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·山东潍坊·二模）深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，汽车尾气净化装置中CO和NO发生如下反应： ⅰ．  ， ⅱ．  ， ⅲ．  ， 回答下列问题： (1)上述反应的的线性关系如图所示。 （填“>”或“<”）0，反应的 （用、表示）。 (2)一定温度下，在1L密闭容器中充入2mol CO、2mol NO和1mol ，初始总压强为。反应的，，、分别为正、逆反应速率常数。充分反应达平衡时压强为（该温度下忽略反应ⅲ），的物质的量为1.25mol，则 。 (3)CO和NO发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在时NO的转化率与的变化曲线及时NO的转化率与T的变化曲线如图所示。将2mol 和2mol 充入1L恒容密闭容器，初始总压强为100kPa，发生上述反应。 ①表示时NO的转化率与T的变化曲线为 曲线（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），A点后NO的平衡转化率增大的原因是 。 ②已知：反应iii的平衡常数。条件下反应达平衡时，，则平衡时的物质的量 mol，反应ii的压强平衡常数 （保留两位有效数字）。 2．（2024·安徽·三模）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题： (1)已知下列反应的热化学方程式： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： ①反应Ⅲ的 。 ②反应Ⅱ自发的条件是 (填“低温”“高温”或“任何温度”)。 ③和三种分子的键角大小顺序为 。 (2)投料比，并用稀释：在，不同温度条件下反应相同时间后，测得和体积分数如下表： 温度/℃ 950 1000 1050 1100 1150 的体积分数/% 0.5 1.5 3.6 5.5 8.5 的体积分数/% 0.0 0.0 0.1 0.4 1.8 ①下列说法一定正确的是 (填标号)。 A．其他条件不变时，用替代对实验结果几乎无影响 B．恒温恒压下，增加的体积分数，的浓度升高 C．由实验数据推出中键弱于中的键 D．由实验数据推出，温度越高，的平衡转化率越高 ②在，下，保持通入的体积分数不变，提高投料比的转化率不变，原因是 。 ③已知反应过程中存在副反应。研究发现，温度高于时继续升温，的转化率不会增大反而会降低的可能原因是 。 (3)在反应条件下，将的混合气进行反应Ⅲ，达到平衡时，分压与的分压相同。则反应Ⅲ的标准压强平衡常数 。(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)。 3．（2024·江苏南通·二模）用过二硫酸铵溶液作浸取剂可以提取黄铜矿(主要成分为)中的铜。 已知：i．、均能导电； ii．；； (1)的晶胞如图1所示。 ①图1为晶胞，则每个晶胞中含有的Fe原子个数为 。 ②图2所示结构单元不能作为晶胞的原因是 。 (2)用溶液作浸取剂浸取的原理示意如图3所示。                                       图3 ①一段时间后，与反应的离子方程式为 。 ②浸取初期，随着浸取时间延长，的浸出速率迅速提高，其可能的原因是 。 (3)在足量溶液中添加少量溶液作为浸取剂与作用，一段时间结果如下： 添加 未加 Cu元素的浸出率 98.02% 30.90% 过程中产物形态 ①添加Ag⁺可以显著提高Cu元素的浸出率的原因： 。 ②进一步研究发现添加的少量可以循环参与反应。“再生”的离子方程式为： 。 (4)进一步从浸出液中提取铜并使再生的流程示意图如图4所示。                              图4 ①滤液A中加草酸的反应为，该反应化学平衡常数为 。 ②电解滤液B而不电解滤液A的原因是 。 4．（2024·河北保定·三模）随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭，同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发展的目标下，作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为CO和)，兼具环境效益和经济效益。 (1)已知：、CO和的燃烧热(ΔH)分别为、和。写出甲烷干重整反应的热化学方程式： 。 (2)甲烷干重整过程中可能存在反应： R1：(主反应) R2： R3： R4： R5： 各反应的(K为各反应的平衡常数)与温度的关系如图所示。 由图可知，为提高主反应的转化率应 (填“升高温度”或“降低温度”)，简述判断的理由： 。 (3)在、进料配比、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中甲烷的转化率、的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。 ①甲烷干重整的最佳温度为 ℃。 ②在最佳温度、p条件下，向某2L的恒容密闭容器中加入2mol 和2mol ，设只发生R1、R2两个反应。达平衡后，测得容器中CO的浓度为1.4，的转化率为90%，则此时R1反应的压强平衡常数 (保留两位有效数字，压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算，平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。 (4)恒容绝热条件下仅发生主反应时，下列情况能说明该反应达到平衡状态的有___________(填标号)。 A．和的转化率相等 B． C．的体积分数保持不变 D．体系的温度不再变化 (5)合成气可以用于生成甲醇，在容积为2L的恒容密闭容器中加入2mol 和1mol CO，发生反应(未配平)，各组分的物质的量随时间的变化如图所示。 0～5min内 ；15min时改变的条件不可能是 (填标号)。 A．充入                B．充入CO                C．通入惰性气体 5．（2024·河北沧州·二模）二甲醚(DME)作为一种新兴的基本有机化工原料，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途，其制备方法有CO氢化法、氢化法、电化法等。回答下列问题： (1)CO氢化法所涉及的反应如下： 反应i．  ； 反应ii．  ； 反应iii．  。 ①反应iv。   ，利于该反应正向进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。 ②将和充入密闭容器中仅发生反应iv，平衡体系中的物质的量分数与压强和温度的关系如图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是 (填字母)。 A．，        B．， C．，        D．， (2)在某温度及压强为pMPa条件下，在密闭容器中按物质的量之比1：2充入、，发生反应，平衡时的转化率为50%。 ①达平衡时， MPa。 ②该温度下，平衡常数 MPa－4(以平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 (3)氢化法反应原理为反应v。  。在一定压强、和的起始投料一定的条件下，发生反应iii、反应v，实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。 ①的选择性，其中表示平衡时的选择性的是曲线 (填“x”或“y”)。 ②温度高于300℃时，曲线y随温度升高而升高的原因是 。 ③为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择的反应条件为 (填字母)。 a．低温、低压    b．高温、高压    c．高温、低压    d．低温、高压 (4)电化法工作原理如图所示：阴极电极反应式为 ，电解过程中右池溶液的质量 (填“增大”“减少”或“不变”)。 6．（2024·湖北·二模）硫及其化合物在生产、生活中有广泛应用。 Ⅰ.羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防治某些害虫和真菌的危害。以FeOOH固体作催化剂，分别与CO、反应制备COS的反应如下： ； (1)COS的电子式为 。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1mol CO，1mol 、2mol 气体，加入适量的FeOOH，发生上述反应。下列叙述正确的是___________(填字母)。 A．气体总压强不变时达到平衡状态 B．平衡时混合气体中COS体积分数最大值为50% C．达到平衡时再充入，的平衡转化率增大 D．其他条件相同，使用纳米FeOOH比微米的反应速率大 Ⅱ.利用和反应制备。 已知：分以下两步进行： (a)         (b)     (3)一定温度下，保持总压强为100kPa，向反应器中充入和Ar，发生反应a，测得平衡转化率与温度、投料比[]的关系如图1所示。 其他条件相同，投料比增大，平衡转化率增大的原因是 。温度下，该反应的平衡常数 kPa(结果保留2位小数)。 提示：用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数，分压等于总压×物质的量分数。 (4)投料体积比，并用稀释。常压下，不同温度下反应相同时间后，测得和体积分数如图2所示。 ①能自发进行的条件是 (填字母)。 A．较低温度                B．较高温度                C．任何温度 ②在950℃，常压下，保持通入的体积分数不变，提高投料比，的转化率不变，其原因是 。 ③其他条件不变，在950～1150℃范围内，(g)的体积分数随温度变化趋势符合图像 (填字母)，请说明理由： 。 A．                B． C．            D． 7．（2024·山东泰安·二模）化学研究为节能减排、资源回收等提供了有力的支持。回答下列问题 (1)借助光将转化为的催化机理如图所示。 已知相关键能数据：H—H 436 、O—H 464 、C—H 414 、 803 。转化为过程总反应的热化学方程式是 ；该反应在 （填“高温”、“低温”或“任意温度”）下能自发进行。 (2)保持压强为5MPa，向密闭容器中按投入一定量和，发生如下反应： 反应a： 反应b： 在传统的催化固定反应床（CFBR）、分子筛膜催化反应器（CMR，原理如图）不同反应模式下，的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表1所示。已知：选择性。 反应模式 温度/℃ 转化率/% 选择性/% CFBR 230 20.0 70.0 CMR 260 36.1 100 ①CMR模式下，的转化率明显较高，结合题目信息分析可能的原因 ； ②压力平衡常数是指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压的物质的量分数。根据表中数据计算CFBR模式下，温度为230℃时，反应b的值为 （写数值表达式，无需计算结果）。 (3)和的混合气体在反应器中发生如下反应： 反应①： 反应②： 总反应： 投料按体积之比，并用氮气稀释；甲烷和硫化氢的混合气体以一定流速通过石英管；常压、不同温度下反应相同时间后，测得体积分数如下表： 温度/℃ 950 1000 1050 1150 0.5 1.5 3.6 8.5 0.0 0.0 0.1 1.8 在1000℃、常压下，保持通入体积分数不变，提高投料比，的转化率不变，其原因是 。实验测定，在950～1150℃范围内（其他条件不变），的体积分数随温度升高先增大而后减小，其原因可能是 。 8．（2024·黑龙江·模拟预测）甲烷干重整(DRM)以温室气体和为原料在催化条件下生成合成气CO和。体系中发生的反应有 ⅰ. ⅱ. ⅲ. ⅳ. (1) 。 (2) (填“高温”或“低温”)有利于反应ⅰ自发进行。 (3)起始投入和各1 kmol，DRM反应过程中所有物质在100 kPa下的热力学平衡数据如图1所示。 ①950℃时，向反应器中充入作为稀释气，的平衡转化率 (填“升高”、“不变”或“降低”)，理由是 。 ②625℃时，起始投入、、、CO、各0.5 kmol，此时反应ⅱ的 (填“>”、“=”或“<”)。 ③625℃时，反应体系经过t min达到平衡状态，测得甲烷的平衡转化率为α。0～t min生成CO的平均速率为 ；用物质的量分数表示反应i的平衡常数 (用含α的表达式表示，列计算式即可)。 (4)在Ni基催化剂表面氢助解离有两种可能路径，图2为不同解离路径的能量变化，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。写出最有可能发生的“氢助解离”路径的决速步反应方程式 。 (5)对催化剂载体改性，使其形成氧空位，可减少积碳。取干燥在Ar气条件下加热，热重分析显示样品一直处于质量损失状态；X射线衍射分析结果表明随着温度升高，该晶胞边长变长，但铈离子空间排列没有发生变化。 ①加热过程中，被还原为。写出该反应化学方程式 。 ②加热后，当失重率(损失的质量/总质量)为2.01%时，每个晶胞拥有的的个数为 。 9．（2024·四川雅安·三模）肼（）是一种应用广泛的化工原料，具有强还原性，可用于镜面镀银，在塑料和玻璃上镀金属膜。还可以用作制药原料，如合成氨基脲、异烟肼、呋喃西林，并用作喷气式发动机燃料、火箭燃料、显影剂、抗氧剂等。已知相关物质的键能数据如下表： 化学键 键能（） 436 391 946 190 回答下列问题： (1)一定温度下，利用催化剂可以将分解为和，则反应的 。 (2)向1L恒容密闭容器中加入肼，在353K、Pt催化下发生反应。测得容器中随时间的变化情况如图所示： ①下列能表明该反应达到平衡状态的是 （填字母序号）。 a．相同时间内，断裂键的同时，生成键 b．与的物质的量之比不再随时间而变化 c．容器内混合气体的压强不再变化 d．容器内混合气体的密度不再变化 ②0~4min内用表示的平均反应速率为 ，该温度下反应的 。 (3)已知液态肼（）为二元弱碱：，，其在水中的电离方程式与氨气相似。 ①请写出的计算表达式 。 ②溶液显酸性原因（用离子方程式表示） 。 ③请判断盐酸肼水溶液中离子浓度的大小关系（填“<”或“>”或“=”）： a、     b、 (4)肼加热催化分解的机理如下图所示。 下列说法正确的是________。 A．肼分解过程中没有氮氮键的断裂 B．氢气仅在第⑤步反应中生成 C．肼分解最先断裂的是键 D．改进催化剂，可以提高肼分解的转化率 10．（2024·黑龙江·模拟预测）从衣食住行到探索浩瀚宇宙，都有氮及其化合物的参与，但同时有毒含氮化合物的排放，也对环境产生污染。如何实现环境保护与资源利用的和谐统一，已成为我们的重要研究课题。回答下列问题： (1)在25℃，101 kPa时，利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下： ⅰ．   ⅱ．   ⅲ．   根据信息，写出NO(g)与NH3(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式： ；该反应自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。 (2)活性炭还原法是消除氮氧化物污染的有效方法。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C，通入NO使其浓度达到0.1 mol/L，不同温度下，测得反应2小时NO去除率如图所示： ①据图分析，温度在500℃以内，三种情况下反应的活化能最小的是 (填“C”“ CaO/C”或“La2O3/C”)，该情况下，A点 (填“是”或“不是”)平衡点。 ②400℃时，CaO/C催化下反应速率v(NO)= mol/(L·h)。 (3)臭氧脱硝存在如下两个反应： a．； b．。 T℃时，将2 mol NO2和1 mol O3混合气体充入一个1 L恒容密闭容器中发生上述反应，测得NO2的物质的量浓度随时间变化关系如下表： t/h 0 2 4 6 8 10 12 c(NO2)/(mol/L) 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40 若起始压强为p0，T℃下反应达到平衡时，N2O4的分压与N2O5的分压相等，则O3的体积分数＝ (保留两位有效数字)，反应b平衡常数Kp= (用含p0式子表示，Kp为用平衡分压表示的平衡常数，即用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 (4)工业上还可以利用原电池原理处理氮氧化合物，工作原理如图所示，则正极的电极反应式为 。 11．（2024·贵州毕节·三模）工业合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，是化学对社会发展的巨大贡献之一。在催化剂作用下发生 ，回答下列问题： 化学键 键能（kJ/mol） 946 436 391 (1)依据键能信息， 。 (2)其他条件不变，下列能加快反应速率，并提高的平衡转化率的是__________（填字母）。 A．固定体系体积，加大投料量 B．升高反应体系的温度 C．降低平衡体系的压强 D．改用效果更好的催化剂 (3)恒温恒容条件下，下列能说明该反应已达到平衡状态的是____（填字母） A．气体的密度保持不变 B．、、的物质的量之比为 C．气体的平均摩尔质量保持不变 D．消耗，同时消耗 (4)在恒容密闭容器中，初始时氮气和氢气的体积比是1：3，300℃、500℃条件下平衡时氨的体积分数随压强（）的变化示意图，以及10MPa、30MPa条件下平衡时氨的体积分数随温度（）的变化示意图如下。 ①300℃下条件平衡时氨的体积分数随压强的变化曲为 （填“a”“b”“c”或“d”）。 ②M、N、Q三点对应的平衡常数分别为、、，三平衡常数的大小关系为 。 (5)400℃、条件下，初始时氮气和氢气的体积比是，平衡时氨气的体积分数为60%，则该条件下反应的压强平衡常数 。 (6)利用质子传导固态电池合成氨示意图如下，生成氨气的电极反应式为 。 (7)用于制氨水和铵盐。常温下，将浓度均为氨水和溶液等体积混合，混合溶液显 （填“酸性”“碱性”或“中性”），混合溶液 。已知：常温下 12．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）2023年杭州亚运会主火炬创新使用了绿色“零碳甲醇”作为燃料，这不仅在亚运史上是第一次，在全球大型体育赛事上也是首次实现了废碳的再生利用。“零碳甲醇”是符合“碳中和”属性的绿色能源。 Ⅰ．直接法制甲醇 我国科研团队研究发现使用双金属氧化物可形成氧空位，具有催化氧化性能，实现加氢制甲醇。该反应机理如图所示。 (1)下列说法中正确的是___________。 A．增大催化剂的比表面积有利于提高平衡转化率 B．催化剂表面甲醇及时脱附有利于提高反应速率 C．在恒温恒容密闭容器中，通入惰性气体以增加体系压强，有利于提高甲醇的产率 D．若断开键同时断开键，则说明反应达到平衡状态 (2)向恒温恒压密闭容器中充入和发生上述反应(反应Ⅰ)的逆过程，达到平衡时，的转化率为，用摩尔分数表示反应Ⅰ的平衡常数 。(用分数表示，物质i的摩尔分数) Ⅱ．间接法制甲醇 和通过逆水煤气反应，先合成和再合成甲醇。 反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   (3)反应Ⅱ的速率，其中和分别为正、逆反应速率常数。升高温度时 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)在某催化剂下，反应Ⅲ的反应历程如图所示(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)。已知V中有一种吸附在催化剂表面的物质，V可表示为 。 (5)保持压强为，向密闭容器中加入和，在恒温下只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ。10s后反应达到平衡，此时容器内的物质的量为为。则分压的变化量为 (保留三位有效数字)。 (6)甲醇便于运输，是一种具有前景的液体燃料，利用手持技术，通过测定甲醇、乙醇、正丙醇等三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线，根据曲线下降的幅度和速率的快慢，可以比较它们之间的分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是 ，理由是 。 13．（2024·山东潍坊·二模）当前能源资源短缺，甲醇合成制备与应用是国际研究的热点。 Ⅰ.某温度下，利用生产甲醇主要涉及以下反应。 反应1.；； 反应2.；； 回答下列问题： (1)升高温度时，的值将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)阿伦尼乌斯公式为(其中k为速率常数，A和R为常数，Ea为反应的活化能，e为自然对数的底，T为温度)，反应Ⅰ的速率方程为，， ①增大体系的压强， (填“增大”“减小”或“不变”)； ②在催化剂作用下，将1mol 和2mol 的混合气体通入1L密闭容器发生反应1、2。当反应达到平衡状态时，的转化率是60%，此时和的平均相对分子质量是23，若反应1的，平衡时反应速率 。 (3)将1mol (g)和3mol (g)充入密闭容器发生反应Ⅰ和Ⅱ，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、(g)的选择性[]和CO的选择性[]随压强变化曲线如图所示。图中表示的平衡转化率的曲线是(填“m”“n”或“p”) ，A点时的转化率为 。 (4)在恒压密闭容器中充入6mol 、2mol ，分别在1MPa和10Mpa下反应。分析温度对平衡体系中、CO、的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1，CO和的物质的量分数与温度变化关系如图： ①表示10MPa时CO的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 (填标号)。 ②200～400℃，b、d曲线基本重合的原因 。 Ⅱ.甲醇应用：利用甲醇分解制备烯烃，涉及反应如下： (5)某温度下，总压P条件下，平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化如图所示： 已知在1100K时，，此条件下的 。 14．（2024·湖南·模拟预测）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ．利用制备甲醇 (1)利用铟氧化物催化制取甲醇：。将固定比例的混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管，选择性、转化率随气体流速变化曲线如图示。 制取甲醇时，同时发生反应，气体流速分别为和，相同时间内生成的质量，前者 后者（填“大于”“小于”或“等于”）。保持气体流速不变，反应管内温度从升高到，测得出口处和的物质的量均减小，可能的原因是 ； (2)催化加氢制甲醇过程中的主要反应有： 反应i： 反应ii： 反应iii： ①反应iii的 ，反应iii 正向自发进行（填标号）； A．任何温度下都能    B．任何温度下都不能    C．高温下能    D．低温下能 ②已知反应i的速率方程为均为速率常数且只与温度有关，x为物质的量分数。则反应i用物质的量分数表示的平衡常数 （用表示）； ③反应iii在下，将按一定比例投料，恒压下平衡状态时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。曲线c代表的物质为 （填化学式）。温度为时，反应ii的平衡常数 （结果用分数表示）； Ⅱ．萨巴蒂尔反应合成甲烷 (3)空间站必须给航天员提供基本的生存条件，涉及氧气供给、二氧化碳清除、水处理等．电解水技术除用于供氧外，生成的氢气通过萨巴蒂尔反应，实现了二氧化碳的清除，同时将氢气转化为更安全的甲烷，反应原理为。在恒容密闭容器中加入等物质的量的和，分压均为，一定温度下发生萨巴蒂尔反应，随着反应的进行，的物质的量分数 （填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”）．某时刻测得的分压为，若的反应速率，则同时刻 （保留2位小数）。 15．（2024·陕西咸阳·三模）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，乙烯作为现代有机合成的重要原料，研究其合成方法受到科学家的青睐。请回答下列问题： (1)乙烷裂解法：298K时，乙烷的裂解反应历程如图1，可能发生反应的平衡常数的对数值()与温度的倒数()的关系如图2。 ①图1反应的决速步骤是 (填“反应a”或“反应b”)，写出乙烷裂解制乙烯的热化学方程式 。 ②工业上一般选择温度在1000K左右，可能的原因是 。 (2)催化加氢法：反应原理为  kJ⋅mol。向2 L的恒容密闭容器中加入1 mol 和3 mol ，在催化剂作用下发生反应，测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图3。 ①图中曲线代表乙烯的物质的量随温度的变化关系的是 (填字母)，理由是 。 ②℃时，化学平衡常数 ，的平衡转化率为 %。 (3)柴油裂解法：实验测得柴油裂解得到乙烯和丙烯的收率与温度、柴油在裂解设备内的停留时间的关系如图4。工业上应选择的温度和停留时间分别为 K和 s。 16．（2024·山东菏泽·一模）甲醇()既是重要的化工原料，又是一种清洁燃料。利用CO和加氢均可合成，主要反应如下： Ⅰ．  kJ⋅mol Ⅱ．  ； Ⅲ．   kJ⋅mol 回答下列问题： (1) kJ⋅mol。 (2)光催化加氢合成的反应历程如图1所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。 ①由该图分析，脱附过程 (填“吸收”“放出”)能量。 ②最大能垒步骤的化学方程式为 。 ③在一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中加入1 mol 和3 mol 仅发生反应Ⅰ，不能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．容器内压强不再变化    b．容器内密度不再变化 c．的浓度保持不变    d． (3)在密闭容器中加入一定量的和在催化剂的作用下仅发生反应Ⅰ，保持相同反应时间，在不同温度下，产率如图2所示。 ①产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度对速率的影响起主要因素或 ②425℃之后，产率快速降低的主要原因可能是反应达到平衡，温度升高反应逆向进行或 。 (4)℃时，将CO和以物料比充入某恒容刚性密闭容器中在催化剂的作用下仅发生反应Ⅲ，用压强传感器测出体系压强随时间的变化如表所示： t/min 0 30 60 90 120 150 180 P/kPa 100 88 78 70 63 60 60 ①0~30min内，用的分压变化表示上述反应的平均反应速率为 kPa⋅min()。 ②T₁℃时，反应的平衡常数 kPa(为用平衡时各气体分压代替气体的浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。保留2位有效数字)。 17．（2024·河北邯郸·模拟预测）我国科学家开发出了高效催化剂ZnZrOx，实现CO2催化还原合成乙烯和丙烯，反应原理如下：    Ⅰ.  ； Ⅱ.  。 回答下列问题： (1)在周期表中，和相邻，二者中第二电离能与第一电离能之差较大的是 （填“”或“”）。 (2)已知几种可燃物的燃烧热如下： 物质 燃烧热 -285.8 -1411.0 -2058.0   。则 。 (3)在密闭容器中充入适量CO2和H2，发生上述反应。CO2的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。代表CO2平衡转化率与投料比关系的曲线是 （填“①”或“②”），判断的依据是 。 (4)向恒容密闭容器中充入1 CO2和5H2，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得单位时间内CO2的转化率与催化剂Cat1，Cat2及温度的关系如图所示。 ①其他条件相同，催化效率较高的是 （填“Cat1”或“Cat2”）；b点 （填“达到”或“未达到”）平衡状态，判断依据是 。 ②Cat1作用下，温度高于400℃时，b→c过程中CO2转化率降低，可能的原因是 。 ③400℃时，CO2转化率为75%，此时容器中H2O的物质的量为 。 (5)T℃时，在1L恒容密闭容器中充入1.0CO2和2.5H2，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时CO2转化率为50%，乙烯的选择性为50%，在该条件下反应Ⅰ的平衡常数 。提示：乙烯的选择性。 18．（2024·山东日照·二模）常用作有机合成与生物化学中间体，可由脱氢制得，体系中同时发生如下反应： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     回答下列问题： (1)在T℃，恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ。初始通入0.2mol 和1mol H2，达平衡时，体系向环境放热a kJ；若初始加入0.8mol (g)，达平衡时，体系向环境吸热b kJ。则 (用含“a” “b”的代数式表示)。 (2)一定温度下，向恒压密闭容器中通入1mol (g)，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得的平衡转化率为，。 ①平衡体系中的物质的量为 mol(用含的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数 (为用各物质的量分数代替浓度表示的平衡常数)。 ②平衡后，保持其他条件不变，再向该容器中通入1mol He，再次达到平衡，的值将(填“增大”“减小”或“不变”) 。 (3)恒容密闭容器中通入(g)，不同压强和温度下的平衡转化率如图所示。 ①压强大小：P(M) P(Q)(填“>”“<”或“=”)。 ②N点的平衡转化率比M点高，原因可能是 。 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)0.15 (3) Ⅰ 温度高于时，随温度升高，反应iii正向反应程度变大，促进了反应ⅰ正向进行 0.8 0.67 【详解】（1）图像显示温度升高，pKp3减小，即温度升高Kp3增大，所以升温反应iii正向移动，故＞0；根据盖斯定律，反应iii-2×反应ii得反应，所以其K=； （2）该温度下忽略反应ⅲ，反应ⅱ．左右两边气体化学计量数之和相等，充分反应达平衡时压强为，所以平衡时n总=，即反应ⅰ．的发生使得容器内气体物质的量减少(5-4.5)mol=0.5mol，由于反应ⅰ左边的气体化学计量数比右边大1，所以反应ⅰ转化的n(CO)=n(CO2)=n(N2O)=0.5mol，转化的n(NO)=1mol，三段式表示，平衡时v正=v逆，又，，所以，即； （3）①越大，NO转化率越小，所以曲线Ⅱ表示NO的转化率与的变化曲线，即曲线Ⅰ表示时NO的转化率与T的变化曲线；A点对应的温度为T6，A点后NO的平衡转化率增大的原因是反应iii为吸热反应，温度高于时，随温度升高，反应iii正向反应程度变大，引起N2O消耗，而N2O为反应ⅰ的生成物，所以反应iii正向反应程度变大后促进了反应ⅰ正向进行，从而使NO的平衡转化率增大； ②由图像可知，、温度为T2时，NO的平衡转化率为60%，即NO的转化的物质的量为2×60%=1.2mol，三段式表示、、，反应iii的平衡常数，解得x=0.2mol，则平衡时的物质的量(0.6+0.2)mol=0.8mol，反应ii的压强平衡常数。 2．(1) 高温 (2) AC 在只发生反应Ⅰ，不参与反应，相同分压经历相同时间，转化率相同 甲烷裂解产生的C覆盖在催化剂表面，使得催化剂的活性降低 (3)1.28 【详解】（1）①根据盖斯定律，；②反应自发需，则在高温条件下自发进行；③中C为杂化，中C和中S均为杂化，无孤对电子，有两个孤电子对，故键角； （2）①A项，为稀有气体，不参与反应(与氮气相同，作为稀释气体)，A正确；B项，恒温恒压下，增加的体积分数，体积增大，的浓度降低；B错误；C项，由实验数据可知之前，产物中不含，说明只有分解，未参与反应，推知中的键更稳定，C正确；D项，实验数据是在不同温度下反应相同时间，不确定反应是否平衡，故D错误。答案选AC；②在只发生反应Ⅰ，不参与反应，相同分压经历相同时间，转化率相同。③甲烷裂解产生的碳覆盖在催化剂表面，使催化剂的活性降低； （3）设，列三段式，到达平衡时，分压与的分压相同即有，求解，平衡后气体的总物质的量为，则。 3．(1) 4 图2所示结构单元不能采用“无隙并置”在晶体中重复出现 (2) 作催化剂加快浸出速率的影响大于减小减缓浸出速率的影响 (3) 反应生成的夹杂在致密不导电硫层中，能导电，使的浸出反应得以继续进行 (4) 26.25 电解滤液B中不存在，消耗电能更少，得到的更纯净 【详解】（1）①图1为晶胞，则每个晶胞中含有的Fe原子个数为。 ②晶体是由晶胞无缝并置而成的，图2所示结构单元不能作为晶胞的原因是图2所示结构单元不能采用“无隙并置”在晶体中重复出现。 （2）①具有氧化性，可以氧化生成、S，一段时间后，与反应的离子方程式为。 ②随着浸泡时间延长，生成的Fe2+增多，铜离子的浸出速率迅速提高，故其可能的原因是作催化剂加快浸出速率的影响大于减小减缓浸出速率的影响. （3）①添加Ag+发生反应CuFeS2+4Ag+=2Ag2S+Cu2++Fe2+，所以反应生成的夹杂在致密不导电硫层中，能导电，使的浸出反应得以继续进行。 ②Ag+“再生”的离子方程式为：。 （4）①滤液A中加草酸的反应为，该反应化学平衡常数为==。 ②从能源及物质利用的角度，电解滤液B而不直接电解滤液A的优点：直接电解滤液B可以避免电解时发生反应Fe2+ -e-=Fe3+消耗电能，得到更为纯净的(NH4)2S2O8，同时获得铁红，故原因为电解滤液B中不存在，消耗电能更少，得到的更纯净。 4．(1)  (或其他合理答案) (2) 升高温度 温度升高，R4、R5反应的平衡常数减小，平衡逆向移动，R1、R2、R3反应的平衡常数增大，但R1反应的与温度关系曲线的斜率大于R2和R3的，所以升高温度有利于提高主反应的转化率 (3) 900(答到900℃～1000℃中任意温度均可) (4)CD (5) 0.04 AC 【详解】（1）根据题干信息，甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为CO和)，该反应方程式为，由、CO和的燃烧热(ΔH)分别为、和，写出热化学方程式为① ，②，③，根据盖斯定律，得到，故该反应的=； 故答案为：； （2）从图中看出，随温度升高，主反应R1及R2、R3反应的都增大，平衡常数增大，平衡都正向移动，R4、R5反应的都减小，平衡常数减小，平衡逆向移动，但温度升高主反应R1的与温度关系曲线的斜率，即正向反应程度大，转化率高，故升高温度，有利于提高主反应的转化率； 故答案为：升高温度；温度升高，R4、R5反应的平衡常数减小，平衡逆向移动，R1、R2、R3反应的平衡常数增大，但R1反应的与温度关系曲线的斜率大于R2和R3的，所以升高温度有利于提高主反应的转化率； （3）从图中可看出，随温度升高，甲烷干重整过程中甲烷的转化率增大、的转化率增大和积碳率减小，温度升高到900℃后的转化率与的转化率几乎相等，且达到97%以上，900℃后积碳率很低，说明几乎只发生甲烷干重整主反应R1，故甲烷干重整的最佳温度为900℃（或任意温度均可）； 设R1反应中的物质的量变化量为xmol，R2反应中的物质的量变化量为ymol，由已知条件可知，平衡时的转化率为90%，CO的浓度为1.4，根据三段式分析，，则，解得，平衡时，物质的量为0.2mol，物质的量为1mol，物质的量为2.8mol，物质的量为1.2mol，物质的量为0.8mol，气体总物质的量为6mol，平衡时气体总压强为，R1反应的 故答案为：900℃（或任意温度均可）；； （4）A．和的转化率相等，不能说明该反应达到平衡状态，A错误； B．，未说明反应速率表示的方向，不能体现，不能说明该反应达到平衡状态，B错误； C．随反应进行的体积分数减小，则的体积分数保持不变，能说明该反应达到平衡状态，C正确； D．该反应为吸热反应，随反应进行，体系的温度降低，温度不再变化，能说明该反应达到平衡状态，D正确； 故答案为：CD； （5）从图中可看出，5min时，的物质的量为0.2mol，则根据可知，消耗的的物质的量为0.4mol，0～5min内； 反应处于平衡状态，15min时，改变条件后，的物质的量逐渐增加，的物质的量在原平衡状态下逐渐减小，说明平衡正移， A．若充入，平衡正移，但总量不是在原平衡基础上逐渐减小，而应是15min时显著增加，平衡正移，逐渐减小，A错误； B．充入CO，平衡正移，的物质的量逐渐减小，的物质的量逐渐增加，B正确； C．通入惰性气体，恒容密闭容器体积不变，总压增大，但各组分分压不变，平衡不移动，C错误； 故15min时改变的条件不可能是AC； 故答案为：0.04；AC。 5．(1) -204.88 低温 BD (2) (3) x 温度高于300℃时，反应iii为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，消耗的量大于反应V平衡逆向移动生成的量 d (4) 减少 【详解】（1）①已知： 反应i．   反应ii．   反应iii．   依据盖斯定律i×2+ii－iii×2得到反应iv：  －204.88，由于正反应是放热的熵变减小的反应，所以依据ΔG＝ΔH－TΔS＜可知利于该反应正向进行的条件是低温。 ②正反应是放热反应，压强相同时升高温度平衡逆向进行，二甲醚的物质的量分数减小，因此。正反应体积减小，温度相同时，增大压强平衡正向进行，二甲醚的物质的量分数增大，因此，答案选BD。 （2）①依据三段式可知（单位/mol） 达平衡时。 ②该温度下，平衡常数 MPa－4。 （3）①升高温度反应iii平衡正向进行，反应v平衡逆向进行，的选择性减小，所以表示平衡时的选择性的是曲线x。 ②由于温度高于300℃时，反应iii为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，消耗的量大于反应V平衡逆向移动生成的量，所以温度高于300℃时，曲线y随温度升高而升高。 ③升高温度反应iii平衡正向进行，反应v平衡逆向进行，其中反应iii反应前后体积不变，反应v体积减小，所以为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择的反应条件为低温、高压，答案选d。 （4）得到电子转化为二甲醚，因此阴极电极反应式为，右侧电极是阳极，水电离出的氢氧根离子放电，产生氧气，同时溶液中氢离子通过阳离子交换膜移向左池，所以电解过程中右池溶液的质量减少。 6．(1) (2)CD (3) 总压不变，增大投料比，Ar增多，可逆反应总压强减小，平衡向右移动 7.69 (4) B 该温度下，不发生反应b，体积分数不变，浓度不变，反应a中分解速率不变，故单位时间内转化率不变 B 从图2看出，低温区，只发生反应a，体积分数增大；高温区体积增大程度大于，说明反应b速率大于反应a，故体积分数减小(即先升后降) 【详解】（1） COS为共价化合物，其电子式：； （2）A．上述反应的气体物质的量保持不变，压强始终不变，A项错误； B．若上述反应完全进行，则COS体积分数为50%，可逆反应中不能完全反应，B项错误； C．平衡后，再充入，平衡向右移动，的平衡转化率增大，C项正确； D．纳米颗粒比微米小，质量相等的催化剂表面积越大，反应速率越大，D项正确； （3）分解反应是气体分子数增大的反应，总压强不变，增大投料比，相当于充入Ar的量增大，则、、总压强减小，平衡向右移动，故平衡转化率增大。T：温度下，投料比为2时，平衡转化率为50%。用守恒法计算：取为1mol，Ar为2mol，平衡时为0.5mol，(g)为0.25mol，为0.5mol，Ar为2mol。总物质的量为3.25mol。，，； （4）①总反应的正反应是吸热反应，熵增反应，故较高温度下能自发进行； ②950℃时，只发生反应a，不反应。体积分数不变，表明浓度不变，增大投料比，同时增大通入量，其他条件不变，浓度不变，反应速率不变，故单位时间内转化率不变； ③低温时，只发生反应a，体积分数增大；较高温度时，同时发生反应a和b，从图像看出，较高温度区，体积分数增速慢，增速快，结合反应式可知，反应b速率大于反应a，即消耗速率大于生成速率，故(g)体积分数减小，即先增，后减，B符合题意。 7．(1) 低温 (2) CMR模式下，只发生反应b，分子筛膜催化反应器能及时分离出水蒸气，使平衡右移，二氧化碳的转化率增大 (3) 1000℃时不参与反应，相同分压的经历相同的时间转化率相同 在低温段，以反应①为主，随温度升高，的体积分数增大；在高温段，随温度升高，反应②消耗的速率大于反应①生成的速率，的体积分数减小 【详解】（1）根据图示，转化为过程总反应为 ；焓变=反应物总键能-生成物总键能，则该反应热化学方程式为；正反应放热，正反应是熵减反应，该反应在低温下能自发进行。 （2）①CMR模式下，只发生反应b，分子筛膜催化反应器能及时分离出水蒸气，使平衡右移，二氧化碳的转化率增大； ②设CO2的投料为1mol、H2的投料为3mol，温度为230℃时，转化率为20%，选择性为70%，则0.06mol参与反应a、0.14mol参与反应b；参与反应的氢气的总物质的量为(0.06×1+0.14×3)=0.48mol，容器中剩余0.8mol、2.52molH2；反应a生成0.06molCO、0.06molH2O；反应b生成0.14mol、0.14molH2O；则总物质的量为0.8+2.52+0.06+0.06+0.14+0.14=3.72mol，温度为230℃时，反应b的=。 （3）在1000℃、常压下，保持通入体积分数不变，提高投料比，的转化率不变，其原因是1000℃时不参与反应，相同分压的经历相同的时间转化率相同。在低温段，以反应①为主，随温度升高，的体积分数增大；在高温段，随温度升高，反应②消耗的速率大于反应①生成的速率，的体积分数减小，在950～1150℃范围内，的体积分数随温度升高先增大而后减小。 8．(1)-172.1 (2)高温 (3) 升高 950℃时，体系中只有反应ⅰ，该反应为体积增大的反应，恒压条件充入氮气，平衡正向移动，转化率升高 < (4) (5) 7 【详解】（1）由盖斯定律可得反应iii-反应i得，所以=+74.9kJ/mol-247kJ/mol=-172.1 kJ/mol； （2）反应i．，、，由，可知高温有利于反应自发进行； （3）①图像1可知，950℃时体系中只有反应ⅰ，该反应为体积增大的反应，反应在100kPa下充入氮气相当于减压，平衡正向移动，CH4转化率升高； ②625℃时，起始投入CH4、CO2、H2、CO、H2O各0.5kmol，此时，由图像1可知，平衡时n(CO)= n(CO2)= n(H2O)<n(H2)，即平衡常数K<1，所以此时Qc>K，平衡正在逆向进行，所以反应ⅱ的v正<v逆； ③由图像1可知，625℃平衡时n(CO)=0.5kmol，所以0～tmin生成CO的平均速率为；由图像1可知，625℃平衡时n(CO)= n(CO2)= n(H2O)= 0.5kmol，由反应的化学计量数可知，反应i和反应iii生成的氢气的物质的量为消耗的甲烷的2倍，反应ii消耗氢气的物质的量与生成的水的物质的量相等，所以平衡时n(H2)=(2a-0.5)kmol=kmol，n(CH4)=(1-a)kmol，即平衡时气体总物质的量为(2a-0.5+1-a+0.5+0.5+0.5)kmol =(2+a)kmol，所以平衡常数Kx=； （4）根据图中的两条路径知，上面路径第一步的活化能太大，所以图中下面的路径最有可能发生“氢助解离”，活化能大的反应速度慢，速率慢的反应为决速步，由图像2可知最有可能发生的“氢助解离”路径的决速步反应方程式为； （5）①加热过程中，Ce4+被还原为Ce3+，生成Ce2O3，根据得失电子守恒以及原子守恒，该反应化学方程式为； ②一个晶胞中Ce4+个数为、O2-在体内，个数为8，即一个晶胞中4个Ce4+、8个O2-，1molCeO2质量为199g，加热后当失重率为2.01%时，损失的质量为氧元素的质量，即199×2.01%=4g，n(O)=0.25mol，因为铈离子空间排列没有发生变化，所以失去O2-的个数为0.25×4=1，每个晶胞拥有的O2-的个数为8-1=7。 9．(1) (2) c (3) > > (4)AC 【详解】（1）反应的反应物总键能-生成物总键能=946+2×436-(4×391+190)=+64kJ/mol； （2）①a．相同时间内，断裂键的同时，生成键，都是指逆反应方向的速率，不能表明该反应达到平衡状态，故a错误； b．达到平衡时各物质的物质的量保持不变，但不一定等于化学计量数之比，与的物质的量之比不再随时间而变化，不能表明该反应达到平衡状态，故b错误； c．建立平衡的过程中气体总物质的量增大，在恒温恒容容器中，容器内混合气体的压强不再变化，能表明该反应达到平衡状态，故c正确； d．建立平衡的过程中气体的总质量不变，该容器为恒容容器，容器内混合气体的密度一直不变，不能表明该反应达到平衡状态，故d错误； 故选c； ②设0~4min内生成N2物质的量为xmol，则消耗N2H4的物质的量为xmol、生成H2物质的量为2xmol，根据图像，4min时=3.0，则=3.0，解得x=0.05，0~4min内用表示的平均反应速率为，平衡时n(N2H4)= 0.05mol、n(N2)= 0.05mol、n(H2)= 0.1mol，体积为1L，该温度下反应的平衡常数； （3）①液态肼()为二元弱碱，其在水中的电离方程式与氨气相似，第一步电离方程式为，的计算表达式； ②为强酸弱碱盐，其溶液中发生水解反应生成和氢离子从而使其显酸性，水解的离子方程式为； ③水溶液中存在两步水解，且第一步水解程度大于第二步水解，则>，溶液呈酸性，则>； （4）A.根据图中键的断裂可知，肼分解过程中没有氮氮键的断裂，故A正确； B. 由图知氢气在第③、⑤步反应中生成，故B错误； C. 根据过程②可知肼分解最先断裂的是键，故C正确； D.催化剂会改变反应速率，不影响平衡移动，不能提高肼分解的转化率，故D错误； 故选AC。 10．(1) 6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)  △H=-2070 kJ/mol 低温 (2) CaO/C 不是 0.018 (3) 27％或0.27 (4)2NO+4e-+4H+=N2+2H2O 【详解】（1）根据盖斯定律，将(ⅱ-ⅲ)×3-ⅰ×2，整理可得6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)  △H=-2070 kJ/mol； 要使反应自发进行，体系的自由能△G=△H -T△S＜0，根据热化学方程式可知：该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△H＜0，△S＜0，因此该反应自发进行的条件是低温条件下发生； （2）①根据图示可知：在相同外界条件下，在500℃以内，使用CaO/C时NO的去除率最高，说明其反应速率最快。由于反应的活化能越高，反应就越难发生，反应速率最慢，因此三种情况下反应的活化能最小的是CaO/C； A点时使用CaO/C与使用“La2O3/C的NO去除率相同，根据图象可知：当温度高于500℃时，升高温度，NO去除率增大，但反应6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡应该向吸热的逆反应方向移动，说明A点时反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率加快，更多的NO反应转化为N2； ②在400℃时，2 h内NO的去除率是36%，则v(NO)==0.018 mol/(L·h)； （3）反应在恒温和1 L恒容密闭容器中进行，反应开始时n(NO2)=2 mol，n(O3)=1 mol，起始时气体总物质的量是3 mol。由于在恒温恒容条件下气体的物质的量的比等于压强之比，根据T℃下反应达到平衡时，N2O4的分压与N2O5的分压相等可知：平衡时n(N2O4)=n(N2O5)。根据表格数据可知平衡时n(NO2)=0.40 mol，△n(NO2)=2 mol-0.40 mol=1.60 mol，结合方程式中NO2与N2O4及N2O5都是2：1转化关系可知，平衡时反应产生n(N2O4)+n(N2O5)=0.80 mol，结合n(N2O4)=n(N2O5)，可知n(N2O4)=n(N2O5)=0.40 mol。故利用反应转化关系可知平衡时n(O2)=n(N2O5)=0.40 mol，n(O3)=1 mol-0.40 mol=0.60 mol，n(总)= n(NO2)+n(N2O4)+n(N2O5)+n(O2)+n(O3)=0.40 mol+0.40mol+0.40mol+0.40 mol+0.60 mol=2.20 mol，故O3的物质的量分数为×100%=27%。在相同外界条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比，故平衡时O3的体积分数为27%； 平衡时气体总压强为P=，NO2的平衡分压为p(NO2)=，N2O4的平衡分压为p(N2O4)=，故反应b的压强平衡常数Kp==； （4）根据图示可知：在A电极上NH3失去电子被氧化变为N2，发生氧化反应，因此A电极为负极；在B电极上NO得到电子被还原为N2，则B电极为正极，故正极的电极反应式为：2NO+4e-+4H+=N2+2H2O。 11．(1)-92 (2)A (3)CD (4) a (5) (6) (7) 碱性 9.25 【详解】（1）反应物键能和-生成物键能和=-92。 （2）提高浓度，升温，加压，使用适当催化剂可加快反应速率，加大投料量可提高的平衡转化率，升高温度平衡逆向进行降低的平衡转化率，催化剂不影响平衡，故选A （3）恒温恒容条件下，反应前后质量不变则密度不变，A不选；、、的物质的量成比例无法确定是否平衡，B不选；反应前后气体的质量不变，物质的量是可变量，当气体的平均摩尔质量保持不变时即气体的物质的量不变，可确认是平衡状态，C选；消耗表示正向反应，同时消耗表示逆向反应，且与化学计量数成比例，D选，故选CD； （4）① 当温度不变时，反应前后气体体积减小的反应，体系的压强增大，平衡正向移动，氨的体积分数增大，相同压强下，温度升高平衡逆向移动，氨的体积分数减小，故300℃下条件平衡时氨的体积分数随压强的变化曲为a；②K为化学平衡常数，只受温度影响，合成氨为放热反应，温度升高K减小，曲线a是300℃、曲线b是500℃，Q点对应平衡常数大，N、M为同温平衡常数相同，故； （5）设初始氮气和氢气的物质的量分别是bmol、3bmol，根据平衡列三段式得： 平衡时氨气的体积分数为60%可得，反应后总物质的量为2.5amol， = （6）N2气得电子被还原成氨气，电极反应式为： （7）因，，可知电离大于水解，溶液显碱性；0.1mol/lNH4Cl和0.1mol/lNH3H2O等体积相混显然是缓冲溶液,NH的水解和NH3·H2O 的电离都受到抑制则：c(NH)=0.05mol/L， c(NH3·H2O)=0.05mol/L ，，可得9.25 12．(1)BD (2) (3)增大 (4)或 (5) (6) 甲醇的分子间作用力较小，沸点较低 【详解】（1）A．增大催化剂的比表面积有利于加快反应的速率，但是不会提高平衡转化率，错误； B．催化剂表面甲醇及时脱附有利于下一步催化反应的进行，故能提高反应速率，正确； C．在恒温恒容密闭容器中，通入惰性气体以增加体系压强，不影响反应中各物质的浓度，不会提高甲醇的产率，错误； D．由图可知，加氢制甲醇总反应为： ，则若断开键同时断开键，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确； 故选BD； （2）达到平衡时，的转化率为，则反应0.5mol甲醇； 反应总的物质的量为3mol，该反应的平衡常数，则反应Ⅰ的平衡常数为； （3）当达到平衡时，正逆反应速率相等，则，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值变大，则变大； （4）由质量守恒可知，V为反应生成的中间产物，结合ⅵ产物可知，V应该为结合1个氢原子的产物，故为：或； （5）达到平衡，此时容器内的物质的量为0.5mol、CO为0.2mol； 反应Ⅰ为气体分子数减小2的反应、反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，则反应后总的物质的量为4mol-0.5mol×2=3mol，氢气3mol-1.5mol-0.2mol=1.3mol，则分压的变化量为； （6）三者均为分子晶体且含有1个羟基，由于甲醇相对分子质量较小，分子间作用力较小，沸点较低，故表示甲醇的曲线是。 13．(1)减小 (2) 不变 0.512 (3) n 24% (4) d 200～400℃以反应Ⅰ为主，加压反应Ⅰ正向移动，增大，对反应Ⅱ起抑制作用；升温对反应Ⅱ有促进作用，两种因素作用相当，导致CO物质的量分数几乎不变 (5)或者 【详解】（1）根据盖斯定律，由“反应Ⅰ+反应Ⅱ”得： ，其反应热，其平衡常数K=K1•K2，升高温度，该反应的平衡状态逆向移动，则K=K1•K2的值将减小。 （2）增大体系的压强，反应的活化能、温度没有变化，k也不改变，因此K正-k逆，保持不变；反应达到平衡状态时，的转化率是60%，则剩余物质的量为0.4mol，和的平均相对分子质量是23，则n():n()=1:1，剩余物质的量为0.4mol，平衡时反应速率=20×0.4mol/L×(0.4mol/L)3=0.512； （3）增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，则的平衡转化率增大，的选择性增大，CO的选择性减小，由于的选择性与CO的选择性之和等于100%，因此m曲线表示的选择性，p曲线表示CO的选择性，n曲线表示的平衡转化率。A点时，的平衡转化率为30%，CO的选择性也为30%，则的选择性为70%。达到平衡时，设反应Ⅰ中有amol反应了，则消耗了3amolH2，生成了amol，反应Ⅱ中有bmol反应了，则消耗了bmolH2，生成了bmolCO，则，，解得a=0.21，b=0.09，H2的转化率为：。 （4）①根据，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，减小，a、c曲线表示不同压强下的物质的量分数，b、d曲线表示不同压强下CO的物质的量分数。当温度相同时，10MPa相对于1MPa，为增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，的物质的量分数增大，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO的物质的量分数减小，因此表示10MPa时、CO的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是a、d；200～400℃以反应Ⅰ为主，加压反应Ⅰ正向移动，增大，对反应Ⅱ起抑制作用；升温对反应Ⅱ有促进作用，两种因素作用相当，导致CO物质的量分数几乎不变 （5）已知在1100K时，，设向容器加入5mol 发生前两个反应，生成n()=1mol，n()=1mol，n()=5mol，由此可列下列 因所以（1-3n）=2(1+2n)，解得n=，所以最终平衡体系中含有1-3n=mol，(1+2n) =mol，以及5mol，P（）=，P（）=，= 14．(1) 小于 升高温度，生成的平衡逆向移动，生成的平衡正向移动，且反应以生成的反应为主 (2) D (3) 保持不变 0.84 【详解】（1）设固定比例的混合气体中的体积分数为x，由图可知，气体流速分别为和时，转化率分别为5%和4%，则转化的二氧化碳分别为，而选择性增大，所以相同时间内气体流速为时生成的质量小于气体流速为时生成的质量； 与合成的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成的物质的量减小；与作用生成的反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，消耗的物质的量增大，反应管内温度从升高到时，出口处和的物质的量均减小，说明反应以生成的反应为主； （2）①反应iii=反应i-反应ii，，反应的，根据反应正向自发进行的条件，可知反应iii低温下能正向自发进行，D正确； ②反应i达到平衡时，，即，反应i用物质的量分数表示的平衡常数； ③根据图像，温度由升高到，b、c的物质的量分别增加，a的物质的量减少，而反应iii为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化的物质的量之比为，故曲线b代表的物质为，曲线c代表的物质为，曲线a代表的物质为；温度为时，的物质的量分别为，其分压分别为，反应iii的平衡常数； （3）依题意列出三段式如下： 起始时，的物质的放的分数为，平衡时，的物质的放的分数为，则的物质的量的分数保持不变； 某时刻测得的分压为，列出三段式如下： ，则。 15．(1) a 温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢，反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳 (2) q 为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，物质的量增大的曲线m、n代表反应物随温度的变化关系，随温度升高，物质的量减小的曲线p、q代表生成物随温度的变化关系，结合化学计量数关系可知，q代表C2H4的物质的量随温度的变化 (3) 1120 0.4 【详解】（1）①活化能越大，反应速率越小，故该反应的决速步骤是反应a；由图可知，乙烷裂解制乙烯的反应是吸热反应，故该反应的热化学方程式为；②工业上一般选择温度在1000 K左右，因为温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢，反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳； （2）①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则随温度升高，物质的量增大的曲线m、n代表反应物随温度的变化关系，随温度升高，物质的量减小的曲线p、q代表生成物随温度的变化关系，结合化学计量数关系可知，m代表H2的物质的量随温度的变化，n代表CO2的物质的量随温度的变化，p代表H2O的物质的量随温度的变化，q代表C2H4的物质的量随温度的变化；②设℃反应达到平衡时生成x molC2H4，根据反应方程式，列三段式：由图可知，解得，平衡时，，，则；平衡时，氢气的转化率为； （3）由图像可知，停留时间在0.4 s时乙烯的收率最高，在1120 K附近，乙烯的收率比较高，且此温度下丙烯的收率比较低。 16．(1)-90.77kJ/mol (2) 吸收 b (3) 在该温度范围内，升温，催化剂活性好 可能催化剂失活 (4) 0.0021 【详解】（1）已知Ⅰ．  kJ⋅mol Ⅲ．   kJ⋅mol 根据盖斯定律，由Ⅰ-Ⅲ得反应Ⅱ．  -=-49.58kJ/mol-41.19kJ/mol=-90.77kJ/mol； （2）①由该图分析，脱附过程反应，后者能量高，故为吸收能量； ②最大能垒为“爬波最大处”，该步骤的化学方程式为； ③a．反应，反应前后气体分子数不相等，则压强不变，说明达平衡状态，a不符合； b．反应过程中气体的总质量不变，容积不变，则容器密度恒不变，当容器内密度不再变化不能说明反应达平衡状态，b符合； c．的浓度保持不变，则反应各组分不变，反应达平衡，c不符合； d．，则正逆反应速率相等，反应达平衡状态，d不符合； 答案选b； （3）①产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度对速率的影响起主要因素或在该温度范围内，升温，催化剂活性好； ②425℃之后，产率快速降低的主要原因可能是反应达到平衡，温度升高反应逆向进行或可能催化剂失活； （4）根据三段式有： ①30min时，，x=6，则H2分压变化为(26)kPa=12kPa，则：v(H2)=； ②平衡时总压为60kPa，将三段式中变化量设为ykPa，则有，y=20，则P(CO)=，P(H2)=，P(CH3OH)=，=。 17．(1) (2)+122.4 (3) ① 其他条件不变，增大，平衡转化率增大 (4) Cat2 未达到 该温度下，使用不同催化剂，CO2转化率还能增大 温度过高，Cat1活性降低 1.5 (5)0.4 【详解】（1）铜、锌基态原子价层电子排布式分别为3d104s1、3d104s2，全充满结构比半充满结构更稳定，故第二、一电离能之差较大的是铜，故答案为：Cu； （2）由题干物质的燃烧热可得：①H2(g)+O2(g)=H2O(l) =-285.8kJ/mol，②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) =-1411.0kJ/mol，③C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) =-2058.0kJ/mol，④  ，则题干反应I-反应Ⅱ得反应⑤：CH3CH=CH2(g)+2H2O(g)=CH2=CH2(g)+CO2(g)++3H2(g) =，反应⑤可由③-②-3①+2④，根据盖斯定律可知，==(-2058.0kJ/mol)-( -1411.0kJ/mol)-3(-285.8kJ/mol)+2(-44kJ/mol)=+122.4，故答案为：+122.4； （3）在密闭容器中充入适量CO2和H2，发生上述反应，已知其他条件不变，增大，即增大H2的用量，化学平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，结合题干CO2的平衡转化率与温度、投料比的关系图可知，代表CO2平衡转化率与投料比关系的曲线是①，故答案为：①；其他条件不变，增大，平衡转化率增大； （4）①由题干图像信息可知，其他条件相同，Cat2条件下CO2的转化率始终高于Cat1，即催化效率较高的是Cat2，已知催化剂只能影响化学反应速率，不能是平衡发生移动，CO2的转化率不变，但b点对应的CO2转化率在不同催化剂作用下继续增大，故b点未达到平衡状态，故答案为：Cat2；未达到；该温度下，使用不同催化剂，CO2转化率还能增大； ②题干CO2转化率是相同时间段内的转化率，Cat1作用下，温度高于400℃时，b→c过程中CO2转化率降低，说明此过程中反应速率快速减慢，故可能的原因是温度过高，Cat1活性降低，故答案为：温度过高，Cat1活性降低； ③根据反应Ⅰ． ，反应Ⅱ．可知，反应中生成的H2O的物质的量是消耗的CO2的物质的量的2倍，故400℃时，CO2转化率为75%，此时容器中H2O的物质的量为2×1mol×75%=1.5mol，故答案为：1.5； （5）T℃时，在1L恒容密闭容器中充入1.0CO2和2.5H2，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时CO2转化率为50%，根据C原子守恒可知，2n(C2H4)+3n(C3H6)=0.5mol，乙烯的选择性为50%，即n(C2H4)=n(C3H6)，解得n(C2H4)=n(C3H6)=0.1mol，则有三段式分析为：，，平衡时：c(C2H4)=0.1mol/L，c(H2O)=0.4+0.6=1.0mol/L，c(H2)=2.5-0.6-0.9=1.0mol/L，c(CO2)=0.5mol/L，故在该条件下反应Ⅰ的平衡常数==0.4，故答案为：0.4。 18．(1) (2) 不变 (3) < 升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度 【详解】（1） 通入0.2mol 和1mol H2，达平衡时，体系向环境放热a kJ，则当通入1mol 和5mol H2，体系向环境放热5a kJ；当加入0.8mol (g)，达平衡时，体系向环境吸热b kJ，则若通入1mol ，达平衡时，体系向环境吸热5b/4 kJ，所以该反应的反应热； （2） ①一定温度下，向恒压密闭容器中通入1mol (g)，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，设生成的为x mol，生成的为ymol，则生成的H2的物质的量为（5x+3y）mol，，解得x=9y；的平衡转化率为，则x+y=，从而求得x=0.9，即为0.9mol； 反应Ⅱ的平衡常数 ； ②平衡后，保持压强不变，再向该容器中通入1mol He，平衡不移动，再次达到平衡，的值不变； （3） ①反应I、II均是气体分子数增大的反应，恒容密闭容器中通入(g)，当通入量越大，压强增加，平衡往逆向移动， 的平衡转化率下降，所以P(M) <P(Q)； ②N点的平衡转化率比M点高，原因可能是升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度，导致平衡往正向移动，N点的平衡转化率更高。 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 $$