2025届高三化学一轮复习 ----化学反应原理综合题

2025届高三化学复习----化学反应原理综合题 1．（24-25高三上·山西·开学考试）我国科学家研发的“液态阳光”计划：通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备成甲醇，其反应原理为。 (1)在一定温度下，相关物质的相对能量如图所示，该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应；断裂1mol和3mol中化学键吸收的总能量 (填“大于”或“小于”)形成1mol和1mol中化学键释放的总能量。 (2)在体积为2L的密闭容器中充入2mol和6mol，分别在温度和下反应，测得的物质的量随时间变化如图所示。 ① (填“>”或“<”)，原因为 。 ②温度下，0~10min内 ；a、b两点反应速率的大小关系为 。 ③恒温恒容条件下，下列不能说明反应已达平衡状态的是 (填选项字母)。 A．混合气体的平均相对分子质量保持不变 B． C．容器中浓度与浓度之比保持不变 D．的物质的量保持不变 (3)甲醇-氧气固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池，其工作原理如图所示。 ①气体M为 (填化学式)，电子由电极 (填“m”或“n”)流出。 ②负极的电极反应式为 ，当外电路中通过1mol电子时，消耗气体M的质量为 g。 2．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）化学反应都会伴随能量变化，化学能可以与热能、电能、光能等各种形式的能量之间相互转化，回答下列问题： (1)下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是___________(填字母)。 A．锌与稀硫酸 B．食物的腐烂 C．碳酸钙分解 D．红热的木炭与水蒸气 (2)利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下： I．用量筒量取盐酸倒入内筒中，测出盐酸温度； Ⅱ．用另一量筒量取溶液，并用同一温度计测出其温度； Ⅲ．将溶液倒入内筒中，使之与盐酸混合均匀，测得混合液最高温度。 ①溶液稍过量的原因是 。 ②倒入溶液的正确操作是 (填字母)。 A．沿玻璃棒缓慢倒入         B．分三次少量倒入       C．一次迅速倒入 ③假设盐酸和溶液的密度都是，中和反应后生成溶液的比热容。为了计算中和反应的反应热，某学生实验记录如表数据。则生成水的反应热 (保留三位有效数字)。 实验序号 起始温度 终止温度 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 (3)以为原料合成依然是“碳达峰”环境下的科研热点，相关反应如下： i．   ii．   iii．   ① 。 ②部分键能的数据如下表所示，则 。 共价键 键能/() 436 803 414 464 (4)和是两种比较稳定的温室气体，科学家利用原电池装置，实现了两种分子的耦合转化，装置如图所示。 ①催化电极2是原电池的 (填“正”或“负”)极。 ②催化电极1的电极反应式为 。 3．（23-24高三上·河南郑州·期末）的资源化利用能有效减少碳的排放。 (1)加氢合成甲醇的总反应为：  ΔH 已知： ①298K，101kPa时，(g)的摩尔燃烧热为，(g)的摩尔燃烧热为； ②   。 则ΔH= 。 (2)在一定温度下的恒容密闭容器中，充入1mol 和3mol ，发生反应：   ΔH．反应初始总压为8MPa，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如下表： 时间/h 1 2 3 4 5 0.92 0.85 0.79 0.75 0.75 ①该条件下的压力平衡常数 (平衡分压=总压×物质的量分数)。 ②下列叙述能表明该反应达到平衡状态的是 。 A．                    B．混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．                        D．混合气体的密度保持不变 ③若上述反应过程中不断升高反应温度，下列图像正确的是 (填标号)。 A．        B．        C．        D． (3)为实现资源化利用，通过光电转化原理以为原料制备甲酸产品(如图所示)。 ①光电转化过程中，阴极的电极反应式为 。 ②催化剂b附近生成2mol HCOOH时，标准状况下催化剂a附近理论上产生 L气体。 4．（23-24高三上·河南·期中）如图是一种弹式量热计装置，可以测量物质的燃烧热。某实验兴趣小组尝试利用此装置测量乙烷的燃烧热：将标准状况下4.48L乙烷()放入不锈钢氧弹内，充入足量氧气并将整个氧弹放入装有1000g水的内筒中，利用引燃线进行点火使氧弹中乙烷完全燃烧。已知样品燃烧时所放热量等于水和弹式量热计各部件所吸收热量之和，实验过程中温度传感器测得温度由25℃升高到77℃。已知水的比热容，弹式量热计的热容为。 (1)①利用以上数据写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式： 。 ②上述实验中若将绝热套换成玻璃容器，测得的乙烷的燃烧热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。为了保证内筒水温均匀一致，本实验中搅拌器 (填“能”或“不能”)用玻璃棒代替。 (2)已知键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，部分共价键键能数据如表所示： 共价键 H—H H—O 键能/() 436 463 若  ，  ，则的 。 (3)某科研小组用乙烷-空气燃料电池提供的电能电解处理含的酸性废水，设计如图所示装置(X、Y、Z均为气体)，已知在溶液中的反应为，电解后在烧杯中产生和沉淀。 M电极的电极反应式为 。Fe电极的电极反应式为 ，除去1mol理论上消耗乙烷的物质的量为 mol(用分数表示)。 5．（24-25高三上·陕西安康·开学考试）甲醇(CH3OH) 是一种重要的化工原料，以甲烷为原料直接水化合成甲醇的同时还可生成清洁能源H2，其反应的化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)。 回答下列问题： (1)已知部分化学键键能如下表： 化学键 C—H O—H C—O H—H 键能/(kJ·mol⁻¹) 413 463 336 436 则 CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)的 △H= kJ/mol。 (2)温度为T₁时，向恒容密闭容器中通入一定量的甲烷与水蒸气发生上述反应，测得平衡时甲烷的转化率α(CH₄)及甲醇的体积分数ψ(CH3OH)随投料时水碳比[]的变化如图所示： ①α(CH4)随投料时 的变化曲线为 (填“a”或“b”)；T₁时， 甲烷直接水化反应的平衡常数K= 。 ②改变温度为T2，以 投料，测得甲烷的平衡转化率为60%，则 T2 T1 (填“＞”“＜”或“=”)，原因为 。 (3)研究发现通过甲烷直接电催化氧化更容易生成( CH3OH，其电解装置如图所示： ①已知甲烷在催化电极[Na3Fe3(PO4)3]上生成 CH3OH的反应分两步完成： 第一步：CH4-e-+Na3Fe3(PO4)3+OH-=Na3Fe3(PO4)3(CH3)+H2O 则第二步反应式为 。 ②理论上生成32 g CH₃OH时，Pt电极上生成 mol气体。 6．（23-24高三下·安徽马鞍山·期末）联氨()是一种应用广泛的化工原料，常用于火箭和燃料电池的燃料。 I．恒温条件下，在体积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应：。(每生成可放出的热量) (1)上述反应充分发生后放出的热量 (填“<、>或=”)。 (2)反应第时测得浓度为，此时O2(g)的转化率为 ，反应开始至，的平均反应速率为 。 (3)其他条件不变，下列方法可使反应速率加快的是 。 a．增大的浓度        　　 b．将容器体积改为 c．将恒温恒容改为绝热恒容  　　 d．恒容条件下充入惰性气体 (4)下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 。 a．混合气体的压强不再变化                 　  b．混合气体的密度不再变化 c．每生成的同时消耗 　  d． e．混合气体的平均相对分子质量不再变化 Ⅱ．一种以联氨()为燃料的电池装置如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。 (5)M极为电池的 (“正”或“负”)极，b处通入的物质为 。 (6)N极的电极反应为 。 7．（23-24高三下·内蒙古鄂尔多斯·期末）研究氮的氧化物的性质对环境保护有重要意义。回答下列问题： (1)用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。在酸性溶液中，HClO氧化NO生成和的离子方程式为 。 (2)如图为和充分反应生成的能量变化图。若断裂分子中的化学键，需要 能量。该反应中反应物所具有的总能量 (填“高于”“低于”或“等于”)生成物所具有的总能量。 (3)消除的反应原理为。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的和进行上述反应。下列情况能用来判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A．和浓度相同 B．容器中混合气体的平均密度不再变化 C．容器内的物质的量浓度不再变化 D．单位时间内，消耗同时生成 (4)一定条件下，在2L密闭容器内，发生反应，随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.040 0.014 0.008 0.005 0.005 0.005 用表示内该反应的平均速率 ，在第5s时，的转化率为 %。 (5)、和熔融可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物可循环使用。已知该电池总反应式为。负极为 (填“石墨I”或“石墨II”)，正极电极反应式为 。 8．（23-24高三上·四川眉山·期末）2021年，中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员带领团队，采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。其原理首先是利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下合成。 (1)已知： ① 。 ②下列有利于提高平衡产率的条件是 (填编号)。 A．高温、高压　　　　B．高温、低压　　　　C．低温、高压　　　　D．低温、低压 (2)时，条件下，向刚性容器中充入和，发生反应：，测得不同时刻容器内压强变化如下表： 时间 1 2 3 4 5 6 压强 80 75 72 71 70 70 反应前2小时内的平均反应速率为 ，该温度下平衡常数为 (可以只列出计算式)。 (3)在催化条件下，密闭容器内通入一定量的和发生下列反应： 反应I： 反应Ⅱ： ①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作)与温度()的关系如下图所示，则 0(填“>”或“<”)。 ②实验测得温度(T)对平衡体系中甲醚、甲醇的百分含量影响如下图所示，在范围内，甲醇的含量逐渐增大而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是 。 (4)使用惰性电极电解制取甲醇的反应装置如图所示： 电极a接电源极 (填“正”或“负”)，生成甲醇的电极反应式为 。 9．（24-25高三上·江西·开学考试）近年来，我国大力推行“双碳”战略，倡导绿色、环保、低碳的生产、生活方式，CO和的资源化利用成为研究热点。 (1)目前大规模制氢方法之一是  ，速率方程式为，(、为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂、接触面积有关，与浓度、压强无关)。其平衡常数(K)与温度(T)关系如下表所示。 T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.7 1.1 1.0 0.59 0.38 ①上述反应达到平衡后，升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②830℃时，向密闭容器中充入等物质的量的和，发生上述反应的逆反应，达到平衡时的转化率为 。 (2)某温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的和，发生反应：，容器内气体压强随时间的变化如表所示： 时间/min 0 50 100 150 200 250 压强/kPa 100 88.0 79.8 72.4 65.0 65.0 ①0~150min内，用的分压变化表示的反应速率为 ；该温度下，反应的压强平衡常数为 (只列计算式，是用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ②其他条件不变，在不同催化剂Cat1、Cat2作用下，反应相同时间内，的产率随反应温度的变化如图所示。 ⅰ．在催化剂Cat1、Cat2作用下，对应的正、逆反应活化能的差值分别为、，则有： (填“>”“<”或“=”，下同)。 ⅱ．比较x、y两点速率大小： 。 (3)科学家开发高效催化电极，实现CO和气体(体积比为3∶1)还原制备，其反应机理如图所示。 阴极的电极反应式为 。 10．（23-24高三上·广东·期末）苯乙烯是一种重要的基础有机化工原料。 已知：乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：     (1)温度升高，平衡向 反应方向移动。(填“正”或“逆”) (2)若恒温、恒容(2L)密闭容器条件下进行以上反应，下列图像t时刻一定处于平衡状态的是 。 A．        B．        C．        D． 起始通入，后到达平衡，总压强为原来1.6倍，则苯乙烯的平均反应速率 ，该温度下平衡常数 。 (3)与同族的元素(82号)在周期表中的位置为 ，其核外共有 种运动状态不同的电子。 (4)已知是微溶物，其饱和溶液如图所示。在T℃时，若点条件下进行“沉铅”，沉铅后溶液中，求 (写出计算过程)。 11．（23-24高三上·山西大同·期末）伴随着我国航天事业的飞速发展，常见推进剂的燃料包括汽油、液肼、液氢的研究成了航天工业中的重要课题。 Ⅰ．已知一定温度下，由元素的最稳定单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓，用表示。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如下图所示： (1)火箭推进剂可用作燃料，作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为   ；利用以上数据是否能计算出的燃烧热 (填“能”或“否”)。 (2)结合化学反应原理分析，作推进剂燃料与能自发进行反应的原因是 。 Ⅱ．利用“一碳化学”技术可有效实现工业制氢，为推进剂提供了丰富的氢燃料，该工业制氢方法主要涉及以下两个反应： a： b： (3)反应机理如下，请补充其中的一个反应方程式(表示催化剂的活性中心)。 ① ② ③ ④ ⑤ (4)已知为反应的标准压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的相对分压代替浓度，气体的相对分压等于其分压(单位为)除以标准压力。反应的(为温度)的变化如图所示。 反应的标准压强平衡常数表达式= ，能表示反应的曲线为 。维持温度下，往恒容密闭容器中通入等物质的量的混合气体发生反应，初始压强为，达平衡时体系压强为。该温度下的平衡分压为 (结果保留3位有效数字)。 12．（24-25高三上·山东泰安·开学考试）一种将甲烷漠化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： (1)已知：        计算反应的 。 (2)与反应生成，部分会进一步溴化。将和，通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见图(假设反应后的含碳物质只有、和)。 (i)图中的曲线是 (填“a”或“b”)； (ii)560℃时，的转化率 ， ； (iii)560℃时，反应的平衡常数K= 。 (3)少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见图。 (i)从图中找出提高了选择性的证据： ； (ii)研究表明，参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高选择性的原因： 。 13．（23-24高三上·天津·期末）根据所学知识，完成下列问题。 (1)已知  ，500℃时将和装入一体积恒定的密闭容器中，2分钟时达到平衡，如图所示： 请回答下列问题： ①用表示2分钟内该反应的平均反应速率为 。计算500℃时该反应的平衡常数的K值为 。 ②上图表示该反应在时刻达到平衡后，时刻因改变某个条件而发生变化的情况；图中时刻发生改变的条件可能是 （写一个即可）。 (2)硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢的研究中获得新进展，相关装置如图所示。电极a的电极反应式是 ；通入发生反应的离子方程式为 。 (3)一元中强酸次磷酸是一种精细化工产品。 ①写出溶液与足量溶液反应后形成的正盐溶液中各离子浓度由大到小的顺序 。 ②溶液与溶液等体积混合后所得溶液中： 。（溶液体积变化忽略不计） 14．（23-24高三上·北京东城·期末）2023年10月，“神舟十七号”载人飞船成功发射升空，标志着我国航天事业的飞速发展。火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题，常见火箭推进剂的燃料包括汽油、肼等。 (1)火箭推进剂可用做燃料，做氧化剂。已知气体与足量气体充分反应生成氮气与水蒸气时放出的热量，写出该反应的热化学方程式： 。 (2)火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示，分析其反应机理： ①化学反应的各步反应中，速率最慢的一步是整个化学反应的速率控制步骤，该步简称“速控步”。上述历程中的速控步是第 步。 ②由第ⅲ步变化可推断键能大于键能，推断依据是 。 ③工业上采用微通道反应器甲烷干重整方法制取氢气，涉及反应如下： A． B． 已知：产物中平衡时的氢碳比随温度的变化如图所示。 分析图中氢碳比随温度升高增大的原因是 。 15．（24-25高三上·广东惠州·阶段练习）乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。回答下列问题： 已知：① ② ③ (1)乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法，则 。 (2)1000℃时，在某刚性密闭容器内充入一定量的C2H6(g)，只发生反应①，若平衡时容器中总压为pPa，乙烷的转化率为α，则该反应的平衡常数 (用含p、α的代数式表示，为用分压表示的平衡常数，气体分压=气体总压×物质的量分数)。达到平衡后，欲增大反应速率，可采取的措施有 (填选项字母)。 A．升高温度　　　B．通入惰性气体　　　C．减小压强　　　D．加入催化剂 (3)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了乙烷在催化剂表面脱氢制乙烯的反应，其部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS表示过渡态)。此部分历程中决速步骤的反应方程式为 ，该决速步骤的活化能为 kcal/mol。 (4)乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外，还存在CH4、CO、C等副产物，积碳是催化剂最常见的一种中毒方式。图甲为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响，图乙为的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。 [乙烯选择性；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]下列说法正确的是_______。 A．有利于提高乙烷平衡转化率的条件是高温低压 B．乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大 C．较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低 D．反应的最佳温度为700℃左右 (5)最新研究发现在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2能更好的提高乙烷的转化率和乙烯的收率，请结合方程式说明原因 。 16．（23-24高三下·四川成都·阶段练习）对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。 (1)已知：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)　△H=-196.6kJ/mol 2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)　△H=-113.0kJ/mol ①求反应：NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)的△H= kJ/mol。 ②某温度下，向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应：NO(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．混合气体的密度保持不变　　　　　b．SO2的物质的量保持不变 c．容器内混合气体原子总数不变　　　d．每生成1molSO3的同时消耗1molNO (2)工业上可用CO2与H2来生产甲醇。在2L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示： ①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)= 。 ②下列措施不能使CO2的平衡转化率增大的是 (选填编号)。 A．在原容器中再充入1molCO2　　　　　 B．在原容器中再充入1molH2 C．在原容器中再充入1mol氦气　　　D．使用更有效的催化剂 E．缩小容器的容积　　　　　    F．将水蒸气从体系中分离 (3)工业上也可用CO生产甲醇。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO与20molH2，容器体积为2L，在催化剂作用下发生反应：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。 ①压强为p1 p2(填“>”、“<”或“=”)。 ②在起始T1、p1条件下，2L恒容容器中，反应的平衡常数K= (mol/L)-2。该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数KA、KB和KC的大小关系为： 。 17．（24-25高三上·甘肃武威·开学考试）甲醇是重要的化工原料。工业上常利用合成气(主要成分为和)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下： ①； ②； ③。 回答下列问题： (1)已知：在下，甲醇完全燃烧生成和液态水时放出的热量。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。 (2)上述 。 (3)反应①的化学平衡常数K的表达式为 ；若开始时的物质的量一定时，体系中的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示。则随温度的升高而 (填“增大”、“减小”或“不变”)，压强由大到小为 。 (4)在容积为的密闭容器中由反应③合成甲醇。现将和充入该容器中，在不同温度下充分反应，生成的甲醇的物质的量与时间的关系如下图所示，则 (填“>”“<”或“=”)；若时达到平衡后，的转化率为50%，则容器内的压强与起始压强之比为 ，平衡常数为 。 18．（23-24高三上·辽宁大连·期末）和是工业生产中的重要物质。 (1)氧化反应：分两步进行，其反应过程能量变化如下图所示： Ⅰ.　 Ⅱ.　 (ⅰ)决定氧化反应速率的步骤是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (ⅱ)在恒容密闭容器中充入一定量的和，当温度升高时，的生成速率反而降低，试结合反应过程能量图分析其原因 。 (ⅲ)目前氮氧化物()的排放是环境和能源领域的一个重要问题。目前最常用的去除方法是选择性催化还原()技术， 　 　 　 计算　 。 (2)某温度下，在刚性容器内发生反应：。起始压强为，体积分数为。达到平衡时，的平衡转化率为，反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压)。 (3)一种常温下合成的电化学方案，装置如图所示： (ⅰ)阳极的电极反应为： 。 (ⅱ)氮气和氧气的分压可以影响的生成速率，如图所示。结合图像可知，最佳分压比 。 (ⅲ)该装置特点是利用芬顿反应(即和反应生成强氧化性)氧化分子，写出和反应的化学方程式 。 19．（24-25高三上·江苏泰州·开学考试）五氧化二钒()是广泛用于冶金、化工等行业的催化剂。由富钒废渣制备的一种流程如下： 已知： ①溶于水，难溶于水。 ②部分含钒(五价)物质在水溶液中的主要存在形式： pH <1.0 1.0～4.0 4.0～6.0 6.0～8.5 8.5～13.0 >13.0 主要存在形式 多钒酸根 多钒酸根 备注 多钒酸盐在水中的溶解度较小 (1)基态钒原子的价层电子排布式为 。 (2)“酸浸”时，将转化为的离子反应方程式为 。 (3)通过“调pH、萃取、反萃取”等过程，可制得溶液。已知能被有机萃取剂(简称ROH)萃取，其萃取原理可表示为：(水层)＋ROH(有机层)(有机层)(水层)。 ①萃取前，加盐酸调节溶液的pH为7的目的是 。 ②反萃取中，反萃取率随着pH的升高呈现先增大后减小的趋势的原因是 。 (4)在空气中灼烧得。为测定回收所得样品的纯度，进行如下实验：称取1.000g灼烧后的样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL 溶液。量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入过量的5.00mL 0.5000mol/L 溶液，再用0.01000mol/L 标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液12.00mL，计算样品的纯度为 (写出计算过程)。 已知：；。 20．（24-25高三上·安徽·开学考试）甲烷是优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。 Ⅰ．CH4(g)和CO2(g)的一种催化反应历程如图所示： 已知部分化学键的键能数据如下表。 共价键 C-H C=O O-H C-O C-C 键能(kJ/mol) 413 745 463 351 348 (1)已知产物均为气态，反应CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(g)的ΔH = 。 (2)若改用更高效的催化剂，该反应的ΔH (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)将等物质的量的CO2(g)和CH4(g)置于恒容的绝热容器中发生上述反应，下列能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 a．2 molC=O断裂的同时生成NA个CH3COOH    b．容器中的温度不变 c．=1，且保持不变                    d．混合气体的密度不变 e．v正(CO2)=v逆(CH3COOH)                     f．容器中的总压不变 Ⅱ．甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一、反应如下： 反应ⅰ．CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g)  ΔH=+206kJ/mol 反应ⅱ．CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)  ΔH=+165 kJ/mol (4)对于反应ⅰ，向体积为1 L的恒容密闭容器中，按n(CH4)：n(H2O)=1：1投料。若在恒温条件下，反应达到平衡时，CH4的转化率为60%，则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为 (填最简整数比)。 (5)反应ⅱ的速率方程v=k·cm(CH4)·c0.5(H2O)，k为速率常数(只受温度影响)，m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分的初始浓度和反应初始的瞬时速率如下表。 实验序号 c(H2O)/(mol/L) CH4/(mol/L) v/mol/(L·s) 1 1.0 1.0 1.20 2 1.0 2.0 2.40 ①m= ，k= (不要求写单位)。 ②当实验2进行到c(H2O)=0.25 mol/L时，反应的瞬时速率v= mol/(L·s)。 (6)恒温条件下，1 mol CH4(g)和1 molH2O(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应ⅰ、反应ⅱ，反应达平衡时，CH4(g)的转化率为60%，CO2(g)的物质的量为0.3mol，则反应ⅰ的平衡常数K= (保留两位有效数字)。 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) 放热 小于 (2) > 温度下反应速率快，先达到平衡，温度较高 B (3) n 8 【详解】（1）根据相关物质的相对能量可知，1mol和3mol的总能量大于1mol和1mol的总能量，因此该反应为放热反应。放热反应反应物的键能之和小于生成物的键能之和，因此断裂1mol和3mol中的化学键吸收的总能量小于形成1mol和1mol中化学键释放的总能量； （2）①温度，原因为温度下反应速率快，反应先达到平衡，温度较高。 ②温度下，；a、b两点甲醇的物质的量相同，说明反应物和生成物的浓度相同，a点温度高于b点，则反应速率的大小关系为。 ③A.平均相对分子质量=总质量/总物质的量，由于反应前后物质的量不等，所以当平均相对分子质量不变的时候，可以说明已经达到平衡状态，A正确； B. ，未表明是正向速率还是逆向速率，不能说明反应已达到平衡状态，B错误； C.氢气和水的浓度之比一直在变化，当他们浓度之比保持不变时，就说明已经达到平衡状态，C正确； D.甲醇的物质的量一直在变，当它的物质的量不变时，说明已经达到平衡状态，D正确； 故选B。 （3）根据的迁移方向可知，电极n为负极，电极m为正极。①气体M为，电子的流向为由电极n沿导线流向电极m； ②负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，当外电路中通过1mol电子时，消耗气体M的物质的量为0.25mol，质量为8g。 2．(1)CD (2) 使盐酸充分反应 C (3) 328.6 (4) 正 【详解】（1）生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应，锌与稀硫酸反应放热，A项错误；食物腐烂是缓慢氧化，为放热反应，B项错误；碳酸钙分解为吸热反应，C项正确；红热的木炭与水蒸气反应为吸热反应，D项正确，故答案为：CD； （2）①溶液稍过量的目的是使盐酸充分反应，测得的数据更准确。 ②倒入氢氧化钠溶液时，必须一次迅速倒入，目的是减少热量的散失，不能分几次倒入氢氧化钠溶液，否则会导致热量散失，影响测定结果。 ③根据表格数据分析可知，实验1反应前后温度变化量为，实验2反应前后温度变化量为，实验3反应前后温度变化量为，温度差平均值为，盐酸与溶液进行中和反应生成水的物质的量为，溶液的质量为，温度的变化值为，则生成水放出的热量为，即，所以实验测得的生成水的反应热。 （3）①根据盖斯定律，； ②反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，即，计算得。 （4）①催化电极2发生转化为的还原反应，因此催化电极2作正极。 ②催化电极1为负极，负极发生氧化反应，其电极反应式为。 3．(1)-48.97 (2) BC D (3) 22.4 【详解】（1）依题意，(g)的摩尔燃烧热为，有反应i：；(g)的摩尔燃烧热为，有反应ii：；根据盖斯定律，“反应ii×3-反应i+反应②”可得反应，则其ΔH=-285.8×3-(-764.43)+44=-48.97()。 （2）①根据题意，设达到平衡时CO2转化了xmol，可列三段式：，从表中数据可知，平衡时=0.75，则有，解得x=0.5，平衡时气体总物质的量为3mol，平衡时的总压强为，则该条件下的压力平衡常数=。 ②A．，不能说明反应体系各组分保持不变，不能表明该反应达到平衡状态，A不符合题意；                     B．该反应气体分子数发生改变，气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量保持不变能表明该反应达到平衡状态，B符合题意； C．，正逆反应速率相等，能表明该反应达到平衡状态，C符合题意；                    D．容器体积不变，反应体系气体总质量不变，混合气体的密度始终保持不变，混合气体的密度保持不变不能表明该反应达到平衡状态，D不符合题意； 故选BC。 ③若上述反应过程中不断升高反应温度，由于该反应是放热反应，随着温度的升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，A图不符合；平衡逆向移动，H2的体积增大，B图不符合；反应速率先加快，后期反应物浓度降低到一定程度则反应速率减小，C图不符合；前期反应物较多，得到的甲醇逐渐增加，达到平衡后继续升高温度平衡逆向移动，甲醇的含量减少，D图符合； 故选D。 （3）太阳能使催化剂a极的H2O发生氧化反应生成O2，该极是阳极，催化剂b极是阴极，CO2被还原，结合H+生成HCOOH。 ①光电转化过程中，阴极的电极反应式为； ②催化剂b附近生成2mol HCOOH时，根据关系式：，可知电路中转移电子4mol，a极的H2O发生氧化反应生成O2，有，则催化剂a附近理论上产生1molO2，标准状况下体积22.4L。 4．(1) 偏大 不能 (2) (3) 【详解】（1）燃烧热指1mol可燃物完全燃烧，生成指定产物，由数据计算可知，，标准状况下4.48L乙烷的物质的量为0.2mol，放出热量为Q=Q水+Q弹=312kJ，所以乙烷燃烧热的热化学方程式为 ，绝热套换成玻璃仪器，热量有损失，使得偏大，玻璃棒搅拌不均匀且热量有损失，不能用玻璃棒代替搅拌器。 （2）设O2的键能为xkJ/mol，结合盖斯定律可知，解得x=496，即-496kJ/mol。 （3）由题可知乙烷-空气燃料电池为原电池，右侧电池为电解池，电解池中铁电极要失去电子发生氧化反应得到二价铁离子，则铁电极为阳极，所以燃料电池的N电极为正极M电极为负极，则M电极的电极反应式为，铁电极的电极反应式为，根据比例关系可知，所以结果为mol乙烷。 5．(1)+104 (2) a 9 ＜ =1投料，温度为T1时，甲烷的平衡转化率为75%，温度为T2时，甲烷的平衡转化率为60%，说明温度由T1变为T2，化学平衡逆向移动，因正反应为吸热反应，所以温度：T2＜T1(或该反应为吸热反应，升高温度反应正向移动，甲烷的平衡转化率升高) (3) Na3Fe3(PO4)3(CH3)-e-+OH-=Na3Fe3(PO4)3+CH3OH 1 【详解】（1）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总键能与形成生成物化学键释放的总键能的差，则反应CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)的 △H=(4×413 kJ/mol+2×463 kJ/mol)-(3×413 kJ/mol+336 kJ/mol+463 kJ/molk+436 kJ/mol)=+104 kJ/mol； （2）①在其它条件不变时，增大，相当于n(CH4)不变，n(H2O)增大，增大反应物浓度，化学平衡正向移动，有更多CH4发生反应，故平衡时CH4的转化率增大。故随着的增大，甲烷的平衡转化率增大，则曲线a为α(CH4)随投料时的变化曲线； ②由图可知：在温度为T1，=1时，α(CH4)=75%，设CH4与H2O的初始投料均为1 mol，容器的容积是V L，发生反应CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)，根据物质反应转化关系可知平衡时n(CH4)=0.25 mol，n(H2O)=0.25 mol，n(CH3OH)=n(H2)=0.75 mol，根据平衡常数的含义，可知该条件下化学平衡常数K==9； 当温度为T2时，甲烷的平衡转化率为60%＜75%，甲烷的平衡转化率减小，说明温度由T1变为T2，化学平衡逆向移动，因该反应的正反应为吸热反应，逆反应为吸热反应，所以改变条件是降低温度，即温度：T2＜T1； （3）①催化电极上CH4发生氧化反应生成CH3OH的电极反应式为：CH4-2e-+2OH-=CH3OH+H2O。其分两步完成，则用电极反应式减去第一步反应可得第二步反应式：Na3Fe3(PO4)3(CH3)-e-+OH-=Na3Fe3(PO4)3+CH3OH； ②32 g CH3OH的物质的量为1 mol，根据催化电极上生成CH3OH的电极反应式可知，生成32 g CH3OH时，电路中转移2 mol e-，Pt电极连接电源负极作阴极，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则由于同一闭合回路中电子转移数目相同，当电路中转移2 mol e-时，Pt电极上生成1 mol H2。 6．(1)< (2) /() (3)ac (4)ae (5) 负 联氨() (6) 【详解】（1）该反应为可逆反应，反应不完全，则放出的热量小于2bkJ； 故答案为：＜； （2）起始O2的物质的量为2mol，5min时O2的物质的量为0.4mol/L×2L=0.8mol，则O2的转化率为；速率之比为系数之比，； 故答案为：60%；0.12mol/(L·min)； （3）a．增大氧气浓度，增加活化分子数，反应速率加快，a符合题意； b．增加容器体积，压强减小，反应速率减慢，b不符合题意； c．绝热容器，因反应放热，对反应升温，活化分子百分数增加，反应速率加快，c符合题意； d．恒容条件下，通入不反应气体，则各物质浓度不变，反应速率不变，d不符合题意； 故答案为：ac； （4）a．该反应气体系数增大，故当混合气体的压强不再变化，反应达到平衡，a符合题意； b．，反应前后均为气体，则根据质量守恒定律，质量不变，该装置为恒容装置，则体积不变，则密度始终不变，b不符合题意； c．每生成1mol O2(g)说明反应逆向进行，消耗1mol N2(g)说明平衡逆向进行，则无法表示反应是否达到平衡，c不符合题意； d．任何时刻反应速率之比为系数之比，，d不符合题意； e．，反应前后均为气体，则根据质量守恒定律，质量不变，反应气体系数增大，则当混合气体的平均相对分子质量不再变化，达到化学平衡状态，e符合题意； 故答案为：ae； （5）根据原电池的原理，溶液中的阳离子移向正极，则N为氧气作正极，M为N2H4作负极； 故答案为：负；联氨(N2H4)； （6）N为氧气作正极，发生还原反应，； 故答案为：。 7．(1) (2) 吸收498kJ 低于 (3)C (4) 0.004 87.5 (5) 石墨I 【详解】（1）HClO氧化NO的离子方程式为； （2）根据能量变化图可知，断裂1 mol O2(g)分子中的化学键，需要吸收498 kJ能量，该反应中ΔH=946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1，则该反应为吸热反应，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量； （3）A．CH4和N2浓度相同不一定达到平衡，浓度不再改变才能说明平衡，A错误； B．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当容器中混合气体的平均密度不再变化，不能作为判断平衡的标志，B错误； C．正向反应，二氧化氮物质的量浓度不断减小，当容器内NO2的物质的量浓度不再变化，说明已达到平衡，C正确； D．单位时间内，消耗2 mol CH4，正向反应，同时生成2 mol CO2，都是正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，D错误； 故选C； （4）根据表格数据可知，0~2s内，v(NO2)=，根据反应速率之比等于化学计量数之比可得，v(N2O4)=，在第5s时，NO2的转化率为； （5）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，NO2作燃料、O2作氧化剂，所以石墨I为负极，石墨II为正极，则正极电极反应式为。 8．(1) -1192.6 C (2) 0.375 或 (3) < 反应Ⅱ是放热反应，温度从升高到，平衡逆向移动，导致甲醇含量升高，甲醚含量降低。 (4) 负 【详解】（1）①根据盖斯定律ΔH3=ΔH1+ΔH2，即； ②该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，甲醇产量提高，该反应是体积减小的反应，增大压强，有利于平衡正向移动，因此有利于提高平衡产率的是条件是低温、高压；故答案为：C。 （2）反应前2小时内压强为75MPa，根据，则此时气体物质的量为，列出三段式： 有，解得x=0.5mol，则反应前2小时内的平均反应速率； 平衡时，则此时气体物质的量为， 有，解得y=0.6mol，则，即。 （3）①由图可知，对反应Ⅱ来说，随着温度的升高，lnK值在减小，即K值在减小，故该反应为放热反应，ΔH4<0； ②甲醇的含量逐渐增大而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是：对于反应Ⅱ是放热反应，温度从300K升高到600K，平衡逆向移动，导致甲醇含量升高，甲醚含量降低。 （4）由图可知，CO2生成甲醇，碳元素原子的化合价在降低，得到电子，发生还原反应，所以电极a为阴极，阴极与电源负极相连；根据碳原子的化合价变化，结合硫酸做电解质溶液，即可写出相应的电极方程：。 9．(1) 增大 50% (2) = < (3) 【详解】（1）①根据平衡常数与温度关系可知，正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小。平衡时正、逆反应速率相等，推知：。升高温度，K减小，增大，增大；②设起始投入的CO2物质的量为a mol，CO2转化的物质的量为x mol，列三段式：      830℃时，该反应的平衡常数K=1.0，有：，解得x=0.5a，； （2）①根据起始CO2和H2投料比和总压强可知，起始时CO2、H2的分压分别为20 kPa、80 kPa．同温同容条件下，气体总压强之比等于物质的量之比。150 min时，      ，，。 平衡时： 有：100 kPa-2y=65 kPa，y=17.5 kPa，平衡时各物质的分压：，，，，；②i．正、逆反应活化能之差等于反应热，催化剂只同程度降低正、逆反应活化能，不改变反应热，即；ii．同方向反应，温度越高，反应越快，且y点尚未平衡；v逆(y)<v正(y)<v正(x)，故答案为“＜”； （3）阴极上，CO2和CO发生还原反应生成CH3OH和水，电极反应式为。 10．(1)正 (2) C 2.25mol/L (3) 第六周期第ⅣA族 82 (4)已知是微溶物，其饱和溶液如图所示。在T℃时，a点c (PbCl2) = 1.5 ×10-2mol/L，则c(Pb2+) =1.5×10-2mol/L，c(Cl-) = 3×10-2mol/L，则Ksp(PbCl2) = c(Pb2+)×c2(Cl-) =1.5×10-2mol/L×(3×10-2mol/L)2=1.35×10-5(mol/L)3，，5.4×10-3mol/L 【详解】（1）反应：  ，升高温度，平衡正向移动； （2）A．温度不变，平衡常数不变，与反应进行的程度无关，故A错误； B．容器为恒容，气体质量为定值，则密度为定值，与反应进行的程度无关，故B错误； C．当H2的体积分数不变，说明其浓度不变，反应达到平衡，故C正确； D．焓变只与反应的物质的量有关，与反应进行的程度无关，故D错误； 故选C； 恒温、恒容时，压强之比等于物质的量之比，则平衡时气体的总物质的量 0.5mol×1.6 = 0.8mol，列三段式有，，0.5－x+2x=0.8mol，解得x=0.3mol，则= 0.2mol，=0.3mol，苯乙烯的平均反应速率=；该温度下的平衡常数K===2.25mol/L； （3）与C同族的元素Pb（82号），价层电子排布式为6s26p2，位于第六周期第ⅣA族；Pb有82个电子，有82种运动状态不同的电子； （4）已知是微溶物，其饱和溶液如图所示。在T℃时，a点c (PbCl2) = 1.5 ×10-2mol/L，则c(Pb2+) =1.5×10-2mol/L，c(Cl-) = 3×10-2mol/L，则Ksp(PbCl2) = c(Pb2+)×c2(Cl-) = 1.5×10-2mol/L ×(3×10-2mol/L)2 =1.35 ×10-5 (mol /L)3，，5.4×10-3mol/L。 11．(1) 否 (2)该反应是气体体积增大的反应，其，又由于，所以恒成立，在任何温度下均可自发进行 (3) (4) x 21.8 【详解】（1）①根据摩尔生成焓的定义，可得到以下三种物质的摩尔生成焓的热化学方程式： Ⅰ．； Ⅱ．； Ⅲ．； 据盖斯定律4×Ⅲ-（2×Ⅰ+Ⅱ）可得热化学方程式：，其焓变=。燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，水应是液态，所以若要计算的燃烧热，需要确定液态水的生成焓。 （2）根据热化学方程式可知该反应是气体体积增大的反应，所以其，又由于、T>0，所以恒成立，在任何温度下均可自发进行。 （3）据a+2×b得，则a+2×b-①-②-③-⑤可得反应④的方程式为； （4）根据标准压强平衡常数的表达方法，反应的标准压强平衡常数表达式为；由于反应为吸热反应，则温度越高，其平衡常数越大，即越小，其越大，则能表示反应的曲线为；因为反应在反应前后气体体积不变，所以体系压强的改变是反应造成的，设通入的物质的量均为，设该温度下平衡时转化了，根据以上数据，可列出反应的三段式如下：，平衡时体系物质的量的增加量为(a-m)+(a-m)+2m+2m-2a=2m，体系压强增加，则，可得，则转化后的物质的量为，的物质的量为，该反应中生成的的物质的量为，生成的的物质的量为，反应的曲线为，在温度下，反应的，即。反应初始时，反应的浓度商，说明反应向正反应进行。设反应平衡时转化了，根据以上数据，可列出反应的三段式如下，则，解得，达到平衡状态时，体系中的物质的量为，体系中起始气体的总物质的量3amol，增加2mmol，m=0.25a，所以平衡时体系中气体的总物质的量，则的平衡分压为。 12．(1)﹣67.6 (2) b 84% 11.8 mmol 40.12 (3) 5s后，有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，CH3Br的含量陡然升高 I2的投入消耗了部分CH2Br2，且CH2Br2转化为CH3Br 【分析】根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。 【详解】（1）根据盖斯定律，计算反应的； （2）①甲烷与溴单质反应生成一溴甲烷，反应放热，温度升高反应平衡向逆方向移动，即甲烷的曲线是b； ②根据反应列出三段式，，则甲烷的转化率； ③由于一溴甲烷会与溴单质进一步溴化生成二溴甲烷，最终平衡时一溴甲烷只有5mmol，则； ④560℃反应最终平衡时，设容器体积为V，各物质的平衡浓度分别为、、、，则平衡常数； （3）①从图中可以看出，大约5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性； ②根据反应机理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br，提高了CH3Br的选择性; 13．(1) 0.09 8100 降温或增加O2的浓度 (2) Fe2+-e-＝Fe3+ 2Fe3++H2S＝2Fe2++S↓+2H+ (3) c(Na+)＞c()＞c(OH-)＞c(H+) 0.05 【详解】（1）①2min时生成SO3是0.18mol/L，根据方程式可判断消耗SO2是0.18mol/L，用表示2分钟内该反应的平均反应速率为0.18mol/L÷2min＝0.09。平衡时消耗氧气是0.09mol/L，剩余氧气是0.01mol/L，SO2是0.02mol/L，因此500℃时该反应的平衡常数的K值为＝8100。 ②t2到t3时刻SO3浓度增大，SO2浓度减小，化学平衡向正反应方向移动，可以通过降温或增加O2的浓度达到目的，故答案为：降温或增加O2的浓度； （2）从图示可以看出电子从a极流出，故a极为负极，电极反应式为Fe2+-e-＝Fe3+；b极为正极，电极反应式为2H++2e-＝H2↑。除去H2S的过程涉及两个反应步骤，第一步Fe2+在电极上发生反应：Fe2+-e-＝Fe3+；第二步，生成的铁离子氧化硫化氢生成硫单质，离子方程式为2Fe3++H2S＝2Fe2++S↓+2H+； （3）①H3PO2是一元酸，H3PO2溶液与足量NaOH溶液反应后形成的正盐为NaH2PO2；该酸为弱酸，酸根离子水解导致溶液呈碱性，但其水解程度较小，离子浓度大小顺序是c(Na+)＞c()＞c(OH-)＞c(H+)。 ②溶液与溶液等体积混合后所得溶液为NaH2PO2，溶液中存在电荷守恒，则溶液中＝0.05。 14．(1) (2) ⅰ 该步反应涉及一个键断裂的吸热过程和一个键形成的放热过程，总反应放热，可推测键能大于键能 随着温度的升高，反应A、B的平衡均向正反应方向移动，且反应A正向移动的程度更大 【详解】（1）已知气体与足量气体充分反应生成氮气与水蒸气时放出的热量，则该反应的热化学方程式为； （2）①化学反应的各步反应中，速率最慢的一步是整个化学反应的速率控制步骤，活化能越大、反应速率越慢，则上述历程中的速控步是第ⅰ步； ②第ⅲ步变化涉及一个键断裂的吸热过程和一个键形成的放热过程，总反应放热，所以可推测键能大于键能； ③反应A．、B．均为吸热反应，随着温度的升高，反应A、B的平衡均向正反应方向移动，且反应A正向移动的程度更大，所以氢碳比随温度升高增大。 15．(1)-105 (2) AD (3) =C2H4+2H* 45.61 (4)BC (5)CO2能与C发生反应CO2+C 2CO，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率 【详解】（1）根据盖斯定律，将①+②+③得C2H6(g)+O2(g)⇌C2H4(g)+H2O(g) ∆H4=(+136.8kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)+(+44kJ/mol)=-105kJ/mol。 （2）设起始充入C2H6(g)物质的量为a mol，列三段式， 平衡时总物质的量为a(1+α)，平衡时C2H6、C2H4、H2的分压依次为p、p、p，该反应的平衡常数Kp==； A．升高温度能增大反应速率，A项选； B．通入惰性气体，由于容器容积不变，各气体浓度不变，反应速率不变，B项不选； C．减小压强，反应速率减小，C项不选； D．加入催化剂能增大反应速率，D项选； 答案选AD； （3）活化能最大的步骤反应速率最慢，为决速步骤，由乙烷在催化剂表面脱氢制乙烯反应的历程图可知，+H*→C2H4+2H*的活化能最大为33.59kcal/mol-(-12.02kcal/mol)=45.61kcal/mol，则决速步骤的反应方程式为=C2H4+2H*； （4）A．乙烷的氧化裂解反应为气体分子数增大的放热反应，有利于提高乙烷平衡转化率的条件是低温低压，A项错误； B．乙烷的氧化裂解反应为放热反应，升高温度乙烷的平衡转化率应降低，则乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大，B项正确； C．乙烯的氧化裂解反应产物中除了C2H4，还有CO、C等副产物，较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低，C项正确； D．根据图甲可知，反应的最佳温度为850℃左右，在此温度下乙烷的转化率较高、乙烯的收率较大，D项错误； 答案选BC； （5）乙烯的氧化裂解反应产物中除了C2H4，还有CH4、CO、C等副产物，在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2能更好的提高乙烷的转化率和乙烯的收率的原因是：CO2能与C发生反应CO2+C2CO，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率。 16．(1) -41.8 bd (2) 0.0375mol/(L·min) ACD (3) < 0.04 KA=KB>KC 【详解】（1）①分别给各个式子编号①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)   H=-196.6kJ/mol ②2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)  H=-113.0kJ/mol根据盖斯定律反应③NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g) 可以有①和②整理得到③===-41.8kJ/mol； ②a．NO(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)达到平衡满足正逆反应速率相等，变量不变即证明反应达到平衡状态，密度是定值，a错误； b．SO2的物质的量是变量，变量不变即达到平衡状态，b正确； c．根据化学反应原子守恒反应前后原子总数不变，原子总数是定值，原子总数不变不能说明达到平衡状态，c错误； d．每生成1molSO3的同时消耗1molNO符合正逆反应速率相等，d正确； 故选bd。 （2）① 由三段式可知，v(CO2)== =0.0375mol/(L.min)； ②CO2与H2发生反应是：CO2+3H2=CH3OH+H2O，再充入1molCO2会使H2转化率升高；二氧化碳转化率降低，充入H2可以是二氧化碳转化率升高，H2转化率降低；恒容充入He气，反应物浓度不变，平衡不移动，转化率不变；使用催化剂平衡不移动转化率不变；缩小体积增大压强，平衡向正向移动，CO2转化率增大；将水蒸气分离出来是减少生成物平衡正向移动，转化率增大，不能使二氧化碳转化率增大的是ACD。 （3）①反应是CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)气体体积缩小的反应，在同一温度下压强越大，平衡正向移动，CO转化率越大，T1时p2曲线对应的CO转化率大，因此p1 <p2； ②由三段式及公式可知； ③K只与温度有关，A、B对应的温度相同，K值相同，C点温度高，CO转化率比B点小，平衡逆向移动了，K值变小，因此KA=KB>KC。 17．(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)；ΔH=-726.4 kJ/mol (2)-55 (3) 减小 p3>p2>p1 (4) < 3：4 (或0.148) 【详解】（1）在25℃、101kPa下，1 g甲醇(CH3OH )燃烧生成CO2气体和液态水时放热22.70 kJ，l mol甲醇即32 g甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热为Q=22.70 kJ ×32=726.4 kJ，所以表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H=-726.4 kJ/mol； （2）根据盖斯定律，将①+②=③得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(g)，所以△H3=-99 kJ/mol+44 kJ/mol=-55 kJ/mol； （3）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则反应①的化学平衡常数表达式为K=； 根据图示可知：在压强一定时，随着反应温度的升高，CO的平衡转化率随温度的升高而减小； 反应①的正反应是气体体积减小的反应。在温度不变时，增大体系压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，导致CO的平衡转化率增大。根据图示可知：在温度相同时CO的转化率：p3>p2>p1，所以压强大小关系为：p3>p2>p1； （4）在其它条件不变时，升高温度，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，先达到平衡。根据图象可知反应在温度为T2时先达到平衡，说明反应温度：T1<T2； 反应③化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(g)，在恒温恒容时，气体的物质的量的比等于压强比。在反应开始时，n(CO2)=2 mol，n(H2)=6 mol，n(总)开始=2 mol+6 mol=8 mol。若反应温度T1时达到平衡后，CO2的转化率为50%，则根据物质反应转化关系可知平衡时n(CO2)=1 mol，n(H2)=3 mol，n(CH3OH)=n(H2O)=1 mol，此时气体总物质的量n(总)平衡=1 mol+3 mol+1 mol+1 mol=6 mol，n(总)平衡∶n(总)开始=6 mol∶8 mol=3∶4；反应在2 L恒容容器中进行，平衡时该反应的化学平衡常数K==； 18．(1) Ⅱ ，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，减小，浓度降低对反应Ⅱ速率的影响大于温度升高对反应Ⅱ速率的影响(其他合理答案) (2) (3) 【详解】（1）(i)正反应的活化能越大，反应速率越慢，由图可知Ea2>Ea1，则反应II的反应速率比反应I的慢，由最慢的一步反应决定整个反应，决定氧化反应速率的步骤是II； (ii) 反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，当温度升高时，的生成速率反而降低，原因是，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，减小，浓度降低对反应Ⅱ速率的影响大于温度升高对反应Ⅱ速率的影响； (iii) 已知①　，②　，③　，根据盖斯定律，(3×反应②+反应③-反应①)可得　kJ/mol； （2）反应容器为刚性体积不变，由于起始体积分数为，假设起始加入8a molNO2、2a molN2O4，平衡时的平衡转化率为，则消耗n(NO2)= 8a mol×25%=2a mol，列三段式：， 平衡时混合气体总物质的量为6a+3a=9a mol，起始压强为p，由压强之比等于物质的量之比，则平衡时总压强为0.9p，反应的平衡常数； （3）(i) 电解液为酸性，阳极是阴离子放电发生氧化反应，则阳极为水中氢氧根离子放电生成氧气，阳极的电极反应为：； (ii) 由图可知，最佳分压比1:1时，单位时间内生成的产率最大，说明的生成速率最快； (iii) 强氧化性氧化分子生成HNO3和水，则和反应的化学方程式。 19．(1) (2) (3) 使溶液中的钒微粒以形式存在；减小，有利于反应向萃取方向进行，提高的萃取率 pH升高，增大，有利于反应向反萃取方向进行，的反萃取率增大；但过大，＋5价钒主要以或多钒酸根的形式存在，的反萃取率减小 (4) 【分析】钒渣用硫酸、MnO2“酸浸”将VO+转化为；“酸浸”后的溶液通过“调pH、萃取、反萃取”等过程，可制得NaVO3溶液；NaVO3溶液中加入NH4Cl溶液得到NH4VO3沉淀，NH4VO3在空气中灼烧得V2O5。 【详解】（1）钒是23号元素，钒基态原子的价层电子排布式为3d34s2，故答案为：； （2）“酸浸”时，MnO2将VO+转化为，V元素的化合价由+3价升至+5价，MnO2被还原成Mn2+，Mn元素的化合价由+4价降至+2价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O； （3）①根据部分含钒(五价)物质在水溶液中的主要存在形式知，萃取前，加盐酸调节溶液的pH为7的目的是：使溶液中的钒微粒以形式存在；同时H+与OH-结合成H2O，c(OH-)减小，有利于向萃取方向进行，提高的萃取率； ②反萃取中，反萃取率随着pH的升高呈现先增大后减小的趋势的原因是：pH升高，c(OH-)增大，有利于反应向反萃取方向进行，的反萃取率增大；但c(OH-)过大，+5价钒主要以或多钒酸根的形式存在，的反萃取率减小； （4）由反应+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，过量的Fe2+物质的量为5×0.01000mol/L×12.00×10-3L=6.000×10-4mol；加入的Fe2+的总物质的量为0.5000mol/L×5.00×10-3L=2.500×10-3mol，则与反应的Fe2+物质的量为2.500×10-3mol-6.000×10-4mol=1.900×10-3mol，根据反应+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O知，的物质的量为1.900×10-3mol，根据V守恒，20.00mL溶液中溶解的V2O5物质的量为9.500×10-4mol，V2O5样品的纯度为×100%=86.45%。 20．(1)-4 kJ·mol-1 (2)不变 (3)bef (4)8：5 (5) 1 1.2 0.975 (6)69 【详解】（1）反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和，则反应物的总键能为2×745kJ·mol-1+4×413 kJ·mol-1=3142 kJ·mol-1，生成物的总键能为3×413 kJ·mol-1+348kJ·mol-1+351 kJ·mol-1+463 kJ·mol-1+745 kJ·mol-1=3146 kJ·mol-1，则该反应的△H=-4kJ·mol-1； （2）催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变反应的焓变△H、平衡常数K、平衡转化率α等； （3）a．2molC=O断裂的同时生成NA个CH3COOH为同一个反应方向，不能说明反应平衡，a错误； b．恒容的绝热容器中平衡发生移动，则反应体系的温度在变化，故温度为变量，所以温度不变，说明反应达到新的平衡状态，b正确； c．投料比等于反应的系数比，=1且该比值反应始终保持不变，c错误； d．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，混合气体的密度始终为恒量，d错误； e．v正(CO2)=v逆(CH3COOH)满足反应达到平衡的条件，e正确； f．容器中反应分子数发生改变，且温度改变，故总压不变，说明反应达到新的平衡状态，f正确。 故选bef； （4）对于反应ⅰ为气体分子数增加2倍的反应，向体积为1 L的恒容密闭容器中，假设起始时CH4、H2O的物质的量均为1mol，已知CH4的转化率为60%，则反应0.6mol甲烷，反应达到平衡时，气体的总物质的量为2mol+0.6mol×2=3.2mol，初始气体的总物质的量为2mol，根据同温、同容条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，所以，平衡总压与初始总压的最简整数比为3.2mol：2mol=8：5； （5）①根据表中数据： k×(1.0mol/L)m×(1.0 mol/L)0.5=1.2mol·L-1·s-1 k×(2.0mol/L)m×(1.0 mol/L)0.5=2.4mol·L-1·s-1 联立两式解得m=1，k=1.2； ②对于实验2，初始浓度CH4为2mol/L，H2O为1 mol/L，当进行到c(H2O)=0.25 mol/L时，参与反应的H2O为0.75 mol/L，参与反应的CH4为0.375 mol/L，此时，c(CH4)=1.625 mol/L，则v=1.2×(1.625 mol/L)×(0.25 mol/L )0.5=0.975mol·L-1·s-1； （6）由于密闭容器的容积为1L，则各物质的物质的量与物质的量浓度在数值上相等， 初始时，c(CH4)为1 mol/L，c(H2O)为1 mol/L，由已知平衡时CH4的转化率为60%，及平衡时c(CO2)为0.3 mol/L，则平衡时，c(CH4)为0.4 mol/L，c(CO2)为0.3 mol/L，c(H2)为0.3mol/L×3+0.3 mol/L×4=2.1 mol/L，由氧元素守恒，则平衡时，c(H2O)为1 mol/L -0.6 mol/L -0.3 mol/L =0.1 mol/L，反应i．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡常数K==69.4575。 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 $$