专题04 化学反应的的方向与调控（期末真题汇编，湖南专用）高二化学上学期

专题04 化学反应的的方向与调控 2大高频考点概览 考点01 化学反应的方向 考点02 化学反应的调控 地 城 考点01 化学反应的方向 1．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)下列有关反应中，一定是放热反应的是 A．需要催化剂才能发生的反应 B．反应物总键能大于生成物总键能的反应 C．一定温度下能自发进行的熵减的反应 D．反应物总能量小于生成物总能量的反应 2．(24-25高二上·湖南长沙望城区第一中学·期末)化学与生产、生活、社会、环境关系密切，下列说法不正确的是 A．用氢氧化钡和氧化铵晶体作为自热食品加热包的原料 B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐腐蚀 C．冰在室温下自动融化成水是熵增的过程 D．用溶液可以洗去钢铁表面的铁锈 3．(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)向密闭容器中充入，发生反应：  ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成： i．  ；ii．   下列分析正确的是 A． B．恒容时，升高温度，气体颜色变浅 C．恒温时，增大体积，气体颜色变浅 D．该反应在任何温度下都能自发进行 4．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)利用CH4可消除NO2的污染，反应原理为：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2，测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示：下列说法正确的是 组别 温度/K 物质的量/mol 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 M 0.15 A．组别①中0∼20min内，NO2降解速率为0.25molL−1min−1 B．由实验数据可知温度T1>T2 C．40min时，表格中M对应的数据为0.15 D．该反应在高温下不能自发进行 5．(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)锌是一种应用广泛的金属，工业上以菱锌矿(主要成分是，含少量和)制备锌单质的流程如下： 已知：是两性氢氧化物。下列说法错误的是 A．硫酸根离子的VSEPR模型为正四面体 B．“酸浸”过程中加入食盐可增加滤渣的量 C．“沉淀”过程中，消耗与的物质的量之比为 D．“热还原”过程中，发生主要反应的化学方程式为 6．(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：； 。 催化剂选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示： 。下列有关说法正确的是 A．反应在高温下有自发进行的倾向 B．在间，以为催化剂，升高温度的选择性明显增大 C．高于后，以为催化剂，转化率上升的原因是平衡正向移动 D．选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高的选择性 7．(24-25高二上·湖南郴州·期末)二氧化碳和甲烷是两种温室效应气体，将二者进行转化，可得到具有高附加值的化工产品或清洁燃料。 (1)和催化重整制取和 主反应：①   副反应：②   ③   ④   主反应 ；若反应②在任何温度都不自发，能否判断该反应是吸热还是放热： (填“能”或“否”)，为什么？ 。 (2)一定温度下，向某恒容密闭容器中充入和，只发生反应①，体系的初始压强为，若平衡时的转化率为，的平衡分压为 ，该反应的压强平衡常数 。(分压总压物质的量的分数，压强平衡常数是用分压代替物质的量的浓度求出的平衡常数) (3)中国科学院洁净能源创新研究院研发出的光电化学转化可制得乙二醇，在某催化剂作用下该反应的机理如图所示。图中表示催化剂被光激发出电子之后产生的空穴。 ①写出该历程中生成的化学方程式 。 ②以乙二醇为燃料的燃料电池工作时，乙二醇在电池 (填“负极”或“正极”)发生反应，若以溶液为电解液，则该电极的反应式为 。 8．(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)Ⅰ．一碳化学是指以分子中含一个碳原子的化合物(如CO、、、等)为原料，用化工方法制造产品的化学体系的总称，其主要目的是用较少的碳原料生成较多的燃料，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。 已知：① ② ③ (1)若反应③在温度低于700K时能自发进行，该反应的 。 (2)工业上可利用反应②合成甲醇。在一个恒容密闭容器中，充入和发生反应，测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。 ①压强 (填“大于”或“小于”)，下列能说明反应已达平衡状态的有 (填标号)。 A．     B．和的转化率之比保持不变 C．混合气体的密度保持不变         D．混合气体的平均摩尔质量保持不变 ②290℃时的 (用含的最简式表示)。 Ⅱ．二甲醚()作为一种清洁能源和重要化工原料，其市场需求呈现出快速增长的趋势。甲醇脱水法是生产二甲醚的主要方法之一，反应为：。 (3)该反应的速率方程为，，、为速率常数且只与温度有关。经查阅资料，在一定范围内，上述反应化学平衡常数与热力学温度存在如下关系：。反应达平衡后，仅升高温度，增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)增大的倍数。 (4)反应中甲醇转化率、二甲醚选择性(生成所消耗的与消耗总量的比值)与不同催化剂的关系如表所示，生产时，选择的最佳催化剂是 。 催化剂 甲醇转化率/% 二甲醚选择性/% 35.1 98.1 52.9 98.7 81.0 98.1 62.1 96.4 (5)选定催化剂后，测得相同时间内甲醇转化率与温度的关系如图所示。经研究产物的典型色谱图发现该过程主要存在的副反应为：。工业上生产二甲醚的温度通常在270~300℃，高于330℃之后，甲醇转化率下降，其原因可能是 (答一点即可)。 地 城 考点02 化学反应的调控 9．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．溶液中加入少量固体后颜色变深 B．，加压颜色变深 C．合成硫酸过程中，为提高转化率，理论上应采取加压的措施 D．工业上生产氨气的过程中，使用过量的氮气以提高氢气的利用率 10．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)钒元素用途广泛，如图是一种钒的化合物催化某反应的反应机理。下列叙述错误的是 A．H2O参与了该催化反应 B．过程①中反应的原子利用率为100% C．该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成 D．每次循环的净反应为H2O2+2C1－=2HOCl+2e－ 11．(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)下列说法正确的是 A．甲烷的燃烧热为，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，活化分子百分数增大 C．能用勒夏特列原理解释通常采用有利于氨的合成 D．的电离方程式为： 12．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)对于工业上制备硫酸的两个核心反应，反应ⅰ：，反应ⅱ：  ，下列有关说法错误的是 A．反应中将矿石粉碎，可以加快反应速率 B．升温时，反应ⅱ正反应速率和逆反应速率均增大，平衡向左移动 C．反应ⅱ使用催化剂，可提高活化分子百分数，反应速率加快 D．反应ⅱ在工业生产中采用常压，是由于加压不能提高的平衡转化率 13．(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．多平衡体系中，选择合适的催化剂能提高目标产物的选择性 B．氯水中存在平衡：，当加入少量溶液后，溶液颜色变浅 C．血浆中存在平衡：，酸中毒患者可选择溶液进行治疗 D．反应达到平衡时，将容器体积减小为原来的一半，再次达到平衡时 14．(24-25高三上·湖南五十校·月考)查阅资料，在一定温度下与的反应为可逆反应。某学习小组在相应温度对该反应进行了有关实验： 注：实验（iv）中所加溶液均为少量。实验（ii）中观察到铁粉溶解；实验（iii）静置后，观察到下层溶液呈紫红色；实验（iv）观察到溶液显红色。下列叙述错误的是 A．结合实验（i）、（ii）和（iii）能验证相应温度下与的反应为可逆反应 B．实验（iii）加后振荡过程中与的反应向正反应方向移动 C．实验（iv）能证明实验（i）后的溶液中含有 D．实验（v）中的红色比实验（iv）中的浅 15．(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期末)一定条件下HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： I．(快)；II．(慢) T℃时在密封石英管内完全充满水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)，时刻测得CO、的浓度分别为、。研究发现，在反应I、II中，仅对反应I有催化加速作用；反应I速率远大于反应II，近似认为反应I建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。下列说法不正确的是 A．T℃时，反应I的平衡常数 B．反应II达平衡时，测得的浓度为，则体系达平衡后 C．相同条件下，若反应起始时HCOOH溶液中同时还含有盐酸，则CO的浓度峰值最有可能为a点 D．相同条件下，CO浓度达峰值时，含盐酸的HCOOH中浓度比不含盐酸的HCOOH中浓度大 16．(24-25高二上·湖南长沙第一中学·期末)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为  ，下列说法不正确的是 A．能用勒夏特列原理解释通常采用有利于氨的合成 B．合成氨反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 D．增大压强，活化分子百分含量不变，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快 17．(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)我国科学工作者首次实现二氧化碳到淀粉人工合成研究并取得原创性突破，相关成果于9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》上。转化涉及的第一步反应的化学方程式为。下列叙述正确的是 A．平衡后，其他条件不变，缩小容器体积，可提高和的转化率 B．当时，反应一定达到平衡状态 C．其他条件不变移去水蒸气，可增大逆反应速率 D．恒压条件下，向容器中充入少量氦气，可加快反应速率 18．(24-25高二上·湖南岳阳云溪区·期末)在一固定容积的密闭容器中，充入和发生如下化学反应：，其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 关于该反应的说法正确的是 A． B．在830℃反应达到平衡时，气体的转化率约为33.3% C．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前： D．在1000℃，当时，该反应向逆反应方向进行 19．(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)在银催化条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(，英文简称为EO)和乙醛，其反应过程中的能量变化如图所示(图中“ads”表示吸附态，“OMC”表示中间体)： 下列说法错误的是 A．升高温度，乙烯的反应速率加快，最终环氧乙烷和乙醛的产率增大 B．相同条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷的决速步骤是OMC→EO(ads) C．其他条件不变，改用比表面积(比表面积：单位质量的物质所具有的总面积)更大的催化剂，单位时间内乙烯的转化率将增大 D．增大压强，环氧乙烷的平衡产率增大 20．(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应I： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应I的，反应Ⅱ的 B．点反应I的平衡常数 C．点的压强是的3倍 D．若按投料，则曲线之间交点位置不变 21．(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)I．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。 (1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。 ①天然气    ②煤    ③核能    ④石油    ⑤太阳能    ⑥生物质能    ⑦风能    ⑧氢能 A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧ (2)打火机使用的燃料一般是丙烷。已知11g丙烷气体在298K和101kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555kJ，请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式： 。 (3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零)： ① ② ③ (用含a、b的代数式表示)。在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的和发生反应③，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．混合气体的密度保持不变        B．的转化率保持不变        C．的体积分数保持不变 II．我国提出力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。选择性甲烷化是实现“双碳”目标的重要措施。富氢气氛下，均可与发生甲烷化反应： i． ii (4)时，选用镍基催化剂，向1L密闭容器中通入、和进行反应，平衡后测得，。 ①的平衡转化率为 。 ②时，反应ii的平衡常数约为 (填标号)。 A．20            B．2        C．0.2        D．0.02 (5)其他条件相同，反应ii使用两种不同催化剂反应相同的时间，测得的转化率随温度变化的影响如图所示。 根据图像分析，下列说法错误的是 (填标号)。 A．在范围内，的催化效果比Ni好 B．可以通过改变催化剂种类的方式调控平衡转化率 C．可以通过延长点的反应时间来提高的平衡转化率 22．(24-25高二上·湖南岳阳华容县·期末)I．以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。NO和CO均为汽车尾气的成分，在催化转换器中二者可发生反应减少尾气污染。 已知：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)    H<0 (1)在500℃时，向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时，下列描述能说明反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．体系中混合气体密度不变 B． C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．体系中NO、CO的浓度相等 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的NO和CO气体，测得容器中压强随时间的变化关系如表所示： t/min 0 1 2 3 4 5 p/kPa 200 185 173 165 160 160 该反应条件下的平衡常数Kp = kPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)，该反应中的，则该反应达到平衡时， (填“>”、“<”或“=”)。 Ⅱ．工业合成氨N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)  ，一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的和反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如图所示： (3)其中t2时刻所对应的实验条件改变是 ，t7时刻所对应的实验条件改变是 。 (4)为了提高平衡混合物中氨的含量，根据化学平衡移动原理，仅从理论上分析合成氨适宜的条件是___________(填序号)。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．加入催化剂 (5)实际生产中一般采用的反应条件为400~500℃，原因是 。 23．(24-25高二上·湖南郴州·期末)工业上利用软锰矿(主要成分为，含少量、和等杂质)和含的烟气为主要原料，制备无水碳酸锰的工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ．不同金属离子生成氢氧化物沉淀的如下表： 离子 开始沉淀时 完全沉淀时 Ⅱ．，。回答下列问题： (1)调节溶液的前，加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是 。 (2)调节的方法是加入适量的熟石灰，调节。充分反应后生成的沉淀有 。如果没有“氧化”过程的进行，就需要调节到更大的数值，这样会造成 的不良后果。 (3)“沉锰”过程中加入氨水的目的是 (从化学平衡移动的角度解释)。“沉锰”过程若剩余，则的浓度为 (保留2位有效数字)。 (4)工业上可用石墨为电极电解硫酸锰和稀硫酸的混合溶液制备二氧化锰，其阳极的电极反应式是 。还原制备的化学方程式是 。 24．(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前研究的热点问题。请回答： (1)甲烷水蒸气重整制氢： I. Ⅱ. 总反应：的 。 (2)恒定压强为时，向某密闭容器中按投料，600℃时，平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示： 组分 物质的量分数 0.04 0.32 0.50 0.08 ①下列措施中一定能提高平衡产率的是 。 A．选择合适的催化剂         B．恒温恒压下通入气体Ar C．向体系中投入少量固体 ②用各组分气体平衡时的分压代替浓度也可以表示化学反应的平衡常数()，时反应I的平衡常数为 (结果保留两位小数，已知气体分压=气体总压×各气体的体积分数)。 (3)甲烷化技术是循环再利用最有效的技术之一，主要反应有：。催化剂的选择是甲烷化的核心，金属或均可作为催化剂。反应相同时间，测得转化率和选择性随温度的变化如图所示。对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和温度分别是 。高于后，以为催化剂，转化率略有下降，而以为催化剂，转化率却仍在上升，其可能的原因是 。(的选择性) 25．(24-25高二上·湖南长沙第一中学·期末)氢气是一种理想的绿色能源，有科学家预言，氢能将成为人类的主要能源。回答下列问题： Ⅰ．乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应 反应ⅰ：   反应ⅱ：    反应ⅲ：    (1)反应ⅰ的 。 (2)在恒温恒容的密闭容器中进行反应ⅲ，能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A．体系的压强不再改变 B．气体的密度不再改变 C． D．混合气体平均摩尔质量不变 (3)恒压条件下，1mol(g)和3mol(g)发生上述反应，平衡时和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。[已知：CO的选择性] ①表示CO选择性的曲线是 (填标号)。 ②573K时，生成的物质的量为 mol。 Ⅱ．甲醛水化释氢。 45℃时，碱性条件下Ag作催化剂可将甲醛转化为，反应的机理如图所示。 使用时将纳米Ag颗粒负载在表面以防止纳米Ag团聚，其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对产生快慢的影响如图所示。 (4)①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，得到的氢气产物为 (填化学式)。 ②若NaOH浓度过大，的产生速率减慢的原因可能是 。 26．(24-25高二上·湖南邵阳邵东联考·期末)某氮肥厂用经一系列反应制得，。 (1)时，和能反应生成和液态水，生成水时放热，其热化学方程式是 。 (2)对于反应，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线(如图)。 请比较、的大小： (填“>”、“=”或“<”)；该反应 0(填“>”、“=”或“<”)。 (3)四氧化二氮和二氧化氮可互相转化。在容积为的容器中，通入一定量的，发生反应，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题： ①该反应的 0(填“>”、“=”或“<”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在时段，反应速率为 ，该温度下反应的平衡常数 。 ②反应达平衡后，将反应容器的容积缩小到原来的一半，平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 27．(24-25高二上·湖南师范大学附属中学·期末)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，按要求回答下列问题： Ⅰ．用CO处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH1，Kp1。 (1)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的CO和N2O，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是_____(填标号)。 A．n(CO)∶n(N2O)=1∶1 B．压强不再变化 C．CO2的体积分数不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (2)在恒压恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应。在不同条件下分别达到平衡，T1K时N2O的转化率与和当=1时N2O的转化率与的变化曲线如图1所示，其中表示N2O的转化率随的变化曲线为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (3)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理，如图2装置可同时吸收SO2和NO。已知：H2S2O4是一种弱酸。直流电源的负极为 (填“a”或“b”)，阴极的电极反应式为 。 Ⅱ．CO在一定条件下也可合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0.将1molCO和2molH2充入1L恒容密闭容器中，在一定条件下合成甲醇，反应相同时间(2min)时测得不同温度下CO的转化率如图所示： (4)温度在1000K下，从反应开始至2min末，这段时间内的v(H2)= 。 (5)由图可知，在温度低于1050K时，CO的转化率随温度的升高而增大，原因是 。 (6)已知b点已平衡，此时容器内气体的压强为p，则在1050K下该反应的压强平衡常数Kp= kPa-2(用含p的代数式表示，Kp是用各气体的分压替代浓度来计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 28．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)2018年，美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略，而中国却加大了环保力度，生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。 (1)已知：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.1 kJ·mol-1 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJ·mol-1 写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (2)为提高CH3OH产率，理论上应采用的条件是 (填字母)。 a．高温高压　　　b．低温低压　　　c．高温低压　　　d．低温高压 (3)催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下： 实验编号 温度(K) 催化剂 CO2转化率(%) 甲醇选择性(%) A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3 B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7 C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1 D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6 根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优选项为 (填字母)。 (4)一定条件下，向体积为1 L的恒容密闭容器中通入2 mol CO2和6 mol H2发生反应生成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。每次反应10分钟，测得CO2的转化率随温度的变化关系如图所示。 已知A点为平衡状态，此时体系压强为P，求260℃时该反应的平衡常数Kp= (用平衡气体分压代替平衡浓度计算Kp，气体分压P(B)=气体总压P总×气体B的物质的量分数)，210℃~240℃时，CO2的转化率随温度升高逐渐增大的原因是 。 29．(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)将转化为高附加值碳基燃料，可有效减少碳排放。将和在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应： i．   ii．   iii．   (1)利用不同催化剂，在一定温度和反应时间条件下，测得产物的生成速率与催化剂的关系如图： 可知最利于制的催化剂是 (填序号，下同)，最利于制的催化剂是 。 ①    ②    ③    ④ (2)不同条件下，投料，发生上述反应，的平衡转化率与温度的关系如下图，升高温度，反应i的化学平衡常数 (填“增大”或“减小”)；由大到小的顺序是 。压强为的条件下，温度高于之后，随着温度升高转化率增大的原因是 。 (3)在某温度下，向恒容容器中充入和，初始压强为，反应经达到平衡，此时气体的总物质的量为，则 ，该温度下反应ii的化学平衡常数 。 30．(24-25高二上·湖南长沙望城区第二中学·期末)资源化在推进能源绿色转型，实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。 Ⅰ. 与催化重整制合成气是研究热点之一、发生的主要反应有： 反应①： 反应②： (1)有关化学键键能数据如表： 化学键 H-O C=O 键能/ 436 463 803 1076 则反应②的反应热 。 (2)对于上述反应体系，下列说法错误的是 。 A．增大的浓度，反应①②的正反应速率均增加 B．恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态 C．加入催化剂，可提高的平衡转化率 (3)恒压下进行与催化重整实验。初始压强为，起始投料，和的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。 ①曲线 (填“A”或“B”)表示的平衡转化率。 ②800K，反应至转化率达到X点时，v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。若要使的转化率由X点达到Y点，改变的外界条件可以是 (答一条即可)。 ③800K，反应①的分压平衡常数 (分压=总压×物质的量分数)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应的的方向与调控 2大高频考点概览 考点01 化学反应的方向 考点02 化学反应的调控 地 城 考点01 化学反应的方向 1．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)下列有关反应中，一定是放热反应的是 A．需要催化剂才能发生的反应 B．反应物总键能大于生成物总键能的反应 C．一定温度下能自发进行的熵减的反应 D．反应物总能量小于生成物总能量的反应 【答案】C 【详解】A．催化剂能降低反应的活化能，但不改变反应的焓变，所以需要催化剂的反应不一定是放热反应，故A错误； B．反应物总能量大于生成物总能量的反应为放热反应，放热反应的反应物总键能小于生成物总键能，故B错误； C．一定温度下反应能自发进行，则反应ΔH—TΔS＜0，反应的熵变ΔS小于0说明反应的焓变ΔH小于0，该反应为放热反应，故C正确； D．反应物总能量大于生成物总能量的反应为放热反应，故D错误； 故选C。 2．(24-25高二上·湖南长沙望城区第一中学·期末)化学与生产、生活、社会、环境关系密切，下列说法不正确的是 A．用氢氧化钡和氧化铵晶体作为自热食品加热包的原料 B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐腐蚀 C．冰在室温下自动融化成水是熵增的过程 D．用溶液可以洗去钢铁表面的铁锈 【答案】A 【详解】A．氢氧化钡和氯化铵晶体反应为吸热反应，不能作为自热食品加热包的原料，故A项错误； B．镀锌铁制品镀层破损后，形成原电池，锌作负极，铁作正极，铁不腐蚀，故B项正确； C．固态冰融化成液态水需要吸热，吸热后水分子运动速度加快，体系混乱程度增大，属于熵增过程，故C项正确； D．溶液显酸性，可与铁锈(Fe2O3)发生反应，故D项正确； 故选A。 3．(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)向密闭容器中充入，发生反应：  ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成： i．  ；ii．   下列分析正确的是 A． B．恒容时，升高温度，气体颜色变浅 C．恒温时，增大体积，气体颜色变浅 D．该反应在任何温度下都能自发进行 【答案】C 【详解】A．断裂化学键吸收能量，形成化学键会释放能量，结合盖斯定律，所以反应热ΔH1>0、ΔH2<0，A错误； B．该反应的正反应是吸热反应，在恒容时，升高温度，化学平衡正向移动，导致化学平衡常数K增大，化学平衡正向移动，c(I2)增大，混合气体颜色加深，B错误； C．恒温时，增大容器的体积，压强减小，由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此减小压强时，化学平衡不移动，但由于容器体积增大，使c(I2)减小，气体颜色变浅，C正确； D．该反应ΔH>0，ΔG=ΔH-TΔS<0反应才能自发，故低温时ΔG>0反应不能自发，D错误； 故本题选C。 4．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)利用CH4可消除NO2的污染，反应原理为：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2，测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示：下列说法正确的是 组别 温度/K 物质的量/mol 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 M 0.15 A．组别①中0∼20min内，NO2降解速率为0.25molL−1min−1 B．由实验数据可知温度T1>T2 C．40min时，表格中M对应的数据为0.15 D．该反应在高温下不能自发进行 【答案】C 【详解】A.0～20min内，△n(CH4)=0.50mol-0.25mol=0.25mol，则CH4的消耗速率为v(CH4)==1.25×10-3mol/(L•min)，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，可知NO2降解速率为2v(CH4)=2.5×10-3mol/(L•min)，故A错误； B．温度升高，化学反应速率增大，相同时间段内消耗的CH4量增大，根据表中数据，0～10min内，T2温度下消耗CH4的量大于T1温度下CH4消耗的量，所以温度T1＜T2，故B错误； C．根据B选项可知T1＜T2，温度越高反应速率越快，所以第二组反应达到平衡所用时间更短，根据表格数据可知40min时第一组已到达平衡，则第二组一定也已经平衡，所以40min时甲烷的物质的量应和50min时相等，为0.15mol，故C正确； D．根据B、C选项分析可知温度越高平衡时甲烷的物质的量越大，所以升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，该反应的△H<0，该反应为气体物质的量增多的反应，所以△S>0，所以该反应的△G=△H-T△S<0恒成立，即不需要高温即可自发进行，故D错误； 综上所述答案为C。 5．(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)锌是一种应用广泛的金属，工业上以菱锌矿(主要成分是，含少量和)制备锌单质的流程如下： 已知：是两性氢氧化物。下列说法错误的是 A．硫酸根离子的VSEPR模型为正四面体 B．“酸浸”过程中加入食盐可增加滤渣的量 C．“沉淀”过程中，消耗与的物质的量之比为 D．“热还原”过程中，发生主要反应的化学方程式为 【答案】C 【详解】A．硫酸根离子有4个键，孤对电子的数目为，其VSEPR模型为正四面体，故A正确； B．酸浸过程中加入氯化钠可以使胶体发生聚沉，从而增加滤渣的量，故B正确； C．氢氧化钠过量，二氧化碳先和氢氧化钠反应，因此消耗与的物质的量之比大于，故C错误； D．、，二者都是放热反应，，明显后者的吉布斯自由能变更小，高温下更容易自发，因此热还原的时候更容易生成：，故D正确； 故选C。 6．(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：； 。 催化剂选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示： 。下列有关说法正确的是 A．反应在高温下有自发进行的倾向 B．在间，以为催化剂，升高温度的选择性明显增大 C．高于后，以为催化剂，转化率上升的原因是平衡正向移动 D．选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高的选择性 【答案】D 【详解】A．该反应为熵减反应且为放热反应，根据反应自发进行可知，该反应在低温条件下有自发进行的倾向，A错误； B．从第二张图中可知，以为催化剂，的情况下，升高温度，的选择性没有很大变化，B错误； C．从图中可知，以为催化剂，相同温度下的转化率明显低于以为催化剂的的转化率，说明此时的催化活性较低，反应速率慢，高于后，以为催化剂，随着温度升高，催化剂活性增大，反应速率增大，的转化率增大，C错误； D．从图中可知，使用不同的催化剂，不同的温度下的选择性有明显差异，选择为催化剂，温度高于时的选择性较高，D正确； 故答案选D。 7．(24-25高二上·湖南郴州·期末)二氧化碳和甲烷是两种温室效应气体，将二者进行转化，可得到具有高附加值的化工产品或清洁燃料。 (1)和催化重整制取和 主反应：①   副反应：②   ③   ④   主反应 ；若反应②在任何温度都不自发，能否判断该反应是吸热还是放热： (填“能”或“否”)，为什么？ 。 (2)一定温度下，向某恒容密闭容器中充入和，只发生反应①，体系的初始压强为，若平衡时的转化率为，的平衡分压为 ，该反应的压强平衡常数 。(分压总压物质的量的分数，压强平衡常数是用分压代替物质的量的浓度求出的平衡常数) (3)中国科学院洁净能源创新研究院研发出的光电化学转化可制得乙二醇，在某催化剂作用下该反应的机理如图所示。图中表示催化剂被光激发出电子之后产生的空穴。 ①写出该历程中生成的化学方程式 。 ②以乙二醇为燃料的燃料电池工作时，乙二醇在电池 (填“负极”或“正极”)发生反应，若以溶液为电解液，则该电极的反应式为 。 【答案】(1) +247 kJ/mol 能 该反应S<0，且在任何温度都不自发，则H>0 (2) 0.5p MPa p2 MPa2 (3) +=H2O+ 负极 【分析】（1）根据盖斯定律，化学反应的热效应：只与起始和终态有关，而与反应过程无关来计算主反应的焓变；反应自发进行的判断依据是△G＝△H-T△S，当△G <0时反应自发进行。 （2）利用三段式进行分析，恒温恒容条件下反应物的变化量可计算平衡时体系中各物质的物质的量，平衡时的总压以及各物质的分压，再根据各物质的分压计算压强平衡常数。 （3）从该反应的机理图中可看出，有·OH、·CH3、·CH2OH自由基，甲醇与羟基自由基反应生成和·CH2OH自由基可写出方程式；燃料电池工作时，正极为通入氧气的电极，发生还原反应，通入燃料的一极为负极，发生氧化反应；所以乙二醇在电池负极发生反应，以碱性KOH溶液为电解液，乙二醇中的碳元素最终被氧化为碳酸根，根据得失电子守恒和电荷守恒，得该电极的电极反应式。 【详解】（1）根据盖斯定律，主反应的焓变等于反应③的焓变减去反应④的焓变，即△H1=△H3-△H4=+247kJ/mol； 反应②在任何温度都不自发，说明其吉布斯自由能变化始终大于零，由于该反应气体分子数减少，熵变小于零，因此只有当焓变大于零时，无论温度如何，吉布斯自由能变化才能始终大于零，所以可以判断该反应是吸热反应。 （2）利用三段式进行分析： 根据PV=nRT，恒温恒容条件下，，，p平衡=1.5pMPa，的平衡分压为p()=MPa，同理可得p(CH4)= 0.25p MPa， p(CO2)= 0.25p MPa ， p(CO)= 0.5p MPa； 该反应的压强平衡常数； （3）①从该反应的机理图中可看出，有·OH、·CH3、·CH2OH自由基，生成的化学方程式为+=H2O+； ②燃料电池工作时，正极为通入氧气的电极，通入燃料的一极为负极，故乙二醇在电池负极发生失电子氧化反应，以KOH溶液为电解液，电极产物为碳酸根，故电极反应式为。 8．(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)Ⅰ．一碳化学是指以分子中含一个碳原子的化合物(如CO、、、等)为原料，用化工方法制造产品的化学体系的总称，其主要目的是用较少的碳原料生成较多的燃料，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。 已知：① ② ③ (1)若反应③在温度低于700K时能自发进行，该反应的 。 (2)工业上可利用反应②合成甲醇。在一个恒容密闭容器中，充入和发生反应，测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。 ①压强 (填“大于”或“小于”)，下列能说明反应已达平衡状态的有 (填标号)。 A．     B．和的转化率之比保持不变 C．混合气体的密度保持不变         D．混合气体的平均摩尔质量保持不变 ②290℃时的 (用含的最简式表示)。 Ⅱ．二甲醚()作为一种清洁能源和重要化工原料，其市场需求呈现出快速增长的趋势。甲醇脱水法是生产二甲醚的主要方法之一，反应为：。 (3)该反应的速率方程为，，、为速率常数且只与温度有关。经查阅资料，在一定范围内，上述反应化学平衡常数与热力学温度存在如下关系：。反应达平衡后，仅升高温度，增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)增大的倍数。 (4)反应中甲醇转化率、二甲醚选择性(生成所消耗的与消耗总量的比值)与不同催化剂的关系如表所示，生产时，选择的最佳催化剂是 。 催化剂 甲醇转化率/% 二甲醚选择性/% 35.1 98.1 52.9 98.7 81.0 98.1 62.1 96.4 (5)选定催化剂后，测得相同时间内甲醇转化率与温度的关系如图所示。经研究产物的典型色谱图发现该过程主要存在的副反应为：。工业上生产二甲醚的温度通常在270~300℃，高于330℃之后，甲醇转化率下降，其原因可能是 (答一点即可)。 【答案】(1) (2) 小于 AD (3)< (4) (5)消耗甲醇的反应均为放热反应，温度升高，速率加快但平衡逆向移动(或温度高于之后，催化剂失活，甲醇转化率下降)(答一点即可) 【详解】（1）根据盖斯定律，反应①＋反应②得反应③：，，反应③在温度低于700K时能自发进行，根据时反应能自发进行，则，，故答案为：； （2）①反应为气体分子数减小的反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，转化率增大，平衡时的体积分数减小，故压强小于。 反应速率，则正、逆反应速率相等，达到平衡状态，A选； 容器内CO和投料比为系数比，反应的消耗量比等于系数比，故CO和的转化率之比为定值，CO和的转化率之比不再变化，不能说明达到平衡状态，B不选； 混合气体的密度为，恒容密闭容器，气体总质量、总体积不变，混合气体的密度始终不变，不能说明反应已达平衡，C不选； 混合气体的平均摩尔质量为，气体总质量不变，但气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，说明反应达到平衡，D选； 选AD。 ②时，平衡时氢气体积分数为，列三段式： 则，解得，一氧化碳、氢气、甲醇的物质的量分别为、、，总物质的量为，时的，故答案为：； （3）化学平衡常数与热力学温度存在关系：，反应达平衡后，仅升高温度，减小，平衡逆移，说明逆反应速率增大更多，增大的倍数小于增大的倍数，故答案为：<； （4）催化剂为时甲醇的转化率最高且二甲醚的选择性相对较高，该反应选择的最佳催化剂为，故答案为：； （5）原因可能有一：工业上生产二甲醚的主反应和主要副反应均为放热反应，温度升高，速率加快但平衡逆向移动，相同时间内所测甲醇转化率下降； 原因可能有二：催化剂在适宜的温度下活性最好，高于330℃之后，催化剂失活，相同时间内所测甲醇转化率下降。 地 城 考点02 化学反应的调控 9．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．溶液中加入少量固体后颜色变深 B．，加压颜色变深 C．合成硫酸过程中，为提高转化率，理论上应采取加压的措施 D．工业上生产氨气的过程中，使用过量的氮气以提高氢气的利用率 【答案】B 【详解】A．硫氰化钾溶液中存在如下平衡：，向溶液中加入少量氯化铁固体，溶液中铁离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，溶液颜色变深，则颜色变深能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意； B．反应是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，则加压颜色变深是因为体积变小导致，不能用勒夏特列原理解释，故B符合题意； C．二氧化硫与氧气的催化氧化反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化硫的转化率增大，所以合成硫酸过程中，为提高二氧化硫转化率，理论上应采取加压的措施能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意； D．使用过量的氮气，可以增大氮气的浓度，合成氨反应的平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，所以工业上生产氨气的过程中，使用过量的氮气以提高氢气的利用率能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意； 故选B。 10．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)钒元素用途广泛，如图是一种钒的化合物催化某反应的反应机理。下列叙述错误的是 A．H2O参与了该催化反应 B．过程①中反应的原子利用率为100% C．该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成 D．每次循环的净反应为H2O2+2C1－=2HOCl+2e－ 【答案】D 【详解】A．过程④说明H2O参与了该催化反应，故A正确； B．根据过程①的反应，反应物全部变为生成物，说明反应的原子利用率为100%，故B正确； C．过程①中有氢氧键的形成，过程②中有氢氧键的断裂，说明该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成，故C正确； D．根据整个反应体系得到每次循环的净反应为H＋＋H2O2＋C1－=HOCl＋H2O，故D错误。 综上所述，答案为D。 11．(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)下列说法正确的是 A．甲烷的燃烧热为，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，活化分子百分数增大 C．能用勒夏特列原理解释通常采用有利于氨的合成 D．的电离方程式为： 【答案】D 【详解】A．燃烧热定义中，水应为液态，而该热化学方程式中水是气态，A错误； B．加入相同浓度的反应物，单位体积内活化分子数增多，但活化分子百分数不变，B错误； C．合成氨反应是放热反应，从勒夏特列原理看，低温利于平衡正向移动，500℃是为了使催化剂活性最佳，不能用勒夏特列原理解释，C错误； D．在水溶液中电离产生（即）和，电离方程式是，D正确； 答案是D。 12．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)对于工业上制备硫酸的两个核心反应，反应ⅰ：，反应ⅱ：  ，下列有关说法错误的是 A．反应中将矿石粉碎，可以加快反应速率 B．升温时，反应ⅱ正反应速率和逆反应速率均增大，平衡向左移动 C．反应ⅱ使用催化剂，可提高活化分子百分数，反应速率加快 D．反应ⅱ在工业生产中采用常压，是由于加压不能提高的平衡转化率 【答案】D 【详解】A．将矿石粉碎，反应速率加快，A项正确； B．升温时，反应ⅱ正反应速率和逆反应速率均增大，平衡向左移动，B项正确； C．使用催化剂可降低反应所需活化能，提高活化分子百分数，反应速率加快，C项正确； D．反应ii在工业生产中采用常压，是由于常压下的平衡转化率已经很高，加压虽然可提高的平衡转化率，但对材料、动力和设备的要求更高，所以一般采用常压，D项错误； 答案选D。 13．(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．多平衡体系中，选择合适的催化剂能提高目标产物的选择性 B．氯水中存在平衡：，当加入少量溶液后，溶液颜色变浅 C．血浆中存在平衡：，酸中毒患者可选择溶液进行治疗 D．反应达到平衡时，将容器体积减小为原来的一半，再次达到平衡时 【答案】A 【详解】A．多平衡体系，催化剂只能选择催化某个反应提高该反应的速率，但催化剂不能使平衡移动，故不能用勒夏特列原理解释，符合题意，A错误； B．当加入溶液，Ag+和生成沉淀，浓度减小，促使反应正向移动，Cl2的物质的量分数减小，颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，不符合题意，B正确； C．酸中毒后，溶液人体后，浓度增加，平衡向右移动，生成二氧化碳气体，可以用勒夏特列原理解释，不符合题意，C正确； D．容器体积减小为原来的一半，NO2浓度瞬间增大为，平衡正向进行，NO2的浓度逐渐减小，再次达到平衡时，，可以用勒夏特列原理解释，不符合题意，D正确； 故选A。 14．(24-25高三上·湖南五十校·月考)查阅资料，在一定温度下与的反应为可逆反应。某学习小组在相应温度对该反应进行了有关实验： 注：实验（iv）中所加溶液均为少量。实验（ii）中观察到铁粉溶解；实验（iii）静置后，观察到下层溶液呈紫红色；实验（iv）观察到溶液显红色。下列叙述错误的是 A．结合实验（i）、（ii）和（iii）能验证相应温度下与的反应为可逆反应 B．实验（iii）加后振荡过程中与的反应向正反应方向移动 C．实验（iv）能证明实验（i）后的溶液中含有 D．实验（v）中的红色比实验（iv）中的浅 【答案】C 【详解】A．根据资料，在相应温度下与的反应为,实验（ii）说明实验（i）后的溶液中含有，实验（iii）说明实验（i）后的溶液中含有，能验证相应温度下与的反应为可逆反应，A项正确； B．实验（iii）振荡过程中水层里的进入，水层减小，与的反应向正方向移动，B项正确； C．溶液中存在的对的检验产生干扰，C项错误； D．由于反应，溶液中减小，导致平衡逆向移动，红色变浅，D项正确； 答案选C。 15．(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期末)一定条件下HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： I．(快)；II．(慢) T℃时在密封石英管内完全充满水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)，时刻测得CO、的浓度分别为、。研究发现，在反应I、II中，仅对反应I有催化加速作用；反应I速率远大于反应II，近似认为反应I建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。下列说法不正确的是 A．T℃时，反应I的平衡常数 B．反应II达平衡时，测得的浓度为，则体系达平衡后 C．相同条件下，若反应起始时HCOOH溶液中同时还含有盐酸，则CO的浓度峰值最有可能为a点 D．相同条件下，CO浓度达峰值时，含盐酸的HCOOH中浓度比不含盐酸的HCOOH中浓度大 【答案】D 【详解】A．由图可知，t1时刻CO浓度最大，说明反应Ⅰ此时处于平衡状态，根据t1时刻CO、CO2的浓度分别为0.70mol⋅L−1、0.16mol⋅L−1，则反应I和反应II消耗HCOOH分别为0.70mol⋅L−1、0.16mol⋅L−1，反应I的平衡常数K(I)==5，A正确； B．t1之后，Ⅰ始终平衡，根据II的反应式，H2的浓度为x mol⋅L−1，则反应II消耗HCOOH xmol⋅L−1且c(CO2)=x mol⋅L−1，设c(CO)=y mol⋅L−1，反应I消耗HCOOH y mol⋅L−1，由K(I)==5，解得y=，故，B正确； C．加入0.10mol·L-1盐酸后，H+作催化剂，反应Ⅰ的反应速率加快，达平衡的时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减少，体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度大于t1时刻的峰值，则CO新的浓度峰值点可能是a点，C正确； D．加入盐酸后，H+作催化剂，反应Ⅰ的反应速率加快，达平衡的时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减少，体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度更大，CO2浓度一定更小，故D错误； 不正确的选D。 16．(24-25高二上·湖南长沙第一中学·期末)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为  ，下列说法不正确的是 A．能用勒夏特列原理解释通常采用有利于氨的合成 B．合成氨反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 D．增大压强，活化分子百分含量不变，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快 【答案】A 【详解】A．该反应为放热反应，采用合成氨，温度高，平衡逆移，不利于氨的合成，故A错误； B．合成氨反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能，则反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量，该反应放热，故B正确； C．为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化，故C正确； D．增大压强是通过缩小容器体积实现，活化分子百分含量不变，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，故D正确； 故选A。 17．(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)我国科学工作者首次实现二氧化碳到淀粉人工合成研究并取得原创性突破，相关成果于9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》上。转化涉及的第一步反应的化学方程式为。下列叙述正确的是 A．平衡后，其他条件不变，缩小容器体积，可提高和的转化率 B．当时，反应一定达到平衡状态 C．其他条件不变移去水蒸气，可增大逆反应速率 D．恒压条件下，向容器中充入少量氦气，可加快反应速率 【答案】A 【详解】A．该反应为体积减小的反应，平衡后，其他条件不变，缩小容器体积，相当于加压，反应正向移动，CO2和H2的转化率变大，A正确； B．当3时，反应一定达到平衡状态，B错误； C．移去水蒸气的这一时刻，生成物浓度减小，逆反应速率减小，C错误； D．恒压条件下，向容器中充入少量氦气，需要增大体积，相当于减压，则反应速率减慢，D错误； 故选A。 18．(24-25高二上·湖南岳阳云溪区·期末)在一固定容积的密闭容器中，充入和发生如下化学反应：，其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表： T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 关于该反应的说法正确的是 A． B．在830℃反应达到平衡时，气体的转化率约为33.3% C．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前： D．在1000℃，当时，该反应向逆反应方向进行 【答案】B 【详解】A．由表格数据可知，温度升高，平衡常数增大，则平衡正向移动，正反应为吸热反应，故，A错误； B．830℃时反应达到平衡，平衡常数为1，设CO2的转化量为xmol，则三段式分析：    由可知，与体积无关，代数得，解得，则CO2气体的转化率为，B正确； C．该反应的正反应为吸热反应，则其他条件不变，降低温度，平衡逆向移动，则反应达到新平衡前：，C错误； D．1000℃时K=1.7，当时，Qc==1.0＜1.7，则该反应向正反应方向进行，D错误； 故选B。 19．(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)在银催化条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(，英文简称为EO)和乙醛，其反应过程中的能量变化如图所示(图中“ads”表示吸附态，“OMC”表示中间体)： 下列说法错误的是 A．升高温度，乙烯的反应速率加快，最终环氧乙烷和乙醛的产率增大 B．相同条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷的决速步骤是OMC→EO(ads) C．其他条件不变，改用比表面积(比表面积：单位质量的物质所具有的总面积)更大的催化剂，单位时间内乙烯的转化率将增大 D．增大压强，环氧乙烷的平衡产率增大 【答案】A 【详解】A．升高温度，能加快反应速率，根据图像可知，乙烯转化为环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)均为放热反应，升高温度平衡逆向移动，最终环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的产率减小，A错误； B．相同条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)的历程中，活化能最大的步骤为决速步骤，所以决速步骤是，B正确； C．改用比表面积更大的催化剂，反应速率加快，所以单位时间内乙烯的转化率增大，C正确； D．根据提示信息可知生成环氧乙烷的化学方程式为：，增大压强，平衡正向移动，环氧乙烷(EO)的产率增大，D正确； 选A。 20．(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应I： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应I的，反应Ⅱ的 B．点反应I的平衡常数 C．点的压强是的3倍 D．若按投料，则曲线之间交点位置不变 【答案】C 【详解】A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应I正向移动，则反应I为吸热反应焓变大于零，即，反应Ⅱ为放热反应焓变小于零，即，A错误； B．M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料，则此时反应I平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应I的平衡常数，B错误； C．N点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏伽德罗定律可知，的压强是的3倍，C正确； D．反应I为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误； 故选C。 21．(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)I．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。 (1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。 ①天然气    ②煤    ③核能    ④石油    ⑤太阳能    ⑥生物质能    ⑦风能    ⑧氢能 A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧ (2)打火机使用的燃料一般是丙烷。已知11g丙烷气体在298K和101kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555kJ，请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式： 。 (3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零)： ① ② ③ (用含a、b的代数式表示)。在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的和发生反应③，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．混合气体的密度保持不变        B．的转化率保持不变        C．的体积分数保持不变 II．我国提出力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。选择性甲烷化是实现“双碳”目标的重要措施。富氢气氛下，均可与发生甲烷化反应： i． ii (4)时，选用镍基催化剂，向1L密闭容器中通入、和进行反应，平衡后测得，。 ①的平衡转化率为 。 ②时，反应ii的平衡常数约为 (填标号)。 A．20            B．2        C．0.2        D．0.02 (5)其他条件相同，反应ii使用两种不同催化剂反应相同的时间，测得的转化率随温度变化的影响如图所示。 根据图像分析，下列说法错误的是 (填标号)。 A．在范围内，的催化效果比Ni好 B．可以通过改变催化剂种类的方式调控平衡转化率 C．可以通过延长点的反应时间来提高的平衡转化率 【答案】(1)B (2) (3) B (4) 10% D (5)BC 【详解】（1）①天然气、②煤、④石油为化石燃料，属于不可再生能源，且对环境污染严重，③核能使用不当会对环境有污染，⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能、⑧氢能在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生，属于未来新能源标准，所以答案：⑤⑥⑦⑧，故选B。 （2）已知11g丙烷(C3H8)即0.25mol，在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ，故1mol丙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为2220kJ，丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=﹣2220kJ•mol-1。 （3）由盖斯定律，得反应③，则； 在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的二氧化碳和氢气发生反应③： A．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此混合气体的密度保持不变不能说明反应已达平衡，A错误； B．H2的转化率保持不变，说明H2的浓度保持不变，则说明反应达到平衡，B正确； C．设起始加入二氧化碳和氢气物质的量都为amol，从起始到某时刻消耗CO2物质的量为xmol，则消耗氢气物质的量为3xmol，生成CH3OH和H2O的物质的量都为xmol，某时刻二氧化碳、氢气、CH3OH、H2O的物质的量依次为(a-x)mol、(a-3x)mol、xmol、xmol，某时刻CO2的体积分数为=，即二氧化碳的体积分数始终不变，因此CO2的体积分数保持不变不能说明反应达到平衡状态，C错误； 故选B。 （4）假设反应I中CO消耗x，反应II中CO2消耗y，列三段式：、，平衡后测得，，则，，联立解得：，； ①的平衡转化率：； ②，反应Ⅱ平衡常数，答案选D。 （5）A．根据图像可知，在200~360℃范围内，的催化效果比更好，故A正确； B．催化剂只能影响反应速率，不能使平衡发生移动，故B错误； C．根据图像可知，A点时，反应已达到平衡，延长时间，转化率不变，故C错误； 答案选BC。 22．(24-25高二上·湖南岳阳华容县·期末)I．以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。NO和CO均为汽车尾气的成分，在催化转换器中二者可发生反应减少尾气污染。 已知：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)    H<0 (1)在500℃时，向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时，下列描述能说明反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．体系中混合气体密度不变 B． C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．体系中NO、CO的浓度相等 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的NO和CO气体，测得容器中压强随时间的变化关系如表所示： t/min 0 1 2 3 4 5 p/kPa 200 185 173 165 160 160 该反应条件下的平衡常数Kp = kPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)，该反应中的，则该反应达到平衡时， (填“>”、“<”或“=”)。 Ⅱ．工业合成氨N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)  ，一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的和反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如图所示： (3)其中t2时刻所对应的实验条件改变是 ，t7时刻所对应的实验条件改变是 。 (4)为了提高平衡混合物中氨的含量，根据化学平衡移动原理，仅从理论上分析合成氨适宜的条件是___________(填序号)。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．加入催化剂 (5)实际生产中一般采用的反应条件为400~500℃，原因是 。 【答案】(1)BC (2) 1.6 > (3) 增大反应物的浓度(或增大N2或H2浓度均可) 降低温度 (4)C (5)在此温度下催化剂活性最大，反应速率快，单位时间内产率高 【详解】（1）A．容器体积不变，混合气体总质量不变，则混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．反应速率比等于系数比，符合正逆反应速率相等，能够说明反应达到平衡状态，B正确； C．该反应是气体分子总数改变的反应，反应前后，气体的物质的量在改变，当混合气体的平均摩尔质量不再变化，说明气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，C正确； D．体系中NO、CO的起始浓度相等，消耗量相等，剩余量始终相等，不能够说明反应达到平衡状态，D错误； 故选BC； （2）设向恒容密闭容器中通入NO和CO气体为1mol，转化量2x， 平衡时气态的总物质的量为：1-2x+1-2x+x+2x=(2-x)mol，恒容容器中，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，则，x=0.4，；反应达到平衡时，v(正)=v(逆)，即=，，则； （3）t2时刻逆反应速率不变，而正反应速率瞬间变大，则所对应的实验条件改变是增大反应物的浓度(或增大N2或H2浓度均可)；反应为气体分子数减小的放热反应，t7时刻正逆反应速率均减小，则正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，则所对应的实验条件改变是降低温度； （4）为了提高平衡混合物中氨的含量，促进平衡正向进行，根据该反应为气体体积减小的反应，所以增大压强可以促进反应正向进行；又因为平衡是放热反应，所以降低温度也可以促进反应正向进行，故为了提高平衡混合物中氨的含量，可以在低温高压下进行；故选C； （5）温度低，化学反应速率慢，到达平衡的时间变长，温度太高，平衡转化率低，且催化剂在500℃时活性最大，所以实际生产中一般采用的反应条件为400~500℃。 23．(24-25高二上·湖南郴州·期末)工业上利用软锰矿(主要成分为，含少量、和等杂质)和含的烟气为主要原料，制备无水碳酸锰的工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ．不同金属离子生成氢氧化物沉淀的如下表： 离子 开始沉淀时 完全沉淀时 Ⅱ．，。回答下列问题： (1)调节溶液的前，加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是 。 (2)调节的方法是加入适量的熟石灰，调节。充分反应后生成的沉淀有 。如果没有“氧化”过程的进行，就需要调节到更大的数值，这样会造成 的不良后果。 (3)“沉锰”过程中加入氨水的目的是 (从化学平衡移动的角度解释)。“沉锰”过程若剩余，则的浓度为 (保留2位有效数字)。 (4)工业上可用石墨为电极电解硫酸锰和稀硫酸的混合溶液制备二氧化锰，其阳极的电极反应式是 。还原制备的化学方程式是 。 【答案】(1) (2) Fe(OH)3、CaSO4 形成Mn(OH)2(或造成Mn2+损失) (3) 促进Mn2++⇌MnCO3+H+正向移动 (4) Mn2++2H2O−2e−=MnO2+4H+ 【分析】软锰矿主要成分为MnO2，含少量SiO2、FeO、Fe2O3，酸性条件下MnO2被SO2还原为硫酸锰，氧化铁被SO2还原为硫酸亚铁，SiO2和硫酸不反应，过滤出二氧化硅，滤液中含有硫酸锰、硫酸亚铁，再用MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，加入适量的熟石灰调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁，滤液加碳酸氢铵、氨水，碳酸氢铵、氨水和硫酸锰反应生成碳酸锰沉淀、硫酸铵，过滤、洗涤、干燥得无水碳酸锰，据此解答。 【详解】（1）调节溶液的pH前，加入软锰矿，MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，发生“氧化”作用的离子方程式是； （2）由表知，pH≥3.7时铁离子沉淀完全，硫酸钙是微溶物，则加入适量的熟石灰，调节pH=5，充分反应后生成的沉淀有Fe(OH)3、CaSO4，如果没有“氧化”过程的进行，pH≥9.7时亚铁离子才能沉淀完全，此时有部分Mn2+也发生沉淀，则这样会造成的不良后果是：形成Mn(OH)2(或造成Mn2+损失)； （3）“沉锰”时加入碳酸氢铵以生成MnCO3，发生反应Mn2++⇌MnCO3+H+，该过程中加入氨水生成铵根离子消耗氢离子，促进Mn2++⇌MnCO3+H+正向移动，“沉锰”过程若剩余，得，则的浓度为； （4）工业上可用石墨为电极电解硫酸锰和稀硫酸的混合溶液制备二氧化锰，阳极Mn2+失去电子发生氧化反应得到MnO2，其阳极的电极反应式是Mn2++2H2O−2e−=MnO2+4H+，Al还原Mn2O3制备Mn，化学方程式是。 24．(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前研究的热点问题。请回答： (1)甲烷水蒸气重整制氢： I. Ⅱ. 总反应：的 。 (2)恒定压强为时，向某密闭容器中按投料，600℃时，平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示： 组分 物质的量分数 0.04 0.32 0.50 0.08 ①下列措施中一定能提高平衡产率的是 。 A．选择合适的催化剂         B．恒温恒压下通入气体Ar C．向体系中投入少量固体 ②用各组分气体平衡时的分压代替浓度也可以表示化学反应的平衡常数()，时反应I的平衡常数为 (结果保留两位小数，已知气体分压=气体总压×各气体的体积分数)。 (3)甲烷化技术是循环再利用最有效的技术之一，主要反应有：。催化剂的选择是甲烷化的核心，金属或均可作为催化剂。反应相同时间，测得转化率和选择性随温度的变化如图所示。对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和温度分别是 。高于后，以为催化剂，转化率略有下降，而以为催化剂，转化率却仍在上升，其可能的原因是 。(的选择性) 【答案】(1)+165 (2) BC 0.59 (3) 、320℃ 320℃时，以为催化剂时，甲烷化反应已达到平衡，升高温度平衡左移，而以为催化剂时，甲烷化反应未达到平衡，升高温度反应速率加快，转化率上升 【详解】（1）由盖斯定律得，总反应：由合并可得，； （2）①A．选择合适的催化剂，只能加快反应速率，对平衡无影响，不符合题意，A错误； B．恒温恒压下通入Ar气，体积扩大，平衡向气体分子数增大的方向移动，即反应I平衡正向移动，一定能提高H2平衡产率，符合题意，B正确 ； C．向体系中投入少量固体，能与CO2反应产生Na2CO3和H2O，体系中的CO2减小，可知反应Ⅱ、总反应平衡正向移动，H2(g)的平衡产率一定提高，符合题意，C正确； 故选BC； ②由表中数据可知，平衡时CO的物质的量分数，故时反应I的平衡常数为； （3）由图可知，低温时的催化效率高，并且作催化剂时CH4选择性高，所以工业上应选择的催化剂是，320℃时的催化效率最高，则合适的温度是320℃；低温时 的催化效率高，但该反应是放热反应，320℃后升高温度，平衡逆向移动，CO2转化率下降，而低温时Ni的催化效率低，催化活性弱，催化效率低，升高温度时Ni的活性增强，反应速率加快，即320℃时，以为催化剂，CO2甲烷化反应已达平衡，升高温度平衡左移；以Ni为催化剂，CO2甲烷化反应未达到平衡，反应速率较慢，升高温度反应速率加快，反应相同时间时CO2转化率增加； 25．(24-25高二上·湖南长沙第一中学·期末)氢气是一种理想的绿色能源，有科学家预言，氢能将成为人类的主要能源。回答下列问题： Ⅰ．乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应 反应ⅰ：   反应ⅱ：    反应ⅲ：    (1)反应ⅰ的 。 (2)在恒温恒容的密闭容器中进行反应ⅲ，能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A．体系的压强不再改变 B．气体的密度不再改变 C． D．混合气体平均摩尔质量不变 (3)恒压条件下，1mol(g)和3mol(g)发生上述反应，平衡时和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。[已知：CO的选择性] ①表示CO选择性的曲线是 (填标号)。 ②573K时，生成的物质的量为 mol。 Ⅱ．甲醛水化释氢。 45℃时，碱性条件下Ag作催化剂可将甲醛转化为，反应的机理如图所示。 使用时将纳米Ag颗粒负载在表面以防止纳米Ag团聚，其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对产生快慢的影响如图所示。 (4)①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，得到的氢气产物为 (填化学式)。 ②若NaOH浓度过大，的产生速率减慢的原因可能是 。 【答案】(1)+255.7 (2)AD (3) ① ②1.02 (4) ①HD ②NaOH溶解载体，使纳米Ag颗粒发生团聚，催化活性下降 【详解】（1）根据盖斯定理可得反应ⅰ=ⅲ-2×ⅱ=； （2）A．由于气体体积改变，所以体系的压强不再改变，说明反应达到平衡状态，正确； B．反应前后气体质量不变，所以气体的密度不再改变，不能说明反应达到平衡状态，错误； C．水和二氧化碳的化学计量数之比为3:2，所以才能说明反应达到平衡状态，故错误； D．反应前后气体质量不变，物质的量改变，所以混合气体平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡状态，正确； 故选AD。 （3）①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小，由于CO的选择性+CO2的选择性=1，则表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线是c，表示乙醇的转化率的曲线是b； ②573K时，CO2的选择性为85%，CO的选择性为15%，乙醇的转化率为0.6，则平衡时n(CO2)+n(CO)=1mol×0.6×2=1.2mol，n(CO)= 1.2mol×15%= 0.18mol，n(CO2)= 1.2mol×85%= 1.02mol； （4）①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，结合机理流程可看出，氢气中的氢原子，一个由甲醛提供，一个由水分子提供，故得到的氢气产物为HD； ②若NaOH浓度过大，的产生速率减慢，可能是NaOH溶解载体，使纳米Ag颗粒发生团聚，催化活性下降； 26．(24-25高二上·湖南邵阳邵东联考·期末)某氮肥厂用经一系列反应制得，。 (1)时，和能反应生成和液态水，生成水时放热，其热化学方程式是 。 (2)对于反应，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线(如图)。 请比较、的大小： (填“>”、“=”或“<”)；该反应 0(填“>”、“=”或“<”)。 (3)四氧化二氮和二氧化氮可互相转化。在容积为的容器中，通入一定量的，发生反应，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题： ①该反应的 0(填“>”、“=”或“<”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在时段，反应速率为 ，该温度下反应的平衡常数 。 ②反应达平衡后，将反应容器的容积缩小到原来的一半，平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 【答案】(1)   (2) < < (3) > 逆反应 【详解】（1）25℃时，NH3和O2能反应生成NO和液态水，生成6mol水时放热1289kJ，放热反应焓变为负值，其热化学方程式是4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-1289kJ/mol； （2）增大压强，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)平衡正向移动，NO平衡转化率增大，所以P1<P2；升高温度，NO平衡转化率减小，平衡逆向移动，正反应放热，该反应ΔH<0； （3）①随温度升高，混合气体的颜色变深, N2O4(g) 2NO2(g)平衡正向移动，该反应的ΔH>0；100℃时，在0~60s时段，N2O4的浓度降低0.06mol/L，反应速率v(N2O4)为mol·L-1·s-1，该温度下反应的平衡常数K=。 ②正反应气体系数和增大，反应达平衡后，将反应容器的容积缩小到原来的一半，平衡向逆反应方向移动； 27．(24-25高二上·湖南师范大学附属中学·期末)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，按要求回答下列问题： Ⅰ．用CO处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH1，Kp1。 (1)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的CO和N2O，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是_____(填标号)。 A．n(CO)∶n(N2O)=1∶1 B．压强不再变化 C．CO2的体积分数不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (2)在恒压恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应。在不同条件下分别达到平衡，T1K时N2O的转化率与和当=1时N2O的转化率与的变化曲线如图1所示，其中表示N2O的转化率随的变化曲线为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (3)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理，如图2装置可同时吸收SO2和NO。已知：H2S2O4是一种弱酸。直流电源的负极为 (填“a”或“b”)，阴极的电极反应式为 。 Ⅱ．CO在一定条件下也可合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0.将1molCO和2molH2充入1L恒容密闭容器中，在一定条件下合成甲醇，反应相同时间(2min)时测得不同温度下CO的转化率如图所示： (4)温度在1000K下，从反应开始至2min末，这段时间内的v(H2)= 。 (5)由图可知，在温度低于1050K时，CO的转化率随温度的升高而增大，原因是 。 (6)已知b点已平衡，此时容器内气体的压强为p，则在1050K下该反应的压强平衡常数Kp= kPa-2(用含p的代数式表示，Kp是用各气体的分压替代浓度来计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1)ABD (2)Ⅱ (3) a 2+2e-+4H+=H2S2O4+2H2O (4)0.5mol/(L·min) (5)温度低于1050K时，反应未达到平衡状态，随温度的升高，反应速率加快，相同时间内CO的转化率增大 (6) 【详解】（1）A．n(CO)∶n(N2O)=1∶1不能证明正、逆反应速率相等，不能说明反应已经达到平衡状态，A符合题意； B．为体积分数不变的反应，容器中压强不变化，则压强不再变化不能说明反应已经达到平衡状态，B符合题意； C．随着反应的进行，CO2的体积分数逐渐增大，当CO2的体积分数不再变化，反应达到平衡状态，C不符合题意； D．反应前后气体总质量不变、气体总物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能据此判断平衡状态，D符合题意； 故选ABD； （2）越小，N2O的转化率越大，则表示N2O的转化率随的变化曲线为Ⅱ； （3）有外加的直流电源，则右边装置为电解池装置，与a相连的电极S由+4降低为+3价，则该极为阴极，故直流电源的负极为a；阴极为亚硫酸氢根离子得电子转化为H2S2O4，电极反应式为； （4）温度在1000K下，从反应开始至2min末，CO的转化率为50%，则Δn（CO）=1mol×50%=0.5mol,根据方程式，Δn（H2）=0.5mol×2=1.0mol，v（H2）==0.5mol/（L•min）； （5）由图可知，在温度低于1050K时，CO的转化率随温度的升高而增大，高于1050K时，CO的转化率随着温度的升高而降低，说明在温度低于1050K时，反应未达到平衡状态，随温度的升高，反应速率加快，相同时间内的转化率增大； （6）已知b点时容器内气体的压强为p,此时CO转化率为80%，列化学平衡三段式， 则气体总物质的量为0.2mol+0.4mol+0.8mol=1.4mol,则p（CO）=×p=p,同理p（CH3OH）=p,p（H2）=p,Kp=kPa-2=kPa-2。 28．(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)2018年，美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略，而中国却加大了环保力度，生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。 (1)已知：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.1 kJ·mol-1 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJ·mol-1 写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (2)为提高CH3OH产率，理论上应采用的条件是 (填字母)。 a．高温高压　　　b．低温低压　　　c．高温低压　　　d．低温高压 (3)催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下： 实验编号 温度(K) 催化剂 CO2转化率(%) 甲醇选择性(%) A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3 B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7 C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1 D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6 根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优选项为 (填字母)。 (4)一定条件下，向体积为1 L的恒容密闭容器中通入2 mol CO2和6 mol H2发生反应生成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。每次反应10分钟，测得CO2的转化率随温度的变化关系如图所示。 已知A点为平衡状态，此时体系压强为P，求260℃时该反应的平衡常数Kp= (用平衡气体分压代替平衡浓度计算Kp，气体分压P(B)=气体总压P总×气体B的物质的量分数)，210℃~240℃时，CO2的转化率随温度升高逐渐增大的原因是 。 【答案】(1)CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-48.9 kJ/mol (2)d (3)B (4) 反应未达平衡，温度越高速率越快，相同时间内CO2的转化率逐渐增大 【详解】（1）已知热化学方程式：①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.1 kJ·mol-1，②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律，将热化学方程式①+②，整理可得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-48.9 kJ/mol （2）根据热化学方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-48.9 kJ/mol可知：生成甲醇的反应是一个气体体积减小的放热反应，为提高CH3OH的平衡转化率，需使化学平衡正向移动，根据平衡移动原理可知：应该选择低温高压的反应条件，故合理选项是d； （3）选择性是指产物的专一性，在一个化学反应中若有多个产物，其中某一产物是目标产物，若这个物质的产率越高，说明该反应的选择性越好。观察四组数据，相比之下，选项B、D的选择性很高，且B的CO2转化率比D低，但是B的甲醇的选择性比D高，故最佳选项为B； （4）反应在A点时CO2的转化率为90%，即CO2消耗了△n(CO2)=2 mol×90%=1.8 mol， 物质反应转化关系可知H2反应消耗了△n(H2)=3△n(CO2)=3×1.8 mol=5.4 mol，甲醇、水蒸气均生成了1.8 mol，平衡时n(CO2)=2 mol-1.8 mol=0.2 mol，n(H2)=(6-5.4)mol=0. 6mol，n(CH3OH)=n(H2O)=1.8 mol，容器内气体的总物质的量为n(总)=(0.2+0.6+1.8+1.8)mol=4.4 mol，则260℃时该反应的平衡常数Kp=； 210℃~240℃时，反应未达平衡，温度越高，化学反应速率越快，在相同时间内CO2的转化率逐渐增大，所以图中CO2的转化率随温度升高逐渐增大； 29．(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)将转化为高附加值碳基燃料，可有效减少碳排放。将和在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应： i．   ii．   iii．   (1)利用不同催化剂，在一定温度和反应时间条件下，测得产物的生成速率与催化剂的关系如图： 可知最利于制的催化剂是 (填序号，下同)，最利于制的催化剂是 。 ①    ②    ③    ④ (2)不同条件下，投料，发生上述反应，的平衡转化率与温度的关系如下图，升高温度，反应i的化学平衡常数 (填“增大”或“减小”)；由大到小的顺序是 。压强为的条件下，温度高于之后，随着温度升高转化率增大的原因是 。 (3)在某温度下，向恒容容器中充入和，初始压强为，反应经达到平衡，此时气体的总物质的量为，则 ，该温度下反应ii的化学平衡常数 。 【答案】(1) ① ④ (2) 减小 P3> P2> P1 CO2平衡转化率为反应i和反应ii的CO2平衡转化率之和，600℃之后，CO2平衡转化率主要取决于反应ⅱ，升高温度，反应ⅱ平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大 (3) 0.1 1 【详解】（1）根据图示，在一定温度和反应时间条件下，使用催化剂时，CO的生成速率最大且的速率最小，则最利于制CO的催化剂是；使用催化剂Pt@h-BN3时，甲烷的生成速率最大且CO的生成速率最小，则最利于制甲烷的催化剂是Pt@h-BN3，故分别选①、④； （2）由反应ii+iii式可得反应i，则由盖斯定律得：，即正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，反应i的化学平衡常数减小；其它条件不变，增大压强，反应i平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，所以P1、 P2、P3由大到小的顺序是：P3> P2> P1。CO2平衡转化率为反应i和反应ii的CO2平衡转化率之和，反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，600℃之后，升高温度，反应i逆向进行的程度小于反应ⅱ正向进行的程度，CO2的平衡转化率增大。所以压强为的条件下，温度高于之后，随着温度升高转化率增大的原因是：CO2平衡转化率为反应i和反应ii的CO2平衡转化率之和，600℃之后，CO2平衡转化率主要取决于反应ⅱ，升高温度，反应ⅱ平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大； （3）在某温度下，向恒容容器中充入7 mol CO2和12 mol H2，初始压强为19kPa，反应经10min达到平衡，此时气体的总物质的量为17mol，则容器内气体总压强为17kPa，气体的总物质的量减小，压强减小是因为发生反应i，设CO2压强变化量为xkPa，建立三段式： 则有：7-x+12-4x+x+2x=17，x=1，所以甲烷的 kPa/min；恒温、恒容时，压强之比等于其物质的量之比，则平衡时气体的总物质的量为17mol，，则n(CO)=3mol，n(CH4)=1mol，1molCO2参加反应i、3molCO2参加反应ⅱ，反应i消耗氢气4mol、反应ⅱ消耗氢气3mol，平衡时容器中n(CO)=3mol、n(H2)=(12-4-3)mol=5mol、n(CO2)=(7-1-3)mol=3mol、n(H2O)=(2+3)mol=5mol，则该温度下反应ii的化学平衡常数K==1。 30．(24-25高二上·湖南长沙望城区第二中学·期末)资源化在推进能源绿色转型，实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。 Ⅰ. 与催化重整制合成气是研究热点之一、发生的主要反应有： 反应①： 反应②： (1)有关化学键键能数据如表： 化学键 H-O C=O 键能/ 436 463 803 1076 则反应②的反应热 。 (2)对于上述反应体系，下列说法错误的是 。 A．增大的浓度，反应①②的正反应速率均增加 B．恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态 C．加入催化剂，可提高的平衡转化率 (3)恒压下进行与催化重整实验。初始压强为，起始投料，和的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。 ①曲线 (填“A”或“B”)表示的平衡转化率。 ②800K，反应至转化率达到X点时，v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。若要使的转化率由X点达到Y点，改变的外界条件可以是 (答一条即可)。 ③800K，反应①的分压平衡常数 (分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1)+40.0 (2)BC (3) A > 增大的浓度或分离出产物等均可 【详解】（1）反应②的反应热反应物的总键能-生成物的总键能=2×803+436-1076-2×463=+40.0； （2）A．增大的浓度，反应物的浓度增大，则反应①②的正反应速率均增加，A正确； B．恒容密闭容器中体积不变，混合气体的总质量不变，则气体密度一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．加入催化剂，化学平衡不移动，的平衡转化率不变，C错误； 故选：BC； （3）①参与了2个反应，而只参与1个反应，相同情况下消耗更多，平衡转化率更大，曲线A表示的平衡转化率； ②曲线B表示的平衡转化率，800K，反应至转化率达到X点时小于平衡转化率，反应向正反应方向进行，则v(正)> v(逆)；若要使的转化率由X点达到Y点，即使反应达到平衡，改变的外界条件可以是增大的浓度或分离出产物等均可； ③800K，的平衡转化率为40%，转化的物质的量10 mol×40%=4mol，的平衡转化率为20%，转化的物质的量10 mol×20%=2mol，列三段式：反应①：，反应②：，在恒温恒压下，反应①的分压平衡常数； / 学科网（北京）股份有限公司 $