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·广东江门·三模）使用废炭再生的“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如下反应： ①   ②   ③   已知甲醇的选择性。 (1) kJ/mol，反应③的自发进行的条件是 (填“低温”或“高温”)。 (2)恒温恒容条件下，原料气、与物质的量浓度之比1：3投料时，已知初始压强为4MPa，，控制合适的条件(不考虑反应③)。 i．下列有关说法正确的是 。 A．反应过程中 B．容器的压强不再变化时，两反应都达到平衡 C．加入反应①的催化剂，可提高平衡时甲醇的选择性 D．降低反应温度，反应①②的正、逆反应的速率都减小 ii．若平衡时甲醇的选择性为60%，平衡转化率为50%，该条件下反应②的 (保留三位小数)。 II．恒压时，将3mol和1mol充入密闭溶器中进行上述反应。 (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 。 (4)为了探究原料气中混入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γ随原料气中的变化如图乙所示。 图中随着的增大，降低而γ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。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“”)。钠离子电池负极的电极反应式为 。 2．（2024·贵州·高考真题）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ． ⅱ． 回答下列问题： (1)反应ⅰ在1000K时 (选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的 (用含的代数式表示)。 物质 (3)受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是 。 (4)对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处理后分别用于催化CH4芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为 ，理由是 。 pH CH4平均转化率/% 芳烃平均产率/% 产物中积碳平均含量/% 2.4 9.60 5.35 40.75 4.0 9.80 4.60 45.85 7.0 9.25 4.05 46.80 10.0 10.45 6.45 33.10 12.0 9.95 4.10 49.45 (5)下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，则的平衡转化率为 ，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，列出计算式即可)。 (6)引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下： (两个反应可视为同级数的平行反应) 对于同级数的平行反应有，其中v、k分别为反应速率和反应速率常数，Ea为反应活化能，A1、A2为定值，R为常数，T为温度，同一温度下是定值。已知，若要提高苯的产率，可采取的措施有 。 3．（2024·天津·模拟预测）Ⅰ．对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。一种新的循环利用方案是用反应 (1)①已知：和的生成焓为和(生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成化合物时的反应热)。则 。 ②若要此反应自发进行， (填“高温”或“低温”)更有利。 ③反应必须在高温下才能启动，原因是 。 Ⅱ．和是两种重要的温室气体，通过和反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。和在催化剂表面发生反应。 (2)时，向密闭容器中投入和，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时，计算该温度下平衡常数 。时，若再向容器中同时充入、、和，则上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 (3)在不同温度下催化剂的催化效率与的生成速率如图所示(△代表的生成速率，■代表催化剂的催化效率)。时，温度升高而的生成速率降低的原因是 。 (4)为了提高该反应中的平衡转化率，可以采取的措施是(写一点即可) 。 (5)以为原料可以合成多种物质。以水溶液作电解质进行电解，在铜电极上可转化为甲烷，该电极的电极反应式为 。 4．（2024·吉林·高考真题）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： (1) 0(填“>”或“<”)； ℃。 (2)结合以下信息，可知的燃烧热 。                   (3)下列措施可提高M点转化率的是_______(填标号) A．增大的流速 B．将温度升高 C．增大 D．使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时，小于和，原因是 。 (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算) (6)负载在上的催化活性高，稳定性强，和的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞体积近似相等，与的密度比为1.66，则的相对原子质量为 (精确至1)。 5．（2024·浙江宁波·模拟预测）乙醇-水催化重整可获得。主要发生以下反应： 反应Ⅰ：         反应Ⅱ：         (1)反应Ⅰ自发进行的条件是_______。 A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 (2)500℃时，向体积为VL的恒容密闭容器中充入1mol (g)和3mol (g)发生上述反应。初始时体系压强为100kPa，平衡时，CO的选择性为50%，的转化率为80%。(CO的选择性=) ①反应Ⅰ的 (列出计算式即可)。反应Ⅰ的标准平衡常数，其中为标准压强100kPa，p(X)为气体X的平衡分压，分压=总压×该气体的物质的量分数。 ②在下图中画出500℃时，乙醇平衡转化率随[]变化而变化的情况 。 (3)压强为100kPa，的平衡产率与温度、起始时关系如图所示，每条曲线表示相同的平衡产率。 ①的平衡产率：Q点 N点(填“>”、“=”或“＜”)； ②M、N两点的平衡产率相等的原因是 。 (4)氢气的应用：氢气熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示。 ①和经催化重整生成CO和，CO和全部进入电极A发生反应，写出负极的电极反应式(用一个总方程式表示) 。 ②理论上负极生成的与正极消耗的的物质的量之比是 。 6．（2024·安徽六安·模拟预测）我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气CO2中的含量，以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应： Ⅰ．主反应：  。 Ⅱ．副反应：  。 (1)已知：Ⅲ．  。 Ⅳ．   。 (2)CO2加氢合成甲烷时，通常控制温度为：500℃左右，其可能的原因为_______。 A．反应速率快 B．平衡转化率高 C．催化剂活性高 D．主反应催化剂选择性好 (3)500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H2O)=5mol⋅L-1，体系压强为，则0~20min内 ，平衡时CH4选择性= (CH4选择性，计算保留三位有效数字)，副反应Kc= 。 (4)以CO2催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arhenius经验公式，(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 (5)科学家们已经用甲烷制出了金刚石，人造金刚石在硬度上与天然金刚石几乎没有差别 ①已知原子a、b的分数坐标为(0，0，0)和，原子c的分数坐标为 。 ②若碳原子半径为rnm，则金刚石晶胞的密度为 g/cm3(用含r的计算式表示)。 7．（2024·河北沧州·三模）作为化石燃料燃烧的产物，直接排放会形成温室效应，因此大力开发的资源化利用，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。 (1)如图所示，是的资源化利用的一种途径，该过程的催化剂是 。 (2)Ⅰ．如下图所示，与发生放热反应可转化为甲烷或乙烷，在不同催化剂存在下反应相同的时间，的转化率以及乙烷的选择性与温度的关系如下图所示，随着温度的升高，以为催化剂，的转化率一直增大，而以为催化剂，的转化率先增大后减小的原因是 。制备乙烷的催化剂最好选用 ，该催化剂的适宜温度为 。 Ⅱ．在Ⅰ中所选用的催化剂条件下，与反应生成甲烷或乙烷，其它相同条件时，二氧化碳的转化率、乙烷的选择性与温度、进气量的关系如下图所示，制备乙烷选用的最佳条件是 。（该温度用字母代替，且恰好是Ⅰ中所选用催化剂的适宜温度） (3)乙烷水蒸气催化重整制氢的逆反应为，某密闭容器中以物质的量之比为2：7充入和，达到平衡时，下乙烷物质的量分数与温度的关系、290℃乙烷物质的量分数与压强的关系如下图所示： ①在 （“高温”、“低温”、“任意温度”）自发。 ②A、B、C、D、E中，处于相同状态下的两个点是 。 ③达到平衡时的物质的量分数为0.12时，反应条件是 。 8．（2024·湖南岳阳·模拟预测）Ⅰ.工业合成氨对粮食增产、增加人口具有重要价值。1913年，Haber-Bosch发明的催化合成氨技术实现了工业化生产：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，298K时该反应的ΔH=-92.2kJ·mol-1   ΔS=-198.2J·K-1·mol-1。 已知：化学反应吉布斯自由能变化量ΔG=ΔH -TΔS (通常温度区间，ΔH和ΔS可视为常量)。 (1)298K时，合成氨反应 (选填“能”或“不能”)自发进行，理由是 。 (2)T℃下，设反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K，反应NH3(g)N2(g)+ H2(g)的平衡常数为K＇，则K与K＇之间的关系是 。 (3)298K时，向一恒定温度的刚性密闭容器中充入物质的量之比为1：1的N2和H2混合气体，初始压强为30MPa，在不同催化剂作用下反应，相同时间内H2的转化率随温度的变化如图所示，b点v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。图中a点混合气体平均相对分子质量为18.75，a点对应温度(T4)下反应的平衡常数Kp= (保留两位有效数字，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ.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：   (4)主反应与副反应的吉布斯自由能变()与温度T的关系如下图所示，则副反应的 (填“>”“<”或“=”)0； (填“>”“<”或“=”)。 9．（2024·陕西渭南·三模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径，其中CO2转化为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H1=-49.01kJ•mol-1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    △H2＞0 请回答下列问题： (1)若利用反应I计算反应II的反应热△H2，还需要知道一个化学反应的△H，写出该反应的化学方程式 。 (2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。 写出该反应机理中决速步的热化学方程式： 。 (3)在恒温恒压(260℃，1.8MPa)下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如表。 反应器 CO2平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s 普通反应器(A) 25.0% 80.0% 10.0 分子筛膜催化反应器(B) ＞25.0% 100.0% 8.0 已知： i.分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能； ii.CH3OH的选择性=×100% ①在普通反应器(A)中，下列能作为反应I和反应II均达到平衡状态的判断判据是 (填字母)。 A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变 C．v正(CO2)=3v逆(H2) D．各物质浓度比不再改变 ②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是 ；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是 。 ③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)= mol•s-1；反应II的化学平衡常数Kp(II)= (列出化简后的计算式即可)。 (4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示，请写出Cu电极上的电极反应： 。 10．（2024·北京海淀·三模）资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。 I．制甲醇，过程如下： i．催化剂活化：(无活性)(有活性) ii．与在活化后的催化剂表面可逆的发生反应①，其反应历程如图。同时伴随反应②：　。 (1)反应①每生成1放热49.3，写出其热化学方程式： 。 (2)与混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与转化率、选择性的关系如图。 已知：选择性(生成所用的)(转化的)。 流速加快可减少产物中的积累，减少反应 (用化学方程式表示)的发生，从而减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。 (3)对于以上制甲醇的过程，以下描述正确的是 (填序号)。 A．反应中经历了、键的形成和断裂 B．加压可以提高的平衡转化率 C．升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性 II．一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用()和纳米片()作催化电极，电化学法制备甲酸(甲酸盐)的工作原理如图所示。 (4)①阴极表面发生的电极反应式为 。 ②若有1通过质子交换膜，则理论上生成的和共 。 (5)电解部分甲醇后，将阴阳极的电解液混合，加入过量氢氧化钠后蒸干溶液，再向所得固体中加入过量稀硫酸，溶解后得200溶液。取20溶液，加入溶液，充分反应后，再加入过量溶液和5滴淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液体积为。 已知：；。 ①滴定终点的现象为 。 ②假设电流效率为100%，则电解池装置中通过的电子的物质的量为 。 ③若不加入氢氧化钠，直接蒸干溶液，则②中的计算结果将 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。 11．（2024·山西大同·模拟预测）氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。回答下列问题， (1)查阅资料可知，H—H、N≡N、N-H的键能分别为436、946、389，则的焓变△H= ，该反应活化能 （填“＞”或“＜”）。 (2)已知分解反应的速率方程为（k为速率常数，只与温度、催化剂有关）。某温度下的实验数据如表所示： 组别 速率常数k 1 0.04 k 2 0.16 k 3 0.36 k 速率方程中n＝ ； 。 (3)恒压密闭容器中，充入一定量的和，在不同催化剂（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）作用下发生反应，测得相同反应时间内，的体积分数随温度变化如图所示： ①图中X、Z点对应温度下的平衡常数： （填“＞”或“＜”，下同）。 ②240℃时，催化效果最好的催化剂为 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）；T＞300℃，曲线重合的原因是 。 (4)恒温、恒容条件下，和按照物质的量之比1∶1充入容器，下列能说明密闭容器中反应已达平衡状态的是 （填字母）。 A．容器内压强不再发生改变 B．容器内混合气体的平均摩尔质量不变 C．容器内气体密度不再发生改变 D．的体积分数保持不变 (5)合成氨的常用催化剂是铁触媒，已知铁为面心立方晶体，其晶胞结构如图所示，若铁原子的半径为a pm，则铁晶体中最近的两个铁原子间的距离（核间距）为 pm；铁晶体的密度为 （表示阿伏加德罗常数的值，写出计算表达式）。 12．（2024·湖南·二模）生物质(，其中包含常见糖类、甘油等)的利用不会增加大气中的含量，被视为符合“碳中和”理念的能源。利用CuO作为氧载体，可提供氧原子，促使生物质转化为具有重要应用价值的合成气(CO、)。其主要反应为。在时，向2L刚性容器中加入足量的和，发生上述反应，达到平衡时，测得容器中、CO的物质的量浓度分别为、。请回答下列问题： (1)下列有关该反应说法正确的是_______(填标号)。 A．CuO中铜元素的化合价一定降低 B．随着CuO的量增多，CO的含量可能降低 C．当容器中和CO的物质的量浓度保持恒定不变时，该反应一定达到化学平衡 D．反应达到平衡后，向容器中投入mmol和nmolCO，达到新平衡时，CO的物质的量浓度大于 (2)光电催化甘油生产合成气的工作原理如图所示。已知光电阳极在光照下可产生空穴()和光电子()，空穴具有很强的得电子能力。 请写出上述原理图中甘油转化为CO的方程式： 。 (3)经研究发现，甘油转化为合成气的一种反应机理如图所示(部分物质未标出)。 与甘油相比，该反应机理过程图中碳原子新增的杂化方式有 。为实现生物质()的原子利用率达到100%，有机物的n、m、z应满足关系 (用n、m、z表达)。 (4)将甘油所得合成气分离出3mol和1molCO通入某恒压容器中，在，pkPa条件下发生如下反应： ⅰ.   ⅱ.   ⅲ.   则反应在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。 随着温度的变化，各气态微粒的平衡体积分数(水蒸气忽略不计)与温度的变化关系如图所示。 ①试分析随着温度升高，的体积分数先缓慢增大后迅速增大的原因是 。 ②930℃下，平衡时的分压为 kPa，反应ⅲ的压强平衡常数 (列出计算表达式)。 13．（2024·山东潍坊·三模）研究含、的污染排放物的性质，对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。回答下列问题： (1)城市中和污染主要来源于汽车尾气，在空气中存在如下反应：，研究资料表明该反应的反应速率随温度的升高而减小，上述反应分两步完成，如图1所示。 ①图1中第一步反应的热化学方程式为 。 ②由实验数据得到第二步反应的关系如图2所示。当升高温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 (填字母)。 (2)将转化为等物质，是实现“双碳”目标的途径之一。 ①在某催化剂作用下，和合成甲酸仅涉及以下反应： I．   Ⅱ．   在刚性容器中，加入和各发生反应，平衡时的转化率及和的选择性随温度变化如图所示。时，平衡后的压强与初始压强之比为 (用含的代数式表示)。时，反应I的平衡常数 (结果保留小数点后两位)。 ②某研究小组在密闭容器中充分搅拌催化剂的DMSO(有机溶剂)溶液，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为，反应机理如下： Ⅲ． Ⅳ． V． 实验测得：，时，随催化剂浓度变化如图，时，不再显著增大的原因是 。催化剂足量条件下，在溶液中加入三乙基胺，的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 14．（2024·湖南长沙·三模）氢能是最具有前景的绿色能源，反应是目前大规模制取氢气的方法之一、已知：① ② ③ (1) 。 (2)实验发现，一定温度下(其他条件相同)，向上述平衡体系中投入一定量的可以提高的百分含量。请分析无，投入微米投入纳米时，百分含量不同的原因： 。 (3)在时，将与充入的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，的物质的量分数。 ①时，反应平衡常数 。(保留2位有效数字)。 ②由时上述实验数据计算得到和的关系如图所示。若升高温度，反应重新达到平衡，则相应的点变为 点(填图中标号，下同)、相应的点变为 点。 (4)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。 ①阳极的电极反应式为 。 ②同温同压下，相同时间内，若进口I处n(CO)：n(H2O)=a：b，出口I处气体体积为进口I处的y倍，则CO的转化率为 (用a、b、y表示)。 15．（2024·福建福州·二模）为了减少“温室效应”带来的负面影响，法国化学家Paul sabatier研究得出在催化剂作用下能够转化为甲烷，即Sabatier反应： ；副反应： ；回答下列问题 (1)若的燃烧热分别为， ，则Sabatier反应的 。 (2)实际化工生产过程中，下列措施能提高转化效率的是 。 a.合适的温度下，适当增大压强 b.增加反应物与的体积比 c.采用双温控制，前段加热，后段冷却 d.选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积 (3)将原料气按置于密闭容器中在进行 Sabatier反应，测得平衡转化率与压强、温度的关系如图所示，x、y、z、w大小关系为 ， 在压强为时，700~800℃范围内，随温度升高，的平衡转化率逐渐增大，其原因是 。 (4)针对“”反应，实验测得正反应速率为，逆反应速率为，其中为速率常数，为平衡常数，则 (以和表示)。 (5)上图中，当温度为500℃、压强为时，针对 Sabatier反应，根据M点计算 (不考虑副反应，写出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 16．（2024·陕西安康·模拟预测）氨和氨水能与多种金属离子形成配合物，且在生产和生活中都发挥着重要作用。回答下列问题： (1)合成氨反应的能量变化示意图如图所示，该反应的热化学方程式为 。 (2)显粉红色，显橙黄色，显土黄色。酸性条件下，和可与反应，补充完整反应的离子方程式： I． ； II． 。 (3)某温度下，对(2)中的反应进行了研究。速率方程为，；保持其他条件不变，分别用浓度相同的和与反应得到下图中曲线I和曲线II；分别用不同浓度的与反应得到图中曲线II和曲线II′。 ① (填“”“”或“”)；曲线Ⅱ内，的平均生成速率为 。 ②下列说法中正确的有 。(填选项字母)。 A．平衡后加入，反应Ⅰ和反应Ⅱ的均减小 B．上述实验中，反应速率都随反应进程逐渐增加 C．上述实验中，体系颜色不再变化则达到平衡状态 (4)向还有未溶解的饱和溶液中滴加氨水，发生反应，。平衡体系中、、、的浓度与浓度的变化关系如图所示。 ①曲线II代表 。{填“”“”“”或“”}浓度与浓度的变化曲线。 ②的溶度积 。 ③的平衡常数 。 17．（2024·湖南·模拟预测）砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题。 (1)砷的价层电子排布式 。 (2)已知：As(s)＋H2(g)＋2O2(g)=H3AsO4(s)  ΔH1=a kJ·mol-1 H2(g)＋O2(g)= H2O(l)  ΔH2=b kJ·mol-1 2As(s)＋O2(g)=As2O5(s)  ΔH3=c kJ·mol-1 则反应As2O5(s)＋3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH= 。 (3)298 K时，将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：..。溶液中与反应时间(t)的关系如图所示。 ①下列可判断反应达到平衡的是 (填标号)。 a．溶液的pH不再变化              b．v(I-)=2v() c．c()/c()不再变化       d．c(I-)=y mol·L-1 ②tm时v逆 tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 。 ③若平衡时溶液的pH=13，则该反应的平衡常数K为 。 (4)砷化镓是第三代半导体，熔点为1238 ℃，其晶胞结构如图所示。 ①砷化镓属于 晶体。 ②砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm，砷化镓的摩尔质量为b g·mol-1，阿伏加德罗常数的值为NA，则砷化镓晶体的密度表达式是 g·cm-3。 18．（2024·广西贵港·模拟预测）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 反应1：   反应2：   请回答下列问题： (1)  ，该反应正反应的活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)恒压、时，和按物质的量之比投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现的高效转化。 ①该流程的总反应中还原需吸收的能量为 。 ②过程平衡后通入，一段时间内的物质的量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)将与在恒容密闭容器中反应制取和时，发生反应1和反应，和的平衡转化率随温度变化的关系如图所示。 ①曲线 (填“”或“”)代表的平衡转化率。 ②计算时反应1的化学平衡常数 (计算结果保留两位小数)。 ③还原能力可衡量的转化效率，(同一时段内与的物质的量变化量之比)，从平衡移动的角度分析，随着温度升高，值逐渐减小直至近似等于1的可能原因是 。 ④催化剂可提高值，常压下和按物质的量之比投料，某一段时间内的转化率、值随温度变化如下表： 温度 480 500 520 550 转化率 7.9 11.5 20.2 34.8 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法正确的是 (填标号)。 A．值提高是由于催化剂选择性地提高反应2的速率 B．温度越低，含氢产物中占比越低 C．温度升高，的转化率增加，的转化率降低，值减小 D．改变催化剂可提高平衡时的值 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) -90.4 低温 (2) BD 0.105 (3)b (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）i．A．原料气、与物质的量浓度之比1：3投料时，已知初始，则初始，根据H元素守恒，反应过程中，故A错误； B．反应①是气体体积变化的反应，容器的压强不再变化时，①达到平衡，则H2O的浓度不再变化，说明反应②也达到平衡，故B正确； C．加入反应①的催化剂，反应①的平衡不会发生移动，不可提高平衡时甲醇的选择性，故C错误； D．降低反应温度，正逆反应速率都要减小，即反应①②的正、逆反应的速率都减小，故D正确； 答案为BD； ii．根据已知条件列出“三段式” 甲醇的选择性为，平街转化率为，解得，，则平街压强为，该条件下反应②； （3）由于，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，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，产生定多。所以γ升高；初始3mol和1mol，，；平衡状态时，所以，，根据硕元素守恒，，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，电极及应式为。 2．(1)能 (2)6a-b-9c (3)反应ⅰ有积炭生成，随着反应的进行，生成的积炭逐渐增多，覆盖在催化剂表面，使催化剂催化性能逐渐降低，化学反应速率减小 (4) 10.0 pH=10.0时，产物中积炭平均含量最低，CH4平均转化率最大，芳烃平均产率最高 (5) 20% 或 (6)适当降低温度，加入合适的催化剂(合理即可) 【详解】（1）反应ⅰ．，在1000K时，ΔG=ΔH-TΔS=+74.6 kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24 kJ·mol-1＜0，故反应ⅰ在1000K时能自发进行。 （2）ⅱ． 由题给数据可得出以下热化学方程式： ③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)     ΔH=akJ·mol-1 ④C6H6(l)+7.5O2(g)＝6CO2(g)+3H2O(l)   ΔH=bkJ·mol-1 ⑤H2(g)+0.5O2(g)＝H2O(l)             ΔH=c kJ·mol-1 依据盖斯定律，将反应③×6-④-⑤×9得，反应ⅱ的(6a-b-9c) kJ·mol-1。 （3）由于反应ⅰ生成固态炭，会覆盖在催化剂表面，从而减小气体与催化剂的接触面积，因此随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低。 （4）比较表中数据可以看出，pH=10.0时，CH4平均转化率为最大值10.45%，芳烃平均产率为最大值6.45%，产物中积炭平均含量为最小值33.10%，所以最佳pH为10.0。 （5）下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，设起始时C6H6的物质的量为1mol，CH4的物质的量为5mol，参加反应C6H6的物质的量为xmol，则可建立如下三段式： 依题意，，解得x=0.2，平衡时，n(C6H6)=0.8mol，n(CH4)=4.8mol，n(C7H8)=0.2mol，n(H2)=0.2mol，则的平衡转化率为=20%，平衡常数Kp=或。 （6）已知，，则温度降低，增大，可提高苯的产率；加入合适的催化剂，选择性降低Ea,苯，加快生成苯的速率，提高苯的产率。所以若要提高苯的产率，可采取的措施有：适当降低温度，加入合适的催化剂(合理即可)。 3．(1) -90 低温 反应的活化能高 (2) 6.75 逆反应 (3)温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低 (4)减小反应压强或增大水蒸气的浓度 (5)CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH- 【详解】（1）①已知：CO2(g)和H2O(g)的生成焓为：-394kJ/mol，-242kJ/mol，反应的热化学方程式为：a.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ/mol，b.H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-242kJ/mol，盖斯定律计算b×2-a得到Bosch反应的△H=2×(-242kJ•mol-1)-(-394kJ•mol-1)=-90kJ/mol； ②△H-90kJ/mol，反应为△H＜0，△S＜0的反应，满足此反应自发进行，△H-T△S＜0，反应的温度是低温； ③断裂二氧化碳和氢气所需的能量较高，所以该反应所需的活化能较高，则一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动； （2）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2O⇌CO+3H2，T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH4和1mol H2O(g)，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时，列三段式如下： K===6.75mol2/L2； 若再向容器中同时充入、、和，此时Qc==mol2/L2>6.75mol2/L2，平衡向逆反应方向移动； （3）温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低； （4）反应是前后气体体积增大的，减小反应压强，平衡正向移动，反应物转化率增大；增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，甲烷转化率增大； （5）CO2在正极发生还原反应转化为甲烷，电极反应为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-，故答案为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。 4．(1) ＜ 360℃ (2)-285.8 (3)BD (4)流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 (5)6 (6)101 【详解】（1）反应前后的气体分子数目在减小，所以该反应 <0，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，故T1代表的温度为440℃，T3为360℃。 （2）表示氢气燃烧热的热化学方程式为④，设①，②，③ ，则，因此氢气的燃烧热－57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol=-285.8 （3）A．增大HCl的流速，由图像可知，HCl的转化率在减小，不符合题意； B．M对应温度为360℃，由图像可知，升高温度，HCl的转化率增大，符合题意； C．增大n(HCl):n(O2)，HCl的转化率减小，不符合题意； D．使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl的转化率增加，符合题意； 故选BD。 （4）图中在较高流速下，T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2，主要是流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 （5）由图像可知，N点HCl的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4mol，可列出三段式 则。 （6）由于二者的晶体结构相似，体积近似相等，则其密度之比等于摩尔质量之比。故，则Ru的相对原子质量为101。 5．(1)B (2) (3) ＜ M点与N点具有相同的压强，相同；不同的是N点温度高于M点，升高温度，反应Ⅱ正向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ正向移动产生的量相等 (4) 5∶4 【详解】（1）反应Ⅰ是吸热反应，且反应前后熵增大，根据吉布斯自由能判断该反应自发进行的条件是高温； （2）①500℃时，在体积为VL的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，根据题中信息可求算达到平衡时消耗的物质的量为0.8mol，设反应Ⅱ生成CO的物质的量为。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 平衡时，CO的选择性为50%，可得50%=，即x=0.8mol。则平衡时，，，，，平衡时，，即p平=1.8。反应Ⅰ的； ②500℃时，乙醇平衡转化率随的增大而增大，且根据题中信息知当时，的转化率为80%，故可作出相应图像： （3）①由于每条曲线表示相同的平衡产率，故在曲线上可找到与Q点相同平衡产率且的一点，则N点，但N点温度高于此点，故相当于在，压强为100kPa的基础上升高温度，则的平衡产率升高，Q点<N点； ②M点与N点具有相同的压强，相同；不同的是N点温度高于M点，升高温度，反应Ⅱ正向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ正向移动产生的量相等； （4）①和经催化重整生成CO和：，CO和全部进入电极A发生氧化反应，故可写出负极的总反应方程式为：； ②正极反应方程式为：，则理论上负极生成的与正极消耗的的物质的量之比是5：4。 6．(1) (2)ACD (3) 0.1 66.7% 1.67(或5/3) (4)使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积 (5) 【详解】（1）根据盖斯定律反应Ⅲ的2倍减去反应Ⅰ得到Ⅳ，则。 （2）CO2加氢合成甲烷时，也有副产物发生，主反应是放热反应，副反应是吸热反应，通常控制温度为500℃左右，此时催化剂的活性高，反应速率快，由于有副反应发生，因此应是主反应催化剂选择性好，而温度高，对副反应平衡正向移动，对主反应平衡逆向移动；故答案为：ACD。 （3）500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H2O)=5mol⋅L-1，体系压强为，建立三段式： 2x+y=5，根据物质的量之比等于压强之比得到，解得x=2，y=1，则0~20min内 =0.1，平衡时CH4选择性= ，副反应Kc= 或1.67。 （4）当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，斜率降低，说明活化能降低，则实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积。 （5）①已知原子a、b的分数坐标为(0，0，0)和，由晶胞结构可知，原子c的分数坐标为； ②金刚石晶胞对角线上的两个原子紧密相连，距离为体对角线的，设晶胞边长为anm，则，金刚石晶胞中含有4+8+6=8个C原子，则金刚石晶胞的密度为。 7．(1)MgO和Pd (2) 反应相同的时间，370℃时，以为催化剂时，反应已经达到平衡，升高温度平衡左移；以为催化剂时，反应速率较慢，反应未达到平衡，升高温度反应速率加快，反应相同时间转化率增大 370℃ 温度为，进气量为 (3) 低温 D、E 290℃、或360℃、 【详解】（1）由图可知，总反应为二氧化碳和氢气生成甲烷和水，从初始物二氧化碳、氢气的反应历程可知，氧化镁、Pd参与反应又生成，则氧化镁、Pd为催化剂； （2）Ⅰ．升高温度反应速率加快，由图可知，反应相同的时间，370℃时，以为催化剂时，反应已经达到平衡，升高温度平衡左移；以为催化剂时，反应速率较慢，反应未达到平衡，升高温度反应速率加快，反应相同时间转化率增大，因此，随着温度的升高，以为催化剂，的转化率一直增大，而以为催化剂，的转化率先增大后减小。在相同条件下，以为催化剂时，反应速率快，因此，制备乙烷的催化剂最好选用。370℃时，二氧化碳的转化率最大，且乙烷的选择性也较高，因此，催化剂的适宜温度为370℃。 Ⅱ．进气量×二氧化碳的转化率×乙烷的选择性越大，乙烷的产量越高，条件越好，因此，制备乙烷选用的最佳条件是温度为、进气量为。 （3）①方法一：对于反应，增大压强，平衡正移，乙烷的物质的量分数增大，a曲线表示290℃乙烷物质的量分数与压强的关系；则曲线表示下乙烷物质的量分数与温度的关系，由可知，温度越高，乙烷的物质的量分数越低，因此正向放热，结合该反应熵减小，由可知该反应低温自发。 方法二：（2）Ⅰ已知“与发生放热反应可转化为甲烷或乙烷”，可知正向放热，结合该反应熵减小，由可知该反应低温自发。 ②结合①分析，D、E均表示290℃、，因此，A、B、C、D、E中，处于相同状态下的两个点是、。 ③达到平衡时的物质的量分数为0.12时，乙烷的物质的量分数为，因此反应条件是290℃、或360℃、。 8．(1) 能 ，得到，所以该反应能自发进行 (2)K＇=或K=()2 (3) > 0.014(MPa)-2 (4) < > 【详解】（1）①根据 ，所以该反应能自发进行，故答案为：能； ②根据 ，所以该反应能自发进行，故答案为：根据 ，所以该反应能自发进行； （2）T℃下，设反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)的平衡常数为K，反应NH3(g)⇌N2(g)+ H2(g)的平衡常数为K＇，则K与K＇之间的关系为或，故答案为：或； （3）①T3的b点时，反应未达到平衡，说明v正>v逆； ②设起始氮气和氢气的物质的量为amol，设氮气转化物质的量为xmol，列三段式：，a点混合气体平均相对分子质量为18.75=，解得x=0.2a，平衡时总物质的量为1.6a，则平衡后压强为=24MPa，p(N2)=×24MPa=12MPa，p(H2)=×24MPa=6Mpa，p(NH3)=×24MPa=6Mpa，Kp=，故答案为：； （4）①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，故答案为：； ②副反应×2-主反应得：，则>，故答案为：>。 9．(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的ΔH (2)H2COO*+2H2(g)=H2CO*+OH*+H2(g) ΔH=+40.49 kJ/mol (3) BD 反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动 在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动 0.02 (4) 【详解】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量；反应II中生成H2O(g)，若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的。 （2）由图可知，热化学方程式H2COO*+2H2(g) =H2CO*+OH*+H2(g)=ΔH=(-0.58+1)ev/mol=+0.42×96.4 kJ/mol=+40.49 kJ/mol的活化能最大，化学反应速率最慢，为反应机理中的决速步。 （3）①A．在恒温恒压下进行反应，压强为常量，A不符合题意； B．在恒温恒压下进行反应，容器体积为变量，气体总质量始终不变，则混合气体的密度为变量，其不变说明反应已达平衡，B符合题意； C．v正(CO2)=3v逆(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，C不符合题意； D．各物质浓度比不再改变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，D符合题意； 故选BD； ②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动，导致甲醇的选择性随温度升高而降低；分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能，故导致在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动，使得CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)； ③在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)反应，若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，则氢气投料3mol；CO2平衡转化率为25%，则反应二氧化碳0.25mol，甲醇的选择性80%，则生成甲醇0.25mol×80%=0.2mol，则： 反应I从开始到平衡态的平均反应速率；平衡时总的物质的量为3.6mol，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.75mol、2.35mol、0.05mol、0.25mol，则二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分压分别为、、、，反应II为等气体分子数的反应，则化学平衡常数Kp(II)= 。 （4）由图可知，铜极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲醇，反应为。 10．(1) (2) (3)AB (4) (或) 0.75 (5) 最后半滴溶液滴下时，溶液由蓝色变为无色，半分钟内不变蓝 偏低 【详解】（1）反应①中CO2和H2在温和的条件下转化为甲醇和H2O，每生成1molCH3OH (g)放热49.3kJ，其热化学方程式为△H = - 49.3kJ/mol。 （2）已知催化剂活化：In2O3 (无活性)In2O3-x(有活性)，流速加快可减少产物中H2O的积累，减少反应的发生，减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。 （3）A．由图1可知，反应中经历了In- C、In-O键的形成和断裂，选项A正确； B．CO2制甲醇是气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，可以提高CO2的平衡转化率，选项B正确； C．由 △H = -49.3kJ/mol是放热反应，升高温度平衡逆向移动，升高温”度会降低甲醇在平衡时的选择性，选项C错误； 故答案为: AB。 （4）①由图可知二氧化碳在左侧电极发生反应，其中碳元素化合价降低，则a为负极，CO2得到电子生成HCOO-和或，该电极反应式为：(或)； ②由第一问的分析可知b为阳极，CH3OH失去电子生成HCOOH，根据得失电子守恒和电荷守恒配平阳极反应为：CH3OH -4e-+H2O = HCOOH+ 4H+，阴极电极反应为：，由此可以发现，若有1molH+通过质子交换膜时，则转移1mol电子，则此时该装置生成HCOO-和HCOOH共计0.75mol。 （5）①向HCOOH溶液中加入过量KMnO4溶液，发生反应：，再加入过量溶液和5滴淀粉溶液，过量的KMnO4溶液将I-氧化为I2，离子方程式为：，此时溶液为蓝色的，然后加入溶液滴定至终点，I2被还原为I-，溶液变无色，则滴定终点的现象为：最后半滴溶液滴下时，溶液由蓝色变为无色，半分钟内不变蓝； ②由①分析可得关系式：5HCOOH~2KMnO4~5I2~10，则与HCOOH反应的n(KMnO4)= ，则n(HCOOH)=2.5n(KMnO4)= =，由电极方程式、CH3OH -4e-+H2O = HCOOH+ 4H+可知，消耗了CO2，转移电子的物质的量为=mol； ③若不加入氢氧化钠，阳极产生的HCOOH没有转化为HCOONa，直接蒸干溶液，部分HCOOH会挥发，导致②中的计算结果将偏低。 11．(1) +80kJ/mol ＞ (2) 3.24×10—4 mol/(L·min) (3) ＞ Ⅰ 反应达到限度，催化剂不影响平衡时氨气的体积分数 (4)ABD (5) 2a 【详解】（1）由反应热与反应物的键能之和和生成物的键能之和的差值相等可得：反应△H= 389kJ/mol×3×2—(436kJ/mol×3+946kJ/mol)=+80kJ/mol，则该反应为正反应活化能大于逆反应活化能的吸热反应，故答案为：+80kJ/mol；＞； （2）由1和2的数据可得：=()n，解得n=，由1可得速率常数k==1.5×10—3，则由3的数据可得v3=1.5×10—3× mol/(L·min)= 3.24×10—4mol/(L·min)，故答案为：；3.24×10—4 mol/(L·min)； （3）①合成氨反应我放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，由图可知，X点温度低于Z点，则X点反应的平衡常数大于Z点，故答案为：＞； ②由图可知，240℃时，曲线Ⅰ对应氨气的体积分数最大，说明反应速率最快，催化剂Ⅰ的催化效果最好；温度高于300℃后，曲线重合的原因是反应达到限度，催化剂不影响平衡时氨气的体积分数，故答案为：Ⅰ；反应达到限度，催化剂不影响平衡时氨气的体积分数； （4）A．该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内混合气体的平均摩尔质量增大，则容器内混合气体的平均摩尔质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； D．恒温、恒容条件下，氮气和氢气按照物质的量之比1：1充入容器进行反应时，氮气的体积分数减小，则氮气的体积分数保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； 故选ABD； （5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铁原子与位于面心的铁原子距离最近，铁原子的半径为apm，则铁晶体中最近的两个铁原子间的距离为2apm，晶胞的边长为2 apm，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(2×10—10 a)3d，解得d=，故答案为：2a；。 12．(1)B (2) (3) 、sp 且 (4) 低温 升高温度，反应ⅰ和ⅱ的平衡逆向移动，且反应ⅰ的程度略大于反应ⅱ，的体积分数先缓慢增大；930℃以后，焦炭的反应活性增大，反应ⅲ的逆向移动阻碍反应ⅱ的逆向移动，导致的体积分数迅速增大 5.4%p 【详解】（1）A．根据反应可知当z=n时，CuO中铜元素的化合价不变，故A错误； B．过量的氧化铜在一定温度下可以与一氧化碳发生氧化还原反应，故B正确； C．根据反应可知当m=n时，容器中氢气和一氧化碳的物质的量浓度保持1：1不变时，不一定达到化学平衡，故C错误； D．该反应的平衡常数，温度不变，化学平衡常数不变，此条件下达到新平衡时，CO的物质的量浓度不变，为，故D错误； 故答案为：B。 （2）该装置为电解池的装置，产生氢气的电极是阴极，另外一极是阳极，甘油转化为CO的方程式：，故答案为：。 （3）甘油中C原子均为饱和碳原子，连接的是4根单键，因此为sp3杂化，与甘油相比，该反应机理过程图中碳原子的连接的碳碳双键的方式为sp2杂化，而产生的co中碳原子是sp杂化，新增的杂化方式有sp2、sp；根据反应原子守恒可知，当n=z并且m>0时原子利用率达到100%，故答案为：sp2、sp；n=z且m>0。 （4）根据盖斯定律可知，观察该反应可知为气体分子数减少的反应，因此，根据可知，该反应是低温有利于进行，故答案为：低温； ①随着温度升高，的体积分数先缓慢增大后迅速增大的原因是：升高温度，反应ⅰ和ⅱ的平衡逆向移动，且反应ⅰ的程度略大于反应ⅱ，的体积分数先缓慢增大；930℃以后，焦炭的反应活性增大，反应ⅲ的逆向移动阻碍反应ⅱ的逆向移动，导致的体积分数迅速增大，故答案为：升高温度，反应ⅰ和ⅱ的平衡逆向移动，且反应ⅰ的程度略大于反应ⅱ，的体积分数先缓慢增大；930℃以后，焦炭的反应活性增大，反应ⅲ的逆向移动阻碍反应ⅱ的逆向移动，导致的体积分数迅速增大； ②根据图像可知，二氧化碳的体积分数为48%，一氧化碳的体积分数为46%,甲烷的体积分数为0.6%，水蒸气忽略不计，则氢气的体积分数为1-48%-46%-0.6%=5.4%，可知氢气的分压为5.4%p；反应ⅲ的压强平衡常数； 故答案为：5.4%；。 13．(1)    a (2) 1.78 和在溶液中的溶解速度(或浓度)不变，不再显著增加 增大 【详解】（1）①根据图像，图1中第一步反应为NO(g)反应化合生成N2O2(g)，根据△H=生成物的能量-反应物的能量，则热化学方程式：  ； ②根据图1可知，由实验数据得到第二步反应为放热反应，第二步反应的关系如图2所示。当升高温度时，平衡逆向移动，增大，要再达平衡得再增大，则在x点的右下方，则变为相应的点为a； （2）①由题干图示信息可知，根据反应I．  可知，升高温度，平衡逆向移动，则HCOOH的选择性随温度的升高而减小，CO2的转化率随温度升高而减小，根据时，曲线a、c对应的数值之和为100%，说明这两条曲线分别代表HCOOH和CO的选择性，曲线b代表CO2的转化率随温度的变化关系； 在刚性容器中，加入和各发生反应，平衡时的转化率及和的选择性随温度变化如图所示。时，HCOOH和CO的选择性均为50%，的转化率为y，根据三段式有： 平衡后物质的量为2-2y+1.5y=2-0.5y，平衡后的压强与初始压强之比为； 由图示信息可知，时，的转化率为40%，HCOOH的选择性为80%，CO的选择性为20%，可得三段式： 反应I的平衡常数； 受压强下CO2与H2溶解度的限制，和在溶液中的溶解速度(或浓度)不变，不再显著增加； ②催化剂足量条件下，在溶液中加入三乙基胺，会消耗HCOOH，HCOOH浓度降低，平衡正向移动，的平衡转化率增大。 14．(1)-41.2kJ/mol (2)CaO能吸收CO2，纳米CaO表面积更大，吸收效果更好，更有利于平衡正向移动 (3) 0.074 E B (4) 【详解】（1）根据盖斯定律，可得热化学方程式：③-(①+②)，整理可得的反应热△H=-41.2 kJ/mol，故答案为：-41.2kJ/mol。 （2）CaO能够吸收反应产生的CO2，根据图示可知：H2的含量：纳米CaO＞微米CaO＞无CaO，可见由于纳米CaO表面积大，吸收CO2效果好，更有利于平衡正向移动，使H2的百分含量增加，故答案为：CaO能吸收CO2，纳米CaO表面积更大，吸收效果更好，更有利于平衡正向移动。 （3）①CO(g)与H2O(g)在一定条件下发生反应：，假设反应消耗的H2O的物质的量是xmol，利用三段式进行求解：，，解得x=0.04 mol，故CO的平衡转化率×100%=40%；根据化学平衡常数的含义，可知在T1℃时，该反应平衡常数，故答案为：0.074； ②对于反应，平衡时CO的体积分数为：，升高温度时，v(正)、v(逆)均加快，因此排除F点；该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，导致CO的含量增大，因此再次平衡时CO的物质的量分数要大于0.12，因此排除D点，故应该选E点； 对于反应，由已知条件可知平衡时H2的体积分数为0.08，升高温度时v(正)、v(逆)均加快，因此排除A点；由于该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致H2的含量降低，故反应再次平衡时H2的物质的量分数减小，结合再次平衡时CO的物质的量分数为E点，因此排除C点，应该选B点； 故答案为：E；B。 （4）①电解时，一氧化碳和水均从阳极口进入，阳极一氧化碳转化为二氧化碳，因此电解时，阳极发生氧化反应，生成二氧化碳，电极反应为； ②若进口I处n(CO)：n(H2O)=a：b，进口Ⅰ处的气体体积为(a+b)，假设出口Ⅰ处二氧化碳体积为x，根据三段式：，出口I处气体体积为进口I处的y倍，则有，可得x=，CO的转化率为：，故答案为：；。 15．(1)-157.2 kJ/mol (2)acd (3) x>y>z>w 升高温度，Sabatier反应逆向移动程度小于副反应正向移动程度 (4) (5) 【详解】（1）根据信息，可以得出： ； ②； ； 根据盖斯定律，2×①−②+2×③，可以得出 。 （2）a．增大压强，反应速率增大，主反应平衡正向进行，CO2转化效率增大，a符合题意； b．增大CO2与H2的体积，反应速率增大，但CO2转化率降低，故其转化效率降低，b不符合题意； c．加热反应速率加快，冷却后平衡正向移动，CO2转化效率增大，c符合题意； d．高效催化剂加快反应速率，缩短了到达平衡的时间，则CO2的转化效率增大，d符合题意； 故答案为：acd。 （3）根据方程式的特点，Sabatier反应是气体分子个数减少的反应，副反应是气体分子个数不变的反应，增大压强，有利于 Sabatier应正向移动，而副反应不移动，即相同温度下，压强越大，CO2平衡时转化率越大，故x>y>z>w；升高温度，Sabatier反应平衡逆向移动，二氧化碳平衡转化率降低，副反应平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，700∼800℃范围内，随温度升高，CO2的平衡转化率逐渐增大，其原因是Sabatier反应逆向移动程度小于副反应正向移动程度。 （4）处于平衡状态时，，Kc=，可以得出。 （5）根据三段式法可以得出： ， 。 16．(1)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ/mol (2) 5 6 (3) > 1×10-3mol·L-1·s-1 AC (4) Br- 10-11.8 108.5 【详解】（1）ΔH=生成物总能量-反应物总能量，该反应为放热反应，该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ/mol。 （2）根据原子守恒和电荷守恒，可得Ⅰ的离子方程式为。Ⅱ的离子方程式为。 （3）①从图中可知，曲线Ⅰ的反应速率大于曲线Ⅱ，实验中用浓度相同的和与反应得到下图中曲线I和曲线II，即c()=c()，则k1>k2。曲线0-2s内，c()的变化量为2×10-3mol/L，则v()=2×10-3mol/L÷2s=1×10-3mol·L-1·s-1。 ② A．平衡后加入氯化铵，铵根离子浓度增大，反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学平衡均逆向移动，均减小，A正确； B．上述实验中，随着反应进行，、与的浓度均逐渐减小，则反应速率也随之减小，B错误； C．根据题干可知，显粉红色，显橙黄色，显土黄色，随着反应进行，这三种物质的浓度不断变化，溶液的颜色也在不断变化，体系颜色不变，说明反应达到平衡，C正确； 故答案选AC。 （4）①随着NH3浓度的增大，两个反应的化学平衡均正向移动，Cu+浓度减小对应曲线Ⅲ，因为CuBr固体的溶解，Br-浓度也会小幅增加，等到CuBr完全溶解后，Br-浓度就保持不变，对应曲线Ⅱ，滴加氨水后，氨气浓度较小时，主要发生第一个反应，[Cu(NH3)]+的浓度一开始就会快速增加，对应曲线Ⅰ，随着氨水的不断加入和[Cu(NH3)]+的不断生成，发生第二个反应，[Cu(NH3)2]+的浓度逐渐增大，对应曲线Ⅳ。则曲线Ⅱ表示Br-。 ②从图中可知，当lgc(NH3)=-2时，随着氨水的继续滴加，溴离子浓度仍有少量增加，说明lgc(NH3)=-2时，CuBr固体仍未完全溶解，此时的CuBr溶液仍为饱和溶液，则CuBr的Ksp=c(Cu+)×c(Br-)=10-7×10-4.8=10-11.8。 ③从图中可知，当lgc(NH3)=-2时，c(Cu+)=10-7mol/L，c([Cu(NH3)2]+)=10-2.5mol/L，则该反应的平衡常数K=。 17．(1)4s24p3 (2)(2a-3b-c) kJ/mol (3) a、c 小于 由于tn时的>tm时的，故tm时的v逆＜tn时的v逆 (mol·L-1)-1 (4) 共价 【详解】（1）砷的价层电子排布式为：4s24p3，故答案为：4s24p3； （2）依次设题中的热化学方程式为①②③，由盖斯定律可知，①×2-②×3-③可得反应，则该反应的△H=(2a-3b-c)kJ/mol，故答案为：(2a-3b-c)kJ/mol； （3）①a．溶液的pH不再变化，说明c(OH)不变，可判断反应达到平衡，故a项正确； b．在任何反应阶段都成立，与平衡无关，故b项错误； c．不再变化，说明反应物和生成物的浓度保持不变，说明反应达到平衡，故c项正确； d．根据反应的化学计量数可知，当c(I－)=y mol·L-1时，一定不等于y mol/L，说明反应未达平衡，故d项错误； 故选ac。 ②由于tn时的>tm时的，故tm时的ν逆<tn时的ν逆，故答案为：<；tn时的>tm时的； ③ ，故答案为：； （4）①根据砷化镓是第三代半导体，熔点为1238 ℃，可以推知砷化镓属于共价晶体，故答案为：共价； ②砷化镓晶体中最近的砷和镓原子的核间距为晶胞体对角线长的，则晶胞的棱长为，每个晶胞中含有4个砷原子和4个镓原子，所以密度表达式为：，故答案为：。 18．(1)大于 (2) 增大 (3) 4.26 随着温度升高，反应1平衡正向移动的程度大于反应2平衡正向移动的程度，值逐渐减小，以上反应1进行的程度远大于反应2，而反应1中、相等，所以值近似等于1 A 【详解】（1）由盖斯定律得  ，正反应逆反应，正反应逆反应，逆反应，则正反应； （2）①流程总反应为  ，则还原需吸收能量。②通入，分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移，故过程ii平衡后通入，测得一段时间内的物质的量增大； （3）①若只发生反应1，则和的平衡转化率相等，现同时发生反应1和反应2，则，故同一温度下平衡转化率较大的为，曲线a代表CO2的平衡转化率。 ②时，甲烷的平衡转化率为，说明甲烷减少了，二氧化碳的平衡转化率为，说明二氧化碳减少了，参与反应1的二氧化碳为，参与反应2的二氧化碳为，则反应1中生成，生成，二氧化碳参与反应2消耗，生成水蒸气，生成，平衡时，整个体系中为，为，为，为，为，故时反应1的化学平衡常数。 ③随着温度升高，反应1平衡正向移动的程度大于反应2平衡正向移动的程度，值逐渐减小，以上反应1进行的程度远大于反应2，而反应1中、相等，所以值近似等于1。 ④催化剂可提高值，说明催化剂选择性地提高反应2的速率，A项正确；温度越低，值越大，说明反应2进行的程度越大，含氢产物中占比越高，B项错误；温度升高，反应1和反应2平衡正移，转化率增加，转化率增大，值减小，C项错误；催化剂对化学平衡无影响，改变催化剂不能提高平衡时的值，D项错误。 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 $$