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．（23-24高三下·江苏宿迁·期末）碳、氮、硫的单质及其化合物的转化和资源化利用是研究热点问题。 (1)与经催化重整，发生反应：。 相关键能数据如下表。 化学键 C-H C=O H-H C≡O 键能 413 745 436 1075 则该反应的 。 (2)煤燃烧排放的烟气中含有的和，能形成酸雨。对烟气进行脱硝、脱硫处理，可减少污染和实现废物资源化利用。 ①溶液在碱性条件下能将烟气中NO转化为，该过程的离子方程式为 。 ②催化还原氮氧化物的反应原理如图所示。 等物质的量的与NO与足量氨气在上述条件下充分反应，若转移18mol电子，则生成的物质的量为 。 (3)炭基材料是活性炭上载有活性成分，其催化转化为的活性高。 ①红外光谱表明，脱硫开始后催化剂表面出现的吸收峰，再通入后吸收峰消失。吸收峰消失的化学方程式为 。 ②催化转化为主要经过“吸附→反应→脱附”的过程。气体流速和温度一定，探究烟气中对炭基材料催化活性的影响，数据如图所示，浓度过高时，去除率下降，其可能原因是 。 (4)用NaOH溶液吸收所得溶液(和的混合物)来制备晶体，请补充完整实验方案。取一定体积上述溶液， ，洗涤、干燥得晶体。已知：溶液显碱性，溶解度如图。 2．（23-24高三下·浙江温州·期末）2023年9月杭州亚运会开幕式首次使用废碳再生的绿色甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。在加氢合成甲醇的体系中，同时存在以下反应： 反应ⅰ：   反应ⅱ：   (1)反应ⅲ：的 。 (2)在加氢合成甲醇的体系中，下列说法不正确的是________（填序号）。 A．体系达平衡后，若压缩体积，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡不移动 B．若气体的平均相对分子质量不变，说明反应ⅰ、ⅱ都已达平衡 C．若在绝热恒容容器，反应ⅰ的平衡常数K保持不变，说明反应ⅰ、ⅱ都已达平衡 D．选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量 (3)某温度下，向容积恒为1L的密闭容器中通入和，后体系达到平衡，此时的转化率为，的选择性为。 已知：的选择性： ①内的平均消耗速率 。 ②反应ⅰ的平衡常数 ．（写出计算式即可）。 (4)维持压强、投料比和反应时间不变，将和按一定流速通过反应器，的转化率和甲醇的选择性随温度变化的关系如图所示。已知催化剂活性随温度影响变化不大，结合反应ⅰ和反应ⅱ，分析下列问题： ①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因 ； ②的转化率随温度升高也下降的可能原因是 。 (5)一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如下图所示。 b电极生成的电极反应式为 。 3．（23-24高三下·陕西安康·期末）乙烯是一种重要的化工原料。乙炔催化加氢是一种制备乙烯的生产工艺。 已知各物质的燃烧热(常温常压下)如下表： 物质 (g) (g) (g) CO(g) 燃烧热(△H)/() -285.8 -1299.6 -1411.0 -283.0 (1)已知　，反应的△H= ，自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。 (2)在某一恒温、体积可变的密闭容器中发生反应，时刻达到平衡后，在时刻改变某一条件，其反应过程(Ⅰ、Ⅱ)如图所示。～时间内，v(正) (填“>”“<”或“=”，下同)v(逆)，Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，(g)的体积分数：Ⅰ Ⅱ． (3)在50℃、pkPa下，向恒压密闭容器中充入物质的量均为1mol的、CO、气体，在催化剂作用下发生反应，达到平衡时的转化率为60%，则反应的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数)。 (4)乙炔电催化制乙烯工艺中，乙炔的转化率超过99%，乙烯产物的选择性高达83%。其反应历程如图所示，“*”表示吸附。 ①该反应历程中，反应速率最慢的基元反应方程式为 。 ②下列说法正确的是 (填标号)。 A．1→2中有极性键的断裂和形成 B．2→3吸收的能量大于4→5释放的能量 C．3→4中的作用是与O*生成OH* 4．（23-24高三下·河南南阳·阶段练习）随着我国碳中和、碳达峰目标的确定，的综合利用备受关注，请回答下列问题： Ⅰ．某温度(高于)下加氢制甲醇(沸点：)，该反应为放热反应，在固定容积为的密闭容器中充入的和的，测得和的物质的量随时间变化如图。请回答： (1)写出该反应的化学方程式 。 (2)下列措施能加快反应速率的是 (填序号，下同)。 A．往容器中充入              B．往容器充入                 C．及时分离出 D．减小容器体积                  E．选择高效的催化剂 (3)内的反应速率为 ，第9分钟时 (填“”“”或“”)第3分钟时。 (4)绝热恒容条件下，能说明反应已达平衡状态的是 。 A．体积分数保持不变                                   B．容器中气体压强保持不变 C．容器中浓度与浓度之比为       D．混合气体的密度保持不变 E．生成速率是的生成速率的3倍                F．容器中气体温度不再变化 (5)该反应平衡时的转化率为 。 Ⅱ．科学家研发一种“全氢电池”，其工作时原理如图所示： (6)负极电极反应式： ，保证稳定通入一段时间后，右侧的浓度会 (填增大或减小)。标准状况下，右侧电池产生时，两侧电解质溶液质量差为 。 5．（23-24高三下·安徽·阶段练习）资源化利用备受关注，研究资源化综合利用有重要意义，下面提供两种综合利用方法。 (一)以和为原料合成 反应：   将和充入容积为的密闭容器中，分别在、温度下发生反应，的物质的量变化如表所示： 物质的量/ 0 8.0 3.5 2.0 2.0 1.7 1.5 1.5 (1)温度下，内以表示该反应速率 。该温度下，若各物质的起始量，则v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 (2)下列说法正确的是___________。 A． B．混合气体的密度保持不变时，反应已达到平衡 C．平衡后向容器中充人稀有气体，平衡不发生移动 D．加入合适的催化剂可以降低反应的活化能，减小 (二)以和为原料合成 反应I：   反应Ⅱ：   (3)反应   。 (4)将、置于某密闭容器中，控制适当条件使其发生反应：，测得的某种平衡量值(x)在不同压强下随温度的变化如图1所示： ①x表示 (填“体积分数”或“转化率”)。 ②若，B点表示反应从开始进行到时达到平衡状态， (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (5)在恒压密闭容器中投入和，发生上述反应I和Ⅱ．测得的平衡转化率和平衡时的选择性(的选择性)随温度的变化曲线如图2所示。 ①达到平衡时，反应Ⅱ理论上消耗的物质的量为 。 ②合成二甲醚的适宜温度为，其原因是 。 6．（23-24高三下·河南·阶段练习）处理 NO2、CO、SO2等污染物并将其转化为有价值的产物，是科学研究的重要方向之一。回答下列问题： (1)用CO处理NO₂ 相关反应的热化学方程式如下： 则 CO(g)处理NO2(g)生成 N2(g)的热化学方程式为 ；反应Ⅱ的活化能E2(正) (填“＞”“＜”或“=”)E2(逆)。 (2)已知反应ii的 为速率常数，只与温度和活化能有关)。若平衡后升高温度，则 (填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(Ⅰ、Ⅱ)进行反应，只发生反应Ⅱ，测量逸出气体中NO含量，可测算尾气脱氮率。相同时间内，脱氮率随温度变化曲线如图所示。 ①曲线上a点的 v正 (填字母)v逆。 A．大于        B．等于         C．小于 ②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 (写出一条即可)。 ③若起始投料比 =1，T0温度下，反应达平衡时，体系的总压强为a Pa、N2的体积分数为25%，该温度下反应的平衡常数 Kp为 Pa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (4)氮的氧化物也可用电化学原理脱除，如图所示装置可同时吸收 SO2 和 NO。已知：H2S2O4是一种弱酸。直流电源的正极为 (填“a”或“b”)极；阴极的电极反应式为 。 7．（2023·安徽芜湖·二模）氨的催化氧化反应是硝酸工业中的重要反应，某条件下与作用时可发生如下3个反应： I．   kJ·mol Ⅱ．   kJ·mol Ⅲ．   (1)已知298K时，相关物质的焓的数据如图1，计算 。 (2)将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率，生成的选择性与温度的关系如图2所示，除去工业尾气中的适宜的温度为 ，随着温度的升高，的选择性下降的原因可能为 。 (3)在一定温度下，氨气溶于水的过程及其平衡常数为：  ； ：其中p为的平衡压强，为在水溶液中的平衡浓度，设氨气在水中的溶解度，用p、和表示S的代数式为 。 (4)工业上常利用NO和反应来制备有机合成中的重要试剂亚硝酰氯(NOCl)，化学方程式为  ，保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3 mol的NO和以不同的氮氯比进行反应，平衡时某反应物的转化率和氮氯比及不同温度的关系如图所示。 ①图中，的关系为 (填“>”“=”或“<”)。 ②体系初始压强为，则A点的平衡常数 。(以分压表示平衡常数，分压=总压×物质的量分数) 8．（23-24高三下·天津静海·阶段练习）NH3是一种重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。 (1)一定温度下，向恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应：N2+3H22NH3，测得各组分浓度随时间变化如图所示。 ①表示c(N2)的曲线是 （填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”）。 ②0～t0时用H2表示的反应速率：v(H2)= mol·L-1·min-1。 ③下列能说明该反应达到平衡的是 。 a．混合气体的压强不再变化     b．2c(H2)= 3c(NH3) c．混合气体的质量不再变化     d．NH3的体积分数不再变化 (2)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示： ①电极b名称是 。 ②电解质溶液中OH-离子向 移动（填“电极a”或“电极b”）。 ③电极a的电极反应式为 。 9．（2024·北京大兴·三模）CO2的绿色减排、捕捉、转化是人类可持续发展的重要战略之一。 (1)现代工业技术可从空气或工业尾气中捕获CO2，氨水是常用的捕获剂，捕获时发生的反应是 。 (2) CO2可转化为甲醇。将一定量的CO2和H2充入到某恒容密闭容器中，测得在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率与温度的变化如图所示： 催化效果最好的是催化剂 (选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，a点的转化率比b点的高，其原因可能是 。(答两条) (3) CO2可转化为HCOOH ①一种制备过程为：CO2通过电解法转化为HCOO-，进一步生产HCOOH 反应机理如图所示，Pt电极上覆盖的Nafion膜是阳离子交换膜，对浓度不高的HCOO-有阻拦作用，可让水自由通过。 Sn电极生成HCOO-的电极反应式是 ，相同条件下，当电路中通过的电量不太高时，HCOO-的产率明显增大的原因是 。 ②中科院设计了一种利用N(C2H5)3捕获气相CO2后，直接在纳米金催化剂表面上加氢合成甲酸的反应，其过程如图所示。下列说法合理的是 。 A．CO2加氢合成甲酸是一个最理想的“原子经济”反应 B．使用纳米金催化剂能有效降低CO2加氢制甲酸反应的活化能，进而降低 C．在纳米金催化剂表面上发生了极性键和非极性键的断裂 10．（2024·河南·三模）2024年全国两会首次将“新质生产力”写进《政府工作报告》。氢能是新质生产力的重要组成部分，工业上常用氢气和氮气来合成氨。回答下列问题： (1)我国首座商用分布式氨制氢加氢一体站在广西建成并成功试投产。氨制氢过程中的能量变化如下图所示。键能为 ，氨气制氢反应的热化学方程式为 。 (2)在一恒容密闭容器中投入amol，在钨(W)表面发生分解反应生成和，测得半衰期与温度、起始压强关系如下图所示。 已知：半衰期指反应物消耗一半时所用的时间。 ①温度： (填“>”“<”或“=”)，判断依据是 。 ②在温度、起始压强为200kPa下，半衰期为tmin时，总压强为 kPa。 (3)在一恒温恒容密闭容器中充入1mol和1mol，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，反应一定达到平衡状态 C．充入少量氩气，逆反应速率大于正反应速率 D．达到平衡时及时液化分离出，平衡转化率增大 (4)一定温度下，向一体积为1L的恒容密闭容器中充入1mol和xmol，平衡体系中体积分数与投料比关系如下图所示。 a、b、c三点中，转化率最大的是 (填“a”“b”或“c”)点。b点时氨气的体积分数为25%，则该温度下合成氨的平衡常数K= (只列计算式)。 (5)我国科学家开发出高效催化电极，实现利用废水中的硝酸盐制备氨气，装置如下图所示。写出a电极的电极反应式： 。 11．（2024·河北·三模）我国科学家用一种双金属()材料作催化剂实现了乙醇水蒸汽重整制氢。其主要反应为： 反应Ⅰ：  。 反应Ⅱ：  。 已知：在标准压力()和反应进行的温度时，由最稳定的单质合成物质的反应焓变，叫做物质的标准摩尔生成焓。一些物质的标准摩尔生成焓如下表。 物质 标准摩尔生成焓 0 回答下列问题： (1) 。 (2)一定温度下，向刚性密闭容器中通入和，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡后，的转化率为，的物质的量为。 ①下列操作中，能提高平衡转化率的是 (填标号)。 A．增加用量    B．将刚性容器体积扩大1倍    C．加入高效催化剂 ②平衡时容器中 ，反应Ⅰ的平衡常数 (用含字母的代数式表示)。 (3)吸附在催化剂表面的与逐步反应机理及其相对能量如图。 ①重整中反应Ⅱ的 0(填“”、“”或“”)。反应Ⅱ历程中决速步骤是 (填“”这样的格式，和代表0~15之间的正整数)。 ②已知反应Ⅱ的正反应速率，逆反应速率，、分别为正、逆反应的速率常数，(表示或)与的关系如下图所示，则表示随温度变化的曲线是 (填“”、“”、“”或“”)。 (4)乙醇直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，若电解质为溶液，该电池的负极反应式为 。 12．（2024·湖北·三模）甲醇是重要的化工原料，甲醇的制备与应用也是国际研究的热点。 I．某温度下，利用生产甲醇主要涉及以下反应。 反应1.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　； 反应2.CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(g)　； (1)反应1自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 (2)升高温度，的值将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)向绝热恒容密闭容器中充入等物质的量的CO2(g)和H2(g)发生上述反应，下列可说明反应已达平衡状态的是___________(填编号)。 A．容器内温度不变 B．混合气体平均密度保持不变 C．CH3OH的体积分数保持不变 D．v正(CO2)=v逆(CO) (4)在恒温密闭容器中，发生反应1和反应2，CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[CH3OH%=]随着温度变化关系如图所示。 ①写出一种增大平衡时CH3OH选择性的方法 。 ②分析温度高于236°C后CO2转化率下降的原因 。 ③在244°C，向容积为V的容器内投入1molCO2(g)和3molH2(g)充分反应，计算平衡时生成CH3OH的物质的量为 mol(计算结果保留两位有效数字)。 II.工业上也可用电化学法制备甲醇。 (5)采用如图原电池制备甲醇。通入CO的一端发生的电极反应为 。 13．（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)。 14．（2024·湖北·模拟预测）环己烯()是一种重要的化学试剂，主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。 直接脱氢：   氧化脱氢：   回答下列问题： (1)已知几种化学键的键能数据如下表所示。 化学键 H-H C-H C-C C=C 键能/(kJ·mol–1) 436 413 348 615 则ΔH1= kJ·mol-1；从热力学角度分析，反应1能自发进行的条件是 (选填“低温”或“高温”)。 (2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究环己烷直接脱氢制环己烯的反应历程(如图所示)，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。 ①的焓变小于零的原因是 。 ②脱氢的速率 (选填“大于”“小于”或“等于”)*脱氢的速率。 ③在恒容密闭容器中充入一定量的环己烷，其初始压强为p kPa，发生直接脱氢反应达到平衡时，环己烷的转化率为x，则反应I的标准平衡常数Kθ= [已知：分压=总压×物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)，Kθ=，其中pθ=100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。 (3)在压强恒为p kPa的密闭容器中充入不同投料比的环己烷和CO2，在不同温度下达到平衡时，环己烷的转化率如下图所示，则a、b、c的大小关系为 。 15．（23-24高三上·吉林·阶段练习）氨气可作为脱硝剂。回答下列问题： (1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。 ①该条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 a.体系温度不变 b.反应速率5v(NH3)消耗=4v(N2)消耗 c.容器内压强不再随时间而发生变化 d.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化 e.容器内n(NO)：n(NH3)：n(N2)：n(H2O)=6：4：5：6 ②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间的变化如图所示，图中b点对应的反应速率关系是v正 v逆(填“>”“<”或“”)。 (2)一定温度下，在2 L恒容密闭容器内发生反应2NO2(g)N2O4(g)，n(NO2)随时间的变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2) /mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①0~2s内，该反应的平均速率v(NO2)= 。 ②根据表中可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 ③该温度下，反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K= 。 (3)对于反应2NO2(g)N2O4(g)，用平衡时各组分压强关系表达的平衡常数。在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与自身压强间存在关系：v消耗(NO2)=k1·p2(NO2)，v消耗(N2O4)=k2·p(N2O4)。其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。一定温度下，k1、k2与平衡常数KP的关系是k1= 。（只写计算式，不要求计算结果。） 16．（23-24高三下·四川眉山·期中）已知下列反应：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1，Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1，试回答： (1)CO的燃烧热ΔH= 。 (2)在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为： 。 (3)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。 已知：CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1 2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1 ①试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式： ②甲醇作为燃料，优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为 ，生成的CO2气体(标准状况下)体积是 ，转移电子 mol (4)根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1，判断Q1、Q2、Q3的大小关系是 (5)已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石很容易进行，但此反应却很难发生，需要很高的温度和压强，请你对此分析并阐述原因 17．（23-24高三下·广东惠州·阶段练习）近年我国大力加强温室气体催化氢化合成甲醇的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题： (1)已知：① 。 ②     。 写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (2)为提高的产率，理论上应采用的条件是 (填选项字母)。 a．高温高压   b．低温低压   c．高温低压   d．低温高压 (3)250℃时，在恒容密闭容器中由(g)催化氢化合成(g)，如图所示为不同投料比[]时某反应物X平衡转化率变化曲线：反应物X是 (填“”或“”)。 (4)某温度下，在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6mol 、2mol 和催化剂发生合成的反应(以总反应方程式计算)，10min时反应达到平衡状态，测得。 ①0～10min内，用氢气表示的化学反应速率 ，化学平衡常数K= ；若起始压强为，则平衡常数 (列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 ②下列条件能说明该反应达到平衡状态的是 (填选项字母)。 A． B．容器内混合气体的总压强不再变化 C．容器内混合气体的密度保持不变 D．容器内各物质的浓度满足 ③催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如表所示： 实验编号 温度(K) 催化剂 转化率(%) 甲醇选择性(%) A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3 B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7 C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1 D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6 根据表中所给数据，用生产甲醇的最优实验为 (填实验编号)。 18．（23-24高三下·广东广州·阶段练习）Ⅰ.铁是生产生活、科学研究中的重要物质，研究与相关的反应时要关注反应的快慢和程度，某些有铁参与的反应可设计成原电池。 (1)以下是相同条件下，等体积等浓度的溶液分解的对比实验时，放出的体积随时间的变化关系示意图(线a为使用作催化剂，线为不使用催化剂)，其中正确的图像是_______(填字母)。 A． B． C． D． Ⅱ.已知下列热化学为程式： ① ② (2)写出被氧化成和的热化学方程式 。 一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁并充入一定量的气体，发生第(2)题的反应。反应过程中气体和气体的浓度变化与时间的关系如图所示。 (3)时，反应速率的大小关系为 (填“”“”或“”)。 (4)内，的平均反应速率 (5)下列描述能说明上述反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。 A． B．单位时间内生成的同时，生成 C．容器中气体压强不随时间变化而变化 D．和浓度相等 Ⅲ.某化学兴趣小组利用反应，设计了如图所示的原电池装置。 (6)是 极(填”正”或“负”)。 (7)写出电极上的电极反应式 。 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)+120kJ/mol (2) 6mol (3) 当氧气浓度过高，占据催化剂过多的活性位点，导致二氧化硫和一氧化氮不能更好的被吸附，从而导致脱硫率下降 (4)加热浓缩，控制温度在40℃以下冷却结晶 【详解】（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能=4×413+2×745-2×1075-2×436=+120kJ/mol； （2）①NaClO2溶液在碱性条件下能将烟气中NO转化为，离子方程式为：； ②等物质的量的NO2与NO与足量氨气在上述条件下充分反应，方程式为：，生成2molN2转移6mol电子，若转移18mol电子，则生成N2的物质的量为6mol； （3）①红外光谱表明，脱硫开始后催化剂表面出现VOSO4的吸收峰，再通入O2后VOSO4吸收峰消失，VOSO4吸收峰消失的化学方程式为； ②O2浓度过高时，去除率下降，其原因可能：当氧气浓度过高，占据催化剂过多的活性位点，导致二氧化硫和一氧化氮不能更好的被吸附，从而导致脱硫率下降； （4）制备Na2SO4⋅10H2O晶体，取一定体积上述溶液，加热浓缩，控制温度在40℃以下冷却结晶，洗涤、干燥得Na2SO4⋅10H2O晶体。 2．(1) (2)A (3) (4) 反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，温度升高反应ⅰ平衡逆向移动，反应ⅱ平衡正向移动 温度升高对反应ⅰ中转化率降低的影响大于对反应ⅱ中转化率升高的影响 (5) 【分析】利用盖斯定律将ⅰ-ⅱ=iii，即可计算出△H3的数值。绝热恒容容器，反应未达平衡时能量的变化使得体系温度变化，只有达到平衡时体系温度不变，平衡常数不变。，反应涉及到的都是气体，气体的总质量不变；反应i是气体体积减小的反应，反应ii是气体体积不变的反应，则气体的总物质的量是个变化的量，所以M是个变化的量，当M不变时反应达到了平衡，所以气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡。 【详解】（1）根据盖斯定律ⅰ-ⅱ=iii，△H3=△H1-△H2=-48.7kJ/mol-(+41kJ/mol)=-89.7kJ/mol；故答案为： -89.7k/mol； （2）A．体系达平衡后，若压缩体积，相当于增大压强，则反应i平衡正向移动，会使反应i中CO2和H2量减小，H2O量增大，反应ii的化学平衡逆向移动， A错误； B．根据质量守恒，混合气体的质量不变，反应i是气体体积减小的反应，反应ii是气体体积不变的反应，则气体的总物质的量随着反应进行减小，气体的平均相对分子质量增大，当气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡，B正确； C．绝热恒容容器，反应未达平衡时能量的变化使得体系温度变化，只有达到平衡时体系温度不变，平衡常数不变。绝热恒容容器，当反应ⅰ的平衡常数K保持不变说明反应ⅰ、ⅱ都已达平衡， C正确； D．选用合适的催化剂可以加快反应速率，从而提高CH3OH在单位时间内的产量，D正确； 故答案为：A； （3）①0 ~10 min，CO2的转化率为20%，则△n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，用CO2表示0 ~10 min内平均反应速率v(CO2)=； ②某温度下，向容积为1 L的密闭容器中通入1 mol CO2(g)和5 mol H2(g)，10 min后体系达到平衡，此时CO2的转化率为20%，则消耗的n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，CH3OH的选择性为50%，则转化为CH3OH的n(CO2)=0.2mol×50%=0.1mol。平衡时n(CO2)=01-0.2=0.8mol，n(H2)=5mol-0.4mol=4.6mol，n(CH3OH)=0.1mol，n(H2O)=0.2mol，容器容积为1 L，c(CO2)=0.8mol/L，c(H2)=4.6mol/L，c(CH3OH)=0.1mol/L，c(H2O)=0.2mol/L，反应i的平衡常数K=； （4）反应i为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，所以甲醇的选择性随温度升高而下降； 反应i为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率降低，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，二氧化碳的转化率上升，但温度升高对反应i中二氧化碳的转化率降低的影响大于反应ii中二氧化碳的转化率的促进作用，所以二氧化碳的转化率随温度升高也在下降； （5）B极是阴极，发生还原反应，CO2在酸性条件下得电子生成甲醇，电极反应式为：。 3．(1) -215.7 低温 (2) > = (3) (4) 或 AC 【详解】（1）根据表格数据和燃烧热定义，表示各物质燃烧热的热化学反应方程式为： ①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ⋅mol−1； ②C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=-1299.6kJ⋅mol−1； ③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-1411.0kJ⋅mol−1； ④CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH4=-283.0kJ⋅mol−1； 题中已知⑤H2O(g)=H2O(l) ΔH5=−44.1kJ⋅mol−1； 反应H2O(g)+CO(g)+C2H2(g)⇌C2H4(g)+CO2(g)可以由反应②+反应④+反应⑤-反应③得到，故ΔH=ΔH2+ΔH4+ΔH5-ΔH3=(-1299.6)+(-283.0)+(-44.1)-(-1411.0)=-215.7kJ⋅mol−1，反应放热，低温有利于反应自发进行； （2）反应①为放热反应，在t1前未达到平衡状态，此过程v(正)不断减小，v(逆)不断增大，直到在t1时v(正)=v(逆)，反应达到平衡，因此在t0～t1时，v(正)>v(逆)，恒温体积可变的密闭容器，表明反应在恒压条件下进行，温度不变，平衡常数不变，则Ⅰ、Ⅱ两过程平衡时，各物质体积分数相同； （3）平衡时C2H2的转化率为60%，列出三段式 平衡时气体总物质的量为2.4mol，故反应的平衡常数Kp=kPa−1； （4）①活化能越大反应速率越慢，则反应速率最慢的基元反应为CO*+4OH*+O*=CO2*+4OH*或CO*+O*=CO2*； ②A．1→2中有O-H极性键的断裂和C-H极性键生成，A正确； B．由图中反应物和生成物的差值可知，2→3中吸收能量小于4→5释放的能量，B错误； C．3→4中由H2O、OH*、O*中原子守恒可知，H2O与O*反应生成OH*，C正确； 故选AC。 4．(1) (2) (3) (4) (5) (6) 增大 132 【详解】（1）根据图示可知：CO2与H2反应产生CH3OH、H2O，在反应进行到一段时间后，反应物、生成物共存，说明该反应是可逆反应，反应方程式为； （2）A．往容器中充入N2，不能改变反应体系中任何一种物质的浓度，因此化学反应速率不变，A不符合题意； B．往容器充入H2，即增大了反应物的浓度，化学反应速率加快，B符合题意； C．及时分离出CH3OH，使生成物的浓度减小，随着反应的进行，反应物质的浓度降低，反应速率减小，C不符合题意； D．减小容器体积，导致体系的压强增大，反应的物质的浓度增大，反应速率加快，D符合题意； E．选择高效的催化剂，改变了反应途径，降低了反应的活化能，反应速率大大加快，E符合题意；故合理选项是是BDE； （3）根据图示可知：在反应进行到2 min时，反应产生0.4 mol CH3OH，由于容器的容积是2.0 L，则用CH3OH的浓度表示的化学反应速率；根据图示可知：在反应进行到第9 min时反应达到平衡状态，此时v正(CH3OH)达到最小，v逆(CH3OH)达到最大，v正(CH3OH)=v逆(CH3OH)，在此之前，反应正向进行，v正(CH3OH)＞v逆(CH3OH)，v正(CH3OH)逐渐减小，v逆(CH3OH)逐渐增大，故第9分钟时v逆(CH3OH)＜第3分钟时v正(CH3OH)； （4）A．该反应在恒容绝热条件下进行，若CO2 (g)体积分数保持不变，则反应体系中任何一组分的体积分数不变，反应达到平衡状态，A符合题意； B．该反应在恒容绝热条件下进行，反应体系是反应前后气体物质的量发生改变的反应，若容器中气体压强保持不变，则反应达到平衡状态，B符合题意； C．在反应方程式中，CH3OH与H2O都是生成物，且二者的化学计量数相同，故容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比始终为1：1，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意； D．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，反应混合物都是气体，气体的质量不变，故混合气体的密度始终保持不变，故不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意； E．根据反应方程式可知：在每生成1个H2O，就会消耗3个H2，即H2的消耗速率是H2O的生成速率的3倍，现在H2O生成速率是H2的生成速率的3倍，则反应正向进行，未处于平衡状态，E不符合题意； F．反应过程中有热量变化，该反应在恒容绝热条件下进行，若容器中气体温度不再变化，则反应达到平衡状态，F符合题意； 故合理选项是ABF； （5）在反应开始时n(CO2)=0.8 mol，反应达到平衡时n(CO2)=0.2 mol，则该反应平衡时CO2的转化率：； （6）左侧电子流出，为负极，电极反应：；右侧电子流入为正极，电极反应：，离子交换膜为阳离子交换膜，Na+进入右侧，保证稳定通入一段时间后，右侧的浓度会增大；标准状况下，右侧电池产生时转移3mol电子，所以有2mol钠离子通过阳离子交换膜移动到右侧，右侧质量增加（3×23-1×3）=66g，左侧质量减少（3×23-1×3）=66g，两侧电解质溶液质量差为132g； 5．(1) 0.05 ＜ (2)C (3)-204.9 (4) 转化率 (5) 0.3x 温度过低，反应速率太慢，温度过高，CO选择性过大，即二甲醚的选择性减小 【详解】（1）温度下，内，以表示该反应速率；该温度下，达到平衡状态时，可得三段式：，，若各物质的起始量，此时，即； （2）A．由表可知，T2时，H2的转化率更大，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，H2转化率变小，即T1＞T2，故A错误； B．体系中物质均为气体，气体总质量不变，容器恒容密闭，根据可知，混合气体的密度始终保持不变，不能判断反应是否达到平衡状态，故B错误； C．平衡后向容器中充人稀有气体，参加反应的物质浓度不变，平衡不发生移动，故C正确； D．加入合适的催化剂可以降低反应的活化能，ΔH不变，故D错误； 故选C； （3）反应I：   反应Ⅱ：   反应Ⅱ-2×反应可得目标反应：，； （4）①温度升高，平衡逆向移动，x随温度升高而减小，即x为转化率； ②B点CO的转化率为50%，可得三段式，CO、H2、CH3OCH3、H2O物质的量分数分别为、、、，若，； （5）①T°C达到平衡时，CO2平衡转化率为40%，即转化的CO2物质的量为0.4xmol，CO的选择性为25%，即反应Ⅰ消耗的CO2为0.4x×25%=0.1xmol，其中反应Ⅱ理论上消耗CO2的物质的量为0.4x-0.1x=0.3xmol； ②由图可知：温度过低，反应速率太慢，温度过高，CO选择性过大，即二甲醚的选择性减小。 6．(1) 4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)  ∆H=-1200 kJ∙mol-1 ＜ (2)减小 (3) A 温度超过450℃时，催化剂的活性可能降低，催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降(或反应已达平衡，温度升高平衡逆向移动) (4) b 2+2e-+4H+=H2S2O4+2H2O 【详解】（1）ⅰ. ⅱ. 根据盖斯定律，将反应ⅰ×2+ⅱ得，CO(g)处理NO2(g)生成 N2(g)的热化学方程式为4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)  ∆H=(-226×2-748) kJ∙mol-1=-1200 kJ∙mol-1； 反应Ⅱ为放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，则活化能E2(正)＜E2(逆)。 （2）已知反应ii的 为速率常数，只与温度和活化能有关)，则平衡常数K=，若平衡后升高温度，平衡逆向移动，则减小。 （3）①催化剂Ⅰ条件下，a点后继续升高温度，脱氮率不断增大，则曲线上a点未达平衡，v正大于v逆，故选A。 ②催化剂Ⅱ条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降，可能是催化剂的活性降低，也可能是平衡移动引起，则原因可能是：温度超过450℃时，催化剂的活性可能降低，催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降(或反应已达平衡，温度升高平衡逆向移动)。 ③若起始投料比 =1，T0温度下，反应达平衡时，体系的总压强为a Pa、N2的体积分数为25%，设n(CO)=n(NO)=amol，参加反应NO的物质的量为x，则可建立如下三段式： N2的体积分数为25%，即，x=，则NO、CO、N2、CO2的分压分别为、、、，该温度下反应的平衡常数 Kp==Pa-1 （4）a所连电极使转化为H2S2O4，硫元素化合价降低，得电子，为阴极，则a为负极，直流电源的正极为b极；在阴极，得电子产物与电解质反应生成H2S2O4等，则电极反应式为2+2e-+4H+=H2S2O4+2H2O。 【点睛】相同条件下，同一可逆反应在不同催化剂作用下，同一反应物的平衡转化率相等。 7．(1)-1282 kJ·mol (2) 210℃ 催化剂对生成的反应活性下降，副反应的速率变大 (3) (4) < 【详解】（1）生成物的总焓-反应物的总焓，结合图1可知，； （2）由图2可知，随温度的升高，氨气的转化率增大，当温度高于210℃时，随温度升高氨气的转化率变化不大，氮气的选择性降低，综合考虑适宜的温度为210℃左右；随着温度的升高，的选择性下降的原因可能为催化剂对生成的反应活性下降，副反应的速率变大； （3）由可得，根据 ，由于，故，，，=； （4）  氮氯比相同时，升高温度，平衡平衡逆向移动，反应物转化率下降，高于，，的关系为<；将物质的量之和为3 mol的NO和以不同的氮氯比进行反应，A点氮氯比为2，NO为2mol，为1mol，A点两种物质按照系数比加入转化率相等，均为0.8，可知平衡时总物质的量为2.2mol，根据可求出平衡时总压， 。 8．(1) 曲线A 0.6/t0 ad (2) 正极 电极a 2NH3 + 6OH－－6e－= N2 + 6H2O 【详解】（1）①在恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应：N2+3H22NH3，随着反应的进行，氮气的浓度逐渐减小，减小幅度比氢气小，因此表示c(N2)的曲线是曲线A，故答案为：曲线A； ②0～t0时用H2表示反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1=mol·L-1·min-1，故答案为； ③a．恒容的密闭容器，压强逐渐减小，混合气体的压强不再变化，能说明达到平衡，a选； b．2c(H2)= 3c(NH3)不能说明浓度是否变化，因此不能说明达到平衡，b不选； c．根据质量守恒定律，混合气体的质量始终不变，不能说明达到平衡，c不选； d．NH3的体积分数不再变化，说明正逆反应速率相等，能说明达到平衡，d选； 故选ad。 （2）①在燃料电池中通入燃料的为负极，氧气的为正极，则电极a为负极，电极b为正极，故答案为正极； ②在燃料电池中阴离子移向负极，则电解质溶液中OH-离子向电极a移动，故答案为电极a； ③在燃料电池的负极上发生燃料氨气失电子的氧化反应，则碱性环境下电极a为负极，发生的电极反应为：2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O，故答案为：2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O。 9．(1)2NH3·H2O+CO2=(NH4)2CO3+H2O (2) 催化剂I 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向进行 (3) CO2+H++2e-=HCOO-或+CO2+2e-=HCOO-+ 当电路中通过的电量不太高时，Nafion膜可以阻止HCOO-到阳极即Pt电极上放电 AC 【详解】（1）现代工业技术可从空气或工业尾气中捕获CO2，氨水是常用的捕获剂，捕获时发生的反应是2NH3·H2O+CO2=(NH4)2CO3+H2O，故答案为：2NH3·H2O+CO2=(NH4)2CO3+H2O； （2）从图象中可知，在催化剂I的作用下，CO2的转化率是最高的，所以催化剂I的催化效果是最好的；该反应在a点达到平衡状态，a点的转化率比b点的高，是由于该反应为放热反应，温度升高，平衡吸热反应方向移动；故答案为：催化剂I；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向进行； （3）①由题干装置图可知，Sn为阴极、Pt为阳极，Sn电极生成HCOO-的电极反应式CO2+H++2e-=HCOO-，电解液里KHCO3产生的也可以向CO2提供H+，故电极反应方程式也可以写成：+CO2+2e-=HCOO-+，Pt电极上覆盖的Nafion膜是阳离子交换膜，对浓度不高的HCOO-有阻拦作用，相同条件下，当电路中通过的电量不太高时，Nafion膜可以阻止HCOO-到阳极即Pt电极上放电，导致HCOO-的产率明显增大，故答案为：CO2+H++2e-=HCOO-或+CO2+2e-=HCOO-+；当电路中通过的电量不太高时，Nafion膜可以阻止HCOO-到阳极即Pt电极上放电； ② A．由题干反应历程图可知，CO2加氢合成甲酸的总反应方程式为：CO2+H2HCOOH，原子利用率达100%，是一个最理想的“原子经济”反应，A正确； B．使用纳米金催化剂能有效降低CO2加氢制甲酸反应的活化能，加快反应速率，但不能影响反应物和生成物的总能量，故不能降低，B错误； C．由题干反应历程图可知，在纳米金催化剂表面上发生了C-O、C-N极性键和H-H非极性键的断裂，C正确； 故答案为：AC。 10．(1) 946 (2) < 其他条件相同，温度越低，速率越小，半衰期越长 300 (3)D (4) a (5) 【详解】（1）由图可知1molN(g)形成0.5mol时，能量变化为：(518-45)kJ=473 kJ，则键能为946；由图可知1mol生成0.5mol和1.5mol时吸收45kJ的热量，则氨气制氢反应的热化学方程式为； （2）①其他条件相同时，对应的半衰期短，可知其反应速率快，而温度越高反应速率越快，因此<； ②amol氨消耗一半时气体总物质的量为1.5amol，故此时总压强为200kPa×1.5=300kPa； （3）合成氨是可逆反应，H2不能完全反应，生成小于，A项错误； 代入数据计算，N2体积分数始终为50%，B项错误； 对于恒容密闭容器，充入氩气，体积不变，各物质浓度不变，反应速率不变，C项错误； 达到平衡时及时液化分离出，使得平衡正向移动，平衡转化率增大，D项正确； （4）投料比越大，H2的平衡转化率越小，故a点对应的H2平衡转化率最大。按化学计量数投料，产物体积分数最大时x为3。 ，a=0.4； 平衡体系中，，，，K=； （5）由图a电极上得电子生成氨气，电极方程式为：。 11．(1) (2) B (3) (4) 【详解】（1）根据物质的标准摩尔生成焓定义可知：①  ，②  ，③  ，根据盖斯定律可得。 （2）①A．增加的用量平衡正向移动，的转化率变大，而的转化率变小，A项错误； B．将刚性容器体积扩大1倍，相当于减小压强，反应Ⅰ正向移动，的转化率变大，B项正确； C．加入高效催化剂，可加快化学反应速率，化学平衡不移动，C项错误； 故选B； ②反应I： ，反应II：，根据所列关系可得平衡时各组分物质的量分别为：，，，，，刚性密闭容器体积是，则，反应Ⅰ的平衡常数。 （3）①与逐步反应机理是反应Ⅱ的逆过程，故重整中反应Ⅱ的，在反应Ⅱ历程中最大能垒步骤是。 ②反应Ⅱ的，升高温度，和均增大且平衡正向移动，根据图像增大减小，而减小增大，因此横坐标应该从右往左是温度升高，因此排除直线和，又因升高温度，平衡正向移动，历此增大的倍数小于增大的倍数，故直线代表，而直线代表。 （4）该电池的负极上乙醇在KOH碱性溶液中失电子生成碳酸根离子和水，负极的电极反应式为。 12．(1)低温 (2)减小 (3)AC (4) 适当降温，适当增大压强 升温，反应1平衡左移，生成CO2，反应2平衡右移，消耗CO2。温度高于 236°C 后，反应1生成的CO2大于反应2消耗的CO2 0.061 (5) 【详解】（1）根据 ΔG=ΔH-TΔS，反应I的ΔH<0，正反应气体体积数减小，ΔS<0，ΔG<0反应自发，自发进行的条件是低温； （2）反应1加上反应2所得的反应K=K1⋅K2，且所得新反应ΔH=ΔH1+ΔH2<0，是放热反应，升高温度平衡逆向移动，故所得的反应K减小，即K1⋅K2减小； （3）A．化学反应一定伴随能量变化，绝热密闭容器温度不变，说明反应平衡，A正确； B．反应前后无固体参与，气体质量不变，容器体积不变，根据ρ=m/V可知，密度一直不变，混合气体平均密度保持不变无法说明反应到达平衡，B错误； C．CH3OH的体积分数未平衡时会一直改变，保持不变时到达平衡，C正确； D．反应1也有二氧化碳参加反应，则v正(CO2)=v逆(CO) 不能说明反应已经平衡，D错误； 故选AC； （4）①反应I生成CH3OH，是气体体积减小的放热反应，要增大平衡时CH3OH的选择性，则可以适当降温，适当增大压强； ②根据反应I和反应II的ΔH，升温，反应1平衡左移，生成CO2，反应2平衡右移，消耗CO2，且反应I受温度影响更大，故温度高于 236°C 后，反应1生成的CO2大于反应2消耗的CO2； ③从图可知244°C二氧化碳转化率10.5%，甲醇选择性58.3%。则平衡甲醇物质的量为1×10.5% ×58.3%=0.061mol； （5）根据装置可知，CO在左侧电极得电子，转化为CH3OH，电解液为酸性，故电极反应为CO+4e-+4H+=CH3OH。 13．(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：。 14．(1) +123 高温 (2) 环己烷吸附在催化剂表面时会释放能量 小于 (3)a>b>c 【详解】（1）；，，，当时反应自发进行，即该反应高温下可自发进行； （2）①环己烷吸附在催化剂表面时会释放能量，使得的焓变小于零； ②脱氢的速率小于*，因为脱氢过程中到TS1这步的活化能很大，活化能越大，反应速率越慢，导致脱氢的速率整体小于*； ③设初始时，充入环己烷的物质的量为amol，可得三段式 总物质的量为(a+ax)mol，总压强为：，、、物质的量分数分别为、、，； （3）一定温度和压强下，在C6H12的量不变的情况下增大CO2的量，平衡向正反应方向移动，环己烷的平衡转化率增大，因此a>b>c。 15．(1) abcd ＞ (2) 随着反应的进行，二氧化氮浓度逐渐减小 1400 (3)2k2Kp 【详解】（1）①化学平衡状态的判断标准有两个：正反应速率与逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变。 a．在绝热体系中，因为反应本身吸热或放热，就会使体系的温度降低或升高，达到化学平衡状态时，体系能量不再变化，体系的温度就不再变化。 所以温度不变，能说明反应达到平衡状态，a项正确； b．该反应达到平衡状态时5v(NH3)正=4v(N2)逆，b项正确； c．该反应是一个反应前后气体体积变大的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，c项正确； d．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明浓度不再改变，d项正确； e．物质的量之比不能说明正逆反应速率相等或浓度不变，e项错误； 故选abcd； ②图中b点时还能有达到反应平衡，反应仍在继续进行，t2以后才达到反应平衡，b点对应的反应速率关系是v正＞v逆； （2）①0~2s内，该反应的平均速率v(NO2)=； ②反应速率与物质的量浓度成正比，随着反应进行，NO2的物质的量浓度减小，反应速率降低； ③第3s时该反应已经达到平衡状态，达到平衡状态时，，平衡常数K=； （3）当反应平衡时，有，即，又，则k1=2k2Kp。 16．(1)- 283kJ·mol-1 (2)CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-549kJ·mol-1 (3) 2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1453.28kJ·mol-1 363.32 kJ 11.2L 3 (4)Q1>Q2>Q3 (5)该反应的活化能很高 【详解】（1）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量，则一氧化碳的燃烧热为△H=-283kJ/mol，故答案为-283kJ/mol； （2）知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g)△H=-266kJ/mol，由盖斯定律：×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=×(-566)+(-266)=-549 kJ/mol，故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=-549 kJ/mol； （3）已知①CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) △H1 = －443.64 kJ·mol－1；②2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2 = －566.0 kJ·mol－1。由①②得2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)，所以△H =（－443.64 kJ·mol－1）+（－566.0 kJ·mol－1）=－1453.28kJ·mol－1，所以CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =－1453.28kJ·mol－1 。 ②由CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =－1453.28kJ·mol－1 可知，完全燃烧2mol CH3OH(1) (质量为64g) 放出1453.28kJ的热量，因此，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为363.32kJ ，生成的CO2气体标准状况下体积是11.2L；该反应完全燃烧16g甲醇，即0.5mol甲醇，转移电子数3mol。 （4）①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(1) △H=-Q1kJ/mol，②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(1) △H=-Q2kJ/mol，③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) △H=-Q3kJ/mol，反应②③相比，生成气态水和生成液态水相比，生成液态水放出的热量多，所以Q2＞Q3；反应①②相比，②反应生成单质硫，单质硫转化为二氧化硫时会放出热量，所以Ql＞Q2；综上所述Q1、Q2、Q3三者大小关系为：Ql＞Q2＞Q3，故答案为Ql＞Q2＞Q3。 （5）C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，该反应吸收的热量较小，只是意味着断键吸收的能量略大于成键放出的能量，并不代表反应容易进行，由于此反应实际很难发生，需要很高的温度和压强，说明断键需要的能量较高，即反应的活化能较大。 17．(1) (2)d (3) (4) 0.225 5.33或 B B 【详解】（1）利用盖斯定律可知，将①+②得：； （2）反应是反应前后气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，正反应为放热反应，降温平衡正向移动，则为提高的平衡转化率，需要平衡正向移动，采用的条件为低温高压。故选d项； （3）同一反应，增加其中一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身转化率降低，图示随着横坐标[]增大，相当于不变时，增大，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，而氢气的转化率降低，所以X为； （4）①根据已知信息，可列出三段式： ，化学平衡常数；反应后总的物质的量浓度为2.50，由压强之比等于物质的量之比等于物质的量浓度之比可知，则平衡后压强为，、、、的物质的量浓度分数分别为、、、，分压分别为、、、，故。 ②A．反应方程式为，当时，反应达到平衡状态，A项错误； B．由于该反应是在恒温恒容条件下进行的，且属于前后气体体积不等的反应，根据公式pV=nRT可知，当压强不变，该反应一定达到平衡，B项正确； C．由于该反应是在恒温恒容条件下进行的，且均为气体参与，根据公式可知，密度恒定与平衡状态无关，C项错误； D．由于此温度下，平衡常数为5.33，不是1，所以浓度满足不处于平衡状态，D项错误； ③分别对比AB或CD实验可知，在同样温度下，Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率增加，甲醇选择性高，所以选择BD进行比较，同样催化剂条件下，温度升高，转化率升高，而甲醇的选择性却降低，所以用生产甲醇的最优实验为B。 18．(1)A (2) (3)= (4) (5)B (6)正 (7) 【详解】（1）使用FeCl3作催化剂，可降低反应所需的活化能，加快反应速率，但最终氧气生成量不变，故符合的图象为A，故答案为：A； （2）由盖斯定律可知，故被氧化成和的热化学方程式为 （3）时，此反应达到平衡状态，，故答案为：= （4）的平均反应速率 （5）A．V（CO2）=V（CO），未指明正逆反应速率，无法判断反应是否达到平衡状态，故A错误； B．单位时间内生成的同时，生成，正逆反应速率相等，化学反应达到平衡状态，故B正确； C．反应前后气体分子数不变，故容器中气体压强始终不随时间的变化而变化，无法判断反应是否达到平衡状态，故C错误； D．和浓度相等，并不能说明和浓度保持不变，故D错误； 故选B； （6）原电池中阳离子向正极移动，图中阳离子向a极移动，故a极为正极，故答案为：正； （7）B（Cu）为正极，其电极反应式为。 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 $$