专题10 化学反应原理综合题（四川专用）-【好题汇编】2025年高考化学二模试题分类汇编

专题10化学反应原理综合题 1．（2025•成都石室中学•二模）磺酰氯（）是一种重要的有机氯化剂，和反应可制备磺酰氯。回答下列问题： （1）已知：① ② ③ 则的ΔH=______kJ/mol（用含a、b、c的代数式表示）。 （2）的速率方程为，其中k为速率常数，R、C为常数，为反应的活化能（单位为kJ/mol），T为热力学温度（单位为K）。 ①在密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应，下列说法错误的是______（填序号）。 A．升高温度会导致速率常数k增大 B．及时移走产物可提高的转化率 C．混合气体中和的体积分数之比不变，反应一定达到平衡 D．加压有利于平衡正向进行 ②-Rlnk与催化剂和的关系如图所示，使用催化剂A时，反应的活化能为______kJ/mol，催化效果更好的催化剂是______（填“A”或“B”）。 （3）在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入和（保持和的物质的量之和为定值），平衡时的体积分数随的变化图象如图所示，当时，达到平衡状态的体积分数可能是A、B、C、D、E中的______点。 （4）在某一密闭容器中充入1mol和2.6mol，发生反应：，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。温度下，若使的平衡转化率达到80%，则需要将压强控制在______kPa（保留四位有效数字）。若使图中a点和c点的平衡转化率达到相等，可向______（填“a”或“c”）点所在的体系中通入稀释剂（Ar气），写出判断理由：______。 【答案】（1）2a+b-c （2） ①. BC ②. 300 ③. B （3）D （4） ①. 82.96 ②. a ③. 合成的反应为气体分子数减少的反应，等压条件下通入稀释剂（Ar气），各反应组分压强减小，平衡逆向移动，a点的平衡转化率减小 【解析】 【小问1详解】 由2×①+②-③式可得反应：，则由盖斯定律可得的； 【小问2详解】 ①A．由可知，升高温度会导致lnk增大，速率常数k增大，A正确； B．产物为液体，及时移走产物，不能使其平衡正向移动，则不能提高的转化率，B错误； C．在密闭容器中充入等物质的量的和发生反应：，即和的初始投料比等于其化学反应计量系数之比，则反应过程中和的体积分数始终保持相等，所以混合气体中和的体积分数之比不变，不能说明反应达到平衡， C错误； D．该反应是气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向进行，D正确； 故选BC； ②由图可知，-Rlnk与呈线性关系，直线的斜率表示反应的活化能，由图象数据、可得斜率为，则使用催化剂A时，反应的活化能为300kJ/mol；由图可知，使用催化剂A时-Rlnk与的图象比使用催化剂B时更陡峭，即使用催化剂A时-Rlnk与的图象斜率大于使用催化剂B时的，则使用催化剂B时，反应的活化能较小，反应速率较大，催化效果更好； 【小问3详解】 对于反应而言，当反应物中时，达到平衡状态，的体积分数最大，由平衡常数表达式可知，当反应物中和时，达到平衡状态的体积分数相等，故选 D； 【小问4详解】 当压强为30kPa，的平衡转化率为60%，整理数据代入三段式得：，平衡时各物质分压：，，，则；当的平衡转化率为80%，整理数据代入三段式得：，设需要将压强控制在pkPa，平衡时各物质分压：，，，因温度不变，则，解得p≈82.96kPa；在等压条件下（p=10kPa），a点的平衡转化率大于c点，向体系中通入稀释剂（Ar气），各反应组分压强减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，即平衡逆向移动，的平衡转化率减小，则若使图中a点和c点的平衡转化率达到相等，可向a点所在的体系中通入稀释剂（Ar气），判断理由是合成的反应为气体分子数减少的反应，等压条件下通入稀释剂（Ar气），各反应组分压强减小，平衡逆向移动，使a点的平衡转化率减小。 2．（2025•四川成都•二模）减少的排放、捕集并利用是我国能源、环保领域的一个重要战略方向。 Ⅰ．加氢合成甲醇 反应①： 反应②： 反应③： （1）下表为几种物质在298K的标准摩尔生成焓（由稳定态单质生成1mol化合物的焓变），则反应③的______。 物质 标准摩尔生成焓 0 （2）维持总压和投料比不变，将和混合气以一定流速通过反应器，存在上述三个反应。的转化率和甲醇的选择性随温度的变化关系如图所示。甲醇的选择性，忽略温度对催化剂活性造成的影响。 （ⅰ）为同时提高和，应控制的条件是______（填序号）。 a．高温高压 b．高温低压 c．低温低压 d．低温高压 （ⅱ）之后，随温度的增大而减小，可能的原因是______。 （ⅲ）时，的平衡分压为______Mpa。 Ⅱ．金属氢化物催化合成甲酸盐 近期科学家报道了可插入锌氢化物的键，从而制备甲酸盐。能量一反应进程图如下所示：（L为中性配体，TS表示过渡态） （3）该历程的决速步是第______步；升温会______（填“增大”或“减小”）正反应热力学倾向。 （4）红外光谱中羰基伸缩振动峰波数与碳氧间的键合强度呈正相关。由此比较和（）的大小______（填“>”或“<”）。 【答案】（1） （2） ①. d ②. 之后反应①②均达平衡，反应①放热而反应②吸热，当温度升高时平衡①逆向移动，减少；而平衡②正向移动，更多地转化为CO ③. 4.2 （3） ①. 1 ②. 减小 （4） 【解析】 【小问1详解】 由表中数据可知，I：，II：，反应③：，由盖斯定律知反应③，故； 【小问2详解】 （ⅰ）反应①，反应③：，，均是气体分子数减小的放热反应；反应②，要同时提高和，降低温度有利于反应①、③正向进行，增大压强有利于反应①、③正向进行，所以应选择低温高压，d 选项正确； （ⅱ）由于，，之后反应①②均达平衡，反应①放热而反应②吸热，当温度升高时平衡①逆向移动，减少；而平衡②正向移动，更多地转化为CO； （ⅲ）由图知，时，，。设起始，，则平衡时的物质的量，则由C守恒可得，，由O守恒可得，，由H守恒可得，，则总物质的量，因为，的平衡分压； 【小问3详解】 反应的决速步由活化能最高的步骤决定。从能量 - 反应进程图可知，第1步反应的活化能（与CO2生成TS1的活化能）高于第2步（TS1生成TS2的活化能） ，所以该历程的决速步是第1步；由能量 - 反应进程图可知，该反应的反应物总能量高于生成物总能量，是放热反应（），根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热方向（逆反应方向）移动，所以升温会减小正反应热力学倾向； 【小问4详解】 CO2中C=O键为双键，中由于存在共轭效应，C-O键具有一定的单键性质，CO2中碳氧间的键合强度大于中碳氧间的键合强度，因为红外光谱中羰基伸缩振动峰波数与碳氧间的键合强度呈正相关，所以CO2的大于的。 3．（2025•邛崃市第一中学•二模）重庆正着力打造“西部氢谷”，推动建设“成渝氢走廊”。利用甲酸(HCOOH)来制氢和储氢是氢能研究的一个方向。 （1）我国科学家发现，Rh催化单分子甲酸分解制的过程如图所示，其中带“*”的物质表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的反应方程式为______；甲酸分解制的热化学方程式可表示为　______(图1中能量单位为eV，阿伏加德罗常数用表示) （2）一定条件下，可转化为储氢物质甲酸等。已知与在固载金属催化剂上可发生以下反应： 反应ⅰ．　 反应ⅱ．　 在一定压强下，按投料，发生反应ⅰ和反应ⅱ，反应相同时间，的转化率及HCOOH选择性()随温度变化曲线如图2所示。 ①—定温度下，同时提高的平衡转化率和甲酸选择性可采取的措施有______(任写一条)。 ②若M点反应已达到平衡状态，体系中的分压为aMPa，则673K时反应ⅰ的分压平衡常数计算式______。 ③当温度高于673K，随温度升高，反应ⅰ与反应ⅱ的反应速率相比，增加更显著的是反应______(填“ⅰ”或“ⅱ”)，判断的依据是______。 （3）天津大学张兵教授团队以与辛胺［］为原料实现了甲酸和辛腈［］的高选择性合成，装置工作原理如图3所示。 ①工作时，电极上发生______(填“氧化反应”或“还原反应”)。 ②工作时，每转移2mol电子，理论上电极上有______g辛腈生成。 【答案】（1） ①. ②. -0.16 （2） ①. 加压(或其他合理答案) ②. ③. ⅱ ④. 随温度升高，的转化率升高，但HCOOH的选择性却迅速下降 （3） ①. 还原反应 ②. 62.5 【解析】 【小问1详解】 活化能越大反应速率越慢，而慢反应决定总反应速率的快慢，由图可知该反应过程中的决速步骤为：；由图可知相对能量为0，生成物的相对能量和为-0.16，则反应； 【小问2详解】 ①增加压强，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ不移动，故加压可以提高的平衡转化率和甲酸选择性； ②设和初始物质的量均为，发生反应i和反应ii，673K时转化率为95％，即共计消耗，根据甲酸选择性为0.3％可计算，在反应i中生成，同时消耗，则在反应ii中，消耗，同时生成，平衡时，，，平衡常数； ③当温度高于673K时，随温度升高，CO2转化率增大，但HCOOH的选择性却显著降低，可能得原因：升高温度，反应i和反应ii的反应速率均加快，但反应ii速率加快的更显著； 【小问3详解】 ①由图中In/In2O3-x电极上CO2→HCOO-可知，CO2发生得电子的还原反应，In/In2O3-x电极为阴极； ②由图中In/In2O3-x电极为阴极，阴极反应为：CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，则Ni2P电极为阳极，辛胺在阳极上发生失电子的氧化反应生成辛腈，电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O， 每转移2mol电子，理论上电极上有0.5mol辛腈生成，质量为62.5g。 4．（2025•四川达州•二模）空气是人类赖以生存的重要资源，其主要成分为、及少量、等。 Ⅰ．早在18世纪末，科学家就提出“向空气要面包”。 （1）请依据下表资料数据，选择常温下更适合生产的反应______（用反应序号表示），并说明选择的理由__________。 、时反应的焓变、熵变和平衡常数 化学反应 反应①： 反应②： K Ⅱ．为有效降低空气中的含量，可采用其在固体催化剂表面加氢合成甲烷的方法，涉及的反应如下： 主反应： 副反应： （2）向甲、乙两个体积相同的容器中加入和（假设只发生主反应），甲容器在恒温恒容条件下进行，而乙容器则在绝热恒容条件下进行，两容器中压强（）随时间变化曲线如图： ①甲容器中，从开始到点，用分压变化表示的反应速率为______（用p表示）。 ②乙容器中，从开始到a点压强增大的原因是__________。 （3）时，向恒容密闭容器中充入和，初始压强为，主、副反应均达到平衡状态时，的转化率为，的选择性为，则主反应的平衡常数______（的选择性，列出计算表达式）。 Ⅲ．我国科学家研发了可同时收集、的电解池装置。 （4）采用双极膜（图中双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移），通过电解溶液制备的同时收集，该装置的工作原理如图所示。回答下列问题： ①b是电源的______极（填“正”或“负”）。 ②该装置电解的总化学反应方程式为___________。 【答案】（1） ①. 反应① ②. 由表中数据计算，常温时反应①，反应可自发进行；，反应正向进行的程度大 （2） ①. 0.2p ②. 乙为绝热恒容体系，该反应为放热反应，反应使体系温度升高，压强增大，体系气体的总物质的量的减小，压强减小，且增大程度大于减小程度 （3）或 （4） ①. 正 ②. 【解析】 【小问1详解】 反应①为，根据反应可自发进行，该反应自发进行时温度，即常温下反应可以自发进行，且化学反应平衡常数，反应正向进行的程度大，而反应②为，该反应自发进行时温度，即常温下反应不可以自发进行，且化学反应平衡常数，反应正向进行的程度非常小；故答案为：反应①；由表中数据计算，常温时反应①，反应可自发进行，，反应正向进行的程度大； 【小问2详解】 ①在恒温恒容条件下，容器甲利用三段式分析，，，则，解得x=0.5mol，开始分压为，b点分压为，用分压变化表示的反应速率为；②由于乙容器是绝热容器，反应放热使体系温度升高、压强增大，但正反应是气体分子数减小的反应，气体减小使压强减小，而从开始到a点压强增大，则说明反应时放热体系温度升高使压强增大的影响程度大于体系气体的总物质的量减小使压强减小的影响程度，所以乙容器中，从开始到a点压强增大；故答案为：①0.2；②乙为绝热恒容体系，该反应为放热反应，反应使体系温度升高，压强增大，体系气体的总物质的量的减小，压强减小，且增大程度大于减小程度； 【小问3详解】 利用三段式分析， ，，根据的转化率，的选择性列式计算，，解得，平衡时，、、、、，气体总物质的量为4.2mol，恒温恒容下，，，则主反应的平衡常数==； 【小问4详解】 该装置为电解池，根据电解溶液制备，则左侧惰性电极发生转化为的还原反应，该电极为阴极，a为阴极，b为正极；阴极电极反应为，同时阳极收集，电极反应式为，则总反应为。 5.（2025•四川达州渠县中学•二模）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式： 计算反应的_____。 （2）与反应生成，部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。 (i)图中的曲线是_____(填“a”或“b”)。 (ii)时，的转化率_____，_____。 (iii)时，反应的平衡常数_____。 （3）少量可提高生成选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在之间，有和无时的生成速率之比_____。 (ii)从图中找出提高了选择性的证据：_____。 (ⅲ)研究表明，参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高选择性的原因：_____。 【答案】（1）-67 （2） ①. a ②. 80% ③. 7.8 ④. 10.92 （3） ①. (或3：2) ②. 5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升 ③. I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br 【解析】 【分析】根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。 【小问1详解】 将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的∆H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。 【小问2详解】 (i)根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，CH4(g)的含量增多，CH3Br(g)的含量减少，故CH3Br的曲线为a； (ii)560℃时反应达平衡，剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol，其转化率α=×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mmol CH3Br，但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0mmol，说明还有1.4mmol CH3Br发生反应生成CH2Br2，则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol； (iii)平衡时，反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、n(CH2Br2)=1.4mmol、n(HBr)=7.8mmol，故该反应的平衡常数K===10.92。 【小问3详解】 (i)11~19s时，有I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1。生成速率比==； (ii)从图中可以看出，大约4.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性； (iii)根据反应机理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br，提高了CH3Br的选择性。 6．（2025•四川德阳•二模）催化重整制意义重大，涉及如下反应： 反应： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： （1）_______；反应Ⅱ在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 （2）在体积相等的多个恒容密闭容器中，分别充入和，只发生反应Ⅲ，在不同的温度下，反应相同时间，测得、、的转化率与温度的关系如图所示。已知该反应的速率方程为，其中和为速率常数，只受温度影响。 ①直线代表_______。 ②b点时对应的反应速率：_______(填“>”“＜”或“=”)。 ③温度下反应达到平衡时，气体总压强为_______(填表达式，不必化简)。 （3）在密闭容器中，、时，同时发生反应Ⅰ和Ⅲ，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(已知的平衡选择性)。 ①该催化剂催化反应的最佳温度为_______。 ②体系温度降低，平衡选择性_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③的平衡转化率在之后随温度升高而增大的主要原因是_______。 【答案】（1） ①. ②. 低温 （2） ①. ②. > ③. （3） ①. ②. 增大 ③. 600℃之后随温度升高，反应Ⅰ的平衡正向移动程度大于反应Ⅲ的平衡逆向移动程度 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，反应Ⅲ=2×反应+反应Ⅱ，； 可自发，，，故需要在低温条件下可自发； 【小问2详解】 由图可知随温度的升高，氢气的转化率先增大后减小，可使反应开始阶段，反应未达平衡，升高温度使速率加快，则氢气的转化率逐渐增大，当反应达到平衡后，再升高温度，平衡逆向移动，导致氢气的转化率降低； ①温度升高有利于逆反应，对逆反应速率的影响大于对正反应速率的影响，则曲线斜率较大的代表lgk逆，斜率小的代表lgk正，则代表lgk正的曲线是x，代表lgk逆的曲线是y； ②由z→b点是温度降低，平衡正向移动，b点时对应的反应速率：>； ③温度下反应达到平衡状态，体系压强为p，结合三段式列式计算；     ，气体总物质的量为：0.7mol+2.8mol+0.3mol+0.6mol=4.4mol，则p(H2)==，p(CO2)=，p(CH4)=，p(H2O)=；； 【小问3详解】 ①根据图像可知：CO2的实际转化率在350～400℃范围内最高，故反应最佳温度范围为350～400℃； ②升高温度，反应Ⅲ的化学平衡逆向移动，反应的化学平衡正向移动，n(CH4)减小，n(CO)增大，故CH4的平衡选择性随着温度的降低而增大； ③反应Ⅲ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Ⅰ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，600℃之后随温度升高，反应Ⅰ的平衡正向移动程度大于反应Ⅲ的平衡逆向移动程度； 7．（2025•四川乐山第一中学•二模）无机含氮化合物在工业和环境领域具有重要的应用价值 （1）已知催化氧化反应，机理如下： ⅰ： (a>0) ⅱ： (b>0) 反应过程能量变化如图： ①反应的___________(用含有a和b的代数式表示) ②反应时，与快速平衡。已知温度升高，的生成速率反而降低，表现为“负的活化能”，根据化学反应原理解释其原理是：___________。 （2）硝酸是重要的化工原料，工业生产硝酸的流程如图所示： 步骤Ⅰ：制高纯氢 所得中含有少量气体，影响后续反应催化剂活性，可利用如下反应吸收： (注：代) ①利于被吸收的反应条件有___________(填选项)。 a．降低温度 b．减小压强 c．减小浓度 d．增大浓度 步骤Ⅱ：合成氨 在保持350℃、和新型催化剂下，将与以相同的物质的量充入反应容器中进行合成氨反应 ②下列叙述中，能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填选项) a．的浓度不再变化 b．容器体积不再变化 c．和的物质的量之比不再变化 d．容器内气体的密度不再变化 e．体积分数不再变化 ③在上述条件下，平衡时容器体积变成起始的75%。该温度下，该反应的平衡常数___________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数)。 步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ：催化氧化制硝酸 ④步骤Ⅲ和步骤Ⅳ均是放热反应，放热反应生成物总能量___________反应物总能量(填“高于”、“低于”或“等于”)，步骤Ⅴ在反应前需将冷却。冷却有利于提高产率，原因是___________(写出一点即可)。 （3）肼燃料电池是一种新型的将燃料的化学能直接转化为电能的装置。写出肼燃料电池，用做电解液负极的电极反应：___________。 【答案】（1） ①. -(a+b) ②. 温度升高，反应ⅰ平衡逆向移动，c(N2O2)降低，反应ii 速率降低，的生成速率降低 （2） ①. ad ②. abcd ③. 48 ④. 低于 ⑤. 防止温度高造成HNO3分解(或温度高NO2溶解度降低) （3）N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ 【解析】 【小问1详解】 ①由盖斯定律可知，反应ⅰ+反应ⅱ可得反应 =-(a+b)； ②反应ⅰ的<0，为放热反应，温度升高，反应ⅰ平衡逆向移动，c(N2O2)降低，反应ii 速率降低，的生成速率降低。 【小问2详解】 ①利于CO被吸收就是要增大CO的转化率，降低温度、增大压强、增大[Cu(NH3)2]Ac(aq)浓度或增大NH3浓度均可使平衡向右移动，故选ad； ②a．的浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故a选； b．在恒压条件下反应该反应，容器的体积不断减小，当容器体积不再变化时，说明反应达到平衡，故b选； c．将与以相同的物质的量充入反应容器中进行合成氨反应，则反应过程中和的物质的量之比发生变化，当和的物质的量之比不再变化时，说明反应达到平衡，故c选； d．该反应过程中气体总质量不变，但总体积减小，密度增大，当容器内气体的密度不再变化时，说明反应达到平衡，故d选； e．设起始时与的物质的量均为amol，则由可知，若的转化量为mmol，则气体的物质的量减少2mmol，的体积分数为=50%，为定值，故e不选； 答案为：abcd； ③根据已知条件列出三段式： 平衡时容器体积变成起始的75%，则，x=0.25mol，则该反应的平衡常数； ④步骤Ⅲ和步骤Ⅳ均是放热反应，放热反应生成物总能量低于反应物总能量。冷却NO2有利于提高HNO3产率，是因为HNO3受热易分解为NO2、O2等物质，另外，温度高也会降低NO2在水中溶解度，从而降低HNO3产率，因此冷却NO2有利于提高HNO3产率是因为防止温度高造成HNO3分解 【小问3详解】 肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。 8．（2025四川泸县五中二模）乙醇水蒸气重整制氢是生物质制氢的重要方法，有关反应如下： ⅰ. （主反应） ⅱ. ⅲ. ⅳ. （1）反应ⅳ的_________。 （2）A.Akande等研究了以Ni/为催化剂的乙醇水蒸气重整反应。下列说法正确的是_________（填标号）。 A.Ni/能改变重整反应的历程，增大活化分子百分数 B.使用适宜的催化剂提高的选择性，从而提高的平衡产率 C.Ni/能降低重整反应的活化能，大幅增大反应的速率常数 （3）在2L刚性容器中，充入1mol （g）和若干（g），平衡时产生物质的量与温度、水－乙醇比（水与乙醇物质的量比）的关系如图1所示（曲线上标注的数字为物质的量/mol）。900K时，与的关系如图2所示。 ①温度一定，乙醇的转化率随水－乙醇比的增大而增大，原因是_________________。水－乙醇比＝7：1时，产生氢气的量随温度升高的变化趋势是_______________。 ②降低温度，图2中Q点不可能变为点_________（填“A”或“B”）。 ③900K，在2L刚性容器中，充入1mo (g)和7mol (g)，以Ni/为催化剂，40min达到平衡，测得，且在含碳产物中的体积分数为b%，则反应ⅱ平衡常数＝__________，0～40min用(g)表示的反应速率为_________（用含a、b的式子表示，下同），_________。 【答案】（1）－48 （2）AC （3） ①. 乙醇的用量不变，增大水蒸气的浓度使反应ⅰ平衡正向移动，所以乙醇的转化率增大 ②. 先变大后变小 ③. B ④. ⑤. ⑥. 【解析】 【小问1详解】 反应ⅳ=反应ⅰ-反应ⅱ-反应ⅲ，由盖斯定律得反应ⅳ的ΔH=，故答案为-48； 【小问2详解】 A．Ni/Al2O3催化剂能够降低反应活化能，从而改变重整反应的历程，增大单位体积内活化分子数，增大活化分子百分数，A选项正确； B．催化剂能提高化学反应速率而不能影响平衡的移动和产率，B选项错误 C．Ni/Al2O3催化剂能降低重整反应的活化能，增大活化分子百分数，大幅增大反应的速率常数，C选项正确； 故答案为AC； 【小问3详解】 ①温度一定，水-乙醇比增大，乙醇的用量不变，增大水蒸气的浓度使反应ⅰ平衡正向移动，所以乙醇的转化率增大，故答案为：乙醇的用量不变，增大水蒸气的浓度使反应ⅰ平衡正向移动，所以乙醇的转化率增大； 水-乙醇比7:1时，产生氢气的量随温度升高，反应ⅰ正向移动，CO2与H2量增大，随着继续温度升高，反应ⅳ逆向进行，H2量变小；故答案为先增大后减小； ②反应ⅱ，降低温度，K=减小，则值会减小，Q点不可能变为B，故答案为B； ③由图2可知，900K时，纵坐标为0时，=9.6，K=，lgK==9.6+0=9.6，K=109.6，故答案为109.6； ，在含碳产物中的体积分数为b%，则含碳产物物质的量浓度为mol/L，折算成消耗的乙醇物质的量浓度为mol/L，；故答案为； 根据图1，c平(H2)=5mol/L，c平(C2H5OH)= mol/L，,K=，得，故答案为。 9．（2025四川绵阳普明中学二模）为实现“碳中和”和“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。 Ⅰ．甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为CO和)，反应方程式为。 （1）几种物质的燃烧热如下表： 物质 燃烧热() 893 283 285.8 请计算甲烷干重整反应的___________。 （2）合成气可以用于生成液体燃料甲醇， ，该反应在___________条件下能自发进行(填“高温”“低温”或“任何温度”)。将CO和按照等物质的量进行反应，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，a、b、c三点对应化学平衡常数大小关系为___________。 Ⅱ．在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。 （3）催化循环中产生的中间体微粒共___________种。 （4）催化加氢制甲醇总反应化学方程式为___________。 Ⅲ．利用甲醇一定条件下直接脱氢可制化工原料甲醛，涉及的反应如下： 反应①： 反应②： （5）将2mol 加入一刚性密闭容器中，温度对平衡状态下的选择性或收率的影响如图所示。 已知：平衡衡状态下，； ①图中表示选择性的是曲线___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②℃时的平衡转化率为___________，反应Ⅱ的平衡常数___________(，x为物质的量分数)。 【答案】（1）+244.6 （2） ①. 低温 ②. Ka＞ Kb= Kc （3）6 （4） （5） ①. Ⅰ ②. 80% ③. 0.25 【解析】 【小问1详解】 CH4 、CO 和H2，的燃烧热分别为-893kJ/mol、-283kJ/mol和-285.8kJ/mol，根据盖斯定律：可计算应的=[-893-(2×-283)-(2×-285.8)]kJ/mol=+244.6kJ/mol； 【小问2详解】 该反应 均小于0，根据反应自发，可知该反应低温下自发进行；升温平衡逆向移动，CO的平衡转化率下降，由图可知，a点温度小于b点，则a点平衡常数大于b点，平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，b点温度与c点相同，则b点平衡常数等于c点，所以a、b、c三点平衡常数的大小关系为Ka＞ Kb= Kc； 【小问3详解】 由流程可知，催化循环中产生了H*和5种含碳离子等共6种中间粒子； 【小问4详解】 由图可知反应物为CO2和H2，最终产物为CH3OH和H2O，总反应方程式为：； 【小问5详解】 ①甲醇分解反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则原料中甲醇的物质的量大于消耗甲醇的物质的量，由方程式可知，转化为甲醛的甲醇的物质的量与产品中甲醛的物质的量相等，则相同温度时，甲醛的选择性大于甲醛的收率，所以表示选择性的是曲线I； ②由图可知，T1℃平衡时，甲醛的收率为60%、选择性为75%，则平衡体系中甲醛的物质的量2mol×60%=1.2mol，消耗的甲醇的物质的量为1.2mol÷75%=1.6mol，由题意可得： 由上述数据可知，甲醇的转化率为 80% ； 平衡时，CH3OH 的物质的量为0.4mol，HCHO的物质的量为1.2mol，CO的物质的量为0.4mol，H的物质的量为2mol，混合气体的总物质的量为4 mol，CO的物质的量分数为0.1，H2的物质的量分数为 0.5，CH3OH的物质的量分数为0.1，反应Ⅱ的平衡常数K=。 10．（2025四川绵阳二模）甲醇水蒸气重整制氢技术具有操作方便，反应条件温和等优点，回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式： Ⅰ． Ⅱ． 计算反应Ⅲ．的______，反应Ⅱ在850K时______（填“能”或“不能”）自发进行。 （2）以作催化剂时，甲醇与水蒸气重整制氢过程中只考虑反应Ⅰ和反应Ⅲ。向密闭容器中充入等物质的量的与，反应温度对平衡时的转化率，的选择性及CO的物质的量分数的影响结果如图所示。 已知： ①平衡时的转化率随温度升高而增大，原因是______。 ②520K时，的平衡转化率为______，反应Ⅰ的平衡常数______（列出计算式，用摩尔分数代替平衡浓度计算，物质的摩尔分数：）。 （3）当温度升高时，反应的活化能越大，反应速率增加的倍数越大。据此对CO的物质的量分数在520K时出现拐点加以解释：______。 （4）研究人员认为，在Cu基催化剂上甲醇水蒸气重整反应可能经历了以下三个步骤，写出步骤b的化学方程式。 a．2；b．______；c．。 【答案】（1） ①. ②. 不能 （2） ①. 反应Ⅰ，Ⅲ均为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动 ②. ③. （3）升温反应Ⅰ和反应Ⅲ平衡均正向移动；520K前，升温对反应Ⅲ影响程度更大，520K后，升温对反应Ⅰ影响程度更大 （4） 【解析】 【小问1详解】 观察知，反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，根据盖斯定律，则ΔH3=ΔH1​−ΔH2​；850K时反应Ⅱ的ΔG=ΔH−TΔS=40.9J⋅mol−1-850K42.08J⋅K−1⋅mol−1=5132J⋅mol−1>0，所以反应Ⅱ在850K时不能自发进行。 【小问2详解】 ①反应Ⅰ、反应Ⅲ的ΔH均大于0，两个反应均为吸热反应，当升高温度时，平衡向正反应方向移动，所以平衡时CH3​OH的转化率随温度升高而增大。 ②由图可知520K时，CH3​OH的转化率为40%，CO2​的选择性为95%。设起始CH3​OH和H2​O的物质的量都为1mol，生成CO2​的物质的量为x mol，生成CO的物质的量为y mol，则，x+y=0.4，解得x=0.38，y=0.02，即反应Ⅰ消耗CH3​OH 0.02mol，生成CO 0.02mol、H2 0.04mol，反应Ⅲ消耗CH3​OH 0.38mol、消耗水0.38mol，生成CO2​ 0.38mol、H2 1.14mol，所以H2​O的平衡转化率为；平衡时，n(CH3OH)=0.6mol，n(CO)=0.02mol，n(CO2)=0.38mol，n(H2​)=(0.04+1.14)mol=1.18mol，n(H2​O)=0.62mol，气体的总物质的量为2.8mol，故反应Ⅰ的平衡常数。 【小问3详解】 图中520K 之前CO的物质的量分数随温度升高而减小，520K 之后CO的物质的量分数随温度升高而增大，是因为升温反应Ⅰ和反应Ⅲ平衡均正向移动；但520K前，升温对反应Ⅲ影响程度更大，CO的物质的量分数减小，520K后升温对反应Ⅰ影响程度更大，CO的物质的量分数增大。 【小问4详解】 根据总反应以及已知的步骤a和c，可知在步骤b中和H2O反应生成和，则步骤b的化学方程式：。 11．（2025四川南充二模）碳氧化物甲烷化是应对气候变化、减少温室气体排放的重要研究课题。其中，二氧化碳甲烷化涉及的反应如下： ① ② ③ 已知：以乙烷为例，其选择性定义为 回答下列问题： （1）二氧化碳与甲烷反应制合成气(CO、)的热化学方程式④为_______，反应的_______0(填“”“”或“”)，该反应在_______(填“高温”或“低温”)下可自发进行。 （2）将反应物与按体积比1：4混合进行甲烷化反应，不同压强和温度对平衡产物的影响如图1所示(左图限定温度为300℃，右图限定压强为100kPa)。纵坐标为体积分数。根据本研究课题的目的，结合图1分析，理论上可选择的压强和温度为_______(填标号)，理由是_______。 A.200℃，100kPa　　　B.200℃、1000kPa　　　C.600℃、100kPa　　　D.600℃、1000kPa （3）若，在恒温恒容反应器中进行甲烷化反应，平衡时转化率为50%，甲烷和乙烷的选择性分别为50%和20%，平衡时压强为p，则反应④的平衡常数_______(用含p的计算式表示)。 （4）已知CO也可发生甲烷化反应：⑤。或CO甲烷化的速率经验方程为，其中k为速率常数、为反应物分压。已知，为活化能，R为常数，T为热力学温度)，和CO甲烷化的速率常数与温度之间的关系如图2和图3所示。 则反应的活化能：①_______⑤(“”“”或“”)，分析依据是_______。 【答案】（1） ①. ②. > ③. 高温 （2） ①. A、B ②. 由图可知，影响该反应转化率的因素为温度，而非压强，且温度越高，转化率、甲烷选择性降低 （3） （4） ①. < ②. 分析可知直线的斜率的绝对值表示活化能，则CO图像斜率更大，活化能更大 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律可知，2×②-①可得二氧化碳与甲烷反应制合成气(CO、)的热化学方程式④为，该反应中气体体积增大，反应的0，时反应可以自发进行，该反应在高温下可自发进行。 【小问2详解】 进行甲烷化反应，则要使甲烷的体积分数达到最大，结合图1分析，理论上可选择的温度和压强为200℃、100kPa和200℃、1000kPa，理由是由图可知，影响该反应转化率的因素为温度，而非压强，且温度越高，转化率、甲烷选择性降低。 【小问3详解】 若，假设=1mol，=4mol，在恒温恒容反应器中进行甲烷化反应，平衡时转化率为50%，甲烷和乙烷的选择性分别为50%和20%，则平衡时=0.5mol，n(CH4)=0.5mol×50%=0.25mol，n(C2H6)= =0.05mol，根据C原子守恒可知n(CO)=1mol-0.5mol-0.25mol-0.1mol=0.15mol，根据O原子守恒可知n(H2O)=2mol-1mol-0.15mol=0.85mol，根据H原子守恒可知n(H2)= 2.5mol，气体总物质的量为0.5mol+0.25mol+0.05mol+0.15mol+0.85mol+2.5mol=4.3mol，平衡时压强为p，则反应④的平衡常数。 【小问4详解】 已知，则lnk=ln=，可知直线的斜率的绝对值表示活化能，则CO图像斜率更大，活化能更大，则反应的活化能：①<⑤。 12．（2025•四川南充第一中学•二模）甲醚可用作气雾剂的抛射剂，也可作为制冷剂、局部麻醉药和燃料。 I．工业上利用水煤气合成甲醚： 已知： 化学键 C—H C—O H—H 键能/ 413 351 436 803 1071 （1）水煤气合成甲醚发生反应的热化学方程式： ___________，该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意条件”)下可自发进行。 （2）一定温度下，在2 L恒容密闭容器中投入和发生上述反应，当容器内压强不再发生变化时，下列说法正确的是___________(填标号)。 A. 该反应达到最大限度 B. 的百分含量不再发生变化 C. 、CO全部转化为和 D. CO、、的浓度一定相等 Ⅱ．利用催化加氢合成甲醚，主要发生的反应如下： 反应①： ； 反应②： 。 恒定压强为时，若开始投入的、分别为、，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。已知：的选择性。 （3）240℃时，若不改变反应温度，能提高平衡产率的措施有___________(任写一条)。 （4）由图可知，升高温度，的选择性减小，推断出___________(填“>”或“<”)0。 （5）300℃时，若10 min时反应达到平衡状态，此时___________mol，反应②的压强平衡常数___________。 （6）比较不同温度下反应①的平衡常数：K(200℃)___________(填“>”或“<”)K(300℃)。 【答案】（1） ①. ②. 低温 （2）AB （3）压缩容器体积 （4）< （5） ①. ②. 或0.15 （6）> 【解析】 【小问1详解】 根据反应物总键能-生成物总键能，水煤气合成甲醚发生反应=-265，根据反应自发进行的判据：H-TS <0，的、，所以反应需要低温下发生； 【小问2详解】 一定温度下，在2 L恒容密闭容器中投入和发生反应，当容器内压强不再发生变化时，说明该反应达到了平衡状态。 A. 该反应达到了平衡状态，即为该反应达到最大限度，A正确； B. 该反应达到了平衡状态，的百分含量不再发生变化，B正确； C. 反应为可逆反应，、CO不会全部转化为和，C错误； D. 该反应达到平衡状态时，CO、、的浓度不一定相等，D错误； 故选AB； 【小问3详解】 反应①是气体分子数减小的反应，反应②是气体分子数不变的反应，通过加压使反应①平衡正向移动，或者加入有利于反应①进行的催化剂，可以提高选择性； 【小问4详解】 由图可知，升高温度，的选择性减小，则反应①：平衡逆向移动，可推断出< 0； 【小问5详解】 300℃时，若10 min时反应达到平衡状态，CO2的平衡转化率为40%，则消耗CO2 0.4amol，CH3OCH3的选择性为40%，则生成CH3OCH3的物质的量为=0.08amol；即平衡时生成CH3OCH3的物质的量为0.08amol；根据生成CH3OCH3的物质的量为0.08amol，消耗CO2 0.4amol，列出三段式计算： 则平衡时二氧化碳、氢气、甲醚、一氧化碳、水蒸气的物质的量分别为0.6amol、1.28amol、0.08mol、0.24amol、0.48amol，则混合气体的总物质的量为2.68amol，反应②的平衡常数=0.15； 【小问6详解】 反应①： < 0，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则不同温度下反应①的平衡常数：K(200℃) >K(300℃)。 13．（2025•四川攀枝花第三高级中学•二模）我国承诺在2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”，资源化利用具有重要意义，回答下列问题： I．和在镍基催化作用下重整模型如图所示(已知：*表示催化剂活性位点，表示活性亚甲基)。 （1）和在镍基催化作用下发生重整反应的化学方程式为_____。该反应在高温下才能自发进行，判断反应焓变_____(填“大于”“小于”或“等于”)0，判断理由是_____。 （2）已知经验公式：(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，该反应的速率常数、活化能与温度的关系如图： 该反应的活化能_____。(用含有的式子表示) Ⅱ．已知二氧化碳和氢气合成甲醇可能发生如下反应： i．　 ii．　 （3）为提高甲醇平衡产率，可采取的措施有_____(至少答两条)。 （4）若以为催化剂，其活性温度范围通常为。向装有催化剂的密闭容器按投料比为通入反应物，保持压强为，若只发生反应i，其他条件相同，不同温度下。5分钟内，测得温度与甲醇的产率关系如图，实际产率呈现先升高后降低的原因是_____。 （5）时的压强平衡常数_____。(写出计算式) 【答案】（1） ①. ②. 大于 ③. ∆S>0，高温自发，焓变大于0 （2） （3） 降低温度，增加压强反应，及时分离出产物，增大反应物浓度等 （4）最高点之前，升温速率加快且催化剂活性增强也使反应速率加快，产率增大；523K时催化剂活性最高，随后催化剂活性随温度升高而下降使化学反应速率减小导致产率降低 （5） 【解析】 【小问1详解】 分析反应物生成物如图；和在镍基催化作用下发生重整反应的化学方程式为： ；由方程式可知 ∆S>0，该反应在高温下才能自发进行，∆G=∆H-T∆S<0，故判断反应焓变大于0；判断理由是∆S>0，高温自发，焓变大于0； 【小问2详解】 根据图象并结合公式可得：y1= -x1Ea+C、 y2= -x2Ea+C，联立方程解得Ea=； 【小问3详解】 反应i为气体体积减小的放热反应，为提高甲醇平衡产率，可采取的措施有，降低温度，增加压强反应，及时分离出产物，增大反应物浓度等； 【小问4详解】 由题图可知，523 K 时甲醇的产率最大，即甲醇产率随温度升高呈现先升高后降低，且为直线下降，可能的原因是最高点之前，升温速率加快且催化剂活性增强也使反应速率加快，产率增大；523K时催化剂活性最高，随后催化剂活性随温度升高而下降使化学反应速率减小导致产率降低； 【小问5详解】 保持压强为，，设CO2物质的量为1mol，H2物质的量为3mol，时甲醇的产率为14%， 则平衡时压强为，P(CO2)=，P(H2)=，P(CH3OH)=，P(H2O)=，时的压强平衡常数==。 14．（2025•四川遂宁射洪中学•二模）甲醇是重要的化工原料之一，也可用作燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇，涉及的反应如下： 反应ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 反应ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−49.9kJ·mol—1 反应ⅲ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.6kJ·mol—1 回答下列问题： （1）在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)： ①反应ⅰ在_______(填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。 ②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式：_______。 ③m=_______(计算结果保留两位有效数字，已知1eV=1.6×10—22kJ)。 （2）将一定量的CO2(g)和H2(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ⅱ和ⅲ．相同温度下，在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH的选择性[×100%]和CO的选择性×100%随压强的变化曲线如图所示。 图中表示CO2的平衡转化率的曲线是_______(填“m”“n”或“p”)，简述判断方法：_______。 （3）有研究认为，在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T不变，向一恒容密闭容器中充入4molCO2和8molH2，在该催化剂作用下发生反应，经5min达到平衡，测得H2O(g)的物质的量为3mol，起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa，则从开始到平衡用H2分压表示的平均反应速率为_______kPa·min—1(用含a的式子表示，下同，分压=总压×物质的量分数)；反应ⅱ的压强平衡常数Kp=_______(kpa)—2(Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数)。 （4）光催化CO2制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原CO2的机理如图所示，光照时，低能价带失去电子并产生空穴(h+，具有强氧化性)。在低能价带上，H2O直接转化为O2的电极反应式为_______。 【答案】（1） ①. 较低 ②. ③. 0.95 （2） ①. n ②. 增大压强，反应ⅱ平衡正向移动，反应ⅲ平衡不移动，则CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性均增大，且CO的选择性和CH3OH的选择性之和为100% （3） ①. ②. （4）2H2O+4h+=O2↑+4H+ 【解析】 【小问1详解】 ①由图可知，反应ⅰ为放热反应，且∆S<0，反应自发进行的条件∆H-T∆S<0，则反应ⅰ在较低温度下才能自发进行； ②决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应，反应速率快慢由反应的活化能决定，活化能越大，反应速率越慢，由反应历程图中数据可知，活化能=过渡态能量-起始态能量，各个步骤中活化能分别为：0.7eV、0.8eV、0.2eV、0.2eV、0.7eV、(1.4-m)eV，其中最大的数值为[-0.1-(-0.9)]eV=0.8eV，该步骤的反应方程式为； ③反应ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H2=-49.9kJ∙mol-1，反应ⅲ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   △H3=+41.6kJ∙mol-1，根据盖斯定律：反应ⅰ=反应ⅱ-反应ⅲ，即CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H1=-49.9kJ∙mol-1-(+41.6kJ∙mol-1)=-91.5kJ∙mol-1，由图可知，1molCO(g)和2molH2的总能量与CH3OH(g)的总能量之差为91.5kJ，反应历程图中的E表示的是1个CO分子和2个H2分子的相对总能量与1个CH3OH分子的相对总能量之差为meV，相对总能量E=meV=，即m=0.95； 【小问2详解】 反应ⅱ是气体体积减小的反应，增大压强时平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，反应ⅲ是气体体积不变的反应，增大压强时平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，则增大压强时CO2的平衡转化率增大，CH3OH(g)的选择性增大，CO的选择性减小，并且CH3OH(g)的选择性和CO的选择性之和为100%，所以曲线n表示CO2的平衡转化率，曲线m表示CH3OH(g)的选择性； 【小问3详解】 恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa，起始时气体总物质的量为12mol，则平衡时气体的总物质的量为，设平衡时n(H2)=xmol，n(CO2)=ymol，n(CH3OH)=zmol，n(CO)=bmol，则x+y+z+b+3=8，由C、H、O原子守恒可得y+z+b=4，2x+4z+6=16，2y+z+b+3=8，解得x=1，y=1，z=2，b=1，p(H2)=p(CO2)= p(CO)=kPa，p(CH3OH)=kPa，p(H2O)=kPa，则从开始到平衡用H2分压表示的平均反应速率为；反应ⅱCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的压强平衡常数； 【小问4详解】 由图可知，光照时电子向高能价带移动，即高能价带发生得电子的还原反应，故高能价带相当于电解池的阴极；低能价带水失去电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O+4h+=O2↑+4H+。 15．（2025•四川雅安•二模）氨是最基本的化工原料之一，工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应原理为。回答下列问题： （1）相关化学键的键能数据： 化学键 键能 946 436.0 390.8 计算反应_______。 （2）根据工业合成氨的热化学方程式可知，_______温(填“高”或“低”，下同)有利于提高平衡转化率，_______温有利于提高反应速率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业合成氨通常采用。 （3）某合成氨速率方程为：，根据表中数据，_______。 实验 1 m n p q 2 n p 3 m n 4 m p 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为_______。(填字母) a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率 （4）在催化剂作用下，按的投料比投入，发生反应生成，平衡时混合气中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示。 ①该反应的平衡常数_______(填“<”“=”或“>”)。 ②、压强为时，的转化率为_______%(保留三位有效数字)，此时反应的压强平衡常数_______。[为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)] 【答案】（1） （2） ①. 低 ②. 高 （3） ①. ②. （4） ①. < ②. 33.3 ③. 或 【解析】 【小问1详解】 由△H=反应物的键能-生成物的键能可知，该反应△H=[946kJ/mol+(436.0kJ/mol×3)]-2×(390.8kJ/mol×3)=-90.8 kJ/mol，故答案为-90.8； 【小问2详解】 合成氨反应是放热反应，要提高平衡转化率，即要使反应平衡正向移动，应降低温度，其他条件一定时，升高温度，可以提供更高的能量，使活化分子百分数增大，反应速率加快；故答案为：低；高； 【小问3详解】 将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①q=k·mα·nβ·pγ，③10q=k·mα·nβ·(0.1p)γ，可得γ=-1，合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(NH3)，生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高正反应速率，a正确，c错误；反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b错误，故答案为：-1；a； 【小问4详解】 ①平衡常数之和温度有关，该反应为放热反应，温度越高，平衡逆向移动，平衡常数越小，所以K(a)<K(b)； ②根据，由图可知达到平衡时氨气的物质的量分数为20%， 平衡时氨气的物质的量分数为，解得x=mol，则×100%≈33.3%；由数据可知，平衡是氨气的物质的量分数为20%，而平衡时N2和H2物质的量之比为1：3，则平衡是氮气的物质的量分数为20%，氢气的物质的量分数为60%，=，故答案为：<；33.3；或。 15．（2025•四川宜宾•二模）硫酰氯是重要的化工原料，可通过和反应制备。 （1）已知：，，则的_____，该反应_____（填“高温”“低温”或“任意温度”）自发。 （2）在恒容密闭容器中，按不同投料比充入和，在催化条件下发生反应生成。温度下达平衡时，随投料比的变化如下图所示。 已知：(初始)(平衡)；本题中。 ①a点，的分压为_____。 ②温度下，_____。 ③若且时，请在图中画出在温度下随进料比变化的大致图像_____。 （3）硫酰氯对甲苯进行气相催化氯化反应机理如下图所示。催化剂表面的催化活性位点。 ①催化氯化甲苯的总反应方程式为_____。 ②过程ⅲ_____（填“吸热”或“放热”），理由是_____。 【答案】（1） ①. -67.6 ②. 低温 （2） ①. 100 ②. 0.03 ③. （3） ①. ②. 放热 ③. 中大键被破坏，结构不稳定，能量高；中恢复了大键，结构稳定，能量低 【解析】 【小问1详解】 已知：①，②，由盖斯定律可知，①-②可得的，该反应的，时反应能够自发进行，则该反应低温自发。 【小问2详解】 ①根据已知条件列出“三段式” a点，，解得x=0.75，a点，的分压为=100； ②由①中数据可知，温度下，=0.03； ③该反应是吸热反应，升高温度，平衡逆向移动，减小，若且时，在图中画出在温度下随进料比变化的大致图像为：。 【小问3详解】 ①由图可知，催化氯化甲苯的总反应为甲苯和SOCl2反应生成、SO2和HCl，反应方程式为：； ②过程ⅲ放热，理由是中大键被破坏，结构不稳定，能量高；中恢复了大键，结构稳定，能量低，反应物的总能量高于生成物。 16．（2025•四川宜宾第三中学•二模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示： （1）已知： 反应I的热化学方程式：_______。 （2）反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。 （3）研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。 （4）碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。 ①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。 （5）某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。 已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。 ①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。 ②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。 【答案】（1） （2）分液 （3） （4） ①. 增大 ②. 阴极： ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大 （5） ①. 阴 ②. c 【解析】 【小问1详解】 反应① 反应② 反应③ 按盖斯定律，反应Ⅰ=-×①-②-×③，反应Ⅰ的=---，则反应I的热化学方程式为： 。 【小问2详解】 反应I所得产物溶液在碘过量时会自发分成两层，则为互不相溶的两层液体，分离两层溶液的实验操作是分液。 【小问3详解】 反应I为，电解法实现反应I时，阳极二氧化硫失去电子被氧化转变为硫酸根，阳极的电极反应式：。 【小问4详解】 ①通过电解电渗析浓缩HI溶液，电渗析过程中，阳极碘离子失去电子被氧化转变为碘单质，则阳极液中I2的浓度会增大。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理为：阴极电极反应为 ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大。 【小问5详解】 ①采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，X电极上水提供的氢离子转变为氢气，是还原反应，则X极是阴极。 ②Y为阳极，进入b中碘离子通过阴离子交换膜进入c室，右侧双极膜在直流电场作用下可将水解离产生的H+在c室、OH-在阳极Y放电产生氧气，则电解后，c室获得较浓的氢碘酸。 17．（2025•四川资阳安岳中学•二模）是一种重要的化工原料，常用于催化剂、媒染剂和消毒剂等。 I．以为催化剂制备： 已知：① ② （1）___________。 （2）在体积不变的密闭容器中，进料浓度比分别等于1、4、7时，平衡转化率随温度变化的关系如图所示： ①曲线___________(填“a”“b”或“c”)对应的平衡曲线。 ②400℃时，按进料浓度比投料，设的初始浓度为，反应经达到平衡，在时段，反应速率___________(用含的表达式表示)。 Ⅱ．Cu(Ⅱ)在溶液中常以配合物形式存在。 （3）基态的价层电子轨道表示式为___________。 （4）水溶液中：(蓝色)(黄色) ，下列说法正确的有___________ A. 加热溶液，溶液颜色由蓝绿色变黄绿色 B. 向溶液加水稀释，溶液颜色由蓝绿色变为蓝色，增大 C. 向溶液中加入适量固体，溶液颜色由蓝色变为黄绿色 D. 已知的空间结构为平面正方形，其中的杂化轨道类型为 （5）在一定温度下，在液态有机相中存在以下氯化络合反应： ①反应的平衡常数___________。 保持温度不变，改变某浓度有机相稀溶液中的起始浓度，测得铜元素的部分微粒分布系数与平衡浓度关系如图所示。 ②A点的浓度为___________(保留两位有效数字)，此时的氯化络合转化率为___________。 【答案】（1） （2） ①. c ②. （3） （4）AC （5） ①. 4.5 ②. ③. 55% 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，，故答案为：； 【小问2详解】 ①在体积不变的密闭容器中，进料浓度比[]增大，平衡正向移动，但HCl的转化率降低，故曲线a对应m=1的平衡曲线，曲线b对应m=4的平衡曲线，曲线c对应m=7的平衡曲线，故答案为：c； ②由①可知：400℃时，按进料浓度比m=4投料，HCl转化率为76%，则，故答案为：； 【小问3详解】 基态Cu2+的价层电子轨道表示式为：，故答案为：； 【小问4详解】 说明该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，降低温度，平衡逆向移动，据此分析解答。 A．加热CuCl2溶液，平衡正向移动，溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，故A项正确； B．向CuCl2溶液加水稀释，平衡向左移动，溶液颜色由黄绿色变为蓝绿色，c([Cu(H2O)4]2+)减小，故B项错误； C．向CuSO4溶液中加入适量NaCl固体，平衡正向移动，溶液颜色由蓝色变为黄绿色，故C项正确； D．已知[CuCl4]2-的空间结构为平面正面形，Cu2+电子排布是3d9，3d中一个电子跃迁到4p轨道，从而3d空出一个空轨道，然后和4s、4p轨道形成dsp2，则Cu2+的杂化轨道类型为dsp2，故D项错误； 故答案为：AC； 【小问5详解】 ①反应1：，反应2：，反应3：，反应3由2×反应1-反应2得来，则反应3：，故答案为4.5； ②由图可知，曲线a一直下降，则a代表Cu2+的分布系数，当不足时，主要发生，当过量时，主要发生，且向转化，所以的分布系数随着的浓度的增大呈现出先增大后减小的趋势，而一直增大，所以曲线b代表，曲线c代表；A点时和分布系数几乎为0，可以忽略不计，主要含铜微粒为Cu2+、CuCl+和CuCl2，A点为曲线a（Cu2+的分布系数）与曲线b（的分布系数）的交点，故A点时c()=c()，且，则，则，故答案为：； ③由图可知，的分布系数约为0.45，所以的氯化络合转化率约为55%，故答案为：55%； / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10化学反应原理综合题 1．（2025•成都石室中学•二模）磺酰氯（）是一种重要的有机氯化剂，和反应可制备磺酰氯。回答下列问题： （1）已知：① ② ③ 则的ΔH=______kJ/mol（用含a、b、c的代数式表示）。 （2）的速率方程为，其中k为速率常数，R、C为常数，为反应的活化能（单位为kJ/mol），T为热力学温度（单位为K）。 ①在密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应，下列说法错误的是______（填序号）。 A．升高温度会导致速率常数k增大 B．及时移走产物可提高的转化率 C．混合气体中和的体积分数之比不变，反应一定达到平衡 D．加压有利于平衡正向进行 ②-Rlnk与催化剂和的关系如图所示，使用催化剂A时，反应的活化能为______kJ/mol，催化效果更好的催化剂是______（填“A”或“B”）。 （3）在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入和（保持和的物质的量之和为定值），平衡时的体积分数随的变化图象如图所示，当时，达到平衡状态的体积分数可能是A、B、C、D、E中的______点。 （4）在某一密闭容器中充入1mol和2.6mol，发生反应：，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。温度下，若使的平衡转化率达到80%，则需要将压强控制在______kPa（保留四位有效数字）。若使图中a点和c点的平衡转化率达到相等，可向______（填“a”或“c”）点所在的体系中通入稀释剂（Ar气），写出判断理由：______。 2．（2025•四川成都•二模）减少的排放、捕集并利用是我国能源、环保领域的一个重要战略方向。 Ⅰ．加氢合成甲醇 反应①： 反应②： 反应③： （1）下表为几种物质在298K的标准摩尔生成焓（由稳定态单质生成1mol化合物的焓变），则反应③的______。 物质 标准摩尔生成焓 0 （2）维持总压和投料比不变，将和混合气以一定流速通过反应器，存在上述三个反应。的转化率和甲醇的选择性随温度的变化关系如图所示。甲醇的选择性，忽略温度对催化剂活性造成的影响。 （ⅰ）为同时提高和，应控制的条件是______（填序号）。 a．高温高压 b．高温低压 c．低温低压 d．低温高压 （ⅱ）之后，随温度的增大而减小，可能的原因是______。 （ⅲ）时，的平衡分压为______Mpa。 Ⅱ．金属氢化物催化合成甲酸盐 近期科学家报道了可插入锌氢化物的键，从而制备甲酸盐。能量一反应进程图如下所示：（L为中性配体，TS表示过渡态） （3）该历程的决速步是第______步；升温会______（填“增大”或“减小”）正反应热力学倾向。 （4）红外光谱中羰基伸缩振动峰波数与碳氧间的键合强度呈正相关。由此比较和（）的大小______（填“>”或“<”）。 3．（2025•邛崃市第一中学•二模）重庆正着力打造“西部氢谷”，推动建设“成渝氢走廊”。利用甲酸(HCOOH)来制氢和储氢是氢能研究的一个方向。 （1）我国科学家发现，Rh催化单分子甲酸分解制的过程如图所示，其中带“*”的物质表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的反应方程式为______；甲酸分解制的热化学方程式可表示为　______(图1中能量单位为eV，阿伏加德罗常数用表示) （2）一定条件下，可转化为储氢物质甲酸等。已知与在固载金属催化剂上可发生以下反应： 反应ⅰ．　 反应ⅱ．　 在一定压强下，按投料，发生反应ⅰ和反应ⅱ，反应相同时间，的转化率及HCOOH选择性()随温度变化曲线如图2所示。 ①—定温度下，同时提高的平衡转化率和甲酸选择性可采取的措施有______(任写一条)。 ②若M点反应已达到平衡状态，体系中的分压为aMPa，则673K时反应ⅰ的分压平衡常数计算式______。 ③当温度高于673K，随温度升高，反应ⅰ与反应ⅱ的反应速率相比，增加更显著的是反应______(填“ⅰ”或“ⅱ”)，判断的依据是______。 （3）天津大学张兵教授团队以与辛胺［］为原料实现了甲酸和辛腈［］的高选择性合成，装置工作原理如图3所示。 ①工作时，电极上发生______(填“氧化反应”或“还原反应”)。 ②工作时，每转移2mol电子，理论上电极上有______g辛腈生成。 4．（2025•四川达州•二模）空气是人类赖以生存的重要资源，其主要成分为、及少量、等。 Ⅰ．早在18世纪末，科学家就提出“向空气要面包”。 （1）请依据下表资料数据，选择常温下更适合生产的反应______（用反应序号表示），并说明选择的理由__________。 、时反应的焓变、熵变和平衡常数 化学反应 反应①： 反应②： K Ⅱ．为有效降低空气中的含量，可采用其在固体催化剂表面加氢合成甲烷的方法，涉及的反应如下： 主反应： 副反应： （2）向甲、乙两个体积相同的容器中加入和（假设只发生主反应），甲容器在恒温恒容条件下进行，而乙容器则在绝热恒容条件下进行，两容器中压强（）随时间变化曲线如图： ①甲容器中，从开始到点，用分压变化表示的反应速率为______（用p表示）。 ②乙容器中，从开始到a点压强增大的原因是__________。 （3）时，向恒容密闭容器中充入和，初始压强为，主、副反应均达到平衡状态时，的转化率为，的选择性为，则主反应的平衡常数______（的选择性，列出计算表达式）。 Ⅲ．我国科学家研发了可同时收集、的电解池装置。 （4）采用双极膜（图中双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移），通过电解溶液制备的同时收集，该装置的工作原理如图所示。回答下列问题： ①b是电源的______极（填“正”或“负”）。 ②该装置电解的总化学反应方程式为___________。 5.（2025•四川达州渠县中学•二模）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式： 计算反应的_____。 （2）与反应生成，部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。 (i)图中的曲线是_____(填“a”或“b”)。 (ii)时，的转化率_____，_____。 (iii)时，反应的平衡常数_____。 （3）少量可提高生成选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在之间，有和无时的生成速率之比_____。 (ii)从图中找出提高了选择性的证据：_____。 (ⅲ)研究表明，参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高选择性的原因：_____。 6．（2025•四川德阳•二模）催化重整制意义重大，涉及如下反应： 反应： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： （1）_______；反应Ⅱ在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 （2）在体积相等的多个恒容密闭容器中，分别充入和，只发生反应Ⅲ，在不同的温度下，反应相同时间，测得、、的转化率与温度的关系如图所示。已知该反应的速率方程为，其中和为速率常数，只受温度影响。 ①直线代表_______。 ②b点时对应的反应速率：_______(填“>”“＜”或“=”)。 ③温度下反应达到平衡时，气体总压强为_______(填表达式，不必化简)。 （3）在密闭容器中，、时，同时发生反应Ⅰ和Ⅲ，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(已知的平衡选择性)。 ①该催化剂催化反应的最佳温度为_______。 ②体系温度降低，平衡选择性_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③的平衡转化率在之后随温度升高而增大的主要原因是_______。 7．（2025•四川乐山第一中学•二模）无机含氮化合物在工业和环境领域具有重要的应用价值 （1）已知催化氧化反应，机理如下： ⅰ： (a>0) ⅱ： (b>0) 反应过程能量变化如图： ①反应的___________(用含有a和b的代数式表示) ②反应时，与快速平衡。已知温度升高，的生成速率反而降低，表现为“负的活化能”，根据化学反应原理解释其原理是：___________。 （2）硝酸是重要的化工原料，工业生产硝酸的流程如图所示： 步骤Ⅰ：制高纯氢 所得中含有少量气体，影响后续反应催化剂活性，可利用如下反应吸收： (注：代) ①利于被吸收的反应条件有___________(填选项)。 a．降低温度 b．减小压强 c．减小浓度 d．增大浓度 步骤Ⅱ：合成氨 在保持350℃、和新型催化剂下，将与以相同的物质的量充入反应容器中进行合成氨反应 ②下列叙述中，能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填选项) a．的浓度不再变化 b．容器体积不再变化 c．和的物质的量之比不再变化 d．容器内气体的密度不再变化 e．体积分数不再变化 ③在上述条件下，平衡时容器体积变成起始的75%。该温度下，该反应的平衡常数___________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数)。 步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ：催化氧化制硝酸 ④步骤Ⅲ和步骤Ⅳ均是放热反应，放热反应生成物总能量___________反应物总能量(填“高于”、“低于”或“等于”)，步骤Ⅴ在反应前需将冷却。冷却有利于提高产率，原因是___________(写出一点即可)。 （3）肼燃料电池是一种新型的将燃料的化学能直接转化为电能的装置。写出肼燃料电池，用做电解液负极的电极反应：___________。 8．（2025•四川泸县五中•二模）乙醇水蒸气重整制氢是生物质制氢的重要方法，有关反应如下： ⅰ. （主反应） ⅱ. ⅲ. ⅳ. （1）反应ⅳ的_________。 （2）A.Akande等研究了以Ni/为催化剂的乙醇水蒸气重整反应。下列说法正确的是_________（填标号）。 A.Ni/能改变重整反应的历程，增大活化分子百分数 B.使用适宜的催化剂提高的选择性，从而提高的平衡产率 C.Ni/能降低重整反应的活化能，大幅增大反应的速率常数 （3）在2L刚性容器中，充入1mol （g）和若干（g），平衡时产生物质的量与温度、水－乙醇比（水与乙醇物质的量比）的关系如图1所示（曲线上标注的数字为物质的量/mol）。900K时，与的关系如图2所示。 ①温度一定，乙醇的转化率随水－乙醇比的增大而增大，原因是_________________。水－乙醇比＝7：1时，产生氢气的量随温度升高的变化趋势是_______________。 ②降低温度，图2中Q点不可能变为点_________（填“A”或“B”）。 ③900K，在2L刚性容器中，充入1mo (g)和7mol (g)，以Ni/为催化剂，40min达到平衡，测得，且在含碳产物中的体积分数为b%，则反应ⅱ平衡常数＝__________，0～40min用(g)表示的反应速率为_________（用含a、b的式子表示，下同），_________。 9．（2025•四川绵阳普明中学•二模）为实现“碳中和”和“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。 Ⅰ．甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为CO和)，反应方程式为。 （1）几种物质的燃烧热如下表： 物质 燃烧热() 893 283 285.8 请计算甲烷干重整反应的___________。 （2）合成气可以用于生成液体燃料甲醇， ，该反应在___________条件下能自发进行(填“高温”“低温”或“任何温度”)。将CO和按照等物质的量进行反应，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，a、b、c三点对应化学平衡常数大小关系为___________。 Ⅱ．在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。 （3）催化循环中产生的中间体微粒共___________种。 （4）催化加氢制甲醇总反应化学方程式为___________。 Ⅲ．利用甲醇一定条件下直接脱氢可制化工原料甲醛，涉及的反应如下： 反应①： 反应②： （5）将2mol 加入一刚性密闭容器中，温度对平衡状态下的选择性或收率的影响如图所示。 已知：平衡衡状态下，； ①图中表示选择性的是曲线___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②℃时的平衡转化率为___________，反应Ⅱ的平衡常数___________(，x为物质的量分数)。 10．（2025•四川绵阳•二模）甲醇水蒸气重整制氢技术具有操作方便，反应条件温和等优点，回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式： Ⅰ． Ⅱ． 计算反应Ⅲ．的______，反应Ⅱ在850K时______（填“能”或“不能”）自发进行。 （2）以作催化剂时，甲醇与水蒸气重整制氢过程中只考虑反应Ⅰ和反应Ⅲ。向密闭容器中充入等物质的量的与，反应温度对平衡时的转化率，的选择性及CO的物质的量分数的影响结果如图所示。 已知： ①平衡时的转化率随温度升高而增大，原因是______。 ②520K时，的平衡转化率为______，反应Ⅰ的平衡常数______（列出计算式，用摩尔分数代替平衡浓度计算，物质的摩尔分数：）。 （3）当温度升高时，反应的活化能越大，反应速率增加的倍数越大。据此对CO的物质的量分数在520K时出现拐点加以解释：______。 （4）研究人员认为，在Cu基催化剂上甲醇水蒸气重整反应可能经历了以下三个步骤，写出步骤b的化学方程式。 a．2；b．______；c．。 11．（2025•四川南充•二模）碳氧化物甲烷化是应对气候变化、减少温室气体排放的重要研究课题。其中，二氧化碳甲烷化涉及的反应如下： ① ② ③ 已知：以乙烷为例，其选择性定义为 回答下列问题： （1）二氧化碳与甲烷反应制合成气(CO、)的热化学方程式④为_______，反应的_______0(填“”“”或“”)，该反应在_______(填“高温”或“低温”)下可自发进行。 （2）将反应物与按体积比1：4混合进行甲烷化反应，不同压强和温度对平衡产物的影响如图1所示(左图限定温度为300℃，右图限定压强为100kPa)。纵坐标为体积分数。根据本研究课题的目的，结合图1分析，理论上可选择的压强和温度为_______(填标号)，理由是_______。 A.200℃，100kPa　　　B.200℃、1000kPa　　　C.600℃、100kPa　　　D.600℃、1000kPa （3）若，在恒温恒容反应器中进行甲烷化反应，平衡时转化率为50%，甲烷和乙烷的选择性分别为50%和20%，平衡时压强为p，则反应④的平衡常数_______(用含p的计算式表示)。 （4）已知CO也可发生甲烷化反应：⑤。或CO甲烷化的速率经验方程为，其中k为速率常数、为反应物分压。已知，为活化能，R为常数，T为热力学温度)，和CO甲烷化的速率常数与温度之间的关系如图2和图3所示。 则反应的活化能：①_______⑤(“”“”或“”)，分析依据是_______。 12．（2025•四川南充第一中学•二模）甲醚可用作气雾剂的抛射剂，也可作为制冷剂、局部麻醉药和燃料。 I．工业上利用水煤气合成甲醚： 已知： 化学键 C—H C—O H—H 键能/ 413 351 436 803 1071 （1）水煤气合成甲醚发生反应的热化学方程式： ___________，该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意条件”)下可自发进行。 （2）一定温度下，在2 L恒容密闭容器中投入和发生上述反应，当容器内压强不再发生变化时，下列说法正确的是___________(填标号)。 A. 该反应达到最大限度 B. 的百分含量不再发生变化 C. 、CO全部转化为和 D. CO、、的浓度一定相等 Ⅱ．利用催化加氢合成甲醚，主要发生的反应如下： 反应①： ； 反应②： 。 恒定压强为时，若开始投入的、分别为、，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。已知：的选择性。 （3）240℃时，若不改变反应温度，能提高平衡产率的措施有___________(任写一条)。 （4）由图可知，升高温度，的选择性减小，推断出___________(填“>”或“<”)0。 （5）300℃时，若10 min时反应达到平衡状态，此时___________mol，反应②的压强平衡常数___________。 （6）比较不同温度下反应①的平衡常数：K(200℃)___________(填“>”或“<”)K(300℃)。 13．（2025•四川攀枝花第三高级中学•二模）我国承诺在2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”，资源化利用具有重要意义，回答下列问题： I．和在镍基催化作用下重整模型如图所示(已知：*表示催化剂活性位点，表示活性亚甲基)。 （1）和在镍基催化作用下发生重整反应的化学方程式为_____。该反应在高温下才能自发进行，判断反应焓变_____(填“大于”“小于”或“等于”)0，判断理由是_____。 （2）已知经验公式：(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，该反应的速率常数、活化能与温度的关系如图： 该反应的活化能_____。(用含有的式子表示) Ⅱ．已知二氧化碳和氢气合成甲醇可能发生如下反应： i．　 ii．　 （3）为提高甲醇平衡产率，可采取的措施有_____(至少答两条)。 （4）若以为催化剂，其活性温度范围通常为。向装有催化剂的密闭容器按投料比为通入反应物，保持压强为，若只发生反应i，其他条件相同，不同温度下。5分钟内，测得温度与甲醇的产率关系如图，实际产率呈现先升高后降低的原因是_____。 （5）时的压强平衡常数_____。(写出计算式) 14．（2025•四川遂宁射洪中学•二模）甲醇是重要的化工原料之一，也可用作燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇，涉及的反应如下： 反应ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 反应ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−49.9kJ·mol—1 反应ⅲ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.6kJ·mol—1 回答下列问题： （1）在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)： ①反应ⅰ在_______(填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。 ②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式：_______。 ③m=_______(计算结果保留两位有效数字，已知1eV=1.6×10—22kJ)。 （2）将一定量的CO2(g)和H2(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ⅱ和ⅲ．相同温度下，在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH的选择性[×100%]和CO的选择性×100%随压强的变化曲线如图所示。 图中表示CO2的平衡转化率的曲线是_______(填“m”“n”或“p”)，简述判断方法：_______。 （3）有研究认为，在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T不变，向一恒容密闭容器中充入4molCO2和8molH2，在该催化剂作用下发生反应，经5min达到平衡，测得H2O(g)的物质的量为3mol，起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa，则从开始到平衡用H2分压表示的平均反应速率为_______kPa·min—1(用含a的式子表示，下同，分压=总压×物质的量分数)；反应ⅱ的压强平衡常数Kp=_______(kpa)—2(Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数)。 （4）光催化CO2制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原CO2的机理如图所示，光照时，低能价带失去电子并产生空穴(h+，具有强氧化性)。在低能价带上，H2O直接转化为O2的电极反应式为_______。 15．（2025•四川雅安•二模）氨是最基本的化工原料之一，工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应原理为。回答下列问题： （1）相关化学键的键能数据： 化学键 键能 946 436.0 390.8 计算反应_______。 （2）根据工业合成氨的热化学方程式可知，_______温(填“高”或“低”，下同)有利于提高平衡转化率，_______温有利于提高反应速率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业合成氨通常采用。 （3）某合成氨速率方程为：，根据表中数据，_______。 实验 1 m n p q 2 n p 3 m n 4 m p 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为_______。(填字母) a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率 （4）在催化剂作用下，按的投料比投入，发生反应生成，平衡时混合气中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示。 ①该反应的平衡常数_______(填“<”“=”或“>”)。 ②、压强为时，的转化率为_______%(保留三位有效数字)，此时反应的压强平衡常数_______。[为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)] 16．（2025•四川宜宾•二模）硫酰氯是重要的化工原料，可通过和反应制备。 （1）已知：，，则的_____，该反应_____（填“高温”“低温”或“任意温度”）自发。 （2）在恒容密闭容器中，按不同投料比充入和，在催化条件下发生反应生成。温度下达平衡时，随投料比的变化如下图所示。 已知：(初始)(平衡)；本题中。 ①a点，的分压为_____。 ②温度下，_____。 ③若且时，请在图中画出在温度下随进料比变化的大致图像_____。 （3）硫酰氯对甲苯进行气相催化氯化反应机理如下图所示。催化剂表面的催化活性位点。 ①催化氯化甲苯的总反应方程式为_____。 ②过程ⅲ_____（填“吸热”或“放热”），理由是_____。 17．（2025•四川宜宾第三中学•二模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示： （1）已知： 反应I的热化学方程式：_______。 （2）反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。 （3）研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。 （4）碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。 ①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。 （5）某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。 已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。 ①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。 ②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。 18．（2025•四川资阳安岳中学•二模）是一种重要的化工原料，常用于催化剂、媒染剂和消毒剂等。 I．以为催化剂制备： 已知：① ② （1）___________。 （2）在体积不变的密闭容器中，进料浓度比分别等于1、4、7时，平衡转化率随温度变化的关系如图所示： ①曲线___________(填“a”“b”或“c”)对应的平衡曲线。 ②400℃时，按进料浓度比投料，设的初始浓度为，反应经达到平衡，在时段，反应速率___________(用含的表达式表示)。 Ⅱ．Cu(Ⅱ)在溶液中常以配合物形式存在。 （3）基态的价层电子轨道表示式为___________。 （4）水溶液中：(蓝色)(黄色) ，下列说法正确的有___________ A. 加热溶液，溶液颜色由蓝绿色变黄绿色 B. 向溶液加水稀释，溶液颜色由蓝绿色变为蓝色，增大 C. 向溶液中加入适量固体，溶液颜色由蓝色变为黄绿色 D. 已知的空间结构为平面正方形，其中的杂化轨道类型为 （5）在一定温度下，在液态有机相中存在以下氯化络合反应： ①反应的平衡常数___________。 保持温度不变，改变某浓度有机相稀溶液中的起始浓度，测得铜元素的部分微粒分布系数与平衡浓度关系如图所示。 ②A点的浓度为___________(保留两位有效数字)，此时的氯化络合转化率为___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$