题型03 反应原理综合题（非选择题）（期末真题汇编，湖南专用）高二化学下学期

**基本信息** 高二下期末反应原理综合题汇编，精选湖南多地期末真题，聚焦热化学、化学平衡等核心知识，结合碳中和等时代热点，注重科学思维与综合应用能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|大题17道|热化学（键能计算、焓变）、化学平衡（转化率、Kp）、电化学（电极反应）、反应机理（活化能）|以工业情境（环己烯制备、CO₂转化）设题，融合图表分析与数据处理，梯度设计从基础计算到机理探究，匹配高考命题趋势。|

题型03 反应原理综合题（非选择题） 1．(1) 不能 (2)ac (3) L1 或或等 (4) 5 30 增大 2．(1)-351 (2) (3) 减少，萃取平衡正向移动，钒的萃取率增大 转化为，导致减小，萃取平衡逆向移动，钒的萃取率减小 A 0.01 3．(1)b (2) 89.53 Ⅰ (3) 放热 > (4) 4．(1)V (2) (3)BC (4) 减小 增大进料比，主、副反应平衡均正移，副反应平衡正移消耗了且生成了CO (5)1.06 (6) 5．(1)-49.4kJ/mol (2)> (3)时，反应物浓度较大，且温度逐渐升高 (4) C 3 75% (5) 6．(1) 平面三角形 完全电离 随增大，浓硫酸将S氧化为 (2) 不断循环转化 7．(1) -158.6 低温 (2) 不能 因为乙烯参加的反应为快反应，而整个化学反应的速率取决于慢反应 (3) (或) (4) 8．(1)413.3 (2)AC (3) 50 24MPa (4) 相比于催化剂SAPO，Sr－SAPO对反应活化能降低程度更大，反应速率更快且反应Ⅰ加快更显著，甲醇的转化率增大，丙烯选择性下降。丙烯选择性下降对丙烯产率的影响程度大于甲醇转化率增大的影响程度，丙烯产率下降 (5)温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，400~500℃内，Ⅰ、Ⅱ的移动程度相当，甲醇平衡转化率几乎不变 9．(1)+330 (2)C (3)3Fe+4CO24CO+Fe3O4 (4)7 (5)D (6) 10．(1)-314 (2) I > 使与反应生成水，放热及减小的浓度，均促进反应2平衡正向移动 2.5×10-4 1×10-5 (3)BD 11．(1)< (2)变大 (3)BE (4)107.2 (5) c 0.0061 (6) 3 12．(1)AC (2) 高温 (3)A (4) 温度 若X代表投料比，投料比增大，相当于投入的量增大，正丁烷平衡转化率降低，与图像不符；若X代表温度，正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，正丁烷平衡转化率增大，与图像相符 < (5)0.057 13．(1) (2) 0.5 0.6 (3) a点为温度下的平衡点，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率降低 < (4) 或 移出部分CH3OH后释放活性位点，更多反应物可吸附在活性位点上，反应速率加快 14．(1) -905 一定 (2) BCE 0.22 > (3) 15．(1) +67.6 低温 (2) > 使用更高效的催化剂或升高温度等 (3) 升温，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，浓度增大。对于反应Ⅱ，800K之前，浓度增大因素大于温度因素，平衡正向移动。800K之后，浓度因素小于温度因素，平衡逆向移动 80% 3.2 16．(1)-49.0kJ/mol (2) 0.61eV HOCO*+H*=CO*+H*+OH*  △H=-0. 20NA (eV·mol-1) (3)AC (4) 升高 升高 (5) 513 17．(1) + =2CO+ 2H2 =E3-E1 快反应 (2) B CO2的转化率大于 (3)加入CaO和反应使浓度降低，反应④平衡正向移动，平衡体系混合气中H2的物质的量增大 (4) > (5)CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 反应原理综合题（非选择题） 1．(24-25高二下·湖南永州·期末)环己烯是工业常用的化工品，工业上通过催化重整将环己烷脱氢制备环己烯。根据所学知识，回答下列问题： Ⅰ．环己烷的制备 (1)1，6-己二硫醇在铜的作用下可制得环己烷，涉及的反应有： ①  ， ②   ③   相关共价键键能表 共价键 键能/（kJ/mol） 436 413 348 则______kJ/mol，反应③在低温下______（填“能”或“不能”）自发进行。 Ⅱ．环己烯的制备 制备环己烯的反应：  。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体，反应一段时间。下列叙述错误的是______（填序号）。 a．当时，反应达到平衡状态 b．当的体积分数不再改变时，反应达到平衡状态 c．加入高效催化剂，单位时间内的产率一定会增大 (3)其他条件不变时，环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性随温度的变化如图所示（选择性）。下图中表示环己烷平衡转化率的曲线是______；当温度高于500℃后，环己烷脱氢的产物除环己烯外还可能有______（任写一种结构简式）。 (4)在723K、压强恒定为120kPa条件下，向反应器中充入1mol Ar和2mol ，反应10min后，达到平衡。若此时环己烷的平衡转化率为50%，则用环己烷分压变化表示的平均转化速率为______kPa/min，该温度下，______kPa；若继续充入Ar，则环己烷的平衡转化率会______（填“增大”或“减小”）[为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数]。 【答案】(1) 不能 (2)ac (3) L1 或或等 (4) 5 30 增大 【详解】（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能，反应③，中含有5个C- C键、14个C-H键，中含有6个C–C键、12个C-H键，中含有1个H-H键，则；反应③，（反应生成气体，混乱度增大），根据，低温时，不能自发进行； （2）a．均为正向反应，不能说明正逆反应速率相等，不能判断反应达到平衡，a 错误； b．当体积分数不再改变，说明各物质浓度不变，反应达到平衡，b 正确； c．催化剂只能改变反应速率，不影响平衡产率，加入高效催化剂，单位时间内产率不一定增大（平衡不移动，只是缩短达到平衡时间，若已达平衡，产率不变），c 错误； 故选ac； （3） 制备环己烯的反应  ，升高温度，平衡正向移动，环己烷平衡转化率增大。所以表示环己烷平衡转化率的曲线是L1（L2是选择性，因为温度升高到一定程度后选择性降低，而转化率持续增大）；温度高于500℃后，环己烷脱氢可能进一步生成环己烯、环己二烯、苯等不饱和烃，结构简式为：、、等； （4）初始充1mol Ar和2mol ，总物质的量3mol，总压120kPa，则初始环己烷分压，平衡转化率50%，则平衡时环己烷物质的量1mol，环己烯的物质的量为1mol，氢气的物质的量也为1mol，Ar的物质的量为1mol，总物质的量，平衡时环己烷分压。分压变化，时间10min，平均转化速率；平衡时环己烷、环己烯、氢气物质的量分别为1mol、1mol、1mol，Ar 1mol，总物质的量4mol，则，，p(H2)=30kPa；；恒压下充入Ar，相当于减压，反应正向气体物质的量增大，减压平衡正向移动，环己烷平衡转化率增大。 2．(24-25高二下·湖南张家界·期末)利用接触法制硫酸产生的废钒催化剂制备钒(Ⅳ)的一种工艺如图所示。 已知：钒(Ⅳ)在水溶液中的存在形态与的关系如下。 (1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。热化学方程式：  ___________。 (2)“还原”过程中，HCOOH转化为___________(填电子式)。 (3)25℃时，萃取钒(Ⅳ)的过程示意图如下： 注：有机相和水相的分配比；钒的萃取率 ①萃取平衡为，其中org表示有机相。萃取平衡表达式为___________。 ②利用溶液调节水相初始，从1调至4的过程中，钒的萃取率先增大后减小的原因是随着增大，___________(从平衡移动的角度分析，下同)；过大，___________。 ③维持水相，分别测得萃取剂、、的随的变化曲线如图所示。“■”表示的萃取剂是___________(填“A”“B”或“C”)。 萃取剂 A B C 结构 ④若使用萃取剂“■”，在水相条件下，若要使有机相和水相的分配比不低于10，则平衡时有机相至少为___________。 【答案】(1)-351 (2) (3) 减少，萃取平衡正向移动，钒的萃取率增大 转化为，导致减小，萃取平衡逆向移动，钒的萃取率减小 A 0.01 【分析】根据流程图和已知，可知V2O5经酸浸转化为，随后经HCOOH还原为VO2+，利用H2R2和煤油组成的体系，VO2+与H2R2反应生成VOR2(HR)2，进入有机相，实现钒与其他杂质的初步分离，加入H2SO4，打破萃取平衡，使VOR2(HR)2分解，VO2+重新进入无机相，完成钒的富集与回收。 【详解】（1）由图可知反应① ，反应② ，根据盖斯定律可知②-①得，则； （2） “还原”过程中，发生的离子方程式为：，即HCOOH转化为，电子式为； （3）萃取平衡表达式为；从1调至4的过程中，随着增大，氢离子浓度减小，萃取平衡正向移动，钒的萃取率增大；过大，转化为，导致减小，萃取平衡逆向移动，钒的萃取率减小；由萃取剂A．B．C的结构可知，萃取剂A酸性最强，萃取效果最好；根据坐标值可以计算萃取平衡，当时，，得。 3．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)CO2的高效转换利用对于缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要的战略意义，以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下。结合所学知识回答下列问题： 主反应Ⅰ： 副反应Ⅱ： 副反应Ⅲ： (1)反应Ⅲ能自发进行的条件是______（填字母序号）。 a．高温    b．低温    c．任意温度    d．无法判断 (2)催化剂M、N对反应Ⅰ反应进程的能量影响如下左图所示，两种催化剂对应的lnk~关系如下右图所示。（已知：，其中Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数） ①使用催化剂M时，正反应的活化能为______kJ/mol。 ②催化剂N对应的lnk~关系曲线是右图中的______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 (3)为了实现碳达峰、碳中和，工业利用CO2合成乙烯，反应原理为：  已知温度对CO2的平衡转化率和催化效率的影响如图： ①由图可知：该反应为______反应（填“吸热”或“放热”）。M、N两点对应的平衡常数：KM______KN（填“>”“<”或“=”）。 ②在总压为P0MPa的恒压条件下，M点的投料比为n(H2)：n(CO2)=3：1，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则M点对应温度下的Kp=______（只需列出有具体数字的计算式，不要求计算出结果）。 (4)在酸性介质中利用电解法也可以实现CO2转化为CH2=CH2，原理如下图： b极的电极反应式为________。 【答案】(1)b (2) 89.53 Ⅰ (3) 放热 > (4) 【详解】（1）Ⅰ： Ⅱ： 根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ得反应；正反应气体物质的量减少，ΔS<0，所以反应Ⅲ能自发进行的条件是低温，选b。 （2）①，使用催化剂M时，逆反应活化能为138.5 kJ/mol，焓变=正反应活化能-逆反应活化能，则正反应的活化能为-48.97+138.5=89.53kJ/mol。 ②根据，可知Ea越小，温度变化对的lnk的影响越小。催化剂N对应的Ea小，所以lnk~关系曲线是右图中的Ⅰ。 （3）①由图可知：升高温度CO2的平衡转化率减小，升高温度，平衡逆向移动，该反应为放热反应。正反应放热，升高温度，平衡常数减小，M、N两点对应的平衡常数：KM>KN。 ②在总压为P0MPa的恒压条件下，M点的投料比为n(H2)：n(CO2)=3：1； 则M点对应温度下的Kp=。 （4）在酸性介质中利用电解法也可以实现CO2转化为CH2=CH2，原理如下图： 根据图示，b极二氧化碳得电子生成乙烯，b是阴极，b电极反应式为。 4．(24-25高二下·湖南师范大学附属中学·期末)的回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。 Ⅰ．合成燃料二甲醚。 已知：①  ； ②  ； ③  ，该反应历程如图1所示。(*表示吸附态) (1)反应③中，决速步为反应___________(填序号)。 (2)反应   ___________。 Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整制备合成气，有关反应如下： 主反应：  ； 副反应：  。 在恒容密闭容器中，通过改变使进料比分别为1.0、2.0、3.0.反应达到平衡状态时，不同温度下质量分数、变化如图2、图3所示。 (3)下列有关图2的叙述正确的是___________(填标号)。 A．曲线甲代表进料比为3.0 B．逆反应速率： C．主反应平衡常数： D．主反应 (4)图3中，随着进料比增加，的值___________(填“增大”“减小”或“不变”)，其原因是___________。 (5)在时，按投料比为1.0充入刚性密闭容器中，达到平衡时的转化率为90%，的转化率为95%，则副反应的压强平衡常数___________(结果保留两位小数)。 (6)近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料，实现的回收利用，其工作原理如图所示，请写出Cu电极上产生的电极反应式：___________。 【答案】(1)V (2) (3)BC (4) 减小 增大进料比，主、副反应平衡均正移，副反应平衡正移消耗了且生成了CO (5)1.06 (6) 【详解】（1）活化能(能垒)最大的基元反应是决速步骤，由图1可知，能垒最大的基元反应是反应V； （2）由图1可知，，根据盖斯定律可知，②-③×2-①×2得目标反应，代入数据计算反应热； （3）A．观察图2，进料比增大，相当于量不变，量增加，平衡向正反应方向移动(转化率增大，甲烷质量分数减小，故甲、乙、丙对应的进料比依次为1.0、2.0、3.0，故A错误； B．a、c点起始进料相同，c点温度高于a，温度越高，反应速率越大，故B正确； C．平衡常数只与温度有关，从图像2看，b、c点温度相同，，a点到c点升高温度，甲烷质量分数减小，说明升温，平衡向正方向移动，即正反应是吸热反应，升温，平衡常数增大，故，C正确； D．a点到c点升高温度，甲烷质量分数减小，说明升温，平衡向正方向移动，即正反应是吸热反应，D错误； 故选BC； （4）增大进料比，即增大，主、副反应平衡均正移，而副反应平衡正移会消耗，同时生成CO，故、CO的物质的量之比减小； （5）假设初始投入和，分别列式：，，平衡时体系中各组分物质的量：、，、，在恒温、恒容条件下，气体压强与气体物质的量成正比，副反应是气体分子数相等的反应，可以用物质的量计算，则； （6）根据图知，Cu电极上得电子和氢离子反应生成，电极反应：。 5．(24-25高二下·湖南长沙周南中学·期末)我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。 I．可转化成有机物实现碳循环。 已知i．   ii．   一定条件下在体积为的恒容密闭容器中，充入和发生反应：  ，测得和的浓度随时间的变化如图。 (1)通过计算可知为___________。 (2)时与时相比，前者数值___________后者数值(填“>”“<”或“=”)。 (3)由图可知。反应速率变化最大的时间段为，其可能的原因是___________(从该反应自身特点角度分析)。 (4)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)；当上述反应达到平衡时，___________；的产率为___________。 A．反应中 B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C．单位时间内消耗，同时消耗 II．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示。 (5)写出N极电极反应式___________。 【答案】(1)-49.4kJ/mol (2)> (3)时，反应物浓度较大，且温度逐渐升高 (4) C 3 75% (5) 【详解】（1）设为反应ⅲ，利用盖斯定律，ⅲ = ii +i，ΔH3=ΔH1+ΔH2=(-90.6+41.2)kJ/mol=-49.4kJ/mol；故答案为-49.4kJ/mol； （2）方程式中甲醇和二氧化碳的系数相同，3min时，反应正向进行，此时大于平衡时的，但是随着反应的进行其速率在减小，而时反应平衡，此时等于，故答案为：>； （3）该反应为放热反应，且时，反应浓度较大，故答案为：时，反应物浓度较大，且温度逐渐升高； （4）A．二氧化碳和氢气的投料比为1∶3，且二者的系数比为1∶3，则反应过程中，两者的比例始终为1∶3，即反应中不能证明反应平衡，A错误； B．该反应中，所有的反应物和产物都是气体，根据质量守恒可知，混合气体的总质量始终不变，则其不随时间的变化而变化不能证明反应平衡，B错误； C．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，C正确； 故选C； 结合题中信息可得三段式： 则当上述反应达到平衡时，；甲醇的理论产量为2mol，则的产率为；故答案为：C；3；75%； （5）由图可知，N极反应生成CO，C元素由+4价降为+2价，得电子，N极为正极，电极反应式为。 6．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)硫广泛应用于医药、储能电池等领域。采用不同的方法制备单质硫。 (1)方法一：将硫化氢气体通入浓硫酸中制备S，反应如下： i． ii． ①分子的模型是_________。 ②制备S的总反应的热化学方程式是_________。 ③反应i，可能发生在分子与分子之间。将气体通入稀硫酸中，反应i不能发生。稀硫酸中不存在分子的原因是__________。 ④针对反应i进行研究：初始的物质的量均为，按不同比值进行反应。充分反应后，的物质的量的变化如图所示，解释二者变化的原因：___________。 (2)方法二：利用产生硫，装置如下。电解质溶液均为稀硫酸。 ①加入少量，能持续生成S，结合有关反应解释原因：_________。 ②X、Y代表或中的一种。X是________。 ③由光直接驱动的化学反应是_________（用一个完整的离子方程式表示）。 【答案】(1) 平面三角形 完全电离 随增大，浓硫酸将S氧化为 (2) 不断循环转化 【详解】（1）①根据价层电子对互斥理论(VSEPR)，SO2分子中硫原子为中心原子，其价层电子对总数为：，则其VSEPR模型是平面三角形； ②根据盖斯定律，制备S的总反应=反应i+反应ii，，热化学方程式为：； ③硫酸为强酸，在稀溶液中完全电离，不存在分子； ④由图可知，越大，越多，S越少，原因是浓硫酸有强氧化性，能把S氧化为； （2）装置右侧电极在光照条件下失去电子生成，发生氧化反应，为负极；左侧为正极，电极上X生成Y，发生还原反应。 ①加入，电离出，发生反应：和不断循环转化，能持续生成S； ②由分析可知，X到Y发生还原反应，X为，Y为 ③在光照条件下，反应物有和，生成物有和，在酸性条件下的总反应方程式为。 7．(24-25高二下·湖南长沙雅礼中学·期末)环氧乙烷(，用EO表示)常温下易燃易爆，其爆炸极限为，常用于医学消毒。工业上用乙烯氧化法制备环氧乙烷，主要涉及反应如下： 反应I   反应II   (1)已知，键能 ，则___________，反应I在___________(填“低温”“高温”或“任何温度”)下可以自发进行。 (2)以Ag为催化剂的反应机理如下： 反应i    慢 反应ii    快 反应iii  快 增大乙烯浓度___________(填“能”或“不能”)显著提高的生成速率，原因是___________。 (3)在恒容密闭容器中充入1mol乙烯和含的净化空气(的体积分数为)，发生I、II两个反应，反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度的变化如图1所示。 若时测得环氧乙烷的选择性为(某产物的选择性=)，c点容器内的总压强为___________kPa(用含的代数式表示，下同)，反应I的压强平衡常数___________。 (4)利用、水在酸性电解质中电化学合成环氧乙烷。总反应为 2，装置如图2所示。 电解槽1中阴极的电极反应式为___________。 【答案】(1) -158.6 低温 (2) 不能 因为乙烯参加的反应为快反应，而整个化学反应的速率取决于慢反应 (3) (或) (4) 【详解】（1）根据已知可得反应，根据盖斯定律，(反应I-反应IV)可得，根据反应物总键能-生成物总键能 ，解得；反应I是气体分子数减小的反应，则，由，根据判据时反应自发进行，可知反应I在低温下可以自发进行。 （2） 因为乙烯参加的反应为快反应，而整个化学反应的速率取决于慢反应，所以增大乙烯浓度不能对慢反应有较大影响，故不能显著提高的生成速率。 （3）由图可知，温度越高反应速率越快，相同时间内乙烯的转化率越大，达到平衡所需的时间越短，升温时平衡朝着吸热方向移动，则乙烯转化率曲线最高点右侧的点均为对应温度下的平衡点。向恒容密闭容器中充入1mol乙烯和含的净化空气，根据时乙烯的转化率(平衡转化率)为，可知有0.6mol乙烯发生反应，环氧乙烷的选择性为，则有0.4mol乙烯转化为环氧乙烷，即： 则平衡时 ，共5.8mol，恒温恒容下按氧气的分压列式：。则c点容器内的总压强为。反应I的压强平衡常数。 （4）电解池中与电源负极相连的为阴极，电解槽I中阴极区得电子被还原为。电极反应式为。 8．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)甲醇制烯烃工艺作为重要的化工生产途径，对缓解石油资源依赖意义重大。 其核心反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： (1)反应Ⅰ的正反应活化能，则______。 (2)在一定条件下，向恒容密闭容器中通入一定量发生反应Ⅱ，下列能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是______（填标号）。 A．容器内压强不再变化 B．容器内气体密度不再变化 C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．的消耗速率与的消耗速率之比为1:3 (3)在的恒压密闭容器中，充入发生反应Ⅰ、Ⅱ，达平衡时，甲醇的转化率为的物质的量为0.2mol，则的选择性=______，反应Ⅰ的压强平衡常数______。 (4)①其他条件相同时，用碱土金属Sr对SAPO分子筛催化剂进行改性，与改性前相比，丙烯产率显著下降。从甲醇转化率及丙烯选择性的变化角度解释可能的原因：______。 催化剂 SAPO Sr－SAPO 乙烯产率 49.2 67.1 丙烯产率 34.0 22.4 ②SAPO分子筛催化剂可有效催化上述过程，反应历程中会发生生成的反应，则该反应的化学方程式为______。 (5)在某分子筛催化剂的作用下，甲醇的平衡转化率随温度变化如图所示。在400~500℃内，几乎不变，原因可能是____________。 【答案】(1)413.3 (2)AC (3) 50 24MPa (4) 相比于催化剂SAPO，Sr－SAPO对反应活化能降低程度更大，反应速率更快且反应Ⅰ加快更显著，甲醇的转化率增大，丙烯选择性下降。丙烯选择性下降对丙烯产率的影响程度大于甲醇转化率增大的影响程度，丙烯产率下降 (5)温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，400~500℃内，Ⅰ、Ⅱ的移动程度相当，甲醇平衡转化率几乎不变 【详解】（1）正反应活化能-逆反应活化能，； （2）A．反应前后气体的化学计量数不相等，即混合气体的压强是变量，当压强不变时，能说明反应达到平衡状态，故A符合题意； B．各物质均为气体，由质量守恒可得气体总质量在前后反应保持不变，恒容密闭容器中体积不变，则混合气体的密度一直不变，不能说明达到化学平衡，故B不符合题意； C. 混合气体的总质量不变，总物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量是变量，平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态，故C符合题意； D．的消耗速率为正反应，的消耗速率是逆反应，速率的比值等于化学计量数之比3:1时，正反应速率等于逆反应速率，而题意的速率比值是1:3，反应未达到平衡状态，故D不符合题意； 故选AC； （3）达平衡时，，消耗，，列三段式： 、 ，反应平衡后，，的选择性；； （4）①由表格数据可知，相比于催化剂SAPO，Sr－SAPO对反应活化能降低程度更大，反应速率更快且反应Ⅰ加快更显著，甲醇的转化率增大，丙烯选择性下降，丙烯选择性下降对丙烯产率的影响程度大于甲醇转化率增大的影响程度，丙烯产率下降； ②生成的反应为分子间脱水：； （5），，温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，400～500℃内，几乎不变，说明该段温度内，温度导致的反应Ⅰ正向的移动与反应Ⅱ逆向的移动程度相当。 9．(24-25高二下·湖南长沙雅礼中学·期末)I.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：       (1)反应的反应热_______。 (2)有利于提高平衡转化率的条件是_______。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)恒压、750℃时，和按物质的量之比投料，反应经下图流程(主要产物已标出)可实现高效转化。 过程iii除发生分解外，还发生的主要反应的化学方程式为_______。 II.工业上，常用与重整制备。500℃时，主要发生下列反应： (4)、恒压条件下，和反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 III.铁及其化合物在国防、电子信息和生产生活等领域中具有广泛应用。回答下列问题： (5)一种新研发出的铁磁性材料M的分子结构如图所示。 M分子中的与上、下两个五元环通过配位键相连且共提供了6个杂化轨道，则铁原子最可能的杂化方式为_______(填字母)。 A． B． C． D． (6)银晶胞结构如图所示。已知图(b)是图(a)截面图，为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为apm。 银晶胞中，Ag原子半径为_______(用含a的代数式表示)，银晶胞中原子空间利用率为_______(已知：原子空间利用率)。 【答案】(1)+330 (2)C (3)3Fe+4CO24CO+Fe3O4 (4)7 (5)D (6) 【详解】（1）由盖斯定律，反应CH4(g)+3CO2(g)⇌4CO(g)+2H2O(g)的可由反应I+反应II×2得到，故该反应的反应热ΔH=ΔH1+ΔH2×2=248+41×2=+330kJ⋅mol-1 （2）对于反应，这是一个吸热反应且反应后气体分子数增大。根据勒夏特列原理：升高温度，平衡向吸热方向移动，该反应吸热，升高温度平衡正向移动，CO2平衡转化率增大。降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动，该反应正向气体体积增大，降低压强平衡正向移动，CO2平衡转化率增大。所以有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压，答案选C。 （3）过程iii除发生CaCO3分解外，还发生了Fe和CO2生成CO和Fe3O4的反应，主要反应的化学方程式为3Fe+4CO24CO+Fe3O4； （4）500℃、恒压()条件下，1 mol 和1 mol 反应达平衡时，的转化率为0.5，结合反应列三段式： 则平衡时体系中含有：0.5mol、0.25mol、0.25molCO、0.25molCO2、1.75molH2、气体总物质的量3mol，则反应II的平衡常数 ； （5）因为M分子中的Fe2+与上、下两个五元环通过配位键相连且Fe2+共提供了6个杂化轨道，即价层电子对数是6，则铁原子最可能的杂化方式为； （6）①根据图b可知，以三角形计算，，，故答案为：； ②晶胞中银原子个数为：，则原子空间利用率为：。 10．(24-25高二下·湖南衡阳第八中学·期末)在传统克劳斯工艺制备的基础上，科研工作者提出分解制备同时获取的新方法，反应如下： 反应1： 反应2： (1)传统克劳斯工艺反应如下，则新方法中反应1的_______ kJ·mol-1。 (2)按照新方法，向恒容密闭容器中通入混合气体。的转化率与温度关系曲线如图1所示，三条曲线分别代表平衡转化率及相同反应时间内有、无催化剂的转化率。 ①代表平衡转化率的曲线是_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 ②_______0(填“<”“=”或“>”)；新方法加入少量O2，而未采用H2S直接分解法的原因是_______。 ③P点，此时_______，反应2的平衡常数_______。 (3)时，恒容密闭容器中发生反应2，和的体积分数随时间变化曲线如图2所示。下列说法正确的是_______。 A．反应2在M点达到化学平衡状态 B．54 ms时，通入不变 C．的反应速率：v(M) < v(N) D．72 ms时，再充入H2S，达平衡时，减小 【答案】(1)-314 (2) I > 使与反应生成水，放热及减小的浓度，均促进反应2平衡正向移动 2.5×10-4 1×10-5 (3)BD 【详解】（1）根据盖斯定律（④+③）得，。 （2）①催化剂不影响转化率，只影响速率，因此平衡转化率是该条件下的最大转化率，有无催化剂都不会超过最大转化率，故平衡转化率曲线是I； ②温度升高，的转化率升高，反应1为放热反应，温度升高转化率降低，故反应2为吸热反应，温度升高，转化率升高，且程度比反应1大，故>0； 新方法加入部分，而未采用直接分解法的原因是使与反应生成水，减小的浓度，使反应2平衡正向移动； ③向恒容容器中通入混合气体，则，，设生成了2xmol和2ymol，，，P点的转化率50%，，，解得y=，x=， ； 。 （3）A．化学平衡状态是指各组分浓度不再变化，反应2在M点未达到平衡，因在M点后体积分数依然在改变，A错误； B．恒容容器中，时已达到平衡，通入Ar不影响平衡移动，故不变，B正确； C．M点的的浓度高于N点，故反应速率：，C错误； D．72 ms时，再充入H2S，反应2平衡正向移动，再次达平衡时，氢气和S2的量等比增多，但由于H2S增大占主导因素，因此减少，D正确； 故选BD。 11．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)为了有效应对全球气候变化和构建低碳社会，将资源化利用并制备工业产品。某温度下，利用生产甲醇主要涉及以下两个反应。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： (1)反应Ⅰ的___________(填“>”“<”或“=”)0。 (2)，升高温度时，此反应的平衡常数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)向恒温恒容密闭容器中通入和发生反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．容器内的气体密度不再变化 B．容器内压强不再变化 C．的消耗速率与的生成速率之比为3:1 D．体系中的四种物质、、、的物质的量之比为1:3:1:1 E．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (4)催化剂M、N对反应进程的能量影响如下图所示，使用催化剂N时，逆反应的活化能为___________kJ/mol。 (5)在3.0MPa下，按氢碳比[]为2:1向恒容密闭容器中充入气体反应物(只发生反应Ⅰ和Ⅱ)，的平衡转化率与、CO的选择性随温度的变化如图所示。[的选择性] ①图中曲线___________(填“a”“b”或“c”)代表的平衡转化率。 ②根据图中信息，300K时，反应Ⅰ的压强平衡常数___________(保留两位有效数字，为用分压代替浓度表示的平衡常数，分压=总压×该组分物质的量分数)。 (6)以铅酸蓄电池为电源可将转化为，其原理如下图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为___________；每生成0.5mol，理论上铅酸蓄电池中需消耗___________mol硫酸。 【答案】(1)< (2)变大 (3)BE (4)107.2 (5) c 0.0061 (6) 3 【详解】（1）反应Ⅰ：反应后气体物质的量减小，气体混乱度减小，熵变。 （2）按盖斯定律，反应可由“反应Ⅱ-反应Ⅰ”得到，目标反应焓变(吸热反应)，升高温度，吸热反应的平衡正向移动，平衡常数变大。 （3）恒温恒容条件下，反应体系全为气体，质量不变、体积不变，密度始终不变，不能判断平衡，A错误； 反应Ⅰ是气体物质的量减小的反应，恒温恒容时，压强与气体物质的量成正比，压强不变说明气体物质的量不变，能说明达到平衡，B正确； 消耗速率与生成速率均为正反应速率，比例等于化学计量数(3:1)时，不能说明正逆反应速率相等，C错误； 物质的量之比与平衡无必然联系，取决于起始投料和转化率，不能判断平衡，D错误； 混合气体质量不变，物质的量变化(反应Ⅰ反应前后气体物质的量改变)，平均相对分子质量不变时，说明气体物质的量不变，能说明达到平衡，E正确； 选BE。 （4）催化剂不改变反应焓变，逆反应活化能=正反应活化能-反应焓变(或直接看图像)，由图可知，使用催化剂N时，正反应活化能59.2kJ/mol，反应放热，逆反应活化能。 （5）①反应Ⅰ放热、反应Ⅱ吸热，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动(选择性降低)，反应Ⅱ平衡正向移动(CO选择性升高)，平衡转化率是反应Ⅰ、Ⅱ共同作用的结果，温度升高，反应Ⅰ消耗减少、反应Ⅱ消耗增加，但总趋势：曲线c随温度升高先降后升(实际结合反应特点，反应Ⅰ为主时升温转化率降低，反应Ⅱ为主时升温转化率升高)，故c代表平衡转化率。 ②设起始，，300K时，的转化率为20%，、CO的选择性均为50%，则反应Ⅰ消耗：，反应Ⅱ消耗：。 反应Ⅰ：反应Ⅱ：平衡时各物质物质的量： ，， 气体总物质的量，恒温恒容下，气体的压强和物质的量呈正比，则平衡时容器内气体的总压强为2.8MPa； 分压： 反应Ⅰ的压强平衡常数。 （6）阴极反应：转化为，C从+4价降为-2价，结合质子交换膜(参与)，电极反应为；铅酸蓄电池总反应：，每转移2mol消耗2mol，生成0.5mol，转移3mol(由阴极反应~)，则消耗硫酸3mol。 12．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)乙烯、丙烯是合成塑料的单体。工业上采用催化裂解丁烷的方法制备乙烯、丙烯。回答下列问题： 已知：i． ⅱ． (1)乙烯、丙烯在一定条件下可合成聚乙烯、聚丙烯和聚乙丙烯塑料，在生产、生活中有广泛应用。下列有关上述聚合物的叙述错误的是________（填标号）。 A．它们的链节相同，单体不同 B．它们都是人工合成的高分子材料 C．它们都是纯净物，聚合度相同 D．它们的绝缘性好，耐化学腐蚀 (2)标准摩尔生成焓的符号为，指在标准状态（压强为100kPa，温度通常指定为下，由最稳定的单质生成化合物时的反应焓变（），规定最稳定单质的标准摩尔生成焓为0.几种烃的标准摩尔生成焓数据如下： 气态烃 正丁烷 丙烯 乙烯 甲烷 乙烷 20.42 52.47 反应i中，________；反应ii的正反应在________（填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自发进行。 (3)某温度下，向恒容密闭容器中充入，同时发生反应i和反应ii，下列叙述正确的是______（填标号）。 A．当气体总压强不随时间变化时，一定达到平衡状态 B．达到平衡后，再充入少量，达到新平衡时的转化率增大 C．加入高效催化剂，能提高的平衡转化率 D．反应结束时，的最大值为1mol (4)保持压强为100kPa不变，向一恒容密闭容器中充入和适量Ar，只发生反应i．测得平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。 ①X代表______（填“温度”或“投料比”），判断依据是______。 ②________（填“>”“<”或“=”）。 ③a、b、c点对应的平衡常数大小关系为________。 (5)一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入1mol正丁烷气体，同时发生反应i和ii，达到平衡时正丁烷转化率为30%，。该温度下，反应i的平衡常数为________（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)AC (2) 高温 (3)A (4) 温度 若X代表投料比，投料比增大，相当于投入的量增大，正丁烷平衡转化率降低，与图像不符；若X代表温度，正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，正丁烷平衡转化率增大，与图像相符 < (5)0.057 【详解】（1）A．乙烯、丙烯在一定条件下可合成聚乙烯、聚丙烯和聚乙丙烯塑料，单体不同，链节不同，故A错误； B．乙烯、丙烯在一定条件下可通过加聚反应合成聚乙烯、聚丙烯和聚乙丙烯塑料，均为人工合成的高分子材料，故B正确； C．高分子的聚合度不同，它们都是由许多分子构成的混合物，故C错误； D．乙烯、聚丙烯和聚乙丙烯的绝缘性和耐化学腐蚀性主要源于其非极性、饱和烃链结构以及高结晶度。这些特性使它们成为电线电缆绝缘、化工管道、储罐衬里的理想材料。实际应用中需根据具体环境（温度、介质浓度等）选择合适的聚合物类型（如交联聚乙烯可进一步提升耐温性），故D正确； 故选AC； （2）根据反应热计算公式， ， 。对于反应ⅱ，△H2＞0，反应ⅱ的正向体积增大△S2＞0，则要使△G2＜0，需要高温条件； （3）A．在恒温恒容容器中，两个反应都是正向体积增大的反应，因此随着反应正向进行容器中压强增大，当压强不再变化时各组分的含量不再变化，达到平衡，故A正确； B．在恒温恒容容器中，两个反应都是正向体积增大的反应，当平衡时再充入正丁烷，相当于加压，平衡向左移动，正丁烷平衡转化率减小，故B错误； C．催化剂不能改变平衡的限度，因此催化剂不能改变丁烷的转化率，故C错误； D．可逆反应的转化率小于100%，因此反应达到平衡时的最大值小于1mol，故D错误； 故选A。 （4）若X代表投料比，投料比增大，相当于投入的量增大，正丁烷平衡转化率降低，与图像不符；若X代表温度，正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，正丁烷平衡转化率增大，与图像相符，X代表温度，则Y代表投料比，反应i只有一种反应物，在恒压条件下，1molC4H10与Ar投料比增大相当于增大压强，增大压强平衡逆向移动，因此投料比大的是Y2；反应正向放热，升高温度平衡正向移动，a、b温度相同，c点温度高，因此有； （5）平衡时，设平衡时的物质的量为则CH4的物质的量为2xmol，消耗C4H10的物质的量为(x+2x)mol，达到平衡时正丁烷转化率为30%，则，解得，、故平衡体系中的物质的量为、的物质的量为、的物质的量。反应i的平衡常数 。 13．(24-25高二下·湖南岳阳·期末)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。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。已知： ①   ②   ③   回答下列问题： (1)___________。 (2)在300℃恒压密闭容器中，加入和，发生上述反应。反应达平衡时，的转化率为，容器体积减小，的物质的量为___________。反应①的平衡常数___________(保留一位有效数字)。 (3)一定条件下，向恒容密闭容器中充入和(假设只发生反应③，相同时间内的转化率随温度变化如图所示： ①a点为图象中最高点，a点的转化率比c点高的可能原因是___________。 ②平衡时测得生成甲醇，保持温度不变再通入和水蒸气，此时___________(填“>”，“<”，“=”)。 (4)①计算机模拟逐步加氢生成的反应历程如下图，其中吸附在催化剂活性位点的物种用表示，则决速步骤的化学方程式为___________。 ②实验结果表明，其它条件不变，移出部分，反应速率不减反增的原因是___________。 【答案】(1) (2) 0.5 0.6 (3) a点为温度下的平衡点，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率降低 < (4) 或 移出部分CH3OH后释放活性位点，更多反应物可吸附在活性位点上，反应速率加快 【详解】（1）根据盖斯定律①+②=③，可得 ； （2）反应①气体总物质的量不变，反应②容器体积(气体总物质的量)减小25%，△n=(2mol+6mol)×25%=2mol，反应②消耗n(CO)=1mol，n(H2)=2mol，生成n()=1mol；，的转化率为，①， n(CO)=1.5mol-1.0mol=0.5mol， =1.5mol， =0.5mol， =4.5mol-2.0mol=2.5mol反应①的平衡常数K=； （3）①a点为图象中最高点，a点的转化率比c点高的原因是：a点为T2温度下的平衡点，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2转化率降低； ②，平衡时： =0.2mol/L、=0.1 mol/L、=0.03 mol/L、=0.03 mol/L，K=，保持温度不变再通入0.1mol和0.1mol水蒸气，Q=＞K，平衡逆向移动，此时v(正)＜v(逆)； （4）①活化能最大的一步是慢反应，是决速步骤，决速步骤的化学方程式为或； ②其它条件不变，移出部分，反应速率不减反增的原因是移出部分CH3OH后释放活性位点，更多反应物可吸附在活性位点上，反应速率加快。 14．(24-25高二下·湖南郴州·期末)双加压法工艺流程是世界上先进的制硝酸工艺。利用和可以实现的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题： 已知：         (1)完成氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式：   ___________。该反应___________(填“一定”“一定不”或“不一定”)能自发进行。 (2)氨催化氧化后的取样气体中有、、，将该气体冷却到，恒容条件下继续发生如下两个反应： i．   ii． ①下列可以作为体系达到平衡状态的标志是___________。 A．容器内气体的密度不变             B．反应i中 C．气体的压强不变                   D．反应i和ii的平衡常数均不变 E．容器内气体颜色不变 ②达到平衡时气体的总压强为0.9MPa，体系中、均为0.1mol，则反应ii的平衡常数___________(计算结果保留两位有效数字，是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 ③测得温度、压强对NO平衡转化率的影响如图所示。 根据图像可知：___________填“>”“<”或“=”)；反应i的平衡常数、、的大小关系为___________。 (3)治理水中硝酸盐污染的方法是：在酸性条件下，电化学降解的原理如图，阴极反应式为：___________。 【答案】(1) -905 一定 (2) BCE 0.22 > (3) 【详解】（1）N2(g)+O2(g)═2NO(g)H=+180.5kJ/mol①，N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)H=﹣92.4kJ/mol②，2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)H=﹣483.6kJ/mol③，由盖斯定律①×2﹣②×2+③×3得：4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)H=-905.0kJ/mol；该反应是熵增反应，，故，一定能自发； （2）①A．容器内气体的密度等于气体质量与其他体积之比，恒容条件，反应前后都是气体，密度不是一个可变的值，现在不变不能说明达到平衡，A错误； B．反应i中，不同物质正逆反应速率之比等于化学计量数之比，能说明达到平衡，B正确； C．反应前后气体压强不等，为一个可变的值，现在压强不变可以说明达到平衡，C正确； D．平衡常数只与温度有关，温度为160℃，平衡常数不变不能说明达到平衡状态，D错误 E．容器内NO2为红棕色，气体颜色不变，说明达到平衡状态，E正确； 故选BCE； ②根据题目信息，列出三段式：，，则混合气体的总物质的量为（0.1+0.1+2.5+0.1+9.7）mol=12.5mol，Kp=； ③该反应正向气体体积减小，加压平衡正向移动，所以压强越大，NO平衡转化率越高，则P1＞P2；该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，所以Ka＞Kb=Kc； （3）右侧电极生成N2，发生还原反应，右侧为电解池阴极，则阴极反应为。 15．(24-25高二下·湖南邵阳联考·期末)低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)是重要的有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。用一碘甲烷热裂解可制取低碳烯烃，主要反应有： 反应I： 反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   (1)反应Ⅳ：  _______，反应Ⅲ自发进行的条件是_______； (2)时，反应Ⅲ的正、逆反应速率与浓度的关系为，(是速率常数)，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线m、曲线n。 ①时，向2L的密闭容器中充和此时_______(填“>”“<”或“=”)； ②图中曲线m变为曲线p改变的条件可能是_______。 (3)在500kPa条件下，起始投料，发生反应I、Ⅱ、Ⅲ，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。 ①随着体系的温度升高，平衡物质的量分数先增大后减小的原因是_______。 ②若维持体系温度为715K，的平衡转化率为_______(以百分数形式表示即可)，反应I的_______。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应，，其中，为各组分的平衡分压)。 【答案】(1) +67.6 低温 (2) > 使用更高效的催化剂或升高温度等 (3) 升温，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，浓度增大。对于反应Ⅱ，800K之前，浓度增大因素大于温度因素，平衡正向移动。800K之后，浓度因素小于温度因素，平衡逆向移动 80% 3.2 【详解】（1）可以由反应反应得到，根据盖斯定律；该反应为放热反应，，该反应，根据可知，该反应在低温时可自发进行； （2）①时，反应Ⅲ的正、逆反应速率与浓度的关系为， （是速率常数），反应达到平衡状态时， 即，，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线、曲线，时，则平衡常数，的密闭容器中充入和时浓度熵，则； ②曲线变为曲线，浓度不变，而反应速率增大，则速率常数增大，速率常数K只与温度、反应的活化能大小有关，所以曲线变为曲线改变的条件可能是升高温度，也可能是使用更高效的催化剂，使反应的活化能降低更多； （3）①反应Ⅰ为吸热反应、反应Ⅱ为放热反应，升温，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，浓度增大，对于反应Ⅱ，800K之前，浓度增大因素大于温度因素，平衡正向移动，800K之后，浓度因素小于温度因素，平衡逆向移动； ②根据715K时图中的数据，n(C3H6)=n(C4H8)且物质的量分数均为8%，C2H4的物质的量分数为4%，假设平衡时，则，初始时n(CH3I)=1 mol，根据碳原子守恒可得，根据电原子守恒可得，C2H4的物质的量分数为4%，由，，则的平衡转化为； 根据上述推导可知，平衡时，该反应的压强为500kPa，则 反应Ⅰ的。 16．(24-25高二下·湖南岳阳汨罗第一中学·期末)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应： a)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1 b)CO2g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol c)CO(g)+H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol (1)根据盖斯定律，反应a的△H1=___________。 (2)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程，如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。 反应历程中最小能垒(活化能)E正___________eV。写出历程②的化学方程式___________。 (3)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．升高温度，反应b正向移动，反应c逆向移动 B．加入反应a的催化剂，可以降低反应的活化能及反应热 C．增大H2的浓度，有利于提高CO2的平衡转化率 D．及时分离除CH3OH，可以使得反应a的正反应速率增大 (4)加压，甲醇产率将___________；若原料二氧化碳中掺混一氧化碳，随一氧化碳含量的增加，甲醇产率将___________。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。 (5)使用新型催化剂，让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b，CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。 553K时，若反应后体系的总压为p，反应a的Kp=___________(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度，气体的分压等于总压乘以物质的量分数)，由上图可知，适宜的反应温度为___________。 【答案】(1)-49.0kJ/mol (2) 0.61eV HOCO*+H*=CO*+H*+OH*  △H=-0. 20NA (eV·mol-1) (3)AC (4) 升高 升高 (5) 513 【详解】（1）已知：b)CO2g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol c)CO(g)+H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol 根据盖斯定律，由b)+ c)2得反应a)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=△H2+ △H32=-49.0kJ/mol； （2）“该历程中最小能垒（活化能）”，为能量上升阶段，可知最小的活化能为1.08到1.69阶段，等于0.61eV； 历程②是HOCO*+H*=CO*+H*+OH*反应时由相对能量0.07eV升至0.75eV 的过渡态2再降至-0.13eV。E正=（－0.13）-0.07=-0. 20 (ev)，反应的化学方程式为HOCO*+H*=CO*+H*+OH*  △H=-0. 20NA (eV·mol-1)； （3）A.反应b为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，反应c为放热反应，升高温度平衡逆向移动，选项A正确； B. 加入反应a的催化剂，可以降低反应的活化能但不能改变反应的反应热，选项B错误； C. 增大H2的浓度，反应a、b均正向移动，有利于提高CO2的平衡转化率，选项C正确； D. 及时分离除CH3OH，反应物浓度降低，最终反应a的反应速率降低，选项D错误； 答案选AC： （4）反应a、c均为气体体积缩小的反应，加压，平衡均正向移动，甲醇产率将升高；若原料二氧化碳中掺混一氧化碳，随一氧化碳含量的增加，反应b逆向移动，反应a、c正向移动，甲醇产率将升高； （5）根据图中信息可知，553K时，反应a平衡时CO2的转化率为20%，则平衡时CO2的物质的量为1mol(1-20%)=0.8mol，利用三段式可得： CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) 若反应后体系的总压为p，各物质的分压分别为p(CO2)=、p(H2)=、p(CH3OH)=、p(H2O)=，反应a的Kp=； 当温度升高时反应a平衡逆向移动，而反应b平衡正向移动且幅度更大，所以CO2的转化率增加，但甲醇的选择性却降低，故适宜的反应温度为513K。 17．(24-25高二下·湖南长沙望城区雷锋学校·期末)综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题： Ⅰ.利用-干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现： ① ② 上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示： (1)-干重整反应的热化学方程式为___________(选用、、、、的关系式表示反应热)，反应Ⅱ是___________(填“慢反应”或“快反应”)。 (2)在恒压条件下，等物质的量的(g)和(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应：    ，则表示平衡转化率的是曲线___________(填“A”或“B”)，判断的依据是___________。 Ⅱ.在一密闭容器中，通入1mol 和3mol (g)发生甲烷的水蒸气重整反应。甲烷的水蒸气重整涉及以下反应： ③ ④ (3)如图所示，压强为kPa，温度低于700℃时，加入CaO可明显提高平衡体系混合气中的物质的量，原因是___________。 (4)500℃时，反应相同时间后测得的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点的浓度大小关系为c(G)___________c(E)(填“>”“<”或“=”)，结合两图中的相关数据，计算此温度下反应③的压力平衡常数___________(用分压代替浓度，分压等于总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。 (5)我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式___________。 【答案】(1) + =2CO+ 2H2 =E3-E1 快反应 (2) B CO2的转化率大于 (3)加入CaO和反应使浓度降低，反应④平衡正向移动，平衡体系混合气中H2的物质的量增大 (4) > (5)CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2 【详解】（1）-干重整反应生成CO和H2，由图可知反应物的能量高于生成物，该反应为吸热反应，=生成物能量-反应物能量=E3-E1，热化学方程式为：+ =2CO+ 2H2 =E3-E1；由图可知，反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅰ，反应Ⅱ是快反应。 （2）等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应+ =2CO+ 2H2，同时还发生了副反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，则CO2的转化率大于，则表示CH4平衡转化率的是曲线B。 （3）压强为P0kPa，温度低于700℃时，加入CaO和反应使浓度降低，反应④平衡正向移动，平衡体系混合气中H2的物质的量增大。 （4）温度、投料量相同，由图乙可看出E、G两点CH4转化率相同，可知E、G两点CH4物质的量相等，但G点压强大，所以G点对应的体积小，CH4的浓度大，即c(G) >c( E)；500℃ 时由图甲可知平衡时n( H2) =2.1 mol，由图乙可知，相同反应时间，G点CH4转化率小于F点，但G点压强大于F点，则G点已达到平衡，CH4平衡转化率为0.6，列三段式： 平衡时气体总物质的量为：0.4mol+0.3mol+2.1mol+0.3mol+2.1mol=5.2mol，此温度下反应③的压力平衡常数 。 （5）由外接直流电源可以判断是电解池，根据元素化合价变化，Ni- YSZ电极上发生CH4→H2+ CO2的转变，则该电极为阳极，发生氧化反应,结合图示，电极反应式为CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 反应原理综合题（非选择题） 1．(24-25高二下·湖南永州·期末)环己烯是工业常用的化工品，工业上通过催化重整将环己烷脱氢制备环己烯。根据所学知识，回答下列问题： Ⅰ．环己烷的制备 (1)1，6-己二硫醇在铜的作用下可制得环己烷，涉及的反应有： ①  ， ②   ③   相关共价键键能表 共价键 键能/（kJ/mol） 436 413 348 则______kJ/mol，反应③在低温下______（填“能”或“不能”）自发进行。 Ⅱ．环己烯的制备 制备环己烯的反应：  。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体，反应一段时间。下列叙述错误的是______（填序号）。 a．当时，反应达到平衡状态 b．当的体积分数不再改变时，反应达到平衡状态 c．加入高效催化剂，单位时间内的产率一定会增大 (3)其他条件不变时，环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性随温度的变化如图所示（选择性）。下图中表示环己烷平衡转化率的曲线是______；当温度高于500℃后，环己烷脱氢的产物除环己烯外还可能有______（任写一种结构简式）。 (4)在723K、压强恒定为120kPa条件下，向反应器中充入1mol Ar和2mol ，反应10min后，达到平衡。若此时环己烷的平衡转化率为50%，则用环己烷分压变化表示的平均转化速率为______kPa/min，该温度下，______kPa；若继续充入Ar，则环己烷的平衡转化率会______（填“增大”或“减小”）[为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数]。 2．(24-25高二下·湖南张家界·期末)利用接触法制硫酸产生的废钒催化剂制备钒(Ⅳ)的一种工艺如图所示。 已知：钒(Ⅳ)在水溶液中的存在形态与的关系如下。 (1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。热化学方程式：  ___________。 (2)“还原”过程中，HCOOH转化为___________(填电子式)。 (3)25℃时，萃取钒(Ⅳ)的过程示意图如下： 注：有机相和水相的分配比；钒的萃取率 ①萃取平衡为，其中org表示有机相。萃取平衡表达式为___________。 ②利用溶液调节水相初始，从1调至4的过程中，钒的萃取率先增大后减小的原因是随着增大，___________(从平衡移动的角度分析，下同)；过大，___________。 ③维持水相，分别测得萃取剂、、的随的变化曲线如图所示。“■”表示的萃取剂是___________(填“A”“B”或“C”)。 萃取剂 A B C 结构 ④若使用萃取剂“■”，在水相条件下，若要使有机相和水相的分配比不低于10，则平衡时有机相至少为___________。 3．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)CO2的高效转换利用对于缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要的战略意义，以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下。结合所学知识回答下列问题： 主反应Ⅰ： 副反应Ⅱ： 副反应Ⅲ： (1)反应Ⅲ能自发进行的条件是______（填字母序号）。 a．高温    b．低温    c．任意温度    d．无法判断 (2)催化剂M、N对反应Ⅰ反应进程的能量影响如下左图所示，两种催化剂对应的lnk~关系如下右图所示。（已知：，其中Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数） ①使用催化剂M时，正反应的活化能为______kJ/mol。 ②催化剂N对应的lnk~关系曲线是右图中的______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 (3)为了实现碳达峰、碳中和，工业利用CO2合成乙烯，反应原理为：  已知温度对CO2的平衡转化率和催化效率的影响如图： ①由图可知：该反应为______反应（填“吸热”或“放热”）。M、N两点对应的平衡常数：KM______KN（填“>”“<”或“=”）。 ②在总压为P0MPa的恒压条件下，M点的投料比为n(H2)：n(CO2)=3：1，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则M点对应温度下的Kp=______（只需列出有具体数字的计算式，不要求计算出结果）。 (4)在酸性介质中利用电解法也可以实现CO2转化为CH2=CH2，原理如下图： b极的电极反应式为________。 4．(24-25高二下·湖南师范大学附属中学·期末)的回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。 Ⅰ．合成燃料二甲醚。 已知：①  ； ②  ； ③  ，该反应历程如图1所示。(*表示吸附态) (1)反应③中，决速步为反应___________(填序号)。 (2)反应   ___________。 Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整制备合成气，有关反应如下： 主反应：  ； 副反应：  。 在恒容密闭容器中，通过改变使进料比分别为1.0、2.0、3.0.反应达到平衡状态时，不同温度下质量分数、变化如图2、图3所示。 (3)下列有关图2的叙述正确的是___________(填标号)。 A．曲线甲代表进料比为3.0 B．逆反应速率： C．主反应平衡常数： D．主反应 (4)图3中，随着进料比增加，的值___________(填“增大”“减小”或“不变”)，其原因是___________。 (5)在时，按投料比为1.0充入刚性密闭容器中，达到平衡时的转化率为90%，的转化率为95%，则副反应的压强平衡常数___________(结果保留两位小数)。 (6)近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料，实现的回收利用，其工作原理如图所示，请写出Cu电极上产生的电极反应式：___________。 5．(24-25高二下·湖南长沙周南中学·期末)我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。 I．可转化成有机物实现碳循环。 已知i．   ii．   一定条件下在体积为的恒容密闭容器中，充入和发生反应：  ，测得和的浓度随时间的变化如图。 (1)通过计算可知为___________。 (2)时与时相比，前者数值___________后者数值(填“>”“<”或“=”)。 (3)由图可知。反应速率变化最大的时间段为，其可能的原因是___________(从该反应自身特点角度分析)。 (4)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)；当上述反应达到平衡时，___________；的产率为___________。 A．反应中 B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C．单位时间内消耗，同时消耗 II．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示。 (5)写出N极电极反应式___________。 6．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)硫广泛应用于医药、储能电池等领域。采用不同的方法制备单质硫。 (1)方法一：将硫化氢气体通入浓硫酸中制备S，反应如下： i． ii． ①分子的模型是_________。 ②制备S的总反应的热化学方程式是_________。 ③反应i，可能发生在分子与分子之间。将气体通入稀硫酸中，反应i不能发生。稀硫酸中不存在分子的原因是__________。 ④针对反应i进行研究：初始的物质的量均为，按不同比值进行反应。充分反应后，的物质的量的变化如图所示，解释二者变化的原因：___________。 (2)方法二：利用产生硫，装置如下。电解质溶液均为稀硫酸。 ①加入少量，能持续生成S，结合有关反应解释原因：_________。 ②X、Y代表或中的一种。X是________。 ③由光直接驱动的化学反应是_________（用一个完整的离子方程式表示）。 7．(24-25高二下·湖南长沙雅礼中学·期末)环氧乙烷(，用EO表示)常温下易燃易爆，其爆炸极限为，常用于医学消毒。工业上用乙烯氧化法制备环氧乙烷，主要涉及反应如下： 反应I   反应II   (1)已知，键能 ，则___________，反应I在___________(填“低温”“高温”或“任何温度”)下可以自发进行。 (2)以Ag为催化剂的反应机理如下： 反应i    慢 反应ii    快 反应iii  快 增大乙烯浓度___________(填“能”或“不能”)显著提高的生成速率，原因是___________。 (3)在恒容密闭容器中充入1mol乙烯和含的净化空气(的体积分数为)，发生I、II两个反应，反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度的变化如图1所示。 若时测得环氧乙烷的选择性为(某产物的选择性=)，c点容器内的总压强为___________kPa(用含的代数式表示，下同)，反应I的压强平衡常数___________。 (4)利用、水在酸性电解质中电化学合成环氧乙烷。总反应为 2，装置如图2所示。 电解槽1中阴极的电极反应式为___________。 8．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)甲醇制烯烃工艺作为重要的化工生产途径，对缓解石油资源依赖意义重大。 其核心反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： (1)反应Ⅰ的正反应活化能，则______。 (2)在一定条件下，向恒容密闭容器中通入一定量发生反应Ⅱ，下列能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是______（填标号）。 A．容器内压强不再变化 B．容器内气体密度不再变化 C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．的消耗速率与的消耗速率之比为1:3 (3)在的恒压密闭容器中，充入发生反应Ⅰ、Ⅱ，达平衡时，甲醇的转化率为的物质的量为0.2mol，则的选择性=______，反应Ⅰ的压强平衡常数______。 (4)①其他条件相同时，用碱土金属Sr对SAPO分子筛催化剂进行改性，与改性前相比，丙烯产率显著下降。从甲醇转化率及丙烯选择性的变化角度解释可能的原因：______。 催化剂 SAPO Sr－SAPO 乙烯产率 49.2 67.1 丙烯产率 34.0 22.4 ②SAPO分子筛催化剂可有效催化上述过程，反应历程中会发生生成的反应，则该反应的化学方程式为______。 (5)在某分子筛催化剂的作用下，甲醇的平衡转化率随温度变化如图所示。在400~500℃内，几乎不变，原因可能是____________。 9．(24-25高二下·湖南长沙雅礼中学·期末)I.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：       (1)反应的反应热_______。 (2)有利于提高平衡转化率的条件是_______。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)恒压、750℃时，和按物质的量之比投料，反应经下图流程(主要产物已标出)可实现高效转化。 过程iii除发生分解外，还发生的主要反应的化学方程式为_______。 II.工业上，常用与重整制备。500℃时，主要发生下列反应： (4)、恒压条件下，和反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 III.铁及其化合物在国防、电子信息和生产生活等领域中具有广泛应用。回答下列问题： (5)一种新研发出的铁磁性材料M的分子结构如图所示。 M分子中的与上、下两个五元环通过配位键相连且共提供了6个杂化轨道，则铁原子最可能的杂化方式为_______(填字母)。 A． B． C． D． (6)银晶胞结构如图所示。已知图(b)是图(a)截面图，为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为apm。 银晶胞中，Ag原子半径为_______(用含a的代数式表示)，银晶胞中原子空间利用率为_______(已知：原子空间利用率)。 10．(24-25高二下·湖南衡阳第八中学·期末)在传统克劳斯工艺制备的基础上，科研工作者提出分解制备同时获取的新方法，反应如下： 反应1： 反应2： (1)传统克劳斯工艺反应如下，则新方法中反应1的_______ kJ·mol-1。 (2)按照新方法，向恒容密闭容器中通入混合气体。的转化率与温度关系曲线如图1所示，三条曲线分别代表平衡转化率及相同反应时间内有、无催化剂的转化率。 ①代表平衡转化率的曲线是_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 ②_______0(填“<”“=”或“>”)；新方法加入少量O2，而未采用H2S直接分解法的原因是_______。 ③P点，此时_______，反应2的平衡常数_______。 (3)时，恒容密闭容器中发生反应2，和的体积分数随时间变化曲线如图2所示。下列说法正确的是_______。 A．反应2在M点达到化学平衡状态 B．54 ms时，通入不变 C．的反应速率：v(M) < v(N) D．72 ms时，再充入H2S，达平衡时，减小 11．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)为了有效应对全球气候变化和构建低碳社会，将资源化利用并制备工业产品。某温度下，利用生产甲醇主要涉及以下两个反应。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： (1)反应Ⅰ的___________(填“>”“<”或“=”)0。 (2)，升高温度时，此反应的平衡常数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)向恒温恒容密闭容器中通入和发生反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．容器内的气体密度不再变化 B．容器内压强不再变化 C．的消耗速率与的生成速率之比为3:1 D．体系中的四种物质、、、的物质的量之比为1:3:1:1 E．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (4)催化剂M、N对反应进程的能量影响如下图所示，使用催化剂N时，逆反应的活化能为___________kJ/mol。 (5)在3.0MPa下，按氢碳比[]为2:1向恒容密闭容器中充入气体反应物(只发生反应Ⅰ和Ⅱ)，的平衡转化率与、CO的选择性随温度的变化如图所示。[的选择性] ①图中曲线___________(填“a”“b”或“c”)代表的平衡转化率。 ②根据图中信息，300K时，反应Ⅰ的压强平衡常数___________(保留两位有效数字，为用分压代替浓度表示的平衡常数，分压=总压×该组分物质的量分数)。 (6)以铅酸蓄电池为电源可将转化为，其原理如下图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为___________；每生成0.5mol，理论上铅酸蓄电池中需消耗___________mol硫酸。 12．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)乙烯、丙烯是合成塑料的单体。工业上采用催化裂解丁烷的方法制备乙烯、丙烯。回答下列问题： 已知：i． ⅱ． (1)乙烯、丙烯在一定条件下可合成聚乙烯、聚丙烯和聚乙丙烯塑料，在生产、生活中有广泛应用。下列有关上述聚合物的叙述错误的是________（填标号）。 A．它们的链节相同，单体不同 B．它们都是人工合成的高分子材料 C．它们都是纯净物，聚合度相同 D．它们的绝缘性好，耐化学腐蚀 (2)标准摩尔生成焓的符号为，指在标准状态（压强为100kPa，温度通常指定为下，由最稳定的单质生成化合物时的反应焓变（），规定最稳定单质的标准摩尔生成焓为0.几种烃的标准摩尔生成焓数据如下： 气态烃 正丁烷 丙烯 乙烯 甲烷 乙烷 20.42 52.47 反应i中，________；反应ii的正反应在________（填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自发进行。 (3)某温度下，向恒容密闭容器中充入，同时发生反应i和反应ii，下列叙述正确的是______（填标号）。 A．当气体总压强不随时间变化时，一定达到平衡状态 B．达到平衡后，再充入少量，达到新平衡时的转化率增大 C．加入高效催化剂，能提高的平衡转化率 D．反应结束时，的最大值为1mol (4)保持压强为100kPa不变，向一恒容密闭容器中充入和适量Ar，只发生反应i．测得平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。 ①X代表______（填“温度”或“投料比”），判断依据是______。 ②________（填“>”“<”或“=”）。 ③a、b、c点对应的平衡常数大小关系为________。 (5)一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入1mol正丁烷气体，同时发生反应i和ii，达到平衡时正丁烷转化率为30%，。该温度下，反应i的平衡常数为________（结果保留两位有效数字）。 13．(24-25高二下·湖南岳阳·期末)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。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。已知： ①   ②   ③   回答下列问题： (1)___________。 (2)在300℃恒压密闭容器中，加入和，发生上述反应。反应达平衡时，的转化率为，容器体积减小，的物质的量为___________。反应①的平衡常数___________(保留一位有效数字)。 (3)一定条件下，向恒容密闭容器中充入和(假设只发生反应③，相同时间内的转化率随温度变化如图所示： ①a点为图象中最高点，a点的转化率比c点高的可能原因是___________。 ②平衡时测得生成甲醇，保持温度不变再通入和水蒸气，此时___________(填“>”，“<”，“=”)。 (4)①计算机模拟逐步加氢生成的反应历程如下图，其中吸附在催化剂活性位点的物种用表示，则决速步骤的化学方程式为___________。 ②实验结果表明，其它条件不变，移出部分，反应速率不减反增的原因是___________。 14．(24-25高二下·湖南郴州·期末)双加压法工艺流程是世界上先进的制硝酸工艺。利用和可以实现的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题： 已知：         (1)完成氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式：   ___________。该反应___________(填“一定”“一定不”或“不一定”)能自发进行。 (2)氨催化氧化后的取样气体中有、、，将该气体冷却到，恒容条件下继续发生如下两个反应： i．   ii． ①下列可以作为体系达到平衡状态的标志是___________。 A．容器内气体的密度不变             B．反应i中 C．气体的压强不变                   D．反应i和ii的平衡常数均不变 E．容器内气体颜色不变 ②达到平衡时气体的总压强为0.9MPa，体系中、均为0.1mol，则反应ii的平衡常数___________(计算结果保留两位有效数字，是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 ③测得温度、压强对NO平衡转化率的影响如图所示。 根据图像可知：___________填“>”“<”或“=”)；反应i的平衡常数、、的大小关系为___________。 (3)治理水中硝酸盐污染的方法是：在酸性条件下，电化学降解的原理如图，阴极反应式为：___________。 15．(24-25高二下·湖南邵阳联考·期末)低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)是重要的有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。用一碘甲烷热裂解可制取低碳烯烃，主要反应有： 反应I： 反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   (1)反应Ⅳ：  _______，反应Ⅲ自发进行的条件是_______； (2)时，反应Ⅲ的正、逆反应速率与浓度的关系为，(是速率常数)，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线m、曲线n。 ①时，向2L的密闭容器中充和此时_______(填“>”“<”或“=”)； ②图中曲线m变为曲线p改变的条件可能是_______。 (3)在500kPa条件下，起始投料，发生反应I、Ⅱ、Ⅲ，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。 ①随着体系的温度升高，平衡物质的量分数先增大后减小的原因是_______。 ②若维持体系温度为715K，的平衡转化率为_______(以百分数形式表示即可)，反应I的_______。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应，，其中，为各组分的平衡分压)。 16．(24-25高二下·湖南岳阳汨罗第一中学·期末)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应： a)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1 b)CO2g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol c)CO(g)+H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol (1)根据盖斯定律，反应a的△H1=___________。 (2)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程，如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。 反应历程中最小能垒(活化能)E正___________eV。写出历程②的化学方程式___________。 (3)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．升高温度，反应b正向移动，反应c逆向移动 B．加入反应a的催化剂，可以降低反应的活化能及反应热 C．增大H2的浓度，有利于提高CO2的平衡转化率 D．及时分离除CH3OH，可以使得反应a的正反应速率增大 (4)加压，甲醇产率将___________；若原料二氧化碳中掺混一氧化碳，随一氧化碳含量的增加，甲醇产率将___________。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。 (5)使用新型催化剂，让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b，CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。 553K时，若反应后体系的总压为p，反应a的Kp=___________(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度，气体的分压等于总压乘以物质的量分数)，由上图可知，适宜的反应温度为___________。 17．(24-25高二下·湖南长沙望城区雷锋学校·期末)综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题： Ⅰ.利用-干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现： ① ② 上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示： (1)-干重整反应的热化学方程式为___________(选用、、、、的关系式表示反应热)，反应Ⅱ是___________(填“慢反应”或“快反应”)。 (2)在恒压条件下，等物质的量的(g)和(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应：    ，则表示平衡转化率的是曲线___________(填“A”或“B”)，判断的依据是___________。 Ⅱ.在一密闭容器中，通入1mol 和3mol (g)发生甲烷的水蒸气重整反应。甲烷的水蒸气重整涉及以下反应： ③ ④ (3)如图所示，压强为kPa，温度低于700℃时，加入CaO可明显提高平衡体系混合气中的物质的量，原因是___________。 (4)500℃时，反应相同时间后测得的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点的浓度大小关系为c(G)___________c(E)(填“>”“<”或“=”)，结合两图中的相关数据，计算此温度下反应③的压力平衡常数___________(用分压代替浓度，分压等于总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。 (5)我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式___________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $