题型04 化学反应原理（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高三化学上学期

题型04 化学反应原理 1．（2024-2025高三上·黑龙江哈尔滨·期末）乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，是合成纤维、合成橡胶基本化工原料。二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯为生产乙烯提供了新途径。一定温度下，CO2与C2H6在催化剂表面发生如下反应： I． Ⅱ． Ⅲ． Ⅳ． 已知部分共价键的键能如下表所示： 共价键 键能/ kJ∙mol-1 413 436 464 799 回答下列问题： (1)反应Ⅲ： ∆H= kJ∙mol-1，该反应的反应物和生成物中，属于sp3杂化的原子种类有 种。 (2)用惰性气体与C2H6混合作为反应气体时只发生反应I：，在923K、100kPa恒温恒压条件下，将的混合气体进行C2H6脱氢反应，平衡时C2H6的转化率为，则该反应平衡常数Kp= kPa(用含a，b的代数式表示)。 (3)在一定条件下反应达到平衡状态，当改变反应的某一条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是___________。 A．正反应速率先增大后减小 B．混合气体密度增大 C．反应物的体积百分数增大 D．化学平衡常数K值增大 (4)反应Ⅱ：是提高乙烯产率的关键，但同时发生副反应Ⅲ。 ①为提高反应Ⅱ的平衡转化率，应选择的反应条件为 。 A．低温、高压    B．高温、低压    C．低温、低压    D．高温、高压 ②基于上述反应，在催化剂表面C2H6与CO2发生脱氢制乙烯的总反应为： ，该反应温度常控制在600℃左右，其原因是 。 【答案】(1)-166 2 (2) (3)AD (4) B 600℃左右催化剂活性最大 【解析】（1）反应Ⅲ： ∆H=反应物的总键能-生成物的总键能=(2×799+436×4)kJ∙mol-1-(413×4+464×4)kJ∙mol-1=-166kJ∙mol-1，该反应的反应物和生成物中，CO2的中心C原子的价层电子对数为=2，发生sp杂化，H2分子中，H原子不发生杂化，CH4分子中，中心C原子的价层电子对数为=4，发生sp3杂化，H2O分子中，中心O原子的价层电子对数为=4，发生sp3杂化，则属于sp3杂化的原子种类有2种。 （2）923K、100kPa恒温恒压条件下，将的混合气体进行C2H6脱氢反应，设n(C2H6)=1mol，则n(Ar)=amol，平衡时C2H6的转化率为b，则平衡时：n(C2H6)=(1-b)mol，n(C2H4)=bmol，n(H2)=bmol，n(Ar)=amol，n(混合物)=(1+a+b)mol，该反应平衡常数Kp==kPa。 （3）A．正反应速率先增大后减小，说明改变条件瞬间，正反应速率增大，之后正反应速率逐渐减小，表明平衡正向移动，使正反应速率减小，A符合题意； B．反应前后气体的总质量不变，若在恒容容器中，则密度始终不变；若在恒压容器中，反应前后气体的物质的量增大，容器的体积增大，则混合气体密度减小，所以混合气体的密度增大不能说明平衡正向移动，B不符合题意； C．反应物的体积百分数增大，可能是增大反应物的量使平衡正向移动，也可能是增大生成物的量使平衡逆向移动，C不符合题意； D．化学平衡常数K值增大，表明温度升高，平衡正向移动，D符合题意； 故选AD。 （4）反应Ⅱ：是提高乙烯产率的关键，但同时发生副反应Ⅲ：。 ①反应Ⅱ是反应前后气体分子数相等的吸热反应，若想提高平衡转化率，应采取的反应条件为高温，但同时要抑制副反应Ⅲ的发生，需采取的反应条件为减压，所以需选择的反应条件为：高温、低压，故选B。 ②基于上述反应，在催化剂表面C2H6与CO2发生脱氢制乙烯的总反应为： ，该反应温度常控制在600℃左右。温度低时，反应速率慢，温度高时反应速率快，但同时要考虑催化剂的活性，温度通常调整到催化剂的最大活性，其原因是：600℃左右催化剂活性最大。 2．（2024-2025高三上·辽宁·期末）在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题： (1)利用CH4-CO2重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该过程主要发生如下反应： i．   ii．   反应i历程的能量变化如图1所示，C(ads)为吸附活性炭。在4.8MPa恒压条件下，等物质的量的CH4和CO2发生重整反应，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化如图2所示。 ①反应i历程的决速步骤反应方程式为 ，选择 条件能够提高CO2的平衡转化率。 a．高温高压        b．高温低压        c．低温高压        d．低温低压 ②表示CH4平衡转化率的曲线是 (填“A”或“B”)，判断的依据是 。 ③600℃时，反应的平衡常数Kp= MPa2。(精确到0.01，用平衡分压代替平衡浓度表示，分压总压物质的量分数。) (2)利用催化剂实现CO2制备高附加值化学品CH3OH也有利于实现碳资源的有效循环，其主要反应为：。已知：一定条件下，速率常数与活化能、温度的关系式为(R为常数，为速率常数，为活化能，为温度)。 合成甲醇的速率常数在不同催化剂(Cat1、Cat2)作用下与温度的关系如图3所示。在Cat2作用下，该反应的活化能Ea为 kJ/mol；催化效果更好的是 (填“Catl”或“Cat2”)。 【答案】(1)CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+2CO2(g) b B 相同温度下CO2的转化率高于CH4的转化率 0.16 (2)600 Cat1 【解析】（1）①由题干图1所示反应历程可知，反应i历程中第一步反应的活化能大于第二步的活化能，活化能越大反应速率越慢，故反应i的决速步骤反应方程式为：CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+2CO2(g)，反应i的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应是一个气体体积增大的吸热反应，故选择高温低压条件能够提高CO2的平衡转化率，故答案为：CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+2CO2(g)；b； ②根据题干图2可知：当CH4和CO2按物质的量之比1:1投料时，若只发生反应i则CH4和CO2在相同温度下的转化率相等，但由于反应ii能够增大CO2的转化率，即相同温度下CO2的转化率高于CH4的转化率，故表示CH4平衡转化率的曲线是B，判断的依据是相同温度下CO2的转化率高于CH4的转化率，故答案为：相同温度下CO2的转化率高于CH4的转化率；B； ③由题干图2信息可知，600℃时，CO2的转化率为30%，CH4的转化率为20%，设初始投入的CH4和CO2均为amol，则三段式分析为： 即平衡时容器中含有：0.8amolCH4、0.7amolCO2、0.5amolCO、0.3amolH2、0.1amolH2O，压强为4.8MPa，则CH4的平衡分压为：=1.6MPa，同理可知：CO2、CO、H2的平衡分压分别为：1.4MPa、1MPa和0.6MPa，则反应的平衡常数Kp===0.16MPa2，故答案为：0.16； （2）由于-2.4=-4×10-3Ea，则Ea=600kJ/mol，相同温度时，催化剂Cat1的反应活化能小于Cat2，活化能越小，催化效果越好，则催化效果更好的是Cat1，故答案为：600；Cat1。 3．（2024-2025高三上·黑龙江哈尔滨·期末）CO2加氢制甲醇(CH3OH)不仅减少了CO2排放，而且缓解了能源短缺的问题。该过程发生的主要反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (1)已知：标准摩尔生成焓是指在、由稳定态单质生成化合物时的焓变。该反应中的相关物质的标准摩尔生成焓数据已列入下表。 物质 H2(g) CO2(g) H2O(g) CH3OH(g) 0 -394 -242 -201 则∆H1= ，反应Ⅰ自发进行的条件是 。(填“高温”、“低温”或“任意温度”) (2)向密闭容器中加入CO2(g)和H2(g)，合成CH3OH(g)。已知反应Ⅰ的正反应速率可表示为，逆反应速率可表示为，其中、为速率常数。 ①上图中能够代表的曲线为 (填“L1”、“L2”、“L3”或“L4”)。 ②温度为T1时，反应Ⅰ的化学平衡常数K= 。 (3)在一定条件下，将1molCO2和2molH2通入一装有催化剂的恒容密闭容器中充分发生反应Ⅰ、Ⅱ．平衡时CH3OH和CO的选择性、CO2的转化率随温度的升高的变化曲线如图所示。 ①图中代表CO2的转化率随温度的升高变化的是曲线 (填“a”、“b”或“c”)；CO2的转化率随温度的升高呈现如图变化趋势的原因是 。 ②该体系中，573K时，反应Ⅱ的浓度平衡常数为 (保留两位有效数字)。 (4)某小组为了研究不同条件下催化剂对相同时间内CH3OH产率的影响，根据实验结果将不同温度下，不同催化剂对相同时间内CH3OH产率影响绘图如下，据图应选择的温度及催化剂为___________。 A．   B．   C．   D．   【答案】(1) -49kJ/mol 低温 (2) L1 1.6 (3) b 反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，其他条件不变时，温度升高，反应Ⅰ逆移，使CO2转化率减小，反应Ⅱ正移，使CO2转化率增大。反应Ⅱ的正移程度更大，所以CO2转化率随温度升高而增大 0.41 (4)C 【解析】（1）由表中各物质的标准摩尔生成焓，可得出如下热化学方程式： ③H2(g)+O2(g)=H2O(g)  ∆H3=-242KJ/mol ④C(s)+ O2(g)=CO2(g)    ∆H4=-394KJ/mol ⑤C(s)+ 2H2(g)+O2(g)=CH3OH(g)  ∆H5=-201KJ/mol 依据盖斯定律，将③-④+⑤得， ∆H1=∆H3-∆H4+∆H5=(-242KJ/mol)-(-394KJ/mol)+(-201KJ/mol)=-49kJ/mol。反应Ⅰ的ΔS＜0、△H＜0，则自发进行的条件是低温。 （2）①对于反应 ∆H1=-49kJ/mol，升高温度，平衡逆向移动，则＜，增大的程度更大，所以上图中能够代表的曲线为L1。 ②从图中可以看出，温度为T1时，=0.8a、=0.5a，反应Ⅰ的化学平衡常数K===1.6。 （3）①在反应体系时，CH3OH和CO的选择性之和为1，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，CH3OH的选择性减小，CO的选择性增大，则a曲线表示CH3OH的选择性，c曲线表示CO的选择性(80%+20%=1)，所以图中代表CO2的转化率随温度的升高变化的是曲线为b；CO2的转化率随温度的升高呈现如图变化趋势(增大)，表明反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅰ逆向进行的程度，所以原因是：反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，其他条件不变时，温度升高，反应Ⅰ逆移，使CO2转化率减小，反应Ⅱ正移，使CO2转化率增大。反应Ⅱ的正移程度更大，所以CO2转化率随温度升高而增大。 ②在一定条件下，将1molCO2和2molH2通入一装有催化剂的恒容密闭容器中充分发生反应Ⅰ、Ⅱ．CO2的转化率为60%，则参加反应CO2的物质的量为1mol×60%=0.6mol，CH3OH的选择性为80%、CO的选择性为20%，则生成CH3OH的物质的量为0.6mol×80%=0.48mol，生成CO的物质的量为0.6mol×20%=0.12mol，平衡时，CO2的物质的量为1mol-0.6mol=0.4mol，H2的物质的量为2mol-0.48mol×3-0.12mol=0.44mol，H2O的物质的量为0.6mol。该体系中，573K时，设容器的体积为VL，反应Ⅱ的浓度平衡常数为=≈0.41。 （4）从图中可以看出，220℃、作催化剂时，CH3OH的产率最大，所以据图应选择的温度及催化剂为220℃、，故选C。 4．（2024-2025高三上·辽宁·期末）天然气中含有剧毒的，一种利用处理制取和的反应如下： Ⅰ．     Ⅱ．     Ⅲ．     回答下列问题： (1) ； （用、表示）。 (2)向恒容密闭容器中充入 、 发生上述反应Ⅰ和Ⅱ，测得不同温度下，和的平衡转化率、的选择性如图所示。[]。 ①表示 。 ②时，反应达到平衡状态，此时容器内压强为。则内用浓度变化表示的反应速率 ；的选择性为 （用最简分数表示）；时用平衡分压代替平衡浓度，反应Ⅱ的平衡常数 （忽略单位；分压=总压×物质的量分数）。 ③起始反应物的物质的量相同，若将恒温恒容密闭容器换成恒温恒压密闭容器，的平衡转化率将 （填“增大”或“减小”）。 (3)含硫矿石在自然界广泛存在。黄铁矿（）晶胞结构如图所示，1mol晶胞中含有 ，晶胞中距离最近的形成的空间结构为 。 【答案】(1) (2) 的平衡转化率 0.0176 28 增大 (3) 4 正八面体 【解析】（1）根据盖斯定律可得，；根据多重平衡叠加原则，； （2）①向的恒容密闭容器中充入和发生反应Ⅰ和Ⅱ，反应Ⅰ中和按2：1反应，故的转化率始终大于转化率的2倍，根据图像趋势及、坐标可知：表示的平衡转化率、表示的平衡转化率、表示的选择性。答案：的平衡转化率； ②根据时的已知条件列出三段式： 时，的平衡转化率为40%，则，的平衡转化率为88%， 则，， 则内； 的选择性为； 平衡时、、、、，气体总物质的量为，总压强为，则各物质分压为、、，反应Ⅱ的压强平衡常数。 ③反应Ⅰ、Ⅱ的正反应均是气体物质的量增大的反应，起始反应物的物质的量相同，若将恒温恒容密闭容器换成恒温恒压密闭容器，相当于原平衡体系减压，平衡正移，的平衡转化率增大； （3）根据的晶胞结构示意图，位于棱心和体心，位于顶点和面心，根据均摊法计算可知，晶胞中含有； 晶胞中距离体心最近的面心上的形成正八面体结构。 5．（2023-2024高三上·吉林长春·期末）回答下列问题： (1)的资源化利用可以有效实现“碳达峰”和“碳中和”。二氧化碳甲烷化，其主要反应为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，，时，平衡转化率和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。 ①反应   。 ②低于580℃，随温度升高，平衡转化率下降的原因是 。 (2)在一定温度下，一定条件可转化为：  。 ①下列有关该反应的说法正确的是 。 A．升高温度，平衡左移，逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒容下达到平衡后，再通入氦气，反应速率不变 D．平衡时，若改变体积增大压强，则平衡常数K变大 ②在催化剂上，和反应合成。在有催化剂和无催化剂条件下，与足量的混合反应，相同时间内，的转化率随温度的变化如图，温度高于，的转化率基本相等，可能的原因是 。 ③一种用磷化硼纳米颗粒催化和合成的反应历程如图(部分物质未画出，吸附在催化剂表面的物质用*标注) 该反应得到的副产物除外，还有 (填化学式)，该副产物含量相对较少的原因是 。 (3)一种电化学法将转化为乙烯的原理如图所示。 以铅蓄电池为电源，每生成乙烯，理论上铅蓄电池负极消耗的的物质的量为 。 【答案】(1)-247.1 随着温度升高，反应I逆向移动的程度大于反应Ⅱ正向移动的程度 (2) BC 温度过高，使得H2将催化剂的有效成分ZrO2、ZnO还原，使催化剂成分改变，失去活性 CH2O 生成CH2O的活化能相比于其它副产物更大，生成CH2O的反应速率较慢 (3)3mol 【解析】（1）①反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=−164.7kJ⋅mol−1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=41.2kJ⋅mol−1 根据盖斯定律：相当于反应Ⅰ－2×反应Ⅱ，所以ΔH=ΔH1-2ΔH2=−164.7-(2×41.2)=-247.1kJ⋅mol−1； ②反应Ⅰ的ΔH1小于0，所以随温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，使得CO2平衡转化率减小；反应Ⅱ的ΔH2>0，所以随温度升高，反应Ⅱ平衡正向移动，使得CO2平衡转化率增大；减小程度大于增大程度，故使得CO2平衡转化率下降； （2）①A．此反应△H＜0，升高温度，平衡左移，逆反应速率加快，正反应速率也加快，同时逆反应速率增幅超过正反应，因此A项错误； B．由反应的系数可得，反应体系中v逆(H2)=3v正(CH3OH)，说明反应达到平衡状态，因此B项正确； C．恒温恒容的反应容器中，反应达到平衡后，再通入氦气，不会改变容器中参与反应物质的浓度，因此反应速率不变，因此C项正确； D．对于化学反应，只要温度不变，则平衡常数K不变，因此D项错误； 答案选BC； ②温度高于T0，CO2的转化率基本相等，说明此时催化剂已经失去活性，失去催化能力，导致催化剂失活的可能原因是温度过高，使得H2将催化剂的有效成分ZrO2、ZnO还原，使催化剂成分改变，失去活性； ③从图中的各类生成物的化学式可得，该反应得到的副产物除CO外，还有CH2O。在反应体系中同时进行多个反应，对比得到生成CH2O的活化能相比于其它副产物更大，所以生成CH2O的反应速率较慢，使生成的CH2O的含量相对较小； （3）电解池的阴极是得到电子的电极，由图从反应物CO2通过电解得到生成物C2H4的过程可知此处为阴极，根据化合价变化与电解质溶液中使用质子交换膜，因此可在方程式中使用氢离子，可配平与书写电极反应式，阴极的电极反应式为：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；由电极反应式可知，每生成0.5mol乙烯，电路中转移电子6mol，铅酸电池的负极每消耗1mol铅单质能够提供2mol电子，所以理论上铅蓄电池负极消耗的Pb的物质的量为3mol。 6．（2024-2025高三上·吉林·期末）元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在，为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题： (1)在溶液中加入过量NaOH溶液，溶液由蓝紫色变为绿色，写出相应的离子方程式： 。 (2)和在溶液中可相互转化：(反应A)。室温下，初始浓度为1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液中随c(H+)的变化如图所示(整个过程中溶液体积保持不变)。 ①由图可知，溶液pH减小，的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出反应A的平衡常数为 。 ②升高温度，溶液中的平衡转化率减小；则反应A的△H (填“>”或“<”)0. ③向酸性Na2CrO4溶液中加水，有同学认为溶液中所有离子的浓度都减小，你是否同意并说明理由 。 ④向酸性Na2Cr2O7溶液(橙色)中加入少量氢氧化钠固体(忽略溶液体积的变化)，振荡后立即观察到溶液变为黄色，该结果不足以证明H+浓度的减小使得反应A的平衡逆向移动，理由是 。 (3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-，利用Ag+与生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时，溶液中为 mol·L-1.(已知Ag2CrO4、AgCl的分别为2.0×10-12和2.0×10-10) (4)向酸性Na2Cr2O7溶液中加入乙醇(乙醇被氧化为乙酸)，溶液变为蓝紫色，反应的离子方程式为 。 【答案】(1) (2) 增大 1.0×1014 < 不同意，溶液中存在水的电离平衡，，加水稀释使得变小而不变(只与温度有关)，所以增大 氢氧化钠固体的溶解和中和反应都会放热，温度升高会促进转化反应A平衡逆向移动 (3) (4) 【解析】（1）在Cr2(SO4)3溶液中加入过量NaOH溶液，溶液由蓝紫色变为绿色，说明生成了(绿色)，则相应的离子方程式：；故答案为：。 （2）①由图可知，溶液pH减小，氢离子浓度增大，则平衡向生成的方向移动，则的平衡转化率增大，根据A点数据，此时，c() = 0.25mol·L-1，则此时浓度改变了为0.5mol·L-1，则c() = 0.5mol·L-1，则此时反应A的平衡常数为K=；故答案为：增大，1.0×1014。 ②升高温度，溶液中的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热反应方向移动即逆向是吸热反应，则正向是放热反应即反应A的ΔH＜0；故答案为：＜。 ③向酸性Na2CrO4溶液中加水，氢离子的浓度减小，根据Kw = c(H+)·c(OH-)不变，则氢氧根浓度增大；故答案为：不同意，溶液中存在水的电离平衡，Kw = c(H+)·c(OH-)，加水稀释使得c(H+)变小而Kw不变(Kw只与温度有关)，所以c(OH-)增大。 ④向酸性溶液Na2Cr2O7(橙色)中加入少量氢氧化钠固体(忽略溶液体积的变化)，振荡后立即观察到溶液变为黄色，该结果不足以证明H+浓度的减小使得反应A的平衡逆向移动，理由是：氢氧化钠固体溶解后与氢离子反应，放出热量，由于该可逆反应是放热反应，因此平衡逆向移动，浓度增大，颜色变为黄色；故答案为：氢氧化钠固体的溶解和中和反应都会放热，温度升高会促进转化反应A平衡逆向移动。 （3）在化学分析中采用K2CO3为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-，利用Ag+与生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时，此时溶液中的银离子浓度，则溶液中；故答案为：5.0×10-3。 （4）向酸性Na2Cr2O7溶液中加入乙醇(乙醇被氧化为乙酸)，溶液变为蓝紫色，说明生成了Cr3+，则反应的离子方程式为；故答案为。 7．（2024-2025高三上·吉林松原·期末）二氯亚砜是重要的液态化工原料。按要求回答下列问题： (1)合成前先制备。有关转化关系为： 则的 。 (2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ．；Ⅱ．。 ①反应Ⅱ的(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数 (结果保留1位小数)。保持T和不变，增大平衡转化率的措施有 (任举一例)。 ③改变T，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在 (填d或e或f或g)处。 (3)我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是 ；正极的电极反应式为 。 【答案】(1) (2)放热 32.4 移走或加入 d (3) 催化作用 【解析】（1）由盖斯定律可知，的焓变为，则的； （2）①由图可知反应Ⅱ的与成正比，则温度升高即减小随之lgK减小，那么K值减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应； ②由图可知，=2.0时，平衡体系物质的量分数x(SCl2)=x(SO2Cl2)=0.13，由于为非可逆反应，故O2应完全转化，即平衡体系中不存在O2，则x(SOCl2)=1－x(SCl2)－x(SO2Cl2)=0.74，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，则平衡常数可用物质的量分数代替计算，反应Ⅱ的平衡常数；保持和不变，减小生成物浓度或加入其他反应物均能使平衡正移，增大平衡转化率的措施有移走或加入SO2Cl2； ③反应Ⅱ为放热反应，改变，使反应Ⅱ的平衡常数，其平衡常数减小，则为升高温度，反应Ⅱ逆向移动，使得含量减小、增加，则图中等于的新交点将会提前，出现在d处； （3）由图可知，在反应中被消耗又生成，作用是催化作用；放电时，正极上得到电子发生还原转化为S、SO2，正极电极反应为：。 8．（2024-2025高三上·辽宁沈阳·期末）石油开采的天然气含有毒气体。综合利用天然气和制氢原理既实现了“碳中和”又实现了无害化处理。和重整制氢的主要反应如下： 反应I：  kJ·mol-1 反应Ⅱ：  kJ·mol-1 反应Ⅲ：  kJ·mol-1 请回答下列问题： (1)中心原子的价层电子对数为 。 (2)反应Ⅳ：   kJ·mol-1。 (3)关于以上反应过程，下列说法中正确的是______。 A．当体系中混合气体的平均相对分子质量不再改变，则平衡建立 B．上述三个反应的反应物的总键能低于生成物的总键能 C．可以探索更好的催化剂，来提高的平衡产率 D．密闭体系中，反应Ⅰ在900~1000℃自发性很好，则该反应 (4)保持反应器进料口总压为100kPa，分别以8kPa、24kPa（He作辅气）与25kPa、75kPa进料。平衡转化率与温度的关系如图，含有He的曲线为 ，理由是 。 (5)假设在10L的恒温刚性容器中，通入0.3mol和0.15mol发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为，和的转化率与时间的关系如图，0~5min内的生成速率为 1mol·L-1·min-1。 (6)在一定条件下，可以发生干气重整反应  kJ·mol-1，现将和同时通入体系中与发生反应。得到在不同温度下的平衡转化率和平衡产率的曲线。观察曲线试分析在900∼1000℃温度区间里，和共同参与反应时，转化率最低，但平衡产率却最高的原因 。 【答案】(1)4 (2)+11 (3)AD (4) M 总压一定，充入氦气，反应物分压减小，相当于给体系减压，反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，平衡转化率增大 (5) (6)在900~1000℃和发生重整反应占主导，且进行程度大，所以氢气平衡产率最高 【解析】（1）中心原子的价层电子对数为； （2）根据盖斯定律，反应Ⅳ=(反应Ⅱ+反应Ⅲ)-反应I，则得到； （3）A．三个反应正向均是气体体积增加的反应，当体系中混合气体的平均相对分子质量不再改变，则平衡建立，A正确； B．上述三个反应均为吸热反应，反应物的总键能高于生成物的总键能，B错误； C．催化剂不影响平衡移动，不能提高产率，C错误； D．，可自发，密闭体系中，反应Ⅰ在900~1000℃自发性很好，则该反应，D正确； 故选AD； （4）保持反应器进料口总压为100kPa，即平衡在恒温恒压下进行，当加入稀有气体，相当于容器减压，则平衡向气体分子数增大的方向移动，反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，根据反应方程可知此时平衡向正反应方向移动，得到的平衡转化率增大，故含有He的曲线为M； （5）根据三个反应和氢原子守恒可知：，由图可知内，，，则，故内的化学反应速率为：； （6）在900∼1000℃温度区间里，和共同参与反应时，转化率最低，说明和发生重整反应占主导，但平衡产率却最高说明和共同参与反应进行程度大，所以氢气平衡产率最高。 9．（2023-2024高三上·辽宁·期末）对CH4和CO2的高效利用不仅能缓解大气变暖，对日益枯竭的石油资源也有一定的补充作用。 (1)CH4临氧耦合CO2重整的反应体系中主要发生反应： 反应Ⅰ：2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)  =-71.4kJ/mol 反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)  =+247.0kJ/mol 写出表示CO燃烧热的热化学方程式 。 (2)在两个体积均为1L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质。在相同温度下进行反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) (不发生其他反应)，CO2的平衡转化率如下表所示。 容器 起始物质的量/mol CO2的平衡转化率 CH4 CO2 CO H2 X 0.1 0.1 0 0 40% Y 0.1 0.1 0.2 0.2 ___________ 下列说法正确的是___________(填序号)。 A．因为ΔS>0，所以该反应在任意温度下均能自发进行 B．容器内各物质的浓度满足时，反应达到平衡状态 C．X、Y两容器内的平衡常数关系为 D．断裂0.5molH-H同时断裂1molC-H，反应达到平衡状态 (3)CO2还可以通过催化加氢合成乙醇：6H2(g)+2CO2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH<0。设m为起始时的投料比，即m=。通过实验得到下列图像： ①若图1中m相同，则温度从低到高排序为 。 ②图2中m1、m2、m3从小到大的顺序为 。 ③当m=3时，保持温度不变，向一个2L的恒容密闭容器中充入1.8molH2，10s后反应达平衡，H2的物质的量为1.2mol，用H2O(g)表示的平均反应速率为 mol/(L·min)，CO2的平衡转化率为 %(结果保留1位小数)。 (4)实验测得反应Ⅲ：2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)的速率方程为， (、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。若T1°C下反应达到平衡时，则T1°C时该反应的平衡常数= ，已知升高温度后增大的程度大于增大的程度，则该反应的 0(填“>”或“<”)。 【答案】(1)CO(g)+O2(g)CO2(g)  =-282.7kJ/mol (2)D (3) T1<T<T3 m3<m2<m1 0.9 33.3 (4) 1.2 > 【分析】结合题中信息可知反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 、，可知反应在高温条件下自发进行。同一反应化学平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变。反应达到平衡时，升高温度，平衡向吸热方向进行。反应6H2(g)+2CO2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ，<0，升高温度，平衡逆向进行，反应物转化率降低。对于两种反应物的反应，增加一种物质的投料，会使另一种物质的转化率提高。 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应I -反应II得到表示燃烧热的热化学方程式：CO(g)+O2(g)⇌CO2(g) =－282.7 kJ/mol； （2）A．反应Ⅱ =+247.0kJ/mol反应中，，该反应在高温条件下自发进行，A说法错误； B．由于平衡常数未知，所以浓度满足上式不一定处于平衡状态，B项错误； C．X、Y两容器内所处温度相同，发生同一个反应，故平衡常数关系为，C说法错误； D．当断裂0.5molH-H必然生成1molC-H，同时断裂1molC-H，说明反应达到平衡状态，D说法正确； 故答案为D； （3）①升高温度，平衡向吸热方向进行。该反应放热，所以温度越高反应物转化率越低，所以T1<T2<T3； ②对于两种反应物的反应，增加一种反应物的投料，会使另一种物质的转化率提高，所以m3<m2<m1； ③当时，，，根据题中信息列三段式： ，， ，故答案为：  T1<T<T3；m3<m2<m1；0.9；33.3； （4）当时，，。若，；升高温度后增大的程度大于增大的程度，说明反应正向进行，正反应为吸热反应，故答案为：1.2；>。 10．（2023-2024高三上·辽宁朝阳·期末）既是化工原料，但也是空气污染物。回答下列问题： (1)已知反应：  ；   ； 则反应的 。 (2)与在高温下发生反应：  。在610K时，将与充入2.5L的空钢瓶中，经过10min反应达到平衡，平衡时的物质的量分数为0.125，用的浓度变化表示的反应速率 。的平衡转化率 %。 (3)利用的热分解反应可生产：。现将通入某恒压(压强)密闭容器中，在不同温度下测得的平衡转化率如图所示。 已知：对于气相反应，用某组分(B)的平衡分压()代替物质的量浓度()也可表示平衡常数()。(的物质的量分数，为平衡时气体总压强)。 温度升高时，混合气体的平均摩尔质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。温度为℃时。该反应的平衡常数 MPa(用含a的代数式表示)。 (4)据预测，到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。在催化活性炭(AC)表面的迁移，对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用，其机理如图所示，其中ad表示物种被吸附的状态。 ①、、的键角从小到大排列顺序为 。 ②下列有关叙述错误的是 (填字母)。 A．图中阴影部分表示分子的吸附与解离 B．AC表面的温度不同，的去除率不同 C．在AC表面作用生成的产物有、、S、、等 D．图中反应过程中只有链的断裂。没有键的形成 【答案】(1)+27.8 (2) 50 (3)减小 (4) D 【解析】（1）已知：①  ；②  ；由盖斯定律可知， (②-①)可得 =+27.8。 （2）根据已知条件列出“三段式” 平衡时的物质的量分数为=0.125，x=0.05mol，用的浓度变化表示的反应速率=，的平衡转化率=50%。 （3）由图可知，升高温度，H2S的平衡转化率增大，平衡正向移动，气体总物质的量不变，但气体总物质的量增大，混合气体的平均摩尔质量减小，根据已知条件列出“三段式” 该反应的平衡常数=。 （4）①中心原子杂化方式为sp3，中心原子杂化方式为sp，中心原子杂化方式为sp2，则、、的键角从小到大排列顺序为； ②A．图中阴影部分H2S(g)→H2S(ad)为H2S在催化剂表面的吸附，H2S(ad)→2H(ad)+S(ad)表示H2S的离解，A正确； B．温度高时气态硫会反应生成H2S等，温度低时会变成固态的硫，B正确； C．观察图示可知H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等，C正确； D.图中阴影部分出现H(ad)、S(ad)，有H-S键的断裂，部分S(g)与H2(g)生成H2S(g)，存在H-S键的形成，D错误；故选D。 11．（2023-2024高三上·黑龙江哈尔滨·期末）和COS是合成农药的原料。回答下列问题： (1)COS的电子式为 。 (2)在一定条件下，COS被双氧水氧化成的化学方程式为 。 (3)已知：（a）； （b）； （c） 。 (4)一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生反应： 。 下列情况表明反应一定达到平衡状态的是__________（填代号）。 A．气体密度不随时间变化 B．体积分数不随时间变化 C．气体压强不随时间变化 D．消耗速率等于生成速率 (5)工业上，常用除去，发生（4）中反应。一定温度下，向2L恒容反应器中充入和，测得物质的量与时间关系如图所示。 ①曲线M代表的物质是 （填化学式）。 ②在8min后，为了提高去除率，宜采用的措施有 （填字母）。 a.将生成的及时分离    b.增大浓度 c.加入催化剂        d.升高温度 ③该温度下，上述反应的平衡常数K为 。 (6)除去的尾气可以用溶液吸收。发生反应： 的平衡常数K为 。 已知：常温下，的、依次为、，。 【答案】(1) (2) (3) (4)BC (5)H2S a、b 100 (6)9×1016 【分析】COS与CO2互为等电子体，结构和物理性质相似；反应前后恒定的物理量不能用于判断反应是否达到平衡状态，而反应前后变化的物理量才能判断反应是否达到平衡状态。 【解析】（1） COS和CO2是等电子体，参考CO2电子式可知COS的电子式为： （2）COS被双氧水氧化成H2SO4，S化合价升高8，一个双氧水两个O化合价共下降2，反应物中COS与双氧水化学计量数比为1：4，该反应的化学方程式为：； （3）根据盖斯定律，反应a-反应b=反应c，则； （4）A．反应前后气体的总质量保持不变，且容器体积不变，密度始终保持不变，无法判断是否处于平衡状态，故A错误； B．随着反应的进行，CS2的体积分数不断变化，当CS2的体积分数不变时，说明反应达到平衡状态， B正确； C．反应前后气体总物质的量不同，当气体压强不随时间变化时，气体总物质的量不变，说明反应达到平衡状态，C正确； D．反应未达到平衡状态时，也满足CS2消耗速率等于CH4生成速率，D错误； 故选BC； （5）①发生（4）中反应，由图中信息可知，物质的量由1mol减少止不变的为CS2，由4mol减少止不变的为H2，甲烷和硫化氢物质的量之比为1：2，产物M的量更多，M为H2S； ②a．将生成的CH4(g)及时分离 ，能提高CS2去除率，a正确； b．增大H2浓度，能提高CS2去除率，b正确； c．加入催化剂，影响反应速率，但不影响CS2转化率，c错误； d．该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高CS2转化率，d错误； 故选a、b； ③设反应过程中CS2浓度变化为x mol/L，则： 平衡时H2浓度和甲烷相等，2-4x=x，则有：x=0.4，该温度下，上述反应的平衡常数，故答案为100； （6）H2除去CS2的尾气可以用CuSO4溶液吸收。发生反应的平衡常数：，故答案为9×1016。 12．（2023-2024高三上·辽宁大连·期末）元素锑被广泛用于制造半导体和二极管，在电子工业中有重要地位。回答下列问题： (1)我国当前主流的炼锑工艺为鼓风炉挥发-反射炉熔炼法，其原理为利用硫化锑矿(Sb2S3)在高温挥发氧化转化成Sb2O3，再经还原熔炼，制得粗锑。 以下为有关反应的热化学方程式： 反应1： 反应2： 反应3： ①碳燃烧热的热化学方程式为 。 ②反应1、2和3的∆G随温度的变化关系如下图所示。工业还原熔炼粗锑的温度一般为1423K~1473K，结合图像从热力学角度分析，宜选用 (填“C”或者“CO”)作还原剂，理由是 。 (2)某企业对粗铜精炼阳极泥中锑元素进行回收。 ①向脱铜阳极泥中加入硫酸和氯化钠进行浸出，使Sb2O3转化为较稳定的，反应的离子方程式为 。 ②经硫酸和氯化钠浸出后的Sb(Ⅲ)在一定条件下可发生水解反应进而沉淀出锑，为了寻求最佳沉锑条件，分别对水解时间、浸出液稀释倍数、温度等因素进行探究，结果如图所示。水解沉锑的最佳条件为 。 (3)水溶液中的Sb(III)易被氧化成Sb(V)，Sb(V)主要以：Sb(OH)5、的形式存在。在298K条件下，方解石(主要成分CaCO3在天然水体中会逐渐溶解并释放Ca2+，与水体中的形成(Ca[Sb(OH)6]2难溶物，进一步聚集生长而固定在方解石表面。体系中pH与lg c关系如下图所示，c为Sb(OH)5、、Ca2+、CO的浓度，单位为mol/L。已知天然水体表面CO2的分压保持恒定。 ①图中A线代表的粒子为 。 ②Sb(OH)5的电离方程式可以写成其电离平衡常数为 。 【答案】(1) C 在1423K~1473K区间内，用C作还原剂时，更小，热力学趋势更大 (2) 30min、、25℃ (3) Ca2+ 【解析】（1）根据盖斯定律，碳的燃烧热的，，碳燃烧热的热化学方程式为；工业还原熔炼粗锑的温度一般为1423K~1473K，用C作还原剂，原因是在1423K~1473K区间内，用C作还原剂时，更小，热力学趋势更大； （2）向脱铜阳极泥中加入硫酸和氯化钠进行浸出，使Sb2O3转化为较稳定的SbCl4，反应的离子方程式为；根据水解时间、浸出液稀释倍数、温度等因素对沉锑率的影响图示，水解沉锑的最佳条件为，30min、、25℃； （3）由图可知，随着增大，图中A线代表的减小，则c减小，随着增大，有利于Ca2+与形成(Ca[Sb(OH)6]2难溶物，故Ca2+浓度减小，图中A线代表Ca2+；由图可知，曲线B、C随着的增大呈现增大趋势，已知天然水体表面CO2的分压保持恒定，随着Ca2+与形成(Ca[Sb(OH)6]2难溶物，CO释放出来，浓度增大，曲线B代表的粒子为，曲线C代表的粒子为；根据代表的曲线C与代表Sb(OH)5的曲线相交点的坐标，当时，，则，，而保持不变，则，Sb(OH)5的电离方程式可以写成，其电离平衡常数为。 13．（2023-2024高三上·辽宁葫芦岛·期末）研究下列有关反应，有利于我国2060年前实现“碳中和”。 已知，反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     回答下列问题： (1)反应Ⅲ的 。 (2)向体积可变的密闭容器中充入的混合气，仅发生反应Ⅱ。 ①既能加快反应速率，又能提高和平衡转化率的措施是 。 ②下列有关该反应的说法正确的是 。 A．该反应属于高温自发反应 B．若混合气体的密度保持不变，则表明反应达到平衡状态 C．反应过程中，的转化率始终等于的转化率 D．升高温度，该反应的平衡常数增大 (3)向恒容装置中充入和，仅发生反应Ⅰ.分别使用甲、乙两种不同的催化剂时，测得不同温度下的转化率如图所示。 ①图中两种催化剂，催化效果较好的是 (填写“甲”或“乙”)，其中的a、b、c、d、f五点，一定不是化学平衡的点是 。 ②试解释使用甲催化剂时，转化率降低的原因 。 (4)向一恒温恒容的密闭装置中，充入和，在某催化剂的作用下，和同时发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时，测得的转化率及的选择性均为80%[甲烷选择性]。 则平衡时， ，该温度下，反应Ⅲ也处于平衡状态，则反应Ⅲ的平衡常数 。 【答案】(1) (2) 增大压强（或压缩体积） BC (3) 甲 ac 温度升高，催化剂甲得活性降低 (4) 0.2mol 6 【解析】（1）由盖斯定律得，反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ，故 （2）①由于反应Ⅱ为放热反应，且为分子数减小得反应，①既能加快反应速率，又能提高和平衡转化率，即使平衡正向移动的措施是增大压强（或压缩体积）； ②A.由于该反应，分子数减小，故，由自发进行，则该反应属于低温自发反应，A错误； B.由于该容器为体积可变得容器，故密度为可变量，若混合气体的密度保持不变，则表明反应达到平衡状态，B正确； C.在反应反应Ⅱ中，与的化学计量数之比为1∶4，充入，过程中，的转化率始终等于的转化率，C正确； D.反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，该反应的平衡常数减小，D错误； 故选BC； （3）①由图可知，催化剂甲在较低温度下（）CO2有较大的转化率，故催化剂甲的催化效果较好；由图知，在a点，对催化剂甲来说，二氧化碳转化率未达到最大值，故不是化学平衡的点，在c点，对催化剂乙来说，二氧化碳转化率未达到最大值， 故a、b、c、d、f五点，一定不是化学平衡的点是为ac； ②由图知，在使用催化剂甲时，二氧化碳的转化率降低，原因可能为升高温度，导致催化剂甲失去了活性； （4）容器内只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，二氧化碳的产率指两个反应消耗的二氧化碳的量与反应前二氧化碳的量的比值，甲烷的选择性指生成的甲烷的量与消耗的二氧化碳的量的比值，故平衡时；由甲烷的选择性为80%知，，，由O原子守恒得：，由H原子守恒得：，则反应Ⅲ的平衡常数。 14．（2023-2024高三上·辽宁沈阳·期末）当今世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。其中用为原料合成甲醇 过程主要涉及以下反应： 反应I： 反应II： 反应III： (1)根据盖斯定律，反应III的 。 (2)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了与在催化剂表面生成和的部分反应历程，如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。 反应历程中反应速率最快一步的能垒(活化能)的Ex0= eV。并写出该历程的化学方程式 。 (3)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___________(填字母)。 A．加入反应1的催化剂，可以降低反应的活化能及反应热 B．及时分离出，可以使得反应I的正反应增大 C．增大的浓度，有利于提高的平衡转化率 D．升高温度，反应正向移动，反应III逆向移动 (4)减压，甲醇产率将 (填“升高“不变“降低”或“无法确定)：若原料二氧化碳中掺混一氧化碳，随一氧化碳含量的增加，甲醇产率将 (填“升高不变"降低"或“无法确定”)。 (5)加入新催化剂使和在密闭容器中只发生反应I、II、CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的物质的量分数)与温度的变化趋势如图所示。 ①由图计算，时达到平衡时，的体积分数是 (保留两位有效数字)。 ②时，若反应后体系的总压为反应I的Kp= (列出计算式)。(为压强平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表式中用体分压代替浓度，气体的分压等于总压乘以物质的量分数。) 【答案】(1)-45.1 (2) 0.61 (3)C (4) 降低 升高 (5) 68% 【解析】（1）根据盖斯定律，由(Ⅰ-Ⅱ)得反应III，则反应III的 (-49-41.2) =-45.1； （2）反应历程中反应速率最快一步的能垒即活化能最小的一步，可知最小的活化能为1.69eV-1.08 eV=0.61 eV；此时对应的化学方程式为； （3）A．加入反应Ⅰ的催化剂，可以降低反应的活化能但不能改变反应的反应热，选项A错误； B．及时分离出CH3OH，反应物浓度降低，最终反应Ⅰ的反应速率降低，选项B错误； C．增大H2的浓度，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均正向移动，有利于提高CO2的平衡转化率，选项C正确； D．反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，反应Ⅲ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，选项D错误；故选C； （4）反应Ⅰ、Ⅲ均为气体体积缩小的反应，减压，平衡均逆向移动，甲醇产率将降低；若原料二氧化碳中掺混一氧化碳，随一氧化碳含量的增加，反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅰ、Ⅲ正向移动，甲醇产率将升高； （5）根据图中信息可知，553K时，平衡的转化率为20%，则平衡时的物质的量为，甲醇的选择率为60%，即CH3OH的物质的量为0.2mol×60%=0.12 mol，则CO的物质的量为0.2mol×40%=0.08 mol，利用三段式可得： ， 则的体积分数为；若反应后体系的总压为p，则反应Ⅰ中CO2、H2、CH3OH 、的分压分别为、、、，故。 15．（2023-2024高三上·辽宁·期末）丙烯是重要的化工原料，可用于生产丙醇、卤代烃和塑料。 (1)工业上用丙烯加成法制各1，2-二氯丙烷，主要副产物为3-氯丙烯。反应原理为： Ⅰ. Ⅱ. 则 。 (2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的和，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应Ⅰ，一段时间后测得的产率与温度的关系如下图所示。 ①下列说法错误的是 (填代号) A．使用催化剂A的最佳温度约为250℃ B．相同条件下，改变压强不影响的产率 C．两种催化剂均能降低反应的活化能，但不变 D．P点可能为对应温度下的平衡产率 ②在催化剂A作用下，温度低于200℃时，的产率随温度升高变化不大，主要原因是 。 (3)在不同温度下达到平衡，在总压强分别为和时，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。 ①a、d代表 (填“丙烷”或“丙烯”)，该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。 ②起始时充入一定量丙烷，在恒压条件下发生反应，Q点对应温度下丙烷的转化率为 。(保留1位小数)，该温度下反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的反应：，过程中还生成等副产物。的转化率和的产率随温度变化关系如图所示。从图可知，能提高选择性的措施是 。() 【答案】(1)-32 (2) BD 温度较低，催化剂的活性较低，对化学反应速率影响小 (3) 丙烷 吸热 33.3% (4)选择相对较低的温度 【解析】（1）① ， ② 根据盖斯定律定律①-②得：，，答案为：-32kJ/mol； （2）①A．由图示可知使用催化剂A时产率最高时，温度约为250℃，所以使用催化剂A的最佳温度约为250℃，故A正确； B．反应Ⅰ是一个气体分子数减少的反应，改变压强可以使该反应的化学平衡发生移动，故的产率会随着压强的改变而改变，B错误； C．催化剂能降低反应的活化能，但不影响ΔH，故C正确； D．250℃以后，的产率降低，可能是温度升高降低了催化剂的活性，导致达平衡时间增大，该点可能还未达平衡，所以P点可能不是对应温度的平衡产率，D错误； 故选BD； ②在催化剂A作用下，温度低于200℃ 时，的产率随温度升高变化不大，主要原因是温度较低、催化剂的活性较低，对化学反应速率影响小，故答案为：温度较低、催化剂的活性较低，对化学反应速率影响小； （3）①该反应为分解反应，则该反应为吸热反应；此反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，丙烷的物质的量分数增加，丙烯的物质的量分数减小，由图知，a、d曲线平衡时物质的量分数随温度升高而降低，所以a、d曲线代表丙烷； ②图像中可知丙烷在Q点物质的量分数为50%，设丙烷物质的量为1mol，消耗物质的量为x列出三段式可得， ，根据Q点数据可知，解得= ，Q点对应温度下丙烷的转化率为； Q点C3H8的物质的量分数为50%，C3H6和H2的物质的量分数为25%，； （4）图中C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是温度升高，反应速率增大（或温度升高，催化剂的活性增大）；选择相对较低的温度(或选择更合适的催化剂)能提高选择性。 16．（2023-2024高三上·黑龙江·期末）在万众瞩目之下，杭州亚运会的“数字火炬手”与最后一棒火炬手齐心协力点燃了象征亚洲大团结的亚运主火炬，也点燃了中国能源多样化战略的新灯塔。这座主火炬塔历史性地采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了零排放的循环使用。 I．二氧化碳加氢制甲醇 “零碳”甲醇是利用焦炉气副产物和工业尾气中的合成，涉及以下反应： ①　 ②　 ③　 (1)依据盖斯定律，可计算得出 (2)一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是___________(填字母)。 A．升高温度 B．充入，使体系压强增大 C．再充入 D．将从体系中分离出去 (3)从焦炉气中提取氢气，需净化原料气，尤其要脱除其中的含硫杂质。除了从环保角度考虑外，其主要目的是 。 (4)，在甲(容积为)、乙(容积为)两刚性容器中分别充入和，在适宜的催化剂作用下发生反应③，容器内总压强随时间变化如图所示： ①其中B曲线对应 容器中压强的变化情况(填“甲”或“乙”)； ②利用图中数据计算该反应的分压平衡常数 (结果用分数表示)。 II．甲醇水蒸气重整制取 (5)甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应： ④　 ⑤　 下图体现了上述反应能量变化，则决定总反应(SR)：的反应速率快慢的是反应 (填“④”或“⑤”)。 (6)在研究甲醇水蒸气重整(制氢反应历程时发现，副反应甲醇分解(：也是吸热反应。甲醇水蒸气重整反应体系中，甲醇平衡转化率和的选择性随温度的变化如图所示： ①升高温度平衡转化率增大的原因是 。 ②从图三知主反应的适宜温度在 左右。 【答案】(1)-49.3 (2)C (3)防止催化剂中毒 (4) 甲 (5)④ (6) 由于主、副反应都是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，故转化率增大 240℃∼250℃ 【解析】（1）根据盖斯定律反应①+②可得反应③，所以； （2）A．反应③正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，减小，故A错误； B．充入，使体系压强增大，反应物浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，不变，故B错误； C．再充入，H2浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，增大，故C正确； D．将从体系中分离出去，平衡正向移动，增大，但反应速率减慢，故D错误； 故选C； （3）脱除其中的含硫杂质，是为了防止含硫杂质与催化剂结合使得催化剂失活，所以其目的是防止催化剂中毒； （4）①甲、乙两刚性容器中分别充入相同量的和，曲线B的总压强始终小于曲线A，所以代表曲线B代表的容器应该是体积较大的容器甲； ②根据图中的A曲线可知，反应前容器的总压强为4MPa，达到平衡后总压强为2.8MPa，根据同温同压下气体的压强与物质的量成正比，则有可列三段式如下： 则有，，则； （5）在能垒图中，最高点通常代表着决速步，因为决速步具有最高的活化能，所以根据图可知决定总反应反应速率快慢的是反应④； （6）①升高温度平衡转化率增大的原因是由于主、副反应都是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，故转化率增大； ②从图可知240℃∼250℃时甲醇的转化率接近100%，且此时副反应的选择性较低，故主反应的适宜温度在240℃∼250℃均可。 17．（2023-2024高三上·黑龙江哈尔滨·期末）我国煤炭资源丰富。以煤炭为原料可生产甲醇、二甲醚、丙烯等重要化工产品。 (1)煤的气化：    ，反应能自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任意温度)。 (2)制备甲醇：用CO合成甲醇()的化学方程式为      。 ①在一定条件下将2mol CO和6mol 充入2L的密闭容器中发生该反应，5min后测得，则此段时间的反应速率(用表示)为 。 ②该投料时，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图。下列说法错误的是 。 A．平均摩尔质量：M(a)>M(b)>M(d)>M(c)       B．正反应速率：v(b)>v(d) C．温度：                        D．平衡常数：K(a)<K(b)=K(d)<K(c) ③若容器容积不变，可以使CO转化率增大的措施是 。(任写两种) (3)制备丙烯：气化产生的CO、转化为二甲醚后，再转化为丙烯。主要反应为： Ⅰ． Ⅱ． 一定温度下，在体积为VL的密闭容器中投入2mol 发生反应，初始总压为，平衡时测定、的物质的量分数与温度(T)的关系如图。 则温度为时，容器内总压强为 ，此时反应Ⅱ的分压平衡常数 。(分压p=气体总压×物质的量分数) (4)制备乙醛：在K、kPa下，等物质的量的CO与混合气体发生如下反应： ，反应速率，、分别为正、逆向反应速率常数，p为气体的分压。分压平衡常数，则CO的转化率为20%时， 。 【答案】(1)高温 (2) 0.24 CD 增加氢气投料、移走产物甲醇、降温等 (3) 1 (4) 【解析】（1）“反应Ⅰ”是熵增的吸热反应，根据ΔG=ΔH－TΔS＜0可自发可知能自发进行的条件是高温； （2）①在一定条件下将2mol CO和6mol 充入2L的密闭容器中发生该反应，5min后测得，则此段时间反应的CO为2mol-0.4mol/L×2L=1.2mol，反应速率(用表示)为； ②A．CO的平衡转化率a>b>d>c，反应为气体分子数减小的反应，随着反应进行，总的物质的量减小，气体的总质量不变，则平均摩尔质量：M(a)>M(b)>M(d)>M(c)，正确；       B．bd温度相同，b点压强较大，则反应速率较快，故正反应速率：v(b)>v(d)，正确； C．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO转化率减小，结合图可知，温度：，错误；            D．平衡常数只受温度影响，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，结合C分析可知，平衡常数：K(a)>K(b)=K(d)>K(c)，错误； 故选CD； ③若容器容积不变，增加氢气投料、移走产物甲醇、降温等，都可以促进反应正向进行，可以使CO转化率增大； （3）由图可知，平衡时、含量相等，设平衡时两者均为amol，由三段式可知： 则平衡时总的物质的量为(2+2a)mol，由图可知，，a=0.2mol，则温度为时，容器内总压强为，此时、、、的物质的量分别为0.2mol、1mol、0.2mol、1mol，反应Ⅱ的分压平衡常数； （4）反应平衡时，，则，，假设等物质的量的CO与投料为amol，CO的转化率为20%，反应CO为0.2amol，则： 总的物质的量为1.8amol，则CO与含量均为、含量为，则。 18．（2023-2024高三上·辽宁·期末）甲烷是最简单的烃，可用来作为燃料，也是一种重要的化工原料。 (1) A． B． C． D． 上述热化学方程式中的反应热能正确表示甲烷燃烧热的是 。 (2)以甲烷为原料通过以下反应可以合成甲醇： 现将和充入密闭容器中，在不同温度和压强下进行上述反应。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示： ①时升高温度， (填“增大”、“减小”或“不变”)； (填“>”、“<”或“=”)； ②E、F、N点对应的化学反应速率由大到小的顺序为 (用表示)； ③下列能提高平衡转化率的措施是 (填序号)； a．选择高效催化剂    b．增大投料比    c．及时分离产物 ④若点，，总压强为，则时点用分压强代替浓度表示的平衡常数 。 【答案】(1)B (2) 减小 > v(N)>v(F)>v(E) c 2MPa-1 【解析】（1）甲烷燃烧热是指1mol甲烷完全燃烧生成CO2气体和液态水所放出的热量，所以燃烧热化学方程式为B：； （2）①正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则P1时升高温度，n(CH3OH)减小，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的物质的量增大，则P1＞P2； ②升高温度、增大压强，反应速率增大，因P1＞P2，则v(F)＞v(E)，升高温度，反应速率增大，则v(N)＞v(F)，故有v(N)>v(F)>v(E)； ③提高CH4平衡转化率，可使平衡正向移动，可增大压强、降低温度、增大氧气的浓度或及时分离出产物； a．选择高效催化剂不能提高反应物的转化率，a不选； b．增大投料比会降低CH4的转化率，b不选； c．及时分离产物，能使平衡正向移动，能提高CH4平衡转化率，故c符合题意； 故答案为：c； ④根据数据列三段式： 此时总压强为2.5 MPa,则P(CH4)=×2.5 MPa=1MPa，P(O2)=0.5MPa，P(CH3OH)=1MPa，则Kp==2MPa-1。 19．（2023-2024高三上·辽宁沈阳·期末）请根据要求回答问题： (1)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途，如图所示是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程示意图。每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。根据下图写出生成1mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式： 。 (2)几种物质的摩尔燃烧焓见下表(298K，101kPa)： 化学式 -393.5 -285.8 -283.0 -890.3 已知：298K、101kPa时， ；煤的燃烧焓可用石墨的燃烧焓粗略估算。煤的气化反应为 。 (3)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如下图所示，其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为 。 (4)如图所示装置可回收利用工业废气中的和。装置工作时，溶液中质子的移动方向是 (填“甲→乙”或“乙→甲”)，乙室中电极反应式为 。 【答案】(1)H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l)  ΔH=-31.2kJ•mol-1 (2)+131.3kJ/mol (3) 增大 (4) 甲→乙 【解析】（1）根据题意得，则生成1molHCOOH(l)的反应的热化学方程式为：； （2）根据摩尔燃烧焓和题意可分别写出以下热化学方程式： 由①−②−③−④式可得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ，则由盖斯定律得 -- ； （3）混合动力车上坡或加速时，镍氢电池放电，乙电极作为正极，NiOOH在碱性环境下被还原为Ni(OH)2，其电极反应式为：，即产生OH−，碱性增强，则乙电极周围溶液的pH增大； （4）装置为电解池，甲室中被氧化为，则甲室电极作阳极，乙室电极作阴极，溶液中质子从阳极移向阴极，即溶液中质子的移动方向是甲→乙；乙室电极上CO2被还原为HCOOH，其电极反应式为：。 20．（2023-2024高三上·辽宁锦州·期末）环境保护是当今社会的热门问题，而氮的氧化物是大气污染的主要物质，研究氮的氧化物的反应对于减少大气污染有重要意义。回答下列问题： I．汽车尾气中的NO对人体健康有严重危害，一种新技术用还原NO的反应原理为：  。该反应的能量变化过程如图： (1) (用图中字母a、b、c、d表示)。该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下有利于自发进行。 Ⅱ．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使CO和NO两种尾气反应生成，可有效降低汽车尾气污染。 已知反应：  。在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示： (2)据图分析可知， (填“>”、“<”或“=”)；反应平衡后，改变以下条件能使速率和两种污染气体转化率都增大的是 (填标号)。 a．压缩容器体积    b．升高温度    c．恒压充入氦气    d．加入催化剂 (3)反应在D点达到平衡后，若此时降低温度，同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D点会向A~G点中的 点方向移动。 (4)E点的压强平衡常数 (保留两位有效数字；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×该组分物质的量分数)。 (5)某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1：1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示： ①250℃脱氮率较好的催化剂是 (填“Cat-1”或“Cat-2”)。 ②催化剂Cat-2条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是 。 【答案】(1) a+b-c-d或a+b-(c+d) 低温 (2) ＞ a (3)G (4)0.089 (5) Cat-1 超过450℃，催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内脱氮率下降 【解析】（1）提取图中数据，依据盖斯定律，反应物的总键能-生成物的总键能=(a+b)kJ/mol-(c+d)kJ/mol；由于该反应是放热反应，所以该反应在低温下能自发进行； （2）①  ，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO体积分数变大，故T1＞T2； ②能使速率和两种污染气体转化率都增大,即既加快反应速率，平衡又向正向移动； a．项压缩容器体积，相当于增大压强，反应速率加快，平衡向气体分子数减少的方向进行，即正向进行，a项正确； b．项升高温度，反应向吸热方向进行，转化率降低，b项不选； c．项恒压充入氦气，体积变大，浓度变小，反应速率减慢，c项不选； d．项加入催化剂，加快反应速率，但不影响平衡移动，转化率不变，d项不选； 故选a； （3）该反应是一个气体体积减小的放热反应，相同压强下降低温度，向正反应方向移动，一氧化氮体积分数减小，相同温度下增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化氮体积分数减小，降低温度的同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D点会向G点移动，故答案为：G； （4）E点时NO的体积分数为25%，根据已知在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，列三段式： 恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比，NO体积分数等于物质的量分数，故，平衡时n(NO)=4mol、n(CO)=6mol、n(N2)=2mol、n(CO2)=4mol；物质的量分数分别为25%、37.5%、12.5%、25%，故； （5）由图可知，250℃时，Cat-1平衡脱氮率较高； 温度过高，催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内脱氮率会下降。 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型04 化学反应原理 1．（2024-2025高三上·黑龙江哈尔滨·期末）乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，是合成纤维、合成橡胶基本化工原料。二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯为生产乙烯提供了新途径。一定温度下，CO2与C2H6在催化剂表面发生如下反应： I． Ⅱ． Ⅲ． Ⅳ． 已知部分共价键的键能如下表所示： 共价键 键能/ kJ∙mol-1 413 436 464 799 回答下列问题： (1)反应Ⅲ： ∆H= kJ∙mol-1，该反应的反应物和生成物中，属于sp3杂化的原子种类有 种。 (2)用惰性气体与C2H6混合作为反应气体时只发生反应I：，在923K、100kPa恒温恒压条件下，将的混合气体进行C2H6脱氢反应，平衡时C2H6的转化率为，则该反应平衡常数Kp= kPa(用含a，b的代数式表示)。 (3)在一定条件下反应达到平衡状态，当改变反应的某一条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是___________。 A．正反应速率先增大后减小 B．混合气体密度增大 C．反应物的体积百分数增大 D．化学平衡常数K值增大 (4)反应Ⅱ：是提高乙烯产率的关键，但同时发生副反应Ⅲ。 ①为提高反应Ⅱ的平衡转化率，应选择的反应条件为 。 A．低温、高压    B．高温、低压    C．低温、低压    D．高温、高压 ②基于上述反应，在催化剂表面C2H6与CO2发生脱氢制乙烯的总反应为： ，该反应温度常控制在600℃左右，其原因是 。 2．（2024-2025高三上·辽宁·期末）在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题： (1)利用CH4-CO2重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该过程主要发生如下反应： i．   ii．   反应i历程的能量变化如图1所示，C(ads)为吸附活性炭。在4.8MPa恒压条件下，等物质的量的CH4和CO2发生重整反应，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化如图2所示。 ①反应i历程的决速步骤反应方程式为 ，选择 条件能够提高CO2的平衡转化率。 a．高温高压        b．高温低压        c．低温高压        d．低温低压 ②表示CH4平衡转化率的曲线是 (填“A”或“B”)，判断的依据是 。 ③600℃时，反应的平衡常数Kp= MPa2。(精确到0.01，用平衡分压代替平衡浓度表示，分压总压物质的量分数。) (2)利用催化剂实现CO2制备高附加值化学品CH3OH也有利于实现碳资源的有效循环，其主要反应为：。已知：一定条件下，速率常数与活化能、温度的关系式为(R为常数，为速率常数，为活化能，为温度)。 合成甲醇的速率常数在不同催化剂(Cat1、Cat2)作用下与温度的关系如图3所示。在Cat2作用下，该反应的活化能Ea为 kJ/mol；催化效果更好的是 (填“Catl”或“Cat2”)。 3．（2024-2025高三上·黑龙江哈尔滨·期末）CO2加氢制甲醇(CH3OH)不仅减少了CO2排放，而且缓解了能源短缺的问题。该过程发生的主要反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (1)已知：标准摩尔生成焓是指在、由稳定态单质生成化合物时的焓变。该反应中的相关物质的标准摩尔生成焓数据已列入下表。 物质 H2(g) CO2(g) H2O(g) CH3OH(g) 0 -394 -242 -201 则∆H1= ，反应Ⅰ自发进行的条件是 。(填“高温”、“低温”或“任意温度”) (2)向密闭容器中加入CO2(g)和H2(g)，合成CH3OH(g)。已知反应Ⅰ的正反应速率可表示为，逆反应速率可表示为，其中、为速率常数。 ①上图中能够代表的曲线为 (填“L1”、“L2”、“L3”或“L4”)。 ②温度为T1时，反应Ⅰ的化学平衡常数K= 。 (3)在一定条件下，将1molCO2和2molH2通入一装有催化剂的恒容密闭容器中充分发生反应Ⅰ、Ⅱ．平衡时CH3OH和CO的选择性、CO2的转化率随温度的升高的变化曲线如图所示。 ①图中代表CO2的转化率随温度的升高变化的是曲线 (填“a”、“b”或“c”)；CO2的转化率随温度的升高呈现如图变化趋势的原因是 。 ②该体系中，573K时，反应Ⅱ的浓度平衡常数为 (保留两位有效数字)。 (4)某小组为了研究不同条件下催化剂对相同时间内CH3OH产率的影响，根据实验结果将不同温度下，不同催化剂对相同时间内CH3OH产率影响绘图如下，据图应选择的温度及催化剂为___________。 A．   B．   C．   D．   4．（2024-2025高三上·辽宁·期末）天然气中含有剧毒的，一种利用处理制取和的反应如下： Ⅰ．     Ⅱ．     Ⅲ．     回答下列问题： (1) ； （用、表示）。 (2)向恒容密闭容器中充入 、 发生上述反应Ⅰ和Ⅱ，测得不同温度下，和的平衡转化率、的选择性如图所示。[]。 ①表示 。 ②时，反应达到平衡状态，此时容器内压强为。则内用浓度变化表示的反应速率 ；的选择性为 （用最简分数表示）；时用平衡分压代替平衡浓度，反应Ⅱ的平衡常数 （忽略单位；分压=总压×物质的量分数）。 ③起始反应物的物质的量相同，若将恒温恒容密闭容器换成恒温恒压密闭容器，的平衡转化率将 （填“增大”或“减小”）。 (3)含硫矿石在自然界广泛存在。黄铁矿（）晶胞结构如图所示，1mol晶胞中含有 ，晶胞中距离最近的形成的空间结构为 。 5．（2023-2024高三上·吉林长春·期末）回答下列问题： (1)的资源化利用可以有效实现“碳达峰”和“碳中和”。二氧化碳甲烷化，其主要反应为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，，时，平衡转化率和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。 ①反应   。 ②低于580℃，随温度升高，平衡转化率下降的原因是 。 (2)在一定温度下，一定条件可转化为：  。 ①下列有关该反应的说法正确的是 。 A．升高温度，平衡左移，逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒容下达到平衡后，再通入氦气，反应速率不变 D．平衡时，若改变体积增大压强，则平衡常数K变大 ②在催化剂上，和反应合成。在有催化剂和无催化剂条件下，与足量的混合反应，相同时间内，的转化率随温度的变化如图，温度高于，的转化率基本相等，可能的原因是 。 ③一种用磷化硼纳米颗粒催化和合成的反应历程如图(部分物质未画出，吸附在催化剂表面的物质用*标注) 该反应得到的副产物除外，还有 (填化学式)，该副产物含量相对较少的原因是 。 (3)一种电化学法将转化为乙烯的原理如图所示。 以铅蓄电池为电源，每生成乙烯，理论上铅蓄电池负极消耗的的物质的量为 。 6．（2024-2025高三上·吉林·期末）元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在，为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题： (1)在溶液中加入过量NaOH溶液，溶液由蓝紫色变为绿色，写出相应的离子方程式： 。 (2)和在溶液中可相互转化：(反应A)。室温下，初始浓度为1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液中随c(H+)的变化如图所示(整个过程中溶液体积保持不变)。 ①由图可知，溶液pH减小，的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出反应A的平衡常数为 。 ②升高温度，溶液中的平衡转化率减小；则反应A的△H (填“>”或“<”)0. ③向酸性Na2CrO4溶液中加水，有同学认为溶液中所有离子的浓度都减小，你是否同意并说明理由 。 ④向酸性Na2Cr2O7溶液(橙色)中加入少量氢氧化钠固体(忽略溶液体积的变化)，振荡后立即观察到溶液变为黄色，该结果不足以证明H+浓度的减小使得反应A的平衡逆向移动，理由是 。 (3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-，利用Ag+与生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时，溶液中为 mol·L-1.(已知Ag2CrO4、AgCl的分别为2.0×10-12和2.0×10-10) (4)向酸性Na2Cr2O7溶液中加入乙醇(乙醇被氧化为乙酸)，溶液变为蓝紫色，反应的离子方程式为 。 7．（2024-2025高三上·吉林松原·期末）二氯亚砜是重要的液态化工原料。按要求回答下列问题： (1)合成前先制备。有关转化关系为： 则的 。 (2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ．；Ⅱ．。 ①反应Ⅱ的(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数 (结果保留1位小数)。保持T和不变，增大平衡转化率的措施有 (任举一例)。 ③改变T，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在 (填d或e或f或g)处。 (3)我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是 ；正极的电极反应式为 。 8．（2024-2025高三上·辽宁沈阳·期末）石油开采的天然气含有毒气体。综合利用天然气和制氢原理既实现了“碳中和”又实现了无害化处理。和重整制氢的主要反应如下： 反应I：  kJ·mol-1 反应Ⅱ：  kJ·mol-1 反应Ⅲ：  kJ·mol-1 请回答下列问题： (1)中心原子的价层电子对数为 。 (2)反应Ⅳ：   kJ·mol-1。 (3)关于以上反应过程，下列说法中正确的是______。 A．当体系中混合气体的平均相对分子质量不再改变，则平衡建立 B．上述三个反应的反应物的总键能低于生成物的总键能 C．可以探索更好的催化剂，来提高的平衡产率 D．密闭体系中，反应Ⅰ在900~1000℃自发性很好，则该反应 (4)保持反应器进料口总压为100kPa，分别以8kPa、24kPa（He作辅气）与25kPa、75kPa进料。平衡转化率与温度的关系如图，含有He的曲线为 ，理由是 。 (5)假设在10L的恒温刚性容器中，通入0.3mol和0.15mol发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为，和的转化率与时间的关系如图，0~5min内的生成速率为 1mol·L-1·min-1。 (6)在一定条件下，可以发生干气重整反应  kJ·mol-1，现将和同时通入体系中与发生反应。得到在不同温度下的平衡转化率和平衡产率的曲线。观察曲线试分析在900∼1000℃温度区间里，和共同参与反应时，转化率最低，但平衡产率却最高的原因 。 9．（2023-2024高三上·辽宁·期末）对CH4和CO2的高效利用不仅能缓解大气变暖，对日益枯竭的石油资源也有一定的补充作用。 (1)CH4临氧耦合CO2重整的反应体系中主要发生反应： 反应Ⅰ：2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)  =-71.4kJ/mol 反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)  =+247.0kJ/mol 写出表示CO燃烧热的热化学方程式 。 (2)在两个体积均为1L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质。在相同温度下进行反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) (不发生其他反应)，CO2的平衡转化率如下表所示。 容器 起始物质的量/mol CO2的平衡转化率 CH4 CO2 CO H2 X 0.1 0.1 0 0 40% Y 0.1 0.1 0.2 0.2 ___________ 下列说法正确的是___________(填序号)。 A．因为ΔS>0，所以该反应在任意温度下均能自发进行 B．容器内各物质的浓度满足时，反应达到平衡状态 C．X、Y两容器内的平衡常数关系为 D．断裂0.5molH-H同时断裂1molC-H，反应达到平衡状态 (3)CO2还可以通过催化加氢合成乙醇：6H2(g)+2CO2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH<0。设m为起始时的投料比，即m=。通过实验得到下列图像： ①若图1中m相同，则温度从低到高排序为 。 ②图2中m1、m2、m3从小到大的顺序为 。 ③当m=3时，保持温度不变，向一个2L的恒容密闭容器中充入1.8molH2，10s后反应达平衡，H2的物质的量为1.2mol，用H2O(g)表示的平均反应速率为 mol/(L·min)，CO2的平衡转化率为 %(结果保留1位小数)。 (4)实验测得反应Ⅲ：2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)的速率方程为， (、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。若T1°C下反应达到平衡时，则T1°C时该反应的平衡常数= ，已知升高温度后增大的程度大于增大的程度，则该反应的 0(填“>”或“<”)。 10．（2023-2024高三上·辽宁朝阳·期末）既是化工原料，但也是空气污染物。回答下列问题： (1)已知反应：  ；   ； 则反应的 。 (2)与在高温下发生反应：  。在610K时，将与充入2.5L的空钢瓶中，经过10min反应达到平衡，平衡时的物质的量分数为0.125，用的浓度变化表示的反应速率 。的平衡转化率 %。 (3)利用的热分解反应可生产：。现将通入某恒压(压强)密闭容器中，在不同温度下测得的平衡转化率如图所示。 已知：对于气相反应，用某组分(B)的平衡分压()代替物质的量浓度()也可表示平衡常数()。(的物质的量分数，为平衡时气体总压强)。 温度升高时，混合气体的平均摩尔质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。温度为℃时。该反应的平衡常数 MPa(用含a的代数式表示)。 (4)据预测，到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。在催化活性炭(AC)表面的迁移，对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用，其机理如图所示，其中ad表示物种被吸附的状态。 ①、、的键角从小到大排列顺序为 。 ②下列有关叙述错误的是 (填字母)。 A．图中阴影部分表示分子的吸附与解离 B．AC表面的温度不同，的去除率不同 C．在AC表面作用生成的产物有、、S、、等 D．图中反应过程中只有链的断裂。没有键的形成 11．（2023-2024高三上·黑龙江哈尔滨·期末）和COS是合成农药的原料。回答下列问题： (1)COS的电子式为 。 (2)在一定条件下，COS被双氧水氧化成的化学方程式为 。 (3)已知：（a）； （b）； （c） 。 (4)一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生反应： 。 下列情况表明反应一定达到平衡状态的是__________（填代号）。 A．气体密度不随时间变化 B．体积分数不随时间变化 C．气体压强不随时间变化 D．消耗速率等于生成速率 (5)工业上，常用除去，发生（4）中反应。一定温度下，向2L恒容反应器中充入和，测得物质的量与时间关系如图所示。 ①曲线M代表的物质是 （填化学式）。 ②在8min后，为了提高去除率，宜采用的措施有 （填字母）。 a.将生成的及时分离    b.增大浓度 c.加入催化剂        d.升高温度 ③该温度下，上述反应的平衡常数K为 。 (6)除去的尾气可以用溶液吸收。发生反应： 的平衡常数K为 。 已知：常温下，的、依次为、，。 12．（2023-2024高三上·辽宁大连·期末）元素锑被广泛用于制造半导体和二极管，在电子工业中有重要地位。回答下列问题： (1)我国当前主流的炼锑工艺为鼓风炉挥发-反射炉熔炼法，其原理为利用硫化锑矿(Sb2S3)在高温挥发氧化转化成Sb2O3，再经还原熔炼，制得粗锑。 以下为有关反应的热化学方程式： 反应1： 反应2： 反应3： ①碳燃烧热的热化学方程式为 。 ②反应1、2和3的∆G随温度的变化关系如下图所示。工业还原熔炼粗锑的温度一般为1423K~1473K，结合图像从热力学角度分析，宜选用 (填“C”或者“CO”)作还原剂，理由是 。 (2)某企业对粗铜精炼阳极泥中锑元素进行回收。 ①向脱铜阳极泥中加入硫酸和氯化钠进行浸出，使Sb2O3转化为较稳定的，反应的离子方程式为 。 ②经硫酸和氯化钠浸出后的Sb(Ⅲ)在一定条件下可发生水解反应进而沉淀出锑，为了寻求最佳沉锑条件，分别对水解时间、浸出液稀释倍数、温度等因素进行探究，结果如图所示。水解沉锑的最佳条件为 。 (3)水溶液中的Sb(III)易被氧化成Sb(V)，Sb(V)主要以：Sb(OH)5、的形式存在。在298K条件下，方解石(主要成分CaCO3在天然水体中会逐渐溶解并释放Ca2+，与水体中的形成(Ca[Sb(OH)6]2难溶物，进一步聚集生长而固定在方解石表面。体系中pH与lg c关系如下图所示，c为Sb(OH)5、、Ca2+、CO的浓度，单位为mol/L。已知天然水体表面CO2的分压保持恒定。 ①图中A线代表的粒子为 。 ②Sb(OH)5的电离方程式可以写成其电离平衡常数为 。 13．（2023-2024高三上·辽宁葫芦岛·期末）研究下列有关反应，有利于我国2060年前实现“碳中和”。 已知，反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     回答下列问题： (1)反应Ⅲ的 。 (2)向体积可变的密闭容器中充入的混合气，仅发生反应Ⅱ。 ①既能加快反应速率，又能提高和平衡转化率的措施是 。 ②下列有关该反应的说法正确的是 。 A．该反应属于高温自发反应 B．若混合气体的密度保持不变，则表明反应达到平衡状态 C．反应过程中，的转化率始终等于的转化率 D．升高温度，该反应的平衡常数增大 (3)向恒容装置中充入和，仅发生反应Ⅰ.分别使用甲、乙两种不同的催化剂时，测得不同温度下的转化率如图所示。 ①图中两种催化剂，催化效果较好的是 (填写“甲”或“乙”)，其中的a、b、c、d、f五点，一定不是化学平衡的点是 。 ②试解释使用甲催化剂时，转化率降低的原因 。 (4)向一恒温恒容的密闭装置中，充入和，在某催化剂的作用下，和同时发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时，测得的转化率及的选择性均为80%[甲烷选择性]。 则平衡时， ，该温度下，反应Ⅲ也处于平衡状态，则反应Ⅲ的平衡常数 。 14．（2023-2024高三上·辽宁沈阳·期末）当今世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。其中用为原料合成甲醇 过程主要涉及以下反应： 反应I： 反应II： 反应III： (1)根据盖斯定律，反应III的 。 (2)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了与在催化剂表面生成和的部分反应历程，如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。 反应历程中反应速率最快一步的能垒(活化能)的Ex0= eV。并写出该历程的化学方程式 。 (3)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___________(填字母)。 A．加入反应1的催化剂，可以降低反应的活化能及反应热 B．及时分离出，可以使得反应I的正反应增大 C．增大的浓度，有利于提高的平衡转化率 D．升高温度，反应正向移动，反应III逆向移动 (4)减压，甲醇产率将 (填“升高“不变“降低”或“无法确定)：若原料二氧化碳中掺混一氧化碳，随一氧化碳含量的增加，甲醇产率将 (填“升高不变"降低"或“无法确定”)。 (5)加入新催化剂使和在密闭容器中只发生反应I、II、CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的物质的量分数)与温度的变化趋势如图所示。 ①由图计算，时达到平衡时，的体积分数是 (保留两位有效数字)。 ②时，若反应后体系的总压为反应I的Kp= (列出计算式)。(为压强平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表式中用体分压代替浓度，气体的分压等于总压乘以物质的量分数。) 15．（2023-2024高三上·辽宁·期末）丙烯是重要的化工原料，可用于生产丙醇、卤代烃和塑料。 (1)工业上用丙烯加成法制各1，2-二氯丙烷，主要副产物为3-氯丙烯。反应原理为： Ⅰ. Ⅱ. 则 。 (2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的和，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应Ⅰ，一段时间后测得的产率与温度的关系如下图所示。 ①下列说法错误的是 (填代号) A．使用催化剂A的最佳温度约为250℃ B．相同条件下，改变压强不影响的产率 C．两种催化剂均能降低反应的活化能，但不变 D．P点可能为对应温度下的平衡产率 ②在催化剂A作用下，温度低于200℃时，的产率随温度升高变化不大，主要原因是 。 (3)在不同温度下达到平衡，在总压强分别为和时，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。 ①a、d代表 (填“丙烷”或“丙烯”)，该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。 ②起始时充入一定量丙烷，在恒压条件下发生反应，Q点对应温度下丙烷的转化率为 。(保留1位小数)，该温度下反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的反应：，过程中还生成等副产物。的转化率和的产率随温度变化关系如图所示。从图可知，能提高选择性的措施是 。() 16．（2023-2024高三上·黑龙江·期末）在万众瞩目之下，杭州亚运会的“数字火炬手”与最后一棒火炬手齐心协力点燃了象征亚洲大团结的亚运主火炬，也点燃了中国能源多样化战略的新灯塔。这座主火炬塔历史性地采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了零排放的循环使用。 I．二氧化碳加氢制甲醇 “零碳”甲醇是利用焦炉气副产物和工业尾气中的合成，涉及以下反应： ①　 ②　 ③　 (1)依据盖斯定律，可计算得出 (2)一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是___________(填字母)。 A．升高温度 B．充入，使体系压强增大 C．再充入 D．将从体系中分离出去 (3)从焦炉气中提取氢气，需净化原料气，尤其要脱除其中的含硫杂质。除了从环保角度考虑外，其主要目的是 。 (4)，在甲(容积为)、乙(容积为)两刚性容器中分别充入和，在适宜的催化剂作用下发生反应③，容器内总压强随时间变化如图所示： ①其中B曲线对应 容器中压强的变化情况(填“甲”或“乙”)； ②利用图中数据计算该反应的分压平衡常数 (结果用分数表示)。 II．甲醇水蒸气重整制取 (5)甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应： ④　 ⑤　 下图体现了上述反应能量变化，则决定总反应(SR)：的反应速率快慢的是反应 (填“④”或“⑤”)。 (6)在研究甲醇水蒸气重整(制氢反应历程时发现，副反应甲醇分解(：也是吸热反应。甲醇水蒸气重整反应体系中，甲醇平衡转化率和的选择性随温度的变化如图所示： ①升高温度平衡转化率增大的原因是 。 ②从图三知主反应的适宜温度在 左右。 17．（2023-2024高三上·黑龙江哈尔滨·期末）我国煤炭资源丰富。以煤炭为原料可生产甲醇、二甲醚、丙烯等重要化工产品。 (1)煤的气化：    ，反应能自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任意温度)。 (2)制备甲醇：用CO合成甲醇()的化学方程式为      。 ①在一定条件下将2mol CO和6mol 充入2L的密闭容器中发生该反应，5min后测得，则此段时间的反应速率(用表示)为 。 ②该投料时，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图。下列说法错误的是 。 A．平均摩尔质量：M(a)>M(b)>M(d)>M(c)       B．正反应速率：v(b)>v(d) C．温度：                        D．平衡常数：K(a)<K(b)=K(d)<K(c) ③若容器容积不变，可以使CO转化率增大的措施是 。(任写两种) (3)制备丙烯：气化产生的CO、转化为二甲醚后，再转化为丙烯。主要反应为： Ⅰ． Ⅱ． 一定温度下，在体积为VL的密闭容器中投入2mol 发生反应，初始总压为，平衡时测定、的物质的量分数与温度(T)的关系如图。 则温度为时，容器内总压强为 ，此时反应Ⅱ的分压平衡常数 。(分压p=气体总压×物质的量分数) (4)制备乙醛：在K、kPa下，等物质的量的CO与混合气体发生如下反应： ，反应速率，、分别为正、逆向反应速率常数，p为气体的分压。分压平衡常数，则CO的转化率为20%时， 。 18．（2023-2024高三上·辽宁·期末）甲烷是最简单的烃，可用来作为燃料，也是一种重要的化工原料。 (1) A． B． C． D． 上述热化学方程式中的反应热能正确表示甲烷燃烧热的是 。 (2)以甲烷为原料通过以下反应可以合成甲醇： 现将和充入密闭容器中，在不同温度和压强下进行上述反应。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示： ①时升高温度， (填“增大”、“减小”或“不变”)； (填“>”、“<”或“=”)； ②E、F、N点对应的化学反应速率由大到小的顺序为 (用表示)； ③下列能提高平衡转化率的措施是 (填序号)； a．选择高效催化剂    b．增大投料比    c．及时分离产物 ④若点，，总压强为，则时点用分压强代替浓度表示的平衡常数 。 19．（2023-2024高三上·辽宁沈阳·期末）请根据要求回答问题： (1)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途，如图所示是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程示意图。每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。根据下图写出生成1mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式： 。 (2)几种物质的摩尔燃烧焓见下表(298K，101kPa)： 化学式 -393.5 -285.8 -283.0 -890.3 已知：298K、101kPa时， ；煤的燃烧焓可用石墨的燃烧焓粗略估算。煤的气化反应为 。 (3)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如下图所示，其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为 。 (4)如图所示装置可回收利用工业废气中的和。装置工作时，溶液中质子的移动方向是 (填“甲→乙”或“乙→甲”)，乙室中电极反应式为 。 20．（2023-2024高三上·辽宁锦州·期末）环境保护是当今社会的热门问题，而氮的氧化物是大气污染的主要物质，研究氮的氧化物的反应对于减少大气污染有重要意义。回答下列问题： I．汽车尾气中的NO对人体健康有严重危害，一种新技术用还原NO的反应原理为：  。该反应的能量变化过程如图： (1) (用图中字母a、b、c、d表示)。该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下有利于自发进行。 Ⅱ．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使CO和NO两种尾气反应生成，可有效降低汽车尾气污染。 已知反应：  。在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示： (2)据图分析可知， (填“>”、“<”或“=”)；反应平衡后，改变以下条件能使速率和两种污染气体转化率都增大的是 (填标号)。 a．压缩容器体积    b．升高温度    c．恒压充入氦气    d．加入催化剂 (3)反应在D点达到平衡后，若此时降低温度，同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D点会向A~G点中的 点方向移动。 (4)E点的压强平衡常数 (保留两位有效数字；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×该组分物质的量分数)。 (5)某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1：1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示： ①250℃脱氮率较好的催化剂是 (填“Cat-1”或“Cat-2”)。 ②催化剂Cat-2条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是 。 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 $