2025届高三高考二轮复习题型突破　化学反应原理综合 讲义

2025高考化学二轮专题讲义 题型突破三　化学反应原理综合 构建知识 1.能力考查：考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判性思维能力；能识别、转化、提取图像中的各种信息，能够理清复杂动态变化体系中各种物质的关系；结合所学基本原理和基础知识进行分析与推测、归纳与论证、探究与创新，并进行有关计算等。 2.热点考查：热方程式的正误判断及盖斯定律的应用；对陌生的图像、图表的辨识、分析与应用；分析最佳反应条件并进行有关化学反应速率、化学平衡常数、反应物转化率或产物产率等方面的计算、比较、分析与解释，电化学中电极反应式的书写及相关计算与分析。 ●题型情境 多以化工生产中的实际工业反应为素材，以生产环境、学术探索情境，体现化学在生产生活中的应用。 ●题型结构 ●命题趋势 化学反应原理综合题主要考查学生利用原理解决实际问题的能力，考查点多面广，有高度有深度，综合性强度高。试题体现了专题和板块高度融合，尤其是与有机化学模块融合最大。 练高考 有机＋原理型 1. (2024·河北选考)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1,4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 (1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)　ΔH＝－67.59 kJ·mol－1 ①若正反应的活化能为E正 kJ·mol－1，则逆反应的活化能E逆＝ ________________kJ·mol－1(用含E正的代数式表示)。 ②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp＝p0－p，p0为体系初始压强，p0＝240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为 ________________，判断依据为 __________________________________________________。M点Cl2的转化率为 ________，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp＝ ________kPa－1。 ③下图曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是 ________(填序号)。  (2)1,4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为 以上各反应的速率方程均可表示为v＝kc(A)c(B)，其中c(A)、c(B)分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(k1～k5分别对应反应①～⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。 已知该温度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5＝100∶21∶7∶4∶23。 ①30 min时，c(X)＝6.80 mol·L－1，且30～60 min内v(X)＝0.042 mol·L－1·min－1，反应进行到60 min时，c(X)＝ ________mol·L－1。 ②60 min时，c(D)＝0.099 mol·L－1若0～60 min产物T的含量可忽略不计，则此时c(G)＝ ________mol·L－1，60 min后，随T的含量增加， ________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)①E正＋67.59　②T3>T2>T1　该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从T3到T1平衡时Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低　75%　0.03　③D (2)①5.54　②0.033　增大 【解析】　(1)①根据反应热ΔH与活化能E正，E逆的关系为ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能可知，该反应的E逆＝E正 kJ·mol－1－ΔH＝(E正＋67.59)kJ·mol－1。②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，Δp即越大。从T3到T1，Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由T3到T1逐渐降低，即T3>T2>T1。由题图甲中M点可知，进料比为n(SO2)∶n(Cl2)＝2，平衡时Δp＝60 kPa，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”。 SO2(g) ＋ Cl2(g)SO2Cl2(g)　　Δp 起始压强/kPa 160 80 变化压强/kPa 60 60 60 60 平衡压强/kPa 100 20 60 可计算得α(Cl2)＝×100%＝75%，Kp＝＝＝0.03 kPa－1。③由题图甲中M点可知，进料比为2时，Δp＝60 kPa，结合“三段式”，以及T1时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，Δp也为60 kPa，曲线D上存在(0.5,60)。(2)①根据化学反应速率的计算公式，v(X)＝，60 min时，c(X)＝6.80 mol·L－1－v(X)·Δt＝6.80 mol·L－1－0.042 mol·L－1·min－1×30 min＝5.54 mol·L－1。②已知＝＝，又由题给反应速率方程推知，＝＝＝3，则Δc(G)＝×Δc(D)＝0.033 mol·L－1，即60 min后c(G)＝0.033 mol·L－1。60 min后，D和G转化为T的速率比为＝，G消耗得更快，则增大。 无机＋原理型 2. (2024·湖北选考)用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ：BaCO3(s)＋C(s)⇌BaO(s)＋2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)⇌BaC2(s)＋CO(g) 回答下列问题： (1)写出BaC2与水反应的化学方程式 ___________________________。 (2)已知Kp＝(pCO)n、K＝n(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)＋4C(s)⇌BaC2(s)＋3CO(g)在1 585 K的Kp＝ ________Pa3。 ②保持1 320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pCO＝ ________Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后pCO＝ ________Pa。 　　　　　 (3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar为载气。1 400 K和1 823 K下，BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 ①初始温度为900 K，缓慢加热至1 400 K时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含Ba物种为 ________。 ②1 823 K下，反应速率的变化特点为 __________________________，其原因是 _______________________________________________________________。 【答案】　(1)BaC2＋2H2O―→Ba(OH)2＋HC≡CH↑ (2)①1016　②105　105 (3)①BaO　②速率不变至BaC2产率接近100%　原因见解析 【解析】　(1)Ba、Ca元素同主族，所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似，其反应的化学方程式为BaC2＋2H2O―→Ba(OH)2＋HC≡CH↑。(2)①反应Ⅰ＋反应Ⅱ得BaCO3(s)＋4C(s)BaC2(s)＋3CO(g)，所以其平衡常数K＝KⅠ×KⅡ＝3，由图1可知，1 585 K时KⅠ＝102.5，KⅡ＝10－1.5，即3＝102.5×10－1.5＝10，所以p＝10×(105 Pa)3＝1016 Pa3，则Kp＝p＝1016Pa3；②由图1可知，1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ＝100＝1，即KⅠ＝2＝1，所以p＝(105 Pa)2，即pCO＝105 Pa；若将容器体积压缩到原来的，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即pCO＝105 Pa。(3)①由图2可知，1 400 K时，BaC2的产率为0，即没有BaC2，又实验表明BaCO3已全部消耗，所以此时反应体系中含Ba物种为BaO；②图像显示，1 823 K时BaC2的产率随时间由0开始呈直线增加到接近100%，说明该反应速率为一个定值，即速率保持不变；容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)BaC2(s)＋CO(g)，反应条件恒温1 823 K、恒压，且该反应只有CO为气态，据K＝可知，CO的压强为定值，所以化学速率不变。 练模拟 1. (2024·河北唐山市二模)金属氧化物催化氧化制备苯甲醛是近年来的研究热点。以Fe3O4为催化剂，苯乙烯、H2O2为原料制备苯甲醛涉及的主要反应有： 反应ⅰ：(l)＋2H2O2(l)―→(l)＋HCHO(l)＋2H2O(l)　ΔH1＝－489.0 kJ·mol－1 反应ⅱ：(l)＋H2O2(l)―→(l)＋H2O(l)　ΔH2＝＋566.6 kJ·mol－1 反应ⅲ：(l)＋H2O2(l)―→(l)＋HCHO(l)＋H2O(l)　ΔH3 回答下列问题： (1)反应ⅲ的ΔH3＝ ________kJ·mol－1。 (2)根据阿伦尼乌斯方程ln k＝－＋ln A(A为指前因子，Ea为活化能)，ln k与呈线性关系。据图1可知反应ⅰ的活化能 ________反应ⅱ的活化能。(填“>”“＝”或“<”) (3)实验测得苯乙烯的转化率与温度的关系如图2所示。温度高于60 ℃，苯乙烯的转化率下降，可能的原因是 ________________________。 (4)Fe3O4的催化反应机理如下图所示： 以上转化过程中，属于氧化还原反应的是 ____________(填序号)。 (5)在V2O5－ZrO2催化下，甲苯可以实现气相氧化制备苯甲醛。 主反应：＋O2―→＋H2O 副反应：2＋O2―→2 T ℃时，向2 L密闭容器中充入1 mol甲苯蒸气和2 mol O2，起始压强为p0,2 h后反应达平衡时容器内气体总物质的量为2.9 mol，甲苯的转化率为80%。则甲苯的平均反应速率为 ________mol·L－1·h－1，主反应的Kp＝ ________(Kp为平衡分压代替平衡浓度的平衡常数，气体平衡分压＝总压×该气体物质的量分数，计算结果保留三位有效数字)。 【答案】　(1)－1 055.6　(2)< (3)温度升高，H2O2部分分解(或升温反应ⅰ逆向移动，反应ⅱ正向移动，对反应ⅰ的影响更大) (4)②⑥　(5)0.2　2.18 【解析】　(1)反应ⅰ－反应ⅱ可以得到反应ⅲ，所以反应ⅲ的ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－1 055.6 kJ·mol－1。(2)由公式可知，－即为斜率，所以反应ⅰ的活化能小于反应ⅱ的活化能。(3)温度高于60 ℃，苯乙烯的转化率下降，可能的原因是：温度升高，H2O2部分分解(或升温反应ⅰ逆向移动，反应ⅱ正向移动，对反应ⅰ的影响更大)。(4)有元素化合价变化的反应属于氧化还原反应，即以上转化过程中，属于氧化还原反应的是②⑥。(5)向2 L密闭容器中充入1 mol甲苯蒸气和2 mol O2，甲苯的转化率为80%，消耗的甲苯为0.8 mol，则甲苯的平均反应速率为＝＝0.2 mol·L－1·h－1； 起始(mol) 　1 2 　 0 0 转化(mol) 　0.8 0.8 　 0.8 0.8 平衡(mol) 　0.2 1.2 　 0.8 0.8 起始(mol) 　 0.8 1.2 　 0 转化(mol) 　 2x x 　 2x 平衡(mol) 　 0.8－2x 1.2－x 2x 根据题目信息，则0.8－2x＋1.2－x＋2x＋0.8＋0.2＝2.9，则x＝0.1mol，根据反应前后压强之比等于物质的量之比，＝，平衡时压强p＝p0，则p(甲苯)＝×p0，p(苯甲醛)＝×p0，p(H2O)＝p0，p(O2)＝p0，所以主反应的Kp＝＝2.18。 2.(2024·江西南昌市二模)硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。 (1)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C—C C—H Si—Si Si—H 键能/(kJ·mol－1) 356 413 226 318 硅与碳同族，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 ___________ _____________________________________________________________。 (2)锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法。Zn还原SiCl4的反应如下： 反应1：400～756 ℃，SiCl4(g)＋2Zn(l)⇌Si(s)＋2ZnCl2(l)　ΔH1<0 反应2：756～907 ℃，SiCl4(g)＋2Zn(l)⇌Si(s)＋2ZnCl2(g)　ΔH2<0 反应3：907～1 410 ℃，SiCl4(g)＋2Zn(g)⇌Si(s)＋2ZnCl2(g)　ΔH3<0 ①对于上述三个反应，下列说法合理的是 ________。 a．升高温度会提高SiCl4的转化率 b．还原过程需在无氧的气氛中进行 c．ΔH1<ΔH2<ΔH3 d．Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4 ②实际制备过程选择“反应3”，选择的理由是_____________________ __________________________________________________________。 (3)工业上也可用SiHCl3制备高纯硅。25 ℃时，SiHCl3相关反应的热化学方程式和平衡常数如表： 热化学方程式 平衡常数 2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH1＝＋48 kJ·mol－1 K1 3SiH2Cl2(g)⇌SiH4(g)＋2SiHCl3(g)　ΔH2＝－30 kJ·mol－1 K2 4SiHCl3(g)⇌SiH4(g)＋3SiCl4(g)　ΔH3 K3 ①则该温度下，ΔH3＝ ________kJ·mol－1；K3＝ ________(用K1和K2表示)。 ②对于反应4SiHCl3(g)SiH4(g)＋3SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在T1和T2时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。则T1 ________T2(填“大于”“小于”或“等于”)，T1时平衡常数K＝ ________(保留2位小数)。 ③在T2下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是 _________________。 【答案】　(1)Si—Si键的键能比C—C键的键能低，难以形成较长的硅链；Si—H键的键能比C—H键的键能低，使得短链硅烷也不稳定 (2)①bd　②温度高，反应速率快；更易于硅的分离 (3)①＋114　K·K2　②大于　0.11　③及时分离出产物 【解析】　(1)硅原子半径大于碳，形成硅硅键键长大于碳碳键键长，使得Si—Si键的键能比C—C键的键能低，难以形成较长的硅链；Si—H键的键能比C—H键的键能低，也使得短链硅烷也不稳定，故硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多。(2)①a.反应均为放热反应，升高温度平衡逆向移动，导致SiCl4的转化率降低，错误；b.锌、硅都会和氧气反应，故还原过程需在无氧的气氛中进行，正确；c.液态氯化锌变为气体，导致反应放热减少，放热的焓变为负值，故ΔH1<ΔH2，液态锌单质变为气体，使反应放热更多，故ΔH2>ΔH3，错误；d.Na、Mg均为活泼金属，可以代替Zn作为还原剂，还原SiCl4，正确；故选bd；②反应3温度高，反应速率快，且生成硅为固态而氯化锌为气体，更易于硅的分离，所以实际制备过程选择“反应3”。(3)①已知：Ⅰ：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH1＝＋48 kJ·mol－1；Ⅱ：3SiH2Cl2(g)SiH4(g)＋2SiHCl3(g)　ΔH2＝－30 kJ·mol－1，由盖斯定律可知，3×Ⅰ＋Ⅱ得反应：4SiHCl3(g)SiH4(g)＋3SiCl4(g)，则该温度下，ΔH3＝3×(＋48 kJ·mol－1)＋(－30 kJ·mol－1)＝＋114 kJ·mol－1；K3＝K·K2。②反应4SiHCl3(g)SiH4(g)＋3SiCl4(g)为吸热反应，升高温度，平衡正向移动且反应速率加快，SiHCl3的转化率增大，结合图可知，T1大于T2；T1平衡时，SiHCl3的转化率为50%，假设投料SiHCl3 1 mol，则： 4SiHCl3(g)SiH4(g)＋3SiCl4(g) 起始(mol) 1 0 0 转化(mol) 0.5 0.125 0.375 平衡(mol) 0.5 0.125 0.375 反应为气体分子数不变的反应，可以用物质的量代替其浓度，则平衡常数K＝＝0.11。③T2下，及时分离出产物，可以促使反应正向进行，使得SiHCl3转化率提高。 3. (2024·河北省重点高中三模)氙及其化合物在工业生产中有重要用途。 (1)1962年，化学家巴特利特合成了氙的第一个化合物XePtF6，其在熔化时电离出Xe＋和PtF。Xe和PtF6混合制得XePtF6的反应可以表示如下： 已知：①在标准状态下将1 mol离子型晶体(如NaCl)拆散为1 mol气态阳离子(Na＋)和1 mol气态阴离子(Cl－)所需要的能量叫做晶格能，XePtF6的晶格能为458.7 kJ·mol－1。 ②Xe的第一电离能为1 170.0 kJ·mol－1。 ③PtF6(g)===PtF(g)　ΔH＝－771.0 kJ·mol－1。 根据以上信息，计算反应Xe(g)＋PtF6(g)===XePtF6(s)　ΔH＝ ________kJ·mol－1。 (2)不久，在三个不同实验室里又分别合成了XeF2、XeF4、XeF6三种简单化合物。其中一种化合物的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，NA表示阿伏加德罗常数的值。则该化合物的化学式为 ________，中心原子的价层电子对数为 ________，晶体密度为 ________g·cm－3。 (3)一定条件下，向恒容密闭容器中充入Xe和F2混合气体，反应体系中存在的平衡及相应部分数据如下表所示。 已知：分压＝总压×该组分物质的量分数； 对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)　K＝ 其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压。 标准压强平衡常数K 反应平衡 K(523 K) K(673 K) 反应Ⅰ：Xe(g)＋F2(g)XeF2(g)　ΔH1 8.8×104 360 反应Ⅱ：Xe(g)＋2F2(g)XeF4(g)　ΔH2 反应Ⅲ：Xe(g)＋3F2(g)XeF6(g)　ΔH3 K(Ⅲ) ①ΔH1 ________0(填“>”或“<”)。为提高平衡混合物中XeF2(g)的含量，应 ________投料比x(填“增大”或“减小”)。 ②673 K时充入23.77 mol Xe和45.28 mol F2，达平衡时容器内总压强p＝2.477×103 kPa，各产物的物质的量如下表所示： 化学式 XeF2 XeF4 XeF6 物质的量/mol 3.60 19.80 0.36 则F2平衡转化率α平(F2)＝ ________(保留三位有效数字)，K(Ⅲ) ________。 【答案】　(1)－59.7 (2)XeF2　5　 (3)①<　减小　②97.8%　36 【解析】　(1)XePtF6的晶格能为458.7 kJ·mol－1，则Xe＋形成1 mol XePtF6晶体的热化学方程式：Xe＋(g)＋PtF(g)===XePtF6(s)　ΔH＝－458.7 kJ·mol－1；Xe的第一电离能为1 170.0 kJ·mol－1，则Xe(g)===Xe＋(g)　ΔH＝＋1 170.0 kJ·mol－1；根据盖斯定律，Xe(g)＋PtF6(g)===XePtF6(s)　ΔH＝(－458.7＋1 170.0－771.0)kJ·mol－1＝－59.7 kJ·mol－1。(2)图中大球的个数为8×＋1＝2，小球的个数为8×＋2＝4，根据粒子半径的大小判断大球应为Xe原子、小球应为F原子，大球与小球个数比是1∶2，则晶胞的化学式为XeF2；中心原子的价层电子对数为2＋＝5；该晶胞中含有2个XeF2分子，故晶胞的质量为m＝ g，晶胞的体积为V＝a2b×10－30 cm3，则密度为ρ＝＝＝ g·cm－3。(3)①根据表格数据，第一个反应的温度升高，平衡常数K减小，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，故ΔH1<0；根据表格中的三个方程式，F2比例越大，越容易转化为XeF4或XeF6，所以应该减小投料中F2/Xe的比值；②根据反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，达到平衡时，反应的F2物质的量为n(F2)＝3.60＋19.80×2＋0.36×3＝44.28 mol，则F2平衡转化率α平(F2)＝×100%≈97.8%；已知，达到平衡时，各物质总物质的量n总＝[3.60＋19.80＋0.36＋(45.28－44.28)＋(23.77－23.76)]mol＝24.77 mol，反应Ⅲ的平衡常数K(Ⅲ)＝＝3 练预测 1.2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。 Ⅰ.将工业废气中的CO2加氢制甲醇是“碳中和”的一个重要研究方向。在催化剂作用下主要发生以下反应： ①CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.4 kJ/mol ②CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ/mol ③CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH3 已知：甲醇的选择性＝ (1)反应③自发进行的条件是 ________。 (2)恒温恒容条件下，原料气CO2(g)、H2(g)以物质的量浓度之比为1∶3投料时，控制合适条件(不考虑反应③)，甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4 MPa，c(CO2)＝1.0 mol·L－1，CO2平衡转化率为50%，则该条件下反应②的Kp＝ ________(保留三位小数)。 Ⅱ.恒压时，将3 mol H2和1 mol CO2充入密闭容器中进行上述反应。 (3)平衡时，CO2转化率α(CO2)、CH3OH选择性SM、CO选择性SCO随温度T变化如图甲所示： 图中表示SM的是曲线 ________，曲线c随温度升高而升高的原因是 ___________________________________________________________________。 (4)为探究原料气中混入CO气体对反应的影响，测得平衡时α(CO2)、平衡时CH3OH物质的量与初始CO2物质的量之比γ随原料气中的变化如图乙所示。图中随着增大，α(CO2)降低而γ升高的原因是 ____________________ ____________________________________________________；当＝0.4时，若平衡时α(CO2)＝0.1，n(CO)＝0.15 mol，则γ＝ ________。 Ⅲ.新能源的利用对实现“碳中和”也有重要意义。搭载钠离子电池的新能源汽车，动力充足、冬天也无需频繁充电。第二代钠离子电池是以硬碳(Cy)为基底材料的嵌钠硬碳(NaxCy)和锰基高锰普鲁士白Na2Mn[Mn(CN)6]为电极的一种新型二次电池，在充放电过程中，Na＋在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。其工作原理如图所示。 (5)若用该钠离子电池给铅酸蓄电池充电，普鲁士白电极连接 ________(填“Pb”或“PbO2”)极，钠离子电池负极的电极反应式为 ________。 【答案】　(1)低温　(2)0.105 (3)b　线c表示的是SCO，反应①、③均为放热反应，反应②为吸热反应，温度升高，反应①、③逆向移动，反应②正向移动，CO的选择性变大 (4)增大，与CO反应的H2变多，与CO2反应的H2变少，所以α(CO2)降低；增大，更有利于反应③的正向进行，产生CH3OH变多，所以γ升高　0.35 (5)PbO2　NaxCy－xe－===Cy＋xNa＋ 【解析】　(1)由盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－90.4 kJ/mol；反应③是气体体积减小的放热反应，当ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，则该反应自发进行的条件是低温。 (2)设容积为1 L，根据已知条件列出“三段式” CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 初始/mol 1 3 0 0 转化/mol x 3x x x 平衡/mol 1－x 3－3x x x CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 起始/mol 1－x 3－3x 0 x 转化/mol y y y y 平衡/mol 1－x－y 3－3x－y y x＋y 甲醇的选择性为×100%＝60%，CO2平衡转化率为×100%＝50%，解得x＝0.3 mol，y＝0.2 mol，则平衡压强为4 MPa×＝3.4 MPa，该条件下反应②Kp＝＝＝0.105。(3)由于SM＋SCO＝1，而随着温度的升高，SM降低，所以表示SM的是曲线b。表示SCO的是曲线c，反应①、③均为放热反应，反应②为吸热反应，温度升高，反应①、③逆向移动，反应②正向移动，CO的选择性变大，故曲线c随温度的升高而升高。(4)增大，与CO反应的H2变多，与CO2反应的H2变少，所以α(CO2)降低；增大，更有利于反应③的正向进行，产生CH3OH变多，所以γ升高。初始3 mol H2和1 mol CO2，＝0.4，n(CO)＝0.4 mol。平衡状态时α(CO2)＝0.1，所以n(CO2)＝1 mol×(1－0.1)＝0.9 mol，n(CO)＝0.15 mol，根据碳元素守恒，n(CH3OH)＝(1＋0.4－0.9－0.15)mol＝0.35 mol，所以γ＝0.35。(5)普鲁士白为正极，给铅酸蓄电池充电时，连接铅酸蓄电池的PbO2电极，负极为嵌钠硬碳，电极反应式为NaxCy－xe－===Cy＋xNa＋。 2.短链烃是重要的化工原料，也是衡量国家化工水平的重要指标之一。 Ⅰ.丙烷制烯烃的反应有 ⅰ.C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1 ⅱ.C3H8(g)===C2H4(g)＋CH4(g)　ΔH2＝＋82 kJ·mol－1 已知：共价键的键能如表所示： 共价键 C—H C—C C===C H—H 键能/kJ·mol－1 413 347 613 436 回答下列问题： (1)ΔH1＝ ________kJ·mol－1。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入C3H8(g)发生反应ⅰ和ⅱ，下列事实能说明该反应达到平衡状态的是 ________(填字母)。 A．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.的值保持不变 C．v正(C3H8)＝v逆(C3H6) D．C2H4(g)和CH4(g)的物质的量之比保持不变 (3)在温度为600 ℃、起始压强为700 kPa的恒温恒容密闭容器中充入C3H8(g)发生反应ⅰ和ⅱ，达到平衡后CH4(g)、C3H6(g)的体积分数均为15%； ①反应ⅰ的分压平衡常数为Kp1＝ ________kPa。 ②若其他条件不变，该反应在恒容绝热容器中进行，测得平衡时CH4(g)的体积分数大于C3H6(g)，则此时反应ⅰ和ⅱ的分压平衡常数：Kp1′ ________Kp2′(填“>”“<”或“＝”)。 (4)C3H8(g)在催化剂Cr2O3/Al2O3表面制C3H6(g)的部分反应机理如图所示．从元素电负性角度解释步骤1能发生反应的原因为 _______________________ _________________________________________________。 Ⅱ.丙烷、甲醇共进料时，除发生反应ⅰ和ⅱ外，还发生反应： ⅲ.C3H8(g)＋CH3OH(g)===CO(g)＋3CH4(g)　ΔH＝－29 kJ·mol－1 (5)平衡体系中C3H6(g)、C2H4(g)、CH4(g)和CO(g)在含碳微粒中的物质的量分数随不同投料比L＝的变化关系如图所示，其中代表C2H4(g)的变化曲线为 ________(填字母)。 (6)在恒容密闭容器中充入C3H8(g)和CH3OH(g)发生反应，平衡体系中c(CH4)随温度的升高先减小后增大，解释其原因为 ________________________________ ____________________________________。 【答案】　(1)＋124 kJ·mol－1 (2)AB　(3)①56.25或　②＜ (4)C的电负性大于H，O的电负性大于Cr，显负电的C与显正电的Cr成键，显正电的H与显负电的O成键 (5)c (6)反应ⅱ为吸热反应，反应ⅲ为放热反应，升高温度反应ⅱ正向移动，反应ⅲ逆向移动，开始时反应ⅲ占主导，温度升高到一定程度后反应ⅱ占主导 【解析】　(1)ΔH1＝反应物的总键能－生成物的总键能＝347×2＋8×413－613－347－6×413－436＝＋124 kJ·mol－1。(2)无论反应ⅰ还是ⅱ，气体质量不变，n可变，说明平均相对分子质量是一个可变的值，不再发生变化，说明达到平衡状态，A正确；＝，当Q不变时，说明Q＝K，达到了平衡状态，B正确；C3H8参加了两个反应，而C3H6只存在于一个反应，不能说明达到平衡状态，C错误；C2H4(g)和CH4(g)在任何时刻物质的量都是按1∶1生成，不能说明达到了平衡状态，D错误；故选AB。(3)①体积分数＝物质的量分数，甲烷的体积分数等于乙烯的体积分数，丙烯的体积分数等于氢气的体积分数，则C3H8的体积分数为100%－15%－15%－15%－15%＝40%，则平衡时的压强＝＝1 000 kPa，则p(C3H8)＝1 000×40%＝400 kPa，p(C3H6)＝p(H2)＝15%×1 000＝150 kPa，Kp1＝＝56.25 kPa；②由①分析可知恒温恒容条件下，Kp1＝Kp2，恒容绝热容器中CH4(g)体积分数大于C3H6(g)，则可知Kp1′<Kp2′。(4)C3H8(g)在催化剂Cr2O3/Al2O3表面制C3H6(g)的部分反应机理如图所示，从元素电负性角度解释步骤1能发生反应的原因为：C的电负性大于H，O的电负性大于Cr，显负电的C与显正电的Cr成键，显正电的H与显负电的O成键。(5)随着的增大，C3H8的投料增大，CH3OH的投料减小，反应ⅰ和ⅱ正向移动，反应ⅲ逆向移动，CH4与CO物质的量分数减小，C2H4与C3H6物质的量分数增大，由于反应ⅲ逆向移动消耗CH4，使得反应ⅱ正向移动趋势更大，C2H4变化量更大，则代表C2H4(g)的变化曲线为c。(6)反应ⅱ为吸热反应，反应ⅲ为放热反应，升高温度反应ⅱ正向移动，反应ⅲ逆向移动，开始时反应ⅲ占主导，温度升高到一定程度后反应ⅱ占主导。 3.利用介孔限域催化温室气体CO2加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一，反应如下： ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.4 kJ·mol－1 ⅱ.CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 (1)稳定单质的焓(H)为0，有关物质的焓如表所示， 物质 CO2(g) CO(g) H2O(g) 焓/kJ·mol－1 －394 －111 －242 ΔH2＝ ________kJ·mol－1。 (2)在5.0 MPa下，将5 mol CO2和16 mol H2在Cu/ZrO2催化剂作用下进行反应ⅰ和ⅱ，平衡时CH3OH和CO选择性S[S(CH3OH或CO)＝×100%]及CO2的转化率α随温度的变化如图所示。 ①表示平衡时CO2的转化率的曲线是 ________(填“x”“y”或“z”)。 ②250 ℃时，平衡体系共有0.5 mol CH3OH，则CO2的平衡转化率＝ ________，反应ⅰ的Kx＝ ________________(Kx是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式)。 ③p、q两点反应ⅰ的正反应速率大小：v正(p) ________v正(q)(填“>”“＝”或“<”)。 (3)若只发生反应ⅱ，反应的速率方程为v＝k mol·L－1·h－1，其中x表示相应气体的物质的量分数，Kp为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k为反应的速率常数。已知平衡后x(CO2)＝x(H2)＝0.25，此时反应ⅱ的速率v＝ ________mol·L－1·h－1(用含k的代数式表示)。 (4)我国科学工作者又进一步研究了在ZnO—ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇的机理；其主反应历程如图所示(H2―→*H＋*H)。下列说法正确的是 ________(填字母)。 A．二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100% B．带*标记的物质是该反应历程中的中间产物 C．第④步的反应式为*H＋*HO―→H2O D．反应历程中只有σ键断裂，没有π键断裂 【答案】　(1)＋41 (2)①z　②20%　　③＜ (3)0.062 5k (4)BC 【解析】　(1)焓变为生成物与反应物焓值差，根据题干信息，稳定单质的焓(H)为0，结合各物质焓可知，ΔH2＝[(－111)＋(－242)]kJ·mol－1－(－394)kJ·mol－1＝＋41 kJ·mol－1。(2)①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，二氧化碳转化率受两个反应影响，温度高于250 ℃时，以反应ⅱ为主，随温度升高，平衡正向移动，温度低于250 ℃时，以反应ⅰ为主，随温度升高，平衡逆向移动，所以表示平衡时CO2的转化率的曲线是z；②250 ℃时，平衡体系共有0.5 mol CH3OH，结合图像可知，选择性S＝50%，说明此时Δn(CO2)＝1 mol，其平衡转化率：×100%＝20%： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 转化/mol 0.5 1.5 0.5 0.5 CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5 平衡时二氧化碳物质的量：4 mol，氢气物质的量：14 mol，水物质的量：1 mol，一氧化碳物质的量：0.5 mol，甲醇物质的量0.5 mol，总物质的量：20 mol，则Kx＝；③根据图像，p点位于曲线y之上，q点位于曲线y之下，则p、q两点反应ⅰ的正反应速率大小：v正(p)<v正(q)。(3)Kp＝＝，v＝k mol·L－1·h－1＝x(CO2)x(H2)k mol·L－1·h－1＝0.062 5k mol·L－1·h－1。(4)二氧化碳加氢制甲醇的反应：CO2＋H2―→CH3OH＋H2O，原子利用率小于100%，A错误；根据反应历程图可知，带*标记的物质在反应过程中最终被消耗，则表示中间产物，B正确；根据反应历程图可知，第④步的反应式为*H＋*HO―→H2O，C正确；根据反应①可知反应过程中碳氧双键中的π键断裂，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025高考化学二轮专题讲义 题型突破三　化学反应原理综合 构建知识 1.能力考查：考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判性思维能力；能识别、转化、提取图像中的各种信息，能够理清复杂动态变化体系中各种物质的关系；结合所学基本原理和基础知识进行分析与推测、归纳与论证、探究与创新，并进行有关计算等。 2.热点考查：热方程式的正误判断及盖斯定律的应用；对陌生的图像、图表的辨识、分析与应用；分析最佳反应条件并进行有关化学反应速率、化学平衡常数、反应物转化率或产物产率等方面的计算、比较、分析与解释，电化学中电极反应式的书写及相关计算与分析。 ●题型情境 多以化工生产中的实际工业反应为素材，以生产环境、学术探索情境，体现化学在生产生活中的应用。 ●题型结构 ●命题趋势 化学反应原理综合题主要考查学生利用原理解决实际问题的能力，考查点多面广，有高度有深度，综合性强度高。试题体现了专题和板块高度融合，尤其是与有机化学模块融合最大。 练高考 有机＋原理型 1. (2024·河北选考)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1,4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 (1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： SO2(g)＋Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)　ΔH＝－67.59 kJ·mol－1 ①若正反应的活化能为E正 kJ·mol－1，则逆反应的活化能E逆＝ ________________kJ·mol－1(用含E正的代数式表示)。 ②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp＝p0－p，p0为体系初始压强，p0＝240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为 ________________，判断依据为 __________________________________________________。M点Cl2的转化率为 ________，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp＝ ________kPa－1。 ③下图曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是 ________(填序号)。  (2)1,4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为 以上各反应的速率方程均可表示为v＝kc(A)c(B)，其中c(A)、c(B)分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(k1～k5分别对应反应①～⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。 已知该温度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5＝100∶21∶7∶4∶23。 ①30 min时，c(X)＝6.80 mol·L－1，且30～60 min内v(X)＝0.042 mol·L－1·min－1，反应进行到60 min时，c(X)＝ ________mol·L－1。 ②60 min时，c(D)＝0.099 mol·L－1若0～60 min产物T的含量可忽略不计，则此时c(G)＝ ________mol·L－1，60 min后，随T的含量增加， ________(填“增大”“减小”或“不变”)。 无机＋原理型 2. (2024·湖北选考)用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ：BaCO3(s)＋C(s)⇌BaO(s)＋2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)⇌BaC2(s)＋CO(g) 回答下列问题： (1)写出BaC2与水反应的化学方程式 ___________________________。 (2)已知Kp＝(pCO)n、K＝n(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)＋4C(s)⇌BaC2(s)＋3CO(g)在1 585 K的Kp＝ ________Pa3。 ②保持1 320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pCO＝ ________Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后pCO＝ ________Pa。 　　　　　 (3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar为载气。1 400 K和1 823 K下，BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 ①初始温度为900 K，缓慢加热至1 400 K时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含Ba物种为 ________。 ②1 823 K下，反应速率的变化特点为 __________________________，其原因是 _______________________________________________________________。 练模拟 1. (2024·河北唐山市二模)金属氧化物催化氧化制备苯甲醛是近年来的研究热点。以Fe3O4为催化剂，苯乙烯、H2O2为原料制备苯甲醛涉及的主要反应有： 反应ⅰ：(l)＋2H2O2(l)―→(l)＋HCHO(l)＋2H2O(l)　ΔH1＝－489.0 kJ·mol－1 反应ⅱ：(l)＋H2O2(l)―→(l)＋H2O(l)　ΔH2＝＋566.6 kJ·mol－1 反应ⅲ：(l)＋H2O2(l)―→(l)＋HCHO(l)＋H2O(l)　ΔH3 回答下列问题： (1)反应ⅲ的ΔH3＝ ________kJ·mol－1。 (2)根据阿伦尼乌斯方程ln k＝－＋ln A(A为指前因子，Ea为活化能)，ln k与呈线性关系。据图1可知反应ⅰ的活化能 ________反应ⅱ的活化能。(填“>”“＝”或“<”) (3)实验测得苯乙烯的转化率与温度的关系如图2所示。温度高于60 ℃，苯乙烯的转化率下降，可能的原因是 ________________________。 (4)Fe3O4的催化反应机理如下图所示： 以上转化过程中，属于氧化还原反应的是 ____________(填序号)。 (5)在V2O5－ZrO2催化下，甲苯可以实现气相氧化制备苯甲醛。 主反应：＋O2―→＋H2O 副反应：2＋O2―→2 T ℃时，向2 L密闭容器中充入1 mol甲苯蒸气和2 mol O2，起始压强为p0,2 h后反应达平衡时容器内气体总物质的量为2.9 mol，甲苯的转化率为80%。则甲苯的平均反应速率为 ________mol·L－1·h－1，主反应的Kp＝ ________(Kp为平衡分压代替平衡浓度的平衡常数，气体平衡分压＝总压×该气体物质的量分数，计算结果保留三位有效数字)。 2.(2024·江西南昌市二模)硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。 (1)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C—C C—H Si—Si Si—H 键能/(kJ·mol－1) 356 413 226 318 硅与碳同族，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 ___________ _____________________________________________________________。 (2)锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法。Zn还原SiCl4的反应如下： 反应1：400～756 ℃，SiCl4(g)＋2Zn(l)⇌Si(s)＋2ZnCl2(l)　ΔH1<0 反应2：756～907 ℃，SiCl4(g)＋2Zn(l)⇌Si(s)＋2ZnCl2(g)　ΔH2<0 反应3：907～1 410 ℃，SiCl4(g)＋2Zn(g)⇌Si(s)＋2ZnCl2(g)　ΔH3<0 ①对于上述三个反应，下列说法合理的是 ________。 a．升高温度会提高SiCl4的转化率 b．还原过程需在无氧的气氛中进行 c．ΔH1<ΔH2<ΔH3 d．Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4 ②实际制备过程选择“反应3”，选择的理由是_____________________ __________________________________________________________。 (3)工业上也可用SiHCl3制备高纯硅。25 ℃时，SiHCl3相关反应的热化学方程式和平衡常数如表： 热化学方程式 平衡常数 2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH1＝＋48 kJ·mol－1 K1 3SiH2Cl2(g)⇌SiH4(g)＋2SiHCl3(g)　ΔH2＝－30 kJ·mol－1 K2 4SiHCl3(g)⇌SiH4(g)＋3SiCl4(g)　ΔH3 K3 ①则该温度下，ΔH3＝ ________kJ·mol－1；K3＝ ________(用K1和K2表示)。 ②对于反应4SiHCl3(g)SiH4(g)＋3SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在T1和T2时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。则T1 ________T2(填“大于”“小于”或“等于”)，T1时平衡常数K＝ ________(保留2位小数)。 ③在T2下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是 _________________。 3. (2024·河北省重点高中三模)氙及其化合物在工业生产中有重要用途。 (1)1962年，化学家巴特利特合成了氙的第一个化合物XePtF6，其在熔化时电离出Xe＋和PtF。Xe和PtF6混合制得XePtF6的反应可以表示如下： 已知：①在标准状态下将1 mol离子型晶体(如NaCl)拆散为1 mol气态阳离子(Na＋)和1 mol气态阴离子(Cl－)所需要的能量叫做晶格能，XePtF6的晶格能为458.7 kJ·mol－1。 ②Xe的第一电离能为1 170.0 kJ·mol－1。 ③PtF6(g)===PtF(g)　ΔH＝－771.0 kJ·mol－1。 根据以上信息，计算反应Xe(g)＋PtF6(g)===XePtF6(s)　ΔH＝ ________kJ·mol－1。 (2)不久，在三个不同实验室里又分别合成了XeF2、XeF4、XeF6三种简单化合物。其中一种化合物的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，NA表示阿伏加德罗常数的值。则该化合物的化学式为 ________，中心原子的价层电子对数为 ________，晶体密度为 ________g·cm－3。 (3)一定条件下，向恒容密闭容器中充入Xe和F2混合气体，反应体系中存在的平衡及相应部分数据如下表所示。 已知：分压＝总压×该组分物质的量分数； 对于反应dD(g)＋eE(g)⇌gG(g)＋hH(g)　K＝ 其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压。 标准压强平衡常数K 反应平衡 K(523 K) K(673 K) 反应Ⅰ：Xe(g)＋F2(g)XeF2(g)　ΔH1 8.8×104 360 反应Ⅱ：Xe(g)＋2F2(g)XeF4(g)　ΔH2 反应Ⅲ：Xe(g)＋3F2(g)XeF6(g)　ΔH3 K(Ⅲ) ①ΔH1 ________0(填“>”或“<”)。为提高平衡混合物中XeF2(g)的含量，应 ________投料比x(填“增大”或“减小”)。 ②673 K时充入23.77 mol Xe和45.28 mol F2，达平衡时容器内总压强p＝2.477×103 kPa，各产物的物质的量如下表所示： 化学式 XeF2 XeF4 XeF6 物质的量/mol 3.60 19.80 0.36 则F2平衡转化率α平(F2)＝ ________(保留三位有效数字)，K(Ⅲ) ________。 练预测 1.2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。 Ⅰ.将工业废气中的CO2加氢制甲醇是“碳中和”的一个重要研究方向。在催化剂作用下主要发生以下反应： ①CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.4 kJ/mol ②CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ/mol ③CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH3 已知：甲醇的选择性＝ (1)反应③自发进行的条件是 ________。 (2)恒温恒容条件下，原料气CO2(g)、H2(g)以物质的量浓度之比为1∶3投料时，控制合适条件(不考虑反应③)，甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4 MPa，c(CO2)＝1.0 mol·L－1，CO2平衡转化率为50%，则该条件下反应②的Kp＝ ________(保留三位小数)。 Ⅱ.恒压时，将3 mol H2和1 mol CO2充入密闭容器中进行上述反应。 (3)平衡时，CO2转化率α(CO2)、CH3OH选择性SM、CO选择性SCO随温度T变化如图甲所示： 图中表示SM的是曲线 ________，曲线c随温度升高而升高的原因是 ___________________________________________________________________。 (4)为探究原料气中混入CO气体对反应的影响，测得平衡时α(CO2)、平衡时CH3OH物质的量与初始CO2物质的量之比γ随原料气中的变化如图乙所示。图中随着增大，α(CO2)降低而γ升高的原因是 ____________________ ____________________________________________________；当＝0.4时，若平衡时α(CO2)＝0.1，n(CO)＝0.15 mol，则γ＝ ________。 Ⅲ.新能源的利用对实现“碳中和”也有重要意义。搭载钠离子电池的新能源汽车，动力充足、冬天也无需频繁充电。第二代钠离子电池是以硬碳(Cy)为基底材料的嵌钠硬碳(NaxCy)和锰基高锰普鲁士白Na2Mn[Mn(CN)6]为电极的一种新型二次电池，在充放电过程中，Na＋在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。其工作原理如图所示。 (5)若用该钠离子电池给铅酸蓄电池充电，普鲁士白电极连接 ________(填“Pb”或“PbO2”)极，钠离子电池负极的电极反应式为 ________。 2.短链烃是重要的化工原料，也是衡量国家化工水平的重要指标之一。 Ⅰ.丙烷制烯烃的反应有 ⅰ.C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1 ⅱ.C3H8(g)===C2H4(g)＋CH4(g)　ΔH2＝＋82 kJ·mol－1 已知：共价键的键能如表所示： 共价键 C—H C—C C===C H—H 键能/kJ·mol－1 413 347 613 436 回答下列问题： (1)ΔH1＝ ________kJ·mol－1。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入C3H8(g)发生反应ⅰ和ⅱ，下列事实能说明该反应达到平衡状态的是 ________(填字母)。 A．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.的值保持不变 C．v正(C3H8)＝v逆(C3H6) D．C2H4(g)和CH4(g)的物质的量之比保持不变 (3)在温度为600 ℃、起始压强为700 kPa的恒温恒容密闭容器中充入C3H8(g)发生反应ⅰ和ⅱ，达到平衡后CH4(g)、C3H6(g)的体积分数均为15%； ①反应ⅰ的分压平衡常数为Kp1＝ ________kPa。 ②若其他条件不变，该反应在恒容绝热容器中进行，测得平衡时CH4(g)的体积分数大于C3H6(g)，则此时反应ⅰ和ⅱ的分压平衡常数：Kp1′ ________Kp2′(填“>”“<”或“＝”)。 (4)C3H8(g)在催化剂Cr2O3/Al2O3表面制C3H6(g)的部分反应机理如图所示．从元素电负性角度解释步骤1能发生反应的原因为 _______________________ _________________________________________________。 Ⅱ.丙烷、甲醇共进料时，除发生反应ⅰ和ⅱ外，还发生反应： ⅲ.C3H8(g)＋CH3OH(g)===CO(g)＋3CH4(g)　ΔH＝－29 kJ·mol－1 (5)平衡体系中C3H6(g)、C2H4(g)、CH4(g)和CO(g)在含碳微粒中的物质的量分数随不同投料比L＝的变化关系如图所示，其中代表C2H4(g)的变化曲线为 ________(填字母)。 (6)在恒容密闭容器中充入C3H8(g)和CH3OH(g)发生反应，平衡体系中c(CH4)随温度的升高先减小后增大，解释其原因为 ________________________________ ____________________________________。 3.利用介孔限域催化温室气体CO2加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一，反应如下： ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.4 kJ·mol－1 ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 (1)稳定单质的焓(H)为0，有关物质的焓如表所示， 物质 CO2(g) CO(g) H2O(g) 焓/kJ·mol－1 －394 －111 －242 ΔH2＝ ________kJ·mol－1。 (2)在5.0 MPa下，将5 mol CO2和16 mol H2在Cu/ZrO2催化剂作用下进行反应ⅰ和ⅱ，平衡时CH3OH和CO选择性S[S(CH3OH或CO)＝×100%]及CO2的转化率α随温度的变化如图所示。 ①表示平衡时CO2的转化率的曲线是 ________(填“x”“y”或“z”)。 ②250 ℃时，平衡体系共有0.5 mol CH3OH，则CO2的平衡转化率＝ ________，反应ⅰ的Kx＝ ________________(Kx是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式)。 ③p、q两点反应ⅰ的正反应速率大小：v正(p) ________v正(q)(填“>”“＝”或“<”)。 (3)若只发生反应ⅱ，反应的速率方程为v＝k mol·L－1·h－1，其中x表示相应气体的物质的量分数，Kp为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k为反应的速率常数。已知平衡后x(CO2)＝x(H2)＝0.25，此时反应ⅱ的速率v＝ ________mol·L－1·h－1(用含k的代数式表示)。 (4)我国科学工作者又进一步研究了在ZnO—ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇的机理；其主反应历程如图所示(H2―→*H＋*H)。下列说法正确的是 ________(填字母)。 A．二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100% B．带*标记的物质是该反应历程中的中间产物 C．第④步的反应式为*H＋*HO―→H2O D．反应历程中只有σ键断裂，没有π键断裂 学科网（北京）股份有限公司 $$