题型03 化学反应原理综合题（期末真题汇编，山东专用）高二化学上学期

题型03 化学反应原理综合题 1．(2024-2025高二上·山东省菏泽市·期末)有效减少碳排放的途径有多种，我们可由CO2制备甲烷、甲醇、甲醚等产品，进行资源化利用。 途径一：在催化剂的作用下，利用CO2加氢合成甲醇(CH3OH)，主要涉及如下反应： Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H 1=-49.4kJ·mol−1 Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H2=+41.2kJ·mol−1 （1）一定条件下，向某密闭容器中投入一定量的CO2和H2发生上述反应。达到平衡后，缩小容器体积，反应Ⅱ的平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。 （2）已知反应Ⅰ：υ正=k正c(CO2) ·c3(H2)，υ逆=k逆c(CH3OH) ·c(H2O)，k正、k逆为速率常数。若温度为T1℃，达到平衡时，化学平衡常数K=n；温度为T2℃，平衡时，k正=10nk逆，比较T1℃与T2℃大小并说明理由___________。 （3）一定条件下，向1 L的密闭容器充入1molCO2(g)和5molH2(g)，发生上述反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择性(甲醇的选择性=)随温度的变化关系如图所示。270℃时，测得反应经t min达到平衡。则0～t min内，CO的平均反应速率υ(CO)=___________mol·L−1·min−1，=___________(表示CO2的物质的量与所有含碳物种的物质的量之比)。 途径二：CO2加氢可以合成甲烷，主要涉及反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H<0. （4）向某密闭容器中充入一定量的CO2(g)和H2(g)，在压强为p的条件下发生上述反应。在不同条件下达到平衡，设体系中H2的平衡转化率为α(H2)，在温度为T1下的、在下的变化关系如图所示。 ①CH4的空间构型为___________。 ②在下的变化关系是___________(填“m”或“n”)。 ③在、p和T1下，若最初充入2molH2，反应经10min达到平衡状态，则Kp=___________(用含p的代数式表示)。 2．(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末) 研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）氢能是极具发展潜力的清洁能源。298K时，燃烧生成水蒸气放热，液态水蒸发吸热44kJ。表示燃烧热的热化学方程式为___________。 （2）可用电解法由氮气直接制备硝酸，同时产生氢气，原理如图甲。 ①电极a上的电极反应式为___________。 ②每生成4mol硝酸，通过“质子交换膜”的为___________mol。 （3）我国科学家设计了一种草酸和偶联生产甘氨酸，装置如图乙，图中双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。 ①电解一段时间后，阳极区溶液pH___________(填“增大”、“减水”或“不变”)。 ②阴极的电极反应式为___________。 ③理论上生成1mol甘氨酸，双极膜中有___________mol水解离。 3.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末) 二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯，发生反应： 。回答下列问题： （1）一定温度下，在恒压密闭容器中加入和发生上述反应。下列说法正确的是_______(填标号)。 A. 平衡时向容器中充入惰性气体，反应平衡逆向移动 B. 相同条件下，若改为恒容容器，乙烷的平衡转化率增大 C. 容器中始终存在 D. 混合气体平均相对分子质量保持不变，则反应已达平衡 （2）在2L密闭容器中加入和各2mol，不同温度下反应5min和达平衡后的转化率如图。 ①时，0～5min反应的平均速率_______。 ②时，若该反应的速率方程为，，为速率常数，则_______(保留分数)。 ③下列措施可以提高点转化率的是_______。 A．延长反应时间 B．适当增加 C．使用高效催化剂 （3）将和各2mol和等量的催化剂加入相同体积、不同温度的密闭容器中，反应分钟时的转化率如图所示，c点_______平衡点(填“是”或“不是”)；b～c段曲线呈现如图变化的可能原因为_______。 4．(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)利用可再生能源获取的氢气与合成甲醇过程涉及的主要反应为： ① ② ③ (较高温度下发生) 回答下列问题： （1）反应①涉及物质中碳原子的杂化方式为___________。 （2）根据以上信息判断反应①应为___________(填“任何条件自发”、“高温自发”或“低温自发”)反应，___________，反应③的___________(填“>”或“<”)。 （3）已知本实验条件下，(均为常数)。下图表示反应②的线是___________(填“”“”或“”)，时，反应③的平衡常数___________(填数值)。 （4）分别在压强和下，物质的量之比按1:3投料，平衡转化率或甲醇选择性[的选择性］随温度、压强变化关系如图。其中纵坐标表示平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强___________(填“>”、“<”或“=”)；图甲中温度高于时，曲线发生明显变化的原因可能是___________。时，反应②的___________(保留两位有效数字)。 5．(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末) 一定条件下，水气变换反应的中间产物是。为探究该反应过程，研究水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ． Ⅱ． 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ的速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 （1）在该条件下，水气变换反应的焓变_______。 （2）反应Ⅰ的正反应速率方程为：，为反应速率常数。温度下，电离平衡常数为，当平衡浓度为时，此时反应Ⅰ的速率_______。(用、、的代数式来表示) （3）①温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使分解，分解产物均完全溶于水。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、的浓度分别为、，反应Ⅱ达平衡，测得的浓度为，反应Ⅱ的平衡常数为_______。 ②在相同条件下，下列说法正确的是_______。 A．若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示、、、中，的峰值点可能是或 B．若适当升高温度，则图示、、、中，的峰值点可能是或 C．与不含盐酸相比，达到浓度峰值时，浓度减小 D．与不含盐酸相比，达到浓度峰值时，的值减少 （4）工业上，水气变化的反应历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱吸附等过程。随着温度升高，在催化剂活性温度范围内，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因_______。 7．(2024-2025高二上·山东省威海市·期末)甲酸()是一种有机化工原料，广泛用于农药、医药等工业。回答下列问题： （1）已知室温时，在水中有1%发生电离，由其电离出的约为水电离出的的___________倍。 （2）部分弱酸、弱碱的电离平衡常数如下表： 弱酸、弱碱 或(25℃) ①等物质的量浓度的a．溶液、b．溶液、c．溶液的由大到小的顺序为___________(填序号)；浓度均为的和等体积混合后，溶液中d．、e．、f．、g．浓度由大到小的顺序为___________(填序号)。 ②25℃时，向的氨水中滴加的溶液，当滴加溶液时，混合溶液的，则V___________ (填“>”“<”或“=”)。 ③25℃时，将的与的溶液等体积混合(忽略溶液体积变化)，充分反应后，溶液中存在，则该混合溶液中的电离常数___________(用含a和b的代数式表示)。 （3）可利用如图装置由甲醇()制备甲酸或甲酸盐，电极均为惰性电极，工作原理如图所示。 ①电解过程中阳极上发生反应的电极反应式为___________。 ②若有通过质子交换膜时，则该装置生成和共计___________mol。 8. (2024-2025高二上·山东省威海市·期末)海洋生态系统在全球碳循环中起着决定性作用。海水中存在平衡关系： ①，②，海洋中的珊瑚虫经③形成石灰石外壳，进而形成珊瑚。 回答下列问题： （1）当反应③达到平衡状态时，下列说法错误的是___________。 A. 保持不变 B. 保持不变 C. D. 反应①②也达平衡 （2）增大有利于珊瑚的形成，原因是___________。 （3）进入海水后，主要以3种无机形式()存在，称为总溶解无机碳(DIC)，占海水总碳95%以上。各组分摩尔分数随变化如图。天然海水的一般在7.8～8.3左右，DIC的主要存在形式为___________(填微粒符号)；海水的___________[用含的式子表示]。 （4）空气中浓度过大会导致海水酸化，从而导致珊瑚礁(主要成分为)减少。实验室模拟珊瑚礁附近水体环境探究(X为或)与的关系，实验结果如图所示。曲线___________(填序号)表示与的关系；曲线①表示___________与的关系；通过计算，___________。 9.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理HCl废气，有关反应原理为 。回答下列问题： （1）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： 则___________。 （2）360℃时，若某密闭容器中氯化氢催化氧化制氯气反应的化学平衡常数，，，其中为速率常数，则___________(用含和的式子表示)；若，时反应达到平衡状态，，___________ 。 （3）将等物质的量的HCl和以不同起始流速通入反应器，在360℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 ①___________℃。 ②提高M点HCl转化率的措施是___________(任写一条)。 ③当HCl流速高于时，HCl转化率___________(填“>”或“<”)，原因是___________。 ④设N点的转化率为平衡转化率，反应体系的压强为P，则该温度下反应的平衡常数___________(用含P的代数式表示)。 10．(2024-2025高二上·山东省淄博实验中学·期末)氨的合成对国民经济发展有重要意义，HaberBosch法合成氨发生的反应为：，回答下列问题。 （1）氨气可用于工业脱硝(NO)，脱硝反应为： 。 已知：反应①： 反应②： 反应①中正反应的活化能___________逆反应的活化能(填“小于”或“大于”)，由反应①和反应②可知脱硝反应的___________。 （2）在密闭容器中充入0.1mol 和0.3mol 模拟Haber-Bosch法合成氨，平衡时的体积分数()随温度和压强(单位：kPa)的变化如图所示。 ①图中压强从大到小的顺序是___________(压强用、、表示)，写出判断依据___________。 ②250℃，压强为条件下，10min反应达到平衡，若平衡时容器体积为2L，则0～10min内氨气的平均反应速率为___________。 ③250℃，压强为条件下反应的压强平衡常数___________(用气体的平衡分压代替平衡浓度计算，某气体的平衡分压=平衡时气体总压×该气体的物质的量分数，结果保留1位小数)。图中(A点)___________(B点)(填“>”“<”或“=”)。 ④不改变、的初始投入量和催化剂的种类，为了提高的产率，除了改变温度和压强外还可采取的措施是___________。 11．(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末)乙二酸(H2C2O4)俗称草酸，为无色晶体，是二元弱酸，广泛分布于植物、动物和真菌体中。在实验研究和化学工业中应用广泛。 （1）室温下，草酸溶液中粒子(H2C2O4、HC2O、C2O)的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示： 回答下列问题： ①图中X表示的粒子的化学式为___________。 ②向pH = 2.5草酸溶液中滴加KOH溶液至pH = 6.5时，发生的主要反应的离子方程式是___________。 ③䓍酸的Ka2=___________mol· L-1； KHC2O4的水解常数Kh=___________mol· L-1. ④图中M点所对应的pH=___________。 （2）0.1 mol·L−1 KHC2O4溶液中，下列粒子浓度关系正确的是___________(填序号)。 a． c(K+) + c(H+) = c(HC2O) + c(C2O) + c(OH–) b． c(K+) > c(HC2O) > c(H+) >c(C2O) >c(OH–) > c(H2C2O4) c． c(K+) = c(HC2O) + c(C2O) + c(H2C2O4) （3）已知常温下，H3PO4的Ka1=6.9×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=4.8×10-13。向Na2C2O4溶液中加入足量的H3PO4溶液，反应的离子方程式为___________。 11．(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末)我国力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，将二氧化碳资源化尤为重要。 （1）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应△H___________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是___________。 （2）CO2可与H2制甲醇，在催化剂作用下，发生以下反应： 反应I：CO2(g) ＋ 3H2(g)   CH3OH(g) +H2O(g)；ΔH1 =-49 kJ•mol-1 反应II：CO2(g) ＋ H2(g)   CO(g) +H2O(g)；ΔH2 = +41 kJ•mol-1 反应Ⅲ：CO(g) ＋ 2H2(g)   CH3OH(g)；ΔH 已知述反应中相关化学键键能数据如下： 化学键 H-H C≡O C-H O-H 键能/kJ•mol-1 436 1075 413 463 ①C-O键能为___________kJ•mol-1. ②若将等物质的量H2和CO2充入恒温恒容密闭容器中，进行上述反应，下列事实说明此反应已经达到化学平衡状态的是___________(填标号)。 A．CO的体积分数保持不变。 B．混合气体的密度保持不变。 C．H2和CO的物质的量之比为定值。 D．生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等。 ③CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示。 由图判断合成的最适宜温度为___________；反应过程中CH3OH的产率随温度升高先增大后减小，减小的主要原因是___________。 （3）CO2可与H2在铁催化剂作用下发生化学反应： 2CO2(g) ＋ 6H2(g)  C2H4(g) + 4H2O(g)； CO2(g) ＋ H2(g)   CO(g) +H2O(g)； 在1L的密闭容器中充入1molCO2和3 molH2，CO2的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图所示。图中M(350，70)对应乙烯的选择性为4/7(乙烯的选择性为转化的CO2中生成C2H4的百分比。)则该温度下反应CO2(g) ＋ H2(g) CO(g) +H2O(g)的平衡常数KP=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 12．(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末)我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中的含量，以为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应： Ⅰ．主反应： kJ⋅mol⁻¹ Ⅱ．副反应： kJ⋅mol⁻¹ （1）. 关于加氢合成甲烷主反应的自发性判断正确的是_______。 A．仅在高温下自发 B．仅在低温下自发 C．始终自发 （2）加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因不包括_______。 A. 反应速率快 B. 平衡转化率高 C. 催化剂活性高 D. 主反应催化剂选择性好 （3）500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4mol和12mol。20min时主、副反应都达到平衡状态，测得mol⋅L⁻¹、mol⋅L⁻¹。则0~20min内_______，平衡时选择性=_______。(选择性，计算结果保留三位有效数字) 13.(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末)请回答下列问题： （1）已知下列反应： 则一氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠固体的热化学方程式为___________。 （2）工业废气中的CO2可用碱液吸收，所发生的反应如下： ①反应的___________(用含a、b的代数式表示)。 ②标准状况下，与足量的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为___________(用含a或b的代数式表示)kJ。 （3）火箭推进器中盛有强还原剂液态肼和强氧化剂液态过氧化氢，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量。 ①该反应的热化学方程式为___________。 ②又知，则16g液态肼与液态过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是___________kJ。 ③此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是___________。 14. (2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末)硫酸在工业生产中有着重要的意义，SO2是工业制硫酸的重要原料。 （1）T℃时，向2.0L的恒容密闭容器中充入1.0mol SO2和0.6mol O2，发生如下反应：，20s后反应达到平衡，和相等，___________，平衡后向容器中再充入和，此时，v(正)___________v(逆)。(填“>”、“=”或“<”) （2）在1 L的密闭容器中，加入足量的焦炭和1mol SO2反应，C(s)+2SO2(g) ⇌2CO2(g)+S2(g)。 ①反应在某温度达到平衡时，SO2和CO2的体积分数都等于40%，该温度下的平衡常数K=___________。 ②按相同投料方式发生上述反应，相同时间内测得SO2与Sx的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其它条件相同时，在不同催化剂作用下，SO2转化率与温度关系如图2所示。 700℃时，催化剂___________(填“甲”或“乙”)活性更高， A、B、C三点对应的反应状态中，达到平衡状态的是___________(填字母)。 15. (2023-2024高二上·山东省日照市校际联合·期末)利用催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应为 反应 反应 反应 回答下列问题： （1）标准状态下，由稳定状态单质生成1mol该物质的焓变为标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓见下表： 物质 -393.5 0 -201.2 -241.8 ___________。 （2）实际工业生产中，需要在一定温度、压强的反应釜中进行上述反应。以进气流量、持续通入原料气，已知出气流量为，单位时间内的转化率为，则流出气体中的物质的量分数为___________(保留两位有效数字)。 （3）在一定条件下，向恒容密闭容器中按投料进行上述反应，平衡转化率及的平衡体积分数随温度变化如图所示。 ①图中表示的平衡体积分数随温度变化的曲线为___________(填“”或“”)，温度从上升至的平衡转化率变化的原因是___________。 ②一定温度下，向体积为的密闭容器中通入和进行上述反应，起始压强为。反应经达到平衡，的平衡转化率为，容器中均为，体系放出热量为___________，反应Ⅲ的平衡常数___________为以分压表示的平衡常数)。 试卷第1页，共3页 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 化学反应原理综合题 1．(2024-2025高二上·山东省菏泽市·期末)有效减少碳排放的途径有多种，我们可由CO2制备甲烷、甲醇、甲醚等产品，进行资源化利用。 途径一：在催化剂的作用下，利用CO2加氢合成甲醇(CH3OH)，主要涉及如下反应： Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H 1=-49.4kJ·mol−1 Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H2=+41.2kJ·mol−1 （1）一定条件下，向某密闭容器中投入一定量的CO2和H2发生上述反应。达到平衡后，缩小容器体积，反应Ⅱ的平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。 （2）已知反应Ⅰ：υ正=k正c(CO2) ·c3(H2)，υ逆=k逆c(CH3OH) ·c(H2O)，k正、k逆为速率常数。若温度为T1℃，达到平衡时，化学平衡常数K=n；温度为T2℃，平衡时，k正=10nk逆，比较T1℃与T2℃大小并说明理由___________。 （3）一定条件下，向1 L的密闭容器充入1molCO2(g)和5molH2(g)，发生上述反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择性(甲醇的选择性=)随温度的变化关系如图所示。270℃时，测得反应经t min达到平衡。则0～t min内，CO的平均反应速率υ(CO)=___________mol·L−1·min−1，=___________(表示CO2的物质的量与所有含碳物种的物质的量之比)。 途径二：CO2加氢可以合成甲烷，主要涉及反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H<0. （4）向某密闭容器中充入一定量的CO2(g)和H2(g)，在压强为p的条件下发生上述反应。在不同条件下达到平衡，设体系中H2的平衡转化率为α(H2)，在温度为T1下的、在下的变化关系如图所示。 ①CH4的空间构型为___________。 ②在下的变化关系是___________(填“m”或“n”)。 ③在、p和T1下，若最初充入2molH2，反应经10min达到平衡状态，则Kp=___________(用含p的代数式表示)。 【答案】（1）逆向 （2）K(T2)=10n＞K(T1)，该反应，温度越低，K越大，故T1℃大于T2℃ （3） ①. mol•L-1•min-1 ②. 1-a （4） ①. 正四面体 ②. m ③. 【解析】 【小问1】缩小容器体积增大压强，对于反应Ⅰ，平衡正向移动，因此体系中与的量减少，水蒸气量增加，因此，反应Ⅱ生成物浓度增加，反应物浓度减小，平衡逆向移动； 【小问2】对于反应Ⅰ，达到平衡时，正、逆反应速率相等，即，所以，化学平衡常数。已知温度为时，；温度为时，，，则此时， 反应Ⅰ，是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；降低温度，平衡正向移动，平衡常数增大。 因为，所以大于，理由是反应Ⅰ为放热反应，平衡常数增大，说明温度降低。 【小问3】由图可知，270℃时，的平衡转化率为a，和甲醇的选择性为b，则生成一氧化碳的物质的量浓度为，则0～t min内，的平均反应速率 ；根据碳原子守恒，所有含碳物种的物质的量为，0～t min内，反应后剩下的的物质的量为，因此 【小问4】①甲烷中碳原子的价层电子对数，没有孤电子对，因此CH4的空间构型为正四面体；②由图可知逐渐增大，则温度逐渐减小，平衡正向移动，氢气平衡转化率增大，对应曲线m；③在、p和T1下，最初充入，反应经10min达到平衡状态，可得：，则 2．(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末) 研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）氢能是极具发展潜力的清洁能源。298K时，燃烧生成水蒸气放热，液态水蒸发吸热44kJ。表示燃烧热的热化学方程式为___________。 （2）可用电解法由氮气直接制备硝酸，同时产生氢气，原理如图甲。 ①电极a上的电极反应式为___________。 ②每生成4mol硝酸，通过“质子交换膜”的为___________mol。 （3）我国科学家设计了一种草酸和偶联生产甘氨酸，装置如图乙，图中双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。 ①电解一段时间后，阳极区溶液pH___________(填“增大”、“减水”或“不变”)。 ②阴极的电极反应式为___________。 ③理论上生成1mol甘氨酸，双极膜中有___________mol水解离。 【答案】（1） （2） ①. ②. 20 （3） ①. 减小 ②. ③. 6 【解析】 【小问1】燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；298K时，（为1mol）燃烧生成1mol水蒸气放热，液态水蒸发吸热44kJ，则气态水液化放热44kJ，故（为1mol）燃烧生成1mol液态水放热+44kJ=286kJ，故燃烧热的热化学方程式为： ； 【小问2】①由图，电极a上氮气失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子，电极反应式为。 ②a极反应为，每生成2mol硝酸转移10mol电子，则每生成4mol硝酸会转移20mol电子，b极反应为，则通过“质子交换膜”的为20mol。 【小问3】①由图，该装置为电解池，左侧为阴极、右侧为阳极；阳极反应为甲醛失去电子被氧化为甲酸根离子，同时生成氢气：，电解一段时间后，阳极区溶液消耗氢氧根离子，则pH减小； ②由图，阴极的电极反应式为、得到电子发生还原反应生成和水，反应为：。 ③由阴极反应，理论上生成1mol甘氨酸，需要消耗6mol氢离子，则双极膜中有6mol水解离。 3.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末) 二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯，发生反应： 。回答下列问题： （1）一定温度下，在恒压密闭容器中加入和发生上述反应。下列说法正确的是_______(填标号)。 A. 平衡时向容器中充入惰性气体，反应平衡逆向移动 B. 相同条件下，若改为恒容容器，乙烷的平衡转化率增大 C. 容器中始终存在 D. 混合气体平均相对分子质量保持不变，则反应已达平衡 （2）在2L密闭容器中加入和各2mol，不同温度下反应5min和达平衡后的转化率如图。 ①时，0～5min反应的平均速率_______。 ②时，若该反应的速率方程为，，为速率常数，则_______(保留分数)。 ③下列措施可以提高点转化率的是_______。 A．延长反应时间 B．适当增加 C．使用高效催化剂 （3）将和各2mol和等量的催化剂加入相同体积、不同温度的密闭容器中，反应分钟时的转化率如图所示，c点_______平衡点(填“是”或“不是”)；b～c段曲线呈现如图变化的可能原因为_______。 【答案】（1）CD （2） ①. 0.016 ②. ③. ABC （3） ①. 不是 ②. 催化剂活性降低，反应速率降低 【解析】 【小问1】A．该容器是恒压密闭容器，充入惰性气体不参与反应，但是增大容器的压强，从而导致容器体积增大，实际上各物质的分压减小，即实际参与反应的物质压强减小，因此平衡应该朝气体分子数增大的方向移动，即平衡正向移动，故A错误； B．该反应的正反应方向为气体分子数增大的反应，若是改为恒容容器，相当于增大压强，此时平衡朝气体分子数减小的方向移动，即逆向移动，乙烷的平衡转化率减小，故B错误； C．假设乙烷在任意时刻转化为xmol，则有： ，则，，始终存在，故C正确； D．该反应为纯气体参与的反应，因此气体的总质量一直不变，但该反应为气体分子数前后不等的反应，因此n为变量，根据可知，混合气体平均摩尔质量为变量，即混合气体平均相对分子质量为变量，当混合气体平均相对分子质量保持不变，则反应已达平衡，故D正确； 故答案选CD 【小问2】根据图像可知，不同温度下反应5min和达平衡后的转化率，平衡转化率高于未平衡时，因此实线为反应5min的转化率，虚线为达平衡后的转化率； ①根据分析可知，实线为反应5min的转化率，因此时，0～5min反应乙烷的转化率为8%，； ②根据分析可知，虚线为达平衡后的转化率，此时，乙烷的转化率为10%，，则有： ，即可知； ③A．a点为实线上的点，并未达到平衡，若是延长反应时间，使得反应进行更充分，则乙烷的转化率会增大，故A符合题意； B．适当增加二氧化碳的量，促进反应平衡正向移动，可以增大乙烷的转化率，故B符合题意； C．催化剂不能影响平衡移动，但是高效催化剂可以加快反应的进行，使其在相同的情况下更快达到平衡，提高单位时间的转化率，因此可以提高乙烷的转化率(提高的不是平衡转化率)，故C符合题意； 故答案选ABC。 【小问3】 该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，即乙烷平衡转化率随着温度的升高应该增大，但是c点转化率低，低于中间的b点，说明未达到平衡，因此，c点不是平衡点； b~c段对应温度升高区间，但是乙烷转化率实际上没有升高，反而是显示乙烷转化率下降，因此可能原因是 催化剂在高温下活性降低，导致反应速率降低，转化率出现下降。 4．(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)利用可再生能源获取的氢气与合成甲醇过程涉及的主要反应为： ① ② ③ (较高温度下发生) 回答下列问题： （1）反应①涉及物质中碳原子的杂化方式为___________。 （2）根据以上信息判断反应①应为___________(填“任何条件自发”、“高温自发”或“低温自发”)反应，___________，反应③的___________(填“>”或“<”)。 （3）已知本实验条件下，(均为常数)。下图表示反应②的线是___________(填“”“”或“”)，时，反应③的平衡常数___________(填数值)。 （4）分别在压强和下，物质的量之比按1:3投料，平衡转化率或甲醇选择性[的选择性］随温度、压强变化关系如图。其中纵坐标表示平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强___________(填“>”、“<”或“=”)；图甲中温度高于时，曲线发生明显变化的原因可能是___________。时，反应②的___________(保留两位有效数字)。 【答案】（1）、 （2） ①. 低温自发 ②. +90.14 ③. > （3） ①. ②. 1 （4） ①. 乙 ②. < ③. 温度高于，开始发生反应③，甲醇的选择性降低 ④. 【解析】 【小问1】CO2中碳的价层电子数为2，碳是sp杂化，甲醇中的碳的价层电子对数为4，碳采用sp3杂化，反应①涉及物质中碳原子的杂化方式为、。故答案为：、； 【小问2】① ② ③ (较高温度下发生) 根据以上信息反应①∆S＜０，∆H＜０，判断反应①应为低温自发反应，根据盖斯定律，+90.14，反应③的=->0，>。故答案为：低温自发；+90.14；>； 【小问3】已知本实验条件下，(均为常数)。ΔH 为负时，随着温度的升高，lnK 会增大，反应①为L2，ΔH 为正时，随着温度的升高，lnK 会减小，③的绝对值大，斜率大，反应③为L1，下图表示反应②的线是，时，K2=K1，反应③的平衡常数K3=1。故答案为：；1； 【小问4】升高温度利于反应②，不利于反应①，开始时二氧化碳的转化率降低，反应①占主导地位，随温度的升高，反应②占主导地位，其中纵坐标表示平衡转化率的是图乙；温度相同时，压强越大，二氧化碳的转化率越大，压强<；图甲中温度高于时，曲线发生明显变化的原因可能是温度高于，开始发生反应③，甲醇的选择性降低。由图甲，时，甲醇的选择性为60%，由图乙，二氧化碳的平衡转化率为20%，根据方程式①， 平衡时容器中总物质的量为(1+3-0.12-0.12)mol=3.76mol，时，反应②的 =。故答案为：乙；<；温度高于，开始发生反应③，甲醇的选择性降低；。 5．(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末) 一定条件下，水气变换反应的中间产物是。为探究该反应过程，研究水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ． Ⅱ． 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ的速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 （1）在该条件下，水气变换反应的焓变_______。 （2）反应Ⅰ的正反应速率方程为：，为反应速率常数。温度下，电离平衡常数为，当平衡浓度为时，此时反应Ⅰ的速率_______。(用、、的代数式来表示) （3）①温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使分解，分解产物均完全溶于水。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、的浓度分别为、，反应Ⅱ达平衡，测得的浓度为，反应Ⅱ的平衡常数为_______。 ②在相同条件下，下列说法正确的是_______。 A．若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示、、、中，的峰值点可能是或 B．若适当升高温度，则图示、、、中，的峰值点可能是或 C．与不含盐酸相比，达到浓度峰值时，浓度减小 D．与不含盐酸相比，达到浓度峰值时，的值减少 （4）工业上，水气变化的反应历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱吸附等过程。随着温度升高，在催化剂活性温度范围内，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因_______。 【答案】（1） （2）kx （3） ①. 3 ②. （4）吸附为放热过程，温度过高，平衡逆移；催化剂表面反应物浓度(量)减小，速率减慢 【解析】 【小问1】根据盖斯定律，反应Ⅱ-反应Ⅰ，得，； 【小问2】T1温度时，HCOOH建立电离平衡：HCOOH HCOO−+H+，当HCOOH平衡浓度为x mol/L时，HCOOH电离平衡常数为Ka= ，，则 c(H+)=，v=kc(H+)⋅c(HCOOH)=kx； 【小问3详解】 ①t1时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I达平衡状态，列三段式：，， 故t1时刻c(HCOOH)=1.0－0.70－0.16=0.14 mol·L－1，K(I)= ==5。t1时刻→反应II达平衡过程，CO的浓度在减小，说明反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅰ生成了a mol·L－1，反应Ⅱ又生成了0.34mol/L的H2，列三段式：，， K(I)= ==5，解得a= mol，K(Ⅱ)= ； ②A．H＋对反应I起催化作用，加快反应I的反应速率，缩短到达平衡所需时间，故CO浓度峰值提前，由于时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减小，体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度大于t1时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a处达到峰值，A错误； B．若适当升高温度，反应Ⅰ正向移动，则图示、、、中，的峰值点可能是或，B正确； C．与不含盐酸相比，达到浓度峰值时，CO浓度峰值提前，浓度减小，C正确； D．与不含盐酸相比，达到浓度峰值时，温度不变，平衡常数不变，则K(I) =的值不变，D错误； 故选； 【小问4】水气变化的反应历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱吸附等过程，吸附为放热过程，温度过高，平衡逆移；催化剂表面反应物浓度(量)减小，速率减慢。 7．(2024-2025高二上·山东省威海市·期末)甲酸()是一种有机化工原料，广泛用于农药、医药等工业。回答下列问题： （1）已知室温时，在水中有1%发生电离，由其电离出的约为水电离出的的___________倍。 （2）部分弱酸、弱碱的电离平衡常数如下表： 弱酸、弱碱 或(25℃) ①等物质的量浓度的a．溶液、b．溶液、c．溶液的由大到小的顺序为___________(填序号)；浓度均为的和等体积混合后，溶液中d．、e．、f．、g．浓度由大到小的顺序为___________(填序号)。 ②25℃时，向的氨水中滴加的溶液，当滴加溶液时，混合溶液的，则V___________ (填“>”“<”或“=”)。 ③25℃时，将的与的溶液等体积混合(忽略溶液体积变化)，充分反应后，溶液中存在，则该混合溶液中的电离常数___________(用含a和b的代数式表示)。 （3）可利用如图装置由甲醇()制备甲酸或甲酸盐，电极均为惰性电极，工作原理如图所示。 ①电解过程中阳极上发生反应的电极反应式为___________。 ②若有通过质子交换膜时，则该装置生成和共计___________mol。 【答案】（1）1010 （2） ①. a>b>c ②. d>e>g>f ③. < ④. （3） ①. ②. 1.5 【解析】 【小问1】已知室温时，且在水中有1%发生电离，由HCOOH电离出的c(H+)=1mol/L×1%=10-2mol/L，则水电离出的，故由HCOOH电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的倍。 【小问2】①若不考虑阴离子对的影响，那么由于的水解，即导致溶液为酸性，即在室温下pH<7，溶液中还存在：，根据题中数据可知，因此NH4ClO溶液呈碱性，即pH>7；溶液中还存在：、，但是的，即以水解为主，根据题中数据可知，因此NH4HCO3溶液呈碱性，即pH>7，但由于的水解常数小于的水解常数，因此溶液的pH小于溶液的pH；溶液中还存在：、，但是的，即以电离为主，因此NH4HSO3溶液为酸性，即pH<7，综合可知三者溶液的pH由大到小的顺序为：a>b>c； 酸的电离常数越大则对应的酸的酸性越强，根据表格中数据可知，酸性：，因此水解程度：，水解产生，水解产生，一级水解大于远二级水解，浓度，，0.1molNa2CO3溶液中，，c(H)，则浓度，在亚硫酸钠和碳酸铵的混合溶液中，亚硫酸根水解产生的氢氧根抑制碳酸根水解，因此浓度，所以浓度由大到小的顺序为d>e>g>f。 ②甲酸为弱酸，若是恰好滴入的甲酸体积为20mL，则生成的溶质恰好是HCOONH4，，即此时溶液为酸性，但滴加溶液时，混合溶液的，说明溶液呈现中性，因此氨水还有剩余，因此V<20mL； ③根据电荷守恒，c(H＋)＋2c(Ba2＋)=c(HCOO－)＋c(OH－)，因为2c(Ba2＋)=c(HCOO－)，因此有c(H＋) = c(OH－)，溶液显中性，c(HCOO－)= 2c(Ba2＋)=2×=bmol/L，根据元素质量守恒，溶液中c(HCOOH)=()mol·L-1，醋酸的电离平衡常数Ka== 。 【小问3】 ①从图分析，左侧由甲醇变成甲酸，加入O原子的同时失去H原子，在有机反应中，加去H或者加O为氧化反应，即甲醇变成甲酸失去电子，故左侧为阳极，电解过程中阳极电极反应式为：； ②阴极反应为：CO2+2H++2e-=HCOOH，当有2molH+通过质子交换膜时，阳极产生0.5mol甲酸，阴极产生1mol甲酸，故装置中生成HCOO-和HCOOH共计1.5mol。 8. (2024-2025高二上·山东省威海市·期末)海洋生态系统在全球碳循环中起着决定性作用。海水中存在平衡关系： ①，②，海洋中的珊瑚虫经③形成石灰石外壳，进而形成珊瑚。 回答下列问题： （1）当反应③达到平衡状态时，下列说法错误的是___________。 A. 保持不变 B. 保持不变 C. D. 反应①②也达平衡 （2）增大有利于珊瑚的形成，原因是___________。 （3）进入海水后，主要以3种无机形式()存在，称为总溶解无机碳(DIC)，占海水总碳95%以上。各组分摩尔分数随变化如图。天然海水的一般在7.8～8.3左右，DIC的主要存在形式为___________(填微粒符号)；海水的___________[用含的式子表示]。 （4）空气中浓度过大会导致海水酸化，从而导致珊瑚礁(主要成分为)减少。实验室模拟珊瑚礁附近水体环境探究(X为或)与的关系，实验结果如图所示。曲线___________(填序号)表示与的关系；曲线①表示___________与的关系；通过计算，___________。 【答案】（1）C （2）随着pH增大，水体中的c(H＋)减小，有利于平衡正向移动，增大，平衡正向移动，有利于碳酸钙的形成，进而有利于珊瑚的形成 （3） ①. ②. （4） ①. ② ②. ③. 【解析】 【小问1】A．浓度不变是平衡状态的标志，故当反应③达到平衡状态时，保持不变，A正确； B．，则，平衡时，不变，为定值，则保持不变，B正确； C．的速率之比不等于系数比，当反应③达到平衡状态时，有，C错误； D．当反应③达到平衡状态时，浓度不变，则反应①②也达平衡，D正确； 故选C； 【小问2】适当提高水体的pH，有利于珊瑚的形成，若从平衡移动的角度解释原因：适当提高水体的pH，水体中的c(H＋)减小，有利于平衡正向移动，增大，平衡正向移动，有利于碳酸钙的形成，进而有利于珊瑚的形成； 【小问3】随着pH增大，平衡、右移，的摩尔分数减小，的摩尔分数先增大后减小，的摩尔分数增大，则根据图像可知海水的一般在7.8～8.3之间时的含量最高，所以海洋中碳元素主要以形式存在；碳酸的第二步电离方程式为，所以电离平衡常数表达式为，根据题图中点，可计算出，所以，可得； 【小问4】随着pH的增大，的浓度增大，当pH继续增大时，的浓度会大于的浓度，随着的浓度增大，的浓度减小，故线①代表浓度变化，线②代表浓度变化，线③代表浓度变化；b点，，结合，b点，所以。 9.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理HCl废气，有关反应原理为 。回答下列问题： （1）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： 则___________。 （2）360℃时，若某密闭容器中氯化氢催化氧化制氯气反应的化学平衡常数，，，其中为速率常数，则___________(用含和的式子表示)；若，时反应达到平衡状态，，___________ 。 （3）将等物质的量的HCl和以不同起始流速通入反应器，在360℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 ①___________℃。 ②提高M点HCl转化率的措施是___________(任写一条)。 ③当HCl流速高于时，HCl转化率___________(填“>”或“<”)，原因是___________。 ④设N点的转化率为平衡转化率，反应体系的压强为P，则该温度下反应的平衡常数___________(用含P的代数式表示)。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3） ①. 440℃ ②. 适当升高温度或者使用更高效催化剂 ③. ＜ ④. 流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面发生反应，导致转化率下降；同时T1温度低，反应速率慢，单位时间内HCl的转化率低 ⑤. 【解析】 【小问1】设题给3个方程分别为反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ，根据题中给出的反应方程式，通过盖斯定律可知，（反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ）×2得，,； 故答案：。 【小问2】①，平衡时有，故； 故答案为：。 ②平衡时，，，，； 故答案为：。 【小问3】①由于反应，是放热反应，升高温度时该反应平衡逆向移动，HCl平衡转化率减小。根据图中信息，可知T2温度下，HCl的平衡转化率更小，所以T2大于T1，T2温度是440℃； 故答案为：440℃。 ②要提高M点HCl转化率，可以从浓度、温度、压强、催化剂等方面来考虑，根据图中信息可知，适当升高温度或者使用更高效的催化剂可以提高M点HCl转化率； 故答案为：适当升高温度或者使用更高效的催化剂。 ③根据图中信息，可知当HCl流速高于时，HCl转化率＜； 故答案为：＜。 ④当HCl流速高于时，HCl转化率＜，原因是：流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面发生反应，导致转化率下降；同时T1温度低，反应速率慢，单位时间内HCl的转化率低； 故答案为：流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面发生反应，导致转化率下降；同时T1温度低，反应速率慢，单位时间内HCl的转化率低。 ⑤已知以等物质的量的HCl和通入反应器，假设起始时HCl、O2的物质的量均为1mol，根据图中信息，N点HCl的转化率为80%，列三段式： ，则该温度下反应的平衡常数； 故答案为：。 10．(2024-2025高二上·山东省淄博实验中学·期末)氨的合成对国民经济发展有重要意义，HaberBosch法合成氨发生的反应为：，回答下列问题。 （1）氨气可用于工业脱硝(NO)，脱硝反应为： 。 已知：反应①： 反应②： 反应①中正反应的活化能___________逆反应的活化能(填“小于”或“大于”)，由反应①和反应②可知脱硝反应的___________。 （2）在密闭容器中充入0.1mol 和0.3mol 模拟Haber-Bosch法合成氨，平衡时的体积分数()随温度和压强(单位：kPa)的变化如图所示。 ①图中压强从大到小的顺序是___________(压强用、、表示)，写出判断依据___________。 ②250℃，压强为条件下，10min反应达到平衡，若平衡时容器体积为2L，则0～10min内氨气的平均反应速率为___________。 ③250℃，压强为条件下反应的压强平衡常数___________(用气体的平衡分压代替平衡浓度计算，某气体的平衡分压=平衡时气体总压×该气体的物质的量分数，结果保留1位小数)。图中(A点)___________(B点)(填“>”“<”或“=”)。 ④不改变、的初始投入量和催化剂的种类，为了提高的产率，除了改变温度和压强外还可采取的措施是___________。 【答案】（1） ①. 小于 ②. -1632.5 （2） ①. ②. 合成氨的反应是气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡时氨气的体积分数增大(答案合理即可) ③. 0.008 ④. 341.3 ⑤. > ⑥. 将氨气液化脱离反应体系(答案合理即可) 【解析】 【小问1】反应①的ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能<0，则正反应的活化能小于逆反应的活化能；由2②-①式可得脱硝反应，则由盖斯定律可得：； 【小问2】①反应为气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，的体积分数增大，则图中压强从大到小的顺序是：，判断依据为：合成氨的反应是气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡时氨气的体积分数增大(答案合理即可)； ②由图可知，250℃、压强为条件下平衡时的体积分数为，设N2的转化量为xmol，列三段式得： 则有：，解得，平衡时容器体积为2L，则0～10min内氨气的平均反应速率； ③由②得： 则平衡时，，，压强平衡常数；由图可知，同一压强下，升高温度，平衡时的体积分数减小，说明合成氨反应为放热反应，因温度：A点<B点，则图中(A点)>(B点)； ④不改变、的初始投入量和催化剂的种类，要提高的产率，即使平衡正向移动，所以除了改变温度和压强外，还可以将氨气液化脱离反应体系。 11．(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末)乙二酸(H2C2O4)俗称草酸，为无色晶体，是二元弱酸，广泛分布于植物、动物和真菌体中。在实验研究和化学工业中应用广泛。 （1）室温下，草酸溶液中粒子(H2C2O4、HC2O、C2O)的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示： 回答下列问题： ①图中X表示的粒子的化学式为___________。 ②向pH = 2.5草酸溶液中滴加KOH溶液至pH = 6.5时，发生的主要反应的离子方程式是___________。 ③䓍酸的Ka2=___________mol· L-1； KHC2O4的水解常数Kh=___________mol· L-1. ④图中M点所对应的pH=___________。 （2）0.1 mol·L−1 KHC2O4溶液中，下列粒子浓度关系正确的是___________(填序号)。 a． c(K+) + c(H+) = c(HC2O) + c(C2O) + c(OH–) b． c(K+) > c(HC2O) > c(H+) >c(C2O) >c(OH–) > c(H2C2O4) c． c(K+) = c(HC2O) + c(C2O) + c(H2C2O4) （3）已知常温下，H3PO4的Ka1=6.9×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=4.8×10-13。向Na2C2O4溶液中加入足量的H3PO4溶液，反应的离子方程式为___________。 【答案】（1） ①. H2C2O4 ②. HC2O＋OH- =C2O＋H2O ③. 10-4.2 ④. 10-12.8 ⑤. 2.7 （2）bc （3）C2O + H3PO4 = HC2O+H2PO 【解析】 【小问1】溶液pH增大时，溶液中的草酸浓度减小，草酸氢根离子浓度先增大后减小，草酸根离子浓度增大，则曲线X、Y、Z分别表示草酸、草酸氢根离子、草酸根离子的物质的量分数随溶液pH变化关系，由图可知，草酸和草酸氢根离子浓度相等时，溶液pH为1.2，则草酸的电离常数Ka1(H2C2O4)= = c(H+)=10－1.2，同理可知，草酸的电离常数Ka2(H2C2O4)= = c(H+)=10－4.2； ①由分析可知，图中X表示的粒子的化学式为H2C2O4； ②由图可知，向pH = 2.5草酸溶液中滴加氢氧化钾溶液至pH = 6.5时，发生的主要反应为溶液中草酸氢根离子与氢氧根离子反应生成草酸根离子和水，反应的离子方程式为HC2O＋OH- =C2O＋H2O； ③由分析可知，䓍酸的Ka2(H2C2O4)= = c(H+)=10－4.2；由电离常数可知，草酸氢钾的水解常数Kh===10-12.8； ④由图可知，图中M点溶液中草酸和草酸根离子浓度相等，草酸的电离常数Ka1(H2C2O4) Ka2(H2C2O4)= = c2(H+)=10－5.4，则溶液中氢离子浓度为10－2.7，则所对应溶液的pH为2.7； 【小问2】a．草酸氢钾溶液中存在电荷守恒关系c(K+) + c(H+) = c(HC2O) +2c(C2O) + c(OH–)，故错误； b．由电离常数可知，草酸氢钾的水解常数Kh===10-12.8＜Ka2，说明草酸氢根离子在溶液中的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性，则溶液中粒子浓度关系为c(K+) > c(HC2O) > c(H+) >c(C2O) >c(OH–) > c(H2C2O4)，故正确； c．草酸氢钾溶液中存在元素守恒关系c(K+) = c(HC2O) + c(C2O) + c(H2C2O4) ，故正确； 故选bc； 【小问3】由电离常数可知，磷酸的酸性强于草酸氢根离子，弱于草酸，而磷酸二氢根离子的酸性弱于草酸氢根离子，则由强酸制弱酸的原理可知，向草酸钠溶液中加入足量的磷酸溶液发生的反应为草酸钠溶液与磷酸溶液反应生成草酸氢钠和磷酸二氢钠，反应的离子方程式为C2O + H3PO4 = HC2O+H2PO。 11．(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末)我国力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，将二氧化碳资源化尤为重要。 （1）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应△H___________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是___________。 （2）CO2可与H2制甲醇，在催化剂作用下，发生以下反应： 反应I：CO2(g) ＋ 3H2(g)   CH3OH(g) +H2O(g)；ΔH1 =-49 kJ•mol-1 反应II：CO2(g) ＋ H2(g)   CO(g) +H2O(g)；ΔH2 = +41 kJ•mol-1 反应Ⅲ：CO(g) ＋ 2H2(g)   CH3OH(g)；ΔH 已知述反应中相关化学键键能数据如下： 化学键 H-H C≡O C-H O-H 键能/kJ•mol-1 436 1075 413 463 ①C-O键能为___________kJ•mol-1. ②若将等物质的量H2和CO2充入恒温恒容密闭容器中，进行上述反应，下列事实说明此反应已经达到化学平衡状态的是___________(填标号)。 A．CO的体积分数保持不变。 B．混合气体的密度保持不变。 C．H2和CO的物质的量之比为定值。 D．生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等。 ③CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示。 由图判断合成的最适宜温度为___________；反应过程中CH3OH的产率随温度升高先增大后减小，减小的主要原因是___________。 （3）CO2可与H2在铁催化剂作用下发生化学反应： 2CO2(g) ＋ 6H2(g)  C2H4(g) + 4H2O(g)； CO2(g) ＋ H2(g)   CO(g) +H2O(g)； 在1L的密闭容器中充入1molCO2和3 molH2，CO2的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图所示。图中M(350，70)对应乙烯的选择性为4/7(乙烯的选择性为转化的CO2中生成C2H4的百分比。)则该温度下反应CO2(g) ＋ H2(g) CO(g) +H2O(g)的平衡常数KP=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】（1） ①. < ②. 此条件下，再增大压强，CO的转化率提高不大，而导致生产成本增加 （2） ①. 335 ②. AC ③. 250℃左右 ④. （生成CH3OH的反应为放热反应，生成CO的反应为吸热反应，）超过一定温度生成CO的反应占主要地位，反应I和Ⅲ左移，反应Ⅱ右移，(导致甲醇产率下降) （3）11/15 【解析】 【小问1】平行于纵坐标画等压线分析，，在相同压强不同温度下，随着温度升高，一氧化碳的转化率下降，说明平衡逆向移动，则正反应为放热，。实际生产条件控制在、左右，再继续加压，一氧化碳的转化率并没有明显增大，相反，会导致生产成本的增加。答案为：；此条件下，再增大压强，的转化率提高不大，而导致生产成本增加。 【小问2】①根据盖斯定律，，则反应的，则键能为：，则键能为：。答案为：。 ②A．的体积分数保持不变，说明所有气体的量均不发生改变，反应达到平衡，A符合题意； B．由于体系中全部是气体，气体质量均不发生变化，密度从始至终均不变，反应不一定平衡，B不符合题意； C．和CO的物质的量之比为定值，说明气体的量不再改变，反应达到平衡，C符合题意； D．生成的速率与生成的速率相等，则正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，D不符合题意； 故选AC。 ③根据图像可知，在时，二氧化碳的转化率最高，甲醇的产率也是最大，而副产物一氧化碳的产率最小，所以应该选择。根据反应可知，生成甲醇为放热反应，根据反应可知，生成一氧化碳是吸热反应，当反应超过一定温度，反应占主导地位，而反应和Ⅲ逆移，反应正向移动。答案为：；（生成的反应为放热反应，生成的反应为吸热反）超过一定温度生成的反应占主要地位，反应反应左移，反应右移，(导致甲醇产率下降)。 【小问3】在密闭容器中充入，由题图中点可知，时二氧化碳的平衡转化率为，则转化的二氧化碳的物质的量为，由于点对应的乙烯的选择性为，则转化为 的的物质的量为，转化为的CO2的物质的量为，列出三段式：，，平衡时二氧化碳的物质的量为0.3mol，氢气物质的量为1.5mol，一氧化碳物质的量为0.3mol，乙烯物质的量为0.2mol，水的物质的量为1.1mol，气体的总物质的量为：，则该温度下反应的平衡常数，答案为：。 12．(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末)我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中的含量，以为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应： Ⅰ．主反应： kJ⋅mol⁻¹ Ⅱ．副反应： kJ⋅mol⁻¹ （1）. 关于加氢合成甲烷主反应的自发性判断正确的是_______。 A．仅在高温下自发 B．仅在低温下自发 C．始终自发 （2）加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因不包括_______。 A. 反应速率快 B. 平衡转化率高 C. 催化剂活性高 D. 主反应催化剂选择性好 （3）500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4mol和12mol。20min时主、副反应都达到平衡状态，测得mol⋅L⁻¹、mol⋅L⁻¹。则0~20min内_______，平衡时选择性=_______。(选择性，计算结果保留三位有效数字) 【答案】（1）. B （2）. B （3） ①. 0.1 ②. 66.7% 【解析】 （1）根据自由能判据时能自发进行，加氢合成甲烷主反应为放热反应，，同时反应为气体体积减小的反应，，要使反应自发进行，必须是T很小才行，所以仅在低温时才能自发。 故答案为：B。 （2）加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，在这温度下，可能的因素有反应的速率比较快，符合催化剂的活性，也可能有利于催化剂的选择性，但该反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，的转化率降低，不利于合成甲烷。 故答案为：B。 （3）500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4mol和12mol。20min时主、副反应都达到平衡状态，测得mol⋅L⁻¹、mol⋅L⁻¹，则、；设主反应消耗的为，副反应消耗的为，根据主反应和副反应列关系式：、，列式计算，解得，则，0~20min内甲烷的；根据选择性，可计算选择性。 故答案为：0.1；66.7%。 13.(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末)请回答下列问题： （1）已知下列反应： 则一氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠固体的热化学方程式为___________。 （2）工业废气中的CO2可用碱液吸收，所发生的反应如下： ①反应的___________(用含a、b的代数式表示)。 ②标准状况下，与足量的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为___________(用含a或b的代数式表示)kJ。 （3）火箭推进器中盛有强还原剂液态肼和强氧化剂液态过氧化氢，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量。 ①该反应的热化学方程式为___________。 ②又知，则16g液态肼与液态过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是___________kJ。 ③此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是___________。 【答案】（1） （2） ①. a-2b ②. 0.5a （3） ①. ②. 408 ③. 产物是氮气和水，无污染 【解析】 【分析】 【小问1】已知：反应① 反应② 根据盖斯定律①+②得 ，则一氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠固体的热化学方程式为：； 【小问2】①已知反应i 反应ii 根据盖斯定律ii2-i得。故答案为：a-2b； ②，由可知，与足量的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为0.5akJ，故答案为：0.5a； 【小问3】①完全反应时，，由此可写出热化学方程式为：； ②完全反应生成时放出320kJ的热量，则生成放出的热量为。故答案为：408； ③肼和过氧化氢反应产生大量的氮气和水蒸气，除释放大量热量和快速产生大量气体外，还有突出的优点是产物是氮气和水，无污染，故答案为：产物是氮气和水，无污染。 14. (2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末)硫酸在工业生产中有着重要的意义，SO2是工业制硫酸的重要原料。 （1）T℃时，向2.0L的恒容密闭容器中充入1.0mol SO2和0.6mol O2，发生如下反应：，20s后反应达到平衡，和相等，___________，平衡后向容器中再充入和，此时，v(正)___________v(逆)。(填“>”、“=”或“<”) （2）在1 L的密闭容器中，加入足量的焦炭和1mol SO2反应，C(s)+2SO2(g) ⇌2CO2(g)+S2(g)。 ①反应在某温度达到平衡时，SO2和CO2的体积分数都等于40%，该温度下的平衡常数K=___________。 ②按相同投料方式发生上述反应，相同时间内测得SO2与Sx的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其它条件相同时，在不同催化剂作用下，SO2转化率与温度关系如图2所示。 700℃时，催化剂___________(填“甲”或“乙”)活性更高， A、B、C三点对应的反应状态中，达到平衡状态的是___________(填字母)。 【答案】（1） ①. 0.02 ②. ＞ （2） ①. 0.25 ②. 乙 ③. B 【解析】本题考查了化学反应速率及其影响因素、化学平衡影响因素、化学平衡常数的计算和应用等，明确化学平衡的建立和影响平衡的因素是解题关键。 【小问1】设氧气变化的物质的量为amol，根据三段式可知 20s后反应达到平衡，c(SO2)和c(O2)相等，则0.5-2a=0.3-a，解得a=0.2，所以V(SO2)=0.02mol/(L•s)，平衡常数K=160，平衡后向容器中再充入0.4molSO3和0.3molO2，此时Qc=144＜160，平衡正向进行，则v（正）＞v（逆）。 【小问2】①根据三段式可知： 反应在某温度达到平衡时，SO2和CO2的体积分数都等于40%，即1-2y=2y，解得y=0.25，该温度下的平衡常数； ②700℃时，催化剂乙对应的转化率高，因此催化剂乙的活性更高，由于催化剂不能改变平衡转化率，所以C点不是平衡点，又因为A点二者的速率相等，不满足速率之比是化学计量数之比，而B点二氧化硫和硫蒸汽的速率之比是2：1，满足速率之比是化学计量数之比，所以A、B、C三点对应的反应状态中，达到平衡状态的是B。 15. (2023-2024高二上·山东省日照市校际联合·期末)利用催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应为 反应 反应 反应 回答下列问题： （1）标准状态下，由稳定状态单质生成1mol该物质的焓变为标准摩尔生成焓。部分物质的标准摩尔生成焓见下表： 物质 -393.5 0 -201.2 -241.8 ___________。 （2）实际工业生产中，需要在一定温度、压强的反应釜中进行上述反应。以进气流量、持续通入原料气，已知出气流量为，单位时间内的转化率为，则流出气体中的物质的量分数为___________(保留两位有效数字)。 （3）在一定条件下，向恒容密闭容器中按投料进行上述反应，平衡转化率及的平衡体积分数随温度变化如图所示。 ①图中表示的平衡体积分数随温度变化的曲线为___________(填“”或“”)，温度从上升至的平衡转化率变化的原因是___________。 ②一定温度下，向体积为的密闭容器中通入和进行上述反应，起始压强为。反应经达到平衡，的平衡转化率为，容器中均为，体系放出热量为___________，反应Ⅲ的平衡常数___________为以分压表示的平衡常数)。 【答案】（1）-49.5 （2）3.1 （3） ①. ②. 之前，反应II为主，的平衡转化率下降；之后，反应为主，的平衡转化率升高 ③. 13.25 ④. 5 【解析】 【小问1】 根据题意，=-201.2+(-241.8)-(-393.5)-0=-49.5()。 【小问2】设时间为1min，进气流量，，n(CO2)=0.125mol，又单位时间内的转化率为，则CO2转化了0.0625mol，反应I气体分子数不变，又出气流量为，则上述反应气体共减少0.1mol，故反应II消耗CO2物质的量0.05mol，则反应I消耗CO2物质的量为0.0125mol，产生的n(CO)=0.0125mol，故流出气体中的物质的量分数为。 【小问3】①根据小问1可知，生成的反应是放热反应，随着温度的升高，平衡逆向移动，的平衡体积分数减小，图中表示的平衡体积分数随温度变化的曲线为X；温度从上升至，CO2的平衡转化率变化的原因是：之前，反应II为主，的平衡转化率下降；之后，反应为主，的平衡转化率升高。 ②一定温度下，向体积为的密闭容器中通入和进行上述反应，起始压强为。反应经达到平衡，的平衡转化率为，即转化了0.4mol，容器中为，则反应I转化n()=0.1mol，吸收热量4.2kJ，同时说明反应Ⅱ转化n(CO2)=0.3mol，生成为0.3mol，放出热量49.5×0.3=14.85(kJ)，体系中为，说明反应Ⅲ转化了n()=0.2mol，放出热量2.6kJ，故体系放出热量为14.85+2.6-4.2=13.25(kJ)。根据以上分析，各反应均生成水，则体系中n(H2O)=0.1+0.3+0.1=0.5(mol)，n()=0.1mol，又反应I和反应Ⅲ是气体分子数不变的反应，则体系总物质的量的改变量由反应Ⅱ决定，反应Ⅱ转化了0.3mol的CO2，则气体总物质的量减少0.6mol，故体系气体总物质的量为1+3-0.6=3.4(mol)，平衡时体系压强为，则反应Ⅲ的平衡常数=5。 试卷第1页，共3页 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $