题型03 化学反应原理综合题（期末真题汇编，湖南专用）高二化学上学期

题型03 化学反应原理综合题 1．(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 2．(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示： 化学式 HF HClO 电离常数 (1)25℃时，的NaClO溶液中各离子浓度的大小关系为 。(离子浓度如的浓度以表示，下同)。向NaClO溶液中通入少量，反应的离子方程式为 。 (2)溶液中的电荷守恒关系式为 。 (3)溶液显 (填酸性，碱性或中性)。 (4)物质的量浓度相同的、两种溶液，pH较大的是 。 (5)泡沫灭火器利用了硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液的反应，用离子方程式表示原理 。 (6)常温下，向的氨水中逐滴加入的盐酸，所得溶液的pH、溶液中和物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如下图所示，根据图像回答下列问题。 ①表示浓度变化的曲线是 (填“A”或“B”)。 ②当加入盐酸体积为50mL时，溶液中 (用指数形式表示即可)。 3．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第一中学·期中)丁烯(C4H8)是重要的化工原料，可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备，反应如下： ； 已知：i．该工艺过程的副产物有炭(C)，生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果。 ii．温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。 (1)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。 ①催化剂使用一段时间后活性会下降，通入适量氢气可使其改善，氢气的作用是 。 ②其他条件相同时，以SiO2为载体与不同质量百分比的CrOx组合，催化效果相关数据如下表。 实验组 催化剂组成 正丁烷转化率/% 正丁烯收率/% 1 无催化剂 5 0.35 2 SiO2 5 0.35 3 25.5 18.3 4 27.5 20.65 5 24 17.87 下列说法正确的是 (填序号)。 a．脱氢反应中SiO2不起催化作用 b．CrOx的含量越高，反应的催化效果越好 c．CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响 (2)其他条件相同，30 min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。 [收率=] ①实际生产温度选择590 ℃，由图1说明其理由是 。 ②590℃时，向体积为1 L的密闭容器中充入3 mol正丁烷气体，据图1计算0~30 min内生成正丁烯的平均反应速率为 mol/(L·min)。 4．(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期末)(1)在一定体积的密闭容器中，进行化学反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表: T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题: ①该反应的化学平衡常数表达式K= 。 ②某温度下，各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 。 ③若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、4mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K (填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 ④若1 200 ℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol∙L−1、2 mol∙L−1、4 mol∙L−1、4 mol∙L−1，则此时上述反应的平衡移动方向 (2)图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 、 ，制得等量H2所需能量较少的是 。 (3)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.04。 ①H2S的平衡转化率= ，反应平衡常数K= 。 ②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.05，H2S的转化率 。 5．(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 。 6．(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 。 7．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)和均为工业生产的重要原料，回答下列问题： (1)工业上可通过反应制取氢气，制备过程中涉及如下两个反应： ①     ②     写出表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)可用于制备甲酸，反应，在恒压条件下发生该反应时，充入稀有气体会降低反应物的平衡转化率，试解释其原因： 。若在酸性条件下将该反应设计成原电池，则正极反应式为 。 (3)可以与催化合成甲醇，反应II：，向和的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和发生该反应。两容器中平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。 则甲容器对应的变化曲线为 （填“”或“”），a、b、c三点对应的反应速率由大到小的顺序为 ，下该反应的平衡常数 。 (4)一定条件下，在恒容密闭容器中充入和，同时发生上述反应和反应II，体系中和的物质的量随时间的变化如图所示： 则平衡时，的转化率为 （结果保留两位有效数字，下同），HCOOH的选择性为 （HCOOH的选择性）。 8．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)和可以作为锂离子电池的电极材料。使用锂离子电池作为汽车动力电池，可减少有害气体的排放。回答下列问题： (1)基态P原子的第一电离能比同周期相邻的两种元素都大，主要原因是 ；下图为锂原子的几种不同激发态的电子轨道表示式，其中跃迁至基态时释放出的能量最多的是 （填字母）。 a. b. c. (2)磷酸为三元中强酸，常温下，向溶液中滴加溶液时，溶液中含磷微粒的物质的量分数随的变化如图所示： ①曲线Ⅱ表示的微粒为 （填微粒符号），当加入的NaOH溶液体积为100mL时，溶液中几种含磷离子的浓度由大到小的顺序为 。 ②可用于制备。已知常温下，的电离常数为，向溶液中滴加少量溶液，反应的离子方程式为 。 (3)磷酸铁锂电池的工作原理为。若使用该电池进行电渗析法制备缓冲溶液，电解原理如图所示： 与连接的电极为 （填“电极”或“电极”），电渗析装置中膜为 （填“阳”或“阴”）离子交换膜。 9．(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) (4)微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示。 ①阴极的电极反应式为 。 ②若生成，理论上阳极室生成的体积是 L(标准状况，忽略气体的溶解)。 10．(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 。 Ⅲ．电解尿素[]的碱性溶液制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。 (5)尿素分子中键和键数目之比为 。 (6)电解时，阳极的电极反应式为 。 11．(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)。 12．(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，碳中和的关键是的转化、回收和重整。 I.以与为原料可合成尿素已知： ① ② ③ (1)写出和合成尿素和液态水的热化学方程式 。 (2)该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 II.转化为甲醇。 (3)用来生产燃料甲醇的某些化学键的键能数据如下表： 化学键 C-C C-H H-H C-O C=O H-O 键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 750 463 则 。 (4)在恒温恒容下，反应达平衡状态的标志是 (填序号)。 a. b.容器内混合气体平均相对分子质量不变 c.相同条件下，每断裂键同时断裂键 d.容器内气体的密度保持不变 (5)天然气还原法。发生的反应为。 一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，测得平衡时的体积分数与平衡时和物质的量比值[]的关系如图甲所示。 ①若c点对应的压强为，则该温度下的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数，写出计算式即可)。 ②催化剂在温度不同时对转化率的影响如图乙所示，判断点 (填“已”或“未”)到达平衡，理由是 。 13．(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。 (4)25℃时，将盐酸滴入氨水中，溶液随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。 c点所示溶液中，离子浓度由大到小的顺序是 。 14．(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 。 (5)现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有)，实验室利用如图装置模拟该方法： ①M电极是 极，电解池中阳极反应式为： ； ②转化为Cr3+的离子方程式为： 。 15．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第六中学·期末)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： (1)Deacon发明的直接氧化法为：。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知该反应在 (高温或低温)条件下能自发进行。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K (400℃)= (列出计算式)。 按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是 。 (2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： △H1=83 kJ·mol-1 则的 (3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是 (写出2种) (4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： 负极区发生的反应有 (写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气 L(标准状况)。 16．(24-25高二上·湖南邵东第一中学·期末)NH3和CO2是两种常见的无机物。尿素CO(NH2)2是首个由NH3和CO2两种无机物人工合成的有机物。 (1)工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)  ，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如图所示，正确的是 (填“A”或“B”)，比较、的大小关系： 。 (2)在尿素合成塔中发生的反应可表示为： ①2NH3(g) + CO2(g) ⇌ H2NCOONH4(l)  ； ②H2NCOONH4(l) ⇌ CO(NH2)2(s) + H2O(g)  ； 则2NH3(g) + CO2(g) ⇌ CO(NH2)2(s) + H2O(g)   。 (3)T℃，在2L的密闭容器中，通入2 mol NH3和1 mol CO2，保持体积不变，发生反应2NH3(g) + CO2(g) ⇌ CO(NH2)2(s) + H2O(g)，10min时反应刚好达到平衡。测得平衡时压强为起始压强的，则： ①0~10min内，用NH3浓度变化表示的平均反应速率v(NH3)= 。 ②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A． B．尿素的质量不再发生变化 C．混合气体的密度不再发生变化 D．单位时间内，有2 mol O-H生成的同时又有2 mol 断裂 ③若平衡时容器内总压强为，则上述反应的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，) (4)用惰性电极电解尿素[]的碱性溶液可制取氢气，装置如图所示，写出该装置阳极的电极反应式 。 17．(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 。 18．(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)I．根据表中数据(常温下)，完成下列填空。 物质 HCN HClO 电离常数 (1)常温下，NaCN溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是 (用离子方程式表示)。 (2)常温下，浓度均为的下列4种溶液：①溶液，②NaCN溶液，③溶液，④NaClO溶液；这4种溶液pH由大到小的顺序是 (填序号)。 (3)常温下，向NaClO溶液中通入少量，发生反应的离子方程式为 。 (4)常温下，溶液中 。 II．某兴趣小组设计的以甲烷为燃料的电池的工作原理示意图如图所示(两个电极上分别通入和)。 (5)电极b为燃料电池的 (填“正极”或“负极”)，电极a上的电极反应式为 。 (6)若丙中盛装25g质量分数为的溶液，整个过程中无晶体析出。当外电路中转移的电子为1mol时，丙中电极g上生成气体在标准状况下的体积为 L。 19．(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)。 20．(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰，碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。 Ⅰ．甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下： ⅰ．   ⅱ． (1)反应平衡常数的表达式为 ；反应的 。 (2)在容积不变的绝热密闭容器中发生反应ⅰ，下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．气体混合物的密度不再变化 B．消耗速率和的生成速率相等 C．CO的浓度保持不变 D．气体平均相对分子质量不再变化 (3)恒定压强为时，将的混合气体投入反应器中发生反应ⅰ和ⅱ，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①图中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是 (填字母)。 ②结合图中数据，其他条件不变，若要的产量最大，最适宜的反应温度是 (填标号)。 A．        B．        C． ③在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中的含量，原因是 (用相应化学方程式表示即可)。 Ⅱ．电解法制氢气。某科研小组设计如图所示电解池，利用和在碱性电解液中制备水煤气(、CO)，产物中和CO的物质的量之比为1：1。 (4)电极B是 极，生成水煤气的电极反应式为 。 21．(24-25高二上·湖南邵阳邵东联考·期末)下表是25℃时某些弱酸的电离平衡常数。 化学式 HClO HF 未知 (1)0.1mol/L NaF溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。 (2)pH相同的①、②NaClO、③NaF溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为 。(填序号) (3)现有浓度为0.01mol/L的HClO溶液，求此时为 。 (4)25℃时，向NaClO溶液中通入少量，反应的离子方程式为 。 (5)常温下，稀溶液加水稀释过程中，下列数据变大的是___________。 A． B． C． D． (6)25℃时，有的一组醋酸、醋酸钠混合溶液，溶液中、与pH的关系如下图所示。 ①根据图像计算醋酸的电离平衡常数 ； ②pH=3的溶液中， mol/L。 22．(23-24高二上·湖南长沙名校联考联合体·期末)I． (1)已知：①NaHCO3(s)=NaHCO3(aq)  H=+18.81kJ/mol ②Na2CO3(s)=Na2CO3(aq)  H=-16.44kJ/mol ③2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)  H=+92.34kJ/mol 资料显示，NaHCO3固体加热到100℃发生分解，但是加热NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出。写出碳酸氢钠溶液分解的热化学方程式： 。 (2)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1molNO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示： ①A、B、C三点中NO2的转化率最低的是 (填“A”、“B”或“C”)点。 ②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算)。 Ⅱ．甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一、反应如下： 反应i．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)  H=+206kJ/mol 反应ii．CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)  H2=+165kJ/mol 回答下列问题： (3)对于反应i，向体积为2L的恒容密闭容器中，按n(H2O)：n(CH4)=1：1投料。 ①若在恒温条件下，反应达到平衡时CH4的转化率为50%，则平衡时容器内的压强与起始压强之比为 (最简整数比)。 ②其他条件相同时，在不同催化剂(I、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示，CH4的转化率：c点>b点，原因是 。 ③三条曲线在约850℃后重合，原因是 。 Ⅲ．利用CO可以合成草酸(H2C2O4)。草酸是二元弱酸，具有较强还原性。 (4)常温下，pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1，水电离出的c(H+)为c3；pH=4的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c2，水电离出的c(H+)为c4，则c1 10c2(填“>”“<”或“=”，下同)；10c3 c4。 23．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第六中学·期末)尿素是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。氨基甲酸铵是以氨气和二氧化碳为原料合成尿素的中间产物。 (1)关于尿素的描述错误的是 (填标号)。 a．尿素的空间填充模型为    b．尿素含键约为个 c．尿素可与发生加成反应             d．氰酸铵与尿素互为同分异构体 (2)合成尿素一般认为通过如下步骤来实现： i． ii． 对于总反应 (用“”“”表示)， (用“”“”表示)。 (3)通过如下装置，可测定时氨基甲酸铵分解反应的压强平衡常数(用平衡时各气体分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压X体积分数)。测定的实验步骤如下： (i)将恒温水槽温度调至； (ii)将足量纯净的氨基甲酸铵置于容器中[只发生：]； (iii)关闭，打开，和，开启真空泵抽气至测压仪数值接近0后关闭； (iv)关闭，缓慢开启，以维持Ⅱ型管两边液面始终相平。读取并记录该过程的压强数值(如图)。 ①内，用分压变化表示 。该反应的平衡常数 。 ②上述体系平衡后，若只改变下列条件，再次平衡，一定增大的是 (填标号)。 a．压缩容器体积     b．恒容下按充入和 c．适当升温         d．恒容下充入 ③下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时，可提前在真空恒容容器中充入一定量的，则提前充入的压强至少为 。 24．(24-25高二上·湖南岳阳汨罗第一中学·期末)是生产金属钛及其化合物的重要中间体。工业上以高钛渣(主要成分是)为原料生产的反应原理为：。回答下列问题： (1)已知：，的燃烧热为，则表示燃烧热的热化学方程式为 。 (2)时，将足量的和C加入一恒容密闭容器中，并通入一定量的和的混合气体，不参与化学反应。容器中只发生反应：，测得容器中的总压强(p总压)与的转化率()随时间的变化关系如图所示： ①时，该反应的平衡常数 (分压=总压×物质的量分数)。 ②保持温度和起始总压相同，若向恒容密闭容器中通入的不含，与含相比，的平衡转化率将 (填“>”“=”或“<”)，其原因是 。 (3)利用制得，焙烧可得纳米。书写用溶液制备反应的化学方程式： 。 (4)电解法生产钛的原理如图所示，电解过程中，被还原的进一步还原得到钛。其中，直流电源a为 (填“正”或“负”)极，用化学用语表示制钛的过程： 、 。石墨电极需要定期更换的原因是 。 25．(23-24高二上·湖南衡阳第八中学·期末)弱电解质在水溶液中存在多种平衡，它们在工农业生产中都有广泛的应用。 I．已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示，回答下列问题： 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 Ka=1.810−5 Kal=4.310−7、Ka2=5.610−11 Ka=3.010−8 (1)物质的量浓度均为0.1mol·L−1的下列四种溶液：pH由小到大排列的顺序是 。(填序号) ①CH3COONa  ②Na2CO3 ③NaClO  ④NaHCO3 (2)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式： 。 (3)25℃时，将amol·L−1的醋酸溶液与bmol·L−1氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，表示醋酸的电离平衡常数Ka= (用含a、b的代数式表示)。 Ⅱ．下图为一定温度下，N2和H2以1：3投料发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，平衡时，NH3的体积分数随压强的变化示意图： (4)随压强增大，NH3的体积分数增大的原因是 。 (5)比较b点和a点N2的浓度：c(a) c(b)(填“>”、“<”或“=”)。 (6)计算b点的平衡常数Kp= (Mpa)-2(用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) Ⅲ.为了探究电解池的工作原理，某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验。实验时该小组同学发现两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根()在溶液中呈紫红色。 请根据实验现象及所查信息，回答下列问题： (7)电解过程中，Y极发生的电极反应为 、 。 (8)电解进行一段时间后，若在X极收集到672mL气体，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 26．(23-24高二下·五十校教研教改共同体;三湘名校教育联盟;湖湘名校教育联合体·期末)丙烯腈主要用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等。以氨、丙烯、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈和副产物丙烯醛的热化学方程式如下： 主反应：  ； 副反应：  。 (1)一定条件下，若容器内只发生主反应，在1L恒容密闭容器中通入、、，丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。    ① 0(填“>”或“<”)。 ②若该反应达到A点所需的时间为tmin，则理论上的平均反应速率为 。 (2)恒温恒容条件下，若容器内只发生主反应，下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是________(填字母)。 A．容器内的转化率保持不变 B．容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化 C．化学平衡常数保持不变 D． (3)恒温时若容器内主反应、副反应同时发生，达到平衡后压缩容器体积，副反应的平衡移动方向为 。(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 (4)已知对于反应：，其标准平衡常数：。T℃，压强为的恒压密闭容器中，通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气同时发生主反应、副反应，达到平衡时容器内有，，此时丙烯的分压 (分压=总压物质的量分数，用含a，b的代数式表示，下同)；副反应的标准平衡常数为 。 (5)用丙烯腈电合成己二腈的原理如图：    阴极的电极反应式为 ；工作时乙室的pH (填“增大”“减小”或“不变”) 27．(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·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： (1)合成尿素的反应为：，若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的和，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．断裂6molN—H键的同时断裂2molO—H键 B．压强不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．的体积分数不再变化 (2)CO用于处理大气污染物的反应为。在作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。 总反应：　 ；该总反应的决速步是反应 (填“①”或“②”) (3)已知：的速率方程为，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是___________(填字母序号)。 A．升温 B．恒容时，再充入CO C．恒容时，再充入 D．恒压时，再充入 (4)在总压为100kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的和发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在时的转化率与，在时的转化率与的变化曲线如图3所示： ①表示的转化率随的变化曲线为 曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)； ②已知：该反应的标准平衡常数，其中为标准压强(100kPa)，、、和为各组分的平衡分压，则时，该反应的标准平衡常数 (计算结果保留两位有效数字，物质的量分数)。 (5)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理，如图4装置可同时吸收和NO。已知：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 。 28．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第二中学·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)。 Ⅱ.利用电化学装置可实现和两种分子的耦合转化，其原理如图所示。 (4)阴极的电极反应式为 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 化学反应原理综合题 1．(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。 2．(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示： 化学式 HF HClO 电离常数 (1)25℃时，的NaClO溶液中各离子浓度的大小关系为 。(离子浓度如的浓度以表示，下同)。向NaClO溶液中通入少量，反应的离子方程式为 。 (2)溶液中的电荷守恒关系式为 。 (3)溶液显 (填酸性，碱性或中性)。 (4)物质的量浓度相同的、两种溶液，pH较大的是 。 (5)泡沫灭火器利用了硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液的反应，用离子方程式表示原理 。 (6)常温下，向的氨水中逐滴加入的盐酸，所得溶液的pH、溶液中和物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如下图所示，根据图像回答下列问题。 ①表示浓度变化的曲线是 (填“A”或“B”)。 ②当加入盐酸体积为50mL时，溶液中 (用指数形式表示即可)。 【答案】(1) c(Na+)＞c(ClO-)＞c(OH-)＞c(H+) ClO-+CO2+H2O=HClO+ (2)c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-) (3)酸性 (4)NaClO溶液 (5)Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑ (6) A 1.8 【详解】（1）NaClO属于强碱弱酸盐，由于ClO-的水解使得NaClO溶液呈碱性，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)＞c(ClO-)＞c(OH-)＞c(H+)；由于K1(H2CO3) ＞K(HClO) ＞K2(H2CO3)，故NaClO溶液与少量CO2反应生成HClO和NaHCO3，反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+。 （2）NH4Cl溶液中存在、H+、Cl-、OH-，的电荷守恒关系式为c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)。 （3）由于HF的电离常数大于NH3∙H2O的电离常数，故NH4F溶液中的水解程度大于F-的水解程度，NH4F溶液显酸性。 （4）由于HNO2的电离常数大于HClO的电离常数，故物质的量浓度相同的NaNO2、NaClO溶液中ClO-的水解程度大于的水解程度，NaClO溶液的碱性较强，即pH较大的是NaClO溶液。 （5）硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和CO2，反应的离子方程式为Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑。 （6）①随着盐酸的滴入，溶液的pH不断减小、的浓度不断增大、NH3∙H2O的浓度不断减小，故A表示NH3∙H2O浓度的变化，B表示浓度的变化； ②由图可知，当加入盐酸体积为50mL时，溶液的pH=9，溶液中c(H+)=10-9mol/L、c(OH-)=10-5mol/L，K(NH3∙H2O) ==1.8×10-5，则c()∶c(NH3∙H2O)==1.8。 3．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第一中学·期中)丁烯(C4H8)是重要的化工原料，可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备，反应如下： ； 已知：i．该工艺过程的副产物有炭(C)，生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果。 ii．温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。 (1)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。 ①催化剂使用一段时间后活性会下降，通入适量氢气可使其改善，氢气的作用是 。 ②其他条件相同时，以SiO2为载体与不同质量百分比的CrOx组合，催化效果相关数据如下表。 实验组 催化剂组成 正丁烷转化率/% 正丁烯收率/% 1 无催化剂 5 0.35 2 SiO2 5 0.35 3 25.5 18.3 4 27.5 20.65 5 24 17.87 下列说法正确的是 (填序号)。 a．脱氢反应中SiO2不起催化作用 b．CrOx的含量越高，反应的催化效果越好 c．CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响 (2)其他条件相同，30 min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。 [收率=] ①实际生产温度选择590 ℃，由图1说明其理由是 。 ②590℃时，向体积为1 L的密闭容器中充入3 mol正丁烷气体，据图1计算0~30 min内生成正丁烯的平均反应速率为 mol/(L·min)。 【答案】(1) H2可以除去积炭，提高催化剂活性 ac (2) 图1中590℃时正丁烯收率最高，副产物收率较低 0.02 【详解】（1）①由题意可知：该工艺过程的副产物有炭，生成的积炭会附着在催化剂表面，通入适量氢气可使其改善，说明H2可以除去积炭，提高催化剂活性； ②a．通过比较实验组l和实验组2可知：有SiO2和无SiO2，正丁烷转化率和正丁烯的收率相同，说明脱氢反应中SiO2不起催化作用，a正确； b．由实验组3、4、5可知：随着CrOx的含量增大，正丁烷转化率和正丁烯的收率先增大后减小，则CrOx的含量越高，反应的催化效果不是越好，b错误； c．催化剂只能改变反应途径，降低反应的活化能，但不改变反应物与生成物的能量，因此不能改变反应的焓变，CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响，c正确； 故合理选项是ac； （2）①由图l可知：在590℃时正丁烯收率最高，副产物收率较低，故答案为：图l中590℃时，正丁烯收率最高，副产物收率较低； ②590℃时，向体积为1 L的密闭容器中充入3 mol正丁烷气体，此时正丁烯的收率为20%，则△n(正丁烯)=3 mol×20%=0.6mol，0 ~ 30 min内生成正丁烯的平均反应速率为v==0.02mol/(L·min )。 4．(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期末)(1)在一定体积的密闭容器中，进行化学反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表: T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题: ①该反应的化学平衡常数表达式K= 。 ②某温度下，各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 。 ③若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、4mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K (填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 ④若1 200 ℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol∙L−1、2 mol∙L−1、4 mol∙L−1、4 mol∙L−1，则此时上述反应的平衡移动方向 (2)图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 、 ，制得等量H2所需能量较少的是 。 (3)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.04。 ①H2S的平衡转化率= ，反应平衡常数K= 。 ②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.05，H2S的转化率 。 【答案】 700 ℃ 等于 向逆反应方向进行 H2O(l) = H2(g)+ O2(g)  ΔH＝+286 kJ∙mol−1 H2S(g) = S(s) + H2(g) ΔH＝+20 kJ∙mol−1 系统(Ⅱ) 20% 0.013 或 ＞ 【详解】(1)①根据反应方程式得到该反应的化学平衡常数表达式K=；故答案为：。 ②某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，，因此该温度为700℃；故答案为：700℃。 ③若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、4mol H2O，反应达到平衡后，平衡常数与平衡时浓度无关，只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，因此化学平衡常数K等于1.0；故答案为：等于。 ④若1 200 ℃时，平衡常数为2.6，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol∙L−1、2 mol∙L−1、4 mol∙L−1、4 mol∙L−1，，则此时平衡逆向移动；故答案为：向逆反应方向进行。 (2)可知系统(Ⅰ)中三个方程式相加得到制氢的热化学方程式：H2O(l) = H2(g)+ O2(g)  ΔH＝+286 kJ∙mol−1，系统(Ⅱ)中三个方程式相加得到制氢的热化学方程式H2S(g) = S(s) + H2(g) ΔH＝+20 kJ∙mol−1，根据两个方程式分析得到等量H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)；故答案为：H2O(l) = H2(g)+ O2(g)  ΔH＝+286 kJ∙mol−1；H2S(g) = S(s) + H2(g) ΔH＝+20 kJ∙mol−1；系统(Ⅱ)。 (3)①，，解得a = 0.02，H2S的平衡转化率= ，反应平衡常数；故答案为：20%；0.013或。 ②根据表格，温度升高，平衡常数增大，转化率增大，因此620 K重复试验，该温度大于610K，因此H2S的转化率＞；故答案为：＞。 5．(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。 6．(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℃。 7．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)和均为工业生产的重要原料，回答下列问题： (1)工业上可通过反应制取氢气，制备过程中涉及如下两个反应： ①     ②     写出表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)可用于制备甲酸，反应，在恒压条件下发生该反应时，充入稀有气体会降低反应物的平衡转化率，试解释其原因： 。若在酸性条件下将该反应设计成原电池，则正极反应式为 。 (3)可以与催化合成甲醇，反应II：，向和的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和发生该反应。两容器中平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。 则甲容器对应的变化曲线为 （填“”或“”），a、b、c三点对应的反应速率由大到小的顺序为 ，下该反应的平衡常数 。 (4)一定条件下，在恒容密闭容器中充入和，同时发生上述反应和反应II，体系中和的物质的量随时间的变化如图所示： 则平衡时，的转化率为 （结果保留两位有效数字，下同），HCOOH的选择性为 （HCOOH的选择性）。 【答案】(1) (2) 在恒压条件下发生该反应时，充入稀有气体，相当于平衡体系减压，平衡左移，反应物的平衡转化率降低 (3) 4 (4) 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应②－①可得目标反应：。 （2）由于该反应为气体分子数减少的反应，在恒压条件下发生该反应时，充入稀有气体，相当于平衡体系减压，平衡左移，所以反应物的平衡转化率降低； 若在酸性条件下设计成原电池，则正极发生得电子的还原反应，反应式为； （3）由于该反应为气体分子数减少的反应，所以加压平衡右移，甲醇的体积分数增多，所以曲线对应的压强大，容积小，即曲线对应的是容器甲； 温度高反应速率快，则速率：c>a；b、c温度相同，由于容积小于则L1中压强更大，速率：b>c，所以三点对应的反应速率：b>c>a； 根据b点题意建立如下三段式： ，解得：，所以平衡常数； （4）由图可知，反应II生成的，则生成的，消耗的，消耗的，发生反应消耗的，消耗的，生成的，所以平衡时，的转化率为的选择性为。 8．(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)和可以作为锂离子电池的电极材料。使用锂离子电池作为汽车动力电池，可减少有害气体的排放。回答下列问题： (1)基态P原子的第一电离能比同周期相邻的两种元素都大，主要原因是 ；下图为锂原子的几种不同激发态的电子轨道表示式，其中跃迁至基态时释放出的能量最多的是 （填字母）。 a. b. c. (2)磷酸为三元中强酸，常温下，向溶液中滴加溶液时，溶液中含磷微粒的物质的量分数随的变化如图所示： ①曲线Ⅱ表示的微粒为 （填微粒符号），当加入的NaOH溶液体积为100mL时，溶液中几种含磷离子的浓度由大到小的顺序为 。 ②可用于制备。已知常温下，的电离常数为，向溶液中滴加少量溶液，反应的离子方程式为 。 (3)磷酸铁锂电池的工作原理为。若使用该电池进行电渗析法制备缓冲溶液，电解原理如图所示： 与连接的电极为 （填“电极”或“电极”），电渗析装置中膜为 （填“阳”或“阴”）离子交换膜。 【答案】(1) 基态P原子的3p轨道半充满，比较稳定，因此第一电离能比同周期相邻的元素大 b (2) (3) 电极 阳 【详解】（1）基态P原子的3p轨道半充满，比较稳定，因此第一电离能比同周期相邻的元素大。三种激发态的锂原子中，的能量最高，所以跃迁至基态时释放出的能量最多。 （2）①由图可知，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表的是、、，三级电离常数依次为、和，所以当加入溶液的体积为时，刚好生成的电离常数为的水解常数为，以水解为主，水解产生的大于电离产生的，故几种含磷离子的浓度：。 ②由于只有一级电离常数大于，所以向溶液中滴加少量溶液，反应的离子方程式为。 （3）磷酸铁锂电池工作时，正极为，负极为，电渗析法制备磷酸二氢钠，右室中的氢离子通过膜b进入中间室，中间室中的钠离子通过膜a进入左室，则电极a为阴极，电极b为阳极，所以电极b与相连；中间室中的钠离子通过膜a进入左室，膜a为阳离子交换膜。 9．(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) (4)微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示。 ①阴极的电极反应式为 。 ②若生成，理论上阳极室生成的体积是 L(标准状况，忽略气体的溶解)。 【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 (4) 44.8 【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； （4）①根据图中信息CO2化合价降低变为CH4，在阴极发生还原反应，因此阴极的电极反应式是； ②反应中C的化合价由+4价降低到-4价，转移8个电子，若生成lmolCH4，转移8mol电子，阳极反应式为，当转移8mol电子时，阳极生成2molCO2，在标准状况下体积为44.8L。 10．(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 。 Ⅲ．电解尿素[]的碱性溶液制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。 (5)尿素分子中键和键数目之比为 。 (6)电解时，阳极的电极反应式为 。 【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 (5)7：1 (6) 【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； （5）根据原子的成键原则，碳原子成4个键，氧原子成2个键，可得尿素分子中键和键数目之比为7：1； （6）电解时，阳极失去电子，发生氧化反应，生成氮气，结合氧化还原反应，得电极反应式为。 11．(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。 12．(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，碳中和的关键是的转化、回收和重整。 I.以与为原料可合成尿素已知： ① ② ③ (1)写出和合成尿素和液态水的热化学方程式 。 (2)该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 II.转化为甲醇。 (3)用来生产燃料甲醇的某些化学键的键能数据如下表： 化学键 C-C C-H H-H C-O C=O H-O 键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 750 463 则 。 (4)在恒温恒容下，反应达平衡状态的标志是 (填序号)。 a. b.容器内混合气体平均相对分子质量不变 c.相同条件下，每断裂键同时断裂键 d.容器内气体的密度保持不变 (5)天然气还原法。发生的反应为。 一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，测得平衡时的体积分数与平衡时和物质的量比值[]的关系如图甲所示。 ①若c点对应的压强为，则该温度下的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数，写出计算式即可)。 ②催化剂在温度不同时对转化率的影响如图乙所示，判断点 (填“已”或“未”)到达平衡，理由是 。 【答案】(1) (2)低温 (3)-178kJ/mol (4)b (5) 未 催化剂只改变速率，不影响平衡，M点CO2的转化率小于N点，则一定没有达到平衡状态 【详解】（1）根据盖斯定律，① ② ③，合成尿素的反应=①+②-③，△H=(-159.5+116.5-44.0)kJ/mol，热化学方程式为：； （2）反应为放热的熵减反应，根据△H-T△S<0反应可以自发进行，则反应在低温下可以自发进行； （3），根据反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值可得：△H=(750×2+3×43)kJ/mol-(413×3+358+463+2×463) kJ/mol=-178 kJ/mol； （4）a．反应中各物质的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，平衡时，，a不选； b．反应前后各物质都是气体，故气体总质量不变，该反应的正反应是气体物质的量减小的反应，混合气体平均相对分子质量不变，即气体分子的物质的量不变，说明反应达到平衡，b选； c．平衡常数只与温度有关，恒温条件下K一定不变，c不选； d．反应物和生成物均为气体，则气体总质量不变，容器恒容，则气体总体积不变，所以无论是否达到平衡，容器内气体的密度都不变，d不选； 故选b； （5）①假设起始的物质的量分别为3mol、1mol，平衡时CH4转化了ymol，可列三段式： 根据平衡时，CO的体积分数为50%，可得，y=，则平衡时CH4、CO2、CO和H2O的物质的量为mol、1mol、mol和mol，气体总物质的量为mol，平衡时压强为p，则p(CH4)=、p(CO2)=、p(CO)=、p(H2O)=，Kp==； ②催化剂只改变速率，不影响平衡，若到达平衡状态，相同温度下两种催化剂对应的CO2的转化率一定相同，故M没有达到平衡。 13．(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。 (4)25℃时，将盐酸滴入氨水中，溶液随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。 c点所示溶液中，离子浓度由大到小的顺序是 。 【答案】(1)   (2) < < (3) > 逆反应 (4) 【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； （4）c点溶液中的溶质为氯化铵，溶液呈酸性，离子浓度由大到小的顺序是c(Cl-)> c(NH)> c(H+)> c(OH-)。 14．(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 。 (5)现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有)，实验室利用如图装置模拟该方法： ①M电极是 极，电解池中阳极反应式为： ； ②转化为Cr3+的离子方程式为： 。 【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 (5) 负 Fe-2e-=Fe2+ +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 【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； （5）①图中H+移向N电极，则N电极为燃料电池的正极，M电极是负极；左侧铁电极与原电池的正极相连为阳极，铁为活性阳极发生氧化反应，故电解池中阳极反应式为：Fe-2e-=Fe2+； ②具有氧化性，能被阳极产生的Fe2+还原为Cr3+，而Fe2+被氧化为Fe3+，根据化合价升降守恒、电荷守恒、元素守恒可得离子方程式：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。 15．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第六中学·期末)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： (1)Deacon发明的直接氧化法为：。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知该反应在 (高温或低温)条件下能自发进行。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K (400℃)= (列出计算式)。 按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是 。 (2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： △H1=83 kJ·mol-1 则的 (3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是 (写出2种) (4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： 负极区发生的反应有 (写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气 L(标准状况)。 【答案】 高温 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低 -58kJ•mol-1 增加反应体系压强；及时分离出产物 Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O 5.6 【详解】(1)根据图知，进料浓度比c(HCl)：c(O2)一定时，升高温度HCl的转化率降低，说明平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为放热反应，∆H<0，反应为气体分子数减小的反应，∆S<0，由∆G=∆H-T∆S>0，则高温下自发进行；温度一定时进料浓度比c(HCl)：c(O2)越大，HCl的转化率越小，所以400℃进料浓度比c(HCl)：c(O2)=1：1时，HCl的转化率为最上边曲线，HCl转化率为84%，列三段式： ， 400℃时化学平衡常数 ；进料浓度比c(HCl)：c(O2)过低O2和Cl2分离能耗较高、过高时HCl转化率较低，所以投料浓度比过高或过低都不好； (2)根据盖斯定律：∆H=∆H1+∆H2+∆H3=(83-20-121)kJ•mol-1=-58kJ•mol-1； (3)提高HCl的转化率，即要反应正向进行，4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)，正向是气体分子数减少的反应，可以增大压强，使反应正向；亦可分离出生成物，使反应正向； (4)根据图示，电解池左侧发生反应Fe3++e-═Fe2+，该反应为还原反应，属于电解池的阴极，负极通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；根据电子守恒及4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O可知，电路中转移1mol电子，消耗氧气的物质的量为：1mol×1/4=0.25mol，标况下0.25mol氧气的体积为：22.4L/mol×0.25mol=5.6L。 16．(24-25高二上·湖南邵东第一中学·期末)NH3和CO2是两种常见的无机物。尿素CO(NH2)2是首个由NH3和CO2两种无机物人工合成的有机物。 (1)工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)  ，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如图所示，正确的是 (填“A”或“B”)，比较、的大小关系： 。 (2)在尿素合成塔中发生的反应可表示为： ①2NH3(g) + CO2(g) ⇌ H2NCOONH4(l)  ； ②H2NCOONH4(l) ⇌ CO(NH2)2(s) + H2O(g)  ； 则2NH3(g) + CO2(g) ⇌ CO(NH2)2(s) + H2O(g)   。 (3)T℃，在2L的密闭容器中，通入2 mol NH3和1 mol CO2，保持体积不变，发生反应2NH3(g) + CO2(g) ⇌ CO(NH2)2(s) + H2O(g)，10min时反应刚好达到平衡。测得平衡时压强为起始压强的，则： ①0~10min内，用NH3浓度变化表示的平均反应速率v(NH3)= 。 ②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A． B．尿素的质量不再发生变化 C．混合气体的密度不再发生变化 D．单位时间内，有2 mol O-H生成的同时又有2 mol 断裂 ③若平衡时容器内总压强为，则上述反应的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，) (4)用惰性电极电解尿素[]的碱性溶液可制取氢气，装置如图所示，写出该装置阳极的电极反应式 。 【答案】(1) A p2＞p1 (2) (3) BC 108 (4) 【详解】（1）合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低，故图像满足要求的为A，正向为气体体积减小的方向，加压平衡正向移动，A的转化率增大，其他条件不变时，压强越大，A的转化率越大，所以p2＞p1； （2）； （3）①假设转化的氨气为2xmol，，，解得mol，则：； ②A．按系数比充入反应物，任何时刻都是1：2，不能说明达到平衡，故A错误； B．尿素的质量在变化，当尿素的质量不再发生变化时则达到平衡，故B正确； C．，有固体生成，气体质量在变化，混合气体的密度在变化，则混合气体的密度不再发生变化时则达到平衡，故C正确； D．单位时间内，有生成的同时又断裂，方向相同，故D错误； 故选BC； ③，根据三段式可知的物质的量分数为；的物质的量分数为；的物质的量分数为；平衡时容器内总压强为，则上述反应的平衡常数； （4）根据尿素中的氮元素生成氮气，在阳极上失去电子，由N元素化合价的变化可知A为电源的正极，B为电源的负极，该装置阳极的电极反应式：。 17．(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。 18．(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)I．根据表中数据(常温下)，完成下列填空。 物质 HCN HClO 电离常数 (1)常温下，NaCN溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是 (用离子方程式表示)。 (2)常温下，浓度均为的下列4种溶液：①溶液，②NaCN溶液，③溶液，④NaClO溶液；这4种溶液pH由大到小的顺序是 (填序号)。 (3)常温下，向NaClO溶液中通入少量，发生反应的离子方程式为 。 (4)常温下，溶液中 。 II．某兴趣小组设计的以甲烷为燃料的电池的工作原理示意图如图所示(两个电极上分别通入和)。 (5)电极b为燃料电池的 (填“正极”或“负极”)，电极a上的电极反应式为 。 (6)若丙中盛装25g质量分数为的溶液，整个过程中无晶体析出。当外电路中转移的电子为1mol时，丙中电极g上生成气体在标准状况下的体积为 L。 【答案】(1) 碱 (2)②>④>③>① (3) (4) (5) 正极 (6)11.2 【分析】由电子移动方向可知，装置甲为燃料电池，通入甲烷的电极a为负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子；装置乙为电解硫酸铁的电解池，c电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，d电极为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；装置丙为电解硫酸钠溶液的电解池，f电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，g电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子。 【详解】（1）氰化钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解生成氢氧化钠和氢氰酸使溶液呈碱性，反应的离子方程式为； （2）弱酸的电离常数越大，酸性越强，由电离常数可知，常温下，酸性强弱顺序为CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCN，由盐类水解规律可知，等浓度的醋酸钠溶液、氰化钠溶液、碳酸氢钠溶液、次氯酸钠溶液pH由大到小的顺序是②>④>③>①； （3）弱酸的电离常数越大，酸性越强，由电离常数可知，常温下，次氯酸的酸性弱于碳酸，强于碳酸氢根离子，由强酸制弱酸的原理可知，次氯酸钠溶液与少量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸，反应的离子方程式为； （4）常温下，亚硫酸钠溶液中存在质子守恒关系，则溶液中； （5）由分析可知，装置甲为燃料电池，通入氧气的电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，通入甲烷的电极a为负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为； （6）由分析可知，装置丙为电解硫酸钠溶液的电解池，g电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，则标准状况下，外电路中转移1mol电子时，g电极上生成氢气的体积为1mol××22.4L/mol=11.2L。 19．(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。 20．(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰，碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。 Ⅰ．甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下： ⅰ．   ⅱ． (1)反应平衡常数的表达式为 ；反应的 。 (2)在容积不变的绝热密闭容器中发生反应ⅰ，下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．气体混合物的密度不再变化 B．消耗速率和的生成速率相等 C．CO的浓度保持不变 D．气体平均相对分子质量不再变化 (3)恒定压强为时，将的混合气体投入反应器中发生反应ⅰ和ⅱ，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①图中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是 (填字母)。 ②结合图中数据，其他条件不变，若要的产量最大，最适宜的反应温度是 (填标号)。 A．        B．        C． ③在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中的含量，原因是 (用相应化学方程式表示即可)。 Ⅱ．电解法制氢气。某科研小组设计如图所示电解池，利用和在碱性电解液中制备水煤气(、CO)，产物中和CO的物质的量之比为1：1。 (4)电极B是 极，生成水煤气的电极反应式为 。 【答案】(1) (2)CD (3) n B 加入的与反应ii生成的反应，使浓度降低，反应ii平衡正向移动，导致CO浓度减小，引起反应i平衡也正向移动，可明显提高平衡体系中的含量 (4) 阳 【详解】（1）平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，故反应的平衡常数表达式为根据盖斯定律可知反应可由反应i-反应ii得到，故； （2）A．反应体系中气体质量不变，容器容积不变，则气体混合物的密度始终不变，故气体混合物的密度不再变化，不能说明反应达到平衡状态，A项错误； B．消耗速率和的生成速率均表示正反应速率，不能证明正反应速率等于逆反应速率，故不能说明反应达到平衡状态，B项错误； C．随着反应的进行，CO的浓度一直在改变，当变量不再发生变化时说明达到平衡状态，故当CO的浓度保持不变时，说明反应达到了平衡状态，C项正确； D．反应i为气体体积增大的反应，气体质量不变，其平均相对分子质量在改变，当变量不再发生变化时说明达到平衡状态，故气体平均相对分子质量不再变化时，说明反应达到了平衡状态，D项正确； 答案选CD； （3）①反应i为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，和的物质的量均增大，反应ii为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的物质的量增大，故图中表示CO的物质的量分数与温度变化的曲线为m；升高温度，反应i平衡正向移动，的物质的量减小，反应ii逆向移动，的物质的量增大，但升高温度对反应i的影响更大一些，则的物质的量减小，故表示的物质的量分数与温度变化的曲线为p；那么表示的物质的量分数与温度变化的曲线为n； ②结合图像可知，其他条件不变时，当温度达到650℃时，的转化率接近100%，的物质的量分数达到最大值，再升高温度，的物质的量分数不再变化，的转化率液不再发生变化，且会增加成本，故若要的产量最大，最适宜的反应温度为，答案选B； ③为碱性氧化物，能吸收酸性的气体，使反应ii平衡正向移动，CO的浓度减小，使反应i平衡正向移动，故在其他条件不变的情况下，向体系加入可明显提高平衡体系中的含量； （4）由装置图可知，和在碱性电解液中制备和，反应中碳元素化合价降低，发生还原反应，故电极A为阴极，电极B为阳极；电极A上和得电子，发生还原反应，生成和，且物质的量之比为1:1，故电极反应式为。 21．(24-25高二上·湖南邵阳邵东联考·期末)下表是25℃时某些弱酸的电离平衡常数。 化学式 HClO HF 未知 (1)0.1mol/L NaF溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。 (2)pH相同的①、②NaClO、③NaF溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为 。(填序号) (3)现有浓度为0.01mol/L的HClO溶液，求此时为 。 (4)25℃时，向NaClO溶液中通入少量，反应的离子方程式为 。 (5)常温下，稀溶液加水稀释过程中，下列数据变大的是___________。 A． B． C． D． (6)25℃时，有的一组醋酸、醋酸钠混合溶液，溶液中、与pH的关系如下图所示。 ①根据图像计算醋酸的电离平衡常数 ； ②pH=3的溶液中， mol/L。 【答案】(1) (2)③>①>② (3) (4) (5)BD (6) 0.1 【详解】（1）NaF是强碱弱酸盐，溶液中会发生水解使溶液呈碱性，因此浓度由大到小的顺序是。 （2）酸的电离常数越小，其盐溶液中酸根离子水解程度越大，则钠盐溶液pH相同时，其物质的量浓度就越小，结合表中数据，常温下，pH相同的三种溶液①、②NaClO、③NaF溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是：③>①>②。 （3）根据电离常数计算，，解得。 （4）根据电离常数可知，酸性：，所以向NaClO溶液中通入少量CO2，生成次氯酸和碳酸氢钠，离子方程式为： （5）A．CH3COOH溶液加水稀释，酸性减弱，因此c(H+)减小，A不符合题意； B．，稀释过程中温度不变，故Ka不变，且醋酸根离子浓度减小，比值变大，B符合题意； C．温度不变，所以 Kw=c(H+)⋅c(OH-)不变，C不符合题意； D．稀释过程c(H+)减小，c(OH-)增大，变大，D符合题意； 故选BD。 （6）①分析图像，W点c（CH3COOH）＝c（CH3COO-），平衡常数K == 1×10-4.75； ②溶液存在电荷守恒：c（Na + ） + c（H + ） = c（CH3COO-） + c（OH-），物料守恒：c（CH3COOH） + c（CH3COO-） = 0.1mol•L-1，两式相加可得：c（Na + ） + c（H + ）-c（OH-） + c（CH3COOH） =0.1mol/L。 22．(23-24高二上·湖南长沙名校联考联合体·期末)I． (1)已知：①NaHCO3(s)=NaHCO3(aq)  H=+18.81kJ/mol ②Na2CO3(s)=Na2CO3(aq)  H=-16.44kJ/mol ③2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)  H=+92.34kJ/mol 资料显示，NaHCO3固体加热到100℃发生分解，但是加热NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出。写出碳酸氢钠溶液分解的热化学方程式： 。 (2)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1molNO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示： ①A、B、C三点中NO2的转化率最低的是 (填“A”、“B”或“C”)点。 ②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算)。 Ⅱ．甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一、反应如下： 反应i．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)  H=+206kJ/mol 反应ii．CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)  H2=+165kJ/mol 回答下列问题： (3)对于反应i，向体积为2L的恒容密闭容器中，按n(H2O)：n(CH4)=1：1投料。 ①若在恒温条件下，反应达到平衡时CH4的转化率为50%，则平衡时容器内的压强与起始压强之比为 (最简整数比)。 ②其他条件相同时，在不同催化剂(I、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示，CH4的转化率：c点>b点，原因是 。 ③三条曲线在约850℃后重合，原因是 。 Ⅲ．利用CO可以合成草酸(H2C2O4)。草酸是二元弱酸，具有较强还原性。 (4)常温下，pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1，水电离出的c(H+)为c3；pH=4的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c2，水电离出的c(H+)为c4，则c1 10c2(填“>”“<”或“=”，下同)；10c3 c4。 【答案】(1)2NaHCO3(aq)=Na2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l)  =+38.28kJ/mol (2) B 6 (3) 3：2 温度升高，反应速率加快，相同时间，反应正向进行的程度增大，CH4的转化率增大 反应均达到了平衡状态 (4) > = 【详解】（1）已知加热NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出，根据盖斯定律，③+②-2×①得：2NaHCO3(aq)=Na2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l)=+38.28kJ/mol； （2）①因在恒温条件下，温度不变，则平衡常数不变，A、B两点平衡常数相等，A、B、C三点中B点NO2的浓度最高，则转化率最低； ②C点的总压强为30MPa，气体共有5份，每份分压为6MPa， ； （3）①根据题意，设开始时n(H2O)=n(CH4)=1mol，反应达平衡时CH4的转化率为50%，即平衡时CH4转化1×50%=0.5mol，列三段式：，压强之比等于物质的量之比，则； ②从图中可以看出，三种催化剂对应的反应速率不同，其中在催化剂Ⅰ作用下反应速率最快，在催化剂Ⅲ作用下反应速率最慢，但平衡时甲烷的转化率相同，所以b、c两点均未达到化学平衡状态，从b点到c点，随温度升高，反应速率加快，相同时间内CH4转化率增大； ③催化剂只改变速率，平衡不移动，反应达到平衡时甲烷的转化率相同，则三条曲线在约850℃后会重合的原因是反应均达到了平衡状态； （4）常温下，pH=3的H2C2O4溶液，c(H+)=10-3mol/L，c1>10-3mol/L，c3=10-11mol/L；pH=4的H2C2O4溶液，c(H+)=10-4mol/L，c2>10-4mol/L，c4=10-10mol/L；弱电解质溶液“越稀越电离”，故pH=4的H2C2O4溶液中H2C2O4的电离程度比pH=3的H2C2O4溶液大，则c1>10c2；根据上述分析10c3=c4。 23．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第六中学·期末)尿素是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。氨基甲酸铵是以氨气和二氧化碳为原料合成尿素的中间产物。 (1)关于尿素的描述错误的是 (填标号)。 a．尿素的空间填充模型为    b．尿素含键约为个 c．尿素可与发生加成反应             d．氰酸铵与尿素互为同分异构体 (2)合成尿素一般认为通过如下步骤来实现： i． ii． 对于总反应 (用“”“”表示)， (用“”“”表示)。 (3)通过如下装置，可测定时氨基甲酸铵分解反应的压强平衡常数(用平衡时各气体分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压X体积分数)。测定的实验步骤如下： (i)将恒温水槽温度调至； (ii)将足量纯净的氨基甲酸铵置于容器中[只发生：]； (iii)关闭，打开，和，开启真空泵抽气至测压仪数值接近0后关闭； (iv)关闭，缓慢开启，以维持Ⅱ型管两边液面始终相平。读取并记录该过程的压强数值(如图)。 ①内，用分压变化表示 。该反应的平衡常数 。 ②上述体系平衡后，若只改变下列条件，再次平衡，一定增大的是 (填标号)。 a．压缩容器体积     b．恒容下按充入和 c．适当升温         d．恒容下充入 ③下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时，可提前在真空恒容容器中充入一定量的，则提前充入的压强至少为 。 【答案】(1)c (2) (3) 1.6 256 c 63 【详解】（1） a．尿素的分子式为CO(NH2)2，它的空间构型是平面四边形，则尿素的空间填充模型为 ，故a项正确； b．60g尿素即1mol CO(NH2)2，1mol CO(NH2)2中含有7molσ键，则含σ键约为7×6.02×1023个，故b项正确； c．尿素不能与H2发生加成反应，故c项错误； d．二者分子式相同，结构不同，则氰酸铵(NH4OCN)与尿素互为同分异构体，故d项正确； 故本题选c； （2）根据盖斯定律，总反应由反应i+反应ii得到，则；化学平衡常数：； （3）①计算0~5min之间，NH3分压的平均变化率为；设二氧化碳平衡压强为xkPa，则氨为2xkPa，总压强为12kPa，p(CO2)=4kPa，p(NH3)=8kPa，该反应的平衡常数为：； ②a．该反应为气体分子数增加的反应，压缩体积相当于增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，二氧化碳分压减小，故a项不符合题意； b．恒容下按V(NH3):V(CO2)=2:1充入NH3和CO2，平衡不移动，二氧化碳分压不变，故b项不符合题意； c．适当升高温度，气体体积膨胀，总压强增大，二氧化碳的分压一定增大，故c项符合题意； d．恒容下充入He，气体浓度不发生改变，平衡不移动，二氧化碳分压不变，故d项不符合题意； 故答案为：c； ③25℃下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时P(NH3)≤2kPa，根据平衡常数，达平衡时，令二氧化碳平衡压强为xkPa，则，解得x=64kPa，64kPa-1kPa=63kPa，则提前充入的CO2压强至少为63kPa。 24．(24-25高二上·湖南岳阳汨罗第一中学·期末)是生产金属钛及其化合物的重要中间体。工业上以高钛渣(主要成分是)为原料生产的反应原理为：。回答下列问题： (1)已知：，的燃烧热为，则表示燃烧热的热化学方程式为 。 (2)时，将足量的和C加入一恒容密闭容器中，并通入一定量的和的混合气体，不参与化学反应。容器中只发生反应：，测得容器中的总压强(p总压)与的转化率()随时间的变化关系如图所示： ①时，该反应的平衡常数 (分压=总压×物质的量分数)。 ②保持温度和起始总压相同，若向恒容密闭容器中通入的不含，与含相比，的平衡转化率将 (填“>”“=”或“<”)，其原因是 。 (3)利用制得，焙烧可得纳米。书写用溶液制备反应的化学方程式： 。 (4)电解法生产钛的原理如图所示，电解过程中，被还原的进一步还原得到钛。其中，直流电源a为 (填“正”或“负”)极，用化学用语表示制钛的过程： 、 。石墨电极需要定期更换的原因是 。 【答案】(1) (2) 1458 < 保持温度和总压相同时，充入的气体中不含，与含相比，相当于增大压强，所以转化率将变小 (3) (4) 负 石墨电极上发生的电极反应为，高温条件下，石墨会被氧气氧化 【详解】（1）①， ②，的燃烧热为，可写出热化学方程式： ③，根据③-(①-②)得； （2）①设起始有xmol和ymol，起始压强为80kPa，平衡时总压强为98kPa，的转化率()为90%，平衡时有0.1xmol，CO0.9xmol，0.45xmol，ymol，共有1.45x+ymol，恒温恒容，压强之比等于物质的量之比，可得，可得，平衡时分压分别为，CO，，该反应的平衡常数==1458； ②保持温度和起始总压相同，若向恒容密闭容器中通入的不含，与含相比，的平衡转化率将小于90%，保持温度和总压相同时，充入的气体中不含，与含相比，相当于增大压强，所以转化率将变小； （3）用溶液制备反应的化学方程式为； （4）电解过程中，钙离子在阴极被还原，生成的Ca进一步还原二氧化钛得到钛，故直流电源a为负极，发生的反应有：、；石墨电极需要定期更换的原因是石墨电极上发生的电极反应为，高温条件下，石墨会被氧气氧化。 25．(23-24高二上·湖南衡阳第八中学·期末)弱电解质在水溶液中存在多种平衡，它们在工农业生产中都有广泛的应用。 I．已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示，回答下列问题： 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 Ka=1.810−5 Kal=4.310−7、Ka2=5.610−11 Ka=3.010−8 (1)物质的量浓度均为0.1mol·L−1的下列四种溶液：pH由小到大排列的顺序是 。(填序号) ①CH3COONa  ②Na2CO3 ③NaClO  ④NaHCO3 (2)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式： 。 (3)25℃时，将amol·L−1的醋酸溶液与bmol·L−1氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，表示醋酸的电离平衡常数Ka= (用含a、b的代数式表示)。 Ⅱ．下图为一定温度下，N2和H2以1：3投料发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，平衡时，NH3的体积分数随压强的变化示意图： (4)随压强增大，NH3的体积分数增大的原因是 。 (5)比较b点和a点N2的浓度：c(a) c(b)(填“>”、“<”或“=”)。 (6)计算b点的平衡常数Kp= (Mpa)-2(用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) Ⅲ.为了探究电解池的工作原理，某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验。实验时该小组同学发现两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根()在溶液中呈紫红色。 请根据实验现象及所查信息，回答下列问题： (7)电解过程中，Y极发生的电极反应为 、 。 (8)电解进行一段时间后，若在X极收集到672mL气体，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 【答案】(1)①＜④＜③＜②(或①④③②) (2) (3) (4)合成氨是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向合成氨的方向移动，NH3的体积分数增大 (5)< (6) 或0.037 (7) 4OH-- 4e-=2H2O+O2↑ Fe-6e-+8OH-=+4H2O (8)168 【详解】（1）从表中数据可知电离平衡常数CH3COOH>H2CO3>HClO>，电离平衡常数越大，酸性越强，其酸根离子的水解能力越弱，则同浓度的四种溶液中，pH从小到大排列顺序为①④③②。 （2）碳酸酸性强于次氯酸，次氯酸酸性强于碳酸氢根离子，则次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳，生成次氯酸和碳酸氢根离子，离子方程式为ClO-+H2O+CO2=HClO+。 （3）amol/L的醋酸和bmol/L的NaOH等体积混合，反应后溶液恰好呈中性，根据电荷守恒有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，溶液呈中性，氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同，则醋酸根离子浓度和钠离子浓度相同为0.5bmol/L，氢离子浓度为10-7mol/L，醋酸浓度为(a-b)/2mol/L，则醋酸的电离平衡常数Ka==。 （4）该反应为气体体积减小的反应，压强增大，化学平衡正向移动，NH3的体积分数增大。 （5）b点相对于a点，压强更大，增大压强，容器体积减小，虽然加压化学平衡正向移动，但是b点氮气浓度大于a点。 （6）b点NH3的体积分数为60%，设氮气初始量为1mol，消耗xmol，则有，2x÷(4-2x)=0.6，解得x=0.75mol，则平衡时n(N2)=0.25mol，n(H2)=0.75mol，n(NH3)=1.5mol，总压强为60Mpa，各物质分压为p(N2)=6Mpa，p(H2)=18Mpa，p(NH3)=36Mpa，KP=(Mpa)-2=(Mpa)-2。 （7）电解过程中，Y电极处溶液变紫红色，说明有高铁酸根离子生成，有气体生成说明有氧气生成，则Y电极上电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，Fe-6e-+8OH-=+4H2O。 （8）X电极上2H++2e-=H2↑，收集到672mL氢气，物质的量为0.03mol，转移电子总数为0.06mol，Y电极上质量减少0.28g，则反应掉Fe0.005mol，该反应转移电子0.03mol，则4OH--4e-=2H2O+O2↑反应转移电子0.03mol，生成氧气0.0075mol，标况下体积为168mL。 26．(23-24高二下·五十校教研教改共同体;三湘名校教育联盟;湖湘名校教育联合体·期末)丙烯腈主要用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等。以氨、丙烯、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈和副产物丙烯醛的热化学方程式如下： 主反应：  ； 副反应：  。 (1)一定条件下，若容器内只发生主反应，在1L恒容密闭容器中通入、、，丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。    ① 0(填“>”或“<”)。 ②若该反应达到A点所需的时间为tmin，则理论上的平均反应速率为 。 (2)恒温恒容条件下，若容器内只发生主反应，下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是________(填字母)。 A．容器内的转化率保持不变 B．容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化 C．化学平衡常数保持不变 D． (3)恒温时若容器内主反应、副反应同时发生，达到平衡后压缩容器体积，副反应的平衡移动方向为 。(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 (4)已知对于反应：，其标准平衡常数：。T℃，压强为的恒压密闭容器中，通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气同时发生主反应、副反应，达到平衡时容器内有，，此时丙烯的分压 (分压=总压物质的量分数，用含a，b的代数式表示，下同)；副反应的标准平衡常数为 。 (5)用丙烯腈电合成己二腈的原理如图：    阴极的电极反应式为 ；工作时乙室的pH (填“增大”“减小”或“不变”) 【答案】(1) < (2)ABD (3)正向移动 (4) (5) 减小 【详解】（1）①由图可知，460℃前未达到平衡，升高温度反应速率加快，产率增大，460℃后升高温度产率减小是因为平衡逆向移动，因此该反应为放热反应，<0； ②因为丙烯晴产率为0.6，理论上消粍，所以其反应速率为：； （2）A．容器内的转化率保持不变，反应达到平衡状态，A正确； B．该反应前后气体分子数发生变化，当混合气体的总物质的量不变时，容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化，反应达到平衡状态，B正确； C．化学平衡常数只与温度有关，该反应在恒温下进行，化学平衡常数始终不变，不能说明达到平衡状态，C错误； D．，反应达到平衡状态，D正确； 故选ABD； （3）压缩体积时，生成丙烯晴的反应逆向移动，使得丙烯和氧气浓度增大，从而副反应的反应物浓度增大，其平衡正向移动； （4）根据两个反应可知，在达到平衡时，容器中有丙烯，氨气，氧气，水蒸气，以及和，则平衡后容器中气体总的物质的量为：。所以丙烯所占的分压：，同理得出、氧气、水蒸气的分压分别为、、，根据上述公式可知，副反应的标准平衡常数为：； （5）由图可知：乙室中有氧气生成，Pt为阳极，故甲室中碳棒为阴极。甲室中阴极的电极方程式为：，乙室中阳极的电极方程式为，因此工作时pH减小。 27．(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·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： (1)合成尿素的反应为：，若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的和，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．断裂6molN—H键的同时断裂2molO—H键 B．压强不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．的体积分数不再变化 (2)CO用于处理大气污染物的反应为。在作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。 总反应：　 ；该总反应的决速步是反应 (填“①”或“②”) (3)已知：的速率方程为，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是___________(填字母序号)。 A．升温 B．恒容时，再充入CO C．恒容时，再充入 D．恒压时，再充入 (4)在总压为100kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的和发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在时的转化率与，在时的转化率与的变化曲线如图3所示： ①表示的转化率随的变化曲线为 曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)； ②已知：该反应的标准平衡常数，其中为标准压强(100kPa)，、、和为各组分的平衡分压，则时，该反应的标准平衡常数 (计算结果保留两位有效数字，物质的量分数)。 (5)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理，如图4装置可同时吸收和NO。已知：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 。 【答案】(1)AD (2) －361.22 ① (3)AC (4) Ⅱ 3.4 (5) a 【详解】（1）A．由方程式可知，2mol氨分子转化为1mol尿素时断裂2molN－H键，则断裂6 mol N－H键的同时断裂2 mol O－H键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A选； B．该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故B不选； C．由质量守恒定律可知，该反应是气体质量减小的反应，在恒容密闭容器中混合气体的密度减小，则混合气体的密度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故C不选； D．由三段式计算可知， 则二氧化碳的体积分数＝，即恒为定值50%，所以不能判断反应已达到平衡，故D选； 故选AD； （2）由图2可知，总反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，反应ΔH=－361.22kJ/mol；反应①的活化能为149.6 kJ/mol，反应②的活化能为108.22 kJ/mol，反应活化能越大，反应速率越慢，总反应的决速步是慢反应，所以总反应的决速步是反应①，故答案为：－361.22；①； （3）A．升高温度，反应速率常数增大，反应速率加快，故A正确； B．恒容时，再充入一氧化碳，一氧化二氮的浓度不变，反应速率不变，故B错误； C．恒容时，再充入一氧化二氮，一氧化二氮的浓度增大，反应速率加快，故C正确； D．恒压时，再充入氮气，一氧化二氮的浓度减小，反应速率减慢，故D错误； 故选AC； （4）①由化学平衡移动原理可知，的值越大，一氧化二氮的转化率越小，所以曲线Ⅱ表示一氧化二氮的转化率随的变化，故答案为：Ⅱ； ②该反应是气体体积不变的反应，平衡前后气体的总压强不变，在总压为100kPa的=1的容器中，一氧化二氮和一氧化碳的起始分压都为50kPa，由图可知，温度为T4时，一氧化二氮的转化率为65%，由方程式可知，平衡时，一氧化二氮和一氧化碳的分压都为50kPa－50kPa×65%=17.5kPa，二氧化碳和氮气的分压都为50kPa×65%=32.5kPa，则反应的标准平衡常数Kθ=≈3.4，故答案为：3.4。 （5）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。 28．(24-25高二上·湖南长沙市望城区第二中学·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)。 Ⅱ.利用电化学装置可实现和两种分子的耦合转化，其原理如图所示。 (4)阴极的电极反应式为 。 【答案】(1)+40.0 (2)BC (3) A > 增大的浓度或分离出产物等均可 (4) 【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； （4）由原理图可知，A电极上CO2→CO，C元素化合价降低、发生还原反应，则A电极为阴极，B电极为阳极，阴极反应式为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $