2025届高三化学高考备考一轮复习——化学反应的方向和化学反应的调控

2025届高三一轮复习——化学反应的方向和化学反应的调控 一、选择题 本题包括8小题，共24分，每小题只有一个选项正确。 1. [2023·江苏盐城期中]下列说法正确的是( ) A. 自发反应是指不需要条件就能发生的反应 B. 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 C. 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D. 常温下，反应不能自发进行，则该反应的 2. 下列生产和生活中的做法或事实，与调控反应速率无关的是( ) A. 牛奶放在冰箱中冷藏 B. 使用加酶洗衣粉洗涤衣物 C. 汽车的橡胶轮胎中要添加抑制剂 D. 工业合成氨时，及时将氨液化分离 3. [2023·浙江杭州期中]下列说法正确的是( ) A. 化学反应中的能量变化都表现为热量变化 B. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 C. 升高体系的温度可以提高活化分子百分数 D. 自发性可以确定反应的速率和反应的限度 4. 下列关于焓判据和熵判据的说法不正确的是( ) A. 放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B. 由焓判据和熵判据组合成的复合判据更适合判断所有过程的自发性 C. 常温下，碳酸钙的分解反应不能自发进行，但其在较高温度下能自发进行 D. 放热过程或熵增加的过程一定是自发的 5. 灰锡结构松散，不能用于制造器皿；白锡结构坚固，可以制造器皿。已知在、条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为、。现把白锡制造的器皿放在、的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用？( ) A. 会变 B. 不会变 C. 不能确定 D. 升高温度才会变 6．下列关于工业合成氨的叙述正确的是(　　) A．合成氨工业温度选择为700 K左右，只是为了提高NH3产率 B．使用催化剂和施加高压，都能提高反应速率，但对化学平衡状态无影响 C．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高N2、H2的转化率 D．合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氢气浓度 7. [2023·浙江湖州期末]下列有关工业合成氨的说法不正确的是( ) A. 用迅速冷却的方法将氨液化，并不断移去液氨，利于反应正向进行 B. 选择温度，是为了保证尽可能大的平衡转化率 C. 增大压强，有利于增大反应速率和平衡混合物中氨的体积分数 D. 原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 8. [2023·江苏苏州期中]下列有关合成氨反应：的说法不正确的是( ) A. 若合成氨反应的，在较低温度下不能自发进行 B. 氮气和氢气反应的活化能很大，需要外界提供能量才可能发生反应 C. 向恒温、恒容密闭容器中充入和，充分反应后放出的热量小于 D. 温度升高，反应物的活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 9. [2023·安徽阜阳期末]合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能：、。下列说法正确的是( ) A. 一定条件下，反应能自发进行的原因是 B. C. 合成氨反应使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率 D. 合成氨反应中使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率，使用高压的目的是增大化学反应速率 10. 化学反应进行的方向和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题。下列有关化学反应进行的方向和限度的说法中不正确的是( ) A. 恒温、恒容的密闭容器中发生反应，若B是有色物质，A、C均为无色物质，达到平衡后，加入一定量C，体系的颜色会变深 B. 一定温度下，两个容积相同的密闭容器中分别放有二氧化氮、气态溴，起始时两个容器中气体颜色相同，若将容器的容积压缩至原来的一半，则 C. 综合考虑反应速率和限度，以及催化剂活性，合成氨一般选择 D. 恒温时，对于反应，起始时充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为，此时若给体系加压至原来压强的两倍，则A的体积分数仍为 二、选择题 本题包括6小题共24分 每小题有一个或两个选项正确。 11. 反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一。下列说法中正确的是( ) A. 、的反应一定可以自发进行 B. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢 C. 可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，一定小于零 D. 常温下，反应不能自发进行，该反应的 12．如图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率采取的措施是(　　) A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④ 13. [2023·辽宁营口开学考]恒容密闭容器中，对于可逆反应，下列说法中正确的是( ) A. 达到平衡后充入，当重新达到平衡时，和的转化率均增大 B. 达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了的产率 C. 达到平衡后，缩小容器容积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高的转化率 D. 加入适宜的催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大，而逆反应速率减小 14. [2023·广东佛山期中]工业合成氨的流程图如图所示。下列有关生产条件的调控作用分析错误的是( ) A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B. 步骤②“加压”可以加快反应速率，但压强过高，氨的产率会降低 C. 步骤③中一般选择控制反应温度为，因为在该温度下催化剂的活性最大 D. 步骤④、⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本 15．化学反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表： 反应 积碳反应 CH4(g)=== C(s)＋2H2(g) 消碳反应 CO2(g)＋C(s) ===2CO(g) ΔH/kJ·mol－1 75 172 活化能(kJ·mol－1) 催化剂X 33 91 催化剂Y 43 72 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(　　) A．K积、K消均增加 B．v积减小、v消增加 C．催化剂X效果比Y好 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大 16. [2023·广东深圳模拟]氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨和氧气为原料，利用“氨催化氧化法”生产，在合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ： Ⅰ. Ⅱ. 现将、充入恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物质的量随温度变化曲线如图所示。已知：有效转化率。 下列说法不正确的是( ) A. 该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好 B. 时，的有效转化率约为 C. 工业上氨催化氧化生成时，最佳温度应控制在左右 D. 高于，随温度升高而下降可能是反应Ⅱ的平衡逆向移动导致的 三、填空题 本题包括4小题 共56分 17．CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH________0(填“＞”或“＜”)。实际生产条件控制在250 ℃、1．3×104 kPa左右，选择此压强的理由是_____________________________________________________________________。 18. [2023·辽宁卷·18选编]硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化: 。 （1） 为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率下反应速率（数值已略去）与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是   。 .温度越高,反应速率越大 .的曲线代表平衡转化率 . 越大，反应速率最大值对应的温度越低 .可根据不同 下的最大速率，选择最佳生产温度 （2） 为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是  （填标号）。 （3） 设的平衡分压为，的平衡转化率为，用含和的代数式表示上述催化氧化反应的  （用平衡分压代替平衡浓度计算）。 19．(2024山东维坊市高三一模)苯乙烯是重要的基础化工原料，工业上常利用乙苯催化脱氢制备苯乙烯。涉及的反应如下： ⅰ.C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g)  △H1  ⅱ.C6H5C2H5(g)＋H2(g) C6H5CH3(g)＋CH4(g)  △H2  ⅲ.C6H5C2H5(g) C6H6(g)＋CH2＝CH2(g)  △H3  回答下列问题： (1)已知部分化学键的键能： 化学键 C－C C＝C C－H H－H 键能/(mol·L-1) 332 611 414 436 △H2 ＝ kJ·mol-1。 (2)一定温度下，在恒压密闭容器中充入乙苯和水蒸气，在催化剂作用下发生上述反应，测得反应体系中甲苯的选择性S()及随时间变化曲线如图所示。 曲线乙代表的是 ，水蒸气做稀释气，增大水蒸气的物质的量，乙苯的转化率将 (填“变大”“变小”或“不变”)。曲线甲随时间变化的原因之一是催化剂积碳，水蒸气的存在还有利于减少积碳，原因是 。 (3)将6mol水蒸气和1mol乙苯混合，通入初始压强为的恒压密闭容器，测得乙苯的平衡转化率、苯和甲苯的选择性随温度的变化关系分别如图所示。 620℃条件下进行反应，达到平衡时容器中H2的物质的量n(H2)＝ mol，反应ⅰ的平衡常数KP＝ kPa(列出计算式)。 20．(2024届山省烟台市高三一模)氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用．涉及反应如下： 反应Ⅰ：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) △H1 ＝－206.2kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)  △H2  反应Ⅲ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)  △H3 ＝－165.0kJ·mol－1 回答下列问题： (1)△H2 ＝ kJ·mol－1。 (2)已知反应Ⅱ的速率方程为，其中分别为正、逆反应的速率常数。如图(lgk表示速率常数的对数：表示温度的倒数)所示a、b、c、d四条斜线中，能表示lgk逆随变化关系的是斜线 (填标号)。 (3)温度T2时，在固定容积的容器中充入一定量的H2和1molCO，平衡时H2和CO的转化率(α)及CH4和CO2的物质的量(n)随变化的情况如图所示。 ①图中表示α(CO)、m(CH4)变化的曲线分别是 、 (填标号)；m＝ ；CH4的选择性 。 ②已知起始充入1mol的CO和0.5mol的H2进行上述反应时，起始压强为1.5p0。反应1的 (用p0表示)：温度，时，可能对应图中X、Y、Z、W四点中的 (填标号)。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三一轮复习——化学反应的方向和化学反应的调控 一、选择题 本题包括8小题，共24分，每小题只有一个选项正确。 1. [2023·江苏盐城期中]下列说法正确的是( ) A. 自发反应是指不需要条件就能发生的反应 B. 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 C. 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D. 常温下，反应不能自发进行，则该反应的 【答案】D 【解析】自发反应是指在一定条件下能自动进行的反应，故 错误；非自发过程在一定条件下可能变为自发过程，故 错误；使用催化剂只能改变反应的活化能，改变化学反应速率，不能改变化学反应进行的方向，故 错误。 2. 下列生产和生活中的做法或事实，与调控反应速率无关的是( ) A. 牛奶放在冰箱中冷藏 B. 使用加酶洗衣粉洗涤衣物 C. 汽车的橡胶轮胎中要添加抑制剂 D. 工业合成氨时，及时将氨液化分离 【答案】D 【解析】工业合成氨时，及时将氨液化分离，是降低生成物的浓度，使平衡正向移动，与调控反应速率无关，符合题意。 3. [2023·浙江杭州期中]下列说法正确的是( ) A. 化学反应中的能量变化都表现为热量变化 B. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 C. 升高体系的温度可以提高活化分子百分数 D. 自发性可以确定反应的速率和反应的限度 【答案】C 【解析】化学反应中的能量变化形式有多种：光能、声能、电能等，故 错误；有的吸热反应不需加热，故 错误；化学反应的自发性只能用于判断化学反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和反应的速率以及反应的限度，故 错误。 4. 下列关于焓判据和熵判据的说法不正确的是( ) A. 放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B. 由焓判据和熵判据组合成的复合判据更适合判断所有过程的自发性 C. 常温下，碳酸钙的分解反应不能自发进行，但其在较高温度下能自发进行 D. 放热过程或熵增加的过程一定是自发的 【答案】D 【解析】仅采用焓判据或熵判据来判断某过程是否具有自发性都不全面，应采用复合判据 来判断。 5. 灰锡结构松散，不能用于制造器皿；白锡结构坚固，可以制造器皿。已知在、条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为、。现把白锡制造的器皿放在、的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用？( ) A. 会变 B. 不会变 C. 不能确定 D. 升高温度才会变 【答案】A 【解析】在、条件下，白锡变为灰锡过程中，因此在此温度和压强下白锡会变为灰锡。 6．下列关于工业合成氨的叙述正确的是(　　) A．合成氨工业温度选择为700 K左右，只是为了提高NH3产率 B．使用催化剂和施加高压，都能提高反应速率，但对化学平衡状态无影响 C．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高N2、H2的转化率 D．合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氢气浓度 答案　C 解析　合成氨反应为放热反应，温度较高不利于提高原料利用率，故A错误；催化剂和高压能加快反应速率，增大压强平衡正移，催化剂对平衡无影响，故B错误；减少生成物的浓度平衡正向移动，所以将NH3液化分离，可提高N2、H2的转化率，故C正确；增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化率，而本身转化率降低，所以合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可增加氮气的浓度，故D错误。 7. [2023·浙江湖州期末]下列有关工业合成氨的说法不正确的是( ) A. 用迅速冷却的方法将氨液化，并不断移去液氨，利于反应正向进行 B. 选择温度，是为了保证尽可能大的平衡转化率 C. 增大压强，有利于增大反应速率和平衡混合物中氨的体积分数 D. 原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 【答案】B 8. [2023·江苏苏州期中]下列有关合成氨反应：的说法不正确的是( ) A. 若合成氨反应的，在较低温度下不能自发进行 B. 氮气和氢气反应的活化能很大，需要外界提供能量才可能发生反应 C. 向恒温、恒容密闭容器中充入和，充分反应后放出的热量小于 D. 温度升高，反应物的活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 【答案】A 【解析】合成氨反应 的，，时，反应能够自发进行，则合成氨反应在较低温度下能自发进行，故 错误。 9. [2023·安徽阜阳期末]合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能：、。下列说法正确的是( ) A. 一定条件下，反应能自发进行的原因是 B. C. 合成氨反应使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率 D. 合成氨反应中使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率，使用高压的目的是增大化学反应速率 【答案】B 【解析】根据题给信息可知，题给反应是熵减且放热的反应，因此一定条件下题给反应能自发进行的原因是,项错误；，得到，项正确；催化剂不会改变反应物的平衡转化率，项错误；题给反应是放热反应，使用高温会降低反应物的平衡转化率，项错误。 10. 化学反应进行的方向和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题。下列有关化学反应进行的方向和限度的说法中不正确的是( ) A. 恒温、恒容的密闭容器中发生反应，若B是有色物质，A、C均为无色物质，达到平衡后，加入一定量C，体系的颜色会变深 B. 一定温度下，两个容积相同的密闭容器中分别放有二氧化氮、气态溴，起始时两个容器中气体颜色相同，若将容器的容积压缩至原来的一半，则 C. 综合考虑反应速率和限度，以及催化剂活性，合成氨一般选择 D. 恒温时，对于反应，起始时充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为，此时若给体系加压至原来压强的两倍，则A的体积分数仍为 【答案】B 【解析】由题给信息可知，加入无色物质，的平衡逆向移动，有色物质 的量增加，有色物质 的浓度变大，体系的颜色加深，正确；二氧化氮和气态溴是不同种物质，即使颜色相同，也无法比较其浓度的大小，错误；综合考虑反应速率和限度以及催化剂活性，合成氨一般选择，正确；设起始时、的物质的量均为，平衡时转化，增大压强，平衡正向移动，设加压以后 又转化了，列“三段式”有 ， ，正确。 二、选择题 本题包括6小题共24分 每小题有一个或两个选项正确。 11. 反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一。下列说法中正确的是( ) A. 、的反应一定可以自发进行 B. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢 C. 可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，一定小于零 D. 常温下，反应不能自发进行，该反应的 【答案】D [解析]，反应自发进行，由 可知，若，，则在低温下 可能大于0，反应不一定可以自发进行，项错误；反应的自发性只能判断反应的方向，不能确定反应的快慢，项错误；可逆反应正向进行时，由 可知，若，，在高温条件下正反应也具有自发性，项错误；题给反应中，若不能自发进行，则需满足，即，项正确。 12．如图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率采取的措施是(　　) A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④ 答案　C 解析　工业合成氨反应的化学方程式为N2＋3H22NH3，反应是可逆反应，正反应气体体积减小，正反应是放热反应；依据合成氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施为：增大压强，液化分离出氨气，氮气和氢气的循环使用。 13. [2023·辽宁营口开学考]恒容密闭容器中，对于可逆反应，下列说法中正确的是( ) A. 达到平衡后充入，当重新达到平衡时，和的转化率均增大 B. 达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了的产率 C. 达到平衡后，缩小容器容积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高的转化率 D. 加入适宜的催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大，而逆反应速率减小 【答案】C [解析]达到平衡后，充入，平衡向正反应方向移动，达到新平衡后，的转化率增大，而 的转化率减小，错误；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，不利于 的生成，错误；达到平衡后，缩小容器容积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有利于提高 的转化率，正确；加入适宜的催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间，错误。 14. [2023·广东佛山期中]工业合成氨的流程图如图所示。下列有关生产条件的调控作用分析错误的是( ) A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B. 步骤②“加压”可以加快反应速率，但压强过高，氨的产率会降低 C. 步骤③中一般选择控制反应温度为，因为在该温度下催化剂的活性最大 D. 步骤④、⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本 【答案】B [解析]步骤①中“净化”可除去杂质，防止催化剂中毒，故 正确；合成氨的反应为反应前后气体分子数减小的反应，增大压强有利于平衡正向移动，提高原料转化率和氨的产率，加压也可以提高反应速率，故 错误；时催化剂的活性最大，催化效果最佳，因此步骤③中一般选择控制反应温度为，故 正确；步骤④、⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本，故 正确。 15．化学反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表： 反应 积碳反应 CH4(g)=== C(s)＋2H2(g) 消碳反应 CO2(g)＋C(s) ===2CO(g) ΔH/kJ·mol－1 75 172 活化能(kJ·mol－1) 催化剂X 33 91 催化剂Y 43 72 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(　　) A．K积、K消均增加 B．v积减小、v消增加 C．催化剂X效果比Y好 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大 答案　AD 解析　A．由表格数据可知，积碳反应、消碳反应都是吸热反应，所以升高温度，平衡右移，K积、K消均增加，A正确；B．升高温度，混合气中各分子的能量均升高，分子碰撞的次数增多，反应速率加快，所以v积增大、v消增加，B不正确；C．从表中活化能数据(活化能数值越大，反应越困难)可以看出，对于积碳反应，催化剂X效果比Y好，对于消碳反应，催化剂X效果比Y差，C不正确；D．从图中曲线看，催化剂表面的积碳量是先增大后减小，则表明随着温度的不断升高，v消增加的倍数比v积增加的倍数大，D正确。 16. [2023·广东深圳模拟]氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨和氧气为原料，利用“氨催化氧化法”生产，在合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ： Ⅰ. Ⅱ. 现将、充入恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物质的量随温度变化曲线如图所示。已知：有效转化率。 下列说法不正确的是( ) A. 该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好 B. 时，的有效转化率约为 C. 工业上氨催化氧化生成时，最佳温度应控制在左右 D. 高于，随温度升高而下降可能是反应Ⅱ的平衡逆向移动导致的 [解析]由题图可知，低温时反应的主要产物为氮气，即主要发生反应Ⅱ，说明 合金催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好，正确；由题图可知，时，发生反应Ⅰ生成，消耗，发生反应Ⅱ生成，消耗，则 的有效转化率为，错误；由题图可知，时，相同反应时间内，的物质的量最大，说明该温度下最有利于 的生成，因此工业上氨催化氧化生成 时，最佳温度应控制在 左右，正确；后，随着温度的升高而下降，其原因可能是题给反应Ⅱ为放热反应，高于 时平衡逆向移动，使 的物质的量减少，正确。 三、填空题 本题包括4小题 共56分 17．CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH________0(填“＞”或“＜”)。实际生产条件控制在250 ℃、1．3×104 kPa左右，选择此压强的理由是_____________________________________________________________________。 【答案】　＜　在1．3×104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强，CO转化率提高不大，同时生产成本增加 【解析】　从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故ΔH＜0，综合温度、压强对CO转化率的影响，在1．3×104 kPa下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。 18. [2023·辽宁卷·18选编]硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化: 。 （1） 为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率下反应速率（数值已略去）与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是   。 .温度越高,反应速率越大 .的曲线代表平衡转化率 . 越大，反应速率最大值对应的温度越低 .可根据不同 下的最大速率，选择最佳生产温度 （2） 为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是  （填标号）。 （3） 设的平衡分压为，的平衡转化率为，用含和的代数式表示上述催化氧化反应的  （用平衡分压代替平衡浓度计算）。 【答案】（1）cd （2）d （3） [解析]（1） 项，题图中3条曲线随着温度升高反应速率先升高后降低，错误；项，在相同温度下 的曲线代表的转化率最低，说明反应没有达到平衡，其不是平衡转化率，错误；项，根据题图中、0.90和0.92反应速率最大时对应的温度可知， 越大，反应速率最大值对应的温度越低，正确；项，根据题图不同转化率 下的最大速率，可以选择对应的最佳生产温度，正确。 （2）设 的初始物质的量为,列“三段式”： ，,,所以。 （3）根据题图，对应 转化率在所有温度下均最高，催化性能最佳。 19．(2024山东维坊市高三一模)苯乙烯是重要的基础化工原料，工业上常利用乙苯催化脱氢制备苯乙烯。涉及的反应如下： ⅰ.C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g)  △H1  ⅱ.C6H5C2H5(g)＋H2(g) C6H5CH3(g)＋CH4(g)  △H2  ⅲ.C6H5C2H5(g) C6H6(g)＋CH2＝CH2(g)  △H3  回答下列问题： (1)已知部分化学键的键能： 化学键 C－C C＝C C－H H－H 键能/(mol·L-1) 332 611 414 436 △H2 ＝ kJ·mol-1。 (2)一定温度下，在恒压密闭容器中充入乙苯和水蒸气，在催化剂作用下发生上述反应，测得反应体系中甲苯的选择性S()及随时间变化曲线如图所示。 曲线乙代表的是 ，水蒸气做稀释气，增大水蒸气的物质的量，乙苯的转化率将 (填“变大”“变小”或“不变”)。曲线甲随时间变化的原因之一是催化剂积碳，水蒸气的存在还有利于减少积碳，原因是 。 (3)将6mol水蒸气和1mol乙苯混合，通入初始压强为的恒压密闭容器，测得乙苯的平衡转化率、苯和甲苯的选择性随温度的变化关系分别如图所示。 620℃条件下进行反应，达到平衡时容器中H2的物质的量n(H2)＝ mol，反应ⅰ的平衡常数KP＝ kPa(列出计算式)。 【答案】(1)－60 (2)甲苯的选择性 变大 水蒸气与积碳发生反应 C＋H2O＝CO＋H2，消除积碳 (3)0.664 【解析】(1)△H=反应物键能总和-生成物键能总和，则△H2=苯基总键能＋-=-60kJ/mol； (2)随乙苯转化率增大，反应ⅰ中生成更多氢气，体系中氢气的物质的量增加，有利于反应ⅱ正向进行，则甲苯选择性增大，体系中甲苯的物质的量增大，故减小，则曲线甲代表，曲线乙代表的是甲苯的选择性；该反应在恒压密闭容器中，增大水蒸气的物质的量，容器体积增大，相当于减小压强，平衡向气体分子数增加的方向移动，即平衡正向移动，则乙苯的转化率将变大；一定温度下，水蒸气能和C反应：C＋H2O＝CO＋H2，故水蒸气的存在还有利于减少积碳；(3)随乙苯转化率增大，反应ⅰ中生成更多氢气，体系中氢气的物质的量增加，甲苯物质的量增大，则图中带有“▼”标识的曲线为乙苯转化率；通过(1)可知，反应ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成甲苯的物质的量减小，甲苯的选择性减小，则图中上方无标识曲线代表甲苯选择性，图中下方无标识曲线代表苯选择性；620℃条件下进行反应，达到平衡时，乙苯的转化率为80%，苯的选择性为3%，甲苯的选择性为7%，反应开始时，乙苯的物质的量为1mol，则反应消耗的乙苯的物质的量为0.8mol，生成苯的物质的量为0.024mol，生成甲苯的物质的量为0.056mol，则转化生成苯乙烯所消耗乙苯的物质的量为0.8mol-0.024mol-0.056mol=0.72mol，则生成氢气的物质的量为0.72mol，反应生成甲苯所消耗氢气的物质的量为0.056mol，则反应剩余氢气的物质的量为0.664mol； 反应结束后，乙苯的物质的量为0.2mol，苯乙烯的物质的量为0.72mol，氢气的物质的量为0.664mol，苯的物质的量为0.024mol，乙烯的物质的量为0.024mol，甲苯的物质的量为0.056mol，甲烷的物质的量为0.056mol，气体总物质的量为0.2mol＋0.72mol＋0.664mol＋0.056mol＋0.024mol＋0.056mol＋0.024mol ＋6mol=7.744mol，则反应ⅰ的平衡常数=。 20．(2024届山省烟台市高三一模)氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用．涉及反应如下： 反应Ⅰ：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) △H1 ＝－206.2kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)  △H2  反应Ⅲ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)  △H3 ＝－165.0kJ·mol－1 回答下列问题： (1)△H2 ＝ kJ·mol－1。 (2)已知反应Ⅱ的速率方程为，其中分别为正、逆反应的速率常数。如图(lgk表示速率常数的对数：表示温度的倒数)所示a、b、c、d四条斜线中，能表示lgk逆随变化关系的是斜线 (填标号)。 (3)温度T2时，在固定容积的容器中充入一定量的H2和1molCO，平衡时H2和CO的转化率(α)及CH4和CO2的物质的量(n)随变化的情况如图所示。 ①图中表示α(CO)、m(CH4)变化的曲线分别是 、 (填标号)；m＝ ；CH4的选择性 。 ②已知起始充入1mol的CO和0.5mol的H2进行上述反应时，起始压强为1.5p0。反应1的 (用p0表示)：温度，时，可能对应图中X、Y、Z、W四点中的 (填标号)。 【答案】(1)－41.2 (2)d (3) a c 62.5 60% X 【解析】(1)根据盖斯定律可知反应Ⅱ＝反应Ⅰ－反应Ⅲ，所以； (2)化学反应速率与温度成正比，随着温度的降低，横坐标的在增大，此时正逆反应速率均降低，则lgk正和lgk逆均减小，反应Ⅱ的正反应为放热反应，因此温度降低平衡正向移动，则，则降低相同的温度时lgk逆减小更快，图中斜线在降低的是cd，而降低更快的是d，故答案为d。(3)①结合反应，越大，CO转化率越大直到接近100%，而氢气本身的转化率将下降，故a表示CO转化率、b表示H2转化率，随着的增大，CO接近完全转化，CH4产率逐渐增大，直到接近100%，故c表示CH4产率变化的曲线，a表示CO转化率，b表示H2转化率，d表示CO2产率变化的曲线；温度T2时，在固定容积的容器中充入一定量的H2和1molCO，由图可知＝1，因此充入1molH2，设出未知数并列出三段式如下： CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)  CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)  a表示CO转化率因此m点计算CO转化率，观察图可知b表示H2转化率，因此此时H2转化率为87.5%，d表示CO2产率，由此可得，，，计算可得，，代入可得；CH4的选择性；②根据上述分析可计算出各气体平衡时的量：n(CO)＝1－x－y＝1－0.625＝0.375mol，，，，，平衡时总的气体的物质的量为：，由于起始充入1mol的CO和0.5mol的H2进行上述反应，起始压强为1.5p0，由于温度均为T2，那么Kp均是相同的，可知当起始充入1mol的CO和1mol的H2进行上述反应，根据物质的量之比等于压强之比可知，该反应的起始压强为2.0p0，达到平衡时的压强为1.25p0，由此计算：；温度为T2时反应II的，温度为T1时观察图可知，lgk正＝lgk逆，可知此时反应II的，反应II为放热反应，升高温度平衡逆向移动，Kp会减小，由于T2时Kp更小，可判断T1<T2,反应I为放热反应，降低温度平衡正向移动，因此温度为T1时CO转化率更大，，因此对应的是X点。 学科网（北京）股份有限公司 $$