2025届高三化学训练题-化学反应原理综合题

2025届高三化学训练题-化学反应原理综合题 1．（2024·新疆乌鲁木齐·二模）NO是人体不可缺少的“健康信使”，在心脑血管疾病的治疗中起到重要作用。但NO也是一种有毒的物质，如果在空气中含量过高，存在一定的危害。研究NO的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题： (1)汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g) 2NO(g)　△H=+180kJ•mol﹣1，其能量变化为： 则断开1molNO中化学键所需要的能量为 。 (2)已知2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0. ①在密闭容器中充入一定量CO和NO，发生反应，图甲为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。 温度：T1 T2(填“<”或“>”)；若反应在D点达到平衡，此时对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的 点。 ②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，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如上图乙所示。曲线上a点的脱氮率 (填“是>”、“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。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 ； (3)T3K时，在刚性密闭容器中充入物质的量之比为2∶2∶1的CO、NO和N2的混合气体，起始气体总压强为P0kPa，达平衡时气体总压强为0.9P0kPa．则CO的平衡转化率为 ，用气体分压表示KP= (用含有P0的代数式表示)。 (4)以铂为电极，饱和食盐水作电解液，对含有NO的烟气进行脱氮的原理如图所示，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为，尾气经NaOH溶液吸收后排入空气。NO被阳极产生的氧化性气体氧化的离子方程式为 。 2．（2024·江西九江·二模）对的资源化利用是人类常期研究的课题。 (1)1902年，首次报道了的甲烷化。 ①已知：I． Ⅱ. 甲烷化反应Ⅲ.的 ，平衡常数 (用表示)。 ②加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，其原因不可能为 。 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 (2)负载金属催化甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示。 ①上述两种不同机理发生机制的关键为：和在催化剂表面不同活性位点吸附、活化形成中间体。若发生机理①，则吸附在 上。 ②机理①和②都会产生中间体。其产生的原因可能是 或吸附在载体的原子表面的(衍生物中间体)甲酸盐解离产生。 ③中间体Ⅱ转化为中间体Ⅲ的过程可用反应式表示为 。 (3)利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一，主反应如下：。 ①此反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 ②我国学者研究发现，在单原子催化时，该反应的历程为： 第一步 第二步 第三步 中间体与物质的量之比随时间变化如下图： 回答下列问题： i．基态铜原子价层电子轨道表达式： 。 ii．反应历程中，第 步反应的活化能最高，是反应的决速步聚，判断的理由是 。 3．（2024·河南濮阳·一模）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸的关键工序是的催化氧化：  。回答下列问题： (1)该反应在有无催化剂下的部分反应历程如图所示： 的 （填“>”“<”或“=”，下同）0， 。 (2)在不同钒催化剂下，在相同时间内，的转化率与温度的关系如图所示： ①催化性能最佳的催化剂是 （填标号）。 ②已知晶体钾属于立方晶系，晶胞参数为，晶体密度为，则钾晶胞中含有K的原子数为 （列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值）。 (3)在一定的温度和压强下，达到平衡时的转化率如下表所示： 温度/℃ 平衡时的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 实际生产中采用的压强为 ，原因是 。 (4)在温度为T、容积为1L的恒容密闭容器中充入和，仅发生反应：，实验测得：、，平衡时的物质的量为，则 。 4．（2024·广东肇庆·二模）酚类化合物在医疗、环保、工业等方面有着广泛的用途。 (1)苯酚可用于外科器械消毒、皮肤杀菌与止痒，可通过磺化法制备。该工艺具体流程如下： 反应③的化学方程式为 。 (2)石油加工、造纸等企业易产生含有苯酚的工业废水，可通过O3-H2O2氧化法进行处理，其原理为C6H5OH+H2O2+O3→CO2+H2O(非可逆反应，反应未配平)。在T1℃和T2℃时，分别向含有苯酚的水样中加入等量的30%H2O2溶液，再以相同的流速向水样中通入O3，测得水样中苯酚的含量随时间变化的曲线如图所示。 ①在T1℃时，0~10min内，C6H5OH的平均反应速率为 。 ②请判断T1和T2的大小：T1 (填“>”“<”或“=”)T2，T1℃时对工业废水中苯酚的去除率低于T2℃时的原因可能是 (写一种即可)。 (3)利用FeCl3溶液与苯酚的显色反应，可定性检测工业废水中的苯酚，其反应原理为Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+。反应到达平衡时，下列说法正确的有___________(填标号)。 A．加水稀释，溶液pH减小 B．滴入几滴浓盐酸，增大 C．加入少量NaOH固体，反应平衡常数增大 D．加入少量Cu粉，溶液紫色变浅 (4)邻苯二酚钠类配体(L)与金属离子(M)形成的配合物可应用于医药、水处理等领域。其溶液中存在平衡： M+LML  K1 ML+LML2  K2 某研究小组配制了M与L起始浓度比不同的系列溶液，其中L的起始浓度c0(L)=0.02mol/L。 测得平衡时L、ML、ML2的与的变化关系如图所示。 ①表示与变化关系的曲线为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②当=0.6时，c平(ML2)= ，K1= 。 5．（2024·黑龙江·二模）丙烯是一种重要的化工原料，但丙烯的产量仅通过石油的催化裂解反应无法满足工业生产需求。工业上以WO3/SiO2为催化剂，利用丁烯和乙烯的催化歧化反应制丙烯：  。请回答下列问题： (1)相关物质的燃烧热数据如下表所示： 物质 燃烧热 -1411 -2049 -2539 催化歧化反应的 ； (2)利用丁烯和乙烯的催化歧化反应制备丙烯时，仅发生如下反应： 反应ⅰ： 反应ⅱ： 一定条件下，经相同反应时间，丙烯的产率、丁烯的转化率随温度变化的关系如图所示： ①丁烯的转化率随温度升高而增大可能的原因是 ，500~550℃丙烯产率下降的原因为 。 ②某温度下，保持体系总压强为1.0 MPa，按投料，达平衡状态时，C4H8、C2H4的转化率分别为96%、32%，则平衡时 ；反应ⅰ的压强平衡常数 (保留三位有效数字)。 (3)反应ⅱ中，WO3/SiO2催化机理如图，关于该过程中的说法错误的是___________(填字母)。 A．有加成反应发生 B．能将2-丁烯转化为1-丁烯 C．W元素的成键数目一直未发生变化 D．存在碳碳单键的断裂和形成 (4)为了增强WO3/SiO2催化剂的活性和吸附能力，其他条件一定时，可向WO3/SiO2催化剂中添加催化剂助剂。下图为不同催化剂助剂的加入对丁烯的转化率、丙烯的选择性(产率转化率选择性)的影响，选择 作催化剂助剂为优选方案(填化学式)。 6．（2024·湖南娄底·一模）氢能源是一种清洁能源，而使用甲烷催化重整制氢在我国是一种比较成熟的工艺。 其涉及的主要反应如下： ①甲烷水蒸气重整反应： ； ②水气变换反应： 。 请回答下列问题： (1)甲烷水蒸气重整-水气变换耦合反应为：，从热力学的角度看，该反应自发进行的条件是 。 (2)一定温度下，向起始压强为4MPa的恒容反应容器中注入初始浓度均为2mol/L的原料气、，进行反应①和②，达到平衡时，测得，，此时的转化率为 ，则反应②在该温度下的 。 (3)反应②常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。 从图示分析，Pd膜能提高该反应转化率的原因是 。 通过分析反应①和②，下列说法不正确的是 (填标号)。 A．恒压条件比恒容条件利于提高平衡转化率 B．一定温度下，恒容反应器中，若不再变化，则说明反应达到平衡状态 C．升高温度，水气变换反应速率降低，产率降低 D．吹扫有助于分子脱离Pd膜 (4)某温度下，在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：(即图中过程2)，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能，则说明该反应的 0。 (5)在催化重整中，还存在甲烷部分氧化反应③： 。实验室模拟工业生产，在进气量为100mL／min下，、、以恒定比例通入催化反应器，研究温度对反应的影响，结果如图所示。根据图示分析，温度与甲烷转化率的关系为 。 7．（2023·河北邯郸·二模）一氯甲烷广泛用作溶剂、提取剂、推进剂、制冷剂、甲基化试剂，用于生产农药、医药等。600K时，和作用生成，可继续反应生成。反应原理如下： ① ② (1)已知反应①中相关化学键的键能数据如表： 化学键 C-Cl C-H C-O H-Cl H-O 键能 331 414 343 429 460 则 。 上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的是 (填标号)。 A．升高温度反应①正向移动，反应②逆向移动 B．加入反应①的催化剂，可以降低反应的活化能及反应热 C．增大水蒸气浓度有利于提高的产量 D．及时分离出可以使反应①的正反应速率增大 (2)对于反应②，反应速率与浓度之间存在如下关系：，，、为速率常数，只受温度影响，k和温度的关系为(为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。右图中两条直线分别表示和与的关系，表示的是 (填“a”或“b”)，温度为时，反应②的平衡常数K= 。 (3)在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中，充入和发生反应，甲醇的物质的量随时间变化如图所示： 时，水的体积分数为65％，则的转化率为 ，反应①的平衡常数 ［对于反应，，x为物质的量分数］。 (4)甲醇也可通过电化学方法由甲烷直接制得，装置如图所示： 已知，电解生成甲醇的过程分3步： ①通电时，氯离子先转化成高活性的原子氯(Cl·)；②Cl·与吸附在电极上的反应生成HCl和；③在碱性电解液中，转化为目标产物。当步骤①有2molCl·生成时，外电路中转移的电子数为 (用含的代数式表示)。阴极的电极反应为 。 8．（2024·安徽·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： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。已知在一定条件下该反应的= -akJ⋅mol-1，ΔS=-bJ⋅mol-1⋅K-1(a>0，b >0)，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)目前有多种用于工业捕集CO2的方法，主要分为吸收(物理吸收、化学吸收、生物吸收)、吸附、深冷分离和膜分离等，也有将不同捕集方法相结合的方法。一种模拟脱除工业尾气中CO2的示意图如图所示： 某温度下，吸收塔中H2CO3溶液吸收一定量的后，则该溶液的pOH= (该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7，Ka2=5.0×10-11  Kw=1×10-a，用含a的代数式表示)。 (3)CO2合成甲醇的工艺主要分为两类，一类称为直接法：CO2直接加H2合成甲醇；一类称为间接法：CO2和H2通过逆水煤气反应，先合成CO后，CO和H2再合成甲醇。 I．CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-48.9kJ⋅mol-1 Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2= +41.1 kJ·mol-1 Ⅲ．CO(g)+2H2(g)3CH3OH(g)   ΔH3=-90kJ⋅mol-1 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)。 ②室温下，二氧化碳与氢气合成甲醇的平衡常数K为6.8×10-3，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阶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Ⅰ直接合成甲醇，将体积分数为a% CO2、3a% H2 的进料气(含杂质气体)，以 Cu/Zn/Al/Zr纳米纤维为催化剂，控制压强为50 bar(1 bar=100 kPa)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， p(H2) = bar，反应I的平衡常数Kp= bar-2(Kp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)。 (4)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 。 9．（2024·广西·二模）我国科学家成功利用光伏发电，将电解水获得的与反应合成甲醇，再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉。该研究成果已在国际学术期刊《科学》上发表。回答下列问题： (1)人工合成转化为淀粉只需要11步，其中前两步涉及的反应如图所示。 反应的 （用含、、、的代数式表示）。 (2)有学者结合实验和计算机模拟结果，得出的一种反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注，TS1、TS2、TS3、TS4均为过渡态。决速步骤对应的化学方程式为 ；TS3对应的步骤适合在 （填“高温”或“低温”）条件下进行。 (3)在密闭容器中充入一定量的和，发生反应  ，在催化剂作用下单位时间内的转化率与温度、催化剂的关系如图所示。 ①a点时，的生成速率 （填“>”“<”或“=”，下同）的消耗速率；催化效率：Cat2 Cat1。 ②b点之后的转化率降低，可能的原因是 。 (4)已知催化加氢的主要反应如下： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． ①230℃时，将和按物质的量之比为1：3混合通入恒温刚性密闭容器中，在催化剂作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，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 平衡时，则该温度下反应Ⅰ的化学平衡常数 （用含的代数式表示）。 ②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和甲醇选择性，应当 。 10．（2024·辽宁·一模）2024上海国际碳中和技术博览会以“中和科技、碳索未来”为主题，重点聚焦二氧化碳的捕、利用与封存(CCUS)等问题。回答下列问题： I．还原制取。发生的反应如下： 反应①：   反应②：   反应③：   (1)经计算反应① ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)在容积不变的密闭体系中仅发生反应②。实验发现，其他条件不变，在相同时间内，向反应②的平衡体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数，对比实验的结果如图所示： 微米CaO和纳米CaO对平衡影响不同的原因是 。 II．还原制取。反应原理为：  。 (3)催化加氢制的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注，如“”表示吸附在催化剂表面) 该反应历程中决速步反应的化学方程式为 。 (4)若和起始物质的量之比为1：3，该反应在有、无分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示［分子筛膜能选择性分离出］。有分子筛膜时，温度高于210℃后甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是 。 (5)一定条件下，向4L恒容密闭容器中充入和，发生反应。已知容器内起始压强为240kPa，反应达平衡时容器内压强为150kPa，该温度下反应的标准平衡常数 。(该反应标准平衡常数的表达式为，其中p为分压，分压=总压×物质的量分数，) III．和电化学法制取HCOOH()。(/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)为催化电极，工作原理如图所示。 (6)CuO纳米片(CuONS/CF)表面发生的电极反应式为 ，若有通过质子交换膜时，电解池中生成和HCOOH共 mol。 11．（2024·湖南长沙·一模）氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。 (1)1670年，德国人斯瓦恩哈德无意中将萤石()与浓硫酸1∶1混合在一起，产生了一种刺激性气体，这种气体能腐蚀玻璃。该气体腐蚀玻璃的化学反应方程式为 。 (2)单质氟的制备是化学史上一段悲壮的历史，直到1886年法国化学家莫瓦桑电解熔融的氟化氢钾()才制得单质氟。电解过程中，两极均有气体产生，阴极的电极反应式为 。 (3)氟单质的反应性非常强，可与稀有气体氙发生反应。已知： 反应方程式 标准平衡常数 523K 673K 36.0 分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应  ，其中kPa，、、、为各组分的平衡分压)。 下图是以0.125 mol/L Xe和1.225 mol/L 为起始量，得到的生成物在平衡体系中的分压与反应温度的关系。 ①制备的适宜温度约为 K。 ②523K时，以Xe和制取。反应达到平衡时，欲使产物中，至少应保持在 kPa。 ③反应的 0，(填“大于”“等于”或“小于”)，简述理由为 。 (4)法国科学家盖•吕萨克也曾试图制备氢氟酸。1809年，他把氟化钙与硼酸混和加热，却意外地制成了一种所谓的“氟酸气”()。已知：，其中为含多个卤素原子的阳离子，为一个正四面体结构的阴离子，则的VSEPR模型名称为 。 (5)已知：，若向1 L 0.1 mol/L的溶液中加入NaF固体，充分反应后，测得溶液中浓度为mol/L，则加入的NaF固体的质量为 g。(忽略加入固体后溶液体积的变化，计算结果保留2位小数) 12．（2023·陕西商洛·一模）以(为原料合成甲醇可以减少CO2的排放量，实现碳的循环利用，其反应为CO2 。合成中发生的副反应为 。 I．CO2的捕获 (1)侯氏制碱法成功实现了 CO2的高捕获率，乙醇胺溶液可用作 捕获剂的原因是 (用反应方程式表示)。 Ⅱ．催化剂的性能 (2)一种铜基催化剂中Cu 的质量分数对 CO2 的转化率和()的产率的影响如表： w(Cu)/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 CH3OH的产率 20% 30% 35% 50% 65% 60% 55% 54% 50% 45% CO2的转化率 10% 12% 15% 20% 45% 42% 40% 36% 30% 15% 数据表明催化剂中Cu的最佳质量分数为 。 (3)其他条件相同时，在铜基催化剂 作用下，不同温度对的转化率和 的选择性的影响如图。 ①实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是 。 ②温度高于 时， 的平衡转化率变化的原因是 。 ③温度相同时 CH3OH 的选择性的实验值略高于平衡值，从化学反应速率的角度解释原因： 。 Ⅲ．利用副反应产生的 CO 和 H2 在催化剂的作用下也可以合成甲醇，发生反应：CO(g)+ (4)在体积一定的密闭容器中按物质的量之比为1∶2 充入 CO和 ，测得平衡混合物中 的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示。现有两个体积相同的恒容密闭容器甲和乙，向甲中加入1mol CO 和 ，向乙中加入 2mol CO 和 ，测得不同温度下 CO的平衡转化率如图2 所示。 ①C点时，CO的转化率为 。 ②L、M两点容器内压强：p(M) (填“>”“<”或“=”)2p(L)。 13．（2024·四川·一模）天津大学新能源化工团队在丙烷脱氢研究上取得重要进展，具有十分重要的科学和战略意义。 丙烷直接脱氢：          回答下列问题： (1)丙烷直接脱氢制丙烯为强吸热过程，则该反应自发进行的条件是 ；已知：  ，则丙烷氧化脱氢制丙烯的热化学方程式为 。 (2)、580℃时，在一密闭容器中，加入丙烷直接脱氢制丙烯，平衡体系中，与的体积分数分别为和。则580℃时， (填“>”、“=”或“<”)，丙烷转化为丙烯的转化率为 。 (3)600℃，向含催化剂的恒容反应器中，通入一定量的，经相同时间，流出的、和浓度随初始浓度的变化关系如图1。加入有助于提高平衡体系中的浓度的原因是 。 (4)丙烯与氯化氢反应的能线图如图2。历程I中，决定反应速率的是 (填“①”或“②”)，丙烯与氯化氢反应的生成物中，占比较高的是 ；实验测得，其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例，从活化能的角度分析其原因是 。 14．（2024·黑龙江绥化·一模）氨是无碳的能源载体和潜在的储氢燃料，广泛应用于化肥、塑料和炸药的生产。回答下列问题： (1)已知：，。 在下列温度下，该反应可能自发进行的是___________（填字母）。 A． B． C． D． (2)反应历程中各步势能变化如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。 产物从催化剂上脱附 （填“释放”或“吸收”）能量；该反应历程中有 个基元反应，决速步骤的反应可以表示为 。 (3)在容积为的恒容密闭容器内充入和，加入合适催化剂（体积可以忽略不计），在不同催化剂作用下，相同时间内的转化率随温度的变化如下图所示： 在催化剂Ⅱ作用下的转化率随温度升高先增大后减小的原因可能是 （不考虑温度对催化剂活性的影响）；c点 （填“大于”或“小于”）b点，简述其原因： 。 (4)在某催化剂作用下，合成氮的反应速率为（k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。为反应级数，可取正数、负数、0，也可取分数），为了测定反应级数，下进行实验，结果如表所示： 序号 反应速率 I 0.1 0.1 0.1 v II 0.2 0.1 0.1 III 0.2 0.4 0.1 IV 0.1 0.9 0.3 则 。 (5)利用催化剂通过电化学反应在室温下合成氨的原理如下图所示，该装置中阴极的电极反应式为 。 15．（2024·山东泰安·一模）利用反应由1-甲基萘制备四氢萘类物质(MTLs，包括)和)，过程中伴有生成十氢萘的副反应如图： 回答下列问题： (1)根据和的结构及命名方式，和的一种同分异构体的名称为 -MTL。 (2)已知一定条件下反应的焓变分别为，则反应的焓变为 (用含的代数式表示)。 (3)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。 c、d分别为反应和的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应的平衡常数随温度变化曲线为 。已知反应的速率方程，(分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知， (填“>”“<”或“=”)。 (4)1-MN在的高压氛围下反应(压强近似等于总压)。不同温度下达平衡时各产物的选择性(某生成物i的物质的量与消耗1-MN的物质的量之比)和物质的量分数(表示物种i与除外其他各物种总物质的量之比)随1-MN平衡转化率y的变化关系如图乙所示，平衡转化率y大于65%时。逐渐下降的原因是 ，y为80%时，的产率= ；y为65%时反应的平衡常数 (列出计算式)。 16．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）乙酸是最重要的有机酸之一，主要用于生产乙酐、乙酸酯及乙酸纤维素等。 Ⅰ.乙酸的制备可通过人工合成和细菌发酵两种方法。 (1)目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备。反应如下：CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l)     △H＜0。在恒压密闭容器中通入0.20mol的CH3OH和0.20mol的CO气体、测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。 ①恒温恒压下，不能说明上述反应达到平衡状态的是 。 A．容器内混合气体的密度保持不变 B．CH3OH的体积分数保持不变 C．CH3COOH的物质的量保持不变 D．v(CO)正=v(CH3OH)逆 ②在T2温度时、从反应开始至5min时，用单位时间内物质的量变化表示乙酸的化学反应速率为 mol•min-1。 ③温度为T1时，上述反应已达到平衡，若此时保持容器体积不变，再通入0.10molCH3OH和0.10molCO的混合气体，再次达到平衡，CO的转化率 80%(填“＞”，“=”或“＜”)。 ④温度由T1到T2，经历5min时，CH3OH的转化率增大的原因是 。 Ⅱ.乙酸制氢具有重要意义，制氢过程发生如下反应： 热裂解反应Ⅰ：CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) 脱羧基反应Ⅱ：CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) (2)已知反应：CH4(g)+CO2(g)CO(g)+H2(g)    △H，由图所示，△H= kJ•mol-1(用图1中有关E的代数式表示)。 (3)在容积相同的密闭容器中，加入等量乙酸蒸气制氢，在相同时间测得温度与气体产率的关系如图2所示。 ①约650℃之前，氢气产率低于甲烷的原因是 。 ②分析图像，该容器还发生了其他的副反应，理由是 。 ③若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高而CO的产率下降，请用化学方程式表示可能发生的反应： 。 (4)在一定温度下，利用合适的催化剂制氢，发生热裂解反应Ⅰ和脱羧基反应Ⅱ，达到平衡时，总压强为pkPa，乙酸体积分数为20%；若热裂解反应消耗的乙酸占总的乙酸的20%，则脱羧基反应Ⅱ的平衡常数Kp为 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。 17．（2024·江西鹰潭·一模）Ⅰ．等烟道气对环境有污染，需经处理后才能排放，处理含烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质 。回答下列问题： (1)已知CO的燃烧热为，。则上述反应的 。 (2)其他条件相同、催化剂不同时发生上述反应。的转化率随反应温度的变化如图所示。和NiO作催化剂均能使的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择的主要优点是 。 (3)在密闭容器中，充入和，发生上述反应，的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。 ①B点对应条件下， [对于反应，x为物质的量分数]。 ②A点和C点的压强平衡常数之比 1(填“>”、“<”或“=”)。[用分压代替浓度，分压=总压×物质的量分数]。 Ⅱ．烟气中常含有大量和等大气污染物，需经过净化处理后才能排放。除去燃煤产生的废气中的的过程如图所示。 (4)过程Ⅰ是发生催化氧化反应，若参加反应和的体积比为4∶3，则反应的化学方程式为 。 (5)过程Ⅱ利用电化学装置吸收另一部分，使Cu再生，该过程中阳极的电极反应式为 。 若此过程中除去体积分数为0.5%的废气2240L(标准状况)，可使 Cu再生。 18．（2024·河北邯郸·一模）研究可再生资源甲醇、乙醇等低碳醇，对于环境问题和能源问题都具有非常的意义。利用乙醇、水催化重整可获得。相关主要反应如下： 反应ⅰ：   反应ⅱ：   请回答下列问题： (1)298 K时，相关物质的相对能量如表所示。 物质 相对能量/（kJ·mol） -110.5 -241.8 0 ①由表中数据推测，的相对能量 （填“>”“<”或“=”）-241.8kJ ②的相对能量为 kJ⋅mol。 (2)若上述反应在某密闭容器中发生并达到平衡状态。 ①压缩容器的体积，乙醇的平衡转化率 （填“增大”“减小”或“不变”，下同），反应ⅱ的逆反应速率 。 ②已知：（R为常数，忽略温度变化对、的影响），升高温度后反应ⅰ、ⅱ的化学平衡常数变化量分别为则、，则 1（填“>”“<”或“=”）。 (3)T℃时，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol 和6 mol ，发生反应ⅰ和反应ⅱ，3 min后达到平衡状态，测得的转化率为90%，容器内的体积分数为10%，则0~3 min内 mol⋅L⋅min。该温度下，反应ⅱ的平衡常数 （结果保留2位小数）。 (4)近日，湖南大学某科研团队在“热电耦合催化——电化学”促进低温高效甲醇蒸汽重整制氢（MSR）方面取得进展，其原理如图所示（图中带“*”的微粒代表吸附在电极上）： 电催化（HOR）反应的总电极反应式为 ，该过程产生的中间体有 ；电解过程中会有部分扩散到N极区，则纯化的方法为 。 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)632kJ (2) > A < 反应达平衡，温度升高，平衡逆行移动，脱氮率下降(或温度升高，催化剂活性降低，脱氮率下降) (3) 50% 或 (4)3Cl2+8OH﹣+2NO=2+6Cl﹣+4H2O 【详解】（1）设NO中氮氧键的键能为x，ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=(946+498)kJ•mol-1-2×x=180kJ•mol-1，解得x=632kJ•mol-1，则断开1molNO中化学键所需要的能量为632kJ。故答案为：632kJ； （2）①该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮的体积分数增大，由图可知，相同条件下，温度为T1时一氧化氮的体积分数大于T2时，温度：T1>T2；该反应是气体体积减小的放热反应，若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，平衡会向逆反应方向移动，一氧化氮的体积分数增大，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的A点。故答案为：>；A； ②温度较低时，催化剂的活性偏低，反应速率较慢，导致反应转化率变化不大，由图象分析可知a点不是对应温度下的平衡脱氮率：对于曲线Ⅱ而言，a点时反应没有达到平衡状态(450℃左右达到平衡)，同时该反应正向为放热反应，根据曲线Ⅱ可知，a点对应温度的平衡脱氮率应该高于a点的脱氮率，曲线上a点的脱氮率<对应温度下的平衡脱氮率。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，平衡逆行移动，脱氮率下降(或温度升高，催化剂活性降低，脱氮率下降)；故答案为：<；反应达平衡，温度升高，平衡逆行移动，脱氮率下降(或温度升高，催化剂活性降低，脱氮率下降)； （3）T3K时，在刚性密闭容器中充入物质的量之比为2∶2∶1的CO、NO和N2的混合气体，起始气体总压强为P0kPa，达平衡时气体总压强为0.9P0kPa．设CO物质的量为2mol，NO物质的量为2mol，N2物质的量1mol，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为x，消耗CO物质的量2x,结合三段式列式计算， 则反应后总的物质的量为(5-x)mol,初始压强为p0kPa,达平衡时压强为0.9p0kPa,则，x=0.5，CO的平衡转化率50%，平衡时CO、NO、N2、CO2物质的量分别为1mol、1mol、1.5mol、1mol，总的物质的量为4.5mol，平衡分压分别为：p(CO)=p(NO)=p(CO2)=×0.9p0kPa=0.2p0kPa,p(N2)=×0.9p0kPa=0.3p0kPa，Kp==或，则CO的平衡转化率为50%，用气体分压表示KP=或(用含有P0的代数式表示)。故答案为：50%；或； （4）阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气：2Cl--2e-=Cl2↑，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为，NO被阳极产生的氧化性气体氧化的离子方程式为3Cl2+8OH﹣+2NO=2+6Cl﹣+4H2O。故答案为：3Cl2+8OH﹣+2NO=2+6Cl﹣+4H2O。 2．(1) -156.9 B (2) 活性金属Rh 吸附在活性金属Rh表面的CO2直接解离产生 HCO+2HHCOO-+H2O (3) 低温 二 HCOO*与CH3O*物质的量之比随时间的延长逐渐增大，则第一步生成HCOO*的速率比第二步消耗HCOO*的速率快，第二步生成CH3O*的速率比第三步消耗CH3O*的速率慢，故第二步反应速率最慢，故反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步骤 【详解】（1）①根据盖斯定律，反应Ⅲ可由反应Ⅰ×2-反应Ⅱ得到，则△H3=2△H1-△H2=-395.6 ×2-(-634.3 =-156.9。反应Ⅲ的平衡常数K3= 。 ②CO2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，平衡转化率减小，故选B。 （2）①从图可以看出，CO2和H2在催化剂表面不同活性位点的吸附、活化形成中间体不同，故上述两种机理不同的关键在于CO2的吸附、活化位置(是在载体ZrO2上，还是在活性金属Rh上，以及活化形成的中间体)，由图可知，若发生机理①，则二氧化碳吸附在活性金属Rh上； ②由图可知，吸附在活性金属Rh表面的中间体CO，除了可能是吸附在活性金属Rh表面的CO2直接解离产生，也有可能是机理②中出吸附在载体ZrO2的Zr原子表面的(CO2衍生物中问体)甲酸盐解离产生； ③中间体Ⅱ脱去H2O生成中问体Ⅲ，吸附在Zr原子表面的H原子与碳酸氢盐中的C原子相作用，吸附在O原子表面的H原子与碳酸氨盐羟基上的O原子相互作用，生成的甲酸盐吸附在Zr原子表面、H2O分子直接离去，可用反应式表示为HCO+2HHCOO-+H2O。 （3）①反应的△H<0，△S<0，△G=△H-T△S<0，反应可以自发进行，故反应在低温下可以自发进行； ②Cu为29号元素，基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1 ，价层电子轨道表示式为；HCOO*与CH3O*物质的量之比随时间的延长逐渐增大，则第一步生成HCOO*的速率比第二步消耗HCOO*的速率快，第二步生成CH3O*的速率比第三步消耗CH3O*的速率慢，故第二步反应速率最慢，故反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步骤。 3．(1) > = (2) a (3) 0.1MPa 常压下的平衡转化率已经很高，增大压强时，转化率提升不明显，但对材料的强度和设备制造的要求均提高 (4)0.8 【详解】（1）历程Ⅱ中的能量比的低，则是吸热反应，其；历程Ⅰ中的焓变为，历程Ⅱ中的焓变为，催化剂不改变焓变，则； （2）①从图中可以看出相同温度下，标号为a的催化剂下，的转化率最高，催化性能最佳，故答案为a； ②设晶胞中钾原子个数为N，由晶胞的质量公式可得：，解得N=； （3）常压下的平衡转化率已经很高，增大压强时，转化率提升不明显，但对材料的强度和设备制造的要求均提高，所以实际生产中采用的压强为0.1MPa； （4）由平衡时正逆反应速率相等可得：，整理可得：=K，1L的恒容密闭容器中反应达到平衡时，O2的物质的量为0.2mol，由方程式可知，平衡时SO2、SO3的物质的量为0.6mol-(0.3-0.2)mol×2=0.4mol、(0.3-0.2)mol×2=0.2mol，则SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol⋅L−1、0.2mol⋅L−1、0.2mol⋅L−1，故==0.8。 4．(1)C6H5SO3Na+2NaOHC6H5ONa+Na2SO3+H2O (2) 5×10-4mol/(L·min) > H2O2受热分解 (3)BD (4) I 0.002mol/L 500 【详解】（1）反应③C6H5SO3Na 和熔融的NaOH反应，生成C6H5ONa ，化学方程式为：C6H5SO3Na+2NaOHC6H5ONa+Na2SO3+H2O； （2）①由图可知，在T1℃时，0~10min内，C6H5OH的浓度下降了，C6H5OH的平均反应速率为； ②反应初始时，T1℃反应速率更快，即T1＞T2；由于H2O2受热易分解，因此反应结束时，T2℃时工业废水中苯酚的去除率更高； （3）A．加水稀释，c（H+）下降，pH增大，故A错误； B．滴入几滴浓盐酸，c（H+）上升，平衡逆向移动，增大，减小，增大，故B正确； C．温度不变，反应平衡常数不变，故C错误； D．加入少量Cu粉，发生反应，，c（Fe3+）下降，平衡逆向移动，溶液紫色变浅，故D正确； 故选BD； （4）①由图可知，随着的增大， 减小，即曲线Ⅱ为，那么即曲线Ⅰ为； ②，即，，即，根据L守恒得：，因此，，根据M守恒得：，，，。 5．(1)+148 (2) 温度升高、催化剂活性增强共同使化学反应速率加快，丁烯转化率增大 随温度升高，反应ⅱ速率增大的幅度大于反应ⅰ 9 38.1 (3)BC (4)MgO 【详解】（1）由表格中燃烧热的数据可得热化学方程式： ①； ②； ③； 根据盖斯定律，③+①-2×②得目标方程式； 故答案为：+148； （2）①温度升高、催化剂的活性增强共同使反应速率加快，单位时间内消耗丁烯的量增加，使丁烯的转化率增大；500~550℃反应ii速率增大的幅度大于反应ⅰⅰ。 ②设初始时、，C4H8、C2H4的转化率分别为96%、32%，可得三段式：，，平衡时、、、，总物质的量为：(1.36a+0.04a+1.44a+0.16a)mol=3amol，则；； （3） A．过程中有加成反应发生，如：与CH2=CHCH2CH3生成，故A正确； B．根据反应机理图可知，可将2-丁烯转化为1-丙烯或2-戊烯，但不能转化为1-丁烯，故B错误； C．W元素的成键数目有3和5两种，发生了变化，故C错误； D．由图可知，存在碳碳单键的断裂和形成，故D正确； 故选BC。 （4）丁烯的转化率、丙烯的选择性要尽可能高，由图可知，选择MgO作催化剂助剂为优选方案。 6．(1)高温 (2) 50% 7 (3) Pd膜能选择性地解离，降低的浓度，促使平衡正向移动 C (4)＜ (5)650℃以前，、CO的收率低，的收率高，说明反应①和③速率较慢，反应②速率较快，甲烷的转化率较小；650℃以上时，温度升高，的收率降低，和CO的收率都增大，说明反应②逆向移动，反应①和③速率加快，甲烷的转化率增大 【详解】（1）反应①和反应②相加即可得反应，则该反应的，该反应是吸热的熵增反应，根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0时反应自发，所以该反应自发进行的条件是高温，故答案为：高温。 （2）一定温度下，初始浓度均为2mol/L的原料气、，进行反应①和②，列出三段式： ①； ② 达到平衡时，，即2-x-y=0.5，，即x-y=0.5，x=1mol/L，y=0.5mol/L，此时的转化率为； 起始压强为4MPa，根据上述计算可知平衡时CH4、H2O(g)、CO、CO2、H2的平衡物质的量分别为1mol/L、0.5mol/L、0.5mol/L、0.5mol/L、3.5mol/L，根据PV=nRT，在恒容条件下，可知，，此时压强为6MPa，反应②在该温度下的； 故答案为：50%；7。 （3）Pd膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大； ①甲烷水蒸气重整反应：； ②水气变换反应： A．恒压条件对于反应①为正反应是气体计量数增大的反应，因此为了恒压，体积增大，而体积增大平衡正向移动提高平衡转化率，A正确； B．恒温恒容的条件下，若不再变化，则说明反应达到平衡状态，B正确； C．反应②为放热反应，升高温度，水气变换反应速率加快，但由于平衡逆向移动， 产率降低，C错误； D．N2吹扫更有利于带走H2，有助于H2分子脱离Pd膜，D正确； 答案为C； 故答案为：Pd膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大；C。 （4）过程2正反应的活化能远小于逆反应的活化能，可知ΔH＜0，故答案为：＜。 （5）从图可以看出，温度较低时，H2和CO的收率都没有明显变化，而CO2的收率在增加，说明反应①和③速率较慢，反应②速率较快，甲烷的转化率较小；温度达到650℃以上时，温度升高，CO2的收率降低，H2和CO的收率都增大，说明反应②逆向移动，反应①和③速率加快，甲烷的转化率增大，三个反应都达到平衡后，甲烷的转化率不再明显变化，故答案为：650℃以前，、CO的收率低，的收率高，说明反应①和③速率较慢，反应②速率较快，甲烷的转化率较小；650℃以上时，温度升高，的收率降低，和CO的收率都增大，说明反应②逆向移动，反应①和③速率加快，甲烷的转化率增大。 7．(1) +19 AC (2) a 1 (3) 50% (4) 【详解】（1）利用反应物键能之和减去生成物键能之和即可，故(331+4143+4602-4143-343-460-429)= +19； A．反应①吸热，升高温度平衡正向移动，反应②放热，升高温度平衡逆向移动， A正确； B．催化剂不能改变反应热，B错误； C．增大水蒸气的浓度，生成的多而消耗的少，C正确； D．分离出甲醇并不能使正反应速率增大，D错误； 答案选AC； （2）反应②放热，达到平衡后升温会逆向移动，升温逆反应速率增大更多，根据题图可知，应该是直线。温度为时，，而平衡时，，则根据速率与浓度之间关系得到； （3）两个反应在反应前后气体分子总数均不变，因此平衡后气体总的物质的量仍为，可得出的物质的量为，而有，则、、共有，根据氧原子守恒，可得出为，再根据碳原子守恒，为，由氯原子守恒又能算出为，则减少了，即可算出的转化率；平衡时各物质的物质的量共，各物质的物质的量分数分别为，代入反应①的=； （4）阳极发生反应：，根据电极方程式可知，，即有生成时，外电路中转移电子，则转移电子数为；阴极的电极反应为。 8．(1)T< (2)a-10 (3) A H3CO*+H2(g)或H2COH*+H2(g) (4) C1 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）H2CO3的Ka2=5.0×10-11，即，当=1:2，解得c(H+)=10-10mol/L，由已知Kw=1×10-a，则c(OH-)==10-a+10mol/L，故pOH=a-10； （3）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H3CO*+H2； 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； （4）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。 9．(1) (2) （或） 低温 (3) > > 温度升高，平衡向逆反应方向移动（或催化剂活性降低；或温度升高反应左移与催化剂活性降低共同作用） (4) 选择适宜的催化剂 【详解】（1）目标反应由I+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ而来，故； （2）由图示反应历程信息可知，TS4对应的步骤，生成的反应活化能最大，是整个化学反应的决速步骤，化学方程式为（或）；TS3对应的步骤的反应为，该反应的，，若要自发进行，需要，则适合在低温条件下进行。 （3）①a点在平衡之前，正反应速率大于逆反应速率；相同温度下单位时间内转化率较大的催化效率高，故催化效率：Cat2>Cat1； ②催化剂的选择性受温度影响，b点之后温度升高，平衡向逆反应方向移动（或催化剂活性降低；或温度升高反应左移与催化剂活性降低共同作用）。 （4）①设起始的物质的量为1mol，则H2的物质的量为3mol，生成为CH3OH的物质的量为xmol，生成CO的物质的量为ymol，列出三段式： 起始时气体总物质的量为4mol，平衡时生成CH3OH为 xmol，生成CO为ymol，生成H2O为(x+y)mol，剩余CO2为(1-x-y)mol，剩余H2为(3-3x-y)mol，气体总物质的量为(4-2x)mol，相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，则，解得x=0.2，再根据平衡时，平衡时总压强为，有，解得y=0.4，则反应Ⅰ平衡时各气体的物质的量为n(CO2)=0.4mol，n(H2)=2mol，n(CH3OH)=0.2mol，n(H2O)=0.6mol，各气体的平衡分压分别为p(CO2)= ，p(H2)= ，p(CH3OH)= ， p(H2O)= ，反应Ⅰ的化学平衡常数==； ②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和甲醇选择性，应当选择适宜的催化剂。 10．(1) 低温 (2)微米CaO的表面积比纳米CaO的小，吸收略少，导致的体积分数略小 (3)或 (4)温度高于210℃后，温度升高使平衡向逆反应方向移动的影响大于分子筛膜分离出使平衡向正反应方向移动的影响，产率下降 (5)或14.8 (6) 1.5 【详解】（1）由盖斯定律可得，①=②×2+③，所以  ；时反应能自发进行，该反应，所以低温更有利于反应自发进行； （2）反应②：，微米CaO和纳米CaO对平衡影响不同的原因是：表面积越大吸收二氧化碳越多，氢气的体积分数越大，微米CaO的表面积比纳米CaO的小，吸收的CO2略少，从而导致H2的体积分数略小； （3）该反应历程中，决速步是活化能最大的那一步，从图中可知或活化能最大； （4）正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，从图像可知，分子筛膜能分离出水，而使平衡正向移动，从而有利于提高甲醇的平衡转化率，但温度高于210℃后，温度升高使平衡向逆反应方向移动的影响大于分子筛膜分离出水使平衡向正反应方向移动的影响，所以产量下降； （5）由PV=nRT可知，同温同体积压强与物质的量成正比，起始气体总物质的量为8mol，所以平衡时气体总物质的量为，设二氧化碳的转化量为x，三段式表示，，2-x+6-3x+x+x=5解得x=1.5mol，或14.8； （6）CH3OH、CO2、HCOOH中碳元素化合价分别为-2、+4、+2，即CH3OH→HCOOH为氧化反应，CO2→HCOO-为还原反应，所以通入二氧化碳的一极为阴极、a为直流电源负极、b为直流电源正极，加入甲醇的一极为阳极，阳极电极反应式为，阴极电极反应式为2CO2+2e-+H2O=HCOO-+，阴阳两极转移电子相等，由电极反应式可知，当电路中转移4mol电子时，有4mol氢离子通过阳离子交换膜向阴极定向移动，此时阳极生成1molHCOOH，阴极生成2mol HCOO-，所以若有2mol氢离子通过质子交换膜，则电解池生成的HCOOH与HCOO-的物质的量为1.5mol。 11．(1) (2) (3) 800K~840K之间均可 1000 小于 由图可知，升高温度，有利于生成，说明上述平衡逆向移动，则逆向反应吸热，所以小于0(或由表格中的平衡常数可知：目标反应在523K时为1，673K时为0.018，升高温度，平衡常数减小，小于0) (4)四面体形 (5)8.82 【详解】（1）萤石(CaF2)与浓硫酸反应生成氟化氢，氟化氢能和二氧化硅生成四氟化硅和水，SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O； （2）低温下电解熔融的氟化氢钾(KHF2)制得单质氟，同时得到另一种气体单质，根据质量守恒可知，该单质为氢气，反应为：2HF2−+2e−=H2↑+4F−； （3）①根据图示，温度在800～840℃时，XeF4的平衡分压基本最大，故该范围为最适宜温度； ②已知523K时，Xe(g)＋2F2(g)XeF4(g) K＝1.0108；Xe(g)＋3F2(g)XeF6(g) K＝1.0108；所以XeF4(g)＋F2gXeF6(g) K＝1；已知K＝，当＞10时，＞10，且＝100Kpa，所以＞1000Kpa。 ③和④由图可知，升高温度，有利于XeF4生成，说明上述平衡逆向移动，则逆向反应吸热，所以ΔH小于0(或由表格中的平衡常数可知：目标反应在523K时为1，673K时为0.018，升高温度，平衡常数减小，ΔH小于0) （4）通过分析得A＋为[Cl2F]＋, 中心原子为F＋, σ键电子对为2，中心原子上的孤电子对为2，价层电子对为4，中心原子为sp3杂化，VSEPR模型为四面体形。 （5）根据Ca2＋(aq) ＋2F－(aq)CaF2(s)可知，沉淀0.1molCa2＋需要0.2molF－, 有根据ksp＝c(Ca2＋)c2(F－),得到反应后溶液=0.01mol/L,需要再加入0.01molNaF,一共需要加入0.21molNaF,质量为8.82g。 12．(1)2HOCH2CH2NH2+CO2+H2O=(HOCH2CH2NH3)2CO3 (2)50% (3) CO2的转化率都未达到平衡值，故实验中反应均未达到化学平衡状态 温度高于 260°C时，CH3OH的选择性降低，又因为副反应平衡正向移动，故CO2的平衡转化率升高 生成CH3OH的反应速率较快，在未平衡时，CH3OH的选择性的实验值略高于平衡值 (4) 75% > 【详解】（1）侯氏制碱法成功实现了 CO2的高捕获率，是因为通入CO2的同时通入了NH3碱性气体，故乙醇胺(HOCH2CH2NH2)溶液可用作 CO2捕获剂的原因是乙醇胺中的氨基也有碱性，可以与CO2反应生成相应的盐，反应方程式为2HOCH2CH2NH2+CO2+H2O=(HOCH2CH2NH3)2CO3； （2）由表格知，催化剂中Cu的质量分数为50%时，CH3OH的产率和CH3OH的产率都是最高，故Cu的最佳质量分数为50%； （3）①根据CO2的转化率图，实验中无论何温度，CO2的转化率都未达到平衡值，实验中反应均未达到化学平衡状态； ②副反应为吸热反应，温度升高，有利于副反应的正向进行，导致CH3OH的选择性降低，又因为副反应平衡正向移动，故CO2的平衡转化率升高； ③温度相同时CH3OH的选择性的实验值略高于平衡值，说明生成CH3OH的反应速率较快，在未平衡时，CH3OH的选择性的实验值略高于平衡值； （4）①体积一定的密闭容器中按物质的量之比为1∶2 充入CO和 H2发生反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，根据三段式：，C点CH3OH的体积分数为50%，即，解得a=0.75，即CO转化率为=75%； ②由于甲和乙是体积相同的恒容密闭容器，初始加料时乙容器中的物质的量是甲中两倍，L、M两点CO转化率相同，故此时乙容器中各物质的物质的量都是甲容器中的两倍，气体总物质的量也是两倍，但由于M点温度更高，使压强更大，故p(M)>p(L)。 13．(1) 高温 -235.0kJ/ mol (2) ＞ 40% (3)其他条件不变时，通入CO2消耗H2，使丙烷直接脱氢制丙烯反应正向移动 (4) ① CH3CHClCH3 反应历程Ⅱ的最大活化能更大，受温度影响程度更大，故其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例 【详解】（1）①该反应为熵增的吸热反应，在高温条件下可以自发； ②将定为①式，定为③式，则2①+③可以得到，则ΔH=2△H1+△H3=-235.0kJ/mol； （2）根据三段式，假设生成的C3H6为xmol，生成的C2H4为ymol，则：，，则平衡时，C3H8为（a-x-y）mol，C2H4为ymol，CH4为ymol，C3H6为xmol，H2为xmol，，，则x=0.4amol，y=0.03amol， ①由三段式可知，生成的C3H6多于C2H4，则生成C3H6趋势更大，所以K1＞K2； ②则转化率=； （3）加入CO2有助于提高平衡体系中C3H6的浓度的原因是：其他条件不变时，通入CO2消耗H2，使丙烷直接脱氢制丙烯反应正向移动； （4）①历程I中，决定反应速率的是活化能大的，则决定反应速率的是①； ②由图可知，历程Ⅱ的活化能大于历程Ⅰ的活化能，历程Ⅰ进行更容易，所以占比较高的是CH3CHClCH3； ③其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例，从活化能的角度分析其原因是：反应历程Ⅱ的最大活化能更大，受温度影响程度更大，故其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例。 14．(1)AB (2) 吸收 4 Nad+3Had=NHad+2Had (3) a点反应达到平衡，a点前反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，H2转化率增大，a点后升高温度，平衡向逆反应方向移动，H2转化率减小 大于 T3条件下，催化剂Ⅰ的活性强于催化剂Ⅱ (4)1 (5)N2+6e—+6H+=2NH3 【详解】（1）由反应ΔH—TΔS＜0，反应能自发进行可得：T＜=458K，所以反应温度小于184.5℃，故选AB； （2）由图可知，氨气从催化剂表面脱附时吸收能量；由反应中有4个过渡态可知，该反应历程中有4个基元反应；反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步骤反应Nad+3Had=NHad+2Had的活化能最大，则决速步骤的反应为Nad+3Had=NHad+2Had，故答案为：吸收；4；Nad+3Had=NHad+2Had； （3）由图可知，催化剂Ⅱ作用下a点氢气转化率最大，说明反应达到平衡状态，a点前反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，氢气转化率增大，a点后升高温度，平衡向逆反应方向移动，氢气转化率减小，所以在催化剂Ⅱ作用下氢气的转化率随温度升高先增大后减小；T3条件下，c点氢气转化率大于b点，说明催化剂Ⅰ的活性强于催化剂Ⅱ，所以c点逆反应速率大于b点，故答案为：a点反应达到平衡，a点前反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，H2转化率增大，a点后升高温度，平衡向逆反应方向移动，H2转化率减小；T3条件下，催化剂Ⅰ的活性强于催化剂Ⅱ； （4）由I和II数据可得：=，解得α=1，故答案为：1； （5）由图可知，与直流电源负极相连的左侧电极为阴极，酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6e—+6H+=2NH3，故答案为：N2+6e—+6H+=2NH3。 15．(1)6 (2)△H1+△H3-△H2 (3) a < (4) y大于65%时，生成1-MD的反应成为主要反应，消柜了MTLs 0.8c% 或 【详解】（1）根据1-MTL和5-MTL的结构及命名规律，中碳原子的编号顺序为，因此的名称为6- MTL。 （2）根据盖斯定律，R1+R3=R2+R4，已知一定条件下反应R1、R2、R3的焓变分别为△H1、△H2、△H3，R4的焓变为△H4，则△H1+△H3=△H2+△H4，故反应R4的焓变△H4=△H1+△H3-△H2。 （3）由于生成十氢萘(1-MD)的总反应是相同的，则总反应的平衡常数在一定温度下为定值，则K1K3=K2K4，c、d分别为反应R1和R2的平衡常数随温度变化的曲线，由图像可知，相同温度下K1>K2，则K3<K4，结合图像可知，表示反应R4的平衡常数随温度变化曲线为a。反应达平衡时，v正=v逆，则，平衡常数K=，T1温度时，，T2温度时，，由图甲可知，K值随温度升高而减小，则<。 （4）逐渐下降的原因是：y大于65%时，生成1-MD的反应成为主要反应，消柜了MTLs。R1、R2、R3、R4的反应分别为：1-MN(g)+2H2(g)5-MTL(g) 1-MN(g)+2H2(g)1-MTL(g) 5-MTL(g)+3H2(g)1-MD(g) 1-MTL(g)+3H2(g)1-MD(g) y为80%时，的转化率为0.8c，产率为0.8c%，y为65%时1-MN平衡转化率为0.65，平衡时1-MN为1-0.65，平衡时生成1-MTL和5-MTL共0.65；由图可知，1-MTL和5-MTL物质的量分数共a%，S1-MTL为b%，则平衡时，S5-MTL为a%-0.65×b%；H2压强近似等于总压，则反应R1的平衡常数Kp=。 16．(1) AB 0.024 ＞ 温度由T1到T2，经历5min时，反应未达到平衡，温度升高反应速率增大，因此甲醇的转化率增大 (2)(E3-E1) (3) 脱羧基反应Ⅱ的活化能低，反应速率快，相同时间内先达到平衡，甲烷产率高于氢气 若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，一氧化碳和氢气的产量应该相等，而图3中二者的产量不相等 CO+H2OH2+CO2 (4)0.2p 【详解】（1）①A．恒温恒压条件下，CH3OH(g)、CO(g)等摩混合，生成物呈液态，反应时，两种反应物等摩消耗，则二者的物质的量比始终不变，压强恒定时，容器内混合气体的密度始终保持不变，则反应不一定达平衡状态，A符合题意； B．不管反应是否达到平衡，CH3OH的体积分数始终保持不变，则反应不一定达平衡状态，B符合题意； C．CH3COOH的物质的量保持不变，则正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，C不符合题意； D．v(CO)正=v(CH3OH)逆，表示反应进行的方向相反，且各物质的浓度保持不变，反应达平衡状态，D不符合题意； 故选AB。 ②在T2温度时，从反应开始至5min时，CH3OH(g)的转化率为60%，则用单位时间内物质的量变化表示乙酸的化学反应速率为=0.024mol•min-1。 ③温度为T1时，上述反应已达到平衡，此时CH3OH(g)的转化率为80%，若保持容器体积不变，再通入0.10molCH3OH和0.10molCO的混合气体，则相当于加压，平衡正向移动，CH3OH(g)的转化率增大，再次达到平衡，CO的转化率＞80%。 ④温度由T1到T2，温度升高，反应速率加快，单位时间内反应物的转化率增大，则经历5min时，CH3OH的转化率增大，原因是：温度由T1到T2，经历5min时，反应未达到平衡，温度升高反应速率增大，因此甲醇的转化率增大。 （2）从图中可以看出，CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  △H=(E3-E1)kJ•mol-1，则反应：CH4(g)+CO2(g)CO(g)+H2(g)  △H=(E3-E1)kJ•mol-1。 （3）①约650℃之前，氢气产率低于甲烷，表明反应Ⅱ比反应Ⅰ容易进行，则原因是：脱羧基反应Ⅱ的活化能低，反应速率快，相同时间内先达到平衡，甲烷产率高于氢气。 ②从反应中可以看出，H2和CO的产率相同，从图像上看，H2和CO的产率不相同，表明该容器还发生了其他的副反应，理由是：若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，一氧化碳和氢气的产量应该相等，而图3中二者的产量不相等。 ③若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高而CO的产率下降，则表明CO与H2O反应，生成H2等，用化学方程式表示可能发生的反应：CO+H2OH2+CO2。 （4）在一定温度下，利用合适的催化剂制氢，发生热裂解反应Ⅰ和脱羧基反应Ⅱ，达到平衡时，总压强为pkPa，乙酸体积分数为20%，热裂解反应消耗的乙酸占总的乙酸的20%，设乙酸的总物质的量为1mol，脱羧基反应中，参加反应CH3COOH的物质的量为x，则可建立如下三段式： 则，x=0.4mol，脱羧基反应Ⅱ的平衡常数Kp为=0.2p kPa。 【点睛】对于只有反应物(按化学计量数之比混合)呈气态的可逆反应，压强一定时，反应物的浓度始终不变。 17．(1)-269.2 (2)Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源 (3) 176 > (4)4SO2+3O2+2H2O+2Cu2CuSO4+2H2SO4 (5) SO2-2e-+2H2O=+4H+ 32 【详解】（1）CO的燃烧热为，则有： ①， ②，①2-②，得到，根据盖斯定律得到，=-269.2； （2）由图可知，Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源； （3）①密闭容器中，充入和，发生上述反应，B点对应条件下，SO2的平衡转化率为80%，则反应消耗的SO2的物质的量为0.8mol，则有： 平衡后气体总物质的量为2.2mol，则=176； ②该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强：p1＞p2＞p3，A点和C点SO2的平衡转化率均为60%，所以平衡时各物质的物质的量及其物质的量分数相等，又因为右边气体化学计量数比左边小1，所以压强平衡常数之比为其压强反比，压强平衡常数之比为，＞1； （4）过程Ⅰ是发生催化氧化反应，被氧气氧化为H2SO4，Cu被氧化为CuSO4，参加反应和的体积比为4∶3，根据得失电子守恒，得到反应方程式4SO2+3O2+2H2O+2Cu2CuSO4+2H2SO4； （5）过程Ⅱ利用电化学装置吸收另一部分，使Cu再生，阳极上，SO2发生氧化反应转化为H2SO4，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+；阴极上，Cu2++2e-=Cu，体积分数为0.5%的废气2240L中，的体积为，标准状况下，其物质的量为，由电极反应式：SO2-2e-+2H2O=+4H+、Cu2++2e-=Cu可知，消耗0.5mol ，转移1mol电子，生成0.5mol Cu，则生成Cu的质量为。 18．(1) ＜ (2) 减小 增大 ＞ (3) 0.3 0.22 (4) 、 将混合气体通过碱石灰 【详解】（1）①物质由液态到气态需要吸收能量，因此液态水的相对能量低于气态水； ②根据反应  可知，CO2（g）的相对能量为：，由于  kJ⋅mol，因此的相对能量为：； （2）①压缩容器体积，反应ⅰ平衡逆向移动，乙醇的平衡转化率减小；反应ⅱ的正逆反应速率均增大； ②已知：（R为常数，忽略温度变化对、的影响），两个反应均为放热反应，升高相同的温度，越大，越大，即＞1； （3）的转化率为90%，即，0~3 min内；假设CO平衡时的浓度为x mol/L，可得三段式：，，达到平衡时，，，，容器内的体积分数为10%，即，解得x=0.84mol/L，即，，，反应ⅱ的平衡常数； （4）反应物为CH3OH、H2O，生成物为CO2、H2，总反应式为：；由图可知，该过程产生的中间体有：、；电解过程中会有部分扩散到N极区，则纯化的方法为：将混合气体通过碱石灰，使CO2被吸收。 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 $$