题型06 化学反应原理综合题（期末真题汇编，安徽专用）高二化学下学期

**基本信息** 聚焦化学反应原理综合应用，精选2025年安徽各地高二期末试题，以双碳、汽车尾气处理等热点为情境，考查热化学、平衡移动、反应速率等核心知识。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |化学反应原理综合题|8道|热化学方程式（如NOₓ储存还原ΔH计算）、化学平衡（如CO₂加氢平衡常数K）、反应速率（如CO平均速率）、催化剂影响（如Mn和Cr脱氮率比较）|以双碳、环保为情境（如CO₂资源化），问题层次分明，从基础计算到综合分析（如平衡状态判断、压强对平衡影响）|

题型06 化学反应原理综合题 1．(2025·高二下·安徽县中联盟·期末)NOx储存还原技术法(NSR)利用催化剂消除汽车尾气中的NOx，具有不需要额外添加还原剂、结构简单等优点，适用于轻型柴油机车和汽油机车。 （1）已知：      则NSR技术工作原理的热化学方程式：  △H3=_________。 （2）在一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的和模拟NSR反应反应过程中c(NO)隨时间变化的曲线如下图所示。 ①曲线a和b中，表示在该温度下使用NSR催化技术的是曲线_________(填“a”或“b”)。 ②曲线b中前10min内CO的平均反应速率v(CO)=_________ mol·L-1·min-1，此温度下该反应的平衡常数K=_________L/mol。 ③在一恒温恒容的密闭容器中发生反应，下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是_________(填字母)。 A．体系的压强保持不变     B．混合气体的密度保持不变 C．    D．CO2的浓度保持不变 ④若保持其他条件不变，15min时将容器的体积压缩至1L，20min时反应重新达到平衡，NO的物质的量浓度对应的点可能是点_________(填“A、B、C、D或E”)。 （3）NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氨氧化物脱除技术。下图是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂和相应的温度分别为_________。 2．(2025·高二下·安徽宣城·期末)中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。二氧化碳催化加氢制甲醇，涉及如下反应。 Ⅰ．     Ⅱ．     Ⅲ．     回答下列问题： （1）反应Ⅰ的平衡常数___________(用平衡常数表示)，___________；一般认为反应Ⅰ通过反应Ⅱ和反应Ⅲ两步来实现，若反应Ⅱ为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。 A．   B． C．    D． （2）在体积可变的密闭容器中，以充入混合气体，发生上述3个反应，测得平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①根据图像，由大到小的顺序为___________。 ②不同压强下，随着温度升高，平衡转化率趋向交于M点，可能的原因是随着温度升高，逐渐以反应___________为主(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定。 （3）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入和，发生上述3个反应，达到平衡时，容器中)为0.4mol，CO为0.2mol，此时的物质的量浓度为___________，反应Ⅱ的物质的量分数平衡常数___________(为用物质的量分数替代浓度计算的平衡常数)。 3．(2025·高二下·安徽合肥市六校联盟·期末)二氧化碳资源化利用是目前研究的热点之一。 （1）二氧化碳可用于重整天然气制合成气(和)。 已知下列热化学方程式： CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206 kJ∙mol−1 CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165 kJ∙mol−1 则反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的ΔH=_______。 （2）下列措施能提高天然气重整过程中甲烷平衡转化率的是_______(填字母)。 A．降低温度 B．保持压强不变，通入Ar气 C．保持体积不变，通入甲烷 D．采用分子筛选择性分离CO （3）Ni催化CO2加H2形成CH4，其历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，反应相同时间，含碳产物中CH4的百分含量及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。 ①260℃时生成主要产物所发生反应的化学方程式为_______。 ②温度高于320℃，CO2的转化率下降的原因是_______。 （4）由二氧化碳合成VCB(锂电池电解质的添加剂)的实验流程如下，已知EC、VCB核磁共振氢谱均只有一组峰，均含五元环状结构，EC能水解生成乙二醇。 VCB的结构简式为_______。 （5）利用电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图3所示。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。其中a为_______(填“阴极”或“阳极”)；写出电解时膜电极b上所发生的电极反应式：_______。 4．(2025·高二下·安徽合肥一中·期末)温度时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和，发生反应，均反应时间，测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。回答下列问题： （1）若点对应的容器中反应放出热量为，则该反应的焓变_______。 （2）前，点对应的容器中，氮气的反应速率_______。 （3）c点：_______(填“>”、“<”或“=”)；a点，再充入一定量后，最终达到平衡，转化率_______(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，的物质的量分数_______。 （4）以下条件可以判断该反应已达到化学平衡状态的是_______。 A．活性炭的质量不再变化 B． C．混合气体的密度不再变化 D．和体积分数之比保持不变 （5）另测得平衡时和的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。A、B、C三点中，转化率最低的为_______点。B点时，若反应初始压强为，则_______(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)。 5．(2025·高二下·安徽滁州·期末)硫及其化合物对人类的生产、生活有着重要的作用，回答下列问题。 （1）我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆（）取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中分解的曲线（热重）及曲线（反映体系热量变化情况，数值已省略）如下图所示。700°C左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有、_____和_____（填化学式）。 （2）接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化：。 ①钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。 与反应生成和的热化学方程式为_____。 ②下列不能判断该反应是否达到平衡状态的是_____（填标号）。 A．混合气体中的浓度等于的浓度 B．混合气体的平均相对分子质量保持不变 C．的生成速率和的生成速率相等 D． ③为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率下反应速率（数值已略去）与温度的关系如图所示，下列说法正确的是_____（填标号）。 a．温度越高，反应速率越大 b．的曲线代表平衡转化率 c．越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度 ④设的平衡分压为，的平衡转化率为，用含和的代数式表示上述催化氧化反应的_____（用平衡分压代替平衡浓度计算）。 6．(2025·高二下·安徽黄山·期末)人类走进科技时代之后，工业以及人类活动排放出的二氧化碳，成为了破坏生态环境的主要力量，而将CO2转化为其他能源并利用，是我国能源领域的一个重要战略方向。在CO2与H2催化合成甲醇(CH3OH)的体系中，同时存在以下反应： 反应i： 反应ii： 反应iii：CO2与H2在物质的量1：3时合成CH3OH(g)和H2O(g)   ΔH3 （1）写出反应iii的热化学方程式___________；若要反应iii正向自发进行，___________(填“高温”或“低温”)更有利。 （2）某温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入容积不变的1 L密闭容器中，初始总压为8 MPa，只发生反应iii，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表： 时间/h 1 2 3 4 5 P后/P前 0.92 0.85 0.79 0.75 0.75 ①用CO2表示前4h的平均反应速率v(CO2)=___________mol·L-1·h-1。 ②该条件下的分压平衡常数为Kp=___________(MPa)-2。(结果用分数表示，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)。 （3）①对于反应i：，其中k正、k逆分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②对于反应ii：恒温恒容下，反应达到平衡后，若要提高甲醇的平衡产率同时加快反应速率，可采取的措施是___________。 A．充入氦气　　B．加入催化剂　　C．充入氢气　　D．及时分离甲醇 （4）合成的甲醇可用做燃料电池的燃料，如下图，请写出甲醇燃料电池的负极反应为___________。 7．(2025·高二下·江淮协作区联合检测·期末)在“双碳”战略和“十四五”规划背景下，生物质资源得到越来越广泛的应用。某团队选取稻壳、花生壳和苹果树枝三种生物质为研究对象，选出获得热能、氢能最佳的生物质和生产方法。 （1）三种生物质的工业分析数据如下。 工业分析/ M：水分 V：挥发分(气态产物和分子量较小的液态产物) A：灰分(无机物燃烧残留物为灰分) FC：固定碳(固态残留物) 样品 M V A FC ①稻壳 7.44 56.13 15.98 20.45 ②花生壳 8.84 68.48 4.69 17.99 ③苹果树枝 14.67 70.61 1.34 13.38 研究发现，挥发分与固定碳比值越大的生物质燃烧越容易，最容易燃烧的生物质是_______(填序号)。 （2）生物质气化会产生粘稠的焦油，出现堵塞管道等问题。该团队选取焦油中主要成分甲苯进行研究，将甲苯进行水蒸气重整以除去甲苯并获得氢气。甲苯重整中涉及以下反应： i． ii． iii． iv． v． 反应iii的_______(用含和的式子表示)。 （3）已知当投料比时，甲苯完全反应。在常压()下，不同投料比的反应达平衡后的数据如图甲。图甲中，相同温度下，投料比为时，氢气物质的量分数最高，原因是_______。 （4）常压下，投料比为时，不同温度下出口处、和物质的量分数的关系如图乙。 根据图甲和图乙，时物质的量分数为_______，此温度下反应ii的_______(保留两位小数)。 （5）已知Arrhenius经验公式(为活化能，k为速率常数，R和c为常数)，反应ⅰ用(碳)作催化剂时的Arrhenius经验公式数据如图丙所示，反应i的活化能为_______(用含a、b的式子表示)。请在图中画出使用更高效的催化剂时的示意图_______。(假定实验条件下，催化剂对c值无影响) 8．(2025·高二下·安徽马鞍山·期末)在化工生产中有着广泛的应用前景，主要用于制造黏胶纤维和玻璃纸的原材料，工业上常用合成，原理如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   总反应：   （1）当时，合成总反应的_______。 （2）转化为的热化学方程式为_______。 （3）工业上利用反应Ⅰ制备，在的密闭容器中加入和，反应后，测得体积分数为10%，则内的平均反应速率_______。 （4）利用工业废气替代硫磺矿生产的反应为。反应物投料比采用，维持体系压强为应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度的变化如图。 ①图中，和随温度变化的曲线分别是_______、_______。(填字母) ②下列操作中，能提高平衡转化率的是_______。 a．增大    b．恒温恒压下通入    c．移除    d．加入催化剂    e．降低温度 ③曲线交点的横坐标为840℃，该温度下以分压表示的平衡常数_______。(用含的代数式表示，是以平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型06 化学反应原理综合题 1．(2025·高二下·安徽县中联盟·期末)NOx储存还原技术法(NSR)利用催化剂消除汽车尾气中的NOx，具有不需要额外添加还原剂、结构简单等优点，适用于轻型柴油机车和汽油机车。 （1）已知：      则NSR技术工作原理的热化学方程式：  △H3=_________。 （2）在一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的和模拟NSR反应反应过程中c(NO)隨时间变化的曲线如下图所示。 ①曲线a和b中，表示在该温度下使用NSR催化技术的是曲线_________(填“a”或“b”)。 ②曲线b中前10min内CO的平均反应速率v(CO)=_________ mol·L-1·min-1，此温度下该反应的平衡常数K=_________L/mol。 ③在一恒温恒容的密闭容器中发生反应，下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是_________(填字母)。 A．体系的压强保持不变     B．混合气体的密度保持不变 C．    D．CO2的浓度保持不变 ④若保持其他条件不变，15min时将容器的体积压缩至1L，20min时反应重新达到平衡，NO的物质的量浓度对应的点可能是点_________(填“A、B、C、D或E”)。 （3）NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氨氧化物脱除技术。下图是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂和相应的温度分别为_________。 【答案】（1）-746.5kJ∙mol-1 （2）a 0.01 5 AD C （3）Mn、200℃ 【解析】（1）①   ②   利用盖斯定律，将反应②-①得，NSR技术工作原理的热化学方程式：  △H3=(-566.0-180.5) kJ∙mol-1=-746.5kJ∙mol-1。答案为：-746.5kJ∙mol-1； （2）①使用NSR催化技术时，反应速率快，达平衡的时间短，所以曲线a和b中，表示在该温度下使用NSR催化技术的是曲线a。 ②从图中可以看出，NO、CO的起始投入量都为0.1mol/L，10min时反应达平衡，平衡时NO的浓度为0.1mol/L。则可建立如下三段式： 曲线b中前10min内CO的平均反应速率v(CO)==0.01mol·L-1·min-1，此温度下该反应的平衡常数K==5L/mol。 ③A．反应前后气体的体积不变，平衡前混合气体的物质的量不断发生改变，则体系的压强不断改变，当压强保持不变时，反应达平衡状态，A符合题意； B．混合气体的质量不变，体积不变，则密度始终不变，当密度保持不变时，反应不一定达平衡状态，B不符合题意； C．，反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，所以反应未达平衡状态，C不符合题意； D．CO2的浓度保持不变，则正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，D符合题意； 故选AD。 ④若保持其他条件不变，15min时将容器的体积压缩至1L，此时NO的物质的量浓度变为0.2mol/L，平衡正向移动，NO的物质的量浓度减小，但比加压前浓度要大，所以20min时反应重新达到平衡，NO的物质的量浓度对应的点可能是点C。答案为：a；0.01；5；AD；C； （3）从图中可以看出，两种催化剂作用下，脱氮率相差不大，但用Mn作催化剂时，所需控制的温度低，节约能源，所以工业使用的最佳催化剂和相应的温度分别为Mn、200℃。答案为：Mn、200℃。 【点睛】工业生产选择反应条件时，既要考虑产率，又要考虑生产成本。 2．(2025·高二下·安徽宣城·期末)中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。二氧化碳催化加氢制甲醇，涉及如下反应。 Ⅰ．     Ⅱ．     Ⅲ．     回答下列问题： （1）反应Ⅰ的平衡常数___________(用平衡常数表示)，___________；一般认为反应Ⅰ通过反应Ⅱ和反应Ⅲ两步来实现，若反应Ⅱ为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。 A．   B． C．    D． （2）在体积可变的密闭容器中，以充入混合气体，发生上述3个反应，测得平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①根据图像，由大到小的顺序为___________。 ②不同压强下，随着温度升高，平衡转化率趋向交于M点，可能的原因是随着温度升高，逐渐以反应___________为主(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定。 （3）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入和，发生上述3个反应，达到平衡时，容器中)为0.4mol，CO为0.2mol，此时的物质的量浓度为___________，反应Ⅱ的物质的量分数平衡常数___________(为用物质的量分数替代浓度计算的平衡常数)。 【答案】（1） C （2） Ⅱ （3）0.8 或0.1875 【解析】（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ-Ⅱ得反应Ⅲ，则，，；反应Ⅱ为吸热反应，生成物能量高于反应物，反应Ⅲ为放热反应，生成物能量低于反应物，若反应Ⅱ为慢反应，则反应Ⅱ的活化能高于反应Ⅲ，故能体现上述反应能量变化的是C； （2）①反应Ⅰ为气体分子数减小的反应、Ⅱ为气体分子数不变的反应，相同条件下，增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，导致二氧化碳转化率增大，据图像，由大到小的顺序为。 ②3个反应只有Ⅱ为气体分子数不变的反应的吸热反应，不同压强下，随着温度升高，平衡转化率趋向交于M点，则可能的原因是随着温度升高，逐渐以反应Ⅱ为主，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定。 （3）反应Ⅱ+Ⅲ得反应Ⅰ，达到平衡时，容器中)为0.4mol，CO为0.2mol，则Ⅲ、Ⅱ的三段式分别为： CO为0.2mol，则反应Ⅱ中生成0.4+0.2=0.6molCO， 此时氢气为3-0.8-0.6=1.6mol，物质的量浓度为，此时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分别为1-0.6=0.4mol、1.6mol、0.2mol、0.6mol，反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，则物质的量分数平衡常数。 3．(2025·高二下·安徽合肥市六校联盟·期末)二氧化碳资源化利用是目前研究的热点之一。 （1）二氧化碳可用于重整天然气制合成气(和)。 已知下列热化学方程式： CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206 kJ∙mol−1 CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165 kJ∙mol−1 则反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的ΔH=_______。 （2）下列措施能提高天然气重整过程中甲烷平衡转化率的是_______(填字母)。 A．降低温度 B．保持压强不变，通入Ar气 C．保持体积不变，通入甲烷 D．采用分子筛选择性分离CO （3）Ni催化CO2加H2形成CH4，其历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，反应相同时间，含碳产物中CH4的百分含量及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。 ①260℃时生成主要产物所发生反应的化学方程式为_______。 ②温度高于320℃，CO2的转化率下降的原因是_______。 （4）由二氧化碳合成VCB(锂电池电解质的添加剂)的实验流程如下，已知EC、VCB核磁共振氢谱均只有一组峰，均含五元环状结构，EC能水解生成乙二醇。 VCB的结构简式为_______。 （5）利用电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图3所示。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。其中a为_______(填“阴极”或“阳极”)；写出电解时膜电极b上所发生的电极反应式：_______。 【答案】（1）+247 （2）BD （3）CO2＋4H2CH4＋2H2O 温度升高催化剂活性降低(或温度升高CO2难吸附在催化剂表面)，反应速率减慢 （4） （5）阴极 -2e-+→ +2CO2↑+2H2O 【解析】（1）已知下列热化学方程式： ①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206 kJ∙mol−1 ②CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165 kJ∙mol−1 根据盖斯定律，方程式①+②可得CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，故△H=2△H1+△H2=(2×206-165)kJ/mol=+247kJ/mol； （2）A．反应是吸热反应，降低温度平衡逆向移动，CH4的平衡转化率降低，故A不选； B．保持压强不变，通入Ar气，容器的体积扩大，CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)正向移动，CH4的平衡转化率提高，故B选； C．保持体积不变，通入甲烷，其本身的转化率降低，故C不选； D．采用分子筛选择性分离CO，平衡正向移动，CH4的平衡转化率提高，故D选； 答案选BD； （3）①根据图2可知，260℃时主要产物是CH4，根据图1，CO2与H2反应生成甲烷的同时，还是生成了H2O，发生的反应是CO2＋4H2CH4＋2H2O； ②因为用Ni作催化剂，催化剂的催化活性在一定温度下才能具有较高的活性，因此温度高于320℃时，CO2的转化率下降，可能是升高温度催化剂的活性较低，使反应速率减慢；也可能是升高温度CO2难吸附在催化剂表面，造成化学反应速率减慢； （4） 二氧化碳和环氧乙烷反应生成EC，EC核磁共振氢谱只有一组峰，说明含有1种氢原子，且含有五元环，EC能水解生成乙二醇，则EC为，VCB核磁共振氢谱均只有一组峰，含五元环状结构，且VCB比EC少两个H原子，应该是两个C原子上分别减少1个H原，则VCB结构简式为； （5） a电极上被还原为，发生的还原反应，a为阴极；电解时在b电极上发生氧化反应生成，电极反应式为：-2e-+→ +2CO2↑+2H2O。 4．(2025·高二下·安徽合肥一中·期末)温度时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和，发生反应，均反应时间，测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。回答下列问题： （1）若点对应的容器中反应放出热量为，则该反应的焓变_______。 （2）前，点对应的容器中，氮气的反应速率_______。 （3）c点：_______(填“>”、“<”或“=”)；a点，再充入一定量后，最终达到平衡，转化率_______(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，的物质的量分数_______。 （4）以下条件可以判断该反应已达到化学平衡状态的是_______。 A．活性炭的质量不再变化 B． C．混合气体的密度不再变化 D．和体积分数之比保持不变 （5）另测得平衡时和的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。A、B、C三点中，转化率最低的为_______点。B点时，若反应初始压强为，则_______(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)。 【答案】（1）-5x （2） （3）= 变小 变小 （4）AC （5）A 2 【解析】（1）a点的转化率为40%，即反应0.4mol放出热量为，则反应2mol放出热量为5，该反应的焓变-5x； （2）点的转化率为40%，反应0.4mol，生成N20.2mol，容器体积为V3L，前，点对应的容器中，氮气的反应速率； （3）为气体分子数增多的反应，缩小容器体积增大压强，的平衡转化率减小，a到b缩小容器体积，浓度增大，反应速率加快，相同时间的转化量增大，b点到达反应限度，b到c缩小容器体积，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，c点是达到反应限度的点，=；a点，再充入一定量后，恒容条件，反应物只有一种气体，相当于增大压强，不利于的转化，最终达到平衡，转化率变小；的物质的量分数变小； （4）A．活性炭的质量不再变化，说明其消耗和生成相等，可以判断该反应已达到化学平衡状态，A正确； B．代表正逆反应速率相等，不能判断该反应已达到化学平衡状态，B错误； C．恒容条件，混合气体的密度不再变化，说明气体总质量不变，根据质量守恒，活性炭的质量不再变化，可以判断该反应已达到化学平衡状态，C正确； D．和体积分数之比等于其化学计量数之比，是定值，不能判断该反应已达到化学平衡状态，D错误； 故选AC； （5）由方程式可知，该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡向逆反应方向移动，导致NO2的转化率降低，根据图示可知：A、B、C三点中A点浓度最大，此时体系的压强最大，所以A点NO2的转化率最低；设生成CO2物质的量是2xmol，对于反应2NO2(g)+2C(s)=N2(g)+2CO2(g)，在反应开始时，n(NO2)=1mol，n(N2)=n(CO2)=0，由于CO2物质的量变化2xmol，则反应会产生xmolN2，消耗2xmolNO2，平衡时各种气体的物质的量:n(NO2)=(1-2x)mol，n(N2)=xmol，n(CO2)=2xmol，根据图象可知，B点时NO2和CO2浓度相等，则1-2x=2x，解得x=0.25mol，即平衡时n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol；气体总的物质的量为1.25mol，恒容条件下，压强之比等于气体物质的量之比，平衡时容器内压强为1.25，因C点时NO2和CO2浓度相等，则NO2和CO2的分压也相等，即Kp(NO2)==Kp(CO2)，。 5．(2025·高二下·安徽滁州·期末)硫及其化合物对人类的生产、生活有着重要的作用，回答下列问题。 （1）我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆（）取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中分解的曲线（热重）及曲线（反映体系热量变化情况，数值已省略）如下图所示。700°C左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有、_____和_____（填化学式）。 （2）接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化：。 ①钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。 与反应生成和的热化学方程式为_____。 ②下列不能判断该反应是否达到平衡状态的是_____（填标号）。 A．混合气体中的浓度等于的浓度 B．混合气体的平均相对分子质量保持不变 C．的生成速率和的生成速率相等 D． ③为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率下反应速率（数值已略去）与温度的关系如图所示，下列说法正确的是_____（填标号）。 a．温度越高，反应速率越大 b．的曲线代表平衡转化率 c．越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度 ④设的平衡分压为，的平衡转化率为，用含和的代数式表示上述催化氧化反应的_____（用平衡分压代替平衡浓度计算）。 【答案】（1） （2）　 AD cd 【解析】（1）根据图示的热重曲线所示，在700℃左右会出现两个吸热峰，说明此时CuSO4发生热分解反应，从TG图像可以看出，质量减少量为原CuSO4质量的一半，说明有固体CuO，还有其他气体产出，此时气体产物为，可能出现的化学方程式为，结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定，该反应的产物为，故答案为：； （2）①由图象得出①V2O4(s)+SO3(g)=V2O5(s)+SO2(g)△H=-24kJ•mol-1， ②V2O4(s)+2SO3(g)=2VOSO4(s)△H=-399kJ•mol-1， 由盖斯定律可知②-①×2得到：2V2O5(s)+2SO2(g)=2VOSO4(s)+V2O4(s)△H==(-399kJ•mol-1)-(-24kJ•mol-1)×2=-351kJ•mol-1；则热化学方程式为：　； ②A．化学平衡的标志之一是反应体系各组分的浓度保持不变，而不是相等或成比例，故混合气体中SO2的浓度等于SO3的浓度不能说明反应达到化学平衡，A符合题意； B．已知该反应正反应是一个气体体积减小的反应，密闭容器中气体的质量不变，而气体的物质的量改变，即反应过程中混合气体的平均相对分子质量一直改变，则混合气体的平均相对分子质量保持不变说明反应达到化学平衡，B不合题意； C．已知反应中SO2、SO3的计量系数相等，根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，当SO2的生成速率和SO3的生成速率相等时正逆反应速率真正相等，反应达到化学平衡，C不合题意； D．化学平衡的标志之一是正逆反应速率相等，而不是成比例，故等于2：1：2时不能说明反应达到化学平衡，D符合题意； 故答案为：AD； ③a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随温度的升高反应速率先增大后减小，a错误； b．从图中所给的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%时的反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88的条件时平衡转化率，b错误； c．从图像可知，随着转化率增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确； d．图中所示，随着转化率增大，最大速率出现的温度逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度，d正确； 故选cd； ④设起始时二氧化硫和氧气分别为amol和bmol，则依据三段式可知。 则平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的物质的量分数分别为，此时二氧化硫的平衡转化率为，设总压强为P0，O2的平衡分压为p，，则，。 6．(2025·高二下·安徽黄山·期末)人类走进科技时代之后，工业以及人类活动排放出的二氧化碳，成为了破坏生态环境的主要力量，而将CO2转化为其他能源并利用，是我国能源领域的一个重要战略方向。在CO2与H2催化合成甲醇(CH3OH)的体系中，同时存在以下反应： 反应i： 反应ii： 反应iii：CO2与H2在物质的量1：3时合成CH3OH(g)和H2O(g)   ΔH3 （1）写出反应iii的热化学方程式___________；若要反应iii正向自发进行，___________(填“高温”或“低温”)更有利。 （2）某温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入容积不变的1 L密闭容器中，初始总压为8 MPa，只发生反应iii，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表： 时间/h 1 2 3 4 5 P后/P前 0.92 0.85 0.79 0.75 0.75 ①用CO2表示前4h的平均反应速率v(CO2)=___________mol·L-1·h-1。 ②该条件下的分压平衡常数为Kp=___________(MPa)-2。(结果用分数表示，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)。 （3）①对于反应i：，其中k正、k逆分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②对于反应ii：恒温恒容下，反应达到平衡后，若要提高甲醇的平衡产率同时加快反应速率，可采取的措施是___________。 A．充入氦气　　B．加入催化剂　　C．充入氢气　　D．及时分离甲醇 （4）合成的甲醇可用做燃料电池的燃料，如下图，请写出甲醇燃料电池的负极反应为___________。 【答案】（1） 低温 （2）0.125 （3）减小 C （4） 【解析】（1）根据盖斯定律，反应i+反应ii得反应iii：，；该反应的，，由得该反应在低温下正向自发进行； （2）①列三段式： ，在反应4h后，总气体物质的量为(4-2x)mol，由表可知4h后，，所以，，在这4h内CO2共反应了0.5mol，； ②由表可知平衡时，，列三段式： ，，==； （3）①当反应ⅰ处于平衡时，，，，反应ⅰ的，正向吸热，升高温度，K增大，故增大，减小； ②A．充入氦气，各组分浓度不变，不影响化学平衡及速率，A错误； B．加入催化剂不影响化学平衡但加快化学反应速率，B错误； C．充入氢气化学平衡正向移动，化学反应速率加快，C正确； D．及时分离甲醇化学平衡正向移动，但化学反应速率减慢，D错误； 故选C； （4）甲醇燃料电池中甲醇在负极失去电子发生氧化反应，反应过程中，甲醇中碳元素的化合价由-2价升高到+4而得到二氧化碳，根据电荷守恒、原子守恒，负极反应为。 7．(2025·高二下·江淮协作区联合检测·期末)在“双碳”战略和“十四五”规划背景下，生物质资源得到越来越广泛的应用。某团队选取稻壳、花生壳和苹果树枝三种生物质为研究对象，选出获得热能、氢能最佳的生物质和生产方法。 （1）三种生物质的工业分析数据如下。 工业分析/ M：水分 V：挥发分(气态产物和分子量较小的液态产物) A：灰分(无机物燃烧残留物为灰分) FC：固定碳(固态残留物) 样品 M V A FC ①稻壳 7.44 56.13 15.98 20.45 ②花生壳 8.84 68.48 4.69 17.99 ③苹果树枝 14.67 70.61 1.34 13.38 研究发现，挥发分与固定碳比值越大的生物质燃烧越容易，最容易燃烧的生物质是_______(填序号)。 （2）生物质气化会产生粘稠的焦油，出现堵塞管道等问题。该团队选取焦油中主要成分甲苯进行研究，将甲苯进行水蒸气重整以除去甲苯并获得氢气。甲苯重整中涉及以下反应： i． ii． iii． iv． v． 反应iii的_______(用含和的式子表示)。 （3）已知当投料比时，甲苯完全反应。在常压()下，不同投料比的反应达平衡后的数据如图甲。图甲中，相同温度下，投料比为时，氢气物质的量分数最高，原因是_______。 （4）常压下，投料比为时，不同温度下出口处、和物质的量分数的关系如图乙。 根据图甲和图乙，时物质的量分数为_______，此温度下反应ii的_______(保留两位小数)。 （5）已知Arrhenius经验公式(为活化能，k为速率常数，R和c为常数)，反应ⅰ用(碳)作催化剂时的Arrhenius经验公式数据如图丙所示，反应i的活化能为_______(用含a、b的式子表示)。请在图中画出使用更高效的催化剂时的示意图_______。(假定实验条件下，催化剂对c值无影响) 【答案】（1）③ （2） （3）随着水蒸气的量增多，平衡正向进行，投料比达到计量数之比时，氢气的物质的量分数最高 （4）0.007 0.23 （5） 【解析】（1）由题意可知挥发分与固定碳比值越大的生物质燃烧越容易，最容易燃烧的生物质是苹果树枝，选③； （2）i． ii． iii． i-7×ii得到iii，根据盖斯定律可知 （3）图甲中，相同温度下，投料比为时，氢气物质的量分数最高，原因是随着水蒸气的量增多，平衡正向进行，投料比达到计量数之比时，氢气的物质的量分数最高； （4）由题意，甲苯完全反应，则出口处H2O(g)、、和、H2物质的量分数之和为1，则时物质的量分数为1-0.001×2-0.381-0.610=0.007；此温度下反应ii的(保留两位小数)； （5） 由题意aJ·mol-1·K-1=-1.36×10-3K-1×Ea+c、bJ·mol-1·K-1=-1.45×10-3K-1×Ea+c、联立二式可解得Ea=；根据Arrhenius经验公式可知-为直线的斜率，使用更高效的催化剂活化能更低且相同温度下Rlnk更大，则使用更高效的催化剂时的示意图为。 8．(2025·高二下·安徽马鞍山·期末)在化工生产中有着广泛的应用前景，主要用于制造黏胶纤维和玻璃纸的原材料，工业上常用合成，原理如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   总反应：   （1）当时，合成总反应的_______。 （2）转化为的热化学方程式为_______。 （3）工业上利用反应Ⅰ制备，在的密闭容器中加入和，反应后，测得体积分数为10%，则内的平均反应速率_______。 （4）利用工业废气替代硫磺矿生产的反应为。反应物投料比采用，维持体系压强为应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度的变化如图。 ①图中，和随温度变化的曲线分别是_______、_______。(填字母) ②下列操作中，能提高平衡转化率的是_______。 a．增大    b．恒温恒压下通入    c．移除    d．加入催化剂    e．降低温度 ③曲线交点的横坐标为840℃，该温度下以分压表示的平衡常数_______。(用含的代数式表示，是以平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) 【答案】（1）+119.6 （2） （3）0.05 （4）d；a bc 【解析】（1）根据盖斯定律，总反应可由反应Ⅰ和反应Ⅱ组合得到。当 x=0.8时，总反应中 S2​的系数为 0.8，S8​的系数为 1−0.25x=0.8。设总反应由 a个反应Ⅰ和 b个反应Ⅱ组成，满足：CH4​系数：a+2b=2，S2​系数：2a=0.8，解得 a=0.4，代入 CH4​系数方程：0.4+2b=2，解得 b=0.8，则总反应焓变：ΔH=aΔH1​+bΔH2​=0.4×(−105)+0.8×202=+119.6kJ/mol （2）通过反应Ⅱ −2×反应Ⅰ，推导 S2​(g)转化为 S8​(g)的热化学方程式：反应Ⅱ：2CH4​(g)+S8​(g)⇌2CS2​(g)+4H2​S(g)　ΔH2​=+202kJ/mol 反应Ⅰ ×2：2CH4​(g)+4S2​(g)⇌2CS2​(g)+4H2​S(g)　ΔH=2×(−105)=−210kJ/mol，两式相减得：S8​(g)⇌4S2​(g)ΔH=+412kJ/mol，整理得； （3）设反应的 CH4​为 xmol，则平衡时各物质的量：n(CH4​)=2−x，n(S2​)=1−2x，n(CS2​)=x，n(H2​S)=2x，总物质的量：(2−x)+(1−2x)+x+2x=3mol，由 CS2​体积分数 10%得：​=0.1，解得 x=0.3。H2​S的浓度变化：​=0.3mol/L，平均速率：； （4）①图像中 a，b表示产物，其体积分数增加，则该正反应吸热，反应 CH4​(g)+2H2​S(g) ⇌CS2​(g)+4H2​(g)中，H2​是生成物且系数最大，随温度升高平衡正向移动，故 x(H2​)对应曲线 ​​a​​；CH4反应物，随温度升高平衡正向移动，物质的量分数减小，对应曲线 ​​d​​。 ②提高 CH4​平衡转化率需使平衡正向移动： a．增大平衡正向移动，但是甲烷的量增多，其转化率降低； b．恒温恒压通 N2​，体积增大，平衡向气体分子数增大的方向（正反应）移动，甲烷转化率增大； c​​．移除 CS2​，平衡正向移动，甲烷转化率增大； ​​d ．催化剂不影响平衡，甲烷转化率不变； e ．正反应吸热，降温逆向移动，甲烷转化率减小； 故选bc； ③结合①分析可知，反应物中硫化氢系数较大，则c表示硫化氢，交点处 x(H2​)=x(H2​S)，设平衡时 CH4​反应 xmol，则：n(CH4​)=1−x，n(H2​S)=2−2x，n(CS2​)=x，n(H2​)=4x，总物质的量 3+2x，由，解得x=，各物质的量分数：x(CH4​)=，x(H2​S)= ​，x(CS2​)=，x(H2​)=，分压：p(CH4​)=，p(H2​S)= ​，p(CS2​)=，p(H2​)=；平衡常数：。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $