2025届高三化学二轮复习 专题训练题----化学反应原理综合题

2025届高三化学专题训练题----化学反应原理综合题 1．（2024·云南曲靖·二模）环戊二烯是一种重要的有机合成原料，用其制备环戊烯涉及的反应如下： 主反应：； 副反应1：。 副反应2： 回答下列问题： (1) （用含“”和“”的式子表示），该反应在 （填“高温”或“低温”）条件下能自发进行。 (2)下列操作中，能提高环戊二烯平衡转化率的是 （填标号）。 A．增加环戊二烯的用量        B．恒温恒压下通入惰性气体        C．移除环戊烯 (3)保持其他条件不变，在相同时间内，环戊二烯转化率及环戊烯、环戊烷的选择性与温度的关系如下图所示： ①综合分析，反应的最佳温度的范围为 （填标号）。 A．        B．        C．左右 ②随着温度的升高，环戊二烯转化率升高而环戊烯选择性降低，其原因是 。 (4)，向恒容密闭容器中加入环戊二烯和，反应达到平衡时，环戊二烯的转化率为，环戊烷物质的量为，则用气体物质的量分数表示的主反应的平衡常数 （用含的计算式表示）。 (5)用环戊二烯制备的二茂铁可用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂、橡胶熟化剂、紫外线吸收剂等。二茂铁的晶胞结构如图所示（未画出微粒），密度为，设阿伏加德罗常数的值为，则一个晶胞中含的数目为 。 2．（2024·湖北·模拟预测）新质生产力本身就是绿色生产力，开展绿色低碳技术攻关，实现“双碳”目标，催化加氢的主要过程包括如下反应： ．   kJ⋅mol ．   kJ⋅mol ．   回答下列问题： (1)利用焦炉气中的作为原料，需要清除其中的硫化物，其目的是 。 (2) kJ⋅mol。 (3)温度对上述化学反应平衡常数的影响如图所示，其中对应的曲线是 (填标号)。 (4)在3.0MPa、作催化剂的条件下，以的原料比通入反应物，的转化率和的选择性随温度的变化如图所示[甲醇的选择性]。 ①随温度升高，的选择性下降，可能的原因是 。 ②200∼280°C范围内随温度升高，的产率先增大后减小，其原因是 。 ③P点时，的分压是 MPa， 。 3．（2024·四川成都·三模）烟道气中的本身对于是一种很好的还原剂，二者反应可得到硫磺，实现变废为宝。还原的反应有： ⅰ． ⅱ． ⅲ． (1)已知：在标准压强、时，由最稳定的单质合成物质的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓如下图所示，计算： 。 (2)将与按物质的量之比为进行反应，相同时间内，在不同过渡金属氧化物催化剂作用下，的转化率及生成硫的选择性[硫的选择性]随反应温度变化的结果如下表所示： 温度（℃） 转化率 选择性 转化率 选择性 转化率 选择性 转化率 选择性 300 0.30 0.33 0.05 0.84 0.24 0.48 0.11 0.48 350 0.32 0.55 0.11 0.90 0.34 0.70 0.12 0.48 400 0.30 0.68 0.25 0.95 0.45 0.87 0.14 0.50 450 0.29 0.72 0.40 0.95 0.49 0.98 0.15 0.50 500 0.28 0.85 0.48 0.95 0.50 1.00 0.17 0.51 ①当以作催化剂时，试分析400℃时反应是否达到平衡状态 （填“平衡”或“未平衡”），理由 ；请解释转化率随温度变化的可能原因是 。 ②根据以上数据判断，与反应得到硫磺的最合适条件是 。 (3)在一定温度和某催化剂的条件下，将和混合气体置于刚性密闭容器中进行上述反应，时反应达到平衡状态，测得的转化率为，得到，计算内用表示的平均反应速率为 ；硫的选择性 ；反应ⅰ的平衡常数 （列出计算式，不用化简）。 4．（2024·福建宁德·三模）乙醇水蒸气重整制氢是生物质制氢的重要方法，有关反应如下： ⅰ、(主反应) ⅱ、 ⅲ、 ⅳ、 (1)反应ⅳ的 。 (2)Akande等研究了以为催化剂的乙醇水蒸气重整反应。下列说法正确的是 (填序号)。 A．能改变重整反应的历程，因而能改变反应ⅰ的焓变 B．使用适宜的催化剂提高的选择性，从而提高的平衡产率 C．能降低重整反应的活化能，大幅增大反应的速率常数 (3)在2L刚性容器中，充入和若干，平衡时产生物质的量与温度、水-乙醇比(水与乙醇物质的量比)的关系如图1所示(曲线上标注的数字为物质的量/mol)。900K时，与的关系如图2所示。 ①温度一定，乙醇的转化率随水-乙醇比的增大而增大，原因是 。水-乙醇比时，产生氢气的量随温度升高的变化趋势是 。 ②降低温度，图2中点不可能变为 点(填“A”或“B”)。 ③900K，在2L刚性容器中，充入和，以为催化剂，40min达到平衡，测得，且在含碳产物中的体积分数为，则0～40min用表示的反应速率为 (用含a、b的式子表示，下同)， 。 5．（2024·湖南长沙·一模）燃油汽车尾气中含有NO、、CO等有毒气体造成大气污染，可在汽车尾气排放装置中加催化转化装置，将有毒气体转化为无毒气体。反应原理如下： 反应①：   反应②：   回答下列问题： (1)已知：1 mol物质中化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/kJ 945 498 631 CO燃烧热，则反应①的 。 (2)恒温恒压密闭容器中充入一定量NO(g)和CO(g)(不考虑反应②)，下列条件不能判断反应①达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．混合气体的颜色保持不变 B．混合气体的平均相对分子质量保持不变 C．的体积分数不变 D．和的比值一定 (3)瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果，提出了温度与反应速率常数关系的经验公式：[k为反应速率常数，A为比例常数，e为自然对数的底数，R为摩尔气体常数，T为开尔文温度，为活化能()]。 ①反应达到平衡后，升高温度，正反应速率常数增大的倍数 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率常数增大的倍数。 ②由此判断下列说法正确的是 (填标号，、为正、逆反应速率常数)。 A．其他条件不变，升高温度，增大，变小 B．其他条件不变，使用催化剂，、同倍数增大 C．其他条件不变，增大反应物浓度增大，不变 D．其他条件不变，减小压强，、都变小 (4)探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，测量相同时间内逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示。曲线上a点的脱氮率 (填“”“”或“”)对应温度下的平衡脱氮率。催化剂条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因可能是 。 (5)用催化还原NO，也可以消除氮氧化物的污染。在适当催化剂的作用下，用脱氮过程中存在主反应和副反应： 主反应：   副反应：   在TK下，向恒容密闭容器中充入2 mol和3 mol NO，发生上述反应；若初始压强为20MPa，反应达到平衡时，压强仍为20 MPa且的分压为4MPa。 ①该温度下主反应的压强平衡常数 (保留1位小数)。 ②若反应10min达到上述平衡状态，则用表示的平均速率 。 6．（23-24高三下·江西九江·期中）探究工业脱硫[二硫化碳]对于环境建设意义重大。回答下列问题： (1)已知和固体的燃烧热分别为。一定条件下，去除烟气中[反应原理为]的 。一定温度下，恒容密闭容器中进行上述反应，下列可以作为达到平衡的判据的是 (填字母)。 A．气体的压强不变                            B．平衡常数不变 C．                    D．容器内气体密度不变 (2)某温度下，将和充入2L和1L的两个刚性容器中，发生反应：，实验测得的体积分数随时间变化如图1所示： ①反应进行到d点时，反应速率 ，该点处，平衡常数 。 ②c点处，的平衡转化率 。 ③若升高温度，在2L的容器中，平衡后的体积分数为0.8，该反应的 (填“>”“<”或“=”)的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)室温下，双核钯化合物催化反应历程如图2所示： ①总反应化学方程式为 。 ②下列说法正确的是 (填字母)。 A．上述反应历程中，没有参与反应 B．上述总反应中，每形成转移电子数为 C．上述反应中，温度越高，反应速率一定越快 D．上述反应历程中，存在键的断裂和形成 7．（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 。 8．（2024·广东梅州·模拟预测）我国提出“CO2排放力争于2023年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。研发CO2的利用技术，降低空气中CO2的含量是实现该目标的重要途径。 (1)下面是用H2捕捉CO2时发生的两个反应： I．CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)   ∆H1 II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ∆H2 ①反应I、II的lnK随1/T的变化如图所示，则ΔH2 0(填“>”“<”或“=”)0；有利于反应I自发进行的温度是 (填“高温”或“低温”)。 ②将一定量的CO2和H2的混合气体充入密闭容器中，cCO2、v正CO2与温度的关系如下图所示，400℃，cCO2降低的原因是 ，而速率仍然增大的可能原因是 ③220℃时，将4molH2与1molCO2的混合气体充入2L反应器中，气体初始总压强为p，10分钟后体系达到平衡，CO2的转化率为80%，CH4的选择性为25%，则生成的CH4平均速率为 ，反应II的平衡常数Kp为 (保留两位有效数字)。[已知：CH4的选择性=] (2)利用化学链将高炉废气中的CO2转化为CO的示意图如下。 此过程中可循环利用的物质有 ，该化学链的总反应是 。 9．（2024·新疆·三模）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 (1)我国古籍记载了硫酸的制备方法-“炼石胆取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中分解的TG曲线(热重)及DSC曲线如下图所示，DSC图中，吸热效应呈现向下凸起的峰(热焓增加)，放热效应反之，则700℃左右有二个吸热峰，此时分解生成的氧化物有 种。875℃左右的吸热峰表示化学反应的方程式为 。 (2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下： ①(慢反应)  ②(快反应) (ⅰ)上述过程中的作用为 。其中反应 (填“①”或“②”)是该反应的决速步。 (ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是 (答出两点即可)。 (3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化： (ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是 。 a．温度越高，反应速率越大 b．α=0.88的曲线代表平衡转化率 c．α越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度 (ⅱ)设的平衡分压为p，的平衡转化率为b，用含p和b的代数式表示上述催化氧化反应的 (用平衡分压代替平衡浓度计算)。 (4)二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。 (ⅰ)电极a附近发生的电极反应为 ； (ⅱ)相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为 。 10．（2024·广西南宁·二模）CO、(主要指NO和)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的CO、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 ，反应3自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。 (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过程 。 ③为了提高该反应的速率和NO平衡转化率，可采取的措施有 (填一条)。 (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NO的平衡转化率随温度T以及 K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．NO的浓度不变 C．                             D．保持不变 ②表示时NO的平衡转化率随温度T的变化关系的曲线是 (填“Ⅰ”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)。 11．（2024·内蒙古包头·三模）I．含碳化合物甲烷、等是重要的化工原料，可生产氢气、甲醇、烯烃等物质。回答下列问题： (1)一种甲烷催化氧化的反应历程如图所示，“*”表示微粒吸附在催化剂表面。下列叙述错误的是___________(填标号)。 A．的过程中，放出能量 B．产物从催化剂表面脱附的速率慢会降低总反应速率 C．适当提高分压会降低的反应速率 D．与反应生成均涉及极性键、非极性键的断裂和生成 Ⅱ.以氧化铟作催化剂，可实现催化加氢制甲醇。 已知：ⅰ.催化剂活化：(无活性)(有活性)； ⅱ.与在活化的催化剂表面同时发生如下反应： 反应① 反应② 反应③： (2)反应③中 。 (3)工业上以原料气通过催化剂表面的方法生产甲醇，是造成催化剂失活的重要原因，请用化学方程式表示催化剂失活的原因： 。为了减少催化剂的失活，可以采用的方法是 。 (4)按时只发生反应①，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在t=250℃条件下的、在条件下的(温度)如图所示。 i.图中对应等温过程的曲线是 (填“a”或“b”)，判断理由是 。 ii.A、B、C、D、E、F中可能表示220℃时的平衡状态的点是 。 (5)将和按物质的量之比1：3混合通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下只发生反应①和反应②。230℃时，容器内压强随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 20 40 60 80 压强/MPa 反应①的速率可表示为(为常数)，平衡时，已知在时的转化率为，则反应①的正向反应在时的 (用含的式子表示)。 12．（2024·浙江·模拟预测）我国提出“碳达峰”目标是在2030年前达到最高值，2060年前达到“碳中和”。因此，二氧化碳的综合利用尤为重要。 (1)通过使用不同新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚（）也有广泛的应用。 反应I： 反应II： 反应III： ①自发反应的条件是 。 ②恒压、投料比的情况下，不同温度下的平衡转化率和产物的选择性（选择性是指生成某物质消耗的占消耗总量的百分比）如图所示： I.下列说法正确的是 。 A．从反应体系中分离出，能使反应II反应速率加快 B．使用更高效的催化剂能提高的平衡产率 C．考虑工业生产的综合经济效益，应选择较低温度以提高的平衡产率 D．若增大与的混合比例，可提高平衡转化率 II.当温度超过，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 。 (2)研究表明，在电解质水溶液中，气体可被电化学还原。 ①在碱性介质中电还原为正丙醇（）的电极反应方程式为 。 ②在电解质水溶液中，三种不同催化剂（a、b、c）上电还原为的反应进程中（被还原为的反应可同时发生），相对能量变化如图。由此判断，电还原为从易到难的顺序为 （用a、b、c字母排序）。 (3)参与的乙苯脱氢机理如图所示（表示乙苯分子中C或H原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，其中A位点带部分正电荷，位点带部分负电荷）。 上图中所示反应机理中步骤I可描述为：乙苯带部分正电荷，被带部分负电荷的位点吸引，随后解离出并吸附在位点上；步骤II可描述为： 。 13．（2024·陕西商洛·模拟预测）是一种对环境友好的新型能源，可直接作内燃机燃料，也可以作燃料电池的直接能量来源。基于载氮体的碳基化学链合成氨过程如下： 吸氮反应： 释氮反应： (1)已知总反应，该反应能自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任意温度”)，吸氮反应正反应的活化能 (填“>”“<”或“=”)逆反应的活化能。 (2)与传统工业合成氨相比，该工艺的优点是 。 (3)不同碳源的吸氮反应的(为速率常数)随温度倒数的关系如图所示。已知，其中为活化能，C为常数。 吸氮反应中最好的碳源为 ，原因是 。 (4)T℃下，将和足量的、放入一容积可变的密闭容器内，在催化剂作用下仅发生反应，实验测得平衡体系中气体组分的物质的量分数随压强的变化如图。 ①表示的物质的量分数随压强变化的曲线为 (填“”“”或“”)，理由是 。 ②该反应在b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，用含的式子表示，列出计算式即可)；达到平衡点b后，保持其他条件不变，再向容器中充入和，此时 (填“>”“<”或“=”)。 14．（2024·黑龙江·二模）环氧乙烷(，简称EO)是在有机合成中常用的试剂。EO常温下易燃易爆，其爆炸极限为3～100%。近年来，常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备EO。部分涉及反应为： 主反应： 副反应： (1)已知 ，则EO的燃烧热为 kJ⋅mol-1。 (2)在温度为T，压强为P0的环境下，欲提高乙烯的平衡转化率，需 体系中氮气分压(填“增大”或“减小”)。但在实际生产中并非如此，其可能原因是 。 (3)向温度为T，刚性容器中加入投料比为2∶3∶3的乙烯、氧气、氮气。已知平衡后： ，(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。忽略其他反应，乙烯的平衡转化率为 ，副反应的平衡常数 为 (列出计算式即可)。 (4)以Ag为催化剂的反应机理如下： 反应Ⅰ：  慢 反应Ⅱ：  快 反应Ⅲ：  快 ①一定能够提高主反应反应速率的措施有 (填标号)。 A．降低温度    B．通入氦气    C．增大CO2浓度    D．增大浓度 ②加入1，2-二氯乙烷会发生。一定条件下，反应经过一定时间后，EO产率及选择性与1，2—二氯乙烷浓度关系如图。1，2—二氯乙烷能使EO产率先增加后降低的原因是 。 15．（2024·天津红桥·二模）人类利用二氧化碳合成淀粉对社会的发展起着重要作用，合成过程首先是利用二氧化碳制备甲醇，合成甲醇的反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H1。回答下列问题： (1)已知：① ② ③均为大于零的数，且 (用含、的式子表示)。甲醇熔融碳酸盐燃料电池的正极(含)电极反应式为 。 (2)研究合成甲醇的催化剂时，在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下，对反应器出口产品进行成分分析，结果如图所示。在以上催化剂中，该反应的最佳催化剂为 (填化学式)。 (3)在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，我国学者利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响(如图所示，吸附在催化剂表面的物种用*标注)。 ①依反应历程图所示，写出有水参与时反应的化学方程式： 。 ②结合上图及学过的知识推测，有水参与的历程，反应速率加快的原因是 。 (4)在时，将和充入容积为的恒容容器中，只发生，测得体系中剩余的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。 ①时，内甲醇的反应速率 。 ②该反应的平衡常数表达式为 。 ③保持投料量不变，仅改变某一个条件后，测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示，与状态Ⅰ相比，状态Ⅲ改变的条件可能是 。 16．（2024·山东济宁·二模）乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺，该过程中发生下列反应： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     回答下列问题： (1)已知和的燃料热分别为、，18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量，则 ，反应Ⅰ在 条件下能自发进行。 (2)已知：水碳比（S/C）是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值，水碳比（S/C）分别为2和4时，反应温度对平衡产率的影响如图所示： 表示水碳比的曲线是 （填“a”或“b”），水碳比时，平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小，平衡产率逐渐减小的原因可能是 。 (3)已知：S表示选择性，；在时，1MPa下，平衡时和随温度的变化；350℃下，平衡时和随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示。 ①350℃下，选择性随压强变化的曲线是 （填字母）。 ②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有 个。 ③在一定温度和压强下，向容积可变的密闭容器中通入2mol和1mol，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡点C，测得平衡时体系中气体物质的量增加40%，则反应Ⅱ的 （保留2位有效数字）。 17．（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 。 18．（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 。 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) + 低温 (2)C (3) A 温度升高，主反应和副反应的反应速率都加快，但对副反应速率的影响大于对主反应速率的影响 (4) (5) 【详解】（1）由盖斯定律可知，主反应+副反应1得到副反应2，则+；主反应和副反应1都是焓变小于0的放热反应，则副反应2是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行，故答案为：+；低温； （2）A．增加环戊二烯的用量，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，但环戊二烯的转化率减小，故A不符合题意； B．环戊二烯制备环戊烯的反应是气体体积减小的反应，恒温恒压下通入惰性气体相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，环戊二烯的转化率减小，故B不符合题意； C．移除环戊烯，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，环戊二烯的转化率增大，故C符合题意； 故选C； （3）由图可知，温度在范围内，环戊烯的选择性最大且环戊二烯的转化率较高，所以是环戊二烯氢化制环戊烯的最佳反应温度的范围，故选A； ②升高温度，环戊二烯的转化率提高而环戊烯的选择性降低，说明温度升高，主反应和副反应的反应速率都加快，但对副反应速率的影响大于对主反应速率的影响，故答案为：温度升高，主反应和副反应的反应速率都加快，但对副反应速率的影响大于对主反应速率的影响； （4）由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，平衡时总物质的量为(2—α—b)mol，则主反应的平衡常数Kx==，故答案为：； （5）设晶胞中含Fe(C5H5)2的数目为x，由晶胞的质量公式可得：=(10—30 abcsin120º)ρ，解得x=，故答案为：。 2．(1)防止催化加中毒 (2)-90.4 (3)b (4) 温度升高，催化剂活性下降，反应速率变慢 随温度升高，的转化率增大，的选择性降低，二者乘积先增大后减小 【详解】（1）由于硫化物会使催化加中毒，故利用焦炉气中的作为原料，需要清除其中的硫化物； （2）由盖斯定律得，，； （3）由于，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，对应的曲线是b； （4）①由图知，的选择性随温度升高而降低，可能得原因为温度升高，催化剂活性下降，反应速率变慢，故的选择性降低；②200∼280°C范围内，随温度升高，的转化率增大，的选择性降低，二者乘积先增大后减小，故的产率先增大后减小；③设初始物质得量为1mol，初始物质的量为3mol，P点的转化率和甲醇的选择性均为20%，故消耗的为0.2mol，其中生成的物质的量为1mol×20%×20%=0.04mol，由C守恒，则CO为0.16mol，反应Ⅱ气体总物质的量不变，反应Ⅰ和反应Ⅱ中每生成1分子，气体总物质的量减少2分子，因此反应后体系内气体总物质的量为4mol-0.04×2=3.92mol，则的分压为；因存在连续反应，设反应Ⅱ中生成x molCO，反应Ⅲ消耗ymolCO，则x-y=0.16mol；由，，，则，，最终剩余的CO2为0.8mol，H2为2.72mol，CO为0.16mol，H2O为0.2mol，故。 3．(1) (2) 未平衡 达平衡，相同温度下使用不同催化剂时，各物质转化率应相同 低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小 作催化剂，温度为450～500℃ (3) 93.75% 【详解】（1）反应为，由标准摩尔生成焓可知，反应热的计算为：，故答案为：； （2）①催化剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，平衡时反应物的转化率不变，由表格数据可知，以FexOy/γ-Al2O3作催化剂时，400°C条件下二氧化硫的转化率为0.45，以CrxOy/γ-Al2O3作催化剂时，400°C条件下二氧化硫的转化率为0.30，二氧化硫的转化率小于0.45说明反应未达到平衡状态；温度低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小，故答案为：未平衡；达平衡，相同温度下使用不同催化剂时，各物质转化率应相同；低于350℃时，温度升高催化剂活性增大，反应速率加快，相同时间内转化率增大，当温度高于350℃时，温度升高催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内转化率减小； ②由表格数据可知，以FexOy/γ-Al2O3作催化剂时，温度在450∼500°C条件下，二氧化硫转化率和生成硫的选择性数值最大，所以反应得到硫磺的最合适条件是作催化剂，温度为，故答案为：作催化剂，温度为450～500℃。 （3）由题给数据可建立如下三段式： 由三段式数据可知，tmin内S2(g)的反应速率为=，硫的选择性为×100%=93.75%，反应i的平衡常数K==，故答案为：；93.75%；。 4．(1)-48 (2)C (3) 乙醇的用量不变，增大水(g)的浓度使反应ⅰ平衡正向移动，所以乙醇的转化率增大 先变大后变小 B 【分析】（1）根据盖斯定律求解；（2）根据催化剂对化学速率影响而对平衡无影响进行分析 【详解】（1）根据盖斯定律，反应ⅰ-反应ⅱ-反应ⅲ，； （2）A．能改变重整反应的历程，因而能改变反应ⅰ的活化能而不能改焓变，A错误；B．催化剂能提高化学反应速率而不能影响平衡的移动和产率，B错误；C．能降低重整反应的活化能，增大活化分子百分数，大幅增大反应的速率常数，C正确；选C； （3）①乙醇的用量不变，增大水(g)的浓度使反应ⅰ平衡正向移动，所以乙醇的转化率增大；水-乙醇比时，产生氢气的量随温度升高，反应ⅰ正向移动，CO2与H2量增大，随着继续温度升高，反应ⅳ逆向进行，H2量变小；②降低温度， 反应ⅱ的K=减小，则+值会减小，点不可能变为B；③，在含碳产物中的体积分数为，则含碳产物物质的量浓度为mol/L，折算成消耗的的物质的量浓度为 mol/L，；根据图1，=5mol/L，=（-） mol/L，K=，得mol/L。 5．(1) (2)AD (3) 小于 B (4) 反应达平衡，温度升高，平衡逆向移动，脱氮率下降(或温度升高，催化剂活性降低，脱氮率下降) (5) 45.6MPa 0.2 【详解】（1）CO的燃烧热=-283kJ/mol，则热化学方程式为③-283kJ/mol，根据盖斯定律，反应①-2×③可得，，则∆H4=反应物的总键能-生成物总键能，∆H4=2×631-（498+945）=∆H1-2∆H，解得∆H1=-747kJ⋅mol−1； （2）A．混合气体没有颜色，颜色保持不变，不能说明达到平衡，A错误； B．反应前后为气体，气体的质量不可变，气体的物质的量可变，平均相对分子质量为可变的量，保持不变可以说明达到了平衡状态，B正确； C．N2的体积分数不变可以说明达到平衡，C正确； D．N2与CO2任何时刻都按1:2生成，所以n(N2)和n(CO2)的比值一定不能说明达到平衡，D错误； 故选AD。 （3）①该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，说明逆反应速率大于正反应速率，所以升高温度，正反应速率常数增大的倍数小于逆反应速率常数增大的倍数； ②A．其他条件不变，升高温度，k正增大，k逆增大，A错误； B．其他条件不变，使用催化剂，k正、k逆同倍数增大，B正确； C．其他条件不变，增大反应物浓度，根据k=可知，速率常数与浓度无关，故k正不变，k逆不变，C错误； D．其他条件不变，减小压强，根据k=可知，速率常数与压强无关，k正、k逆都不变，D错误； 故选B。 （4）曲线上a点的脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为放热反应，根据曲线Ⅱ可知，a点对应下的平衡脱氮率应该更高；在催化剂Ⅱ条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因可能是：反应达平衡，温度升高，平衡逆向移动，脱氮率下降(或温度升高，催化剂活性降低，脱氮率下降)； （5）①反应前后压强不变，则反应后气体的总物质的量仍为5mol，因为p(N2)=4MPa，则n(N2)=1.0mol ，则主反应消耗0.8molNH3，消耗1.2molNO，生成1.2molH2O，根据主反应的体积差可知，主反应气体物质的量增加0.2mol，则副反应气体的物质的量减小0.2mol，根据体积差可知副反应中消耗0.2molNH3，消耗0.8molNO，生成0.5molN2O，生成0.3molH2O，平衡时容器中NH3的物质的量为1.0mol，NO为1.0mol，N2O为0.5mol，H2O为1.5mol，NH3、NO、H2O的分压分别为4MPa、4MPa、6MPa，则主反应的压强平衡常数Kp=; ②反应后N2O的分压为2MPa，MPa⋅min-1。 6．(1) AD (2) 5 75% < 减小 (3) BD 【详解】（1）CO和固体的燃烧热化学方程式分别为①、②。①②得。 A．该反应不是等体积反应，随着反应进行，容器内气体压强不断变化，气体压强不变，说明反应达到平衡，A正确； B．温度不变，平衡常数不变，无法说明反应达到平衡，错误； C．根据化学方程式可知2v正(CO)=4v正(SO2)=v逆(SO2)，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡，错误； D．由于有固体生成，故随着反应进行气体的总质量不断变化，密度也随着改变，若密度不变，说明反应达到平衡，D正确； 故答案选AD。 （2）①容积越大，压强越小，反应速率越慢，则为体积的容器，为体积的容器。对于点，设转化率为，，，解得，反应速率，该点处平衡时的浓度分别为。 ②同理，设c点处转化率为y，c点处有，，解得。 ③原温度时，容器中，平衡后的体积分数为0.4，若升高温度，在的容器中，平衡后的体积分数为0.8，说明升高温度平衡逆向移动，该反应的ΔH<0，CS2的平衡转化率减小。 （3）①从图中可知，总反应为。 ② A．水参与物质的反应，错误； B．由总反应可知，每形成，生成0.5molCO2，转移电子数为8NA，B正确； C．由于催化剂受温度的影响较大，若温度过高，催化剂失活，速率反而下降，C错误； D．由图知从Ⅱ到Ⅲ的反应存在的断裂，从Ⅰ到Ⅱ的反应存在Pd-S的形成，D正确； 故答案选BD。 7．(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（）=，= 8．(1) > 低温 ΔH1<0、ΔH2>0，400℃之后，随温度升高，反应I逆向移动CO2增加量小于反应II正向移动CO2减少量 温度升高使速率增大的程度大于CO2浓度降低使速率减小的程度 0.01mol/(L·min) 1.52 (2) Fe3O4、CaO CO2+H2 CO+H2O 【详解】（1）①由图可知，升高温度，减小，反应II的lnK增大，K增大，说明平衡正向移动，说明反应II是吸热反应，ΔH2>0；减小，反应I的lnK减小，K减小，说明平衡逆向移动，说明反应I是放热反应，对于放热反应而言，低温有利于该反应自发进行； ②由图可知，升高温度，减小，反应II的lnK增大，K增大，说明平衡正向移动，说明反应II是吸热反应，400℃，cCO2降低的原因是：ΔH1<0、ΔH2>0，400℃之后，随温度升高，反应I逆向移动CO2增加量小于反应II正向移动CO2减少量；而速率仍然增大的可能原因是：温度升高使速率增大的程度大于CO2浓度降低使速率减小的程度； ③根据已知条件列出“三段式” 10分钟后体系达到平衡，CO2的转化率为80%，CH4的选择性为25%，则，=0.25，解得x=0.2mol，y=0.6mol，生成CH4的平均速率为= =0.01mol/(L·min)；气体初始总压强为p，平衡时总压为，反应II的平衡常数Kp= 。 （2）由图可知，此过程中可循环利用的物质有Fe3O4、CaO；该化学链的总反应是CO2+H2 CO+H2O。 9．(1) 3 (2) 催化剂 ① 产物有亚硝基硫酸等，产物不纯，生成硫酸浓度低，用途受限 (3) ab (4) 2∶1 【详解】（1） 根据所示，在700℃左右会出现两个吸热峰，说明此时发生热分解反应，从上图可以看出，700℃时质量由1.6mg减少为0.8mg，说明剩余固体为CuO，还有其他气体产出，此时气体产物为、、，所以可能出现的化学方程式为①；②，结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定，该反应的产物为CuO、、、，故答案为CuO、、三种氧化物。从上述分析可得700℃时，固体已变成CuO，并且根据TG图像可以看出，875℃时，固体质量由0.8mg减少到0.72mg，故1molCuO失去了0.5molO原子，可得方程式为。 （2）(ⅰ)根据所给的反应方程式，在反应过程中先消耗再生成，说明在反应中起催化剂的作用；反应①为慢反应，所以其为决速步。 (ⅱ)铅室法被接触法代替，因为产物有亚硝基硫酸等，产物不纯，接触法制得的是，可制得各种浓度的硫酸溶液，铅室法生成硫酸浓度低，用途受限。(答案合理即可)。 （3）(ⅰ)a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误； b．从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%时的反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率，b错误； c．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率对应的的温度也逐渐降低，c正确； d．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率对应的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确； 故选ab； (ⅱ)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数；设初始量为mmol，则平衡时，，； （4）(ⅰ)由装置图可知，左边电极上二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为：，右边电极上氧气得电子生成水，电极反应式为：。 (ⅱ)由正负极的电极反应式可知，电池的总反应为：，故体积比为2∶1。 10．(1) -746.0 低温 (2) < 4 增大压强或缩小容器体积 (3) AB I 该反应为放热反应,温度越高,NO(g)的平衡转化率越小 > 【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应3=2×反应1-反应2，则；该反应为气体分子数减小的放热反应，ΔS<0，根据ΔG=ΔH-TΔS<0，可知，反应3自发进行的条件是低温； （2）①由图可知，反应4为放热反应，则； ②由图可知，该反应过程4的活化能最大，则该反应历程的决速步骤为过程4； ③反应4为气体分子数减小的放热反应，则为了提高该反应的速率和NO平衡转化率，可采取的措施有增大压强或缩小容器体积； （3）①反应4为气体分子数减小的放热反应，且为恒压容器，以此解题。， A．随着反应进行，容器体积发生变化，容器中物质的质量不变，则密度是变量，当密度不变时，反应平衡，A正确； B．随着反应进行，一氧化氮逐渐被消耗，当其浓度不变时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，B正确； C．根据方程式可知，当，反应平衡，而，不能证明反应平衡，C错误； D．氮气和水都是产物，反应正向开始，则始终不变，故当不变时，不能证明反应达到平衡，D错误； 故选AB； ②反应4为气体分子数减小的放热反应，当温度升高时，平衡逆向移动，一氧化氮的转化率减小，则表示时NO的平衡转化率随温度T的变化关系的曲线是I；理由是：该反应为放热反应,温度越高,NO(g)的平衡转化率越小； ③反应4为气体分子数减小的放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，则a、d两点对应的平衡常数大小比较为>； ④b点对应的，NO的平衡转化率为80%，设起始时H2(g)和NO(g)的物质的量分别为4 mol、1 mol，列三段式 平衡时,容器中的气体的总物质的量为4. 6 mol，H2 (g)、NO(g)、N2 (g)、H2O(g)的分压分别为：、、、，b点对应条件下的压强平衡常数。 11．(1)AC (2) (3) 增大和混合气体的流速，可减少产物中的积累(其它合理答案也给分) (4) a 该反应前后气体系数和减少，增大压强，平衡正向移动，甲醇物质的量分数增大 A (5) 【详解】（1）A．*CH3→*CH2的过程中，断裂C—H键，吸收能量，A项错误； B．产物从催化剂表面脱附的速率慢，会降低CH4和O2在催化剂表面吸附的速率，从而会降低总反应速率，B项正确； C．适当提高O2分压会加快O2(g)→2 *O的反应速率，C项错误； D．CH4、CO中存在极性键，O2、H2中存在非极性键，CH4与O2反应生成CO、H2均涉及极性键、非极性键的断裂和生成，D项正确； 答案选AC。 （2）根据盖斯定律，反应③=反应①-反应②，则∆H3= ∆H1- ∆H2=-49.0kJ/mol-(+41.0kJ/mol)=-90.0kJ/mol。 （3）In2O3无活性、In2O3-x有活性，CO2与H2在活化的催化剂表面反应；工业上以原料气通过催化剂表面的方法生产甲醇，H2O(g)是造成催化剂失活的重要原因，说明H2O(g)将In2O3-x氧化成In2O3，反应的化学方程式为In2O3-x+xH2OIn2O3+xH2；为减少催化剂的失活，减少In2O3-x与H2O(g)的接触反应，可以采用的方法是增大CO2和H2混合气体的流速，可减少产物中H2O(g)的积累。 （4）ⅰ．反应①的正反应为气体分子数减小的放热反应；在相同温度下、增大压强平衡正向移动，CH3OH的物质的量分数增大；在相同压强下、升高温度平衡逆向移动，CH3OH的物质的量分数减小；故图中对应等温过程的曲线是a；对应等压过程的曲线是b。 ⅱ．压强相同时，220℃相对于250℃为降低温度，降低温度，反应①正向移动，平衡时CH3OH的物质的量分数大于250℃，220℃时等温线在a上；温度相同时，4×105Pa相对于5×105Pa为降低压强，反应①逆向移动，平衡时CH3OH的物质的量分数小于5×105Pa，4×105Pa时等压线在b下；故可能表示220℃、4×105Pa时的平衡状态的点是A。 （5）由表中数据可知60min时反应已达到平衡状态，设起始CO2、H2物质的量分别为xmol、3xmol，CO2的转化率为60%，则转化CO2物质的量为0.6xmol，平衡CO2物质的量为0.4xmol，平衡时气体总物质的量为×4xmol=3.6xmol，H2O(g)的物质的量为×4xmol=0.6xmol，混合气物质的量减少0.4xmol，反应②反应前后气体分子数不变，由此可见反应①生成CH3OH、H2O(g)的物质的量都为0.2xmol，根据C守恒，反应②生成CO、H2O(g)的物质的量为0.4xmol，平衡时H2物质的量为3.6xmol-0.4xmol-0.2xmol-0.4xmol-0.6xmol=2xmol；平衡时CO2、H2的分压分别为=0.1P0、=0.5P0，则反应①的正向反应在60min时的v=k×(0.1P0)×(0.5P0)3=。 12．(1) 低温 D 反应Ⅲ为吸热反应，反应Ⅰ、Ⅱ放热，温度升高反应Ⅲ平衡正移，反应Ⅰ、Ⅱ平衡逆移，当温度超过，反应Ⅲ平衡正移程度大于反应Ⅰ、Ⅱ平衡逆移程度，故的平衡转化率随温度升高而增大 (2) c、a、b (3)位点上的与位点上中带部分负电荷的作用生成，带部分正电荷的吸附在带部分负电荷的位点上 【详解】（1）①根据盖斯定律可得反应Ⅰ×2+反应Ⅱ得到反应，则ΔH=2ΔH1+ΔH2=(-49.01×2-24.52)kJ/mol=-122.54kJ/mol，该反应的，，，，要使<0，需要低温条件，故该反应在低温下自发； ②I．A．从反应体系中分离出，导致反应物的浓度也会减小，使反应II反应速率减慢，故A错误； B．催化剂不会使平衡移动，不能提高的平衡产率，故B错误； C．应选择较低温度，反应速率慢，不利于提高生产的综合经济效益，故C错误； D．若增大与的混合比例，能使平衡I、III向右移动，可提高平衡转化率，故D正确； 答案为D； II．根据反应特点，反应Ⅲ为吸热反应，反应Ⅰ、Ⅱ放热，温度升高反应Ⅲ平衡正移，反应Ⅰ、Ⅱ平衡逆移，当温度超过，反应Ⅲ平衡正移程度大于反应Ⅰ、Ⅱ平衡逆移程度，故的平衡转化率随温度升高而增大； （2）①在碱性介质中电还原为正丙醇()，结合电解质的环境，电荷守恒写出电极反应式为：； ②对比图(a)、图(b)可知，使用催化剂b、a、c，CO2电还原为CO的活化能逐渐减小，故CO2电还原为CO从易到难的顺序为：c、a、b； （3） 结合图像，对比步骤I的机理描述，步骤II可以描述为：位点上的与位点上中带部分负电荷的作用生成，带部分正电荷的吸附在带部分负电荷的位点上。 13．(1) 高温 > (2)条件要求低，原料廉价易得(或其他合理答案) (3) 炭黑 斜率越大，活化能越低，反应越容易进行 (4) 该反应，随着压强增大，平衡逆向移动，的物质的量分数减小，且平衡时其含量小于CO (或其他合理形式) > 【详解】（1）所给总反应ΔH>0，反应后气体体积数增加，故ΔS>0，ΔG=ΔH-T·ΔS<0反应自发，故该反应能自发进行的条件为高温，吸氮反应和释氮反应相加得总反应，故ΔH1+ΔH2=ΔH，根据题中所给数据，解得ΔH1=+708kJ⋅mol−1，即吸氮反应为吸热反应，正反应活化能大于逆反应活化能； （2）传统工业合成氨是氮气和氢气在高温高压催化剂的条件下生成氨气，与传统工业合成氨相比，该工艺的优点是条件要求低，原料廉价易得； （3）因为曲线斜率越大，活化能越低，反应越容易进行，故吸氮反应中最好的碳源为炭黑； （4）①该反应Δn(气体)>0，随着压强增大，平衡逆向移动，故随压强增大，NH3物质的量分数减小，且根据化学方程式的化学计量数，平衡时NH3的物质的量小于CO，故表示NH3的物质的量分数随压强变化的曲线为L2； ②由前一小题分析知，L1表示N2，L2表示NH3，L3表示CO，b点N2和CO物质的量相等，列出三段式：，故1-x=3x，解得x=0.25，故平衡时气体总物质的量为1+4x=2mol，该反应在b点对应条件下的压强平衡常数Kp=；再向容器中充入0.25molN2(g)和0.25molCO(g)，平衡正向移动，故v正>v逆。 14．(1)-1304 (2) 减小 EO在常温下易燃易爆，其爆炸极限为3%~100%，需加入氮气稀释气体，防止环氧乙烷浓度高而爆炸 (3) 50% (4) D 1，2-二氯乙烷能使EO产量先增加后降低的原因是，1，2-二氯乙烷浓度低时抑制副反应增加主反应选择性，1，2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂失活降低催化效果 【详解】（1）EO燃烧热的热化学方程式为，根据盖斯定律该反应的，故EO的燃烧热为-1304kJ/mol； （2）在温度为T，压强为P0的环境下，减小氮气分压，相当于给反应体系增大压强，对于主反应来说，增大压强平衡正向移动，对于副反应来说改变压强平衡不移动，故乙烯平衡转化率增大应减小体系中氮气分压；但在实际生产中并非如此，其可能原因是EO在常温下易燃易爆，其爆炸极限为3%~100%，需加入氮气稀释气体，防止环氧乙烷浓度高而爆炸； （3）设起始时，乙烯、氧气、氮气分别为2mol、3mol、3mol，氮气不参与反应，设乙烯在主反应中的平衡转化量为xmol，在副反应中的平衡转化量为ymol，列出三段式： 根据题目，，则，，则x=0.6mol，y=0.4mol，则平衡时乙烯的物质的量为1mol，氧气为1.5mol，二氧化碳为0.8mol，水为0.8mol，EO为0.6mol，平衡时气体的总物质的量为1+1.5+0.8+0.8+0.6+3=7.7mol，乙烯的平衡转化率为，副反应的平衡常数为； （4）①A.降低温度反应速率减慢，A错误；B.若在刚性容器中通入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，则不影响反应速率，B错误；C.增大CO2浓度不影响主反应的速率，C错误；D.反应I是慢反应，决定反应速率，增大浓度，可以加快主反应速率，D正确； 故选D。 ②加入少量1，2-二氯乙烷会消耗，减少与乙烯的副反应，即减少反应Ⅲ的发生，但1，2-二氯乙烷过量，会使Ag催化剂转化为氯化银，使银不能再生，催化循环受阻，降低EO产量，故1，2-二氯乙烷能使EO产量先增加后降低的原因是，1，2-二氯乙烷浓度低时抑制副反应增加主反应选择性，1，2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂失活降低催化效果。 15．(1) -(a-b) O2+4e-+2CO2=2 (2)ZnZrO2 (3) *OCH2+H2O*=*OCH3+*OH 有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快 (4) 0.2 K= 升高温度 【详解】（1）根据方程式CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)可知其等于已知反应①加上反应②，由盖斯定律可求得∆H1=ΔH2+ΔH3=-a+b=-(a-b)kJ⋅mol−1；甲醇燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，氧气进入正极，正极电极反应式为O2+4e-+2CO2=2； （2）根据分析结果图，催化剂为ZnZrO2得到的甲醇最多且CO少，该反应应选择的最佳催化剂为ZnZrO2； （3）①依反应历程图所示，有水参与时反应的化学方程式为*OCH2+H2O*=*OCH3+*OH； ②有水参与的历程，反应速率加快的原因是有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快； （4）①由A知，1min时H2剩余6mol，说明H2反应了6mol，则v(H2)==0.6mol⋅L−1⋅min−1，同一反应，各物质表示的反应速率和化学计量数成正比故v(CH3OH)=v(H2)=0.2mol⋅L−1⋅min−1； ②根据平衡常数的定义，反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式为K=； ③由图可知，状态I平衡时H2物质的量为2mol，状态Ⅲ平衡时H2物质的量为4mol，说明相比状态I，状态Ⅲ平衡逆向移动了，由∆H1=-(a-b)kJ⋅mol−1<0可知，正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，符合题意。 16．(1) 高温 (2) b 升高温度反应均正向移动，主要发生反应Ⅱ (3) a 3 0.24 【详解】（1）反应Ⅰ     反应Ⅱ     反应Ⅲ      反应Ⅳ        反应Ⅴ       由盖斯定律可知反应I= 反应Ⅴ×2 +反应Ⅲ-4×反应Ⅳ，因此；反应Ⅰ为吸热的熵增反应，在高温下可自发进行； （2）水的量越大生成氢气的产率越高，即水碳比越大氢气的产率越高，因此水碳比(S/C)=4的曲线是b；反应Ⅰ是吸热反应，升高温度有利于H2的生成，约600℃时达到最大，但继续升高温度有利于反应Ⅱ向正反应方向进行，此时体系内主要发生反应Ⅱ消耗H2，因此H2的产率会出现先增大后逐渐减小； （3）①反应I反应Ⅱ均为吸热反应，由图3可知反应I受温度影响比反应Ⅱ大，反应随温度升高，平衡逆向，浓度减少，则选择性随压强变化的曲线是a； ②图中M、Q、D与A点处于相同化学平衡状态，答案为3个； ③在一定温度和压强下，向容积可变的密闭容器中通入2mol和1mol， 测得平衡时体系中气体物质的量增加40%，反应Ⅰ      反前后=3mol×40%=1.2mol，可知生成的=0.8mol 由反应气体物质的量增加可知以反应I为主，则二氧化碳的生成量大于一氧化氢的生成量，C点为=20% ，n(CO)=0.16mol    。 17．(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。 18．(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。 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 $$