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·广西柳州·模拟预测）合成氨及氮氧化物的有效去除、资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。 (1)已知合成氨反应中每生成，放出热量，请写出合成氨的热化学方程式 ，已知合成氨反应的逆反应活化能为，则其正反应活化能为 (用含的代数式表示)。 (2)已知：① ② ③ 若向恒容密闭容器中加和发生上述反应，达到平衡时，容器中为，为，此时的浓度为 ，反应①的平衡常数为 。 (3)某化工厂排出的尾气(含、)治理的方法为在密闭容器中发生如下反应：，、在表面进行反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图所示： 则在表面上的反应可用化学方程式为 。 (4)已知  ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行，为探究温度及不同催化剂对该反应的影响，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得产率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中点对应的速率(对应温度400℃) (填“>”“<”或“=”)，温度高于400℃，产率降低的原因可能是 。 (5)一种以熔融(添加)为电解质，以多孔镍为电极材料，在常压下电化学合成氨的原理如图所示。写出阳极发生的电极反应式： 。 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·安徽合肥·模拟预测）乙醇是一种清洁的替代能源，催化加氢制备乙醇技术是当前的研究热点。 (1)催化加氢制备乙醇的反应为。 ①若要计算上述反应的△H，须查阅的两个数据是(l)的燃烧热和 。 ②在恒容、绝热密闭容器中，对催化加氢制乙醇反应体系说法不正确的是 。(填序号) A．增大原料气中的比例，有利于提高的转化率 B．若反应体系的温度保持不变，说明反应体系已达平衡 C．催化加氢制乙醇，可以资源化转化二氧化碳，有助于碳中和 ③一定条件下，向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为1L的恒容密闭容器中均充入1mol (g)和3mol (g)，在不同温度下发生反应。反应5min，测得各容器内的物质的量如图所示，图中 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)一定是平衡状态点；5min后，向容器Ⅲ中再充入1mol (g)和1mol (g)，此时 (填“>”“＜”或“=”)。 (2)乙酸甲酯催化加氢制备乙醇主要涉及如下反应： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：   反应Ⅲ：     在其他条件不变时，将的混合气体以一定流速通入装有铜基催化剂的反应管，测得转化率、选择性[]、选择性[]随温度的变化如图所示。 ①若某温度下，在体积为2L的密闭容器中，控制流速为22.4(已换算为标准状况)，的转化率为80.0%，则的反应速率为 (保留三位有效数字)；流速过大时乙酸甲酯的转化率下降，原因是 。 ②180～200℃范围内，转化率随温度升高而迅速增大的主要原因是 。 (3)T℃时，在刚性密闭容器内通入1mol 和2mol ，初始压强为MPa，发生反应Ⅰ和Ⅱ，达到平衡时的转化率为50.0%，且选择性也为50.0%，反应Ⅰ的平衡常数 。 4．（2024·河北·模拟预测）生物质气催化合成甲醇技术是高品位生物质能转换技术之一、生物质气的主要成分为、、、等。对原料气进行脱氧、除焦、净化、配氢等预处理后，可用于生产甲醇。请回答下列问题： (1)和合成甲醇的能量变化如下图所示，则反应的热化学方程式为 。与的键能之和 (填“大于”“小于”或“等于”)的键能之和。 (2)已知：。一定条件下，在容积为2L的恒容密闭容器中充入和，加入催化剂进行反应。时，测得容器中的浓度为。内，以的浓度变化表示的化学反应速率为 ，若相同温度下的反应得化学平衡常数为75，通过计算判断此时反应体系是否为平衡状态 (填“是”或“否”)。 (3)以CO、和的混合气体为原料，在铜基催化剂的作用下进行上述两个反应，测得甲醇时空收率(指在给定反应条件下，单位时间、单位质量催化剂能获得某一产物的质量)与反应温度的关系如下图所示。温度超过后，甲醇时空收率不升反降的原因可能为 。 (4)厦门大学应用光催化方法在CDS催化剂上首次实现了可见光照射下甲醇脱氢制备乙二醇。反应原理如图所示，则该反应的化学方程式为 。 (5)以乙二醇为燃料的燃料电池工作时，乙二醇在电池 (填“负极”或“正极”)发生反应，若以KOH溶液为电解液，则该电极的反应式为 。 5．（2024·湖北武汉·一模）降低空气中二氧化碳的含量是当前研究热点，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一，二氧化碳和氢气在一定条件下可转化为甲烷，转化过程中发生的反应如下： 反应Ⅰ(主反应)： 反应Ⅱ(副反应)： (1)甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为，该反应的 。有利于反应Ⅰ自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。 (2)在实际化工生产过程中，下列措施能提高的转化效率的是 。 a．在一定温度下，适当增大压强 b．总体积一定时，增大反应物与的体积比 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)催化加氢合成的过程中，活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂上)，CO是活化的优势中间体，原因是 。 (4)在恒容条件下，按的投料比进行题干反应，平衡时、和CO在含碳物质中的体积分数随温度T的变化如图所示。 ①曲线①表示的含碳物质的名称为 。 ②N点时反应Ⅱ的 (以分压表示，物质的分压=总压×该物质的物质的量分数，结果保留至小数点后两位)。 (5)甲烷与二氧化碳的重整反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示，已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k是温度为T时反应的速率常数，R和C都为常数)，则该反应的活化能为 (用含x1、y1、x2、y2的式子表示)。 6．（2024·北京·三模）了解化石燃料燃烧过程中二氧化硫（）和氮氧化物（）的处理对改善环境推动可持续发展具有重要意义。结合所学知识，回答下列问题： I．用活性炭吸附。 (1)活性炭可以和反应。一定条件下，当1mol NO与活性炭完全反应生成两种无毒的气体时，放出17kJ的热量，写出其反应的热化学方程式： 。 (2)活性炭吸附反应如下： 。 在℃时，该反应在2L容器中测得反应不同时间各物质的物质的量如下： 时间（min） 0 10 20 30 40 50 （mol） 2 1.16 0.80 0.80 1.23 1.23 （mol） 0 0.42 0.60 0.60 0.80 0.80 0~10min内，的平均反应速率 ，30min时，该反应的平衡常数 。 (3)30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据表中的数据判断改变的条件可能是 （填字母）。 a．加入活性炭            b．通入     c．缩小容器的体积        d．加入合适的催化剂 II．烟气脱除。 工业上可用纳米MgO分散到一定浓度的溶液中，配制成烟气脱硫试剂。 将含有的烟气以一定流速持续通入到该脱硫试剂中，实时监测出口处气体中脱除效率及脱硫试剂溶液的pH值，如图1所示。 图1烟气脱硫效率与溶液pH值图2亚硫酸盐含硫粒子物质的量分数与pH的关系 已知：ⅰ．纳米MgO活性较高，常温下可以与水反应； ⅱ．在水中难溶，可溶。 (4)烟气脱硫开始阶段溶液呈碱性，很快pH值降到4左右，烟气脱硫效率始终很高。结合化学用语解释其原因 。 (5)脱硫试剂中Mg2+维持较高的初始浓度，对脱硫效率有显著影响。实验发现，在600s以后，随着的脱除，溶液pH值几乎不变，但浓度逐渐升高，结合图2中含硫微粒的分布情况，用离子方程式解释其可能原因 。 (6)为了提高烟气的脱硫效率，在不增加化学试剂的情况下，可以采取的措施有：提高分散系中MgO与的浓度、 （写出两条）。 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·辽宁·三模）利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一，反应如下： i．   ii．   (1)稳定单质的焓(H)为0，有关物质的焓如表所示， 物质 焓 -394 -111 -242 。 (2)在5.0MPa下，将和在催化剂作用下进行反应i和ii．平衡时和CO选择性S[S(或CO)]及的转化率a随温度的变化如图所示。 ①表示平衡时的转化率的曲线是 (填“x”“y”或“z”)。 ②250℃时，平衡体系共有，则的平衡转化率= ，反应i的 (是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式)。 ③p、q两点反应i的正反应速率大小： 。(填“>”“=”或“<”) (3)若只发生反应ii，反应的速率方程为，其中x表示相应气体的物质的量分数，为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k为反应的速率常数。已知平衡后，此时反应ii的速率 (用含k的代数式表示)。 (4)我国科学者又进一步研究了在催化剂上加氢制甲醇的机理；其主反应历程如图所示。下列说法正确的是___________(填字母)。 A．二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100% B．带*标记的物质是该反应历程中的中间产物 C．第④步的反应式为 D．反应历程中只有键断裂，没有键断裂 10．（2024·辽宁大连·二模）甲醇是重要的化工原料，应用前景广阔。工业上一般采用以下方法合成： (1)反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 则反应Ⅲ：的 (2)在催化剂M的作用下，反应Ⅱ的微观反应历程和相对能量（E）如下表所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。已知；●表示C，·表示O，○表示H。 历程 反应 历程a 历程b 历程c ________ ①历程c对应的反应 。 ②决定反应Ⅱ总反应速率的是历程 （填“a”、“b”或“c”）。 (3)将和按物质的量之比1:3充入一恒容密闭容器中 ①若只发生反应Ⅲ，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是 。 A．和的转化率相等 B．生成3molO-H键的同时生成3molH-H键 C．时 D．混合气体的密度保持不变 ②若同时发生反应Ⅱ和反应Ⅲ，测得的平衡转化率随温度、压强变化的情况如图所示。 i.压强、、的大小关系为 。 ii.A点、B点的化学反应速率大小： （填“<”、“=”或“>”）。 ③图中M点对应的温度下，已知CO的选择性（生成的CO与转化的的百分比）为50％，该温度下反应Ⅱ的平衡常数为 （结果保留3位小数）。 11．（2024·浙江·模拟预测）采用固体催化剂可使1－苯基－1－丙炔(Ph－C≡C－CH3，－Ph表示苯基)与HCl加成，体系中涉及反应如图1： 已知：①催化剂对反应I有专一性，近似认为反应I达平衡后始终处于平衡状态； ②因反应在高压HCl氛围下进行，故HCl压强近似等于总压。 回答下列问题： (1)以0.005molPh－C≡C－CH3为初始原料，在473K，3.0×109kPa的高压HCl氛围下，进行上述反应。当产物I和产物Ⅱ的产率均为10%时，体系放热mkJ；当产物I产率为15%、产物Ⅱ产率为25%时，体系放热nkJ。若2m＜n，则反应Ⅲ焓变ΔH3 0(填“＞”“＜”或“=”)，反应Ⅱ焓变ΔH2(473K，3.0×109kPa)= kJ/mol(用含m、n的代数式表示)。 (2)初始条件同上，且设产物I为A，产物Ⅱ为B。δi表示某物种i的物质的量与除HCl外其他各物种总物质的量之比，δ₁随时间t变化关系如图2所示。反应的活化能I Ⅱ(填“＞”“＜”或“=”)，平衡后δA=x，δB=y，则Ph－C≡C－CH3转化率= (用含x、y的代数式表示，下同)；B产率= ；反应Ⅱ平衡常数Kp= kPa-1。 相同条件下，若将体系催化剂状态变为纳米级颗粒，则图示点a、b、d、e、f中，A新的浓度峰值点可能是 填标号)，与改变催化剂状态之前时相比，A达浓度峰值时，的值 填“增大”“减小”或“不变”，下同)，Ph－C≡C－CH3浓度 。 12．（2024·安徽·三模）我国对世界郑重承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，而研发的碳捕捉和碳利用技术则是关键。 Ⅰ.的捕集： (1)属于 分子(填“极性”或“非极性”)，其晶体(干冰)属于 晶体。 (2)用饱和溶液做吸收剂“捕集”。若所得溶液pH=l0，则溶液中 (室温下，的；)；若吸收剂失效，可利用NaOH溶液使其再生，写出该反应的离子方程式 。 (3)聚合离子液体是目前广泛研究的吸附剂。结合下图分析聚合离子液体吸附的有利条件是 。 Ⅱ.的转化： 、重整制合成气CO和，是一种有效实现碳达峰、碳中和的关键技术，也是近几年研究的热点之一、回答下列问题： 已知：甲烷、二氧化碳重整工艺的相关反应如下： ①   ②   ③   ④   (4)重整反应的发生条件是 填(“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)。 (5)在恒压p=100kPa、初始投料的条件下，甲烷、二氧化碳重整制合成气的过程中各平衡组分的物质的量随温度的变化如图所示。 ①随温度升高，产率增加，减小，积碳含量 (填“增大”或“减小”)。 ②在630℃时，反应的平衡常数 (是以分压表示的平衡常数，已知分压=总压×物质的量分数)。 Ⅲ.CO2的创新应用 (6)某团队提出耦合乙烷催化脱氢制乙烯技术。用Cr/SSZ-13为催化剂、作为温和的氧化剂用于乙烷脱氢制备乙烯可以避免乙烷深度氧化、实现资源化利用、避免将氧化为更高价等优势。催化条件下，乙烷裂解主要引发反应为：，同时Cr的价态由升高。推测配位不饱和催化耦合脱氢反应过程如图所示，补全图中画框部分 。 13．（2024·湖南·模拟预测）杭州第19届亚运会主火炬首次使用甲醇作燃料。已知： I． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： (1) ，反应Ⅱ自发进行的条件是 。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和只发生反应I。下列叙述正确的是______（填标号）。 A．达到平衡时最多生成 B．体积分数不变时达到平衡状态 C．平衡后再充入平衡转化率增大 D．升温，反应速䆥增大，平衡常数减小 (3)科学家对反应Ⅱ机理进行计算模拟，反应过程中能量变化如图所示。 总反应经历 步反应，总反应的最大能垒是 。催化剂主要降低第 步能垒。 (4)一定温度下，在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入和，发生反应和Ⅲ，其中一个容器使用水分子膜分离技术。实验测得平得转化率与压强关系如图所示（已知：点选择性为）。 ①其他条件不变，增大压强，平衡转化率增大的原因是 。采用水分子膜分离技术的是 （填“甲”或“乙”）。 ②该温度下，点对应的反应Ⅲ平衡常数 （结果保留两位有效数字）。提示：用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数，气体分压总压气体物质的量分数；的选择性。 14．（2024·山东·模拟预测）为减小煤炭对环境的污染，工业上将煤炭与空气和水蒸气反应，得到工业的原料气。回答下列问题： (1)已知： ① 。 ②其他条件不变，随着温度的下降，气体中与的物质的量之比 （填标号）。 A．不变    B．增大    C．减小    D．无法判断 (2)为得到更多的氢气原料，工业上的一氧化碳变换反应： ①一定温度下，向密闭容器中加入等量的一氧化碳和水蒸气，总压强为。反应后测得各组分的平衡压强（即组分的物质的量分数总压）：、，则反应用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数的数值为 。 ②生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是 （填标号）。 A．反应温度越高越好        B．通入一定量的氮气 C．选择合适的催化剂        D．适当提高反应物压强 ③以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，反应过程如图所示。 用两个化学方程式表示该催化反应历程（反应机理）：步骤Ⅰ： ；步骤Ⅱ： 。 (3)制备水煤气反应的反应原理：。在工业生产水煤气时，通常交替通入适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是 。 15．（2024·陕西西安·模拟预测）载氧体化学链燃烧技术(CLC)是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。以为燃料气，为载氧体的CLC体系的工作原理如图所示。 已知：“燃料反应器”中发生反应的热化学方程式为： 反应1：   随着温度的升高，“燃料反应器”中还可能发生如下副反应： 反应2：   回答下列问题： (1)已知：   。“空气反应器”中发生反应的热化学方程式为 。 (2)“”是化学反应等温式的一种表达形式，其中、可以视为与温度无关的定值，R是常数。不同温度下反应1的平衡常数和反应2的平衡常数。如下： 温度/℃ 600 800 1000 1200 比较 (填“>”或“<”)，理由是 。 (3)若将通入“燃料反应器”中的氢气改为，与可能发生的部分反应及相应压强平衡常数的对数值与温度的关系如下： I．   II．   III．   ①上述三个反应均属于 (填“吸热”或“放热”)反应，理由是 。 ②在恒容密闭容器中若只发生反应I和II，在相同温度下，反应的 (用、表示)。 ③750℃条件下，在恒容密闭容器中若只发生反应III，当反应达到平衡时，混合气体总压强为p(单位：kPa)，的平衡转化率为50%，则平衡时混合气体总压强 kPa(不必算出具体数值)。 (4)通过化学链燃烧捕集到的高纯可通过电催化技术转化为高热值的可再生能源。一定条件下以双金属纳米结构为催化剂将转化为甲酸(HCOOH)的原理如图所示。 ①b电极为 极。 ②若通电一段时间a电极和b电极产生的气体的物质的量之比为1：2，则a电极总反应的电极反应式为 。 16．（2024·湖南长沙·三模）二甲醚具有巨大的潜在市场，目前采用的二氧化碳有效转化法，既是生成二甲醚的简便方法，又是实现“碳中和”的重要途径。 I.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2的转化方法，其过程中发生的反应如下： 反应①：  △H1=+41.2kJ·mol-1        K1 反应②：  △H2=-204.9kJ·mol-1     K2 (1)CO2催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为 ，该反应的平衡常数为 （用K1、K2表示）。 (2)在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，发生反应①和(1)中反应，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。当温度低于300℃时，CO2的平衡转化率随温度的上升而下降的原因是 。 Ⅱ.由CO2制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇，再脱水，主要分为以下步骤： 反应③：  △H3<0 反应④：  △H4>0 (3)在不同的压强下，按照投料比n(CO2)：n(H2)=1：3只进行反应③，CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图甲所示，p1压强下，CO2的转化率随温度变化如图乙所示。 图甲中压强从大到小的顺序是 ，图乙中处于平衡状态的点有 （填字母），CO2的转化率呈图乙所示变化的原因是 。 (4)更换高效的催化剂，体系中CH3OCH3平衡时的物质的量将 （填“增加”“不变”或“减少”）。 (5)在280℃、3.4MPa条件下，通入1molCO2和3molH2的混合气体，用该方法制备二甲醚。充分反应后，测得CO2的平衡转化率为30%，体系中CH3OCH3的物质的量为0.1mol，则反应③的压强平衡常数Kp= MPa-2（列出计算式即可）。 17．（2024·山西·模拟预测）氢能是一种可再生的清洁能源。氢能有多种获得途径，通过有毒气体催化处理可获得氢能，通过天然气水化也可获得氢能。回答下列问题： (1)工业上一种处理的反应为。已知部分化学键的键能如下表所示： 化学键 键厕 413 363 577 436 ①该反应的 。 ②为了提高的平衡转化率，可采取的措施是 (填字母)。 A．降低温度        B．使用膜技术将移走 C．增大压强        D．恒压条件下充入稀有气体 (2)通过高温热分解反应也可获得氢气和单质硫：。 ①不同压强下，在密闭容器中充入一定量的气体发生上述反应，测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示： (单位为)由小到大的顺序为 ，理由是 。若T℃时，条件下，该反应经过10min达到平衡，则内分压的平均变化速率为 (用含的代数式表示)。 ②在条件下，的混合气体在密闭容器中发生的热分解反应。平衡时混合气体中与的分压相等，的平衡转化率为 ，该反应的平衡常数 (结果保留一位小数，为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 18．（2024·广东深圳·模拟预测）汞及其化合物在催化、科学研究等方面具有重要应用。 (1)HgO可作为光催化剂降解有机染料污染物(如罗丹明B，以下简称B)。 ①在三组100mL12mg•L-1的B溶液中分别加入0.075gHgO，在不同波长的可见光照射下做光催化活性测试，溶液中某时刻B的浓度c与初始浓度c0的比值随光照时间t的变化如下图所示，三条曲线产生差异的原因可能是 。 ②0～15min内，470nm可见光照射下B的降解速率为 mg•L-1•min-1。 (2)乙炔(HC≡CH)能在汞盐溶液催化下与水反应生成CH3CHO，反应历程及相对能垒如下图所示。 ①从上图可知，CH2=CHOH(aq)→CH3CHO(aq)  ∆H= (用相对能量E表示)。 ②下列说法正确的是 。 A．本反应历程涉及的物质中，CH2=CHOH最不稳定 B．过程①中，Hg2+的空轨道接受水分子中氧原子的孤对电子 C．该反应历程中，存在非极性键的断裂和形成 D．增大压强和乙炔的浓度均能加快反应速率，并且增大乙炔的平衡转化率 (3)常温下，Hg2+与Cl-的配合物存在如下平衡：HgClHgClHgCl2HgCl+Hg2+，含Hg微粒的分布系数δ与lgc(Cl-)的关系如下图所示： 已知：平均配位数 ①图中能代表HgCl2曲线是 (填字母)，平衡常数K4= 。 ②在P点，溶液中c(HgCl2)：c(Hg2+)= (写出计算过程)。 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) 0.8 5 (3) (4) 低温 > 温度升高催化剂活性降低 (5) 【分析】（1）根据反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能计算分析； （2）根据平衡进行计算各物质的物质的量，并根据平衡常数公式计算平衡常数； （3）理解图中物质书写方程式； （4）根据催化剂能加快反应速率，但不影响平衡进行分析，M点氮气的转化率较低，说明在相同时间内反应速率较慢，反应还没有到平衡，正在向平衡进行，从而正反应速率大于逆反应速率，而温度对催化剂的活性的影响可能影响反应产率； （5）根据电解池原理分析可知阳极为氢气放电产生氨气，据此书写阳极反应方程式。 【详解】（1）已知合成氨反应中每生成，放出热量，故合成氨的热化学反应方程式为：；；该反应的逆反应活化能为 E逆 kJ•mol-1，即E正-E逆=-92.2 kJ•mol-1，则正反应的活化能为E正=（E逆-92.2）kJ•mol-1； （2）向1L恒容密闭容器中加 2mol NO和 2mol ICl发生上述反应，根据碘元素守恒：，根据氮元素守恒：，根据氯元素守恒：，已知达到平衡时，为，为,可计算出碘单质的物质的量为0.8mol，碘单质的浓度为0.8mol/L；氯气的浓度为0.3mol/L，氯化碘的浓度为0.4mol/L，可计算出； （3）N2O在Pt2O+表面上的反应为：； （4）已知 ，该反应为放热的，熵减的反应，根据能自发进行分析，故在低温下能自发进行；在催化剂乙作用下，图中M点氮气的产率较低，说明反应速率较慢，还没有达到平衡，即对应的速率(对应温度400℃) ＞；温度高于400℃，根据另一种催化剂催化下氮气的产率随温度的变化曲线可知，该反应仍未达到平衡状态，故N2产率降低的原因一定是因为反应速率减小，故可能是温度升高导致催化剂活性降低； （5）据分析可知该电池为电解池，阳极为氢气放电产生氨气，据此书写阳极反应方程式为：。 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) H2的燃烧热 A Ⅲ > (2) 6.67 若流速过快，乙酸甲酯不能与催化剂充分接触，导致反应不能充分进行，乙酸甲酯的转化率减小 温度升高与催化剂活性增强导致反应Ⅰ、Ⅱ的反应速率加快 (3)P0 【详解】（1）①表示乙醇、氢气燃烧的燃烧热的热化学方程式为①、②，由盖斯定律可知，反应②×6—①得到反应，则计算反应的焓变需要查阅乙醇和氢气的燃烧热，故答案为：H2的燃烧热； ②A．增大原料气中的比例相当于增大二氧化碳的浓度，平衡向正反应方向移动，但二氧化碳的转化率减小，故错误； B．在恒容、绝热密闭容器中反应时，体系的温度会因为反应发生而发生变化，则反应体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； C．二氧化碳催化加氢制乙醇可以资源化转化二氧化碳，有利于减少二氧化碳的排放，有助于碳中和的实现，故正确； 故选A； ③温度升高，反应速率加快，反应物二氧化碳的消耗物质的量减小越大，二氧化碳的物质的量越小，由图可知，Ⅲ点二氧化碳的物质的量大于Ⅰ、Ⅱ，说明该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的物质的量增大，所以图中Ⅲ点一定是平衡状态点；由图可知，Ⅲ点二氧化碳的物质的量为0.7mol，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，反应的平衡常数K=，5min后，向容器Ⅲ中再充入1mol二氧化碳和1mol水蒸气，反应的浓度熵Qc=＞K，则平衡向逆反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率，故答案为：Ⅲ；＞； （2）①设时间为1h，由图可知，乙酸甲酯的起始物质的量为=103mol，乙酸甲酯的转化率为80%，则乙酸甲酯的反应速率为≈6.67 mol/(L·min)，若流速过快，乙酸甲酯不能与催化剂充分接触，导致反应不能充分进行，乙酸甲酯的转化率减小，故答案为：6.67；若流速过快，乙酸甲酯不能与催化剂充分接触，导致反应不能充分进行，乙酸甲酯的转化率减小； ②催化剂的活性越大，反应速率越快，180～200℃范围内，乙酸甲酯转化率随温度升高而迅速增大说明温度升高，使得催化剂的活性增强，导致反应Ⅰ、Ⅱ的反应速率加快，消耗乙酸甲酯的物质的量增大，故答案为：温度升高与催化剂活性增强导致反应Ⅰ、Ⅱ的反应速率加快； （3）由题给数据可建立如下三段式： 由物质的量之比等于压强之比可知，平衡时混合气体的压强为MPa，则反应Ⅰ的平衡常数Kp==P0MPa−1，故答案为：P0。 4．(1) 小于 (2) 否 (3)该放热反应，温度升高导致该反应逆向移动或超过该温度，催化剂活性降低 (4) (5) 负极 【详解】（1）由图可知，该反应为放热反应，根据盖斯定律可知，该反应为放热反应，反应物总键能-生成物总键能＜0；故答案为：；小于； （2）列三段式：则，此时浓度商，说明反应未达到平衡状态，平衡向正反应方向移动，故答案为；否； （3）该反应为放热反应，温度升高导致该反应逆向移动，导致甲醇时空收率不升反降，也有可能是超过该温度，导致催化剂活性降低，故答案为：该放热反应，温度升高导致该反应逆向移动或超过该温度，催化剂活性降低； （4）该反应为利用甲醇合成乙二醇，反应化学方程式为：； （5）燃料电池工作时，正极通入氧气，通入燃料的一端为负极，故乙二醇在电池负极发生失去电子的氧化反应，以KOH溶液为电解液，电极产物为，故电极方程式为，故答案为：负极；。 5．(1) +247.1kJ/mol 低温 (2)acd (3)生成中间体CO的反应的活化能小、反应速率快，且产物能量低、稳定，有利于生成 (4) 二氧化碳 0.39 (5) 【详解】（1） 根据盖斯定律可知，由Ⅱ×2−Ⅰ可得 ；反应Ⅰ的、，根据时反应可自发进行，，则低温条件有利于反应Ⅰ自发进行；故答案为：；低温。 （2）a．一定温度下，增大压强，反应速率增大，反应Ⅰ(主反应)的平衡正向移动，的转化效率增大，故a符合题意； b．总体积一定时，增大与的体积比，的转化效率降低，故b不符合题意； c．前段加热可使反应速率加快，后段冷却后反应Ⅰ(主反应)的平衡正向移动，的转化效率增大，故c符合题意； d．选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积可加快反应速率，缩短到达平衡的时间，则的转化效率增大，故d符合题意； 故答案为：acd。 （3）由题图可知，生成中间体CO的反应的活化能小、反应速率快，且产物能量低、稳定，有利于生成，因此催化加氢合成的过程中，CO是活化的优势中间体；故答案为：生成中间体CO的反应的活化能小、反应速率快，且产物能量低、稳定，有利于生成。 （4）①在恒容条件下，升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ分别向逆反应方向和正反应方向移动，平衡时CO在含碳物质中的体积分数增大，在含碳物质中的体积分数减小，则曲线③表示CO在含碳物质中的体积分数随温度的变化。800℃后，曲线②代表的物质在含碳物质中的体积分数为0，而CO在含碳物质中的体积分数还在随温度的升高而增大，说明800℃后只发生反应Ⅱ，可判断曲线①和②分别表示和在含碳物质中的体积分数随温度的变化；故答案为：二氧化碳。 ②N点平衡时和CO在含碳物质中的体积分数均为15%，设起始时和的物质的量均为1mol。则此时生成的和CO均为0.15mol，则平衡时、、，故N点时反应Ⅱ的；故答案为：。 （5）根据图像并结合公式可得、，联立两式解得；故答案为：。 6．(1)   (2) 0.042mol/（L·min） 0.675 (3)b (4)  溶液pH值显碱性，主要反应为：或 (5)，，或 (6)减缓烟气通入速度、提高反应体系温度、降低烟气中浓度等（其他合理答案均可）。 【详解】（1）当1mol NO与活性炭完全反应生成两种无毒的气体时，放出17kJ的热量，NO与活性炭完全反应生成两种无毒的气体是氮气和二氧化碳，反应的热化学方程式为  。 （2）0~10min内，的物质的量由2mol变为1.16mol，的平均反应速率 mol/（L·min），平衡常数只与温度有关，平衡时的浓度为0.4mol/L、的浓度为0.3mol/L、CO2的浓度为0.6mol/L，30min时，该反应的平衡常数。 （3）a．活性炭是固体，加入活性炭，平衡不移动，故不选a；             b．通入 ，平衡正向移动，、的物质的量均增多，故选b； c．缩小容器的体积，不可能、的物质的量均增多，故不选c         d．加入合适的催化剂，平衡不移动，故不选d； 选b。 （4）纳米MgO活性较高，常温下可以与水反应生成氢氧化镁，  溶液pH值显碱性；主要反应为：或。 （5）在600s以后，随着的脱除，溶液pH值为4，根据图像，溶液中含硫微粒为，被氧化为，其可能原因，，。 （6）为了提高烟气的脱硫效率，可以采取的措施有：减缓烟气通入速度、提高反应体系温度、降低烟气中浓度等。 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) (2) z ＜ (3) (4)BC 【详解】（1）焓变为生成物与反应物焓值差，根据题干信息，稳定单质的焓(H)为0，结合各物质含可知， （2）①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，二氧化碳转化率受两个反应影响，温度高于250℃时，以反应ii为主，随温度升高，平衡正向移动，温度低于250℃时，以反应i为主，随温度升高，平衡逆向移动，所以表示平衡时的转化率的曲线是z； ②250℃时，平衡体系共有，结合图像可知，选择性，说明此时，其平衡转化率：；，，平衡时二氧化碳物质的量：4mol，氢气物质的量：14mol，水物质的量：1mol，一氧化碳物质的量：0.5mol，甲醇物质的量0.5mol，总物质的量：20mol，则； ③根据图像，p点位于曲线y之上，q点位于曲线y之下，则p、q两点反应i的正反应速率大小：； （3），； （4）A．二氧化碳加氢制甲醇反应：，原子利用率小于100％，A错误； B．根据反应历程图可知，带*标记的物质在反应过程中最终被消耗，则表示中间产物，B正确； C．根据反应历程图可知，第④步的反应式为，C正确； D．根据反应①可知反应过程中碳氧双键中的键断裂，D错误。 10．(1)-49 (2) c (3) B << < 【详解】（1）由盖斯定律可知，由反应Ⅰ+反应Ⅱ可得该反应Ⅲ，则的； （2）①反应Ⅱ为，总历程为反应Ⅱ，结合历程a、b可知，历程c对应的反应。 ②活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；据图可知决定反应Ⅱ总反应速率的是历程c； （3）①A．和的投料比等于反应系数比，则和的转化率一直相等，不能说明反应达到平衡状态； B．生成3molO-H键的同时生成3molH-H键，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡； C．，不能说明正逆反应速率相等，不确定反应达到平衡状态； D．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡； 故选B； ②i.反应Ⅱ为反应前后气体物质的量不变的反应，加压平衡不移动，而对于反应Ⅲ，加压平衡正向移动，使得二氧化碳的平衡转化率增大，故<<； ii.B点温度更高，压强更大，故化学反应速率更大，<； ③假设氢气、二氧化碳投料分别为3mol、1mol，图中M点对应的温度下，二氧化碳转化率为25%，则反应0.25mol二氧化碳，已知CO的选择性（生成的CO与转化的的百分比）为50％，则生成CO为0.125mol； 则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.75mol、2.5mol、0.125mol、0.25mol，反应Ⅱ为等分子数的反应，则该温度下反应Ⅱ的平衡常数为。 11．(1) ＜ (2) ＜ x+y y a 减小 增加 【详解】（1）设反应I的反应热为，反应Ⅱ的反应热为，根据盖斯定律：则反应Ⅲ的焓变，根据题意，以为原料进行上述反应，当产物Ⅰ和产物Ⅱ的产率均为10%时，体系放热mkJ；当产物Ⅰ产率为15%和产物Ⅱ的产率为25%时，体系放热nkJ，2m<n，则2m-n<0，由题意可列：，；可得，即，则； 根据①，②；将①×1.5－②得 （2）根据图像可知，产物I达到平衡时速率快，则活化能反应I小于反应Ⅱ； 根据反应方程式，可知在体系中的存在形式为：、产物I、产物Ⅱ，根据以及，，可知，则的平衡转化率为x+y；B产率为y； 根据图像，生成产物Ⅱ的物质的量为0.005×ymol，产物I的物质的量为0.005×xmol，则剩余的物质的量为0.005×(1-x-y)，根据 相同条件下，若将体系催化剂状态变为纳米级颗粒，则反应速率加快，选择性增强，图示点a、b、d、e、f中，A新的浓度峰值点可能是a；c(A)增大，则减小，因平衡常数不变，故浓度增大。 12．(1) 非极性 分子 (2) 2∶1 (3)25℃， (4)高温自发 (5) 减小 (6) 【详解】（1）结构为O=C=O，正负电荷重心重合，属于非极性，干冰易升华，属于分子晶体； （2），溶液的pH=10，c(H+)=10-10mol/L，所得溶液 2：1，饱和Na2CO3溶液做吸收剂“捕集”CO2生成NaHCO3而失效，NaHCO3是酸式盐，能与NaOH反应生成Na2CO3和H2O，反应的离子方程式为； （3）观察图可知，温度相对越低、气体流速越慢，聚合离子液体吸附CO2越彻底、效果越好，即吸附CO2的有利条件温度为25℃，气体流速为； （4）根据盖斯定律，反应③-②可得反应△H=75kJ•mol−1-(−172kJ•mol−1)=+247kJ•mol−1；该反应是气体分子数增大的吸热反应，∆S>0，∆H>0，由反应自发进行的判据∆G=∆H-T∆S<0，则发生条件是高温自发 （5）①由C(s)曲线可知，随温度升高，产率增加，减小，积碳含量减小； ②在630℃时，平衡时物质的量分别为n(CH4)=0.3mol、n(CO2)=0.5mol、n(CO)=0.5mol、n(H2)=1.2mol,总压为0.3+0.5+0.5+1.2+0.5=3mol,恒压p=100kPa,反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的平衡常数kPa2； （6） 用Cr/SSZ-13为催化剂、CO2作为温和的氧化剂用于乙烷脱氢制备乙烯，乙烷裂解主要引发反应为反应Ⅰ：C2H6(g)→C2H5•(g)+H•(g)，同时Cr的价态由+3升高+4，则Cr周围形成四个共价键，并结合后续转化，则图中画框部分应该为。 13．(1) 在较低温度下可以自发 (2)ABD (3) 四 430.2 一 (4) 反应Ι的正反应是气体体积减小的反应，反应Ⅲ是气体体积不变的反应，其他条件不变，增大压强，平衡向正方向移动 甲 0.08 【详解】（1）①根据盖斯定律，，故答案为：； ②反应Ⅱ自发进行的条件：，＜0，，故在较低温度下可以自发，故答案为：在较低温度下可以自发； （2）A．一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2只发生反应I时，氢气完全转化，最多生成molCH3OH，故A项正确； B．仅发生反应Ι，投料比为1:1，但是反应按1:3进行，故体积分数不变时，表示其物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，故可以用来判断平衡状态，故B项正确； C．平衡后再充入CO2，平衡正向移动，H2平衡转化率增大，但CO2平衡转化率减小，故C项错误； D．升温，反应速率增大，平衡逆向移动，但平衡常数减小，故D项正确； 故本题选ABD； （3）反应的活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于慢反应，由图可知，第一步反应的活化能最大，最大能垒为430.2kJ/mol，则催化剂主要降低控制第四步反应的能垒，故答案为：四；430.2；一； （4）①由热化学方程式可知，反应Ι为气体体积减小的反应，反应Ⅲ是气体体积不变的反应，其他条件相同，增大压强，反应Ι平衡向正反应方向移动，反应Ⅲ形成的平衡不移动，则二氧化碳的平衡转化率增大；故答案为：反应Ι的正反应是气体体积减小的反应，反应Ⅲ是气体体积不变的反应，其他条件不变，增大压强，平衡向正方向移动； ②由图可知，相同压强时，甲的二氧化碳的转化率大于乙，则采用水分子膜分离技术的容器是甲；其他条件相同，分离出水蒸气，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，故甲容器使用了水分子膜分离技术，故答案为：甲； ③CO2转化率为50%，则n(转化)=1mol×50%=0.5mol根据，求得生成的甲醇的物质的量=0.4mol，列三段式： 根据三段式可知，则平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、一氧化碳、水蒸气的物质的量分别为0.5mol、1.7mol、0.4mol、0.1mol、0.7mol，则混合气体的总物质的量为3.4mol，反应Ⅲ的平衡常数：，故答案为：0.08。 14．(1) -222 C (2) 16.0 CD (3)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率 【详解】（1）①，②，由盖斯定律可知，2×①-②得到，=；由反应可知、均小于0，降低温度两反应的平衡体系均正向移动，但2，生成CO2能放出更多的热量维持反应继续进行（或者根据盖斯定律可知，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳的反应是吸热反应，降低温度该平衡体系向逆反应方向移动），则降温对生成的反应更有利，气体中与的物质的量之比减小，故C正确； （2）①由反应可知，反应前后气体分子数相等，则平衡后总压强保持不变，仍为2.0，起始时一氧化碳和水蒸气的物质的量相等，且变化量之比为1：1，则平衡后，，平衡常数=；②温度升高反应速率加快，适当升温有利于提高反应速率，但过高的温度可能导致催化剂失去活性，反而影响反应速率，且高温会使变换反应的限度变小，故A错误；充入与反应无关的氮气，对反应速率无影响，故B错误；催化剂可提高反应速率，故C正确；适当增大压强，可提高反应速率，故D正确；③由图可知步骤Ⅰ中水被催化剂M吸附，解离成氢气和O原子，反应可知表示为：；步骤Ⅱ中C与O结合生成二氧化碳，反应可表示为：； （3）水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率。 15．(1)   (2) < 温度对的影响小于 (3) 吸热 随着温度升高，压强平衡常数的对数值逐渐增大，说明平衡正向移动，发生的反应为吸热反应 (或) (4) 阳 【详解】（1）“空气反应器”中发生反应，根据已知反应3：   ，反应1：  ，由盖斯定律，4×反应3-反应1可得； （2）由题意可知，∆H、∆S可以视为与温度无关的定值，R是常数，由∆H-T∆S=-RTlnK可得：lnK=，则平衡常数随温度变化越大，变化越大，由表格数据可知，温度对K1的影响小于K2，所以<，故答案为：＜；温度对的影响小于； （3）①由图可知，温度升高，三个反应的lgKp均增大，则Kp增大，因此三个反应均属于吸热反应，理由是：随着温度升高，压强平衡常数的对数值逐渐增大，说明平衡正向移动，发生的反应为吸热反应； ②由盖斯定律，反应I-II，可得反应，两式相减平衡常数相除，则Kp=，(或)； ③750℃条件下，反应III达到平衡时，lgKp=0，设起始投入量为1mol，的平衡转化率为50%，转化的甲烷为0.5mol，列三段式：，    ，解得平衡时混合气体总压强p=kPa； （4）①该装置有外电源，属于电解池，b电极有氧气产生，则b电极为阳极，故答案为：阳； ②b电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，通电一段时间a电极和b电极产生的气体物质的量之比为1：2，假设生成2molO2，则转移8mole-，即a电极产生1molH2，需要得到8mole-，因此a电极需要3molCO2参与反应转化成HCOOH，a电极反应式为3CO2+8H++8e-=3HCOOH+H2。 16．(1) △H=-122.5kJ·mo1-1 K21·K2 (2)反应①的△H1>0，CO2转化为CH3OCH3的反应的△H<0，温度升高，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，而CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且温度低于300℃时，下降幅度超过上升幅度 (3) p1>p2>p3 CDE C点前反应③未达到平衡，随着温度的升高，化学反应速率加快，CO2的转化率升高，因为反应③的△H3<0，C点时反应③达到平衡，随着温度的升高，反应③平衡逆向移动，CO2的转化率降低 (4)不变 (5)（或） 【详解】（1）目标方程式=2①+②，故，故热化学方程式为：△H=-122.5kJ·mo1-1；该反应的平衡常数为：K21·K2； （2）当温度低于300℃时，CO2的平衡转化率随温度的上升而下降的原因是：反应①的△H1>0，CO2转化为CH3OCH3的反应的△H<0，温度升高，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，而CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且温度低于300℃时，下降幅度超过上升幅度； （3）反应③正向气体分子数减少，加压平衡正向移动，CH3OH的平衡产率增大，故：p1>p2>p3；该反应为放热反应，未达平衡时，升高温度，反应速率加快，CO2的转化率升高，达到平衡时，随着温度的升高，平衡逆向移动，C点CO2的转化率最大，继续升高温度，CO2的转化率降低，平衡逆向移动，故达到平衡的点为：CDE；CO2的转化率呈图乙所示变化的原因：C点前反应③未达到平衡，随着温度的升高，化学反应速率加快，CO2的转化率升高，因为反应③的△H3<0，C点时反应③达到平衡，随着温度的升高，反应③平衡逆向移动，CO2的转化率降低； （4）催化剂不影响平衡，故更换高效的催化剂，体系中CH3OCH3平衡时的物质的量将不变； （5） 充分反应后，测得CO2的平衡转化率为30%，即转化了0.3mol，可列出三段式：； 体系中CH3OCH3的物质的量为0.1mol， 可列出三段式：，故平衡时各物质的物质的量为：，物质的量之和为3.4mol，反应③的压强平衡常数Kp==。 17．(1) +206 BD (2) 该反应是气体分子数增大的反应，其他条件相同，加压平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数减小，即压强越大，平衡时的体积分数越小(合理即可) 50% 2.4 【详解】（1）①该反应的反应物的总键能-生成物的总键能。 ②A．该反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，A项错误； B．使用膜技术将移走，可使平衡正向移动，的平衡转化率增大，B项正确； C．该反应为气体分子总数增加的反应，加压平衡逆向移动，的平衡转化率减小，C项错误； D．恒压条件下充入稀有气体，相当于减压，可使平衡右移，的平衡转化率增大，D项正确； 故选BD。 （2）①由于该反应是气体分子数增大的反应，所以加压平衡向逆反应方向移动，平衡时氢气的体积分数减小，即压强越大，平衡时的体积分数越小，由图可知，的大小关系为。由图可知，条件下，反应经过达到平衡时，的体积分数为，则的体积分数为，H2S的体积分数为，故的分压为，故的分压减少，则分压的平均变化速率为。 ②的混合气体发生的热分解反应，设，则，反应消耗的物质的量为x mol，根据三段式法可得： 平衡时，混合气中与的分压相等，则平衡时，与的物质的量相等，，解得：，H2S的平衡转化率为；平衡时，和的物质的量均为，S2的物质的量为，混合气体的总物质的量为，则平衡常数。 18．(1) 一定时，波长越短，HgO光催化效果越好，B的降解速率越快 0.48 (2) AB (3) C 由图可知，溶液中HgCl2与HgCl+离子浓度时，溶液中氯离子浓度为mol/L，P点时溶液中= 【详解】（1）①由图可知，溶液中某时刻B的浓度与初始浓度的比值一定时，波长越短，B的降解速率越快，说明氧化汞的催化效果越好； ②由图可知，15min时，B的浓度与初始浓度的比值为0.4，则0～15min内，470nm可见光照射下B的降解速率为=0.48 mg•L-1•min-1； （2）①由图可知，乙烯醇转化为乙醛的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，反应的焓变∆H=； ②A．物质的能量越高越不稳定，由图可知，反应历程涉及的物质中乙烯醇的能量最高，则乙烯醇最不稳定，故A正确； B．由图可知，过程①中具有空轨道的汞离子与水分子中具有孤对电子的氧原子通过配位键形成配离子[Hg(H2O)]2+，故B正确； C．由图可知，在汞盐溶液催化下乙炔与水发生加成反应生成乙醛时存在非极性键的断裂，但不存在非极性键的形成，故C错误； D．由图可知，在汞盐溶液催化下乙炔与水发生加成反应生成乙醛时，增大乙炔的浓度可以使平衡向正反应方向移动，但乙炔的转化率减小，故D错误； 故选AB； （3）①由图可知，溶液中氯离子浓度越大，溶液中HgCl离子浓度越大，则曲线A表示汞离子与lgc(Cl−)的关系、曲线B表示HgCl+离子与lgc(Cl−)的关系、曲线C表示HgCl2与lgc(Cl−)的关系、曲线D表示HgCl离子与lgc(Cl−)的关系，故选C；由转化关系可知，HgCl+转化为汞离子和氯离子的反应为：HgCl+Hg2++Cl-，由图可知，溶液中HgCl+离子与汞离子浓度相等时，溶液中氯离子浓度为mol/L，则反应的平衡常数K4==c(Cl-)= ； ②由图可知，HgCl2转化为HgCl+离子和氯离子的反应为：HgCl2HgCl++Cl-，由图可知，溶液中HgCl2与HgCl+离子浓度时，溶液中氯离子浓度为mol/L，则反应的平衡常数K3==c(Cl-)= ，则P点时溶液中=×===。 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 $$