难点突破专题02 化反应原理大题-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修1）

难点突破专题02 化学反应原理大题 难点突破 难点01反应速率与化学平衡综合应用 1．（24-25高二上·贵州遵义·期中）回答下列问题： I．(1)甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为 。 (2)已知：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)  H=﹣x kJ/mol 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)  H=-y kJ/mol 则反应NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)的H= kJ/mol。 II．在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH发生反应：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)  H，测得CH3OH的浓度与温度的关系如图所示： (3)H (填“>”、“<”或“=”)0，说明理由 。 (4)在T1时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，CH3OH的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (5)工业上，利用水煤气合成CH3OH的反应表示如下：2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)  H=-91.0kJ/mol，向1L的恒容密闭容器中加入0.1molH2和0.05molCO在一定温度下发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，此时，氢气的转化率为80%； ①从反应开始恰好平衡状态时，H2的平均反应速率v(H2)为 。 ②在温度不变条件下，上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01molH2和0.05molCH3OH(g)时，平衡 (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。 【答案】(1)CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(l)  H=-890kJ/mol (2) (3) < 温度越高，达到平衡所需时间越短，可知反应温度T1>T2，再由平衡时甲醇的浓度可知温度为T2时甲醇浓度小，降低温度，平衡正向移动，则正反应为放热反应 (4)不变 (5) 0.008mol/(L·min) 不移动 【详解】（1）0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ，则1mol甲烷甲烷完全燃烧生成液态水放出热量890kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(l)  H=-890kJ/mol； （2）已知：①2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)  H1=﹣x kJ/mol， ②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)  H2=-y kJ/mol， 根据盖斯定律可知，得到NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)，则H=kJ/mol； （3）根据温度越高，达到化学平衡状态的时间越短知，T1大于T2，再由平衡时甲醇浓度知，T2时甲醇浓度较小，说明降低温度，平衡向正方向移动，则正反应是放热反应； （4）该容器是恒容密闭容器，平衡后再充入甲醇，相当于对原平衡体系加压，该可逆反应是等气体分子数反应，增大压强平衡不移动，甲醇的平衡转化率不变； （5）平衡时消耗氢气的物质的量：， ； ，平衡常数，再投料之后，说明充入物质后，Qc=K，平衡不移动，处于平衡状态。 2．（24-25高二上·上海·期中）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题。合成氨反应原理为： ：。 (1)合成氨反应在常温(298K)下 (填“能”或“不能”)自发。 1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。 (2)一定条件下，氨的平衡含量如下表，哈伯选用的条件是550℃、，而非200℃、，主要原因是 。 温度/℃ 压强 氨的平衡含量 200 10 81.5% 550 10 8.25% 合成氨的逆反应速率随时间的变化如下图： (3)由图可知，反应进行到a点时 。 A．　　B．　　C． (4)时改变了某种反应条件，该条件可能是_______。 A．升温 B．增大氮气的浓度 C．使用催化剂 D．加压 (5)如果在时从混合物中分离出部分，时间段反应处于新的平衡状态，请在图中画出(逆)的变化曲线 。 【答案】(1)能 (2)在550℃、10MPa条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率。 (3)A (4)D (5) 【详解】（1）合成氨反应的，当时反应能自发进行，故合成氨的反应在常温(298K)下能自发进行。 （2）虽然从氨的平衡含量看，200℃有利于提高氨的平衡含量，但200℃时，催化剂可能达不到最佳活性状态，反应速率可能会很慢，550℃时催化剂的活性较好，可以提高反应速率，能提高生产效率，更有利于大规模工业生产。因此哈伯选用550℃、的主要原因是：在550℃、10MPa条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率。 （3）根据图中曲线可知，反应进行到时达到平衡状态，从a点到平衡状态，逆反应速率不断增大，说明生成物浓度不断增大，处于向正反应方向进行的状态，因此，故选A。 （4）根据图中曲线可知，时平衡状态被破坏，时重新达到平衡状态。时，均增大，且，平衡向正反应方向移动，对各选项分析如下： A．合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A错误； B．增大N2的浓度，只增大正反应速率，B错误； C．使用催化剂，不改变平衡状态，C错误； D．合成氨的反应，反应后气体体积减小，加压，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动，D正确； 故选D。 （5）如果在时从混合物中分离出部分，使生成物浓度减小，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动，(逆)的变化曲线如下图所示： 。 3．（24-25高二上·安徽合肥·阶段练习）I．尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银(AgOCN)与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成，该反应的化学方程式是 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应i<反应ii b．i放热反应，ii为吸热反应 c． II．石油开采的天然气含有。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。和重整制氢的主要反应如下： 反应I： 反应II： 反应III： 回答下列问题： (3)分子的电子式为 。 (4)反应IV： kJ/mol。 (5)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是 。 III．在催化剂作用下由粗硅制备。773K，2L密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与和气体反应，转化率随时间的变化如下图所示： (6)，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率 mol。 (7)当反应达平衡时，的浓度为 。 【答案】(1)AgOCN+NH4ClCO(NH2)2+AgCl (2)ab (3) (4)+11 (5)O2+ 2CO2+4e-=2CO (6) 甲 1.12×10-4mol/(L·min) (7)0.19 【详解】（1）由题意可知，氰酸银一定条件下与氯化铵反应生成尿素和氯化银，反应的化学方程式为AgOCN+NH4ClCO(NH2)2+AgCl，故答案为：AgOCN+NH4ClCO(NH2)2+AgCl； （2）a．由图可知，反应i的活化能小于反应ii，故正确； b．由图可知，反应i为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，反应ii为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，故正确； c．由图可知，反应i的焓变ΔH=(E1-E2)kJ/mol，反应ii的焓变ΔH=(E3-E4)kJ/mol，由盖斯定律可知，反应i+反应ii得到反应，则反应ΔH=[(E1-E2)+ (E3-E4)]kJ/mol，故错误； 故选ab； （3） 硫化氢是只含有共价键的共价化合物，电子式为，故答案为：； （4）由盖斯定律可知，反应II+反应III—反应I=反应IV，则反应ΔH=( +90kJ/mol)+( +181kJ/mol)—(+260kJ/mol)= +11kJ/mol，故答案为：+11； （5）由图可知，熔融碳酸盐燃料电池中右侧电极为正极，二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+ 2CO2+4e-=2CO，故答案为：O2+ 2CO2+4e-=2CO； （6）由图可知，0−50min，经方式甲处理后的反应速率最快；50min时，经方式丙处理后四氯化硅的转化率为4.2，由方程式可知，0−50min内，三氯硅烷的反应速率为=1.12×10-4 mol/(L·min)，故答案为：甲；1.12×10-4mol/(L·min)； （7）由图可知，50min反应达到平衡时，四氯硅烷的转化率为14.6%，由方程式可知，氢气的浓度为—≈0.19mol/L，故答案为：0.19。 4．（2024·山东威海·一模）氮氧化物(NOx)的资源化利用和处理具有重要意义。回答下列问题： (1)用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。已知： ⅰ．N2(g)+O2(g) = 2NO(g)     △H1>0 . ⅱ．2NO(g)+O2(g) = 2NO2 (g)       △H2＜0 ⅲ．CH4(g)+ 4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H3＜0 ①对于反应ⅲ，下列说法正确的是 。 A．恒温恒压时，充入氩气降低了NO的转化率 B．v正(NO)=2v逆(N2)，该反应达到平衡状态   C．体系达到平衡后，升高温度，体系中的混合气体的平均相对分子质量不变 D．恒温恒容时，当混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态 ②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的焓变△H = (用代数式表示)。 (2)我国科学家在研究CH4与NO2的反应机理时发现，该反应有3个途径(如图甲)R1、R2和R3，分别生成CH3*+ HNO2、CH3*+trans-HONO(反式)和CH3*+cis-HONO(顺式)，对应的中间状态分别为TS1、TS2和TS3。R1、R2和R3的速率常数(一定温度时，反应物单位浓度时的反应速率)分别记为k1、k2和k3，总反应的速率常数为k， k=k1+k2+k3，1380~1800K温度范围内的速率常数变化如图乙。 ①从能量变化来看，反应速率最快的是 (填“R1”“R2”或“R3”)，原因是 。 ②下列有关说法错误的是 (填正确答案标号)。 A．trans-HONO比HNO2和cis-HONO都稳定 B．在高温时，R1和R3会相互竞争 C．温度升高，3个反应的速率常数都减小 D．CH4与NO2存在多种反应机理，R1是主要反应 (3)用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染，其反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)⇌2N2(g) + 3H2O(g)。一定温度下，在某恒定压强为p的密闭容器中充入物质的量相等的NO、NO2和NH3，达到平衡状态后，N2的摩尔分数为0.2。 ①NO2的转化率为 。 ②该温度下此反应的平衡常数Kp= (用含p的式子表示)。 【答案】(1) BC △H1-△H2+△H3 (2) R3 TS3的活化能最低或R3的过渡态能量最低 CD (3) 0.33或 2.7p 【详解】（1）①对于反应ⅲ．CH4(g)+ 4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H3＜0 A．恒温恒压时，充入氩气，容器的体积增大，各物质的浓度减小，由于反应前后气体的分子数相等，所以平衡不移动，NO的转化率不变，A不符合题意； B．v正(NO)=2v逆(N2)，反应进行的方向相反，且速率之比等于化学计量数之比，所以该反应达到平衡状态，B符合题意； C．体系达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，但由于反应前后气体分子数相等，所以体系中的混合气体的平均相对分子质量不变，C符合题意； D．恒温恒容时，混合气体的质量不变，混合气体的密度始终不变，则反应不一定达到平衡状态，D不符合题意； 故选BC。 ②ⅰ．N2(g)+O2(g) = 2NO(g)     △H1＞0 . ⅱ．2NO(g)+O2(g) = 2NO2 (g)       △H2＜0 ⅲ．CH4(g)+ 4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H3＜0 依据盖斯定律，将反应ⅰ-ⅱ+ⅲ得：反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的焓变△H =△H1-△H2+△H3。 （2）①从能量变化来看，从NO2+CH4转化为TS3时，正反应的活化能最小，所以反应速率最快的是R3，原因是：TS3的活化能最低或R3的过渡态能量最低。 ②A．从图中可以看出，trans-HONO所具有的能量低于HNO2和cis-HONO，所以trans-HONO比HNO2和cis-HONO都稳定，A正确； B．在高温时，TS1和TS3能量接近，反应速率常数相近且都随温度的升高而增大，所以R1和R3会相互竞争，B正确； C．从图乙中可以看出，降低温度，3个反应的速率常数都减小，则温度升高，3个反应的速率常数都增大，C错误； D．从图甲、乙中可看出，TS3的活化能最小，速率常数最大，则CH4与NO2存在多种反应机理，R3是主要反应，D错误； 故选CD。 （3）一定温度下，在某恒定压强为p的密闭容器中充入物质的量相等的NO、NO2和NH3(设各为1mol)，发生反应NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)⇌2N2(g) + 3H2O(g)，达到平衡状态后，N2的摩尔分数为0.2。设参加反应NO2物质的量为x，则可建立如下三段式： 则，x=。 ①NO2的转化率为≈0.33 或。 ②该温度下此反应的平衡常数Kp==2.7p。 【点睛】对于某个反应，反应的活化能越小，反应越容易进行。 （24-25高三上·上海·期中）乙醇是重要的化工原料，乙醇的生产体现化学科学与技术的不断进步。请回答下列问题。 Ⅰ．以煤为原料生产乙醇 乙酸甲酯()生成乙醇的反应如下：  。 5．能提高乙酸甲酯平衡转化率的条件有(不定项) 。 A．升温 B．降温 C．加压 D．减压 6．当温度为185℃时，存在副反应：。X结构式为 。 Ⅱ．以为原料生产乙醇 7．制备铜基催化剂：在单质Cu纳米颗粒中加入单质S，反应后形成铜基催化剂。单质Cu与单质S反应的化学方程式是 。 8．电催化还原。将上一步骤制备的催化剂装载在阴极上，以0.1mol·L-1为电解质溶液，阴极得到。则阴极反应式为(请补充完整)： ______________。 9．在上述条件下，的副反应能被明显抑制，分析原因： ⅰ．相比于的还原反应，该催化剂对的还原反应具有较高的选择性； ⅱ． (请补充完整)。 研究在阴极被还原为不同产物的途径，结果如图(部分微粒略)。 10．下列说法或推测合理的是 。 A．性质稳定，活化是催化剂的重要性能 B．途径Ⅰ的含碳产物还可能有HCHO、等 C．按途径Ⅱ(不考虑途径Ⅰ)，1mol转化为，同时生成2mol 11．铜基催化剂吸附密度大且能明显降低断键的活化能，则铜基催化剂对 有较高的选择性。 A．甲醇    B．乙醇 【答案】5．BC 6． 7． 8． 9．溶液显碱性，浓度较低，氧化性较弱（或得电子速率减慢） 10．AB 11．B 【解析】5．  ，该可逆反应正反应为放热反应、且气体体积减小的反应。 A．升高温度，平衡逆向移动，乙酸甲酯平衡转化率降低，A项错误； B．降低温度，平衡正向移动，乙酸甲酯平衡转化率提高，B项正确； C．加压，平衡正向移动，乙酸甲酯平衡转化率提高，C项正确； D．减压，平衡逆向移动，乙酸甲酯平衡转化率降低，D项错误； 答案选BC； 6． 根据反应中及原子守恒可判断，X为甲醇，其结构式为； 故答案为：； 7．单质S的氧化性较弱，只能把变价金属氧化到低价态，故反应方程式为； 故答案为：； 8．阴极发生得电子、还原反应，及电解质中参加反应，得到了，电极反应式为； 故答案为：； 9．相比于的还原反应，该催化剂对的还原反应具有较高的选择性；溶液显碱性，浓度较低，氧化性较弱（或得电子速率减慢），故副反应能被明显抑制； 故答案为：溶液显碱性，浓度较低，氧化性较弱（或得电子速率减慢）； 10．A．中所有原子最外层均达到8电子稳定结构，性质稳定，因此活化是催化剂的重要性能，A正确； B．由图知，途径Ⅰ的反应原理为（催化剂）催化剂与C原子之间双键断裂，碳原子与结合成，再与反应生成，则若与反应生成，若与反应生成，即含碳产物还可能有、等，B正确； C．由O守恒，按途径Ⅱ(不考虑途径Ⅰ)，1mol转化为，同时生成1mol，C错误； 故答案为：AB； 11．由图知，铜基催化剂吸附密度大，且能明显降低断键的活化能，由于铜具有还原性，易失去电子，则铜基催化剂对乙醇有较高的选择性，B为乙醇，选B； 故答案为：B。 12．（24-25高二上·福建福州·期中）控制、治理氮氧化物污染是改善大气质量的重要措施。 (1)火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物(NOx)，可利用甲烷和NOx在一定条件下反应消除其污染，那么CH4与NO2反应的化学方程式为 。 (2)在一密闭容器中发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)  ΔH>0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。请回答： ①假设曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，那么温度高的是曲线 。(填“A”或“B”) ②曲线B对应的反应平衡常数= (填数值)。 ③依曲线A，反应在前3min内氧气的平均反应速率为 。(保留三位有效数字) (3)一定温度下，密闭容器中N2O5可发生以下反应： I．2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) Ⅱ．2NO2(g)2NO(g)+O2(g) 那么反应I的平衡常数表达式为K= 。假设达到平衡时，c(NO2)=0.4mol/L，c(O2)=1.3mol/L，那么反应Ⅱ中NO2的转化率为 ，N2O5(g)的起始浓度不低于 mol/L，反应Ⅱ的平衡常数为 (填数值)。 【答案】(1) (2) B 0.05 (3) 80% 1 20.8 【详解】（1）CH4与NO2反应转化为无污染物质，即生成CO2、N2和H2O，化学方程式为：； （2）①B曲线2min时达到平衡，而A曲线3min时达到平衡，B的反应速率快，温度高； ②B曲线2min时达到平衡，可列出三段式：，； ③依曲线A，反应在前3min内NO2的浓度变化量为0.07mol/L，故氧气的浓度变化量为0.035mol/L，平均反应速率为：； （3）反应I的平衡常数表达式为；设反应I中NO2的转化浓度为xmol/L，可列出三段式：，，则0.25x+0.5(x-0.4)=1.3，解得x=2，NO2的转化率为：；该反应为可逆反应，N2O5不可能完全转化，故N2O5(g)的起始浓度不低于1mol/L；平衡时反应II中各物质浓度为：c(NO2)=0.4mol/L，c(O2)=1.3mol/L，c(NO)=1.6mol/L，故反应II的平衡常数为：。 13．（24-25高二上·安徽阜阳·期中）汽车尾气(用表示)是空气污染源之一，回答下列问题： (1)用还原的能量变化如下图所示，则该反应的热化学方程式为 。 (2)该反应的平衡常数表达式为 ，升高温度， (填“变大”“变小”或“不变”) (3)在体积均为的密闭容器A(500℃，恒温)、B(起始500℃，绝热)两个容器中分别加入、CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。 ①B容器中的转化率随时间的变化关系是上图中的 曲线。 ②判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。 a． b．混合气体的密度不再改变 c．混合气体的平均相对分子质量不再改变 d．的浓度均不再变化 ③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变的平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取的措施是 (答出1项即可)。 ④500℃该反应的化学平衡常数 (用分数表示)。 ⑤反应进行到点时，向恒温容器中充入气体，则此时该反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”)，此时 (填“”“”或“”)。 【答案】(1) (2) 变小 (3) a d 缩小容器的容积或增大压强 否 < 【分析】=生成物的总能量-反应物的总能量；该反应的正反应是放热反应，随着反应的进行，反应放出热量使体系的温度升高，导致反应速率加快，反应达到平衡所需时间缩短。升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致反应物N2O的平衡转化率降低。 【详解】（1）根据=生成物的总能量-反应物的总能量，结合图可知：1 mol CO和1 mol N2O反应产生1 mol N2和1 mol CO2会放出热量362.8 kJ，则反应，故答案为：； （2），该反应平衡常数表达式为；正反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数变小，故答案为：；变小； （3）①该反应的正反应是放热反应，随着反应的进行，反应放出热量使体系的温度升高，导致反应速率加快，反应达到平衡所需时间缩短。升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致反应物N2O的平衡转化率降低。根据题意可知：反应是在体积均为1 L的密闭容器A(500℃，恒温)，B(起始500℃，绝热)两个容器中进行反应，所以B容器中反应先达到平衡，但平衡时N2O的转化率比容器A低，故容器B中N2O随时间的变化关系是上图中的a曲线，故答案为：a； ②a．每生成1molN2，一定消耗1molCO，任何时候都存在，不能说明反应达到了平衡，a不符合题意； b．反应在恒容密闭容器中进行，体系内气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则气体的密度始终不发生变化，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，b不符合题意； c．反应前后气体的物质的量及质量都不变，则混合气体的平均相对分子质量始终不变化，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，c不符合题意； d．的浓度均不再变化，说明每一种物质消耗的量和生成的量相等即同一种物质的正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，d符合题意； 故答案为：d； ③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，使反应速率加快，但不改变N2O的平衡转化率，说明化学平衡不发生移动。由于该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，所以在催化剂一定的情况下可采取的措施是缩小容器的容积或增大压强，故答案为：缩小容器的容积或增大压强； ④对于A容器的反应，开始时n(N2O)=0.1 mol，n(CO)=0.4 mol，根据图像可知：反应达到平衡时N2O的转化率为25%，则△n(N2O)=0.1 mol×25%=0.025mol，则平衡时各种气体的物质的量分别为n(N2O)=0.1 mol-0.025 mol=0.075 mol；n(CO)=0.4 mol-0.025 mol=0375 mol，n(CO2)=n(N2)=0.025 mol，由于容器的容积是1 L，故c(N2O)=0.075 mol/L，c(CO)=0.375 mol/L，c(CO2)=c(N2)=0.075 mol/L，故在500℃条件下该反应的化学平衡常数K=，故答案为：； ⑤反应进行到M点时的转化率为20%，参加反应的为，由此列三段式，向恒温容器中充入气体，，此时反应未达平衡，反应逆向进行建立新平衡即，故答案为：否；<。 14．（24-25高二上·山东日照·期中）利用和CO反应合成粮食熏蒸剂羰基硫(COS)。回答下列问题： (1)在某温度下，向2L恒容密闭容器中通入amol 和amol ，发生反应  ，该温度下反应的平衡常数为0.25。 ①15min后，容器中物质的量为0.1mol，则 ；若，此时 (填“>”“<”或“=”)。 ②在恒容绝热的密闭容器中发生上述反应，下列说法能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A． B．气体的压强不再变化 C．的值不再变化 D．混合气体中和之比不再变化 (2)COS在催化剂作用下易发生水解反应：，实验表明硫沉积会堵塞催化剂微孔，破坏催化剂表面活性。 ①按、物质的量之比投料，反应相同时间，测得COS水解转化率随温度变化如图1所示，则该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)；250℃时，COS水解平衡常数 。 ②恒温恒压下，反应相同时间COS水解转化率随氧气体积分数变化如图2所示，COS水解转化率降低的原因可能是 。 【答案】(1) = C (2) 放热 9801 氧气具有氧化性，氧气浓度增大，氧化硫化氢生成硫单质，堵塞催化剂微孔，破坏催化剂表面活性 【详解】（1）①15min后，容器中物质的量为0.1mol，由方程式可知，反应0.1molCO，则；若，则： 此时，反应为平衡状态，=； ②在恒容绝热的密闭容器中发生上述反应； A．不能说明正逆反应速率相等，不确定是否平衡，错误； B．反应是气体分子数不改变的化学反应，物质的量与压强成正比，混合气体的压强不随时间的变化而变化，故压强不变不能说明达到平衡状态； C．，K受温度影响，K不变则温度不再改变，反应达到平衡，正确； D．混合气体中和之比等于反应中系数比，不再变化不能说明正逆反应速率相等，不确定是否平衡，错误； 故选C； （2）①由图，超过一定温度，升高温度，COS水解转化率减小，则平衡逆向移动，说明该反应是放热反应； 250℃时，COS水解转化率为99.0%，假设COS投料为1mol/L，则： 此时，平衡常数。 ②实验表明硫沉积会堵塞催化剂微孔，破坏催化剂表面活性。氧气具有氧化性，氧气浓度增大，氧化硫化氢生成硫单质，堵塞催化剂微孔，破坏催化剂表面活性，使得恒温恒压下，反应相同时间COS水解转化率随氧气体积分数增大而降低。 难点02盖斯定律与化学平衡综合应用 1．（24-25高二上·上海·期中）甲醇是实现碳中和循环的低碳燃料，是一种取之不尽的能源载体。以下为三种常见燃料的热值和排放量如下表所示： 燃料 煤油 热值() 22.7 50.4 29.0 排放量() 16.5 16.2 22.9 (1)根据上表数据，计算的燃烧热为_______。 A．22.7 B．-22.7 C．-726.4 D．-1452.8 (2)根据上表，从排放量和燃料储存两个角度分析，甲醇作为新型燃料的可能原因 。 (3)以CO2和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一，反应过程如下 反应①： ； 反应②： ； 反应③：的平衡常数 (用、表示)。 以和为原料制备甲醇其反应原理为： 不同温度下，向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外，还会生成副产物： (4)图中一定不处于化学平衡状态的点是_______。 A．点A B．点B C．点C D．点D (5)已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于，甲醇产率逐渐下降，原因可能有 、 。 【答案】(1)C (2)相比于丙烷，甲醇为液态，便于储存；相比于煤油，甲醇的CO2排放量较低 (3) (4)A (5) 催化剂活性下降 温度升高，平衡右移 【详解】（1）的燃烧热是指101kPa下，1mol纯完全燃烧生成指定产物、时，放出的热量，1mol质量为32g，的热值为，的燃烧热为，故选C； （2）相同质量的三种燃料比较，丙烷为气体，体积较大，煤油和甲醇为液态，体积小便于储存，放出相同的热量时，煤油的CO2排放量较高，故答案为：相比于丙烷，甲醇为液态，便于储存；相比于煤油，甲醇的CO2排放量较低； （3）根据盖斯定律可知，反应③(反应①+反应②)；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，； （4）其他条件相同，相同时间内，随温度升高甲醇产率先增大后减小，温度低，反应速率较慢，相同时间内，反应未到达平衡状态，甲醇产量少，未到达平衡状态之前，温度升高，反应速率加快，相同时间内，甲醇产量多，495K左右时，催化剂活性最好，反应速率快，甲醇产量高，反应达到平衡，该反应为放热反应，继续温度升高时，平衡逆移，甲醇产率降低，温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应也可能未达到平衡，相同时间内，甲醇产量少，也造成甲醇产率降低，故一定不处于化学平衡状态的点是A点，答案选A； （5）495K左右时，催化剂活性最好，反应速率快，相同时间内，反应达到平衡，当温度高于500K，该反应为放热反应，平衡逆移，甲醇产率降低，温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡，相同时间内，甲醇产量少，也造成甲醇产率降低，故答案为：催化剂活性下降；温度升高，平衡右移； 2．（24-25高二上·山西长治·期中）为减少环境污染，减少化石能源的使用，开发新型、清洁、可再生能源迫在眉睫。回答下列问题： (1)在标准状况下，由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓。几种物质的标准摩尔生成焓如下： ① ② ③ 则 。 (2)在一容积为2L的密闭容器内加入2mol的CO和6mol的，在一定条件下发生反应：。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示： 若时增压，时达到平衡，时减小生成物的浓度，请在图中画出时逆反应速率与时间的关系曲线 。 (3)利用加氢合成甲醇的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. ①向刚性容器中充入一定量和，在相同压强和不同温度下，反应相同时间，的转化率和甲醇选择性[已知甲醇的选择性]随温度的变化如图所示。在间，的选择性随温度的升高而下降，写出一条可能原因： 。 ②一定条件下，向刚性容器中充入物质的量之比为的和，发生上述反应Ⅰ和Ⅱ。有利于提高甲醇平衡产率的条件是 (从温度和压强两方面填写)。达到平衡时的转化率为的选择性为，则氢气的转化率为 (保留3位有效数字)；反应Ⅱ的 (用最简分数表示。气体分压气体总压气体的物质的量分数)。 (4)甲烷化反应可有效降低空气中的含量。总反应的(分别为正、逆反应速率常数)。实验测得随温度变化的曲线如图所示，则表示随温度变化的曲线为 (填“”或“”)，原因是 。 【答案】(1)-53.3KJ/mol (2) (3) 升高温度，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡正向移动，且反应Ⅱ的占主导，导致甲醇的选择性降低(或升高温度反应Ⅰ的催化剂失活) 低温高压 14.7% (4) L2 温度升高对吸热反应的速率常数K逆影响更大，升高相同温度，K逆增大程度更大，的变化程度更大。 【分析】第一问考察了盖斯定律计算，利用已知反应进行计算即可得目标反应的焓变；第二问考察外界条件对反应速率和平衡的影响，结合反应以及外因对反应速率的影响变化进行画图；第三问考察化学平衡的综合分析计算，需结合已知图像来进行分析外界条件对平衡移动的影响并根据反应数据列2个三段式进行计算。第四问考察了速率常数随温度变化的图像，需结合已知图像以及反应为放热反应来进行分析。 【详解】（1）根据已知的三个反应可得出：③+②－①得到-241.8 KJ/mol -（-393.5 KJ/mol）+（-205.0 KJ/mol）=-53.3KJ/mol （2） 增大压强正逆反应速率瞬间都增大，对于反应，平衡正向移动，所以时增压，逆反应速率瞬间变大后平衡正移，逆反应速率继续变大，时达到平衡，时减小生成物的浓度，逆反应速率瞬间减小，平衡正向移动，导致逆反应速率再逐渐增大至反应平衡。画出图像如下： （3）从图像分析在间，的选择性随温度的升高而下降，但是二氧化碳转化率升高，反应Ⅱ是吸热反应升温正向移动会导致二氧化碳转化率升高，反应Ⅰ是放热反应升温逆向移动会导致二氧化碳转化率下降，说明升温对反应Ⅱ的影响比对反应Ⅰ的影响大，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡正向移动，或升高温度时，反应Ⅰ的催化剂失活； 生成甲醇的反应为放热、气体体积减小的反应，降低温度、增大压强平衡正向移动，甲醇产率增大，故低温高压有利于甲醇产率提高； 设起始二氧化碳为1mol，则氢气为3mol，达到平衡时二氧化碳转化了0.2mol，甲醇的选择性为60%，则反应Ⅰ消耗二氧化碳0.12mol，反应Ⅱ消耗二氧化碳0.08mol，则有：，则氢气的转化率为，反应Ⅱ中气体分子数不变，可用物质的量代替平衡分压计算。 （4）升高相同温度，平衡逆向移动，K逆增大程度更大，的变化程度更大。故L2表示随温度变化的曲线。 【点睛】本题为反应原理综合题型，需要用到盖斯定律计算，以及多个三段式列式计算；有关原因分析需利用反应方程式结合图像进行分析判断，难度较大。 3．（24-25高二上·陕西咸阳·期中）肼（）是一种应用广泛的化工原料，具有强还原性，可用于镜面镀银，在塑料盒玻璃上镀金属膜。回答下列问题： (1)液态肼（）在氧气中充分燃烧生成氮气和液态水，放出热量。则表示肼燃烧热的热化学方程式为 。 向恒容密闭容器中通入，在及催化剂作用下发生反应    ，测得容器中随时间（t）变化情况如图1所示： (2)下列能表明反应达到平衡状态的是_____（填字母） A．相同时间内，断裂键的同时，生成键 B．与的物质的量之比不再随时间而变化 C．容器内混合气体的压强不再变化 D．容器内混合气体的密度不再变化 (3)该反应在 （填“高温”“低温”或“任意温度”）条件下自发进行。 (4)前内的平均反应速率 ；若时反应达平衡状态，该温度下反应的平衡常数K= 。 N2H4为二元弱碱，在水中的电离方式与NH3相似。常温下，将盐酸滴加到联氨(N2H4)的水溶液中，混合溶液中随离子浓度变化的关系如图2所示： (5)写出 N2H4第二步电离的离子方程式： 。 (6)时， 。 (7)的溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。 【答案】(1)   (2)BC (3)任意温度 (4) 0.0125 0.01 (5) (6)10-7 (7) 【详解】（1）液态肼（）在氧气中充分燃烧生成氮气和液态水，放出热量。则1mol液态肼（）在氧气中充分燃烧生成氮气和液态水，放出热量。表示肼燃烧热的热化学方程式为  ； （2）A．相同时间内，断裂键的同时，生成键，都是指逆反应方向的速率，不能表明该反应达到平衡状态，故A错误； B．反应过程中的物质的量逐渐减小，的物质的量逐渐增大，与的物质的量之比逐渐增大，当比值不再随时间而变化能表明该反应达到平衡状态，故B正确； C．建立平衡的过程中气体总物质的量增大，在恒温恒容容器中，容器内混合气体的压强不再变化，能表明该反应达到平衡状态，故C正确； D．建立平衡的过程中气体的总质量不变，该容器为恒容容器，容器内混合气体的密度一直不变，不能表明该反应达到平衡状态，故D错误； 故选：BC； （3）由反应可知该反应，，反应在任意温度条件下都能自发进行； （4）结合图中信息列三段式： 则：，解得：x=0.1； 前内的平均反应速率； 若此时反应达到平衡状态，则平衡常数K= =0.01； （5）N2H4第二步电离的离子方程式：； （6），由图2，N点时可求得Kb1=c(OH-)=10-6；M点求得Kb2=c(OH-)=10-15，当pH=7时，c(OH-)=10-7mol/L，则=； （7）溶液中氯离子不水解，水解，其水解常数：Kh==10-8，同时也发生电离，其电离常数Kb2=10-15，可知的水解程度大于其电离程度，溶液呈酸性，水解生成的氢离子浓度大于电离生成的和OH-浓度，又因水电离也产生OH-，因此，则离子浓度：。 4．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）作为大气中重要的组成部分，CO2对地球的生态系统和气候变化起到了至关重要的作用，如何对其进行高效转化并实现有效利用成为近年来的研究热点。 Ⅰ．CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用技术，该过程主要发生的反应： 反应a：   反应b：   (1)CO与H2反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为 。 (2)在密闭容器中发生反应a、b，维持压强和投料比不变，平衡时CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示。 ①图中代表CH3OH的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②150∼250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因是 。 ③在压强为p的恒温恒压密闭容器中加入1 molCO2和3 mol H2反应，达到平衡状态时CO2的转化率为20%，生成CO的物质的量为0.1 mol，则CH3OH(g)的选择性为 %[甲醇选择性]。反应b在该温度下的压强平衡常数Kp= (列出计算式，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ．羟基自由基(-OH)具有极强的氧化性，如图装置能利用-OH将苯酚氧化为CO2和H2O。 (3)电极a为 极，b电极发生的反应为 。 (4)电池工作时，a极区每产生1 molCr(OH)3，c极区溶液质量 。(填“增大”“减小”或“不变”) (5)标准状况下，b、c两电极上生成的气体体积比为 。 【答案】(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ΔH=-90.7kJ⋅mol-1 (2) Ⅰ 主反应CO2催化加氢制甲醇放热，竞争反应吸热，150~250℃范围内升温使主反应平衡逆向移动的程度大于竞争反应平衡正向移动的程度 50 (3) 正 C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+ (4)不变 (5)3∶7 【详解】（1）将“反应a-反应b”可得CO与H2反应生成CH3OH(g)的化学方程式，则由盖斯定律可得该反应的ΔH=ΔH1-ΔH2=-49.5kJ⋅mol-1-41.2kJ⋅mol-1=-90.7kJ⋅mol-1，则热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ΔH=-90.7kJ⋅mol-1； （2）①CO2催化加氢合成甲醇的反应a是放热反应，升高温度，该反应的化学平衡逆向移动，导致CH3OH的物质的量分数随温度升高而减小，则图中代表CH3OH的物质的量分数随温度变化的曲线为Ⅰ； ②CO2催化加氢制甲醇的反应a为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2转化率降低，而竞争反应b为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2转化率升高，所以150～250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因是：主反应CO2催化加氢制甲醇放热，竞争反应吸热，150~250℃范围内升温使主反应平衡逆向移动的程度大于竞争反应平衡正向移动的程度； ③CO2的平衡转化率为20%，则CO2的转化量为0.2 mol，生成CO的物质的量是0.1 mol，根据C元素守恒，可知生成CH3OH的物质的量也是0.1 mol，则CH3OH(g)的选择性为=50%；根据反应转化关系，可列出三段式： 平衡时气体总物质的量为n(总)=n(CO2)+n(H2)+n(CH3OH)+n(H2O)+n(CO)=0.8 mol+2.6 mol+0.1 mol+0.2 mol+0.1 mol=3.8 mol， 平衡时各种气体的平衡分压分别为：p(CO2)=，p(H2)=，p(CO)=p(CH3OH)=，p(H2O)=，故反应b：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在该温度下的压强平衡常数Kp=； （3）根据图示可知：在电极a上，得到电子被还原为Cr(OH)3，则a电极为正极；在b电极上苯酚失去电子被氧化生成CO2，则b电极为负极，b电极发生的反应为：C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+； （4）电池工作时，若a极区每产生1 molCr(OH)3，反应过程中转移3 mol电子，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，c极连接电源的负极，作电解池的阴极，c极区加入Na2SO4溶液，右侧通过质子交换膜进入左侧的H+放电生成H2而逸出，c电极反应式为：2H++2e-=H2↑，为维持电荷守恒，右侧高浓度含苯酚的废水中的H+会通过质子交换膜不断进入左侧，故c极区溶液质量不变； （5）b极上苯酚失电子被氧化为CO2，b电极反应式为：C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+；每转移28 mole-， b极生成气体6 mol CO2气体；c极为电解池阴极，发生还原反应，c电极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，每转移28mol e-，c极生成14 mol H2，故标准状况下，b、c两极产生气体的体积比为6∶14=3∶7。 5．（24-25高二上·广西·期中）CO和二者均为常见的大气污染物，科研工作者通过硫循环完成二者的综合处理，发生的反应有： 反应ⅰ．    ； 反应ii．    ； 反应ⅲ．    。 (1) (用含的代数式表示)， (用含的代数式表示)。 (2)向某恒容密闭容器中加入一定量CO(g)和充入一定量，仅发生反应  ，的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。 ① (填“>”或“<”)0， (填“低温”“高温”或“任意温度”)条件有利于该反应自发进行。 ②对应点的混合气体中氧元素的质量：a (填“>”“<”或“=”)b。 ③对应点的平衡常数：b (填“>”“<”或“=”)c。 (3)一定温度下，向某恒容密闭容器中充入和，仅发生反应，反应达到平衡后，测得混合气体中的物质的量分数为30%。 ①该混合气体中， 。 ②该反应的平衡常数 (分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1) (2) < 低温 = > (3) 22 2.25或 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应iii=，则；； （2）①由图可知压强不变时，随温度的升高CO的平衡转化率降低，可知升温平衡逆向移动，则；该反应，则反应在低温条件下有利于自发进行； ②由反应可知，氧元素只存在于气体物质中，根据质量守恒可知各对应点的混合气体中氧元素的质量相等； ③c点温度高于b点，该反应为放热反应，温度越高K越小，则平衡常数b>c； （3）①反应前后各元素质量守恒，则混合气体中=0.4×12=4.8g；=(0.4+0.4)×16=12.8g；=0.4×2×1=0.8g；； ②结合已知条件列三段式：(设平衡时CO的变化量为xmol) ，解得：x=0.24； 该反应的平衡常数或。 6．（24-25高二上·天津滨海新·期中）运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 (1)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。  ，， ①该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 ②写出该反应的平衡常数表达式 。 (2)在400℃时，的。 ①在400℃时，的 (填数值)。 ②在400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得、、的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应正 逆(填“>”、“<”、“=”或“不能确定”)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡 移动(填“向左”、“向左”或“不”)；反应的 (填“增大”、“减小”或“不改变”)。 (3)水煤气转化反应在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的和分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据： 实验编号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min CO CO 1 650 4 2 1.6 2.4 5 2 900 2 1 0.4 1.6 3 ①实验1中以表示的反应速率为 。 ②实验1的平衡常数 实验2的平衡常数(填“大于”“小于”“等于”“不能确定”)。 ③该反应正方向为 (填“吸”或“放”)热反应。 (4)下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填字母序号)。 A．CO的消耗速率与的消耗速率之比为1：1 B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．和的浓度相等时 【答案】(1) 不能 (2) 2 = 向左 不改变 (3) 0.16mol/(L·min) 大于 放 (4)A 【详解】（1）①该反应、，根据能够自发，则该反应在高温时自发 ，低温不能自发； ②该反应的C为固体，则平衡常数表达式为：。 故答案为：不能；。 （2）在400℃时，的，即； ①在400℃时，的； ②在400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得、、的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时的浓度熵为，反应处于平衡状态，则； ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入不参与反应的氩气，则体积变大，相当于减压，平衡向气体体积增大的方向移动，正反应为气体体积减小，则平衡向逆反应方向移动；由于反应热只与反应物和生成物的初始态和终态有关，与路径无关，则不改变。 故答案为：向左；不改变。 （3）根据表格数据，实验1的三段式为：；实验2的三段式为：； ①实验1中以表示的反应速率为：； ②650℃时实验1的平衡常数为；900℃时实验2的平衡常数为，则得到 ； ③根据②的平衡常数计算结果可知，该反应的平衡常数随温度升高而减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。 故答案为：；大于；放。 （4）能说明反应达到化学平衡状态的是： A．CO的消耗速率为正反应速率，的消耗速率为逆反应速率，当他们的比值为1：1时，说明，反应已达到平衡状态，A正确； B．混合气体的质量不变，恒容密闭容器，体积不变，则密度始终不变，B不正确； C．混合气体的质量不变，反应为等物质的量的反应，物质的量不变，则平均相对分子质量始终不变，C不正确； D．当和的浓度相等时，无法说明此时反应中的，故也无法证明此时反应达到平衡状态，D不正确； 故答案为：A。 7．（24-25高二上·广东惠州·期中）氮是一种重要的化工原料，请回答下列各题： I．以与为原料可以合成尿素。 反应i． 反应ii 回答下列问题： (1)反应iii．， 用含、的代数式表示)。 (2)图中能正确反映该反应的平衡常数K3随温度变化关系的曲线为 (填标号)。 (3)T℃，某恒容密闭容器中，只发生反应，下列说法正确的是_____(填标号)。 A．若混合气体的质量不再随时间变化而改变，则该反应达到平衡 B．若的质量不再随时间变化而改变，则该反应达到平衡 C．每断裂键，同时生成键 D．每消耗，同时生成 II．在不同条件下，以和为原料合成。 在不同压强下，以投料比的方式进料反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示：(物质的摩尔分数：) (4)图中压强由大到小的顺序为 ，判断依据是 。 (5)图中，当、时，氮气的转化率α= (保留到小数点后一位)；该温度时，反应的平衡常数 (化为最简式，为以平衡分压代昝平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压摩尔分数)。 【答案】(1) (2)a (3)AB (4) 该反应为气体分子数减小反应，增大压强，平衡正向移动，氨的摩尔分数增大 (5) 【详解】（1）反应i．；反应ii．；根据盖斯定律，反应i+反应ii=反应iii．，则； （2）反应iii．，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，对应曲线a； （3）A．该反应有非气态物质生成，反应过程中混合气体总质量不断变化，当混合气体的质量不再随时间变化而改变，说明该反应达到平衡，A正确； B．为该反应产物，随着反应不断进行其质量不断增大，当的质量不再随时间变化而改变，说明该反应达到平衡，B正确； C．每断裂键，同时生成键，不能说明正、逆反应速率相等，无法说明反应是否达平衡状态，C错误； D．未指明气体是否处于标准状况，无法计算，D错误； 答案选AB； （4）温度一定，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量和摩尔分数均增大，即其它条件相同时，压强越大，氨的摩尔分数越大，压强大小顺序：； （5）根据图像，时，，设氮气、氢气初始物质的量分别为1mol和3mol，平衡时氨物质的量为2amol，列三段式：，列等式：，解得：，则氮气转化率：；氮气、氢气和氨气平衡分压分别为：、、，平衡常数。 8．（24-25高二上·四川泸州·期中）在一定条件下转化为甲烷，有利于积极稳妥推进碳达峰、碳中和。其反应过程如下图所示： 已知： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     回答下列问题： (1)则反应   ，平衡常数 (用、表示)。 (2)一定温度下，在体积为的刚性密闭容器中，充入和，发生反应Ⅰ，下列能判断该反应达到平衡状态的是 (填标号)。 a．        b．容器内压强不变 c．不变    d．和的质量和不变 (3)在体积为的刚性密闭容器中，充入和，分别在和下(其他反应条件相同)进行反应Ⅱ，(为的体积分数)随时间的变化曲线如下图所示： ①图中330°C的曲线是 (填"a"或"b")，判断理由是 。 ②Q点处 (填“大于”“小于”或“等于”)。 ③M点处CO的转化率为 。 ④为了提高CO的平衡转化率，下列措施可行的是 (填标号)。 a．增大进气比    b．分离出 c．升高温度        d．增大压强 【答案】(1) -205 (2)cd (3) a 温度升高，反应速率加快，减小更快，增大更多 大于 75% bd 【详解】（1）由盖斯定律，反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应，，两式相加其平衡常数相乘，则平衡常数； （2）a．反应Ⅰ二氧化碳和氢气的消耗的量之比为1：1，两者起始物质的量相同，则c（CO2）始终等于c（H2），不能说明反应达到平衡状态，故a错误； b．反应Ⅰ是气体体积不变的反应，随着反应进行，容器内压强始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故b错误； c．当反应物和生成物的浓度不再发生改变时，反应达到平衡状态，则不变时，能说明反应达到平衡状态，故c正确； d．CO2和CO的质量和为变量，当CO2和CO的质量和不变，说明反应达到平衡状态，故d正确； 故答案为：cd； （3）①温度升高，反应速率加快，减小更快，增大更多，则图中330℃的曲线是a； ②由图可知，曲线a随着时间增大，-lgφ增大，CO体积分数减小，说明反应正向进行，则Q点处反应速率大于； ③M点，-lgφ=1.0，则CO的体积分数为0.1，列化学平衡三段式：， CO的体积分数为，解的x=0.75，则CO的转化率为； ④a．增大进气比，可以提高氢气的转化率，但CO转化率下降，故a错误； b．分离出H2O，生成物浓度减小，平衡正向移动，CO转化率增大，故b正确； c．升高温度平衡向吸热方向移动，平衡逆向移动，CO转化率减小，故c错误； d．增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，平衡正向移动，CO转化率增大，故d正确； 故答案为：bd。 9．（24-25高二上·河南信阳·期中）当今最重要的大气污染物是氮氧化物与二氧化硫，研究它们的转化对防治大气污染有着极其重要的意义。 (1)下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节，已知： 则与反应生成和的热化学方程式为 。若该反应在恒温恒容体系中进行，下列能说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母) A．    B．混合气体的总压强不再改变 C．容器内气体颜色不再改变    D．容器内气体平均相对分子质量不再改变 E．容器中的分子数之比等于 (2)研究发现，催化和反应的反应机理如下： 反应①：    快反应 反应②：    慢反应 下列能量变化示意图中最符合上述反应过程的是 (填字母)。 (3)为同时消除大气中造成酸雨的和NO，工业上通常采用“臭氧氧化—碱吸收”法。该方法涉及的主要反应的能量变化如下图所示。 ①相同条件下反应一定时间，但末达到平衡，的转化率 (填“大于”“小于”或“不确定”)NO的转化率，给合题中数据分析其原因： 。 ②实验测得，一段时间后，NO和的转化率均会随温度升高而下降，原因是 。 (4)工业上常用SCR法除去NO气体，反应原理为：  。在一定温度下，向某恒定压强为的密闭容器中充入等物质的量的、NO和，达到平衡状态后，的转化率为，请计算此时的平衡常数 (用含的式子表示，且化至最简式)。[备注：对于有气体参加的反应，可用某组分的平衡分压代替物质的量浓度计算平衡常数，记作。如NO的平衡分压为平衡总压，x(NO)为平衡体系中NO的体积分数] 【答案】(1)    AC (2)D (3) 小于 相同条件下，活化能越小，反应速率越快，一定时间内，且未达到平衡时转化率越大 两个反应均为放热反应，一段时间后两反应达到平衡，温度升高，平衡逆向移动，NO和的转化率下降 (4)(或) 【详解】（1）根据图示可得①  ，②  ，根据盖斯定律，整理可得  ； A．表示正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确； B．反应前后体积不变，因此压强始终不变，则混合气体的总压强不再改变不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．容器内气体颜色不再改变说明浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，C正确； D．混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量和总物质的量的比值，质量和物质的量均不变，因此容器内气体平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，D错误； E．当容器中的分子数之比等于时，该反应不一定达到平衡状态，与反应物的初始浓度及转化率有关，e错误； 故选AC； （2）化学反应中正反应的活化能越大，反应速率越慢，根据反应①  快反应，②  慢反应，可知，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，且反应②正反应的活化能更大，故符合条件的图像为选项D； （3）①由图可知，NO相同条件下反应速率越快，故相同温度下反应一定时间，且未达到平衡时，的转化率小于NO的转化率；②两个反应均为放热反应，一段时间后两反应达到平衡，温度升高，平衡逆向移动，NO和的转化率下降； （4）假设三种反应物的起始物质的量都为1mol，则可列“三段式”：，平衡时，混合气体总物质的量为，； 10．（24-25高二上·江苏南京·期中）的资源化利用具有重要意义。 (1)的吸收和转化可减少排放，原理如图1所示。反应②中化合价发生改变的元素有 (填元素符号)；每吸收，理论上可获得 mol。 (2)催化加氢是资源化利用的途径之一。 ①甲烷水蒸气催化重整是制取高纯氢的方法之一，反应器中主要反应为：   反应器中还存在如下反应： i．   ii．   iii．   利用，可得反应的 (用含、b、c的代数式表示)；反应物实际投料比采用，其实际投料比远大于理论值的原因是 。 ②一定条件下，由和制备甲醇的过程中含有下列反应： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 恒压下，按照投料，测得各物质以碳元素计的物质的量分数与时间的关系如图2所示，请解释时间段内对应的曲线先增大且在时刻出现最高点的原因： 。 (3)催化电解转化可实现资源化利用。科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池，电池的工作原理如图3所示。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为。 ①放电时，移向 电极(填“Na”或“Ni”)。 ②充电时，阳极的电极反应式为： 。 【答案】(1) C、H 2mol (2) a-b-c 增大水的物质的量，平衡正向移动，提高的转化率，和反应生成和，促进CO转化为，提高产率，生成C的几率减小，减少积碳的生成 开始时大，Ⅲ中CO生成速率较快(大于Ⅱ中CO消耗速率)，CO的量增多，随着反应的进行，减小，增大，Ⅲ中CO生成速率减小，Ⅱ中CO消耗速率增大，两者速率相等 (3) Na C-4e-+2Na2CO3=4Na++3CO2↑ 【详解】（1）反应②的反应物是和，在催化剂的作用下生成、和，故反应方程式为，发生化合价变化的元素有C、H，每吸收1molCO2，生成1molCaCO3，可以获得2mol氢气； （2）①根据盖斯定律，反应，等于反应i-反应ii-反应iii，故=(a-b-c)；实际投料比远大于理论值的原因为：增大水的物质的量，平衡正向移动，提高的转化率，和反应生成和，促进CO转化为，提高产率，生成C的几率减小，减少积碳的生成； ②开始时大，Ⅲ中CO生成速率较快(大于Ⅱ中CO消耗速率)，CO的量增多，随着反应的进行，减小，增大，Ⅲ中CO生成速率减小，Ⅱ中CO消耗速率增大，两者速率相等； （3）放电时Na是负极，Ni电极是正极；充电时Na是阴极，Ni是阳极； ①放电时阴离子向负极移动，即移向钠电极； ②充电时阳极发生氧化反应，碳失电子转化为CO2，电极反应为：C-4e-+2Na2CO3=4Na++3CO2↑。 11．（24-25高二上·北京·期中）甲醇是一种重要的化工产品，甲醇的制备与使用一直备受关注。 I．利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇，是资源化的重要方法，涉及的主要化学反应有： 反应i：   反应ii：   (1)反应i需在 (“高温”或“低温”)下才能自发进行。 (2)控制反应条件(均使用了催化剂)，研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。 产率和选择性S的定义：，。 ①图1中，投料比是指 [填“”或“”]；当投料比为5时，的平衡转化率约为，，则 。图1中，投料比为3时，一定温度下某时刻二氧化碳转化率为M点，若想温度不变，将其转化率提升至N点，可以采取的措施有 (写出一条措施)。 ②图2中，Z点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态；当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有 。 a．温度高于，催化剂失去活性 b．温度升高，反应ii速率增大程度更为显著，以反应ii为主 c．反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，在一定温度下达平衡后，温度升高，反应i平衡逆移，反应ii平衡正移 II．可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。气态甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。 反应过程中的能量关系 (3)①反应物的总能量 (填“高于”、“等于”或“低于”)生成物的总能量。 ②过程I与过程II的是否相同？ 。(填“是”或“否”) ③利用图中信息写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式 。 【答案】(1)低温 (2) 增大压强(移走产物甲醇或者水) 不是 abc (3) 低于 是      【详解】（1）反应i的＜0，＜0，根据反应自发的条件为－T＜0，则在低温下自发进行； （2）①根据图中关系，CO2转化率与投料比成正比，故投料比是指； 由、两式联立，可得到，则； 若想温度不变，将M点CO2转化率提升至N点，则需要使两个平衡正向移动，可以采取的措施是增大压强(移走产物甲醇或者水)； ②读图可知，随着温度升高，先增大后减小，增大是因为温度高，反应速率快，是建立平衡的过程，当达到最大值后，此时达到平衡，继续升温，减小，可能是反应i平衡逆向移动，减小，所以Z点不是平衡状态； a．温度高于，催化剂失去活性，导致反应速率变慢，减小，a合理； b．反应i和反应Ⅱ是竞争关系，温度升高，反应ii速率增大程度更为显著，以反应ii为主，可能导致减小，b合理； c．反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，在一定温度下达平衡后，温度升高，反应i平衡逆移，反应ii平衡正移，导致导致减小，c合理； 故选abc； （3）①由图可知，反应物总能量小于生成物总能量； ②反应热取决于反应物和生成物的总能量的大小，与起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关，则过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同； ③该反应的焓变ΔH=生成物总能量－反应物总能量= +(E2－E1)kJ/mol，则热化学方程式为。 12．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）是一种廉价的碳资源，可采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下三个反应： ① ② ③ 回答下列问题： (1) 。 (2)关于反应①、②、③的(K代表化学平衡常数)随(T代表温度)的变化图正确的是 。 A．       B． (3)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和只发生反应①达到平衡，下列有关说法不正确的是_______(填字母)。 A．起始若充入和，达平衡时的转化率将增大 B．当时，该反应达到平衡状态 C．若，当的体积分数保持不变时，该反应达到平衡状态 D．单位时间内，断开的数目和断开的数目相同时，该反应达到平衡状态 (4)已知反应②可自发，则反应②的 0(填“>”“<”或“=”)；一定温度下，反应②达到平衡，测得各组分的平衡分压(即组分的物质的量分数×总压)如表中数据： 物质 .. 分压(MPa) 0.25 0.25 0.75 0.75 维持相同的温度和总压，提高的比例，使的平衡转化率提高到，则原料气中和的物质的量之比为 。 (5)某温度时在1L恒容的容器中加入和，若只发生①、②两个反应，已知此条件下甲醇的选择性为[甲醇的选择性]，平衡转化率为，该条件下反应②的平衡常数 (结果保留两位小数)。 【答案】(1) (2)B (3)BCD (4) > 9:5 (5)0.11 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应①-反应②=反应③，则反应③的反应热； （2）由反应③放热可知，升高温度，平衡常数减小，则增大，增大，反应①-反应②=反应③，反应①和反应②的平衡常数相等时，，则关于反应①、②、③的随的变化图为B； （3）A．若加倍投料，恒容条件，体系压强变大，平衡向气体系数减小的方向移动，即正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，故A正确； B．当，即时，不符合化学计量数之比等于速率之比，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，故B错误； C．开始等物质的量投料，设平衡时的转化为x，可得三段式，则的体积分数，始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，故C错误； D．因和中都有键，单位时间内，断开键的数目和断开键的数目相同时，正逆反应速率不等，反应未达到平衡状态，D错误； 故选BCD； （4）反应②可自发进行，，则反应②的，则； 根据题意，该反应平衡常数；假设原料气中为，为1mol，由题意列三段式： 则平衡常数，解得x＝1.8，故与的物质的量之比为； （5）设反应①消耗的的物质的量为x，反应②消耗的的物质的量为y，可得 则，，解得x＝0.3，y＝0.2，所以平衡时n(CO2)＝1-0.3-0.2=0.5mol，n(H2)＝3-3×0.3-0.2=1.9mol，n(CO)＝0.2mol，n(H2O)＝0.5mol，该条件下反应的平衡常数，故答案为0.11。 13．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中）2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应： 反应I：   反应II：   反应III：   回答下列问题： (1)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。据图判断，和中相对稳定的是 ；的数值范围是 (填标号)。 a．    b．    c．    d． (2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为。已知反应III的平衡常数，则平衡体系中B的物质的量为 mol，反应I的平衡常数= 。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应I的化学平衡将 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与物质的量浓度之比 。 (3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量和。控制温度为， A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为 (填“X”或“Y”)；t=100s时，反应III的正反应速率 逆反应速率(填“”、“”或“=”)。 【答案】(1) B d (2) 0.9α 逆向移动 1∶10 (3) X ＜ 【详解】（1）由平衡常数Kx与温度T变化关系曲线可知，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即△H1＜0、△H2＜0、△H3＜0，因此，A的总能量高于B的总能量，能量越低越稳定，A和B中相对稳定的是B；由盖斯定律可知，Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ，则△H1-△H2=△H3＜0，因此△H1＜△H2，由于放热反应的△H越小，其绝对值越大，则的数值范围是>1，选d； （2）由向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α可知，平衡时n(TAME)=(1—α) mol，n(A)+n(B)=n(CH3OH)= α mol①，由反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0可得：=9.0②，解①②联立方程式可得n(A)=0.1α mol、n(B)=0.9α mol，所以反应Ⅰ的平衡常数Kx1==；同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，平衡时，TAME的转化率增大，但是反应的平衡常数不变，A与甲醇物质的量浓度之比不变，则A与甲醇物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)=0.1α∶α=1∶10，故答案为：0.9α；；1∶10； （3）温度为353K，反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，=9.0.由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y，则代表B的变化曲线为X；由母线的变化趋势可知，100s 以后各组分的浓度仍在变化， t=100s时，因此，反应Ⅲ正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆，填＜。 14．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中）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反应来制备。反应如下：  。在恒压密闭容器中通入的和的气体、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．的体积分数保持不变 c．的物质的量保持不变 d． ②在温度时、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 。 ③温度为时，上述反应已达到平衡，若此时保持容器体积不变，再通入和的混合气体，再次达到平衡，CO的转化率 80%(填“>”，“=”或“<”)。 ④温度由到，经历时，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： 脱羧基反应II： (2)已知反应：  ，由图所示， (用图中有关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所示。 ①约之前，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 。 (4)在一定温度下，利用合适的催化剂制氢，发生热裂解反应和脱羧基反应，达到平衡时，总压强为，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的平衡常数为 (为以分压表示的平衡常数)。 【答案】(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 (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； （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。 15．（24-25高二上·天津和平·期中）研究大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。汽车尾气中的、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮的氧化物，防止空气污染。回答下列问题： (1)已知：      能将转化成无毒物质。写出在时该反应的热化学方程式： 。 (2)我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法：  。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的气体，反应相同时间时，测得的转化率随温度的变化关系如图所示： 由图可知，温度低于时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是 。 (3)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、、，通入使其浓度达到。不同温度下，测得2小时时去除率如图所示： ①据图分析，以下反应活化能最小的是 (用a、b、c表示)；、去除NO效果比C更好，其理由是 (写出一条即可)。 ②时在催化剂作用下的反应速率v 。 【答案】(1) (2)温度低于时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 (3) a 活性炭负载钙、镧氧化物后反应活化能小，反应速率快，相同条件下，NO去除率更高。(或纯碳的活化能高、反应速率慢) 0.0225 【详解】（1）能将转化成无毒物质，结合质量守恒，反应生成氮气和水，反应为，已知： ①   ②   由盖斯定律，②-5×①得，在时该反应的热化学方程式：； （2）升高温度，反应速率加快；由图可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是温度低于1050K时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大； （3）①活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，据图分析，490℃以下a的NO的去除率高，说明其反应活化能最小，故选a；CaO/C、La2O3/C去除NO效果比C更好，其理由是活性炭负载钙、镧氧化物后反应活化能小，反应速率快，相同条件下，NO去除率更高(或纯碳的活化能高、反应速率慢)； ②根据图可知：490℃时，CaO/C对NO的去除率为45%，则反应速率。 16．（24-25高二上·北京·期中）将转化为高附加值的化学品，对实现碳中和、可持续发展具有重要意义。 I．利用催化加氢制备乙烯，反应过程主要分为两步。 i． ii． (1)和反应制备乙烯的热化学方程式为 。 (2)0.1MPa下，投料比的条件下研究反应i，在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图1所示(水转化为液态，不计入)。 ①时，主要发生的反应的化学方程式为 。 ②反应i的平衡常数表达式为 。 ③800℃时，的平衡转化率为 。 II．利用煤气化灰渣(主要成分有CaO、，和MgO等)封存，制备高纯碳酸钙。 i．浸出：向灰渣中加入稍过量盐酸，充分反应后过滤，得滤液a； ii．净化：向滤液a中逐渐加入氨水，金属氢氧化物分步沉淀，分步过滤，得到滤液b； iii．碳酸化：向滤液b中通入，过滤、洗涤、干燥，得到高纯。 已知：一些金属氢氧化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与pH关系如图2所示。 (3)净化时，先分离出的氢氧化物是 。 (4)碳酸化时发生主要反应的离子方程式是 。 1II．利用双极膜电解制备NaOH，捕集烟气中，制备。 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 (5)结合电极反应解释A区产生浓NaOH溶液的原因 。 (6)当电路中转移2mole时，上图装置产生 molNaOH。 (7)制得的NaHCO3固体样品中常混有Na2CO3.准确称量xg样品，下列方案中，能测定样品中NaHCO3纯度的是 。 A．充分加热，固体减重m1g B．与足量稀盐酸充分反应，加热蒸干，得m2g固体 C．与足量稀硫酸充分反应并加热，逸出气体用碱石灰吸收，增重m3g 【答案】(1)   (2) 75% (3) (4) (5)阴极反应：，增大，穿过阳离子交换膜进入A区产生浓NaOH溶液 (6)4 (7)AB 【详解】（1）根据盖斯定律，2×反应i+ 反应ii可得CO2和H2反应制备乙烯的反应为：，； （2）①由图可知，时，投料比的条件下，主要产物为，反应的化学方程式为； ②反应i的平衡常数表达式为； ③800℃平衡时甲烷的物质的量分数为0，根据图像可以列三段式，假设二氧化碳为1mol，H2为3mol：则，，则二氧化碳的转化率为； （3）根据图像可知，Fe3+在pH=3左右完全沉淀，Al3+和Mg2+完全沉淀pH都大于3，因此先分离出的氢氧化物是Fe(OH)3； （4）碳酸化时通入的二氧化碳、一水合氨和氯化钙生成碳酸钙沉淀、氯化铵和水，离子方程式为； （5）该电池阴极发生，随着电解的进行，溶液中氢氧根离子浓度增大，同时钠离子经阳离子交换膜向阴极移动，使阴极区域的氢氧化钠浓度增大而得到氢氧化钠浓溶液； （6）根据可知，每转移2mol电子有2molNaOH在阴极区生成，同时有2molNaOH在阳极区的双极膜和阳离子交换膜之间生成，因此每转移2mol电子有4molNaOH生成； （7）A．充分加热后，碳酸氢钠受热分解，因此减重质量为碳酸氢钠生成的二氧化碳和水，可以由此计算出碳酸氢钠的质量，进而求得碳酸氢钠的质量分数，A正确； B．与足量稀盐酸反应后加热蒸干所得固体为NaCl，根据氯化钠的质量可列方程组而求得碳酸氢钠的质量，进而求得碳酸氢钠的质量分数，B正确； C．与足量稀硫酸充分反应并加热，逸出气体用碱石灰吸收，增重为二氧化碳和水的质量，水的质量无法计算，因此不能计算得出碳酸氢钠的质量分数，C错误； 故选AB； 17．（24-25高二上·江西·阶段练习）我国人均能源拥有量较低，一直以来，人们总是在不断寻找新能源。几种可燃物的燃烧热如下表所示。回答下列问题： 可燃物 燃烧热 (1)写出表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)   。 (3)   (填“>”“<”或“=”)。 (4)某水煤气含、、和，其中、的体积分数分别为、。标准状况下，这种水煤气完全燃烧生成液态水和二氧化碳时放出热量。该水煤气中、的物质的量分别为 、 。 (5)在如图坐标系中画出完全燃烧反应的能量变化图示 。 (6)催化氢化制的能量变化如图所示。则： ①决速步骤的反应历程表达式为 。 ②下列叙述正确的是 (填标号)。 A．升高温度，总反应平衡常数减小 B．合适的催化剂可降低的能量 C．正反应在任何温度下都能自发 【答案】(1) (2)-128.1 (3)> (4) 0.4mol 0.4mol (5) (6) HCOO*+H*+2H2=HCOOH*+2H2或HCOO*+H*=HCOOH* AB 【详解】（1）甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量，的燃烧热为-890.3，燃烧热的热化学方程式为； （2）CO的燃烧热为-283，则① 氢气的燃烧热为-285.8，则②； 甲醇的燃烧热为-726.5，则③； 根据盖斯定律①+②-③得 ； （3）氢气的燃烧热是1mol氢气生成液态水放出的能量，氢气的燃烧热为-285.8，水蒸气液化时放出热量，焓变为负值，故生成气态水时的反应热大于生成液态水时的反应热； （4）、的体积分数分别为15%、5%，标准状况下，水煤气中CO、的总体积为 ，CO、的总物质的量为，设CO的物质的量为amol，H2的物质的量分别为(0.8-a)mol，完全燃烧生成液态水和二氧化碳时放出热量，则283a+285.8(0.8-a)=227.52，解得a=0.4。该水煤气中CO、的物质的量分别为0.4mol、0.4mol； （5） CO的燃烧热为-283， 完全燃烧反应的能量变化图示为； （6）①能垒最大的是TS2，即③→④的反应决定总反应的反应速率，HCOO*+H*+2H2=HCOOH*+2H2或HCOO*+H*=HCOOH*； ②A．根据图示，总反应放热，升高温度，平衡逆向移动，总反应平衡常数减小，故A正确； B．催化剂能降低反应活化能，合适的催化剂可降低的能量，故B正确； C．△H<0、△S<0，正反应在高温下不能自发，故C错误； 选AB； 18．（24-25高二上·黑龙江鸡西·期中）二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”。以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下： Ⅰ． Ⅱ． 回答下列问题： (1)反应Ⅰ自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。 (2)已知25℃、101kPa下，H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为：285.8 kJ∙mol-1、283.0 kJ∙mol-1，  △H=+44 kJ∙mol-1，则△H2= kJ∙mol-1。 (3)保持压强为，按投料，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性 ①表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线 (填“a”或“b”)；温度低于280℃时，曲线b随温度升高而降低的原因是 ； ②T℃时向平衡体系中充入一定量的Ar、M点位置 (填“上移”“下移”或“不变”)。 ③T℃时，反应Ⅰ、Ⅱ经4min达到平衡；反应Ⅱ的Kp= (保留小数点后两位)则该时间段CH3OCH3的平均速率为 kPa∙min-1 (用po表示)。 【答案】(1)低温 (2)+41.2 (3) a 该条件下以Ⅰ反应为主，温度升高，Ⅰ反应平衡向左移动的程度大于Ⅱ反应平衡向右移动的程度，使CO2的平衡转化率减小 下移 0.08 【详解】（1）反应Ⅰ中，ΔS＜0，△H＜0，则自发进行的条件是低温。 （2）已知25℃、101kPa下，H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为：285.8 kJ∙mol-1、283.0 kJ∙mol-1， 则可得到如下热化学方程式： ①H2(g)+O2(g)H2O(l)  ∆H=-285.8 kJ∙mol-1 ②CO(g)+O2(g)CO2(g)  ∆H=-283.0kJ∙mol-1 ③  △H=+44 kJ∙mol-1 依据盖斯定律，反应①-②+③得反应Ⅱ，，则△H2=(-285.8 kJ∙mol-1)-(-283.0kJ∙mol-1)+(+44 kJ∙mol-1)=+41.2kJ∙mol-1。 （3）Ⅰ． Ⅱ．    △H2=+41.2kJ∙mol-1 由于反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，则平衡时CH3OCH3的选择性不断减小，CO2的转化率先减小后增大，则曲线a表示平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化，曲线b表示CO2的转化率随温度的变化。 ①由分析可知，表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线a；温度低于280℃时，升高温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，曲线b表示CO2的转化率随温度升高而降低，则反应Ⅰ占主导地位，则原因是：该条件下以Ⅰ反应为主，温度升高，Ⅰ反应平衡向左移动的程度大于Ⅱ反应平衡向右移动的程度，使CO2的平衡转化率减小； ②T℃时向平衡体系中充入一定量的Ar，要保持压强不变，应增大容器的体积，相当于减小浓度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，但正向移动的程度小于反应Ⅰ，所以反应物的转化率减小，M点位置下移。 ③T℃时，保持压强为，按投料，令n(CO2)=1mol，则n(H2)=3mol，反应Ⅰ、Ⅱ经4min达到平衡，此时CO2的平衡转化率为50%，CH3OCH3的选择性为80%，则反应Ⅰ中参加反应CO2的物质的量为1mol×50%×80%=0.4mol，反应Ⅱ中参加反应CO2的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol，由此可建立如下两个三段式： 反应Ⅱ的Kp=≈0.08，则该时间段CH3OCH3的平均速率为=kPa∙min-1。 【点睛】利用盖斯定律，由已知热化学反应方程式计算待求反应焓变时，可依据待求反应调整已知反应的反应物、生成物及化学计量数，然后相加减。 19．（24-25高二上·北京·期中）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。资源化利用对缓解碳㓕排压力具有重要意义。 (1)回收利用是目前解决长期载人航天船内(如空间站)供氧问题的有效途径，其物质转化如下图： 反应A为，是回收利用的关键步骤。 已知：      ①反应A的 ②反应A的平衡常数表达式为 。 (2)将原料气按置于恒容密闭容器中发生反应A，在相同时间内测得的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。 ①理论上，能提高平衡转化率的措施有 (写出一条即可)。 ②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的方法来提高的转化效率，原因是 。 (3)下列关于空间站内物质和能量变化的说法中，不正确的是 (填字母)。 a．反应B的能量变化是电能化学能或光能化学能 b．物质转化中O、原子的利用率均为 c．不用作供氧剂的原因可能是不易实现循环利用 (4)用代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是 。 (5)在二氧化碳催化加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为： 反应A：   反应II：   反应III：   向恒压、密闭容器中通入和，平衡时体系内、、的物质的量(n)与温度(T)的变化关系如图所示。 ①结合上述反应，解释图中CO的物质的量随温度的变化的原因； 。 ②在实际生产中为了提高甲烷的产量，选择的反应条件为较低温度和使用合适的催化剂，从反应原理角度说明选择该反应条件的理由： 、 。 【答案】(1) (2) 降低温度、增大压强、提高比例、分离出等(写出一条即可) 前段加热，有利于提高反应速率；后段降温可使液化，使平衡右移，提高的转化效率 (3)b (4)生成碳颗粒附着在催化剂表面影响催化效率 (5) 低温时体系主要反应为反应A和反应III，含量低，升高温度后主要反应为反应II和反应III，都生成，导致含量升高 较低温度可以使平衡正向移动，提高的产率 合适的催化剂可以加快反应速率，同时提高反应I的选择性，提高单位时间内的产率 【详解】（1）①根据盖斯定律，反应A=已知反应12已知反应2，所以反应A的 ②平衡常数=生成物浓度的幂之积除以反应物浓度幂之积，则反应A的平衡常数表达式为：。 故答案为：；。 （2）将原料气按置于恒容密闭容器中发生反应A：； ①理论上，要提高平衡转化率，需要使平衡右移，根据方程式信息可知，以下措施都可以使平衡右移：反应放热可以降低温度、反应为气体体积增大的反应可以增大压强、可以增加反应物的比例、可以减小生成物量等； ②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，升高温度虽然平衡左移但可以利用提高反应速率来提升单位时间内的转化效率；后段采用冷却的方法，可以使生成物中的液化减小生成物浓度使平衡右移提高的转化效率。 故答案为：降低温度、增大压强、提高比例、分离出等(写出一条即可)；前段加热，有利于提高反应速率；后段降温可使液化，使平衡右移，提高的转化效率。 （3）根据题目中的转化关系图，空间站内物质和能量变化的说法中不正确的有： a．反应B的能量变化是电能化学能或光能化学能：根据转化关系图，反应B是水在电解或光解的作用下分解成氢气和氧气，利用的是电能或光能，a正确； b．物质转化中O、原子的利用率均为：在整个转化过程中，产生的未被循环使用，则H原子的利用率未达到，b不正确； c．不用作供氧剂的原因可能是不易实现循环利用：空间站内空间和物资有限，不能循环的物资占用空间，不利于使用，c正确； 故答案为：b。 （4）用代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，根据反应方程式可知在产物中有单质碳产生，随着反应的进行，生成碳颗粒会附着在催化剂的表面，使催化剂的效率降低了。 故答案为：生成碳颗粒附着在催化剂表面影响催化效率。 （5）①根据平衡时体系内、、的物质的量(n)与温度(T)的变化关系图，反应A和反应III为放热反应，反应II为吸热反应，在时，含量很高，和含量很低，说明体系主要反应为反应A和反应III；当温度升高到时，含量很高，和含量很低，说明反应II平衡右移，反应III平衡左移为主要反应，都生成，导致含量升高。 ②在实际生产中为了提高甲烷的产量，选择的反应条件为较低温度和使用合适的催化剂，从反应原理角度看，生成的反应A和反应III都为放热反应，较低的温度有利于平衡向右移动，提高的产率，但反应速率也会减慢，因此使用合适的催化剂可以提升反应速率弥补降温导致的速率减慢，同时提高反应I的选择性，提高单位时间内的产率。 故答案为：低温时体系主要反应为反应A和反应III，含量低，升高温度后主要反应为反应II和反应III，都生成，导致含量升高；较低温度可以使平衡正向移动，提高的产率；合适的催化剂可以加快反应速率，同时提高反应I的选择性，提高单位时间内的产率。 20．（24-25高二上·辽宁·期中）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上可利用CO或来生产甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示。 化学反应 平衡常数 温度 500℃ 700℃ 800℃ ① 2.5 0.34 0.15 ② 1 1.7 2.52 ③ 请回答下列问题： (1)反应①是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)根据反应①与反应②可推导出、与之间的关系，则 (用、表示)。 (3)一定条件下将(g)和(g)以体积比3：1置于恒温恒容的密闭容器发生反应③，下列能说明该反应达到平衡状态的有 。 a．反应体系中气体的密度保持不变 b．和的体积比保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量不变 d．当断裂中2个C=O时，同时断裂中的2个O-H键 e． (4)将0.1mol CO和0.2mol 通入1L密闭容器中发生反应①，当改变某一外界条件(温度或压强)时，的体积分数变化趋势如图所示： ①图中M点处，CO的转化率为 。 ②若5min后该反应达到平衡，此时的平衡浓度为0.08，平衡常数K= 。 ③X轴上a点的数值比b点 (填“大”或“小”)，某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是 。 【答案】(1)放热 (2) (3)cd (4) 25% 2500(L/mol)2 小 反应①是放热反应，降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，导致的含量增大 【详解】（1）由表格数据可知，升高温度，反应①的平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为焓变小于0的放热反应，故答案为：放热； （2）由盖斯定律可知，反应①+反应②=反应③，则反应③的平衡常数=，故答案为：； （3）a．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则反应体系中气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； b．由方程式可知，反应中氢气和二氧化碳的体积比始终为3：1，则氢气和二氧化碳的体积比保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； c．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； d．由方程式可知，当断裂二氧化碳中2个C=O时，同时断裂水中的2个O-H键说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； e．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； 故选cd； （4）①由图可知，M点温度为400℃，甲醇的含量是10%，设反应消耗一氧化碳的物质的量为a mol，由题意可建立如下三段式： 由甲醇的百分含量可得：×100%=10%，解得x=0.025mol，则一氧化碳的转化率为×100%=25%，故答案为：25%； ②若5min后该反应达到平衡，此时甲醇的平衡浓度为0.08mol/L，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，反应的平衡常数K==2500(L/mol)2，故答案为：2500(L/mol)2； ③反应①是气体体积减小的放热反应，降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，甲醇的含量增大，则Y轴表示温度、X轴表示压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，由图可知，温度不变时，X值越大，甲醇的含量越大，所以压强a小于b，故答案为：小；反应①是放热反应，降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，导致的含量增大。 21．（24-25高二上·北京西城·期中）合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。 (1)在一定条件下，和反应生成0.2mol，放出9.24kJ的热量，写出该可逆反应的热化学方程式： 。在图中画出合成氨反应过程中焓(H)的变化示意图 。 (2)将和通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，5min后达到化学平衡，测得的浓度为0.2mol/L，这段时间内用的浓度变化表示的化学反应速率为 mol/(L·min)。 (3)在固定体积的密闭容器中进行合成氨反应，其平衡常数K与温度T的关系如下表： T/K 298 398 498 平衡常数K ①试判断 (填写“>”“=”或“＜”)。 ②理论上，为了增大平衡时的转化率，可采取的措施是 (写出一条)。 (4)下图是某压强下和按物质的量之比1∶3投料进行反应，反应混合物中的物质的量分数随温度的变化曲线。Ⅰ是平衡时的曲线，Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线，下列说法正确的是 。 A．图中a点，容器内 B．图中b点， C．400~530℃，Ⅱ中的物质的量分数随温度升高而增大，原因是升高温度化学反应速率增大 【答案】(1) (2)0.02 (3) > 降温、增大压强或及时分离出 (4)AC 【详解】（1） 在一定条件下，和反应生成0.2mol，放出9.24kJ的热量，则生成2molNH3放出92.4kJ的热量，该可逆反应的热化学方程式为：，因为合成氨反应为放热反应，所以反应物的总焓大于生成物的总焓，合成氨反应过程中焓(H)的变化示意图为：； （2）将和通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，5min后达到化学平衡，测得的浓度为0.2mol/L，则这段时间内用的浓度变化表示的化学反应速率：； （3）①合成氨反应为放热反应，升高温度，K减小，所以K1＞K2； ②为了增大平衡时的转化率，可采取的措施是降温、增大压强或者及时分离出NH3，均可以使得平衡正向移动； （4）A．假设通入的N2的物质的量是1 mol，通入H2为3 mol，平衡时N2转化量为x mol，则平衡时各种气体的物质的量n(N2)=(1-x)mol，n(H2)=3(1-x)mol，n(NH3)=2x mol，由于此时NH3的含量为50%，则，解得mol，故此时容器内，A正确； B．由图可知b点时NH3的含量低于平衡时的a点，说明反应正向进行，则此时v正＞v逆，B错误； C．Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线，此时反应未达到平衡状态，升高温度化学反应速率增大，使400~530℃时NH3的物质的量分数随温度升高而增大，C正确； 故选AC。 22．（24-25高二上·北京·期中）合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。 (1)在一定条件下，和反应生成，放出9.24kJ的热量，写出该可逆反应的热化学方程式： 。在下图中画出合成氨反应过程中焓的变化示意图 。 (2)在一定温度下，将和通入到体积为1L的密闭容器中，发生反应，2min达到平衡状态时，转化率是。则用表示该反应的平均速率 ；该温度下的平衡常数 (用分数表示)；欲使增大，可以采取的措施是 。 (3)理论上，为了增大平衡时的转化率，可采取的措施有 。(填序号) a．及时分离出        b．升高温度        c．增大压强        d．使用催化剂 (4)工业生产尿素的原理是以和为原料合成尿素，反应的化学方程式为，该反应的平衡常数和温度关系如下： T/℃ 165 175 185 195 K 111.9 74.1 50.6 34.8 ①焓变(填“>”，“<”或“=”) 0。 ②在一定温度和压强下，若原料气中的和的物质的量之比(氨碳比)，如图是氨碳比与平衡转化率的关系。图中的B点处，的平衡转化率为 。 【答案】(1) (2) 1.5 （或） 降低温度 (3)ac (4) 32% 【详解】（1）在一定条件下，和反应生成，放出9.24kJ的热量，则生成放出92.4kJ的热量，可以推出逆反应分解要吸收92.4kJ的热量，热化学方程式为：；合成氨反应热化学方程式为：，则表示该过程中焓的变化示意图为：。 故答案为：；。 （2）在一定温度下，将和通入到体积为1L的密闭容器中，发生反应，2min达到平衡状态时，转化率是，消耗的，列三段式；则用表示该反应的平均速率；该温度下的平衡常数；平衡常数K只受温度影响，欲使增大，需要平衡向右移动，合成氨为放热反应，所以可采取的措施为：降低温度。 故答案为：1.5；（或）；降低温度。 （3）根据合成氨反应热化学方程式为：，为了增大平衡时的转化率，需要平衡向右移动，可以采取的措施： a．及时分离出 ：减小了生成物浓度，平衡向右移动，的转化率增大，a符合题意； b．升高温度：反应为放热反应，升高温度平衡会向左移动，的转化率减小，b不符合题意； c．增大压强：反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡会向右移动，的转化率增大，c符合题意； d．使用催化剂:不影响平衡的移动，的转化率不变，d不符合题意； 故答案为：ac。 （4）①根据题目中表格数据，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度，平衡向左移动，则正反应为放热反应，得焓变； ②在一定温度和压强下，若原料气中的和的物质的量之比(氨碳比)，如图是氨碳比与平衡转化率的关系，图中的B点处时有x=4，平衡转化率为64%，设，则，根据转化率计算出消耗的的物质的量为，根据反应的化学方程式为可知消耗的的物质的量为消耗的的物质的量的2倍，算出消耗的的物质的量为，则的平衡转化率为。 故答案为：；32%。 23．（24-25高二上·河南·期中）工业用二氧化碳加氢可合成乙醇，涉及如下反应： I．  △H1； Ⅱ．  ； Ⅲ．  。 回答下列问题： (1)△H1= kJ∙mol-1。 (2)向恒压密闭容器中充入一定量CO2和H2仅发生反应Ⅰ，CO2的平衡转化率与温度、投料比m[]的关系如图1所示。 ①m1、m2、m3由小到大的顺序为 。 ②若A点m3=3，则此时H2的平衡转化率为 ，C2H5OH(g)的体积分数为 (保留至0.1%)。 ③若投料比m=1，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应已达平衡判据的是 (填字母)。 A．容器内不再变化                B．容器内气体密度不再变化 C．生成2molCO2同时消耗3molH2O       D．容器内气体平均相对分子质量不再变化 (3)总压为5MPa的恒压条件下，且投料比m[]=3时，仅发生反应I，不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2所示。 ①曲线a表示 (填化学式)的物质的量分数与温度的关系。 ②TK时，该反应的平衡常数Kp= 。(提示：用平衡分压代替平衡浓度进行计算，某组分平衡分压=总压该组分的物质的量分数，只列出数值表达式，不必化简)。 【答案】(1)-173.6 (2) m1＜m2＜m3 50% 8.3% C (3) H2O 【详解】（1）I．  △H1； Ⅱ．  ； Ⅲ．  ； 依据盖斯定律，将反应Ⅱ×2+Ⅲ得，△H1=2△H2+△H3=2×(+41.4 kJ∙mol-1)+(-256.4 kJ∙mol-1)=-173.6kJ∙mol-1； （2）①假设CO2的起始投料量一定，不断增大H2的投料量，则不断增大，平衡不断正向移动，CO2的平衡转化率不断增大，所以m1、m2、m3由小到大的顺序为m1＜m2＜m3； ②若A点m3=3，反应物的起始投入量之比等于化学计量数之比，CO2和H2的平衡转化率相等，则此时H2的平衡转化率为50%，设起始投入CO2为2mol，则H2为6mol，生成C2H5OH的物质的量为0.5mol，平衡时CO2的物质的量为1mol、H2为3mol、H2O(g)为1.5mol，所以C2H5OH(g)的体积分数为≈8.3%； ③A．若投料比m=1，一定温度下发生反应，容器内不断发生改变，当不再改变时，反应达平衡状态，A不符合题意； B．反应前后气体的分子数不等，恒压容器的体积随反应的进行不断发生改变，但混合气的质量不变，则气体的密度不断发生改变，当容器内气体密度不再变化时，反应达平衡状态，B不符合题意； C．生成2molCO2同时消耗3molH2O，反应进行的方向相同，反应不一定达平衡状态，C符合题意； D．容器内气体的质量不变，混合气的物质的量随反应的进行不断发生改变，即平均相对分子质量不断发生改变，当平均相对分子质量不再变化时，反应达平衡状态，D不符合题意； 故选C。 （3）总压为的恒压条件下，且投料比m[]=3时，仅发生反应I，此时CO2、H2的物质的量之比等于化学计量数之比。该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则a表示H2的物质的量分数，b表示CO2的物质的量分数，c表示H2O(g)的物质的量分数，d表示C2H5OH(g)的物质的量分数； ①由分析可知，曲线a表示H2的物质的量分数与温度的关系； ②TK时，投料比m[]=3，总压为5MPa的恒压条件下，仅发生反应I，设CO2的物质的量为1mol，H2的物质的量为3mol，从图中可以看出，CO2与C2H5OH的物质的量相等，H2与H2O的物质的量相等，设CO2的平衡转化率为x，则可建立如下三段式：，1-x=0.5x，x=，该反应的平衡常数Kp=。 24．（24-25高二上·广西·阶段练习）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。 回答下列问题。 (1)物质的标准摩尔生成焓是指由最稳定的单质合成标准压力下单位物质的量的物质的反应焓变，用符号表示。 物质 0 已知液态水汽化需要吸收的能量，则 ； (2)下列措施可提高平衡产率的是___________(填字母)； A．高温、高压 B．低温、高压 C．使用高效催化剂 D．及时分离出 (3)已知曲线②代表平衡时的体积分数随温度变化的曲线，则曲线①代表的物质是 。温度越高，平衡时的体积分数越小的原因是 。 (4)下列能说明反应Ⅰ、反应Ⅱ达到平衡状态的是 (填字母)。 a．                         b．容器内气体的密度不再变化 c．和的物质的量之比不再变化         d．容器内气体的总压不再变化 (5)M点反应Ⅰ的平衡常数 ，N点时 。 (6)若按投料，则曲线之间交点N的位置 (填“上移”“下移”或“不变”)。 【答案】(1) (2)BD (3) 温度升高，反应I：正向移动，反应Ⅱ：逆向移动，随着温度持续升高，反应I正向进行的程度大于反应Ⅱ逆向进行的程度 (4)cd (5) 1 (6)上移 【详解】（1）反应I：， 反应Ⅱ： ①， ②， ③， ④， 由-③+①+②+④×2式可得：，则由盖斯定律得：； （2）反应I： ， 反应Ⅱ： ，由反应可知，增大压强、降低温度可使平衡向着生成的方向移动；使用高效催化剂，不能使平衡发生移动；及时分离出，可使反应Ⅱ平衡向着生成的方向移动，故选BD； （3）曲线②代表平衡时的体积分数随温度变化的曲线，温度升高，反应I平衡正向移动，的体积分数增大，曲线③代表的物质是，则曲线①代表的物质是；温度越高，平衡时的体积分数越小的原因是：温度升高，反应I：正向移动，反应Ⅱ：逆向移动，随着温度持续升高，反应I正向进行的程度大于反应Ⅱ逆向进行的程度； （4）a．反应I中和的计量数之比为，但反应Ⅱ的和计量数之比不是，所以不可以说明正、逆反应速率相等，所以a项不能说明反应达到平衡状态； b．该反应过程中气体的总质量不变，且容器的总体积不变，则混合气体的密度为一恒量，所以b项容器内气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡； c．只是反应I的产物，而则是反应I，反应Ⅱ的共同产物，二者的物质的量之比是变量，所以c项和的物质的量之比不再变化，可说明反应达到平衡状态； d．由于反应I是反应前后气体的物质的量总量不变的反应，反应I总压不变，而反应Ⅱ是反应前后气体的物质的量总量变小的反应，反应Ⅱ总压变化，说明容器内总压是变量，当变量不再变化，可说明反应达到平衡状态； 答案选cd； （5）设投入的和均为，M点平衡时，则转化了，列三段式： ， 则反应I的平衡常数； N点，设生成了为，列三段式： 则N点时； （6）若按投料，相当于增加的投料，平衡时体积分数增大，则曲线之间交点N的位置上移。 25．（24-25高二上·北京·期中）为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，通过化学的方法实现CO2的资源化利用是一种理想的CO2减排途径。以H2、CO2为原料制CH3OH涉及的主要反应如下： ⅰ.   ⅱ.   ⅲ.___________ (1)反应ⅲ为H2(g)、CO2(g)转化为CH3OH(g)、H2O(g)，写出该反应的热化学方程式 。 (2)在催化剂作用下，将1 mol CO2、3 mol H2投入反应器。一定压强下，CO2的平衡转化率、CH3OH和CO的选择性随温度的变化曲线如图1所示；不同压强下，CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图2所示。 (目标产物的选择性) ①图1中表示CO选择性变化的是曲线 。 ②图2中压强由大到小的顺序为 ，温度大于 K后，三条曲线趋于重合的原因是 。 ③温度高于300℃时，CO2平衡转化率随温度升高逐渐增大、曲线b随温度升高逐渐减小的原因是 。 ④在250℃达到平衡时，体系 (填“吸收”或“放出”)的热量为 kJ。 【答案】(1) △H3 =-49 kJ·mol-1 (2) b P1>P2>P3 随着温度上升，主反应（生成CH3OH）放热被抑制，副反应（生成CO）吸热被促进，T1温度后，体系中主要发生副反应，副反应是气体体积不变化的反应，压强改变对平衡没有影响，三条曲线趋于重合 因为生成CH3OH的反应放热，温度升高平衡逆向移动，甲醇的选择性降低，生成CO的反应吸热，温度升高，平衡正向进行，二氧化碳的转化率升高 放出 0.8 【详解】（1）反应i+ii，得到，由盖斯定律有△H3 =△H1+△H2=+41.0-90.0=-49 kJ·mol-1，故热化学方程式为： △H3 =-49 kJ·mol-1； （2）①因为生成CO是吸热反应，生成CH3OH是放热反应，温度升高，CO的选择性降低，CH3OH的选择性升高，故曲线a是CH3OH选择性，曲线b是CO选择性； ②生成CO为体积不变的反应，生成CH3OH为体积减小的反应，故温度相同条件下，压强越大，CO2的转化率越大，即P1>P2>P3；随着温度上升，主反应（生成CH3OH）放热被抑制，副反应（生成CO）吸热被促进，T1温度后，体系中主要发生副反应，副反应是气体体积不变化的反应，压强改变对平衡没有影响，三条曲线趋于重合； ③因为生成CH3OH的反应放热，温度升高平衡逆向移动，甲醇的选择性降低，生成CO的反应吸热，温度升高，平衡正向进行，二氧化碳的转化率升高； ④250℃时，CO和CH3OH的选择性为50%，CO2的转化率为20%，根据反应i和反应ⅲ分析，反应i中，生成CO为1mol×20%×50%=0.1mol，吸收0.1mol×41kJ/mol=4.1kJ能量，反应ⅲ中，生成CH3OH为1mol×20%×50%=0.1mol，放出0.1mol×49kJ/mol=4.9kJ能量，总共放出4.9-4.1=0.8kJ能量。 26．（24-25高二上·广东深圳·期中）Ⅰ．和重整制取合成气CO和，在减少温室气体排放的同时，可充分利用碳资源。该重整工艺主要涉及以下反应： 反应a：   反应b：   (1)重整时往反应体系中通入一定量的水蒸气，可在消除积碳的同时得到合成气，已知反应c：   则   。 (2)在恒温恒容下，同时放入、、、四种物质，下列事实能够说明反应已达到平衡的是___________。 A．反应体系中，混合气体的密度不再改变 B．反应体系中，各组分的物质的量相等 C．反应体系中，当有键断裂的同时有键断裂 D．混合气体的平均相对分子质量保持不变 (3)利用和重整技术获得合成气不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如下图所示： 对于反应a，试比较M点和N点的转化率：M N(填“>”“<”或“=”，下同)；平衡常数M N。 (4)当，温度高于，减小的原因可能是 。 Ⅱ．合成气制取清洁燃料二甲醚的原理如下： 反应1： 反应2： (5)500K时，在2L密闭容器中充入4molCO和，达到平衡，平衡时CO的转化率为，且，则反应2中的转化率 ，反应1的平衡常数 (结果需化成最简比)。 【答案】(1) (2)ACD (3) > = (4)体系中的反应以反应b为主，反应物氢气的浓度减小、生成物一氧化碳的浓度增大，导致减小 (5) 80% 【详解】（1）据盖斯定律，由反应a－反应b－反应c得到，即； （2）A．反应物存在固体，气体总质量会随着平衡移动发生改变，恒温恒容下混合气体的密度不再改变，说明各物质质量不变，即可判定达到平衡状态，A选； B．反应体系中，各组分的物质的量相等并不能说明各物质浓度不变，不可判定平衡状态，B不选； C．反应体系中，当有键断裂的同时有键断裂，表明正逆反应速率相等，则达到平衡状态，C选； D．混合气体的平均相对分子质量是混合气体总质量与其总物质的量的比值，正反应为气体体积增大的反应，故该物理量为变量，不变时可以说明反应达到平衡，D选； 故选ACD； （3）M点=1，N点=2.5，从M点到N点相当于保持不变，增加的量，则转化率变小，因此转化率M＞N；M、N两点温度相同，平衡常数相等； （4）反应a、b均为吸热反应，升温平衡右移，反应a中CO、H2均为生成物，且化学计量数相等，若以反应a为主，几乎不变，反应b中H2为反应物、CO为生成物，若以反应b为主，减小，当，温度高于，减小，说明体系中的反应以反应b为主，反应物氢气的浓度减小、生成物一氧化碳的浓度增大，导致减小； （5）根据已知条件列三段式：、 ，依据题意2×(3.2－2x)=x，解得x=1.28，则反应2中的转化率，反应1的平衡常数。 难点03活化能、基元反应与化学平衡综合应用 1．（24-25高二上·上海·期中）在催化剂作用下，和生成的反应历程如下(“*”表示吸附态)。 (1)该反应历程中决速步的化学方程式为 。 (2)有关合成氨条件选择的说法正确的是_______。 A．使用催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．及时分离出既加快反应速率又提高反应物转化率 C．温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率 D．增大压强既加快反应速率又提高反应物转化率，所以工业生产时压强越大越好 (3)在恒容绝热容器中合成氨，能说明反应达到平衡状态的是_______。 A．体系的温度不再改变 B．气体的密度不再改变 C．与的体积比不变 D． (4)将、充入恒容密闭容器中，发生反应：。控制不同温度与压强，得到平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示： ①温度、、的大小关系是 ，判断依据为 。 ②根据M点数据，计算下合成氨反应平衡常数的值并书写计算过程 。 (注意：计算过程包括“起始”“转化”“平衡”三步数据，结果保留三位小数) 【答案】(1) (2)C (3)AC (4) T1＞T2＞T3 该反应为放热反应，其它条件相同时，温度升高，平衡向逆反应方向移动，平衡时转化率降低，即温度越高转化率越低，故温度为T1＞T2＞T3 T2温度下，平衡压强为32 MPa时，N2的转化率40%，根据题意列“三段式”如下： 故平衡时气体分压分别为：p(N2)=×32Mpa=6Mpa，p(H2)=18Mpa，p(NH3)=8Mpa，Kp= =(Mpa)-2=。 T2温度下，平衡压强为32 MPa时，N2的转化率40%，根据题意列“三段式”如下： 故平衡时K= (mol/L)-2==0.183(mol/L)-2。 【详解】（1）结合图像，反应历程中能垒最大的一步反应是决速步，则决速步的化学方程式为。 （2）A．使用催化剂通常只能加快反应速率，不能使平衡移动，不可提高反应物的转化率，故A错误； B．减少生成物浓度有利于平衡右移，则及时分离出能提高反应物转化率，但是不能加快反应速率，故B错误； C．铁触媒在500℃左右时的活性最大，故控制在该温度下反应可以加快反应速率，故C正确； D．合成氨反应是气体分子总数减小的反应，增大压强既加快反应速率又提高反应物转化率，但是增大压强对设备要求会提高，会提高生产成本，故压强不是越高越好，故D错误； 答案为C； （3）A．容器绝热，体系的温度不再改变说明正逆反应速率相等，能说明达到平衡，故A选； B．容器恒容，气体的密度始终不改变，故不能说明达到平衡，故B不选； C．若反应未达平衡，向右进行时与的体积比会变小，现与的体积比不变可以说明达到平衡，故C选； D．时反应速率之比不等于化学计量数之比，故正逆反应速率不等，反应没有平衡，故D不选； 答案为AC； （4）①由于合成氨的反应是放热反应，其它条件相同时，温度升高，平衡向左移动，N2的转化率降低，即图中转化率越低的曲线对应的温度越高，故T1＞T2＞T3。 ②T2温度下，平衡压强为32 MPa时，N2的转化率40%，根据题意列“三段式”如下： 故平衡时气体分压分别为：p(N2)=×32Mpa=6Mpa，p(H2)=18Mpa，p(NH3)=8Mpa，Kp= =(Mpa)-2=。 T2温度下，平衡压强为32 MPa时，N2的转化率40%，根据题意列“三段式”如下： 故平衡时K= (mol/L)-2==0.183(mol/L)-2。 2．（24-25高二上·陕西咸阳·阶段练习）2023年7月17日，习近平主席在全国生态环境保护大会上发表重要讲话，其中强调要实现绿色低碳转型，以更加积极的姿态参与全球气候治理。回答下列问题： (1)一定条件下，与反应可转化为、，该反应不仅可应用于温室气体的消除，实现低碳发展，还可以应用于空间站中与的循环，实现的再生。 已知：反应I．   反应II．   反应Ⅲ．   则 ，若反应III的活化能为，则该反应的逆反应活化能为 (填“>”、“<”或“=”)。 (2)一定条件下，利用甲烷可将还原为。在一密闭容器中充入、气体各，发生反应  。测得的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如下图所示。 ①该反应的 0(填“>”“<”或“=”)。 ② (填“>”“<”或“=”)，判断依据是 。 ③Q点的压强平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，气体的分压=气体总压强×该气体的物质的量分数)。 (3)和在催化剂(基或基)作用下生成乙酸的反应历程如图2所示(*表示吸附态)。已知：，其中为速率常数，为活化能，、为常数，变化关系如图3所示。 ①使用基催化剂时，决速步骤的化学方程式为 。 ②图3中a对应的催化剂是 (填“基”或“基”)。           【答案】(1) -278.0 > (2) > < 增大压强，平衡逆向移动(或减小压强，平衡正向移动) 196 (3) 或 基 【详解】（1）反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   根据盖斯定律有，反应Ⅲ=2×反应Ⅰ+反应Ⅱ，则=2△H1+△H2=2×(-485.5kJ/mol)+693kJ/mol=-278.0kJ/mol；反应III是放热反应，正反应的活化能小于逆反应的活化能， ； （2）在同一压强下，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，正反应为吸热反应，>0； 反应是气体体积增大的反应，同一温度下，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，P1<P2=； 原因是：增大压强，平衡逆向移动(或减小压强，平衡正向移动)； Q点总压为21MPa，甲烷的转化率为50%，依据三段式： 平衡时，气体总物质的量为3mol，则Q点的平衡常数：KP= ； （3）①反应所需能垒越大，反应速率越慢，而反应历程的决束步骤是反应速率最慢的一步，因此使用Cu基催化剂时，决速步骤的化学方程式为或； ②根据，Ea活化能越大，lnk越小，由图1可知Cu基做催化剂活化能比Zn基大，因此图Ⅱ中a对应的催化剂是Zn基。 3．（24-25高二上·湖北武汉·期中）氮的化合物是工业生产上研究的热点。回答下列问题： (1)在催化条件下，用还原来消除氮氧化物的污染。   △H＜0 该反应中正反应活化能与逆反应活化能的大小关系： (填“＞”“＜”或“=”)。 (2)铜还原NO生成，向含足量Cu粉的恒压密闭容器中充入NO，发生反应：   △H＜0。 达到平衡后，再通入NO，平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动，NO的转化率 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (3)CO还原NO的反应为  。向体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中均充入2mol NO和2mol CO混合气体，分别在绝热、恒温条件下发生上述反应。两反应体系中的压强随时间的变化曲线如图所示(m为常数)。 ①CO的转化率：a点 b点(填“＞”“＜”或“=”)。 ②a点浓度商Q= (L/mol)，a点浓度商Q (填“＞”“＜”或“=”)b点平衡常数K。 (4)氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知反应，且总压物质的量分数。 温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应，关系曲线如上图所示，其函数关系= kPa(填计算式)。增大氨的初始分压，氨的转化速率将 (填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】(1)＜ (2) 向右 不变 (3) ＜ 27 ＜ (4) 不变 【详解】（1）反应的△H＜0，则该反应为放热反应，所以该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，正反应活化能与逆反应活化能的大小关系：＜。 （2）反应  △H＜0达到平衡后，再通入NO，容器的体积增大，此时增大反应物浓度，同时减小生成物浓度，平衡向右移动，但两平衡等效(相当于原反应体系再加入NO，保持压强不变，此时反应物浓度不变)，所以NO的转化率不变。 （3）对于反应为 ，恒温条件下，随着反应的进行，气体的物质的量不断减小，压强不断减小，则甲曲线为恒温条件下的压强随时间变化曲线；乙曲线表示反应进行一段时间后，在气体物质的量减小的情况下压强增大，则表明该反应为放热反应，所以乙曲线表示绝热条件下压强随时间变化曲线。 ①由分析可知，b点温度大于a点，但a点与b点气体的压强相等，则混合气的物质的量a点大于b点，所以CO的转化率：a点＜b点。 ②向体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中均充入2mol NO和2mol CO混合气体，保持温度不变，设在a点时，参加反应CO的物质的量为x，则可建立如下三段式： 则，x=1.5mol，a点浓度商Q==27 (L/mol)，CO的转化率a点＜b点，则b点时生成物浓度大于a点，反应物浓度小于a点，所以a点浓度商Q＜b点平衡常数K。 （4）根据图知，NH3的分压与时间的关系曲线为一条直线，设直线方程为p(NH3)=kt+b，代入(0，35)和(5，23.5)两点，即得35=b、23.5=5k+b，从而得出b=35、k=-2.3，其函数关系=kPa。图中曲线的斜率即为氨的转化速率，则增大氨的初始分压，氨的转化速率将不变。 【点睛】合成氨反应为放热反应，达平衡前，相同时间内，温度越高，反应速率越快，反应物的转化率越大。 4．（24-25高二上·浙江台州·期中）甲醇来源丰富、价格低廉、运输方便，有着广泛的用途和广阔的应用前景。工业生产甲醇的常用方法是：  。 (1)在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器内分别充入1mol CO和2mol 的混合气体，保持各容器的温度不变，进行实验，反应相同时间测得CO的转化率随温度的变化如下图所示 ①  ，a 0(填>或<)。 ②若c容器中，CO的转化率是该温度下的平衡转化率，则上述剩余4个容器中Q<K的有 (填a、b、d、e)。 ③若c容器达到平衡后，在5min时升高温度，在10min时重新达到新平衡，在下图图像画出和的变化曲线(要注明和) 。 ④简单解释③中5-10min内你所画和变化曲线的原因： (最好能从活化能角度出发分析)。 (2)和制取甲醇的同时，存在副反应，该反应的平衡常数和温度的关系如下表所示 T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 ①若1200℃下，往容器恒定的密闭容器中，充入1mol 和1mol ，某时刻测得为0.5mol，则此时 (填> 或 = 或 <)。 ②若在830℃下，往1L容积恒定的密闭容器中，充入1mol 和2mol ，达到平衡时，的平衡转化率为 。(用百分数或最简分数均可)。 【答案】(1) < a、b 温度升高，增大活化分子百分数，因此正逆反应速率加快；该反应是放热反应，逆反应活化能大，温度升高，逆反应速率增大的程度更大 (2) > 66.7%或(有效数字不做要求) 【详解】（1）①根据图像可知，T3对应的CO的转化率最大，而后随着温度的升高，CO的转化率逐渐减小，说明平衡逆向移动，因此该反应为放热反应，即，因此a<0； ②若c容器中，CO的转化率是该温度下的平衡转化率，若是Q<K，说明此时平衡时正向移动，根据上一问分析可知，该反应为放热反应，由a到c，反应未达到平衡状态，温度升高反应速率加快，CO的转化率未达到最大，因此反应仍还在正向进行，因此上述剩余4个容器中Q<K为a、b； ③该反应为放热反应，温度升高会导致平衡逆向移动，而温度升高，无论是正反应还是逆反应速率均会加快，但由于平衡逆向移动，因此逆反应速率改变更大，因此5min时，与均大于原平衡速率，比更大，故图像为：； ④5-10min内所画和变化曲线的原因：温度升高，增大活化分子百分数，因此正逆反应速率加快；该反应是放热反应，逆反应活化能大，温度升高，逆反应速率增大的程度更大。 （2）①根据题中信息可知，1200℃下，往容器恒定的密闭容器中，充入1mol 和1mol ，某时刻测得的浓度为0.5mol/L，假设容器体积为xL，列出三段式为： 反应前后，气体体积不变，该时刻下，=1<K=2.6，则平衡向正反应方向移动，； ③若在830℃下，往1L容积恒定的密闭容器中，充入1mol 和2mol ，假设达到平衡时，的平衡的物质的量为xmol，列出三段式： 此温度下K=1，有，解得x=，因此的平衡转化率为，故答案为：66.7%或。 5．（24-25高二上·广东·期中）减少的排放并利用是我国能源领域的一个重要战略方向。 Ⅰ．在与催化合成甲醇的体系中，同时存在以下反应： 反应i：   反应ii：   反应iii：   (1) ；若要反应iii正向自发进行， (填“高温”或“低温”)更有利。 (2)对于反应i，，其中、分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)初始压强为时，向恒容的密闭容器中加入和发生上述反应，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。已知：的平衡转化率：。甲醇的选择性：。 ①图中Z代表的物质为 (填化学式)。 ②270℃时，甲醇的选择性为 。 ③如何同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性？ 。 (4)某温度下，将和充入容积不变的2L密闭容器中，初始总压为，只发生反应iii，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表： 时间/h 1 2 3 4 5 ①用表示前2h的平均反应速率 。 ②该条件下的分压平衡常数为 (结果用分数表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。 Ⅱ．工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步进行，过程中的能量变化如图所示。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (5)反应速率较快的是 反应(填“第一步”或“第二步”)。 (6)总反应热化学方程式为 。 Ⅲ．加氢制备的一种催化机理如图。 (7)下列说法正确的有_______(填字母标号)。 A．催化过程使用的催化剂为和 B．可以释放出(活化分子) C．经过活性中心裂解产生活化态的过程为放热过程 D．加氢制备的过程需要和共同完成 【答案】(1) −48.9 低温 (2)增大 (3) 50% 增大压强 (4) 0.075 (5)第一步 (6)   (7)BD 【详解】（1）根据盖斯定律，； 该反应的，，由得该反应在低温下正向自发进行； （2）当反应ⅰ处于平衡时，，，，反应ⅰ的，正向吸热，升高温度，K增大，故增大； （3）①达到平衡时，三个反应同时存在，升高温度，反应ⅰ正向进行，反应ⅱ逆向进行，CO的物质的量分数均增加，故X代表的物质是CO，反应ⅱ、ⅲ均逆向进行，CH3OH的物质的量分数减少，反应ⅲ中H2O和CH3OH减少的物质的量相同，但反应ⅰ正向进行，H2O的物质的量增加，故H2O的物质的量分数减少的程度比CH3OH的减小的程度小，故Y为CH3OH，Z为H2O； ②由图可知，270℃时，CO和CH3OH物质的量分数相等，根据原子守恒，参加反应的CO2有50%转化为CO，50%转化为CH3OH，故CH3OH的选择性为50%； ③反应ⅰ为吸热反应，反应前后气体分子数不变，反应ⅱ、反应ⅲ均为放热反应，反应前后气体分子数减小，若升高温度，反应ⅰ正向移动，CO2的平衡转化率增大，但生成CH3OH的反应ⅱ、反应ⅲ均逆向移动，CO2的平衡转化率和甲醇的选择性均下降，降低温度，不利于提高CO2的平衡转化率，增大压强，能同时增大CO2的平衡转化率和甲醇的选择性，合适的催化剂只能提高甲醇的选择性，但不能改变CO2的平衡转化率，故答案为增大压强； （4）①列三段式： 在反应2h后，总气体物质的量为(4-2x)mol，由表可知2h后，根据公式可知，，所以，，在这2h内CO2共反应了0.3mol，； ②由表可知平衡时，，列三段式： ，，； （5）由图可知，第一步反应的活化能E1小于第二步反应的活化能E3，故第一步反应速率较快； （6）由图可知，反应Ⅰ： ，反应Ⅱ： ，以和为原料合成尿素的总反应为反应Ⅰ+反应Ⅱ，则总反应的热化学方程式为：  ； （7）A．根据加氢制的催化机理图示，催化过程使用的催化剂为，为中间产物，A错误； B．根据图示，可以释放出(活化分子)，B正确； C．经过活性中心裂解产生活化态的过程为断开化学键的过程，断键吸收热量，C错误； D．根据图示，是将转化为(活化分子)的催化剂，是将转化为的催化剂，则加氢制备的过程需要和共同催化完成，D正确； 答案选BD。 6．（24-25高二上·河北石家庄·阶段练习）催化加氢可以制等，在减少排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： (1)请根据以上信息计算：反应的 ， （用含的代数式表示）。 (2)在某催化剂作用下，催化加氢制的反应历程如下： 该历程中的最大能垒（活化能）为 ，对应步骤的反应为 。 (3)不同催化剂作用下，加氢制反应的（k为速率常数）随温度的关系如图所示，已知，其中为活化能，C为截距。 催化效果较好的催化剂为 。 (4)下，将和通入容积为的恒容密闭容器中仅发生反应Ⅰ，经过，达到平衡状态，此时测得容器中气体总物质的量为． ①下列叙述能证明反应Ⅰ达到化学平衡状态的是 （填标号）。 A．容器内压强不变        B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变      D．混合气体中的浓度不变 ②反应Ⅰ的平衡常数 ，平衡时转化率为 。 【答案】(1) —137 (2) 1.41 HCOO*+H2(g) =HCOO*+H2(g) (3)Cu/CeOr/TiO2 (4) ACD 1.25 60% 【详解】（1）由盖斯定律可知， 反应III=反应I-反应II，则反应III的△H3=(-43kJ/mol)-(+94kJ/mol)=-137 kJ/mol，反应的平衡常数为，故答案为：-137；； （2）由图可知，该历程中的最大能垒为0.67 eV-(-0.74 eV)=1.41eV，对应步骤的反应为HCOO*+H2(g) =HCOO*+H2(g)，故答案为：1.41；HCOO*+H2(g) =HCOO*+H2(g)； （3）由图可知，以Cu/CeOr/TiO2作催化剂时，反应的活化能最小，由可知，速率常数k最大，反应速率最大，则催化剂Cu/CeOr/TiO2催化效果最好，故答案为：Cu/CeOr/TiO2； （4）①A．该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； D．混合气体中氢气的浓度不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； 故选ACD； ②设反应I消耗的二氧化碳为amol，由题意可建立如下三段式： 由5min反应达到平衡时，容器中气体总物质的量为2.8mol可得：4-2a=2.8，解得a=0.6，则平衡时氢气的转化率为=60%，反应的平衡常数K==1.25，故答案为：1.25；60%。 7．（24-25高二上·吉林·期中）研究和深度开发的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。 已知：反应I． 反应II． 反应III． (1) 。 (2)在恒容密闭容器中充入和，仅发生反应和，测得平衡时的平衡转化率、和的选择性随温度的变化如图所示。[或的选择性] ①其中表示选择性的曲线是 (填“a”“b”或“c”)。 ②下，反应达到化学平衡时，的转化率为，的选择性为y，则的平衡浓度为 (用含x、y、V的代数式表示)，反应I的平衡常数 (用含x、y的代数式表示)。 (3)在催化剂作用下，反应II的反应历程如图所示(图中数值表示相对能量差，单位为，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，图中均已省略)。 上述历程中得到的相对较多的副产物为 (填化学式)，合成甲醇过程的决速步化学反应历程表达式为 。 (4)甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。 电极上的电极反应式为 。此电池工作过程中，理论上每消耗，转移 mol电子。 【答案】(1)-49 (2) b (3) (或) (4) 3 【详解】（1）根据盖斯定律，反应II=反应I+反应III，故； （2）①反应II和反应III均为放热反应，随着温度的升高，反应逆向进行，的选择性降低，表示选择性的曲线是：b； 根据题意可列出：，，平衡时CH3OH的浓度为：；平衡时反应I中各物质的浓度为：H2：；CO2：；CO：；H2O：，故反应I的平衡常数K=； （3）由图可知反应II的副产物为CO和HCHO，生成CO的活化能低，故副产物CO含量多；合成甲醇过程中活化能最大的步骤为决速步骤，由图可知最大的活化能为1.36eV，故决速步化学反应历程表达式为：(或)； （4）该燃料电池为原电池，氢氧根向负极移动，故左侧X电极为负极，b通入甲醇，电极上的电极反应式为：；右侧Y电极为正极，c口通入O2。此电池工作过程中，理论上每消耗，即0.5mol，由负极电极式可知转移电子。 8．（24-25高二上·湖北·期中）硫酸盐(含、)气溶胶是雾霾的主要成分，主要通过转化产生。25℃时不同pH条件下，在水溶液中的主要存在形态及其对应的物质的量分数如图所示： (1)过氧化氢()是大气中重要的氧化剂，其有多种途径将氧化成硫酸盐。 ①研究表明与水溶液的主要反应为： 。由此可判断，该条件下的pH为 (填“<2”“3~6”或“>8”)；常温下水溶液中的电离程度 水解程度(填“大于”“等于”或“小于”)。 ②可在催化剂或的作用下产生·OH，·OH能将氧化。·OH产生的机理如下： 反应Ⅰ：(慢反应) 反应Ⅱ：(快反应) 下列说法错误的是 。 A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ B．向固定容积的反应体系中充入氦气，氧化的反应速率加快 C．与作催化剂相比，相同条件下作催化剂时氧化效率可能更高 (2)空气中含有和，科学家最近发现水催化促进硫酸盐形成的化学新机制如图所示： 通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的或可以将电子快速转移到周围的气相分子。观察图示可知“水分子桥”主要靠 形成；写出与总反应的离子方程式： 。 (3)与水溶液的反应是产生硫酸盐的另一个重要途径。向含硫微粒总的物质的量浓度为1.0mol/L水溶液中加入适量NaOH固体，再通入，反应一段时间后，测得溶液，，则 mol/L(保留两位有效数字)。 (4)进一步研究发现，雾霾中固体硫酸盐为硫酸铵，硫酸铵溶液中离子浓度从大到小的顺序为 (忽略的水解)。 【答案】(1) 3~6 大于 B (2) 氢键 (3)0.073 (4) 【详解】（1）①由反应方程式可知，此时主要是与反应，溶液中主要为，结合图像可知，该条件下的pH为3~6； 的电离方程式为，结合图像b点数据，，的水解方程式为，结合图像a点数据，，电离平衡常数大于水解平衡常数，故电离程度大于水解； ②A．活化能越高，反应速率越慢，反应Ⅰ为慢反应，活化能高于反应Ⅱ，A正确； B．向固定容积的反应体系中充入氦气，反应相关的物质的量浓度不发生变化，则反应速率不变，B错误； C．Fe3O4催化剂表面同时存在Fe2+和Fe3+，Fe2+直接通过反应Ⅱ快速产生·OH，c(·OH)更大，Fe2O3催化剂表面仅存在Fe3+，Fe3+需先通过慢反应Ⅰ产生Fe2+，再通过快反应Ⅱ产生·OH，总反应速率由慢反应Ⅰ决定，c(·OH)小于前者，故Fe3O4作催化剂比Fe2O3作催化剂时SO2氧化效率可能更高，C正确； 答案选B； （2）由图可知，“水分子桥”主要靠“虚线”即氢键形成； 反应物有、和水，生成物有和，则与总反应的离子方程式为； （3）根据题意，反应后溶液，查物质的量分数图，和同时存在，则反应后溶液中有、、和，根据元素守恒有，又已知，则，根据物质的量分数图计算，pH=6.2代入电离常数表达式，可得，结合，解得； （4）硫酸铵溶液中发生的反应有：，，，所以溶液中离子浓度从大到小的顺序为。 9．（24-25高二上·湖北·期中）CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)，还可制备甲醇、二甲醚、碳基燃料等产品。 (1)甲醇的合成：以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。 ①补全上图：图中M处应填入 。 ②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后该反应的△H= 。 (2)CO2和CH4都是主要温室气体，可发生催化重整反应： ， 已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表： 物质 燃烧热 反应的 。 (3)科学家提出制备“合成气”反应历程分两步： 第一步：； 第二步： 上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应过程中的能量变化如图： ①CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为 。 ②反应速率：v(第一步反应) v(第二步反应)(填“＞”、“＝”或“＜”) (4)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 下列说法不正确的是___________。 A．Fe3O4、CaO均可循环利用 B．过程ii，CaO吸收CO2可促进Fe3O4氧化的平衡正移 C．过程ii产生的H2O被CaO吸收，故反应中需补充CaO D．该流程的总反应还原1 molCO2需吸收的能量大于上述三步反应热量变化的总和 【答案】(1) 1 mol CO2(g)+3 mol H2(g) -50 kJ/mol (2)-890.3 (3) CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)  △H=(E3-E1) kJ/mol ＞ (4)CD 【详解】（1）①根据图中信息可知：生成物为lmolCH3OH(g)和1molH2O(g)，而反应物为H2(g)和CO2(g) ，根据质量守恒定律可知，图中M处应该为1molCO2(g)+3molH2(g)； ②该反应需要加入铜-锌基催化剂。由于催化剂只能改变反应途径，不能改变反应物及生成物的总能量，一层加入催化剂后该反应反应热△H不变，△H =-50 kJ/mol； （2）已知：① ，结合有关物质的燃烧热，可得热化学方程式： ②H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H1=-285.8 kJ/mol； ③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283.0 kJ/mol； ④CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3=x； 根据盖斯定律，将④-2×②-2×③，整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，故+247.3 kJ/mol=x-2×(-285.8 kJ/mol-283.0 kJ/mol)，解得x=-890.3 kJ/mol； （3）①根据图示可知：反应物1 mol CH4(g)+1 molCO2(g)总能量是E1 kJ/mol，生成的合成气2 mol CO(g)+2 mol H2(g)总能量是E3 kJ/mol，则CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)  △H=(E3-E1) kJ/mol； ②对于多步反应，反应的活化能越大，发生该反应需要消耗的能量就越多，反应就越不容易发生，相应反应的化学反应速率就越小。根据图示可知CH4与CO2制备合成气的反应分两步进行，第一步活化能大于第二步反应的活化能，所以化学反应速率：v(第一步反应)＞v(第二步反应)； （4）A．由图可知：Fe3O4和CaO在反应ⅱ中消耗，在反应ⅲ中生成，因此二者均可循环利用，A正确； B．由图可知：过程ⅱ中，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的化学平衡正向移动，B正确； C．由图可知：过程ⅱ产生的H2O被CaO吸收，在过程ⅲ中CaO又重新生成，其总量不变，因此反应过程中不需补充CaO，C错误； D．化学反应发生，不论反应是一步完成还是分几步完成，其反应热不变，即焓变不变，故该流程的总反应还原1 mol CO2需吸收的能量等于上述三步反应热量变化的总和，D错误； 故合理选项是CD。 10．（24-25高二上·辽宁·期中）从CO2捕获技术应用中分离出CO2，作原料气合成基础化工品很有前景的，研究表明CO2与H2在某催化剂作用下还原为甲醇：。 (1)该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，图中*H已省略)。 上述合成甲醇的反应过程中决定反应速率的步骤是 (用化学方程式表示)。 (2)平衡后将容器容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是___________(填字母)。 A．c(H2)减小 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢 C．反应物转化率增大 D．重新平衡气体平均摩尔质量增大 (3)阿伦尼乌斯公式是表示了反应速率常数与温度之间的经验公式，已知阿伦尼乌斯经验公式(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，上述反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图中线a所示，反应的活化能Ea= 。当改变外界条件时，实验数据如图中线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 (4)恒温、恒压的密闭容器中充入2molCO2、4 mol H2和2molHe(不参与反应)，测得压强为P0MPa，加入合适催化剂后开始反应，测得容器的体积变化如下表： 反应时/min 0 10 20 30 40 50 60 容器体积/L 8 7.4 7.0 6.7 6.5 6.4 6.4 则H2的平衡转化率为 ，该温度下的平衡常数Kp= 。(Kp为以平衡分压表示平衡常数；分压=总压×物质的量分数；用含P0的式子表示) 【答案】(1)*HCOO＋*H=*CO＋*H2O (2)CD (3) 3.0×104 加入催化剂 (4) 60% 【详解】（1）决定反应速率的步骤是反应速率最慢的一步，根据图示以及原子守恒，可知活化能最大的步骤的化学方程式为*HCOO＋*H=*CO＋*H2O。 答案为*HCOO＋*H=*CO＋*H2O。 （2）A．容积压缩到原来的一半，无论平衡向何方向移动，各气态物质的浓度均增大，因此c(H2)增大，A错误； B．容积压缩到原来的一半，各气态物质的浓度均增大，正逆反应速率都增大，B错误； C．压缩容积，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡正向移动，则反应物转化率增大，C正确； D．压缩容积，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动。根据，根据质量守恒，气体的总质量不变，而气体的物质的量减小，则平均摩尔质量增大，D正确； 综上，CD符合题意； 答案选CD。 （3）由曲线a中的数据可得：9.0=－3.2×10-3Ea+C以及3.3=－3.4×10-3Ea+C，联立两个等式，可求得Ea=3.0×104J/mol。根据图示，曲线b的活化能小于曲线a。使用催化剂能够降低活化能，说明反应改变的条件为加入了催化剂。 答案为3.0×104 加入催化剂。 （4）由表格数据可知，50min反应达到平衡，平衡时，容器的体积为6.4L。恒温恒压时，气体的体积之比等于气体的物质的量之比。反应开始时，充入了2mol CO2 4mol H2和2mol He，气体的总物质的量为8mol，体积为8L；平衡时体积为6.4L，则气体的总物质的量为6.4mol。根据三段式，可以计算转化率、平衡常数等。设达到平衡时，反应消耗了xmolCO2，则有： 2－x＋4－3x＋x＋x＋2=6.4，可得x=0.8。 消耗了3×0.8mol=2.4mol H2，H2的平衡转化率； 根据三等式，可知CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量分别为1.2mol、1.6mol、0.8mol、0.8mol，气体总物质的量为6.4mol；则。 答案为60%  。 11．（24-25高二上·山东·期中）过氧化氢是一种广泛使用强氧化剂。氢氧直接合成，是一种潜在工业化生产的方法。该过程中主要存在以下反应，据此回答下列有关问题： 已知：的计算同于 Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. (1)计算 。 (2)从热力学角度分析，在该反应条件下更有利于还是的生成，原因是 。 (3)对于氢氧直接合成，寻找合适催化剂尤为重要。研究表明Pd基催化剂具有较好的催化效果，Pd可以快速大量的吸附并将其解离成氢原子，其后续反应进程与能量变化如下图(TS表示过渡态，*表示被催化剂吸附)： ①该反应进程中有 个副反应进程，会影响的生成。主要的副反应为 (写其基元反应的化学方程式)。 ②生成决速步为 (写其基元反应的化学方程式)。 ③对于该进程，下列有关说法正确的是 (填序号)。 A．反应过程中，应尽量避免氧分子内全部化学键的断裂，这样有利于的生成 B．控制较高温度和较长的反应时间有利于减少第一个副反应的发生 C．上述反应进程中存在活化能为零过程 【答案】(1) (2)更有利于的生成，原因是生成水放出的热量更多，平衡常数更大 (3) 3 或者 或者 AC 【详解】（1）根据盖斯定律，Ⅰ+Ⅲ可以得到： （2）从热力学角度分析，在该反应条件下更有利于的生成，反应Ⅱ的比反应Ⅰ的更小，即生成水放出的热量更多，平衡常数更大； （3）①根据图示，该反应进程中有3个副反应进程会影响的生成，与为反应物的基元反应中，主反应的活化能小，容易发生主反应，与为反应物的基元反应中，副反应的活化能更小，因此主要发生的副反应为或者；②生成决速步就是活化能最大的反应，即：或者；③A．根据图示知，生成的反应过程中，氧氧键没有全部断裂，所以应尽量避免氧分子内全部化学键的断裂，这样有利于的生成，正确；B．第一个副反应的活化能较大，所以控制较高温度和较长的反应时间有利于第一个副反应的发生，错误；C．因为Pd可以快速大量的吸附并将其解离成氢原子，所以这步反应的活化能为零，正确；故选AC。 12．（24-25高二上·山东·期中）通过电化学将转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。 (1)某研究小组采用电化学方法将转化为HCOOH，装置如图，电极B上的电极反应式是 。 (2)用氨水吸收HCOOH，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，计算298K时氨水的氢氧根离子浓度 ，该混合溶液的pH约为 。 [已知：298K时，电离常数] (3)在催化剂作用下溶液中也可合成HCOOH，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的DMSO(有机溶剂)溶液，和在溶液中反应制备HCOOH，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下：有三个基元反应；其活化能分别为(不考虑催化剂活性降低或丧失)；反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数分别为，反应Ⅲ的正反应速率常数为k。 Ⅰ.；Ⅱ.；Ⅲ.          ①决速步为 (填“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”)，该步基元反应的速率方程为 。 (提示：某基元反应“→产物”速率方程一般形式为；反应Ⅰ、Ⅱ近似看成平衡状态；用、k及M、浓度等来表示) ②实验测得：298K，下，v随催化剂M浓度c变化如图，时，v随c增大而增大；时，v不再显著增大，请解释原因 。 【答案】(1)CO2+2e—+2H+=HCOOH (2) 0.04 10 (3) Ⅲ v=kK1K2[M][ CO2][H2] 当c≤c0时，v随c增大而增大是因为M是基元反应Ⅲ的反应物，v随M浓度增大而增大；c>c0时，v不再显著增加可能是因为受限于CO2(g)和H2(g)在溶液中的溶解速度(或浓度) 【详解】（1）由图可知，与直流电源负极相连的电极B为电解池的阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH，故答案为：CO2+2e—+2H+=HCOOH； （2）由电离常数可知，1.00mol/L氨水的氢氧根离子浓度为=0.04mol/L，氨水与甲酸反应的离子方程式为NH3·H2O+ HCOOH=NH+ HCOO—+H2O，由题意可知，混合溶液中氢氧根离子浓度为===1×10—4mol/L，则溶液的pH为10，故答案为：0.04；10； （3）①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，由反应活化能可知，决速步为Ⅲ；由方程式可知，反应Ⅲ的平衡常数K3=，由盖斯定律可知，反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ=总反应，则总反应的平衡常数K= K1K2K3=，解联立方程可得，[L]= K1K2[M][ CO2][H2]，由题给信息可知，反应Ⅲ的速率方程为v=k[L]=kK1K2[M][ CO2][H2]，故答案为：Ⅲ；v=kK1K2[M][ CO2][H2]； ②反应Ⅲ为绝速步骤，但L的浓度取决于反应Ⅰ、Ⅱ，所以速率与催化剂M的浓度和反应物CO2、H2的浓度有关，当c≤c0时，速率取决于催化剂M的浓度，v随c增大而增大是因为M是基元反应Ⅲ的反应物，v随M浓度增大而增大；c>c0时，v不再显著增加可能是因为受限于CO2(g)和H2(g)在溶液中的溶解速度(或浓度)，故答案为：当c≤c0时，v随c增大而增大是因为M是基元反应Ⅲ的反应物，v随M浓度增大而增大；c>c0时，v不再显著增加可能是因为受限于CO2(g)和H2(g)在溶液中的溶解速度(或浓度)。 13．（24-25高二上·江苏南京·期中）利用温室气体制备、甲醇()是实现双碳目标的重要方法。 Ⅰ．加氢制备。其过程中的主要反应为 反应ⅰ：   反应ⅱ：   (1)反应的焓变△H= 。 (2)在密闭容器中，Pa、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。 ①其它条件不变，随压强增大，平衡选择性 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②300～500℃范围内，随温度升高，平衡转化率减小的原因是 。 ③300～400℃范围内，随温度升高，实际转化率增大的原因 。 Ⅱ．加氢制备甲醇()。 (3)水溶液中，Cu/ZnO/催化加氢生成甲醇的机理如图所示。 ①步骤③发生反应的方程式为 。 ②用重氢气()代替，可检测到甲醇的化学式为 。 【答案】(1) (2) 减小 温度升高，反应ⅰ平衡逆向移动，反应ⅱ平衡正向移动，反应ⅰ逆向移动的程度小于反应ⅱ正向移动的程度 此时反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，相同时间内实际转化率增大 (3) HCOO-+4H++4e-=CH3O-+H2O CD3OD 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应ⅰ-反应ⅱ可得 △H=。 （2）①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，增大压强，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡不移动，平衡选择性减小； ②反应ⅰ是放热反应，反应ⅱ是吸热反应，300～500℃范围内，随温度升高，CO2平衡转化率减小的原因是：温度升高，反应ⅰ平衡逆向移动，反应ⅱ平衡正向移动，反应ⅰ逆向移动的程度小于反应ⅱ正向移动的程度； ③400℃前CO2实际转化率低于对应温度下的平衡转化率，结合题给信息“反应相同时间”，可知此时反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，相同时间内实际转化率增大。 （3）①步骤③中HCOO-和H+、e-反应生成CH3O-和H2O，离子方程式为：HCOO-+4H++4e-=CH3O-+H2O； ②用重氢气（）代替，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，生成的甲醇中的氢原子会被氘原子取代，所以可检测到甲醇的化学式为：CD3OD。 14．（24-25高二上·陕西咸阳·期中）的回收及综合利用越来越受到重视。以、为原料合成的反应为。 (1)、为原料合成的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 ①该总反应的 (填“>”或“<”)0，该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为 。 ②缩小容器体积，该总反应向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 ③催化剂可以改变单位体积内的 (填字母)，从而改变反应速率。 a．活化分子数    b．活化分子百分数    c．分子总数 (2)恒温恒容条件下，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．反应中与的物质的量浓度之比为 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．的体积分数在混合气体中保持不变 D．单位时间内消耗的同时消耗 (3)在℃下，分别将、充入和的两个刚性容器中，发生反应：  。实验测得的体积分数随时间变化如图所示： ①比较、两点对应的大小：(正) (逆)(填“>”、“<”或“=”)，反应从开始进行到点，用浓度变化表示的反应速率为 。 ②在温度一定、压强时，在密闭容器中按投料进行反应，达到平衡时体系的压强为初始压强的0.8倍，该温度下反应平衡常数 (用含的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1) < 正反应 ab (2)CD (3) > 或或 【详解】（1）①生成物总能量小于反应物总能量，正反应放热，该总反应的<0，该历程中最小能垒为反应生成，该步骤的化学方程式为。 ②正反应气体系数和减小，缩小容器体积，该总反应向正反应方向移动。 ③催化剂可以降低反应活化能，改变单位体积内活化分子数、活化分子百分数，从而改变反应速率，选ab。 （2）A. 反应中与的物质的量浓度之比为，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选A； B. 反应恰好气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度不随时间的变化而变化，反应不一定平衡，故不选B； C. 反应正向进行过程中，的体积分数减小，的体积分数在混合气体中保持不变，反应达到平衡状态，故选C； D. 单位时间内消耗的同时消耗，正逆反应速率比等于系数比，反应达到平衡状态，故选D； 选CD。 （3） ①a点的浓度大于d点，所以、两点对应的大小(正)>：d点反应达到平衡状态(正)=(逆)，所以(正)>(逆)。 d点所在的曲线反应速率慢，可知压强小，所以容器体积为2L。反应从开始进行到点， ，x=0.05mol/L，用浓度变化表示的反应速率为 。 ②在温度一定、压强时，在密闭容器中按投料进行反应，达到平衡时体系的压强为初始压强的0.8倍， ，x=0.2P0，该温度下反应平衡常数。 15．（24-25高二上·北京·期中）硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨催化氧化法制备，生产过程中发生的反应有：                (1)已知上述三个反应都是放热反应。试从能源和资源利用两个角度提出你的建议： 。 (2)是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，和CO是环境污染性气体。这两种气体会发生反应：，“”常用作该反应的催化剂。其总反应分两步进行： 第一步为：； 第二步为 (写方程式)。 第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第二步反应的活化能 (填“>”、“＜”或“=”)第一步反应活化能。 (3)在四个容积不完全相同的恒容密闭容器中充入相应量的气体(如下表)，发生反应    △H，容器I、II、III中的平衡转化率如图所示： 实验编号 起始物质的量mol 起始物质的量mol 起始物质的量mol I 0.1 0 0 II 0.1 0 0 III 0.1 0 0 IV 0.06 0.06 0.04 ①该反应的△H (填“>”或“＜”)0。 ②图中A、B、C三点处容器内总压强最大的点是 (填“A”“B”或“C”) ③已知容器II的体积为1L，在470℃下进行反应，30s后达到平衡，0～30s内容器II中的反应速率为 ，该反应的平衡常数K= 。 ④若容器IV与容器II的体积相等，则470℃时容器IV的起始反应速率： (填“>”“＜”或“=”)。 【答案】(1)能源角度：利用后两个反应放出的热量对第一个反应加热(热能循环使用)；资源利用角度：NO循环使用；通入过量的(或空气)提高、NO转化率；第三个反应在较大的压强下进行，使平衡右移，提高转化率等 (2) ＜ (3) > C 0.002 0.0675 > 【详解】（1）能源角度：利用后两个反应放出的热量对第一个反应加热(热能循环使用)；资源利用角度：NO循环使用；通入过量的(或空气)提高、NO转化率；第三个反应在较大的压强下进行，使平衡右移，提高转化率等。 （2）总反应分两步进行Fe+N2O=FeO+N2，根据催化剂定义，第一步：Fe++N2O═FeO++N2，第二步反应中，中间产物(FeO+)氧化CO生成CO2本身被还原成Fe+，，第二步反应对总反应速率没有影响，说明第一步是慢反应，控制总反应速率，第二步反应速率大于第一步反应速率，则第二步反应活化能小于第一步反应的活化能； （3）①根据图象，升高温度N2O平衡转化率增大，平衡正向移动，所以正反应吸热△H>0； ②根据图象，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 中投入的N2O一样多，相同温度下，N2O平衡转化率依次减小，说明压强依次增大，A、B、C三点温度依次增大，平衡正向移动，所以压强依次增大，p(I)A＜p(II)B＜p(III)C，故压强最大的是C点； ③容器II的体积为1L，470℃时，N2O的转化率为60%，列三段式， ，所以的反应速率为；K=； ④若容器IV与容器II的体积相等，容器Ⅳ中的物质也在470℃下进行反应，Q=<K，反应正向进行，即起始反应速率：v正(N2O)>v逆(N2O)； 16．（24-25高二上·新疆伊犁·期中）、(主要指和)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的、是环境保护的重要课题。 已知：反应1：   反应2：   反应3：   反应4：   回答下列问题： (1)已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。 ①计算 ②该反应历程的决速步骤为 。 (2)向密闭容器中充入一定量的和，保持总压为，发生反应4。当时的平衡转化率随温度T以及下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图： ①表示时的平衡转化率随温度T的变化关系曲线是 (填Ⅰ或II)，理由是 。 ②a、d两点对应的平衡常数大小比较为 (填“>”“<”或“=”)。 ③b点对应条件下的压强平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，列出计算式即可)。 【答案】(1) -746.0 过程4 (2) I 该反应为放热反应，温度越高，NO(g)的平衡转化率越小 > 【详解】（1）①根据盖斯定律可知，反应3=2×反应1-反应2，则△H3=2×△H1-△H2=2×(-283.0kJ·mol-1)-180 kJ·mol-1=-746.0 kJ·mol-1； ②活化能越大，反应速率越慢，则是决速步骤，据图可知，决速步骤是过程4； （2）①根据反应4的反应历程图可知，反应4是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小，所以NO的平衡转化率随温度的变化关系曲线是I； ②由上述分析可知，曲线I是NO的平衡转化率随温度的变化关系曲线，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，并且平衡常数只与温度有关， 所以温度越高，平衡常数越小，a点温度低，d点温度高，所以Ka>Kd； ③越大，NO的平衡转化率越大，所以II是下NO的平衡转化率随投料比的变化关系曲线，b点NO的平衡转化率是80%，=4，设开始投入氢气4mol，NO为1mol，NO转化了0.8mol， 平衡时气体总物质的量为(3.2+0.2+0.4+0.8)mol=4.6mol，。 17．（24-25高二上·广东江门·阶段练习）氨是一种重要的化工原料，请回答下列各题： I.以和为原料合成尿素：。 (1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 (2)如图是合成尿素的历程及能量变化，TS表示过渡态。 图中的是 (填“中间产物”或“催化剂”)，其中决速步骤的化学方程式为： 。 Ⅱ.合成氨的反应：。在2L的恒容密闭容器中，以物质的量为投入和进行反应，图1表示的物质的量随时间的变化曲线，图2表示在其他条件不变的情况下，改变初始氢气的物质的量对此反应平衡的影响。 (3)图1中反应开始至10min内该反应的平均反应速率 。 (4)下列说法能表明合成氨的反应已经达到平衡状态的是 (填序号)。 A．　　　　　　B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．　　D．压强保持不变 E.混合气体的密度不变    　　　　　　　　F.的转化率不变 (5)11min时，在其他条件不变的情况下，压缩容器的容积为1L，则的变化曲线为图1的 (填“a”“b”“c”或“d”)。图2的E、F、R三点，对应的平衡状态中，的转化率最高的是 点。和表示温度，则 (填“>”“=”或“<”)。 (6)为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有 。 A．降低温度　　B．不断补充氮气　　C．恒容时，充入氦气 D．升高温度　　E.原料气不断循环　　F.及时移出氨 【答案】(1)低温 (2) 中间产物 (3) (4)BDF (5) b R < (6)BEF 【详解】（1）反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行，则反应在低温下可以自发； （2）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；图中的先生成后被消耗，则为中间产物，由图，其中决速步骤的化学方程式为：； （3）图1中反应开始至10min内该反应的平均反应速率； （4）A．反应速率比等于系数比，说明正逆反应速率不等，没有平衡；　　　　　 B．混合气体的平均摩尔质量M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡； C．，不能说明正逆反应速率相等，不能判断平衡；　　 D．反应为气体分子数改变的反应，当压强不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态； E．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，因此不能说明反应已达平衡；    　　　　　　　　 F．的转化率不变，说明平衡不再移动，反应平衡； 故选BDF； （5）反应为气体分子数减小的反应，11min时，在其他条件不变的情况下，压缩容器的容积为1L，氮气的浓度瞬间增大一倍，压强增大，导致平衡正向移动，氮气浓度减小，则的变化曲线为图1的b。图2表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系，曲线上各点都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大，故R的氮气的转化率最高。反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡逆向移动，氨气含量减小，则<； （6）A．降低温度，平衡正向移动，氢气转化率增大，但是反应速率减慢，实际生产中不宜采取；　　 B．不断补充氮气，促进平衡正向移动，氢气转化率增大，实际生产中宜采取；　　 C．恒容时，充入氦气，不影响反应中各物质分压，平衡不移动，氢气转化率不变，实际生产中不宜采取； D．升高温度，平衡逆向移动，氢气转化率减小，实际生产中不宜采取；　　 E．原料气不断循环，利于氢气多次参与反应，氢气转化率增大，实际生产中宜采取；　　 F．及时移出氨，平衡正向移动，氢气转化率增大，实际生产中宜采取； 故选BEF。 18．（24-25高二上·江西·阶段练习）CO2催化加氢可以制HCOOH、等，在减少CO2排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     (1)请根据以上信息： ， (用含、的代数式表示)。 (2)在某催化剂作用下，CO2催化加氢制CH3OH的反应历程如下。 该历程中的最大能垒(活化能)为 eV，对应步骤的反应为 。 (3)T℃下，将1molCO2和3mol H2通入容积为2L的恒容密闭容器中仅发生反应Ⅰ和Ⅱ，经过5min，各反应达到平衡状态，此时测得容器中。 ①若容器内只发生反应Ⅰ，下列叙述不能证明反应Ⅰ达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内压强不变          B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．断裂3个氢氢键同时断裂2个氧氢键 ②该温度下CH3OH的选择性 ，反应Ⅰ的平衡常数K= 。 (4)在密闭真空容器中发生反应：达到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，则浓度 (填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】(1) -137 (2) 1.41 (3) BD 75% 7.2 (4)不变 【详解】（1）由盖斯定律可知， 反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，则，； （2）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小，由图，该历程中的最大能垒(活化能)为0.67 eV -（-0.74 eV）=1.41eV，对应步骤的反应为； （3）①A．由于反应I为气体分子数改变的反应，因此当容器内压强保持不变时，可以推断反应体系中各物质的物质的量不再发生变化，即反应达到平衡状态，A不符合题意； B．在容积为2L的恒容密闭容器中，容器的体积不变，气体的总质量在反应过程中也不变（根据质量守恒定律），因此混合气体的密度始终保持不变，混合气体的密度不变不能说明达到平衡，B符合题意； C．平均相对分子质量是混合气体中各组分相对分子质量的平均值，在反应过程中，各组分的物质的量发生变化，当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达到平衡状态，C不符合题意； D．甲醇也含有氢氧键，断裂3个氢氢键同时断裂2个氧氢键，说明反应没有达到平衡状态，D符合题意； 故选BD； ②设反应I消耗的CO2为xmol，反应Ⅱ消耗的CO2为ymol，建立以下平衡关系： 根据n[CO2(g)]:n[HCOOH(g)]:n[H2O(g)]=1:1:3得，n[HCOOH (g)] :n[H2O(g)]=1:3，则y：x=1:3，n[CO2 (g)]:n[HCOOH(g)]=1:1，则1-x-y=y，解得x=0.6，y=0.2，则反应消耗二氧化碳0.8mol，平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水分别为0.2mol、1mol、0.6mol、0.6mol，该温度下CH3OH的选择性；反应Ⅰ的平衡常数； （4）的平衡常数为，温度不变，则平衡常数不变，故体系重新达到平衡，浓度不变。 19．（24-25高二上·江西·阶段练习）高炉炼铁过程中发生的主要反应为：。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下： 温度 平衡常数 请回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式K= ，∆H 0填“”、“”或“”。 (2)在一个容积为10L密闭容器中，时加入、各1mol，反应经过20s后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率 、的平衡转化率 。 (3)在的密闭容器中，条件，下列达平衡状态的是 。 (4)热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致产率降低。我国科研人员研制了双温区催化剂区域和区域的温度差可超过。双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用标注。下列说法正确的是_______。 A．①为氮氮三键的断裂过程 B．步骤①为反应的决速步 C．④为原子由区域向区域的传递过程 D．使用双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应 (5)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭恒容容器中(固体样品试样体积忽略不计)，在恒定温度下发生反应：①NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。反应达平衡时，c(CO)=2mol/L，c(CO2)=4mol/L，则此温度下反应①的平衡常数的值是 。 【答案】(1) ＜ (2) 80% (3)C (4)C (5)576 【详解】（1）平衡常数为平衡体系中生成物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比，固体、纯液体不计入平衡常数表达式，该反应的平衡常数表达式K=，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，∆H<0。 （2）该温度下平衡常数K=4.0，设CO2的变化量为x，列出三段式有 ，x=0.8，该时间范围内反应的平均反应速率；的平衡转化率。 （3）A．浓度商Q=，反应没有达到平衡状态，故不选A； B．浓度商Q=，反应没有达到平衡状态，故不选B； C．浓度商Q=，反应达到平衡状态，故选C； D．浓度商Q=，反应没有达到平衡状态，故不选D； 选C。 （4）A. ①为N2分子的吸附过程，故A错误； B. 步骤②的活化能最大，反应速率最慢，是反应的决速步骤，故B错误； C. 由题中图示可知，过程④完成了Ti-H-Fe-*N到Ti-H-*N-Fe的转化，N原子由Fe区域向Ti-H区域传递，故C正确； D. 催化剂只影响化学反应速率，化学反应不会因加入催化剂而改变反应热，故D错误； 选C。 （5）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭恒容容器中(固体样品试样体积忽略不计)，在恒定温度下发生反应：①NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。反应达平衡时，c(CO)=2mol/L，c(CO2)=4mol/L，根据碳元素守恒，反应生成氨气的浓度为12mol/L，则此温度下反应①的平衡常数的值是4×122=576。 20．（24-25高二上·湖北宜昌·阶段练习）丙烯是重要的石油化工中间体，工业上常用丙烷催化脱氢和甲醇催化分解等方法制备。回答下列问题： I．丙烷催化脱氢法制丙烯： (1)已知C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)的燃烧热分别、、，则C3H8(g)催化脱氢生成C3H6(g)和H2(g)的热化学方程式为 。 (2)570℃、，用的混合气进行直接脱氢反应，3h后达到平衡，C3H8的平衡转化率为，脱氢反应的Kp= kPa(结果保留3位有效数字，Kp为以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)。在上述温度和压强下，请从平衡移动的角度解释通入水蒸气的作用： 。 (3)下列能说明该体系在恒温恒压密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．H2的物质的量分数保持不变 B．保持不变 C．气体密度保持不变 D．速率关系： Ⅱ．甲醇催化分解： (4)该反应的实验数据遵循Arhenius经验公式：(为活化能，假设其受温度影响忽略不计，为速率常数，R和C为常数)，此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大得 (填“越多”或“越少”)。根据如图曲线a计算该反应的活化能Ea为 kJ∙mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 【答案】(1)C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)  ∆H=+123.8 kJ∙mol-1 (2) 29.6 在恒温恒压条件下，通入水蒸气会使C3H8(g)的分压减小，平衡正向移动，增大转化率 (3)AC (4) 越多 31 改用更高效的催化剂 【详解】（1）由题给信息可得出以下热化学方程式： ①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)     ∆H=-2219.9 kJ∙mol-1 ②C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)   ∆H=-2057.9 kJ∙mol-1 ③H2(g)+O2(g)=H2O(l)              ∆H=-285.8 kJ∙mol-1 依据盖斯定律，将反应①-②-③，可得出热化学方程式C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)  ∆H=-2219.9 kJ∙mol-1-(-2057.9 kJ∙mol-1)-(-285.8 kJ∙mol-1)=+123.8 kJ∙mol-1。 （2）570℃、，用的混合气进行直接脱氢反应，令n(C3H8)=1mol，则n(H2=9mol，3h后达到平衡，C3H8的平衡转化率为，则参加反应C3H8的物质的量为1mol×80%=0.8mol，生成C3H6、H2的物质的量都为0.8mol，剩余C3H8的物质的量为0.2mol，所脱氢反应的Kp=≈29.6kPa。在上述温度和压强下，通入水蒸气，相当于稀释混合气，则从平衡移动的角度解释通入水蒸气的作用：在恒温恒压条件下，通入水蒸气会使C3H8(g)的分压减小，平衡正向移动，增大转化率。 （3）A．H2的物质的量分数保持不变，则正逆反应速率相等，反应达平衡状态，A符合题意； B．反应开始时，没有提供C3H6、H2，则不管反应是否达到平衡，始终保持不变，B符合题意； C．气体的质量不变，随着反应的进行，气体的物质的量不断增大，压强一定时体积不断增大，则密度不断减小，当密度保持不变时，反应达平衡状态，C符合题意； D．不管反应是否达到平衡，始终存在速率关系：，D不符合题意； 故选AC。 （4）该反应的实验数据遵循Arhenius经验公式：，此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，速率常数越大，反应速率增大得越多。根据如图曲线a中的两个点的坐标，可建立如下两个等式：9.2=-3.2×10-3Ea+C、3.0=-3.4×10-3Ea+C，解方程组得Ea=3.1×104J∙mol-1=31kJ∙mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是：改用更高效的催化剂。 【点睛】催化剂能降低反应的活化能，从而加快反应速率。 21．（24-25高二上·江苏南京·阶段练习）“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： Ⅰ：      ， Ⅱ：  ， (1)有利于提高平衡转化率的条件是___________。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (2)反应的△H= ，K=(用、表示) 。 (3)恒压、750°℃时，和按物质的量之比1∶3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。 ①下列说法正确的是 。 A．可循环利用，CaO不可循环利用 B．过程ⅱ，CaO吸收可促使氧化CO的平衡正移 C．过程ⅱ产生的最终未被CaO吸收，在过程ⅱ被排出 D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1mol 需吸收的能量更多 ②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅱ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因 。 (4)还原能力(R)可衡量转化效率，(同一时段内与的物质的量变化量之比)。 ①常压下和按物质的量之比1∶3投料，某一时段内和的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400～1000℃间R的变化趋势，并标明1000℃时R值 。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法不正确的是 。 A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率 B．温度越低，含氢产物中占比越高 C．温度升高，转化率增加，转化率降低，R值减小 【答案】(1)C (2) +329 (3) BC 恒压通入He气，体积增大，的平衡右移，使得反应的，从而平衡右移，所以增大 (4) C 【详解】（1）反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积不变的吸热反应，△H>0，升高温度，平衡右移，CH4平衡转化率增大；降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故有利于提高平衡转化率的条件是高温低压；答案选C； （2）已知：Ⅰ： Ⅱ： 根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ×2得反应； 故△H1+2△H2=+329，； （3）①A．根据流程可知，转化为Fe，Fe又转化为，可循环利用；CaCO3受热分解生成和CO2, 又与CO2反应生成CaCO3，也可循环利用，选项A错误； B．过程ⅱ，吸收使浓度降低，促进氧化的平衡正移，选项B正确； C．过程ⅱ吸收而产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出，选项C正确； D．该流程的总反应为CH4+3CO24CO+2H2O，故相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原需吸收的能量更少，选项D错误； 答案选BC； ②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，原因为恒压通入He气，体积增大，的平衡右移，使得反应的，从而平衡右移，所以增大； （4） ①600℃以下，甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率，该阶段R减小，600℃以上，二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率，该阶段R增大，根据图1可知时，转化率为100%，即=1mol, 转化率为60%,即=3mol60%=1.8mol，故==1.8，故间R的变化趋势如图： ②A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增大，增大的倍数比大，则R提高，选项A正确； B．根据表中数据可知，温度越低，转化率越小，而R越大，增大的倍数比大，含氢产物中占比越高，选项B正确； C．温度升高，转化率增加，转化率也增大，且两个反应中的转化率均增大，增大倍数多，故R值增大，选项C不正确； 答案选C。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 难点突破专题02 化学反应原理大题 难点突破 难点01反应速率与化学平衡综合应用 1．（24-25高二上·贵州遵义·期中）回答下列问题： I．(1)甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为 。 (2)已知：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)  H=﹣x kJ/mol 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)  H=-y kJ/mol 则反应NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)的H= kJ/mol。 II．在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH发生反应：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)  H，测得CH3OH的浓度与温度的关系如图所示： (3)H (填“>”、“<”或“=”)0，说明理由 。 (4)在T1时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，CH3OH的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (5)工业上，利用水煤气合成CH3OH的反应表示如下：2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)  H=-91.0kJ/mol，向1L的恒容密闭容器中加入0.1molH2和0.05molCO在一定温度下发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，此时，氢气的转化率为80%； ①从反应开始恰好平衡状态时，H2的平均反应速率v(H2)为 。 ②在温度不变条件下，上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01molH2和0.05molCH3OH(g)时，平衡 (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。 2．（24-25高二上·上海·期中）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题。合成氨反应原理为： ：。 (1)合成氨反应在常温(298K)下 (填“能”或“不能”)自发。 1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。 (2)一定条件下，氨的平衡含量如下表，哈伯选用的条件是550℃、，而非200℃、，主要原因是 。 温度/℃ 压强 氨的平衡含量 200 10 81.5% 550 10 8.25% 合成氨的逆反应速率随时间的变化如下图： (3)由图可知，反应进行到a点时 。 A．　　B．　　C． (4)时改变了某种反应条件，该条件可能是_______。 A．升温 B．增大氮气的浓度 C．使用催化剂 D．加压 (5)如果在时从混合物中分离出部分，时间段反应处于新的平衡状态，请在图中画出(逆)的变化曲线 。 3．（24-25高二上·安徽合肥·阶段练习）I．尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银(AgOCN)与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成，该反应的化学方程式是 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应i<反应ii b．i放热反应，ii为吸热反应 c． II．石油开采的天然气含有。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。和重整制氢的主要反应如下： 反应I： 反应II： 反应III： 回答下列问题： (3)分子的电子式为 。 (4)反应IV： kJ/mol。 (5)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是 。 III．在催化剂作用下由粗硅制备。773K，2L密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与和气体反应，转化率随时间的变化如下图所示： (6)，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率 mol。 (7)当反应达平衡时，的浓度为 。 4．（2024·山东威海·一模）氮氧化物(NOx)的资源化利用和处理具有重要意义。回答下列问题： (1)用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。已知： ⅰ．N2(g)+O2(g) = 2NO(g)     △H1>0 . ⅱ．2NO(g)+O2(g) = 2NO2 (g)       △H2＜0 ⅲ．CH4(g)+ 4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H3＜0 ①对于反应ⅲ，下列说法正确的是 。 A．恒温恒压时，充入氩气降低了NO的转化率 B．v正(NO)=2v逆(N2)，该反应达到平衡状态   C．体系达到平衡后，升高温度，体系中的混合气体的平均相对分子质量不变 D．恒温恒容时，当混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态 ②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的焓变△H = (用代数式表示)。 (2)我国科学家在研究CH4与NO2的反应机理时发现，该反应有3个途径(如图甲)R1、R2和R3，分别生成CH3*+ HNO2、CH3*+trans-HONO(反式)和CH3*+cis-HONO(顺式)，对应的中间状态分别为TS1、TS2和TS3。R1、R2和R3的速率常数(一定温度时，反应物单位浓度时的反应速率)分别记为k1、k2和k3，总反应的速率常数为k， k=k1+k2+k3，1380~1800K温度范围内的速率常数变化如图乙。 ①从能量变化来看，反应速率最快的是 (填“R1”“R2”或“R3”)，原因是 。 ②下列有关说法错误的是 (填正确答案标号)。 A．trans-HONO比HNO2和cis-HONO都稳定 B．在高温时，R1和R3会相互竞争 C．温度升高，3个反应的速率常数都减小 D．CH4与NO2存在多种反应机理，R1是主要反应 (3)用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染，其反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)⇌2N2(g) + 3H2O(g)。一定温度下，在某恒定压强为p的密闭容器中充入物质的量相等的NO、NO2和NH3，达到平衡状态后，N2的摩尔分数为0.2。 ①NO2的转化率为 。 ②该温度下此反应的平衡常数Kp= (用含p的式子表示)。 （24-25高三上·上海·期中）乙醇是重要的化工原料，乙醇的生产体现化学科学与技术的不断进步。请回答下列问题。 Ⅰ．以煤为原料生产乙醇 乙酸甲酯()生成乙醇的反应如下：  。 5．能提高乙酸甲酯平衡转化率的条件有(不定项) 。 A．升温 B．降温 C．加压 D．减压 6．当温度为185℃时，存在副反应：。X结构式为 。 Ⅱ．以为原料生产乙醇 7．制备铜基催化剂：在单质Cu纳米颗粒中加入单质S，反应后形成铜基催化剂。单质Cu与单质S反应的化学方程式是 。 8．电催化还原。将上一步骤制备的催化剂装载在阴极上，以0.1mol·L-1为电解质溶液，阴极得到。则阴极反应式为(请补充完整)： ______________。 9．在上述条件下，的副反应能被明显抑制，分析原因： ⅰ．相比于的还原反应，该催化剂对的还原反应具有较高的选择性； ⅱ． (请补充完整)。 研究在阴极被还原为不同产物的途径，结果如图(部分微粒略)。 10．下列说法或推测合理的是 。 A．性质稳定，活化是催化剂的重要性能 B．途径Ⅰ的含碳产物还可能有HCHO、等 C．按途径Ⅱ(不考虑途径Ⅰ)，1mol转化为，同时生成2mol 11．铜基催化剂吸附密度大且能明显降低断键的活化能，则铜基催化剂对 有较高的选择性。 A．甲醇    B．乙醇 12．（24-25高二上·福建福州·期中）控制、治理氮氧化物污染是改善大气质量的重要措施。 (1)火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物(NOx)，可利用甲烷和NOx在一定条件下反应消除其污染，那么CH4与NO2反应的化学方程式为 。 (2)在一密闭容器中发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)  ΔH>0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。请回答： ①假设曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，那么温度高的是曲线 。(填“A”或“B”) ②曲线B对应的反应平衡常数= (填数值)。 ③依曲线A，反应在前3min内氧气的平均反应速率为 。(保留三位有效数字) (3)一定温度下，密闭容器中N2O5可发生以下反应： I．2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) Ⅱ．2NO2(g)2NO(g)+O2(g) 那么反应I的平衡常数表达式为K= 。假设达到平衡时，c(NO2)=0.4mol/L，c(O2)=1.3mol/L，那么反应Ⅱ中NO2的转化率为 ，N2O5(g)的起始浓度不低于 mol/L，反应Ⅱ的平衡常数为 (填数值)。 13．（24-25高二上·安徽阜阳·期中）汽车尾气(用表示)是空气污染源之一，回答下列问题： (1)用还原的能量变化如下图所示，则该反应的热化学方程式为 。 (2)该反应的平衡常数表达式为 ，升高温度， (填“变大”“变小”或“不变”) (3)在体积均为的密闭容器A(500℃，恒温)、B(起始500℃，绝热)两个容器中分别加入、CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。 ①B容器中的转化率随时间的变化关系是上图中的 曲线。 ②判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。 a． b．混合气体的密度不再改变 c．混合气体的平均相对分子质量不再改变 d．的浓度均不再变化 ③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变的平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取的措施是 (答出1项即可)。 ④500℃该反应的化学平衡常数 (用分数表示)。 ⑤反应进行到点时，向恒温容器中充入气体，则此时该反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”)，此时 (填“”“”或“”)。 14．（24-25高二上·山东日照·期中）利用和CO反应合成粮食熏蒸剂羰基硫(COS)。回答下列问题： (1)在某温度下，向2L恒容密闭容器中通入amol 和amol ，发生反应  ，该温度下反应的平衡常数为0.25。 ①15min后，容器中物质的量为0.1mol，则 ；若，此时 (填“>”“<”或“=”)。 ②在恒容绝热的密闭容器中发生上述反应，下列说法能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A． B．气体的压强不再变化 C．的值不再变化 D．混合气体中和之比不再变化 (2)COS在催化剂作用下易发生水解反应：，实验表明硫沉积会堵塞催化剂微孔，破坏催化剂表面活性。 ①按、物质的量之比投料，反应相同时间，测得COS水解转化率随温度变化如图1所示，则该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)；250℃时，COS水解平衡常数 。 ②恒温恒压下，反应相同时间COS水解转化率随氧气体积分数变化如图2所示，COS水解转化率降低的原因可能是 。 难点02盖斯定律与化学平衡综合应用 1．（24-25高二上·上海·期中）甲醇是实现碳中和循环的低碳燃料，是一种取之不尽的能源载体。以下为三种常见燃料的热值和排放量如下表所示： 燃料 煤油 热值() 22.7 50.4 29.0 排放量() 16.5 16.2 22.9 (1)根据上表数据，计算的燃烧热为_______。 A．22.7 B．-22.7 C．-726.4 D．-1452.8 (2)根据上表，从排放量和燃料储存两个角度分析，甲醇作为新型燃料的可能原因 。 (3)以CO2和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一，反应过程如下 反应①： ； 反应②： ； 反应③：的平衡常数 (用、表示)。 以和为原料制备甲醇其反应原理为： 不同温度下，向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外，还会生成副产物： (4)图中一定不处于化学平衡状态的点是_______。 A．点A B．点B C．点C D．点D (5)已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于，甲醇产率逐渐下降，原因可能有 、 。 2．（24-25高二上·山西长治·期中）为减少环境污染，减少化石能源的使用，开发新型、清洁、可再生能源迫在眉睫。回答下列问题： (1)在标准状况下，由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓。几种物质的标准摩尔生成焓如下： ① ② ③ 则 。 (2)在一容积为2L的密闭容器内加入2mol的CO和6mol的，在一定条件下发生反应：。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示： 若时增压，时达到平衡，时减小生成物的浓度，请在图中画出时逆反应速率与时间的关系曲线 。 (3)利用加氢合成甲醇的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. ①向刚性容器中充入一定量和，在相同压强和不同温度下，反应相同时间，的转化率和甲醇选择性[已知甲醇的选择性]随温度的变化如图所示。在间，的选择性随温度的升高而下降，写出一条可能原因： 。 ②一定条件下，向刚性容器中充入物质的量之比为的和，发生上述反应Ⅰ和Ⅱ。有利于提高甲醇平衡产率的条件是 (从温度和压强两方面填写)。达到平衡时的转化率为的选择性为，则氢气的转化率为 (保留3位有效数字)；反应Ⅱ的 (用最简分数表示。气体分压气体总压气体的物质的量分数)。 (4)甲烷化反应可有效降低空气中的含量。总反应的(分别为正、逆反应速率常数)。实验测得随温度变化的曲线如图所示，则表示随温度变化的曲线为 (填“”或“”)，原因是 。 3．（24-25高二上·陕西咸阳·期中）肼（）是一种应用广泛的化工原料，具有强还原性，可用于镜面镀银，在塑料盒玻璃上镀金属膜。回答下列问题： (1)液态肼（）在氧气中充分燃烧生成氮气和液态水，放出热量。则表示肼燃烧热的热化学方程式为 。 向恒容密闭容器中通入，在及催化剂作用下发生反应    ，测得容器中随时间（t）变化情况如图1所示： (2)下列能表明反应达到平衡状态的是_____（填字母） A．相同时间内，断裂键的同时，生成键 B．与的物质的量之比不再随时间而变化 C．容器内混合气体的压强不再变化 D．容器内混合气体的密度不再变化 (3)该反应在 （填“高温”“低温”或“任意温度”）条件下自发进行。 (4)前内的平均反应速率 ；若时反应达平衡状态，该温度下反应的平衡常数K= 。 N2H4为二元弱碱，在水中的电离方式与NH3相似。常温下，将盐酸滴加到联氨(N2H4)的水溶液中，混合溶液中随离子浓度变化的关系如图2所示： (5)写出 N2H4第二步电离的离子方程式： 。 (6)时， 。 (7)的溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。 4．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）作为大气中重要的组成部分，CO2对地球的生态系统和气候变化起到了至关重要的作用，如何对其进行高效转化并实现有效利用成为近年来的研究热点。 Ⅰ．CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用技术，该过程主要发生的反应： 反应a：   反应b：   (1)CO与H2反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为 。 (2)在密闭容器中发生反应a、b，维持压强和投料比不变，平衡时CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示。 ①图中代表CH3OH的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②150∼250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因是 。 ③在压强为p的恒温恒压密闭容器中加入1 molCO2和3 mol H2反应，达到平衡状态时CO2的转化率为20%，生成CO的物质的量为0.1 mol，则CH3OH(g)的选择性为 %[甲醇选择性]。反应b在该温度下的压强平衡常数Kp= (列出计算式，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ．羟基自由基(-OH)具有极强的氧化性，如图装置能利用-OH将苯酚氧化为CO2和H2O。 (3)电极a为 极，b电极发生的反应为 。 (4)电池工作时，a极区每产生1 molCr(OH)3，c极区溶液质量 。(填“增大”“减小”或“不变”) (5)标准状况下，b、c两电极上生成的气体体积比为 。 5．（24-25高二上·广西·期中）CO和二者均为常见的大气污染物，科研工作者通过硫循环完成二者的综合处理，发生的反应有： 反应ⅰ．    ； 反应ii．    ； 反应ⅲ．    。 (1) (用含的代数式表示)， (用含的代数式表示)。 (2)向某恒容密闭容器中加入一定量CO(g)和充入一定量，仅发生反应  ，的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。 ① (填“>”或“<”)0， (填“低温”“高温”或“任意温度”)条件有利于该反应自发进行。 ②对应点的混合气体中氧元素的质量：a (填“>”“<”或“=”)b。 ③对应点的平衡常数：b (填“>”“<”或“=”)c。 (3)一定温度下，向某恒容密闭容器中充入和，仅发生反应，反应达到平衡后，测得混合气体中的物质的量分数为30%。 ①该混合气体中， 。 ②该反应的平衡常数 (分压=总压×物质的量分数)。 6．（24-25高二上·天津滨海新·期中）运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 (1)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。  ，， ①该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 ②写出该反应的平衡常数表达式 。 (2)在400℃时，的。 ①在400℃时，的 (填数值)。 ②在400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得、、的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应正 逆(填“>”、“<”、“=”或“不能确定”)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡 移动(填“向左”、“向左”或“不”)；反应的 (填“增大”、“减小”或“不改变”)。 (3)水煤气转化反应在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的和分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据： 实验编号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min CO CO 1 650 4 2 1.6 2.4 5 2 900 2 1 0.4 1.6 3 ①实验1中以表示的反应速率为 。 ②实验1的平衡常数 实验2的平衡常数(填“大于”“小于”“等于”“不能确定”)。 ③该反应正方向为 (填“吸”或“放”)热反应。 (4)下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填字母序号)。 A．CO的消耗速率与的消耗速率之比为1：1 B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．和的浓度相等时 7．（24-25高二上·广东惠州·期中）氮是一种重要的化工原料，请回答下列各题： I．以与为原料可以合成尿素。 反应i． 反应ii 回答下列问题： (1)反应iii．， 用含、的代数式表示)。 (2)图中能正确反映该反应的平衡常数K3随温度变化关系的曲线为 (填标号)。 (3)T℃，某恒容密闭容器中，只发生反应，下列说法正确的是_____(填标号)。 A．若混合气体的质量不再随时间变化而改变，则该反应达到平衡 B．若的质量不再随时间变化而改变，则该反应达到平衡 C．每断裂键，同时生成键 D．每消耗，同时生成 II．在不同条件下，以和为原料合成。 在不同压强下，以投料比的方式进料反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示：(物质的摩尔分数：) (4)图中压强由大到小的顺序为 ，判断依据是 。 (5)图中，当、时，氮气的转化率α= (保留到小数点后一位)；该温度时，反应的平衡常数 (化为最简式，为以平衡分压代昝平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压摩尔分数)。 8．（24-25高二上·四川泸州·期中）在一定条件下转化为甲烷，有利于积极稳妥推进碳达峰、碳中和。其反应过程如下图所示： 已知： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     回答下列问题： (1)则反应   ，平衡常数 (用、表示)。 (2)一定温度下，在体积为的刚性密闭容器中，充入和，发生反应Ⅰ，下列能判断该反应达到平衡状态的是 (填标号)。 a．        b．容器内压强不变 c．不变    d．和的质量和不变 (3)在体积为的刚性密闭容器中，充入和，分别在和下(其他反应条件相同)进行反应Ⅱ，(为的体积分数)随时间的变化曲线如下图所示： ①图中330°C的曲线是 (填"a"或"b")，判断理由是 。 ②Q点处 (填“大于”“小于”或“等于”)。 ③M点处CO的转化率为 。 ④为了提高CO的平衡转化率，下列措施可行的是 (填标号)。 a．增大进气比    b．分离出 c．升高温度        d．增大压强 9．（24-25高二上·河南信阳·期中）当今最重要的大气污染物是氮氧化物与二氧化硫，研究它们的转化对防治大气污染有着极其重要的意义。 (1)下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节，已知： 则与反应生成和的热化学方程式为 。若该反应在恒温恒容体系中进行，下列能说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母) A．    B．混合气体的总压强不再改变 C．容器内气体颜色不再改变    D．容器内气体平均相对分子质量不再改变 E．容器中的分子数之比等于 (2)研究发现，催化和反应的反应机理如下： 反应①：    快反应 反应②：    慢反应 下列能量变化示意图中最符合上述反应过程的是 (填字母)。 (3)为同时消除大气中造成酸雨的和NO，工业上通常采用“臭氧氧化—碱吸收”法。该方法涉及的主要反应的能量变化如下图所示。 ①相同条件下反应一定时间，但末达到平衡，的转化率 (填“大于”“小于”或“不确定”)NO的转化率，给合题中数据分析其原因： 。 ②实验测得，一段时间后，NO和的转化率均会随温度升高而下降，原因是 。 (4)工业上常用SCR法除去NO气体，反应原理为：  。在一定温度下，向某恒定压强为的密闭容器中充入等物质的量的、NO和，达到平衡状态后，的转化率为，请计算此时的平衡常数 (用含的式子表示，且化至最简式)。[备注：对于有气体参加的反应，可用某组分的平衡分压代替物质的量浓度计算平衡常数，记作。如NO的平衡分压为平衡总压，x(NO)为平衡体系中NO的体积分数] 10．（24-25高二上·江苏南京·期中）的资源化利用具有重要意义。 (1)的吸收和转化可减少排放，原理如图1所示。反应②中化合价发生改变的元素有 (填元素符号)；每吸收，理论上可获得 mol。 (2)催化加氢是资源化利用的途径之一。 ①甲烷水蒸气催化重整是制取高纯氢的方法之一，反应器中主要反应为：   反应器中还存在如下反应： i．   ii．   iii．   利用，可得反应的 (用含、b、c的代数式表示)；反应物实际投料比采用，其实际投料比远大于理论值的原因是 。 ②一定条件下，由和制备甲醇的过程中含有下列反应： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 恒压下，按照投料，测得各物质以碳元素计的物质的量分数与时间的关系如图2所示，请解释时间段内对应的曲线先增大且在时刻出现最高点的原因： 。 (3)催化电解转化可实现资源化利用。科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池，电池的工作原理如图3所示。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为。 ①放电时，移向 电极(填“Na”或“Ni”)。 ②充电时，阳极的电极反应式为： 。 11．（24-25高二上·北京·期中）甲醇是一种重要的化工产品，甲醇的制备与使用一直备受关注。 I．利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇，是资源化的重要方法，涉及的主要化学反应有： 反应i：   反应ii：   (1)反应i需在 (“高温”或“低温”)下才能自发进行。 (2)控制反应条件(均使用了催化剂)，研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。 产率和选择性S的定义：，。 ①图1中，投料比是指 [填“”或“”]；当投料比为5时，的平衡转化率约为，，则 。图1中，投料比为3时，一定温度下某时刻二氧化碳转化率为M点，若想温度不变，将其转化率提升至N点，可以采取的措施有 (写出一条措施)。 ②图2中，Z点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态；当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有 。 a．温度高于，催化剂失去活性 b．温度升高，反应ii速率增大程度更为显著，以反应ii为主 c．反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，在一定温度下达平衡后，温度升高，反应i平衡逆移，反应ii平衡正移 II．可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。气态甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。 反应过程中的能量关系 (3)①反应物的总能量 (填“高于”、“等于”或“低于”)生成物的总能量。 ②过程I与过程II的是否相同？ 。(填“是”或“否”) ③利用图中信息写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式 。 12．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）是一种廉价的碳资源，可采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下三个反应： ① ② ③ 回答下列问题： (1) 。 (2)关于反应①、②、③的(K代表化学平衡常数)随(T代表温度)的变化图正确的是 。 A．       B． (3)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和只发生反应①达到平衡，下列有关说法不正确的是_______(填字母)。 A．起始若充入和，达平衡时的转化率将增大 B．当时，该反应达到平衡状态 C．若，当的体积分数保持不变时，该反应达到平衡状态 D．单位时间内，断开的数目和断开的数目相同时，该反应达到平衡状态 (4)已知反应②可自发，则反应②的 0(填“>”“<”或“=”)；一定温度下，反应②达到平衡，测得各组分的平衡分压(即组分的物质的量分数×总压)如表中数据： 物质 .. 分压(MPa) 0.25 0.25 0.75 0.75 维持相同的温度和总压，提高的比例，使的平衡转化率提高到，则原料气中和的物质的量之比为 。 (5)某温度时在1L恒容的容器中加入和，若只发生①、②两个反应，已知此条件下甲醇的选择性为[甲醇的选择性]，平衡转化率为，该条件下反应②的平衡常数 (结果保留两位小数)。 13．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中）2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应： 反应I：   反应II：   反应III：   回答下列问题： (1)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。据图判断，和中相对稳定的是 ；的数值范围是 (填标号)。 a．    b．    c．    d． (2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为。已知反应III的平衡常数，则平衡体系中B的物质的量为 mol，反应I的平衡常数= 。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应I的化学平衡将 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与物质的量浓度之比 。 (3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量和。控制温度为， A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为 (填“X”或“Y”)；t=100s时，反应III的正反应速率 逆反应速率(填“”、“”或“=”)。 14．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中）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反应来制备。反应如下：  。在恒压密闭容器中通入的和的气体、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．的体积分数保持不变 c．的物质的量保持不变 d． ②在温度时、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 。 ③温度为时，上述反应已达到平衡，若此时保持容器体积不变，再通入和的混合气体，再次达到平衡，CO的转化率 80%(填“>”，“=”或“<”)。 ④温度由到，经历时，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： 脱羧基反应II： (2)已知反应：  ，由图所示， (用图中有关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所示。 ①约之前，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 。 (4)在一定温度下，利用合适的催化剂制氢，发生热裂解反应和脱羧基反应，达到平衡时，总压强为，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的平衡常数为 (为以分压表示的平衡常数)。 15．（24-25高二上·天津和平·期中）研究大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。汽车尾气中的、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮的氧化物，防止空气污染。回答下列问题： (1)已知：      能将转化成无毒物质。写出在时该反应的热化学方程式： 。 (2)我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法：  。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的气体，反应相同时间时，测得的转化率随温度的变化关系如图所示： 由图可知，温度低于时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是 。 (3)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、、，通入使其浓度达到。不同温度下，测得2小时时去除率如图所示： ①据图分析，以下反应活化能最小的是 (用a、b、c表示)；、去除NO效果比C更好，其理由是 (写出一条即可)。 ②时在催化剂作用下的反应速率v 。 16．（24-25高二上·北京·期中）将转化为高附加值的化学品，对实现碳中和、可持续发展具有重要意义。 I．利用催化加氢制备乙烯，反应过程主要分为两步。 i． ii． (1)和反应制备乙烯的热化学方程式为 。 (2)0.1MPa下，投料比的条件下研究反应i，在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图1所示(水转化为液态，不计入)。 ①时，主要发生的反应的化学方程式为 。 ②反应i的平衡常数表达式为 。 ③800℃时，的平衡转化率为 。 II．利用煤气化灰渣(主要成分有CaO、，和MgO等)封存，制备高纯碳酸钙。 i．浸出：向灰渣中加入稍过量盐酸，充分反应后过滤，得滤液a； ii．净化：向滤液a中逐渐加入氨水，金属氢氧化物分步沉淀，分步过滤，得到滤液b； iii．碳酸化：向滤液b中通入，过滤、洗涤、干燥，得到高纯。 已知：一些金属氢氧化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与pH关系如图2所示。 (3)净化时，先分离出的氢氧化物是 。 (4)碳酸化时发生主要反应的离子方程式是 。 1II．利用双极膜电解制备NaOH，捕集烟气中，制备。 已知：双极膜为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的解离，提供和。 (5)结合电极反应解释A区产生浓NaOH溶液的原因 。 (6)当电路中转移2mole时，上图装置产生 molNaOH。 (7)制得的NaHCO3固体样品中常混有Na2CO3.准确称量xg样品，下列方案中，能测定样品中NaHCO3纯度的是 。 A．充分加热，固体减重m1g B．与足量稀盐酸充分反应，加热蒸干，得m2g固体 C．与足量稀硫酸充分反应并加热，逸出气体用碱石灰吸收，增重m3g 17．（24-25高二上·江西·阶段练习）我国人均能源拥有量较低，一直以来，人们总是在不断寻找新能源。几种可燃物的燃烧热如下表所示。回答下列问题： 可燃物 燃烧热 (1)写出表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)   。 (3)   (填“>”“<”或“=”)。 (4)某水煤气含、、和，其中、的体积分数分别为、。标准状况下，这种水煤气完全燃烧生成液态水和二氧化碳时放出热量。该水煤气中、的物质的量分别为 、 。 (5)在如图坐标系中画出完全燃烧反应的能量变化图示 。 (6)催化氢化制的能量变化如图所示。则： ①决速步骤的反应历程表达式为 。 ②下列叙述正确的是 (填标号)。 A．升高温度，总反应平衡常数减小 B．合适的催化剂可降低的能量 C．正反应在任何温度下都能自发 18．（24-25高二上·黑龙江鸡西·期中）二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”。以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下： Ⅰ． Ⅱ． 回答下列问题： (1)反应Ⅰ自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。 (2)已知25℃、101kPa下，H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为：285.8 kJ∙mol-1、283.0 kJ∙mol-1，  △H=+44 kJ∙mol-1，则△H2= kJ∙mol-1。 (3)保持压强为，按投料，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性 ①表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线 (填“a”或“b”)；温度低于280℃时，曲线b随温度升高而降低的原因是 ； ②T℃时向平衡体系中充入一定量的Ar、M点位置 (填“上移”“下移”或“不变”)。 ③T℃时，反应Ⅰ、Ⅱ经4min达到平衡；反应Ⅱ的Kp= (保留小数点后两位)则该时间段CH3OCH3的平均速率为 kPa∙min-1 (用po表示)。 19．（24-25高二上·北京·期中）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。资源化利用对缓解碳㓕排压力具有重要意义。 (1)回收利用是目前解决长期载人航天船内(如空间站)供氧问题的有效途径，其物质转化如下图： 反应A为，是回收利用的关键步骤。 已知：      ①反应A的 ②反应A的平衡常数表达式为 。 (2)将原料气按置于恒容密闭容器中发生反应A，在相同时间内测得的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。 ①理论上，能提高平衡转化率的措施有 (写出一条即可)。 ②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的方法来提高的转化效率，原因是 。 (3)下列关于空间站内物质和能量变化的说法中，不正确的是 (填字母)。 a．反应B的能量变化是电能化学能或光能化学能 b．物质转化中O、原子的利用率均为 c．不用作供氧剂的原因可能是不易实现循环利用 (4)用代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是 。 (5)在二氧化碳催化加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为： 反应A：   反应II：   反应III：   向恒压、密闭容器中通入和，平衡时体系内、、的物质的量(n)与温度(T)的变化关系如图所示。 ①结合上述反应，解释图中CO的物质的量随温度的变化的原因； 。 ②在实际生产中为了提高甲烷的产量，选择的反应条件为较低温度和使用合适的催化剂，从反应原理角度说明选择该反应条件的理由： 、 。 20．（24-25高二上·辽宁·期中）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上可利用CO或来生产甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示。 化学反应 平衡常数 温度 500℃ 700℃ 800℃ ① 2.5 0.34 0.15 ② 1 1.7 2.52 ③ 请回答下列问题： (1)反应①是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)根据反应①与反应②可推导出、与之间的关系，则 (用、表示)。 (3)一定条件下将(g)和(g)以体积比3：1置于恒温恒容的密闭容器发生反应③，下列能说明该反应达到平衡状态的有 。 a．反应体系中气体的密度保持不变 b．和的体积比保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量不变 d．当断裂中2个C=O时，同时断裂中的2个O-H键 e． (4)将0.1mol CO和0.2mol 通入1L密闭容器中发生反应①，当改变某一外界条件(温度或压强)时，的体积分数变化趋势如图所示： ①图中M点处，CO的转化率为 。 ②若5min后该反应达到平衡，此时的平衡浓度为0.08，平衡常数K= 。 ③X轴上a点的数值比b点 (填“大”或“小”)，某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是 。 21．（24-25高二上·北京西城·期中）合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。 (1)在一定条件下，和反应生成0.2mol，放出9.24kJ的热量，写出该可逆反应的热化学方程式： 。在图中画出合成氨反应过程中焓(H)的变化示意图 。 (2)将和通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，5min后达到化学平衡，测得的浓度为0.2mol/L，这段时间内用的浓度变化表示的化学反应速率为 mol/(L·min)。 (3)在固定体积的密闭容器中进行合成氨反应，其平衡常数K与温度T的关系如下表： T/K 298 398 498 平衡常数K ①试判断 (填写“>”“=”或“＜”)。 ②理论上，为了增大平衡时的转化率，可采取的措施是 (写出一条)。 (4)下图是某压强下和按物质的量之比1∶3投料进行反应，反应混合物中的物质的量分数随温度的变化曲线。Ⅰ是平衡时的曲线，Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线，下列说法正确的是 。 A．图中a点，容器内 B．图中b点， C．400~530℃，Ⅱ中的物质的量分数随温度升高而增大，原因是升高温度化学反应速率增大 22．（24-25高二上·北京·期中）合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。 (1)在一定条件下，和反应生成，放出9.24kJ的热量，写出该可逆反应的热化学方程式： 。在下图中画出合成氨反应过程中焓的变化示意图 。 (2)在一定温度下，将和通入到体积为1L的密闭容器中，发生反应，2min达到平衡状态时，转化率是。则用表示该反应的平均速率 ；该温度下的平衡常数 (用分数表示)；欲使增大，可以采取的措施是 。 (3)理论上，为了增大平衡时的转化率，可采取的措施有 。(填序号) a．及时分离出        b．升高温度        c．增大压强        d．使用催化剂 (4)工业生产尿素的原理是以和为原料合成尿素，反应的化学方程式为，该反应的平衡常数和温度关系如下： T/℃ 165 175 185 195 K 111.9 74.1 50.6 34.8 ①焓变(填“>”，“<”或“=”) 0。 ②在一定温度和压强下，若原料气中的和的物质的量之比(氨碳比)，如图是氨碳比与平衡转化率的关系。图中的B点处，的平衡转化率为 。 23．（24-25高二上·河南·期中）工业用二氧化碳加氢可合成乙醇，涉及如下反应： I．  △H1； Ⅱ．  ； Ⅲ．  。 回答下列问题： (1)△H1= kJ∙mol-1。 (2)向恒压密闭容器中充入一定量CO2和H2仅发生反应Ⅰ，CO2的平衡转化率与温度、投料比m[]的关系如图1所示。 ①m1、m2、m3由小到大的顺序为 。 ②若A点m3=3，则此时H2的平衡转化率为 ，C2H5OH(g)的体积分数为 (保留至0.1%)。 ③若投料比m=1，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应已达平衡判据的是 (填字母)。 A．容器内不再变化                B．容器内气体密度不再变化 C．生成2molCO2同时消耗3molH2O       D．容器内气体平均相对分子质量不再变化 (3)总压为5MPa的恒压条件下，且投料比m[]=3时，仅发生反应I，不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2所示。 ①曲线a表示 (填化学式)的物质的量分数与温度的关系。 ②TK时，该反应的平衡常数Kp= 。(提示：用平衡分压代替平衡浓度进行计算，某组分平衡分压=总压该组分的物质的量分数，只列出数值表达式，不必化简)。 24．（24-25高二上·广西·阶段练习）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。 回答下列问题。 (1)物质的标准摩尔生成焓是指由最稳定的单质合成标准压力下单位物质的量的物质的反应焓变，用符号表示。 物质 0 已知液态水汽化需要吸收的能量，则 ； (2)下列措施可提高平衡产率的是___________(填字母)； A．高温、高压 B．低温、高压 C．使用高效催化剂 D．及时分离出 (3)已知曲线②代表平衡时的体积分数随温度变化的曲线，则曲线①代表的物质是 。温度越高，平衡时的体积分数越小的原因是 。 (4)下列能说明反应Ⅰ、反应Ⅱ达到平衡状态的是 (填字母)。 a．                         b．容器内气体的密度不再变化 c．和的物质的量之比不再变化         d．容器内气体的总压不再变化 (5)M点反应Ⅰ的平衡常数 ，N点时 。 (6)若按投料，则曲线之间交点N的位置 (填“上移”“下移”或“不变”)。 25．（24-25高二上·北京·期中）为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，通过化学的方法实现CO2的资源化利用是一种理想的CO2减排途径。以H2、CO2为原料制CH3OH涉及的主要反应如下： ⅰ.   ⅱ.   ⅲ.___________ (1)反应ⅲ为H2(g)、CO2(g)转化为CH3OH(g)、H2O(g)，写出该反应的热化学方程式 。 (2)在催化剂作用下，将1 mol CO2、3 mol H2投入反应器。一定压强下，CO2的平衡转化率、CH3OH和CO的选择性随温度的变化曲线如图1所示；不同压强下，CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图2所示。 (目标产物的选择性) ①图1中表示CO选择性变化的是曲线 。 ②图2中压强由大到小的顺序为 ，温度大于 K后，三条曲线趋于重合的原因是 。 ③温度高于300℃时，CO2平衡转化率随温度升高逐渐增大、曲线b随温度升高逐渐减小的原因是 。 ④在250℃达到平衡时，体系 (填“吸收”或“放出”)的热量为 kJ。 26．（24-25高二上·广东深圳·期中）Ⅰ．和重整制取合成气CO和，在减少温室气体排放的同时，可充分利用碳资源。该重整工艺主要涉及以下反应： 反应a：   反应b：   (1)重整时往反应体系中通入一定量的水蒸气，可在消除积碳的同时得到合成气，已知反应c：   则   。 (2)在恒温恒容下，同时放入、、、四种物质，下列事实能够说明反应已达到平衡的是___________。 A．反应体系中，混合气体的密度不再改变 B．反应体系中，各组分的物质的量相等 C．反应体系中，当有键断裂的同时有键断裂 D．混合气体的平均相对分子质量保持不变 (3)利用和重整技术获得合成气不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如下图所示： 对于反应a，试比较M点和N点的转化率：M N(填“>”“<”或“=”，下同)；平衡常数M N。 (4)当，温度高于，减小的原因可能是 。 Ⅱ．合成气制取清洁燃料二甲醚的原理如下： 反应1： 反应2： (5)500K时，在2L密闭容器中充入4molCO和，达到平衡，平衡时CO的转化率为，且，则反应2中的转化率 ，反应1的平衡常数 (结果需化成最简比)。 难点03活化能、基元反应与化学平衡综合应用 1．（24-25高二上·上海·期中）在催化剂作用下，和生成的反应历程如下(“*”表示吸附态)。 (1)该反应历程中决速步的化学方程式为 。 (2)有关合成氨条件选择的说法正确的是_______。 A．使用催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．及时分离出既加快反应速率又提高反应物转化率 C．温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率 D．增大压强既加快反应速率又提高反应物转化率，所以工业生产时压强越大越好 (3)在恒容绝热容器中合成氨，能说明反应达到平衡状态的是_______。 A．体系的温度不再改变 B．气体的密度不再改变 C．与的体积比不变 D． (4)将、充入恒容密闭容器中，发生反应：。控制不同温度与压强，得到平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示： ①温度、、的大小关系是 ，判断依据为 。 ②根据M点数据，计算下合成氨反应平衡常数的值并书写计算过程 。 (注意：计算过程包括“起始”“转化”“平衡”三步数据，结果保留三位小数) 2．（24-25高二上·陕西咸阳·阶段练习）2023年7月17日，习近平主席在全国生态环境保护大会上发表重要讲话，其中强调要实现绿色低碳转型，以更加积极的姿态参与全球气候治理。回答下列问题： (1)一定条件下，与反应可转化为、，该反应不仅可应用于温室气体的消除，实现低碳发展，还可以应用于空间站中与的循环，实现的再生。 已知：反应I．   反应II．   反应Ⅲ．   则 ，若反应III的活化能为，则该反应的逆反应活化能为 (填“>”、“<”或“=”)。 (2)一定条件下，利用甲烷可将还原为。在一密闭容器中充入、气体各，发生反应  。测得的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如下图所示。 ①该反应的 0(填“>”“<”或“=”)。 ② (填“>”“<”或“=”)，判断依据是 。 ③Q点的压强平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，气体的分压=气体总压强×该气体的物质的量分数)。 (3)和在催化剂(基或基)作用下生成乙酸的反应历程如图2所示(*表示吸附态)。已知：，其中为速率常数，为活化能，、为常数，变化关系如图3所示。 ①使用基催化剂时，决速步骤的化学方程式为 。 ②图3中a对应的催化剂是 (填“基”或“基”)。           3．（24-25高二上·湖北武汉·期中）氮的化合物是工业生产上研究的热点。回答下列问题： (1)在催化条件下，用还原来消除氮氧化物的污染。   △H＜0 该反应中正反应活化能与逆反应活化能的大小关系： (填“＞”“＜”或“=”)。 (2)铜还原NO生成，向含足量Cu粉的恒压密闭容器中充入NO，发生反应：   △H＜0。 达到平衡后，再通入NO，平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动，NO的转化率 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (3)CO还原NO的反应为  。向体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中均充入2mol NO和2mol CO混合气体，分别在绝热、恒温条件下发生上述反应。两反应体系中的压强随时间的变化曲线如图所示(m为常数)。 ①CO的转化率：a点 b点(填“＞”“＜”或“=”)。 ②a点浓度商Q= (L/mol)，a点浓度商Q (填“＞”“＜”或“=”)b点平衡常数K。 (4)氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知反应，且总压物质的量分数。 温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应，关系曲线如上图所示，其函数关系= kPa(填计算式)。增大氨的初始分压，氨的转化速率将 (填“变大”“变小”或“不变”)。 4．（24-25高二上·浙江台州·期中）甲醇来源丰富、价格低廉、运输方便，有着广泛的用途和广阔的应用前景。工业生产甲醇的常用方法是：  。 (1)在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器内分别充入1mol CO和2mol 的混合气体，保持各容器的温度不变，进行实验，反应相同时间测得CO的转化率随温度的变化如下图所示 ①  ，a 0(填>或<)。 ②若c容器中，CO的转化率是该温度下的平衡转化率，则上述剩余4个容器中Q<K的有 (填a、b、d、e)。 ③若c容器达到平衡后，在5min时升高温度，在10min时重新达到新平衡，在下图图像画出和的变化曲线(要注明和) 。 ④简单解释③中5-10min内你所画和变化曲线的原因： (最好能从活化能角度出发分析)。 (2)和制取甲醇的同时，存在副反应，该反应的平衡常数和温度的关系如下表所示 T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 ①若1200℃下，往容器恒定的密闭容器中，充入1mol 和1mol ，某时刻测得为0.5mol，则此时 (填> 或 = 或 <)。 ②若在830℃下，往1L容积恒定的密闭容器中，充入1mol 和2mol ，达到平衡时，的平衡转化率为 。(用百分数或最简分数均可)。 5．（24-25高二上·广东·期中）减少的排放并利用是我国能源领域的一个重要战略方向。 Ⅰ．在与催化合成甲醇的体系中，同时存在以下反应： 反应i：   反应ii：   反应iii：   (1) ；若要反应iii正向自发进行， (填“高温”或“低温”)更有利。 (2)对于反应i，，其中、分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)初始压强为时，向恒容的密闭容器中加入和发生上述反应，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。已知：的平衡转化率：。甲醇的选择性：。 ①图中Z代表的物质为 (填化学式)。 ②270℃时，甲醇的选择性为 。 ③如何同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性？ 。 (4)某温度下，将和充入容积不变的2L密闭容器中，初始总压为，只发生反应iii，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表： 时间/h 1 2 3 4 5 ①用表示前2h的平均反应速率 。 ②该条件下的分压平衡常数为 (结果用分数表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。 Ⅱ．工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步进行，过程中的能量变化如图所示。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (5)反应速率较快的是 反应(填“第一步”或“第二步”)。 (6)总反应热化学方程式为 。 Ⅲ．加氢制备的一种催化机理如图。 (7)下列说法正确的有_______(填字母标号)。 A．催化过程使用的催化剂为和 B．可以释放出(活化分子) C．经过活性中心裂解产生活化态的过程为放热过程 D．加氢制备的过程需要和共同完成 6．（24-25高二上·河北石家庄·阶段练习）催化加氢可以制等，在减少排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： (1)请根据以上信息计算：反应的 ， （用含的代数式表示）。 (2)在某催化剂作用下，催化加氢制的反应历程如下： 该历程中的最大能垒（活化能）为 ，对应步骤的反应为 。 (3)不同催化剂作用下，加氢制反应的（k为速率常数）随温度的关系如图所示，已知，其中为活化能，C为截距。 催化效果较好的催化剂为 。 (4)下，将和通入容积为的恒容密闭容器中仅发生反应Ⅰ，经过，达到平衡状态，此时测得容器中气体总物质的量为． ①下列叙述能证明反应Ⅰ达到化学平衡状态的是 （填标号）。 A．容器内压强不变        B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变      D．混合气体中的浓度不变 ②反应Ⅰ的平衡常数 ，平衡时转化率为 。 7．（24-25高二上·吉林·期中）研究和深度开发的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。 已知：反应I． 反应II． 反应III． (1) 。 (2)在恒容密闭容器中充入和，仅发生反应和，测得平衡时的平衡转化率、和的选择性随温度的变化如图所示。[或的选择性] ①其中表示选择性的曲线是 (填“a”“b”或“c”)。 ②下，反应达到化学平衡时，的转化率为，的选择性为y，则的平衡浓度为 (用含x、y、V的代数式表示)，反应I的平衡常数 (用含x、y的代数式表示)。 (3)在催化剂作用下，反应II的反应历程如图所示(图中数值表示相对能量差，单位为，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，图中均已省略)。 上述历程中得到的相对较多的副产物为 (填化学式)，合成甲醇过程的决速步化学反应历程表达式为 。 (4)甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。 电极上的电极反应式为 。此电池工作过程中，理论上每消耗，转移 mol电子。 8．（24-25高二上·湖北·期中）硫酸盐(含、)气溶胶是雾霾的主要成分，主要通过转化产生。25℃时不同pH条件下，在水溶液中的主要存在形态及其对应的物质的量分数如图所示： (1)过氧化氢()是大气中重要的氧化剂，其有多种途径将氧化成硫酸盐。 ①研究表明与水溶液的主要反应为： 。由此可判断，该条件下的pH为 (填“<2”“3~6”或“>8”)；常温下水溶液中的电离程度 水解程度(填“大于”“等于”或“小于”)。 ②可在催化剂或的作用下产生·OH，·OH能将氧化。·OH产生的机理如下： 反应Ⅰ：(慢反应) 反应Ⅱ：(快反应) 下列说法错误的是 。 A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ B．向固定容积的反应体系中充入氦气，氧化的反应速率加快 C．与作催化剂相比，相同条件下作催化剂时氧化效率可能更高 (2)空气中含有和，科学家最近发现水催化促进硫酸盐形成的化学新机制如图所示： 通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的或可以将电子快速转移到周围的气相分子。观察图示可知“水分子桥”主要靠 形成；写出与总反应的离子方程式： 。 (3)与水溶液的反应是产生硫酸盐的另一个重要途径。向含硫微粒总的物质的量浓度为1.0mol/L水溶液中加入适量NaOH固体，再通入，反应一段时间后，测得溶液，，则 mol/L(保留两位有效数字)。 (4)进一步研究发现，雾霾中固体硫酸盐为硫酸铵，硫酸铵溶液中离子浓度从大到小的顺序为 (忽略的水解)。 9．（24-25高二上·湖北·期中）CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)，还可制备甲醇、二甲醚、碳基燃料等产品。 (1)甲醇的合成：以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。 ①补全上图：图中M处应填入 。 ②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后该反应的△H= 。 (2)CO2和CH4都是主要温室气体，可发生催化重整反应： ， 已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表： 物质 燃烧热 反应的 。 (3)科学家提出制备“合成气”反应历程分两步： 第一步：； 第二步： 上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应过程中的能量变化如图： ①CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为 。 ②反应速率：v(第一步反应) v(第二步反应)(填“＞”、“＝”或“＜”) (4)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 下列说法不正确的是___________。 A．Fe3O4、CaO均可循环利用 B．过程ii，CaO吸收CO2可促进Fe3O4氧化的平衡正移 C．过程ii产生的H2O被CaO吸收，故反应中需补充CaO D．该流程的总反应还原1 molCO2需吸收的能量大于上述三步反应热量变化的总和 10．（24-25高二上·辽宁·期中）从CO2捕获技术应用中分离出CO2，作原料气合成基础化工品很有前景的，研究表明CO2与H2在某催化剂作用下还原为甲醇：。 (1)该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，图中*H已省略)。 上述合成甲醇的反应过程中决定反应速率的步骤是 (用化学方程式表示)。 (2)平衡后将容器容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是___________(填字母)。 A．c(H2)减小 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢 C．反应物转化率增大 D．重新平衡气体平均摩尔质量增大 (3)阿伦尼乌斯公式是表示了反应速率常数与温度之间的经验公式，已知阿伦尼乌斯经验公式(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，上述反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图中线a所示，反应的活化能Ea= 。当改变外界条件时，实验数据如图中线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 (4)恒温、恒压的密闭容器中充入2molCO2、4 mol H2和2molHe(不参与反应)，测得压强为P0MPa，加入合适催化剂后开始反应，测得容器的体积变化如下表： 反应时/min 0 10 20 30 40 50 60 容器体积/L 8 7.4 7.0 6.7 6.5 6.4 6.4 则H2的平衡转化率为 ，该温度下的平衡常数Kp= 。(Kp为以平衡分压表示平衡常数；分压=总压×物质的量分数；用含P0的式子表示) 11．（24-25高二上·山东·期中）过氧化氢是一种广泛使用强氧化剂。氢氧直接合成，是一种潜在工业化生产的方法。该过程中主要存在以下反应，据此回答下列有关问题： 已知：的计算同于 Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. (1)计算 。 (2)从热力学角度分析，在该反应条件下更有利于还是的生成，原因是 。 (3)对于氢氧直接合成，寻找合适催化剂尤为重要。研究表明Pd基催化剂具有较好的催化效果，Pd可以快速大量的吸附并将其解离成氢原子，其后续反应进程与能量变化如下图(TS表示过渡态，*表示被催化剂吸附)： ①该反应进程中有 个副反应进程，会影响的生成。主要的副反应为 (写其基元反应的化学方程式)。 ②生成决速步为 (写其基元反应的化学方程式)。 ③对于该进程，下列有关说法正确的是 (填序号)。 A．反应过程中，应尽量避免氧分子内全部化学键的断裂，这样有利于的生成 B．控制较高温度和较长的反应时间有利于减少第一个副反应的发生 C．上述反应进程中存在活化能为零过程 12．（24-25高二上·山东·期中）通过电化学将转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。 (1)某研究小组采用电化学方法将转化为HCOOH，装置如图，电极B上的电极反应式是 。 (2)用氨水吸收HCOOH，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，计算298K时氨水的氢氧根离子浓度 ，该混合溶液的pH约为 。 [已知：298K时，电离常数] (3)在催化剂作用下溶液中也可合成HCOOH，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的DMSO(有机溶剂)溶液，和在溶液中反应制备HCOOH，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下：有三个基元反应；其活化能分别为(不考虑催化剂活性降低或丧失)；反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数分别为，反应Ⅲ的正反应速率常数为k。 Ⅰ.；Ⅱ.；Ⅲ.          ①决速步为 (填“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”)，该步基元反应的速率方程为 。 (提示：某基元反应“→产物”速率方程一般形式为；反应Ⅰ、Ⅱ近似看成平衡状态；用、k及M、浓度等来表示) ②实验测得：298K，下，v随催化剂M浓度c变化如图，时，v随c增大而增大；时，v不再显著增大，请解释原因 。 13．（24-25高二上·江苏南京·期中）利用温室气体制备、甲醇()是实现双碳目标的重要方法。 Ⅰ．加氢制备。其过程中的主要反应为 反应ⅰ：   反应ⅱ：   (1)反应的焓变△H= 。 (2)在密闭容器中，Pa、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。 ①其它条件不变，随压强增大，平衡选择性 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②300～500℃范围内，随温度升高，平衡转化率减小的原因是 。 ③300～400℃范围内，随温度升高，实际转化率增大的原因 。 Ⅱ．加氢制备甲醇()。 (3)水溶液中，Cu/ZnO/催化加氢生成甲醇的机理如图所示。 ①步骤③发生反应的方程式为 。 ②用重氢气()代替，可检测到甲醇的化学式为 。 14．（24-25高二上·陕西咸阳·期中）的回收及综合利用越来越受到重视。以、为原料合成的反应为。 (1)、为原料合成的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 ①该总反应的 (填“>”或“<”)0，该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为 。 ②缩小容器体积，该总反应向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 ③催化剂可以改变单位体积内的 (填字母)，从而改变反应速率。 a．活化分子数    b．活化分子百分数    c．分子总数 (2)恒温恒容条件下，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．反应中与的物质的量浓度之比为 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．的体积分数在混合气体中保持不变 D．单位时间内消耗的同时消耗 (3)在℃下，分别将、充入和的两个刚性容器中，发生反应：  。实验测得的体积分数随时间变化如图所示： ①比较、两点对应的大小：(正) (逆)(填“>”、“<”或“=”)，反应从开始进行到点，用浓度变化表示的反应速率为 。 ②在温度一定、压强时，在密闭容器中按投料进行反应，达到平衡时体系的压强为初始压强的0.8倍，该温度下反应平衡常数 (用含的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 15．（24-25高二上·北京·期中）硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨催化氧化法制备，生产过程中发生的反应有：                (1)已知上述三个反应都是放热反应。试从能源和资源利用两个角度提出你的建议： 。 (2)是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，和CO是环境污染性气体。这两种气体会发生反应：，“”常用作该反应的催化剂。其总反应分两步进行： 第一步为：； 第二步为 (写方程式)。 第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第二步反应的活化能 (填“>”、“＜”或“=”)第一步反应活化能。 (3)在四个容积不完全相同的恒容密闭容器中充入相应量的气体(如下表)，发生反应    △H，容器I、II、III中的平衡转化率如图所示： 实验编号 起始物质的量mol 起始物质的量mol 起始物质的量mol I 0.1 0 0 II 0.1 0 0 III 0.1 0 0 IV 0.06 0.06 0.04 ①该反应的△H (填“>”或“＜”)0。 ②图中A、B、C三点处容器内总压强最大的点是 (填“A”“B”或“C”) ③已知容器II的体积为1L，在470℃下进行反应，30s后达到平衡，0～30s内容器II中的反应速率为 ，该反应的平衡常数K= 。 ④若容器IV与容器II的体积相等，则470℃时容器IV的起始反应速率： (填“>”“＜”或“=”)。 16．（24-25高二上·新疆伊犁·期中）、(主要指和)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的、是环境保护的重要课题。 已知：反应1：   反应2：   反应3：   反应4：   回答下列问题： (1)已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。 ①计算 ②该反应历程的决速步骤为 。 (2)向密闭容器中充入一定量的和，保持总压为，发生反应4。当时的平衡转化率随温度T以及下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图： ①表示时的平衡转化率随温度T的变化关系曲线是 (填Ⅰ或II)，理由是 。 ②a、d两点对应的平衡常数大小比较为 (填“>”“<”或“=”)。 ③b点对应条件下的压强平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，列出计算式即可)。 17．（24-25高二上·广东江门·阶段练习）氨是一种重要的化工原料，请回答下列各题： I.以和为原料合成尿素：。 (1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 (2)如图是合成尿素的历程及能量变化，TS表示过渡态。 图中的是 (填“中间产物”或“催化剂”)，其中决速步骤的化学方程式为： 。 Ⅱ.合成氨的反应：。在2L的恒容密闭容器中，以物质的量为投入和进行反应，图1表示的物质的量随时间的变化曲线，图2表示在其他条件不变的情况下，改变初始氢气的物质的量对此反应平衡的影响。 (3)图1中反应开始至10min内该反应的平均反应速率 。 (4)下列说法能表明合成氨的反应已经达到平衡状态的是 (填序号)。 A．　　　　　　B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．　　D．压强保持不变 E.混合气体的密度不变    　　　　　　　　F.的转化率不变 (5)11min时，在其他条件不变的情况下，压缩容器的容积为1L，则的变化曲线为图1的 (填“a”“b”“c”或“d”)。图2的E、F、R三点，对应的平衡状态中，的转化率最高的是 点。和表示温度，则 (填“>”“=”或“<”)。 (6)为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有 。 A．降低温度　　B．不断补充氮气　　C．恒容时，充入氦气 D．升高温度　　E.原料气不断循环　　F.及时移出氨 18．（24-25高二上·江西·阶段练习）CO2催化加氢可以制HCOOH、等，在减少CO2排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     (1)请根据以上信息： ， (用含、的代数式表示)。 (2)在某催化剂作用下，CO2催化加氢制CH3OH的反应历程如下。 该历程中的最大能垒(活化能)为 eV，对应步骤的反应为 。 (3)T℃下，将1molCO2和3mol H2通入容积为2L的恒容密闭容器中仅发生反应Ⅰ和Ⅱ，经过5min，各反应达到平衡状态，此时测得容器中。 ①若容器内只发生反应Ⅰ，下列叙述不能证明反应Ⅰ达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内压强不变          B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．断裂3个氢氢键同时断裂2个氧氢键 ②该温度下CH3OH的选择性 ，反应Ⅰ的平衡常数K= 。 (4)在密闭真空容器中发生反应：达到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，则浓度 (填“变大”“变小”或“不变”)。 19．（24-25高二上·江西·阶段练习）高炉炼铁过程中发生的主要反应为：。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下： 温度 平衡常数 请回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式K= ，∆H 0填“”、“”或“”。 (2)在一个容积为10L密闭容器中，时加入、各1mol，反应经过20s后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率 、的平衡转化率 。 (3)在的密闭容器中，条件，下列达平衡状态的是 。 (4)热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致产率降低。我国科研人员研制了双温区催化剂区域和区域的温度差可超过。双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用标注。下列说法正确的是_______。 A．①为氮氮三键的断裂过程 B．步骤①为反应的决速步 C．④为原子由区域向区域的传递过程 D．使用双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应 (5)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭恒容容器中(固体样品试样体积忽略不计)，在恒定温度下发生反应：①NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。反应达平衡时，c(CO)=2mol/L，c(CO2)=4mol/L，则此温度下反应①的平衡常数的值是 。 20．（24-25高二上·湖北宜昌·阶段练习）丙烯是重要的石油化工中间体，工业上常用丙烷催化脱氢和甲醇催化分解等方法制备。回答下列问题： I．丙烷催化脱氢法制丙烯： (1)已知C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)的燃烧热分别、、，则C3H8(g)催化脱氢生成C3H6(g)和H2(g)的热化学方程式为 。 (2)570℃、，用的混合气进行直接脱氢反应，3h后达到平衡，C3H8的平衡转化率为，脱氢反应的Kp= kPa(结果保留3位有效数字，Kp为以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)。在上述温度和压强下，请从平衡移动的角度解释通入水蒸气的作用： 。 (3)下列能说明该体系在恒温恒压密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．H2的物质的量分数保持不变 B．保持不变 C．气体密度保持不变 D．速率关系： Ⅱ．甲醇催化分解： (4)该反应的实验数据遵循Arhenius经验公式：(为活化能，假设其受温度影响忽略不计，为速率常数，R和C为常数)，此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大得 (填“越多”或“越少”)。根据如图曲线a计算该反应的活化能Ea为 kJ∙mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 21．（24-25高二上·江苏南京·阶段练习）“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： Ⅰ：      ， Ⅱ：  ， (1)有利于提高平衡转化率的条件是___________。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (2)反应的△H= ，K=(用、表示) 。 (3)恒压、750°℃时，和按物质的量之比1∶3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。 ①下列说法正确的是 。 A．可循环利用，CaO不可循环利用 B．过程ⅱ，CaO吸收可促使氧化CO的平衡正移 C．过程ⅱ产生的最终未被CaO吸收，在过程ⅱ被排出 D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1mol 需吸收的能量更多 ②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅱ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因 。 (4)还原能力(R)可衡量转化效率，(同一时段内与的物质的量变化量之比)。 ①常压下和按物质的量之比1∶3投料，某一时段内和的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400～1000℃间R的变化趋势，并标明1000℃时R值 。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法不正确的是 。 A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率 B．温度越低，含氢产物中占比越高 C．温度升高，转化率增加，转化率降低，R值减小 1 学科网（北京）股份有限公司 $$