2025届高三化学一轮复习----化学反应原理综合题

2025届高三化学专题复习----化学反应原理综合题 1．（2024·新疆喀什·二模）甲醇和乙醇都是清洁能源，也是重要的化工原料。回答下列问题： (1)工业上利用合成气合成甲醇：  ，已知：几种热化学方程式如下：   kJ⋅mol   kJ⋅mol   kJ⋅mol 则上述反应中的 kJ⋅mol(用含有a，b，c的式子表示)。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol CO和1 mol ，在固体催化剂作用下合成甲醇：，下列叙述正确的是_____(填字母)。 A．当体积分数不变时达到平衡状态 B．平衡后充入少量氩气，平衡向左移动 C．平衡后再充入0.1 mol CO和0.1 mol ，CO平衡转化率增大 D．平衡后增大催化剂表面积，逆反应速率大于正反应速率 (3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：，其反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。 总反应的焓变为 kJ/mol；该反应的决速步为 (填反应后的序号)：总反应经历5步反应中，最大能垒为 kJ⋅mol，写出该步反应式： 。 (4)工业上，可以采用催化还原制备、。发生反应如下： ①(主反应) ②(主反应) ③(副反应) 一定温度下，在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1 mol 和3 mol ，发生上述反应，其中一个容器使用水分子膜分离技术，另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得平衡转化率与压强关系如图所示。 其他条件相同，增大压强，平衡转化率增大，其原因是 ；采用水分子膜分离技术的容器是 (填“甲”或“乙”)。 (5)一定温度下，向总压强恒定为100kPa的反应器中充入1 mol和3 mol ，发生(4)中反应①②③，达到平衡时转化率为50%，甲醇选择性为，生成0.05 mol ，则反应①的平衡常数为 (写出数字表达式即可)[用分压计算的平衡常数为压强平衡常数，分压=总压×物质的量分数；甲醇选择性：]。 2．（2024·上海虹口·二模）苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。常见的方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。反应原理表示如下： 反应①（氧化脱氢）：   反应②（直接脱氢）：    (1)H2的燃烧反应：的焓变 。 (2)判断反应①能否自发进行，并说明理由。 (3)欲提高反应①中乙苯平衡转化率，可采用的措施有 、 。 (4)某温度下，向2L容器中通入2mol气态乙苯与2mol O2发生反应①，10min后反应达到平衡，此时混合气体中乙苯和苯乙烯的物质的量相等。 ①可以判断反应①达到化学平衡状态的标志是 A．正反应与逆反应不再进行        B．气体密度不再改变 C．体系压强不再改变                D．与之和保持不变 ②从开始反应至达到平衡时间段内平均反应速率 。 (5)中国化学家提出了在某催化剂表面反应②的机理（Ph-代表苯基，*代表吸附态）： ①虚线框内反应历程共包含 步反应。 A．1            B．2            C．3            D．4 ②虚线框内化学反应速率最慢的一步活化能的值为 kJ·mol-1。 A．11.5            B．17.3            C．63.5            D．102.1 ③关于上述反应历程说法正确的是 （不定项）。 A．物质吸附在催化剂表面时通常比其形成的过渡态稳定 B．使用催化剂后，有效提升了乙苯的平衡转化率 C．状态ⅱ→状态ⅲ过程中形成了π键 D．状态ⅲ→状态ⅳ的能量变化说明形成H-H键是吸热过程 ④若工业上采用反应②来生产苯乙烯，常伴有乙苯的裂解副反应，且一般情况下，该副反应的反应速率与程度都比反应②大。生产中可 （填措施名称）来提高反应②的选择性。 3．（2024·辽宁锦州·一模）利用和合成甲醇（），在催化剂作用下涉及以下反应： 反应ⅰ   反应ⅱ   反应ⅲ   回答下列问题： (1)反应ⅲ在 （填“高温”、“低温”或“任意温度”）条件下能自发进行。 (2)反应ⅲ的反应历程如下图所示，图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，其中吸附在催化剂表面的物质用*标注，决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为 。 (3)对于上述和合成涉及的三个反应，下列说法正确的是______（填标号）。 A．减小的浓度有利于提高的转化率 B．当气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达平衡 C．体系达平衡后，若压缩体积，则反应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在单位时间内的产量 (4)在恒压密闭容器中，按照投料发生反应ⅰ和反应ⅱ。 Ⅰ．反应达平衡时，测得转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图1所示。 ①温度选择 K（填“473”、“513”或“553”）时，反应体系内甲醇的产量最高。 ②的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 。 Ⅱ．用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数，随温度的倒数（）的变化关系如图2所示。（已知：分压＝总压×该气体的物质的量分数；压强的单位为kPa） ③反应ⅱ的变化关系对应图2中 （填“m”或“n”）。 ④通过调整温度可调控平衡时的分压比值，A点对应温度下，平衡时，则 kPa。 ⑤当体系总压为10kPa时，B点对应温度下体系达到平衡时的转化率为80%，反应i的 （用分数表示）。 4．（2024·四川绵阳·模拟预测）以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯，是化工产业中常用的方法，其反应如下所示： (g) (g)+H2(g)   回答下列问题： Ⅰ.在催化下，在三个恒容(均为1.0L)密闭容器中发生上述反应。相关实验数据如下： 容器 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 乙苯(g) 苯乙烯(g) 氢气(g) 苯乙烯(g) 甲 3.0 0 0 1.0 乙 4.0 3.0 1.0 x 丙 5.0 0 0 1.2 (1)℃时，按表格中数据投料，则此时乙容器中v正 (填“＞”“＝”或“＜”)v逆。 (2) (填“＞”“＝”或“＜”)。 Ⅱ.乙苯脱氢的历程如下图所示： (3)四个步骤中，更有利于在低温发生的是上图中的 步骤。“吸附”步骤中乙苯分子被吸附在催化剂表面活性位点并被活化；“反应”步骤中Fe(Ⅲ)转化为 ，从共价键变化的角度描述该步骤为 。该催化剂在使用过程中，失活现象比较严重，由此推断“脱氢”步骤除了产生，还可能生成小分子离开催化剂表面。 Ⅲ.为了节省能源，乙苯催化脱氢制苯乙烯的过程可以在气氛下进行。100kPa下，反应气组成按1∶0、1：1、1∶5、1∶9投料，乙苯的平衡转化率随反应温度的变化关系如图。 (4)图中对应的曲线是 (填序号)。 (5)工业乙苯催化脱氢生产苯乙烯时，会产生少量积碳，加入一定温度的水蒸气可较长时间保持催化剂的活性，用化学方程式表示其原因是 。 5．（2024·云南曲靖·一模）氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，广泛应用于多个领域。氨气可由氨基甲酸铵(H2NCOONH4)分解制得。 已知：Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   Ⅳ．  ΔH4 (1) ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能够自发进行； (2)某温度下在一恒容密闭容器中加入，假设只发生反应Ⅳ，能判断已达化学平衡状态的是 (填序号)； a．容器内混合气体的密度不变 b．CO2体积分数不再发生变化 c．升高体系温度，则正、逆反应速率均增大 d．混合气体的平均摩尔质量保持不变 e． (3)在一定温度和催化剂的条件下，将1mol NH3通入2L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 ①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的压强变化表示时间内的反应速率 (用含的代数式表示)； ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示)，理由是 ； ③在该温度下，反应Ⅰ的标准平衡常数 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应，，其中，、、、为各组分的平衡分压)。 6．（23-24高三下·河北沧州·阶段练习）尿素是一种重要化工生产原料。工业上以液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，主要反应如下： ① ② 回答下列问题： (1) 。 (2)工业上直接合成尿素时，选择较高温度的原因是 。 (3)在和时()，向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物，发生反应：。 ①平衡时与的关系如图1所示，p为物质的分压(单位为kPa)。若。 时， 。。时此反应的标准平衡常数 。{已知：分压总压该组分物质的量分数，对于反应：，其中为各组分的平衡分压} ②图2为在不同催化剂下，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，则在，催化效率最好的是催化剂 (填序号)。温度大于时，下降的原因可能是 (答出一点即可，不考虑物质的稳定性)。 (4)电化学合成尿素为实现碳、氮中和与减轻环境污染提供了一种很有前景的解决方案。某碱性电化学合成系统如图3所示，该系统中，阴极反应为 。 7．（2024·青海海南·一模）环氧乙烷()被广泛地应用于洗涤、制药、印染等行业。工业上通常采用乙烯()直接氧化法制取环氧乙烷，体系中发生的反应如下： 主反应：     副反应：     回答下列问题： (1)已知几种化学键的键能如表所示： 化学键 C-H C=C C-C C-O O=O 键能 423 682 368 335 498 试计算 。 (2)主反应与副反应的吉布斯自由能变()与温度T的关系如图所示，则副反应的 (填“>”“<”或“=”)0， (填“>”“<”或“=”)。 (3)在250℃、101kPa下，向某密闭容器中充入一定量的和，同时发生上述两个反应，充分反应后，体系中含碳组分含量最高的是，增大压强，的含量将 (填“增大”“减小”或“不变”)。工业生产中常采用的反应条件为250℃、2.0MPa，并选择Ag作催化剂，充分反应后体系中含碳组分含量最高的是，则Ag所起的作用可能为 。 (4)一定条件下，用富氧空气(只含和，且的体积分数为55%)代替，将、、按物质的量之比为11：11：1通入某恒容密闭容器中，发生上述两个反应，平衡时测得容器内总压为2.0MPa，的体积分数为31.25%，，则和的平衡转化率之比为 ，该条件下主反应的压强平衡常数 (为用分压代替浓度的平衡常数，各组分分压=各组分物质的量分数×总压)。 8．（2024·江西新余·一模）绿色能源是当今重要的研究热点，2022年3月12日，中科院大连化物所的制汽油科研项目成功了，这是一项重大成功，直接影响的是国计民生。寻找新的能源成为了科学研究的热点。 Ⅰ．甲烷化反应为：，该反应又称Sabatier反应。 (1)相关的化学键键能数据如下表所示： 化学键 H—H H—O C—H C＝O 436 463 413 803 Sabatier反应的 。 (2)若要同时提高反应的速率和甲烷的平衡转化率，可以采取的措施有： （写一点即可）。 (3)在体积为的恒温密闭容器中，投入、进行上述反应，达到平衡后，若的转化率为20％，则该反应的平衡常数为 （写计算式）。 (4)转化为也可通过电化学反应实现，其原理如图所示： 电解过程中，阴极室和阳极室的溶液浓度基本保持不变，阴极的电极反应式为 ；若生成理论上阳极室生成混合气体的体积为 L（标准状况，忽略气体的溶解）。 (5)是共价化合物，分子中所有的原子都达到稳定结构，此分子中含有 mol共用电子对，试写出其分子的结构式： 。 9．（2024·上海普陀·二模）Ⅰ.生产、生活废水必须要做及时处理，否则会影响人类的生活环境。废水的常见化学处理法有：中和法、氧化还原法、萃取法、吸附法、混凝法、沉淀法等。 (1)下列物质常被用于污水处理，其中属于纯净物的是___________ A．漂粉精 B．聚丙烯酸钠 C．明矾 D．石灰乳 (2)三价铁的强酸盐溶液因会发生水解，可被用作净水剂，其水解时会产生黄色的[Fe(OH)(H2O)5]2+以及二聚体[Fe2 (OH)2(H2O)8]4+ (结构如图)。则二聚体中Fe的配位数为 。 (3)某工厂的酸性废水中同时含有高浓度有机物(化学式为C6H10O5)和NO离子，可用一种微生物燃料电池进行污水净化，工作原理如图所示。下列说法正确的是___________； A．图中的a极为阳极，发生氧化反应 B．该装置工作时，电子经导线由a极流向b极 C．Na+向b极流动，故b极为负极 D．该装置亦可用于咸水淡化 Ⅱ.大量含氮污水任意排放将造成藻类疯长，出现水体富营养化等问题。某小组尝试用NaClO溶液处理含氨氮废水。 (4)室温下，部分酸的电离平衡常数如表所示， 化学式 常温下的电离平衡常数 HClO Ka = 3×10−8 H2CO3 Ka1 = 4.2×10−7     Ka2 = 4.8×10−11 H2S Ka1 = 1.3×10−7     Ka2 = 7.1×10−15 下列关于次氯酸钠溶液的说法中，错误的是___________； A．依据物料守恒关系，[Na+] =[ClO−] + [HClO] B．依据强酸制弱酸原理，通入少量SO2有利于HClO生成，可增强漂白作用 C．由于NaClO水解呈碱性，则[Na+]>[ClO−] D．根据“有弱才水解”规律，所以NaClO是弱电解质 (5)下列物质中不能与NaClO反应的是___________ A．CO2 B．NaHCO3 C．H2S D．NaHS (6)NaClO将废水中的NH3氧化为无污染气体，反应的化学方程式为 ；实际实验中NaClO溶液的投入量要大于理论计算量，可能的原因是 。 Ⅲ.含铜(Cu2+)废水是冶金、电子等行业产生的废水，直接排放会导致严重污染。工业上常用NaHS作为沉淀剂处理Cu2+离子。 (7)已知0.1 mol·L−1NaHS溶液呈碱性； ①若将该溶液中的离子按浓度由大到小进行排序，排位第三的离子是 A．Na+          B．HS−             C．S2−           D．OH− ②通过计算，说明溶液呈碱性的原因： (8)沉淀铜离子时，发生反应Cu2+(aq) + 2HS− (aq)CuS(s) + H2S(aq)。常温下，该反应的平衡常数约为K，则此条件下Ksp(CuS) = (用该反应的K，H2S的Ka1和Ka2表示)。 10．（2024·福建龙岩·二模）石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，需要将其回收处理并利用。 (1)热分解法：    ，工业上，通常在等温、等用条件下将与Ar的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，的平衡转化率会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)氧化法：     已知：          无催化剂条件下，混合加热与，探究相同时间内(g)产率影响因素。 ①用氧化法处理，若生成1mol (g)，放出热量为 kJ。 ②其他条件相同时，产率随温度的变化如图所示。随着温度升高，(g)产率先增大后减小，原因是 。 ③其他条件相同时，(g)产率随值的变化如图所示。值过高不利于提高(g)产率，可能的原因是 。 (3)微电池法：利用电化学原理去除天然气中的，装置如图所示，总反应是：。 ①写出负极的电极反应式 。 ②一段时间后，单位时间内的去除率降低，其可能的原因是 。 (4)硫酸钙吸收法：如图为反应体系在不同温度、不同物质的量比的物相变化图。 ①用斜线在图中画出可以完全转化并且有CaO生成的区域 。 ②若不通入，简述随温度升高分解的规律 。 11．（2024·湖南·二模）2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。 Ⅰ．将工业废气中的加氢制甲醇是“碳中和”的一个重要研究方向。在催化剂作用下主要发生以下反应： ①   ②   ③   已知：甲醇的选择性 (1)反应③自发进行的条件是 。 (2)恒温恒容条件下，原料气、以物质的量浓度之比为投料时，控制合适条件（不考虑反应③），甲醇的选择性为60％。已知初始压强为4MPa，，平衡转化率为50％，则该条件下反应②的 （保留三位小数）。 Ⅱ．恒压时，将3mol和1mol充入密闭容器中进行上述反应。 (3)平衡时，转化率、选择性、CO选择性随温度T变化如图甲所示： 图中表示的是曲线 ，曲线c随温度升高而升高的原因是 。 (4)为探究原料气中混入CO气体对反应的影响，测得平衡时、平衡时物质的量与初始物质的量之比随原料气中的变化如图乙所示。图中随着增大，降低而升高的原因是 ；当时，若平衡时，，则 。 Ⅲ．新能源的利用对实现“碳中和”也有重要意义。搭载钠离子电池的新能源汽车，动力充足、冬天也无需频繁充电。第二代钠离子电池是以硬碳为基底材料的嵌钠硬碳和锰基高锰普鲁士白为电极的一种新型二次电池，在充放电过程中，在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。其工作原理如图所示。 (5)若用该钠离子电池给铅酸蓄电池充电，普鲁士白电极连接 （填“Pb”或“”）极，钠离子电池负极的电极反应式为 。 12．（2024·辽宁·一模）2024上海国际碳中和技术博览会以“中和科技、碳索未来”为主题，重点聚焦二氧化碳的捕、利用与封存(CCUS)等问题。回答下列问题： I．还原制取。发生的反应如下： 反应①：   反应②：   反应③：   (1)经计算反应① ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)在容积不变的密闭体系中仅发生反应②。实验发现，其他条件不变，在相同时间内，向反应②的平衡体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数，对比实验的结果如图所示： 微米CaO和纳米CaO对平衡影响不同的原因是 。 II．还原制取。反应原理为：  。 (3)催化加氢制的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注，如“”表示吸附在催化剂表面) 该反应历程中决速步反应的化学方程式为 。 (4)若和起始物质的量之比为1：3，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］。有分子筛膜时，温度高于210℃后甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是 。 (5)一定条件下，向4L恒容密闭容器中充入和，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，) III．和电化学法制取HCOOH()。(/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)为催化电极，工作原理如图所示。 (6)CuO纳米片(CuONS/CF)表面发生的电极反应式为 ，若有通过质子交换膜时，电解池中生成和HCOOH共 mol。 13．（23-24高三下·江西·阶段练习）乙酸是典型的有机酸，在生产、生活中有广泛应用．乙酸作为化工原料可以制备氢气，以乙酸为原料制备氢气时的反应： 反应1（热裂解）： 反应2（脱羧基）： (1)中形成 中心 电子的大π键； 。 (2)向一恒容密闭容器中充入一定量的乙酸气体发生反应1和反应2，反应相同时间后，测得部分气体产率与温度的关系如图。 ①已知之后氢气产率高于甲烷，试说明理由： 。 ②一定温度下，若在充入容器的乙酸气体中掺杂一定量水蒸气，氢气产率显著提高而产率下降，分析可能原因： （用化学方程式表示）。 (3)采用光催化反应技术直接合成乙酸，可符合原子经济学（原子利用率100%）。下列原料组合符合要求的是 （填标号）。 A．    B．    C． (4)若利用合适的催化剂控制其他副反应（只发生反应1和反应2），温度为时反应达到平衡，此时总压强为力，反应1消耗起始乙酸总量的30%，反应2消耗起始乙酸总量的50%，则平衡时体积分数为 %；反应2的平衡常数 （为以分压表示的平衡常数，分压=总压×体积分数，计算结果用最简式表示）。 (5)研究在水溶液中的电离平衡有重要意义。若室温下将的溶液和溶液等体积混合，恢复至室温后混合溶液中存在。则乙酸的电离平衡常数 （用含a和b的代数式表示）。 14．（2024·湖北·二模）为了实现“碳达峰、碳中和”的目标，可以用为碳源制取多种化学物质。 (1)与在固载金属催化剂（M）上可发生反应生成HCHO（g）和，已知298K时下列几种物质的标准生成焓［在标态和T（K）条件下由指定单质生成1mol某种物质的焓变］。 物质 HCHO(g) 标准生成焓 -393.5 -242 -115.9 0 则反应的 。 (2)与合成尿素的反应为，下图是合成尿素的历程及能量变化，TS表示过渡态。 图示历程包含了 个基元反应，其中起决速步骤的方程式是 。 (3)以、为原料合成的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. ①不同条件下，按照投料，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，的平衡转化率如图甲所示。 温度不变时，增大该反应体系的压强后（缩小体积），则反应Ⅱ （填“正向”、“逆向”或“不”）移动；压强为时，温度高于300℃后，的平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是 。 ②在温度为T℃下，将和充入容积为VL的恒容密闭容器中。同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，体系中各组分分压（各组分分压＝总压×各组分物质的量分数）随时间的变化情况如图乙所示。图中缺少了一种组分的分压变化，该组分是 （填化学式）。T℃时，反应Ⅰ的平衡常数 （用分压代替浓度，计算结果保留两位有效数字）。 (4)利用一种钾盐的酸性溶液作电解质，电催化还原为乙烯，如下图所示，写出阴极上的电极反应式： 。 15．（2024·四川·一模）天津大学新能源化工团队在丙烷脱氢研究上取得重要进展，具有十分重要的科学和战略意义。 丙烷直接脱氢：          回答下列问题： (1)丙烷直接脱氢制丙烯为强吸热过程，则该反应自发进行的条件是 ；已知：  ，则丙烷氧化脱氢制丙烯的热化学方程式为 。 (2)、580℃时，在一密闭容器中，加入丙烷直接脱氢制丙烯，平衡体系中，与的体积分数分别为和。则580℃时， (填“>”、“=”或“<”)，丙烷转化为丙烯的转化率为 。 (3)600℃，向含催化剂的恒容反应器中，通入一定量的，经相同时间，流出的、和浓度随初始浓度的变化关系如图1。加入有助于提高平衡体系中的浓度的原因是 。 (4)丙烯与氯化氢反应的能线图如图2。历程I中，决定反应速率的是 (填“①”或“②”)，丙烯与氯化氢反应的生成物中，占比较高的是 ；实验测得，其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例，从活化能的角度分析其原因是 。 16．（2024·河南·一模）运用化学反应原理研究与氨气有关反应有重要意义。请回答下列问题。 I．已知合成氨反应的热化学方程式为：  。 (1)近期，我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用Fe-TiO2-xHy双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而TiO2-xHy的温度为415℃)。结合图示解释该双催化剂的工作原理(已知：常温下氮氮三键不易断裂)： 。 热Fe冷Ti双温催化原理如下： II．催化氧化法除尾气中氨气的反应为： a．   在实际反应中还伴随如下副反应发生： b．   c．   (2)反应a在常压下自发进行的温度条件是 。(填“高温”“低温”或“任意温度”) (3)其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。原因为 。 (4)将一定比例的NH3和O2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，NH3的转化率、生成N2的选择率与温度的关系如图所示。 ①其他条件不变，在175℃~300℃范围，催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度范围为200℃~225℃之间，理由是 。 ②随温度的升高，N2选择率下降的原因可能为 。 III．请回答： (5)含氮化合物对工业生产有多种影响，化学工作者设计了如下再利用的方案： 以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化如图： ①已知第二步反应决定了生产尿素的快慢，可推测E1 E3(填“>”“<”或“=”)。 ②该反应达到化学平衡后，下列措施能提高NH3转化率的是 。 A．选用更有效的催化剂        B．及时从体系转移出生成的尿素 C．降低反应体系的温度        D．增大二氧化碳的浓度 (6)某实验小组为了模拟工业合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应：，反应过程中NH3的体积分数如图所示。实验测得体系平衡时的压强为10MPa，计算该反应的平衡常数Kp= (MPa)-2(已知：)。 17．（2024·山东泰安·一模）利用反应由1-甲基萘制备四氢萘类物质(MTLs，包括)和)，过程中伴有生成十氢萘的副反应如图： 回答下列问题： (1)根据和的结构及命名方式，和的一种同分异构体的名称为 -MTL。 (2)已知一定条件下反应的焓变分别为，则反应的焓变为 (用含的代数式表示)。 (3)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。 c、d分别为反应和的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应的平衡常数随温度变化曲线为 。已知反应的速率方程，(分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知， (填“>”“<”或“=”)。 (4)1-MN在的高压氛围下反应(压强近似等于总压)。不同温度下达平衡时各产物的选择性(某生成物i的物质的量与消耗1-MN的物质的量之比)和物质的量分数(表示物种i与除外其他各物种总物质的量之比)随1-MN平衡转化率y的变化关系如图乙所示，平衡转化率y大于65%时。逐渐下降的原因是 ，y为80%时，的产率= ；y为65%时反应的平衡常数 (列出计算式)。 18．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）乙酸是最重要的有机酸之一，主要用于生产乙酐、乙酸酯及乙酸纤维素等。 Ⅰ.乙酸的制备可通过人工合成和细菌发酵两种方法。 (1)目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备。反应如下：CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l)     △H＜0。在恒压密闭容器中通入0.20mol的CH3OH和0.20mol的CO气体、测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。 ①恒温恒压下，不能说明上述反应达到平衡状态的是 。 A．容器内混合气体的密度保持不变 B．CH3OH的体积分数保持不变 C．CH3COOH的物质的量保持不变 D．v(CO)正=v(CH3OH)逆 ②在T2温度时、从反应开始至5min时，用单位时间内物质的量变化表示乙酸的化学反应速率为 mol•min-1。 ③温度为T1时，上述反应已达到平衡，若此时保持容器体积不变，再通入0.10molCH3OH和0.10molCO的混合气体，再次达到平衡，CO的转化率 80%(填“＞”，“=”或“＜”)。 ④温度由T1到T2，经历5min时，CH3OH的转化率增大的原因是 。 Ⅱ.乙酸制氢具有重要意义，制氢过程发生如下反应： 热裂解反应Ⅰ：CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) 脱羧基反应Ⅱ：CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) (2)已知反应：CH4(g)+CO2(g)CO(g)+H2(g)    △H，由图所示，△H= kJ•mol-1(用图1中有关E的代数式表示)。 (3)在容积相同的密闭容器中，加入等量乙酸蒸气制氢，在相同时间测得温度与气体产率的关系如图2所示。 ①约650℃之前，氢气产率低于甲烷的原因是 。 ②分析图像，该容器还发生了其他的副反应，理由是 。 ③若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高而CO的产率下降，请用化学方程式表示可能发生的反应： 。 (4)在一定温度下，利用合适的催化剂制氢，发生热裂解反应Ⅰ和脱羧基反应Ⅱ，达到平衡时，总压强为pkPa，乙酸体积分数为20%；若热裂解反应消耗的乙酸占总的乙酸的20%，则脱羧基反应Ⅱ的平衡常数Kp为 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。 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) (2)AC (3) +97.9 ⑤ 179.6 (4) ①和②的正反应是气体体积减小的反应，③是气体体积不变的反应，其他条件不变，增大压强，平衡向正方向移动 甲 (5) 【详解】（1）分别设定三个反应为①②③，由盖斯定律可知，反应①+②-③可得合成气合成甲醇的反应，则反应∆H=kJ/mol； （2）A．的体积分数不变代表其物质的量不再发生变化，能说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故正确；B．恒容容器中充入氩气，平衡体系中各物质浓度不变，平衡不移动，故错误；C．平衡后再充入0.1mol一氧化碳和0.1mol氢气相当于加压，该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，故正确；D．催化剂同等程度影响正逆反应速率，增大催化剂的表面积，正逆反应速率仍相等，故错误；故选AC； （3）由图可知，甲醇的分解反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，反应的焓变为∆H=+97.9kJ/mol；反应的活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于慢反应，由图可知，反应⑤的活化能最大，最大能垒为113.9-(-65.7)= 179.6 kJ/mol，则催化剂主要降低控制反应⑤的能垒，反应⑤的方程式为；故答案为：+97.9kJ/mol；⑤；179.6 ；； （4）由方程式可知，反应①、②为气体体积减小的反应，反应③是气体体积不变的反应，其他条件相同，增大压强，反应①、②形成的平衡向正反应方向移动，反应③形成的平衡不移动，则二氧化碳的平衡转化率增大，由图可知，相同压强时，甲的二氧化碳的转化率大于乙，则采用水分子膜分离技术的容器是甲；其他条件相同，分离出水蒸气，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，故甲容器使用了水分子膜分离技术，故答案为：①和②的正反应是气体体积减小的反应，③是气体体积不变的反应，其他条件不变，增大压强，平衡向正方向移动；甲； （5）由题意可知，平衡时二氧化碳的转化率为50%、乙醇的物质的量为0.05mol、甲醇的选择性为，设平衡时甲醇的物质的量为amol、一氧化碳的物质的量为bmol，由题意可建立如下三段式：、、，由二氧化碳的转化率可得：0.9—a—b=0.5，由甲醇的选择性可得：a=(0.05+a+b)×，解得a=0.3、b=0.1，则平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、乙醇、一氧化碳、水蒸气的物质的量分别为0.5mol、1.7mol、0.3mol、0.05mol、0.1mol、0.55mol，则混合气体的总物质的量为3.2mol，反应①的平衡常数Kp=。 2．(1)-483.6 (2)该反应△S＞0，＜0，△G =-T△S＜0，故该反应能自发进行 (3) 及时分离出产物 降低温度 (4) C (5) B C ACD 选择合适的催化剂 【详解】（1）反应①2-②2得到反应，根据盖斯定律可知，=-483.6； （2）由反应①的热化学方程式可知，该反应△S＞0，该反应为放热反应，＜0，△G =-T△S＜0，故该反应能自发进行； （3）欲提高反应①中乙苯平衡转化率可改变条件，使平衡向正向移动，方法有：及时分离出产物、适当降低温度等； （4）①A．反应①达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，不代表正反应与逆反应不再进行，A项不选； B．气体总质量与气体体积始终不变，则气体密度保持不变，故气体密度不再改变，不能说明反应达到平衡状态，B项不选； C．该反应为气体分子数增加的反应，当体系压强不再改变，说明各组分物质的量浓度不变，达到平衡状态，C项选； D．与的化学计量数之比为1:1，在反应过程中与之和始终保持不变，故与之和保持不变，不能说明反应达到平衡状态，D项不选； 答案选C； ②某温度下，向2L容器中通入2mol气态乙苯与2mol O2发生反应①，10min后反应达到平衡，设达平衡时消耗O2的物质的量为x mol，则反应消耗乙苯的物质的量为2x mol，剩余乙苯的物质的量为(2-2x) mol，生成苯乙烯的物质的量为2x mol，乙苯和苯乙烯的物质的量相等，则有：2-2x=2x，解得x=0.5，则从开始反应至达到平衡时间段内平均反应速率； （5）①由图可知，该反应为：i→ii→iii，共2步反应，答案选B； ②活化能越大，反应速率越慢，则虚线框内化学反应速率最慢的一步为i变为过渡态1，其活化能为(86.6-23.1) kJ·mol-1=63.5 kJ·mol-1，答案选C； ③A．从图中可以看出过渡态的能量均比物质吸附在催化剂表面时的能量高，能量越高，物质越不稳定，A项正确； B．使用催化剂，化学平衡不移动，不能改变乙苯的平衡转化率，B项错误； C．状态ⅱ→状态ⅲ过程中形成碳碳双键，碳碳双键中含有π键，C项正确； D．由图可知，状态ⅲ→状态ⅳ形成H-H键，物质总能量升高，说明形成H-H键是吸热过程，D项正确； 答案选ACD； ④在生产中，可以选择合适的催化剂，提高反应②的反应速率，使一定时间内生成苯乙烯的量增加，从而提高苯乙烯的选择性，。 3．(1)低温 (2)CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2(g) (3)BD (4) 553K 升高温度促进反应ⅱ平衡正向移动的程度大于促进反应ⅰ平衡逆向移动的程度 n 4 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应ⅰ-反应ⅱ可得反应ⅲ  ，该反应是气体体积减小的反应，，时反应能自发进行，则反应ⅲ在低温条件下能自发进行。 （2）CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2(g)的活化能最大，反应速率最慢，故为决速步。 （3）A．减小的浓度，反应ⅰ和反应ⅱ逆向移动，的转化率减小，A错误； B．上述和合成涉及的三个反应过程中气体总质量不变，总物质的量减小，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时，说明反应体系已达平衡，B正确； C．反应ⅰ是气体体积减小的反应，则体系达平衡后，若压缩体积，则反应ⅰ平衡正向移动，水蒸气浓度增大，导致反应ⅱ平衡逆向移动，C错误； D．选用合适的催化剂可以增大反应速率，可以提高在单位时间内的产量，D正确； 故选BD。 （4）①由题意可知，起始二氧化碳的物质的量为，由图中数据可知，473K、513K、553K时，甲醇的物质的量分别为mol×13.6%×86%≈0.029amol、mol×15%×78%≈0.029amol、mol×20%×60%=0.03amol，则553K条件下反应达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高； ②反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是：升高温度促进反应ⅱ平衡正向移动的程度大于促进反应ⅰ平衡逆向移动的程度； ③反应ⅰ正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，而反应ⅱ正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，则平衡常数增大，即反应ⅰ的lnKp随着增大而减小，即随着T的降低而增大，反应ⅱ的lnKp随着的增大而增大，即随着T的降低而减小，结合题干图示可知，反应ⅱ对应图2中n； ④通过调整温度可调控平衡时的值，A点对应温度下，反应ⅰ和反应ⅱ的压力平衡常数相等，即，即得，平衡时，则4kPa； ⑤根据已知条件列出“三段式” 的转化率为80%，则x+y=0.8，y=0.8-x，图中B点反应ⅱ的平衡常数lnKp=0，即Kp=1.00，则=1，解得x=0.5mol，y=0.3，故有反应ⅰ的Kp=。 4．(1)＜ (2)＞ (3) 吸附 Fe2+ 乙苯分子中乙基上的2个C-H键断裂，生成苯乙烯，H原子与活性氧生成2个O-H键 (4)a (5) 【详解】（1）①T1时，向乙容器中按表格中数据投料，甲容器和乙容器温度相同，平衡常数只与温度有关，列出三段式如下：，K1=，温度相同时，乙容器中Qc=，平衡逆向移动，v正＜v逆； （2）温度T2时，容器丙列三段式；，K2=＜K1，反应吸热，升温K增大，则T1＞T2； （3）转化过程的图示可知，乙苯脱氢经历了四步，只有“吸附环节”属于结合过程，其余三步都是解离过程，低温有利于“吸附环节”的发生，则温度较低更有利于发生的“环节”是吸附环节；乙苯分子中乙基上的2个C-H键断裂，生成苯乙烯，H原子与活性氧生成2个O-H键，Fe3+转化为Fe2+； （4）正反应为总体积增大的反应，在100kPa的压强下，n(乙苯)：n(CO2)越大，CO2气体的压强就越大，则乙苯的分压越小，减小压强平衡向正向移动，则n(乙苯)：n(CO2)=1：9时，乙苯的转化率最大，符合条件的曲线为a； （5）水蒸气与积碳发生反应，可消除催化剂表面的积碳。 5．(1) +160kJ·mol－1 高温 (2)ae (3) b t2时容器体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于增大压强平衡逆向移动，N2分压减小 0.48 【详解】（1）根据盖斯定律，可知反应Ⅳ=Ⅰ-Ⅱ+Ⅲ，则ΔH4=ΔH1－ΔH2＋ΔH3，带入数据，可得ΔH4=+160kJ·mol-1。该反应是个吸热反应，但是该反应为气体体积增大的反应，可知其ΔH＞0，ΔS＞0。根据ΔG=ΔH－TΔS，为了使反应自发，即ΔG<0，则温度越高越好，即高温条件下能够自发进行。 （2）当体系中一个变化的量不变的时候，可以说明反应达到了平衡；据此分析。 a．根据，容积不变，但是气体的总质量增加，因此密度会发生改变；当密度不变时，说明反应达到了平衡，a符合题意； b．H2NCOONH4是固体，只有产物NH3和CO2是气体，根据方程式可知每生成2mol NH3就会生成1mol CO2，所以CO2的体积分数永远都是；一个不变的量不变的时候，不能说明反应达到了平衡，b不符合题意； c．升高温度，活化分子百分数增加，有效碰撞几率增加，正逆化学反应速率都加快，但是不能说明反应达到了平衡；达到平衡时，正逆反应速率应相等，c不符合题意； d．根据方程式可知，混合气体中NH3的体积分数总是，CO2的体积分数总是，则平均摩尔质量，是一个定值；一个不变的量不变的时候，不能说明反应达到了平衡，d不符合题意； e．根据，可知正逆反应速率相等，反应达到了平衡，e符合题意； 答案选ae。 （3）根据方程式2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，随着NH3分解的进行，NH3的分压减小，N2和H2的分压增大，H2的分压是N2的三倍；在恒温恒容的条件下，压强之比等于物质的量之比，可以利用分压直接进行计算，结合题干中数据，用三段式处理数据： 。 t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，此时N2的分压由40 kPa 迅速变为80 kPa；该反应为气体体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动，N2分压减小；则符合的曲线是b。 根据三等式中数据，在该温度下，该反应的标准平衡常数。 6．(1)-88.2 (2)升高温度，反应速率加快，单位时间内尿素的产率增大 (3) 1000 1000 ③ 随温度升高，催化剂活性降低，反应速率降低，相同时间内生成的的物质的量减少(或该反应放热，温度升高，平衡逆向移动，产物减少；或可能发生了副反应)(任写一点) (4) 【详解】（1）根据盖斯定律，反应①+反应②可得2NH3(l)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) H=。 （2）工业上直接合成尿素时，选择较高温度的原因是：升高温度，反应速率加快，单位时间内尿素的产率增大。 （3）①因为T1<T2，故在图1中上方线是T1对应的曲线，平衡时v正=v逆，即，代入；根据标准平衡常数的表达式，代入点的数据，可得。 ②由图2可知在催化剂③的作用下，的体积分数较大时，所需的温度较低，故催化效率最好的是催化剂③。催化剂存在活化温度，在活化温度时催化效率较高，由图2的的物质的量随着温度的变化趋势可知，温度大于时，下降的原因可能有：随温度升高，催化剂活性降低，反应速率降低，相同时间内生成的的物质的量减少；该反应放热，温度升高，平衡逆向移动，产物减少；可能发生了副反应。 （4）根据化合价的变化可看出，合成尿素一极为阴极，该电极反应为。 7．(1) (2) < > (3) 减小 抑制副反应，加速主反应 (4) 7：5 6.144 【详解】（1）反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，； （2）由图可知，主反应与副反应的吉布斯自由能变()均随温度升高而增大，则主副反应的、均小于0；副反应×2-主反应得：，则>； （3）主反应为气体分子数减小的反应、副反应为气体分子数不变的反应，增大压强，主反应正向移动，使得氧气、乙烯量减小，促使副反应逆向进行，导致的含量将减小；选择Ag作催化剂，充分反应后体系中含碳组分含量最高的是，则Ag所起的作用可能为催化剂，其选择性催化生成，抑制副反应，加速主反应，使得含量增大； （4）假设初始氧气为11mol，则乙烯、氮气、二氧化碳分别为11mol、9mol、1mol；达到平衡时，设主反应转化乙烯2amol、副反应转化乙烯bmol； 则，，a=3.2mol、b=0.36mol，起始乙烯、氧气投料相等，则和的平衡转化率之比为（6.4+0.6）：（3.1+1.8）=7:5；平衡时总的气体物质的量为，则该条件下主反应的压强平衡常数。 8．(1) (2)加压（或增加H2浓度） (3) (4) 224 (5) 7 【详解】（1）由反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可得：Sabatier反应的△H=(803kJ/mol×2+436 kJ/mol×4)—(413 kJ/mol×4+463 kJ/mol×4)=—154kJ/mol，故答案为：—154； （2）Sabatier反应是气体体积增大的放热反应，增大压强或增大氢气浓度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，甲烷的平衡转化率增大，故答案为：加压（或增加H2浓度）； （3）由题给数据可建立如下三段式： 由三段式数据可知，反应的平衡常数K=，故答案为：； （4）由图可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，多晶铜电极为阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲烷和碳酸氢根离子，电极反应式为，由得失电子数目守恒可知，生成1mol甲烷时，阳极生成2mol氧气和8mol二氧化碳，标准状况下，混合气体的体积为10mol×22.4L/mol=224L，故答案为：；224； （5）由AlNH6是共价化合物，分子中所有的原子都达到稳定结构可知，AlNH6的结构式为，则1mol分子中含有共用电子对的物质的量为7mol，故答案为：7；。 9．(1)C (2)6 (3)BD (4)BD (5)B (6) 3NaClO + 2NH3 = N2↑+ 3NaCl + 3H2O NaClO(HClO)不稳定，易分解 (7) D HS−水解平衡常数Kh==7.7×10−8>Ka2 = 7.1×10−15，可知其水解程度大于电离程度，则c(OH−)>c(H+)，溶液呈碱性 (8) 【分析】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，电极反应式为2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+； 【详解】（1）A．漂粉精是氯化钙和次氯酸钙的混合物，故A错误； B．聚丙烯酸钠是高聚物，聚合度不确定，是混合物，故B错误； C．明矾是KAl(SO4)2•12H2O，是纯净物，故C正确； D．石灰乳为Ca(OH)2和水形成的混合物，故D错误； 故选：C。 （2）由该双核阳离子的结构简式可知，每个Fe原子与6个O原子成键，该双核阳离子中Fe原子的配位数为6； （3）该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，电极反应式为2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+， A．该装置为原电池，图中的a极碳元素化合价升高，a极为负极，发生氧化反应，故A错误； B．a极为负极，b极为正极，则电子经导线由a极流向b极，故B正确； C．原电池中电解质溶液阳离子移向正极，钠离子移向b极即正极，故C错误； D．该装置氯离子通过Cl-交换膜移向a极、钠离子通过Na+交换膜移向b极，能将咸水淡化，故D正确； 故选：BD； （4）A．次氯酸钠中部分ClO−水解生成HClO，依据物料守恒关系，[Na+] =[ClO−] + [HClO]，故A正确； B．SO2具有还原性，HClO具有氧化性，两者混合发生氧化还原反应生成HCl和硫酸，漂白作用失效，故B错误； C．NaClO中ClO−水解生成HClO和OH-，溶液呈碱性，则[Na+]>[ClO−]，故C正确； D．NaClO完全电离，是强电解质，故D错误； 故选BD； （5）A．碳酸的酸性比次氯酸的强，NaClO溶液能与CO2反应生成HClO，故A不选； B．碳酸的酸性比次氯酸的强，则NaHCO3不能与NaClO反应，故B选； C．NaClO具有强氧化性，H2S具有还原性，两者发生氧化还原反应，故C不选； D．硫氢化钠和次氯酸钠发生氧化还原反应: NaHS+NaClO=NaCl+S↓+NaOH，故D不选； 故选B； （6）NH3被氧化为无污染气体即氮气，NaClO则被还原为氯化钠，故反应的化学方程式为2NH3+3NaClO=N2↑+3H2O+3NaCl,次氯酸不稳定、次氯酸钠较不稳定，则实验中NaClO溶液的实际投入量大于理论计算量的原因主要是：NaClO(或HClO)不稳定，易分解； （7）①NaHS溶液中部分HS−发生水解反应生成H2S和电离平衡生成S2-，已知0.1 mol·L−1NaHS溶液呈碱性c(OH-)＞c(H+)，则水解程度大于电离程度，离子浓度由大到小为c(Na+ )＞c(HS-)＞c(OH-)＞c(H+)＞c(S2-)，排位第三的离子是OH−，故选D； ②NaHS溶液呈碱性的原因：HS−水解平衡常数Kh==7.7×10−8>Ka2 = 7.1×10−15，可知其水解程度大于电离程度，则c(OH−)>c(H+)，溶液呈碱性； （8）根据反应CuS(s) Cu2+(aq) + S2- (aq) Ksp(CuS)①、H2S(aq) HS− (aq)+ H+ (aq) Ka1②、HS− (aq) S2- (aq) + H+ (aq) Ka2③，由盖斯定律，反应③-②-①可得Cu2+(aq) + 2HS− (aq)CuS(s) + H2S(aq) K，则，则此条件下Ksp(CuS) =。 10．(1)增大 (2) 314 反应未达到平衡，升高温度，S2的生成速率增大，(单位时间S2的生成量增大)，S2的转化率增大；反应达到平衡时升高温度，平衡正向进行程度减小，S2的转化率减小 O2浓度过高，H2S和O2会反应生成SO2，导致S2产率减小 (3) Fe-2e-+H2S=FeS+2H+ FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢;铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢 (4) 只能部分转化；随着温度升高，首先生成CaS，其次为CaS、CaO混合物，再次仅生成CaO 【详解】（1）在等温、等压条件下将与Ar的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，容器体积增大，相当于减压，平衡正向移动，的平衡转化率会增大。 （2）①①；②，根据盖斯定律得△H==-314 kJ/mol，则生成1mol(g)，放出热量314kJ； ②温度低反应速率慢，反应未达到平衡时，升高温度，S2的生成速率增大，单位时间S2的生成量增大，转化率增大，正反应放热，当反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，S2的转化率减小，所以随着温度升高，S2产率先增大后减小； ③其他条件相同时，(g)产率随值的变化如图所示。值过高不利于提高(g)产率，可能的原因是：O2浓度过高，H2S和O2会反应生成SO2，导致S2产率减小。 （3）①由总方程式可知Fe在负极失去电子生成FeS，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Fe-2e-+H2S=FeS+2H+； ②一段时间后，单位时间内H2S的去除率降低，其可能的原因是生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢；铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢。 （4）①可以完全转化并且有CaO生成，说明此时体系中不存在，存在CaO，则用斜线在图中画出可以完全转化并且有CaO生成的区域为：。 ②若不通入，简述随温度升高分解的规律为：只能部分转化；随着温度升高，首先生成CaS，其次为CaS、CaO混合物，再次仅生成CaO。 11．(1)低温 (2)0.105 (3) b 线c表示的是，反应①、③均为放热反应，反应②为吸热反应，温度升高，反应①、③逆向移动，反应②正向移动，CO的选择性变大 (4) 增大，与CO反应的变多，与反应的变少，所以降低，增大，更有利于反应③的正向进行，产生变多，所以升高 0.35 (5) 【详解】（1）由盖斯定律可知，；反应③是气体体积减小的放热反应，当时反应能自发进行，则该反应自发进行的条件是低温； （2）根据已知条件列出“三段式” 甲醇的选择性为，平衡转化率为，解得，，则平衡压强为，该条件下反应②； （3）由于，而随着温度的升高，降低，所以表示的是曲线b。表示的是曲线c，反应①、③均为放热反应，反应②为吸热反应，温度升高，反应①、③逆向移动，反应②正向移动，CO的选择性变大，故曲线c随温度的升高而升高； （4）增大，与CO反应的变多，与反应的变少，所以降低；增大，更有利于反应③的正向进行，产生变多，所以升高。初始3mol 和1mol ，，。平衡状态时，所以，，根据碳元素守恒，，所以； （5）给铅酸蓄电池充电时，普鲁士白为正极，连接铅酸蓄电池的电极，负极为嵌钠硬碳，电极反应式为。 12．(1) 低温 (2)微米CaO的表面积比纳米CaO的小，吸收略少，导致的体积分数略小 (3)或 (4)温度高于210℃后，温度升高使平衡向逆反应方向移动的影响大于分子筛膜分离出使平衡向正反应方向移动的影响，产率下降 (5)或14.8 (6) 1.5 【详解】（1）由盖斯定律可得，①=②×2+③，所以  ；时反应能自发进行，该反应，所以低温更有利于反应自发进行； （2）反应②：，微米CaO和纳米CaO对平衡影响不同的原因是：表面积越大吸收二氧化碳越多，氢气的体积分数越大，微米CaO的表面积比纳米CaO的小，吸收的CO2略少，从而导致H2的体积分数略小； （3）该反应历程中，决速步是活化能最大的那一步，从图中可知或活化能最大； （4）正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，从图像可知，分子筛膜能分离出水，而使平衡正向移动，从而有利于提高甲醇的平衡转化率，但温度高于210℃后，温度升高使平衡向逆反应方向移动的影响大于分子筛膜分离出水使平衡向正反应方向移动的影响，所以产量下降； （5）由PV=nRT可知，同温同体积压强与物质的量成正比，起始气体总物质的量为8mol，所以平衡时气体总物质的量为，设二氧化碳的转化量为x，三段式表示，，2-x+6-3x+x+x=5解得x=1.5mol，或14.8； （6）CH3OH、CO2、HCOOH中碳元素化合价分别为-2、+4、+2，即CH3OH→HCOOH为氧化反应，CO2→HCOO-为还原反应，所以通入二氧化碳的一极为阴极、a为直流电源负极、b为直流电源正极，加入甲醇的一极为阳极，阳极电极反应式为，阴极电极反应式为2CO2+2e-+H2O=HCOO-+，阴阳两极转移电子相等，由电极反应式可知，当电路中转移4mol电子时，有4mol氢离子通过阳离子交换膜向阴极定向移动，此时阳极生成1molHCOOH，阴极生成2mol HCOO-，所以若有2mol氢离子通过质子交换膜，则电解池生成的HCOOH与HCOO-的物质的量为1.5mol。 13．(1) 3 4 (2) 反应1为吸热反应，反应2 为放热反应，温度高于640℃之后以反应1为主 (3)B (4) 25 (5) 【详解】（1）分子碳中心原子与2个氧原子形成2个键，孤电子对数为，价层电子对数为2，为杂化，有2个未成对电子位于2个未参与杂化的p轨道，2个p轨道与杂化轨道互相垂直，分别与1个氧原子的p轨道中未成对电子及另1个氧原子的p轨道中孤电子对形成大键，即在分子中有2个3中心、4电子的大键； 根据盖斯定律，反应1-反应2可得，故该反应的； 故答案为：3；4；； （2）一定量的乙酸气体发生反应1和反应2，反应相同时间，之前氢气产率低于甲烷，说明反应2速度快为主反应，反应1速率慢，温度升高，反应速率都加快，之后反应1为吸热反应，反应速率加快更大，反应2 为放热反应，反应速率加快小，反应1为主反应，氢气产率高于甲烷； 乙酸气体中掺杂一定量水蒸气，水蒸气与反应生成氢气与，使产率下降，氢气产率升高； 故答案为：反应1为吸热反应，反应2 为放热反应，温度高于640℃之后以反应1为主；； （3）A．该反应还有生成，原子利用率不等于100%，A错误； B．只有乙酸生成，原子利用率等于100%，B正确； C．该反应还有生成，原子利用率不等于100%，C错误； 故答案为：B； （4）设初始乙酸物质的量为1mol，则利用三段式分析 ，平衡时，总量为，则平衡时体积分数为； 反应2的平衡常数； 故答案为：25； （5），混合溶液中存在、、，微粒浓度关系存在电荷守恒，由，则，物料守恒、，则、，由，乙酸的电离平衡常数； 故答案为：。 14．(1) (2) 3 (3) 逆向 反应Ⅰ正向放热，反应Ⅱ正向吸热，温度高于300℃之后，反应的转化率主要由反应Ⅱ决定 CO 0.59 (4) 【详解】（1）反应热等于生成物的生成焓减去反应物的生成焓，的，则其反应的； （2）根据图示，历程包含了3个基元反应，能垒最大的即为决速步骤，故该步骤的方程式为：； （3）①反应Ⅰ的正反应为气体分子数减小的反应，反应Ⅱ气体分子数不变，相同温度下，增大压强后（缩小体积），反应Ⅰ平衡正向移动，增大，导致反应Ⅱ逆向移动；反应Ⅰ的正反应为放热反应，反应Ⅱ的正反应为吸热反应，温度高于300℃之后，反应转化率主要由反应Ⅱ决定； ②根据图乙中曲线变化的趋势和斜率的大小，可以确定的起始分压为1.5MPa，的起始分压为0.5MPa。根据阿伏加德罗定律的推论可知，恒容密闭的容器中，温度不变，气体压强之比等于物质的量之比，则a∶b=0.5∶1.5，若设a=0.5mol，b=1.5mol，平衡时，，，则，，设平衡时CH3OH、CO、H2O物质的量分别为x、y、z，再根据C、H、O原子个数守恒，可得，则x=0.2mol，y=0.1mol，z=0.3mol，则平衡时，所以平衡时，，，故图乙中缺少的组分为CO。则反应Ⅰ的； （4）电解池的阴极发生得到电子的还原反应，即得到电子转化为乙烯，电极反应式为。 15．(1) 高温 -235.0kJ/ mol (2) ＞ 40% (3)其他条件不变时，通入CO2消耗H2，使丙烷直接脱氢制丙烯反应正向移动 (4) ① CH3CHClCH3 反应历程Ⅱ的最大活化能更大，受温度影响程度更大，故其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例 【详解】（1）①该反应为熵增的吸热反应，在高温条件下可以自发； ②将定为①式，定为③式，则2①+③可以得到，则ΔH=2△H1+△H3=-235.0kJ/mol； （2）根据三段式，假设生成的C3H6为xmol，生成的C2H4为ymol，则：，，则平衡时，C3H8为（a-x-y）mol，C2H4为ymol，CH4为ymol，C3H6为xmol，H2为xmol，，，则x=0.4amol，y=0.03amol， ①由三段式可知，生成的C3H6多于C2H4，则生成C3H6趋势更大，所以K1＞K2； ②则转化率=； （3）加入CO2有助于提高平衡体系中C3H6的浓度的原因是：其他条件不变时，通入CO2消耗H2，使丙烷直接脱氢制丙烯反应正向移动； （4）①历程I中，决定反应速率的是活化能大的，则决定反应速率的是①； ②由图可知，历程Ⅱ的活化能大于历程Ⅰ的活化能，历程Ⅰ进行更容易，所以占比较高的是CH3CHClCH3； ③其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例，从活化能的角度分析其原因是：反应历程Ⅱ的最大活化能更大，受温度影响程度更大，故其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例。 16．(1)N≡N键在“热Fe”表面断裂，利于提高合成氨的反应速率；氨气在“冷 Ti”表面生成，利于提高氨的平衡产率 (2)任意温度 (3) 减小 a、b、c三个反应均为放热反应，温度升高，平衡均左移 (4) 该温度范围 NH3的转化率较大，且氮气的选择率较高，副产物较少 催化剂对生成氮气的反应活性下降，副反应的反应速度加快 (5) < CD (6)0.15 【详解】（1）根据图中信息，“热Fe”高于体系温度，N2在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率；②“冷Ti”低于体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率，则该双催化剂的工作原理：N≡N键在“热Fe”表面断裂，利于提高合成氨的反应速率；氨气在“冷 Ti”表面生成，利于提高氨的平衡产率； （2）反应a的ΔH＜0，ΔS＞0，则ΔG=ΔH-TΔS＜0，任意温度下反应都能自发进行； （3）由信息可知，a、b、c三个反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NH3的平衡转化率减小； （4）①其他条件不变，催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度范围为200℃~225℃之间，理由是：该温度范围 NH3的转化率较大，且氮气的选择率较高，副产物较少； ②由图可知，低温下NH3转化率和N2选择性均较高，则高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，随温度的升高，N2选择性下降的原因可能为催化剂对生成N2的反应活性下降，副反应的速率变大； （5）①活化能越大，反应速率越慢，慢反应决定反应速率，第二步反应决定了生产尿素的快慢，则第二步的活化能大于第一步活化能即E1＜E3； ②A．催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，所以不能提高氨气的转化率，故A错误； B．尿素是固体，浓度视为常数，及时从体系转移出生成的尿素，生成物浓度不变，平衡不移动，氨气的转化率不变，故B错误； C．降低反应体系的温度，平衡正向移动，氨气转化率增大，故C正确； D．增大二氧化碳的浓度，平衡正向移动，使氨气消耗量增多，氨气转化率增大，故D正确； 故答案为：CD； （6）起始氨气的体积分数为50%，说明二氧二碳的体积分数也为50%，设起始氨气和二氧化碳的物质的量均为1mol,平衡时氨气的体积分数为20%，列化学平衡三段式，，平衡时氨气的体积分数为=20%，解得x=，混合气体总物质的量为(2-2×)mol=mol，p(NH3)==2MPa，同理，p(CO2)=5MPa,p(H2O)=3MPa，Kp==0.15(MPa)-2。 17．(1)6 (2)△H1+△H3-△H2 (3) a < (4) y大于65%时，生成1-MD的反应成为主要反应，消柜了MTLs 0.8c% 或 【详解】（1）根据1-MTL和5-MTL的结构及命名规律，中碳原子的编号顺序为，因此的名称为6- MTL。 （2）根据盖斯定律，R1+R3=R2+R4，已知一定条件下反应R1、R2、R3的焓变分别为△H1、△H2、△H3，R4的焓变为△H4，则△H1+△H3=△H2+△H4，故反应R4的焓变△H4=△H1+△H3-△H2。 （3）由于生成十氢萘(1-MD)的总反应是相同的，则总反应的平衡常数在一定温度下为定值，则K1K3=K2K4，c、d分别为反应R1和R2的平衡常数随温度变化的曲线，由图像可知，相同温度下K1>K2，则K3<K4，结合图像可知，表示反应R4的平衡常数随温度变化曲线为a。反应达平衡时，v正=v逆，则，平衡常数K=，T1温度时，，T2温度时，，由图甲可知，K值随温度升高而减小，则<。 （4）逐渐下降的原因是：y大于65%时，生成1-MD的反应成为主要反应，消柜了MTLs。R1、R2、R3、R4的反应分别为：1-MN(g)+2H2(g)5-MTL(g) 1-MN(g)+2H2(g)1-MTL(g) 5-MTL(g)+3H2(g)1-MD(g) 1-MTL(g)+3H2(g)1-MD(g) y为80%时，的转化率为0.8c，产率为0.8c%，y为65%时1-MN平衡转化率为0.65，平衡时1-MN为1-0.65，平衡时生成1-MTL和5-MTL共0.65；由图可知，1-MTL和5-MTL物质的量分数共a%，S1-MTL为b%，则平衡时，S5-MTL为a%-0.65×b%；H2压强近似等于总压，则反应R1的平衡常数Kp=。 18．(1) AB 0.024 ＞ 温度由T1到T2，经历5min时，反应未达到平衡，温度升高反应速率增大，因此甲醇的转化率增大 (2)(E3-E1) (3) 脱羧基反应Ⅱ的活化能低，反应速率快，相同时间内先达到平衡，甲烷产率高于氢气 若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，一氧化碳和氢气的产量应该相等，而图3中二者的产量不相等 CO+H2OH2+CO2 (4)0.2p 【详解】（1）①A．恒温恒压条件下，CH3OH(g)、CO(g)等摩混合，生成物呈液态，反应时，两种反应物等摩消耗，则二者的物质的量比始终不变，压强恒定时，容器内混合气体的密度始终保持不变，则反应不一定达平衡状态，A符合题意； B．不管反应是否达到平衡，CH3OH的体积分数始终保持不变，则反应不一定达平衡状态，B符合题意； C．CH3COOH的物质的量保持不变，则正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，C不符合题意； D．v(CO)正=v(CH3OH)逆，表示反应进行的方向相反，且各物质的浓度保持不变，反应达平衡状态，D不符合题意； 故选AB。 ②在T2温度时，从反应开始至5min时，CH3OH(g)的转化率为60%，则用单位时间内物质的量变化表示乙酸的化学反应速率为=0.024mol•min-1。 ③温度为T1时，上述反应已达到平衡，此时CH3OH(g)的转化率为80%，若保持容器体积不变，再通入0.10molCH3OH和0.10molCO的混合气体，则相当于加压，平衡正向移动，CH3OH(g)的转化率增大，再次达到平衡，CO的转化率＞80%。 ④温度由T1到T2，温度升高，反应速率加快，单位时间内反应物的转化率增大，则经历5min时，CH3OH的转化率增大，原因是：温度由T1到T2，经历5min时，反应未达到平衡，温度升高反应速率增大，因此甲醇的转化率增大。 （2）从图中可以看出，CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  △H=(E3-E1)kJ•mol-1，则反应：CH4(g)+CO2(g)CO(g)+H2(g)  △H=(E3-E1)kJ•mol-1。 （3）①约650℃之前，氢气产率低于甲烷，表明反应Ⅱ比反应Ⅰ容易进行，则原因是：脱羧基反应Ⅱ的活化能低，反应速率快，相同时间内先达到平衡，甲烷产率高于氢气。 ②从反应中可以看出，H2和CO的产率相同，从图像上看，H2和CO的产率不相同，表明该容器还发生了其他的副反应，理由是：若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，一氧化碳和氢气的产量应该相等，而图3中二者的产量不相等。 ③若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高而CO的产率下降，则表明CO与H2O反应，生成H2等，用化学方程式表示可能发生的反应：CO+H2OH2+CO2。 （4）在一定温度下，利用合适的催化剂制氢，发生热裂解反应Ⅰ和脱羧基反应Ⅱ，达到平衡时，总压强为pkPa，乙酸体积分数为20%，热裂解反应消耗的乙酸占总的乙酸的20%，设乙酸的总物质的量为1mol，脱羧基反应中，参加反应CH3COOH的物质的量为x，则可建立如下三段式： 则，x=0.4mol，脱羧基反应Ⅱ的平衡常数Kp为=0.2p kPa。 【点睛】对于只有反应物(按化学计量数之比混合)呈气态的可逆反应，压强一定时，反应物的浓度始终不变。 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 $$