第七章 化学反应速率与化学平衡（综合训练）（浙江专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第七章 化学反应速率与化学平衡 考试时间：90分钟 总分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．对于碳酸钙分解反应：CaCO3(g)CaO(s)+CO2(g)，最不利于其自发进行的是( ) A．低温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．高温低压 2．关于化学反应进行的方向叙述正确的是( ) A．加入催化剂可以使反应2SO2+O22SO3在低温下由非自发变为自发，从而提高产率 B．ΔH＜0，ΔS＞0时，反应可以自发进行，例如Ba(OH)2固体与NH4Cl固体混合 C．常温下，反应4Fe(OH)2 (s)＋2H2O(l)＋O2(g)4Fe(OH)2 (s)的ΔH＜0 D．因为ΔH和都与反应的自发性有关，因此ΔH或均可单独做为判断自发性的判据 3．下列说法不正确的是( ) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝-196.6kJ·mol−1采用多层催化剂间隔催化，有利于提高反应速率、产率 B．[Cu(NH3)2]+(aq) +CO(g)＋NH3(g) [Cu(NH3)3CO]+(aq)，高压可提高CO吸收率 C．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其他条件不变，添加少量纳米CaO可以增大H2的平衡体积分数 D．基元反应mA(g)nB(g)的速率较小，则所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 4．一定温度下，在5L的恒容密闭容器中充入等物质的量的A和B，发生反应：2A(g)+B(g)C(l)。反应过程中A的物质的量随时间的变化如下表。下列说法不正确的是( ) t/min 0 5 10 15 20 25 n/mol 6 4.4 2.5 2.1 2.0 2.0 A．0~10min，用B表示的平均反应速率为：0.035mol/(L·min) B．反应过程中A的转化率始终为B的2倍 C．20min时，A的消耗速率是B的生成速率的2倍 D．若平衡后分离出部分C，此时v正>v逆 5．一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应：A(g)1/2B(g)+3/2C(g)。体系的总压强随时间t的变化如下表所示： t/min 0 100 150 250 420 540 580 900 /kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 18.58 19.06 下列说法不正确的是( ) A．100~250min，消耗A的平均速率为 B．推测a肯定为22.9 C．适当升高体系温度，改用表面积更大的催化剂可加快反应速率 D．其他条件不变，改用容积更小的刚性反应器，反应速率不变 6．在催化剂作用下，向恒容容器中按物质的量比1∶1充入甲醇和异丁烯(用R表示)，分别在T1和T2两个温度下反应生成W：CH3OH(g)+R(g)W(g) △H。异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( ) A．T1>T2，△H<0 B．维持T2不变，再向容器中充入1molW，新平衡时W的百分含量增大 C．vM正=vB正>vA逆 D．240~300min时间内，T1和T2两个温度下平均反应速率相等 7．TiO2+水解反应为TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+。常温下，一定量TiOSO4溶于水溶液中c(H+)与时间关系如图所示。下列叙述错误的是( ) A．t2min时，正反应速率大于逆反应速率 B．其他条件不变，t3min时水解反应仍在进行 C．其他条件不变，通入NH3，TiO2+平衡水解率增大 D．t2～t3min内，TiO2+水解平均速率v(TiO2+)=mol•L-1•min-1 8． (2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数(混合物中某一组分的物质的量与混合物各组分物质的量之和的比值)随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为，T1，T2温度时反应速率常数k分别为k1和k2。下列说法不正确的是( ) A．k1＞k2 B．该反应的 C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D．T2温度下，改变初始投料比例，不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 9．T1温度下，向2L的密闭容器中充入NO，在催化剂作用下发生反应：NO(g)NO2(g)+X(g) (未配平)，反应过程中部分数据如图所示，下列说法错误的是( ) A．X可能为N2O B．0～1min用X表示的反应速率为 C．温度下，测得容器内气体颜色保持不变，表明反应达到化学平衡状态 D．增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率 10．利用CO2合成甲醇也是有效利用CO2资源的重要途径。将原料气n(CO)：n(H2)=1：3充入某一恒容密闭容器中，只发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH，在不同催化剂作用下，反应min时CO2的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是( ) A．使用催化剂Ⅰ时，d点未达到平衡 B．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低 C．T4温度下的反应速率大于T3温度下的反应速率 D．若a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则此条件下反应已达到最大限度 11．(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)NO的氧化反应：2NO+O22NO2分两步进行：Ⅰ．2NON2O2；Ⅱ．N2O2+O22NO2，其能量变化示意图如下图l。恒容密闭容器中充入一定量的NO和O2，控制反应温度为T3和T4，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如下图2。下列说法不正确的是( ) A．升温，NO的平衡转化率降低 B．氧化反应的决速步骤为过程Ⅱ C．结合图2信息可知：转化相同量的NO，T4耗时更长 D．引起图2变化的可能原因：升温过程Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，对过程Ⅱ速率的影响小于温度 12．(2025·浙江省强基联盟高三联考)工业上制备BaS涉及如下反应： I.BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)    △H=+571.2kJ•mol-1 II.BaSO4(s)+4CO(g)4CO2(g)+BaS(s) △H=-118.8kJ•mol-1 将物质的量之比为1：3的BaSO4和C加入密闭容器发生反应，实验测得体系中生成物平衡物质的量分数与温度的变化关系如图所示，下列说法错误的是( ) A．温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大 B．T1℃之后，CO2平衡物质的量分数改变由C(s)+CO2(g)2CO(g)导致 C．增大起始BaSO4和C的物质的量之比，可增大C的平衡转化率 D．平衡后缩小容器容积，BaS的平衡产率降低 13．(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三返校联考)工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH1；②SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g) ΔH2 。当①、②反应体系的压强各为P1、P2时，分别改变进料比和反应温度，二者对SiHCl3产率和SiHCl3的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是( ) A．ΔH2＞ΔH1＞0 B．反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，SiHCl3产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 14．(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)已知Cl2溶于水存在以下平衡： I Cl2＋H2OHCl＋HClO K1 = 4.0×10-4 II Cl-＋Cl2Cl3- K2 = 0.20 298K时，测得Cl2在不同浓度的盐酸溶液中的溶解度(见表)和盐酸浓度与溶解Cl2及含氯微粒变化关系(见图)。下列说法不正确的是( ) 盐酸浓度() 0.200 0.500 1.000 2.000 3.000 4.000 Cl2溶解度() 0.0620 0.0630 0.0665 0.740 0.0830 0.0910 A．盐酸浓度越大，Cl2溶解度越大 B．当c(HCl) =1.000 mol·L-1时，溶液中c(Cl2)=0.0530 mol·L-1，此时c(Cl3-) < c(HClO) C．除去Cl2中的HCl气体时，为降低Cl2的溶解应使用浓NaCl溶液效果更佳 D．曲线b代表盐酸浓度与HClO浓度变化关系 15．二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol－1 在2MPa，起始投料n(CO2)：n(H2)=1：3时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是( ) A．反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0 kJ·mol－1 B．图中X表示CO C．为提高二甲醚的产率，需要研发在低温区的高效催化剂 D．温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2 16．乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为 C2H5OH(g)＋3H2O(g) =2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝+173.3kJ·mol−1 CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1 CO2(g)＋4H2O(g)= CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝-164.7kJ·mol−1 在密闭容器中，、起始时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CO、CH4、H2的体积分数随温度的变化如题图所示。下列说法正确的是( ) A．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 B．反应CO(g)＋3H2(g)= CH4(g)＋H2O(g)的ΔH＝-123.5kJ·mol−1 C．研发高效催化剂可提高H2的平衡产率 D．控制反应的最佳温度约为800℃ 二、非选择题：本题共4小题，共52分。 17．(10分)(2025·浙江省名校协作体高三联考)邻苯二甲酸酐()是一种重要的化工原料。常使用邻二甲苯与氧气合成，其中存在的相关反应如下： 主反应Ⅰ：(g)＋3H2O(g) ΔH1＝-1258kJ·mol−1 副反应Ⅰ： ΔH2＝-3223kJ·mol−1 副反应Ⅱ：(该反应未配平) ΔH3 请回答： (1)当副反应Ⅱ中邻二甲苯的化学计量数为1时，ΔH3= 。 (2)若某恒容容器中仅发生副反应Ⅱ。下列条件可以最大程度降低副反应Ⅱ中邻二甲苯的平衡转化率是___________。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)在一定温度的恒压条件下，使用V2O5和钛的化合物作为催化剂。将邻二甲苯和空气以体积比1：100投料，进入轴向管式催化床反应器，示意图如图1所示。测得进料口温度为T0，相同时间内催化床轴向温度(Tb)与催化床相对高度()之间的关系如图2所示，邻苯二甲酸酐的收率与催化床相对高度()的关系如图3所示。 ①下列说法不正确的是 。 A．催化床相对高度在一定范围内，Tb随高度增大而增加，可能因为存在强放热的副反应 B．进料口温度越高，副反应速率会越大，最终使邻苯二甲酸酐的收率减小 C．V2O5和钛的化合物通过提高邻苯二甲酸酐的平衡转化率来提高其收率 D．工业生产中，该管式催化床反应器可能常通入烃类制冷剂不断交换热量 ②其他条件不变，当进料口温度高于时，邻苯二甲酸酐的收率相比时大幅度下降。请解释其原因 。 (4)其他条件相同，维持进料口温度为，测得不同的空速(单位时间通过单位体积催化剂的反应物的质量)下邻苯二甲酸酐的收率，并绘制曲线图，如图所示。 ①下列说法正确的是 。 A．空速过小，原料气停留时间长，氧化程度可能加深，使邻苯二甲酸酐收率下降 B．空速过小，反应热无法及时移走，导致温度升高，使邻苯二甲酸酐的收率增大 C．对于含有强放热副反应的反应，选用较大且适宜的空速可以保障目标产物的收率 D．如图所示，在以上条件下选择空速左右进行工业生产较为合适 ②当空速大于时，其收率随空速增加而下降。请解释其原因 。 18．(10分)(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)利用可再生资源生产绿氢和温室气体CO2生产甲醇是碳资源高效循环利用的有效途径。 CO2加氢气制甲醇体系中，若不考虑生成烷烃和多碳醇等副反应，主要反应为： I CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1 II CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41kJ·mol−1 III CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3＝-90kJ·mol−1 (1)计算反应I的焓变 。 (2)以250℃、5Mpa、n(H2)：n(CO2)=3的平衡为基础，探讨温度，压强和原料气组成对平衡的影响，以下说法错误的是___________。 A．随着温度升高，甲醇的百分含量将降低 B．随着压强增大，甲醇的产率将增大 C．随着n(H2)：n(CO2)的增加，CO的转化率将下降 D．若在原料气里加入CO，则CO2转化率将增大 (3)若只关注反应I，氢气和甲醇的燃烧热分别为285 kJ·mol−1和726 kJ·mol−1，则绿氢生产绿甲醇的理论能量转化效率为 (保留一位小数)。 在铁基催化剂上CO2加氢制低碳烯烃主要包含以下两步反应： 第一步：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0 第二步：nCO(g)＋2nH2(g)CnH2n(g)＋nH2O(g) ΔH＜0 第二步的机理及可能的副反应如图 已知：CO2(g)的第一电离能为1330 kJ·mol−1，第一电子亲和能(基态的气态分子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量)为3665 kJ·mol−1 (4)下列说法不正确的是___________。 A．第一步反应中，在催化剂表面，CO2倾向于通过给出电子的方式进行活化 B．Fe基催化剂的反应活性位点间不宜相距太远，否则不利于碳链的增长 C．Fe基催化剂对C原子吸附能力越强，越有利提高短链烯烃的比例 D．该过程中可能产生CH3CH2CH3等副产品 (5)在其他条件恒定的情况下，适当降低原料气的流速，CO2的转化率将 (填“增大”或“减小”)，原因为 (结合反应机理中的步骤来回答)。 19．(2025·浙江省天域全国名校协作体高三联考)环氧乙烷(，简称EO)是有机合成中的常用试剂。EO常温下呈气态，易燃易爆，其爆炸极限为3~100%。近年来，常用乙烯、氧气、氮气(不参与反应)投料氧化法制备EO。部分涉及反应为： 主反应： kJ/mol 副反应： kJ/mol (1)①主反应能自发进行的条件是 。 ②已知H2O(l)=H2O(g) ΔH＝+44kJ·mol−1，则EO的燃烧热为ΔH= kJ/mol。 (2)①实际生产中，在压强为的条件下，欲提高EO的产率可采取的措施有 A．低温 B．加入CaO固体 C．选择合适的催化剂 D．适当增加氮气分压 ②向温度为T，体积为V的容器中加入投料比为2∶3∶3的乙烯、氧气、氮气。已知平衡时：，(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。 ⅰ.副反应的平衡常数 (列出算式，代入数据即可)。 ⅱ.恒容条件下，EO的产率与反应时间的关系如图1所示，请在图中画出恒压条件下，相同投料比时，EO的产率与反应时间的关系曲线 。 (3)以Ag为催化剂的反应机理如图2所示： 加入1，2-二氯乙烷会发生。一定条件下，反应经过一定时间后，EO产率及选择性与1，2-二氯乙烷浓度关系如图3所示。则随着1，2-二氯乙烷浓度增大，EO产率先增后减的原因是 。 20．(10分)(2025·浙江省宁波市镇海中学高三模拟测试)甲醇是一种可再生能源，用CO2和H2合成甲醇的过程主要有以下反应： 反应I：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.4kJ·mol−1 反应II：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.1kJ·mol−1 反应III：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 (1)反应III自发进行的条件是 。 (2)恒温恒容条件下，若仅发生反应II，反应达到平衡的标志是___________。 A．CO的分压不再发生变化 B．气体平均相对分子质量不再发生变化 C．气体密度不再发生变化 D．比值不再发生变化 (3)在5.0MPa恒定压强和催化剂作用下，以n(CO2)：n(H2)=5：16的投入量进行反应，体系到达平衡后的CO与CH3OH在含碳产物中的物质的量百分数、CO2转化率随温度的变化如图1所示。 CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是 。 (4)反应I、III的逆过程又称为甲醇水蒸气重整，是电动汽车常见的氢源。在常压、CaO催化下，CH3OH(g)和H2O(g)以体积比1：1.2混合，总物质的量为2.2mol，反应至时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化分别如图2所示，260℃时H2的物质的量随时间的变化曲线如图3所示。 ①下列说法正确的是 。 A．反应适宜温度为300℃ B．工业生产通常在高压条件下进行甲醇水蒸气重整 C．CaO催化剂具有更高催化活性，可以提高甲醇平衡转化率 D．其他条件不变，适当升高温度有利于提高H2的产率 ②通过计算在图3中画出300℃时，反应至t1时刻H2物质的量随时间变化的曲线。 。 21．(12分)(2025·浙江省宁波市高三第一次模拟)以CO2为碳源催化加氢合成甲醇，有利于降低碳的排放，实现“碳中和”。 已知：I：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.8kJ·mol−1 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2 请回答： (1)①物质的标准生成焓是指在一定温度下，由元素最稳定的单质生成纯物质时的焓变。下表是几种物质在时的标准生成焓： 物质 CO2(g) H2(g) CH3OH(g) H2O(g) 0 x 则x= 。 ②反应的自由能变化量：ΔG=ΔH-TΔS＜0，ΔG＜0时反应自发，反应Ⅱ的随温度变化如图所示。则反应Ⅱ的 0(填“>”、“<”或“=”)。 (2)将CO2和H2按物质的量之比1：3充入恒压(5MPa)容器中，在催化剂的作用下发生反应I和Ⅱ，测得CO2的平衡转化率及CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是 。 a．若温度不变，缩小容器体积，达到新平衡后CO2浓度增大 b．升高温度，反应速率和CH3OH的平衡产率一定都增大 c．使用合适的催化剂，可以提高单位时间内CH3OH的产量 d．当n(CO2)=n(H2O)时，反应达到平衡 ②275℃后，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 。 ③225℃时，反应Ⅱ的平衡常数K= (保留3位小数)。 ④其他条件相同，若将反应物充入恒压(3MPa)容器中发生反应，CH3OH的选择性随温度的变化与时变化相似，请在图中画出175~400℃之间CO2的平衡转化率随温度变化曲线 (只作定性描述)。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第七章 化学反应速率与化学平衡 考试时间：90分钟 总分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．对于碳酸钙分解反应：CaCO3(g)CaO(s)+CO2(g)，最不利于其自发进行的是( ) A．低温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．高温低压 【答案】B 【解析】碳酸钙的分解反应为吸热反应，即该反应的ΔH＞0，又该反应正反应是气体体积增大的反应，ΔS＞0，自发反应进行，应满足条件：ΔH-TΔS＜0，T越大，越有利于ΔH-TΔS＜0，高温时该反应能自发，当T较小时，压强越低越有利于实现ΔH-TΔS＜0，最不利于其自发进行的条件是低温高压，故B符合题意；故选B。 2．关于化学反应进行的方向叙述正确的是( ) A．加入催化剂可以使反应2SO2+O22SO3在低温下由非自发变为自发，从而提高产率 B．ΔH＜0，ΔS＞0时，反应可以自发进行，例如Ba(OH)2固体与NH4Cl固体混合 C．常温下，反应4Fe(OH)2 (s)＋2H2O(l)＋O2(g)4Fe(OH)2 (s)的ΔH＜0 D．因为ΔH和都与反应的自发性有关，因此ΔH或均可单独做为判断自发性的判据 【答案】C 【解析】A项，催化剂可以改变反应速率，不会影响平衡的移动，不改变物质产率，不能改变反应能否自发的事实，A错误；B项，Ba(OH)2固体与NH4Cl固体混合反应为吸热反应，反应焓变大于零，即ΔH＞0，B错误；C项，常温下氢氧化亚铁在空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明该反应为自发反应，反应为熵减的反应，自发反应须为ΔH-TΔS＜0，则该反应的ΔH＜0，C正确；D项，ΔH和ΔS都与反应的自发性有关，但可单独做为判断自发性的判据，两者结合综合判据，当ΔH-TΔS＜0时反应可自发进行，D错误；故选C。 3．下列说法不正确的是( ) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝-196.6kJ·mol−1采用多层催化剂间隔催化，有利于提高反应速率、产率 B．[Cu(NH3)2]+(aq) +CO(g)＋NH3(g) [Cu(NH3)3CO]+(aq)，高压可提高CO吸收率 C．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其他条件不变，添加少量纳米CaO可以增大H2的平衡体积分数 D．基元反应mA(g)nB(g)的速率较小，则所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 【答案】D 【解析】A项，反应采用多层催化剂间隔催化，有利于提高反应速率，合适的催化剂可减小副反应发生，有利于产率提高，故A正确；B项，反应正向气体分子数减小，高压有利于平衡正向移动，可提高CO吸收率，故B正确；C项，其他条件不变，添加少量纳米CaO，可吸收生成的二氧化碳，使平衡正向移动，可以增大H2的平衡体积分数，故C正确；D项，基元反应mA(g)nB(g)的速率较小，说明单位体积内活化分子数少，故D错误；故选D。 4．一定温度下，在5L的恒容密闭容器中充入等物质的量的A和B，发生反应：2A(g)+B(g)C(l)。反应过程中A的物质的量随时间的变化如下表。下列说法不正确的是( ) t/min 0 5 10 15 20 25 n/mol 6 4.4 2.5 2.1 2.0 2.0 A．0~10min，用B表示的平均反应速率为：0.035mol/(L·min) B．反应过程中A的转化率始终为B的2倍 C．20min时，A的消耗速率是B的生成速率的2倍 D．若平衡后分离出部分C，此时v正>v逆 【答案】D 【解析】A项，0~10min，A的平均反应速率为，由速率之比等于化学计量数之比，可得，A正确；B项，A和B的起始投入物质的量相等，A的转化量始终是B的2倍，由转换率可知，反应过程中A的转化率始终为B的2倍，B正确；C项，20min后A的物质的量不再变化，说明20min时反应达到平衡，则v(A)正=2 v(B)逆，即A的消耗速率是B的生成速率的2倍，C正确；D项，C是液体，分离C对气体的浓度无影响，平衡不移动，v正=v逆，D错误；故选D。 5．一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应：A(g)1/2B(g)+3/2C(g)。体系的总压强随时间t的变化如下表所示： t/min 0 100 150 250 420 540 580 900 /kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 18.58 19.06 下列说法不正确的是( ) A．100~250min，消耗A的平均速率为 B．推测a肯定为22.9 C．适当升高体系温度，改用表面积更大的催化剂可加快反应速率 D．其他条件不变，改用容积更小的刚性反应器，反应速率不变 【答案】B 【解析】A项，100~250min，消耗A的平均速率为 ，故A正确；B项，反应进行到900min前可能已经达到平衡，所以推测a可能小于22.9，故B错误；C项，升高体系温度、改用表面积更大的催化剂可加快反应速率，故C正确；D项，条件不变，反应速率不变，故D正确；选B。 6．在催化剂作用下，向恒容容器中按物质的量比1∶1充入甲醇和异丁烯(用R表示)，分别在T1和T2两个温度下反应生成W：CH3OH(g)+R(g)W(g) △H。异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( ) A．T1>T2，△H<0 B．维持T2不变，再向容器中充入1molW，新平衡时W的百分含量增大 C．vM正=vB正>vA逆 D．240~300min时间内，T1和T2两个温度下平均反应速率相等 【答案】C 【解析】A项，“先拐先平数值大”，T1先拐，所以T1>T2，由T2到T1，温度升高，异丁烯的转化率降低，即平衡逆向移动，逆向为吸热反应，则△H<0，A正确；B项，其他条件不变，再冲入1molW，使R的转化率提高，而W自身的转化率降低，此时W的百分含量会相应增大，B正确；C项，温度相同时，M点和B点异丁烯的转化率相同，即异丁烯的浓度相同，有vM正=vB正，但是M点对应的温度T1偏高，所以vM正>vB正，B不正确；D项，240~300min时间内，反应均达平衡状态，正逆反应速率相等，T1和T2两个温度下平均反应速率相等，D正确；故选C。 7．TiO2+水解反应为TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+。常温下，一定量TiOSO4溶于水溶液中c(H+)与时间关系如图所示。下列叙述错误的是( ) A．t2min时，正反应速率大于逆反应速率 B．其他条件不变，t3min时水解反应仍在进行 C．其他条件不变，通入NH3，TiO2+平衡水解率增大 D．t2～t3min内，TiO2+水解平均速率v(TiO2+)=mol•L-1•min-1 【答案】D 【解析】A项，电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径：，A正确；B项，t3min时，反应达到平衡状态，正、逆反应仍在进行，只是速率相等，B正确；C项，其他条件不变，通入NH3和氢离子，促进平衡正向减小，TiO2+平衡水解率增大，C正确；D项，由反应式可知，t2～t3min内，TiO2+水解平均速率v(TiO2+)=mol•L-1•min-1，D错误；故选D。 8． (2025·浙江省Z20名校联盟高三第二次联考)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数(混合物中某一组分的物质的量与混合物各组分物质的量之和的比值)随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为，T1，T2温度时反应速率常数k分别为k1和k2。下列说法不正确的是( ) A．k1＞k2 B．该反应的 C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D．T2温度下，改变初始投料比例，不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 【答案】C 【解析】由图可知，T1比T2反应速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。A项，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A项正确；B项，T1＞T2，根据图像，升高温度，反应物的摩尔分数降低，平衡正向移动，即正向为吸热反应，ΔH＞0，B项正确；C项，温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误；D项，T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项正确；故选C。 9．T1温度下，向2L的密闭容器中充入NO，在催化剂作用下发生反应：NO(g)NO2(g)+X(g) (未配平)，反应过程中部分数据如图所示，下列说法错误的是( ) A．X可能为N2O B．0～1min用X表示的反应速率为 C．温度下，测得容器内气体颜色保持不变，表明反应达到化学平衡状态 D．增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率 【答案】B 【解析】A项，若X为N2O，则3NO(g)NO2(g)+N2O(g)，N2O、NO的变化量比为1：3，与图像相符，故A正确；B项，由图像可知，NO、NOx的变化量比为3：1，根据得失电子守恒，反应方程式为3NO(g)NO2(g)+N2O(g)，X是N2O，内生成1molN2O，用N2O表示的反应速率为，故B错误；C项，T1温度下，测得容器内气体颜色保持不变，则表明各成分的浓度不再变化、反应达到化学平衡状态，故C正确；D项，反应物浓度越大、反应温度越高、反应速率越快，则增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率，故D正确；故选B。 10．利用CO2合成甲醇也是有效利用CO2资源的重要途径。将原料气n(CO)：n(H2)=1：3充入某一恒容密闭容器中，只发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH，在不同催化剂作用下，反应min时CO2的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是( ) A．使用催化剂Ⅰ时，d点未达到平衡 B．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低 C．T4温度下的反应速率大于T3温度下的反应速率 D．若a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则此条件下反应已达到最大限度 【答案】B 【解析】使用催化剂I时，CO2的转化率随温度升高先增大后减小。温度低于T4时，该反应未达平衡，温度升高，CO2的转化率随着反应速率增大而增大；温度高于T4时，可能是催化剂活性降低，也可能是平衡逆向移动，导致CO2的转化率减小，因此d点未达到平衡，A正确；c点转化率比a点低的原因可能是催化剂活性降低，也可能是平衡逆向移动，B错误；温度T4高于T3，升高温度反应速率加快，故T4温度下的反应速率大于T3温度下的反应速率，C正确；由于v(H2)正=3v(CH3OH)正，若a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则v(CH3OH)正=v(CH3OH)逆，a点处于平衡状态，反应已达到最大限度，D正确；故选B。 11．(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)NO的氧化反应：2NO+O22NO2分两步进行：Ⅰ．2NON2O2；Ⅱ．N2O2+O22NO2，其能量变化示意图如下图l。恒容密闭容器中充入一定量的NO和O2，控制反应温度为T3和T4，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如下图2。下列说法不正确的是( ) A．升温，NO的平衡转化率降低 B．氧化反应的决速步骤为过程Ⅱ C．结合图2信息可知：转化相同量的NO，T4耗时更长 D．引起图2变化的可能原因：升温过程Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，对过程Ⅱ速率的影响小于温度 【答案】D 【解析】A项，根据能量图可知过程I，ΔH<0，升温平衡逆移，平衡转化率降低，A正确；B项，活化能Ea1<Ea2，过程II为慢反应，为决速步骤，B正确；C项，结合图2信息可知：Δc(NO)相同时，T4耗时更长，C正确；D项，过程I为快反应先达到平衡，升温后逆移，N2O2浓度减小引起决速过程II速率减小，影响大于升温，D错误；故选D。 12．(2025·浙江省强基联盟高三联考)工业上制备BaS涉及如下反应： I.BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)    △H=+571.2kJ•mol-1 II.BaSO4(s)+4CO(g)4CO2(g)+BaS(s) △H=-118.8kJ•mol-1 将物质的量之比为1：3的BaSO4和C加入密闭容器发生反应，实验测得体系中生成物平衡物质的量分数与温度的变化关系如图所示，下列说法错误的是( ) A．温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大 B．T1℃之后，CO2平衡物质的量分数改变由C(s)+CO2(g)2CO(g)导致 C．增大起始BaSO4和C的物质的量之比，可增大C的平衡转化率 D．平衡后缩小容器容积，BaS的平衡产率降低 【答案】C 【解析】A项，温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大，A正确；B项，T1℃之后，BaS的物质的量分数不再改变，CO2平衡物质的量分数随温度升高而减小、CO平衡物质的量分数随温度升高而增大，改变的原因由C(s)+CO2(g)2CO(g)导致，B正确；C项，固体的物质的量不影响平衡，C错误；D项，平衡后缩小容器容积，反应Ⅰ平衡逆向移动，导致反应Ⅱ平衡逆向移动，BaS的平衡产率降低，D正确；故选C。 13．(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三返校联考)工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH1；②SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g) ΔH2 。当①、②反应体系的压强各为P1、P2时，分别改变进料比和反应温度，二者对SiHCl3产率和SiHCl3的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是( ) A．ΔH2＞ΔH1＞0 B．反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，SiHCl3产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 【答案】C 【解析】A项，由图1可知，随温度升高，SiHCl3的产率下降，ΔH1＜0，图2可知，随温度升高，SiHCl3的平衡转化率增大，ΔH2＞0，因此ΔH2＞0＞ΔH1，A错误；B项，由图1可知，反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，SiHCl3产率减小，B错误；C项，反应①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)，ΔH1＜0，ΔS1＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，反应①更适合在较低温度下进行，C正确；D项，由图2可知，1300℃与1100℃曲线很接近，工业上选择反应温度还要考虑效能与成本的关系，故选择1100℃更合适，D错误；故选C。 14．(2025·浙江省高三普通高校招生模拟选考科目模拟考试)已知Cl2溶于水存在以下平衡： I Cl2＋H2OHCl＋HClO K1 = 4.0×10-4 II Cl-＋Cl2Cl3- K2 = 0.20 298K时，测得Cl2在不同浓度的盐酸溶液中的溶解度(见表)和盐酸浓度与溶解Cl2及含氯微粒变化关系(见图)。下列说法不正确的是( ) 盐酸浓度() 0.200 0.500 1.000 2.000 3.000 4.000 Cl2溶解度() 0.0620 0.0630 0.0665 0.740 0.0830 0.0910 A．盐酸浓度越大，Cl2溶解度越大 B．当c(HCl) =1.000 mol·L-1时，溶液中c(Cl2)=0.0530 mol·L-1，此时c(Cl3-) < c(HClO) C．除去Cl2中的HCl气体时，为降低Cl2的溶解应使用浓NaCl溶液效果更佳 D．曲线b代表盐酸浓度与HClO浓度变化关系 【答案】B 【解析】A项，由表中数据可知，盐酸浓度越大，Cl2的溶解度也随之增大，故A正确；B项，当c(HCl) =1.000 mol·L-1时，Cl2溶解度0.0665 mol·L-1，溶液中c(Cl2)=0.0530 mol·L-1，，得，，得，所以c(Cl3-)＞c(HClO)，故B错误；C项，除去Cl2中的HCl气体时，可以增大氯离子浓度，平衡I逆向移动，降低Cl2的溶解，应使用浓NaCl溶液，故C正确；D项，盐酸浓度越大，平衡I逆向移动，则HClO浓度越小，即对数越小，所以变化关系可以用曲线b代表，故D正确；故选B。 15．二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol－1 在2MPa，起始投料n(CO2)：n(H2)=1：3时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是( ) A．反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0 kJ·mol－1 B．图中X表示CO C．为提高二甲醚的产率，需要研发在低温区的高效催化剂 D．温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2 【答案】C 【解析】由盖斯定律知：反应Ⅱ×2＋Ⅲ得反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝2×(－49.5 kJ·mol－1)＋(－23.5 kJ·mol－1)＝－122.5 kJ·mol－1，A错误；升高温度，反应Ⅰ正向进行，则CO的平衡体积分数应增大，故Y表示CO，B错误；由图可知，温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2大于反应Ⅱ生成的CO2，D错误。 16．乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为 C2H5OH(g)＋3H2O(g) =2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝+173.3kJ·mol−1 CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1 CO2(g)＋4H2O(g)= CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝-164.7kJ·mol−1 在密闭容器中，、起始时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CO、CH4、H2的体积分数随温度的变化如题图所示。下列说法正确的是( ) A．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 B．反应CO(g)＋3H2(g)= CH4(g)＋H2O(g)的ΔH＝-123.5kJ·mol−1 C．研发高效催化剂可提高H2的平衡产率 D．控制反应的最佳温度约为800℃ 【答案】D 【解析】A项，C2H5OH(g)＋3H2O(g) =2CO2(g)＋6H2(g)，增大，相当于减少H2O的投入，平衡逆向移动，乙醇平衡转化率减小，故A错误；B项，已知①CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1，②CO2(g)＋4H2O(g)= CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝-164.7kJ·mol−1，所以反应CO(g)＋3H2(g)= CH4(g)＋H2O(g)可为②-①，，故B错误；C项，催化剂不影响平衡的移动，故C错误；D项，由图可知，温度在约为800℃时，H2的物质的体积分数最大，而且温度继续升高变化不大，所以反应的最佳温度约为800℃，故D正确；故选D。 二、非选择题：本题共4小题，共52分。 17．(10分)(2025·浙江省名校协作体高三联考)邻苯二甲酸酐()是一种重要的化工原料。常使用邻二甲苯与氧气合成，其中存在的相关反应如下： 主反应Ⅰ：(g)＋3H2O(g) ΔH1＝-1258kJ·mol−1 副反应Ⅰ： ΔH2＝-3223kJ·mol−1 副反应Ⅱ：(该反应未配平) ΔH3 请回答： (1)当副反应Ⅱ中邻二甲苯的化学计量数为1时，ΔH3= 。 (2)若某恒容容器中仅发生副反应Ⅱ。下列条件可以最大程度降低副反应Ⅱ中邻二甲苯的平衡转化率是___________。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)在一定温度的恒压条件下，使用V2O5和钛的化合物作为催化剂。将邻二甲苯和空气以体积比1：100投料，进入轴向管式催化床反应器，示意图如图1所示。测得进料口温度为T0，相同时间内催化床轴向温度(Tb)与催化床相对高度()之间的关系如图2所示，邻苯二甲酸酐的收率与催化床相对高度()的关系如图3所示。 ①下列说法不正确的是 。 A．催化床相对高度在一定范围内，Tb随高度增大而增加，可能因为存在强放热的副反应 B．进料口温度越高，副反应速率会越大，最终使邻苯二甲酸酐的收率减小 C．V2O5和钛的化合物通过提高邻苯二甲酸酐的平衡转化率来提高其收率 D．工业生产中，该管式催化床反应器可能常通入烃类制冷剂不断交换热量 ②其他条件不变，当进料口温度高于时，邻苯二甲酸酐的收率相比时大幅度下降。请解释其原因 。 (4)其他条件相同，维持进料口温度为，测得不同的空速(单位时间通过单位体积催化剂的反应物的质量)下邻苯二甲酸酐的收率，并绘制曲线图，如图所示。 ①下列说法正确的是 。 A．空速过小，原料气停留时间长，氧化程度可能加深，使邻苯二甲酸酐收率下降 B．空速过小，反应热无法及时移走，导致温度升高，使邻苯二甲酸酐的收率增大 C．对于含有强放热副反应的反应，选用较大且适宜的空速可以保障目标产物的收率 D．如图所示，在以上条件下选择空速左右进行工业生产较为合适 ②当空速大于时，其收率随空速增加而下降。请解释其原因 。 【答案】(1)-4481kJ/mol(2分) (2)D(2分) (3)BC(2分) 温度升高，使副反应发生程度大于主反应，而副反应的反应热远超于主反应，导致体系温度会迅速升高；最终催化剂因高温失活，导致邻苯二甲酸酐的收率大幅度下降 (4)ACD(2分) 空速过大导致反应热及时移走，使温度迅速下降，导致反应速率下降，最终收率下降(或空速过大导致原料气在催化剂表面停留时间短，从而转化率下降，最终导致收率下降) (2分) 【解析】(1)根据题意可知，副反应Ⅱ中邻二甲苯的化学计量数为1时，因此副反应Ⅱ为：，由盖斯定律可知，副反应Ⅱ=主反应I+副反应I，则。 (2)副反应Ⅱ为：,，该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，邻二甲苯的平衡转化率减小，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，同样也能使邻二甲苯的平衡转化率减小，因此高温高压可以最大程度降低副反应Ⅱ中邻二甲苯的平衡转化率，故选D； (3)①A项，根据图2可知，催化床相对高度为0~1m，观察图像可知，随着高度增大，Tb快速增加，副反应I、副反应Ⅱ均为放热反应，因此温度快速升高可能是因为存在强放热的副反应，A正确；B项，高温不仅加快副反应速率，同时也加快主反应速率，无论是主反应还是副反应均为放热反应，升高温度平衡均逆向移动，焓变的大小并不能直接用来判断温度对其影响的程度，因此目标产物邻苯二甲酸酐的收率不一定减小，B错误；C项，V2O5和钛的化合物均为催化剂，催化剂不能提高邻苯二甲酸酐的平衡转化率，只能加快反应速率，C错误；D项，化学工艺是将原料转化为产品的过程，这涉及到化学原理和规律的运用，以及采用化学和物理措施来实现转化。在这个过程中，保持反应器的热稳定性至关重要，而通入烃类制冷剂不断交换热量是一种有效的方法，以确保反应能够在最佳条件下进行，从而提高生产效率和产品质量，因此工业生产中，该管式催化床反应器可能常通入烃类制冷剂不断交换热量，故D正确；故选BC；②根据题干可知，主反应产生邻苯二甲酸酐，高于630.5K时，邻苯二甲酸酐的收率相比630K时大幅度下降，可能是由于以副反应为主，邻苯二甲酸酐被消耗，也有可能是温度升高导致催化剂失活，因此当进料口温度高于630.5K时，邻苯二甲酸酐的收率相比630K时大幅度下降的原因是：温度升高，使副反应发生程度大于主反应，而副反应的反应热远超于主反应，导致体系温度会迅速升高;最终催化剂因高温失活，导致邻苯二甲酸酐的收率大幅度下降； (4)①A项，根据副反应可知，空速过小，原料气停留时间长，氧化程度可能加深，邻苯二甲酸酐被氧化，导致邻苯二甲酸酐收率下降，A正确；B项，对于主反应I可知，温度升高，平衡逆向移动，会导致邻苯二甲酸酐的收率降低，B错误；C项，对于含有强放热副反应的反应，选用较大且适宜的空速，可以保证热量散失更快，避免体系温度升高主反应I平衡逆向移动，因此可以保障目标产物的收率，C正确；D项，根据图4可知，在以上条件下，在空速为左右时，邻苯二甲酸酐的收率最大，因此选择空速为左右进行工业生产较为合适，故D正确；故选ACD；②当空速大于时，收率随空速增加而下降的原因是:空速过大导致反应热及时移走，使温度迅速下降，导致反应速率下降，最终收率下降(或空速过大导致原料气在催化剂表面停留时间短，从而转化率下降，最终导致收率下降)。 18．(10分)(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)利用可再生资源生产绿氢和温室气体CO2生产甲醇是碳资源高效循环利用的有效途径。 CO2加氢气制甲醇体系中，若不考虑生成烷烃和多碳醇等副反应，主要反应为： I CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1 II CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41kJ·mol−1 III CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3＝-90kJ·mol−1 (1)计算反应I的焓变 。 (2)以250℃、5Mpa、n(H2)：n(CO2)=3的平衡为基础，探讨温度，压强和原料气组成对平衡的影响，以下说法错误的是___________。 A．随着温度升高，甲醇的百分含量将降低 B．随着压强增大，甲醇的产率将增大 C．随着n(H2)：n(CO2)的增加，CO的转化率将下降 D．若在原料气里加入CO，则CO2转化率将增大 (3)若只关注反应I，氢气和甲醇的燃烧热分别为285 kJ·mol−1和726 kJ·mol−1，则绿氢生产绿甲醇的理论能量转化效率为 (保留一位小数)。 在铁基催化剂上CO2加氢制低碳烯烃主要包含以下两步反应： 第一步：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0 第二步：nCO(g)＋2nH2(g)CnH2n(g)＋nH2O(g) ΔH＜0 第二步的机理及可能的副反应如图 已知：CO2(g)的第一电离能为1330 kJ·mol−1，第一电子亲和能(基态的气态分子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量)为3665 kJ·mol−1 (4)下列说法不正确的是___________。 A．第一步反应中，在催化剂表面，CO2倾向于通过给出电子的方式进行活化 B．Fe基催化剂的反应活性位点间不宜相距太远，否则不利于碳链的增长 C．Fe基催化剂对C原子吸附能力越强，越有利提高短链烯烃的比例 D．该过程中可能产生CH3CH2CH3等副产品 (5)在其他条件恒定的情况下，适当降低原料气的流速，CO2的转化率将 (填“增大”或“减小”)，原因为 (结合反应机理中的步骤来回答)。 【答案】(1)-49 kJ·mol−1(1分) (2)CD(2分) (3)84.9%(2分) (4)AC(2分) (5) 增大(1分) 降低原料气的流速，反应物与催化剂的接触时间变长，CO2可以更充分转化，所以转化率增大(2分) 【解析】(1)反应I=反应II+反应III，则由盖斯定律得反应I的焓变ΔH1=ΔH1+ΔH1=41 kJ·mol−1-90 kJ·mol−1=-49 kJ·mol−1； (2)A项，随着温度升高，反应I、III平衡逆向移动，反应II平衡正向移动，甲醇的百分含量将降低，A正确；B项，随着压强增大，反应I、III平衡正向移动，有利于甲醇的生成，甲醇的产率将增大，B正确；C项，随着n(H2)：n(CO2)的增加，相当于CO2的量不变，增加氢气的量，反应III平衡正向移动，CO的转化率将升高，C错误；D项，若在原料气里加入CO，CO和H2将发生反应III，H2被消耗，导致H2浓度减小，不利于反应I、II正向进行，则CO2转化率将减小，D错误；故选CD； (3)根据反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，消耗3molH2生成1molCH3OH，且氢气和甲醇的燃烧热分别为285 kJ·mol−1和726 kJ·mol−1，则绿氢生产绿甲醇的理论能量转化效率为； (4)A项，由第一步反应式可知，反应中碳元素化合价降低被还原，则在催化剂表面，CO2倾向于通过得到电子的方式进行活化，A错误；B项，由图可知，铁基催化剂的反应活性位点间不宜相距太远，否则不利于碳碳键的形成，即不利于碳链的增长，B正确；C项，由图可知，铁基催化剂对碳原子吸附能力越强，越难形成短链烯烃，即越不利于提高短链烯烃的比例，C错误；D项，由图可知，该过程中可能产生CH3CH2R，即可能产生CH3CH2CH3等副产品，D正确；故选AC； (5)在其他条件恒定的情况下，适当降低原料气的流速，反应物与催化剂的接触时间变长，二氧化碳可以更充分转化，则CO2的转化率将增大，其原因为：降低原料气的流速，反应物与催化剂的接触时间变长，CO2可以更充分转化，所以转化率增大。 19．(2025·浙江省天域全国名校协作体高三联考)环氧乙烷(，简称EO)是有机合成中的常用试剂。EO常温下呈气态，易燃易爆，其爆炸极限为3~100%。近年来，常用乙烯、氧气、氮气(不参与反应)投料氧化法制备EO。部分涉及反应为： 主反应： kJ/mol 副反应： kJ/mol (1)①主反应能自发进行的条件是 。 ②已知H2O(l)=H2O(g) ΔH＝+44kJ·mol−1，则EO的燃烧热为ΔH= kJ/mol。 (2)①实际生产中，在压强为的条件下，欲提高EO的产率可采取的措施有 A．低温 B．加入CaO固体 C．选择合适的催化剂 D．适当增加氮气分压 ②向温度为T，体积为V的容器中加入投料比为2∶3∶3的乙烯、氧气、氮气。已知平衡时：，(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。 ⅰ.副反应的平衡常数 (列出算式，代入数据即可)。 ⅱ.恒容条件下，EO的产率与反应时间的关系如图1所示，请在图中画出恒压条件下，相同投料比时，EO的产率与反应时间的关系曲线 。 (3)以Ag为催化剂的反应机理如图2所示： 加入1，2-二氯乙烷会发生。一定条件下，反应经过一定时间后，EO产率及选择性与1，2-二氯乙烷浓度关系如图3所示。则随着1，2-二氯乙烷浓度增大，EO产率先增后减的原因是 。 【答案】(1) 低温(1分) -1306(2分) (2) C(2分) (2分) (1分) (3)加入少量1，2-二氯乙烷会消耗Ag+O-，抑制副反应III，即增加主反应选择性；1，2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂Ag转化为AgCl，使Ag不能再生，催化循环受阻，催化效果降低(2分) 【解析】(1)①主反应： ΔH =105kJ/mol是气体体积减小的放热反应，ΔH＜0、ΔS＜0，ΔH-TΔS＜0时反应能够自发进行，则该反应在低温时能够自发进行；②已知反应III H2O(l)=H2O(g) ΔH＝+44kJ·mol−1 kJ/mol，由盖斯定律可知，副反应-主反应-反应III×2可得 ，则EO的燃烧热为ΔH = -1306kJ/mol。 (2)①主反应是气体体积减小的放热反应，副反应是气体体积不变的放热反应，选择合适的催化剂加快反应速率并且提高EO的选择性可以提高EO的产率，低温虽然可以提高主反应的平衡转化率，但会降低反应速率，加入CaO固体消耗H2O(g)有利于副反应正向进行，不利于提高EO的产率，适当增加氮气分压，相当于给反应体系减小压强，不利于主反应正向进行，不利于提高EO的产率，故选C；②设起始时，乙烯、氧气、氮气分别为2mol、3mol、3mol，氮气不参与反应，设乙烯在主反应中的平衡转化量为xmol，在副反应中的平衡转化量为ymol，列出三段式： 已知平衡时：=，，则x=0.6mol，y=0.4mol，则平衡时乙烯的物质的量为1mol，氧气为1.5mol，二氧化碳为0.8mol，水为0.8mol，EO为0.6mol，副反应的平衡常数=；主反应是气体体积减小的放热反应，副反应是气体体积不变的放热反应，恒容条件下，EO的产率与反应时间的关系如图1所示，恒压条件下，相同投料比时，容器的体积增大，各物质浓度减小，反应速率减慢，平衡逆向移动，EO的平衡产率减小，则EO的产率与反应时间的关系曲线为：。 (3)随着1，2-二氯乙烷浓度增大，EO产率先增后减的原因是：加入少量1，2-二氯乙烷会消耗Ag+O-，抑制副反应III，即增加主反应选择性，1，2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂Ag转化为AgCl，使Ag不能再生，催化循环受阻，催化效果降低。 20．(10分)(2025·浙江省宁波市镇海中学高三模拟测试)甲醇是一种可再生能源，用CO2和H2合成甲醇的过程主要有以下反应： 反应I：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.4kJ·mol−1 反应II：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.1kJ·mol−1 反应III：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 (1)反应III自发进行的条件是 。 (2)恒温恒容条件下，若仅发生反应II，反应达到平衡的标志是___________。 A．CO的分压不再发生变化 B．气体平均相对分子质量不再发生变化 C．气体密度不再发生变化 D．比值不再发生变化 (3)在5.0MPa恒定压强和催化剂作用下，以n(CO2)：n(H2)=5：16的投入量进行反应，体系到达平衡后的CO与CH3OH在含碳产物中的物质的量百分数、CO2转化率随温度的变化如图1所示。 CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是 。 (4)反应I、III的逆过程又称为甲醇水蒸气重整，是电动汽车常见的氢源。在常压、CaO催化下，CH3OH(g)和H2O(g)以体积比1：1.2混合，总物质的量为2.2mol，反应至时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化分别如图2所示，260℃时H2的物质的量随时间的变化曲线如图3所示。 ①下列说法正确的是 。 A．反应适宜温度为300℃ B．工业生产通常在高压条件下进行甲醇水蒸气重整 C．CaO催化剂具有更高催化活性，可以提高甲醇平衡转化率 D．其他条件不变，适当升高温度有利于提高H2的产率 ②通过计算在图3中画出300℃时，反应至t1时刻H2物质的量随时间变化的曲线。 。 【答案】(1)低温(2分) (2)AD(2分) (3)升温后以反应II为主，该反应为吸热反应，升温正向移动，CO2的转化率增大(2分) (4) BD(2分) (2分) 【解析】(1)由盖斯定律可知，反应I-反应II=反应III，则反应III的反应热ΔH3=，即反应III为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-90.5 kJ·mol−1，ΔH＜0、ΔS＜0，据ΔG=ΔH-TΔS＜0可知，其自发进行的条件是低温； (2)A项，反应II为气体体积不变的反应，恒温恒容条件下，容器的压强恒定，当一氧化碳的物质的量不变时CO的分压不再发生变化，此时正、逆化学反应速率相等，反应达到了平衡状态，故A正确；B项，反应II为气体体积不变的反应，容器中气体总质量恒定，所以气体平均相对分子质量始终不变，当气体平均相对分子质量不再发生变化时，不一定达到平衡状态，故B错误；C项，恒温恒容条件下，容器中气体总质量恒定，气体密度始终不变，当气体密度不再发生变化时，不一定达到平衡状态，故C错误；D项，反应II：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数为K=，恒温条件下平衡时为定值，比值也为定值，不再发生变化时反应达到平衡状态，故D正确；故选AD； (3)CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是：温度升高后，以反应II为主，反应II是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，使得CO2平衡转化率升高； (4)①A项，由图象可知CH3OH的转化率在高于260℃时较高，但在300℃时，CO的选择性最高，而CO2的选择性最低，所以300℃不是反应适宜的温度，故A错误； B项，高压条件有利于加快反应速率，故B正确；C项，催化剂不能改变化学平衡状态，只能缩短达到平衡的时间，不能提高甲醇平衡转化率，故C错误；D项，反应I、III的逆过程又称为甲醇水蒸气重整，为吸热反应，其他条件不变，适当升高温度有利于提高H2的产率，故D正确；故选BD；②根据水蒸气重整反应中甲醇的转化率、一氧化碳和二氧化碳的选择性图像可知，温度从260℃升高到300℃，反应速率加快，但二氧化碳的选择性减小，使氢气的物质的量也减少了，所以曲线斜率增大，但是水平线低于200℃时，反应I中生成n(H2)=3n(CO2)=0.95×1mol×3=2.85mol，反应II中生成n(H2)=2n(CO2)=0.05×1mol×2=0.10mol，所以生成氢气的物质的量为2.85mol+0.10mol=2.95mol，则300℃时，反应至t1时刻H2物质的量随时间变化的曲线为。 21．(12分)(2025·浙江省宁波市高三第一次模拟)以CO2为碳源催化加氢合成甲醇，有利于降低碳的排放，实现“碳中和”。 已知：I：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.8kJ·mol−1 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2 请回答： (1)①物质的标准生成焓是指在一定温度下，由元素最稳定的单质生成纯物质时的焓变。下表是几种物质在时的标准生成焓： 物质 CO2(g) H2(g) CH3OH(g) H2O(g) 0 x 则x= 。 ②反应的自由能变化量：ΔG=ΔH-TΔS＜0，ΔG＜0时反应自发，反应Ⅱ的随温度变化如图所示。则反应Ⅱ的 0(填“>”、“<”或“=”)。 (2)将CO2和H2按物质的量之比1：3充入恒压(5MPa)容器中，在催化剂的作用下发生反应I和Ⅱ，测得CO2的平衡转化率及CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是 。 a．若温度不变，缩小容器体积，达到新平衡后CO2浓度增大 b．升高温度，反应速率和CH3OH的平衡产率一定都增大 c．使用合适的催化剂，可以提高单位时间内CH3OH的产量 d．当n(CO2)=n(H2O)时，反应达到平衡 ②275℃后，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 。 ③225℃时，反应Ⅱ的平衡常数K= (保留3位小数)。 ④其他条件相同，若将反应物充入恒压(3MPa)容器中发生反应，CH3OH的选择性随温度的变化与时变化相似，请在图中画出175~400℃之间CO2的平衡转化率随温度变化曲线 (只作定性描述)。 【答案】(1)-201.5(2分) >(2分) (2)AC(2分) 反应I为放热反应，升高温度平衡逆向移动；反应Ⅱ为吸热反应，升高温度平衡正向移动；275℃后，反应Ⅱ正向移动的程度比反应I逆向移动的程度大，因此CO2的平衡转化率随温度升高而增大(2分) 0.007 (2分) (2分) 【解析】(1)①根据题意可知，由单质生成CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式分别为： i) ii) iii) 根据盖斯定律可知反应I可由反应ii)+ iii)-i)得到，故，解得；②ΔG=ΔH-TΔS，根据图像可知其他条件不变时，ΔG为以温度为变量的一次函数，且该函数的斜率小于零，因此ΔS＞0； (2)①A项，温度不变，缩小容器的体积，体系中各气体的浓度均增大，反应I正向移动，达到新平衡后，CO2浓度变大，A项正确；B项，升高温度，反应速率增大，但反应I平衡逆向移动，CH3OH的平衡产率减小，B项错误；C项，使用合适的催化剂，可以加快反应速率，在相同时间内可提高CH3OH的产量，C项正确；D项，当反应达到平衡时，各物质的物质的量不再发生变化，故不能确定当n(CO2)=n(H2O)时，反应达到平衡，D项错误；故选AC；②275℃后，继续升高温度，对反应II的影响大于反应I，而反应II为吸热反应，温度升高，反应II平衡正向移动，因此CO2的平衡转化率随温度升高而增大；③由图像可知，225℃时，CO2的平衡转化率为25%，CH3OH的选择性为80%，设反应I中CO2的转化量为x mol，设反应II中CO2的转化量为y mol，根据题意列三段式有： 则， ，解得，；反应Ⅱ为等体积反应，故反应Ⅱ的平衡常数；④其他条件相同，若将反应物充入恒压(3MPa)容器中发生反应，压强较原来降低，反应II平衡不移动，反应I平衡逆向移动，因此相同温度下，CO2的平衡转化率小于5MPa时的平衡转化率，故CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为：。 23 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $$