2025年重庆高考化学一轮专练——反应原理综合题23道

2025年重庆高考一轮专练——反应原理综合题 1．（2024·重庆·西南大学附中校联考模拟预测）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，以下两种方法可实现乙醇的制备。 I. 采用催化乙烯水合制乙醇，该反应过程中能量变化如下图所示： (1) 反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为 。 (2) 制备的无水乙醇在 25℃，101kPa 下，完全燃烧时放出热量 QkJ，其燃烧生成的CO2 用过量饱和石灰水吸收可得 100g CaCO3 沉淀，则乙醇燃烧热的热化学方程式为 。 II. 以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点，其中乙酸甲酯CH3COOCH3 催化加氢是制取乙醇的关键步骤之 学科网（北京）股份有限公司 一，包括以下主要反应： ① CH3COOCH3 g 2H2 g  C2H5OH(g) CH3OHg ( 1 )ΔH =-71kJ mol1 ② CH3COOCH3 g H2 g CH3CHO g CH3OH g ΔH =+13.6kJ mol1 (3) ( 2 )反应CH3CHO g H2 g C2H5OH g 的ΔH= kJ/mol。 (4) 若在体积为 2L 的密闭容器中，控制CH3COOCH3 流速为22.4m3 h1 (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 。 (5) 向恒温恒压的两个密闭容器甲(25℃、p1 )、乙(25℃、p2 )放入物质的量均为 amol 的CH3COOCH3 和H2 (g) ，若只发生反应②，其正反应速率v正=k正pCH3COOCH3 pH2 ，p 为物质分压，若容器甲与乙中平衡时正反应速率之比v甲:v乙=16:25 ，则甲、乙容器的体积之比为 。 (6) 一定条件下在 1L 密闭容器内通入 2.00mol CH3COOCH3 和 3.96mol H2 发生反应①和②，测得不同温度下达平衡时CH3COOCH3 转化率和乙醇的选择性如下图所示，260℃时反应①的平衡常数K ；温度高于 240℃ 时，随温度升高乙醇的选择性降低的原因可能是 。 [乙醇的选择性 n 最终转换为乙醇的CH3COOCH3 n 转化的CH3COOCH3 2．（2024·重庆·模拟预测）含氨污染物的有效去除和含碳资源的充分利用是重要研究课题。回答下列问题： (1) 利用工业尾气 NO2 与O3 反应制备新型硝化剂N2O5 ，过程中涉及以下反应： I． 2O3 g  3O2 g ΔH1 K1 II． 4NO2 g O2 g ===2N2O5 g ΔH2 K2 III． 2NO2 g O3 g===N2O5 g O2 g ΔH3 K3 (2) CH4 与CO2 重整是CO2 利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应： I． CO2 g CH4 g ====2CO g 2H2 g II． CO2 g H2 g====CO g H2Og ΔH = 247.6kJ mol 1 ( 1 ) ( 2 )ΔH = 41.2kJ mol1 III． CH4 g =====C s 2H2 g ΔH3 (只在高温下自发进行) ( ] ) ①在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的CO2 和CH4 通入重整反应器中，平衡时， CO2 、CH4 的物质 的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。平衡时CO2 的物质的量分数随温度变化的曲线是 (填标号)。温度高于 1300K 后，曲线 d 超过曲线 c 的可能原因为 。 ②在 p MPa 时，将CO2 和CH4 按物质的量之比为 1∶1 充入密闭容器中，分别在无催化剂和 ZrO2 催化下反应相同 时间，所得CO2 的转化率与温度的关系如图所示。a 点CO2 转化率相等的原因是 。 ( p )③设Kr 为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式[气体的相对分压等于其分 压(单位为 kPa)除以标准压强p p =100kPa]。某温度下反应Ⅲ的Kr =1，向恒容密闭容器中按 n CO2 :n CH 4 1:1 充入原料气，初始总压为 150kPa，发生反应 I、II、Ⅲ，体系达到平衡时H2 的分压为 b kPa，则CH4 的平衡转化率为 。(用含 b 的代数式表示) 3．（2024·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考二模）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。异丁烯[CH2=C(CH3)2]作为汽油添加剂的主要成分，可利用异丁烷与 CO2 反应来制备。 反应 I：CH3CH(CH3)CH3(g)+CO2(g) ����CH2=C(CH3)2(g)+H2O(g)+CO(g) △H1=+165.2kJ·mol-1 反应 II：CH3CH(CH3)CH3(g) ����CH2=C(CH3)2(g)+H2(g) △H2 回答下列问题： (1) 已知：CO(g)+H2O(g) ����CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol-1，则△H2= 。 (2) 向 1.0L 恒容密闭容器中加入 1molCH3CH(CH3)CH3(g)和 1molCO2(g)，利用反应 I 制备异丁烯。已知正反应速率可表示为 v 正=k 正c[CH3CH(CH3)CH3]·c(CO2)，逆反应速率可表示为，v 逆=k 逆c[CH2=c(CH3)2]·c(H2O)·c(CO)，其中 k 正、K 逆为速率常数。 ①图中能够代表 k 逆的曲线为 (填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。 ②温度为 T1 时，该反应的化学平衡常数 K= ，平衡时，CH3CH(CH3)CH3 的转化率 50%(填“以>”、“=”、“<”)。 (3) CH4-CO2 重整技术是实现“碳中和”的一种理想的 CO2 利用技术，反应为：CO2(g)+CH4(g) ����2CO(g)+2H2(g)。在 pMPa 时，将 CO2 和 CH4 按物质的量之比为 1：1 充入密闭容器中，分别在无催化剂及 ZrO2 催化下反应相同时间，测得 CO2 的转化率与温度的关系如图所示： ①a 点 CO2 转化率相等的原因是 。 ②在 pMPa、900°C、ZrO2 催化条件下，将 CO2、CH4、H2O 按物质的量之比为 1：1：n 充入密闭容器，CO2 的平衡转化率为α，此时平衡常数 Kp= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数；写出含α、n、p 的计算表达式)。 (4) 利用电化学可以将 CO2 有效转化为 HCOO-，装置如图所示。 ①在该装置中，左侧 Pt 电极上的电极反应式： 。 ②装置工作时，阴极除有 HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是 ，标准状况下，当阳极生成 O2 的体积为 224mL 时，测得阴极区内的 c(HCOO-)=0.015mol/L，则电解效率 。 (忽略电解前后溶液体积的变化)已知：电解效率= 一段时间内生成目标产物转移电子数 100%。 一段时间内电解池转移电子总数 4．（2024·重庆沙坪坝·重庆八中校考模拟预测）醇类的制取是近年来研究的热点。通过 CH3COOCH3 为原料在催化剂作用下加氢可同时制取乙醇和甲醇，包括以下主要反应： 反应 I：CH3COOCH3(g)+2H2(g)⇌C2H5OH(g)+CH3OH(g) △H1=-71kJ·mol-1反应 II：CH3COOCH3(g)+H2(g)⇌CH3CHO(g)+CH3OH(g) △H2 (1) 查阅资料知：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 lmol 纯化合物时的焓变， ( f m )符号为Δ Hθ 。已知以下物质的标准摩尔生成焓如下表所示： 物质 CH3COOCH3(g) CH3CHO(g) Δ Hθ /kJ·mol-1 f m -413 -201 ( f m )则 C2H5OH(g)的标准摩尔生成焓Δ Hθ = kJ∙mol-1。 (2) 将一定量的 CH3OH 与 CH3CHO 混合气体置于绝热恒容密闭容器中，只发生反应 II，逆反应速率随时间变化的趋势如图所示(不考虑催化剂的影响)，则反应 II 的△H2 0(填“>”“<”或“=”)；下列选项中一定能说明反应 II达到平衡状态的是 (填序号)。 A．密闭体系的压强保持不变 B．甲醇与乙醛的分压之比不变 C．乙酸甲酯的体积分数保持不变 D．气体的平均摩尔质量保持不变 (3) 一定条件下在 1L 密闭容器内通入一定量的 CH3COOCH3 和 H2 发生反应 I 和 II，测得不同温度下达平衡时 CH3COOCH3 转化率和乙醇的选择性如图所示。温度高于 240℃时，随温度升高乙醇的选择性降低的原因是 。 (4) 将物质的量均为 amol 的 CH3COOCH3(g)和 H2(g)分别加入恒温恒压的两个密闭容器甲(25℃、p1)、乙(25℃、p2)中，若只发生反应 II，其正反应速率 v 正=k 正·p(CH3COOCH3)·p(H2)，p 为物质分压，若容器甲与乙中平衡时正反应速率之比 v 甲：v 乙=16：25，则甲、乙容器的体积之比为 。 (5) 一种以甲醇为原料，利用 SnO2(mSnO2/CC)和 CuO 纳米片(CuONS/CF)作催化电极，制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示： ①若以 Fe-Cu-浓硝酸构成的原电池为直流电源，则电极 a 应为 (填“Fe”或“Cu”)。电解过程中阳极上发生反应的电极反应式为 。 ②若有 lmolH+通过质子交换膜时，则该装置生成 HCOO-和 HCOOH 共计 mol。 5．（2024·重庆沙坪坝·重庆一中校考模拟预测）燃煤排放的烟气含有SO2 和NOx ，形成酸雨、污染大气。采用化学吸收剂对烟气进行脱硫、脱硝，对环境保护有着重要的意义。回答下列问题： (1) ( 2 )NaClO 溶液可同时吸收SO2 和NOx ，原因是SO2 和NOx 均具有 性。若只脱硫，则用Ca ClO 溶液比 NaClO 溶液更好，理由是 。(从平衡角度分析) (2) ( 2 )在温度为 323K 时，将烟气匀速通过足量浓度为5103 mol L1NaClO 碱性溶液，1min 后，测得溶液中Cl 浓度为3.3103 mol L1 。则平均反应速率vNaClO2 = 。(忽略体积变化) (3) 在不同温度下， NaClO2 溶液脱硫、脱硝的反应中， SO2 和 NO 的平衡分压px 如图所示。 由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”“不变”或“减小”)。原因可能是 。 (4) 若用碱液吸收烟气后，还剩余 NO，则可用如图所示装置电解吸收： ①从 A 口出来的物质有 。 ②写出电解池阴极的电极反应式： 。 6．（2024·重庆·统考模拟预测）氨是化肥工业和基本有机化工业的主要原料，随着科学技术的发展，对氨的需求量日益增长。 (1)已知：N2 g 3H2 g � 2NH3 g H 0 。在恒容密闭容器中， 一定条件下该反应的进程或结果如图 1 和图 2： ①图 1 中温度T1 T2 (填“<”“>”或“=”)，理由是 。 ②图 1 中 A、B、C 三点N2 的转化率由大到小的顺序是 (填字母)。 ③图 2 中 t2 时改变的条件可能是 。 (2) 已知：氨的分解反应为2NH3 g  N2 g 3H2 g。在 T℃时，向体积为 10L 的恒容密闭容器中加入 8mol NH3 (3) 和 4mol H ，达到平衡时N (4) 我国科学家实现了在室温下电催化 N2 制取NH3 和HNO3 ，装置如图所示，其中双极膜复合层之间的水能解离 成H 和O H ，双极膜能实现H 、O H 的定向移动。 ①电解时，双极膜产生的O H 向 (填“A”或“B”)极移动。 ②电解的总反应式为 。 7．（2024·重庆·模拟预测）丙烯腈( CH2 CHCN )是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，副产物有丙烯醛( C3H4O )、乙腈( CH3CN )等。以丙烯、氨气和氧气为原料，在催化剂存在下合成丙烯腈( C3H3 N ) 涉及的主要反应如下： (1) 恒温，体系达到平衡后，若压缩容器体积，则反应Ⅱ的平衡移动方向为 (填“正反应方向”“逆反应方向” 或“不移动”)。 (2) 如图为丙烯晴产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为 460℃。低于 460℃时，有人认为丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率，其理由是 ；高于 460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是 (填标号)。 A. 催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应的活化能增大 (3) 丙烯腈和丙烯醛的产率与 n(氨)/n(丙烯)的关系如图所示。由图可知进料气中氨、空气、丙烯的理论体积比约为 (氧气在空气中约占 20%)。 的恒压密闭容器中，通入 1mol 丙烯，1mol 氨气和 3mol 氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ，达到平衡时，容器内有 a mol C3H3 N (g)， b mol C3H4O (g)，则反应Ⅱ的标准平衡常数为 (用含 a、b 的代数式表示)。 (4) ( 4 )以丙烯腈为原料，利用电解原理合成[ CN CH2 CN ]可减少氮氧化物的排放，其装置如图所示，电解时 Pb 电极发生的电极反应式为 。 8．（2024·重庆·重庆南开中学校考模拟预测）开发新能源是解决石油危机与环境污染问题的重要方法，氢能则起到了一石二鸟的作用。甲醇是一种安全、经济、易处理的氢源。 I. 水蒸气催化重整制氢是目前人们研究最为广泛的制氢方式之一、主要包括以下反应： i．甲醇水蒸气重整反应： CH3OH(g) H2O(g)  CO2 (g) 3H2 (g) ΔH1 =+49.5 kJ/mol ⅱ．逆水蒸气变换反应： CO2 (g) H2 (g)  CO(g) H2O(g) ΔH2 =+42.5 kJ/mol ⅲ．甲醇直接分解反应： CH3OH(g)  CO(g) 2H2 (g) ΔH3 =+92.0 kJ/mol 回答下列问题： (1)常压时，在CuO2 / ZnO / Al2O3 催化剂作用下，甲醇转化率与反应温度的关系如图所示： ①由图可知，温度低于280 C 时，随温度升高，甲醇的实际转化率逐渐逼近平衡转化率，简述理由： 。温度高于280 C 时，适当升高温度，甲醇转化率和重整气中H2 的物质的量均会升高，CO 的物质的量会 (填“升高”、“降低”或“不变”)。 II. 醇水溶液电解制氢(原理如图所示)与氢氧燃料电池耦合发电系统，对高纯氢气的产生和实现燃料电池无 增压、无增湿自呼吸运行均具有重要意义。 (3)氢氧燃料电池的负极连接电解槽的惰性电极 (填“A”或“B”)。 (4)电解槽工作时，电极 B 的电极反应式为 。 (5)理论上，每消耗32 g 甲醇，氢氧燃料电池中需通入标准状况下空气的体积约为 。 9．（2024·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测）元素镓( Ga )在半导体、太阳能电池和合金材料等领域具有重要应用。 (1) ( 3 )惰性气体保护下， Ga C2H5 (三乙基镓)蒸汽在紫外光照射时可分解制得高纯度的Ga ，同时生成乙烯和单质 。 ( 试卷第 10 页，共 26 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 (2) Ga 和Al 相似， Ga 与NaOH 溶液反应的化学方程式为 ； Ga(OH)3 能与氨水发生中和反应，则酸 性： Ga(OH)3 Al(OH)3 (填“＞”“＜”或“=”)。 (3) 一定条件下，在恒容密闭容器中加入Ga 2 I6 (g)  2GaI3 (g)H 46kJ / mol ，平衡后Ga 2I6 的物质的量分数为 0.25。 ① Ga 2I6 的转化率 % ②计算K mol / L (设Ga 2I6 起始浓度为1.0 103 mol / L )。 ③对于上述反应，下列叙述正确的是 (填标号)。 a. 平衡后v(正)=v(逆)=0 b. 增加Ga 2I6 浓度，平衡后Ga 2I6 的转化率减小 c. 除低温度，平衡后Ga 2I6 的物质的量分数增大 d. 若缩小体积，则平衡后Ga 2I6 的转化率增大 (4)液态金属Ga (熔点为29.8 C )在能源储存和纳米材料等领域具有重要应用价值。如图液态Ga 作电极经电化学合成尺寸均匀的GaSb 晶体的示意图。 回答下列问题： ①生成GaSb 晶体的电极反应式为 。 ②利用液态Ga 电极合成出GaSb 晶体的过程是 。 10．（2024·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测）含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。回答下列 学科网（北京）股份有限公司 问题： III. H2S 可用于高效制取氢气，发生反应为2H2S(g)  2H2 (g) S2 (g) H 。在恒容密闭容器 I 和 II 中均充入 a mol H2S，两容器中 H2S 的平衡转化率如图所示： ①反应的活化能E正 E逆 (填“＜”“＞”或“=”) ②两容器体积的大小关系：I II(填“＜”“＞”或“=”)；理由是 。 ③若已知 A 点对应温度下，容器 I 的体积为V L，该反应t s 末达到平衡，则 0~ts 内容器 I 中生成S2 (g) 的反应速率为 mol L1 min1 (用含 a，t，V 的代数式表示)。 IV. 对空气污染物 SO2 的治理一直是化学研究的重要课题之一。 ①“钙基固硫”的原理是燃煤时加入 CaCO3 或 CaO 以减少二氧化硫的排放，该反应的热化学方程式为 2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g) 2CaSO4(s)2CO2(g) ΔH= 2762.4kJ mol1 。其过程涉及到三个反应： (1) CaCO3 (s) CaO(s) CO2 (g) ΔH1 178.2kJ mol1 ； (2) ； (3) 2CaSO3 (s) O2 (g) 2CaSO4 (s) ( 3 )ΔH 2314.8kJ mol1 。反应 ii 的热化学方程式为 。 ②工业上也可以用下列方法除去燃煤废气中的 SO2 并获得硫酸。 催化吸收阶段若参加反应的 SO2 和 O2 的体积比为 6∶5，则反应的化学方程式为 。若电解过程中除去含 2.24%(体积分数)的 SO2 的废气 100 m3 (标准状况)，则理论上需要的电量为 C(一个电子的电量 ( A )q=1.60 1019 C ，阿伏加德罗常数N =6.021023 mol1 )。 ③硝化法也是处理二氧化硫的有效方法之一，主要反应为NO2 (g) SO2 (g)  SO3 (g) NO(g) H 0 。T℃时， 向压强为 p Pa 的恒容密闭容器中充入等物质的量的NO2 和SO2 ，达到平衡时 NO 和NO2 的物质的量之比为 3∶1，该反应的化学平衡常数为Kp= ( Kp 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×体积分数)。若 T℃时，向某容器中同时充入NO2 、SO2 、SO3 、 NO 各 1 mol ，则v正 v逆 (填“＞”“＜”“=”) 11．（2024·重庆·西南大学附中统考三模）氨是一种重要的化工原料和极具前景的能源载体，实现在温和条件下氨的高效合成是催化领域的重要研究课题，工业合成氨原理：N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) ΔH<0。 (7) 合成氨实际生产中，常用催化剂为铁触媒，反应温度 773K、压强 20~50MPa，升高温度对 N2、H2 的平衡转化 率的影响是 (填“增大”“减小”或“不变”)。选择较高反应温度 773K 的主要依据是下列中的 (填标号，双选)。 A．温度对平衡转化率的影响 B．温度对反应速率的影响 C．温度对催化剂活性的影响 D．能耗对生产成本的影响 (8) 氨的催化合成在 LaCoSi 催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下： 注：方框内包含微粒种类及微粒的相对总能量，TS 表示过渡态，*表示吸附态。 ①请表示出 N2 变为吸附态的过程： → ； ②以上历程须克服的最大能垒为 eV。 (9) 新型催化剂 Ba2RuH6 在温和条件下可以合成 NH3，向密闭容器中充入 5 mol N2 和 15 mol H2，在该温和条件下合成 NH3，相同时间内测得体系中 N2 的物质的量(mol)与温度、压强的关系 如图所示。 ①P (填“>”、“<”或“=”)1.6MPa。 ②投料比一定时，随着温度升高，在相同温度不同压强下 N2 的物质的量趋向相等，其主要原因是 。 k1、k2 分别为正反应和逆反应的速率常数；p(N2)、p(H2)、p(NH3)代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数)： α为常数，工业上以 Ba2RuH6 为催化剂时，α=0.5。由 Q 点数据计算 k1 MPa−2(保留两位小数)。 k 2 纳米金表面电催化合成 NH3 的过程中，有副产物 N2H4(l)生成，N2H4 是一种高能燃料，可用于燃料电池，原理如图，电池的负极反应式为 。 12．（2024·重庆·统考二模）为实现“碳达峰”、“碳中和”目标，可将 CO2 催化加氢制甲醇。该反应体系中涉及以下两个主要反应： 反应 I： CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ/mol 反应 II： CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol (3) 反应 CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)的反应热ΔH3= 。 (4) 在密闭容器中，上述反应混合体系建立平衡后，下列说法正确的是 。 · 增大压强，CO 的浓度一定保持不变 · 降低温度，反应 II 的逆反应速率增大，正反应速率减小 · 增大 CH3OH 的浓度，反应 II 的平衡向正反应方向移动 · 恒温恒容下充入氦气，反应 I 的平衡向正反应方向移动 (5) 不同条件下，相同的时间段内 CH3OH 的选择性和产率随温度的变化如图。 CH3OH 的选择性= CH3OH的物质的量反应的CO2的物质的量 100% ①由图可知，合成甲醇的适宜条件为 (填标号) A．CZT 催化剂 B．CZ(Zr-1)T 催化剂 C．230°C D．290 °C ②在 230°C 以上，升高温度，CO2 的平衡转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是 。 (6) 恒温恒压密闭容器中，加入 2molCO2 和 4molH2，发生反应 I 和反应 II，反应达平衡时，CO2 的转化率为 50%，气体体积减小 10%，则在达到平衡时， CH3OH 的选择性= ，反应 II 的平衡常数 K= 。 (7) 利用电催化可将 CO2 同时转化为多种燃料，装置如图： ①铜电极上产生 HCOOH 的电极反应式为 。 ②若铜电极上只生成 5.6gCO，则铜极区溶液质量变化了 g。 13．（2024·重庆·统考模拟预测）甲醇(CH3OH)是重要的化工原料。回答下列问题： (5) 制备甲醇有 Ag3PO4 光催化 CO2 转化法、水煤气合成法和 CuO-ZnO 催化 CO2 氢化法。 · Ag3PO4 光催化 CO2 转化法制甲醇的总反应是：2CO2+4H2O Ag PO ( 3 4 )可见光 2CH3OH+3O2，Ag3PO4 光催化机理如下，请 写出步骤 b 的方程式。 · Ag3PO4 可见光 [Ag3PO4]⊕+e- · CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O · ( φ(CO 2 )-φ(CO)- φ(H 2 )/% 0-30- 70 4-26- 70 8-22- 70 20-10- 70 反应温度 /℃ 225 235 250 225 235 250 225 235 250 225 235 250 碳转化率 /% CH 3 OH 4.9 8.8 11.0 19.0 33.1 56.5 17.7. 33.4 54.4 8.0 12.0 22.6 CH 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.8 2.8 2.8 )水煤气合成法。制备甲醇的主要反应为 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。ΔH=-90.8kJ/mol，原料气加工过程中常常混有一定量 CO2，为了研究不同温度下 CO2 对该反应的影响，以 CO2、CO、H2 的混合气体为原料在一定条件下进行试验，结果表明，原料气各组分含量不同时，反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不同的。实验数据如下表所示。 一定条件下，反应温度越高，生成甲醇反应的碳转化率 (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。结合表中数据分析 250℃下，CO2 对甲醇合成的影响是 。 · CuO-ZnO 催化 CO2、H2 合成甲醇涉及的反应如下：反应 I：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1>0 反应 II：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2<0 反应 III：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3<0 n H2 ( 2 )①一定条件下，在恒容密闭容器中按 n CO =3 投料进行上述反应，CO2 的平衡转化率及 CO、CH3OCH3、CH3OH 的平衡体积分数随温度变化如图所示。图中曲线 X 表示 的平衡体积分数随温度的变化，温度从 453K 上升至 533K，CO2 的平衡转化率变化的原因是 。 ( CO 2 H 2 CH 3 OH CO H 2 O 起始量 /mol 5 7 0 0 0 平衡量 /mol n 1 n 2 )②温度为 T℃时，在恒容密闭容器中，充入一定量的 CO2 和 H2，发生反应 I、II。起始及平衡时容器内各气体的物质的量如下表所示：。 经测定，达到平衡时容器内总压为 pkPa，是起始时的 5/6，则 n1= ；若此时 n2=3，则反应 II 的平衡常数 Kp= (用含 p 的式子表示)。 (6) 一种以甲醇为原料，利用 SnO2(mSnO2/CC)和 CuO 纳米片(CuONS/CF)作催化电极，制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。 (4)①直流电源的正极为 (填“a”或“b”)，电解过程中阴极上发生反应的电极反应式为 。 ②若有 1molH+通过质子交换膜时，则该装置生成 HCOO-和 HCOOH 共计 mol。 14．（2024·重庆·校联考二模）工业生产中硫、氮、碳的氧化物排放都会导致严重环境问题，对这些物质需要进行综合利用。 (6) 用 CH4 催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染。已知： CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867.0kJ•mol-1。 1 -1 NO2(g)= 2 N2O4(g)△H2=-28.5kJ•mol 。 写出 CH4 催化还原 N2O4(g)生成 CO2、N2 和 H2O(g)的热化学方程式 。 (7) 以 CO2、H2 为原料合成乙烯的方程式为：2CO2(g)+6H2(g) ����C2H4(g)+4H2O(g)△H。在常压下，按 n(CO2)： n(H2)=1：3(总物质的量为 4amol)的投料比充入恒压密闭容器中发生反应。测得温度对 CO2 的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图 1 所示。 下列说法正确的是 。 · △H<0；平衡常数：KM>KN · 若改用其他催化剂，可能会加快反应速率，但同时会影响平衡转化率 · 若投料比改为 n(CO2)：n(H2)=1：4，可以提高 CO2 的平衡转化率 · 在 250℃时，若气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应已经平衡 (8) 250℃下，上述反应开始时容器体积为 VL，在此温度下达到平衡时 H2O(g)浓度为 mol/L。(用含 a、V 的代数式表示) (9) 某温度下，n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线如图 2 所示。若其它条件不变时，容器的体积为原来一半，画出 0～ t1 时刻 n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线 。 据文献报道，CO2 可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是 。 (10) 15．（2024·重庆·模拟预测）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 (5) 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“=”)。 (6) 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 (7) 已知反应Ⅱ的正反应速率 v正 k正 p(CO) p H 2O ，逆反应速率v逆 k逆 p CO 2 p H 2 ，k正 、k逆 分别为正、 逆反应速率常数，升高温度，反应Ⅱ的平衡常数 K (填“变大”或“变小”或“不变”)。 (8) 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)。 16．（2024·重庆·统考二模）碳达峰是指我国承诺 2030 年前，二氧化碳的排放不再增长。因此，诸多科学家都在大力研究利用CO2 和CO以减少碳的排放。 (5) “神十三”中航天员们呼吸产生的CO2 用一种循环方案处理，即CO2 (g)+2H2 (g)  C(s)+2H2O(g) ΔH ，然后电解 水又得氢气和氧气。在温度为 T，向一恒容密闭容器中，按物质的量之比2 :1通入H2 和CO2 ，测得反应过程中压 强(p) 随时间(t) 的变化如图中 a 所示，若其它条件不变，仅改变某一条件时，测得其压强(p) 。随时间(t) 的变化如图中 b 所示。 ①能说明容器中的反应均已达到平衡状态的是 。 II. 容器内气体的平均相对分子质量不变 III. CO2 和H2 的转化率相等 IV. H2 (g) 与C(s) 的物质的量之比保持不变 V. v H2 =v H2O ② ΔH 0(填“>”“<”或“不确定”)；理由是 。 ③改变的条件是 。 (6) CO2 经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应： ( 2 2 3 2 )反应Ⅰ： CO (g)+3H (g)  CH OH(g)+H O(g) ΔH =-49.6kJ mol1 ( 2 2 3 3 2 )反应Ⅱ： 2CO (g)+6H (g)  CH OCH (g)+3H O(g) ΔH = 122.6kJ mol1 ①反应Ⅱ的活化能 Ea (正) Ea (逆)(填“>”“<”或“=”)。 ②在T1 温度下，将3mol CO 2 和7mol H2 充入2L 的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ，达到平衡状态时CH3OH(g) 和 CH3OCH3 (g) 的物质的量分别为1mol 和0.5mol 。则T1 温度时反应Ⅰ的平衡常数 K = 。 (7) 工业上利用废气中的CO2、CO 联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如下图。已知 B 中的装置使用了阳离子交换膜。 ①B 中发生的总反应的离子方程式为 。 ②若某废气中含有的CO2 和CO的体积比为1:1，废气中CO2 和 CO体积分数共为8.96% 。假设 A 中处理了标准状况下10m3 的废气，其中CO2 和CO全部转化成CH3OH ，理论上可制得 C2H4Cl2 kg 。 17．（2024·重庆北碚·西南大学附中校考模拟预测）碳和碳的化合物在生产、生活中有着重要的作用，甲烷、甲 醇等都是重要的能源物质。 I. 甲醇-水蒸气重整在工业生产中用途广泛，主要反应为CH3OH g H2O g CO2 g 3H2 g ∆H。 已知同时还进行的反应有： Ⅰ． CH3OH g  CO g 2H2 g Ⅱ． COg H2Og  CO2 g H2 g ∆H1=+90.8kJ∙mol ∆H2=-41.1kJ∙mol 则： ① CH3OH g H2O g CO2 g 3H2 g ∆H= 。 ②该反应自发进行的条件是 (填字母)。 A．高温 B．低温 C．所有温度 D．所有温度均不自发 ③甲醇-水蒸气重整制氢是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。CO 会损坏燃料电池的交换膜。工业生产过程中会向重整系统中加入适量轻质多孔的生石灰，以减轻燃料电池的交换膜的损坏，主要原因为 。 II. 甲烷通常也可通过多种重整方式进行利用，如二氧化碳重整甲烷反应：CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2(g)，实 验测定该反应的反应速率 v 正=k 正∙c(CH4)∙c(CO2)，v 逆=k 逆∙c2(CO) c2(H2)，k 正、k 逆 分别是正、逆反应速率常数，且只与温度有关。T℃时，向某恒温恒容密闭容器中充入物质的量浓度均为 1mol∙L-1 的 CH4 (g)和 CO2 (g)，发生重整反应，测得体系中 CH4 (g)和 CO(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示： ①B 点的坐标为 。 ②反应进行到 5min 时， v正 = 。 v逆 III. 二氧化碳的资源化利用是科学工作者研究的重要方向。我国科学家开发的特殊催化剂用于 CO2 制备 CH2=CH2，有利于实现“双碳”目标： IV. 2CO2 g 6H2 g � CH2 CH2 g 4H2Og 可得副产物甲酸： CO2 g H2 g � HCOOHg ∆H=-127.8kJ∙mol，过程中 ∆H=-31.4kJ∙mol 。 ①在合适催化剂的作用下，在恒容容器中充入一定量的 CO2 与 H2，反应进行相同的时间测得体系中 HCOOH 和 C2H4 的体积分数随温度的变化如图所示，则主反应与副反应中活化能较大的反应是 (填“主反应”或 “副反应”)；600K 后，C2H4 的体积分数减小的主要原因为 。 ②一定温度下，在容积为 1L 的恒容密闭容器中充入 2mol CO2(g)和 6mol H2(g)，同时发生了主反应和副反应，达到平衡时 CH2=CH2 的物质的量为 0.5mol，H2 的物质的量为 2.5mol，则该温度下，副反应的平衡常数 K= 。 18．（2024·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考二模）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，以下三种方法可实现乙醇的制备。 III. 工业上采用催化乙烯水合制乙醇，该反应过程中能量变化如图所示： · 反应过程中的控制总反应速率的步骤是 。 · 反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为 。 IV. 以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点，其中乙酸甲酯CH3COOCH3 催化加氢是制取乙醇的关键步骤之 一，包括以下主要反应： ① CH3COOCH3 g 2H2 g ����C2H5OH g CH3OH g ② CH3COOCH3 g H2 g ����CH3CHO g CH3OH g H 71kJ mol1 ( 1 ) ( 2 )H 13.6kJ mol1 (4) 反应CH3CHO g H2 g���� C2 H5OH g 的H 。 (5) 若在体积为 2L 的密闭容器中，控制CH3COOCH3 流速为 22.4 m3 h1 (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 L1 min1 (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 。 (6) 一定条件下在 1L 密闭容器内通入 2.00mol CH3COOCH3 和 3.96mol H2 发生反应①和②，测得不同温度下达平 衡时CH3COOCH3 转化率和乙醇的选择性如下图所示。260℃时反应Ⅰ的平衡常数K 。温度高于 240℃时， n 最终转化为乙醇的CH3COOCH3 ( ］ )随温度升高乙醇的选择性降低的原因可能是 。［乙醇的选择性= n 转化的CH3COOCH3 Ⅲ． (6)利用电化学方法在高浓度的KHCO3 电解液中，电解活化的CO2 可以制备乙醇，其原理如下图所示，则阴极的电极反应式为 。 19．（2024·重庆·统考模拟预测）工业制硫酸的过程中，SO2(g)催化氧化为 SO3(g)是关键步骤，小组的同学对其反应动力学进行以下研究。 V. 600K 时，向恒温刚性容器中充入 2molSO2(g)、1molO2(g)和适量催化剂进行上述反应，测得 SO2(g)浓度随时间变化如图所示，则从开始到平衡时的平均反应速率 v(O2)= ，平衡常数 K= L·min-1。 VI. ( 初始浓度 /mol·L - 1 正反应速率 /mol·L -1 ·s - 1 c 0 (SO 2 ) c 0 (O 2 ) v 正 0.010 0.010 2.5×10 - 3 0.010 0.020 5.0×10 - 3 0.030 0.020 45×10 - 3 )小组同学查阅资料发现，该反应正反应速率的表达式为 v 正=k 正•cm(SO2)•cn(O2)(k 正为速率常数，与温度有关)，在 900K 时，测得正反应速率与初始浓度的关系如表所示： ①m= ，n= ，k 正= mol-2·L2·s-1。 ( E )②TK 时，若测得 k 正=1×103mol-2·L2·s-1，则 T 900K(填“>”、“=”或“<”)。 学科网（北京）股份有限公司 VII. ( 正 a 正 RT )小组同学进一步发现 k 与反应活化能(E )的关系为：k =Ae - a (A 为反应的特征常数，称为指前因子；R 为气 体常数，约为 8.3J•mol-1•K-1；T 为热力学温度，单位为 K)。 ①若该反应在 1000K 时速率常数 k 正=2.5×104mol-2·L2·s-1，则该反应的活化能 Ea= kJ·mol-1(结果保留一位小数，已知 ln10≈2.3。) ②欲降低该反应的活化能，可采取的可行措施是 。 20．（2024·重庆·校联考模拟预测）2021 年 3 月 5 号，国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、 节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。CO2 作为未来重要的碳源，其选择性加氢合成醇燃料是研究的热点。 (10) CO2 可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取，下列物质能作为CO2 捕获剂的 (填标号)。 ( 2 )A．NaOH 溶液 B． NH4 SO4 溶液 C． CH3COCH3 D．饱和Na2CO3 溶液 (11) CO2 在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇， (g) CO 2(g) 3H 2(g) HOCH 2CH 2OH(g) CH 3OH(g) H 123.6kJ / mol ，获取乙二醇的反应历程可分 为如下 2 步： Ⅰ、 和二氧化碳反应生成 (g) Ⅱ、 (g) 3H 2(g) HOCH 2CH 2OH(g) CH 3OH(g) H 62.3kJ / mol 则步骤Ⅰ的热化学方程式是 。 (12) 2017 年采用中国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化项目投产成功，某地煤制乙醇的过程表示如下。 过程 a 包括以下 3 个主要反应： Ⅰ、CH3COOCH3 (g) 2H2 (g) C2 H5OH(g) CH3OH(g H1 Ⅱ、CH3COOCH3 (g) C2 H5OH(g) CH3COOC2 H5 (g) CH3OH(g H2 Ⅲ、CH3COOCH3 (g) H2 (g) CH3CHO(g) CH3OH(g H3 相同时间内，测得 CH3COOCH3 转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性(如 n(最终转化为乙醇的CH3COOCH3 ) n(转化的CH3COOCH3 ) )如图 1 和图 2 所示： ①随温度升高，反应Ⅰ化学平衡常数逐渐减小，可推知H1 0(填“<”或“=”或“>”)。 ②下列说法不合理的是 。 A．温度可影响催化剂的选择性，从而影响目标产物的选择性 B．增大H2 的浓度，可以提高CH3COOCH3 的转化率 C．225℃~235℃，反应Ⅰ处于平衡状态 ③在 205℃时CH3COOCH3 起始物质的量为 5mol，转化率为 30%，生成乙醇的物质的量 mol。 CO 在自然界循环时可与CaCO 反应，CaCO 是难溶物质，其K 2.8109 。CaCl 溶液与Na CO 溶液混合可形成CaCO3 沉淀，现将等体积的CaCl2 溶液与Na2CO3 溶液混合，若Na2CO3 溶液的浓度为5.6 105 mol / L ，则生成沉淀所需CaCl2 溶液的最小浓度为 mol/L。 以铅蓄电池为电源可将CO2 转化为乙烯，其原理如图 3 所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为 。 (13) 21．（2024·重庆·西南大学附中校联考一模）十三届全国人民代表大会第四次会议上作政府工作报告时指出：优化产业结构和能源结构，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。科研工作者做了大量有关 CO2 的研究。 (8) 研究发现，一定条件下 CO2 加氢还可制备甲酸(HCOOH)。 · 工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示： 反应CO2 (g) H2 (g)  HCOOH(g) 的焓变△H= 。 · 温度为 T1℃时，在体积为 2 L 的恒容密闭容器中分别充入 1 mol CO2 和 1 mol H2 发生反应： CO2 (g) H2 (g)  HCOOH(g) ，实验测得反应前容器内的总压强为 p0kPa，平衡时容器内总压强变为原来的 75%。已知： v正=k正c CO2 c H2 ， v逆=k逆c(HCOOH)， k正、k逆 为速率常数。 ①T1℃时，CO2 的平衡转化率为 ；上述反应的化学平衡常数 K= 。 ( v )②T ℃时，当测得容器内总压强为 0.8p kPa 时， v正 = 。 逆 ③其他条件相同时，改变温度为 T2℃。此时k正=1.9k 逆 ，则 T2℃时平衡压强 (填“＞”“＜”或“＝”)p0kPa。理由是 。 (9) 下图是某科研团队设计的光电催化反应器，实现了由 CO2 制得异丙醇(常温下为液态)。其中 A 极是 Pt/CNT 电极，B 极是 Pt/CNT 电极。 (7) 下列说法错误的是 (填字母)。 A．该工艺涉及的能量转化形式只有两种 B．该工艺有利于实现碳中和、环境保护 C．图中 A 电极为正极，且只有碳元素在 A 极被还原 D．使用催化剂可以提高单位时间内反应物的转化率 (8) 写出 A 极由 CO2 制异丙醇的电极反应式 。该反应器工作一段时间，若 A、B 两极分别收集到标况下 2.24 L 和 4.48 L 的气体，则此时理论上制得的异丙醇的质量为 g。 22．（2024·重庆·校联考一模）甲烷是一种很重要的燃料，在化学领域应用广泛，也是良好的制氢材料。请回答下列问题： (11) 用CH4 与CO2 反应制取H2 ，其反应为： CH4 (g) CO2 (g)  2CO(g) 2H2 (g) ，在一密闭容器中加入起始浓度均为 0.1mol/L 的CH4 与CO2 ，在一定条件下反应，测得CH4 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①压强p1 p2 (填“＞”“=”或“＜”)：理由是 。 ②当压强为p1 时，B 点 v 正 v 逆(填“＞”“=”或“＜”)。 ③若温度和体积均不变， CH4 平衡转化率为 50%，则平衡常数 K= ，在此平衡下，再将CH4 和 CO 的浓度增加 0.1mol/L，平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 (12) 在催化剂作用下甲烷和水蒸气制取氢气的反应为： CH4 (g) H2O(g)  3H2 (g) CO(g) ΔH 0 。 将物质的量均为1mol 的CH4 (g) 和H2O(g) 加入恒温恒压的密闭容器中(25℃，100kPa)，发生反应，正反应速率 v正 k正 p CH 4 p H 2O ，其中 p 为分压：若该条件下k正 4.5104 kPa1 s1，当v 0.5kPa s1 时， CH 的 ( 4 ) ( 正 )转化率为 %。 (13) 我国科学家发明了在熔融盐中电解甲烷制H2 的方法。装置如图所示。 ①a 为电源的 极。 ②电解时阴极上发生的反应为 。 ③电解一段时间后熔融盐中O2- 的物质的量 “变少”)。 (填“变多”“不变”或 23．（2024·重庆·统考一模）尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。 学科网（北京）股份有限公司 (9) 已知：① 2NH3 g CO2 g NH2CO2 NH4 s ΔH=-159.5kJ/mol ( 2 )② NH2CO2 NH4 s CONH2 s H2Og ΔH=+116.5kJ/mol 则氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的热化学反应方程式为 。 (10) 一定条件下，向容积恒定为 2L 的密闭容器中加入 0.10mol CO2 和 0.40mol NH3 ，发生反应 ( 2 ) ( 时间 /min 0 20 60 80 n CO 2 /mol 0.10 0.06 0.04 0.04 )2NH3 g CO2 g ����CO NH2 l H2O g ，60mnin 开始达到平衡。反应中CO2 的物质的量随时间变化如下表所示： ①60min 时，上述反应的平均反应速率v CO2 。 ② NH3 的平衡转化率为 。 (11) 一定条件下，恒容容器中，若原料气中的 NH 和CO 的物质的量之比n NH3 =x ，发生反应 ( 2 )3 2 n CO ( 2 )2NH3 g CO2 g ����CO NH2 l H2O g ，x 与CO2 的平衡转化率()的关系如图所示： ①α随着 x 增大而增大的原因是 。 ②A 点平衡时容器内总压强为p0 kPa，则上述反应的平衡常数Kp = 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数) (12) 以惰性电极电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可制取氢气，装置如图所示。该装置阳极的电极反应方程式为 ，若两极共收集到气体 22.4L(标准状况)，则消耗的尿素的质量为 (忽略气体的溶解)。 试卷第 26页，共 26页 ( 5 )1．(1)C2H + +H2O= C2H7O+ 参考答案： (2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=—2Q kJ/mol (3)—84.6 (8) 6.67 乙酸甲酯与催化剂接触时间过短，反应不能充分进行，导致乙酸甲酯的转化率下降 (9) 5：4 (10) 14 反应①为放热反应，温度升高，反应①向逆反应方向进行，生成乙醇的量减少 【详解】（1）由图可知，第二步反应的活化能最小，反应速率最快，反应物分子有效碰撞几率最大，对应的基元反应为 C2H + +H2O= C2H7O+，故答案为：C2H + +H2O= C2H7O+； 5 5 VI. 乙醇燃烧生成二氧化碳和液态水的方程式为 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)，由制备的无水乙醇在 25℃， 101kPa 下，完全燃烧时放出热量 QkJ，其燃烧生成的二氧化碳用过量饱和石灰水吸收可得 100g 碳酸钙沉淀可知， QkJ 2 乙醇的燃烧热ΔH=— 100g 100g/mol =—2Q kJ/mol，则乙醇燃烧热的热化学方程式为 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=—2Q kJ/mol，故答案为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=—2Q kJ/mol； VII. 由盖斯定律可知，反应①—②可得反应CH3CHO g H2 g C2H5OH g ，则反应 ΔH=(—71kJ/mol)—(+13.6kJ/mol)=—84.6kJ/mol，故答案为：—84.6； 22.4m3 /h 1h 103L/m3 VIII. 设时间为 1h，由流速可知，乙酸甲酯的物质的量为 22.4L/mol =1000mol，由乙酸甲酯的转化 率为 80%可知，乙酸甲酯生的反应速率为 1000mol80% 2L 60min ≈6.67 mol/(L·min)，若流速过大，乙酸甲酯与催化剂接 触时间过短，反应不能充分进行，导致乙酸甲酯的消耗量减小，转化率下降，故答案为：6.67 mol/(L·min)；乙酸甲酯与催化剂接触时间过短，反应不能充分进行，导致乙酸甲酯的转化率下降； IX. 由题意可知，两容器的反应温度相同、压强不同，反应②为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，则平衡时两个容器中乙酸甲酯和氢气的物质的量均相同，则两个容器中反应速率之比等于乙酸甲酯分压的平方之比，而压强之比等于容器体积之反比，所以甲、乙容器的体积之比为 5：4，故答案为：5：4； X. 由图可知，260℃时乙酸甲酯的转化率为 90%、乙醇的选择性为 70%，则生成乙醇和乙醛的乙酸甲酯的物质的量分别为 2.00mol×90%×70%=1.26mol、2.00mol×90%×30%=0.54mol，由题给方程式可建立如下三段式： 答案第 1页，共 26页 起(mol/L) CH3COOCH3 g + 2.00 2H2 g 3.96  C2H5OHg + 0 CH3OHg 0 变(mol/L) 1.26 2.52 1.26 1.26 平(mol/L) 0.74 1.44 1.26 1.26 起(mol/L) CH3COOCH3 g + 0.74 H2 g 1.44  CH3CHOg + 0 CH3OHg 1.26 变(mol/L) 0.54 0.54 0.54 0.54 平(mol/L) 0.20 0.90 0.54 1.8 1.26 1.8 由三段式数据可知，反应①的平衡常数 K= 0.202 0.902 =14，由图可知，240℃时反应达到平衡，温度高于 240℃ 时，为平衡的移动过程，反应①为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的量减小，所以温度高于 240℃时，随温度升高乙醇的选择性降低，故答案为：14；反应①为放热反应，温度升高，反应①向逆反应方向进行，生成乙醇的量减少。 2．(1) < C (2) a 曲线 c 和 d 分别代表CO2 和CH4 的转化率曲线，温度高于 1300K 后，升高温度有利于积碳反应的进行， 【详解】（1）根据lnK =x+ 34159 ，平衡常数 K 与温度 T 成反比，即温度升高，平衡常数减小，则该反应为放热 1 T 反应，H=Ea (正) Ea (逆) 0 ，则Ea (正) Ea (逆) ，同理可知反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应，即ΔH2 0 ，ΔH3 0 ， 根据盖斯定律反应Ⅰ=反应Ⅲ×2-反应Ⅱ（2）①物质的量分数均随温度的升高而减小，低温时，反应Ⅲ不发生，只发生反应Ⅰ和Ⅱ，所以CO2 的物质的量分数小于CH4 的物质的量分数，平衡时CO2 的物质的量分数随温度变化的曲线是 a；曲线 c 和 d 分别代表CO2 和 CH4 的转化率曲线，温度高于 1300K 后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致CH4 的转化率大于CO2 的转化率，故填 a、曲线 c 和 d 分别代表CO2 和CH4 的转化率曲线，温度高于 1300K 后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致CH4 的转化率大于CO2 的转化率； ②a 点时与无催化剂的转化率相同，说明催化剂已无催化活性，其可能原因为催化剂失去活性，故填催化剂失去 活性； b2 则平衡时p(CH4 )= 100 kPa ，根据阿伏伽德罗定律推论，恒温恒容时气体的压强之比等于物质的量之比，按投料 比n CO 2 :n CH 4 1:1 ，初始总压为 150kPa，则起始时p(CH4 )=75kPa ，已转化的p(CH4 )=(75 b2 )kPa ，则甲 100 16p2α4 V. 温度较高，催化剂失活 2+2α+n2 1-α2 VI. 2H2O -4e-= O2↑+4H+ H2 75% 【详解】（1）根据盖斯定律：II- I 得 CO(g)+H2O(g) ����CO2(g)+H2(g)，则△H2=△H +△H1=(-41.2 + 165.2) kJ/mol = +124kJ/mol，故答案为: +124.0。 V. 温度越高，反应速率越快，k 正、k 逆越大，该反应为吸热反应，则 k 正增大的倍数大于 k 逆，则图中能够代表 k 送的曲线为 L3； ②反应达到平衡时，v 正=v 逆，则 k 正c[CH3CH(CH3)CH3] ·c(CO2) = k 逆c[CH2=c(CH3)2]c(H2O) ×c(CO)， ( 2 ) ( K= = )c CH 2= C CH3 c H 2O c CO c CH3CH CH3 CH3 c CO2 k正 ( k )= 1，假设 CH3CH(CH3)CH3 的转化率为 50%， 逆 ( 2 ) ( Q c = = )c CH 2= C CH3 c H 2O c CO c CH3CH CH3 CH3 c CO2 化率大于 50%。 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 =0.5<K=1，反应正向移动，则平衡时 CH3CH(CH3)CH3 的转 VI. ①由图可知，a 点 CO2 的转化率小于平衡转化率率，说明反应未达到平衡状态，但在无催化剂及 ZrO2 催化下反应相同时间，测得 CO2 的转化率相等，说明催化剂失去活性，故答案为：温度较高，催化剂失活； ②设起始 CO2、CH4、H2O 物质的量为 1mol、1mol、nmol，列化学平衡三段式， CO2 g +CH4 g  2CO g +2H2 g 起始mol转化mol平衡mol 1 1 0 0 a a 2a 2a 1 a 1 a 2a 2a 混合气体总物质的量为(1-a+1-a+2a+2a +n)= (2+2a+n) mol， 2a 4 ( 2 )p2 COp2 H K = 2 2a n p = = 16p2a 4 o p pCO 2 p CH 4 1 a 2 2a n 2 p 2 2a n 2 1 a 2 VII. ①利用电化学方法可以将 CO2 有效地转化为 HCOO-，由图可知，碳元素价态降低得电子，故右侧 Pt 电极 为阴极，电极反应式为 CO2 + H2O +2e-= HCOO- + OH-，左侧 Pt 电极为阳极，电极反应式为 2H2O -4e-= O2↑+4H+； ②在阴极氢离子也易得到电子转化为 H2，则阴极生成的副产物可能是 H2；标准状况下，当阳极生成氧气体积为 224mL 时，转移电子的物质的量为= 0.04mol，测得阴极区内的 0.015mol/L×1L×2 = 0.03mol，电解效率为 0.03mol 100% == 75%。 0.04mol 4．(1)-283 (7) > AC (8) 反应 I 放热，升温平衡逆向移动，反应 II 吸热，升温平衡正向移动，反应 II 占主导，乙酸甲酯的平衡转化率升高，乙醇选择性降低 (9) 5：4 (10) Cu CH3OH-4e- +H2O=HCOOH+4H+ 0.75 【详解】(1)根据盖斯定律，假设乙醇的标准摩尔生成焓为 a kJ/mol，带入表达式：- 201+a+413=-71，解出 a=-283。 (2)充入甲醇和乙醛后，反应逆向进行甲醇和乙醛浓度降低，而前期 v 逆 随时间先增加，说明 v 逆受到温度升高 的影响，则逆反应过程为放热反应，正反应为吸热反应，△H2>0。A 选项，绝热恒容体系，前后气体体积相同，但存在热效应，因此密闭体系压强不变，则反应②达到平衡。B 选项，若充入的甲醇与乙醛的物质的量之比为 1 ： 1，则无论是否平衡，两者的分压之比均保持不变。C 选项，反应逆向进行，乙酸甲酯体积分数会增大，若不变，则反应平衡。D 选项，反应前后气体质量不变气体总物质的量也不变，因此气体平均摩尔质量一直不变。 e. 对于反应 II，由于两个体系的反应温度相同，压强不同，但压强不影响平衡移动，因此平衡时两个体系中乙酸甲酯和氢气的物质的量均相同，速率之比等于乙酸甲酯的分压平方之比，而压强之比等于容器体积之比的反比，因此体积为 5:4。 ①通入 CO2 的电极为阴极，应与原电池的负极相连，Fe-Cu-浓硝酸的原电池中，铜为负极。甲醇变为甲酸， ②当质子交换膜通过 lmol H*时，两个电极分别转移 lmole，阳极产生 0.25mol 甲酸，阴极产生 0.5mol 甲酸根，共 0.75mol。 5．(1) 还原 生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向移动 (2) 3.3103 mol L1 min1 (3) 减小 脱硫、脱硝反应放热；温度升高，气体溶解性下降 (4) O2 和较浓的硫酸 2HSO- +2H+ +2e- =S O2- +2H O 【解析】(1) ( 2 )NaClO 具有氧化性，其溶液可同时吸收SO2 和NOx ，原因是SO2 和NOx 均具有还原性；若只脱硫，ClO-与 SO2 发生氧化还原反应生成硫酸根和 Cl-，Ca2+结合硫酸根为硫酸钙微溶物，可更大程度地脱硫，则用Ca ClO 溶液比 NaClO 溶液更好，理由是生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向移动； (2) 假如烟气含 NO，NaClO2 溶液脱硝过程中发生的总反应的离子方程式： 由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小，原因可能是脱硫、脱硝反应放热；温度升高，气体溶解性下降； (4) ①阳极为 H2O 放电生成 O2 与 H+，从 A 口中出来的物质的是 O2 和较浓的硫酸； 6．(1) > 由图可知，n(H2 )相同时，T2 对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生，成氨气，则 T1 > T2 C 增大 N2 的浓度 (2) 50% 1.25 (3) B 4N2+9H2O电解5 NH3 和 3 HNO3 【解析】(1) ①由图可知，n(H2 )相同时，T2 对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生，成氨气，则 T1 > T2，故答案为: >；由图可知，n(H2 )相同时，T2 对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生，成氨气，则 T1 > T2； ②A、B、C 三点，n(H2 )越大，平衡正向移动的程度越大，N2 的转化率越大，C 点时氢气的物质的量最大，C 点 N2 的转化率最高，故答案为: C； ③图 2 中 t2 时 v 正(N2)突然变大后逐渐减小，v 逆(NH3)渐变大，平衡逆向移动，故改变的条件可能是增大 N2 的浓度； (2) 设氨气的浓度减少 2x，根据三段式有： 学科网（北京）股份有限公司 2NH3 g  N2 g +3H2 g 开始(mol/L) 0.8 0 0.4 改变(mol/L) 2x x 3x 平衡(mol/L) 0.8-2x x 0.4+3x (3) ①电解时， A 极上氮气得电子产生氨气为阴极，B 极上氮气失电子产生硝酸为阳极，电解池中阴离子向阳极移动，故双极膜产生的O H 向 B 极移动； ②电解是氮气转化为氨气和硝酸，总反应式 7．(1)-162 VIII. 正反应方向 IX. 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC (4)2：15：2 3a+bb (14) 1-a-b3-1.5a-b (15) ( 2 2 4 )2CH CHCN 2e 2H CN CH CN 【详解】（1）因为该反应可由反应Ⅰ-反应Ⅱ得到，所以H H1 H2 515kJ/mol 353kJ/mol 162kJ/mol ； (10) 恒温，体系达到平衡后，若压缩容器体积，增大压强，反应Ⅰ向逆反应方向移动，丙烯和氧气的转化率减小，则反应Ⅱ中的反应物的浓度(分压)增大，导致反应Ⅱ平衡向正反应方向移动； (11) 根据图象分析，该反应为放热反应，产率应随温度升高而降低，但图象显示是产率升高，故此说明该温度段反应并未达到平衡；高于 460℃，催化剂因高温失活，以及副反应的增多，导致产率降低，所以本问第二空选 (12) 填 AC； n 氨 (13) 根据图象可知，当 n 丙烯 约为 1 时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低，根据化学反 应CH CH CH g NH g 3 O g CH CHCNg 3H Og ，氨气、氧气、丙烯按 1：1.5：1 的体积 2 3 3 2 2 2 2 比加入反应达到最佳状态，依据氧气在空气中约占 20%计算条件比； (14) 根据两个反应可知，在达到平衡时，容器中有(1-a-b)mol 两烯，(1-a)mol 氨气，(3-1.5a-b)mol 氧气，3a b mol 水蒸气，以及 a mol C3H3 N (g)和 b mol C3H4O (g)，则平衡后容器中气体总的物质的量为 1 a b mol 1 a mol 3 1.5a b 3a b mol amol bmol 5 0.5a mol ；根据题示公式可知，反应Ⅱ的标准平衡常数 K 3a bb ； 1 a b3 1.5a b (15) 根据电解池的工作原理可知， CH2 CHCN 在 Pb 电极酸性电解液下发生得电子的还原反应生成己二腈 ( 2 4 2 2 4 )[ CN CH CN ]，其电极反应式为2CH CHCN 2e 2H = CNCH CN 。 8．(1) 温度升高，反应速率加快 升高 当n H2O 增大时，利于反应正向移动，增大CH3OH 转化率 (2) 90kPa 72900 (3)A X. ( 3 2 2 )CH OH 6e H O CO 6H XI. 160 L 【解析】（1） ①随着温度升高，反应速率加快，甲醇的实际转化率不断提高逐渐逼近平衡转化率。当温度高于 280℃时，适当提高温度，因反应都是吸热反应，故反应平衡都正向移动，甲醇的转化率和 H2 的物质的量均升高，CO 是产物之一，故物质的量也会升高。②根据反应 i，适当提高水醇比，反应物中水蒸气的浓度增加，化学平衡正向移动，故有利于增大甲醇的平衡转化率。 （2） 初始压强为 100kPa，水醇比为 1.5，则初始时体系中水的分压是 60kPa，甲醇分压是 40kPa。仅发生反应 i，则反应过程如下： CH3OH（g）+H2O（g） CO（2 g）+3H（2 g） 初始分压（kPa） 40 60 0 0 转化（kPa） 30 30 30 90 平衡（kPa） 10 30 30 90 故平衡时 H2 的分压为 90kPa。 p（CO ）p（3 H ） Kp= 2 2 = p（CH3OH）p （H 2O ） 30 903 10 30 =72900。 （3） 答案第 7页，共 26页 氢氧燃料电池的负极是氢气失电子，观察惰性电极 A、B 可知，A 极上 H2O 得电子生成 H2，故氢氧燃料电池的负极连接惰性电极 A。 （4） ( 3 2 2 )惰性电极 B 为甲醇失电子生成二氧化碳，电极反应式为： CH OH-6e H O CO 6H 。 （5） 每消耗 32g 甲醇，即 1mol 甲醇，转移电子数为 6mol，氢氧燃料电池中正极通入空气，电极反应式为 ( 2 2 )O 4e 4H 2H O 。则消耗 O2 为 1.5mol，标准状况下，1.5molO2 体积为 33.6L，空气中氧气含量为 21%，则需要通入空气 33.6L÷21%=160L。 9．(1)H2 (9) 2Ga+2NaOH+2H2O=2NaGaO2+3H2↑ > (10) 60% 110-4 bc (11) ( 4 )Ga+Sb(OH)- +3e- =GaSb+4OH 外加直流电的阴极保护法 （2） Ga 和Al 相似，Ga 与NaOH 溶液反应生成NaGaO2 和H2，反应的化学方程式为2Ga+2NaOH+2H2O=2NaGaO2+3H2↑； Al(OH)3 不能溶于氨水，而Ga(OH)3 能与氨水发生中和反应，说明其酸性较强，则酸性： Ga(OH)3 > Al(OH)3 ； （3） ① Ga 2I6 起始浓度为1.0 103 mol / L ，设转化了 xmol/L Ga 2I6 ，列三段式： ( 6 10 )-4 x= 6 10-4 ， Ga 2I6 的转化率 100%=60% ； 110-3 c(GaI ) 2 ② K 3 = (2 3.310 -4) 2 110 -4 mol/L； ③a．化学平衡是动态平衡，反应未停止，平衡后v(正)=v(逆) 0 ，a 错误； (14) 增加Ga 2I6 浓度，由于反应物不能完全转化，则平衡后Ga 2I6 的转化率减小，b 正确； (15) 该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，反应物Ga 2I6 浓度增大，则平衡后Ga 2I6 的物质的量分数增大， c 正确； (16) 该反应是气体分子数增大的反应，若缩小体积相当于增大压强，平衡逆向移动，则平衡后Ga 2I6 的转化率减小， d 错误；故选 bc； （4） ①该装置为电解池，电极 b 上 Ga 单质得电子发生还原反应生成GaSb ，电极反应式为： ( 4 )Ga+Sb(OH)- +3e- =GaSb+4OH ； ②利用液态Ga 电极合成出GaSb 晶体中 Ga 元素化合价降低，Ga 电极做阴极，该过程是外加直流电的阴极保护法。 10．(1) ＞ ＞ 反应为气体分子数增大的可逆反应，减小压强平衡正向移动，而 H2S 的物质的量相同，图 中信息显示容器Ⅰ中 H2S 的转化率大，则容器Ⅰ的体积比容器 II 大 18a Vt 催化剂 (13) CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) ∆H=-402kJ∙mol-1 6SO2+5O2+4Cu+2H2O 4CuSO4+2H2SO4 1.93×107 9 > 【详解】（1）①由图象可知，升高温度，H2S 的转化率增大，则正反应为吸热反应，反应的活化能E正 ＞E逆 。 ②两容器中，H2S 的物质的量相同，但相同温度时，容器 I 中 H2S 的转化率比容器 II 中大，而反应为气体分子数增大的可逆反应，所以容器 I 中 H2S 的浓度比容器 II 中小，从而得出体积的大小关系：I＞II；理由是：反应为气体分子数增大的可逆反应，减小压强平衡正向移动，而 H2S 的物质的量相同，图中信息显示容器Ⅰ中 H2S 的转化率大，则容器Ⅰ的体积比容器 II 大。 ③图中信息显示，A 点对应温度下，H2S 的平衡转化率为 60%，则参加反应 H2S 的物质的量为 0.6amol，生成 S2(g) 的物质的量为 0.3amol，容器 I 的体积为 VL，该反应 t s 末达到平衡，则 0~ts 内容器 I 中生成 S2(g)的反应速率为 0.3amol VL = 18a mol L1 min1 。答案为：＞；＞；反应为气体分子数增大的可逆反应，减小压强平衡正向移动， t min Vt 60 而 H2S 的物质的量相同，图中信息显示容器Ⅰ中 H2S 的转化率大，则容器Ⅰ的体积比容器 II 大； 18a ； Vt （2）设反应 ii 的热化学方程式为 CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) ∆H 则依据盖斯定律，i×2+ ii×2+ iii=-2762.4 kJ∙mol-1，即(178.2 kJ∙mol-1)×2+ ∆H×2+ (-2314.8 kJ∙mol-1)=-2762.4 kJ∙mol-1，从而得出∆H=-402kJ∙mol-1。即反应 ii 的热化学方程式为 CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) ∆H=-402kJ∙mol-1。 ②催化吸收阶段，若参加反应的 SO2 和 O2 的体积比为 6∶5，另有 H2O 和 Cu 参加反应，则反应的化学方程式为 催化剂 6SO2+5O2+4Cu+2H2O 4CuSO4+2H2SO4。 通电 电解过程中，发生的电解反应方程式为 CuSO4+SO2+2H2O Cu+2H2SO4，则 SO2——2e-， 2.24%100103 L n(SO2)= 22.4L/mol =100mol，则理论上需要的电量为 100mol×2×6.02×1023mol-1×1.6×10-19C≈1.93×107C。 ③设向压强为 p Pa 的恒容密闭容器中充入 NO2 和 SO2 的物质的量各为 4mol，依题意可建立如下三段式： NO 2 (g) SO 2 (g)  SO 3 (g) NO(g) 起始量(mol) 4 4 0 0 变化量(mol) 平衡量(mol) x 4 x x 4 x x x x x 3 pPa 3 pPa 则 x:(4-x)=3:1，x=3。该反应的化学平衡常数为 Kp= 8 8 =9。若 T℃时，向某容器中同时充入 NO2 、SO2 、 1 pPa 1 pPa 8 8 1 pPa 1 pPa SO3 、 NO 各 1 mol ，浓度商 Q= 4 4 =1＜9，则平衡正向移动， v正 ＞ v逆 。答案为： 1 pPa 1 pPa 4 4 催化剂 CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) ∆H=-402kJ∙mol-1；6SO2+5O2+4Cu+2H2O 4CuSO4+2H2SO4；1.93×107；9；＞。 【点睛】在书写复杂反应的化学方程式时，可从已知信息切入。 11．(1) 减小 BC (11) N2(g) (或 N2(g)+H2(g)) 2N*(g)(或 2N*(g)+H2(g)) 1.47 (12) ＞ 温度升高，温度对平衡的影响大于压强对平衡的影响 0.73 或 1600 2187 (13) N2H4-4e−+4OH−=N2↑+4H2O 【解析】（1） 合成氨的反应焓变小于 0，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，N2、H2 的平衡转化率减小；升高温度会降低 N2、H2 的平衡转化率，A 不符合题意；升高温度可以加快反应速率，提高单位时间内的产率，B 符合题意；较高温度下，催化剂可能具有更好的活性，加快反应速率，C 符合题意；温度越高能耗越高，成本越高，D 不符合题意； 综上所述选 BC； （2） ①据图可知 N2 变为吸附态的过程为 N2(g)→2N*(g)或 N2(g)+H2(g)→2N*(g)+H2(g)； ②据图可知，反应正向进行时，需克服的最大能垒即第一次吸附到过渡态所需的能量，为 0.01eV-(-1.46eV)=1.47eV； （3） ①据图可知，温度相同时，相同时间内 P 压强条件下 N2 的物质的量更小，说明该压强下反应速率更快，所以 P ＞1.6MPa； ②随着温度升高，温度对平衡的影响大于压强对平衡的影响，所以在相同温度不同压强下 N2 的物质的量趋向相等； ③Q 点时 n(N2)=3mol，初始投料为 5molN2 和 15molH2，则此时Δn(N2)=2mol，根据方程式可知此时Δn(H2)=6mol， Δn(NH3)=4mol，所以此时容器内 N2、H2、NH3 的物质的量分别为 3mol、9mol、4mol，总压强为 1.6MPa，所以 p(N2)、p(H2)、p(NH3)分别为1.6 3 =0.3MPa、0.9MPa、0.4MPa，据图可知 Q 点时氮气的物质的量开始随温度升 16 原电池中负极失电子发生氧化反应，据图可知，负极反应应是 N2H4 被氧化为 N2，电解质溶液显碱性，所以电极反应为 N2H4-4e−+4OH−=N2↑+4H2O。 12．(1)-90kJ/mol (2)C (14) BC 230°C 以上，温度升高，反应 I 的平衡向逆反应方向移动，反应 II 的平衡向正反应方向移动，但温度对反应 II 的平衡影响更大 (15) 30% 7 24 (16) CO2+2e- +2H+ =HCOOH 3.6 【解析】(1) ΔH3 =ΔH2 ΔH1 (41 49)kJ/mol 90kJ/mol ； (2) · 增大压强，反应 II 平衡不移动，反应 I 平衡正向移动导致二氧化碳浓度增大，从而使反应 II 平衡正向移动，一氧化碳浓度增大，A 错误； · 降低温度，反应 II 的正、逆反应速率均减小，B 错误； · 增大甲醇浓度，使反应 I 逆向移动，二氧化碳浓度增大，反应 II 正向移动，C 正确； · 恒温恒容下通入氦气，对于反应 I 来说各物质浓均不变，平衡不移动，D 错误；故选 C。 (3) 由图可知在相同温度下 CZ(Zr-I)T 催化剂对甲醇的选择性更高，温度为 230oC 时甲醇的产率最高，故合成甲醇的适宜条件选 BC； 在 230°C 以上，升高温度，反应 I 为放热反应，平衡逆向移动，甲醇的产率降低；反应 II 为吸热反应，平衡正向移动，CO2 的平衡转化率增大；升高温度对反应 II 的影响更大，导致 CO2 的平衡转化率增大，甲醇的产率降低； (4) 设反应 I 中二氧化碳转化了 xmol，反应 II 中二氧化碳转化了 ymol，可列出三段式： CO 2 g +3H 2 g CH 3OH g +H 2O 转化量(mol) x 3x x x CO 2 g +H 2 g CO g +H 2O g 转化量(mol) y y y y g CO2 H2 CH 3OH CO H 2O 平衡时(mol) 1 4-3x-y x y x y XI. 增大 一定条件下，少量二氧化碳加入有利于提高碳反应生成甲醇的转化率 XII. 二甲醚 453K 到 533K，主要发生反应 II，反应放热，温度升高，反应 II 逆向移动，二氧化碳的平衡转 75 化率下降 1 4 p2 kPa-2 XIII. ( 3 )b 2CO2+2e-+H2O=HCOO-+ HCO- 0.75 VII. 由表格中原料气各组分含量不同时反应生成甲醇的碳转化率的数据可知：反应温度越高，生成甲醇的碳转化率越高，故答案为：增大； 二氧化碳的体积分数为 4%时生成甲醇的碳转化率最高，二氧化碳的体积分数为 20%生成甲醇的碳转化率较低，不含二氧化碳时生成甲醇的碳转化率最低，因此原料含少量 CO2 有利于提高生成甲醇的碳转化率, CO2 含量过高生成甲烷的碳转化率又降低，故答案为：一定条件下，少量二氧化碳加入有利于提高碳反应生成甲醇的转化率； VIII. ①随着温度的升高，反应工平衡逆向移动，故二甲醚平衡体积分数减小， 对应曲线 X，故此处填：二甲醚； CO2 的平衡转化率与反应 I、Ⅱ有关，且温度升高，两个反应平衡移动方向不一致，在不同温度范围内，两个反 应程度不同，故 CO2 的平衡转化率表现不一致，故此处填：453K 到 533K，主要发生反应 II，反应放热，温度升高，反应 II 逆向移动，二氧化碳的平衡转化率下降；故答案为：二甲醚；453K 到 533K，主要发生反应 II，反应放热，温度升高，反应 II 逆向移动，二氧化碳的平衡转化率下降； ②恒温恒容条件下，压强之比等于其物质的量之比，则达到平衡时气体总物质的量： (5.0+7.0)mol= 5 ， 则平衡时气体总物质的量为 10mol，反应前后气体减少的物质的量= (12-10)mol，气体减少的 6 物质的量是生成甲醇气体物质的量的 2 倍，则生成甲醇的物质的量为 1.0mol，生成 1.0mol 甲醇时，故 n1=1；该反应CO2 (g)+3H2 (g)  CH3OH(g)+H2O(g)中生成n(H2O)=n(CH3OH)=1.0mol ，则有(3-1.0)=2mol 水在反应 CO2 (g)+H2 (g)  CO(g)+H2 O(g)中生成则生成的 n(CO)=2mol，消耗的n(CO2 )=1.0mol+2mol=3mol ，剩余 n(CO )=(5-3)mol=2mol ，则剩余n(H )=7mol-3 1mol-2mol=2mol，则P(CO )= 2mol p=0.2p ， 10mol P(H O)= 3mol p=0.3p ， P(CH OH)= 1mol p=0.1p ， P(H )= 2mol p=0.2p ，反应 I 的平衡常数 10mol 10mol 10mol ( 2 2 )P(CH3OH) P(H2O) 0.1p 0.3p 75 75 Kp = P(CO ) P3 (H ) = 0.2p (0.2P)3 = 4p2 ，故答案为：1； 4 p2 kPa-2； 装置生成 HCOO-和 HCOOH 共计 0.75mol。 14．(1)CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810kJ/mol (2)ACD (3) 16a 13V (4) XIV. CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH- 【解析】(1) CH4 催化还原N2 O4 g 生成CO2 、 N2 和H2O g 的化学方程式为 CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)， ①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867.0kJ•mol-1，NO2(g)= 1 N2O4(g)△H2=-28.5kJ•mol-1，根据盖斯 2 定律① ② 2 计算 CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的△H=-867kJ/mol-(-28.5kJ/mol)×2=-810kJ/mol，即热化学方程式为CH4 g N2O4 g N2 g CO2 g 2H2OgH 810kJ / mol ，故答案为： CH4 g N2O4 g N2 g CO2 g 2H2OgH 810kJ / mol ； (2) (1) 由图可知，CO2 的平衡转化率随温度的升高而降低，则升高温度平衡逆向移动，即H 0 ，温度越高该反应的平衡常数K 越小，所以KM KN ，故 A 正确； (2) 催化剂能加快反应速率，但不改变化学平衡移动方向，不会影响转化率，故 B 错误； (3) 若投料比改为n CO2 ： n H2 1： 4 ，相当增大cH2 ，可使平衡正向移动，提高CO2 的平衡转化率，故 C 正确； (4) 该反应正向是气体体积减小的反应，容器中气体的质量不变，若气体的平均相对分子质量不再改变，则气体的总物质的量不变，说明反应已经平衡，故 D 正确； 故答案为： ACD； (3) 图中250℃时CO2 的平衡转化率为50%，反应三段式 2CO2 + 6H2   C2H4 + 4H2O 起始/mol转化/mol 平衡/mol a 0.5a 0.5a 3a 1.5a 1.5a 0 0.25a 0.25a 0 a a 恒温恒压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，平衡时气体的总体积 学科网（北京）股份有限公司 (4) 其它条件不变时，容器的体积为原来一半，相当增大压强一倍，反应速率加快、达到平衡的时间缩短，图象如图 ； (5) CO2 可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，则CO2 在阴极发生还原反应生成CH4 ，阴极反应式为 CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-，故答案为 CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。 15．(1) +131.3 > XII. AB XIII. 变小 XIV. 8 40 增大容器体积 及时分离出H2 或CO2 【解析】（1） C(s) H2O(g)   CO(g) H2 (g) ΔH1 110.5 241.8=+131.3 kJ mol1 ； Ea正 、Ea逆 分别表示该反应正、逆反应的活化能，该反应为吸热反应， Ea正 ＞ Ea逆 ，则 Ea正 － Ea逆 ＞0； （2） Ⅱ： CO(g) H2O(g)   CO2 (g) H2 (g) A.该反应中气体体积不变，气体总物质的量为定值，且在绝热条件下，结合 PV=nRT 可知，混合气体的压强为变量，当混合气体的压强不变，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A 正确； B.在绝热容器内，容器内温度为变量，当容器内温度不变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，B 正确 C.混合气体的质量为定变量、容器容积不变，则混合气体的密度为定量，当混合气体的密度不变时，不能表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，C 错误； D.混合气体的质量为定量，混合气体的物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量为定量，当混合气体的平均分子质量不变时，不能表明达到平衡状态，D 错误； 故选 AB； （3） 直线 a、b 分别表示k 、k 随温度的变化，随着温度的降低 1 增大，正逆反应速率均减小，则降低相同温度时 正 逆 T lg k逆 减小更快，降低温度平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡常数 K 变小； （4） C(s) H 2O(g)   CO(g) H 2(g) CO(g) H2 O(g)   CO2 (g) H2 (g ① 80 0 0 ， x x x 80 x x x x 80 x 0 x y y y y x-y 80 x-y y x+y ，则有 x-y+80-x-y+y++x+y=100，解得 x=20 kPa，A 点时v正 k正 p(CO) p H2O = v逆 k逆 p CO2 p H2 ， k正 = k逆 ， p(CO) p H 2O =p CO2 p H 2 ，由以上可知，(20-y)·(60-y)=(y)·(20+y)解得 y=12 kPa，平衡时 CO 的分压 ②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有 1.增大容器体积， 2. 及时分离出H2 或CO2 ，促进平衡正向移动。 16．(1) AC ＜ 随着反应进行，压强先变大后变小，说明反应为放热反应，使得开始的温度升高，压强增大 加入催化剂 (16) ＜ 10 (17) 2H2O+2Cl-=H2↑+2OH-+Cl2↑ 9.9 【解析】(1) ①A．容器内气体的质量和物质的量均是变化的量，气体的平均相对分子质量不变，说明反应已达到平衡状态， 答案第 16页，共 26页 A 符合题意； B． CO2 和H2 的投料比等于系数比，故两者的转化率相等，不能说明反应达到平衡状态，B 不符合题意； C． H2 (g) 与C(s) 的物质的量之比随着反应的进行不断变化，当该比例保持不变时，说民反应已达到平衡状态， C 符合题意； D． vH2 =vH2O 时，由于未指明两个速率的反应方向，故不能说明达到平衡状态，D 不符合题意；故选 AC。 ②由图可知，随着反应进行，压强先变大后变小，5min 时达到平衡状态，说明反应为放热反应，使得开始的温 度升高，压强变大，故H ＜0。 ③改变的条件化学反应速率加快，而平衡状态没有移动，说明加入了催化剂。 (2) ①反应Ⅱ为放热反应，生成物的能量低于反应物的能量，则反应Ⅱ的活化能Ea (正)＜ Ea (逆)。 在T1 温度下， 2L 的恒容密闭容器中平衡时 CO2、H2、CH3OH、H2O 的物质的量分别为 3mol-1mol -1mol=1mol、 7mol-3mol-3mol=1mol、1mol、1mol+1.5mol=2.5mol；则T1 温度时反应Ⅰ的平衡常数 ①由图可知，B 中发生的总反应为电解氯化钠溶液的反应，离子方程式为 2H2O+2Cl-=H2↑+2OH-+Cl2↑。 ②10m3 的废气中CO2 和CO总体积为 10×103L×8.96%=896L， CO2 和CO的体积均为 448L，两者的物质的量均为 20mol， CO2 和CO 全部转化成CH3OH ， CO2 ～6e-、CO～4e-，则转移电子的总的物质的量为 200mol；C2H4 生 成 C2H4Cl2，C2H4～2e-，则根据电子守恒可知，生成C2H4Cl2 的物质的量为 100mol，质量为 100mol×99g/mol=9900g=9.9kg。 17．(1) +49.7 kJ∙mol A 吸收 CO2，从而促使 CO 不断转化为 CO2 (16) 主反应 正反应为放热反应，600K 时反应达平衡，升高温度，平衡逆向移动 0.4 【详解】（1）Ⅰ． CH3OH g  CO g 2H2 g ∆H1=+90.8kJ∙mol Ⅱ． COg H2Og  CO2 g H2 g ∆H2=-41.1kJ∙mol ①依据盖斯定律，将反应Ⅰ+Ⅱ得CH3OH g H2O g CO2 g 3H2 g ∆H=+90.8kJ∙mol -41.1kJ∙mol =+49.7 kJ∙mol。 ②该反应的∆S＞0，∆H＞0，则自发进行的条件是高温，故选 A。 ③因为 CO 会损坏燃料电池的交换膜，所以应设法去除 CO，从反应中可以看出，促进平衡右移，可达到目的，所以加入适量轻质多孔的生石灰，可减少 CO，主要原因为吸收 CO2，从而促使 CO 不断转化为 CO2。答案为： +49.7 kJ∙mol；A；吸收 CO2，从而促使 CO 不断转化为 CO2； (12) ①从反应 CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2(g)可以看出，CH4 由 ①从图中可以看出，主反应与副反应中活化能较大的反应是主反应；主反应的∆H＜0，平衡时升高温度，平衡发生逆向移动，所以 600K 后，C2H4 的体积分数减小的主要原因为正反应为放热反应，600K 时反应达平衡，升高温度，平衡逆向移动。 ②一定温度下，在容积为 1L 的恒容密闭容器中充入 2mol CO2(g)和 6mol H2(g)，同时发生了主反应和副反应，达到平衡时 CH2=CH2 的物质的量为 0.5mol，H2 的物质的量为 2.5mol，则 可建立如下三段式： 2CO 2 (g) 6H 2 (g)  CH 2 CH 2 (g) 4H 2O(g) 起始量(mol/L) 2 6 0 0 变化量(mol/L) 1 3 0.5 2 平衡量(mol/L) 0.5 2.5 0.5 2 CO2 (g) H2 (g)  HCOOH(g) 起始量(mol/L) 2 6 0 变化量(mol/L) 0.5 0.5 0.5 平衡量(mol/L) 0.5 2.5 0.5 【点睛】在同一容器中，虽然发生两个可逆反应，但同一种物质的浓度是相同的。 18．(1)第一步 (17) ( 2 5 2 2 7 )C H H O����C H O (3)-84.6 kJ/mol (17) 6.67 若流速过大，乙酸甲酯与催化剂接触时间过短，反应不能充分进行，导致乙酸甲酯的转化率下降 (18) 14 反应 I 为放热反应，温度升高，反应 I 向逆反应方向移动，生成乙醇的量减少 【解析】（1） 决定总反应快慢的步骤为最慢的一步，同一反应中的不同基元反应活化能大，反应速率慢，故第一步为决速步骤； （2） 第二步活化能最小，活化能越小速率越快，反应物分子有效碰撞几率最大，对应的基元反应为 ( 2 5 2 2 7 )C H H O ����C H O ； （3） 根据盖斯定律①-②得CH3CHO g H2 g���� C2 H5OH g ， ( 1 2 )H ΔH ΔH 71kJ mol1 13.6kJ mol1 84.6kJ / mol ； (13) 由图可知，260℃时，乙酸甲酯的转化率为 90%，乙醇的选择性为 70%，则平衡时，生成乙醇的乙酸甲酯的物质的量为2.00mol 90% 70% 1.26mol，由题给方程式可建立如下三段式： ②催化剂可降低该反应的活化能，可采取的可行措施是使用更高效的催化剂。 20．(1)AD (17) (g)+CO2(g)→ (g) ΔH=-61.3kJ/mol (18) ＜ C 0.6 (4)2×10-4 (5)2CO2+12H++12e-=H2C=CH2+4H2O 【解析】(1) 能作为 CO2 捕获剂，说明该物质能与 CO2 反应，NaOH 溶液、饱和Na2CO3 溶液都能与二氧化碳反应，可以作为 CO2 捕获剂；硫酸铵溶液显酸性、CO2 难溶于 CH3COCH3，所以二者不能作为 CO2 捕获剂，故选 AD。 (2) 已知总反应为： (g) CO 2(g) 3H 2(g) HOCH 2CH 2OH(g) CH 3OH(g) H 123.6kJ / mol ， 步骤Ⅰ、 和二氧化碳反应生成 (g) 步骤Ⅱ、 (g) 3H 2(g) HOCH 2CH 2OH(g) CH 3OH(g) H 62.3kJ / mol 按盖斯定律，总反应=步骤Ⅰ+步骤Ⅱ，则步骤Ⅰ的热化学方程式是： (g)+CO2(g)→ (g) ΔH=-123.6kJ/mol-( -62.3kJ/mol)= -61.3kJ/mol。 (3) ①温度升高，反应Ⅰ化学平衡常数逐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH1＜0。 ②A．据图可知温度变化时，催化剂的选择性受到影响，从而影响目标产物的选择性，A 正确、不选； B．两种反应物增加一种物质会提高另一种物质转化率，增大 H2 的浓度平衡正向移动，可以提高 CH3COOCH3 的转化率，B 正确、不选； C．反应Ⅰ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3COOCH3 的转化率应减小，而据图可知 225℃～235℃时，随温度升高 CH3COOCH3 的转化率还在增大，说明此时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，相同时间内 CH3COOCH3 的转化率增大，C 错误、选； 故选 C。 ③在 205℃时CH3COOCH3 起始物质的量为 5mol，转化率为 30%，则Δn(CH3COOCH3)=5mol×30%=1.5mol，据图 可知 205℃时乙醇的选择性为 40%，所以生成的乙醇为 1.5mol×40%=0.6mol。 (4) 根据碳酸钙沉淀的溶度积表达式 Ksp=c(Ca2+)·c( CO2 )，混合溶液中 c( CO2 )= 1 ×5.6×10-5 mol/L=2.8×10-5 mol/L，则 Ksp 3 3 2 2.8 109 ( 3 )生成沉淀所需 Ca2+的最小浓度 c(Ca2+)= cCO2 2.8 105 mol/L=1.0×10-4 mol/L，则原溶液中 Ca2+的最小浓度 c(Ca2+)=1×10-4 mol/L×2=2×10-4 mol/L。 (5) 根据图知，阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成乙烯和水，则阴极反应式为2CO2+12H++12e-=H2C=CH2+4H2O。 21．(1)-31.4 kJ/mol (14) 50% 4 L/mol 1.8 ＞ 因为该反应为放热反应，T2＞T1，平衡逆向移动，气体物质的量增多。且温度更高，所以压强更大 (15) 【解析】(1) 根据图示可知：①HCOOH(g)  CO(g)+H2O(g)△H=+72.6 kJ/mol， ②CO(g)+ 1 2 O2(g)=CO2(g)△H=-283.0 kJ/mol， ③H2(g)+ 1 2 O2(g)=H2O(g)△H=-241.8 kJ/mol 盖斯定律，③-②-①，整理可得 CO2(g)+H2(g)  HCOOH(g)△H=-31.4 kJ/mol； (2) 温度为 T1℃时，在体积为 2 L 的恒容密闭容器中分别充入 1 mol CO2 和 1 mol H2 发生反应： CO2 (g) H2 (g)  HCOOH(g) ，实验测得反应前容器内的总压强为 p0kPa，假设反应消耗的 CO2 的物质的量是 x mol，则根据物质反应转化关系可知平衡时 n(CO2)=n(H2)=(1-x) mol，n(HCOOH)=x mol， n(总)=(1-x)mol+(1-x)mol+x mol=(2-x)mol， 学平衡常数。因为该反应的正反应为放热反应，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，因此温度：T2＞T1，平衡逆向移动，导致气体物质的量增多，使气体的压强增大，且温度更高，所以分子运动速率加快，也会使压强更大，因此 T2℃时平衡压强大于 p0kPa； (3) A．根据图示可知该工艺涉及道光能转化为化学能及化学能转化为电能，故能量转化形式不是只有两种，A 错误； B．根据图示可知该装置使 CO2 转化为异丙醇 CH3CH(OH)CH3，实现了物质的充分利用，降低了空气中 CO2 的浓度，因此该工艺有利于实现碳中和、环境保护，B 正确； C．根据图示可知 A 电极上 CO2 得到电子转化为异丙醇 CH3CH(OH)CH3，同时还有 H+得到电子变为 H2，发生还原反应，则 A 电极为正极，有 C、H 两种元素的原子在 A 极得到电子被还原，C 错误； D．使用催化剂可以降低反应的活化能，因而可以加快反应速率，提高单位时间内反应物的转化率，D 正确；故合理选项是 AC； (4) 在 A 电极上 CO2 得到电子变为异丙醇 CH3CH(OH)CH3，反应方程式为： 22．(1) ＜ CH4 (g) CO2 (g)  2CO(g) 2H2 (g) 是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，CH4 的 平衡转化率减小 ＞ 0.04 逆反应 (2)20% ( 3 )(3) 正 CO 2+4e-= C+3O2- 不变 【解析】(1) ① CH4 (g) CO2 (g)  2CO(g) 2H2 (g) 是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，CH4 的平衡转化率减小，由图可知p1 ＜ p2 ； ②由图可知，B 点甲烷的转化率小于该条件下的平衡转化率，说明反应还在正向进行，v 正＞v 逆； ③根据题意列出“三段式” CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g 起始mol/L 0.1 0.1 0 0 转化mol/L 0.05 0.05 0.1 0.1 平衡mol/L 0.05 0.05 0.1 0.1 根据题意列出“三段式” CH4 (g) H2O(g) 3H2 (g) CO(g) ( 正 )起始mol转化mol平衡mol 1 1 0 0 x x 3x x 1 x 1 x 3x x ( 3 )①由图可知该装置为电解池，Ni 电极上 CO 2→C，C 的化合价降低、发生了得电子的还原反应，则 Ni 电极为阴 极，Ni-YSZ 电极为阳极，阳极上 CH4 失电子生成 H2 和 CO2，电解池的阳极与电源正极 X 相接、阴极与电源的负极 Y 相接，a 为电源的正极； ( 3 ) ( 4 2 2 4 2 )③该装置为电解池，Ni 电极上 CO 2→C，C 的化合价降低、发生了得电子的还原反应，则 Ni 电极为阴极，Ni-YSZ电极为阳极，阳极上 CH 失电子生成 H 和 CO ，总反应为 CH 电解 C+2H ，则电解一段时间后熔融盐中 O2-的物 学科网（北京）股份有限公司 质的量不变。 ( 2 )23．(1) 2NH3 g CO2 g CONH2 s H2Og ΔH=-43.0kJ/mol (2) 5.00104 mol L1 min1 30% 【详解】（1）已知：① 2NH3 g CO2 g NH2CO2 NH4 s ΔH1=-159.5kJ/mol ( 2 )② NH2CO2 NH4 s CONH2 s H2Og ΔH2 =+116.5kJ/mol 根据盖斯定律，将①+②得到氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的热化学反应方程式为 ( 2 )2NH3 g CO2 g CONH2 s H2Og ΔH=ΔH1 +ΔH2 =-43.0kJ/mol； XV. ①根据表中数据可知，60min 时，上述反应的平均反应速率 0.10 0.04 mol v CO2 2L = 5.00104 mol L1 min1； 60min ②平衡时CO2 的物质的量减少 0.10mol-0.04mol=0.06mol，根据反应 根据三段式有： 2NH3(g)+ CO2 (g) H2O(g)+CO(NH2)2(l) 初始量(mol) 3 1 0 转化量(mol) 1 0.5 0.5 平衡量(mol) 2 0.5 0.5 ( 2 )反应式为CO NH 2 6e 8OH N CO 2 6H O ； ( 2 3 2 )若两极共收集到气体 22.4L(标准状况)，产生的气体分别为氮气和氢气，根据电子转移数目可知产生气体的物质 的量之比为 1：3,则两极共收集到气体 22.4L(标准状况)时，产生氮气 0.25mol，则消耗的尿素的物质的量为 0.25mol，质量为 0.25mol 60g/mol=15g。 $$