专题03 反应条件控制在生产中的应用（重难点训练）化学沪科版必修第二册

专题03 反应条件控制在生产中的应用 建议时间：15分钟 突破一 工业制硫酸 1．下列有关工业制硫酸的说法正确的是 A．一般以硫磺或硫铁矿为原料 B．鼓入足量空气，原料直接转化为 C．用水吸收，可提高吸收效率 D．从吸收塔循环回接触室的物质只有 2．在工业生产硫酸的过程中，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q，下列叙述中不正确的是 A．矿石粉碎的目的是使原料充分利用，并增大接触面使反应速率加快 B．接触室中采用常压的主要原因是常压下SO2的转化率已经很高 C．沸腾炉中出来的混合气需要洗涤，目的是防止催化剂中毒 D．接触室用450℃的高温，使催化剂活性最佳，更能促进平衡向正反应方向移动 硫酸工业中，作催化剂时发生反应，转化率与温度、压强有关。 1.01×105Pa 5.05×105Pa 1.01×106Pa 420 0.9961 0.9972 0.9984 520 0.9675 0.9767 0.9852 620 0.8520 0.8897 0.9276 3．请根据下表信息，结合工业生产实际，选择下表中最合适的温度和压强分别是_____。 4．该反应达到平衡状态的标志是_____。(不定项) A．压强不变        B．        C．不变        D． E．的浓度之比为        F．反应停止，正、逆反应的速率都等于零 5．为了有利于的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(见下图)。下列说法错误的是_____。 A．a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同 B．c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同 C．热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体 D．c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高的转化率 突破二 反应条件控制在生产中的应用 6．NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，为了控制汽车尾气对大气的污染，下列方法可行的是 A．增加空气进入量 B．增大压强 C．提高反应温度 D．使用催化剂 7．下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是 A．硫酸工业中，为使黄铁矿充分燃烧，可将矿石粉碎 B．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 C．合成氨工业中，为提高氮气和氢气的利用率，采用循环操作 D．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100% 8．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是 A．利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快的分解速率而加入 D．降温加快的分解速率 9．还原的主反应为。相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示： 由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为___________；图1中转化率升高的原因为___________。 硫酸工业是无机化工的基础工业之一。工业上使用黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸，其中在接触室中，被催化氧化为，反应原理如下：(正反应为放热反应) 10．某实验小组在实验室中，在一定温度的2L恒容容器中模拟上述反应时，反应过程中物质的量变化如图所示。 图中20min时改变的反应条件可能是___________。 A．加入催化剂 B．降低温度 C．增加的物质的量 D．增大压强 11．工业上采用进行反应的主要原因是___________。 习总书记指出，我国争取2060年前实现碳中和。复合催化是工业合成甲醇的重要反应，其原理为：。在2L密闭容器中，充入和，在催化剂、的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化如图所示： 12．反应开始至2min末，以的浓度变化表示该反应的平均速率是___________，2min末时___________(填“<”“>”或“=”)。 13．下列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。 A．单位时间内消耗，同时消耗 B．密闭容器中二氧化碳与氢气的浓度比不发生变化时 C．密闭容器内气体压强不发生变化时 D．容器内平均相对分子质量保持不变 14．在现实工业复合催化转化甲醇的过程中，需考虑如何确定反应条件，既“快”又“多”地转化二氧化碳，生成甲醇。 ①在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容积)前提下，要增大反应速率，还可以采取的措施是___________(任写一种)。 ②该合成甲醇的反应为放热反应，则有利于提高氢气平衡转化率的条件是___________。 A．高温高压        B．低温高压        C．高温低压        D．低温低压 突破三 绿色化学与可持续发展 15．以下关于环境保护与绿色化学的说法错误的是 A．绿色化学的核心思想是先污染后治理 B．建立垃圾发电厂，可减少污染物的排放 C．“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式 D．“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量 16．下列措施中不利于节能减排的是 A．改进锅炉的炉型、清理积灰 B．利用发电厂、钢铁厂的余热给城市供暖 C．将燃煤脱硫、脱氮处理后使用 D．鼓励群众多开私家车 17．工业上制取硫酸铜采用途径Ⅱ而不采用途径I，这样做的优点是 ①节省能源 ②不产生污染大气的SO2 ③提高了H2SO4的利用率 ④提高了Cu的利用率 A．仅①② B．仅②③④ C．仅①②③ D．全部 脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应： 反应ⅰ. 2NO+CO⇌N2O+CO2； 反应ⅱ. N2O+CO⇌N2+CO2。 将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图。 18．实验过程中，高于340℃后N2O浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是___________。 19．450℃时，该时间段内NO的脱除率=___________(保留2位有效数字，NO的脱除率)。 建议时间：15分钟 1．在硫酸工业生产中，为了有利于的转化，采用了中间有热交换器的转化器(见图)。下列说法中，错误的是 A．通过热交换器实现了热能的充分利用 B．b、c两处的混合气体成分含量不同，温度不同 C．a、d两处的混合气体成分含量不同，温度不同 D．气体温度比较： 2．在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6 kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．在实际生产中，从成本的角度考虑选择常压下进行反应 B．在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，这与催化剂的活性无关 C．反应过程中通入过量的空气，以提高平衡时SO2的转化率 D．为避免污染环境和提高原料利用率，尾气中的SO2需回收处理 3．硫酸是一种重要的工业原料，广泛用于化肥、电池、冶金等领域。 （1）运输浓硫酸的罐车上，应粘贴的危险化学品标志是___________。 A．腐蚀类物质 B．易燃固体 C．毒性物质 D．易燃液体 （2）下列事实中，体现浓硫酸脱水性的是___________。 A．与蔗糖混合固体变黑 B．在空气中敞口久置质量增大 C．加热条件下与木炭发生反应 D．与固体微热产生 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。工业制硫酸主要的生产流程如图： （3）中硫元素显___________价。“造气”阶段，黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎的原因是___________。“净化干燥”时，除去原料气中有毒物质的原因是___________。 （4）在硫酸工业生产中，转化器中使用热交换器的作用是___________。 ①将转化为的反应热及时导出 ②预热进入转化器的原料气 ③调节转化器内的温度保持在催化剂的最佳活性温度范围内 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ （5）在硫酸工业生产中，的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是___________。 A．从①处通入的气体中含大量整个吸收操作采取逆流的形式 B．从②处喷下98.3%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积 C．从③处导出的气体可直接排入大气 D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸 （6）煅烧10吨纯度90%的黄铁矿(设杂质不参加反应)，若转化率为95%，最后可以制得98%的硫酸___________吨。(写出计算过程) （7）也可使用硫黄为原料制备硫酸：硫液化后与空气中的氧气反应生成。若进料温度超过硫的沸点，部分燃烧的硫以蒸气的形式随进入到下一阶段，可能会导致___________。 A．硫的消耗量减少        B．产率下降        C．生成较多        D．堵塞管道 目前，我国以黄铁矿制硫酸的比例不断下降，用硫黄或冶炼烟气作原料的优势除成本较低外，还有___________等。(任写一条) 4．工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将二氧化硫转化为三氧化硫是一个关键步骤。在密闭容器中压强及温度对转化率(利用率)的影响如下表： 转化率(％) 0.1MPa 0.5MPa 1.0MPa 10MPa 400℃ 99.2％ 99.6％ 99.7％ 99.9％ 500℃ 93.5％ 96.9％ 97.8％ 99.3％ 600℃ 73.7％ 85.8％ 89.5％ 96.4％ （1）写出二氧化硫转化为三氧化硫的化学方程式___________。 （2）加快化学反应速率的常见方法有：A．使用催化剂  B．升温  C．增加反应物的浓度      D．加压      E．减小固体颗粒物大小。若使上述反应速率增大，可使用的方法有___________(不定项)。 （3）化学平衡只适用于可逆反应，常见改变化学平衡的方法有：A．温度    B．压强    C．溶液的浓度。若使上述化学反应正向移动，可使用的方法有___________(不定项)。 （4）实际工业生产条件的选择，要综合考虑各种因素，根据表中数据可知，生成的反应属于___________反应(填“放热”或“吸热”)。若升高温度，正反应速率___________(填“增大”或“减小”)，逆反应速率___________(填“增大”或“减小”)，但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”)，化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 （5）在上述密闭容器中，若将容器体积扩大为原来的2倍，正反应速率___________(填“增大”或“减小”)，逆反应速率___________(填“增大”或“减小”)，但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”)，化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 （6）分析上表，最适宜的条件是在___________℃，___________MPa。 （7）的催化氧化采用常压而不是高压，其主要原因是___________。 二甲醚是一种重要的化工原料，也能以为原料制备得到。方法如下： Ⅰ．   伴随发生下面的副反应： Ⅱ．   恒压条件下，在密闭容器中制备二甲醚。按照投料， 的平衡转化率以及、二甲醚的选择性随温度变化情况如下图所示。 已知：的选择性 的选择性 的平衡转化率 5．下列说法正确的是_______。 A．当反应达到平衡时， B．曲线①表示二甲醚的选择性 C．温度越低越有利于工业生产二甲醚 D．引入催化剂可增加活化分子百分数，提高的平衡转化率 6．分析在200~350℃的范围内，的平衡转化率出现如图所示变化的原因：_______。 7．煤炭直接液化可将煤转化为液态烃以及合成气，获得洁净的二次能源，对优化能源结构、解决石油短缺、减少污染物排放具有重要的战略意义。以下是一种煤的直接液化过程发生反应的方程式： ①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)   ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) （1）为了提高上述反应的速率，可以采取的措施是___________(写出一条即可)。 （2）在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2、一定条件下发生上述反应②，测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示： ①下列描述中能够说明上述反应达到平衡状态的是___________。 A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 D．单位时间内消耗2molH2同时消耗1molCH3OH ②根据图示可知，表示正反应速率-逆反应速率相等的点是___________(填“a”“b” “c”或“d”)。 ③反应开始3min的过程中H2的物质的量减少___________。 （3）已知断开1molCO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072kJ，断开1molH2(g)中的化学键需要吸收的能量为426kJ，则根据图2的数据计算：断开1molCH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收___________kJ的能量。 （4）CH3OH可作为燃料使用，以多孔铂为电极，如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池，则d电极是___________(填“正极”或“负极”)，该电池的正极的电极反应式为___________。 建议时间：5分钟 1．（2022·北京卷）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 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 反应条件控制在生产中的应用 建议时间：15分钟 突破一 工业制硫酸 1．下列有关工业制硫酸的说法正确的是 A．一般以硫磺或硫铁矿为原料 B．鼓入足量空气，原料直接转化为 C．用水吸收，可提高吸收效率 D．从吸收塔循环回接触室的物质只有 【答案】A 【解析】A．工业制硫酸过程中，一般将硫磺或硫铁矿为原料在氧气中焙烧生成SO2，A正确； B．鼓入足量空气，硫磺或硫铁矿与氧气反应生成，不能直接得到三氧化硫，B错误； C．用浓硫酸吸收，可提高吸收效率，避免产生酸雾，C错误； D．从吸收塔循环回接触室的物质有，还有氧气，D错误； 故选A。 2．在工业生产硫酸的过程中，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q，下列叙述中不正确的是 A．矿石粉碎的目的是使原料充分利用，并增大接触面使反应速率加快 B．接触室中采用常压的主要原因是常压下SO2的转化率已经很高 C．沸腾炉中出来的混合气需要洗涤，目的是防止催化剂中毒 D．接触室用450℃的高温，使催化剂活性最佳，更能促进平衡向正反应方向移动 【答案】D 【解析】A．矿石粉碎增大了反应物的接触面积，反应速率加快，A正确; B．在二氧化硫的催化氧化中，常压下二氧化硫的转化率很高，增大压强会增大反应速率，缩短达到平衡所需时间，反应物转化率也会增大，但同时会增加成本，总体上不经济，B正确；C．沸腾炉中出来的混合气中含有很多杂质，能够引起催化剂中毒，洗涤的目的是防止催化剂中毒，C正确；D．二氧化硫的催化氧化是放热反应，接触室采用450℃的温度是由于催化剂在该温度下催化活性最好，但不能使平衡正向移动以提高平衡混和气中SO3的含量，D错误；故合理选项是D。 硫酸工业中，作催化剂时发生反应，转化率与温度、压强有关。 1.01×105Pa 5.05×105Pa 1.01×106Pa 420 0.9961 0.9972 0.9984 520 0.9675 0.9767 0.9852 620 0.8520 0.8897 0.9276 3．请根据下表信息，结合工业生产实际，选择下表中最合适的温度和压强分别是_____。 4．该反应达到平衡状态的标志是_____。(不定项) A．压强不变        B．        C．不变        D． E．的浓度之比为        F．反应停止，正、逆反应的速率都等于零 5．为了有利于的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(见下图)。下列说法错误的是_____。 A．a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同 B．c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同 C．热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体 D．c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高的转化率 【答案】3．420℃、1.01×105Pa 4．AC 5．B 【解析】3．表格中显示，温度低有利于SO2的转化，在常压下，SO2的转化率已经很高了，没必要再增大压强，所以工业生产的条件选择420℃、1.01×105Pa； 4．A．该反应是气体分子总数减小的反应，随着反应进行，压强不断减小，当反应达到平衡时，压强不变，A符合题意；        B．，都为正反应速率，且不满足反应速率之比是化学计量数之比，因此反应没有达到平衡状态，B不符合题意；         C．物质浓度不变，说明反应达到平衡状态，C符合题意；        D．气体物质浓度相等，不能说明正反应速率等于逆反应速率，因此不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意；    E．气体物质的浓度之比等于系数比，不能说明正反应速率等于逆反应速率，因此不能说明反应达到平衡状态，E不符合题意；           F．反应达到平衡状态时，反应不会停止，正、逆反应的速率相等，但不等于零，F不符合题意； 故选AC。 5．A．根据装置图可知，从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经过热交换器后从b处出来的是热的气体，成分与a处相同，A正确； B．SO2、O2在催化剂表面发生反应，因此在c处出来的气体含有生成的SO3及未反应的SO2、O2等气体，该反应是放热反应，当经过热交换器后被冷的气体降温，SO3被部分分离出来，而且混合气体再次被催化氧化，故二者含有的气体的成分含量不相同，B错误； C．热交换器的作用是预热待反应的冷的气体，同时冷却反应产生的气体，为SO3的吸收创造条件，C正确； D．C处气体经过热交换器后再次被催化氧化，目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3，从而可以提高SO2的转化率，D正确; 故选B。 突破二 反应条件控制在生产中的应用 6．NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，为了控制汽车尾气对大气的污染，下列方法可行的是 A．增加空气进入量 B．增大压强 C．提高反应温度 D．使用催化剂 【答案】D 【解析】A．增加空气进入量，不利于该反应的发生，故A不符合题意；B．增大压强虽然能够加快反应速率，但不利于实际操作，故B不符合题意；C．提高反应温度，虽然加快反应速率，但不利于实际操作，故C不符合题意；D．使用催化剂，能够加快反应速率，容易操作，故D符合题意；答案为D。 7．下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是 A．硫酸工业中，为使黄铁矿充分燃烧，可将矿石粉碎 B．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 C．合成氨工业中，为提高氮气和氢气的利用率，采用循环操作 D．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100% 【答案】D 【解析】A．硫酸工业中，将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积，有利于黄铁矿的充分燃烧，故A正确；B．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂，可以降低反应的活化能，增大反应速率，提高生产效率，故B正确；C．合成氨工业中，分离出液氨的混合气体中含有的氮气和氢气采用循环操作，有利于提高氮气和氢气的利用率，故C正确；D．合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以调控反应条件不可能使反应物的转化率达到100%，故D错误；故选D。 8．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是 A．利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快的分解速率而加入 D．降温加快的分解速率 【答案】D 【解析】A．钠和氧气在点燃或加热条件下反应生成过氧化钠，可以利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠，故A正确；B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火，故B正确；C．可以作为催化剂催化的分解反应，故C正确；D．降温会减慢的分解速率，故D错误；故选D。 9．还原的主反应为。相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示： 由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为___________；图1中转化率升高的原因为___________。 【答案】 酸化的 图1中，反应未达到平衡状态，温度越高，反应速率越大，转化率升高 【解析】①由图1、图2可见，酸化的/在较宽温区内既能使NO高转化，又主要产生成(选择性高)，故该催化剂更优。 ②在100 ~ 300 ℃范围内，随温度升高催化剂活性提高，反应速率加快，因而NO的转化率上升。 硫酸工业是无机化工的基础工业之一。工业上使用黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸，其中在接触室中，被催化氧化为，反应原理如下：(正反应为放热反应) 10．某实验小组在实验室中，在一定温度的2L恒容容器中模拟上述反应时，反应过程中物质的量变化如图所示。 图中20min时改变的反应条件可能是___________。 A．加入催化剂 B．降低温度 C．增加的物质的量 D．增大压强 11．工业上采用进行反应的主要原因是___________。 【答案】10．C 11．正反应是放热反应，降低温度有利于提高SO3的平衡浓度；但温度太低，反应速率慢，单位时间内产量低，不经济，并且在400℃～500℃时，催化剂的活性最大 【解析】10．图中20min时，O2的物质的量突然增多，SO2和SO3的物质的量没变，可知改变的反应条件可能是增加的物质的量，选C。 11．，正反应是放热反应，降低温度有利于提高SO3的平衡浓度；但温度太低，反应速率慢，单位时间内产量低，不经济，并且在400℃～500℃时，催化剂的活性最大，故实际生产中控制在400℃～500℃。 习总书记指出，我国争取2060年前实现碳中和。复合催化是工业合成甲醇的重要反应，其原理为：。在2L密闭容器中，充入和，在催化剂、的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化如图所示： 12．反应开始至2min末，以的浓度变化表示该反应的平均速率是___________，2min末时___________(填“<”“>”或“=”)。 13．下列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。 A．单位时间内消耗，同时消耗 B．密闭容器中二氧化碳与氢气的浓度比不发生变化时 C．密闭容器内气体压强不发生变化时 D．容器内平均相对分子质量保持不变 14．在现实工业复合催化转化甲醇的过程中，需考虑如何确定反应条件，既“快”又“多”地转化二氧化碳，生成甲醇。 ①在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容积)前提下，要增大反应速率，还可以采取的措施是___________(任写一种)。 ②该合成甲醇的反应为放热反应，则有利于提高氢气平衡转化率的条件是___________。 A．高温高压        B．低温高压        C．高温低压        D．低温低压 【答案】12． > 13．B 14．增加反应物的浓度 B 【解析】12．反应开始至2min末，生成5mol甲醇，根据方程式可知，反应消耗15mol氢气，以的浓度变化表示该反应的平均速率是 ；2min 后甲醇的物质的量继续增多，可知2min末时反应正向进行，则>。 13．A．单位时间内消耗，同时消耗，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故不选A； B．二氧化碳和氢气的投料比等于其化学计量数之比，二氧化碳与氢气的浓度比为定值，二氧化碳与氢气的浓度比不发生变化时，反应不一定平衡，故选B； C．反应前后气体的化学计量数之和不同，反应前后气体物质的量不同，压强是变量，密闭容器内气体压强不发生变化时，反应一定达到平衡状态，故不选C； D．反应前后气体总质量不变，气体物质的量不同，气体平均相对分子质量是变量，容器内平均相对分子质量保持不变，反应一定达到平衡状态，故不选D； 选B. 14．①根据影响反应速率的因素，在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容积)前提下，要增大反应速率，还可以采取的措施是增加反应物的浓度； ②该合成甲醇的反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，氢气平衡转化率增大；正反应化学计量数和减小，增大压强，平衡正向移动，氢气平衡转化率增大；则有利于提高氢气平衡转化率的条件是低温高压，选B。 突破三 绿色化学与可持续发展 15．以下关于环境保护与绿色化学的说法错误的是 A．绿色化学的核心思想是先污染后治理 B．建立垃圾发电厂，可减少污染物的排放 C．“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式 D．“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量 【答案】A 【解析】A．绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，直接从源头上杜绝污染，A错误；B．建立垃圾发电厂，可变废为宝，以减少污染物的排放，B正确；C．“低碳经济”就是减少碳排放，低能耗，降低污染，C正确；D．“静电除尘”“燃煤固碗”“汽车尾气催化净化”都能除去有害物质，能提高空气质量，D正确；故答案为：A。 16．下列措施中不利于节能减排的是 A．改进锅炉的炉型、清理积灰 B．利用发电厂、钢铁厂的余热给城市供暖 C．将燃煤脱硫、脱氮处理后使用 D．鼓励群众多开私家车 【答案】D 【解析】A．改进锅炉的炉型、清理积灰，可使燃料充分燃烧，减少能源损耗，有利于实现节能减排，A不符合题意；B．利用发电厂、钢铁厂的余热给城市供暖，可以提高能源的利用率，有利于节能减排，B不符合题意；C．将燃煤脱硫、脱氮处理后使用，可减少二氧化硫、氮氧化物的排放，有利于节能减排，C不符合题意；D．鼓励群众多开私家车，会增加化石燃料的燃烧，不利于节能减排，D符合题意；故答案为：D。 17．工业上制取硫酸铜采用途径Ⅱ而不采用途径I，这样做的优点是 ①节省能源 ②不产生污染大气的SO2 ③提高了H2SO4的利用率 ④提高了Cu的利用率 A．仅①② B．仅②③④ C．仅①②③ D．全部 【答案】C 【分析】途径I将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入氧气，发生2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O；途径Ⅱ是2Cu+2H2SO4(浓)2CuSO4+SO2+2H2O；结合反应原理进行分析。 【解析】①根据上述分析：途径I反应在常温下就能进行，而途径Ⅱ浓硫酸与铜在加热条件下反应，所以途径I节省能源，故①正确；②根据上述分析：途径I反应无污染，而途径Ⅱ浓硫酸与铜在加热条件下反应生成SO2，产生污染大气的SO2，故②正确；③根据上述分析：途径I反应物H2SO4中的硫酸根完全转化成生成物中的硫酸根，提高H2SO4的利用率，故③正确；④无论哪一种方法，生成等物质的量的硫酸铜，都需要相同质量的铜，故④错误；故C符合题意；故答案：C。 脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应： 反应ⅰ. 2NO+CO⇌N2O+CO2； 反应ⅱ. N2O+CO⇌N2+CO2。 将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图。 18．实验过程中，高于340℃后N2O浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是___________。 19．450℃时，该时间段内NO的脱除率=___________(保留2位有效数字，NO的脱除率)。 【答案】18．反应ⅰ、ⅱ的反应速率随温度的升高而增大，高于340℃后，升高温度，反应ⅱ速率增加的程度超过反应ⅰ增加的程度，使得反应ⅱ速率大于反应ⅰ速率，所以浓度减小 19．88% 【解析】18．反应ⅰ、ⅱ的反应速率随温度的升高而增大，高于340℃后，升高温度，反应ⅱ速率增加的程度超过反应ⅰ增加的程度，使得反应ⅱ速率大于反应ⅰ速率，所以浓度减小； 19．根据450℃时各物质的浓度，NO的初始浓度为（200+125×2+1625×2）´10-6mol/L=3.7´10-3mol/L，转化为氮气的NO的浓度1625´10-6mol/L×2=3.25´10-3mol/L，该时间段内NO的脱除率约为。 建议时间：15分钟 1．在硫酸工业生产中，为了有利于的转化，采用了中间有热交换器的转化器(见图)。下列说法中，错误的是 A．通过热交换器实现了热能的充分利用 B．b、c两处的混合气体成分含量不同，温度不同 C．a、d两处的混合气体成分含量不同，温度不同 D．气体温度比较： 【答案】B 【分析】该装置中发生SO2在加热、催化剂的条件下和O2反应转化为SO3的反应，反应放热，热交换器的作用是预热待反应的气体；b处通入的是反应气体，即SO2、空气，在热交换器中进行加热，没有催化剂，没有发生反应，c出来的气体是被预热的气体，其成分与a气体相同，但温度升高了，再进入装置中，发生反应到达a处，a处气体是反应物第一次催化反应后的气体，成分中增加了SO3，温度比c处的高。d处是第二次催化后的气体，SO3的含量比a处的高，温度与a处也不相同，由此分析。 【解析】A．该反应放热，热交换器的作用是预热待反应的气体，b处通入的是反应气体，即SO2、空气，在热交换器中进行加热，通过热交换器实现了热能的充分利用，A正确； B．根据装置图可知，从b进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经过热交换器后从c处出来的是热的气体，成分与b处相同， c处出来的气温度高于b处，两处气体含量相同，温度不同，B错误； C．a处加热条件下生成的SO3，气体温度高；当经过热交换器后被冷的气体降温，d处是第二次催化后的气体，SO3的含量比a处的高，温度与a处也不相同，故a，d两处气体的成分含量不相同，温度不同，C正确； D．b处进入的气体是净化后的原料气，主要成分是SO2、空气等，气体的温度为常温。c出来的气体是被预热的气体，其成分与b气体相同，但温度升高了。a处气体是反应物第一次催化反应后的气体，成分中增加了SO3，温度比c处的高，温度：a>c>b，D正确； 故选B。 2．在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6 kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．在实际生产中，从成本的角度考虑选择常压下进行反应 B．在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，这与催化剂的活性无关 C．反应过程中通入过量的空气，以提高平衡时SO2的转化率 D．为避免污染环境和提高原料利用率，尾气中的SO2需回收处理 【答案】B 【解析】A．由表格数据可知，在常压及400～500℃时，二氧化硫的转化率已经很高，继续增大压强，虽然二氧化硫的平衡转化率会提高，但不明显，且会增加设备成本，增大投资和能量消耗，故A正确；B．温度太高时，催化剂失去活性，则实际生产中，选定的温度为400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳，故B错误；C．空气的成本较低，在实际生产中，通入过量的空气，反应物浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，从而可提高成本较高的二氧化硫的转化率，故C正确； D．尾气中的SO2必须回收循环利用，防止污染环境并提高原料的利用率，故D正确；故选B。 3．硫酸是一种重要的工业原料，广泛用于化肥、电池、冶金等领域。 （1）运输浓硫酸的罐车上，应粘贴的危险化学品标志是___________。 A．腐蚀类物质 B．易燃固体 C．毒性物质 D．易燃液体 （2）下列事实中，体现浓硫酸脱水性的是___________。 A．与蔗糖混合固体变黑 B．在空气中敞口久置质量增大 C．加热条件下与木炭发生反应 D．与固体微热产生 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。工业制硫酸主要的生产流程如图： （3）中硫元素显___________价。“造气”阶段，黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎的原因是___________。“净化干燥”时，除去原料气中有毒物质的原因是___________。 （4）在硫酸工业生产中，转化器中使用热交换器的作用是___________。 ①将转化为的反应热及时导出 ②预热进入转化器的原料气 ③调节转化器内的温度保持在催化剂的最佳活性温度范围内 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ （5）在硫酸工业生产中，的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是___________。 A．从①处通入的气体中含大量整个吸收操作采取逆流的形式 B．从②处喷下98.3%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积 C．从③处导出的气体可直接排入大气 D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸 （6）煅烧10吨纯度90%的黄铁矿(设杂质不参加反应)，若转化率为95%，最后可以制得98%的硫酸___________吨。(写出计算过程) （7）也可使用硫黄为原料制备硫酸：硫液化后与空气中的氧气反应生成。若进料温度超过硫的沸点，部分燃烧的硫以蒸气的形式随进入到下一阶段，可能会导致___________。 A．硫的消耗量减少        B．产率下降        C．生成较多        D．堵塞管道 目前，我国以黄铁矿制硫酸的比例不断下降，用硫黄或冶炼烟气作原料的优势除成本较低外，还有___________等。(任写一条) 【答案】（1）A （2）A （3）-1 为了增大反应物的接触面积，使反应更充分、更快 防止这些有毒物质使后续转化器中的催化剂中毒，失去催化活性 （4）D （5）C （6）黄铁矿的质量为10t×90%=9t，设可以制得98%的硫酸的质量为x，根据硫元素守恒可列关系式：， ，考虑到SO2的转化率为95%，实际生成纯硫酸的质量为14.7t × 95% = 13.965t，则98%的硫酸质量为= 14.25t （7）BD 产生的污染物少（或对设备腐蚀小、原料利用率高等） 【分析】黄铁矿和通入的空气在高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫净化干燥，在催化剂表面发生氧化反应生成三氧化硫，三氧化硫被浓硫酸吸收得到发烟硫酸。 【解析】（1）浓硫酸具有强腐蚀性，属于腐蚀类物质，因此运输浓硫酸的罐车应粘贴腐蚀类物质的危险化学品标志，故答案A符合题意。 （2）A．浓硫酸将蔗糖中的氢、氧元素按水的比例脱去，使蔗糖变黑，体现了浓硫酸的脱水性，A正确； B．浓硫酸在空气中敞口久置质量增大，是因为它吸收了空气中的水蒸气，体现的是吸水性，B错误； C．加热条件下与木炭反应，浓硫酸将碳氧化为二氧化碳，自身被还原为二氧化硫，体现的是强氧化性，C错误； D．与固体微热产生，是利用了浓硫酸的高沸点难挥发性，体现的是酸性和难挥发性，D错误； 故答案为：A。 （3）在FeS2中，铁元素显+2价，根据化合物中正负化合价代数和为 0，可得硫元素的化合价为-1价；黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎，是为了增大反应物的接触面积，使反应更充分、更快；净化干燥” 时除去原料气中有毒物质，是为了防止这些有毒物质使后续转化器中的催化剂中毒，失去催化活性。 （4）①热换器把反应放出热量及时导出，降低反应体系温度，根据平衡移动原理，平衡向放热反应方向移动，有利于SO3生成，①正确； ②热交换器利用SO2转化为SO3的反应放出的热量，预热进入转化器的原料气，②正确； ③热交换器同时调节转化器内的温度，使其保持在催化剂的最佳活性温度范围内；③正确；综上所述答案为D。 （5）A．从吸收塔底部①处通入SO3，从吸收塔顶部②处喷下98.3%的硫酸，整个吸收操作采取逆流的形式有利于吸收三氧化硫，故A正确； B．从②处喷下浓硫酸，吸收塔中填充瓷环，增大三氧化硫与浓硫酸的接触面积，有利于三氧化硫的吸收，故B正确； C．从③处导出的气体含有SO2，还有少量氧气、氮气等，二氧化硫是有毒气体，污染环境，不能直接排入大气，应进行尾气处理，故C错误； D．SO3被98.3%的硫酸吸收后得到浓度更高的浓硫酸，可用水或稀硫酸稀释使用，故D正确； 故答案为：C。 （6）黄铁矿的质量为10t×90%=9t，设可以制得98%的硫酸的质量为x，根据硫元素守恒可列关系式：， ，解得x=14.7t，考虑到SO₂的转化率为95%，实际生成纯硫酸的质量为14.7t × 95% = 13.965t，则98%的硫酸质量为= 14.25t。 （7）部分硫蒸气随SO2进入下一阶段，部分硫粉损失，硫的消耗量增加、产率下降，在热交换时遇冷会凝结成固体硫，可能会堵塞管道，由于二氧化硫产率下降，则生成较少的 ，故答案为BD；以黄铁矿制硫酸的造气阶段会产生含氧化铁等的废渣，黄铁矿杂质含量高（如砷、硒等），需经过复杂的净化和脱硫流程才能获得合格的SO2气体，这导致设备投资大、能耗高、操作成本高。‌用硫黄或冶炼烟气作原料的优势除成本较低外，产生的污染物少（或对设备腐蚀小、原料利用率高等）。 4．工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将二氧化硫转化为三氧化硫是一个关键步骤。在密闭容器中压强及温度对转化率(利用率)的影响如下表： 转化率(％) 0.1MPa 0.5MPa 1.0MPa 10MPa 400℃ 99.2％ 99.6％ 99.7％ 99.9％ 500℃ 93.5％ 96.9％ 97.8％ 99.3％ 600℃ 73.7％ 85.8％ 89.5％ 96.4％ （1）写出二氧化硫转化为三氧化硫的化学方程式___________。 （2）加快化学反应速率的常见方法有：A．使用催化剂  B．升温  C．增加反应物的浓度      D．加压      E．减小固体颗粒物大小。若使上述反应速率增大，可使用的方法有___________(不定项)。 （3）化学平衡只适用于可逆反应，常见改变化学平衡的方法有：A．温度    B．压强    C．溶液的浓度。若使上述化学反应正向移动，可使用的方法有___________(不定项)。 （4）实际工业生产条件的选择，要综合考虑各种因素，根据表中数据可知，生成的反应属于___________反应(填“放热”或“吸热”)。若升高温度，正反应速率___________(填“增大”或“减小”)，逆反应速率___________(填“增大”或“减小”)，但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”)，化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 （5）在上述密闭容器中，若将容器体积扩大为原来的2倍，正反应速率___________(填“增大”或“减小”)，逆反应速率___________(填“增大”或“减小”)，但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”)，化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 （6）分析上表，最适宜的条件是在___________℃，___________MPa。 （7）的催化氧化采用常压而不是高压，其主要原因是___________。 【答案】（1）2SO2+O2 2SO3 （2）ABCDE （3）AB （4）放热 增大 增大 < 逆反应 （5）减小 减小 < 逆反应 （6）400~500 0.1 （7）增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本 【解析】（1）二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫，反应可逆，化学方程式为2SO2+O2 2SO3；。故答案为：2SO2+O2 2SO3； （2）对于2SO2+O2 2SO3，加快化学反应速率的常见方法有：A．使用催化剂降低反应的活化能，显著提高反应速率，故A符合；B．升温，分子动能增加，有效碰撞频率提高，活化分子比例上升，反应速率加快，故B符合；C．增加反应物的浓度使单位体积内分子数增多，碰撞概率增大，速率加快，故C符合；D．加压缩小气体体积，浓度增大，速率加快，故D符合；E．上述反应中催化剂是固体，减小固体颗粒物大小，增大固体表面积，使反应接触面增加，速率提高，故E符合。若使上述反应速率增大，可使用的方法有ABCDE。故答案为：ABCDE； （3）对于2SO2+O2 2SO3，是气体体积减小的放热反应：A．降低温度，反应正向进行，故A符合；B．增大压强，反应正向进行，故B符合；C．上述反应不是在溶液中进行的，故C不符。若使上述化学反应正向移动，可使用的方法有AB。故答案为：AB； （4）实际工业生产条件的选择，要综合考虑各种因素，根据表中数据可知，相同压强下，随温度升高二氧化硫的转化率降低，说明升温平衡逆向移动，正反应放热，生成的反应属于放热反应。若升高温度，正反应速率增大，逆反应速率增大，但正反应速率<逆反应速率，化学平衡向逆反应方向移动。故答案为：放热；增大；增大；<；逆反应； （5）在上述密闭容器中，若将容器体积扩大为原来的2倍，扩大容器体积，各组分浓度减小，正逆反应速率都减小，但正反应速率<逆反应速率，平衡向气体体积增大的逆向移动，二氧化硫的转化率降低。故答案为：减小；减小；<；逆反应； （6）由表中数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本，故通常采取采用常压，最适宜的条件是在400~500℃时转化率较高速率又不太低，0.1MPa。故答案为：400~500；； （7）由表中数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本。故答案为：增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本。 二甲醚是一种重要的化工原料，也能以为原料制备得到。方法如下： Ⅰ．   伴随发生下面的副反应： Ⅱ．   恒压条件下，在密闭容器中制备二甲醚。按照投料， 的平衡转化率以及、二甲醚的选择性随温度变化情况如下图所示。 已知：的选择性 的选择性 的平衡转化率 5．下列说法正确的是_______。 A．当反应达到平衡时， B．曲线①表示二甲醚的选择性 C．温度越低越有利于工业生产二甲醚 D．引入催化剂可增加活化分子百分数，提高的平衡转化率 6．分析在200~350℃的范围内，的平衡转化率出现如图所示变化的原因：_______。 【答案】5．B 6．温度较低时（200~280℃时）以反应Ⅰ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，CO2平衡转化率降低；温度较高时（280℃~350℃时）以反应Ⅱ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，CO2平衡转化率升高 【分析】反应Ⅰ．为放热反应；反应Ⅱ．为吸热反应；随着温度升高，反应I逆向移动，CH3OCH3的选择性降低，曲线①代表，CH3OCH3的选择性；反应Ⅱ正向移动，CO的选择性升高，曲线③代表CO的选择性；曲线②代表CO2的平衡转化率。 5．A．反应I中CO2和H2按照1：3反应，而反应Ⅱ中CO2和H2按照1：1反应，当反应达到平衡时，，A错误； B．根据以上分析，曲线①表示CH3OCH3的选择性，B正确； C．温度过低反应速率太慢，生产周期长，工业生产要考虑生产效率，因此温度过低不利于二甲醚的工业生产，C错误； D．引入催化剂能加快反应速率，但不能提高平衡转化率，D错误； 故选B； 6．在200~350℃的范围内，CO2的平衡转化率出现如图所示变化的原因：温度较低时(200~280℃时)以反应Ⅰ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，CO2平衡转化率降低；温度较高时(280℃~350℃时)以反应Ⅱ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，CO2平衡转化率升高。 7．煤炭直接液化可将煤转化为液态烃以及合成气，获得洁净的二次能源，对优化能源结构、解决石油短缺、减少污染物排放具有重要的战略意义。以下是一种煤的直接液化过程发生反应的方程式： ①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)   ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) （1）为了提高上述反应的速率，可以采取的措施是___________(写出一条即可)。 （2）在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2、一定条件下发生上述反应②，测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示： ①下列描述中能够说明上述反应达到平衡状态的是___________。 A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 D．单位时间内消耗2molH2同时消耗1molCH3OH ②根据图示可知，表示正反应速率-逆反应速率相等的点是___________(填“a”“b” “c”或“d”)。 ③反应开始3min的过程中H2的物质的量减少___________。 （3）已知断开1molCO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072kJ，断开1molH2(g)中的化学键需要吸收的能量为426kJ，则根据图2的数据计算：断开1molCH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收___________kJ的能量。 （4）CH3OH可作为燃料使用，以多孔铂为电极，如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池，则d电极是___________(填“正极”或“负极”)，该电池的正极的电极反应式为___________。 【答案】（1）升高温度 （2）CD d 1.5mol （3）2052.8 （4）正极 O2+4e-+4H+=2H2O 【解析】（1）为了提高上述反应的速率，可以采取的措施是升高温度； （2）①A．可逆反应达到平衡状态时，各种物质的物质的量浓度不变，但不一定是反应混合物中、和三种物质的浓度相等，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意； B．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，体积不变，则根据气体的密度公式，可知混合气体的密度始终不随时间的变化而变化，因此不能根据密度不变判断反应是否达到平衡状态，B不符合题意； C．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应前后气体的物质的量发生改变，若容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，C符合题意； D．在任何时刻，在单位时间内消耗2 mol，就会同时反应产生1 mol ，而又消耗1 mol ，则的物质的量不变，说明反应达到了平衡状态，D符合题意；故合理选项是CD； ②根据图示可知：在a点后CO的物质的量还在减少，说明反应正向进行，未达到平衡状态；在b点后的物质的量在增加，说明反应正向进行，未达到平衡状态；在c点时刻尽管、的物质的量相等，但由于c点后的物质的量在减少，的物质的量在增加，说明该点时刻反应正向进行，未达到平衡状态；在d点后、的物质的量都不变，则反应达到了平衡状态，任意物质表示的正反应速率与逆反应速率相等。故根据图示可知，表示正反应速率与逆反应速率相等的点就是平衡点，该点是d点； ③在2 L密闭容器中进行反应：，根据已知条件即图示数据，用三段式进行求解：，则3 min内反应消耗的物质的量是1.5 mol； （3）根据图2可知，2 mol和1 mol生成1 mol 放出128.8 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：；反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，假设1 mol中所有的化学键共需要吸收能量为xkJ，则根据反应热与化学键键能关系可知：，解得x=2052.8，即断开1 mol中所有的化学键共需要吸收2052.8 kJ的能量； （4）在燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极失去电子发生氧化反应；通入的电极为正极，正极上得到电子发生还原反应。溶液中阳离子向负电荷较多的正极移动，阴离子向正电荷较多的负极移动。根据图示可知溶液中的阳离子向d电极区移动，说明d电极为正极，b处通入的气体是，正极的电极反应式为：。 建议时间：5分钟 1．（2022·北京卷）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 【答案】C 【解析】A．由题干图1所示信息可知，反应①为CaO+CO2=CaCO3，结合氧化还原反应配平可得反应②为，A正确； B．由题干图2信息可知，t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应，反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1:2，B正确； C．由题干反应②方程式可知，H2和CO的反应速率相等，而t2时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为2mmol/min，而CO变为1~2mmol/min之间，故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率，C错误； D．由题干图2信息可知，t3之后，CO的速率为0，CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确； 答案选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $