2025届高考化学一轮复习专项突破 化学反应的方向、限度与速率

化学反应的方向、限度与速率 一．选择题（共15小题） 1．（2024•黄岛区一模）下列措施能降低化学反应速率的是（　　） A．石墨合成金刚石时增大压强 B．CaC2和水制备乙炔时使用饱和食盐水 C．H2O2溶液制备氧气时加入少量MnO2固体 D．Zn与稀硫酸制备氢气时加入少量CuSO4固体 2．（2024•山东一模）下列有关化学反应速率与平衡的说法错误的是（　　） A．仅改变温度一定能改变化学反应速率，同时也一定能破坏化学平衡 B．向平衡体系FeCl3（aq）+3KSCN（aq）⇌Fe（SCN）3（aq）+3KCl（aq）中加入KCl固体，平衡逆向移动 C．对有气体参加的可逆反应，通过压缩容器增大压强，反应速率增大，平衡不一定移动 D．对于吸热反应，增大平衡常数K的措施只有升高温度 3．（2024•莱州市一模）向恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量H2O（g），发生反应：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）。CH4的平衡转化率按不同投料比x[]随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A．x1＞x2 B．点a、c对应的H2O的转化率：a＞c C．点a、b对应的平均相对分子质量：a＞b D．点a、b、c对应的平衡常数：Ka＞Kb＞Kc 4．（2024•夏津县一模）已知反应2NO+2H2═N2 +2H2O的速率方程为υ＝kc2（NO）•c（H2）（k为速率常数），其反应历程如下： ①2NO+H2 →N2+H2O2 慢 ②H2O2 +H2→2H2O快 下列说法不正确的是（　　） A．增大c （NO） 或c（H2），均可提高总反应的反应速率 B．c （NO）、c（H2）增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C．该反应的快慢主要取决于反应① D．升高温度，可提高反应①、②的速率 5．（2024•潍坊模拟）CO2﹣CH4催化重整可获得合成气（CO、H2）。重整过程中主要反应的热化学方程式为 反应①CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+247kJ•mol﹣1 反应②CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41kJ•mol﹣1 反应③CH4（g）＝C（s）+2H2（g）ΔH＝+75kJ•mol﹣1 反应④2CO（g）＝CO2（g）+C（s）ΔH＝﹣172kJ•mol﹣1 研究发现在密闭容器中p＝101kPa下，n始（CO2）＝n始（CH4）＝0.5mol，平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中a表示CH4 B．C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）的ΔH＝﹣131kJ⋅mol﹣1 C．其他条件不变，在500∼1000℃范围，随着温度的升高，平衡时n（H2O）不断增大 D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，能减少平衡时积碳量 6．（2024•枣庄一模）我国科研团队研究发现使用GaZrOx双金属氧化物可形成氧空位，具有催化氧化性能，实现CO2加氢制甲醇。其反应机理如图所示，用“*”表示吸附在催化剂表面的物质。下列说法错误的是（　　） A．增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量 B．氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O C．增大催化剂的比表面积有利下提高平衡转化率 D．催化剂表面甲醇及时脱附有利下二氧化碳的吸附 7．（2024•潍坊三模）研究发现300℃时，In2O3表面易脱除O原子形成In2O3﹣x（氧空穴），氧空穴越多，催化效果越好，In2O3催化CO2和H2合成甲醇的机理如图。下列说法错误的是（　　） A．温度较低时，催化剂的活性降低 B．增加In2O3的用量，CO2的平衡转化率不变 C．增大气体流速带走多余的H2O（g），可提高催化效率 D．若CO2和H2的混合气中混有O3，In2O3的催化效果增强 8．（2024•即墨区期末）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）。下列说法正确的是（　　） A．恒温恒容下，恒定水碳比[n（H2O）/n（CO）]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 B．恒温恒容下，平衡后再通入H2O（g）可使平衡正向移动，增大CO平衡转化率 C．恒温恒容下，平衡后再通入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 D．恒温恒容下，平衡后再通入CO（g），可使正反应速率增大，逆反应速率减小 9．（2024•诸城市一模）N2O4常用作火箭推进器的燃料。已知反应2NO2（g）⇌N2O4（g）ΔH＜0，不同条件下，N2O4的含量随时间（t）的变化如图，则反应历程从Ⅰ改变为Ⅱ所采取的措施可能是（　　） A．增大NO2的浓度 B．升高温度 C．增大压强 D．加入催化剂 10．（2024•山东一模）一定条件下，将NO（g）和O2（g）按物质的量之比2：1充入反应容器，发生反应：2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强 （p1、p2）下随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A．p1＜p2 B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大 C．400℃、p1条件下，O2的平衡转化率为20% D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为 11．（2024•菏泽一模）合成尿素[CO（NH2）2]是利用CO2的途径之一。将NH3和CO2按照2：1的比例通入到恒容反应容器中，通过下列反应合成尿素。 反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（l） ΔH＝﹣159.5kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：NH2COONH4（l）⇌CO（NH2）2（l）+H2O（l） ΔH＝72.5kJ•mol﹣1 下列说法正确的是（　　） A．高温有利于反应Ⅰ自发进行 B．NH3的体积分数不再改变，不能说明反应Ⅰ达到了平衡状态 C．将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，再次达到平衡时，c（NH3）增大 D．增大压强，对于尿素的合成没有影响 12．（2024•市中区期末）下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是（　　） A．有气体参加的化学反应，若增大压强（即缩小反应容器的体积），可增加单位体积内活化分子百分数，从而使反应速率增大 B．已知反应：CaCO3⇌CaO（s）+CO2（g），在密闭的反应炉内达到平衡后，若其他条件均不改变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时CO2（g）的浓度将升高 C．在一定温度下，容积一定的密闭容器中的反应A（s）+2B（g）⇌C（g）+D（g），当混合气体的压强不变时，则表明该反应已达平衡 D．在一定条件下，可逆反应2NO2（g）⇌N2O4（g）△H＜0达到平衡后，保持容器温度和容积不变，再通入一定量NO2，则再次达到平衡时NO2的百分含量减小 13．（2024•莱州市一模）中国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性进展，该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH。已知CO2催化加氢的主要反应有： ①CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣49.4kJ/mol ②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2＝+41.2kJ/mol 其他条件不变时，在相同时间内温度对CO2催化加氢的影响如图。下列说法不正确的是（　　） A．CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝﹣90.6kJ/mol B．使用催化剂，能降低反应的活化能，增大活化分子百分数 C．其他条件不变，增大压强，有利于反应向生成CH3OH的方向进行 D．220～240℃，升高温度，对反应②速率的影响比对反应①的小 14．（2024•市中区一模）冠醚能与碱金属离子结合（如图所示），是有机反应很好的催化剂，如能加快KMnO4与环己烯的反应速率。 用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大，两者结合能力越强。 结合常数 碱金属离子 冠醚 Na+（直径：204pm） K+（直径：276pm） 冠醚A（空腔直径：260～320pm） 199 1183 冠醚B（空腔直径：170～220pm） 371 312 下列说法不正确的是（　　） A．推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关 B．实验中c（Na+）：①＞②＞③ C．冠醚通过与K+结合将携带进入有机相，从而加快反应速率 D．为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适 15．（2024•市南区一模）某兴趣小组以重铬酸钾（K2Cr2O7）溶液为研究对象，结合所学反应原理的知识改变条件使其发生“色彩变幻”。下列关于该实验的说法错误的是（　　） 已知：①K2Cr2O7溶液存在平衡：Cr2+H2O⇌2+2H+。 ②含铬元素的离子在溶液中的颜色：Cr2（橙色）；（黄色）；Cr3+（绿色）。 A．ⅰ可证明反应Cr2+H2O⇌2+2H+的正反应放热 B．ⅱ是验证“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，试剂a可以是NaOH C．ⅲ平衡逆向移动仅仅是因为增大了生成物的浓度 D．向ⅲ所得橙色溶液中加入乙醇，溶液将由橙色变为绿色 二．解答题（共5小题） 16．（2024•萍乡一模）等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间（t）内产生气体体积（V）的数据如图所示，回答下列问题： 组别 对应曲线 c（HCl）/（mol•L﹣1） 反应温度/℃ 铁的状态 1 a c1 35 粉末状 2 b 3.2 35 粉末状 3 c 3.2 35 块状 4 d c2 35 块状 （1）盐酸 　 　（填“是电解质”“是非电解质”或“既不是电解质也不是非电解质”），原因为 　 　。 （2）该反应的化学方程式为 　 　。 （3）结合图像，由第1组和第2组实验数据可知，第1组实验中c1　 　（填“＞”“＜”或“＝”）3.2，判断的理由为 　 　。 （4）在上述四组实验中（等质量的铁粉，不考虑盐酸的挥发）： ①消耗盐酸体积最多的是第 　 　（填“1”“2”“3”或“4”）组，原因为 　 　。 ②四组实验中，主要讨论 　 　和 　 　对反应速率的影响。 17．（2024•城中区一模）聚丙烯腈纤维俗名人造羊毛，由丙烯腈聚合而得。用丙烯合成丙烯腈的反应如下：2C3H6（g）+2NH3（g）+3O2（g）⇌2C3H3N（g）+6H2O（g）ΔH＝+1030kJ•mol﹣1。 （1）C、N、O三种元素的原子半径由小到大的顺序为 　 　； （2）某密闭容器中发生上述反应，生成丙烯腈的反应速率与反应时间的关系如图所示。 t1时刻表示体系改变的反应条件为 　 　；t2时刻表示体系改变了另一反应条件，此时平衡 　 　移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。 丙烯的转化率与反应温度的关系如图示： （3）有利于提高丙烯平衡转化率的反应条件有 　 　； （4）最大转化率所对应的温度为460℃。当温度低于460℃时，丙烯的转化率 　 　（填“是”或“不是”）所对应温度下的平衡转化率，理由是 　 　。 （5）一定条件下，在2L恒容密闭容器中，通入84gC3H6、34gNH3、96gO2，若该反应5 min到达a点，则0～5min内丙烯的平均反应速率为 　 　mol•L﹣1•min﹣1。 18．（2024•盐城一模）为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。 Ⅰ．CO2的捕集 （1）吸收剂X（乙醇胺，HOCH2CH2NH2）可完成对空气中CO2的捕集。 乙醇胺溶液能够吸收和解吸CO2的原因是 　 　。 Ⅱ．CO2的资源化 （2）二氧化碳甲烷化，其主要反应为： 反应Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） ΔH＝41.2kJ•mol﹣1 在密闭容器中，1.01×105Pa，n起始（CO2）﹕n起始（H2）＝1﹕4时，CO2平衡转化率在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图1所示。 ①反应2CO（g）+2H2（g）SCO2（g）+CH4（g） ΔH＝　 　kJ•mol﹣1； ②580℃以后CO2平衡转化率升高的主要原因是 　 　。 （3）为了进一步研究CO2的甲烷化反应，科学家研究催化剂M/TiO2（M表示Ni或Ru）在300℃光照的条件下进行反应，催化反应的核心过程如图2所示： ①步骤Ⅲ发生的反应为 　 　（*X代表吸附态中间体） ②研究发现，光诱导电子从TiO2转移到M，富电子的M表面可以促进H2的解离和CO2的活化，从而提高反应效率。已知Ni和Ru的电负性分别为1.91和2.20，使用Ru/TiO2催化剂的反应效率 　 　（填“高于”或“低于”）使用Ni/TiO2作催化剂的反应效率。 （4）利用高炉炼铁尾气中的CO2制取有机物的过程如图3。 相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率（FE%）随电解电压的变化图4所示： FE%＝×100%，选择性S（X）＝×100%。 ①“电解”在质子交换膜电解池中进行，当电解电压为0.7V，阴极发生的电极反应式为：　 　。 ②当电解电压为0.95V时，生成HCHO和HCOOH的选择性之比为 　 　。 19．（2024•鼓楼区一模）研究工业尾气处理是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。 （1）脱除NO。已知： ①脱硝反应CH4（g）+2NO（g）+O2（g）⇌CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）的ΔH＝ 　 　kJ•mol﹣1 ②一定条件下，n（CH4）：n（NO）：n（O2）＝1：1：50的气体与Ar混合，匀速通过催化脱硝反应器，测得NO去除率和CH4转化率随反应温度的变化如图1。 分析NO的去除率随温度变化的原因 　 　。 （2）脱除SO2。工业上用纳米MgO分散到一定浓度的MgSO4溶液中，配制成SO2烟气脱硫试剂。将含有SO2的烟气以一定流速持续通入到该脱硫试剂中，实时监测出口处气体中SO2脱除效率及脱硫试剂溶液的pH值，如图2所示。 已知：ⅰ.纳米MgO活性较高，常温可与水反应：ⅱ.MgSO3难溶于水，Mg（HSO3）2可溶。 ①为提高烟气的脱硫效率，在不增加化学试剂情况下，可采取措施有：提高分散系中MgO与MgSO4的浓度、　 　（写出两点）。 ②烟气脱硫开始阶段溶液呈碱性，很快pH值降到4左右。请分析原因 　 　。 ③实验发现：随着SO2的脱除，600s以后溶液pH值几乎不变，但MgSO4浓度逐渐升高。结合图2和图3分析，可能是因为溶液中的Mg（OH）2转化为MgSO4。写出该反应的离子方程式 　 　。 （3）脱除H2S。催化剂CeO2﹣MgO对反应有高选择性，理论计算得到反应主要路径如图4所示，表示状态2的为 　 　（填选项）。 20．（2024•重庆一模）在催化剂作用下可将温室气体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。 Ⅰ．通过以下反应可获得新型能源二甲醚。 ①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ•mol﹣1 ②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣49kJ•mol﹣1 ③2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣37kJ•mol﹣1 （1）反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的ΔH＝ 　 　kJ•mol﹣1。 （2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 　 　。 A．增大CO2浓度，反应①、②的正反应速率都增加 B．移去部分CH3OH（g），反应②、③的平衡均向右移动 C．加入反应①的催化剂，可提高CO2的平衡转化率 D．降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．（2024•黄岛区一模）下列措施能降低化学反应速率的是（　　） A．石墨合成金刚石时增大压强 B．CaC2和水制备乙炔时使用饱和食盐水 C．H2O2溶液制备氧气时加入少量MnO2固体 D．Zn与稀硫酸制备氢气时加入少量CuSO4固体 【答案】B 【分析】依据外界条件改变对化学反应速率的影响分析。 【解答】解：A．石墨合成金刚石，石墨和金刚石均为固体，改变压强，化学反应速率不变，故A错误； B．CaC2和水制备乙炔时使用饱和食盐水，随反应进行，NaCl析出覆盖在碳化钙表面，可减缓反应速率，故B正确； C．MnO2固体作催化剂，能加快反应速率，故C错误； D．Zn能置换出Cu，形成原电池，反应速率加快，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学反应速率，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学反应速率的影响是解题的关键。 2．（2024•山东一模）下列有关化学反应速率与平衡的说法错误的是（　　） A．仅改变温度一定能改变化学反应速率，同时也一定能破坏化学平衡 B．向平衡体系FeCl3（aq）+3KSCN（aq）⇌Fe（SCN）3（aq）+3KCl（aq）中加入KCl固体，平衡逆向移动 C．对有气体参加的可逆反应，通过压缩容器增大压强，反应速率增大，平衡不一定移动 D．对于吸热反应，增大平衡常数K的措施只有升高温度 【答案】B 【分析】A．温度变化，速率改变，平衡移动； B．依据实际参加反应的离子判断加入物质对平衡的影响； C．依据压强变化对平衡的影响分析； D．依据温度变化对平衡的影响判断K值变化。 【解答】解：A．当其它条件不变，温度改变时，化学反应速率一定改变，平衡一定发生移动，故A正确； B．对于平衡体系FeCl3（aq）+3KSCN（aq）⇌Fe（SCN）3（aq）+3KCl（aq），该反应的本质为Fe3+（aq）+3SCN﹣（aq）⇌Fe（SCN）3（aq），加入KCl固体，平衡不移动，故B错误； C．对有气体参加的可逆反应，当压缩容器增大压强时，气体浓度增大，反应速率增大，若反应前后气体的分子数相等，平衡不移动，若反应前后气体的分子数不相等，则平衡发生移动，故C正确； D．由于K只与温度有关，所以对吸热反应来说，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，故D正确； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。 3．（2024•莱州市一模）向恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量H2O（g），发生反应：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）。CH4的平衡转化率按不同投料比x[]随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A．x1＞x2 B．点a、c对应的H2O的转化率：a＞c C．点a、b对应的平均相对分子质量：a＞b D．点a、b、c对应的平衡常数：Ka＞Kb＞Kc 【答案】C 【分析】A．根据加入的水蒸气的量越大，投料比x越小，CH4平衡转化率就越大进行分析； B．根据加入的水蒸气的量越大，水蒸气的平衡转化率就越小，进行分析； C．根据b点甲烷的转化率大，则b点反应向右进行的程度更大，气体混合物的总物质的量大，进行分析； D．根据b点和c点温度相同，则平衡常数相同，温度升高，甲烷的平衡转化率增大，平衡正向移动，化学平衡常数增大，进行分析。 【解答】解：A．加入的H2O（g）的量越大，投料比x越小，CH4平衡转化率就越大，所以x1＜x2，故A错误； B．a、c点投入的CH4的量相同，由于x1＜x2，则a点的H2O（g）多，加入的H2O（g）的量越大，H2O（g）的平衡转化率就越小，所以点a、c对应的H2O的转化率：a＜c，故B错误； C．a、b两点投料比相同，b点甲烷的转化率大，则b点反应向右进行的程度更大，气体混合物的总物质的量大，则平均相对分子质量小，所以点a、b对应的平均相对分子质量：a＞b，故C正确； D．b点和c点温度相同，则平衡常数相同。从图中可以看出，温度升高，甲烷的平衡转化率增大，平衡正向移动，化学平衡常数增大，因此b点平衡常数比a点大，所以点a、b、c对应的平衡常数：Ka＜Kb＝Kc，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查转化率随温度、压强的变化曲线等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 4．（2024•夏津县一模）已知反应2NO+2H2═N2 +2H2O的速率方程为υ＝kc2（NO）•c（H2）（k为速率常数），其反应历程如下： ①2NO+H2 →N2+H2O2 慢 ②H2O2 +H2→2H2O快 下列说法不正确的是（　　） A．增大c （NO） 或c（H2），均可提高总反应的反应速率 B．c （NO）、c（H2）增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C．该反应的快慢主要取决于反应① D．升高温度，可提高反应①、②的速率 【答案】B 【分析】A．增大反应物的浓度，可加快反应速率； B．反应历程第一步慢速达到平衡状态，v（第一步的正反应）＜v（第二步的反应）； C．活化能越高反应越难进行，反应的快慢主要取决于反应活化能高的； D．升高温度可以提高反应体系内活化分子百分数，可加快反应速率。 【解答】解：A．增大反应物浓度，增大了单位体积的活化分子数，加快反应速率，因此增大c （NO） 或c（H2），可提高总反应的反应速率，故A正确； B．反应历程第一步反应缓慢说明，第一步的活化能比第二步的活化能高，c （NO）、c（H2）增大相同的倍数，因v（第一步的正反应）＜v（第二步的反应），对总反应的反应速率的影响程度不同，故B错误； C．反应历程第一步反应缓慢，第一步的活化能高，该反应的快慢主要取决于反应①，故C正确； D．升高温度，给分子提供能量，活化分子百分数增大，则反应速率加快，故D正确； 故选：B。 【点评】本题综合考查化学反应速率的影响因素，把握浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响即可解答，侧重活化理论的理解及分析的考查，注意把握反应的原理以及题给信息，题目难度中等。 5．（2024•潍坊模拟）CO2﹣CH4催化重整可获得合成气（CO、H2）。重整过程中主要反应的热化学方程式为 反应①CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+247kJ•mol﹣1 反应②CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41kJ•mol﹣1 反应③CH4（g）＝C（s）+2H2（g）ΔH＝+75kJ•mol﹣1 反应④2CO（g）＝CO2（g）+C（s）ΔH＝﹣172kJ•mol﹣1 研究发现在密闭容器中p＝101kPa下，n始（CO2）＝n始（CH4）＝0.5mol，平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中a表示CH4 B．C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）的ΔH＝﹣131kJ⋅mol﹣1 C．其他条件不变，在500∼1000℃范围，随着温度的升高，平衡时n（H2O）不断增大 D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，能减少平衡时积碳量 【答案】D 【分析】A．根据图可知，温度升高，a的物质的量增大，根据反应①和③可知，温度升高，平衡正向移动，CH4减小； B．根据盖斯定律进行计算； C．根据C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）反应为吸热反应，随着温度的升高，平衡正向移动； D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，二氧化碳物质的量增大，甲烷物质的量减小，平衡③④逆向移动； 【解答】解：A．由图知，温度升高，a的物质的量增大，由反应①和③知，温度升高，平衡正向移动，CH4减小，所以a一定不是CH4，故A错误； B．根据盖斯定律，反应﹣②﹣④可得：C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）的ΔH＝+131kJ⋅mol−1，故B错误； C．根据C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）反应为吸热反应，其他条件不变，在500∼1000℃范围，随着温度的升高，平衡正向移动，n（H2O）不断减小，故C错误； D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，二氧化碳物质的量增大，甲烷物质的量减小，平衡③④逆向移动，消耗C，能减少平衡时积碳量，故D正确； 故选D。 【点评】本题考查盖斯定律及化学平衡的影响因素，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，题目难度不大。 6．（2024•枣庄一模）我国科研团队研究发现使用GaZrOx双金属氧化物可形成氧空位，具有催化氧化性能，实现CO2加氢制甲醇。其反应机理如图所示，用“*”表示吸附在催化剂表面的物质。下列说法错误的是（　　） A．增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量 B．氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O C．增大催化剂的比表面积有利下提高平衡转化率 D．催化剂表面甲醇及时脱附有利下二氧化碳的吸附 【答案】C 【分析】A．由反应机理图可知总反应为CO2+3H2＝CH3OH+H2O，增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量； B．根据反应机理图可知氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O； C．增大催化剂的比表面积有利于提高反应速率，平衡不移动； D．催化剂表面甲醇及时脱附后有空位，有利于二氧化碳的吸附。 【解答】解：A．由反应机理图可知总反应为CO2+3H2＝CH3OH+H2O，增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量，故A正确； B．根据反应机理图可知氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O，故B正确； C．增大催化剂的比表面积有利于提高反应速率，不能提高平衡转化率，故C错误； D．催化剂表面甲醇及时脱附后有空位，有利于二氧化碳的吸附，故D正确； 故选：C。 【点评】本题主要考查学生的看图理解能力、分析能力，同时考查化学键的断裂和形成，成键数目等，属于基本知识的考查，难度不大。 7．（2024•潍坊三模）研究发现300℃时，In2O3表面易脱除O原子形成In2O3﹣x（氧空穴），氧空穴越多，催化效果越好，In2O3催化CO2和H2合成甲醇的机理如图。下列说法错误的是（　　） A．温度较低时，催化剂的活性降低 B．增加In2O3的用量，CO2的平衡转化率不变 C．增大气体流速带走多余的H2O（g），可提高催化效率 D．若CO2和H2的混合气中混有O3，In2O3的催化效果增强 【答案】D 【分析】A．催化剂的活性与温度有关； B．催化剂不改变CO2的平衡转化率； C．增大气体流速可带走多余的H2O（g），可以促进反应In2O3+xH2⇌In2O3﹣x+xH2O正向进行； D．从催化机理图中能看出H2与In2O3中的O结合生成H2O，而使催化剂出现氧空穴，由题意可知，氧空穴越多，催化效果越好，而O3具有强氧化性。 【解答】解：A．催化剂的活性与温度有关，温度较低时．催化剂的活性降低，故A正确； B．催化剂不改变CO2的平衡转化率，故B正确； C．增大气体流速可带走多余的H2O（g），可以促进反应In2O3+xH2⇌In2O3﹣x+xH2O正向进行，提高催化效率，故C正确； D．从催化机理图中能看出H2与In2O3中的O结合生成H2O，而使催化剂出现氧空穴，由题意可知，氧空穴越多，催化效果越好，而O3具有强氧化性，会阻碍H2与In2O3反应，而降低In2O3的催化效果，故D错误； 故选：D。 【点评】本题考查In系催化合成气制甲醇的反应机理分析，涉及催化剂等，理解每一步发生的变化，题目侧重考查学生信息获取能力、运用知识解决问题的能力。 8．（2024•即墨区期末）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）。下列说法正确的是（　　） A．恒温恒容下，恒定水碳比[n（H2O）/n（CO）]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 B．恒温恒容下，平衡后再通入H2O（g）可使平衡正向移动，增大CO平衡转化率 C．恒温恒容下，平衡后再通入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 D．恒温恒容下，平衡后再通入CO（g），可使正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】B 【分析】A．恒定水碳比[]，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动； B．恒温恒容条件下充入H2O（g），会使平衡正向移动； C．通过充入惰性气体增加体系总压，但反应物和生成物的分压不变； D．恒温恒压条件下通入CO（g），容器体积增大，气体反应物和生成物浓度减小，反应体系分压减小。 【解答】解：A．恒定水碳比[]，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动，所以不能提高平衡产率，故A错误； B．恒温恒容条件下通入H2O（g），会使平衡正向移动，增大CO的转化率，故B正确； C．通过充入惰性气体增加体系总压，但反应物和生成物的分压不变，反应速率不变，故C错误； D．恒温恒压条件下通入CO（g），容器体积增大，气体反应物和生成物浓度减小，正、逆反应速率都减小，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡影响因素、化学反应速率影响因素，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确催化剂和浓度对化学反应速率影响原理、化学平衡状态判断方法、外界条件对平衡影响原理是解本题关键。 9．（2024•诸城市一模）N2O4常用作火箭推进器的燃料。已知反应2NO2（g）⇌N2O4（g）ΔH＜0，不同条件下，N2O4的含量随时间（t）的变化如图，则反应历程从Ⅰ改变为Ⅱ所采取的措施可能是（　　） A．增大NO2的浓度 B．升高温度 C．增大压强 D．加入催化剂 【答案】D 【分析】由图可知，使反应历程从I改变为II，反应达到平衡的时间缩短，但各物质的含量不变，即反应速率加快，但平衡不移动，N2O4的含量不变，以此解答该题。 【解答】解：A.增大NO2的浓度，反应速率会加快，但平衡向正向移动，再次达到平衡时N2O4的含量会增大，与图象不符，故A错误； B.该反应放热，升高温度，反应速率加快，但平衡逆向移动，再次达到平衡时N2O4的含量会减小，与图象不符，故B错误； C.该反应正向为气体分子数减小的平衡体系，增大压强，反应速率加快，但平衡向正向移动，再次达到平衡时N2O4的含量会增大，与图象不符，故C错误； D.加入催化剂，平衡体系反应速率加快，平衡不移动，再次达到平衡时N2O4的含量会增大，N2O4的含量不变，与图象相符，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡，为高频考点，把握温度、浓度、压强对平衡的影响为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，注意平衡移动原理的应用，题目难度不大。 10．（2024•山东一模）一定条件下，将NO（g）和O2（g）按物质的量之比2：1充入反应容器，发生反应：2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强 （p1、p2）下随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A．p1＜p2 B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大 C．400℃、p1条件下，O2的平衡转化率为20% D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为 【答案】A 【分析】A．正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大； B．由图可知，压强一定时，随温度升高，NO的转化率降低，平衡逆向移动； C.400℃、p1条件下，平衡时NO的转化率为40%，NO（g）和O2（g）按物质的量之比2：1投入且按2：1反应，二者转化率相等； D．反应前后气体的化学计量数不相等，平衡常数与体积有关。 【解答】解：A．正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，故p1＜p2，故A正确； B．由图可知，压强一定时，随温度升高，NO的转化率降低，平衡逆向移动，NO的转化率减小，该反应的反应限度减小了，故B错误； C.400℃、p1条件下，平衡时NO的转化率为40%，NO（g）和O2（g）按物质的量之比2：1投入且按2：1反应，二者转化率相等，即O2的平衡转化率为40%，故C错误； D．反应前后气体的化学计量数不相等，平衡常数与体积有关，由于体积未知、物质的浓度未知，不能计算平衡常数，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查化学平衡图象、化学平衡计算，注意利用定一议二法分析，掌握影响化学平衡的元素，题目侧重考查学生分析推理能力，D选项为易错点，容易忽略体积问题。 11．（2024•菏泽一模）合成尿素[CO（NH2）2]是利用CO2的途径之一。将NH3和CO2按照2：1的比例通入到恒容反应容器中，通过下列反应合成尿素。 反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（l） ΔH＝﹣159.5kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：NH2COONH4（l）⇌CO（NH2）2（l）+H2O（l） ΔH＝72.5kJ•mol﹣1 下列说法正确的是（　　） A．高温有利于反应Ⅰ自发进行 B．NH3的体积分数不再改变，不能说明反应Ⅰ达到了平衡状态 C．将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，再次达到平衡时，c（NH3）增大 D．增大压强，对于尿素的合成没有影响 【答案】B 【分析】A．根据ΔH﹣TΔS＜0，反应才能自发进行； B．反应Ⅰ只有氨气和二氧化碳为气体，且两者投料之比为2：1，NH3的体积分数始终不变； C．K（Ⅰ）＝，将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，两者投料之比为2：1，则平衡时c（NH3）＝2c（CO2）； D．增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，则NH2COONH4（l）量增大； 【解答】解：A．反应ⅠΔS＜0，ΔH＜0，根据ΔH﹣TΔS＜0，反应才能自发进行，则低温有利于反应Ⅰ自发进行，故A错误； B．反应Ⅰ只有氨气和二氧化碳为气体，且两者投料之比为2：1，NH3的体积分数始终不变，则NH3的体积分数不再改变，不能说明反应Ⅰ达到了平衡状态，故B正确； C．K（Ⅰ）＝，将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，两者投料之比为2：1，则平衡时c（NH3）＝2c（CO2），化学平衡常数不变，则再次达到平衡时，c（NH3）不变，故C错误； D．增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，则NH2COONH4（l）量增大，利于尿素的合成，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡的影响因素，侧重考查学生分析能力，掌握勒夏特列原理是解题关键，此题难度中等。 12．（2024•市中区期末）下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是（　　） A．有气体参加的化学反应，若增大压强（即缩小反应容器的体积），可增加单位体积内活化分子百分数，从而使反应速率增大 B．已知反应：CaCO3⇌CaO（s）+CO2（g），在密闭的反应炉内达到平衡后，若其他条件均不改变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时CO2（g）的浓度将升高 C．在一定温度下，容积一定的密闭容器中的反应A（s）+2B（g）⇌C（g）+D（g），当混合气体的压强不变时，则表明该反应已达平衡 D．在一定条件下，可逆反应2NO2（g）⇌N2O4（g）△H＜0达到平衡后，保持容器温度和容积不变，再通入一定量NO2，则再次达到平衡时NO2的百分含量减小 【答案】D 【分析】A．增大压强（即缩小反应容器的体积），单位体积内活化分子百分数不变； B．K＝c（CO2）； C．该反应是气体总物质的量不变的反应； D．通入一定量NO2，等效于增大压强，平衡正向移动。 【解答】解：A．增大压强（即缩小反应容器的体积），单位体积内活化分子百分数不变，但可以增大单位体积内活化能分子数目，从而使反应速率增大，故A错误； B．K＝c（CO2），温度不变，化学平衡常数不变，则若其他条件均不改变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时CO2（g）的浓度不变，故B错误； C．该反应是气体总物质的量不变的反应，则混合气体的压强始终不变，所以当混合气体的压强不变时，不能表明该反应已达平衡，故C错误； D．通入一定量NO2，等效于增大压强，平衡正向移动，再次达到平衡时NO2的百分含量减小，故D正确； 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡的影响因素，侧重考查学生分析能力，根据题目信息结合勒夏特列原理知识解答，此题难度中等。 13．（2024•莱州市一模）中国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性进展，该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH。已知CO2催化加氢的主要反应有： ①CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣49.4kJ/mol ②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2＝+41.2kJ/mol 其他条件不变时，在相同时间内温度对CO2催化加氢的影响如图。下列说法不正确的是（　　） A．CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝﹣90.6kJ/mol B．使用催化剂，能降低反应的活化能，增大活化分子百分数 C．其他条件不变，增大压强，有利于反应向生成CH3OH的方向进行 D．220～240℃，升高温度，对反应②速率的影响比对反应①的小 【答案】D 【分析】A．根据盖斯定律：①﹣②得CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）； B．催化剂可以降低反应的活化能； C．反应①是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动； D．220～240℃，升高温度，二氧化碳的转化率增大，但甲醇的选择性下降。 【解答】解：A．根据盖斯定律：①﹣②得CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝（﹣49.4﹣41.2）kJ/mol＝﹣90.6kJ/mol，故A正确； B．使用催化剂能降低反应的活化能，增大活化分子的百分数，加快反应速率，故B正确； C．反应①是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，即向生成CH3OH的方向移动，故C正确； D．220～240℃，升高温度，二氧化碳的转化率增大，但甲醇的选择性下降，说明对反应②速率的影响比对反应①的大，故D错误； 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡的影响因素、热化学方程式，为高频考点，侧重考查学生分析能力，掌握盖斯定律、勒夏特列原理是解题的关键，此题难度中等。 14．（2024•市中区一模）冠醚能与碱金属离子结合（如图所示），是有机反应很好的催化剂，如能加快KMnO4与环己烯的反应速率。 用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大，两者结合能力越强。 结合常数 碱金属离子 冠醚 Na+（直径：204pm） K+（直径：276pm） 冠醚A（空腔直径：260～320pm） 199 1183 冠醚B（空腔直径：170～220pm） 371 312 下列说法不正确的是（　　） A．推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关 B．实验中c（Na+）：①＞②＞③ C．冠醚通过与K+结合将携带进入有机相，从而加快反应速率 D．为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适 【答案】B 【分析】A．结合表格数据分析； B．结合冠醚与钠离子和钾离子的结合常数分析； C．冠醚结合钾离子可将高锰酸根离子带入有机相； D．结合冠醚与钠离子和钾离子的结合常数分析。 【解答】解：A．由表格数据可知，钠离子、钾离子等碱金属离子直径和冠醚空腔直径影响结合常数的大小，故A正确； B．由表格数据可知，冠醚A与钠离子结合常数小于与钾离子的结合常数，故冠醚A更易结合钾离子，故c（Na+）：①＞③＞②，故B错误； C．冠醚通过与K+结合将携带进入有机相，加快KMnO4与环己烯的反应速率，故C正确； D．由表格数据可知，冠醚A与钾离子的结合常数更大，冠醚A与钾离子的结合能力更强，故为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适，故D正确； 故选：B。 【点评】本题考查化学反应速率，题目难度中等，能依据图象和信息准确分析影响反应速率的因素是解题的关键。 15．（2024•市南区一模）某兴趣小组以重铬酸钾（K2Cr2O7）溶液为研究对象，结合所学反应原理的知识改变条件使其发生“色彩变幻”。下列关于该实验的说法错误的是（　　） 已知：①K2Cr2O7溶液存在平衡：Cr2+H2O⇌2+2H+。 ②含铬元素的离子在溶液中的颜色：Cr2（橙色）；（黄色）；Cr3+（绿色）。 A．ⅰ可证明反应Cr2+H2O⇌2+2H+的正反应放热 B．ⅱ是验证“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，试剂a可以是NaOH C．ⅲ平衡逆向移动仅仅是因为增大了生成物的浓度 D．向ⅲ所得橙色溶液中加入乙醇，溶液将由橙色变为绿色 【答案】C 【分析】A．平衡Cr2+H2O⇌2+2H+升高温度向着吸热方向进行，根据溶液的颜色变化来判断； B．“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，则需要加入的试剂a必须是可以和产物离子反应的物质； C．重铬酸钾具有氧化性，乙醇具有还原性，两者能发生氧化还原反应； D．加入浓硫酸，不但增加氢离子浓度，同时考虑浓硫酸溶于水放出大量的热的情况。 【解答】解：A．加热橙色加深，说明c（Cr2）增大，平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A正确； B．加入NaOH溶液，溶液的体积增大，反应物和生成物的浓度同时降低，平衡正向移动，溶液变黄色，故B正确； C．加入浓硫酸，不但增加氢离子浓度平衡逆向移动的情况，同时考虑浓硫酸溶于水放出大量的热的情况，浓硫酸溶于水放出大量的热，平衡也会逆向移动，故C错误； D．K2Cr2O7酸性溶液具有强氧化性，乙醇具有还原性，向K2Cr2O7酸性溶液中加入乙醇，溶液由橙色变为绿色，乙醇被氧化，Cr元素化合价降低转化成Cr3+，故D正确， 故选：C。 【点评】本题是一道关于化学平衡移动知识的实验方案设计题，注意化学平衡移动原理在解决实际问题中的应用是关键，难度不大。 二．解答题（共5小题） 16．（2024•萍乡一模）等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间（t）内产生气体体积（V）的数据如图所示，回答下列问题： 组别 对应曲线 c（HCl）/（mol•L﹣1） 反应温度/℃ 铁的状态 1 a c1 35 粉末状 2 b 3.2 35 粉末状 3 c 3.2 35 块状 4 d c2 35 块状 （1）盐酸 　既不是电解质也不是非电解质　（填“是电解质”“是非电解质”或“既不是电解质也不是非电解质”），原因为 　盐酸属于混合物，电解质为化合物　。 （2）该反应的化学方程式为 　Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑　。 （3）结合图像，由第1组和第2组实验数据可知，第1组实验中c1　＞　（填“＞”“＜”或“＝”）3.2，判断的理由为 　接触面积和物质的状态均相同，图中可判断出第1组反应速率大于第2组反应速率，故c1＞3.2　。 （4）在上述四组实验中（等质量的铁粉，不考虑盐酸的挥发）： ①消耗盐酸体积最多的是第 　4　（填“1”“2”“3”或“4”）组，原因为 　生成氢气的体积相同，接触面积和物质的状态均相同，第3组反应速率大于第4组反应速率，故c2＜3.2，则消耗盐酸体积最多　。 ②四组实验中，主要讨论 　浓度　和 　接触面积　对反应速率的影响。 【答案】（1）既不是电解质也不是非电解质；盐酸属于混合物，电解质为化合物； （2）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑； （3）＞；接触面积和物质的状态均相同，图中可判断出第1组反应速率大于第2组反应速率，故c1＞3.2； （4）①4；生成氢气的体积相同，接触面积和物质的状态均相同，第3组反应速率大于第4组反应速率，故c2＜3.2，则消耗盐酸体积最多； ②浓度；接触面积。 【分析】（1）混合物既不是电解质也不是非电解质； （2）Fe和过量稀盐酸反应生成FeCl2、H2； （3）第1组和第2组实验中温度相同、铁的状态相同，只有稀盐酸的浓度不同，稀盐酸的浓度越大，反应速率越快，根据图知，反应速率：a＞b，则实验1中盐酸的浓度大于实验2； （4）①铁的质量相同，消耗的n（HCl）相等，c（HCl）越小，则V（HCl）越多； ②四组实验中，盐酸的浓度不同、反应物的接触面积不同。 【解答】解：（1）盐酸既不是电解质也不是非电解质，原因为盐酸属于混合物，电解质为化合物， 故答案为：既不是电解质也不是非电解质；盐酸属于混合物，电解质为化合物； （2）Fe和过量稀盐酸反应生成FeCl2、H2，该反应的化学方程式为Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑， 故答案为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑； （3）第1组和第2组实验中温度相同、铁的状态相同，只有稀盐酸的浓度不同，稀盐酸的浓度越大，反应速率越快，根据图知，反应速率：a＞b，则实验1中盐酸的浓度大于实验2，第1组实验中c1＞3.2，判断的理由为接触面积和物质的状态均相同，图中可判断出第1组反应速率大于第2组反应速率，故c1＞3.2， 故答案为：＞；接触面积和物质的状态均相同，图中可判断出第1组反应速率大于第2组反应速率，故c1＞3.2； （4）①铁的质量相同，消耗的n（HCl）相等，c（HCl）越小，则V（HCl）越多，生成氢气的体积相同，接触面积和物质的状态均相同，第3组反应速率大于第4组反应速率，故c2＜3.2，则消耗盐酸体积最多，所以 消耗盐酸体积最多的是第4组， 故答案为：4；生成氢气的体积相同，接触面积和物质的状态均相同，第3组反应速率大于第4组反应速率，故c2＜3.2，则消耗盐酸体积最多； ②四组实验中，盐酸的浓度不同、反应物的接触面积不同，所以主要讨论浓度和接触面积对反应速率的影响， 故答案为：浓度；接触面积。 【点评】本题考查化学反应速率的影响因素，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确外界条件对化学反应速率影响原理是解本题关键，题目难度不大。 17．（2024•城中区一模）聚丙烯腈纤维俗名人造羊毛，由丙烯腈聚合而得。用丙烯合成丙烯腈的反应如下：2C3H6（g）+2NH3（g）+3O2（g）⇌2C3H3N（g）+6H2O（g）ΔH＝+1030kJ•mol﹣1。 （1）C、N、O三种元素的原子半径由小到大的顺序为 　r（O）＜r（N）＜r（C）　； （2）某密闭容器中发生上述反应，生成丙烯腈的反应速率与反应时间的关系如图所示。 t1时刻表示体系改变的反应条件为 　使用了催化剂　；t2时刻表示体系改变了另一反应条件，此时平衡 　正向　移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。 丙烯的转化率与反应温度的关系如图示： （3）有利于提高丙烯平衡转化率的反应条件有 　降低温度、降低压强　； （4）最大转化率所对应的温度为460℃。当温度低于460℃时，丙烯的转化率 　不是　（填“是”或“不是”）所对应温度下的平衡转化率，理由是 　该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化率将降低　。 （5）一定条件下，在2L恒容密闭容器中，通入84gC3H6、34gNH3、96gO2，若该反应5 min到达a点，则0～5min内丙烯的平均反应速率为 　0.12　mol•L﹣1•min﹣1。 【答案】（1）r（O）＜r（N）＜r（C）； （2）使用了催化剂；正向； （3）降低温度、降低压强； （4）不是；该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化率将降低； （5）0.12。 【分析】（1）电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小； （2）加入催化剂能加快反应速率，平衡不移动，依据速率变化判断外界条件变化，进而确定平衡移动方向； （3）由外界条件改变使平衡正向移动，有利于提高丙烯平衡转化率； （4）由温度变化对平衡的影响分析； （5）依据公式v＝计算反应速率。 【解答】解：（1）C、N、O三种元素原子电子层数均为两层，核电荷数O＞N＞C，则原子半径由小到大的顺序为r（O）＜r （N）＜r （C）， 故答案为：r（O）＜r （N）＜r （C）； （2）t1时刻，反应速率加快，但平衡不移动，故表示体系改变的反应条件为使用了催化剂，由图可知，t2时刻，反应速率减小，故改变条件可能为降温或减压，反应正向放热，降温，平衡正向移动，反应正向气体分子数增加，减压，平衡正向移动，故此时平衡正向移动， 故答案为：使用了催化剂；正向； （3）反应正向放热，降温，平衡正向移动，有利于提高丙烯平衡转化率，反应正向气体分子数增加，减压，平衡正向移动，有利于提高丙烯平衡转化率， 故答案为：降低温度、降低压强； （4）当温度低于460℃时，丙烯的转化率不是所对应温度下的平衡转化率，理由是该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化率将降低， 故答案为：不是；该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化率将降低； （5）84gC3H6的物质的量为＝2mol，a点丙烯转化率为60%，则丙烯反应量为2mol×60%＝1.2mol，则0～5min内丙烯的平均反应速率为＝0.12mol•L﹣1•min﹣1， 故答案为：0.12； 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。 18．（2024•盐城一模）为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。 Ⅰ．CO2的捕集 （1）吸收剂X（乙醇胺，HOCH2CH2NH2）可完成对空气中CO2的捕集。 乙醇胺溶液能够吸收和解吸CO2的原因是 　乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐；该盐在较低温度下又可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳　。 Ⅱ．CO2的资源化 （2）二氧化碳甲烷化，其主要反应为： 反应Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） ΔH＝41.2kJ•mol﹣1 在密闭容器中，1.01×105Pa，n起始（CO2）﹕n起始（H2）＝1﹕4时，CO2平衡转化率在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图1所示。 ①反应2CO（g）+2H2（g）SCO2（g）+CH4（g） ΔH＝　﹣247.1　kJ•mol﹣1； ②580℃以后CO2平衡转化率升高的主要原因是 　反应Ⅰ为放热反应，温度升高反应平衡常数K减小，CO2转化的量减小；反应Ⅱ为吸热反应，温度升高反应平衡常数K增大，CO2转化的量增大，580℃以后，CO2转化量增大的幅度大于减小的幅度　。 （3）为了进一步研究CO2的甲烷化反应，科学家研究催化剂M/TiO2（M表示Ni或Ru）在300℃光照的条件下进行反应，催化反应的核心过程如图2所示： ①步骤Ⅲ发生的反应为 　*COOH→*CO+*OH　（*X代表吸附态中间体） ②研究发现，光诱导电子从TiO2转移到M，富电子的M表面可以促进H2的解离和CO2的活化，从而提高反应效率。已知Ni和Ru的电负性分别为1.91和2.20，使用Ru/TiO2催化剂的反应效率 　高于　（填“高于”或“低于”）使用Ni/TiO2作催化剂的反应效率。 （4）利用高炉炼铁尾气中的CO2制取有机物的过程如图3。 相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率（FE%）随电解电压的变化图4所示： FE%＝×100%，选择性S（X）＝×100%。 ①“电解”在质子交换膜电解池中进行，当电解电压为0.7V，阴极发生的电极反应式为：　CO2+2e﹣+2H+＝HCOOH　。 ②当电解电压为0.95V时，生成HCHO和HCOOH的选择性之比为 　2﹕1　。 【答案】（1）乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐；该盐在较低温度下又可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳； （2）①﹣247.1； ②反应Ⅰ为放热反应，温度升高反应平衡常数K减小，CO2转化的量减小；反应Ⅱ为吸热反应，温度升高反应平衡常数K增大，CO2转化的量增大，580℃以后，CO2转化量增大的幅度大于减小的幅度； （3）①*COOH→*CO+*OH； ②高于； （4）①CO2+2e﹣+2H+＝HCOOH； ②2﹕1。 【分析】（1）氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐； （2）①根据盖斯定律来解答； ②对于放热反应，温度升高，则平衡常数K减小；对于吸热反应，温度升高反，则平衡常数K增大； （3）①根据图知，步骤Ⅲ的反应； ②由已知条件可得出结论； （4）①由图像可知，阴极得到电子发生还原反应主要生成HCOOH； ②由图知，产物主要有：HCOOH、HCHO，生成1mol HCOOH转移2e﹣，生成1mol HCHO转移4e﹣，再根据转移电子数之比等于法拉第效率之比来计算。 【解答】解：（1）乙醇胺溶液能够吸收和解吸CO2的原因是乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐；该盐在较低温度下又可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳， 故答案为：乙醇胺含有氨基，有碱性，可与二氧化碳和水反应生成盐；该盐在较低温度下又可以充分分解为乙醇胺和二氧化碳； （2）①根据盖斯定律反应Ⅰ﹣2×反应Ⅱ得到目标反应，则ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1﹣2×41.2kJ•mol﹣1＝﹣247.1 kJ•mol﹣1， 故答案为：﹣247.1； ②反应Ⅰ为放热反应，温度升高反应平衡常数K减小，CO2转化的量减小；反应Ⅱ为吸热反应，温度升高反应平衡常数K增大，CO2转化的量增大，580℃以后，CO2转化量增大的幅度大于减小的幅度， 故答案为：反应Ⅰ为放热反应，温度升高反应平衡常数K减小，CO2转化的量减小；反应Ⅱ为吸热反应，温度升高反应平衡常数K增大，CO2转化的量增大，580℃以后，CO2转化量增大的幅度大于减小的幅度； （3）①由图知，步骤Ⅲ发生的反应为*COOH→*CO+*OH， 故答案为：*COOH→*CO+*OH； ②光诱导电子从TiO2转移到M，富电子的M表面可以促进H2的解离和CO2的活化，从而提高反应效率可得电负性越大，催化效率越高。已知Ni 和Ru 的电负性分别为1.91和2.20，使用Ru/TiO2催化剂的反应效率高于使用Ni/TiO2作催化剂的反应效率， 故答案为：高于； （4）①当电解电压为0.7V，观察图像可知，主要产生的是HCOOH，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成HCOOH，电极反应式为CO2+2e﹣+2H+＝HCOOH， 故答案为：CO2+2e﹣+2H+＝HCOOH； ②电解电压为0.95V时，根据图示可知，产物主要有：HCOOH、HCHO，CO2+2e﹣+2H+＝HCOOH转移2e﹣，CO2+4e﹣+4H+＝ HCHO+H2O转移4e﹣，当电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为x：y时，根据FE（HCHO）＝60%、FE（HCOOH）＝15%，有＝，则x：y＝2：1，电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为2：1， 故答案为：2﹕1。 【点评】考查了盖斯定律、影响化学平衡的因素及图像分析、电解池电极反应式的书写等知识点，是常考考点，难度中等。 19．（2024•鼓楼区一模）研究工业尾气处理是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。 （1）脱除NO。已知： ①脱硝反应CH4（g）+2NO（g）+O2（g）⇌CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）的ΔH＝ 　﹣985.2　kJ•mol﹣1 ②一定条件下，n（CH4）：n（NO）：n（O2）＝1：1：50的气体与Ar混合，匀速通过催化脱硝反应器，测得NO去除率和CH4转化率随反应温度的变化如图1。 分析NO的去除率随温度变化的原因 　当温度低于780K时，反应未达到平衡，升高温度，向正反应方向移动，NO的去除率升高；高于780K时，反应放热，随温度升高平衡向逆向移动，NO的去除率随温度升高而降低　。 （2）脱除SO2。工业上用纳米MgO分散到一定浓度的MgSO4溶液中，配制成SO2烟气脱硫试剂。将含有SO2的烟气以一定流速持续通入到该脱硫试剂中，实时监测出口处气体中SO2脱除效率及脱硫试剂溶液的pH值，如图2所示。 已知：ⅰ.纳米MgO活性较高，常温可与水反应：ⅱ.MgSO3难溶于水，Mg（HSO3）2可溶。 ①为提高烟气的脱硫效率，在不增加化学试剂情况下，可采取措施有：提高分散系中MgO与MgSO4的浓度、　减缓烟气通入速度、提高反应体系温度、降低烟气中SO2浓度等　（写出两点）。 ②烟气脱硫开始阶段溶液呈碱性，很快pH值降到4左右。请分析原因 　Mg（OH）2⇌Mg2++2OH﹣溶液pH值显碱性，主要反应为：OH﹣+SO2＝或Mg（OH）2+2SO2⇌Mg2++2　。 ③实验发现：随着SO2的脱除，600s以后溶液pH值几乎不变，但MgSO4浓度逐渐升高。结合图2和图3分析，可能是因为溶液中的Mg（OH）2转化为MgSO4。写出该反应的离子方程式 　Mg（OH）2+2+Mg2+＝2MgSO3+2H2O，SO2+H2O+MgSO3＝2+Mg2+，2MgSO3+O2＝2Mg2++2或2Mg（OH）2+2SO2+O2＝2Mg2++2+2H2O　。 （3）脱除H2S。催化剂CeO2﹣MgO对反应有高选择性，理论计算得到反应主要路径如图4所示，表示状态2的为 　C　（填选项）。 【答案】（1）﹣985.2； （2）当温度低于780K时，反应未达到平衡，升高温度，向正反应方向移动，NO的去除率升高；高于780K时，反应放热，随温度升高平衡向逆向移动，NO的去除率随温度升高而降低； （2）①减缓烟气通入速度、提高反应体系温度、降低烟气中SO2浓度等； ②Mg（OH）2⇌Mg2++2OH﹣溶液pH值显碱性，主要反应为：OH﹣+SO2＝或Mg（OH）2+2SO2⇌Mg2++2； ③Mg（OH）2+2+Mg2+＝2MgSO3+2H2O，SO2+H2O+MgSO3＝2+Mg2+，2MgSO3+O2＝2Mg2++2或2Mg（OH）2+2SO2+O2 ＝2Mg2++2+2H2O； （3）C。 【分析】（1）令 ①CH4（g）+2O2（g）⇌CO2（g）+2H2O（g）ΔH1＝﹣802.6kJ•mol﹣1，②N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）ΔH2＝+182.6kJ•mol﹣1，根据盖斯定律，①﹣②得CH4（g）+2NO（g）+O2（g）⇌CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）ΔH＝ΔH1﹣ΔH2； （2）模拟工业尾气脱硝：一定条件下，将p（CH4）：p（NO）：p（O2）＝1：1：50的气体与Ar混合，匀速通过催化脱硝反应器，测得NO去除率和CH4转化率随反应温度的变化如图；当温度低于780K时，NO的去除率随温度升高而升高，可能原因是 当温度低于780K时，反应未达到平衡，升高温度，向正反应方向移动，NO的去除率升高；高于780K时，NO的去除率随温度升高而降低，其可能原因是高于780K时，反应放热，随温度升高平衡向逆向移动，NO的去除率随温度升高而降低； （2）①为了提高烟气的脱硫效率，在不增加化学试剂的情况下，可以减慢烟气通入速率、升高温度等措施实现； ②Mg（OH）2⇌Mg2++2OH﹣溶液pH值显碱性，和亚硫酸氢根离子反应； ③氢氧化镁和亚硫酸氢根离子反应生成亚硫酸镁，亚硫酸镁和二氧化硫反应生成亚硫酸氢镁，亚硫酸镁和氧气反应生成硫酸镁； （3）由题干图示信息可知，催化剂CeO2﹣MgO对反应②具有高选择性，通过理论计算得到反应的主要路径如图所示，状态1为，状态2为，状态3为。 【解答】解：（1）令 ①CH4（g）+2O2（g）⇌CO2（g）+2H2O（g）ΔH1＝﹣802.6kJ•mol﹣1 ②N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）ΔH2＝+182.6kJ•mol﹣1，根据盖斯定律，①﹣②得CH4（g）+2NO（g）+O2（g）⇌CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）ΔH＝ΔH1﹣ΔH2＝﹣802.6kJ•mol﹣1﹣（+182.6kJ•mol﹣1）＝﹣985.2kJ•mol﹣1， 故答案为：﹣985.2； （2）模拟工业尾气脱硝：一定条件下，将p（CH4）：p（NO）：p（O2）＝1：1：50的气体与Ar混合，匀速通过催化脱硝反应器，测得NO去除率和CH4转化率随反应温度的变化如图；当温度低于780K时，NO的去除率随温度升高而升高，可能原因是 当温度低于780K时，反应未达到平衡，升高温度，向正反应方向移动，NO的去除率升高；高于780K时，NO的去除率随温度升高而降低，其可能原因是高于780K时，反应放热，随温度升高平衡向逆向移动，NO的去除率随温度升高而降低， 故答案为：当温度低于780K时，反应未达到平衡，升高温度，向正反应方向移动，NO的去除率升高；高于780K时，反应放热，随温度升高平衡向逆向移动，NO的去除率随温度升高而降低； （2）①为了提高烟气的脱硫效率，在不增加化学试剂的情况下，可以采取的措施有：提高分散系中MgO与MgSO4的浓度、减缓烟气通入速度、提高反应体系温度、降低烟气中SO2浓度等， 故答案为：减缓烟气通入速度、提高反应体系温度、降低烟气中SO2浓度等； ②烟气脱硫开始阶段溶液呈碱性，很快pH值降到4左右，烟气脱硫效率始终很高，其原因为：Mg（OH）2⇌Mg2++2OH﹣溶液pH值显碱性，主要反应为：OH﹣+SO2＝或Mg（OH）2+2SO2⇌Mg2++2， 故答案为：Mg（OH）2⇌Mg2++2OH﹣溶液pH值显碱性，主要反应为：OH﹣+SO2＝或Mg（OH）2+2SO2⇌Mg2++2； ③脱硫试剂中Mg2+维持较高的初始浓度，对脱硫效率有显著影响，实验发现，在600s以后，随着SO2的脱除，溶液pH值几乎不变，但MgSO4浓度逐渐升高，结合图2中含硫微粒的分布情况，用离子方程式解释其可能原因：Mg（OH）2+2+Mg2+＝2MgSO3+2H2O，SO2+H2O+MgSO3＝2+Mg2+，2MgSO3+O2＝2Mg2++2或2Mg（OH）2+2SO2+O2 ＝2Mg2++2+2H2O， 故答案为：Mg（OH）2+2+Mg2+＝2MgSO3+2H2O，SO2+H2O+MgSO3＝2+Mg2+，2MgSO3+O2＝2Mg2++2或2Mg（OH）2+2SO2+O2 ＝2Mg2++2+2H2O； （3）催化剂CeO2﹣MgO对反应②具有高选择性，通过理论计算得到反应的主要路径如图所示，状态1为，状态2为，状态3为，故表示状态2的为C， 故答案为：C。 【点评】本题考查化学反应中的能量变化、化学平衡计算等知识点，关键是掌握化学平衡常数计算方法，题目难度中等。 20．（2024•重庆一模）在催化剂作用下可将温室气体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。 Ⅰ．通过以下反应可获得新型能源二甲醚。 ①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ•mol﹣1 ②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣49kJ•mol﹣1 ③2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣37kJ•mol﹣1 （1）反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的ΔH＝ 　﹣217　kJ•mol﹣1。 （2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 　AD　。 A．增大CO2浓度，反应①、②的正反应速率都增加 B．移去部分CH3OH（g），反应②、③的平衡均向右移动 C．加入反应①的催化剂，可提高CO2的平衡转化率 D．降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小 【答案】（1）﹣217； （2）AD。 【分析】（1）依据盖斯定律由已知反应的反应热计算未知反应的反应热； （2）依据外界条件改变对化学反应速率和化学平衡的影响分析。 【解答】解：（1）依据盖斯定律②×2+③﹣①×2可得反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的ΔH＝2×（﹣49kJ•mol﹣1）﹣37kJ•mol﹣1﹣2×41kJ•mol﹣1＝﹣217kJ/mol， 故答案为：﹣217； （2）A．增大CO2浓度，反应①、②的反应物浓度增大，正反应速率都增加，故A正确； B．移去部分CH3OH（g），反应②的平衡均右移动，反应③的平衡向左移动，故B错误； C．加入反应①的催化剂，平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，故C错误； D．降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小，故D正确； 故答案为：AD。 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$