已知反应 I 的正反应速率可表示为正=k 正·c(CO2)·c3(H2)，逆反应速率可表示为逆=k 逆c(CH3OH)·c(H2O)，其中 k 正、k 逆为速率常数。 ①上图中能够代表 k 逆的曲线为 (填“L1”“L2”或“L3”“L4”)。 ②温度为 T1 时，反应 I 的化学平衡常数 K= ③对于上述反应体系，下列说法正确的是 (10) 增大 CO2 的浓度，反应 I、II 的正反应速率均增加 (11) 恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态 (12) (13) 加入催化剂，H2 的平衡转化率不变 · 不同条件下，按照 n(CO2)：n(H2)=1：3 投料，CO2 的平衡转化率如下图所示。 ①压强 P1、P2、P3 由大到小的顺序是 。压强为 P1 时，温度高于 570℃之后，随着温度升高 CO2 平衡转化 率增大的原因 ②图中点 M(500，60)，此时压强 P1 为 0.1MPa，CH3OH 的选择性为 2 3 (选择性：转化的 CO2 中生成 CH3OH 和 CO 的百分比)，CO2 的平衡转化率为 60％。则该温度时反应 I 的平衡常数 Kp= MPa-2(分压=总压×物质的量分数)。 21．（2024·安徽淮北·统考二模）煤、石油等传统能源使用时污染严重，且日渐枯竭，科学家们寻找其他清洁能源作为替代品，其中甲烷的开发利用成为一个热点。以下是甲烷水蒸气重整的应用： 已知：① CH4 g+CO2 g  2COg+2H2 (g) ΔH1 =+247kJ/mol ② H2 g+CO2 g  COg+H2O(g) ΔH2 =+41kJ/mol VII. 甲烷水蒸气重整原理 CH4(g)+2H2O(g)  CO2(g)+4H2(g) △H3，则△H3= kJ/mol。 VIII. 向恒容容器中加入 1 molCH4 和 2 molH2O，在恒定的温度，初始压强 a MPa 下进行反应， IX. ①当分离出 0.8molH2 时，分离比η= 。(分离比η= n H2 4n CH4 ，实际H2 分离量与 CH4 完全转化时得到的 H2 量的比例，体现 H2 分离的程度)。 ②下图是甲烷平衡转化率与温度、H2 分离比的关系，其中η1、η2、η3 的由大到小的关系是 。 ③η3=0.25 时，A 点气体的总压 p(总) a MPa(填“>”、“=”、“<”)；H2 的分压 p(H2)= MPa；平衡常数 Kp= (MPa)2。 X. 从反应体系中分离出 H2、CO2 需要消耗能量(分离能耗)，不同的分离方式需要的分离能耗与甲烷平衡转化率的关系如下图所示： 在提供相同的分离能量时，哪种分离方式更有利于提高甲烷平衡转化率 。 22．（2024·安徽·校联考二模）处理、回收利用 CO 是环境科学研究的热点课题。回答下列问题： (5) CO 用于处理大气污染物 N2O 的反应为 CO(g)＋N2O(g)  CO2(g)＋N2(g)。在 Zn＋作用下该反应的具体过程如图 1 所示，反应过程中能量变化情况如图 2 所示。 总反应：CO(g)＋N2O(g)  CO2(g)＋N2(g) ΔH= kJ·mol-1；该总反应的决速步是反应 (填“①”或“②”)，该判断的理由是 (6) 已知：CO(g)＋N2O(g)  CO2(g)＋N2(g)的速率方程为 v=k·c(N2O)，k 为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是 (填字母序号)。 A．升温 B．恒容时，再充入 CO C．恒压时，再充入 N2O D．恒压时，再充入 N2 (7) 在总压为 100kPa 的恒容密闭容器中，充入一定量的 CO(g)和 N2O(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时， 在 T K 时 N O 的转化率与n(N2O) 、在n(N2O) =1 时 N O 的转化率与 1 的变化曲线如图 3 所示： ①表示 N O 的转化率随n(N2O) 的变化曲线为 曲线(填“I”或“Ⅱ”)； 2 n(CO) ②T1 T2(填“>”或“＜”)； p(CO2 ) p(N 2 ) θ pθ pθ ③已知：该反应的标准平衡常数K = p(CO) pθ p(N O) ，其中 pθ为标准压强(100kPa)，p(CO2)、p(N2)、p(N2O)和 p(CO) 2 pθ 为各组分的平衡分压，则 T4 时，该反应的标准平衡常数 Kθ= (计算结果保留两位有效数字，P 分=P 总×物质的量分数)。 (8) 间接电解法除 N2O。其工作原理如图 4 所示，已知：H2S2O4 是一种弱酸。从 A 口中出来的气体是 (填化学式)，电解池的阴极电极反应式为 ，用化学方程式表示吸收池中除去 N2O 的原理： 。 23．（2024·安徽马鞍山·马鞍山二中统考二模）研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。 L. 发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)。已知：①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2765.0kJ/mol ②2O2(g) +N2(g)=N2O4(l) ΔH2=-19.5kJ/mol ③H2O(g)= H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol 则 C2H8N2(1)＋2N2O4(1)=3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)的ΔH 为 。 M. 碘蒸气存在能大幅度提高 N2O 的分解速率，反应历程为：第一步：I2(g)→2I(g)(快反应) 第二步：I(g)＋N2O(g)→N2(g)＋IO(g)(慢反应) 第三步：IO(g)＋N2O(g)→N2(g)＋O2(g)＋I2(g)(快反应) 实验表明，含碘时 N2O 分解速率方程 v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k 为速率常数)。下列表述正确的是 A．N2O 分解反应中，k 值与碘蒸气浓度大小有关 B．v(第二步的逆反应)＜v(第三步反应) C．IO 为反应的催化剂 (14) 第二步活化能比第三步大 N. 为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中 CO 和 NO 发生反应 2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-746.8kJ-mol-1。实验测得：v 正=k 正·p2(NO)·p2(CO)，v 逆=k 逆·p(N2)·p2(CO2)。其中 k 正、k 逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关；p 为气体分压(分压=物质的量分数 x 总压)。 ①达到平衡后，仅升高温度，k 正增大的倍数 (填“大于”“小于”或“等于”)k 逆增大的倍数。 ②一定温度下在刚性密闭容器中充入 CO、NO 和 N2 物质的量之比为 2：2：1，压强为 p0kPa。达平衡时压强为 ( k )0.9p kPa，则 k正 = 。 0 逆 O. 我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数 Kp： ①3N2H4(1)=4NH3(g)+N2(g) ΔH1 Kp1 ②4NH3(g)=2N2(g)+6H2(g) ΔH2 Kp2 绘制 pKp1-T 和 pKp2-T 的线性关系图如图所示：(已知：pKp=-1gKp) ①由图可知，ΔH1 0(填“＞”或“＜”) ②反应 3N2H4(1)=3N2(g)＋6H2(g)的 K= (用 Kp1、Kp2 表示)；该反应的ΔH 0(填“＞”或“＜”)，写出推理过程 24．（2024·安徽宣城·二模）碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO 和H2 的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应： Ⅰ： C(s) H2O(g)   CO(g) H2 (g) Ⅱ： CO(g) H2O(g)   CO2 (g) H2 (g) 下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成 1mol 某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。 物质 C(s) H2O(g) CO(g) H2 (g) 标准生成热/kJ mol1 0.0 241.8 110.5 0.0 (8) 反应Ⅰ的焓变ΔH1 kJ mol1 ，Ea正 、Ea逆 分别表示该反应正、逆反应的活化能，则 Ea正 － Ea逆 0(填 “>”或“<”或“=”)。 (9) 若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ，则下列事实能说明反应达到平衡状态的是 。A．容器内气体的压强不变 B．容器内温度不变 C．容器内气体的密度不再改变 D．容器内气体的平均相对分子质量不变 (10) 在上图 A 点对应的温度下，向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为 80kPa，10 分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为 100kPa。 ①平衡时 CO 的分压p(CO)= kPa，平衡时水蒸气的转化率为 %。 ②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有 、 (写两种不同的方法)。 25．（2024·安徽黄山·统考二模）CO2 的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善，回答下列问题： (5) CO2 和乙烷反应制备乙烯。常温常压时，相关物质的相对能量如下图所示： 已知：H2O(g)= H2O(l)的 △H 计算如下： △H=-286kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-44kJ·mol-1。则 CO2 和乙烷反应生成乙烯、CO 和液态水的热化学方程式为 。 (6) CO2 和 M2CO3 反应制备 MHCO3，某学习兴趣小组为了研究该反应，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容密闭容器中，发生如下反应： 2MHCO3 s  M2 CO3 s +H2 O g +CO2 g 。反应达平衡时体系的总压 为 50 kPa，保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的 CO2(g)，再加入足量 MHCO3(s)，欲使平衡时体系中 水蒸气的分压小于 5 kPa，则 CO2(g)的初始压强应大于 kPa。 (7) CO2 和 H2 制备甲醇，反应体系中涉及以下两个反应： I．CO2(g) + 3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 ＜ 0 II．CO2(g) + H2(g)  CO(g)+H2O(g) ΔH2 ＞ 0 将 CO2 和 H2 按物质的量之比 1：3 混合通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应 I 和反应 II，在相同的时间内 CH3OH 的选择性和产率随温度的变化如图所示。 ( 3 反应的 CO 的 物质的 量 )已知：CH OH 的选择性= CH3OH的物质的量 ×100% 2 ①在上述条件下合成甲醇的工业条件是 。 ②230℃以上，升高温度导致 CO2 的转化率增大，甲醇的产率降低。可能的原因是 。 ③230℃时，容器内压强随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 20 40 60 80 压强/MPa P0 0.95P0 0.92P0 0.90P0 0.90P0 反应 I 的速率可表示为 v=k·P(CO2)·P3 (H2)(k 为常数)，平衡时 P(H2O)=0.15P0，则反应在 60 min 时 v= (用含 P0、k 的式子表示)。达平衡时 CH3OH 的选择性= ，反应 II 的 Kc= 。 26．（2024·安徽宣城·统考二模）大连化学物理研究所开发的 DMTO 技术曾获得国家科学技术发明一等奖。该技术以煤为原料，经过煤→CO、H2→CH3OH→C2H4、C3H6 等一系列变化可获得重要的化工产品乙烯和丙烯。回答下列问题： (4) 煤气化包含一系列化学反应，热化学方程式如下： ①C(s)+H2O(g)  CO(g)+H2(g) △H1=+131kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g) △H2=akJ·mol-1 ③C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172kJ·mol-1。则 a= 。 (5) 已知某密闭容器中存在可逆反应：2CH3OH(g)  C2H4(g)+2H2O(g) △H，测得其他条件相同时，CH3OH 的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图 1 所示，平衡常数 K 与温度 T 关系如图 2 所示。 ①该反应的△H (填“>”或“<”，下同)0，N 点 v(CH3OH)正 M 点 v(CH3OH)逆。 ②T1K 后升高温度，则 B、C、D 三点中能正确表示该反应的平衡常数 K 随着温度 T 改变而变化的点是 (填字母)。 (6) 在一定温度和适当催化剂存在下，将 1molCO、2molH2 通入恒容密闭容器中，使其发生反应 CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) △H=-91kJ·mol-1。测得开始时容器内总压为 3×105Pa，反应经 2min 达到平衡且平衡时 1 体系压强降低了 3 ，则 v(CO)= Pa∙min 总压×物质的量分数)。 -1，该温度下的平衡常数 Kp= Pa-2 (Kp 为分压表示的平衡常数，分压= (7) 某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图 3 所示，则负极上电极反应式为 ；若要维持电池持续稳定工作，则从理论上讲，进入石墨Ⅱ电极上的 CO2 与石墨Ⅰ电极上生成的 CO2 的物质的量之比是 。 27．（2024·安徽合肥·统考二模）磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物，主要成分是 CaSO4·2H2O。用磷石膏生产硫酸或硫，既可减少对环境的污染又可使资源循环利用。回答下列问题： (1) 用硫磺还原磷石膏。已知下列反应： 3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH1 3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH2 则反应：2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g) ，ΔH= (用ΔH1 和ΔH2 表示)。 (2) 以高硫煤为还原剂焙烧 2.5 小时，温度对 CaSO4 转化率的影响如下图所示，CaCl2 的作用是 ；当温度高于 1200℃时，无论有无 CaCl2，CaSO4 的转化率都趋于相同，可能的原因是 。 (3) 用 CO 作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。 ①温度低于 800℃时，主要的还原产物是一种硫的最低价盐，该物质的化学式是 。 ②1150℃下，向盛有足量 CaSO4 的真空恒容密闭容器中充入一定量 CO，反应体系起始压强为 0.1a MPa，主要发生反应：CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)。该反应达到平衡时，c(SO2)=8.0×10-5mol·L-1，CO 的转化率为 80%，则初始时 c(CO)= mol·L-1，该反应的分压平衡常数 KP= MPa(用含 a 的代数式表示；分压=总压×物质的量分数；忽略副反应)。 (4) 以C 作还原剂。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S 值(炭粉与CaSO4 的物质的量之比)的混合物，1100℃煅烧至无气体产生，结果如下图所示。当 C/S 值为 0.5 时，反应产物主要为 CaO、SO2 和 CO2；当 C/S 值大于 0.7时，反应所得气体中 SO2 的体积分数不升反降，可能的原因是 。 28．（2024·安徽蚌埠·统考三模）中国首次实现利用二氧化碳合成淀粉，合成过程的关键步骤是利用二氧化碳制备甲醇。CO2 催化加氢制 CH3OH 的主要反应为 CO2+3H2→CH3OH+H2O。 (9) 已知 H2(g)和 CH3OH(g)的燃烧热分别是 285.8kJ·mol-1 和 763.9kJ·mol-1，H2O(1)的汽化热是 40.8kJ·mol-1，则反应 CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH= 。该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下可自发进行。 (10) CO2 催化加氢制 CH3OH 的一种反应机理历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如 CO2*表示 CO2 吸附在催化剂表面) 该反应历程中决速步反应的化学方程式为 。 (11) 已知化学反应速率方程 k 正、k 逆是正逆反应 v 正=k 正·c(CO2)·c3(H2)，v 逆=k 逆·c(CH3OH)·c(H2O)的速率常数，只受 1 温度影响。如图表示速率常数的对数 lgk 与温度的倒数T 之间的关系，k 正、k 逆对应的曲线分别是 、 。 (12) CO2 和 H2 起始物质的量之比为 1：3 时，该反应在有、无分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出 H2O)。有分子筛膜时，温度为 210℃时甲醇平衡产率最高的原因是 。 (13) ( 试卷第 41 页，共 41 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 (14) 一定条件下，向 2L 恒容密闭容器中充入 2 molCO2 和 6molH2，发生反应 CO2(g)+3H2(g) → CH3OH(g)+H2O(g)。已知容器内起始压强为 320kPa，反应达平衡时容器内压强为 200kPa，平衡时 CH3OH(g)的分压为 kPa， 29．（2024·安徽·芜湖一中校联考一模）“十三五”期间，中国应对气候变化工作取得显著成效，并向国际社会承诺 2030 年前“碳达峰”，2060 年前实现“碳中和”。CO2 的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视，故有效开发利用 CO2 成为科研热点。回答下列问题： (16) CO2 合成淀粉。2021 年 9 月 23 日，中国科学院召开新闻发布会，介绍我国科学家历时 6 年多科研攻关，世界上首次在实验室中实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。提纯含有氯化钠杂质的淀粉溶液的方法为 。 (17) CO2 合成二甲醚存在反应： (10) CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) ΔH1 (11) 2CO2(g)+6H2(g)  CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2 ①在一定条件下，仅发生反应 II。在该条件下，向 5L 恒容密闭容器中充人物质的量之比为 1:3 的 CO2 和 H2 混合气体，在不同催化剂作用下合成二甲醚，相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图所示。 其中在催化剂 (填“A”“B”或“C”)作用下，可使该反应的活化能最小。若忽略温度对催化剂的影响，则 ΔH2 0(填“>”或“＜”)，理由是 。 ②一定温度下，向填充有催化剂的恒容密闭容器中充入等物质的量的 CO2 和 H2，同时发生反应 I 和反应 II，15min 末反应达到平衡。测得反应前容器内压强为 Po，平衡时二甲醚气体的分压为 P1，氢气的分压为 P2。 (I)下列事实能说明容器内反应均达到平衡状态的是 。 A．氢氢键不再断裂 B．CO2 与 H2 的个数之比不再改变 C．容器内气体的压强不再改变 D．容器内气体的密度不再改变 (II)二氧化碳的平衡转化率为 (用含 Po、P1、P2 的代数式表示)。 (III)该温度下，反应 II 的平衡常数 KP= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数，用含 P0、P1、P2 的代数式表示)。 ③二甲醚常用作燃料电池的燃料，若使用了 1kg 二甲醚，则理论上电路中通过的电量为 库仑(保留两位有效数字，已知 e=1.60×10-19C)。 (18) CO2 制甲醇(MT)和二甲醚(DME)我国科研团队研究发现使用GaZrOx 双金属氧化物催化剂实现CO2 加氢制甲醇 (MT)和二甲醚(DME)的活性明显优于纯 Ga2O3 和 ZrO2 催化剂，其反应机理如图所示。下列有关叙述正确的是 。 · 步骤 a→b 有化学键的断裂和形成 · 中间体 c 可通过氢化等步骤得到甲醇(MT)和二甲醚 (DME) · 反应过程中 Ga 的成键数目保持不变 · 氧空位用于捕获 CO2，氧空位个数越多，速率越快 30．（2024·安徽六安·校联考模拟预测）气态含氮化合物是把双刃剑，既是固氮的主要途径，也是大气污染物。气态含氮化合物及相关反应是新型科研热点。回答下列问题： · 用 NH3 催化还原 NOx 可以消除氮氧化物的污染。已知： ①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ/mol ②N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=-bkJ/mol 写出 N3 还原 NO 至 N2 和水蒸气的热化学方程式 。 · 恒容密闭容器中，在 Ni 作催化剂条件下，NH3 分解反应如下：2NH3(g)  N2(g)+3H2(g)，不同温度下，NH3分解率随时间变化如图所示，v 正=k 正·c2(NH3)，v 逆=k 逆·c(N2)·c3(H2)；NH3 的初始浓度为 c1，T1 时 NH3 分解反应 · 达到平衡时 k正 = ；曲线①②中，k k逆 正-k 逆值较小的曲线为 。 · 东南大学王金兰课题组提出合成氨的“表面氢化机理”如图所示，在较低的电压下实现氮气的还原合成氨。已知：第一步：*+H+e-=*H(快)(吸附在催化剂表而的物种用*表示) 第二步：N2+2*H=中间体(吸附在催化剂表面)(慢)第三步： (快) 第三步的方程式为 ，上述三步中的决速步为第二步，原因是 。该法较传统工业合成氨法，具有能耗小、环境友好的优点。 · 向一恒定温度的刚性密闭容器中充入物质的量之比为 1：1 的 N2 和 H2 混合气体，初始压强为 30MPa，在不同催化剂作用下反应，相同时间内 H2 的转化率随温度的变化如图所示，b 点 v 正 v 逆(填“>、<"或“=”)。图中 a 点混合气体平均相对分子质量为 18.75，a 点对应温度下反应的平衡常数 Kp= (保留两位有效数字，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) · 氨不仅应用于化肥生产，也可以应用于能源领域，与氢氧燃料电池比，氨氧燃料电池有其独特优势，某研究小组设计的氨氧燃料电池装置如图： 则电极 1 的电极反应式为 ，标准状况下，当 3.36LO2 参加反应时，生成 N2 的物质的量为 。 31．（2024·安徽芜湖·安徽师范大学附属中学校考模拟预测）国家主席习近平提出了中国应对气候变化的两个目 标：二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，于 2060 年前实现碳中和。因此，研发 CO2 利用技术、降低空气 中 CO2 含量成为了研究热点。为减少 CO2 对环境造成的影响，可采用“CO2 催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下两个反应： I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) ΔH2 回答下列问题： (13) 反应 I、II 的 InK(K 代表化学平衡常数)随 1 (温度的倒数)的变化如图所示。 T ΔH1 0(填“大于”或“小于”或“等于”)；升高温度，反应 CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的化学平衡常数 (填“增大”或“减小”或“不变”)。 (14) 上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 。 · 增大 CO 的浓度，反应 I 的平衡向正反应方向移动 · 降低温度，反应 I 和 II 的正、逆反应速率都减小 · 恒温恒容下充入氦气，反应 I 的平衡向正反应方向移动 · 增大压强，反应 I 和 II 重新达到平衡的时间不同 (15) 恒压下将 CO2 和 H2 按体积比 1：3 混合，在不同催化剂作用下发生反应 I 和反应 II，在相同的时间段内 CH3OH 的选择性和产率随温度的变化如图。 ( 3 反应的 CO 的 物质的 量 )其中：CH OH 的选择性= CH3OH的物质的量 ×100% 2 ①在上述条件下合成甲醇的工业条件是 。 A．210℃ B．230℃ C．催化 CZT D．催化剂 CZ(Zr-1)T ②在 230℃以上，升高温度 CO2 的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是 。 恒温恒压密闭容器中，加入 2molCO2 和 4molH2，只发生反应 I 和反应 II，初始压强为 p0，在 300℃发生反应，反应达平衡时，CO2 的转化率为 50%，容器体积减小 20%.则达到平衡时 H2 的转化率为 ，反应 II 的平衡常数 K= (保留两位有效数字)。 32．（2024·安徽马鞍山·统考一模）我国提出 2060 年前实现碳中和，降低大气中 CO2 含量是当今世界重要科研课题之一，以 CO2 为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题： (15) CO2 在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：主反应：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ·mol-1 副反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1 ①已知 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-395.6kJ·mol-1，则 CH4 燃烧的热化学方程式 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH= ②加氢合成甲烷时，通常控制温度为 500℃左右，其原因为该温度下有较高的化学反应速率和 ③500℃时，向 1L 恒容密闭容器中充入 4molCO2 和 12molH2，初始压强为 p，20min 时主、副反应都达到平衡状 态，测得 c(H2O)=5mol·L-1，体系压强为 3 p ，则 0～20min 内 v(CH4)= 4 mol·L-lmin-1，平衡时 CH4 选择 ( 4 CO 转 化浓 度 )性= (CH 选择性= CH4平衡浓度×100%)。 2 (16) 我国科研人员将 CO2 和 H2 在 Na-Fe3O4／HZSM-5 催化下转变为汽油(C5～C11 的烃)，反应过程如下图所示。 ①若 CO2 在该条件下转化为戊烷(C5H12)，则该反应的化学方程式为 ②催化剂中的 Fe3O4 可用电解法制备。电解时以 Fe 做电极，电解质溶液为稀硫酸，其阳极反应式为 (17) 甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应： 反应 1：3CH3OH⇌C3H6(g)+H2O(g)；反应 2：2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g) E 反应 I 的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线 a 所示，已知 Arhenius 经验公式 Rlnk= - a +C (Ea 为活化能， T k 为速率常数，R 和 C 为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea= kJ·mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线 b 所示，则实验可能改变的外界条件是 33．（2024·安徽蚌埠·统考模拟预测）乙醇是一种重要的工业原料，被广泛应用于能源、化工、食品等领域。以合成气合成乙醇是近年来研究的热点，其中乙酸甲酯 CH3COOCH3 加氢是制取乙醇的关键步骤之一、包括以下主要反应： XI. CH3COOCH3(g)+2H2(g)  C2H5OH(g)+CH3OH(g) ΔH1=—71kJ·mol-1 XII. CH3COOCH3(g)+H2(g)  CH3CHO(g)+CH3OH(g) ΔH2=+13.6kJ·mol-1 · 反应 CH3CHO(g)+H2(g)  C2H5OH(g)的ΔH= 。 · 若在体积为 2L 的密闭容器中，控制 CH3COOCH3 流速为 22.4m3·h-1(已换算为标准状况)，CH3COOCH3 的转化率为 80.0%，则 CH3COOCH3 的反应速率为 mol·L-1·min-1(保留三位有效数字)。CH3COOCH3 流速过大时乙酸甲酯的转化率下降，原因是 。 · 乙酸甲酯加氢反应通常使用铜基催化剂，催化剂 I 的主要成分为 Cu-Al，催化剂 II 的主要成分为 Cu-Zn-Al，实验中采用催化剂 I 和催化剂 II 测得不同温下相同时间内乙酸甲酯的转化率如图 1。工业生产中应使用的催化剂是 (填“催化剂 I”或“催化剂 II”)，温度升高，乙酸甲酯的转化率增大的原因是 。 · 使用 X 射线衍射仪对催化剂 I 和 II 的中间产物进行 XRD 分析，根据衍射峰可判断物质的成分。XRD 谱图如图 2，分析 XRD 谱图可知，相比催化剂 I，催化剂 II 的中间产物中新生成的物质是 (填化学式)。 学科网（北京）股份有限公司 $$