专题14 化学反应原理综合题(3年汇编)(贵州专用)2024-2026年高考化学真题分类汇编
2026-07-01
|
3份
|
55页
|
10人阅读
|
0人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 化学反应原理 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 贵州省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.30 MB |
| 发布时间 | 2026-07-01 |
| 更新时间 | 2026-07-01 |
| 作者 | 学科网化学精品工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·高考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58587574.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦化学反应原理综合应用,精选贵州近3年高考真题及12道模拟题,以新能源材料、海洋国防等国家战略需求为情境,强化核心知识与图像解读、工业优化的综合考查。
**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|15题(约8-12分/题)|热化学方程式与盖斯定律、化学平衡移动与转化率计算、反应速率与活化能、电化学原理|以TiC超高温材料、水冲压发动机等真实情境为载体,注重“理论计算-实验验证-工业优化”思维链条,增加转化率-温度曲线等图像信息解读|
内容正文:
专题14 化学反应原理综合题
1.【答案】(1)。 (2)<
(3)① = ② < ③ Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大,所以生成HMgOH的反应速率更快,同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小,MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快,由于,,故平衡前< ④
(4)① 增大 ② 3000K时,Mg、H2O、H2均为气体,MgO为固体,,增大压强平衡正向移动,会放出更多热量,该反应器在单位时间内产生的能量将增大
2.【答案】(1)① ② 温度高于1258K
(2)① 该时间段内,反应体系持续升温,温度升高是导致反应速率加快的主要原因 ② > ③ 随着反应进行生成了固体覆盖在反应物表面,导致反应物接触面积减小,速率减慢 ④
(3)① ② 加入熔融 NaF 能生成TiC与NaF共熔体,该共熔体为液态,能够从体系中“被移走”,从而不断推动平衡向生成 TiC 的方向移动,有利于得到更多的 TiC
3.【答案】(1)能 (2)6a-b-9c
(3)反应ⅰ有积炭生成,随着反应的进行,生成的积炭逐渐增多,覆盖在催化剂表面,使催化剂催化性能逐渐降低,化学反应速率减小
(4)① 10.0 ② pH=10.0时,产物中积炭平均含量最低,CH4平均转化率最大,芳烃平均产率最高
(5)① 20% ② 或
(6)加入合适的催化剂(合理即可)
模拟题精选
1.【答案】(1)<
(2)① ② 该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,脱硫率下降 ③ 0.007 ④ (或) ⑤ 增大
(3)较高温度可使碳酸钙发生分解,破坏石灰石颗粒表面硫酸钙覆盖层的结构,使其产生裂纹,增加了与其的接触;同时,温度的升高,可以加快向颗粒表面的扩散与反应,从而提升整体脱硫效果 (4)ab
2.【答案】(1)-49 (2)AD
(3)① p123 ② 反应I是气体体积缩小的反应,反应II是气体体积不变的反应,增大压强,反应I平衡向右移动,反应II平衡不移动,则会增大, ③ 0.05 ④ 40.0% ⑤ 0.4
3.【答案】(1)① +251 ② 高温 (2)C
(3)0 (4)① II ② 17.65 ③ 0.73 ④ 根据题意,升高温度,反应②和反应③均向逆反应方向移动。反应②使的干基摩尔分数减小,反应③使的干基摩尔分数增大。当温度高于后,反应②程度大于反应③,从而使的干基摩尔分数随温度升高而减少。
4.【答案】(1)-130.8 (2)增大压强,反应I向气体体积缩小的正反应方向移动
(3)① 、 ② 催化剂活性增大,反应速率加快(或活化分子百分数增多,反应速率加快)
(4)(或0.037)
(5)① +3变为+4 ② 高能粒子使水产生更多H原子,产生更多氧空位
5.【答案】(1)① ② 高温
(2)① ② AC
(3)① CO ② 0.8 ③ 0.056 ④ 增大的转化率;减少积碳,避免催化剂失活
6.【答案】(1)低温、高压 (2) (3)正向
(4)① 反应条件更温和,所需温度更低、压强更小,显著降低能耗与设备成本;同时催化剂选择性高;溶剂的存在,提高传热效率,可及时移除反应热,提高甲醇选择性;减少原料气与催化剂直接接触,提高催化剂抗中毒能力 ② 较小的催化剂床层温差和压强;操作稳定,连续可靠;设备结构简单;方便催化剂回收利用 (5)① 使用催化剂、温度为220℃ ② 主反应为放热反应,温度升高主反应平衡逆向移动,同时温度升高催化剂活性降低,副反应速率加快,甲醇选择性下降 (6) (7)分子吸附到催化剂表面,解离成CH3*、H*,共同吸附在催化剂上,剩余的C-H键依次断裂,先脱下的两个H原子在催化剂表面结合生成吸附态氢气,直至最后CH4上脱离束缚的另外两个H原子结合生成吸附态的H2和C
7.【答案】(1)nCH2OHCH2OH+nHOOCCH2CH2COOH+(2n-1)H2O
(2)-127.8
(3)① 向正反应方向 ② 增大乙醇的量,相当于将原平衡体系加压,平衡逆向移动 ③ 1.0 ④ > ⑤ ⑥
(4)
8.【答案】(1)① +246 ② 高温 (2)ac
(3)① 36 ② 256
(4)① = ② 增大 ③ 增大反应器长度,更多透过选择性膜移出反应器,平衡正向移动,转化率增大
9.【答案】(1) (2)降温
(3)① < ② ③ ln()
(4)① b ② 反应物分子的运动空间受限,碰撞时的取向不合适,碰撞时的能量不足,导致有效碰撞的次数减少
10.【答案】(1) (2)增大压强或增大氨气的浓度
(3)25 (4)① c ② 该反应,,则随着增大而增大,因此图所对应该反应的线条是C
(5)① 260℃ ② 反应未达平衡,温度升高,催化剂的活性降低,反应速率减慢,一定时间内的转化率降低(或温度高于以反应①为主,反应①为放热反应,升温平衡逆向进行,的转化率降低)
11.【答案】(1)−41.2
(2)① A ② H2O(g)与CO(g)物质的量相等,分压相等,由T2降到T1,平衡正向移动,H2O(g)与CO(g)的分压降低,为B点,则H2的分压为A点(合理答案即可) ③ ④ a+b−c
(3)① 2 ② 或
12.
【答案】(1) (2)减小
(3)① ② ③ 等物质的量的可以和更多的配位,更有利于解吸反应正向进行,促进解吸
(4)① ② DCOOH、DCOOD
13.【答案】(1)-90.7
(2)① 主反应正反应为气体分子数减小的反应,副反应为气体分子数不变的反应,故增大压强主反应向正反应方向移动,甲醇的选择性增大 ②
(3)25%
(4)① ABCD ② 温度升高,主反应逆向进行,副反应正向进行,温度高于260℃时,副反应正向进行的程度大于主反应逆向进行的程度 ③ 温度相同时,主反应的速率大于副反应,单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多
14.【答案】(1)① ② 1:1
(2) ;;低
试卷第1页,共3页
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
专题14 化学反应原理综合题
3年真题1年模拟
题型分类
考情示例
命题规律
化学反应原理综合题
2026贵州(1题)、2025贵州(1题)、2024贵州(1题)
· 情境设置:以新能源材料(TiC超高温材料)、海洋国防装备(水冲压发动机)、能源化工(CH4芳构化)等国家战略需求为背景,突出化学学科价值。
· 考查重点:热化学方程式与盖斯定律、化学平衡移动与转化率计算、反应速率与活化能、电化学原理、催化剂选择性等核心知识的综合应用。
· 命题趋势:强化多反应竞争体系分析,增加图像信息解读(如转化率-温度曲线、选择性-时间变化),注重"理论计算-实验验证-工业优化"的完整思维链条考查。
1.(2026·贵州·高考真题)水下推进装置的研究对维护国家海洋权益有积极意义。水冲压发动机是一种新型水下推进装置,通过金属燃料与海水反应产生推力。某科研小组对金属燃料镁与水蒸气高效燃烧过程进行了研究,并模拟计算了其反应机理,所涉反应及变化如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:①在标准大气压下,MgO的液化温度为3125 K,汽化温度为3873 K。
②
③模拟计算条件:动力反应装置为绝热系统(物质与热量均不与外界交换),压强为标准大气压(1 atm)。
回答下列问题:
(1)计算: 。
(2)模拟计算得出镁与水蒸气反应的和随温度的变化关系如图1。温度小于3000 K时, 0(填“>”“=”或“<”)。
(3)研究表明,反应中同时存在氢原子解离(路径Ⅰ)和氢原子转移(路径Ⅱ)两条反应路径,如图2。
①两条反应路径的关系为 (填“>”“=”或“<”)。
②1 atm下,路径Ⅰ和路径Ⅱ都是连续反应:
反应速率方程为,其中是反应速率,是反应速率常数(其数值大小关系为),是反应物浓度。反应达到平衡前, (填“>”“=”或“<”),原因是 。
③某温度下,镁与足量水蒸气在内全部反应,其中通过路径Ⅰ生成的氢气为,则在该时间段内路径Ⅱ的反应速率为 。
(4)在3000 K时,若将动力装置反应器出口设置成小口径喷口,反应器可近似为恒容密闭体系,体系压强从1 atm提升至10 atm,则该反应器在单位时间内产生的能量将 (填“增大”“不变”或“减小”),原因是 。
【答案】(1)。 (2)<
(3)① = ② < ③ Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大,所以生成HMgOH的反应速率更快,同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小,MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快,由于,,故平衡前< ④
(4)① 增大 ② 3000K时,Mg、H2O、H2均为气体,MgO为固体,,增大压强平衡正向移动,会放出更多热量,该反应器在单位时间内产生的能量将增大
【解析】(1)根据盖斯定律,将已知反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ相加,消去中间产物MgO(s)、MgO(l),可得目标反应,故。
(2)已知,由图可知:温度升高时增大,几乎不变,因此对的斜率为,可得。
(3)① 焓变是状态函数,只与反应的始态和终态有关,两条路径的反应物和最终产物完全相同,因此。
②Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大,所以生成HMgOH的反应速率更快,同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小,MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快,由于,,故平衡前<。
③总物质的量为,对应生成,因此总物质的量为;路径Ⅰ生成,物质的量为,则路径Ⅱ生成的物质的量为,故速率。
(4)3000K时,Mg、H2O、H2均为气体,MgO为固体,,增大压强平衡正向移动,会放出更多热量,该反应器在单位时间内产生的能量将增大。
2.(2025·贵州·高考真题)TiC是一种极具潜力的超高温结构材料,其制备总反应为:
反应步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1) ,总反应的随温度T的变化关系如图,则总反应自发进行的温度条件为 。
(2)在恒容密闭容器中,加入1 mol 、5 mol C和8.4 mol氢气,以从20℃升温至1500℃后保持恒温进行反应,测得剩余固体质量分数随时间t变化关系如图。已知:剩余固体质量分数
①148 min之前反应速率逐渐加快的原因是 。
②M、N点的反应速率 (选填“>”“=”或“<”),其原因是 。
③设Q点达平衡,总压为p kPa,则1500℃时总反应的 (分压=总压×物质的量分数,用含p的代数式表示)。
(3)高温下,向和C反应体系中加入NaF,可形成TiC-NaF(l)(TiC与NaF共熔体),最终获得TiC,原理如下:
ⅰ.
ⅱ.______________
ⅲ.
过程ⅱ的化学方程式为 ,加入NaF有利于生成更多TiC的原因是 。
【答案】(1)① ② 温度高于1258K
(2)① 该时间段内,反应体系持续升温,温度升高是导致反应速率加快的主要原因 ② > ③ 随着反应进行生成了固体覆盖在反应物表面,导致反应物接触面积减小,速率减慢 ④
(3)① ② 加入熔融 NaF 能生成TiC与NaF共熔体,该共熔体为液态,能够从体系中“被移走”,从而不断推动平衡向生成 TiC 的方向移动,有利于得到更多的 TiC
【解析】(1)根据盖斯定律,总反应可由×I +×Ⅱ + ×Ⅲ得到:==;由图可知,当时,,反应自发进行;
(2)①148 min之前反应速率逐渐加快的原因是该时间段内,反应体系持续升温,温度升高是导致反应速率加快的主要原因;
②148分钟以后,温度已经保持不变状态,由斜率可看出;原因可能是因为随着反应进行生成了固体覆盖在反应物表面,导致反应物接触面积减小,速率减慢;
③1500℃时时,剩余固体质量分数为68%,初始固体总质量:,剩余固体质量:,设反应的为,三段式为
剩余固体质量:,则56x = 140 - 95.2,解得x = 0.8 mol,平衡时,气体总物质的量;
(3)过程ⅱ的化学方程式与的作用 ,过程ⅰ:;过程ⅲ:,因此过程ⅱ为与液态反应生成,方程式为: ;加入熔融 NaF 能生成TiC与NaF共熔体,该共熔体为液态,能够从体系中“被移走”,从而不断推动平衡向生成 TiC 的方向移动,有利于得到更多的 TiC。
3.(2024·贵州·高考真题)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.
ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应ⅰ在1000K时 (选填“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 (用含的代数式表示)。
物质
(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)下,在某密闭容器中按充入气体,发生反应,平衡时与的分压比为4:1,则的平衡转化率为 ,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,若要提高苯的产率,可采取的措施有 。
【答案】(1)能 (2)6a-b-9c
(3)反应ⅰ有积炭生成,随着反应的进行,生成的积炭逐渐增多,覆盖在催化剂表面,使催化剂催化性能逐渐降低,化学反应速率减小
(4)① 10.0 ② pH=10.0时,产物中积炭平均含量最低,CH4平均转化率最大,芳烃平均产率最高
(5)① 20% ② 或
(6)加入合适的催化剂(合理即可)
【解析】(1)反应ⅰ.,在1000K时,ΔG=ΔH-TΔS=+74.6 kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24 kJ·mol-1<0,故反应ⅰ在1000K时能自发进行。
(2)ⅱ.
由题给数据可得出以下热化学方程式:
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=akJ·mol-1
④C6H6(l)+7.5O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=bkJ·mol-1
⑤H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
依据盖斯定律,将反应③×6-④-⑤×9得,反应ⅱ的(6a-b-9c) kJ·mol-1。
(3)由于反应ⅰ生成固态炭,会覆盖在催化剂表面,从而减小气体与催化剂的接触面积,因此随着反应进行,单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低。
(4)比较表中数据可以看出,pH=10.0时,CH4平均转化率为最大值10.45%,芳烃平均产率为最大值6.45%,产物中积炭平均含量为最小值33.10%,所以最佳pH为10.0。
(5)下,在某密闭容器中按充入气体,发生反应,平衡时与的分压比为4:1,设起始时C6H6的物质的量为1mol,CH4的物质的量为5mol,参加反应C6H6的物质的量为xmol,则可建立如下三段式:
依题意,,解得x=0.2,平衡时,n(C6H6)=0.8mol,n(CH4)=4.8mol,n(C7H8)=0.2mol,n(H2)=0.2mol,则的平衡转化率为=20%,平衡常数Kp=或。
(6)已知,加入合适的催化剂,选择性降低Ea,苯,加快生成苯的速率,提高苯的产率。所以若要提高苯的产率,可采取的措施有:加入合适的催化剂(合理即可)。
模拟题精选
1.(2026·贵州安顺·一模)“石灰石-石膏法”烟气脱硫技术,是当前控制工业污染中应用最广的方法,涉及的主反应为。回答下列问题:
(1)标准摩尔生成焓()是指在标准状态下,由最稳定单质生成1mol某物质时的焓变,单位为。相关物质的标准摩尔生成焓()如下表:
物质
0.0
则主反应的 (填“>”或“<”)0。
(2)研究团队通过理论计算得到T、与对平衡脱硫率的影响如图1所示:
①反应温度、、由高到低的顺序是 ;原因是 。
②已知时M点,上述反应10min达到平衡,该时间段内以的浓度变化表示 。该温度下反应的平衡常数 (列出计算式)。
③为进一步提高平衡脱硫率可选择 (填“增大”或“减小”)。
(3)研究团队通过绘图描述脱硫过程的微观反应机理如图2所示,结合图中所给信息分析实际工业脱硫需采用较高温度的原因是 。
(4)研究发现脱硫速率r存在函数关系[为石灰石初始比表面积,为表面反应速率常数,N代表产物层扩散阻力]。保持其他因素相同,下列说法正确的是 。
a.使用更细石灰石粉可提高初期脱硫速率
b.反应后期脱硫速率下降可能是产物层扩散阻力增大
c.脱硫速率r与、的关系表明的影响更大
【答案】(1)<
(2)① ② 该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,脱硫率下降 ③ 0.007 ④ (或) ⑤ 增大
(3)较高温度可使碳酸钙发生分解,破坏石灰石颗粒表面硫酸钙覆盖层的结构,使其产生裂纹,增加了与其的接触;同时,温度的升高,可以加快向颗粒表面的扩散与反应,从而提升整体脱硫效果 (4)ab
【解析】(1)反应焓变等于生成物的生成焓总和减去反应物的生成焓总和,即ΔH=[−1425.2+(−393.5)]−[−1027.6+(−296.8)+×0] kJ⋅mol−1=−494.3 kJ⋅mol−1<0;
(2)①该反应为放热反应,压强、SO2初始浓度相同时,温度越高,平衡逆向移动,平衡脱硫率越低,图中脱硫率T123,故温度顺序为T1>T2>T3;
②由图像可知,达到平衡时SO2的转化率是70%,故,故=0.007;
根据数据,列三段式:
K==;
③由方程式可知,为进一步提高平衡脱硫率可选择增大;
(3)结合图像可知,在高温条件下,碳酸钙会分解,破坏石灰石颗粒表面硫酸钙覆盖层的结构,使其产生裂纹,增加了与其的接触;同时,温度的升高,可以加快向颗粒表面的扩散与反应,从而提升整体脱硫效果;
(4)a.使用更细石灰石粉可提高,从而提高初期脱硫速率,故a正确;
b.因为反应后期产物层变厚,扩散阻力N增大,速率会下降,故b正确;
c.因为对比浓度和压强的指数,二氧化硫浓度的指数更大,故对脱硫速率r的影响更大,故c错误;
答案为ab。
2.(2026·贵州黔东南·一模)为了实现“碳中和”,的综合利用成为科学家研究的热点。
(1)将催化加氢制取,通过下列步骤实现,反应过程中能量变化如图1所示。
。
(2)在的绝热密闭容器中,按充入和,在催化剂作用下合成甲醇。下列说法中说明主反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 的转化率保持不变
B. 混合气体的密度保持不变
C. 断裂键同时形成键
D. 容器内混合气体温度保持不变
(3)在密闭容器中通入和的混合气体,制取甲醇过程中,存在竞争反应:
.;
. 。
在不同压强下,当按进料,反应达到平衡时,测得甲醇的物质的量分数与温度的关系如图2所示物质ⅰ的物质的量分数:)
①图2中压强由小到大的顺序为 ,判断的依据是 。
②图2中,当、发生上述反应,反应达到平衡时,,则在内用的分压变化表示的速率 ,此时反应I中的转化率为 (保留小数点后1位)。
③在压强为时,发生上述反应并达到平衡状态,平衡转化率为,,该温度下反应的平衡常数 (保留1位有效数字,用各组分的分压代替浓度计算平衡常数,气体分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)-49 (2)AD
(3)① p123 ② 反应I是气体体积缩小的反应,反应II是气体体积不变的反应,增大压强,反应I平衡向右移动,反应II平衡不移动,则会增大, ③ 0.05 ④ 40.0% ⑤ 0.4
【解析】(1)根据示意图可知,1molCO2(g)与3molH2(g)的总能量比1molCH3OH(g)与1molH2O(g)的总能量高49kJ,故 -49;
(2)A.CO2的转化率保持不变,可以说明反应达到平衡,故A选;
B.容器是恒容容器,反应体系都是气体,故混合气体的密度始终不变,不能说明达到平衡,故B不选;
C.断裂键同时形成键都描述的正反应方向,不能说明达到平衡,故C不选;
D.容器是绝热容器,故混合气体的温度不变,说明单位时间内吸收的热量等于放出的热量,即正逆反应速率相等,能说明达到平衡,故D选;
答案为AD;
(3)①反应I是气体体积缩小的反应,反应II是气体体积不变的反应,增大压强,反应I平衡向右移动,反应II平衡不移动,则会增大,所以图2中压强从小到大的顺序是:p123;
②当,反应达到平衡时,,则平衡时p(CH3OH)= =1,用的分压变化表示的速率=0.05;由于,设投料n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,起始时总物质的量为4mol,压强为10MPa,则每1mol气体对应压强为2.5MPa,由于容器是恒容容器,平衡时每1mol气体对应的压强也是2.5MPa,平衡时p(CH3OH)=1,则n(CH3OH)=1mol=0.4mol,说明反应I消耗的CO2为0.4mol,反应I中的转化率为=40.0%;
③根据已知数据,设投料n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,反应ICO2转化了xmol,反应IICO2转化了ymol,列出下列算式:
CO2转化了,有x+y=,,有,根据两个方程解得x=,y=,则平衡时n(H2)=,n(CO)=,n(H2O)=,根据,其物质的量为,可以得知p(CO2)=,p(H2)=10MPa,p(CO)=2MPa, p(H2O)=4MPa,则反应Kp===0.4。
3.(2026·贵州毕节·二模)甘油水蒸气重整具有重整效率高、产物气氢含量高等优势而备受关注。主要反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
已知:、、的燃烧热()分别为、、。
(1)计算反应①的 ,且该反应在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)反应③中能加快反应速率,同时能提高反应物平衡转化率的措施是 (填字母)。
A.升高反应体系温度 B.继续向密闭容器中通入氢气 C.改变容积增大体系压强
(3)一定温度下,的速率方程可表示为,k是速率常数,p表示物质分压。其中分压对的关系如图1所示,则速率方程中 。
(4)将和通入密闭容器中发生上述反应,相关物质平衡时的干基摩尔分数[某组分干基摩尔分数]如图2所示。已知图中对应温度下,的转化率接近100%。
①其中代表的曲线为 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②在温度达平衡时,CO的干基摩尔分数为 %(保留小数点后两位,下同),反应的 。
③温度高于后,曲线Ⅰ对应物质的干基摩尔分数随温度升高而降低的原因为 。
【答案】(1)① +251 ② 高温 (2)C
(3)0 (4)① II ② 17.65 ③ 0.73 ④ 根据题意,升高温度,反应②和反应③均向逆反应方向移动。反应②使的干基摩尔分数减小,反应③使的干基摩尔分数增大。当温度高于后,反应②程度大于反应③,从而使的干基摩尔分数随温度升高而减少。
【解析】(1)已知的燃烧反应及其焓变如下:
① ;
②
③
目标反应为:
根据盖斯定律,将反应①减去3倍的反应②和4倍的反应③,即可得到目标反应,即,。
自发进行的判据:,反应①:,反应后气体体积增大,,要使 ,需 ,因此高温下自发进行。
(2)A.升高温度,加快反应速率,但平衡逆向移动,转化率降低,A不符合题意;
B.继续向密闭容器中通入氢气 ,加快反应速率,但氢气的平衡转化率降低,B不符合题意;
C.增大体系压强,浓度升高,反应速率加快;平衡正向移动,氢气的平衡转化率提高,C符合题意;
故选C。
(3)根据速率方程:,由图1可知:分压变化时,几乎不变,说明与无关,因此 为常数,即。
(4)① 干基为除去的气体,产物中物质的量最大,摩尔分数最高,因此曲线Ⅰ为;已标出,随温度升高,反应③逆向移动,减少;升温使反应②(放热)逆向移动,物质的量一直增大,对应一直上升的曲线Ⅲ,因此一直下降的曲线Ⅱ为。
② 时几乎为0,完全转化,总C为,图中和干基摩尔分数相等,因此。 原子守恒计算:初始氢原子的物质的量为,总氧原子的物质的量为,由氧原子守恒得;氢原子守恒得,得。 干基总物质的量,干基摩尔分数。
反应②反应前后气体体积不变,分压比等于物质的量比,故。
③ 根据题意,升高温度,反应②和反应③均向逆反应方向移动。反应②使的干基摩尔分数减小,反应③使的干基摩尔分数增大。当温度高于后,反应②程度大于反应③,从而使的干基摩尔分数随温度升高而减少。
4.(2026·贵州遵义·二模)二氧化碳合成甲醇是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题:
(1)已知Ⅰ.
Ⅱ.
则
(2)恒温下,对于反应Ⅰ,投入一定比例的和,增大压强,的平衡产率增大的原因是 (物质状态不发生改变)。
(3)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果。在时,不同配比的催化剂作用下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如下图所示。
①该反应的最佳条件是 。
②作催化剂,温度低于时,随温度升高甲醇时空收率增大的原因可能是 。
(4)某温度下,将和充入体积不变的2 L密闭容器中,初始总压为8 MPa,只发生反应,测得不同时刻体系内反应后与反应前的压强关系如下表:
时间
1
2
3
4
5
0.92
0.85
0.79
0.75
0.75
该条件下的分压平衡常数为 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)和反应也可生成,利用等离子体和双金属催化剂催化和反应生成的过程中Zr的化合价发生变化,可能机理如下图所示:
说明:图中的表示ZnO,表示,表示氧空位;“—”表示化学键,“…”表示吸附作用。
①Zr的常见化合价有+2、+3和+4,上图所示机理的步骤(Ⅲ)中,元素Zr化合价发生的变化为 。
②增大反应电流,等离子体会释放出数量更多的高能粒子。随着反应电流的增大,的产量增大,可能原因是 。
【答案】(1)-130.8 (2)增大压强,反应I向气体体积缩小的正反应方向移动
(3)① 、 ② 催化剂活性增大,反应速率加快(或活化分子百分数增多,反应速率加快)
(4)(或0.037)
(5)① +3变为+4 ② 高能粒子使水产生更多H原子,产生更多氧空位
【解析】(1)由盖斯定律可知,反应Ⅰ×2-反应Ⅱ得到反应,故。
(2)增大压强,反应Ⅰ向气体体积缩小的正反应方向移动,导致的平衡产率增大。
(3)①由图,该反应的最佳条件是、,此时甲醇的时空收率最大。
②催化剂需要一定的活性温度,作催化剂,温度低于时,随温度升高甲醇时空收率增大的原因可能是催化剂活性增大,反应速率加快(或活化分子百分数增多,反应速率加快)。
(4)由表,平衡时总的物质的量为,总的物质的量减小1mol,反应气体分子数减小2的反应,则反应消耗二氧化碳0.5mol、氢气1.5mol、生成甲醇和水均为0.5mol,平衡时二氧化碳为0.5mol、氢气1.5mol,总压强为8MPa×0.75=6MPa,则。
(5)①上图所示机理的步骤(Ⅲ)中,元素Zr在步骤(Ⅲ)之前存在1个氧空位同时和1个氧形成1个共价键,则化合价为+3,(Ⅲ)之后又和1个氧形成1个共价键,则化合价为+4,故化合价发生的变化为+3变为+4。
②已知,增大反应电流,等离子体会释放出数量更多的高能粒子;高能粒子使水产生更多H原子,产生更多氧空位,从而导致随着反应电流的增大,的产量增大。
5.(2026·贵州六盘水·二模)催化重整制合成气是一种将天然气(主要成分为甲烷)与二氧化碳在催化剂作用下转化为合成气(一氧化碳和氢气)的过程。该技术有助于资源综合利用和碳减排,若主要反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的 ,该反应在 条件下能自发进行。
(2)将一定物质的量的和充入密闭容器中,反应Ⅰ在不同条件下达到平衡(设只发生反应Ⅰ)。体系中甲烷的体积分数用表示,分别测得下的和下的如图甲所示。图中对应等压过程的曲线是 ,处于相同化学平衡状态的点是 。
(3)常用基或贵金属作该反应的催化剂,可降低活化能,但需注意积碳失活问题。在恒压、初始投料的条件下,和发生上述反应达平衡时气体物质的量随温度的变化如图乙所示。
曲线b表示的物质是 (填化学式),625℃时积碳物质的量为 mol,反应Ⅱ的压强平衡常数 。在实际生产中通常使投料比的目的是 (答两条)。
【答案】(1)① ② 高温
(2)① ② AC
(3)① CO ② 0.8 ③ 0.056 ④ 增大的转化率;减少积碳,避免催化剂失活
【解析】(1)由盖斯定律可知反应Ⅲ-反应Ⅱ得反应Ⅰ,则反应热;反应Ⅰ为气体物质的量增加的反应,则,由自发可知,该反应在高温下自发。
(2)反应Ⅰ为气体体积增大的反应,温度一定时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,甲烷的物质的量分数增大,则等温下,甲烷的物质的量分数,随压强的变化曲线是,为等压下甲烷的物质的量分数随温度的变化曲线,根据以上分析可知,A和C两点温度相同、压强相同、甲烷的物质的量分数相同,处于相同的化学平衡状态。
(3)由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,平衡时的物质的量比大,则表示的物质是,表示的物质是;初始投料,由图可知,时,,由C元素守恒可知积碳物质的量为;由元素守恒可知,平衡时,反应Ⅱ的压强平衡常数;
使投料比即增大的投料量,可使反应Ⅰ中转化率增大,同时使反应Ⅱ和Ⅲ正向进行程度减小,减少积碳,避免催化剂失活。
6.(2026·贵州毕节·模拟预测)CO2加氢制甲醇是实现“碳中和”及可再生能源储存的重要途径。
主反应:
副反应:
(1)有利于合成甲醇的条件是 。
(2)主反应的平衡常数表达式Kp= (用分压表示)。
(3)相同温度下,若增大体系压强,主反应 (填“正向”或“逆向”)移动。
(4)甲醇合成反应可在不同反应器中进行,装置如图1所示,浆态床反应器工艺相对于气固相固定床反应器工艺的主要优势有 (至少两点),未来设计的甲醇合成反应器应考虑的因素有 。
(5)向恒压密闭装置中通入反应物混合气,测定不同催化剂下甲醇产率随温度的变化曲线如图2所示。反应最佳条件为 。温度超过220℃后,甲醇产率降低的原因是 。
(6)某研究组测得Cu/ZnO/Al2O3催化剂上CO2加氢制甲醇的活化能,而纯ZnO载体的活化能。计算在250℃(523 K)时,催化剂与纯载体的反应速率常数之比 (结果用计算式表示,已知:速率常数,,指前因子A相同)。
(7)Cu/ZnO/Al2O3催化甲烷制氢反应机理如下图,该反应机理可以描述为 。
【答案】(1)低温、高压 (2) (3)正向
(4)① 反应条件更温和,所需温度更低、压强更小,显著降低能耗与设备成本;同时催化剂选择性高;溶剂的存在,提高传热效率,可及时移除反应热,提高甲醇选择性;减少原料气与催化剂直接接触,提高催化剂抗中毒能力 ② 较小的催化剂床层温差和压强;操作稳定,连续可靠;设备结构简单;方便催化剂回收利用 (5)① 使用催化剂、温度为220℃ ② 主反应为放热反应,温度升高主反应平衡逆向移动,同时温度升高催化剂活性降低,副反应速率加快,甲醇选择性下降 (6) (7)分子吸附到催化剂表面,解离成CH3*、H*,共同吸附在催化剂上,剩余的C-H键依次断裂,先脱下的两个H原子在催化剂表面结合生成吸附态氢气,直至最后CH4上脱离束缚的另外两个H原子结合生成吸附态的H2和C
【解析】(1)主反应正向为气体总物质的量减小的放热反应,降低温度、增大压强均可使主反应平衡正向移动,同时抑制副反应进行,有利于合成甲醇。
(2)用分压表示平衡常数时,生成物分压的幂之积除以反应物分压的幂之积,计量数为对应幂次,因此主反应平衡常数表达式为。
(3)主反应正向为气体总物质的量减小的方向,相同温度下增大体系压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,因此主反应正向移动。
(4)反应条件更温和,所需温度更低、压强更小,显著降低能耗与设备成本;同时催化剂选择性高;溶剂的存在,提高传热效率,可及时移除反应热,提高甲醇选择性;减少原料气与催化剂直接接触,提高催化剂抗中毒能力;
较小的催化剂床层温差和压强;操作稳定,连续可靠;设备结构简单;方便催化剂回收利用。
(5)第一空:由图2可知,相同温度下催化剂对应的甲醇产率最高,且该催化剂下甲醇产率峰值出现在220℃,因此最佳反应条件为使用催化剂、温度为220℃。 第二空:主反应为放热反应,温度超过220℃后,升高温度主反应平衡逆向移动;同时温度过高会导致催化剂活性降低,副反应速率加快,甲醇选择性下降,因此甲醇产率降低。
(6)根据速率常数公式,指前因子A相同,因此速率常数比值为 代入、、、,得比值为。
(7)由反应机理图可知,分子先吸附到催化剂表面,逐步断裂键,先脱附的两个H原子结合生成吸附态,最后剩余的两个H原子结合生成吸附态脱附,同时催化剂表面生成吸附态。
7.(2026·贵州黔东南·模拟预测)乙烯可以合成多种可自然降解的高分子材料。除石油裂化、裂解产生乙烯外,还有多种方法可制备乙烯。回答下列问题:
(1)乙烯在催化剂作用下可以制备乙二醇,而聚丁二酸乙二醇酯(PES)是一种可生物降解的脂肪族聚酯,可用于包装材料、农业薄膜等领域。乙二醇和丁二酸合成PES的化学方程式为 。
(2)催化加氢合成乙烯。已知:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
则 。
(3)乙醇脱水制乙烯: 。一定温度下,向恒容密闭容器中只通入乙醇蒸气,发生该反应,测得乙醇的平衡转化率与通入乙醇蒸气的物质的量的关系如图;向另一密闭容器中只通入1 mol乙醇蒸气,发生该反应,测得乙醇的平衡转化率与温度、压强(1.0 MPa、1.5 MPa)的关系如图。
①向达到M点状态的容器中再充入,此时反应 (填“向正反应方向”或“向逆反应方向”)进行;其他条件不变,增大乙醇的量,乙醇的平衡转化率降低,其原因是 。
②为 ; (填“>”“<”或“=”)0.
③a、b、c三点对应的平衡常数、、由大到小的排序为 ;初始速率、、由小到大的排序为 。
(4)工业上,常用裂解法制备乙烯。以正丁烷为原料制备乙烯的原理如下:
主反应:
副反应:
某温度下,保持总压强为100 kPa,向反应器中投入,同时发生主反应和副反应,经恰好达到平衡状态,测得此时容器中含、。
该温度下,副反应的平衡常数 (用含x、y的代数式表示即可)kPa.已知: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)nCH2OHCH2OH+nHOOCCH2CH2COOH+(2n-1)H2O
(2)-127.8
(3)① 向正反应方向 ② 增大乙醇的量,相当于将原平衡体系加压,平衡逆向移动 ③ 1.0 ④ > ⑤ ⑥
(4)
【解析】(1)乙二醇与丁二酸在催化剂催化下发生缩聚反应生成PES,反应方程式为nCH2OHCH2OH+nHOOCCH2CH2COOH+(2n-1)H2O;
(2)根据盖斯定律可知,;
(3)①增大反应物的量,平衡正向移动;而对于气体体积增大的反应,加入乙醇相当于在原平衡条件下加压,相当于平衡逆向移动,乙醇的转化率下降;②对于气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,乙醇的转化率下降,由图可知,相同条件下,压强为p1时,乙醇的转化率更大,故p1=1.0MPa;结合图像可知,压强不变,随着温度的升高,乙醇的转化率增大,可知反应吸热,即;③对于吸热反应来说,温度越高平衡常数越大,已知,故;温度越高、压强越大,反应速率就越快,,,故;
(4)依题意,平衡体系中,,,,平衡时总物质的量为(2-x)mol,,,故副反应的平衡常数。
8.(2026·贵州遵义·模拟预测)西南油气田甲烷产量高,甲烷的综合利用是一项重要课题。甲烷干重整反应可将和转化为CO和,进一步转化为各类燃料和高附加值化学品。回答下列问题:
(1)已知:①
②
则甲烷干重整反应③的 ,该反应能在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)条件下自发进行。
(2)在一定质量的金属催化剂表面进行甲烷干重整反应的一种机理如下图所示(*表示吸附在催化剂表面):
下列说法正确的是 。
a.是反应的中间产物
b.反应过程中不存在非极性键的断裂
c.减小催化剂颗粒尺寸有利于提高催化效率
d.反应过程中,金属Ni的化合价未发生改变
(3)向恒温恒容密闭反应器中投入等物质的量的和,只发生反应③,测得容器内初始压强为96 KPa,平衡后压强为120 KPa。平衡后, KPa, (为用气体分压表示的平衡常数)。
(4)恒温下,为提高和的转化率,在有选择性透过膜的反应器中进行实验,反应原理如图所示,已知反应在a点已达到平衡状态,则平衡常数: (填“>”“<”或“=”)。保持通入气体流速恒定,增大反应器长度(L),出口处的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是 。
【答案】(1)① +246 ② 高温 (2)ac
(3)① 36 ② 256
(4)① = ② 增大 ③ 增大反应器长度,更多透过选择性膜移出反应器,平衡正向移动,转化率增大
【解析】(1)根据盖斯定律,反应③=①+②,因此。该反应,且反应后气体分子数增大,,根据时反应自发,可知高温下才能满足,反应自发进行;
(2)a.在反应过程中先生成、后被消耗,属于反应的中间产物,a正确;
b.反应中参与反应时,非极性键会发生断裂,因此存在非极性键断裂,b错误;
c.减小催化剂颗粒尺寸,会增大催化剂的比表面积,可吸附更多反应物,能提高催化效率,c正确;
d.反应过程中Ni吸附反应物、与吸附物种成键,化合价会发生改变,d错误;
故选ac。
(3)恒温恒容下,气体压强之比等于物质的量之比,初始投入等物质的量和,总压为,因此初始分压,设转化分压为,根据方程式 可知,平衡时分压:,,,平衡总压:,解得,因此平衡分压:,,,代入压强平衡常数公式: ;
(4)平衡常数仅受温度影响,反应恒温,因此;该膜可选择性透过,不断移出体系,生成物浓度降低,平衡持续正向移动;通入气体流速恒定,增大反应器长度后,反应过程中更多透过膜分离出去,减小了反应器内的浓度,平衡正向移动,因此的转化率增大。
9.(2026·贵州铜仁·模拟预测)在矿山废水处理过程中,用于重金属资源化回收的离子交换树脂(P为聚苯乙烯骨架),可通过“氯甲基化-胺化”法制备。
反应Ⅰ(氯甲基化):
反应Ⅱ(胺化):
反应Ⅲ(甲醇液化):
回答下列问题:
(1)反应 。
(2)已知反应Ⅰ的,当时,反应自发进行。若其他条件不变,将改为,需 (填“升温”或“降温”),利于反应Ⅰ的自发进行。
(3)向树脂中加入过量,测得不同温度()下每初始树脂负载氯的质量随时间()的变化曲线如图所示。
① (填“>”“<”或“=”)。
②若一定时间内初始树脂负载率的平均速率可表示为,则时,内, (保留两位有效数字)。
③时,反应Ⅰ的速率平衡常数:。已知是指某时间点初始树脂负载氯的质量百分数,,请描述时点的反应速率常数 (只列式,不化简)。
(4)科研工作者探究催化剂表面不同孔道(孔道兼具富集反应物与提供反应空间的作用对反应Ⅰ的影响,绘制出的反应微观过程与能量变化如下图所示。
从反应物分子在孔道内碰撞情况分析:曲线1对应 (填“a”或“b”)孔道。当反应物分子通过b孔道时,发现反应速率明显下降,原因是 。
【答案】(1) (2)降温
(3)① < ② ③ ln()
(4)① b ② 反应物分子的运动空间受限,碰撞时的取向不合适,碰撞时的能量不足,导致有效碰撞的次数减少
【解析】(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ+反应Ⅱ-反应Ⅲ得到目标反应:,则;
(2)消耗气体,熵变比原反应的更小(更负)。由于反应的和均为负值,根据,降低温度有利于反应自发进行;
(3)①温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,由图可知,曲线先到达平衡,故<;
②时,0-8min内,负载氯质量变化,,初始树脂质量m=100g,,;
③已知时,反应Ⅰ的速率平衡常数:。新增基团的质量:氯甲基化反应中,每引入1个Cl,树脂骨架净增加的质量(除Cl外)为;,所以反应后树脂的总质量为,,t=8、、代入速率常数公式得k=ln();
(4)a孔道中,反应物分子与P-H在孔道内碰撞概率高,反应更易进行,活化能更低(曲线2);b孔道中,反应物分子被孔道壁吸附,碰撞概率降低,活化能更高(曲线1)。因此曲线 1 对应b 孔道。故答案为:反应物分子的运动空间受限,碰撞时的取向不合适,碰撞时的能量不足,导致有效碰撞的次数减少。
10.(2026·贵州六校联盟·模拟预测)研发转化为多种基础化学品,是实现“双碳”目标的有效方法。
I.合成尿素
合成尿素包括如下两个基元反应:
①
②
(1)总反应: 。
(2)既能提高总反应中的平衡转化率又能增大总反应反应速率的措施是 (举1例)。
(3)时,向恒容密闭容器中充入、和适量催化剂,发生反应:,达到平衡时,的转化率为80%,此温度下该反应的平衡常数为 。
II.合成甲醇
(4)“液态阳光”是碳中和的技术新路径,其原理为: (假设该反应无副反应)。设,随温度的变化关系如图所示,该反应对应图中的线条是 ,理由是 。
(5)加氢制甲醇过程中主要涉及以下反应:
①
②
如图是某催化剂作用下,相同时间内,不同温度下的转化率和甲醇的选择性性能图。由图知该催化剂的最适宜温度为 ,当温度高于最适宜温度,的转化率降低可能的原因是 。
已知:的选择性。
【答案】(1) (2)增大压强或增大氨气的浓度
(3)25 (4)① c ② 该反应,,则随着增大而增大,因此图所对应该反应的线条是C
(5)① 260℃ ② 反应未达平衡,温度升高,催化剂的活性降低,反应速率减慢,一定时间内的转化率降低(或温度高于以反应①为主,反应①为放热反应,升温平衡逆向进行,的转化率降低)
【解析】(1)由盖斯定律得:目标方程式可以由反应①和反应②相加得到,即:;
(2)该反应为气体分子数减小的反应且反应放热,增大压强或降低温度或增大氨气的浓度可以增大二氧化碳的平衡转化率,要提高反应速率则不能降低温度,综合来看,可采取的措施是增大压强或增大氨气的浓度;
(3)在此温度下,根据数据,列“三段式”:
则;
(4)①由 可知,该反应,,则随着增大而增大,因此图对应的该反应线条是:c;②根据①分析得:该反应,,则随着T增大而增大,故对应的线条为c;
(5)①由图可知,时,的转化率和甲醇的选择性最大,说明该催化剂在时性能最好;②温度高于时,反应未达平衡,温度升高,催化剂的活性降低,反应速率减慢,一定时间内的转化率降低,或温度高于以反应①为主,反应①为放热反应,升温平衡逆向进行,的转化率降低。
11.(2026·贵州贵阳·模拟预测)氢能广泛应用在交通运输、工业生产等领域,被视为未来能源体系的重要组成部分。回答下列问题:
(1)已知:
①
②
③ 。
(2)在恒压容器中,投入等物质的量的与,发生反应③。当反应达平衡时,、和分压与温度关系如图所示,其中C点表示的分压,则A、B两点中,表示分压的点为 ,原因是 ;时,反应的 ,时,的分压为 。
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
图示历程包含 个基元反应,其中决速步骤的化学方程式为 。
【答案】(1)−41.2
(2)① A ② H2O(g)与CO(g)物质的量相等,分压相等,由T2降到T1,平衡正向移动,H2O(g)与CO(g)的分压降低,为B点,则H2的分压为A点(合理答案即可) ③ ④ a+b−c
(3)① 2 ② 或
【解析】(1)根据观察,反应③=反应①+反应②,由盖斯定律可得;
(2)初始,与物质的量相等,分压相等,由降到,平衡正向移动,与的分压降低,为B点,则的分压为A点;由于与物质的量相等,分压相等,故温度下达到平衡,与的分压都为,与的分压都为,代入反应③的表达式,可计算出;正方应放热,温度由T1升高到T2,CO分压增加c-b,所以氢气分压为a-(c-b)=a+b-c。
(3)①该反应历程中存在两个过渡态,故包含2个基元反应;
②决速步为能垒最大的步骤,观察反应历程,决速步为第二步,反应可以写为或。
12.(2026·贵州遵义第二十二中学·模拟预测)含碳化合物在自然界分布广泛,应用普遍。
(1)根据下图用焓变表示碳的第一电离能: 。
(2)200~300℃时,在恒容密闭容器中进行: 。则当该反应时,气体密度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)利用氨水可捕集烟气中的。捕集、再生过程中含碳物种的变化如图所示。
①液相中发生转化:。X的结构式为 。
②已知: ;
。
反应的平衡常数K= 。
③转化后的溶液通过反应解吸释放。向两份相同的转化后的溶液中分别加入等体积、等浓度的和溶液,加入溶液后释放效果更好的原因是 。
(4)还可以如图历程转化为HCOOH。
①过程ⅱ形成一个负离子中间体,将图中部分补齐 (写出该负离子中间体结构式)。
②若将换成,则生成甲酸的结构简式可能为 。
【答案】(1) (2)减小
(3)① ② ③ 等物质的量的可以和更多的配位,更有利于解吸反应正向进行,促进解吸
(4)① ② DCOOH、DCOOD
【解析】(1)第一电离能:基态气态碳原子失去1个电子变为基态气态阳离子吸收的能量,即目标反应为:。根据盖斯定律,由图中反应: i ., ii. ,目标反应 =反应 i – 反应ii,故。
(2)恒容条件下,当该反应时,反应逆向进行,气体的质量减小,由可知,气体的密度减小。
(3)①根据原子守恒和电荷守恒知,反应 中X为,的结构式为 。
②反应的平衡常数K==。
③分别加入等体积、等浓度的和溶液,、物质的量相等,与反应的计量数:为 6,为4,因此可与更多的反应,更有利于解吸反应正向进行,促进解吸。
(4)①由图可知,过程ⅱ中,在与作用下形成一个负离子中间体,根据原子守恒、电荷守恒,可知该负离子中间体结构为 。
②由机理图可知,甲酸中羟基上的H来自三唑环的N-H,醛基上的H来自水,将换成,则醛基上的氢一定为D,若三唑的H未被交换得DCOOH, 若三唑的H与D2O交换,则得DCOOD。
13.(2026·贵州贵阳南明区第一中学·模拟预测)碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略,以为原料合成甲醇可以减少的排放,可以更快地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题:
I.和生成甲醇涉及的反应如下:
主反应:
副反应:
(1)反应 。
(2)时,在主、副反应的混合体系中,平衡时,生成甲醇的选择性[选择性]随压强的变化如图所示。
①增大压强,甲醇的选择性增大的原因是 。
②时,若在密闭容器中充入和,在压强为时,生成0.6mol CO,则时,主反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)
II.催化剂的性能测试:一定条件下使、混合气体通过反应器,检测反应器出口气体的成分及其含量,计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。
(3)时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比,则该温度下的转化率为 。
(4)其他条件相同时,反应温度对的转化率和的选择性的影响如图1、2所示。
①由图1判断,实验中反应未达到化学平衡状态的点为 。
②温度高于时,平衡转化率升高的原因是 。
③温度相同时,选择性的实验值略高于平衡值(见图2),从化学反应速率的角度解释原因: 。
【答案】(1)-90.7
(2)① 主反应正反应为气体分子数减小的反应,副反应为气体分子数不变的反应,故增大压强主反应向正反应方向移动,甲醇的选择性增大 ②
(3)25%
(4)① ABCD ② 温度升高,主反应逆向进行,副反应正向进行,温度高于260℃时,副反应正向进行的程度大于主反应逆向进行的程度 ③ 温度相同时,主反应的速率大于副反应,单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多
【解析】(1)根据盖斯定律可知,;
(2)①加压,平衡向气体分子数减小的反应,则增大压强,甲醇的选择性增大的原因是:主反应正反应为气体分子数减小的反应,副反应为气体分子数不变的反应,故增大压强主反应向正反应方向移动,甲醇的选择性增大;
②由图可知,平衡时,甲醇的选择性为40%,此时生成0.6molCO,则生成0.4mol的甲醇,根据主反应可知
,
根据副反应可知,
平衡时总物质的量:1mol+1mol+0.6mol+1mol+04mol=4mol,平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气的分压分别为:、、、,则时,主反应的压强平衡常数;
(3)230℃时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n(CH3OH):n(CO2)n(CO)=5:18:1,假设生成的CH3OH的物质的量为5mol,则生成的CO的物质的量为1mol,剩余的CO2的物质的量为18mol,根据碳原子守恒,起始的CO2的物质的量为5mol+18mol+1mol=24mol,则该温度下CO2转化率的计算式为×100%=25%;
(4)①由图1可知在不同温度下,CO2转化率的实验值均小于平衡值,说明实验中反应均未达到化学平衡状态,故答案为:ABCD;
②主反应为放热反应,副反应为吸热反应,温度升高,主反应逆向移动,副反应正向移动,温度高于260℃时,副反应正向移动的程度大于主反应逆向移动的程度,所以平衡转化率随温度升高还在增大,故答案为:温度升高,主反应逆向进行,副反应正向进行,温度高于260℃时,副反应正向进行的程度大于主反应逆向进行的程度;
③由图可知,温度相同时,CH3OH选择性的实验值略高于平衡值,从化学反应速率的角度看原因是:温度相同时,主反应的速率大于副反应,单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多。
14.(2026·贵州铜仁第二中学·模拟预测)请回答下列问题。
(1)已知下列两个热化学方程式:
①已知: ,写出丙烷燃烧生成和气态水的热化学方程式: 。
②实验测得和的混合气体共,完全燃烧生成液态水时放热 ,则混合气体中和的体积比是 。
(2)已知:白磷,
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 相同状况下,能量较低的是 ;白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。
【答案】(1)① ② 1:1
(2) ;;低
【解析】(1)①已知:
由盖斯定律可知,得,
故答案为:;
和的混合气体共,设氢气物质的量为,丙烷物质的量为,完全燃烧生成液态水时放热
解得:;
混合气体中和的体积比::;
(2)已知:,白磷,
红磷,,
据盖斯定律,可得:,白磷,红磷
从上面的热化学方程式可见,相同状况下,白磷比红磷能量高;因为能量越低越稳定,所以红磷比白磷稳定。
试卷第1页,共3页
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
专题14 化学反应原理综合题
3年真题1年模拟
题型分类
考情示例
命题规律
化学反应原理综合题
2026贵州(1题)、2025贵州(1题)、2024贵州(1题)
· 情境设置:以新能源材料(TiC超高温材料)、海洋国防装备(水冲压发动机)、能源化工(CH4芳构化)等国家战略需求为背景,突出化学学科价值。
· 考查重点:热化学方程式与盖斯定律、化学平衡移动与转化率计算、反应速率与活化能、电化学原理、催化剂选择性等核心知识的综合应用。
· 命题趋势:强化多反应竞争体系分析,增加图像信息解读(如转化率-温度曲线、选择性-时间变化),注重"理论计算-实验验证-工业优化"的完整思维链条考查。
1.(2026·贵州·高考真题)水下推进装置的研究对维护国家海洋权益有积极意义。水冲压发动机是一种新型水下推进装置,通过金属燃料与海水反应产生推力。某科研小组对金属燃料镁与水蒸气高效燃烧过程进行了研究,并模拟计算了其反应机理,所涉反应及变化如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:①在标准大气压下,MgO的液化温度为3125 K,汽化温度为3873 K。
②
③模拟计算条件:动力反应装置为绝热系统(物质与热量均不与外界交换),压强为标准大气压(1 atm)。
回答下列问题:
(1)计算: 。
(2)模拟计算得出镁与水蒸气反应的和随温度的变化关系如图1。温度小于3000 K时, 0(填“>”“=”或“<”)。
(3)研究表明,反应中同时存在氢原子解离(路径Ⅰ)和氢原子转移(路径Ⅱ)两条反应路径,如图2。
①两条反应路径的关系为 (填“>”“=”或“<”)。
②1 atm下,路径Ⅰ和路径Ⅱ都是连续反应:
反应速率方程为,其中是反应速率,是反应速率常数(其数值大小关系为),是反应物浓度。反应达到平衡前, (填“>”“=”或“<”),原因是 。
③某温度下,镁与足量水蒸气在内全部反应,其中通过路径Ⅰ生成的氢气为,则在该时间段内路径Ⅱ的反应速率为 。
(4)在3000 K时,若将动力装置反应器出口设置成小口径喷口,反应器可近似为恒容密闭体系,体系压强从1 atm提升至10 atm,则该反应器在单位时间内产生的能量将 (填“增大”“不变”或“减小”),原因是 。
2.(2025·贵州·高考真题)TiC是一种极具潜力的超高温结构材料,其制备总反应为:
反应步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1) ,总反应的随温度T的变化关系如图,则总反应自发进行的温度条件为 。
(2)在恒容密闭容器中,加入1 mol 、5 mol C和8.4 mol氢气,以从20℃升温至1500℃后保持恒温进行反应,测得剩余固体质量分数随时间t变化关系如图。已知:剩余固体质量分数
①148 min之前反应速率逐渐加快的原因是 。
②M、N点的反应速率 (选填“>”“=”或“<”),其原因是 。
③设Q点达平衡,总压为p kPa,则1500℃时总反应的 (分压=总压×物质的量分数,用含p的代数式表示)。
(3)高温下,向和C反应体系中加入NaF,可形成TiC-NaF(l)(TiC与NaF共熔体),最终获得TiC,原理如下:
ⅰ.
ⅱ.______________
ⅲ.
过程ⅱ的化学方程式为 ,加入NaF有利于生成更多TiC的原因是 。
3.(2024·贵州·高考真题)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.
ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应ⅰ在1000K时 (选填“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 (用含的代数式表示)。
物质
(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)下,在某密闭容器中按充入气体,发生反应,平衡时与的分压比为4:1,则的平衡转化率为 ,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,若要提高苯的产率,可采取的措施有 。
1.(2026·贵州安顺·一模)“石灰石-石膏法”烟气脱硫技术,是当前控制工业污染中应用最广的方法,涉及的主反应为。回答下列问题:
(1)标准摩尔生成焓()是指在标准状态下,由最稳定单质生成1mol某物质时的焓变,单位为。相关物质的标准摩尔生成焓()如下表:
物质
0.0
则主反应的 (填“>”或“<”)0。
(2)研究团队通过理论计算得到T、与对平衡脱硫率的影响如图1所示:
①反应温度、、由高到低的顺序是 ;原因是 。
②已知时M点,上述反应10min达到平衡,该时间段内以的浓度变化表示 。该温度下反应的平衡常数 (列出计算式)。
③为进一步提高平衡脱硫率可选择 (填“增大”或“减小”)。
(3)研究团队通过绘图描述脱硫过程的微观反应机理如图2所示,结合图中所给信息分析实际工业脱硫需采用较高温度的原因是 。
(4)研究发现脱硫速率r存在函数关系[为石灰石初始比表面积,为表面反应速率常数,N代表产物层扩散阻力]。保持其他因素相同,下列说法正确的是 。
a.使用更细石灰石粉可提高初期脱硫速率
b.反应后期脱硫速率下降可能是产物层扩散阻力增大
c.脱硫速率r与、的关系表明的影响更大
2.(2026·贵州黔东南·一模)为了实现“碳中和”,的综合利用成为科学家研究的热点。
(1)将催化加氢制取,通过下列步骤实现,反应过程中能量变化如图1所示。
。
(2)在的绝热密闭容器中,按充入和,在催化剂作用下合成甲醇。下列说法中说明主反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 的转化率保持不变
B. 混合气体的密度保持不变
C. 断裂键同时形成键
D. 容器内混合气体温度保持不变
(3)在密闭容器中通入和的混合气体,制取甲醇过程中,存在竞争反应:
.;
. 。
在不同压强下,当按进料,反应达到平衡时,测得甲醇的物质的量分数与温度的关系如图2所示物质ⅰ的物质的量分数:)
①图2中压强由小到大的顺序为 ,判断的依据是 。
②图2中,当、发生上述反应,反应达到平衡时,,则在内用的分压变化表示的速率 ,此时反应I中的转化率为 (保留小数点后1位)。
③在压强为时,发生上述反应并达到平衡状态,平衡转化率为,,该温度下反应的平衡常数 (保留1位有效数字,用各组分的分压代替浓度计算平衡常数,气体分压=总压×物质的量分数)。
3.(2026·贵州毕节·二模)甘油水蒸气重整具有重整效率高、产物气氢含量高等优势而备受关注。主要反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
已知:、、的燃烧热()分别为、、。
(1)计算反应①的 ,且该反应在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)反应③中能加快反应速率,同时能提高反应物平衡转化率的措施是 (填字母)。
A.升高反应体系温度 B.继续向密闭容器中通入氢气 C.改变容积增大体系压强
(3)一定温度下,的速率方程可表示为,k是速率常数,p表示物质分压。其中分压对的关系如图1所示,则速率方程中 。
(4)将和通入密闭容器中发生上述反应,相关物质平衡时的干基摩尔分数[某组分干基摩尔分数]如图2所示。已知图中对应温度下,的转化率接近100%。
①其中代表的曲线为 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②在温度达平衡时,CO的干基摩尔分数为 %(保留小数点后两位,下同),反应的 。
③温度高于后,曲线Ⅰ对应物质的干基摩尔分数随温度升高而降低的原因为 。
4.(2026·贵州遵义·二模)二氧化碳合成甲醇是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题:
(1)已知Ⅰ.
Ⅱ.
则
(2)恒温下,对于反应Ⅰ,投入一定比例的和,增大压强,的平衡产率增大的原因是 (物质状态不发生改变)。
(3)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果。在时,不同配比的催化剂作用下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如下图所示。
①该反应的最佳条件是 。
②作催化剂,温度低于时,随温度升高甲醇时空收率增大的原因可能是 。
(4)某温度下,将和充入体积不变的2 L密闭容器中,初始总压为8 MPa,只发生反应,测得不同时刻体系内反应后与反应前的压强关系如下表:
时间
1
2
3
4
5
0.92
0.85
0.79
0.75
0.75
该条件下的分压平衡常数为 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)和反应也可生成,利用等离子体和双金属催化剂催化和反应生成的过程中Zr的化合价发生变化,可能机理如下图所示:
说明:图中的表示ZnO,表示,表示氧空位;“—”表示化学键,“…”表示吸附作用。
①Zr的常见化合价有+2、+3和+4,上图所示机理的步骤(Ⅲ)中,元素Zr化合价发生的变化为 。
②增大反应电流,等离子体会释放出数量更多的高能粒子。随着反应电流的增大,的产量增大,可能原因是 。
5.(2026·贵州六盘水·二模)催化重整制合成气是一种将天然气(主要成分为甲烷)与二氧化碳在催化剂作用下转化为合成气(一氧化碳和氢气)的过程。该技术有助于资源综合利用和碳减排,若主要反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的 ,该反应在 条件下能自发进行。
(2)将一定物质的量的和充入密闭容器中,反应Ⅰ在不同条件下达到平衡(设只发生反应Ⅰ)。体系中甲烷的体积分数用表示,分别测得下的和下的如图甲所示。图中对应等压过程的曲线是 ,处于相同化学平衡状态的点是 。
(3)常用基或贵金属作该反应的催化剂,可降低活化能,但需注意积碳失活问题。在恒压、初始投料的条件下,和发生上述反应达平衡时气体物质的量随温度的变化如图乙所示。
曲线b表示的物质是 (填化学式),625℃时积碳物质的量为 mol,反应Ⅱ的压强平衡常数 。在实际生产中通常使投料比的目的是 (答两条)。
6.(2026·贵州毕节·模拟预测)CO2加氢制甲醇是实现“碳中和”及可再生能源储存的重要途径。
主反应:
副反应:
(1)有利于合成甲醇的条件是 。
(2)主反应的平衡常数表达式Kp= (用分压表示)。
(3)相同温度下,若增大体系压强,主反应 (填“正向”或“逆向”)移动。
(4)甲醇合成反应可在不同反应器中进行,装置如图1所示,浆态床反应器工艺相对于气固相固定床反应器工艺的主要优势有 (至少两点),未来设计的甲醇合成反应器应考虑的因素有 。
(5)向恒压密闭装置中通入反应物混合气,测定不同催化剂下甲醇产率随温度的变化曲线如图2所示。反应最佳条件为 。温度超过220℃后,甲醇产率降低的原因是 。
(6)某研究组测得Cu/ZnO/Al2O3催化剂上CO2加氢制甲醇的活化能,而纯ZnO载体的活化能。计算在250℃(523 K)时,催化剂与纯载体的反应速率常数之比 (结果用计算式表示,已知:速率常数,,指前因子A相同)。
(7)Cu/ZnO/Al2O3催化甲烷制氢反应机理如下图,该反应机理可以描述为 。
7.(2026·贵州黔东南·模拟预测)乙烯可以合成多种可自然降解的高分子材料。除石油裂化、裂解产生乙烯外,还有多种方法可制备乙烯。回答下列问题:
(1)乙烯在催化剂作用下可以制备乙二醇,而聚丁二酸乙二醇酯(PES)是一种可生物降解的脂肪族聚酯,可用于包装材料、农业薄膜等领域。乙二醇和丁二酸合成PES的化学方程式为 。
(2)催化加氢合成乙烯。已知:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
则 。
(3)乙醇脱水制乙烯: 。一定温度下,向恒容密闭容器中只通入乙醇蒸气,发生该反应,测得乙醇的平衡转化率与通入乙醇蒸气的物质的量的关系如图;向另一密闭容器中只通入1 mol乙醇蒸气,发生该反应,测得乙醇的平衡转化率与温度、压强(1.0 MPa、1.5 MPa)的关系如图。
①向达到M点状态的容器中再充入,此时反应 (填“向正反应方向”或“向逆反应方向”)进行;其他条件不变,增大乙醇的量,乙醇的平衡转化率降低,其原因是 。
②为 ; (填“>”“<”或“=”)0.
③a、b、c三点对应的平衡常数、、由大到小的排序为 ;初始速率、、由小到大的排序为 。
(4)工业上,常用裂解法制备乙烯。以正丁烷为原料制备乙烯的原理如下:
主反应:
副反应:
某温度下,保持总压强为100 kPa,向反应器中投入,同时发生主反应和副反应,经恰好达到平衡状态,测得此时容器中含、。
该温度下,副反应的平衡常数 (用含x、y的代数式表示即可)kPa.已知: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。
8.(2026·贵州遵义·模拟预测)西南油气田甲烷产量高,甲烷的综合利用是一项重要课题。甲烷干重整反应可将和转化为CO和,进一步转化为各类燃料和高附加值化学品。回答下列问题:
(1)已知:①
②
则甲烷干重整反应③的 ,该反应能在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)条件下自发进行。
(2)在一定质量的金属催化剂表面进行甲烷干重整反应的一种机理如下图所示(*表示吸附在催化剂表面):
下列说法正确的是 。
a.是反应的中间产物
b.反应过程中不存在非极性键的断裂
c.减小催化剂颗粒尺寸有利于提高催化效率
d.反应过程中,金属Ni的化合价未发生改变
(3)向恒温恒容密闭反应器中投入等物质的量的和,只发生反应③,测得容器内初始压强为96 KPa,平衡后压强为120 KPa。平衡后, KPa, (为用气体分压表示的平衡常数)。
(4)恒温下,为提高和的转化率,在有选择性透过膜的反应器中进行实验,反应原理如图所示,已知反应在a点已达到平衡状态,则平衡常数: (填“>”“<”或“=”)。保持通入气体流速恒定,增大反应器长度(L),出口处的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是 。
9.(2026·贵州铜仁·模拟预测)在矿山废水处理过程中,用于重金属资源化回收的离子交换树脂(P为聚苯乙烯骨架),可通过“氯甲基化-胺化”法制备。
反应Ⅰ(氯甲基化):
反应Ⅱ(胺化):
反应Ⅲ(甲醇液化):
回答下列问题:
(1)反应 。
(2)已知反应Ⅰ的,当时,反应自发进行。若其他条件不变,将改为,需 (填“升温”或“降温”),利于反应Ⅰ的自发进行。
(3)向树脂中加入过量,测得不同温度()下每初始树脂负载氯的质量随时间()的变化曲线如图所示。
① (填“>”“<”或“=”)。
②若一定时间内初始树脂负载率的平均速率可表示为,则时,内, (保留两位有效数字)。
③时,反应Ⅰ的速率平衡常数:。已知是指某时间点初始树脂负载氯的质量百分数,,请描述时点的反应速率常数 (只列式,不化简)。
(4)科研工作者探究催化剂表面不同孔道(孔道兼具富集反应物与提供反应空间的作用对反应Ⅰ的影响,绘制出的反应微观过程与能量变化如下图所示。
从反应物分子在孔道内碰撞情况分析:曲线1对应 (填“a”或“b”)孔道。当反应物分子通过b孔道时,发现反应速率明显下降,原因是 。
10.(2026·贵州六校联盟·模拟预测)研发转化为多种基础化学品,是实现“双碳”目标的有效方法。
I.合成尿素
合成尿素包括如下两个基元反应:
①
②
(1)总反应: 。
(2)既能提高总反应中的平衡转化率又能增大总反应反应速率的措施是 (举1例)。
(3)时,向恒容密闭容器中充入、和适量催化剂,发生反应:,达到平衡时,的转化率为80%,此温度下该反应的平衡常数为 。
II.合成甲醇
(4)“液态阳光”是碳中和的技术新路径,其原理为: (假设该反应无副反应)。设,随温度的变化关系如图所示,该反应对应图中的线条是 ,理由是 。
(5)加氢制甲醇过程中主要涉及以下反应:
①
②
如图是某催化剂作用下,相同时间内,不同温度下的转化率和甲醇的选择性性能图。由图知该催化剂的最适宜温度为 ,当温度高于最适宜温度,的转化率降低可能的原因是 。
已知:的选择性。
11.(2026·贵州贵阳·模拟预测)氢能广泛应用在交通运输、工业生产等领域,被视为未来能源体系的重要组成部分。回答下列问题:
(1)已知:
①
②
③ 。
(2)在恒压容器中,投入等物质的量的与,发生反应③。当反应达平衡时,、和分压与温度关系如图所示,其中C点表示的分压,则A、B两点中,表示分压的点为 ,原因是 ;时,反应的 ,时,的分压为 。
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
图示历程包含 个基元反应,其中决速步骤的化学方程式为 。
12.(2026·贵州遵义第二十二中学·模拟预测)含碳化合物在自然界分布广泛,应用普遍。
(1)根据下图用焓变表示碳的第一电离能: 。
(2)200~300℃时,在恒容密闭容器中进行: 。则当该反应时,气体密度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)利用氨水可捕集烟气中的。捕集、再生过程中含碳物种的变化如图所示。
①液相中发生转化:。X的结构式为 。
②已知: ;
。
反应的平衡常数K= 。
③转化后的溶液通过反应解吸释放。向两份相同的转化后的溶液中分别加入等体积、等浓度的和溶液,加入溶液后释放效果更好的原因是 。
(4)还可以如图历程转化为HCOOH。
①过程ⅱ形成一个负离子中间体,将图中部分补齐 (写出该负离子中间体结构式)。
②若将换成,则生成甲酸的结构简式可能为 。
13.(2026·贵州贵阳南明区第一中学·模拟预测)碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略,以为原料合成甲醇可以减少的排放,可以更快地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题:
I.和生成甲醇涉及的反应如下:
主反应:
副反应:
(1)反应 。
(2)时,在主、副反应的混合体系中,平衡时,生成甲醇的选择性[选择性]随压强的变化如图所示。
①增大压强,甲醇的选择性增大的原因是 。
②时,若在密闭容器中充入和,在压强为时,生成0.6mol CO,则时,主反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)
II.催化剂的性能测试:一定条件下使、混合气体通过反应器,检测反应器出口气体的成分及其含量,计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。
(3)时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比,则该温度下的转化率为 。
(4)其他条件相同时,反应温度对的转化率和的选择性的影响如图1、2所示。
①由图1判断,实验中反应未达到化学平衡状态的点为 。
②温度高于时,平衡转化率升高的原因是 。
③温度相同时,选择性的实验值略高于平衡值(见图2),从化学反应速率的角度解释原因: 。
14.(2026·贵州铜仁第二中学·模拟预测)请回答下列问题。
(1)已知下列两个热化学方程式:
①已知: ,写出丙烷燃烧生成和气态水的热化学方程式: 。
②实验测得和的混合气体共,完全燃烧生成液态水时放热 ,则混合气体中和的体积比是 。
(2)已知:白磷,
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 相同状况下,能量较低的是 ;白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。
试卷第1页,共3页
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。