题型07 化学反应原理综合题（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高二化学上学期

题型07 化学反应原理综合题 1．（2024-2025高二上·辽宁五校·期末）近年来，碳中和、碳达峰成为热点。以、为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。 途径一：涉及的反应有 Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   (1)关于反应Ⅰ，下列描述正确的是___________(填字母序号)。 A．恒温恒压下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率不变 B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态 C．该反应在低温条件下能自发进行 D．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大 (2)若某反应的平衡常数表达式为，根据反应I-Ⅲ，请写出此反应的热化学方程式： 。 (3)工业中，对于反应Ⅰ，通常同时存在副反应Ⅳ：  。在一定条件下，在合成塔中充入一定量和。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图所示。 由图可知， 0(填“”、“”、“”)；的物质的量分数随温度升高而增大，原因是 。 途径二：涉及的反应有 Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． (4)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol和3mol发生上述反应，达到平衡时，容器中为amol，CO为bmol，反应Ⅲ的平衡常数为 。(用含a、b、V的代数式表示)。 (5)时，反应Ⅲ的速率方程为，其中x表示相应气体的物质的量分数，为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)，k为反应的速率常数。已知保持不变，达到平衡时，，此时反应Ⅲ的速率 (用含k的代数式表示)。 (6)下列说法正确的是___________(填字母序号) A．已知：，则等浓度等体积的NaA和NaB溶液中离子总数，前者大于后者 B．常温，100mL的稀硫酸与10mL的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则 C．常温，将相同体积的盐酸和一元碱BOH溶液混合，所得溶液可能为中性或酸性 D．：  ，HCN：，将少量的通入NaCN溶液中，反应的离子方程式为： 2．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）草酸广泛分布在植物、动物和真菌体内。 (1)25℃，用0.100 溶液滴定20.00mL 0.200 NaOH溶液，得到滴定曲线如下图所示： ①图中标记的点，水的电离程度由大到小的顺序为 。 ②n点 。 (2)某小组同学从菠菜中提取了7.500g粗草酸晶体()，配制成250mL溶液。用0.100酸性溶液滴定，测其纯度(杂质不参加反应)。 ①当最后半滴溶液滴入锥形瓶， (填实验现象)，且半分钟不变色，说明反应达到终点。 ②三次实验数据如下： 实验序号 锥形瓶中草酸溶液体积 滴定管初始读数 滴定管终点读数 ⅰ 25.00mL 0.22mL 20.34mL ⅱ 25.00mL 0.25mL 21.75mL ⅲ 25.00mL 0.20mL 20.28mL 三组数据中，第 (填“ⅰ，ⅱ，或者ⅲ”)组数据是无效数据。 ③下列操作使得测定结果偏高的是 (填标号)。 a．锥形瓶水洗后来用待测草酸溶液润洗 b．滴加溶液时，少量液体挂在锥形瓶内壁，未用洗瓶冲下 c．配制草酸溶液，定容后未振荡，取出上层溶液进行滴定 d．滴定前尖嘴无气泡，滴定结束后发现尖嘴有气泡 (3)已知：、、、、、、 ①室温下，相同浓度的三种氮肥①  ②  ③溶液中，的浓度由大到小的顺序为 (填标号)。 ②室温溶液呈弱碱性。关于该溶液的关系式正确的是 (填标号)。 A． B． C． D． 3．（2024-2025高二上·黑龙江绥化·期末）中和滴定法是生产和科研中常用的定量分析方法。 Ⅰ．某学生用0.2000 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作如下： ①用蒸馏水洗涤碱式滴定管，注入NaOH溶液至“0”刻度线以上； ②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体； ③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下，并记下读数； ④量取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中，加入3滴酚酞溶液； ⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数。 请回答： (1)以上步骤有错误的是 (填编号)，该错误操作会导致测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”) 。 (2)滴定时，用左手控制滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视 (填装置名称)，直到滴定终点。 (3)如下图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为 mL。 Ⅱ．维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的化学式是C6H8O6，某校课外活动小组测定了某牌子的软包装果汁中维生素C的含量，下面是测定实验分析报告。(请填写空白) 测定目的：测定××牌软包装果汁中维生素C的含量。 测定原理：C6H8O6+I2→C6H6O6+2H++2I－(待测果汁中其他物质不与I2反应) (4)实验过程：洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，装好标准碘溶液待用。用酸式滴定管向锥形瓶中加入25.00mL待测橙汁，滴入2滴指示剂。进行滴定，滴定至终点时的现象是 。 (5)数据记录与处理：重复上述实验2－3次后，平均消耗7.50×10－3 mol·L－1的I2标准溶液的体积为18.00mL，则此果汁中维生素C的含量是 g·L－1(保留2位小数)。 (6)下列操作，可能引起所测维生素C的含量偏高的是 。 ①滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁 ②在滴定过程中不慎将数滴I2标准溶液滴在锥形瓶外 ③读数时，滴定前俯视，滴定后仰视 4．（2024-2025高二上·辽宁多校·期末）消除氮氧化物污染对优化空气质量至关重要。用催化还原消除氮氧化物污染发生的反应有： i．； ii．； iii．。 (1) (用含的代数式表示)， (用含的代数式表示)。 (2)查阅资料可知：， (填“低温”“高温”或“任意温度”)条件有利于该反应自发进行，判断的理由为 ． (3)在某恒容密闭容器中，对于反应，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．当不再改变时，该反应达到平衡 B．当的质量不再改变时，该反应达到平衡 C．当的物质的量分数不再改变时，该反应达到平衡 D．当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡 (4)一定温度下，在的恒容密闭容器中，充入和，仅发生反应时，该反应达到平衡，测得的物质的量为且此时的混合气体的总压强为： ①的平衡转化率为 。 ②内， 。 ③该反应的平衡常数 。(分压=总压X物质的量分数，列出计算式即可，不用化简)。 5．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）环境保护与治理对建设“美丽中国”，打造宜居环境有着重要的意义。回答下列问题： Ⅰ．以氨气为脱硝剂，可将还原为。 (1)已知：反应i．     反应ii．     反应iii．   则= (用含、的代数式表示)；反应Ⅱ在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)一定条件下，向恒容密闭容器中充入和NO，起始时按为1：2、2：3、3：1进行投料，发生反应Ⅱ，测得不同起始投料比条件下，反应相同时间内NO脱除率随温度变化的曲线如图。 ①曲线a中，NO的起始浓度为，900K时，NO的脱除率从0.55升至0.75经过10s，则该时间段内的平均反应速率为 。 ②图中表示起始投料与NO的物质的量之比为1：2的曲线是 (填“a”“b”或“c”)，其理由是 。 ③曲线b中，Z点的转化率为 %。 Ⅱ．臭氧也是理想的烟气脱硝剂，其脱硝的反应之一为，在某体积可变的密闭容器中充入1mol和2mol，达到平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图所示。 (3)反应速率：M点 (填“>”“<”或“=”)N点；、条件下该反应的平衡常数= (用平衡分压代替平衡浓度计算，)。 6．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）甲烷在工业上有很多用途，利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染的反应如下： ⅰ．        ； ⅱ．          ； ⅲ．        。 回答下列问题： (1)① (用含、的代数式表示)。 ②反应ⅰ的平衡常数和反应ⅱ的平衡常数随温度的变化如表所示(已知)，推断出反应ⅲ的反应热 (填“>”或“<”)0. 温度 451 342 215 436 327 189 (2)在某容积可变的密闭容器中充入0.1mol (g)和0.4mol (g)，仅发生反应ⅰ，该反应在不同的条件下进行，的转化率随时间变化如图所示。 ①压强： (填“>”或“<”)，判断的理由为 。 ②温度： (填“>”或“<”)。 ③b点对应的平衡常数 (分压=总压×物质的量分数，用含的代数式表示)。 (3)和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。 ①电池工作时，往 (填“电极A”或“电极B”)迁移。 ②在同温同压下，若生成的和的体积之比为2：3，则消耗的和体积之比为 。 7．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）CO2不仅是一种温室气体，也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源，可通过热化学、电化学等方法再利用。 Ⅰ.科学家通过如下反应利用CO2合成甲醇： 已知： 回答下列问题： (1)计算上述合成甲醇反应的焓变 。 (2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果，在3MPa，时，不同Ni、Ga配比的催化剂下，测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示，其中两条甲醇时空收率随温度变化先增大后减小，请解释其原因 。催化剂的最佳配比和反应温度是 。 (3)将等量CO2和H2充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇，已知该温度下反应的化学平衡常数，下列事实说明该反应已达平衡的是_______。 A．气体密度保持不变 B．与的生成速率相等 C．某时刻容器中 D．混合气体的平均相对分子质量不变 Ⅱ.甲烷干重整反应可以将两类重要的温室气体CO2和CH4进行重整，涉及主要反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： (4)在恒温恒容密闭容器中，按投料，初始总压，达到平衡状态时测得转化率为，平衡总压为。计算该温度下反应Ⅰ的浓度平衡常数 。 (5)某研究小组为了评估甲烷干重整反应中不同催化剂的性能差异，在常压、催化剂作用下，按投料，不同温度下反应相同时间，测得的转化率(柱形图)和产物()如图所示。请分析产物随温度变化的原因(不考虑催化剂失活) 。 Ⅲ． (6)运用电化学原理可以很好利用资源，火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用电池供电，其反应机理如图： 电池中的“交换膜”应为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜，写出CO2电极上的电极反应式为： 。 8．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）减排能有效降低温室效应，同时也是一种重要的资源，因此研究捕集与转化对实现“碳中和”目标具有重要意义而备受关注。 (1)某研究机构成功合成了氮掺杂多孔有机聚合物DLU-1吸附剂，用于烟道气(主要是和)和天然气中的捕集。为考查样品对单组分气体的吸附性能，测定在压强为1bar，温度为和下的单组分气体吸附等温线如图，请阐述DLU-1吸附剂能做捕获剂的理由： 。 (2)工业上用和反应合成二甲醚，。 ①恒温恒容下，充入等物质的量的和充分反应，以下叙述不能说明该反应达到平衡状态的是(填序号) A．的物质的量分数保持不变 B．容器中混合气体的密度保持不变 C．容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 ②在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，的平衡转化率如图所示，则 (填“>”或“<”)。 ③温度下，将和充入2L的密闭容器中，后反应达到平衡状态，则内的平均反应速率 。 (3)工业上可以利用二氧化碳合成甲醇。 已知① ② 若③正反应的活化能为，则逆反应的活化能为 (用含的式子表示)，该反应在 (填“较高温度”或“较低温度”)下可自发进行。 9．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）一氯化碘()是一种卤素互化物，具有强氧化性，能与发生反应，可用作有机合成中的碘化剂。 (1)已知：由多步基元反应组成的总反应称为复杂反应，其反应速率取决于慢反应的反应速率。总反应的快、慢反应及相关信息如表(、和为反应速率常数，仅受温度影响)： 快反应 ， 慢反应 反应活化能较高的是 (填“快反应”或“慢反应”)，“快反应”的平衡常数 (用含、的代数式表示)。 (2)已知反应1：     反应2：     通过实验测定和计算，确定了反应1和反应2在136~180℃范围内的压强平衡常数(用各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度计算的平衡常数)。得到的和均为线性关系，如图所示： 反应   (用和表示)；图中 (填“a”或“b”)表示的线性关系曲线，反应2在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (3)温度为T℃时，向某恒容密闭容器中加入过量，并通入碘蒸气(初始压强为20)，发生下列反应： 反应3：   反应4：   当反应进行min后达到平衡，此时容器内气体总压强为32.5，则平衡时 ，0~min内， ， (列出计算式即可)。 10．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）环氧乙烷常作消毒剂。现代工业常用银作催化剂，氧化乙烯制备环氧乙烷，相关反应如下： 主反应i： 副反应ii： 回答下列问题： (1) 。反应i的正反应自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，下列情况表明反应一定达到平衡状态的是_______(填标号)。 A．混合气体密度不随时间变化 B．气体平均摩尔质量不随时间变化 C．气体总压强不随时间变化 D． (3)将和的混合气体以不同起始流速通入负载催化剂的反应器中，通过检测流出气体成分绘制乙烯转化率和环氧乙烷选择性曲线如图所示。 已知：环氧乙烷选择性。 ①随着起始流速增大，乙烯转化率降低，可能的原因是 。 ②下列措施一定可以提高环氧乙烷平衡产率的是 (填标号)。 A．减小反应体系压强 B．升高反应体系温度 C．及时分离出环氧乙烷 (4)某温度下，保持压强为，向密闭容器中充入和，经过达到平衡，乙烯平衡转化率为，环氧乙烷选择性为。 ①内用分压表示的反应速率为 (用含t的代数式表示)。 ②反应ii的平衡常数为 (只列计算式)。 11．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡，请回答下列问题。 (1)已知部分弱酸的电离常数如表： 弱酸 CH3COOH HCN H2CO3 电离常数(25℃) Ka=1.8×10-5 Ka=4.3×10-10 Ka1=5.0×10-7；Ka2=5.6×10-11 ①0.1mol/LNaCN溶液和0.1mol/LNaHCO3溶液中， (填“>”、“<”或“=”)。 ②常温下，pH相同的三种溶液：A．CH3COONa；B．NaCN；C．Na2CO3，其物质的量浓度由大到小的顺序是 (填字母)。 ③将少量CO2通入NaCN溶液，反应的离子方程式是 。 (2)室温下，SO2通入NaOH溶液中，在所得溶液中，溶液的pH= 。(室温下，H2SO3的Ka1=1.54×10-2；Ka2=1.0×10-7)。 (3)NO2尾气常用NaOH溶液吸收，生成NaNO3和NaNO2.已知的水解常数Kh=2×10-11mol-L-1，常温下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH为5，则混合溶液中c()和c(HNO2)的比值为 。 (4)NO和都是有毒气体，氨气可作为脱硝剂，如NO和，在一定条件下发生反应：。利用该原理，设计如下原电池，除掉NO的同时，还可以提供电能。 M电极为 极，该电极上发生的电极反应为 。 12．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）亚硝酰氯是有机合成中的重要试剂，可由与反应得到，热化学方程式为  。回答下列问题。 (1)已知几种化学键的键能数据如下： 化学键 中的 氮氧键 中的 氯氮键 中的 氮氧键 键能 630 243 a 607 则 。 (2)的正、逆反应速率的表达式分别为、(、代表正、逆反应的速率常数，其与温度、催化剂等因素有关)，该反应的平衡常数 (用含、的代数式表示)。 (3)若向绝热恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和进行上述反应，能判断该反应已达到化学平衡状态的是 (填选项字母)。 a．和的体积比保持不变 b． c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 d．该反应平衡常数保持不变 (4)向某密闭容器中充入和发生上述反应，不同条件下达到平衡时的转化率为，在时和时的图像如图所示。 ①该反应的 0(填“”“”或“”)。 ②曲线a表示与 (填“p”或“T”)的关系曲线，原因为 。 ③x、y、z三点平衡常数、、的大小关系为 。 ④在y点对应条件下，该反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的显分数)。 13．（2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末）是最简单的有机羧酸，常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题： (1)已知：① ② ③ 则的 。 (2)恒温恒容条件下，向密闭容器中充入1和2合成，下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．气体压强不随时间变化时达到平衡状态 B．平衡时的最大体积分数为50% C．平衡后及时移走，平衡常数增大 D．平衡后再充入，的平衡转化率增大 (3)一定温度下，保持总压强为2.0，向密闭容器中充入1和1.6，发生反应：、。反应达到平衡时的转化率为50%，的选择性为80%(已知：甲酸的选择性。该温度下，的平衡常数 。 (4)常温下，向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。 则 ，n点溶液中离子浓度由大到小的排序为 。 (5)常温下，已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中。 ①的 。 ②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍，有关说法正确的是 (填序号) A．所有离子的浓度在稀释过程中都会减少 B．稀释后溶液的 C．稀释后甲酸的电离度会增大 (6)C2H5OH可作为燃料使用，用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则d电极是 (填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为 。 14．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）丙烯是三大合成材料的基本原料之一，可由异丙醇催化脱水或丙烷催化脱氢制得。回答下列问题： Ⅰ．异丙醇催化脱水制丙烯的主要反应如下：ⅰ．  ；ⅱ．  。 (1)在恒温刚性密闭容器中，下列说法不能作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据的是_______(填选项字母)。 A．混合气体密度不变 B．的体积分数不变 C．的分压 D． (2)如图所示为反应ⅰ、ⅱ达到平衡时与温度的关系曲线。 已知：对于可逆反应任意时刻，式中表示物质A的分压。 ①图中曲线X表示反应 (填“ⅰ”或“ⅱ”)。 ②向温度为T的恒压平衡体系中再充入少量时，反应ⅰ的状态最有可能对应图中的 点(填“a”、“b”或“c”)，判断依据是 。 Ⅱ．丙烷催化脱氢制丙烯的主要反应为。 (3)在一定温度下，保持压强为100kPa，向密闭容器中按为4∶1、1∶1、1∶4通入和的混合气，测得转化率随时间的变化如图所示： ①充入的目的是 。 ②0~6s内，曲线 (填“甲”、“乙”或“丙”)对应的平均反应速率最慢。 ③曲线丙中0~6s内，分压的平均变化率为 。 15．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）CO2是一种温室气体，对人类的生存环境产生巨大的影响，将CO2作为原料转化为有用化学品，对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。 (1)在恒容密闭容器中发生反应：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0。下列说法正确的是_____。 A．增大CO2的浓度，有利于NH3的转化率增大 B．反应在任何温度下都能自发进行 C．当混合气体的密度不再发生改变时反应达平衡状态 D．充入He，压强增大，平衡向正反应移动 (2)可利用CO2和CH4催化制备合成气(CO、H2)，在一定温度下容积为1L密闭容器中，充入等物质的量CH4和CO2，加入Ni/Al2O3使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。反应达平衡后，平衡常数K=81，此时测得c(CO)为3mol/L，则CH4的转化率为 (保留2位有效数字)。 (3)制备“合成气”反应历程分两步： 步骤 反应 正反应速率方程 逆反应速率方程 反应① CH4(g)C(ads)＋2H2(g) v正=k1·c(CH4) v逆=k2·c2(H2) 反应② C(ads)＋CO2(g)2CO(g) v正=k3·c(CO2) v逆=k4·c2(CO) 上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量图变化如下图所示： ①反应速率快慢比较：反应① 反应②(填“>”“<”或“=”)，请依据有效碰撞理论微观探析其原因 。 ②一定温度下，反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)的平衡常数K= (用k1、k2、k3、k4表示)。 (4)制备合成气(CO、H2)过程中发生副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2=＋41.0kJ/mol，在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态。反应体系中，随温度变化的关系如图所示： 随着进料比的增加，的值 (填“增大”、“不变”或“减小”)，其原因是 。 16．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）是汽车尾气和化工生产中的常见大气污染物，其综合治理是当前重要的研究课题。工业上可以用不同的方法处理。 Ⅰ．碘蒸气存在能大幅度提高的分解速率，反应方程式为，反应历程可表示为： 第一步(快反应) 第二步(慢反应)…… 第三步(快反应) (1)写出第二步反应 。 (2)下列表述正确的是___________。 A．增大的浓度能提高的平衡转化率 B．第二步活化能比第三步大 C．第三步对总反应速率起决定作用 D．IO为反应的催化剂 Ⅱ．汽车尾气中含有较多的氮氧化合物和不完全燃烧的CO，汽车三元催化器可以将其转化成两种无污染的气体，从而降低氯氧化合物的排放量。    (3)在绝热，恒容的密闭容器中，充入1mol CO和1mol NO，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。 A．CO和NO的物质的量之比不变 B．混合气体的密度保持不变 C．平衡常数K保持不变 D． (4)为探究温度和催化剂对反应的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其他条件不变，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。M点是否为平衡点 (填“是”或“不是”)，M点以后，乙催化剂条件下，NO转化率降低，其原因是 。 (5)一定温度下，在2L的密闭容器中充入1mol CO和1mol NO，压强为20kPa，平衡时压强变为起始的0.9倍，已知：，(、为速率常数，只与温度有关)。若升高温度，增大的倍数 (填“>”或“<”)增大的倍数；该温度下， 。(保留小数点后2位) 注：为用气体分压计算的平衡常数，气体分压等于气体总压×物质的量分数。 17．（2024-2025高二上·吉林友好学校·期末）I．工业上用H2和CO合成甲醇的反应为：① 该反应平衡常数(K)随温度的变化情况如下表所示。 温度/℃ 250 300 350 K 2.041 0.270 0.012 完成下列填空： (1)请书写出该反应的平衡常数表达式 。 (2)250℃时，测得各组分浓度如下表所示，通过计算得出浓度商Q为 (填数值，保留三位小数)，则此时v(正) v(逆)。(填“>”、“<”或“=”) 物质 H2 CO CH3OH 浓度/mol·L-1 0.30 1.6 0.70 Ⅱ．工业上也能采用CO2催化氢化的方法合成甲醇： ② 已知：      (3)写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (4)想要增大反应②的平衡常数，能改变的条件是 。 Ⅲ．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作时，关闭K。 (5)甲中负极的电极反应式为 。 (6)若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应式为 。 (7)若把乙装置改为铁钉镀铜装置，铁钉是 电极(A、B)，该电极上发生 反应(氧化、还原)。 18．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）以CO、为原料进行资源化利用，对于环境、能源均具有重要意义。已知存在如下反应： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   Ⅳ.   回答下列问题： (1)已知某反应的平衡常数表达式为，则该反应的热化学方程式为 。 (2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入1mol和3mol，一定温度下发生反应Ⅰ.起始总压为pPa，20min时达到化学平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%。 ①平衡时总压为 Pa。 ②0~20min内，用表示的平均反应速率 ，的平衡浓度 (3)在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ（过量），若反应Ⅰ中的转化率为90%，Ⅲ中的转化率为40%，则的产率为 . (4)工业上，以一定比例混合的与的混合气体以一定流速分别通过填充有催化剂a、催化剂b的反应器，发生反应Ⅰ.转化率与温度的关系如图1所示.在催化剂b作用下，温度高于时，转化率下降的原因可能是 。 (5)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时CO、分别为1mol、2mol时，发生反应Ⅳ，平衡后混合物中的体积分数（）如图2所示。 ①其中，、和由大到小的顺序是 。 ②若在250℃、的条件下，反应达到平衡，则该反应的平衡常数 （分压总压物质的量分数）。 19．（2024-2025高二上·吉林通化·期末）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的两种方法： 方法a 用炭粉在高温条件下还原CuO 方法b 电解法，反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑ （1）工业上常用方法b制取Cu2O而很少用方法a，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成 而使Cu2O产率降低。 （2）已知：①2Cu(s)+ O2(g)＝Cu2O(s)    ΔH1=－169 kJ·mol－1 ②C(s)+ O2(g)＝CO(g)       ΔH2=－110.5 kJ·mol－1 ③Cu(s)+ O2(g)＝CuO(s)       ΔH3=－157 kJ·mol－1 则方法a中发生的反应：2CuO(s)＋C(s)＝Cu2O(s)＋CO(g)；△H= 。 （3）方法b是用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH－的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示： ①上述装置中B电极应连 电极(填“C”或“D”)。 ②该离子交换膜为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电解池的阳极反应式为 。 ③原电池中负极反应式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型07 化学反应原理综合题 1．（2024-2025高二上·辽宁五校·期末）近年来，碳中和、碳达峰成为热点。以、为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。 途径一：涉及的反应有 Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   (1)关于反应Ⅰ，下列描述正确的是___________(填字母序号)。 A．恒温恒压下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率不变 B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态 C．该反应在低温条件下能自发进行 D．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大 (2)若某反应的平衡常数表达式为，根据反应I-Ⅲ，请写出此反应的热化学方程式： 。 (3)工业中，对于反应Ⅰ，通常同时存在副反应Ⅳ：  。在一定条件下，在合成塔中充入一定量和。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图所示。 由图可知， 0(填“”、“”、“”)；的物质的量分数随温度升高而增大，原因是 。 途径二：涉及的反应有 Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． (4)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol和3mol发生上述反应，达到平衡时，容器中为amol，CO为bmol，反应Ⅲ的平衡常数为 。(用含a、b、V的代数式表示)。 (5)时，反应Ⅲ的速率方程为，其中x表示相应气体的物质的量分数，为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)，k为反应的速率常数。已知保持不变，达到平衡时，，此时反应Ⅲ的速率 (用含k的代数式表示)。 (6)下列说法正确的是___________(填字母序号) A．已知：，则等浓度等体积的NaA和NaB溶液中离子总数，前者大于后者 B．常温，100mL的稀硫酸与10mL的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则 C．常温，将相同体积的盐酸和一元碱BOH溶液混合，所得溶液可能为中性或酸性 D．：  ，HCN：，将少量的通入NaCN溶液中，反应的离子方程式为： 【答案】(1)BC (2) (3) 反应Ⅰ放热，反应Ⅳ吸热，温度升高时，反应Ⅰ向左移动增加的的量大于反应Ⅳ向右移动减少的的量 (4) (5)0.09k (6)AD 【解析】（1）A．恒压下达平衡状态时，再充入少量氦气，容器体积增大，各组分浓度减小，则正逆反应速率减小，故A错误； B．根据质量守恒，混合气体的质量不变，混合气体的总物质的量减小，根据M=可知，随着反应进行混合气体的平均摩尔质量增大，当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态，故B正确； C．该反应，，则反应在低温条件下能自发进行，故C正确； D．恒温下缩小容器体积，单位体积内反应物的活化分子百分数增加，但活化分子百分数不变，故D错误； 故选：BC。 （2）若某反应的平衡常数表达式为，该反应为，由盖斯定律可知，(Ⅱ×2+Ⅲ+Ⅰ)×可得 。 （3）根据I、Ⅳ可知只有反应CO生成，根根图(b)可知CO平衡时的物质的量分数随着温度的升高而增大，说明该反应升温向正向移动，说明该反应吸热，>0；H2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是反应I放热，反应Ⅳ吸热，温度升高时，反应I向左移动增加的H2的量大于反应Ⅳ向右移动减少的H2的量。 （4）结合题意，假设反应Ⅱ中，CO反应了x mol，则反应Ⅱ生成的CH3OH为x mol，反应I生成的CH3OH为( a-x ) mol，反应Ⅲ生成的CO为(b+x )mol，则 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 达到平衡时，CO2、H2、CO、H2O(g)的浓度分别为mol/L、mol/L、mol/L、mol/L，反应Ⅲ的平衡常数为K==。 （5）反应 III，Kp=，v=k=x(CO2)x(H2)k=0.3×0.3k mol·L-1·h-1=0.09k mol·L-1·h-1。 （6）A．，酸性：HA>HB；根据越弱越水解，可知等浓度等体积的NaA和NaB溶液，NaB溶液的碱性强于NaA，根据电荷守恒：，，NaA溶液中离子总数=，NaB溶液中离子总数=，NaA溶液中c(H+)大于NaB溶液中c(H+)，两溶液中钠离子浓度相等，则离子总数前者大于后者，故A正确； B．常温，100mL的稀硫酸与10mL的NaOH溶液混合，溶液呈中性，酸中的n(H+)等于碱中n(OH-)，由此可得：，则，故B错误； C．常温，将相同体积的盐酸和一元碱BOH溶液混合，若BOH为强碱，则两者恰好中和，溶液呈中性；若BOH为弱碱，则碱过量，最终溶液为BOH和BCl，溶液呈碱性;故C错误； D．：  ，HCN：，酸性：> HCN>，根据强酸制弱酸原理，将少量的通入NaCN溶液中，反应的离子方程式为，故D正确； 故选：AD。 2．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）草酸广泛分布在植物、动物和真菌体内。 (1)25℃，用0.100 溶液滴定20.00mL 0.200 NaOH溶液，得到滴定曲线如下图所示： ①图中标记的点，水的电离程度由大到小的顺序为 。 ②n点 。 (2)某小组同学从菠菜中提取了7.500g粗草酸晶体()，配制成250mL溶液。用0.100酸性溶液滴定，测其纯度(杂质不参加反应)。 ①当最后半滴溶液滴入锥形瓶， (填实验现象)，且半分钟不变色，说明反应达到终点。 ②三次实验数据如下： 实验序号 锥形瓶中草酸溶液体积 滴定管初始读数 滴定管终点读数 ⅰ 25.00mL 0.22mL 20.34mL ⅱ 25.00mL 0.25mL 21.75mL ⅲ 25.00mL 0.20mL 20.28mL 三组数据中，第 (填“ⅰ，ⅱ，或者ⅲ”)组数据是无效数据。 ③下列操作使得测定结果偏高的是 (填标号)。 a．锥形瓶水洗后来用待测草酸溶液润洗 b．滴加溶液时，少量液体挂在锥形瓶内壁，未用洗瓶冲下 c．配制草酸溶液，定容后未振荡，取出上层溶液进行滴定 d．滴定前尖嘴无气泡，滴定结束后发现尖嘴有气泡 (3)已知：、、、、、、 ①室温下，相同浓度的三种氮肥①  ②  ③溶液中，的浓度由大到小的顺序为 (填标号)。 ②室温溶液呈弱碱性。关于该溶液的关系式正确的是 (填标号)。 A． B． C． D． 【答案】(1) m＞n＞p 2 c(C2O) (2) 溶液由无色变为浅紫色 ⅱ b (3) ③＞②＞① AD 【解析】（1）由图可知，m点氢氧化钠溶液与草酸溶液完全反应得到草酸钠溶液，n点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液，溶液呈中性，p点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液，溶液呈酸性； ①由分析可知，m点为草酸钠溶液，n点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液，溶液呈中性，p点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液，溶液呈酸性，草酸钠是强碱弱酸盐，草酸根离子在溶液中分步水解促进水的电离，草酸氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度，电离出的氢离子会抑制水的电离，草酸氢根离子浓度越大，抑制水电离程度越大，则水的电离程度由大到小的顺序为m＞n＞p； ②由分析可知， n点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液，溶液呈中性，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)= c(HC2O)+2 c(C2O)+c(OH—)可知，溶液中c(Na+))= c(HC2O)+2 c(C2O)； （2）①溶液中的草酸与酸性高锰酸钾溶液完全反应后，向锥形瓶中滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液，溶液会由无色变为浅紫色，则滴定终点的实验现象为向锥形瓶中滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液，溶液会由无色变为浅紫色，且半分钟不变色，说明反应达到终点； ②由表格数据可知，三次滴定消耗酸性高锰酸钾的体积分别为20.12mL、21.50mL、20.08mL，第二次数据偏差太大，应舍去，故选ⅱ； ③a．锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗对溶质的物质的量和标准溶液的体积无影响，对所测结果无影响，故不符合题意； b．滴加溶液时，少量液体挂在锥形瓶内壁，未用洗瓶冲会使消耗的酸性高锰酸钾溶液体积偏大，导致所测结果偏高，故符合题意； c．如果配制好的溶液未经充分振荡就直接取出上层溶液进行滴定会使消耗的酸性高锰酸钾溶液的体积偏小，导致测定结果偏低，故不符合题意； d．滴定前尖嘴无气泡，滴定结束后发现尖嘴有气泡会使消耗的酸性高锰酸钾溶液的体积偏小，导致测定结果偏低，故不符合题意； 故选b； （3）由电离常数可知，磷酸二氢根离子的水解常数Kh==＜Ka2，磷酸二氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，则磷酸二氢铵溶液中磷酸二氢根离子电离出的氢离子抑制铵根离子水解，等浓度的磷酸二氢铵溶液中铵根离子浓度大于氯化铵溶液；碳酸氢根离子在溶液中水解使溶液呈碱性，水解生成的氢氧根离子与铵根离子水解生成的氢离子反应促进铵根离子水解，则等浓度的碳酸氢铵溶液中铵根离子浓度小于氯化铵溶液，所以三种溶液中铵根离子浓度由大到小的顺序为③＞②＞①； ②A．由题意可知，碳酸氢铵溶液呈碱性，溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，由碳酸氢铵溶液中存在电荷守恒关系可知，溶液中，故正确； B．由题意可知，碳酸氢铵溶液呈碱性，说明碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于铵根离子的水解程度，则溶液中的铵根离子浓度大于碳酸氢根离子浓度，故错误； C．碳酸氢铵溶液中存在质子守恒关系，故错误； D．碳酸氢铵溶液中存在物料守恒关系，故正确； 故选AD。 3．（2024-2025高二上·黑龙江绥化·期末）中和滴定法是生产和科研中常用的定量分析方法。 Ⅰ．某学生用0.2000 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作如下： ①用蒸馏水洗涤碱式滴定管，注入NaOH溶液至“0”刻度线以上； ②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体； ③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下，并记下读数； ④量取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中，加入3滴酚酞溶液； ⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数。 请回答： (1)以上步骤有错误的是 (填编号)，该错误操作会导致测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”) 。 (2)滴定时，用左手控制滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视 (填装置名称)，直到滴定终点。 (3)如下图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为 mL。 Ⅱ．维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的化学式是C6H8O6，某校课外活动小组测定了某牌子的软包装果汁中维生素C的含量，下面是测定实验分析报告。(请填写空白) 测定目的：测定××牌软包装果汁中维生素C的含量。 测定原理：C6H8O6+I2→C6H6O6+2H++2I－(待测果汁中其他物质不与I2反应) (4)实验过程：洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，装好标准碘溶液待用。用酸式滴定管向锥形瓶中加入25.00mL待测橙汁，滴入2滴指示剂。进行滴定，滴定至终点时的现象是 。 (5)数据记录与处理：重复上述实验2－3次后，平均消耗7.50×10－3 mol·L－1的I2标准溶液的体积为18.00mL，则此果汁中维生素C的含量是 g·L－1(保留2位小数)。 (6)下列操作，可能引起所测维生素C的含量偏高的是 。 ①滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁 ②在滴定过程中不慎将数滴I2标准溶液滴在锥形瓶外 ③读数时，滴定前俯视，滴定后仰视 【答案】(1) ① 偏大 (2)锥形瓶 (3)20.60 (4)当滴入最后半滴标准碘溶液时，溶液变蓝色，且半分钟内不褪色 (5)0.95 (6)②③ 【解析】（1）以上步骤有错误的是①，应该用标准液润洗，用蒸馏水会润洗氢氧化钠会变稀，消耗体积偏大，该错误操作会导致盐酸浓度测定结果偏大； （2）滴定时，用左手控制滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶，直到滴定终点； （3）如下图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为20.60mL； （4）实验过程：洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，装好标准碘溶液待用。用酸式滴定管向锥形瓶中加入25.00mL待测橙汁，滴入2滴指示剂。进行滴定，滴定至终点时的现象当滴入最后半滴标准碘溶液时，溶液变蓝色，且半分钟内不褪色。 （5）由题意得：，， 则此果汁中维生素C的含量是； （6）①滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，对结果没有影响，不符合题意； ②在滴定过程中不慎将数滴I2标准溶液滴在锥形瓶外，造成标准液消耗过多，结果偏大，符合题意； ③读数时，滴定前俯视，读数偏小，滴定后仰视，读数偏大，造成算出标准液体积偏大，测得结果偏大，符合题意； 故选：②③。 4．（2024-2025高二上·辽宁多校·期末）消除氮氧化物污染对优化空气质量至关重要。用催化还原消除氮氧化物污染发生的反应有： i．； ii．； iii．。 (1) (用含的代数式表示)， (用含的代数式表示)。 (2)查阅资料可知：， (填“低温”“高温”或“任意温度”)条件有利于该反应自发进行，判断的理由为 ． (3)在某恒容密闭容器中，对于反应，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．当不再改变时，该反应达到平衡 B．当的质量不再改变时，该反应达到平衡 C．当的物质的量分数不再改变时，该反应达到平衡 D．当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡 (4)一定温度下，在的恒容密闭容器中，充入和，仅发生反应时，该反应达到平衡，测得的物质的量为且此时的混合气体的总压强为： ①的平衡转化率为 。 ②内， 。 ③该反应的平衡常数 。(分压=总压X物质的量分数，列出计算式即可，不用化简)。 【答案】(1) (2) 任意温度 该反应为熵增放热反应 (3)BC (4) 80 0.016 【解析】（1）根据盖斯定律可知，反应iii=(反应ii+反应i)，则ΔH3=；根据多重平衡叠加原则，； （2）该反应的、，依据反应可自发进行，则该反应在任意温度自发进行； （3）A．对于一个给定的反应，为一个恒定值，不能用来判断反应是否达到平衡，A错误； B．当的质量不再改变时，说明其消耗速率和生成速率相等，该反应达到平衡，B正确； C．当的物质的量分数不再改变时，说明容器内各物质浓度不再改变，该反应达到平衡，C正确； D．恒容密闭容器中，混合气体的质量为不变值，则密度为不变值，密度不变不能用来判断反应是否达到平衡，D错误； 故选BC； （4）根据已知条件，列三段式：； ①的平衡转化率为； ②内，； ③平衡时，气体总物质的量为0.76mol；、、、、，则。 5．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）环境保护与治理对建设“美丽中国”，打造宜居环境有着重要的意义。回答下列问题： Ⅰ．以氨气为脱硝剂，可将还原为。 (1)已知：反应i．     反应ii．     反应iii．   则= (用含、的代数式表示)；反应Ⅱ在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)一定条件下，向恒容密闭容器中充入和NO，起始时按为1：2、2：3、3：1进行投料，发生反应Ⅱ，测得不同起始投料比条件下，反应相同时间内NO脱除率随温度变化的曲线如图。 ①曲线a中，NO的起始浓度为，900K时，NO的脱除率从0.55升至0.75经过10s，则该时间段内的平均反应速率为 。 ②图中表示起始投料与NO的物质的量之比为1：2的曲线是 (填“a”“b”或“c”)，其理由是 。 ③曲线b中，Z点的转化率为 %。 Ⅱ．臭氧也是理想的烟气脱硝剂，其脱硝的反应之一为，在某体积可变的密闭容器中充入1mol和2mol，达到平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图所示。 (3)反应速率：M点 (填“>”“<”或“=”)N点；、条件下该反应的平衡常数= (用平衡分压代替平衡浓度计算，)。 【答案】(1) 任意温度 (2) c 其他条件相同时，与NO的物质的量的比值越大，NO的脱除率越大 45 (3) > 或 【解析】（1）由盖斯定律，反应ⅱ+5×反应ⅰ得反应ⅲ，则；反应ii．为熵增的放热反应，由可知，该反应在任意温度下自发进行； （2）①曲线a中，NO的起始浓度为，900 K时，NO的脱除率从0.55升至0.75经过10 s，则该时间段内NH3的平均反应速率为； ②其他条件相同时，NH3与NO的物质的量的比值越大，越会促进NO的转化，使得NO的脱除率越大，故图中表示起始投料NH3与NO的物质的量之比为1：2的曲线是c； ③结合②分析，曲线b中，起始时按n(NH3)：n(NO)为2：3进行投料发生反应ⅲ，假设n(NH3)、n(NO)投料分别为2mol、3mol，NO脱除率为0.45，则Z点反应NH3为，故氨气转化率为； （3）反应为气体分子数减小的反应，相同条件下，压强越大，N2O5(g)的生成量越大，结合图，则压强p1>p2，则达到平衡时，M点>N点；、条件下，平衡时，由三段式，，该反应的平衡常数。 6．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）甲烷在工业上有很多用途，利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染的反应如下： ⅰ．        ； ⅱ．          ； ⅲ．        。 回答下列问题： (1)① (用含、的代数式表示)。 ②反应ⅰ的平衡常数和反应ⅱ的平衡常数随温度的变化如表所示(已知)，推断出反应ⅲ的反应热 (填“>”或“<”)0. 温度 451 342 215 436 327 189 (2)在某容积可变的密闭容器中充入0.1mol (g)和0.4mol (g)，仅发生反应ⅰ，该反应在不同的条件下进行，的转化率随时间变化如图所示。 ①压强： (填“>”或“<”)，判断的理由为 。 ②温度： (填“>”或“<”)。 ③b点对应的平衡常数 (分压=总压×物质的量分数，用含的代数式表示)。 (3)和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。 ①电池工作时，往 (填“电极A”或“电极B”)迁移。 ②在同温同压下，若生成的和的体积之比为2：3，则消耗的和体积之比为 。 【答案】(1) < (2) < 该反应为气体分子数增加的反应，降低压强，有利于该反应正向进行，可提高的平衡转化率 < (3) 电极B 10：7 【解析】（1）①已知： ⅰ．     ⅱ．       由盖斯定律，反应2×ⅱ-ⅰ得反应ⅲ．，则=； ②由①分析，，则、、对应的值分别为421.5、312.7、166.1，升高温度，减小，则平衡逆向移动，反应为放热反应，焓变小于0； （2）①反应为气体分子数增大的反应，相同条件下，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率降低，则压强：<，判断的理由为该反应为气体分子数增加的反应，降低压强，有利于该反应正向进行，可提高的平衡转化率。 ②结合（1）表，升高温度，减小，则平衡逆向移动，反应为放热反应，相同条件下，升高温度，甲烷转化率降低，则温度：<。 ③根据温度不变，平衡常数相等，再利用“三段法”结合a点对应的转化率可知： 平衡时混合气体总物质的量为0.60mol，混合气体中气体的分压为、、、、，再代入平衡常数表达式可得。 （3）①由图，A上二氧化碳得到电子发生还原反应，则A为阴极、B为阳极，电池工作时，阴离子往阳极B极方向移动； ②利用电子得失守恒可得，转化为2mol 和3mol ，利用碳原子个数相等， (mol)，反应中碳化合价分别由-4变为-2、-3，共转移的电子数为，则转化为CO时转移的电子数为14，即，故消耗的和的体积之比为10：7。 7．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）CO2不仅是一种温室气体，也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源，可通过热化学、电化学等方法再利用。 Ⅰ.科学家通过如下反应利用CO2合成甲醇： 已知： 回答下列问题： (1)计算上述合成甲醇反应的焓变 。 (2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果，在3MPa，时，不同Ni、Ga配比的催化剂下，测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示，其中两条甲醇时空收率随温度变化先增大后减小，请解释其原因 。催化剂的最佳配比和反应温度是 。 (3)将等量CO2和H2充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇，已知该温度下反应的化学平衡常数，下列事实说明该反应已达平衡的是_______。 A．气体密度保持不变 B．与的生成速率相等 C．某时刻容器中 D．混合气体的平均相对分子质量不变 Ⅱ.甲烷干重整反应可以将两类重要的温室气体CO2和CH4进行重整，涉及主要反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： (4)在恒温恒容密闭容器中，按投料，初始总压，达到平衡状态时测得转化率为，平衡总压为。计算该温度下反应Ⅰ的浓度平衡常数 。 (5)某研究小组为了评估甲烷干重整反应中不同催化剂的性能差异，在常压、催化剂作用下，按投料，不同温度下反应相同时间，测得的转化率(柱形图)和产物()如图所示。请分析产物随温度变化的原因(不考虑催化剂失活) 。 Ⅲ． (6)运用电化学原理可以很好利用资源，火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用电池供电，其反应机理如图： 电池中的“交换膜”应为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜，写出CO2电极上的电极反应式为： 。 【答案】(1)-54 (2) 温度越高反应速率越快，故随温度升高，反应速率加快，、催化下甲醇时空收率曲线上升；催化剂需要一定的活性催化温度，温度过高，催化剂活性下降，甲醇时空收率下降 催化剂、温度为210℃左右 (3)BD (4)0.375 (5)温度升高，反应I的正向进行程度大于反应Ⅱ，且高温阶段以反应I为主，所以随着温度升高，逐渐增加并趋近于1 (6) 阳离子 4Li++4e-+3CO2=2 Li2CO3+C 【解析】（1）已知： ① ② 由盖斯定律可知，由3①-②可得，ΔH=3×(-245kJ•mol-1)-(-681kJ•mol-1)=-54kJ•mol-1； （2）温度越高反应速率越快，故随温度升高，反应速率加快，Ni5Ga3、NiGa催化下甲醇时空收率曲线上升；催化剂需要一定的活性催化温度，温度过高，催化剂活性下降，甲醇时空收率下降； 由图示可知，反应最佳条件为催化剂的最佳配比5：3，使用催化剂在210℃左右下进行反应，该条件下甲醇时空收率最高； （3）A．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此气体密度保持不变不能说明反应已达平衡，故A不选； B．反应速率比等于系数比，H2O（g）与CO2（g）的生成速率相等，则说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故B选； C．某时刻容器中，则=0.1＞K=0.01，反应未平衡，故C不选； D．气体总质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以混合气体的平均相对分子质量会发生改变，当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡，故D选； 故答案为：BD； （4）在恒温恒容密闭容器中，按投料，初始总压，达到平衡状态时测得转化率为，平衡总压为；列式如下： 由题意可知，x+y=0.6，初始总压，平衡总压为，则平衡时物质的量总和为3.8mol，n(CO2)=0.4，n(CH4)=1-x，n(CO)=2x+y，n(H2)=2x-y，n(H2O)=y，n(Ar)=1，有3x+y+2+0.4=3.8，列立x+y=0.6，解得x=0.4，y=0.2，则平衡时c(CO2)==0.2mol/L，c(CH4)==0.3mol/L，c(CO)==0.5mol/L，c(H2)= =0.3mol/L，则K1==()。 （5）由图可知，温度升高，反应Ⅰ的正向进行程度大于反应Ⅱ，且高温阶段以反应Ⅰ为主，所以随着温度升高，逐渐增加并趋近于1，所以产物随温度发生了变化； （6）根据图示可知：左侧Li电极为负极，Li失去电子变为Li+进入电解质中，则负极Li电极的电极反应式为：Li-e-=Li+；在CO2电极上，CO2得到电子变为C单质同时产生CO，CO与电解质中的Li+结合形成Li2CO3，则正极的电极反应式为：4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C；Li+要通过离子交换膜由左侧进入右侧，因此离子交换膜为阳离子交换膜。 8．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）减排能有效降低温室效应，同时也是一种重要的资源，因此研究捕集与转化对实现“碳中和”目标具有重要意义而备受关注。 (1)某研究机构成功合成了氮掺杂多孔有机聚合物DLU-1吸附剂，用于烟道气(主要是和)和天然气中的捕集。为考查样品对单组分气体的吸附性能，测定在压强为1bar，温度为和下的单组分气体吸附等温线如图，请阐述DLU-1吸附剂能做捕获剂的理由： 。 (2)工业上用和反应合成二甲醚，。 ①恒温恒容下，充入等物质的量的和充分反应，以下叙述不能说明该反应达到平衡状态的是(填序号) A．的物质的量分数保持不变 B．容器中混合气体的密度保持不变 C．容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 ②在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，的平衡转化率如图所示，则 (填“>”或“<”)。 ③温度下，将和充入2L的密闭容器中，后反应达到平衡状态，则内的平均反应速率 。 (3)工业上可以利用二氧化碳合成甲醇。 已知① ② 若③正反应的活化能为，则逆反应的活化能为 (用含的式子表示)，该反应在 (填“较高温度”或“较低温度”)下可自发进行。 【答案】(1)相同条件下，和CO2相比，N2与CH4的吸附量均很小，这说明DLU-1具有较好的吸附选择性 (2) AB ＜ 0.14 mol·L-1·min-1 (3) Ea+49 较低温度 【解析】（1）由图可知，无论是273K还是298K条件下，DLU-1吸附剂对二氧化碳都具有很强的吸附性，而对氮气、甲烷的吸附性都很弱，所以DLU-1吸附剂能做捕获剂； （2）①设恒温恒容下，充入二氧化碳和氢气的物质的量都为1mol，则起始二氧化碳的物质的量分数为×100%=50%，设某时刻生成二甲醚的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，二氧化碳的物质的量分数为×100%=50%； A．由分析可知，起始二氧化碳的物质的量分数为50%，反应中二氧化碳的物质的量分数也为50%，则二氧化碳的物质的量分数不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故符合题意； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故符合题意； C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均摩尔质量增大，则容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故不符合题意； 故选AB； ②该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小，由图可知，温度T1条件下二氧化碳的转化率大于T2条件下二氧化碳的转化率，则温度T1小于T2； ③由题意可知，T1温度下，氢气与二氧化碳的物料比为=3，由图可知，二氧化碳的转化率为70%，由方程式可知，0~5min内二甲醚的反应速率为=0.14 mol/(L·min)； （3）由盖斯定律可知，反应①+反应②=目标反应，则反应△H=△H1+△H2=(+41kJ/mol)+(—90kJ/mol)=—49kJ/mol，由反应△H=—(E逆—E正)可知，逆反应E逆=(Ea+49) kJ/mol；该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行。 9．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）一氯化碘()是一种卤素互化物，具有强氧化性，能与发生反应，可用作有机合成中的碘化剂。 (1)已知：由多步基元反应组成的总反应称为复杂反应，其反应速率取决于慢反应的反应速率。总反应的快、慢反应及相关信息如表(、和为反应速率常数，仅受温度影响)： 快反应 ， 慢反应 反应活化能较高的是 (填“快反应”或“慢反应”)，“快反应”的平衡常数 (用含、的代数式表示)。 (2)已知反应1：     反应2：     通过实验测定和计算，确定了反应1和反应2在136~180℃范围内的压强平衡常数(用各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度计算的平衡常数)。得到的和均为线性关系，如图所示： 反应   (用和表示)；图中 (填“a”或“b”)表示的线性关系曲线，反应2在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (3)温度为T℃时，向某恒容密闭容器中加入过量，并通入碘蒸气(初始压强为20)，发生下列反应： 反应3：   反应4：   当反应进行min后达到平衡，此时容器内气体总压强为32.5，则平衡时 ，0~min内， ， (列出计算式即可)。 【答案】(1) 慢反应 (2) b 高温 (3) 0.1 或 【解析】（1）在多步基元反应中，反应活化能越高，化学反应速率越慢，所以反应活化能较高的是慢反应；根据“快反应”达平衡状态时，有，即，可推出平衡常数。 故答案为：慢反应；。 （2）根据盖斯定律，反应 为反应1+反应2，则；因反应1的，则随温度升高而减小，则随增大而减小，而反应2的，则随温度升高而增大，则随增大而增大，故图中b表示的线性关系曲线；根据反应2可知：、，已知能自发进行，可得到该反应2在高温下能自发进行。 故答案为：；b；高温。 （3）由题意根据压强关系列出反应3的三段式：和反应4的三段式：；当反应进行min后达到平衡，此时容器内气体总压强为32.5，得，解得，根据，解得；由，可解得，解得、，则0~tmin内，；最后得到。 故答案为：0.1；；(或)。 10．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）环氧乙烷常作消毒剂。现代工业常用银作催化剂，氧化乙烯制备环氧乙烷，相关反应如下： 主反应i： 副反应ii： 回答下列问题： (1) 。反应i的正反应自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，下列情况表明反应一定达到平衡状态的是_______(填标号)。 A．混合气体密度不随时间变化 B．气体平均摩尔质量不随时间变化 C．气体总压强不随时间变化 D． (3)将和的混合气体以不同起始流速通入负载催化剂的反应器中，通过检测流出气体成分绘制乙烯转化率和环氧乙烷选择性曲线如图所示。 已知：环氧乙烷选择性。 ①随着起始流速增大，乙烯转化率降低，可能的原因是 。 ②下列措施一定可以提高环氧乙烷平衡产率的是 (填标号)。 A．减小反应体系压强 B．升高反应体系温度 C．及时分离出环氧乙烷 (4)某温度下，保持压强为，向密闭容器中充入和，经过达到平衡，乙烯平衡转化率为，环氧乙烷选择性为。 ①内用分压表示的反应速率为 (用含t的代数式表示)。 ②反应ii的平衡常数为 (只列计算式)。 【答案】(1) 低温 (2)BC (3) 流速越快，原料气与催化剂接触时间越短，原子利用率越低，导致乙烯转化率越低 C (4) 【解析】（1）根据盖斯定律可知反应可由×[主反应i×(-1)+2×副反应ii]得到，故；当时，反应能自发进行，根据方程式可知，主反应i有，，要使，应在低温条件下； （2）A．根据质量守恒定律，混合气体的质量始终不变，容器的容积不变，则混合气体的密度始终不变，故不能判断反应是否达到平衡状态，A项错误； B．根据质量守恒定律，混合气体的质量始终不变，主反应i为气体体积减小的反应，副反应ii为气体体积不变的反应，气体总物质的量为变量，当变量不变时说明反应达到平衡状态，故当气体总物质的量不变时，气体平均摩尔质量不随时间的变化而变化，说明反应达到平衡状态，B项正确； C．主反应i为气体体积减小的反应，副反应ii为气体体积不变的反应，气体的总压强为变量，当变量不变时说明反应达到平衡状态，故气体总体积不随时间的变化而变化时，说明反应达到了平衡状态，C项正确； D．根据碳原子守恒，关系恒成立，故不能判断反应是否达到平衡状态，D项错误； 答案选BC； （3）①反应器中催化剂的表面积是固定的，流速越快，原料气与催化剂接触的时间就越短，会导致乙烯的转化率降低； ②要提高环氧乙烷平衡产率，应使平衡正向移动， A．减小反应体系的压强，主反应平衡逆向移动，副反应平衡不移动，环氧乙烷的产率减小，A项错误； B．升高反应体系的温度，主反应和副反应的平衡均逆向移动，环氧乙烷的产率减小，B项错误； C．及时分离出环氧乙烷，主反应平衡正向移动，环氧乙烷的产率增大，C项正确； 答案选C； （4）根据题意可得 因乙烯平衡转化率为，环氧乙烷选择性为，则有，，解得，； ①起始时的分压为，平衡时的分压为，故内用分压表示的反应速率为； ②由上述过程可知平衡时，，，，，又因该反应为等体积反应，故可用物质的量代替分压计算平衡常数，即平衡常数为。 11．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡，请回答下列问题。 (1)已知部分弱酸的电离常数如表： 弱酸 CH3COOH HCN H2CO3 电离常数(25℃) Ka=1.8×10-5 Ka=4.3×10-10 Ka1=5.0×10-7；Ka2=5.6×10-11 ①0.1mol/LNaCN溶液和0.1mol/LNaHCO3溶液中， (填“>”、“<”或“=”)。 ②常温下，pH相同的三种溶液：A．CH3COONa；B．NaCN；C．Na2CO3，其物质的量浓度由大到小的顺序是 (填字母)。 ③将少量CO2通入NaCN溶液，反应的离子方程式是 。 (2)室温下，SO2通入NaOH溶液中，在所得溶液中，溶液的pH= 。(室温下，H2SO3的Ka1=1.54×10-2；Ka2=1.0×10-7)。 (3)NO2尾气常用NaOH溶液吸收，生成NaNO3和NaNO2.已知的水解常数Kh=2×10-11mol-L-1，常温下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH为5，则混合溶液中c()和c(HNO2)的比值为 。 (4)NO和都是有毒气体，氨气可作为脱硝剂，如NO和，在一定条件下发生反应：。利用该原理，设计如下原电池，除掉NO的同时，还可以提供电能。 M电极为 极，该电极上发生的电极反应为 。 【答案】(1) < A>B>C (2)6 (3)50 (4) 负 【解析】（1）①HCN的电离平衡常数Ka=4.3×10-10，H2CO3的电离平衡常数Ka1=5.0×10-7，碳酸的酸性大于HCN的酸性，根据“越弱越水解”， 0.1mol/LNaCN溶液和0.1mol/LNaHCO3溶液中，CN-的水解程度大于的水解程度，所以c(CN-) <c()。 ②常温下，酸性CH3COOH>HCN>，根据“越弱越水解”，pH相同的三种溶液：A．CH3COONa  B．NaCN   C．Na2CO3，其物质的量浓度由大到小的顺序是A>B>C。 ③酸性H2CO3>HCN>，根据强酸制弱酸，将少量CO2通入NaCN溶液生成碳酸氢钠和HCN，反应的离子方程式是CN-+CO2+H2O=HCN+。 （2）室温下，H2SO3的Ka2=1.0×10-7，，SO2通入NaOH溶液中，在所得溶液中c()：c()=10：1，c(H+)=10-6，溶液的pH=6。 （3）的水解常数Kh=2×10-11mol-L-1，HNO2的电离平衡常数为，常温下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH为5，则混合溶液中c()和c(HNO2)的比值为。 （4）M电极氨气转化为氮气，氮元素化合价升高，失去电子，为负极，N电极NO转化为氮气，化合价降低，得到电子，为正极，N电极上发生的电极反应为：，M电极上发生的电极反应为：。 12．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）亚硝酰氯是有机合成中的重要试剂，可由与反应得到，热化学方程式为  。回答下列问题。 (1)已知几种化学键的键能数据如下： 化学键 中的 氮氧键 中的 氯氮键 中的 氮氧键 键能 630 243 a 607 则 。 (2)的正、逆反应速率的表达式分别为、(、代表正、逆反应的速率常数，其与温度、催化剂等因素有关)，该反应的平衡常数 (用含、的代数式表示)。 (3)若向绝热恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和进行上述反应，能判断该反应已达到化学平衡状态的是 (填选项字母)。 a．和的体积比保持不变 b． c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 d．该反应平衡常数保持不变 (4)向某密闭容器中充入和发生上述反应，不同条件下达到平衡时的转化率为，在时和时的图像如图所示。 ①该反应的 0(填“”“”或“”)。 ②曲线a表示与 (填“p”或“T”)的关系曲线，原因为 。 ③x、y、z三点平衡常数、、的大小关系为 。 ④在y点对应条件下，该反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的显分数)。 【答案】(1)183 (2) (3)cd (4) < P 该反应为气体总体积减小的反应，随着压强增大，平衡右移，NO的转化率升高 K(x)=K(z)>K(y) 0.0675 【解析】（1）△H=反应物总键能-生成物总键能，根据题表化学键的键能数据可得：△H=2×630kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2akJ·mol-1-2×607kJ·mol-1=-77kJ·mol-1，解得a=183； （2）当反应达到平衡时正、逆反应速率相等，因此 k正·c2(NO)·c(Cl2)=k逆 ·c2(NOCl)，因此该反应的平衡常数 K==； （3）NO和Cl2的体积比始终是2:1,故NO2和Cl2的体积比保持不变不能说明反应达到平衡状态，a错误； 2v正(NO)=v逆(Cl2)，正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，b错误； 混合气体的平均相对分子质量在数值上等于体系的总质量与总物质的量之比，平衡时总质量不变，但是总物质的量改变，故平均相对分子质量是变量，当它不再变化则说明反应已经达到平衡状态，c正确； 绝热容器中，随着反应进行，温度会改变，温度改变平衡常数就会改变，当平衡常数不再变化时能说明反应已经达到平衡状态，d正确； 故选cd。 （4）①该反应为反应前后气体总体积减小的反应，因此△S<0； ②曲线a 表示α(NO)与p的关系曲线，原因为该反应为反应前后气体总体积减小的反应，随着压强增大，平衡右移，NO的转化率升高； ③曲线 a 中各点均为在150℃下的反应数据，因此 K(x)=K(z)，y点对应温度为 200℃,该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，因此K(x)=K(z)>K(y)； ④反应在压强为200kPa的恒压条件下进行，y点对应的α(NO)=0.60，由反应后各物质变化量可列三段式(单位为mol)： 平衡时气体的总物质的量为2.4 mol, 各气体的平衡分压分别为: P(NO)=、P(Cl2)=、P(NOCl)=。因 此 在y点对应条件下 ， 该反应的平衡常数为Kp===0.0675。 13．（2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末）是最简单的有机羧酸，常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题： (1)已知：① ② ③ 则的 。 (2)恒温恒容条件下，向密闭容器中充入1和2合成，下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．气体压强不随时间变化时达到平衡状态 B．平衡时的最大体积分数为50% C．平衡后及时移走，平衡常数增大 D．平衡后再充入，的平衡转化率增大 (3)一定温度下，保持总压强为2.0，向密闭容器中充入1和1.6，发生反应：、。反应达到平衡时的转化率为50%，的选择性为80%(已知：甲酸的选择性。该温度下，的平衡常数 。 (4)常温下，向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。 则 ，n点溶液中离子浓度由大到小的排序为 。 (5)常温下，已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中。 ①的 。 ②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍，有关说法正确的是 (填序号) A．所有离子的浓度在稀释过程中都会减少 B．稀释后溶液的 C．稀释后甲酸的电离度会增大 (6)C2H5OH可作为燃料使用，用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则d电极是 (填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为 。 【答案】(1)-31.4 (2)AD (3) (4) (5) 3 C (6) 正极 C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ 【解析】（1）根据盖斯定律，方程式③-①-②可得，故=-31.4； （2）恒温恒容条件下，向密闭容器中充入1和2合成，发生反应：； A．该反应是气体体积不相等的反应，恒容时压强不变能说明达到平衡，故A正确； B．如果1完全反应，则平衡时的最大体积分数为50%，而实际上CO2不能完全反应，故平衡时的最大体积分数小于50%，故B错误； C．平衡常数只与温度有关，移走，平衡常数不变，故C错误； D．平衡后再充入，平衡正向移动，的平衡转化率增大，故D正确； 答案为AD； （3）向密闭容器中充入1和1.6，反应达到平衡时的转化率为50%，即反应掉CO2为0.5mol；的选择性为80%，则生成了0.4mol，列数据如下： 则平衡时n(CO2)=0.5mol，n(H2)=1.6mol-0.7mol=0.9mol，n(HCOOH)=0.4mol，n(CH3OH)=0.1mol，n(H2O)=0.1mol，总压强为2.0，则p(CO2)==0.5，同理可计算出p(HCOOH)=0.4，p(H2)=0.9，，的平衡常数==； （4）由图可知=0时，即，pH=3.75，c(H+)=10-3.75mol/L，Ka==，n点时，，表示溶液为HCOONa和HCOOH的混合溶液，此时溶液显酸性，c(H+)>c(OH-)，根据电荷守恒有，故离子浓度由大到小顺序为； （5）①已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中，而Kw=，故c(H+)=mol/L，故pH=3； ②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍， A．氢氧根浓度会增大，故A错误； B．HCOOH是弱酸，稀释时电离平衡向右移动，稀释后溶液的，故B错误； C．HCOOH是弱酸，稀释时电离平衡向右移动，甲酸的电离程度增大，故C正确； 答案为C； （6）c电极为电子流出的一极，为负极，加入乙醇，即a为乙醇；d为正极，b为氧气，c上乙醇失去电子变为CO2，电极反应式为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+。 14．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）丙烯是三大合成材料的基本原料之一，可由异丙醇催化脱水或丙烷催化脱氢制得。回答下列问题： Ⅰ．异丙醇催化脱水制丙烯的主要反应如下：ⅰ．  ；ⅱ．  。 (1)在恒温刚性密闭容器中，下列说法不能作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据的是_______(填选项字母)。 A．混合气体密度不变 B．的体积分数不变 C．的分压 D． (2)如图所示为反应ⅰ、ⅱ达到平衡时与温度的关系曲线。 已知：对于可逆反应任意时刻，式中表示物质A的分压。 ①图中曲线X表示反应 (填“ⅰ”或“ⅱ”)。 ②向温度为T的恒压平衡体系中再充入少量时，反应ⅰ的状态最有可能对应图中的 点(填“a”、“b”或“c”)，判断依据是 。 Ⅱ．丙烷催化脱氢制丙烯的主要反应为。 (3)在一定温度下，保持压强为100kPa，向密闭容器中按为4∶1、1∶1、1∶4通入和的混合气，测得转化率随时间的变化如图所示： ①充入的目的是 。 ②0~6s内，曲线 (填“甲”、“乙”或“丙”)对应的平均反应速率最慢。 ③曲线丙中0~6s内，分压的平均变化率为 。 【答案】(1)A (2) ⅰ c 曲线X表示反应ⅰ，恒压时充入水蒸气，变大，变小 (3) 减小丙烷分压，使平衡正向移动，提高丙烷的平衡转化率 甲 5 【解析】（1）反应ⅰ、ⅱ的反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，不能作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据，A项符合题意；的体积分数不变，反应ⅰ、ⅱ中其他组分的体积分数也不变，可以作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据，B项不符合题意；的分压不变，说明反应ⅰ、ⅱ中其他组分的分压也不变，可以作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据，C项不符合题意；根据反应ⅰ得，，说明正逆反应速率相等，反应|达平衡，则的分压不变，也说明反应ⅱ也达平衡，即可以作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据，D项不符合题意。 故选A。 （2）①反应ⅰ为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应|正向移动，逐渐增大，逐渐变小；反应ⅱ逆向移动，逐渐减小，逐渐变大。分析图中曲线趋势，可知曲线X表示反应ⅰ，曲线Y表示反应ⅱ。 ②向温度为T的恒压平衡体系中充入少量时，反应ⅰ的生成物浓度增大，使得增大，即变小，因为曲线X表示反应ⅰ，则此时反应ⅰ的状态最有可能对应图中的c。 （3）①丙烷催化脱氢制丙烯的反应是反应物和生成物均为气体且体积增大的反应，充入Ar，丙烷的分压减小，平衡正向移动，有利于丙烷转化率增大，则充入Ar的目的是减小丙烷分压，使平衡正向移动，提高丙烷的平衡转化率。 ②根据图中信息，为4∶1、1∶1、1∶4进行投料，投料比越大，则丙烷的转化率越小，则曲线丙对应的投料比为4∶1，丙烷分压越大，反应速率越快，反之，丙烷分压越小，反应速率越慢，因此0~6s内，曲线甲对应的平均反应速率最慢。 ③曲线丙中0~6s内，的转化率为25%，已知曲线丙对应的投料比为4∶1，设丙烷物质的量为4mol，Ar物质的量为1mol，则6s时转化的丙烷物质的量为molmol，列三段式：开始时分压为80kPa，后来分压为kPakPa，则0~6s内分压的平均变化率为kPa·s-1。 15．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）CO2是一种温室气体，对人类的生存环境产生巨大的影响，将CO2作为原料转化为有用化学品，对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。 (1)在恒容密闭容器中发生反应：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0。下列说法正确的是_____。 A．增大CO2的浓度，有利于NH3的转化率增大 B．反应在任何温度下都能自发进行 C．当混合气体的密度不再发生改变时反应达平衡状态 D．充入He，压强增大，平衡向正反应移动 (2)可利用CO2和CH4催化制备合成气(CO、H2)，在一定温度下容积为1L密闭容器中，充入等物质的量CH4和CO2，加入Ni/Al2O3使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。反应达平衡后，平衡常数K=81，此时测得c(CO)为3mol/L，则CH4的转化率为 (保留2位有效数字)。 (3)制备“合成气”反应历程分两步： 步骤 反应 正反应速率方程 逆反应速率方程 反应① CH4(g)C(ads)＋2H2(g) v正=k1·c(CH4) v逆=k2·c2(H2) 反应② C(ads)＋CO2(g)2CO(g) v正=k3·c(CO2) v逆=k4·c2(CO) 上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量图变化如下图所示： ①反应速率快慢比较：反应① 反应②(填“>”“<”或“=”)，请依据有效碰撞理论微观探析其原因 。 ②一定温度下，反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)的平衡常数K= (用k1、k2、k3、k4表示)。 (4)制备合成气(CO、H2)过程中发生副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2=＋41.0kJ/mol，在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态。反应体系中，随温度变化的关系如图所示： 随着进料比的增加，的值 (填“增大”、“不变”或“减小”)，其原因是 。 【答案】(1)AC (2)60% (3) < 反应②活化能低，同条件下单位体积内活化分子数多，有效碰撞几率大，速率快 (4) 减小 原因是随着投料比的增加，n(CO2)增大，副反应平衡正向移动，导致n(CO)增多，n(H2)减少，减少 【解析】（1）A．增大CO2的浓度，平衡正向移动，有利于NH3的转化率增大，故A正确； B．因为正反应是熵减的反应，即ΔS<0，且ΔH<0，根据ΔH-TΔS<0可知，反应在低温下才能自发进行，高温下是不能自发进行的，故B错误； C．容积恒定，但尿素是固体，反应中气体质量随着反应而变化，因此混合气体的密度不再发生改变，即混合气体的质量不在改变，也即各组分的量不再改变，反应达到平衡状态，故C正确； D．在恒容密闭容器中，充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，故D错误； 故答案为AC； （2）设充入CH4和CO2物质的量都为xmol，列三段式：，，解得x=2.5mol，CH4的转化率为； （3）①活化能大反应速率慢，反应②比反应①活化能低，则反应速率：反应①<反应②；原因是：反应②活化能低，同条件下单位体积内活化分子数多，有效碰撞几率大，速率快； ②一定温度下，反应到达平衡时正逆反应速率相等，，则； （4）可对比同一温度下，三条线的横坐标的大小，由图可知随着进料比的增加，的值减小，其原因是随着投料比的增加，n(CO2)增大，副反应平衡正向移动，导致n(CO)增多，n(H2)减少，减少。 16．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）是汽车尾气和化工生产中的常见大气污染物，其综合治理是当前重要的研究课题。工业上可以用不同的方法处理。 Ⅰ．碘蒸气存在能大幅度提高的分解速率，反应方程式为，反应历程可表示为： 第一步(快反应) 第二步(慢反应)…… 第三步(快反应) (1)写出第二步反应 。 (2)下列表述正确的是___________。 A．增大的浓度能提高的平衡转化率 B．第二步活化能比第三步大 C．第三步对总反应速率起决定作用 D．IO为反应的催化剂 Ⅱ．汽车尾气中含有较多的氮氧化合物和不完全燃烧的CO，汽车三元催化器可以将其转化成两种无污染的气体，从而降低氯氧化合物的排放量。    (3)在绝热，恒容的密闭容器中，充入1mol CO和1mol NO，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。 A．CO和NO的物质的量之比不变 B．混合气体的密度保持不变 C．平衡常数K保持不变 D． (4)为探究温度和催化剂对反应的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其他条件不变，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。M点是否为平衡点 (填“是”或“不是”)，M点以后，乙催化剂条件下，NO转化率降低，其原因是 。 (5)一定温度下，在2L的密闭容器中充入1mol CO和1mol NO，压强为20kPa，平衡时压强变为起始的0.9倍，已知：，(、为速率常数，只与温度有关)。若升高温度，增大的倍数 (填“>”或“<”)增大的倍数；该温度下， 。(保留小数点后2位) 注：为用气体分压计算的平衡常数，气体分压等于气体总压×物质的量分数。 【答案】(1)I(g)+N2O(g) N2(g)+ IO(g) (2)B (3)AB (4) 不是 温度升高，催化剂活性降低 (5) < 【解析】（1）由总反应方程式和分步反应方程式可知，第二步反应为碘原子与一氧化二氮反应生成氮气和一氧化碘，反应的化学方程式为I(g)+N2O(g) N2(g)+ IO(g)； （2）A．碘是反应的催化剂，增大碘的浓度，反应速率加快，但化学平衡不移动，一氧化二氮的转化率不变，故错误； B．反应的活化能越大，反应速率越慢，由题意可知，第二步反应为慢反应、第三步反应为快反应，则第二步的活化能比第三步的活化能大，故正确； C．慢反应是总反应的决速步骤，由题意可知，第二步反应为慢反应、第三步反应为快反应，则第二步对总反应速率起决定作用，故错误； D．由题意可知，碘是反应的催化剂，一氧化碘是中间产物，故错误； 故选B； （3）A．由方程式可知，反应中一氧化氮和一氧化碳的物质的量比始终不变，则一氧化氮和一氧化碳的物质的量之比不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故符合题意； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故符合题意； C．该反应为放热反应，反应放出的热量会使绝热容器中的反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，所以绝热容器中平衡常数K保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故不符合题意； D．由方程式可知，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故不符合题意； 故选AB； （4）由图可知，M点一氧化氮的转化率小于对应温度400℃条件下甲中曲线对应点的转化率，说明反应未达到平衡，则M点正反应速率大于逆反应速率；温度升高后，两种催化剂条件下一氧化氮转化效率均明显降低说明温度升高催化剂活性降低； （5）该反应为放热反应，达到平衡后，仅升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率，则逆反应的速率常数大于正反应的速率常数；设平衡时反应生成氮气的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式： 平衡时压强变为起始的0.9倍，则平衡时气体压强为20kPa×0.9=18kPa，由气体的物质的量之比等于气体压强之比可得：=，解得a=0.2，则反应的平衡常数Kp=。 17．（2024-2025高二上·吉林友好学校·期末）I．工业上用H2和CO合成甲醇的反应为：① 该反应平衡常数(K)随温度的变化情况如下表所示。 温度/℃ 250 300 350 K 2.041 0.270 0.012 完成下列填空： (1)请书写出该反应的平衡常数表达式 。 (2)250℃时，测得各组分浓度如下表所示，通过计算得出浓度商Q为 (填数值，保留三位小数)，则此时v(正) v(逆)。(填“>”、“<”或“=”) 物质 H2 CO CH3OH 浓度/mol·L-1 0.30 1.6 0.70 Ⅱ．工业上也能采用CO2催化氢化的方法合成甲醇： ② 已知：      (3)写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (4)想要增大反应②的平衡常数，能改变的条件是 。 Ⅲ．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作时，关闭K。 (5)甲中负极的电极反应式为 。 (6)若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应式为 。 (7)若把乙装置改为铁钉镀铜装置，铁钉是 电极(A、B)，该电极上发生 反应(氧化、还原)。 【答案】(1) (2) 4.861 < (3)   (4)降温 (5) (6) (7) B 还原 【解析】（1）化学平衡常数等于生成物的浓度系数次方与反应物的浓度系数次方之比；该反应的平衡常数表达式：； （2）250℃时，浓度商Q=>K，则平衡逆向移动，此时v(正) <v(逆)。 （3）已知： Ⅰ   Ⅱ   由盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得反应：  ； （4）平衡常数受温度影响，反应为放热反应，则增大反应②的平衡常数，平衡正向移动，能改变的条件是降温； （5）甲为甲醇燃料电池，负极反应为甲醇失去电子发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根离子和水，电极反应式为； （6）由图，丙中D连接氢氧燃料电池的负极，则D为阴极，C为阳极，若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应为铝在酸性条件下失去电子发生氧化反应生成氧化铝薄膜，反应为； （7）由图，乙装置中A为阳极，B为阴极，若把乙装置改为铁钉镀铜装置，则镀件铁钉为阴极，为B极；该电极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜镀层。 18．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）以CO、为原料进行资源化利用，对于环境、能源均具有重要意义。已知存在如下反应： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   Ⅳ.   回答下列问题： (1)已知某反应的平衡常数表达式为，则该反应的热化学方程式为 。 (2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入1mol和3mol，一定温度下发生反应Ⅰ.起始总压为pPa，20min时达到化学平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%。 ①平衡时总压为 Pa。 ②0~20min内，用表示的平均反应速率 ，的平衡浓度 (3)在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ（过量），若反应Ⅰ中的转化率为90%，Ⅲ中的转化率为40%，则的产率为 . (4)工业上，以一定比例混合的与的混合气体以一定流速分别通过填充有催化剂a、催化剂b的反应器，发生反应Ⅰ.转化率与温度的关系如图1所示.在催化剂b作用下，温度高于时，转化率下降的原因可能是 。 (5)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时CO、分别为1mol、2mol时，发生反应Ⅳ，平衡后混合物中的体积分数（）如图2所示。 ①其中，、和由大到小的顺序是 。 ②若在250℃、的条件下，反应达到平衡，则该反应的平衡常数 （分压总压物质的量分数）。 【答案】(1) (2) 0.8p 0.01 0.9 (3)54% (4)催化剂的活性降低 (5) 【解析】（1）某反应的平衡常数表达式为，可得方程式，根据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅲ可得该反应，则该反应的热化学方程式为 。 （2）向一容积为2L的恒容密闭容器中通入1mol和3mol，一定温度下发生反应，起始总压为pPa，20min时达到化学平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%，列出三段式： ①，得n=0.4，平衡时总压为。 ②0~20min内，用表示的平均反应速率，的平衡浓度 （3）在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ（过量），若反应Ⅰ中的转化率为90%，Ⅲ中的转化率为40%，列出三段式： 则的产率为。 （4）催化剂在特定温度下催化能力最强，在催化剂b作用下，温度高于时，转化率下降的原因可能是催化剂的活性降低。 （5）①该反应为体积减小的反应，压强增大，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大，结合图像，、和由大到小的顺序是。 ②若在250℃、的条件下，反应达到平衡，列出三段式： ，解得m=，CO、H2、CH3OH分压分别为，则该反应的平衡常数。 19．（2024-2025高二上·吉林通化·期末）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的两种方法： 方法a 用炭粉在高温条件下还原CuO 方法b 电解法，反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑ （1）工业上常用方法b制取Cu2O而很少用方法a，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成 而使Cu2O产率降低。 （2）已知：①2Cu(s)+ O2(g)＝Cu2O(s)    ΔH1=－169 kJ·mol－1 ②C(s)+ O2(g)＝CO(g)       ΔH2=－110.5 kJ·mol－1 ③Cu(s)+ O2(g)＝CuO(s)       ΔH3=－157 kJ·mol－1 则方法a中发生的反应：2CuO(s)＋C(s)＝Cu2O(s)＋CO(g)；△H= 。 （3）方法b是用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH－的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示： ①上述装置中B电极应连 电极(填“C”或“D”)。 ②该离子交换膜为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电解池的阳极反应式为 。 ③原电池中负极反应式为 。 【答案】 Cu +34.5kJ·mol－1 D 阴 2Cu-2e－+2OH－＝Cu2O+H2O N2H4-4e－+4OH－＝N2↑+4H2O 【分析】（1）碳会将CuO还原为铜； （2）根据盖斯定律进行求解； （3）①铜电极应发生氧化反应；原电池中正极得电子发生还原反应，负极失电子发生氧化反应； ②离子交换膜要控制电解液中OH-的浓度，阴离子交换膜才能控制氢氧根浓度； ③原电池中负极失电子发生氧化反应。 【解析】（1）在加热条件下，C会将CuO还原为Cu，故方法I反应条件不易控制，若控温不当易生成Cu而使Cu2O产率降低； （2）已知：①2Cu（s）+O2（g）＝Cu2O（s）△H=-169kJ•mol-1 ②C（s）+O2（g）＝CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1 ③Cu（s）+O2（g）＝CuO（s）△H=-157kJ•mol-1 根据盖斯定律①+②-2×2可得2CuO（s）+C（s）＝Cu2O（s）+CO（g）△H=+34.5kJ•mol-1； （3）①原电池中D电极通入氧气，氧气发生还原反应，故D电极为正极，C电极为负极；电解池中B电极为铜，铜在反应过程被氧化，故为阳极，与外接电源的正极相连，即与D相连，故答案为：D； ②该方法采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度，则只有使用阴离子交换膜才能控制氢氧根离子浓度；在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子得还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-＝Cu2O+H2O； ③原电池中负极失电子发生氧化反应，负极通入N2H4失电子被氧化成N2，负极反应式为N2H4-4e－+4OH－＝N2↑+4H2O。 / 学科网（北京）股份有限公司 $