2026届高三化学二轮复习专项训练 专题十 化学反应速率与化学平衡

专题十 化学反应速率与化学平衡 知识点1 化学反应速率 题点1 化学反应速率定量计算及大小比较 1.（2021·浙江卷，19）取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表： t/min 0 20 40 60 80 c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050 下列说法不正确的是(　　) A．反应20 min时，测得O2体积为224 mL(标准状况) B．20~40 min，消耗H2O2的平均速率为0.010 mol·L-1·min-1 C．第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率 D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解 2.（2021·浙江卷，20）一定温度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表： t/s 0 600 1 200 1 710 2 220 2 820 x c(N2O5)/ (mol·L－1) 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12 下列说法正确的是(　　) A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1 B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况) C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2) D．推测上表中的x为3 930 题点2 化学反应速率的影响因素 1.(2025·黑吉辽蒙，14)一定条件下，“Br-S-[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中，体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④，①②为快速反应。下列说法错误的是(　　) ① S+H+HS ② HS+H+H2SO3 ③ 3HS+Br3S+Br-+3H+ ④ H2SO3+Br ⑤ Br+6H++6[Fe(CN)6]4-Br-+6[Fe(CN)6]3-+3H2O A.原料中c(H+)不影响振幅和周期 B.反应④：3H2SO3+Br3S+Br-+6H+ C.反应①~④中，H+对S的氧化起催化作用 D.利用pH响应变色材料，可将pH振荡可视化 2.[2025·湖北，19(2)(3)]CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题： (2)图1分别是260 ℃、280 ℃和300 ℃下CaH2(s)还原Fe2O3(s)过程中反应体系电阻R(Ω)随反应时间t(h)变化的曲线，可用　　　　(填标号)表示反应的快慢。  a.　　b.-　　c.　　d.- (3)图1中曲线　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。  3.(2024·安徽，12)室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 (　　) A.实验①中，0~2小时内平均反应速率v()=2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中，反应的离子方程式为：2Fe++8H+2Fe3++Se+4H2O C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D.其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好 4.(2024·甘肃，4)下列措施能降低化学反应速率的是 (　　) A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时，边滴边摇锥形瓶 C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强 5.(2024·江苏，5)下列说法正确的是 (　　) A.豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能 B.C2H4与O2反应中，Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性 C.H2O2制O2反应中，MnO2能加快化学反应速率 D.SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变 6.(2024·浙江6月选考，19)氢是清洁能源，硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为25 ℃，101 kPa) NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(aq)+4H2(g)　ΔH<0 请回答： (1)该反应能自发进行的条件是 　。 A.高温 B.低温 C.任意温度 D.无法判断 (2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是 　。 A.升高溶液温度 B.加入少量异丙胺[CHNH2] C.加入少量固体硼酸[B(OH)3] D.增大体系压强 (3)为加速NaBH4水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因： 　。 (4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示，正极上的电极反应式是　　　　　。  该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49 L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为　　　　　　　　　。[已知：该条件下H2的摩尔体积为24.5 L·mol-1；电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s)；NA=6.0×1023 mol-1；e=1.60×10-19C。]  (5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)再生为NaBH4。(已知：ΔG是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比ΔH计算方法；当ΔG<0时，反应能自发进行。) Ⅰ.NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)　ΔG1=-320 kJ·mol-1 Ⅱ.H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔG2=-240 kJ·mol-1 Ⅲ.Mg(s)+O2(g)MgO(s)　ΔG3=-570 kJ·mol-1 请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法，并注明ΔG　　　　　。 (要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为100%。) 7.(2022·浙江6月选考)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是(　　) 编号 时间/min c(NH3)/(10－3 mol·L－1) 表面积/cm2 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1 B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 8.(2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则(　　) A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1 9.(2022·海南卷16)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：CO2(g)＋4H2(g)2H2O(g)＋CH4(g) 回答问题： (1)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol－1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝__________ kJ·mol－1。 (2)已知：CO2(g)＋4H2(g)2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。 ①若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为>Ea补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。 ②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05 mol。则CO2的转化率为__________，反应温度t约为__________ ℃。 (3)在相同条件下，CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)，在反应器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶4通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2 min时，测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol·L－1)如下表所示。 催化剂 t＝350 ℃ t＝400 ℃ c(CH3OH) c(CH4) c(CH3OH) c(CH4) 催化剂Ⅰ 10.8 12 722 345.2 42 780 催化剂Ⅱ 9.2 10 775 34 38 932 在选择使用催化剂Ⅰ和350 ℃条件下反应，0～2 min生成CH3OH的平均反应速率为__________μmol·L－1·min－1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400 ℃的反应条件，原因是_____________________________________。 10.（2021·辽宁卷，12）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是(　　) A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为 D．条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为 11.（2021·海南卷，8）制备水煤气的反应 ，下列说法正确的是(　　) A．该反应 B．升高温度，反应速率增大 C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变 D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大 12.（2021·福建卷，12）溶液和溶液可发生反应：。为探究反应速率与的关系，利用下列装置(夹持仪器略去)进行实验。 实验步骤：往A中加入一定体积(V)的溶液、溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体。用秒表测量收集所需的时间，重复多次取平均值(t)。 回答下列问题： (1)仪器A的名称为 。 (2)检验装置气密性的方法：关闭止水夹K， 。 (3)若需控制体系的温度为，采取的合理加热方式为 。 (4)每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。 实验编号 溶液 溶液 醋酸 水 1 4.0 4.0 8.0 334 2 4.0 4.0 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 ① ， 。 ②该反应的速率方程为，k为反应速率常数。利用实验数据计算得 (填整数)。 ③醋酸的作用是 。 (5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，与盐酸反应生成，分解产生等物质的量的两种气体.反应结束后，A中红棕色气体逐渐变浅装置中还能观察到的现象有 。分解的化学方程式为 。 13.（2020·海南卷（新高考），16）作为一种绿色消毒剂，H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H2O2(l)= H2O(1)+ O2(g) ΔH= -98 kJ·mol-1 K= 2.88×1020 回答问题： (1) H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时，地板上有气泡冒出，该气体是 。 (2)纯H2O2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下，H2O2剧烈分解：H2O2(l) = H2O(g)+O2(g)，放出大量气体，驱动火箭升空。每消耗34g H2O2，理论上 (填“放出”或“吸收”)热量 98kJ (填“大于”、“小于”或“等于”)。 (3)纯H2O2相对稳定，实验表明在54℃下恒温贮存2周，浓度仍能保持99%，原因是H2O2分解反应的 (填编号)。 a. ΔH比较小 b. K不够大 c.速率比较小 d.活化能比较大 (4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn2+起 作用。某组实验数据如下： t/min 0 10 20 30 40 50 c(H2O2)/mol ·L-1 0.70 0.49 0.35 0.25 0.17 0.12 0-30 min H2O2反应的平均速率v= mol ·L·min-1 (5) H2O2的一种衍生物K2S2O8，阴离子结构式为()。其中性溶液加热至沸后，溶液pH降低，用离子方程式表明原因： 。 14.(2020·江苏卷，20)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。 (1)CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO－，其离子方程式为________________________；其他条件不变，转化为HCOO－的转化率随温度的变化如图1所示。反应温度在40 ℃～80 ℃范围内，催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是________________________。 (2)HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图2所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。 ①电池负极电极反应式为______________________________；放电过程中需补充的物质A为______________(填化学式)。 ②图2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为______________________________________。 (3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图3所示。 ①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成____________(填化学式)。 ②研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是____________________________________________________。 知识点2 化学平衡 题点1 化学平衡特征及平衡状态的判断 1.(2023·海南，13)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3(g)C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．曲线①表示的是逆反应的v－t关系 B．t2时刻体系处于平衡状态 C．反应进行到t1时，Q>K(Q为浓度商) D．催化剂存在时，v1、v2都增大 2.(2022·湖北卷，1)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一，已知醛与H2O在酸催化下存在如下平衡：RCHO＋H2ORCH(OH)2。据此推测，对羟基苯甲醛与10倍量的DO在少量酸催化下反应，达到平衡后，下列化合物中含量最高的是(　　) A． B． C． D． 3.（2020·浙江选考，21）一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应：A(g)+2B(g)3C(g)反应过程中的部分数据如下表所示： 时间(t/min) 物质的量(n/mol) n(A) n(B) n(C) 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是(　　) A．0~5 min用A表示的平均反应速率为0. 09 mol·L-1·min-1 B．该反应在10 min后才达到平衡 C．平衡状态时，c(C)=0.6 mol·L-1 D．物质B的平衡转化率为20% 题点2 化学平衡的影响因素及应用 微题点1 化学平衡的影响因素与化学平衡移动 1.(2024·浙江6月选考，16)为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是 (　　) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L-1 H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 2.(2023·海南，16)磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质量分数为85%的磷酸与KCl(s)反应制备KH2PO4(s)，反应方程式为H3PO4(aq)＋KCl(s)KH2PO4(s)＋HCl(g)，一定条件下的实验结果如图1所示。 回答问题： (1)该条件下，反应至1 h时KCl的转化率为______________。 (2)该制备反应的ΔH随温度变化关系如图2所示。该条件下反应为______________(填“吸热”或“放热”)反应，且反应热随温度升高而______________。 (3)该小组为提高转化率采用的措施中有：使用浓磷酸作反应物、向系统中不断通入水蒸气等。它们能提高转化率的原因是：不使用稀磷酸______________；通入水蒸气______________。 (4)298 K时，H3PO4(aq)＋KCl(aq)KH2PO4(aq)＋HCl(aq)的平衡常数K＝______________。(已知H3PO4的Ka1＝6.9×10－3) 3.(2022·浙江6月选考)关于反应Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)＋H＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH<0，达到平衡后，下列说法不正确的是(　　) A．升高温度，氯水中的c(HClO)减小 B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大 C．取氯水稀释，增大 D．取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度 4.(2022·广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH<0 B．a为n(H2O)随温度的变化曲线 C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大 5.（2021·北京卷，10）NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g)N2O4(g) 　ΔH<0。下列分析正确的是(　　) A．1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子 B．断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 D．恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅 6.（2021·北京卷，13）有科学研究提出：锂电池负极材料(Li)由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下，利用足量重水(D2O)与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n(D2)/n(HD)可以获知n(Li)/n(LiH)。 已知：①LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ ②2Li(s)＋H2(g)2LiH(s)　ΔH＜0 下列说法不正确的是(　　) A．可用质谱区分D2和HD B．Li与D2O的反应：2Li＋2D2O===2LiOD＋D2↑ C．若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D2)/n(HD)越小 D．80 ℃反应所得n(D2)/n(HD)比25 ℃反应所得n(D2)/n(HD)大 7.（2021·辽宁卷，17）苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应： Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)⇌(g) ∆H1<0 Ⅱ.副反应：(g) ⇌(g) ∆H2>0 回答下列问题： (1)已知：Ⅲ. Ⅳ.2 (g)+15O2(g)⇌12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4 Ⅴ.(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5 则 (用、和表示)。 (2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。 A．适当升温 B．适当降温 C．适当加压 D．适当减压 (3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在n(H2)∶n(C6H6)＝3∶1的基础上适当增大用量，其目的是 。 (4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当中混有微量或等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为 。 (5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合孤电子对，下图中可作为酸性中心的原子的标号是 (填“①”“②”或“③”)。 (6)恒压反应器中，按照n(H2)∶n(C6H6)＝4∶1投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则反应1的 (列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 8.（2021·辽宁卷，11）某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　) A．升高温度，若c(Z)增大，则 B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D．加入一定量氩气，平衡不移动 9.（2021·福建卷，5）实验室配制碘水时，通常将溶于溶液：。关于该溶液，下列说法正确的是(　　) A．的电子式为 B．滴入淀粉溶液，不变蓝 C．加水稀释，平衡逆向移动 D．加少量固体平衡正向移动 10.（2020·浙江选考，19）在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，能得到无水MgCl2。下列说法不正确的是(　　) A．MgCl2·nH2O(s)=MgCl2·(n－1)H2O(s)＋H2O(g)　ΔH＞0 B．MgCl2·2H2O(s)=Mg(OH)2(s)＋2HCl(g)，HCl气流可抑制反应进行 C．MgCl2·H2O(s)=Mg(OH)Cl(s)＋HCl(g)，升高温度，反应更易发生 D．MgCl2·4H2O(s)=MgCl2·2H2O(s)＋2H2O(g)，HCl气流可抑制反应进行 11.(2020·浙江卷，18)5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液与1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是(　　) A．加入苯，振荡，平衡正向移动 B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度 C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动 D．该反应的平衡常数K＝ 12.(2020·天津卷，12)已知[Co(H2O)6]2＋呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡： [Co(H2O)6]2＋＋4Cl－[CoCl4]2－＋6H2O　ΔH 用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下： 以下结论和解释正确的是(　　) A．等物质的量的[Co(H2O)6]2＋和[CoCl4]2－中σ键数之比为3∶2 B．由实验①可推知ΔH<0 C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动 D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－ 13.(2020·北京卷，10)一定温度下，反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)＝0.11 mmol·L－1，c(HI)＝0.78 mmol·L－1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(　　) A B C D c(I2)/mmol·L－1 1.00 0.22 0.44 0.11 c(H2)/mmol·L－1 1.00 0.22 0.44 0.44 c(HI)/mmol·L－1 1.00 1.56 4.00 1.56 (注：1 mmol·L－1＝10－3 mol·L－1) 微题点2 化学平衡移动的应用 1.(2025·甘肃，4)CO2加氢转化成甲烷，是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525 ℃、101 kPa下，CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-185 kJ·mol-1。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是(　　) A.减小体系压强 B.升高温度 C.增大H2浓度 D.恒容下充入惰性气体 2.[2025·湖北，19(5)(6)]CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题： (5)CaH2(s)产生H2的可能反应：①CaH2(s)Ca(s)+H2(g)或②CaH2(s)+2H2O(g)Ca(OH)2(s)+2H2(g)。将CaH2(s)放在含微量水的N2气流中，在200 ℃至300 ℃的升温过程中固体质量一直增加，由此可断定H2的来源之一是反应　　　　　　(填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是H2的来源，必须进行的实验是　　　　　　　　　　　　。  (6)已知3H2(g)+Fe2O3(s)3H2O(g)+2Fe(s)。研究表明，在相同温度下，用CaH2(s)还原Fe2O3(s)比直接用H2(g)还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因：　　　　　　　　　　　。  3.(2023·北京，4)下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钢放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 4.（2022·天津卷，6）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是(　　) A．SO3的平衡浓度增大 B．反应平衡常数增大 C．正向反应速率增大 D．SO2的转化总量增大 5.（2022·重庆卷，17）反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在工业上有重要应用。 (1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。 温度/℃ 700 800 830 1 000 平衡常数 1.67 1.11 1.00 0.59 ①反应的ΔH__________0(填“>”“<”或“＝”)。 ②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是 ________________________________________________________________________。 (2)该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。 ①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是__________________ _______________________________________________________________________________。 ②某温度下，H2在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：H22H，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是__________(填字母)。 A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 B．过程2的ΔH＞0 C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离 D．H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为放热反应 ③同温同压下，等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比为__________。 (3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。 ①固体电解质采用__________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②阴极的电极反应式为__________________________________________________________。 ③同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)＝a∶b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则CO的转化率为__________(用a，b，y表示)。 6.(2022·海南卷8)某温度下，反应CH2==CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　) A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的CH2==CH2(g)，CH2==CH2(g)的平衡转化率增大 7.（2020·海南卷（新高考），6）NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应： CO(g)+ NO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH= -374.3 kJ·mol-1 K=2.5×1060，反应速率较小。有关该反应的说法正确的是(　　) A．K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全 B．增大压强，平衡将向右移动，K> 2.5×1060 C．升高温度，既增大反应速率又增大K D．选用适宜催化剂可达到尾气排放标准 8.(2020·浙江卷，20)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是(　　) A．温度0 ℃、压强50 kPa B．温度130 ℃、压强300 kPa C．温度25 ℃、压强100 kPa D．温度130 ℃、压强50 kPa 题点3 化学平衡图像分析及应用 1.(2025·山东，10)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　) A.a线所示物种为固相产物 B.T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D.T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 2.（2023·浙江（1月选考）卷，19）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ·mol－1，K1 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ·mol－1，K2 请回答： (1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是__________(填字母)。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (2)反应CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1，K＝________(用K1，K2表示)。 (3)恒压、750 ℃时，CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 ①下列说法正确的是______(填字母)。 A．Fe3O4可循环利用，CaO不可循环利用 B．过程ⅱ，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移 C．过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程ⅲ被排出 D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1 mol CO2需吸收的能量更多 ②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因：_________________________________________。 (4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R＝Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。 ①常压下CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在 图2中画出400～1 000 ℃之间R的变化趋势，并标明1 000 ℃时R值。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法不正确的是________(填字母)。 A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率 B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高 C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小 D．改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大 3.(2023·全国乙卷，28)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题： (1)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示： 根据上述实验结果，可知x＝____________，y＝____________。 (2)已知下列热化学方程式： FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1 则FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时pSO3－T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝____________kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝________(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时＝____________(用、表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，则＝__________kPa，Kp(Ⅱ)＝__________kPa(列出计算式)。 4.(2023·山东，14)一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下： 已知反应初始E的浓度为0.10 mol·L－1，TFAA的浓度为0.08 mol·L－1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是(　　) A．t1时刻，体系中有E存在 B．t2时刻，体系中无F存在 C．E和TFAA反应生成F的活化能很小 D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08 mol·L－1 5.（2023·重庆卷，14）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的 B．点反应Ⅰ的平衡常数 C．点的压强是的3倍 D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 6.（2021·湖南卷，11）已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 B．t2时改变的条件：向容器中加入C C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ) D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 7.（2021·湖南卷，16）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。 方法Ⅰ.氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8 在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题： (1)反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)已知该反应的ΔS＝198.9 J·mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？____________(填字母)。 A．25 ℃ B．125 ℃ C．225 ℃ D．325 ℃ (3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 ①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)； ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是____(用图中a、b、c、d表示)，理由是__________________________ ________________________________________________________________________； ③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝________。 (已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)　Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。 方法Ⅱ.氨电解法制氢气 利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。 (4)电解过程中OH－的移动方向为____________(填“从左往右”或“从右往左”)。 (5)阳极的电极反应式为__________________________________________________。 8.(2021·天津卷，16）CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)。回答下列问题： (1)CH4的电子式为__________________，CS2分子的立体构型为____________________。 (2)某温度下，若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中，S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。 ①当CS2的体积分数为10%时，CH4的转化率为________________________。 ②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是______________________(填序号)。 a．气体密度 b．气体总压 c．CH4与S2体积比 d．CS2的体积分数 (3)一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如下图所示。据图分析，生成CS2的反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650 ℃的条件下进行此反应，不采用低于600 ℃的原因是____________________________________________。 (4)用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S转化为单质硫S)，可实现废物利用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式：____________________________________________。 9.（2021·江苏卷，14）NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，NH3的转化率、生成N2的选择性[ 100%]与温度的关系如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大 B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大 C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃ D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂 10.(2020·江苏卷，15)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应 CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝247.1 kJ·mol－1 H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g)　ΔH＝41.2 kJ·mol－1 在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率 B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化 C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠 D．恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值 11.(2020·天津卷，16)利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用。回答下列问题： Ⅰ.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物 (1)图1为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为______________________。 (2)若将该催化剂置于Na2SO3溶液中，产物之一为，另一产物为____________。若将该催化剂置于AgNO3溶液中，产物之一为O2，写出生成另一产物的离子反应式______________。 Ⅱ.用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应) CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH (3)某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为a mol·L－1和3a mol·L－1，反应平衡时，CH3OH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为___________________。 (4)恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。 ①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为________________________________。 ②P点甲醇产率高于T点的原因为______________________________________________。 ③根据图2，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为____________ ℃。 Ⅲ.调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放 (5)的空间构型为______________________。已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c(H2CO3)∶c()∶c()＝1∶________∶________。 12.(2020·山东卷，18)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 回答下列问题： (1)ΔH3＝________ kJ·mol－1。 (2)一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为__________ mol·L－1 (用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为__________。 (3)不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率＝×100% CH3OH的平衡产率＝×100% 其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图__________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_______________________________________________________________________________。 (4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为_____(填标号)。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压 题点4 化学平衡常数及相关计算 1.(2025·新课标卷，28)乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： (1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为-874 kJ·mol-1、-1 367 kJ·mol-1和-2 238 kJ·mol-1，则酯化反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。  (2)酯化反应中的3种有机物的沸点从高到低的顺序为　　　　　　，原因是　　　　　。 (3)在常压和353.15 K时，初始组成n(CH3COOH)∶n(C2H5OH)=3∶1、NaHSO4作催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。 平衡时乙酸的转化率α=　　　　　　　　%，平衡常数K=　　　　　　　(保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为r=k+c(CH3COOH)c(C2H5OH)-k-c(CH3COOC2H5)c(H2O)，其中k+=1.0×10-5 L·mol-1·s-1，则k-=　　　L·mol-1·s-1(保留2位有效数字)。  (4)研究发现，难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率，原因是　　　　　。 若要提高乙酸乙酯的产率，可以采用的方法是　　　　　　　　　　　(举1例)。  2．(2025·重庆，17)水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 (1)天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：，c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 ①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是 。 ② (填“>”“=”或者“<”)。 (2)用如图所示电化学装置进行如下实验。 ①用实验：在左侧通入，产物为，盐桥中移向装置的 (填“左侧”或者“右侧”)，电池的总反应为 。 ②用实验：在一侧通入，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为 。 (3)利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 3.（2022·福建卷，13）异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下： Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋52 kJ·mol－1 Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)　ΔH2＝－97 kJ·mol－1 回答下列问题： (1)已知2C3H8O(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋8H2O(g)　ΔH＝－3 750 kJ·mol－1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为__________________。 (2)在1 350 ℃下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间/μs 0 4 8 12 t 20 H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100 ①4～8 μs内，v(C3H8O)＝________ppm·μs－1； ②t________(填“>”“<”或“＝”)16。 (3)在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是________(填字母)。 a．H2O(g)的分压不变 b．混合气体密度不变 c．n(C3H6)＝2n(C6H12) d．v正(H2O)＝v逆(C3H8O) (4)在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为________。 (5)如图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lg Qp与温度的关系曲线。[已知：对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，任意时刻Qp＝，式中p(X)表示物质X的分压] ①在350 ℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的________(填“甲”“乙”或“丙”)点，判断依据是________________________________。 ②350 ℃时，在密闭容器中加入一定量的C3H8O，体系达到平衡后，测得C6H12的分压为x MPa，则水蒸气的分压为________MPa(用含x的代数式表示)。 4.(2022·广东卷)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。 (1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。 ①完成化学方程式：(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋______＋______。 ②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为__________(列式表示)。 ③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线：________(用“→”表示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡： (ⅰ)Cr2O(aq)＋H2O(l)2HCrO(aq)　K1＝3.0×10－2(25 ℃) (ⅱ)HCrO(aq)CrO(aq)＋H＋(aq)　K2＝3.3×10－7(25 ℃) ①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有__________。 A．加入少量硫酸，溶液的pH不变 B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加 C．加入少量NaOH溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动 D．加入少量K2Cr2O7固体，平衡时c2(HCrO)与c(Cr2O)的比值保持不变 ②25 ℃时，0.10 mol·L－1K2Cr2O7溶液中lg随pH的变化关系如图。当pH＝9.0时，设Cr2O、HCrO与CrO的平衡浓度分别为x mol·L－1、y mol·L－1、z mol·L－1，则x、y、z之间的关系式为__________＝0.10；计算溶液中HCrO的平衡浓度__________________________________________(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 ③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(λ)有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长(λmax)取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液，测得其A随λ的变化曲线如图，波长λ1、λ2和λ3中，与CrO的λmax最接近的是__________；溶液pH从a变到b的过程中，的值__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 5.（2022·辽宁卷，12）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段/ 产物Z的平均生成速率/ 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是(　　) A．时，Z的浓度大于 B．时，加入，此时 C．时，Y的体积分数约为33.3% D．时，X的物质的量为 6.（2022·河北卷，16）氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。 (1)时，燃烧生成)放热，蒸发吸热，表示燃烧热的热化学方程式为 。 (2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ. Ⅱ. ①下列操作中，能提高平衡转化率的是 (填标号)。 A．增加用量 B．恒温恒压下通入惰性气体 C．移除 D．加入催化剂 ②恒温恒压条件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应Ⅰ的平衡常数 (写出含有α、b的计算式；对于反应，，x为物质的量分数)。其他条件不变，起始量增加到，达平衡时，，平衡体系中的物质的量分数为 (结果保留两位有效数字)。 (3)氢氧燃料电池中氢气在 (填“正”或“负”)极发生反应。 (4)在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为 。 (5)甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→ (用等代号表示)。 7.（2021·浙江卷，29）“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品， 氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答： (1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是 。 (2)下列说法不正确的是 。 A．可采用碱石灰干燥氯气 B．可通过排饱和食盐水法收集氯气 C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中 D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸 (3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为： Cl2(g)⇌Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p Cl 2(aq) + H2O(l)⇌H+ (aq)+Cl- (aq) + HClO(aq) K2 其中p为Cl2(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。 ①Cl2(g)⇌Cl2(aq)的焓变ΔH1 0。(填”>”、“=”或“<”) ②平衡常数K2的表达式为K2= 。 ③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c= 。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略HClO的电离) (4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为； I.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g) ΔHI=181 mol·L-1，KI=3.4×10-29 II.2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) ΔHII= - 221 mol·L-1，KII=1.2×1048 结合数据说明氯化过程中加碳的理由 。 (5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L-1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是 。 A．适当提高反应温度           B．改变催化剂 C．适当降低反应温度           D．改变反应物浓度 8.（2021·北京卷，16）某小组实验验证“Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。 (1)实验验证 实验Ⅰ.将0.010 0 mol·L－1 Ag2SO4溶液与0.040 0 mol·L－1 FeSO4溶液(pH＝1)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。 实验Ⅱ.向少量Ag粉中加入0.010 0 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液(pH＝1)，固体完全溶解。 ①取Ⅰ中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。现象是______________________________。 ②Ⅱ中溶液选用Fe2(SO4)3，不选用Fe(NO3)3的原因是________________________________。 综合上述实验，证实“Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag↓”为可逆反应。 ③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图，写出操作及现象：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)测定平衡常数 实验Ⅲ.一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取V mL上层清液，用c1 mol·L－1 KSCN标准溶液滴定Ag＋，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液V1 mL。 资料：Ag＋＋SCN－AgSCN↓(白色) K＝1012 Fe3＋＋SCN－FeSCN2＋(红色) K＝102.3 ①滴定过程中Fe3＋的作用是__________________________________________________。 ②测得平衡常数K＝______________________。 (3)思考问题 ①取实验Ⅰ的浊液测定c(Ag＋)，会使所测K值____________(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。 ②不用实验Ⅱ中清液测定K的原因是________________________。 9.（2021·广东卷，19）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： (a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 (b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 (c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH3 (d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)　ΔH4 (e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)　ΔH5 (1)根据盖斯定律，反应a的ΔH1 ＝ ______________(写出一个代数式即可)。 (2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_____________。 A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率 D．降低反应温度，反应a～e的正、逆反应速率都减小 (3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分________步进行，其中，第______步的正反应活化能最大。 (4)设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0 ＝100 kPa)。 反应a、c、e的ln K随(温度的倒数)的变化如图2所示。 ①反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。 ②反应c的相对压力平衡常数表达式为Kr p＝________。 ③在图2中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程。 (5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：______________________。 10.（2021·河北卷，16）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 (1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5 (1)则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离： ①CO2(g)CO2(aq) ②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HCO(aq) 25 ℃时，反应②的平衡常数为K2。 溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压＝总压×物质的量分数)，比例系数为y mol·L－1·kPa－1，当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H＋浓度为__________mol·L－1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO的电离)。 (3)105 ℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46 kPa。 保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5 kPa，CO2(g)的初始压强应大于__________kPa。 (4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题： ①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在________(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。 Ⅰ.2CO2＋2e－===C2O　 Ⅱ.C2O===CO2＋CO Ⅲ.__________________　 Ⅳ.CO＋2Li＋===Li2CO3 ②研究表明，电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。 Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为____________________________________________。 Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H＋被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图。由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为________________(用a、b、c字母排序)。 11.（2021·山东卷，20）2­甲氧基­2­甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： (1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B中相对稳定的是__________(用系统命名法命名)；的数值范围是________(填标号)。 A．<－1 B．－1～0 C．0～1 D．>1 (2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0 mol TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，则平衡体系中B的物质的量为__________mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)＝__________。 (3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353 K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为______(填“X”或“Y”)；t＝100 s时，反应Ⅲ的正反应速率v正______逆反应速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。 12.（2020·浙江选考，29）研究NOx之间的转化具有重要意义。 (1)已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞0  将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。 ①下列可以作为反应达到平衡的判据是 。 A． 气体的压强不变              B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) C．K不变   D．容器内气体的密度不变     E．容器内颜色不变 ②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数Kp＝ (对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。 ③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线 。 (2) NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。 Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1 Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g) ΔH2 ①决定NO氧化反应速率的步骤是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度 (填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因 。 题点5 化学速率、平衡图像综合分析 1.(2025·安徽，11)恒温恒压密闭容器中，t=0时加入A(g)，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是(　　) A.该条件下= B.0~t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C.若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM，平衡均变大 D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，升高温度则xA，平衡变大 2.(2024·全国甲卷，28)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： (1)已知如下热化学方程式： CH4(g)+Br2Br(g)+HBr(g)　ΔH1=-29 kJ·mol-1 3CH3Br(g)C3H6(g)+3HBr(g)　ΔH2=+20 kJ·mol-1 计算反应3CH4(g)+3Br2(g)C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=　　　　　　 kJ·mol-1。  (2)CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br会进一步溴化。将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器，平衡时，n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (ⅰ)图中CH3Br的曲线是　　　　(填“a”或“b”)。  (ⅱ)560 ℃时，CH4的转化率α=　　　　，n(HBr)=　　　　mmol。  (ⅲ)560 ℃时，反应CH3Br(g)+Br2(g)CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常数K=　　　　　。  (3)少量I2可提高生成CH3Br的选择性。500 ℃时，分别在有I2和无I2的条件下，将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (ⅰ)在11~19 s之间，有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比=　　　　　　　。  (ⅱ)从图中找出I2提高了CH3Br选择性的证据：　　　　　　。  (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ①I2(g)·I(g)+·I(g) ②·I(g)+CH2Br2(g)IBr(g)+·CH2Br(g) ③·CH2Br(g)+·Br(g) ④·Br(g)+CH4(g)HBr(g)+·CH3(g) ⑤·CH3Br(g)+·I(g) ⑥·I(g)+·I(g)I2(g) 根据上述机理，分析I2提高CH3Br选择性的原因：　　　　　　　　　　　　。  3.(2024·吉林，10)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 (　　) A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B.该温度下的平衡常数：①>② C.0~3 h平均速率(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 4.(2024·北京，16)HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。 (1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为：H2SO4(浓)+NaNO3NaHSO4+HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和　　　　　。  (2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。 ①第Ⅰ步反应的化学方程式为　　　　　。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2n mol NO和n mol O2进行反应。在不同压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因：　　　　　　　　　　。  (3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　。  ②研究发现：N2转化可能的途径为N2NO。电极a表面还发生ⅲ.H2O→O2。ⅲ的存在，有利于途径ⅱ，原因是　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因　　　　　　　　　　　　　　　。  方法三为N2的直接利用提供了一种新的思路。 5.[2024·甘肃，17(2)]在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3：3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)。773 K，2 L密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4 mol H2和0.1 mol SiCl4气体反应，SiCl4转化率随时间的变化如下图所示： ①0~50 min，经方式　　　　处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)=　　　　 mol·L-1·min-1。  ②当反应达平衡时，H2的浓度为　　　　 mol·L-1，平衡常数K的计算式为　　　　　　　　　。  ③增大容器体积，反应平衡向　　　　移动。  6.(2024·江苏，13)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH1=41.2 kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2 225 ℃、8×106Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B.反应②的焓变ΔH2>0 C.L6处的H2O的体积分数大于L5处 D.混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率 7.(2024·江苏，17)氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 (1)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有　　　　　；含CO和H2各1 mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得　　　　　 mol H2。  (2)一定条件下，将氮气和氢气按n(N2)∶n(H2)=1∶3混合匀速通入合成塔，发生反应N2+3H22NH3。海绵状的α⁃Fe作催化剂，多孔Al2O3作为α⁃Fe的“骨架”和气体吸附剂。 ①H2中含有CO会使催化剂中毒。CH3COO[Cu]和氨水的混合溶液能吸收CO生成CH3COO[CuCO]溶液，该反应的化学方程式为　　　　　　。 ②Al2O3含量与α⁃Fe表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是　　　　　　　　　　　　。  (3)反应H2+HCOO-+H2O可用于储氢。 ①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中通入H2，HCOO-产率随温度变化如图所示。温度高于70 ℃，HCOO-产率下降的可能原因是　　　　　　　　　　　　。  ②使用含氨基物质(化学式为CN—NH2，CN是一种碳衍生材料)联合Pd⁃Au催化剂储氢，可能机理如图所示。氨基能将控制在催化剂表面，其原理是　　　　　　；  用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在　　　　　　　(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。  8.(2023·全国甲卷，28)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题： (1)已知下列反应的热化学方程式： ①3O2(g)===2O3(g)　K1　ΔH1＝＋285 kJ·mol－1 ②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)　K2　ΔH2＝－329 kJ·mol－1 反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·mol－1，平衡常数K3＝________(用K1、K2表示)。 (2)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300 K的曲线是______(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO＋的转化率为________(列出算式)。 (3)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。 (ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线________(填“c”或“d”)。 (ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD________CHD2OH(填“＞”“＜”或“＝”)。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有________种。 9.(2023·浙江6月选考，14)一定条件下，1-苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可与HCl发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是(　　) A．反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ B．反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ C．增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例 D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 10.(2023·广东，19)配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。 (1)某有机物R能与Fe2＋形成橙红色的配离子[FeR3]2＋，该配离子可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子[FeR3]3＋。 ①基态Fe2＋的3d电子轨道表示式为_____________________________________。 ②完成反应的离子方程式：NO＋2[FeR3]2＋＋3H＋________________＋2[FeR3]3＋＋H2O。 (2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。 用浓度分别为2.0 mol·L－1、2.5 mol·L－1、3.0 mol·L－1的HNO3溶液进行了三组实验，得到c([FeR3]2＋)随时间t的变化曲线如图。 ①c(HNO3)＝3.0 mol·L－1时，在0～1 min内，[FeR3]2＋的平均消耗速率＝_________________。 ②下列有关说法中，正确的有___________________。 A．平衡后加水稀释，增大 B．[FeR3]2＋平衡转化率：αⅢ>αⅡ>αⅠ C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小 D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：tⅢ>tⅡ>tⅠ (3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡： M＋LML　K1 ML＋LML2　K2 研究组配制了L起始浓度c0(L)＝0.02 mol·L－1、M与L起始浓度比不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。 c0(M)/c0(L) S(L) S(ML) S(ML2) 0 1.00 0 0 a x <0.01 0.64 b <0.01 0.40 0.60 注　核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“<0.01”表示未检测到。 ①＝a时，x＝____________。 ②＝b时，平衡浓度比c平(ML2)∶c平(ML)＝____________。 (4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当c0(L)＝1.0×10－5mol·L－1时，测得平衡时各物种随的变化曲线如图。＝0.51时，计算M的平衡转化率______(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 11.(2023·湖南，13)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x＝]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．x1<x2 B．反应速率：vb正<vc正 C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝Kc D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 12.(2023·湖南，16)(14分)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 Ⅰ.苯乙烯的制备 (1)已知下列反应的热化学方程式： ①C6H5C2H5(g)＋O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(g)　ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol－1 ②C6H5CH==CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1 计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝____________kJ·mol－1。 (2)在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入________mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。 (3)在913 K、100 kPa下，以水蒸气作稀释气、Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应： ⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)＋CH2==CH2(g) ⑥C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g) 以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S＝×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是__________________，理由是____________________________________。 (4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是______________。 A．X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构 B．Fe2O3可改变乙苯平衡转化率 C．Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能 D．改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率 Ⅱ.苯乙烯的聚合 苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂，X表示卤素)生成自由基C6H5H2，实现苯乙烯可控聚合。 (5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是_________________________。 (6)室温下，①Cu＋在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]＋，其反应平衡常数为K；②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为__________(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。 13.(2023·新课标卷，29)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝____________kJ·mol－1。 　　　 (2)研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N2*表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为　　　　　(填标号)，理由是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe属于立方晶系，晶胞参数a＝287 pm，密度为7.8 g·cm－3，则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为________________(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝) 　　 ①图中压强由小到大的顺序为________________，判断的依据是________________。 ②进料组成中含有惰性气体Ar的图是________________。 ③图3中，当p2＝20 MPa、xNH3＝0.20时，氮气的转化率α＝________________。该温度时，反应N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝________________(MPa)－1(化为最简式)。 14.(2023·辽宁，12)一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4 B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小 C．该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存 D．总反应为：2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 15.（2022·辽宁卷，17）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： (1)合成氨反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发。 (2) 温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率， 温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用。 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。 (3)方案一：双温-双控-双催化剂。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，的温度为，而的温度为)。 下列说法正确的是 。 a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 b．在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 (4)方案二：复合催化剂。 　　 下列说法正确的是 。 a．时，复合催化剂比单一催化剂效率更高 b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率 c．温度越高，复合催化剂活性一定越高 (5)某合成氨速率方程为：，根据表中数据， ； 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为 。 a．有利于平衡正向移动     b．防止催化剂中毒     c．提高正反应速率 (6)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为 (填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为 。 16.(2022·湖南卷)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．气体的总物质的量：na<nc C．a点平衡常数：K>12 D．反应速率：va正<vb正 17.(2022·山东卷，20)利用γ-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下： 已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压H2氛围下进行，故H2压强近似等于总压。回答下列问题： (1)以5.0×10－3 mol BL或BD为初始原料，在493 K、3.0×103 kPa的高压H2氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热X kJ；以BD为原料，体系从环境吸热Y kJ。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变ΔH(493 K,3.0×103 kPa)＝________kJ·mol－1。 (2)初始条件同上。xi表示某物种i的物质的量与除H2外其他各物种总物质的量之比，xBL和xBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X<Y，则图中表示xBL变化的曲线是________；反应Ⅰ平衡常数Kp＝________kPa－2(保留两位有效数字)。以BL为原料时，t1时刻xH2O＝________，BD产率为________(保留两位有效数字)。 (3)(xBD/xBL)max为达平衡时xBD与xBL的比值。(493 K,2.5×103 kPa)、(493 K,3.5×103 kPa)、(513 K,2.5×103 kPa)三种条件下，以5.0×10－3 mol BL为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，(xBD/xBL)max最大的是________(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到＝1.0所需时间更长，原因是_______________________________。 18.(2022·浙江（选考）卷，19)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　) A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 知识点3 化学反应方向与化学调控 题点1 化学反应方向与判据 1.(2022·浙江（选考）卷，20)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是(　　) A．ΔH和ΔS均大于零 B．ΔH和ΔS均小于零 C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 2.（2021·江苏卷，8）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4 kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH4+、NO3-均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH<0，ΔS<0 B．反应的平衡常数可表示为K= C．使用高效催化剂能降低反应的焓变 D．其他条件相同，增大，NO的转化率下降 3.（2021·浙江卷，17）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是(　　) A．1 mol CH4(g)<1 mol H2(g) B．1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g) C．1 mol H2O(s)>1 mol H2O(l) D．1 mol C(s，金刚石)>1 mol C(s，石墨) 题点2 条件控制在化学反应中的应用 1.(2025·江苏，17)(17分)合成气(CO和H2)是重要的工业原料气。 (1)合成气制备甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO的结构式为C≡O，估算该反应的ΔH需要　　　(填数字)种化学键的键能数据。 (2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯H2。 ①合成气变换。向绝热反应器中通入CO、H2和过量的H2O(g)： CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0 催化作用受接触面积和温度等因素影响，H2O(g)的比热容较大。H2O(g)过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有　　　　　　　。 ②脱碳在钢制吸收塔中进行，吸收液成分：质量分数30%的K2CO3吸收剂、K2CrO4(Cr正价有+3、+6)缓蚀剂等。K2CO3溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是　　　　(填化学式)。K2CrO4减缓设备腐蚀的原理是　　　　　　　　。 (3)研究CH4、H2O(g)与不同配比的铁铈载氧体Fe2O3·(1-x)CeO2，0≤x≤1，Ce是活泼金属，正价有+3、+4]反应，气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下，先后以一定流速通入固定体积的CH4、H2O(g)，依次发生的主要反应： 步骤Ⅰ　CH4CO+2H2 步骤Ⅱ　H2OH2 甲 ①步骤Ⅰ中，产物气体积分数、CH4转化率、与x的关系如图乙所示。x=0时大于理论值2的可能原因有：　　　　；x=0.5时，通入标准状况下300 mL的CH4至反应结束，CO的选择性=×100%=80%，则生成标准状况下CO和H2的总体积为　　　　 mL。 乙 ②x=0.5时，新制载氧体、与CH4反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中，能与H2O(g)反应的物质有　　(填化学式)。 丙 ③结合图示综合分析，步骤Ⅰ中Fe2O3的作用、气体分步制备的价值：　　　　。 2．(2024·浙江1月选考，19)通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。 请回答： (1)某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH，装置如图1。电极B上的电极反应式是________________________________________________________________________。 (2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下： Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)===HCOOH(g)　ΔH2＝－378.7 kJ·mol－1 Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)　ΔH3 ①ΔH3＝________ kJ·mol－1。 ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO2和H2的投料浓度均为1.0 mol·L－1，平衡常数K＝2.4×10－8，则CO2的平衡转化率为______________。 ③用氨水吸收HCOOH，得到1.00 mol·L－1氨水和0.18 mol·L－1甲酸铵的混合溶液，298 K时该混合溶液的pH＝________。[已知：298 K时，电离常数Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5、Ka(HCOOH)＝1.8×10－4] (3)为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图2密闭装置中充分搅拌催化剂M的DMSO(有机溶剂)溶液，CO2和H2在溶液中反应制备HCOOH，反应过程中保持CO2(g)和H2(g)的压强不变，总反应CO2＋H2HCOOH的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能E2<E1≪E3(不考虑催化剂活性降低或丧失)。 Ⅳ：M＋CO2Q　　　　　E1 Ⅴ：Q＋H2L　　　　　　E2 Ⅵ：LM＋HCOOH　　 　E3 ①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是________。 A．v与CO2(g)的压强无关 B．v与溶液中溶解H2的浓度无关 C．温度升高，v不一定增大 D．在溶液中加入N(CH2CH3)3，可提高CO2转化率 ②实验测得：298 K，p(CO2)＝p(H2)＝2 MPa下，v随催化剂M浓度c变化如图3。c≤c0时，v随c增大而增大；c>c0时，v不再显著增大。请解释原因______________________________。 3.(2023·浙江6月选考，19)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1 该反应分两步完成： 3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH1＝－47.2 kJ·mol－1 2Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)　ΔH2 请回答： (1)ΔH2＝__________kJ·mol－1。 (2)恒定总压1.70 MPa和水碳比[n(H2O)/n(CO)＝12∶5]投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压＝总压×该成分的物质的量分数)如下表： p(CO2)/ MPa p(H2)/ MPa p(CH4)/MPa 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K＝____________。 ②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式________________________________________________________________________。 (3)下列说法正确的是____________。 A．通入反应器的原料气中应避免混入O2 B．恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 C．通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 (4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。 ①在催化剂活性温度范围内，图2中b～c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是____________。 A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热 ②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线。 (5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的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附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是__________________________________________________________。 4.(2023·辽宁，18)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 (1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如图1所示。700 ℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、__________和__________(填化学式)。 (2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下： NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO4 2NO＋O2===2NO2 ⅰ.上述过程中NO2的作用为______________________________。 ⅱ.为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是__________________(答出两点即可)。 (3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.9 kJ· mol－1 ⅰ.为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图2所示，下列说法正确的是__________。 a．温度越高，反应速率越大 b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率 c．α越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度 ⅱ.为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如图3所示，催化性能最佳的是__________(填标号)。 ⅲ.设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝__________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。 5.(2022·浙江6月选考)尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4(含SiO2杂质)。已知：MgAl2O4(s)＋4Cl2(g)===MgCl2(s)＋2AlCl3(g)＋2O2(g)　ΔH>0。该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3，同时还可得到副产物SiCl4(SiCl4沸点为58 ℃，AlCl3在180 ℃升华)：MgAl2O4(s)＋4C(s)＋4Cl2(g)MgCl2(s)＋2AlCl3(g)＋4CO(g)。下列说法不正确的是(　　) A．制备时要保持无水环境 B．输送气态产物的管道温度要保持在180 ℃以上 C．氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量 D．为避免产生大量CO2，反应过程中需保持炭过量 6.(2022·浙江6月选考)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。 (1)回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧，产生的SO2与其余H2S混合后反应： 2H2S(g)＋SO2(g)S8(s)＋2H2O(g)。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H2S)＝2.0×10－5mol·L－1、c(SO2)＝5.0×10－5 mol·L－1、c(H2O)＝4.0×10－3 mol·L－1，计算该温度下的平衡常数K＝__________。 (2)热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应： Ⅰ.2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH1＝＋170 kJ·mol－1 Ⅱ.CH4(g)＋S2(g)CS2(g)＋2H2(g)　ΔH2＝＋64 kJ·mol－1 总反应： Ⅲ.2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g) 投料按体积之比V(H2S)∶V(CH4)＝2∶1，并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H2和CS2体积分数如下表： 温度/℃ 950 1 000 1 050 1 100 1 150 H2/V(%) 0.5 1.5 3.6 5.5 8.5 CS2/V(%) 0.0 0.0 0.1 0.4 1.8 请回答： ①反应Ⅲ能自发进行的条件是____________________________________________。 ②下列说法正确的是______。 A．其他条件不变时，用Ar替代N2作稀释气体，对实验结果几乎无影响 B．其他条件不变时，温度越高，H2S的转化率越高 C．由实验数据推出H2S中的S—H键强于CH4中的C—H键 D．恒温恒压下，增加N2的体积分数，H2的浓度升高 ③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。 ④在1 000 ℃，常压下，保持通入的H2S体积分数不变，提高投料比[V(H2S)∶V(CH4)]，H2S的转化率不变，原因是_____________________________________________________。 ⑤在950 ℃～1 150 ℃范围内(其他条件不变)，S2(g)的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析原因________________________________________________________。 7.（2021·福建卷，13）化学链燃烧()是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术，与传统燃烧方式相比，避免了空气和燃料的直接接触，有利于高效捕集。基于载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下。 空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为： ① ② (1)反应 。 (2)反应②的平衡常数表达式 。 (3)氧的质量分数：载氧体Ⅰ (填“>”“=”或“<”)载氧体Ⅱ。 (4)往盛有载氧体的刚性密闭容器中充入空气[氧气的物质的量分数x(O2)为21%]，发生反应①。平衡时x(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。时的平衡转化率α(O2)＝ (保留2位有效数字)。 (5)根据上图，x(O2)随温度升高而增大的原因是 。反应温度必须控制在以下，原因是 。 (6)载氧体掺杂改性，可加快化学链燃烧速率。使用不同掺杂的载氧体，反应②活化能如下表所示。 载氧体掺杂物质 氧化铝 膨润土 活化能/ 由表中数据判断：使用 (填“氧化铝”或“膨润土”)掺杂的载氧体反应较快；使用氧化铝或者膨润土掺杂的载氧体，单位时间内燃料反应器释放的热量分别为、，则a b(填“>”“=”或“<”)。 8.（2021·浙江卷，29）含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答： (1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2： Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－11.9 kJ·mol－1，判断该反应的自发性并说明理由：____________________________________。 (2)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ·mol－1。850 K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3 mol·L－1、8.0×10－3mol·L－1和4.4×10－2 mol·L－1。 ①该温度下反应的平衡常数为____________________。 ②平衡时SO2的转化率为__________。 (3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。 ①下列说法正确的是________(填字母)。 A．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3 B．进入接触室之前的气流无需净化处理 C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率 D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率 ②接触室结构如图1所示，其中1～4表示催化剂层。图2所示进程中表示交换过程的是________。 A．a1→b1　 B．b1→a2　 C．a2→b2　 D．b2→a3 E．a3→b3　 F．b3→a4　 G．a4→b4 ③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)。 (4)一定条件下，在Na2S­H2SO4­H2O2溶液体系中，检测得到pH时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化，可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。 Ⅰ.S2－＋H＋===HS－； Ⅱ.①________________________________________________________________________； Ⅲ.HS－＋H2O2＋H＋===S↓＋2H2O； Ⅳ.②________________________________________________________________________。 知识点4 化学反应历程与变化 题点1 化学反应历程微粒及化学键变化 1.(2025·新课标卷，12)研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应H2OH++HO·+e-。三唑水溶液微滴表面接触CO2发生反应，可能的反应机理如图所示。 根据上述反应机理，下列叙述错误的是(　　) A.三唑在反应循环中起催化作用 B.CO2换成C18O2，可生成O2 C.碳原子轨道的杂化存在从sp到sp2的转变 D.总反应为2H2O+CO2H2O2+HCOOH 2.(2025·江苏，10)CO2与N通过电催化反应生成CO(NH2)2，可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是(　　) A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成 B.过程Ⅱ中N发生了氧化反应 C.电催化CO2与N生成CO(NH2)2的反应方程式：CO2+2N+18H+CO(NH2)2+7H2O D.常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生产CO(NH2)2 3.(2025·湖南，14)环氧化合物是重要的有机合成中间体，以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯()为原料生产环氧丙烷(的反应机理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.过程中Ⅱ是催化剂 B.过程中有极性键和非极性键的断裂和形成 C.过程中Ti元素的化合价发生了变化 D.丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100 % 4.(2025·河南，13)在MoS2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，其可能的反应机理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A.该反应的原子利用率为100% B.每消耗1 mol O2可生成1 mol CH3COOH C.反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化 D.若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH 5.(2025·北京，10)乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2CHOOCCH3)的过程示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A.①中反应为4CH3COOH+O2+2Pd2Pd+2H2O B.②中生成CH2CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成 C.生成CH2CHOOCCH3总反应的原子利用率为100% D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率 6．(2025·云南，10)铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是 A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 7．(2025·四川，11)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性，反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。 下列说法错误的是 A．步骤①反应为 B．步骤③正、逆反应的活化能关系为 C．在催化循环中起氧化作用 D．步骤③生成的物质Z是 8.(2024·江苏，7)下列有关反应描述正确的是 (　　) A.CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—O键 B.氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程 C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂σ键和π键 D.石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2 9.(2024·北京，10)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-114.4 kJ·mol-1。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是 (　　) A.Y为反应物HCl，W为生成物H2O B.反应制得1 mol Cl2，须投入2 mol CuO C.升高反应温度，HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小 D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 10.(2023·湖南卷，)N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L-Ru—NH3]＋表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配体NH3失去质子能力增强 B．M中Ru的化合价为＋3 C．该过程有非极性键的形成 D．该过程的总反应式：4NH3－2e－===N2H4＋2NH 11.(2023·新课标卷，12)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，其反应历程如下所示。 下列说法错误的是(　　) A．NH2OH、NH3和H2O均为极性分子 B．反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成 C．催化中心的Fe2＋被氧化为Fe3＋，后又被还原为Fe2＋ D．将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2 12.(2023·江苏，10)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔS<0 B．该反应的平衡常数K＝ C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用 D．该反应中每消耗1 mol H2S，转移电子的数目约为2×6.02×1023 13.（2022·辽宁卷，10）利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是(　　) A．总反应为加成反应 B．Ⅰ和Ⅴ互为同系物 C．Ⅵ是反应的催化剂 D．化合物X为 14.（2022·江苏卷，17）氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。 (1)“CuCl­H2O热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图1所示。 ①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性CuCl溶液，阴极区为盐酸，电解过程中CuCl转化为CuCl。电解时阳极发生的主要电极反应为__________(用电极反应式表示)。 ②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有__________(填元素符号)。 (2)“Fe­HCO­H2O热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收CO2制得的NaHCO3溶液反应，生成H2、HCOONa和Fe3O4；Fe3O4再经生物柴油副产品转化为Fe。 ①实验中发现，在300 ℃时，密闭容器中NaHCO3溶液与铁粉反应，反应初期有FeCO3生成并放出H2，该反应的离子方程式为__________________________。 ②随着反应进行，FeCO3迅速转化为活性Fe3O4－x，活性Fe3O4－x是HCO转化为HCOO－的催化剂，其可能反应机理如图2所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为____________________________________。 ③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、HCOO－的产率随c(HCO)变化如图3所示。HCOO－的产率随c(HCO)增加而增大的可能原因是_______________________________________。 (3)从物质转化与资源综合利用角度分析，“Fe­HCO­H2O热循环制氢和甲酸”的优点是 ________________________________________________________________________。 15.(2022·山东卷，10)在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．含N分子参与的反应一定有电子转移 B．由NO生成HONO的反应历程有2种 C．增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变 D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少 16.(2022·浙江（选考）卷，24)某课题组设计一种固定CO2的方法，原理如图。下列说法不正确的是(　　) A．反应原料中的原子100%转化为产物 B．该过程在化合物X和I－催化下完成 C．该过程仅涉及加成反应 D．若原料用，则产物为 17.（2021·湖北卷，12）甲烷单加氧酶(s—mmo)含有双核铁活性中心，是O2氧化CH4生成CH3OH的催化剂，反应过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2 B．步骤③有非极性键的断裂和极性键的形成 C．每一步骤都存在铁和氧元素之间的电子转移 D．图中的总过程可表示为：CH4+O2+2H++2e-CH3OH+H2O 18.（2021·浙江卷，24）制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph—代表苯基)。下列说法不正确的是(　　) A．可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯 B．反应过程涉及氧化反应 C．化合物3和4互为同分异构体 D．化合物1直接催化反应的进行 题点2 化学反应历程与能量变化 1.(2025·河南，10)在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g)CH3CHCH2(g)+H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，*CH3CHCH2+2*HCH3CHCH2(g)+H2(g)中部分进程已省略)。 下列说法正确的是(　　) A.总反应是放热反应 B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同 C.和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定 D.①转化为②的进程中，决速步骤为*CH3CH2CH3*CH3CHCH3+*H 2.(2025·河北，12)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应Ga2O3(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2O(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是(　　) A.反应ⅰ是吸热过程 B.反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69 eV C.反应ⅲ包含2个基元反应 D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中 3.[2025·湖北，19(4)]CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题： 研究发现CaH2(s)对Fe2O3(s)的还原性主要来自于其产生的H2。一般认为H2在Fe2O3表面被氧化成H2O有两种可能途径，图2是理论计算得到的相对能量变化图，据此推测途径　　　　(填“a”或“b”)是主要途径。  4.(2024·广东，15)对反应S(g)T(g)(I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，增大，减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图(—为无催化剂， ┈为有催化剂)为 (　　) 5.(2024·北京，13)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是 (　　) A.从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ B.X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物 C.由苯得到M时，苯中的大π键没有变化 D.对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂 6.(2024·安徽，10)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是 (　　) 7.(2024·河北，14)对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。 下列说法错误的是 (　　) A.PDA捕获CO2的反应为 B.路径2是优先路径，速控步骤反应式为 C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同 D.三个路径速控步骤均涉及转化，路径2、3的速控步骤均伴有 PDA再生 8.(2024·贵州，14)AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应，反应过程中CN-的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br，分别生成腈(CH3CH2CN)和异腈(CH3CH2NC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。 由图示信息，下列说法错误的是 (　　) A.从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应 B.过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的α⁃C而形成的 C.Ⅰ中“N—Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C—Ag”之间的作用力弱 D.生成CH3CH2CN放热更多，低温时CH3CH2CN是主要产物 9.(2024·甘肃，10)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 (　　) A.E2=1.41 eV B.步骤2逆向反应的ΔH=+0.29 eV C.步骤1的反应比步骤2快 D.该过程实现了甲烷的氧化 10.（2023·浙江（1月选考）卷，14）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是(　　) A．E6－E3＝E5－E2 B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1 C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1 11.(2023·广东，15)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其他条件相同时，下列说法不正确的是(　　) A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 12.(2023·湖北，19)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下： 回答下列问题： (1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·mol－1和298.0 kJ·mol－1，H—H键能为436.0 kJ·mol－1。估算C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝____________ kJ·mol－1。 (2)图示历程包含________个基元反应，其中速率最慢的是第________个。 (3)C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为________、________。 (4)1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 (5)40H19(g)C40H18(g)＋H·(g)及40H11(g)C40H10(g)＋H·(g)反应的ln K(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，ln K＝－＋c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是________________________。 (6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是________(填标号)。 a．升高温度　　b．增大压强　　c．加入催化剂 13.（2023·重庆卷，17）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 (1)在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题： ①中间体生成吸附态的活化能为 。 ②由生成的热化学方程式为 。 (2)一定条件下，银催化剂表面上存在反应：，该反应平衡压强与温度的关系如下： 401 443 463 10 51 100 ①时的平衡常数 。 ②起始状态Ⅰ中有和，经下列过程达到各平衡状态： 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是 (填字母)。 A．从Ⅰ到Ⅱ的过程 B． C．平衡常数： D．若体积，则 E．逆反应的速率： ③某温度下，向恒容容器中加入，分解过程中反应速率与压强的关系为，k为速率常数(定温下为常数)。当固体质量减少时，逆反应速率最大。若转化率为，则 (用表示)。 (3)可用作固体离子导体，能通过加热制得。上述两种晶体的晶胞示意图如图所示(为了简化，只画出了碘离子在晶胞中的位置)。 ①测定晶体结构最常用的仪器是 (填字母)。 A．质谱仪     B．红外光谱仪     C．核磁共振仪     D．射线衍射仪 ②与晶胞的体积之比为 。 ③测定中导电离子类型的实验装置如图所示。实验测得支管a中质量不变，可判定导电离子是而不是，依据是 。 14.（2022·北京卷，12）某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，高能选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。 已知：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0 下列说法不正确的是(　　) A．温度升高时不利于NO2吸附 B．多孔材料“固定”N2O4，促进2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动 C．制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3 D．每制备0.4 mol HNO3，转移电子数约为6.02×1022 15.(2022·湖南卷)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　) A．进程Ⅰ是放热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用 16.(2022·浙江（选考）卷，18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示： 下列推理不正确的是(　　) A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比 B．ΔH2<ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定 C．3ΔH1<ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键 D．ΔH3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，说明苯分子具有特殊稳定性 17.(2022·浙江（选考）卷，29)(10分)工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。 请回答： (1)在 C和O2的反应体系中： 反应1：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－394 kJ·mol－1 反应2：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566 kJ·mol－1 反应3：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3 ①设y＝ΔH－TΔS，反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是________。 ②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比________。 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 (2)水煤气反应：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131 kJ·mol－1。 工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是__________________________________________。 (3)一氧化碳变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1。 ①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)＝0.25 MPa、p(H2O)＝0.25 MPa、p(CO2)＝0.75 MPa和p(H2)＝0.75 MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。 ②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。 ③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。 A．反应温度愈高愈好 B．适当提高反应物压强 C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气 ④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量－反应过程如图2所示。 用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)： 步骤Ⅰ：________________________________________________________________________； 步骤Ⅱ：________________________________________________________________________。 18.（2021·湖南卷，14）铁的配合物离子(用[L­Fe­H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．该过程的总反应为HCOOHCO2↑＋H2↑ B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低 C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化 D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 19.（2021·山东卷，14）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：＋OH－CH3C18OOH＋CH3O－能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是(　　) . A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步 B．反应结束后，溶液中存在18OH－ C．反应结束后，溶液中存在CH318OH D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变 20.（2020·浙江选考，22）在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是(　　) A．Ea为逆反应活化能，Ea′为正反应活化能 B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea′－Ea C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移 21.(2020·天津卷，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．HCN比HNC稳定 B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 22.(2020·山东卷，14)1,3­丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H＋进攻1,3­丁二烯生成碳正离子()；第二步Br－进攻碳正离子完成1,2­加成或1,4­加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0 ℃和40 ℃时，1,2­加成产物与1,4­加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是(　　) A．1,4­加成产物比1,2­加成产物稳定 B．与0 ℃相比，40 ℃时1,3­丁二烯的转化率增大 C．从0 ℃升至40 ℃，1,2­加成正反应速率增大，1,4­加成正反应速率减小 D．从0 ℃升至40 ℃，1,2­加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 23.(2020·浙江卷，29)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。 相关的主要化学反应有： Ⅰ.C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1＝136 kJ·mol－1 Ⅱ.C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)　ΔH2＝177 kJ·mol－1 Ⅲ.C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)　ΔH3 Ⅳ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH4＝41 kJ·mol－1 已知：298 K时，相关物质的相对能量(如图1)。 可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。例如： H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)＝－44 kJ·mol－1。 请回答： (1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH3＝________ kJ·mol－1。 ②下列描述正确的是________。 A．升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大 B．加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动 C．反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成 D．恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动 ③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：[C2H6(g)＋CO2(g)]―→[C2H4(g)＋H2(g)＋CO2(g)]―→[C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)]，且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJ·mol－1)。根据相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量—反应过程图”，起点从[C2H6(g)＋CO2(g)]的能量－477 kJ·mol－1开始(如图2)。 (2)①CO2和C2H6按物质的量1∶1投料，在923 K和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响，所得实验数据如下表： 催化剂 转化率C2H6/% 转化率CO2/% 产率C2H4/% 催化剂X 19.0 37.6 3.3 结合具体反应分析，在催化剂X作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是________，判断依据是_____________________________________________________________________________。 ②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的量与消耗C2H6的物质的量之比)。在773 K，乙烷平衡转化率为9.1%，保持温度和其他实验条件不变，采用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是___________________________________________________________。 知识点5 化学反应速率与化学平衡综合分析 题点1 单一速率平衡体系的综合分析 (2024·新课标卷，29)Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43 ℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： (1)Ni基态原子价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为a3，镍原子半径为　　　　　　　　。  (2)Ni(CO)4结构如图甲所示，其中含有σ键的数目为　　　　　　　　　　　，Ni(CO)4晶体的类型为　　　　　　　　。  (3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)的ΔH　　　　0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，　　　　　　　　有利于Ni(CO)4的生成(写出两点)。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=　　　　　　　　，该温度下平衡常数Kp=　　　　　　　　 (MPa)-3。  (4)对于同位素交换反应Ni+C18ONiC18O+C16O，20 ℃时反应物浓度随时间的变化关系为ct[Ni]=c0[Ni]e-kt(k为反应速率常数)，则Ni反应一半所需时间=　　　　　　　　(用k表示)。  题点2 多重体系速率图像综合分析 1.（2022·河北卷，13）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是(　　) A．随的减小，反应①、②的速率均降低 B．体系中 C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D．温度低于时，总反应速率由反应②决定 2.（2022·北京卷，14）CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。 下列说法不正确的是(　　) A．反应①为CaO＋CO2===CaCO3；反应②为CaCO3＋CH4CaO＋2CO＋2H2 B．t1～t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C＋2H2 C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率 D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生 3.（2022·江苏卷，13）乙醇­水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝173.3 kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100%，下列说法正确的是(　　) A．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率 4.（2021·湖北卷，19）丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+125kJ·mol-1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-118kJ·mol-1 (1)已知键能：E(C—H)=416kJ·mol-1，E(H—H)=436kJ·mol-1，由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为 kJ。 (2)对于反应Ⅰ，总压恒定为100kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应)，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是 。在温度为T1时，C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示，计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp= kPa(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，保留一位小数)。 (3)在温度为T2时，通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图b所示。0～1.2s生成C3H6的平均速率为 kPa·s-1；；在反应一段时间后，C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为 。 (4)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=2∶13∶85的混合气体，已知某反应条件下只发生如下反应(k，k′为速率常数)： 反应Ⅱ：2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) k 反应Ⅲ：2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g) k′ 实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6)，可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为 ，其理由是 。 题点3 多重速率平衡体系的综合分析 1.(2025·陕晋青宁，17)(15分)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： Ⅰ.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)　ΔH1=+101 kJ·mol-1 Ⅱ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-166 kJ·mol-1 Ⅲ.CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)　ΔH3=+41 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)计算MgCO3(s)+4H2(g)MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=　　　　 kJ·mol-1。 (2)提高CH4平衡产率的条件是　　　　。 A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压 (3)高温下MgCO3分解产生的MgO催化CO2与H2反应生成CH4，部分历程如图甲，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。所示步骤中最慢的基元反应是　　　(填序号)；生成水的基元反应方程式为　　　　　。 (4)100 kPa下，在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 mol发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性=×100% ①表示CH4选择性的曲线是　　　　(填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的Kp=　　　(kPa)-2(列出计算式即可)。 ③在550 ℃下达到平衡时，n(CO)=　　　　 mol。500~600 ℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是　　　　　　　　。 2.(2025·山东，20)(12分)利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： Ⅰ.CaS(s)+2SO2(g)CaSO4(s)+S2(g)　ΔH1 Ⅱ.CaSO4(s)+4H2(g)CaS(s)+4H2O(g)　ΔH2 Ⅲ.SO2(g)+3H2(g)H2S(g)+2H2O(g)　ΔH3 恒容条件下，按1 mol CaS、1 mol SO2和0.1 mol H2投料反应。平衡体系中，各气态物种的lg n随温度的变化关系如图所示，n为气态物种物质的量的值。已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数K=108基本不变。 回答下列问题： (1)反应4H2(g)+2SO2(g)4H2O(g)+S2(g)的焓变ΔH=　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。 (2)乙线所示物种为　　　　(填化学式)。反应Ⅲ的焓变ΔH3　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 (3)T1温度下，体系达平衡时，乙线、丙线所示物种的物质的量相等，若丁线所示物种为a mol，则S2为________ mol(用含a的代数式表示)；此时，CaS与CaSO4物质的量的差值n(CaS)-n(CaSO4)=　　　 mol(用含a的最简代数式表示)。 (4)T2温度下，体系达平衡后，压缩容器体积S2产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，H2S与H2物质的量之比　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，H2O物质的量n(H2O)　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 3.(2025·江苏，13)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应： 反应Ⅰ　C3H8O3(g)3CO(g)+4H2(g)　ΔH>0 反应Ⅱ　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0 反应Ⅲ　CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH<0 1.0×105 Pa条件下，1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.550 ℃时，H2O的平衡转化率为20% B.550 ℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)=11∶25 C.其他条件不变，在400~550 ℃范围，平衡时H2O的物质的量随温度升高而增大 D.其他条件不变，加压有利于增大平衡时H2的物质的量 4.(2025·湖北，19)CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题： (1)已知一定温度下：8 CaH2(s)+6Fe2O3(s)Ca(OH)2(s)+4Fe3O4(s)　ΔH1=m kJ·mol-1 2CaH2(s)+Fe3O4(s)2Ca(OH)2(s)+3Fe(s)　ΔH2=n kJ·mol-1 则3CaH2(s)+2Fe2O3(s)3Ca(OH)2(s)+4Fe(s)的ΔH3=　　　　kJ·mol-1(用m和n表示)。  (2)图1分别是260 ℃、280 ℃和300 ℃下CaH2(s)还原Fe2O3(s)过程中反应体系电阻R(Ω)随反应时间t(h)变化的曲线，可用　　　　(填标号)表示反应的快慢。  a.　　b.-　　c.　　d.- (3)图1中曲线　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。  (4)研究发现CaH2(s)对Fe2O3(s)的还原性主要来自于其产生的H2。一般认为H2在Fe2O3表面被氧化成H2O有两种可能途径，图2是理论计算得到的相对能量变化图，据此推测途径　　　　(填“a”或“b”)是主要途径。  (5)CaH2(s)产生H2的可能反应：①CaH2(s)Ca(s)+H2(g)或②CaH2(s)+2H2O(g)Ca(OH)2(s)+2H2(g)。将CaH2(s)放在含微量水的N2气流中，在200 ℃至300 ℃的升温过程中固体质量一直增加，由此可断定H2的来源之一是反应　　　　　　(填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是H2的来源，必须进行的实验是　　　　　　　　　　　　。  (6)已知3H2(g)+Fe2O3(s)3H2O(g)+2Fe(s)。研究表明，在相同温度下，用CaH2(s)还原Fe2O3(s)比直接用H2(g)还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因：　　　　　　　　　　　。  5.(2025·黑吉辽蒙，18)(14分)乙二醇是一种重要化工原料，以合成气(CO、H2)为原料合成乙二醇具有重要意义。 Ⅰ.直接合成法：2CO(g)+3H2(g)HOCH2CH2OH(g)，不同温度下平衡常数如表所示。 温度 298 K 355 K 400 K 平衡常数 6.5×104 1.0 1.3×10-3 (1)该反应的ΔH　　　　0(填“>”或“<”)。 (2)已知CO(g)、H2(g)、HOCH2CH2OH(g)的燃烧热(ΔH)分别为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1、-c kJ·mol-1，则上述合成反应的ΔH=　　　　 kJ·mol-1(用a、b和c表示)。 (3)实验表明，在500 K时，即使压强(34 MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是　　　　　　(答出1条即可)。 Ⅱ.间接合成法：用合成气和O2制备的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 (4)在2 MPa、Cu/SiO2催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比=52.4，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性=×100%]。 ①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线　　(填图中序号，下同)表示DMO的转化率，曲线　　　　表示MG的选择性。 ②有利于提高A点DMO转化率的措施有　　　　(填序号)。 A.降低温度 B.增大压强 C.减小初始氢酯比 D.延长原料与催化剂的接触时间 ③483 K时，出口处的值为　　　(精确至0.01)。 ④A点反应MG(g)+2H2(g)HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)的浓度商Qx=　　　　(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。 6.(2025·河南，17)(15分)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下： 反应Ⅰ：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH1=+178 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)　ΔH2=+247 kJ·mol-1 反应Ⅲ：H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)　ΔH3=+41 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)Ca位于元素周期表中　　　　区；基态Ni2+的价电子排布式为　　　　　　。 (2)水分子的VSEPR模型与其空间结构模型不同，原因是　　　　　　　。 (3)NixPy的晶胞如图1所示(晶胞参数a=b≠c，α=β=90°，γ=120°)，该物质的化学式为　　　　　　　。 (4)恒压条件下，CH4重整反应可以促进CaCO3分解，原因是　　　　　　　。 (5)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图2所示，反应温度最高的是　　　(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是　　　　。 (6)一定温度、100 kPa下，向体系中加入1.0 mol CaCO3和1.0 mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp=　　　　(保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为　　　　　　　。已知：原位CO2利用率=×100% 【答案】(1)s　3d8　(2)O原子中有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用导致键角减小 (3)Ni2P　(4)CH4重整反应消耗CO2，促进CaCO3的分解反应正向进行　(5)T1　反应Ⅱ 7.(2025·河北，17)(15分)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。 (1)石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。 主反应：EO(aq)+H2O(l)EG(aq)　ΔH<0 副反应：EO(aq)+EG(aq)DEG(aq) 体系中环氧乙烷初始浓度为1.5 mol·L-1，恒温下反应30 min，环氧乙烷完全转化，产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1。 ①0~30 min内，v总(EO)=　　　　　 mol·L-1·min-1。 ②下列说法正确的是　　　　(填序号)。 a.主反应中，生成物总能量高于反应物总能量 b.0~30 min内，v总(EO)=v总(EG) c.0~30 min内，v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1 d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率 (2)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下： 2CO(g)+3H2(g)HOCH2CH2OH(g)　ΔH 按化学计量比进料，固定平衡转化率α，探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图： ①代表α=0.6的曲线为　　　　(填“L1”“L2”或“L3”)；原因是　　　　　　　　。 ②ΔH　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 ③已知：反应aA(g)+bB(g)yY(g)+zZ(g)，Kx=x为组分的物质的量分数。 M、N两点对应的体系，Kx(M)　　　　Kx(N)(填“>”“<”或“=”)，D点对应体系的Kx的值为　　　　。 ④已知：反应αA(g)+bB(g)yY(g)+zZ(g)，Kp=p为组分的分压。调整进料比为n(CO)∶n(H2)=m∶3，系统压强维持p0 MPa，使α(H2)=0.75，此时Kp=　　　 MPa-4(用含有m和p0的代数式表示)。 8.(2025·甘肃，17)(14分)乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质、得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应： 反应1：C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)　ΔH1=-175 kJ·mol-1(25 ℃，101 kPa) 反应2：C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g)　ΔH2=-312 kJ·mol-1(25 ℃，101 kPa) (1)25 ℃，101 kPa时，反应C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)　ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 (2)一定条件下，使用某含Co催化剂，在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。 在60~220 ℃范围内，乙炔转化率随温度升高而增大的原因为　　　(任写一条)，当温度由220 ℃升高至260 ℃。乙炔转化率减小的原因可能为　　　　　　　。在120~240 ℃范围内，反应1和反应2乙炔的转化速率大小关系为v1　　　　v2(填“>”“<”或“=”)，理由为　　　　　　　　。 (3)对于反应1，反应速率v(C2H2)与H2浓度c(H2)的关系可用方程式v(C2H2)=k[c(H2)]α表示(k为常数)。145 ℃时，保持其他条件不变，测定了不同浓度时的反应速率(如表)。当v(C2H2)=1.012×10-4 mol·L-1·s-1时，c(H2)=___________ mol·L-1。 实验组 c(H2)/(mol·L-1) v(C2H2)/(mol·L-1·s-1) 一 4.60×10-3 5.06×10-5 二 1.380×10-2 1.518×10-4 (4)以Pd/W或Pd为催化剂，可在常温常压(25 ℃，101 kPa)下实现乙炔加氢，反应机理如图所示(虚线为生成乙烷的路径)。以　　　　为催化剂时，乙烯的选择性更高，原因为　　　　　　　　。 (图中“*”表示吸附态；数值为生成相应过渡态的活化能) 9.(2025·安徽，17)Ⅰ.通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应： ①HCOOH(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH1=+26.3 kJ·mol-1 ②HCOOH(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-14.9 kJ·mol-1 (1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是　　　　(填标号)。 a.气体密度不变 b.气体总压强不变 c.H2O(g)的浓度不变 d.CO和CO2的物质的量相等 (3)一定温度下，使用某催化剂时反应历程如图甲，反应①的选择性接近100%，原因是　　　　　　　；升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是　　　　　　　。 Ⅱ.甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H2)的重要方法，主要反应有 ③CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ④CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ⑤CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) (4)恒温恒容条件下，可提高CH4平衡转化率的措施有　　　　(填序号)。 a.增加原料中CH4的量 b.增加原料中CO2的量 c.通入Ar气 (5)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar混合气，投料组成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如图乙。 ⅰ.投料组成中Ar含量下降，平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ⅱ.若平衡时Ar的分压为p kPa，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数Kp=　　　　(kPa)2(用含p的代数式表示，Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 10．(2025·云南，17)我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为： Ⅰ．     Ⅱ．   回答下列问题： (1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为 秸秆纤维素 乙醇 (2)对于反应Ⅰ： ①已知  则 。 ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．的体积分数不再变化 D．单位时间内生成，同时消耗 ③反应后从混合气体分离得到，最适宜的方法为 。 (3)恒压100kPa下，向密闭容器中按投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为 。 ②由图中信息可知，乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。 ③270℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则 ，平衡常数 (列出计算式即可；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 11．(2025·四川，18)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： (1)生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为 ， 0(填“>”“<”或“=”)，反应在 (填“高温”或“低温”)自发进行。 (2)恒压时，合成气中增大，(羟基乙醛)单位时间产率降低，其原因是 。 (3)反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则 ，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当 (填“升高”或“降低”)反应温度，理由是 。 (4)若反应在恒容密闭容器中进行，溶剂中甲醛初始浓度为。 ①反应后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为，则甲醛的平均消耗速率 。 ②溶剂中和浓度分别保持为，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为，生成乙二醇的平衡常数 (科学记数，保留小数点后2位)。 12.(2024·山东，15)逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH>0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是 (　　) A.k1>k2 B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：< C.温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D.T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 13.(2024·山东，20)水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下： C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(Ⅰ)　ΔH1>0 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(Ⅱ)　ΔH2<0 CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)(Ⅲ)　ΔH3<0 回答下列问题： (1)C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g)的焓变ΔH=　　　　　　　(用代数式表示)。  (2)压力p下，C-H2O-CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO、CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为　　　　　　　(填化学式)。当温度高于T1时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是　　　　　　。  (3)压力p下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=　　　　　　　；此时气体总物质的量为4.0 mol，则CaCO3(s)的物质的量为 　　　　　　mol；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，p(CO)将　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  14.(2024·贵州，17)在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ.CH4(g)C(s)+2H2(g)　ΔH1=+74.6 kJ·mol-1　ΔS=+80.84 J·mol-1·K-1 ⅱ.6CH4(g)C6H6(l)+9H2(g)　ΔH2 回答下列问题： (1)反应ⅰ在1 000 K时　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。  (2)已知25 ℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的ΔH2=　　　　 kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。  物质 CH4(g) C6H6(l) H2(g) ΔH/(kJ·mol-1) a b c (3)受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是　　　　　。  (4)对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处理后分别用于催化CH4芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为　　　　　，理由是　　　　　。  pH CH4平均转化率/% 芳烃平均产率/% 产物中积碳平均含量/% 2.4 9.60 5.35 40.75 4.0 9.80 4.60 45.85 7.0 9.25 4.05 46.80 10.0 10.45 6.45 33.10 12.0 9.95 4.10 49.45 (5)973 K、100 kPa下，在某密闭容器中按n(C6H6)∶n(CH4)=1∶5充入气体，发生反应C6H6(g)+CH4(g)C7H8(g)+H2(g)，平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，则C6H6的平衡转化率为　　　　　， 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，列出计算式即可)。  (6)引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下： (两个反应可视为同级数的平行反应) 对于同级数的平行反应有==，其中v、k分别为反应速率和反应速率常数，Ea为反应活化能，A1、A2为定值，R为常数，T为温度，同一温度下是定值。已知Ea，苯<Ea，二甲苯，若要提高苯的产率，可采取的措施有　　　　　　　　　　。 15.(2024·河北，17)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4⁃二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 (1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)　ΔH=-67.59 kJ·mol-1。 ①若正反应的活化能为E正 kJ·mol-1，则逆反应的活化能E逆=　　　　　 kJ·mol-1(用含E正的代数式表示)。  ②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p，p0为体系初始压强，p0=240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为　　　　　　，判断依据为　　　　　　。  M点Cl2的转化率为　　　　　　，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp=　　　　　　 kPa-1。  ③下图曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是　　　　　　(填序号)。  (2)1，4⁃二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时的反应过程为 以上各反应的速率方程均可表示为v=kc(A)c(B)，其中c(A)、c(B)分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(k1~k5分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5=100∶21∶7∶4∶23。 ①30 min时，c(X)=6.80 mol·L-1，且30~60 min内v(X)=0.042 mol·L-1·min-1，反应进行到60 min时，c(X)= 　　　　 mol·L-1。  ②60 min时，c(D)=0.099 mol·L-1，若0~60 min产物T的含量可忽略不计，则此时c(G)=　　　　　　 mol·L-1；60 min后，随T的含量增加，　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  16.(2024·湖南，18)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂生产CH2CHCN的流程如下： 已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定； ②反应釜Ⅰ中发生的反应： ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5(g)CH2CHCOOC2H5(g)+H2O(g)　ΔH1 ③反应釜Ⅱ中发生的反应： ⅱ：CH2CHCOOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCONH2(g)+C2H5OH(g)　ΔH2 ⅲ：CH2CHCONH2(g)CH2CHCN(g)+H2O(g)　ΔH3 ④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。 回答下列问题： (1)总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)　ΔH=　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代数式表示)。  (2)进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)∶n(C2H5OH)=1∶2，出料中四种物质(CH2CHCOOC2H5、CH2CHCN、C2H5OH、H2O)的流量(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图： ①表示CH2CHCN的曲线是　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)。  ②反应釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是　　　　　　　。  ③出料中没有检测到CH2CHCONH2的原因是　　　　　　。  ④反应11 h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是　　　　　　。  (3)催化剂TiO2再生时会释放CO2，可用氨水吸收获得NH4HCO3。现将一定量的NH4HCO3固体(含0.72 g水)置于密闭真空容器中，充入CO2和NH3，其中CO2的分压为100 kPa，在27 ℃下进行干燥。为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于　　　　　　　kPa[已知p(H2O)=2.5×102 kPa·mol-1×n(H2O)，NH4HCO3分解的平衡常数Kp=4×104(kPa)3]。  (4)以CH2CHCN为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4，其阴极反应式　　　　　　　　　　　　。  17.(2024·安徽，17)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题： 乙烷制乙烯 (1)C2H6氧化脱氢反应：2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH1=-209.8 kJ·mol-1 C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH2=+178.1 kJ·mol-1 计算： 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) 　ΔH3=　　　　　kJ·mol-1 。  (2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH4，C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则ΔH4　　　　　0(填“>”“<”或“=”)。结合下图，下列条件中，达到平衡时转化率最接近40%的是　　　　　(填标号)。  a.600 ℃，0.6 MPa b.700 ℃，0.7 MPa c.800 ℃，0.8 MPa (3)一定温度和压强下，反应ⅰC2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　Kx1 反应ⅱ C2H6(g)+H2(g)2CH4(g)　Kx2 (Kx2远大于Kx1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数) ①仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25.0%，计算Kx1=　　　　　 。  ②同时发生反应ⅰ和ⅱ时。与仅发生反应ⅰ相比，C2H4的平衡产率　　　　　 (填“增大”“减小”或“不变”)。  乙烷和乙烯混合气的分离 (4)通过Cu+修饰的Y分子筛的吸附⁃脱附。可实现C2H4和C2H6混合气的分离。Cu+的　　　　　与C2H4分子的π键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4和C2H6的优点是　　　　　。  (5)常温常压下，将C2H4和C2H6等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是　　　　　(填标号)。  A.前30 min，两种气体均未被吸附 B.p点对应的时刻，出口气体的主要成分是C2H6 C.a~b对应的时间段内，吸附的C2H6逐渐被C2H4替代 18.(2024·吉林，18)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K。将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： (1)ΔS　　　　　0(填“>”或“<”)；T3=　　　　　℃。  (2)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH=　　　　　kJ·mol-1。  H2O(l)H2O(g)　ΔH2=+44.0 kJ·mol-1 H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH3=-184.6 kJ·mol-1 (3)下列措施可提高M点HCl转化率的是　　　　　(填标号)。  A.增大HCl的流速 B.将温度升高40 ℃ C.增大n(HCl)∶n(O2) D.使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是 　。 (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K=　　　　　(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。  (6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强，TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示，二者晶胞体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则Ru的相对原子质量为　　　　　(精确至1)。  19.(2024·浙江6月选考，11)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)　ΔH1>0 Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)　ΔH2>0 向容积为10 L的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得5 min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是 (　　) 温度(℃) 400 500 600 乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性=×100% A.反应活化能：Ⅰ<Ⅱ B.500 ℃时，0~5 min反应Ⅰ的平均速率为：v(C2H4)=2.88×10-3 mol·L-1·min-1 C.其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 D.其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 20.(2024·江苏，14)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。 (1)钕铁硼在空气中焙烧转化为Nd2O3、Fe2O3等(忽略硼的化合物)，用0.4 mol·L-1盐酸酸浸后过滤得到NdCl3溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率(×100%)随浸取时间变化如图所示。 ①含铁滤渣的主要成分为　　　　　　　(填化学式)。  ②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)含铁滤渣用硫酸溶解，经萃取、反萃取提纯后，用于制备铁酸铋。 ①用含有机胺(R3N)的有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的Fe2溶液，原理为： SO4+Fe3++H2OH++Fe(OH)(有机层) 已知：SO4+H++2(R3NH·HSO4) 其他条件不变，水层初始pH在0.2~0.8范围内，随水层pH增大，有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②反萃取后，Fe2经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上，O原子未画出)，其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)=　　　　　　　。  (3)净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。 ①向NdCl3溶液中加入CO3溶液，Nd3+可转化为Nd(OH)CO3沉淀。该反应的离子方程式为　　　　。 ②将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g·mol-1)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600 ℃时，所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c，通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)∶n()的比值　　　　　　　(写出计算过程)。  21.(2023·江苏，13)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－164.7 kJ·mol－1 CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝41.2 kJ·mol－1 在密闭容器中，1.01×105 Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性可表示为×100%。下列说法正确的是(　　) A．反应2CO(g)＋2H2(g)===CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝－205.9 kJ·mol－1 B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530 ℃ D．450 ℃时，提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值 22.(2023·江苏，17)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 (1)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。 “吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为___________________；载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2，其原因是_________________ ________________________________________________________________________。 (2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一、尿素合成主要通过下列反应实现 反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)===NH2COONH4(l) 反应Ⅱ：NH2COONH4(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的ΔH__________(填“＝0”“>0”或“<0”)。 ②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿素转化为氰酸铵(NH4OCN)等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为n(NH3)∶n(CO2)＝4∶1，其实际投料比值远大于理论值的原因是_____________________。 (3)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。 FE%＝×100% 其中，QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为______________(填化学式)。 ②当电解电压为U2V时，阴极由HCO生成CH4的电极反应式为_______________________。 ③当电解电压为U3V时，电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为_______(写出计算过程)。 23.(2023·山东，15)在含HgI2(s)的溶液中，一定c(I－)范围内，存在平衡关系：HgI2(s)HgI2(aq)；HgI2(aq)Hg2＋＋2I－；HgI2(aq)HgI＋＋I－；HgI2(aq)＋I－HgI；HgI2(aq)＋2I－HgI，平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lg c(Hg2＋)、lg c(HgI＋)，lg c(HgI)、lg c(HgI)随lg c(I－)的变化关系如图所示，下列说法错误的是(　　) A．线L表示lg c(HgI)的变化情况 B．随c(I－)增大，c[HgI2(aq)]先增大后减小 C．a＝lg D．溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比始终为2∶1 24.(2023·山东，20)一定条件下，水气变换反应CO＋H2OCO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ.HCOOHCO＋H2O(快) Ⅱ.HCOOHCO2＋H2(慢) 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。回答下列问题： (1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH＝__________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。 (2)反应Ⅰ正反应速率方程为v＝kc(H＋)·c(HCOOH)，k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为x mol·L－1时，H＋浓度为__________ mol·L－1，此时反应Ⅰ正反应速率v＝________ mol·L－1·h－1(用含Ka、x和k的代数式表示)。 (3)T3温度下，在密封石英管内完全充满1.0 mol·L－1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70 mol·L－1、0.16 mol·L－1，反应Ⅱ达平衡时，测得H2的浓度为y mol·L－1。体系达平衡后＝____________(用含y的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为__________。 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L－1盐酸，则图示点a、b、c、d中，CO新的浓度峰值点可能是__________(填标号)。与不含盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)，的值_________(填“增大”“减小”或“不变”)。 25.（2022·重庆卷，14）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。 反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　p1＝3.6×104 Pa 反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)　p2＝4×103 Pa 该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是(　　) A．反应2的平衡常数为4×106 Pa2 B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大 C．平衡后总压强为4.36×105 Pa D．缩小体积，再次平衡后总压强不变 26.(2022·湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题： (1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋131.4 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1 ①下列说法正确的是__________。 A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动 B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C．平衡时H2的体积分数可能大于 D．将炭块粉碎，可加快反应速率 ②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol。此时，整个体系__________(填“吸收”或“放出”)热量__________kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝__________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 (2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下： ①某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO)∶c(HCO)＝1∶2，则该溶液的pH＝__________(该温度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)。 ②再生塔中产生CO2的离子方程式为_______________________________________。 ③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为__________________________ ______________________________________________________。 27.（2021·江苏卷，18）甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。 (1)500℃时，CH4与H2O重整主要发生下列反应： CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是 。 (2)CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为 反应I：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=246.5kJ·mol-1 反应II：H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1 反应III：2CO(g)=CO2(g)+C(s) ΔH=-172.5kJ·mol-1 ①在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)=4CO(g)+8H2(g)的ΔH= 。 ②1.01×105Pa下，将n起始(CO2)∶n起始(CH4)=1∶1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率，其原因是 。 (3)利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n(CO)∶n(O2)∶n(H2)∶n(N2)=1∶1∶49∶49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。 　　 ①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图2所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为 。 ②当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是 。 28.（2021·北京卷，14）丙烷经催化脱氢可制丙烯：C3H8C3H6＋H2。600 ℃，将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的 C3H6、CO和H2浓度随初始 CO2浓度的变化关系如图。 已知： ①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 ②C3H6(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 058 kJ·mol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH＝＋124 kJ·mol－1 B．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2＋H2CO＋H2O C．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越大 D．若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0(C3H8)＋c0(CO2)＝c(CO)＋c(CO2)＋3c(C3H8)＋3c(C3H6) 29.（2021·广东卷，14）反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．a为c(X)随t的变化曲线 B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z) C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率 D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y) 30.（2021·河北卷，13）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z，反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是(　　) A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－8 mol·L－1·min－1 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变 C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z D．反应①的活化能比反应②的活化能大 【参考答案】 知识点1 化学反应速率 题点1 化学反应速率定量计算及大小比较 1.【答案】C 【解析】A．反应20 min时，过氧化氢的浓度变为0.4 mol/L，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02 mol，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01 mol，标况下的体积V=n·Vm=0.01mol×22.4 L/mol=0.224 L=224 mL，A正确；B．20~40 min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)mol/L=0.20 mol/L，则这段时间内的平均速率v===0.010 mol/(L·min)，B正确；C．随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30 min时的瞬时速率大于第50 min时的瞬时速率，C错误；D．I-在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替，D正确。 2.【答案】D 【解析】600～1 200 s，N2O5的变化量为(0.96－0.66)mol·L－1＝0.3 mol·L－1，在此时间段内NO2的变化量为其2倍，即0.6 mol·L－1，因此，生成NO2的平均速率为＝1.0×10－3mol·L－1·s－1，A说法不正确；由表中数据可知，反应2 220 s时，N2O5的变化量为(1.40－0.35)mol·L－1＝1.05 mol·L－1，其物质的量的变化量为1.05 mol·L－1×0.1 L＝0.105 mol，O2的变化量是其，即0.052 5 mol，因此，放出的O2在标准状况下的体积为0.052 5 mol×22.4 L·mol－1＝1.176 L，B说法不正确；反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，2v正(N2O5)＝v逆(NO2)，C说法不正确；分析表中数据可知，该反应经过1 110 s(600～1 710，1 710～2 820)后N2O5的浓度会变为原来的，因此，N2O5的浓度由0.24 mol·L－1变为0.12 mol·L－1时，可以推测上表中的x为2 820＋1 110＝3 930，D说法正确。 题点2 化学反应速率的影响因素 1.【答案】A 【解析】AB段发生反应①~④，则BC段发生反应⑤，结合反应方程式可知反应③④生成H+，反应⑤消耗H+，故原料中的c(H+)变化将导致反应速率变化，会影响周期，A错误；反应①~④中H+先消耗，后生成，故在反应①~④的整体反应中，H+对S被氧化为S起到了催化作用，C正确；不同的pH可使pH响应变色材料呈现不同的颜色，从而实现pH振荡可视化，D正确。 2.【答案】 (2)d　(3)Ⅰ 【解析】 (2)随着铁的生成，电阻变小，可用单位时间内电阻的变化量来表示反应速率，即-，选d。(3)其他条件相同，温度越高，反应速率越快，曲线Ⅰ电阻变化最快，故曲线Ⅰ对应的反应温度最高。 3.【答案】C 【解析】实验①中，0~2小时内平均反应速率v()===2.0×10-5mol·L-1·h-1 ，A不正确；实验③中水样初始pH=8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒，B不正确；由实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化大，则其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；由实验②和③可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化大，则其他条件相同时，适当减小水样初始pH，的去除效果较好，但是当初始pH太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，初始pH越小，的去除效果不一定越好，D不正确。 4.【答案】C 【解析】催化氧化氨制备硝酸时，加入铂可以加快化学反应速率，A不符合题意；中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，使反应物充分接触，可加快化学反应速率，B不符合题意；锌粉和盐酸反应时加水稀释，盐酸的浓度降低，化学反应速率降低，C符合题意；石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不改变化学反应速率，D不符合题意。 5.【答案】C 【解析】催化剂能降低反应的活化能，A错误；由材料信息知C2H4与O2反应用Ag催化生成环氧乙烷，B错误；MnO2是H2O2制O2反应的催化剂，能加快化学反应速率，C正确；催化剂能改变反应历程加快反应速率，但不能改变反应的焓变，D错误。 6.【答案】(1)C　(2)AC　(3)ab段，反应物水浓度降低(水的物质的量分数过低，微粒间的有效碰撞减少)，生氢速率减慢　(4)O2+4e-+2CO22　70%　(5)NaBO2(s)+2H2O(l)+4Mg(s)NaBH4(s)+4MgO(s)　ΔG=-1 000 kJ·mol-1或NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)NaBH4(s)+2MgO(s)　ΔG=-340 kJ·mol-1 【解析】(1)反应NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(aq)+4H2(g)　ΔH<0，ΔS>0 ，由ΔG=ΔH-TΔS可知，任意温度下，该反应均能自发进行。(2)升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，A符合题意；硼氢化钠与水反应的实质是利用其强还原性来还原水中的氢离子，异丙胺[CHNH2]呈碱性，使水中氢离子的浓度减小，化学反应速率降低，B不符合题意；硼酸[B(OH)3]呈弱酸性，加入少量固体硼酸，水中氢离子的浓度增大，化学反应速率加快，C符合题意；增大体系压强，化学反应速率不变，D不符合题意。(4)根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为O2+4e-+2CO22， 该条件下，0.49 L H2的物质的量为=0.02 mol，工作时，H2失去电子：H2-2e-2H+，所带电荷量：2×0.02×6.0×1023×1.60×10-19 C=3 840 C，工作电荷量：3.2×14×60 C=2 688 C，则该电池将化学能转化为电能的转化率：×100%=70%。(5)结合题干信息，要使得氢原子利用率为100%，可由(4×反应Ⅲ)-(4×反应Ⅱ+反应Ⅰ)得NaBO2(s)+2H2O(l)+4Mg(s)NaBH4(s)+4MgO(s)　ΔG=4ΔG3-(4ΔG2+ΔG1)=4×(-570 kJ·mol-1)-[4×(-240 kJ·mol-1)+(-320 kJ·mol-1)]=-1 000 kJ·mol-1 。或者(2×反应Ⅲ)-(2×反应Ⅱ+反应Ⅰ)得NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)NaBH4(s)+2MgO(s)　ΔG=2ΔG3-(2ΔG2+ΔG1)=2×(-570 kJ·mol-1)-[2×(-240 kJ·mol-1)+(-320 kJ·mol-1)]=-340 kJ·mol -1。 7.【答案】C 【解析】实验①中，0～20 min，v(N2)＝v(NH3)＝×(2.40×10－3 mol·L－1－2.00×10－3 mol·L－1)÷20 min＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1，A正确；催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气的初始浓度与实验①一样，则实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10－4 mol·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min时处于平衡状态，x<0.40，即x≠0.40，B正确；实验①、实验②中0～20 min、20～40 min氨气浓度变化量相同，速率相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，则相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，D正确。 8.【答案】D 【解析】由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，故B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；使用催化剂Ⅰ时，在0～2 min内，Y的浓度变化了4.0 mol·L－1，则v(Y)＝＝2.0 mol·L－1·min－1，v(X)＝v(Y)＝×2.0 mol·L－1·min－1＝1.0 mol·L－1·min－1，故D正确。 9.【答案】(1)－286　(2)①　②50%　660.2(或660.1或660.3，其他答案酌情给分)　(3)5.4　相同催化剂，400 ℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低 【解析】(1)电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol－1，由此可以判断，2 mol H2(g)完全燃烧消耗1 mol O2(g)，生成液态水的同时放出的热量为572 kJ ，故1 mol H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量为286 kJ，因此，H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝－286 kJ·mol－1。(2)①由CO2(g)＋4H2(g)2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为>Ea，由图2信息可知Ea＝a kJ·mol－1，则>a kJ·mol－1，该反应为放热反应，生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为。②温度t下，向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05 mol，则CO2的转化率为×100%＝50%，根据C元素守恒可知，CO2的平衡量为0.05 mol，H2的平衡量为0.2 mol，H2O(g)的平衡量是CH4(g)的2倍，则n(H2O)＝0.1 mol，CO2(g)、H2(g)、H2O(g)、CH4(g)的平衡浓度分别为0.005 mol·L－1、0.02 mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.005 mol·L－1，则该反应的平衡常数K＝＝625，根据图1中的信息可知，反应温度t约为660.2 ℃。 (3)在选择使用催化剂Ⅰ和350 ℃条件下反应，由表中信息可知，0～2 min CH3OH的浓度由0增加到10.8 μmol·L－1，因此，0～2 min生成CH3OH的平均反应速率为＝5.4 μmol·L－1·min－1；由表中信息可知，相同催化剂，400 ℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低。 10.【答案】B 【解析】A．由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，A正确；B．由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；C．由题干图中数据可知，条件①，反应速率为=，C正确；D．反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为125min÷2=，D正确。 11.【答案】B 【解析】A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A错误；B．升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，B正确；C．恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，C错误；D．恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D错误。 12.【答案】(1)锥形瓶 (2)通过分液漏斗往A中加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好 (3)水浴加热 (4) ①4.0 6.0 ②2 ③加快反应速率 (5) 量筒中收集到无色气体导管里上升一段水柱 【解析】（1）仪器A的名称为锥形瓶； （2）气体发生装置要检验装置的气密性，检验装置气密性的方法关闭止水夹K，通过分液漏斗往A中加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好； （3）若需控制体系的温度为，采取水浴加热使温度均匀平稳； （4）①为探究反应速率与的关系，浓度不变，根据数据3和4可知溶液总体积为20 mL，故为4 mL；根据变量单一可知为6 mL，为6 mL； ②浓度增大速率加快，根据1和3组数据分析，3的是1的2倍，1和3所用的时间比，根据分析可知速率和浓度的平方成正比，故m=2； ③醋酸在反应前后没变，是催化剂的作用是加快反应速率； （5）浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，与盐酸反应生成，分解产生等物质的量的两种气体，根据氧化还原气化反应可知反应方程式为：，反应结束后量筒收集到NO，A中红棕色气体逐渐变浅，因为NO2溶于水生成NO，颜色变浅，锥形瓶压强降低，导管里上升一段水柱。 13.【答案】（1）O2（或氧气） （2）放出 小于 （3）cd （4）催化剂 0.015mol·L-1·min-1 （5）S2+H2OHS+H++S 【解析】(1)利用双氧水消毒的时候会有气泡放出，是由于双氧水分解生成的氢气的缘故，故放出的气体是氧气，故答案为：氧气； (2)过氧化氢的分解反应为放热反应，根据题干，34g过氧化氢为1mol，1mol过氧化氢完全分解生成水蒸气和氧气，由于液态水变成水蒸气需要吸收一部分能量，故生成水蒸气时放出是热量小于生成液态水使放出的热量，故答案为：放出、小于； (3)实验表明在54℃下恒温贮存2周，浓度仍能保持99%，说明在54℃下过氧化氢的分解速率较慢，产生较慢反应速率的原因是过氧化氢分解过程中的需要的能量较高，化学反应活化能较大，而54℃的温度所提供的能量较少，故反应速率较慢，故答案选择cd； (4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液，即有气泡快速逸出，说明Mn2+的加入加快双氧水的分解速率，但Mn2+本身没有发生任何变化，故Mn2+起到了催化剂的作用；起始时双氧水的浓度为0.7 mol/L，30 min时双氧水的浓度为0.25 mol/L，其浓度变化量Δc=0.7 mol/L -0.25mol/L =0.45 mol/L，则这段时间内双氧水的反应速率v===0.015mol·L-1·min-1； (5)过硫酸根在水中易发生水解生成过一硫酸氢根、硫酸根和氢离子，加热升高温度有助于加速水解，其溶液pH降低，故过硫酸根水解的方程式为S2+H2OHS+H++S。 14.【答案】(1)＋H2HCOO－＋H2O 温度升高反应速率增大，温度升高催化剂的活性增强 (2)①HCOO－＋2OH－－2e－===＋H2O　H2SO4 ②2HCOOH＋2OH－＋O2===2＋2H2O(或2HCOO－＋O2===2) (3)①HD　②提高释放氢气的速率及纯度 【解析】(1)H2通入含有催化剂的KHCO3溶液生成HCOO－，根据原子个数守恒，可写出反应的离子方程式为＋H2HCOO－＋H2O。温度升高，反应速率增大；同时，温度升高，催化剂的活性会增强，使催化加氢的转化率迅速上升。 (2)①由图示可知，燃料电池负极区是HCOO－―→，因在碱性条件下，故电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－===＋H2O。电池正极区发生反应：Fe3＋＋e－===Fe2＋，Fe2＋又被通入的O2氧化为Fe3＋：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，同时还生成K2SO4，则需要补充的物质A为H2SO4。②根据电池反应的实质为HCOOH与O2反应生成，可写出电池反应的离子方程式为2HCOOH＋2OH－＋O2===2＋2H2O或2HCOO－＋O2===2。 (3)①根据反应机理，HCOOD在NH(CH3)2和Pd催化作用下的释氢反应除生成CO2外，还生成HD。 ②HCOOK是强电解质，HCOOK溶液中HCOO－浓度更大，释放H2的速率更快；HCOOK溶液参与反应时，该过程主要反应的化学方程式为HCOOK＋H2O===H2↑＋KHCO3，减少了CO2的生成，因此能提高释放出氢气的纯度。 知识点2 化学平衡 题点1 化学平衡特征及平衡状态的判断 1. 【答案】BD 【解析】反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的v－t关系，曲线②表示的是逆反应的v－t关系，故A错误；t2时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态，故B正确；t1时，反应正向进行，故Q＜K，故C错误；催化剂能降低反应的活化能，使反应的v1、v2都增大，故D正确。 2.【答案】D 【解析】由已知信息知，苯环上的羟基不发生反应，醛基中的碳氧双键与D218O发生加成反应，在醛基碳原子上会连接两个羟基(分别为—OD，—18OD)，两个羟基连接在同一个碳原子上不稳定，会脱水，得到醛基，有两种可能：—CHO和—CH18O，但18O的含量较多，故的含量最高，故D正确。 【难度】基础题 【题型】单选题 3.【答案】C 【解析】A．0~5 min内C的物质的量增加了0.9 mol，容器的容积是2 L，则用C物质浓度变化表示的反应速率v(C)=，A错误；B．反应进行到10 min时，A物质的物质的量减少0.4 mol，则B物质的物质的量减少0.8 mol，剩余2.4 mol-0.8 mol=1.6 mol，B的物质的量等于15 min时B的物质的量，说明该反应在10 min时已经达到平衡状态，而不是在10 min后才达到平衡，B错误；C．根据选项B分析可知：该反应在10 min时已经达到平衡状态，此时反应产生C的物质的量是1.2 mol，由于容器的容积是2 L，则 平衡状态时，c(C)==0.6 mol·L-1，C正确；D．反应开始时n(B)=2.4 mol，反应达到平衡时△n(B)=0.8 mol，则B物质的平衡转化率为：，D错误。 题点2 化学平衡的影响因素及应用 微题点1 化学平衡的影响因素与化学平衡移动 1.【答案】C 【解析】在酸性溶液中K2Cr2O7 是强氧化剂，可以将HBr氧化，实验方案设计不正确，A错误；反应2HI(g)H2(g)+I2(g)为反应前后气体总体积不变的可逆反应，恒温恒容时，充入惰性气体，虽然总压增大，但HI、H2、I2的分压不变，浓度不变，平衡不移动，不能得出相应结论，B错误；反应2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热反应方向移动，C正确；催化剂只会改变化学反应速率，不影响平衡移动，D错误。 2.【答案】(1)70%　(2)吸热　降低　(3)使用浓磷酸作反应物可以提高磷酸的浓度，促使反应正向进行　使得气体中氯化氢的分压减小，促使反应正向进行　(4)6.9×10－3 【解析】(1)由图可知，该条件下，反应至1 h时KCl的转化率为70%。(2)由图可知，焓变为正值，则该条件下反应为吸热反应，且反应热随温度升高而降低。(3)使用浓磷酸作反应物可以提高磷酸的浓度，促使反应正向进行；向系统中不断通入水蒸气，使得气体中氯化氢的分压减小，促使反应正向进行；都可以提高氯化钾的转化率。(4)298 K时，H3PO4(aq)＋KCl(aq)KH2PO4(aq)＋HCl(aq)的离子方程式为H3PO4(aq)H2PO(aq)＋H＋(aq)，其平衡常数K＝＝Ka1＝6.9×10－3。 3.【答案】D 【解析】HClO受热易分解，而且升高温度，反应Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)＋H＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH＜0，平衡逆向移动，c(HClO)减小，A正确；氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，c(HClO)增大，B正确；氯水稀释，Cl2与H2O反应，平衡正向移动，c(HClO)和c(Cl－)同等程度减小，但HClO本身也存在电离平衡HClOH＋＋ClO－，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此增大，C正确；氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，即不能证明上述反应存在限度，D错误。 4.【答案】C 【解析】从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；由A项分析知随着温度升高平衡正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的物质的物质的量不随温度变化而变化，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的平衡转化率不变，故D错误。 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】(1) (2)BC (3)提高苯的利用率 (4)金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性 (5)② (6) 【解析】（1）根据盖斯定律结合已知反应：Ⅲ. Ⅳ.2 (g)+15O2(g)⇌12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4 Ⅴ. (g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5 Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)⇌(g)可由，则 ； （2）根据Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)⇌(g)是一个气体体积减小的方向的放热反应，故有利于提高平衡体系中环己烷体积分数即使平衡向正方向移动，根据勒夏特列原理，可采用适当降低温度和实当加压有利平衡正向移动，而升温和减压都将使平衡逆向移动，故答案为BC； （3）反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在n(H2)∶n(C6H6)＝3∶1的基础上适当增大用量，增大H2的浓度将使平衡正向移动，从而提高苯的转化率即利用率，故适当增大H2用量的目的是提高苯的利用率； （4）氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当中混有微量或等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性； （5）催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合弧电子对，由图可知，①中原子无孤对电子也没有空轨道，②中原子无孤对电子但有空轨道可接收孤电子对，③中有孤对电子，无空轨道，故下图中可作为酸性中心的原子的标号是②，故答案为：②； （6）恒压反应器中，按照n(H2)∶n(C6H6)＝4∶1料，设投入的苯的物质的量为1 mol，发生Ⅰ、Ⅱ反应总压为，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则：， 有反应后平衡体系中总的物质的量为：1-α+4-3α+α-x+x=5-3α，故平衡时，苯的分压为：，H2的分压为：，则反应1的 = ，。 8.【答案】C 【解析】A．根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而c(Z)增大，说明平衡正向移动，故则，A正确；B．加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B正确；C．加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K= c(Z)，达新平衡后c(Z)不变，C错误；D．加入一定量氩气，加入瞬间，X、Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，D正确。 9.【答案】C 【解析】A．的电子式为，A错误；B．该溶液存在，滴入淀粉溶液，变蓝，B错误；C．根据勒夏特列原理，加水稀释，平衡朝着离子浓度增大的方向移动，即逆向移动，C正确；D．加少量固体，与生成沉淀，浓度下降，平衡逆向移动，D错误。 10.【答案】D 【解析】A项、MgCl2·nH2O的失水反应是吸热反应，焓变ΔH＞0，故A正确；B项、在HCl气流中，能使MgCl2·2H2O的水解平衡向逆反应方向移动，抑制反应进行，故B正确；C项、MgCl2·H2O的水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，促进反应进行，故C正确；D项、MgCl2·4H2O的失水反应没有氯化氢生成，HCl气流对反应没有影响，故D错误。 11.【答案】D 【解析】加入苯，振荡，苯萃取了I2，水溶液中的c(I2)减小，平衡正向移动，A正确；反应开始时n(KI)＞n(FeCl3)，反应中KI过量；经苯两次萃取分离后，水溶液中c(I2)很小，加入KSCN，溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3＋，证明该反应是可逆反应，存在一定限度，B正确；加入FeSO4固体，c(Fe2＋)增大，平衡逆向移动，C正确；该反应在溶液中进行，平衡常数K＝，D错误。 12.【答案】D 【解析】A错，[Co(H2O)6]2＋的配位数为6，即有6个σ键，1个水分子中含有2个σ键，共含有18个σ键，[CoCl4]2－的配位数为4，即含有4个σ键，所以两者σ键数之比为9∶2；B错，置于冰水浴中，平衡逆向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH＞0；C错，加水稀释，平衡向粒子数目增大的方向移动，即平衡逆向移动；D对，加入ZnCl2，平衡逆向移动，说明[CoCl4]2－释放出了Cl－，Cl－与ZnCl2结合生成[ZnCl4]2－，说明[ZnCl4]2－比[CoCl4]2－更加稳定。 13.【答案】C 【解析】题目中缺少c(H2)，则无法计算K，则不能通过Qc与K的关系判断平衡的移动方向，但可比较4个选项中Qc的大小关系，Qc越大，则可能逆向移动。 Qc(A)＝＝1， Qc(B)＝＝50.28， Qc(C)＝＝82.64， Qc(D)＝＝50.28， Qc(C)的值最大，答案为C。 微题点2 化学平衡移动的应用 1.【答案】C 【解析】该反应为气体分子数减小的反应，减小体系压强，平衡向气体分子数增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，A错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向逆反应方向移动，B错误；增大H2浓度，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下充入惰性气体，各物质浓度不变，平衡不移动，D错误。 2.【答案】(5)②　将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温，看固体质量是否在减小　(6)CaH2(s)消耗H2O(g)同时产生H2(g)，H2O(g)的浓度减小，H2(g)的浓度增大均有利于平衡3H2(g)+Fe2O3(s)3H2O(g)+2Fe(s)正向移动，提高Fe的产率 【解析】(5)固体质量一直增加，则氢气的来源之一是反应②。若要判断另一个反应是否是H2的来源，必须进行的实验是将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温，看固体质量是否在减小。 3.【答案】B 【解析】MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项不符合题意；NO2转化为N2O4 是放热的可逆反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项符合题意；常温下铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项不符合题意；加入少量硫酸铜后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项不符合题意。 4.【答案】B 5.【答案】(1)①<　②优点是升高温度，反应速率较快；缺点是正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，产物的转化率较低　(2)①Pd膜使H2转变成H，反应器中H2浓度减小，平衡正向移动，转化率提高　②BD　③1∶8　(3)①质子导体　②2H＋＋2e－===H2　③×100% 【解析】(1)①根据表中的数据，温度越高，平衡常数越小，所以正反应为放热反应，ΔH<0。 (2)②Pd膜只允许H2通过，不允许CO2通过，对气体分子的透过具有选择性，A正确；过程2正反应的活化能远小于逆反应的活化能，ΔH<0，B错误；加快Pd膜内H原子迁移，平衡H22H正向移动，有利于H2的解离，C正确；H22H为放热过程，H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为吸热反应，D错误。③设起始时CO、H2O的物质的量均为a mol，无Pd膜反应器中CO的平衡转化率为75%，列三段式： 　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始量/mol a a 0  0 转化量/mol 0.75a 0.75a 0.75a 0.75a 平衡量/mol 0.25a 0.25a 0.75a 0.75a 反应前后气体分子数不变，用物质的量代替物质的量浓度计算平衡常数K＝＝9，Pd膜反应器中CO的平衡转化率为90%，设达到平衡时出口a中H2为n mol，列三段式： 　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始量/mol a a 0  0 转化量/mol 0.9a 0.9a 0.9a 0.9a 平衡量/mol 0.1a 0.1a 0.9a n 温度不变，平衡常数不变，故K＝＝9，解得n＝0.1a，则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比即物质的量之比为0.1a∶(0.9a－0.1a)＝1∶8。 (3)③设进口Ⅰ处CO、H2O的物质的量分别为a mol、b mol，CO转化的物质的量为x，根据三段式： 　　　　　CO＋　H2O－2e－===CO2＋2H＋ 初始/mol a b  0 转化/mol x x x 最终/mol a－x b－x x 由阿伏加德罗定律的推论知，体积之比等于物质的量之比，则a＋b－x＝(a＋b)y，x＝(1－y)(a＋b)，CO的转化率为×100%。 6.【答案】C 【解析】该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应，故v正>v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2==CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2==CH2(g)的平衡转化率减小，D不正确。 7.【答案】D 【解析】A．平衡常数很大，表示该反应所能进行的程度大，由于NO与CO反应速率较小，在排入大气之前没有反应完全，故A错误；B．平衡常数只与温度有关，增大压强，K不变，故B错误；C．CO(g)+ NO(g)=CO2(g)+N2(g)正反应放热，升高温度，速率加快，平衡逆向移动，K减小，故C错误；D．选用适宜催化剂可加快反应速率，使尾气得到净化，达到尾气排放标准，故D正确。 8.【答案】D 【解析】测定NO2的相对分子质量时，要使平衡逆向移动，且逆向移动的程度越大，测定结果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应，因此温度越高、压强越小时，平衡逆向移动的程度越大，故选D。 【难度】基础题 【题型】单选题 题点3 化学平衡图像分析及应用 1.【答案】D 【解析】Na2SiF6(s)受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物，NaF为离子晶体，SiF4为分子晶体，熔点：NaF>SiF4，因此NaF为固相产物，SiF4为气相产物，则热解反应的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)+SiF4(g)，根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线a、b、c分别为NaF(s)、SiF4(g)、Na2SiF6(s)。A正确；N2不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此SiF4的分压不变，仍为p1，B正确；该反应的平衡常数Kp=p(SiF4)，由题图可知，温度越高，Na2SiF6分解程度越大，平衡时p(SiF4)越大，即Kp越大，由于T2温度下Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的瞬间其分压增大，平衡逆向移动，由Kp=p(SiF4)知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1，故逆反应速率不变，D错误。 2.【答案】(1)C　(2)＋329　K1·K　(3)①BC　②通入He，CaCO3分解平衡正移，导致增大，促进Fe还原CO2平衡正移 (4)① ②C 3.【答案】(1)4　1　(2)(a＋c－2b)　(3)3.0　2.25　增大　(4)　46.26　 【解析】(1)由图中信息可知，当失重比为19.4%时，FeSO4·7H2O转化为FeSO4·xH2O，则×100%＝19.4%，解得x≈4；同理推出y≈1。(3)660 K时，＝1.5 kPa，则＝1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总＝3.0 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝·＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时＝，则平衡时＋2＝－2，得＝。在929 K时，p总＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，则＋＋＝p总、＋2＝－2，联立方程组消去，可得3＋5＝4p总，代入相关数据可求出＝46.26 kPa，则＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝2.64 kPa，Kp(Ⅱ)＝＝ kPa。 4.【答案】AC 【解析】t1时刻TFAA浓度为0，则TFAA完全反应，消耗的E为0.08 mol·L－1，E剩余0.02 mol·L－1，故体系中有E存在，A正确；由题给反应路径和元素质量守恒知，体系中TFAA、G、F的总浓度应为0.08 mol·L－1，由题图知，t2时刻TFAA和G的浓度之和小于0.08 mol·L－1，则体系中一定存在F，B项错误；由图可知，反应刚开始TFAA的浓度迅速减小为0，则E和TFAA的反应速率非常快，该反应的活化能很小，C正确；只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08 mol·L－1，而GH＋TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08 mol·L－1，D不正确。 5.【答案】C 【解析】A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；B．点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K＝，B错误；C．点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水得总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏伽德罗定律可知，的压强是的3倍，C正确；D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。 6.【答案】BC 【解析】容器内发生的反应为A(g)＋2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；根据图像变化曲线可知，t2～t3过程中，t2时v正′瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为向容器中加入C，B正确；最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3，当向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A和B各自物质的量增加的比例为1∶2，因此平衡时A的体积分数：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正确；平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。 7.【答案】(1)＋90.8　(2)CD　(3)①　②b　开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来的2倍要小　③0.48　(4)从右往左　(5)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 【解析】(1) 根据反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3)＝＋90.8 kJ·mol－1。 (2)若反应自发进行，则需ΔH－TΔS<0，T>＝≈456.5 K，即温度应高于(456.5－273)℃＝183.5 ℃。 (3)①设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式： 　　　 　2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) 起始/mol　　　0.1　　　　0　 　0 转化/mol　　　2x　　　 　x　　 3x 平衡/mol　　0.1－2x　　 x　　 3x 根据同温同体积下，混合气体的物质的量之比等于压强之比，＝，解得x＝0.02 mol，v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1。 ②t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来的2倍要小，故b曲线符合。 ③由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平衡常数Kθ＝＝0.48。 (4)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电解过程中OH－移向阳极，则从右往左移动。 (5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2，结合碱性条件，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。 8.【答案】(1) 　直线形　(2)①30%　②d (3)放热　600 ℃时甲烷的平衡转化率高达99%，低于600 ℃时，S2的体积分数明显偏小，且反应速率慢 (4)2H2S＋SO2===3S＋2H2O、2xH2S＋2NOx===2xS＋2xH2O＋N2、2H2S＋O2===2S＋2H2O(写出任意一个，或者其他合理答案均可) 9.【答案】D 【解析】A．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A错误；B．根据图象，在175～300 ℃范围，随温度的升高，N2的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B错误；C．根据图象，温度高于250℃ N2的选择率降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图象，温度应略小于225℃，此时氨气的转化率、氮气的选择率较大，故C错误；D．氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，故D正确。 10.【答案】BD 【解析】A项，甲烷参与的反应为吸热反应，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，该反应为气体体积增大的反应，增大压强，甲烷的平衡转化率减小，错误；B项，CO2参与两个反应，且第一个反应中甲烷和二氧化碳的化学计量数相等，因此当起始时甲烷和二氧化碳的物质的量之比为1∶1时，同温度下CO2的转化率大于甲烷的转化率，即曲线B表示甲烷的平衡转化率随温度的变化，正确；C项，催化剂不能改变化学平衡，因此两条曲线不能重叠，错误；D项，温度不变，增大二氧化碳的量，平衡可向右移动，甲烷的转化率增大，可能达到Y点的值，正确。 11.【答案】(1)光能转化为化学能 (2)H2　Ag＋＋e－===Ag (3) (4)①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小) ②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高 ③210 (5)平面(正)三角形　1012·Ka1　1024·Ka1·Ka2 【解析】(1)利用太阳能光解水，生成H2和O2，光能转化成了化学能。 (2)在Na2SO3溶液中，→过程发生氧化反应，根据氧化还原反应规律，必定存在还原反应过程，另一产物是还原产物，结合图1可知，还原产物是H2。该催化剂置于AgNO3溶液中，产物之一为O2，则O2是氧化产物，生成的另一产物为还原产物，应为Ag＋得电子被还原为Ag，反应式为Ag＋＋e－===Ag。 (3)恒温恒容条件下进行反应，平衡时，CH3OH的产率为b，则反应物转化率为b，按“三段式”法计算： 　　　 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始浓度/(mol·L－1) 　a 　 3a 　 0 　 0 转化浓度/(mol·L－1) 　ab 　 3ab 　 ab 　 ab 平衡浓度/(mol·L－1) 　a(1－b) 3a(1－b)  ab 　  ab 则该温度下反应平衡常数K＝＝。 (4)①图中有分子筛膜时，P点甲醇产率最大，达到平衡状态，P点后甲醇的产率降低，其原因是合成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇产率降低。②P点有分子筛膜，T点无分子筛膜，而分子筛膜能选择性分离出H2O，使平衡正向移动，提高甲醇的产率。③由题图2可知，当有分子筛膜，温度为210 ℃时，甲醇产率最大，故该分子筛膜的最佳反应温度为210 ℃ (5)中C原子的价层电子对数为3＋×(4－3×2＋2)＝3，则C原子采取sp2杂化，的空间构型为平面(正)三角形。H2CO3是二元弱酸，分步发生电离：H2CO3＋H＋、＋H＋，则有Ka1＝、Ka2＝，从而可得：Ka1·Ka2＝。当溶液pH＝12时，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，代入Ka1、Ka1·Ka2可得：c(H2CO3)∶c()＝1∶(1012·Ka1)，c(H2CO3)∶c()＝1∶(1024·Ka1·Ka2)，综合可得：c(H2CO3)∶c()∶c()＝1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。 12.【答案】(1)＋40.9 (2)　 (3)乙　p1＞p2＞p3　T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响 (4)A 【解析】(1)由盖斯定律可知，Ⅲ式＝Ⅰ式－Ⅱ式，即ΔH3＝－49.5 kJ·mol－1－(－90.4 kJ·mol－1)＝＋40.9 kJ·mol－1。 (2)由题给反应的化学方程式可知，对于反应Ⅰ，每生成1 mol甲醇的同时生成1 mol水；对于反应Ⅲ，每生成1 mol一氧化碳的同时生成1 mol水；对于反应Ⅱ，每消耗1 mol一氧化碳的同时生成1 mol甲醇；由此可知，生成的水的物质的量等于生成的甲醇和一氧化碳的物质的量之和，即生成水的物质的量为(a＋b) mol，即水的浓度为 mol·L－1。由C原子个数守恒可知，平衡时混合气体中CO2的物质的量为(1－a－b) mol，由H原子个数守恒可知，平衡时混合气体中H2的物质的量为[3－2a－(a＋b)] mol，因此平衡常数K＝。 (3)由反应Ⅰ、Ⅱ可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率逐渐降低，因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率，图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。同温度下，随着压强的增大，甲醇的平衡产率应增大，因此压强由大到小的顺序为p1＞p2＞p3。图乙中，当升温到T1时，CO2的平衡转化率与压强的大小无关，说明以反应Ⅲ为主，因为反应Ⅲ前后气体分子数相等。 (4)由图甲和图乙知，要提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，需要低温、高压的条件，A正确。 题点4 化学平衡常数及相关计算 1.【答案】(1)-3 (2)CH3COOH>CH3CH2OH>CH3COOCH2CH3　乙酸乙酯分子间不存在氢键，乙酸分子间的氢键比乙醇的更强　(3)30　3.9　2.6×10-6　(4)|ΔH|很小，温度对平衡影响小，液相反应，压强对平衡影响小　及时移出产物 【解析】(1)由题意得①CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-874 kJ·mol-1，②CH3CH2OH(l)+ 3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH2=-1 367 kJ·mol-1，③CH3COOCH2CH3(l)+5O2(g)4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH3=-2 238 kJ·mol-1，根据盖斯定律①+②-③得CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l)　ΔH=-874 kJ·mol-1-1 367 kJ·mol-1-(-2 238 kJ·mol-1)=-3 kJ·mol-1。(3)初始组成n(CH3COOH)∶n(C2H5OH)=3∶1，乙醇的初始浓度为3.30 mol·L-1，乙酸的初始浓度为9.9 mol·L-1，平衡时乙醇的浓度减小(3.30 mol·L-1-0.33 mol·L-1)=2.97 mol·L-1，则乙酸的浓度降低2.97 mol·L-1，乙酸的转化率α=×100%=30%；平衡时乙醇的浓度为0.33 mol·L-1，乙酸的浓度为(9.90 mol·L-1-2.97 mol·L-1)=6.93 mol·L-1，乙酸乙酯的浓度为2.97 mol·L-1，水的浓度为2.97 mol·L-1，则平衡常数K=≈3.9；=K=3.9，k-== L·mol-1·s-1≈ 2.6×10-6 L·mol-1·s-1。 2．【答案】(1) B 　 ＞ (2) 右侧 　 　 (3) 　 D 　 【解析】（1）①重水中存在电离平衡，中性溶液中，，只有B点符合，所以“A、B、C”三点中呈中性的是B点，故答案为：B； ②水的电离平衡为吸热过程，温度升高，电离程度增大，，均增大，Kw也增大，由图可知，T1时离子浓度更高，Kw更大，所以＞，故答案为：＞； （2）①用进行实验，左侧通入，产物为，电极方程式为：，左侧为负极，右侧为正极，电极方程式2H++2e-=H2↑，在原电池中，阳离子向正极移动，所以盐桥中移向正极，即右侧，该电池总反应方程式为H++OH-=H2O，故答案为：右侧；H++OH-=H2O； ②用进行实验，一侧通入，电池总反应方程式不变，则该侧的电极反应方程式为，故答案为：； （3）①对于反应，平衡常数K的定义为：K=，在25℃的纯水中，水的离子积常数为Kw=，而且平衡时，已知，带入公式：K=，保留两位小数K，故答案为：； ②瞬时升温后，逆反应速率增大，但水的浓度是恒定的，正反应速率不变，所以建立新平衡的过程示意图为D， ③驰豫时间公式为，其中，，带入得：，在平衡时， ，可推出 ，带入已知值： ，即，将k1带入驰豫时间公式为：，整理可得，，计算括号内：，，由于 ，可忽略不计，所以，得出 ，故答案为：。 3.【答案】(1)2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－3 854 kJ·mol－1　(2)①190　②>　(3)ad　(4)58.8%　(5)①甲　反应Ⅰ平衡曲线为N，恒压时充入水蒸气，Qp增大　②＋2x 【解析】(1)设Ⅲ.2C3H8O(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋8H2O(g)　ΔH＝－3 750 kJ·mol－1，根据盖斯定律Ⅲ－2×Ⅰ得2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－3 854 kJ·mol－1。(2)①4～8 μs内，v(H2O)＝ ppm·μs－1＝190 ppm·μs－1，则v(C3H8O)＝v(H2O)＝190 ppm·μs－1。②0～4 μs、4～8 μs、8～12 μs，Δc(H2O)逐渐减小，说明反应速率减小，8～12 μs内，Δc(H2O)＝400 ppm,12～t μs内，Δc(H2O)＝400 ppm，则t－12>4，即t>16。(3)H2O的分压不变，则C3H6的分压也不变，反应Ⅰ、Ⅱ各组分分压不变，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡，a正确；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均达到平衡的判据，b错误；当n(C3H6)＝2n(C6H12)时，反应不一定达到平衡，不能作为反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据，c错误；v正(H2O)＝v逆(C3H8O)，说明正、逆反应速率相等，反应Ⅰ达平衡，各组分分压不变，C3H6的分压不变，说明反应Ⅱ也达平衡，d正确。(4)设C3H8O的物质的量为1 mol，若1 mol C3H8O完全反应，理论上生成1 mol C3H6，因为反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，反应Ⅰ生成1 mol×98%＝0.98 mol C3H6，反应Ⅱ消耗了40% C3H6，则达平衡时C3H6的物质的量为0.98 mol×(1－40%)＝0.588 mol，所以丙烯的产率为×100%＝58.8%。(5)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Ⅰ正向移动，Qp逐渐增大，反应Ⅱ逆向移动，Qp逐渐减小，即反应Ⅰ的平衡曲线为N，反应Ⅱ的平衡曲线为M；在350 ℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应Ⅰ而言，相当于增大生成物浓度，使得Qp>Kp，即lg Qp增大，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的甲。②由图可知，350 ℃时达平衡后，反应Ⅱ的lg Qp＝0，则350 ℃时反应Ⅱ的Kp＝Qp＝1，设水蒸气的平衡分压为a MPa，则反应Ⅱ的C3H6起始分压为 a MPa，对反应Ⅱ列三段式有 　　　　　2C3H6(g)C6H12(g) 起始/MPa a 0 变化/MPa 2x x 平衡/MPa a－2x x Kp＝＝1，解得a＝＋2x。 4.【答案】(1)①N2↑　4H2O　②(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)　③NH3NONO2HNO3　2NO＋O2===2NO2　(2)①BD　②x＋y＋z　当溶液pH＝9.0时，>104，因此可忽略溶液中Cr2O，即c(HCrO)＋c(CrO)＝0.20 mol·L－1，反应(ⅱ)的平衡常数K2＝＝＝3.3×10－7，联立两个方程可得c(HCrO)≈6.0×10－4 mol·L－1　③λ3　增大 【解析】(1)①(NH4)2Cr2O7分解过程中，生成Cr2O3和无污染气体，根据元素守恒可知，其余生成物为N2、H2O，根据原子守恒可知反应的化学方程式为(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O。②设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M的ΔH1＝E1－E2，M→N的ΔH2＝ΔH，N→Y的ΔH3＝E3－E4，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)。③NH3在Cr2O3作催化剂条件下，能与O2反应生成NO，NO与O2反应生成红棕色气体NO2，NO2与H2O反应生成HNO3和NO，若同时通入O2，可将氮元素全部氧化为HNO3，因此从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线为NH3NONO2HNO3；其中NO反应生成NO2的过程中，气体颜色发生变化，其反应的化学方程式为2NO＋O2===2NO2。 (2)①向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H＋)增大，反应(ⅱ)平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，平衡后，溶液中c(H＋)依然增大，因此溶液的pH将减小，故A错误；加少量水稀释过程中，根据“越稀越水解”“越稀越电离”可知，反应(ⅰ)和反应(ⅱ)的平衡都正向移动，两个平衡正向都是离子数增大的反应，因此稀释后，溶液中离子总数将增大，故B正确；加入少量NaOH溶液，反应(ⅱ)平衡正向移动，溶液中c(HCrO)减小，反应(ⅰ)平衡将正向移动，故C错误；反应(ⅰ)的平衡常数K1＝，平衡常数只与温度和反应本身有关，因此加入少量K2Cr2O7固体，不变，故D正确。②0.10 mol·L－1 K2Cr2O7溶液中，Cr原子的总浓度为0.20 mol·L－1，当溶液pH＝9.0时，溶液中Cr原子总浓度为2c(Cr2O)＋c(HCrO)＋c(CrO)＝0.20 mol·L－1，Cr2O、HCrO与CrO的平衡浓度分别为x mol·L－1、y mol·L－1、z mol·L－1，因此x＋y＋z＝0.10。③根据反应(ⅰ)、(ⅱ)是离子浓度增大的平衡可知，溶液pH越大，溶液中c(Cr2O)＋c(HCrO)＋c(CrO)越大，混合溶液在某一波长的A越大，溶液的pH越大，溶液中c(CrO)越大，因此与CrO的λmax最接近的是λ3。反应(ⅰ)的平衡常数K1＝，反应(ⅱ)的平衡常数K2＝，K×K1＝×＝，因此＝，由上述分析逆推可知，b>a，即溶液pH从a变到b的过程中，溶液中c(H＋)减小，所以的值增大。 5.【答案】B 【解析】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则内Z的平均生成速率大于内的，故时，Z的浓度大于，A正确；B．时生成的Z的物质的量为，时生成的Z的物质的量为，$