2025届高三化学二轮复习-- -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．（2024·浙江·模拟预测）水是生命之源，生产和生活都离不开水。请回答： (1)置于密闭容器中的纯水(如图所示)，存在平衡：H2O(l) H2O(g)  ΔH=+44 kJ/mol。一定温度下达到平衡时，p(H2O)(水蒸气产生的压强)为一定值，该压强称为相应温度下的饱和蒸气压。若将水置于敞口容器中，当水的饱和蒸气压与外界气压相同时，水就会沸腾。 ①从反应自发性角度分析，常温下水能够挥发的原因是 。 ②已知：一定物质的量的气体产生的压强与温度成正比；当水中溶有非挥发性溶质时，水的沸点会升高。在下图中画出水和水中加入非挥发性溶质时的饱和蒸气压随温度的变化曲线并分别标注纯水、溶液 。 (2)水蒸气和沼气(含CO2)的催化重整反应可用于制氢气，相关反应如下： Ⅰ．CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH1=+260kJ/mol Ⅱ．CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)  ΔH2=－41kJ/mol Ⅲ．CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)  ΔH3=+247kJ/mol 其他反应：甲烷高温分解等原因造成的积碳反应。 ①工业生产中常采用700℃左右的高温，原因是 。 ②一定温度下，某密闭容器中充入一定量CH4(g)、H2O(g)、CO(g)和H2(g)发生反应Ⅰ，下列有关说法正确的是 。 A．若反应在恒压容器中进行，容器体积不再发生变化时，反应达到平衡状态 B．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量CH4，达到新平衡后，与原平衡相比，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后，降低体系温度，达新平衡时，CO体积分数一定减小 D．若反应在恒压容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量Ar，达到新平衡时，c(H2)比原平衡大 ③在催化剂作用下，反应Ⅰ机理涉及如下过程(*代表催化剂吸附中心位点，CH2*代表吸附态的CH2)： (a)：CH4+* → CH2*+H2      (b)：H2O+2*H*+OH*     (c)： (d)：          (e)：CO*CO+* 2．（24-25高三上·湖北·阶段练习）以CO2、CO、H2为原料可合成C2H5OH、HCHO等有机物，其中以CO2、H2为原料制备乙醇时涉及如下两个反应： ① ΔH1=-172.6kJ·mol–1 ② ΔH2=+41.2kJ·mol–1 (1)反应的ΔH= ，该反应在 (填“高温”或“低温”)下自发。 (2)在适当条件下，将一定量的CO2、H2混合于恒容密闭容器中，二者可发生反应： I． ΔH3=-135kJ·mol–1 Ⅱ． ΔH2=+41.2kJ·mol–1(副反应) 测得不同温度下平衡时HCHO、CO的选择性[HCHO的选择性×100%、CO的选择性×100%]及CO2的转化率随温度的变化如图所示。 ①图中三条曲线，表示平衡时CO选择性的曲线是 (填字母)。 ②下列一定能说明反应I(不考虑反应Ⅱ)达到平衡状态的是 (填字母)。 a．气体密度保持不变　　b．K不变　　c．混合气体总物质的量保持不变 (3)一定温度下，将5molCO2和amolH2通入密闭容器中，在Cu/ZrO催化剂作用下发生反应：，维持容器压强为6MPa，10min时反应达到平衡状态，测得平衡时容器的容积为开始时的60%。 ①当a 15(填“>”或“<”)时，CO2的平衡转化率小于H2的平衡转化率。 ②当a=15时，该反应0～10min内，υ(H2)= MPa·min–1，压强平衡常数Kp= MPa–4(保留一位小数)。 3．（2024高三·全国·竞赛）2024年诺贝尔化学奖授予巴文迪(M。G．Bawendi)、布鲁斯(L。E．Brus)和伊基莫夫(A．I．Ekimov)，以表彰他们在量子点(Quantum Dots，QDs)的发现和发展方面的贡献。量子点是一种粒径约2～10nm的零维纳米晶体，常见的量子点体系有I—VI、II—VI、III—V、VI—VI族元素形成的半导体材料及其复合体系，例如、等等。量子点具有组成可调变、亮度高和稳定性好的发光特性，在生命科学、光电子器件、显示技术等方面都具有广泛的应用。 (1)量子点的合成与尺寸调控是决定其性能的关键因素。常用溶液合成法根据溶剂不同分为两大体系：水溶液和有机溶剂体系。巴文迪等人发展的基于金属有机前驱体的有机体系热注入法实现了量子点的精确调控，被认为量子点合成的里程碑事件。但水相体系自有优势，水相体系的量子点控制合成也一直在推进之中。 ①合成量子点最简便的方法是：在含有保护剂的溶液中加入一定量的溶液，得到蓝色分散体系。通过加入使溶液的pH保持在11左右。写出此反应的离子方程式 。制备时需要注意的是，(a)反应的溶液需要预先除去氧气，反应过程也需要惰性气氛保护；(b)在确定原料的比例时，溶液稍稍过量；(c)水相体系中常用的一类保护剂是含有巯基的羧酸类有机物，例如巯基乙酸()。分别简述以上注意事项的原因 。 ②鉴于上问采用的合成法始终需要惰性气体保护，研究者进行了反应体系的改进。在含有保护剂的溶液中，依次加入一定量的、和溶液，通过调变反应物浓度和放置时间，可以获得不同尺寸的。写出CdSe生成的离子方程式 。这里是还原剂，反应中有无色气泡产生，这些气泡也形成了保护气氛。 (2)在半导体量子点光学性质与粒子尺寸关联的物理机制研究中，测得不同尺寸量子点相应的吸收光谱，如下图所示。可以看出，随着量子点尺寸的变化，吸收峰的位置和形状均发生变化。 ①随着量子点尺寸变大，吸收峰的位置发生 。 (a)蓝移(向短波长方向移动)            (b)红移(向长波长方向移动) ②随着量子点尺寸变大，吸收峰的半峰宽 。 (a)变窄             (b)变宽 解释峰宽发生相应变化的原因 。 (3)量子点可作为荧光探针。此处，我们先了解一般发光体系在激发光作用下发射荧光所涉及的基本过程： (6—1) (6—2) (6—3) 这里，A*表示基态分子或者物种(如量子点)，A*为吸收光后产生的激发态分子，为光强(吸光强度)。为激发态分子发射光子反应的速率常数，为激发态分子通过无辐射跃迁(如振动耗能)方式返回基态的速率常数。此处对应的反应(6—1)的速率可写作。激发态分子发射光子反应的速率。 荧光量子产率定义为：=体系发射的光子数/体系吸收的光子数。为荧光强度。，对于无淬灭剂体系，F记为。 ①推导上述体系的荧光量子产率的表达式 (该记为)。 ②撤去激发光光源后，体系发光也逐渐停止。从激发光截止时刻开始，监测体系荧光强度的变化，定义所经历的时间为荧光寿命，其中为激发态分子A*的浓度，为激发光截止时刻激发态分子的浓度。推导体系的荧光寿命的表达式 (该记为)。 (4)荧光淬灭，是指特定物质(淬灭剂)导致发光体系荧光强度减少的现象。荧光淬灭的原因很多，机理复杂，主要包括动态淬灭和静态淬灭两种。 ①动态淬灭：这是因激发态荧光分子与淬灭剂碰撞使其荧光淬灭的现象，在(3)中所示基本发光过程的基础上，还存在着如下一种消耗A*的过程：(6—4)，写出动态淬灭体系的荧光量子产率的表达式 。写出此体系荧光寿命的表达式 。 ②静态淬灭则是因为基态荧光分子A与淬灭剂Q间通过相互作用形成复合物AQ，而该复合物不发出荧光，从而导致荧光淬灭的现象。在(3)中基本发光过程的基础上，还存在一个竞争A的过程：，这一竞争导致可以吸收激发光光子的分子数A按比例降低。写出静态淬灭体系的荧光量子产率和荧光寿命的表达式 。 (5)加入淬灭剂后，体系的荧光强度从变为，通常符合关系式：，为淬灭系数。 (提示：淬灭剂浓度通常远大于量子点的浓度。) ①写出动态淬灭中淬灭系数K的表达式 。 ②推导静态淬灭中淬灭系数K的表达式 。 (6)量子点荧光淬灭方法已应用于生物分子的检测。在腺嘌呤脱氧核糖核苷酸(dAMP)对CdSe的量子点荧光发射影响的研究中，获得如下实验数据： 浓度 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 1.00 1.17 1.34 1.51 1.69 1.88 2.07 ①计算腺嘌呤脱氧核糖核苷酸(dAMP)的荧光淬灭系数K 。 ②典型CdSe量子点的荧光寿命，结合上小题中的数据，若设该过程为动态淬灭，计算淬灭反应速率常数 ；若为静态淬灭，给出。依据这些数据是否能判断实验体系中荧光淬灭是动态还是静态淬灭机制 ？若能，请说明理由。若不能，请给出一个简单的实验设计用以判断荧光淬灭机制 。 4．（23-24高三下·吉林四平·期中）化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。请回答下列问题。 (1)在密闭容器内，时仅发生反应，体系中开始仅含有和，随时间的变化如下表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 ①时，生成的物质的量为 ，在第时，的转化率为 。 ②如图中表示变化曲线的是 (填字母)。 ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 a．每消耗，生成的 b．各物质组分的物质的浓度不再改变 c．混合气体的平均相对分子质量不变 d．容器内密度保持不变 (2)在一定温度下，密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图： ①比较时刻，正、逆反应速率大小： (填“>”“=”或“<”)。 ②若，计算反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为 。 ③如果升高温度，则 (填“增大”“减小”或“不变”)。 5．（24-25高三上·河南·阶段练习）三氯硅烷在空气中极易燃烧，与水剧烈反应，是制造有机硅化合物、生产多品硅的基本原料。请回答下列问题： (1)多晶硅由与在还原炉中进行气相沉积反应得到，写出气相沉积反应的化学方程式 。 (2)的纯度会影响多晶硅的质量。工业上通过氯化反应将中的含碳杂质甲基氯硅烷[，]与氯气反应转化为高氯含量的甲基氯硅烷，后续再进行精馏除杂。从分子间作用力的角度，分析氯化反应的目的是 。 (3)氯化反应中，SiHCl3(g)也可能与Cl2(g)反应。某温度下，在恒容反应器中，先通入氮气，然后将反应器抽至真空(约0.1MPa)，缓慢充入一定量的Cl2和SiHCl3充分反应。通入氮气的作用是 。 (4)在和反应体系中，释放氯原子与反应有a、b两种反应机理(如图所示，TS表示过渡态)。 ①和按反应机理a进行反应时，若要提高的平衡转化率，可以采取的措施有 (答一点)。 ②和主要按反应机 (填“a”或“b”)进行反应，理由是 。 ③的 。 ④中的含碳杂质和也能发生类似的氯化反应，生成的同时还生成了与互为同分异构体的化合物M，则化合物M的结构简式为 。 6．（23-24高三下·浙江·期中）工业上可采用丙烯氨氧化法制丙烯腈，其中丙烯原料通过丙烷脱氢获取。丙烷脱氢过程中可能发生的反应有： 主反应：①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) 副反应：②C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) ③C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ④C3H8(g)+H2(g)C2H6(g)+CH4(g) (1)气相体系的平衡常数常用Kp表示[对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数，记作Kp]，p(B)=p•x(B)，p为体系总压，x(B)为平衡体系中B的物质的量分数。恒压(设为p)、恒温条件下，在密闭容器中通入amol丙烷发生主反应，平衡时，测得丙烷的脱氢转化率为x，计算Kp= 。(用含p的字母表示) (2)丙烷脱氢主、副反应的平衡常数Kp与温度T的关系如图1所示。 ①判断主反应能够自发的条件 。(填“高温”或“低温”) ②常压下，丙烷脱氢的平衡转化率y与温度T、水烃比M的关系如图2所示。工业生产实际采用恒压条件下，充入高温水蒸气的办法提高丙烷的平衡转化率，分析高温水蒸气能够提高平衡转化率的原因 。 (3)工业生产中常引入氧化剂CO2，发生反应⑤H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)    △H=-41kJ•mol-1。如表为反应气中C3H8/CO2配比对丙烷转化率、产物选择性及丙烯收率的影响。 C3H8/CO2(mol) C3H8转化率(mol%) 选择性(mol%) C3H6收率(mol%) CH4 C2H6+CH4 C3H6 1/1.3 14.8 14.9 0 85.1 12.6 1/2.4 23.2 17.2 0 82.8 19.2 1/3.6 22.8 16.5 0 83.5 19.1 1/6.8 18.0 39.7 0 60.3 10.9 下列说法不正确的是 。 A．引入氧化剂CO2可消耗部分脱氢产物H2，从而提高了丙烷的转化率和丙烯的选择性和收率 B．引入氧化剂CO2可降低反应的能耗 C．CO2在高温下可有效抑制催化剂表面的积碳反应，有利于催化剂活性的保持 D．高温条件下，更有利于主反应发生，提高了丙烯的选择性 (4)丙烯氨氧化法制丙烯腈，原料氨的合成可在常压下用电化学方法实现。以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3做催化剂，在250℃和常压下电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。电极反应式 和2Fe+3H2O+N2=Fe2O3+2NH3。 7．（24-25高三上·四川自贡·开学考试）I．回答下列问题： (1)已知：298K时， ，    ， 则的燃烧热 。 (2)葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化物时的热化学方程式为： 。则100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量约为 (保留一位小数)。 Ⅱ．一定温度下，体积为2L的密闭容器中，X、Y间发生反应。各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题： (3)该反应的化学方程式可表示为 。在1到2min中内用X表示该反应的速率是 ，该反应达最大限度时Y的转化率为 。 (4)若X为无色气体，Y为红棕色气体。下列描述能表示反应达平衡状态的是___________。 A． B．容器中X与Y的物质的量相等 C．容器内气体的颜色不再改变 D．容器内气体的平均相对分子质量不再改变 (5)、和熔融可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨Ⅱ电极上生成氧化物，则石墨Ⅰ电极是 (填“正极”或“负极”)，石墨Ⅱ的电极反应式为 。 8．（23-24高三下·安徽亳州·期中）乙烯工业是石油化工产业的核心，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一、我国学者利用催化氧化制取，实现了资源的再利用。 回答下列问题： (1)实验测得，反应中各物质的能量变化如图所示，稳定性：过渡态1 过渡态2(填“大于”或“小于”)，反应   。 (2)、、三种分子中碳原子的杂化类型有 种，水、乙烷、乙烯的沸点逐渐减小，原因是 。 (3)和按物质的量1∶1投料，在923K和保持总压恒定的条件下，在催化剂作用下发生反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   实验探究“氧化制”的影响，所得实验数据如表： 催化剂 转化率/% 转化率/% 产率/% 催化剂X 19.0 34.7 3.3 结合具体反应分析，在该催化剂作用下，氧化的主要产物是 ，判断依据是 。 (4)一定温度下，向1L密闭容器中充入1.2mol和2mol，在催化剂作用下发生反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   ①t min后反应达到平衡，容器内为0.6mol，为0.4mol，则 ，的平衡总转化率为 %(保留1位小数)。 ②实验测得乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性(指生成乙烯的物质的量占参加反应的乙烷物质的量的百分比)与温度、压强的关系如图所示，判断的理由是 ；M点对应条件下，反应  的平衡常数为 (用气体分压表示，列出计算式即可)。 （24-25高三上·上海·阶段练习）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。已知合成氨：。合成氨工业中的其化学平衡常数K与温度t的关系如下表： t/℃ 200 300 400 平衡常数 0.5 9．、的大小关系是 。 A．    B．    C． 10．在密闭恒容的容器中，下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是_______。(不定项) A． B．混合气体的密度保持不变 C．容器内压强保持不变 D．的浓度之比为1∶3∶2 11．化工生产为做到又“快”又“多”采用多种方法。合成氨工业中为实现“多”可采取的措施有_______。(不定项) A．使用高效催化剂 B．升高温度 C．增大压强 D．降低温度 12．400℃时，氨分解反应的化学平衡常数的值为 。若在此温度下2L容器中，某时刻测得和的物质的量分别为3mol、1mol和3mol时，此时氨分解反应的 (填写“>”“=”或“<”) 13．已知部分化学键键能数据如下 化学键 键能/ 436 391 根据相关数据，计算的键能为 。 工业上用氨气与硫酸制造等铵态氮肥。 14．的溶液中各离子浓度关系正确的是_______ (不定项)。 A． B． C． D． 15．向溶液中通入少量HCl气体，溶液中的浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)，运用平衡移动原理解释其原因 16．（24-25高三上·上海·开学考试）工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。 Ⅰ.在C和的反应体系中： 反应1： 反应2： 反应3：___________ (1) ； (2)①设，反应1、2和3的y随温度的变化关系如下图所示。图中对应于反应3的线条是 (选填字母序号) ②已知更有利于反应发生，根据①中的图判断一定压强下随着温度的升高，气体中与物质的量之比 。 A．不变         B．增大          C．减小 (3)水煤气反应：。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是 。 Ⅱ.工业上用C还原来减少它对空气的污染，在密闭容器中和足量C发生。 相同时间内测得的生成速率与的生成速率随温度变化如图1所示；维持温度不变，相同时间内测得转化率随压强变化如图2所示。回答问题。 (4)图1和图2所示A、B、C、E、F、G六点中，反应处于平衡状态的点有 。 (5)下列说法错误的是___________。 A．图1中A点的生成速率与的生成速率相等，则反应处于平衡状态 B．图2中 C．图2中平衡常数 D．在恒温恒容下，向图2中G点体系中充入一定量，达平衡后，与原平衡相比，的平衡转化率减小 17．（24-25高三上·上海闵行·阶段练习）合成氨厂的副产物CO2可用于CH4-CO2催化重整，其主要反应原理：  。 已知：①   ②   ③   (1)根据盖斯定律，该催化重整反应的 。(用表示) (2)有利于提高CH4平衡转化率的条件是___________。 A．高温 B．高压 C．使用催化剂 D．增大CO2浓度 (3)不能判断该反应已经达到平衡的是___________。 A．混合气体的平均摩尔质量不变 B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中CO2的体积分数不变 (4)向容积为2L的密闭容器中充入1molCH4和1molCO2反应至5min时达到平衡，此时CH4转化率25%，则0~5min内CO2的平均反应速率 。 18．（24-25高三上·吉林·阶段练习）如图为工业合成氨的流程图，回答下列问题： (1)图中采取的措施可提高原料平衡转化率的是 (填序号)。 (2)对于工业合成氨的说法正确的是 (填字母)。 A．温度越高，催化剂的活性越大 B．工业合成氨的条件是和，此时催化剂活性最大，反应速率较快 C．压强越大，速率越快，平衡产率越高，所以工业合成氨压强越大越好 (3)某兴趣小组为研究“不同条件”对工业合成氨反应物平衡转化率的影响情况，在密闭容中进行了如表实验：(反应起始的温度和压强均相同)： 序号 起始投入量 反应物平衡转化率 H2 NH3 ①恒温恒容 1mol 3mol 0 ②绝热恒容 1mol 3mol 0 ③恒温恒压 2mol 6mol 0 则： 、 (填“>”“<”或“=”)。 (4)在容积相同的三个密闭刚性容器中，分别投入和，在不同温和、不同催化剂表面积(和)条件下，反应体系压强随时间变化关系如图甲所示。 ①曲线III对应的温度和催化剂表面积可能为 。 ②在曲线III对应条件下，某反应容器中的分压依次是，此时反应速率 (填“<”“>”或“=”)。 甲 (5)如图乙表示条件下，平衡时的体积分数与原料气投料比的关系。若投料比为4时，氨气的体积分数为的体积分数可能为图乙中的 (填“M”“N”或“”点)。 乙 19．（2024·湖南衡阳·模拟预测）化合物在生产、环保研究等方面用途非常广泛，回答下列问题： 硝酸厂尾气可以回收制备硝酸。 已知：①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)  ΔH1=-113.0kJ/mol； ②3NO2(g)＋H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g)  ΔH2=-138.0kJ/mol。 (1)反应④4NO(g)＋2H2O(g)+3O2(g)=4HNO3(g)  ΔH3= ；该反应在 (“高温”或“低温”)反应下能自发进行。 (2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A．增大NO2的浓度，反应②的平衡向正反应方向移动 B．降低温度，反应①和①的正、逆反应速率都减小 C．恒温恒容下充入氦气，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动 D．增大压强，反应①和②重新达到平衡的时间不同 (3)向一恒容密闭容器中充入适量NH3和O2，在一定条件下发生反应，氧化产物是N2、NO、NO2、N2O中的一种，达到平衡时改变温度，各物质的浓度与温度关系如图所示。 ①乙是 (填化学式)，写出该反应的化学方程式： 。 ②正反应ΔH (填“>”“<”或“=”)0，判断依据是 。 ③T3K时NH3的平衡转化率为 。 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) 水变成水蒸气是熵增大的过程 (2) 反应Ⅰ和Ⅱ均为吸热反应，高温能够提高甲烷的平衡转化率，也能加快反应速率 温度过高会造成积碳的生成，影响催化剂的催化性能（或温度过高，副反应增多） AC CH2*+OH* CO*+ H2+*或CH2*+OH* CO*+ H2+ H* 【详解】（1）①从过程的自发性角度分析，常温下水能够挥发的原因是水变成水蒸气是熵增大的过程。故答案为：水变成水蒸气是熵增大的过程； ②一定物质的量的水的饱和蒸气压与温度成正比，当水中溶有非挥发性溶质时，水的沸点会升高，图二水中加入非挥发性溶质时，饱和蒸气压与温度的变化曲线，溶液在纯水的下方，。故答案为：； （2）①工业生产中常采用700℃左右的高温，原因是反应Ⅰ．CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH1=+260kJ/mol和Ⅲ．CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)  ΔH3=+247kJ/mol均为吸热反应，高温能够提高甲烷的平衡转化率，也能加快反应速率；温度过高会造成积碳的生成，影响催化剂的催化性能(或温度过高，副反应增多)。故答案为：反应I和Ⅲ均为吸热反应，高温能够提高甲烷的平衡转化率，也能加快反应速率；温度过高会造成积碳的生成，影响催化剂的催化性能(或温度过高，副反应增多)； ②一定温度下，某密闭容器中充入一定量CH4(g)、H2O(g)、CO(g)和H2(g)发生反应Ⅰ．CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH1=+260kJ/mol，A．反应是前后气体体积变化的反应，若反应在恒压容器中进行，容器体积不再发生变化时，反应混合物的组成保持不变，反应达到平衡状态，故A正确； B．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量CH4，达到新平衡后，与原平衡相比，正反应速率增大，逆反应速率也增大，故B错误； C．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后，降低体系温度，平衡逆向移动，达新平衡时，CO体积分数一定减小，故C正确； D．若反应在恒压容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量Ar，相当于扩大体积，减小反应混合物的压强，平衡正向移动，氢气物质的量增大的幅度小于体积增大的幅度，达新平衡时，c(H2)比原平衡小，故D错误； 故答案为：AC； ③在催化剂作用下，反应Ⅰ机理涉及如下过程(*代表催化剂吸附中心位点，CH2*代表吸附态的CH2)(a)：CH4+* → CH2*+H2 (b)：H2O+2*H*+OH* (c)：CH2*+OH*CO*+H2+* 或CH2*+OH*CO*+H2+H*；(d)：2H*H2 +2*；（c、d顺序可以调换，符合总反应式的其它合理答案亦可）(e)故答案为：CH2*+OH*CO*+H2+* 或CH2*+OH*CO*+H2+H*；2H*H2 +2*。 2．(1) -255kJ•mol-1 低温 (2) a c (3) ＜ 0.3 9.5 【详解】（1）由盖斯定律可知，用①－2×②即可得：；依据能自发进行，该反应、，则在低温下自发进行。 （2）①生成甲醛的反应为放热反应，升温时平衡逆向移动，甲醛的选择性降低，生成CO的反应是吸热反应，升温有利于平衡向正反应方向移动，CO的选择性升高，故a表示CO的选择性、c表示甲醛的选择性，从而可确定b表示的转化率； ②a．由于气体总质量保持不变，容器容积保持不变，故密度一直保持不变，则气体密度保持不变，不能说明反应I(不考虑反应Ⅱ)达到平衡状态，a不符合题意； b．K只随着温度变化，K不变，不能说明反应I(不考虑反应Ⅱ)达到平衡状态，b不符合题意； c．由于向右进行的反应是气体分子数目减小的反应，故当总物质的量保持不变时反应处于平衡状态，c符合题意； 故选c。 （3）①当、H2物质的量之比等于1:3时，二者平衡转化率相等，当二者比值不等于化学计量数之比时，过量的物质转化率较小，故填＜； ②恒温恒压条件下，容器体积之比等于气体物质的量之比，故达到平衡时气体总共为(5mol+15mol)×60%=12mol，设甲醇的变化量为x，列三段式有 则5－2x+15－6x+x+3x=12mol，解得x=2mol，各物质平衡分压：、、、，开始时，υ(H2)=MPa·min–1，MPa–4。 3．(1) (2) (3) (4) (5) (6) 【详解】 4．(1) 0.013 65% b bc (2) > 增大 【详解】（1）①由表格可知，3s是NO的物质的量为：0.007mol，则转化了0.013mol，根据方程式，消耗0.013molNO，生成的物质的量为0.013mol；在第时，的物质的量已经不变，说明达到平衡状态，NO转化的物质的量为：0.013mol，转化率为； ②NO2的物质的量从0开始增加，3s时，NO转化了0.013mol，浓度变化量为，故图中表示变化曲线的是b； ③a．每消耗，生成的，均为正反应方向，不能判断达到平衡状态，a错误； b．各物质组分的物质的浓度不再改变，说明达到平衡状态，b正确； c．该反应前后气体的分子数变化，气体总质量不变，当混合气体的平均相对分子质量不变时达到平衡状态，c正确； d．气体总质量不变，容器体积不变，容器内密度始终保持不变，不能判断达到平衡状态，d错误； 故选bc； （2）由图可知，M的物质的量增加，为生成物，N的物质的量减少，为反应物，t2时刻，N减少了4mol，M增加了2mol，故化学方程式为2N(g)M(g)； ①t2时刻后M的物质的量仍在增加，说明未达到化学平衡状态，反应正向进行，正反应速率>逆反应速率； ②若，反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为：； ③升高温度，正逆反应速率均增大，故增大。 5．(1) (2)高氯含量的甲基氯硅烷的相对分子质量大，分子间作用力越大，沸点更高。氯化反应将沸点较低的甲基氯硅烷转化为沸点较高的甲基氯硅烷，精馏效果更好，的纯度更高 (3)避免与空气、水反应 (4) 增大浓度(或适当降温或及时分离出生成物) b 的活化能比的活化能小，按反应机理b反应的速率大 －266.8 【详解】（1）多晶硅由与在还原炉中进行气相沉积反应得到，因此反应方程式为：。 （2）高氯含量的甲基氯硅烷的相对分子质量大，分子间作用力越大，沸点更高。氯化反应将沸点较低的甲基氯硅烷转化为沸点较高的甲基氯硅烷，精馏效果更好，的纯度更高。 （3）三氯硅烷在空气中极易燃烧，与水剧烈反应，氯化反应中通入氮气的作用是避免与空气、水反应。 （4）①和按反应机理a进行反应：，该反应是气体分子数不变的放热反应，通过增大浓度、适当降温、及时分离出生成物等均促进平衡正向移动，提高的转化率； ②的活化能比的活化能小，按反应机理b反应的速率大； ③由图可知： ， ， 两式相加可得： ； ④和发生氯化反应，取代得到，取代得到。 【点睛】题以“三氯硅烷生产多晶硅”为学科情境，考查对“物质制备原理、分子结构与性质、化学反应机理、化学平衡移动、化学反应热效应定量计算”的认知与理解。 6．(1) (2) 高温自发 稀释反应物相当于减小压强，同时升高温度，有利于丙烷脱氢平衡正向移动 (3)D (4)Fe2O3+3H2O+6e-=2Fe+6OH- 【详解】（1）恒压(设为p)、恒温条件下，在密闭容器中通入amol丙烷发生C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)反应，平衡时，测得丙烷的脱氢转化率为x，则反应消耗丙烷的物质的量为axmol、剩余丙烷a(1-x)mol，反应生成丙烯axmol、生成氢气axmol，则Kp= 。 （2）①根据图示，主反应Kp随温度升高而增大，正反应吸热，正反应气体物质的量增多，△s>0，则主反应能够自发的条件为高温自发； ②正反应吸热，正反应气体物质的量增多，充入高温水蒸气，稀释反应物相当于减小压强，同时升高温度，有利于丙烷脱氢平衡正向移动。所以充入高温水蒸气的办法提高丙烷的平衡转化率。 （3）A．引入氧化剂CO2发生反应H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)，可消耗部分脱氢产物H2，C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)平衡正向移动，从而提高了丙烷的转化率和丙烯的选择性和收率，故A正确； B．H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)    △H=-41kJ•mol-1，正反应放热，引入氧化剂CO2可降低反应的能耗，故B正确； C．CO2和C在高温条件下反应生成CO，CO2在高温下可有效抑制催化剂表面的积碳反应，有利于催化剂活性的保持，故C正确； D．H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)    △H=-41kJ•mol-1，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，氢气浓度增大，使C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)逆向移动，高温条件下，不利于主反应发生，故D错误； 选D。 （4）丙烯氨氧化法制丙烯腈，原料氨的合成可在常压下用电化学方法实现。以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3做催化剂，在250℃和常压下电化学合成氨。阴极区发生总反应为N2+6H2O+6e-=2NH3+6OH-，总反应减去2Fe+3H2O+N2=Fe2O3+2NH3得电极反应式为Fe2O3+H2O+6e-=2Fe+6OH-。 7．(1)285.8 (2) (3) 60% (4)CD (5) 正极 【详解】（1）①2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+483.6kJ/mol；②H2O(g)=H2O(l)ΔH2=-44.0kJ/mol， H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=ΔH2-ΔH1=-285.8kJ/mol，则氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol； （2）根据热化学方程式：可知，1molC6H12O6完全氧化时放出热量2800kJ，其摩尔质量为180g/mol，100g C6H12O6物质的量为：，则完全氧化时放出热量：； （3）X为生成物，物质的量变化0.3mol；Y为反应物，物质的量变化0.6mol，根据变化量之比等于化学计量数之比，且反应物最终未消耗完全，得化学方程式：；在1到2min中内，X物质的量变化0.1mol，则；反应达到平衡，反应物Y消耗0.6mol，其转化率：； （4）若X为无色气体，Y为红棕色气体，则X为N2O4，Y为NO2，该反应为：； A．2v(X)=v(Y)，未指明反应进行方向，无法判断反应是否达平衡状态，故A项错误； B．反应进行过程中的某时刻，容器中X与Y的物质的量可能恰好相等，无法判断反应是否达平衡状态，故B项错误； C．反应过程中，容器内气体颜色不断变化，当容器内气体的颜色不再改变，可以判断反应达平衡状态，故C项正确； D．根据，反应过程中各物质均为气体，混合气体总质量不变，反应前后气体物质的量变化，则气体平均相对分子质量不断变化，当容器内气体的平均相对分子质量不再改变，可以判断反应达平衡状态，故D项正确； 故答案为：CD； （5）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨Ⅱ电极上NO2发生反应生成氧化物Y(N2O5)，反应过程中N元素化合价从+4价升高到+5价，发生失电子的氧化反应，电极反应式：，则石墨Ⅱ电极为负极，则石墨I电极为正极。 8．(1) 大于 +177 (2) 3 水分子间存在氢键，乙烷的相对分子质量比乙烯大，范德华力大 (3) CO 的产率低，说明催化剂有利于提高反应Ⅱ的速率和选择性 (4) 91.7 两个反应均为体积增大的反应，增大压强，平衡均向逆反应方向移动，压强越大，乙烷的转化率越小，相同温度下，条件下乙烷的平衡转化率更小，故压强更大 【详解】（1）物质能量越低越稳定，由图可知，过渡态1的能量低于过渡态2，所以稳定性大于过渡态；的总能量为—477kJ/mol，的总能量为—300kJ/mol，则反应的△H=(—300kJ/mol)—(—477kJ/mol)=+177kJ/mol，故答案为：大于；+177； （2）二氧化碳分子中碳原子的杂化方式为sp杂化、乙烷分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化、乙烯分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，共有3种；水分子能形成分子间氢键，分子间作用力最大，沸点最高，乙烷和乙烯的晶体都为分子晶体，乙烷的相对分子质量大于乙烯，分子间作用力大于乙烯，沸点高于乙烯，所以水、乙烷、乙烯的沸点逐渐减小，故答案为：3；水分子间存在氢键，乙烷的相对分子质量比乙烯大，范德华力大； （3）由表格数据可知，二氧化碳和乙烷的起始物质的量比为1：1的条件下反应时，二氧化碳的转化率高于乙烷，乙烯的产率远远小于乙烷的转化率，说明催化剂有利于提高反应Ⅱ的速率和选择性，所以二氧化碳氧化乙烷的主要产物是一氧化碳，故答案为：CO；的产率低，说明催化剂有利于提高反应Ⅱ的速率和选择性； （4）①由题意可知，反应达到平衡时，二氧化碳的物质的量为0.4mol，则tmin内二氧化碳的反应速率为= mol/(L·min)；平衡时乙烯的物质的量为0.6mol，由方程式可知，反应Ⅰ消耗乙烷和二氧化碳的物质的量都为0.6mol，则反应Ⅱ中消耗二氧化碳的物质的量为2mol—0.4mol—0.6mol=1mol，消耗乙烷的物质的量为1mol×=0.5mol，所以反应中乙烷的转化率为故答案为：；91.7%； ②由方程式可知，两个反应均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡均向逆反应方向移动，乙烷的转化率减小，由图可知，P1条件下乙烷的转化率小于P2，所以压强大于P2；由图可知，M点乙烷的转化率为50%，乙烯的选择性为80%，反应Ⅰ消耗的乙烷、二氧化碳的物质的量分别为1.2mol×50%×80%=0.48mol、0.48mol，反应生成乙烯、一氧化碳和水蒸气的物质的量为0.48mol；反应Ⅱ消耗乙烷、二氧化碳的物质的量分别为1.2mol×50%—0.48mol =0.12mol、0.12mol×2=0.24mol，反应生成一氧化碳、氢气的物质的量为0.12mol×4=0.48mol、0.12mol×3=0.36mol，则平衡时，乙烷、二氧化碳、乙烯、一氧化碳、水蒸气、氢气的物质的量分别为0.6mol、1.28mol、0.48mol、0.96mol、0.48mol、0.36mol，气体总物质的量为4.16mol，反应Ⅰ的平衡常数=，故答案为：两个反应均为体积增大的反应，增大压强，平衡均向逆反应方向移动，压强越大，乙烷的转化率越小，相同温度下，条件下乙烷的平衡转化率更小，故压强更大；。 9．A 10．C 11．CD 12． 2 > 13．946 14．CD 15． 增大 溶液中发生水解反应：，通入HCl后，上升，水解平衡向左移动(或HCl电离出的抑制的水解)，故会增大 【解析】9．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H<0，温度升高，平衡逆向移动，K减小，即K1＞K2，故选A。 10．A．结合化学计量数可知：，时不能说明反应达到平衡，故A不选； B．体系中气体的总质量和体积始终保持不变，则混合气体的密度始终保持不变，即混合气体的密度保持不变，不能说明反应是否平衡，故B不选； C．恒容下，该反应的正反应是气体总物质的量减小的反应，若反应未平衡，压强将减小，容器内压强保持不变，说明反应已平衡， 故C选； D．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2无法判断三者的浓度是否还会变化，也就无法判断反应是否已平衡，故D不选； 故答案为C。 11．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是气体体积减小的放热反应，实现“多”，就要使合成氨反应尽可能向右进行，可采用增大压强的方式进行，实际生产中往往采用20MPa~50MPa高压，也可采用降低温度的方法，催化剂不影响平衡转化率，故选CD。 12．反应为反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的逆反应，所以400℃时，的K==2，当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3mol和1mol、3mol时，QC=<2，反应正向进行，>。 13．设的键能为x，反应物的总键能-生成物的总键能=2x+3×436-6×391=-92，解得x=946。 14．A．的溶液中水解使溶液呈酸性，且水解是微弱的，则溶液中存在：，A错误； B．的溶液中会发生水解使溶液呈酸性，但水解是微弱的，则溶液中存在：，B错误； C．的溶液中存在电荷守恒：，C正确； D．的溶液中存在电荷守恒：和物料守恒：，则，D正确； 故选CD。 15．溶液中发生水解反应：，通入HCl后，上升，水解平衡向左移动(或HCl电离出的抑制的水解)，故会增大。 16．(1)-222 (2) a B (3)水蒸气和煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于增大化学反应速率 (4)C、F、G (5)AB 【详解】（1）反应3=2反应1－反应2，故； （2）①该反应为放热反应，，正向气体分子数增加，为熵增的反应，，随着温度的升高，其y减小，故反应3对应的线条为a； ②反应3－反应1可得到：C(s)+CO2(g)=2CO(g)，，温度升高，反应正向进行，反应2逆向进行，气体中CO和CO2的物质的量之比增大，选B； （3）交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应的理由是：水蒸气和煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于增大化学反应速率； （4）图1中，由可知，NO2的生成速率(逆反应速率)应该是N2的生成速率(正反应速率)的二倍时才能使正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足；图2中，是气体体积增大的反应，EF段，压强增大，NO2的转化率升高，说明反应在正向进行，F点刚好达到平衡，FG段，增大压强，NO2的转化率降低，说明平衡逆向移动，G点也为平衡状态，故C、F、G点为平衡状态的点； （5）A．由(4)小问的分析，A点未达到平衡状态，A错误； B．该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，NO2的转化率减小，故图2中E到F段曲线还未达到平衡状态，v逆逐渐增大，F恰好达到平衡状态，此时v正=v逆，故，B错误； C．平衡常数K只与温度有关，温度不变，K不变，E点和G点温度相同，故K(E)=K(G)，C正确； D．在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2，反应物浓度增大，平衡正向移动，但与原平衡相比，等效于加压，NO2的平衡转化率减小，D正确； 故选AB。 17．(1) (2)AD (3)C (4)0.025mol/(L·min) 【详解】（1）由题干已知：①②③可知，反应2③-②-①得催化重整反应，根据盖斯定律，该催化重整反应的，故答案为：； （2）由题干方程式可知，该反应正反应是一个气体体积增大的吸热反应，故有： A．由分析可知，高温化学平衡正向移动，则可提高CH4的平衡转化率，A符合题意； B．由分析可知，增大压强化学平衡逆向移动，即高压不利于提高CH4的平衡转化率，B不合题意； C．使用催化剂化学平衡不移动，即CH4的平衡转化率不变，C不合题意；     D．增大CO2浓度化学平衡正向移动，则CH4的平衡转化率增大，D符合题意； 故答案为：AD； （3）由题干方程式可知，该反应正反应是一个气体体积增大的吸热反应，故有： A. 由题干方程式可知，反应前后气体的质量不变，混合气体的总物质的量发生改变，即混合气体的平均摩尔质量一直在改变，故混合气体的平均摩尔质量不变说明反应达到化学平衡，A不合题意； B. 由题干方程式可知，混合气体的总物质的量发生改变，即密闭容器中总压强一直在改变，即密闭容器中总压强不变说明反应达到化学平衡，B不合题意； C. 由题干方程式可知，反应前后气体的质量不变，密闭容器体积不变，即容器中混合气体的密度始终保持不变，故密闭容器中混合气体的密度不变不能说明反应达到化学平衡，C符合题意； D. 化学平衡的特征之一为各组分的百分含量保持不变，即密闭容器中CO2的体积分数不变说明反应达到化学平衡，D不合题意； 故答案为：C； （4）向容积为2L的密闭容器中充入1molCH4和1molCO2反应至5min时达到平衡，此时CH4转化率25%，根据题干方程式可知，5min内反应掉的CO2和CH4一样多即0.25mol，故则0~5min内CO2的平均反应速率==0.025mol/(L·min)，故答案为：0.025mol/(L·min)。 18．(1)②⑤ (2)B (3) > < (4) ， < (5)P 【详解】（1）增大压强，合成氨反应正向移动，液化分离出氨气后的氮气和氢气循环到热交换器内重复利用，可提高原料平衡转化率，可提高原料平衡转化率的是②⑤。 （2）A．催化剂在一定温度范围内活性最大，故A错误； B．工业合成氨的条件是和，此时催化剂活性最大，反应速率较快，故B正确； C．压强越大，速率越快，平衡产率越高，但工业合成氨，要考虑设备承压能力和动力消耗等因素，不是压强越大越好，故C错误； 选B。 （3）合成氨反应放热，①②比较，②绝热恒容，温度升高，平衡逆向移动，转化率减小，所以>；①③比较，③相当于增大压强，平衡正向移动，转化率增大，<。 （4）在容积相同的三个密闭刚性容器中，分别投入和，在不同温和、不同催化剂表面积(和)条件下，反应体系压强随时间变化关系如图甲所示。 ①Ⅱ、Ⅲ初始压强小，反应温度低，III反应速率大于Ⅱ，可知III催化剂面积大，曲线III对应的温度和催化剂表面积可能为、。 ②在曲线III对应条件下， 50-x+150-3x+2x=160，x=20，；某反应容器中的分压依次是，Qp=，此时反应逆向进行，速率<。 （5）投料比等于系数比，平衡体系中产物的百分含量最大，所以氮气和氢气的投料比等于3时，氨气的百分含量最大，则投料比为4时，氨气的体积分数可能为图乙中的p点。 19．(1) -615.0kJ/mol 低温 (2)AB (3) NH3 ＜ 由图可知，升高温度，氨气的浓度升高，说明平衡向逆反应方向进行 40% 【详解】（1）已知①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-113.0kJ/mol②3NO2(g)＋H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g) ΔH2=-138.0kJ/mol反应①×3+②×2得到目标方程式4NO(g)＋2H2O(g)+3O2(g)=4HNO3(g)，-615.0kJ/mol，又由于该反应为气体分子数减小的反应，ΔS<0，ΔH-TΔS<0时反应能自发进行，则反应③在低温条件下能自发进行； （2）A．增大NO2的浓度，反应②的平衡向正反应方向移动，故A正确； B．降低温度，反应①和①的正、逆反应速率都减小，故B正确； C．恒温恒容下充入氦气，各组分浓度不变，平衡不移动，故C错误； D．两个反应是在同一体系中进行，增大压强，反应①和②重新达到平衡的时间相同，故D错误； 故答案为：AB； （3）由图可知，T2℃升温到T4℃时，甲、丁浓度分别下降0.12mol/L、0.04mol/L，乙、丙浓度分别上升0.08mol/L、0.06mol/L，各物质物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比为6∶2∶4∶3，氧化产物是N2、NO、NO2、N2O时，化学方程式分别是：、、、，符合化学计量数之比为6∶2∶4∶3的为，即乙为氨气、丙为氧气、甲为水、丁为N2； ①乙为NH3；反应的化学方程式为：； ②由图可知，升高温度，氨气的浓度升高，说明平衡向逆反应方向进行，； ③T3K时，甲(H2O)、乙(NH3)浓度相同，设为x，即 氨气转化率为：。 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 $$