2025届高三化学二轮复习 过关专题训练---化学反应原理综合题

2025届高三化学过关专题训练---化学反应原理综合题 1．（2024·辽宁丹东·二模）工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措．回答下列问题： (1)已知相关反应的热力学数据如下表所示： 反应 Ⅰ Ⅱ Ⅲ a Ⅳ b ①理论上，反应消耗时，反应 （填“吸收”或“释放”） 的能量； ②时，另一脱硝反应的 ；（用含有a、b的式子表示） (2)模拟工业尾气脱硝：一定条件下，将的气体与混合，均匀通过催化脱硝反应器，测得内去除率与转化率随反应温度的变化如图所示． ①温度为T时，的去除率最高的原因是 ； ②若只考虑反应Ⅰ和Ⅲ，则温度为T时， ；（保留到0.1%） ③时，为提高反应Ⅲ中的平衡转化率，理论上能采取的措施是 ；（填选项） A．适当降低温度       B．加入少量生石灰 C．恒容充入更多    D．使用更高效的催化剂 2．（2024·江西·模拟预测）碘单质及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题： (1)已知几种共价键键能数据如图所示。    。 (2)NH4I分解温度为235℃，HI分解温度为300℃。 ①卤化铵分解与产物稳定性有关，产物越稳定，卤化铵（NH4X）越容易分解。NH4I、NH4Br、NH4Cl、NH4F的热分解温度由高到低排序为 。 ②某温度下，在恒容密闭容器中加入适量的NH4I(s)，仅发生下列反应：反应Ⅰ：；反应Ⅱ：。随着反应的进行，产物物质的量随时间的变化曲线如图所示。 ⅰ．曲线 （填“甲”“乙”或“丙”）代表物质的量随时间变化曲线；该温度下，反应Ⅱ的平衡常数 。 ⅱ．进一步研究发现，其他条件不变，升高温度时甲曲线平台下移，其可能的原因是 （写出化学方程式）。 (3)1925年VanArkn和DeBoer发明了碘化钛热分解法制备高纯钛。装置如图所示： 主反应：  ； 副反应：，。 ①主反应中 0（填“>”“<”或“=”），简述提纯钛的原理： 。 ②钛沉积速率与钛丝温度关系如图所示。温度高1500℃时，钛沉积速率降低的主要原因可能是 。 3．（2024·广东广州·模拟预测）铁及其化合物在催化、生产中具有重要作用。 (1)以和为原料，熔融为电解质，纳米作催化剂，在和常压下可实现电化学合成氨。 ①基态与离子中未成对的电子数之比为 。 ②阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。 电极反应式： 和。 (2)在催化作用下，合成氨反应的反应历程为(*表示吸附态)： 化学吸附：； 表面反应：； 脱附： 其中，的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。 实际生产中，常用工艺条件，作催化剂，控制温度，压强，原料中和物质的量之比为。 ①分析说明原料气中过量的理由 。 ②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是 。 A．控制温度()远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率 B．当温度、压强一定时，在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 C．基于有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行 D．分离空气可得，通过天然气和水蒸气转化可得，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。 (3)为某邻苯二酚类配体，其。常温下构建溶液体系，其中，。体系中含物种的组分分布系数与的关系如图所示，分布系数。 ①当时， (填“>”、“=”或“<”) ②时， ； ③当时，参与配位的 (写出计算过程)。 4．（2024·山东聊城·三模）H2和CH3OH都是重要的能源物质，CO2催化加氢合成甲醇是一种有效利用氢气且减少温室气体CO2排放的方法。该反应体系中涉及以下三个反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   已知： (1) ，该反应的活化能(正) (逆)(填“大于”或“小于”)。 (2)反应Ⅲ的正、逆反应速率方程为：，。其中、分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。恒温恒压密闭容器中，加入和，初始压强为，反应达平衡时，的转化率为60%，容器体积减小25%。则的选择性为 ，反应Ⅲ的平衡常数为 (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数，用含的最简分数式表示，下同)。该条件下测得某时刻，，，此时 。 (3)恒压下将和按体积比1∶3混合，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图： ①在230℃以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是 。 ②保持温度不变，增大压强， (填“增大”、“减小”或“不变”)。 5．（2024·云南·模拟预测）回答下列问题。 (1)分别向的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为，下列关系正确的是 (填序号)。 ①    ②    ③ 原因是 。 有四个体积均为的恒容密闭容器，在A、B、C中按不同投料比充入和(如下表)，加入催化剂发生反应：的平衡转化率与Z和温度的关系如图所示。 容器 起始时 Z A 300 0.25 a B 300 0.25 b C 300 0.25 4 D 300 (2)该反应的 0，a 4.(填“>”“=”或“<”) (3)该反应的平衡常数的值为 。若起始时，在容器D中充入和达平衡时容器中 。 (4)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。 结合图可知水煤气变换的历程中最大能垒(活化能) ，写出该步骤的化学方程式： 。 6．（2024·广东·二模）含硫化合物在能源、材料及环境等工业领域均有广泛的应用。 Ⅰ.工业废气分解可制取。 (1)已知热化学方程式： ⅰ.     ⅱ.     ⅲ.     热分解反应的 (用含、、的式子表示)。 (2)一定温度下，2mol 在体积为VL的恒容密闭容器中发生上述分解反应，ts时的产率为40%，则0~ts内的平均分解速率为 ；充分分解达到平衡时，容器中和的分压相等，则该温度下的平衡常数 。 Ⅱ.KSCN可用于镀铬工业。常温下，用KSCN配制电镀液，溶液中与发生第一、二步络合的反应如下： ⅳ.       ⅴ.      (3)根据以上络合反应，下列说法正确的有___________(填字母)。 A．加水稀释后，溶液中离子的总数减少 B．加入少量固体，溶液中含铬微粒总数不变 C．反应的平衡常数 D．溶液中减小，与浓度的比值减小 (4)常温下，某研究小组配制了起始浓度、不同的系列溶液，测得平衡时、、的浓度(含铬微粒)随的变化曲线如图所示，平衡后其他含铬微粒(3≤x≤6，图中未画出)总浓度为amol/L。 ①时，图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为 ；A点时，溶液中的平衡浓度为 (列出计算式即可)。 ②在某电镀工艺中，的浓度需要在以上，结合计算判断C点所对应的溶液能否用于该电镀工艺 (写出计算过程)。 7．（2024·湖南长沙·一模）一种利用太阳能催化甲烷、水蒸气重整制氢反应原理及各步反应以气体分压(单位为)表示的平衡常数与温度T的变化关系如图所示： 回答下列问题： (1)铁酸镍中铁显价，写出基态价层电子排布式： 。 (2)若第I步反应生成，吸收热量，则第I步反应的热化学方程式为 。 (3)根据图2可知斜率更大，受温度影响更大。则甲烷、水蒸气重整制氢反应：的 (填“>”“<”或“=”)0。 (4)已知上述制氢过程中存在副反应：。将的混合气体投入温度为T的恒温恒容密闭容器中，初始压强为，若只发生甲烷、水蒸气重整反应和上述副反应两个过程，达平衡时容器内的压强为，分压为，则的平衡转化率为 ，此时温度T (填“>”“<”或“=”)。 (5)在一定条件下，密闭容器中加入一定量的、和催化剂发生反应：。，其中分别为正、逆反应速率，分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压。已知降低温度时，增大。调整和初始投料比，测得的平衡转化率如图。A、B、C、D四点温度由高到低的顺序是 ，在C点所示投料比下，当转化率达到40%时， 。 8．（2024·湖北·模拟预测）环境保护与绿色发展是新时代人们关心的共同话题。NO是大气主要污染物，因此对工业烟气脱硝是工业生产中的重要一环。煤燃烧排放的烟气含有NO，脱除的方法有多种。 (1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2，纽扣式电化学还原器结构单元如图所示，电解时，阴极发生的电极反应式为 。 (2)目前常见方法是采用NaClO溶液液相氧化法脱除烟气中的NO，其主要过程如下： I．NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq)  ΔH=akJ·mol−1 Ⅱ．3NO2(aq)+H2O(l)⇌2HNO3(aq)+NO(aq)  ΔH=bkJ·mol−1 ①NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式 。 ②为提高NO脱除率，工业上常向NaClO溶液中加入稀硫酸调节，溶液初始pH与NO的脱除率如下表所示。 初始 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 NO脱除率 91% 88% 83% 65% 51% pH影响NO脱除率的原因是 。 (3)理论上可采用加热使NO分解的方法处理：2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g)。已知该反应的正反应活化能为728kJ·mol−1，逆反应的活化能为910kJ·mol−1；正反应熵变为-24.8J·K-1·mol−1.实际反应时发现加热至600℃时NO仍没有明显分解，请结合上述数据解释原因 。 (4)近期科学家发现活性炭表面的有机结构可以被强氧化剂氧化成酚羟基、羧基(均可表示为C-OH，其电离平衡可表示为C-OH⇌C-O-+H+)，这些官能团可以使活性炭表面活性化，有利于NO的吸附。不同氧化剂的预氧化与吸附原理可表示为(未配平)： 预氧化：HNO3+C→C-OH+NO2↑+H2O 预氧化：KMnO4+C→C-OH+MnO2+K2MnO4 预氧化：H2O2+C→C-OH+H2O 吸附：C-OH(s)＋NO(g)⇌C-OH…NO(s)ΔH<0 NO吸附实验在25℃下进行，将一定比例的N2与NO混合气体在恒压下，以相同速率持续通入到等量的、不同预氧化试剂处理的活性炭中(图像中“原始-C”表示未经处理的活性炭)，获得“NO捕获率-通气时间”的变化图： 已知： ①下列描述正确的是 。 A．25℃下原始-C在通气约175分钟后吸附效果超过了H2O2-C B．若其他条件不变，增大混合气体中N2物质的量分数，吸附平衡会正向移动 C．KMnO4-C在实验中吸附效果不佳，可能是活性炭表面孔隙被MnO2、K2MnO4堵塞 D．升高温度，等量活性炭催化剂吸附的NO分子总数会减少 ②相比其他预氧化试剂处理的活性炭，HNO3-C吸附效果更佳，有研究者认为可能是HNO3引入了H+，增强了活性炭的表面活性。试利用勒夏特列原理予以解释 。 9．（2024·安徽滁州·二模）工业上以乙苯为原料制备苯乙烯。主要有以下两种制备方法，T K时相应的热化学方程式及其平衡常数如下： 反应Ⅰ：直接脱氢   ， 反应Ⅱ：氧化脱氢   ， 回答下列问题： (1)①反应的平衡常数 (保留3位有效数字)。 ②反应Ⅱ趋势远大于反应Ⅰ，从反应自发性角度分析其原因是 。 (2)已知，忽略、随温度的变化。当时，反应能自发进行。在100kPa下，直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①随温度的变化曲线为 (选填“a”或“b”)，判断的理由是 。 ②在某温度下，向恒容密闭容器中通入气态乙苯和氧气各1mol，初始压强为200kPa，只发生反应Ⅱ，达到平衡时，乙苯的转化率为99.8％，该反应的平衡常数 kPa(保留小数点后一位；分压=总压×物质的量分数)。 (3)乙苯脱氢法制苯乙烯往往伴随副反应，一定条件下，为了提高反应速率和苯乙烯选择 性，应当 。 10．（2024·广东梅州·一模）铜及其化合物是高中化学的重要组成部分，在工农业生产中具有重要的应用。 (1)在农业上可用含铜的波尔多液作为农药，配制波尔多液需要 (填化学式)。 (2)已知CuCl在氨水中络合后极易被空气中的氧化。 ①补齐下列离子方程式： 。 ______________________ ②现将Cu置于溶液中，通入，反应1小时，测得体系中铜离子总浓度为160mg/L，Cu的溶解速率为 。 (3)查阅文献：在无氧条件下CuCl在氨水溶液中存下如下平衡(含足量CuCl固体) ⅰ：   ⅱ：   ⅲ：   ①反应   (用、、来表示)；在上述反应中，配原子是 (填元素符号)。 ②对于上述相关平衡体系，下列说法不正确的是： (填编号) A．加水稀释，平衡后溶液不变 B．向体系中通入，有利于提高平衡转化率 C．升高温度，有利于生成 D．溶液中存在 ③向一定浓度的溶液中通入足量得到澄清溶液(设溶液体积不变)，测得平衡体系中含铜微粒分布系数与关系如下图所示(其中M代表体系中含铜微粒)。如的分布系数，。 (a)曲线Ⅲ代表的是 分布系数(填离子符号)。 (b)反应的 。(已知) (c)c点的坐标为 。(已知) 11．（2024·河北邢台·一模）、(主要指和)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的、是环境保护的重要课题。 已知： 反应1：　 反应2：　 反应3：　 反应4：　 回答下列问题： (1)计算 ，已知反应3的，则该反应自发进行的最高温度为 (取整数)K。 (2)已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。 ① (填“”或“”)0. ②该反应历程的决速步骤为 。 ③可提高该反应中平衡转化率的措施有 (填两条)。 (3)向密闭容器中充入一定量的和，保持总压为，发生反应4.当时的平衡转化率随温度以及下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图： ①能表示此反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。 A．气体的密度保持不变 B．的浓度不变 C． ②表示时的平衡转化率随温度的变化关系曲线是 (填“＂或“II")，理由是 。 ③a、d两点对应的平衡常数大小比较为 (填“>”“<”或“=”)。 ④b点对应条件下的压强平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，列出计算式即可)。 12．（2024·四川达州·二模）丙烯()是一种重要的化工原料。丙烯水化法制异丙醇()以及电解法制丙烯都是重要的化工技术。 I．   (1)有利于该反应自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 (2)根据下图回答问题： ①在、条件下，在密闭容器中充入一定量的和合成，下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 。 A．      B．和的转化率相等 C．混合气体的密度保持不变          D．的体积分数保持不变 ②A、B、C三点，丙烯转化率最大的 ，是请用平衡移动知识解释D、E两点异丙醇百分含量不同的原因 。 (3)在压强分别为和的条件下，在密闭容器中充入物质的量之比为的和，充分反应，平衡时和的物质的量分数随温度的变化如图所示。 ①在a、b、c、d四条曲线中，分别表示时和时物质的量分数的是 、 。 ②曲线d上对应的E点的 。 Ⅱ．电解法制丙烯 (4)在某中性电解质溶液中，以氯化物诱导的双向催化材料作电极，可将转化为丙烯，其原理如图所示： ①铅蓄电池的极是 (填“a”或“b”)； ②生成丙烯的电极反应式为 。 13．（2024·广东茂名·三模）二甲醚（）既是一种有机燃料，又是一种重要的有机化工原料。利用催化氢化制备二甲醚的反应原理如下； Ⅰ.         Ⅱ.         Ⅲ.     回答下列问题； (1) 。 (2)向起始温度为T℃的某绝热恒容密闭容器中充入2mol （g），只发生反应Ⅲ，平衡时的转化率为。 ①下列事实能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是 （填标号）。 A．混合气体的密度不再发生变化                    B．容器内混合气体的压强不再发生变化 C．的消耗速率等于的消耗速率        D．的体积分数不再发生变化 ②若向起始温度为T℃的该绝热恒容密闭容器中充入（g）和（g）各1mol，平衡时的转化率为，则 1（填“＞”“＜”或“＝”）。 ③在有催化剂存在的条件下，反应Ⅲ的反应过程如图1所示，吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。该反应过程的决速步骤为 （填“第一步”或“第二步”），判断的理由是 。 (3)CO也能和反应制取二甲醚，反应原理为 △H。一定条件下，将和CO按投料比通入1L反应器中发生该反应，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图2所示（催化剂在320℃左右时的活性最大）。    ①实际生产中一般采用的温度为300～340℃，而不采用200℃，原因是 。 ②实际生产中，当温度选择为316℃时，采用的压强为，而不采用，原因是 。 (4)高温时二甲醚蒸气发生分解反应：。迅速将二甲醚引入一个500℃的抽成真空的恒温恒容的密闭瓶中，在不同时刻测得的瓶内气体压强如下表所示。 t/min 0 10 20 30 40 50 /Kpa 50.0 78.0 92.0 99.0 100 100 ①该反应达到平衡状态时，二甲醚的转化率为 。 ②500℃时，该反应的平衡常数 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。 14．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）我国科学家开发新型锌基催化剂，高选择性还原制备等附加值高的产品，有助于实现“双碳达标”。有关反应原理如下： ① ② (1) 。 (2)反应②的正反应活化能(E正) (填“>”或“<”)。 (3)在密闭反应器中充入一定量的，发生上述反应①和②，测得相同时间内的转化率如图所示： 随着温度升高，的转化率升高的可能原因是 (填一条)。 (4)在一定催化剂条件下，保持起始投料，只发生反应①。平衡时，的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。其中，图在下测得；图在下测得。 其中，图中表示等温曲线的是 (填“甲”或“乙”)。平衡常数： (填“>”“<”或“=”)， (写出计算式即可)。 15．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）甲烷在地壳中储量丰富，该物质是一种重要的燃料和工业原料。请回答下列问题： (1)甲烷的燃烧热kJ⋅mol，则一定量完全燃烧生成1 mol时放出的热量为 kJ。 (2)甲烷、水蒸气重整可获取合成气(CO、)，涉及的主反应和副反应如下： 主反应：     副反应：  kJ⋅mol   两个反应的平衡常数随温度的变化曲线如图所示，则表示主反应的曲线是 (填“甲”或“乙”)；温度为K时，反应的平衡常数 (用含a的代数式表示)。 (3)甲烷、二氧化碳重整制备合成气(CO、)有利于实现“碳中和”，该甲烷重整的反应为   ①下列措施能使甲烷平衡转化率提高的是 (填字母，下同)，能使平衡常数增大的是 。 A增大的浓度 B．升高温度 C．增大压强 D．减小的浓度 ②一定条件下，在2 L恒容密闭容器中充入2 mol 和一定量的发生上述反应，测得初始压强为，10 min时容器内压强不再变化，且压强为，0~10min内平均反应速率 mol⋅L⋅min，达到平衡时的转化率为 %，初始时加入的为 mol。 16．（2024·湖北黄石·一模）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。 请回答下列问题： (1)工业上主要利用以下反应合成甲醇：。已知在一定条件下该反应的，假设该反应的焓变和熵变不随温度的改变而改变，请计算该反应能够发生的适宜温度T的取值范围 K(用含a、b的代数式表示)。 (2)合成甲醇的工艺主要分为两类，一类称为直接法：直接加合成甲醇；一类称为间接法：和通过逆水煤气反应，先合成后，和再合成甲醇。 Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. ①若利用间接工艺法合成甲醇，反应的决速步为逆水煤气反应，下列示意图中能体现上述反应体系能量变化的是 (填字母)。 A．    B． C．    D． ②室温下，二氧化碳与氢气合成甲醇的平衡常数K为，寻找催化效率高、选择性高的催化剂是推动该反应投入实际生产的一个重要研究方向。在某催化剂下，反应Ⅲ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个段微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)如图所示： 已知V中有一种吸附在催化剂表面的物质，V可表示为 。 ③工业生产中测定体系的压强具有实际意义。一定温度下，仅利用反应直接合成甲醇，将体积分数为的进料气(含杂质气体)，以纳米纤维为催化剂，控制压强为发生反应Ⅰ，进料气中杂质气体不反应，达到平衡时二氧化碳的转化率为90%，达到平衡时， ，反应Ⅰ的平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，用含a的代数式表示)。 (3)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 。 17．（2024·上海·模拟预测）CH4和CO2是温室气体的主要组成部分，利用CH4﹣CO2干重整反应不仅可以实现对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，其过程为： 主反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  H1=247.3kJ•mol-1 副反应(积碳反应)：CH4(g)=C(s)+2H2(g)  H2=74.9kJ•mol-1 副反应(消碳反应)：CO2(g)+C(s)=2CO(g)  H3 (1)关于CH4﹣CO2干重整反应的自发性判断正确的是 。 A．仅在高温下自发        B．仅在低温下自发        C．始终自发 (2)消碳反应的焓变H3= kJ•mol-1。 在体积为2L的容器中发生CH4﹣CO2干重整反应，当投料比=2.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始气体总物质的量(n)的关系如图所示。 (3)下列能判断干重整反应达到平衡的标志是 ___________。 A．正、逆反应都还在继续进行 B．容器中混合气体密度保持不变 C．反应的浓度商Q保持不变 D．混合气体中CO与H2的浓度之比保持不变 (4)由如图可知，初始气体总物质的量n2 n1。 A．大于        B．等于        C．小于 (5)M点对应平衡常数的值为 (精确至0.01)。 (6)若保持初始气体总物质的量仍为3mol，且改变了一个条件，CO2的平衡转化率由M点变为N点，则改变的条件可能是 ___________。 A．升高温度 B．扩大容器体积 C．加入高效催化剂 D．增大投料比 制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。两种催化剂X、Y对积碳与消碳反应的影响如图所示： (7)从消除催化剂表面积碳角度考虑，哪种催化剂更适合用于生产？ 说明理由 。 (8)在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小。当温度升高时，关于积碳反应，消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 ___________。 A．K积碳减小、K消碳增加 B．v积碳减小、v消碳增加 C．K积碳与K消碳均减小，但前者减小更多 D．v积碳与v消碳均增加，但后者增加更多 (9)研究发现，通入水蒸气也能有效清除积碳，反应的化学方程式可能为 。 18．（2024·四川成都·三模）我国力争于2030年前做到“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，制是热点研究之一，中科院大连化物所研究团队直接利用与合成甲醇，主要涉及以下反应： ① ② ③ (1)= 。 (2)反应①、②的平衡常数随温度变化曲线如图1所示，则表示反应②的关系的曲线为 (填“”或“”)。 (3)①有同学认为在以后反应②在该体系中可以忽略，其依据是 。 ②恒压下，向容器中充入、，的平衡转化率随温度变化曲线如图1中n线所示。若只发生反应①和③，在达到平衡时，体系中的物质的量为，则此时的转化率为 。此时反应①的平衡常数值为 。 (4)以后的平衡转化率随温度变化的可能原因是 。 (5)恒压下将和按体积比1∶3混合，在不同催化剂作用下发生反应。在相同时间段内的选择性和产率随温度的变化如图2所示。其中的选择性=。 则合成甲醇的适宜条件是___________(填标号)。 A． B． C．催化 D．催化剂 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) 释放 492.6 a/b (2) 当温度低于T时，反应未达平衡，升高温度，反应速率增大，去除率升高；温度高于T时，脱硝反应放热，温度升高，平衡逆移，去除率降低（或温度高于T时，催化剂活性降低） 38.5% AB 【详解】（1）①反应Ⅲ=反应Ⅱ+反应Ⅰ，其，理论上，反应消耗1molNO时，反应释放能量=； ②可通过反应Ⅲ-反应Ⅳ得到，则； （2）①当温度低于T时，反应未达平衡，升高温度，反应速率增大，去除率升高；温度高于T时，脱硝反应放热，温度升高，平衡逆移，去除率降低（或温度高于T时，催化剂活性降低）； ②，即，设初始时CH4物质的量为amol，此时NO的物质的量也为amol，温度为T时，NO的去除率为40%，即反应Ⅲ中消耗的NO物质的量为0.4mol，此时CH4在反应Ⅲ中消耗了0.2mol，CH4的转化率为52%，即CH4总共消耗了0.52mol，； ③A．反应Ⅲ为放热反应，适当降低温度，平衡正向移动，NO转化率升高，A符合题意； B．加入少量生石灰，可吸收CO2，平衡正向移动，NO转化率升高，B符合题意； C．恒容充入更多Ar对平衡无影响，对NO的平衡转化率无影响，C不符合题意； D．催化剂不能使平衡移动，对NO平衡转化率无影响，D不符合题意； 故选AB。 2．(1)-7 (2) NH4I＞NH4Br＞NH4Cl＞NH4F 丙 4 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) (3) ＜ 向将粗Ti混合物与I2蒸气混合加热到1100~1500℃充分进行后，将反应后的气体通入另一容器冷却至160~200℃即可得到高纯Ti，分离出的I2蒸气还能循环利用 温度对副反应的影响大于对主反应的影响，导致Ti的消耗速率增大程度大于Ti的生成速率，从而导致钛沉积速率降低 【详解】（1）根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和可知，  E(H-H)+E(I-I)-2E(H-I)=436kJ/mol+151 kJ/mol -2×297 kJ/mol =-7 kJ/mol，故答案为：-7； （2）①卤化铵分解与产物稳定性有关，产物越稳定，卤化铵（NH4X）越容易分解，结合HX的热稳定性与X的非金属性一致，即稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI，故NH4I、NH4Br、NH4Cl、NH4F的热分解温度由高到低排序为NH4I＞NH4Br＞NH4Cl＞NH4F，故答案为：NH4I＞NH4Br＞NH4Cl＞NH4F； ②ⅰ．反应Ⅰ：；反应Ⅱ：，NH4I分解温度为235℃，HI分解温度为300℃，随着反应的进行，一开始NH3和HI的物质的量增大，而后由于HI分解，导致HI的物质的量先增大后减小，故图中曲线丙代表HI(g)物质的量随时间变化曲线；由题干图示信息可知，平衡时NH3的物质的量为0.5mol，HI的物质的量为0.1mol，I2和H2的物质的量为：0.2mol，则HI的平衡分压为：0.1p总，H2和I2的平衡分压为0.2p总，该温度下，反应Ⅱ的平衡常数==4，故答案为：丙；4； ⅱ．进一步研究发现，其他条件不变，升高温度时甲曲线平台下移，说明NH3的物质的量减少，说明高温下NH3开始分解为N2和H2，即其可能的原因是2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，故答案为：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)； （3）①由题干信息可知，主反应：，高温平衡向正反应进行，说明主反应为吸热反应，即主反应中＜0，提纯钛的原理为：向将粗Ti混合物与I2蒸气混合加热到1100~1500℃充分进行后，将反应后的气体通入另一容器冷却至160~200℃即可得到高纯Ti，分离出的I2蒸气还能循环利用，故答案为：＜；向将粗Ti混合物与I2蒸气混合加热到1100~1500℃充分进行后，将反应后的气体通入另一容器冷却至160~200℃即可得到高纯Ti，分离出的I2蒸气还能循环利用； ②钛沉积速率与钛丝温度关系如图所示。温度高于1500℃时，钛沉积速率降低的主要原因可能是温度对副反应的影响大于对主反应的影响，导致Ti的消耗速率增大程度大于Ti的生成速率，从而导致钛沉积速率降低，故答案为：温度对副反应的影响大于对主反应的影响，导致Ti的消耗速率增大程度大于Ti的生成速率，从而导致钛沉积速率降低。 3．(1) (2) 原料气中相对易得，适度过量有利于提高的转化率；在催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率 CD (3) > 9.93 ，根据图像，时溶液中主要的型体为和，其分布分数均为0.5，因此可以得到，此时形成消耗了的，形成消耗了的，共消耗了的，即参与配位的 【详解】（1） ①基态的价电子排布图为，与的价电子排布图为，未成对的电子数之比为4:5。 ②阴极区发生反应，可知阴极有铁生成，电极反应式为； （2）①原料气中相对易得，适度过量有利于提高的转化率；在催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。 ②A．合成氨反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于平衡转化率的提高，故A错误； B．当温度、压强一定时，在原料气(和的比例不变)中添加少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，平衡转化率降低，故B错误； C．基于有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，降低氨气浓度，利于反应正向进行，故C正确； D．分离空气可得，通过天然气和水蒸气转化可得，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生，故D正确； 选CD。 （3）①，Ka1=10-7.46、Ka2=10-12.4； 当时， ,>； ②Ka1×Ka2=,时，,9.93； ③根据图像，时溶液中主要的型体为和，其分布分数均为0.5，因此可以得到，此时形成消耗了的，形成消耗了的，共消耗了的，即参与配位的。 4．(1) -90.5kJ/mol 小于 (2) 62.5% (3) 反应Ⅰ为放热反应，温度升高，使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降 减小 【详解】（1）由题干信息可知，反应Ⅰ：  反应Ⅲ：  ，则反应Ⅲ-反应I可得反应Ⅱ：，根据盖斯定律可知，==-49.5kJ/mol-41.0kJ/mol=-90.5kJ/mol，又知反应热=Ea正-Ea逆＜0，故该反应的活化能(正)小于(逆)，故答案为：-90.5kJ/mol；小于； （2）恒温恒压密闭容器中，加入和，初始压强为，反应达平衡时，的转化率为60%，容器体积减小25%，即容器内气体的物质的量减少了(1+3)×25%=1mol，H2的转化量为3mol×60%=1.8mol，根据反应方程式：反应Ⅰ：反应前后气体的物质的量不变，反应Ⅱ：和反应Ⅲ：的气体物质的量均减小2，根据方程式可知生成的CH3OH物质的量为0.5mol，根据H守恒可知，生成的H2O的物质的量为：=0.8mol，设生成的CO物质的量为n1mol，参加反应的CO2的物质的量为n2mol，则根据C原子守恒有：n1+0.5=n2，根据O原子守恒有：2n2=n+0.5+0.8，解得n1=0.3mol，n2=0.8mol，则的选择性为=62.5%，平衡时CO2物质的量为1-0.8=0.2mol，H2的物质的量为：3(1-60%)=1.2mol，CH3OH为0.5mol，H2O为0.8mol，混合气体总物质的量为(1+3)×(1-25%)=3mol，即平衡时CO2的平衡分压为：Mpa= Mpa，同理H2、CH3OH、H2O的平衡分压分别为：0.4p0 Mpa， Mpa， Mpa，故反应Ⅲ的平衡常数===，反应Ⅲ的正、逆反应速率方程为：，，平衡时，即则有：=Kp，故该条件下测得某时刻，，，此时==×=，故答案为：62.5%；；； （3）①由图可知，温度为230℃时，甲醇的产率最高，反应达到平衡状态，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率降低、甲醇的产率降低，所以温度高于230℃，甲醇产率随温度升高而下降，故答案为：反应Ⅰ为放热反应，温度升高，使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降； ②由题干信息可知，反应Ⅰ：，反应Ⅱ：，保持温度不变，增大压强，反应Ⅱ平衡正向移动，导致CO和H2浓度减小，导致反应I平衡正向移动，CO2、H2浓度减小，CO和H2O浓度增大， 则导致增大，根据反应I的平衡常数K=不变可知，减小，故答案为：减小。 5．(1) ② 混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热，稀硫酸在与反应时还会形成沉淀，之间形成化学键的过程中也会放出热量，取负值故 (2) < < (3) 640 0.1762(都可) (4) 2.02 或 【详解】（1）混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热，稀硫酸在与反应时还会形成沉淀，之间形成化学键的过程中也会放出热量，取负值故。 （2）的平衡转化率随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，，增大氧气的物质的量，可促进的转化，即Z越小，的平衡转化率越大，故。 （3），时，起始。容器体积为，根据该条件下的平衡转化率为80%，则。D中若平衡不移动，则平衡时，但增大压强平衡正向移动，故达到平衡时，用穷举法或求导可得答案0.1762(都可给分)。 （4）最大能垒(活化能)；该步骤的反应为；因反应前后和1个未发生改变，也可以表述成。 6．(1) (2) (3)BC (4) (或) C点与浓度相等，，代入反应ⅳ，求得，由，求得，因此C点对应的溶液不能用于该电镀工艺 【详解】（1）由盖斯定律可知ⅲ-ⅰ-ⅱ得反应，故； （2），ts时的产率为40%，则0~ts内的平均分解速率为；充分分解达到平衡时，容器中和的分压相等，由方程式可知，平衡时硫化氢、氢气的物质的量相等，均为2mol÷2=1mol，同时生成为1mol÷2=0.5mol，则则该温度下的平衡常数=； （3）A．加水稀释后，离子浓度减小，促使平衡向生成离子数多的方向移动，溶液中离子的总数增大，A错误； B．加入少量固体，根据铬元素守恒，溶液中含铬微粒总数不变，B正确； C．ⅳ.       ⅴ.      由盖斯定律可知，ⅳ+ⅴ得反应，则其平衡常数，C正确； D．，，溶液中减小，与浓度的比值增大，D错误； 故选BC； （4）①ⅳ.       ⅴ.      由平衡常数可知，初始生成的进行程度更大，结合图可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为、、的曲线，由图可知，当 时，图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为；A点时，，，溶液中的平衡浓度为(或)。 ②C点与浓度相等，，代入反应ⅳ，求得，由，求得，因此C点对应的溶液不能用于该电镀工艺。 7．(1)3d5 (2) (3)> (4) 40% > (5) B>A>C>D 【详解】（1）铁原子序数为26，则基态价层电子排布式：3d5。 （2）第I步反应为甲烷和铁酸镍反应生成FeO、NiO、一氧化碳和氢气，若第I步反应生成，吸收热量，则第I步反应的热化学方程式为：。 （3）由图可知，第Ⅱ步反应为,反应Ⅰ+反应Ⅱ得：,则甲烷、水蒸气重整制氢反应的，由图可知，斜率更大，受温度影响更大，且随温度升高而变大，故也随温度升高而变大，升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，焓变＞0。 （4）将的混合气体投入温度为T的恒温恒容密闭容器中，初始压强为,则水、甲烷的初始压强分别为；副反应为气体分子数不变的反应，不会改变压强，重整反应为气体分子数增加2的反应，达平衡时容器内的压强为,容器内增大的压强为消耗甲烷压强的2倍，则反应中甲烷消耗的分压为,有： 分压为，则副反应中转化的分压均为， 则的平衡转化率为；由三段式可知，此时重整反应的，由图2可知，时，,重整反应为吸热反应，变大，则温度升高，故温度T＞。 （5）已知降低温度时，均减小，增大，的减小速率小于，则正反应速率减小程度小于逆反应速率，反应正向进行，正反应为放热反应；增加的投料会降低的平衡转化率，降低温度平衡正向移动会提高的平衡转化率，所以温度：;投料比相同，温度越高，的平衡转化率越低，所以温度：;故温度排序； 据图信息计算平衡常数：设C点初始投料,则,达到平衡时的转化率为50%，消耗,有三段式：，平衡时正逆反应速率相等，,反应前后气体的物质的量之和不变，压强平衡常数等于其物质的量平衡常数，；在C点所示投料比下，当转化率为40%时，消耗,剩余,剩余,生成,生成,浓度商。 8．(1) (2) pH降低，c(HClO)升高 (3)反应虽然可自发进行，但是正反应活化能较大，在较低温度下反应速率缓慢，故现象不明显 (4) CD 硝酸预氧化的过程中引入了H+，增大了H+浓度，平衡逆向移动，使活性炭表面酚羟基、羧基等官能团数量增多，故吸附效果更佳 【详解】（1）由图可知，通入一氧化氮的多孔电极为电解池的阴极，一氧化氮在阴极得到电子发生还原反应生成氮气和氧离子，电极反应式为，故答案为：。 （2）①根据盖斯定律，Ⅰ×3+Ⅱ即可得目标反应：，则反应热∆H=3×∆H1+∆H2=(3a+b)kJ∙mol-1，故答案为：； ②pH减小，NaClO的水解平衡右移，即水解程度越大，溶液中HClO的浓度越高，则反应Ⅰ的平衡右移，NO脱除率越高，故答案为：pH降低，c(HClO)升高。 （3）该反应的正反应活化能为，逆反应的活化能为910 kJ∙mol-1，则∆H=728-910=-182 kJ∙mol-1，又正反应的熵变为，依据，故600℃时反应可以自发，而600℃时NO仍没有明显分解是正反应活化能较大，在较低温度下反应速率缓慢，故现象不明显，故答案为：反应虽然可自发进行，但是正反应活化能较大，在较低温度下反应速率缓慢，故现象不明显。 （4）①A．图中原始-C曲线是虚线，NO捕获率应看右侧纵轴上的数据，25°C下175分钟后NO捕获率低于50%，H2O2-C曲线是实线，NO捕获率应看左侧纵轴上的数据，因此175分钟后原始-C的吸附效果没有超过H2O2-C，故A错误； B．若其他条件不变，增大混合气体中N2物质的量分数，即在恒压条件下增大容器体积，使NO浓度减小，吸附平衡逆向移动 ，故B错误； C．KMnO4是粉末状固体，活性炭表面疏松多孔的结构有利于吸附，KMnO4-C在实验中吸附效果不佳，可能是活性炭表面孔隙被MnO2、KMnO4堵塞，故C正确； D．由图像可知，升高温度，NO的捕获率降低，即催化剂吸附的NO分子总数会减少，故D正确； 答案选CD； ②HNO3是强酸，HNO3预氧化的过程引入了H+，增大了H+的浓度，平衡逆向移动，使活性炭表面酚羟基、羧基等官能团数量增多，故吸附效果更佳，故答案为：硝酸预氧化的过程中引入了H+，增大了H+浓度，平衡逆向移动，使活性炭表面酚羟基、羧基等官能团数量增多，故吸附效果更佳。 9．(1) 两反应，但反应可自发进行，但，高温下才可自发 (2) b ，温度升高，增大 (3)使用高选择性催化剂 【详解】（1）①反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的可以由反应Ⅱ-2×反应Ⅰ得到，故Kp3=； ②两反应都是气体体积数增大的反应，两反应ΔS>0，ΔH2<0反应可自发进行，但ΔH1>0，高温下才可自发反应，故反应Ⅱ趋势远大于反应Ⅰ； （2）①根据ΔG=ΔH−TΔS，ΔG随温度变化呈线性变化，故a为ΔG随温度变化的曲线，则Kp1随温度的变化曲线为b，ΔH1>0，温度升高，Kp1增大满足反应Ⅰ的Kp1随温度的变化； ②恒容密闭容器中，初始状态下通入气态乙苯和氧气各1mol，只发生反应Ⅱ达到平衡，根据平衡时乙苯的转化率为99.8％，得出乙苯反应了0.998mol，列出三段式 ，平衡时，容器内总压强变为，该温度下，反应的平衡常数； （3）乙苯脱氢法制苯乙烯往往伴随副反应，一定条件下，为了同时提高反应速率和苯乙烯选择性，应当使用高选择性催化剂。 10．(1)CuSO4和CaO (2) 4[Cu(NH3)4]2+4OH- 2.5 (3) N BD 1010.86 (5.43，0.19) 【详解】（1）波尔多液的主要成分是硫酸铜和氢氧化钙，，配制波尔多液需要：CuSO4和CaO。 （2）①CuCl在氨水中络合后极易被空气中的氧化，氨合氯化亚铜被氧化为[Cu(NH3)4]2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：4[Cu(NH3)4]2+4OH-； ②现将Cu置于溶液中，通入，反应1小时，测得体系中铜离子总浓度为160mg/L= ，Cu的溶解速率为2.5。 （3）①由盖斯定律可知，反应ⅰ+反应ⅱ+反应ⅲ可得 ， 在上述反应中，配合物为、，配原子是N； ②A．由反应ⅰ平衡常数K=，加水稀释，平衡常数不变，溶液不变，A正确； B．向体系中通入，平衡正向移动，但平衡转化率减小，B错误； C．升高温度，氨水中会发生分解，的浓度减小，由反应原理可知，有利于生成，C正确； D．在无氧条件下CuCl在氨水溶液中发生反应，由Cl元素和Cu元素守恒可知，D错误； 故选BD； ③向一定浓度的溶液中通入足量得到澄清溶液，Cu+浓度减小，浓度先增大后减小，增大，则曲线Ⅲ代表的是分布系数，曲线I代表的是Cu+分布系数，曲线Ⅱ代表的是分布系数，a(4.93，0.48)点Cu+和浓度相等，反应的平衡常数K1=，b(5.93，0.48)点和浓度相等，反应的平衡常数K1=，反应的平衡常数K=K1K2= ×=1010.86；c点Cu+和浓度相等，由的平衡常数K=1010.86可知，c2()=，c()=，-lgc()=5.43，结合K1、K2的数据可知，而，则==，则c点坐标为(5.43，0.19)。 11．(1) -746.0 3729 (2) 过程4 降温、加压(或其他合理答案) (3) I 该反应为放热反应，温度越高，的平衡转化率越小 【详解】（1）根据盖斯定律，（2×反应1）减反应2可得：　；反应自发进行需要满足，，则该反应自发进行的最高温度为3729K。 （2）①因为反应物的能量高于生成物的能量，所以是放热反应，<0；②活化能越大，反应速率越慢，则是决速步骤，所以答案是过程4；③可提高该反应中平衡转化率的措施有降温、加压(或其他合理答案)。 （3）①A．因为压强不变，该反应是气体分子数减小的反应，则混合气体的体积减小，由质量守恒知，混合气体的质量不变，所以混合气体的密度是变量，当密度保持不变时达平衡，A正确；B．平衡之前，的浓度是变量，当浓度不变时达平衡，B正确；C．当正逆反应速率之比等于化学计量数之比时，反应达平衡，即达平衡，C错误。故选AB。②该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，所以的平衡转化率随温度的变化关系曲线是I。③该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，并且平衡常数只与温度有关，所以温度越高，平衡常数越小，a点温度低，d点温度高，所以 >。④b点，的平衡转化率是80%，设开始投入氢气4mol，则为1mol，转化了0.8mol，，平衡时气体总物质的量为，。 12．(1)低温 (2) CD C D到E，升温平衡逆向移动，异丙醇的百分含量降低，增大压强平衡正向移动，异丙醇的百分含量升高。由图可知，此条件下，D点和E点，温度较压强对平衡的产率影响更大 (3) a c 1/30或 (4) b 【详解】（1）反应，、，的条件是较低温度，所以该反应自发进行的条件是低温； （2）①A．任意时刻，所以反应不一定达到平衡状态，故A错误； B．和的化学计量数为1:1，当两者投入的物质的量之比也为1:1时，转化率相等，但不能说明达到平衡，故B错误； C．，混合气体的质量恒定，若密度保持不变，则体积恒定，由于该反应左右两边气体化学计量之和不等，体积恒定说明达到了化学平衡状态， 故C正确； D．的体积分数保持不变，说明正逆化学反应速率相等，即反应已经达到了化学平衡状态，故D正确； 故答案为：CD； ②A、B、C三点的温度和压强相同，但逐渐增大，同温同压时，水的物质的量增大使平衡正向移动，丙烯转化率增大，所以丙烯转化率最大的C点；D、E两点=1，D点的温度和压强比E点小，该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，异丙醇的百分含量降低；正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，异丙醇的百分含量升高，由图可知，此条件下，D点和E点，温度较压强对平衡的产率影响更大，所以D、E两点异丙醇百分含量不同； （3）①该反应为放热反应，且正反应为气体体积减小的反应，恒压升温平衡左移，物质的量分数增大、物质的量分数减小，所以a、b表示物质的量分数随温度的变化曲线，c、d表示物质的量分数随温度的变化曲线；同温加压平衡右移，物质的量分数减小，物质的量分数增大，所以a、b分别表示和时的物质的量分数随温度的变化曲线，c、d分别表示和时的物质的量分数随温度的变化曲线； ②曲线d上对应的E点的压强为，和的物质的量分数均为20%，三段式表示，解得x=0.5，即平衡时n()=0.5mol，n(H2)=1.5mol，n()=0.5mol，n(总)=2.5mol，所以或0.33MPa-1； （4）①将转化为丙烯，碳元素化合价降低、发生还原反应，所以通CO2的电极为阴极、生成氧气的一极为阳极、a为铅蓄电池的负极、b为铅蓄电池的正极，在铅蓄电池中极是正极，所以铅蓄电池的极是b电极； ②生成丙烯的电极反应式为。 13．(1) (2) BD ＜ 第二步 第二步反应活化能较高，反应速率较慢 (3) 由图可知，该反应为放热反应。根据平衡移动原理，制取二甲醚应该采用低温（如200℃）以提高CO的平衡转化率，但是温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，同时考虑到催化剂的催化活性最佳温度 由图可知，。制取二甲醚时，压强越大越好。但是压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，降低综合经济效益 (4) 50% 625 【详解】（1）由盖斯定律可知，Ⅱ－Ⅰ×2，可得    。 （2）① A．容器体积不变，混合气体质量不变，所以混合气体的密度始终不变，混合气体密度不变，不能说明反应已经达到平衡，A错误； B．反应过程中，虽然气体分子数没有变化，但因容器绝热且反应为放热反应，温度在上升，则压强在增大，所以当容器内压强不再发生变化时，反应达到平衡状态，B正确； C．的消耗速率等于的消耗速率的两倍时，反应才达到平衡状态，C错误； D．随着反应进行，的体积分数不断变化，的体积分数不再发生变化，则说明反应达到平衡状态，D正确； 故答案选BD。 ②若向恒温恒容密闭容器中分别投入2mol （g）或者（g）和（g）各1mol，最终平衡状态会相同，。但绝热恒容密闭容器中，正向、逆向投料后，因该反应放热，正向投料反应达到平衡时温度高于起始温度T℃，则（绝热恒容）＜（恒温恒容），逆向投料反应达到平衡时温度低于起始温度T℃，则（绝热恒容）＜（恒温恒容），两者平衡状态不相同，故。 ③第二步反应活化能较高，反应速率较慢，是该反应过程的决速步骤。 （3）①该反应为放热反应，根据平衡移动原理，制取二甲醚应该采用低温的措施以提高CO的转化率，但是低温会降低反应速率，且从题中可知，催化剂在320℃左右时活性最大，因此实际生产中采用的温度为300-340℃之间，使催化剂活性达到最大，从而提高反应速率。 ②该反应为气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，CO的转化率增大，故。制取二甲醚时，压强越大CO的转化率越大。但是压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，降低综合经济效益，而且p3状态下CO的转化率已经较高，故选择的压强为p3而不是p1。 （4）①设起始时二甲醚的物质的量为1mol，反应达到平衡时，二甲醚分解的物质的量为x，列出三段式：，恒温恒容条件下，反应前后气体的物质的量之比等于气体的压强之比，则有，解得x＝0.5mol，故该反应达到平衡状态时，二甲醚的转化率为。 ②不妨令起始时二甲醚的物质的量为1mol，根据前面三段式计算可知500℃达到平衡时n(CH4)=0.5mol，n(CO)=0.5mol，n(H2)=0.5mol，n(CH3OCH3)=0.5mol，气体总物质的量为2mol，总压强为100Kpa，该反应的平衡常数。 14．(1)-210.14 (2)> (3)其他条件不变，升高温度，反应速率增大 (4) 甲 > 【详解】（1）根据盖斯定律，得到目标反应，，故答案为：-210.14。 （2）反应②中，，，故答案为：>。 （3）相同时间内转化率相当于反应速率，升高温度，CO2反应速率增大，故转化率增大，故答案为：其他条件不变，升高温度，反应速率增大。 （4）正反应是放热、气体分子数减小的反应。在压强不变时，升温，平衡时C2H4物质的量分数减小，乙曲线代表等压曲线；在温度不变时，增大压强，平衡时C2H4物质的量分数增大，故甲曲线代表等温线。a点温度低于b，因反应放热，降低温度，平衡正向移动，平衡常数增大，故a点平衡常数大于b点；起始投料，只发生反应①，列出三段式为： 有，，，，同理，，，，故答案为：甲；>；。 15．(1)445.15 (2) 甲 a2 (3) ABD B 15 1 【详解】（1）甲烷的燃烧热kJ⋅mol，表示1mol甲烷完全燃烧生成2mol的液态水，放出热量为890.3kJ的热量，故一定量完全燃烧生成1 mol时放出的热量为445.15kJ； （2）副反应为放热反应，随着温度的升高，K值减小，即在图像中用乙表示，故表示主反应的曲线是甲；在T1K温度时，主反应与副反应的平衡常数都为a；主反应+副反应得到；则T1K温度时该反应的平衡常数K=K1K2=a2； （3）①A．增大CO2的浓度，平衡正向移动，甲烷转化率提高，故A符合； B．升高温度，平衡正向移动，甲烷转化率提高，故B符合； C．增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率降低，故C不符合； D．减小H2的浓度，平衡正向移动，甲烷转化率提高，故D符合； 答案为ABD； 平衡常数只与温度有关，该反应为吸热反应，升高温度能使平衡常数增大，故答案为B； ②0~10min内平均反应速率 mol⋅L⋅min，则=0.6mol；设初始加入的CO2为amol，列三段式如下： 平衡时CH4转化率为=15%；恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，有：，解得a=1，即初始时加入的为1mol。 16．(1) (2) A 或 (3) 甲醇的分子间作用力较小，沸点较低 【详解】（1）根据∆G=∆H-T×∆S，当∆G<0时，反应能自发进行，故∆H-T×∆S=-a1000-T×(-b)<0，解得T<； （2）①间接法制备甲醇的反应Ⅱ吸热，反应Ⅲ放热，总体放热，反应Ⅱ活化能较大，A符合题意； ②依据反应历程，可得V为或； ③设气体总物质的量为100 mol，根据反应，结合题意： p(H2)=，其他气体压强同理可求，故； （3）沸点越低越易挥发，挥发时引起的温度变化越大，故选C1，相同条件下，液体分子的分子间作用力越小，沸点越低，该液体越容易挥发，挥发时剩余液体温度下降越快，故理由为甲醇的分子间作用力较小，沸点较低。 17．(1)A (2)+172.4 (3)C (4)A (5)0.33 (6)BD (7) 催化剂X更适合用于生产 因为相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 (8)D (9)C+H2O(g)CO+H2 【详解】（1）该反应H>0，S>0，根据H﹣TS<0，反应才能自发进行，所以该反应在高温下自发， 故答案为：A； （2）根据盖斯定律：主反应﹣积碳反应=消碳反应，H3=(247.3﹣74.9)kJ/mol=+172.4kJ/mol， 故答案为：+172.4； （3）A．化学平衡状态为动态平衡，正、逆反应都还在继续进行，但不能说明反应达到平衡状态，故A错误； B．根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，容器体积不变，则恒容容器中混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故B错误； C．随着反应进行，反应的浓度商Q增大，当反应的浓度商Q不变，说明此时Q=K，说则反应达到平衡状态，故C正确； D．混合气体中CO与H2的浓度之比始终等于1，不能说明反应达到平衡状态，故D错误； 故答案为：C； （4）初始气体总物质的量(n)越大，压强越大，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率(α)减小，初始气体总物质的量n2>n1， 故答案为：A； （5）投料比=2.0，n(CH4)=2mol，n(CO2)=1mol，M点二氧化碳转化率为50%，列化学平衡三段式， K=≈0.33， 故答案为：0.33； （6）A．M、N两点温度相等，故A错误； B．扩大容器体积，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，故B正确； C．加入高效催化剂，平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，故C错误； D．增大投料比，CO2的平衡转化率增大，故D正确； 故答案为：BD； （7）根据题意：制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，所以选择催化剂要不利于积炭反应，但有利于消碳反应，相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大， 故答案为：催化剂X更适合用于生产；因为相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大； （8）根据图中信息可知，消碳和积碳反应均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小，说明消碳反应正向移动程度大于积碳反应正向移动程度，所以当温度升高时，v积碳与v消碳均增加，但后者增加更多， 故答案为：D； （9）碳能与水蒸气反应生成CO和H2，化学方程式为C+H2O(g)CO+H2， 故答案为：C+H2O(g)CO+H2。 18．(1) (2)1 (3) 在以后反应②在该体系中小于，反应几乎不发生 (4)反应①为吸热反应，温度升高平衡正向移动，反应③是放热反应，温度升高平衡逆向移动，且温度对反应③的影响大于对反应①的影响 (5)AD 【详解】（1）根据盖斯定律，反应③-②得CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，ΔH1=(-49+90)kJ/mol=+41kJ/mol； （2）反应②为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，化学平衡常数减小，即随着温度的升高，lgKc减小，表示②反应的lgKc-T关系的曲线为l； （3）①从图中可知，400℃时，反应②平衡常数等于10-5，温度越高，K值越小，在400℃之后反应②在该体系中Kc小于10-5，可以认为几乎不反应，可以忽略不计； ②在500°C达到平衡时，由图1知CO2平衡转化率为60%，起始冲入1molCO2即转化0.6mol，体系中CH3OH的物质的量为amol，由反应③CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)可得，反应③消耗CO2 amol，消耗H2 3amol，同时生成H2O amol，所以反应①消耗CO2 (0.6-a)mol，消耗H2 (0.6-a)mol，同时生成H2O和CO (0.6-a)mol，H2共消耗(0.6+2a)mol，故H2转化率为，平衡时，体系中CO2剩余0.4mol，H2剩余(2.4-2a)mol，反应①生成CO (0.6-a)mol，两个反应共生成H2O 0.6mol，； （4）反应①为吸热反应，温度升高平衡正向移动，反应③是放热反应，温度升高平衡逆向移动，且温度对反应③的影响大于对反应①的影响，故500℃以后CO2的平衡转化率随温度升高而减小； （5）由图2信息可知，相同温度下，CZ(Zr-1)T作催化剂时，CH3OH的选择性和产率都优于CZT作催化剂，所以工业合成甲醇选择催化剂CZ(Zr-1)T，为兼顾CH3OH的选择性和产率，由图可知温度应选择230℃，故答案选AD。 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 $$