2027届高三化学一轮复习解答题专项训练化学原理综合

**基本信息** 聚焦化学原理综合应用，以高考真题与变式训练为载体，系统整合热化学、平衡移动、电化学等核心模块，构建"原理-计算-图像"三维解题体系，强化科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题演练|5道高考题|盖斯定律应用、平衡常数计算、电极反应式书写|从反应机理到工业应用，形成"概念-原理-实践"递进链条| |变式训练|21道模拟题|图像分析技巧、分压计算模型、催化剂影响评估|围绕CO₂转化等真实情境，整合热力学与动力学知识网络|

2027届高三化学一轮复习解答题 专项训练化学原理综合 一、真题演练 1．（2026·湖南·高考真题）烯烃是重要的化工原料，可用CO和H2为原料直接合成，其原理：。回答下列问题： (1)该反应的关键在于CO活化路径的调控。图I是M1、M2(M1、M2分别是Co2C和)两种催化剂活化CO的机理，其中催化效率较高的是______(填“M1”或“M2”)。催化剂为M2时，反应历程中决速步(速率最慢)的反应方程式为______。 (2)恒压条件下，该反应若改用()作催化剂，产物中的H2O还可与CO反应。以生成C3H6为例，相关反应如下： i．   ii．   iii．   ①当时，反应iii的______。 ②已知反应的平衡常数与温度之间符合：(为摩尔气体常数，为常数)。当时，反应ii和iii的与温度的数据如表所示，反应iii对应表中数据______(填“a”或“b”)。 423 K 623 K 723 K a 6.7 2.9 1.8 b 20.3 5.2 0.7 ③反应近似达到平衡时，加入少量无水MgCl2，CO的平衡转化率和CO2的选择性均减小，其可能原因是______()。 ④y增大，烯烃的氢原子经济性将______(填“增大”或“减小”)，理由是______。() ⑤图Ⅱ为CO转化率和CO2选择性分别与H2/CO投料比之间的关系，H2/CO投料比为1.5时，副产物甲烷的选择性为10%，烯烃的氢原子经济性=______。 2．（2025·湖南·高考真题）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 回答下列问题： (1)电解池中电极M与电源的_______极相连。 (2)放电生成的电极反应式为_______。 (3)在反应器中，发生如下反应： 反应i： 反应ii： 计算反应的_______，该反应_______(填标号)。 A．高温自发    B．低温自发    C．高温低温均自发    D．高温低温均不自发 (4)一定温度下，和(体积比为)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为)发生反应i和ii．有存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。 ①根据图1，写出生成的决速步反应式_______；的选择性大于的原因是_______。 ②结合图2，当时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，的转化率减小的原因是_______；当时，该温度下反应ii的_______(保留两位小数)。 3．（2024·湖南·高考真题）丙烯腈()是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下： 已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定： ②反应釜Ⅰ中发生的反应： ⅰ：   ③反应釜Ⅱ中发生的反应： ⅱ：   ⅲ：   ④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。 回答下列问题： (1)总反应 _______(用含、、和的代数式表示)； (2)进料混合气中，出料中四种物质(、、、)的流量，(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图： ①表示的曲线是_______(填“a”“b”或“c”)； ②反应釜Ⅰ中加入的作用是_______。 ③出料中没有检测到的原因是_______。 ④反应后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是_______。 (3)催化剂再生时会释放，可用氨水吸收获得。现将一定量的固体(含水)置于密闭真空容器中，充入和，其中的分压为，在℃下进行干燥。为保证不分解，的分压应不低于_______(已知  分解的平衡常数)； (4)以为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得，其阴极反应式_______。 4．（2023·湖南·高考真题）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 Ⅰ．苯乙烯的制备 (1)已知下列反应的热化学方程式： ① ② ③ 计算反应④的△H4=_______kJ/mol； (2)在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)； (3)在913 K、100 kPa下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应： ⑤ ⑥ 以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_______，理由是_______；    (4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_______； A．X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构 B．Fe2O3可改变乙苯平衡转化率 C．Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能 D．改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率 Ⅱ．苯乙烯的聚合 苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X (引发剂，X表示卤素)生成自由基C6H5CH2·，实现苯乙烯可控聚合。 (5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是_______； (6)室温下，①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+，其反应平衡常数为K；②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。 5．（2022·湖南·高考真题）2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题： (1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的和，起始压强为时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ. Ⅱ. ①下列说法正确的是_______； A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动 B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C．平衡时的体积分数可能大于 D．将炭块粉碎，可加快反应速率 ②反应平衡时，的转化率为，CO的物质的量为。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (2)一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下： ①某温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，则该溶液的_______(该温度下的)； ②再生塔中产生的离子方程式为_______； ③利用电化学原理，将电催化还原为，阴极反应式为_______。 二、变式训练 6．（2026·湖南长沙·三模）近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 已知：反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． (1)对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。__________填“”或“，得出该结论的理由是_________________________。 (2)可以作为水溶液中歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将补充完整。 ； ⅱ. ________________________。 ______________________________。 (3)探究、反应速率与歧化反应速率的关系，实验如下：分别将饱和溶液加入下列试剂中，密闭放置观察现象已知：易溶解在溶液中。 序号 试剂 组成 溶液 溶液 溶液 实验 现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较快 序号 试剂 组成 溶液 溶液 实验 现象 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较快 是的对比实验，则__________。 比较、、，可得出的结论是__________________________。 实验表明，的歧化反应速率：，结合、反应速率解释原因：__________________________。 7．（2026·湖南长沙·二模）杭州亚运会火炬塔燃料首次使用新型燃料—绿色零增碳甲醇，用实际行动向世界展示了我国对碳中和的决心和成果。回答下列问题： (1)已知CO2催化加氢制备甲醇，反应如下： 主反应：①    副反应：②   科研人员利用CO催化加氢也可以制备甲醇，③   反应③中=___________kJ/mol，该反应的自发条件是___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)自发。 (2)主反应的反应历程和能量变化如图1所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注)。反应历程中决速步的反应为：___________。 (3)探究影响CH3OH合成反应化学平衡的因素，有利于提高CH3OH的产率。CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性[]随温度、压强变化如下图2。 ①下列说法错误的是___________。 A．曲线3与4表示不同压强下CH3OH的选择性随温度变化，且p1＞p2 B．300℃时，当体系中混合气体的平均摩尔质量不再改变，则该体系达到平衡状态 C．加入选择性更好的催化剂，可以提高甲醇的平衡产率 ②在350～400℃范围内，不同的压强下，曲线1与2重合的原因是___________。 (4)在T℃下，恒容反应器中，充入1mol CO2和2molH2，初始总压为P0，同时发生主副反应，达平衡后，CO2的平衡转化率为60%，CH3OH的选择性50%，则主反应的平衡常数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)。 (5)目前，科研人员在研究CO2光电催化还原为甲醇的领域也取得了一定的进展，其原理如下图3所示，则生成甲醇的电极反应式为___________。 8．（2026·湖南岳阳·三模）催化加氢合成甲醇，发生反应如下： i．   ii．   回答下列问题： (1)和的相对分子质量相等，但是，常温常压下，甲醇呈液态，而氧气呈气态，其原因是_______。 (2)写出CO和合成的热化学方程式：_______。 (3)将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器发生反应ⅰ、ⅱ，测得的转化率、或CO的选择性［比如，CO选择性］以及的收率(收率的转化率的选择性)随温度的变化如图所示。 ①曲线L代表_______（填化学式）的选择性随着温度的变化。 ②210~230℃之间，的收率随温度升高而增大的原因是_______。 ③270℃时，的转化率为_______。 (4)某温度下，保持总压强为100 kPa，向反应器中充入和发生反应ⅰ和反应ⅱ，经10 min恰好达到平衡，测得转化率为50%，。 ①0~10 min内的平均反应速率为_______kPa·min。 ②该温度下，反应ⅱ的平衡常数为_______。已知：用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数()，分压=总压×物质的量分数。 (5)甲醇燃料电池（DMFC）在酸性介质中输出电压。已知：法拉第常数，，能量密度。甲醇燃料电池的能量密度（E）约为_______（结果保留1位小数）。 9．（2026·湖南永州·模拟预测）低碳烯烃(如，乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料，在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用，被誉为“石化工业之母”。一定条件下，1-丁烯热裂解制低碳烯烃的主要反应有： 反应ⅰ．   反应ⅱ．   回答下列问题 (1)反应ⅲ．  _______。 (2)下列条件改变一定能提高平衡转化率的是_______(填标号)。 a．恒温恒压条件下，增大的投料比 b．恒温恒容条件下通入Ar c．适当升高温度 d．及时分离出 (3)其他条件不变，起始压强为，向容积为的恒容密闭容器中投入和5 mol Ar，只发生反应ⅰ、ⅱ，反应温度对平衡体系中、和所占气体组分物质的量分数的影响如图。 ①一定温度下，能说明该体系一定达到平衡状态的是_______(填标号)。 a．占气体组分物质的量分数达到最大值 b． c．气体的密度不再发生变化 d．Ar的百分含量保持不变 ②图中代表的曲线是_______(填“”、“”或“”)。 ③图中750 K以前，随温度升高Y组分的百分含量升高的原因是_______。 ④750 K时，反应ⅰ的压强平衡常数_______kPa。(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) (4)利用电催化还原制备产物是目前的研究热点。铜基催化剂催化该反应的能量变化曲线如图所示(*表示吸附态)。 相较于Cat1，Cat2催化效果更好的依据是_______；工业上选择Cat2作为该反应的催化剂，除了催化活性，还可能考虑的因素有_______(答1条即可)。 10．（2026·湖南长沙·三模）二氧化碳是廉价可持续的碳源，其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。以下是CO2制备可能涉及的反应： I． Ⅱ．CO2g)+3H2 (g)CH₃OH(g)+H2O(g)△H2 III． 已知：生成物A的选择性= 回答下列问题： (1)已知反应的能垒越大，活化能越大。反应ii的反应历程如图所示。使用催化剂 时，反应历程中决速步骤的能垒为_____eV。 (2)反应Ⅱ的焓变_____.甲醇可作燃料，碱性环境下甲醇燃料电池的负极电极反应式为_____。 (3)向容积为2 L的恒容密闭容器中充入 仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ，反应相同时间，ts后测得实际转化率和的实际选择性随温度的变化如图中实线所示，同时模拟出平衡转化率和平衡时选择性如图中虚线所示。 ①曲线a表示的平衡转化率，其先下降后上升的原因为_____。 下，0~ts内反应Ⅱ中的平均反应速率_____反应ii的平衡常数K=_____。 ③试分析图线a、b在温度高于后趋于重合的原因：_____。 11．（2026·湖南长沙·二模）乙酸在催化剂的作用下和氢气反应可生成乙醇，反应体系主要发生如下反应： ① ② ③ 在200 kPa条件下，的混合气发生上述反应。平衡时乙酸的转化率与、和的选择性S随温度T的变化如图所示。 已知：。 回答下列问题： (1)反应①的活化能______(填“”“”或“”)；反应①在______(填“高温”或“低温”下能自发进行。 (2)在上述条件下发生以上三个反应，下列说法中，能表明反应②已达到平衡状态的是______(填字母)。 a．气体密度不变    b．气体总压强不变 c．的浓度不变    d．三个反应产生的的物质的量相等 (3)已知反应③的，，其中、为正、逆反应速率，、为速率常数。增大体系压强，的值将______(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)图中表示乙醇的选择性随温度变化的曲线是______。当温度低于340 ℃时，随着温度的升高，选择性变大的原因是______。 (5)恒温恒压条件下，向初始容积为1 L的容积可变的密闭容器中通入和，发生上述反应，达到平衡时容器的容积变为0.8 L，，。反应②的平衡常数______。 12．（2026·湖南怀化·三模）CO2的转化是实现“碳中和”的有效途径。CO2催化加氢合成甲醇(反应Ⅰ)中可能伴随反应Ⅱ的发生： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   (1)已知：①H2(g)和CH4(g)的燃烧热()分别为和。②  。 则反应Ⅱ的___________。反应Ⅱ在___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)若将等物质的量的CO2和H2充入绝热恒容密闭容器中仅发生反应Ⅰ，下列事实不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．体系的压强保持不变 B．体系内气体的密度保持不变 C．CO2的物质的量分数保持不变 D．体系内气体的平均摩尔质量保持不变 (3)在研究利用CO2生产甲醇反应历程时发现，反应气中水蒸气含量会影响CH3OH的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，科学家利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响，如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。 资料显示：水也可以使催化剂活性位点减少。结合资料、上图及学过的知识推测在反应气中添加水蒸气对甲醇产率造成的可能影响及其原因：___________(答一点)。 (4)按化学计量比进料，仅发生反应Ⅰ，固定CO2的平衡转化率α，探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图所示。 已知：反应，，为组分的物质的量分数。N、M两点对应的体系中，___________(填“等于”或“不等于”)，D点对应体系的Kx的值为___________(保留两位小数)。 (5)化学反应等温式的一种表达形式为，其中、可以视为与温度无关的定值，R是常数。某研究团队根据化学反应等温式，利用HSC软件计算出不同温度下反应Ⅰ的平衡常数K1、反应Ⅱ的平衡常数K2数值如表所示。 温度/℃ 200 225 250 275 K1 0.016 0.007 0.003 0.0015 K2 ___________(填“＞”“＜”或“=”)，判断的理由是___________。 13．（2026·湖南长沙·二模）氢是一种绿色能源和绿色化工原料，在日益重视环境保护的今天，其制备和应用显得尤为重要。回答下列问题。 (1)利用煤制备氢气。该制备方法的工艺流程如图所示。 煤的气化涉及的反应如下：             已知：  ，则___________(用含、的代数式表示)；从环境保护的角度分析该工艺中“捕捉封存”的意义：___________。 (2)利用天然气制备氢气。、重整制备的反应为  ，若在恒容绝热密闭体系中发生该反应，能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．混合气体的平均摩尔质量不变    b．混合气体的密度不变    c．体系的温度不变 (3)利用制备，一定条件下，向恒压()密闭容器中充入和发生反应：  ，测得平衡体系中各物质的物质的量分数()随温度的变化关系如图所示。曲线Ⅱ表示的物质为___________(填化学式)，645℃时，该反应的压强平衡常数___________(用含的代数式表示)。 (4)下图是一种电化学催化还原二氧化碳制备甲醛的装置原理图。 ①电解过程中双极膜产生的移向___________极(填“M或N”)。 ②N电极生成甲醛的电极反应式为___________。 14．（2026·湖南长沙·二模）近年来，为应对全球气候变暖等环境问题，以CO2为原料合成有机物成为化学科学家研究的热点。回答下列问题： Ⅰ.CO2和H2可以通过催化生成甲醇，其涉及的化学反应如下： 主反应：     副反应：     (1)结合上述两个反应，计算的反应热_______。 (2)T℃时，在容积可变的密闭容器中充入2.0 mol CO2和3.2 mol H2，体系中只发生主、副两个反应，反应物和产物均为气体，增大压强，CH3OH的选择性________(填“增大”“减小”或“不变”)；平衡时体系压强为p kPa，含有0.6 mol CH3OH，此时CH3OH的选择性为60%，主反应的压强平衡常数________(用含p的式子表示)。[CH3OH选择性；压强平衡常数用平衡分压代替平衡浓度计算] (3)对催化剂做性能测试：一定条件下使CO2、H2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CO2的转化率和CH3OH的选择性以评价催化剂的性能。 ①某温度时，测得反应器出口中含碳物质的物质的量之比，则该温度下CO2的转化率为________。 ②其他条件相同时，催化剂A和催化剂B在不同温度下的催化性能分别如图1、图2所示，实际生产时选用催化剂A，试分析原因：________。 ③下列说法正确的是________(填标号)。 A．保持其他反应条件不变，体系内温度越高，CO2的转化率一定越高 B．使用合适的催化剂，可以改变反应历程，降低主反应的活化能 C．当容器中CO2与H2的物质的量之比保持不变时，表明该反应体系已达平衡 D．若保持温度和压强不变，平衡时再向容器内充入一定量的氩气，副反应平衡不移动 Ⅱ.CO2与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物，转化过程如图所示。 (4)X的分子式是C4H6O3，是一种五元环状化合物，X的结构简式为________；N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷上的碳原子a，而不是碳原子b，结合电负性解释原因：________。 15．（2026·湖南永州·一模）“碳中和”是当前全球应对气候变化的重要目标，可通过特定技术将二氧化碳转化为甲醇、碳酸二甲酯(DMC)。回答下列问题： 【制取甲醇】 在制取甲醇反应器中，相关反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． (1)计算____________ (2)在密闭反应器中，通入3 mol 与1 mol 的原料气发生上述反应，平衡转化率随温度和压强的变化如图1所示。 已知甲醇的选择性 。 ①图中代表的条件为________(填“温度”或“压强”)。 ②时，维持体系压强为9.0 MPa，平衡时 ， ，则体系消耗的物质的量为________mol，反应Ⅲ的平衡常数________(列出计算式，为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压)。 【制取碳酸二甲酯(DMC)】 相关反应如下： Ⅳ． Ⅴ． 已知：DMC在高温条件下不稳定，会发生分解反应。 (3)在容器中加入23.74 g 和适量的、0.2 g催化剂，反应2 h，的转化率、DMC的选择性及每克催化剂的DMC产量随温度的变化关系如图2所示。 ①高于 时，的转化率增大，而DMC的产量降低的原因是________。 ② 时，的生成速率为________mmol/h(保留2位小数)。 (4)某研究小组采用电化学方法将转化为DMC，原理如图3所示。电极b的反应式为________。 16．（2026·湖南邵阳·三模）氨气是重要的化工原料，在工农业生产、环境保护等领域应用广泛，其合成与转化一直是化学反应原理研究的核心课题。回答下列问题： Ⅰ．工业合成氨的反应原理 已知合成氨的反应：   相关化学键键能数据如下表： 化学键 N≡N H-H N-H 键能 946 436 391 (1)计算该反应的___________，该反应在___________(填“高温”或“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)在恒温恒容密闭容器中，按充入反应物，下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母序号)。 A．容器内气体密度不再变化     B．容器内气体压强不再变化 C．     D．N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2 E．单位时间内断裂a mol H-H键，同时断裂2a mol N-H键 (3)在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2模拟合成NH3的反应，下图为不同温度下平衡时，氨的体积分数与总压强(P)之间的关系图。___________(填“＞”或“＜”)，A点的Kp=___________(用分数表示)。 Ⅱ．脱硝反应 (4)烟气脱硝主反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   副反应主要产物为。 将NH3和烟气混合后按一定流速通到不同催化剂表面，不同温度时在气体出口处测定相关物质的浓度，得出NO的转化率随温度变化关系如下图。 ①脱硝反应最佳催化剂是___________(填“Cat.1”或“Cat.2”或“Cat.3”)。 ②当温度过高时，NO转化率下降的原因是___________(写两点)。 Ⅲ．电催化合成氨，电催化氮还原反应(NRR)是将N2和H2分别吸附在Pt电极上，发生合成NH3的反应，以替代高能耗的哈伯法，示意图如下： (5)写出阴极产生NH3的电极反应式___________。 (6)由于键键能大，活性低，导致NH3的生成速率较慢，出现电解质溶液放电，a口出来的气体含有H2，若a口出来的气体，不考虑其它能量损耗，当电路中有0.02 mol电子通过时，生成的NH3在标准状况下的体积为___________mL。 17．（2026·湖南长沙·一模）Ⅰ．我国丙烷储量丰富，丙烷脱氢制丙烯有以下方式。 直接脱氢法 反应ⅰ：   氧化法 反应ⅱ：   反应ⅲ：   (1)根据下列数据计算_______。 化学键 C-C C-H H-H C=C 键能(kJ/mol) 332 414 438 611 (2)利用反应ⅱ制丙烯时会发生反应：，保持温度不变，将8mol丙烷和6mol氧气充入2 L的恒容密闭容器中发生反应，初始总压为28 kPa，经4 min后达到平衡，测得产生丙烯与水蒸气的物质的量分数之比为5:6，平衡时容器内的总压强为32.4 kPa，则的平均反应速率为_______。 Ⅱ．低碳烯烃可以用碘甲烷()热裂解的方式制得，涉及的主要反应如下。 反应Ⅳ：   反应Ⅴ：   反应Ⅵ：   利用计算机模拟反应过程。100 kPa条件下，投入1 mol ，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图所示。已知：丙烯的选择性，某物质的摩尔分数。 (3)下列有关说法正确的是_______(填标号)。 A．反应Ⅳ的 B．曲线a代表的摩尔分数的变化 C．715 K条件下，丙烯和丁烯的选择性相同 D．时，反应Ⅴ与反应Ⅵ的平衡常数相等 E．曲线b的变化情况说明催化剂的活性会受温度影响 (4)715 K时，的转化率为_______。 (5)结合以上信息和所学知识，试提出工业上有利于提高乙烯产率的措施：_______(写出一条即可)。 (6)碘甲烷是一种高神经毒性的卤代烃，有研究采用电化学方法脱碘，在酸性条件下的一种反应机理如下(其中R代表烷基，X代表卤素原子)： ①该方法属于电化学_______(填“氧化”或“还原”)法。 ②利用该原理处理碘甲烷时，若生成了等量的和，试写出阴极的电极反应式：_______。 18．（2026·湖南·二模）2024年10月30日，中国航天员搭载神舟十九号载人飞船顺利进入“太空之家”。中国空间站设有完整的可再生生命保障系统，对二氧化碳进行收集和再生处理，实现了对二氧化碳的加氢甲烷化，生成甲烷与水，并伴有副反应： 反应Ⅰ．  (主反应) 反应Ⅱ．  (副反应) 回答下列问题： (1)几种相关化学键的键能为：、、、，则___________(用含、、、的式子表示)。 (2)一定温度下，向固定容积的容器中充入和进行上述反应，平衡时的转化率、的选择性[的选择性]随温度变化如图所示。 ①根据图像分析可知：___________(填“”或“”)，平衡转化率先减小后增大的原因是___________。 ②，反应Ⅱ的___________(保留两位有效数字)。(为用各气体分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数) (3)早期长征运载火箭推进剂成分为和，它们混合后反应的产物对环境友好，该反应的化学方程式为___________。 (4)空间站中通过电解回收再生的水为宇航员提供氧气。某科技小组模拟用一种新型的纳米硅基锂电池电解水为宇航员提供，其电池反应式为，工作原理示意图如图所示(电解液由硫化锂和有机溶剂组成)。 ①电池放电时，负极反应式为___________。 ②电池工作时，若为宇航员提供标准状况下的氧气，则理论上正极材料的质量变化为___________。 19．（2026·湖南长沙·模拟预测）CO2催化加氢合成二甲醚是CO2资源化利用的重要途径。该过程中主要反应如下： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     回答下列问题： (1)反应的ΔH=______kJ·mol-1。 (2)已知，其中R为常数，且为正数，在温度变化不大时，ΔH与ΔS都可以视为常数。下列图像中符合反应Ⅱln K与关系的是_______（填标号）。 A． B． C． D． (3)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2只发生反应Ⅲ，下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是______（填标号）。 A．气体总压强不随时间变化 B．CO体积分数不随时间变化 C．气体的平均相对分子质量不随时间变化 D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为2:1 (4)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了光催化CO2加氢合成甲醇的反应历程与相对能量的关系，结果如图所示。 图中决速步骤的化学方程式为_______。 (5)在恒压条件下，和的起始量一定，发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡转化率和的选择性随温度的变化如图所示的选择性。 ①温度高于时，平衡转化率随温度升高而上升的原因是_______。 ②在恒温、恒压条件下，通入和的混合气体，充分反应后，测得的平衡转化率为，体系中的物质的量为，则反应Ⅰ的压强平衡常数_______（保留小数点后三位）。 (6)在酸性溶液中，以为原料通过电化学方法制备，装置如图所示。 ①玻碳电极与电源的_______（填“正”或“负”）极相连。 ②电解时，工作电极上生成的电极反应式为_______。 20．（2026·湖南长沙·模拟预测）上海高研院长期致力于二氧化碳资源化利用技术的研究，其在实现“碳中和”目标过程中发挥着重要作用。 (1)在适宜催化剂作用下可与反应制备，该过程通常涉及以下三个反应： Ⅰ．； Ⅱ．； Ⅲ． ①已知、、的燃烧热分别为、、，则反应Ⅲ的_______。 ②对反应Ⅰ：下图中表示反应Ⅰ的与之间的关系正确的是_______(填字母，忽略温度对、的影响)。 (2)向初始压强为的恒压密闭容器中充入和，若只发生反应Ⅰ和Ⅱ，测得的平衡转化率与、的选择性随温度的变化如图所示。已知：选择性，代表或。 ①200℃时，选择性：_______(填“>”、“＜”或“=”)。 ②表示平衡时的转化率的曲线是_______(填“x”“y”或“z”)，的转化率在之间随着温度升高，呈现如图变化的原因为_______； ③250℃时，平衡体系共有，该温度下，反应Ⅱ的_______(保留三位有效数字，是以各物质的平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。 (3)可以制备其他物质，电还原法可能的反应机理如图所示。的活性位点对的连接能力较强，、的活性位点对的连接能力较强，对的吸附能力远大于，且吸附后不易脱离。 ①若还原产物主要为时，应选择_______(填“”“”或“”)作催化剂； ②写出(b)的电极反应式：_______。 21．（2026·湖南长沙·三模）天然气中含有的会腐蚀管道设备，开采天然气后须及时除去。脱除有多种方法。 (一)热分解法 (1)已知下列反应的热化学方程式：          ①计算热分解反应的_______。在1373 K，100 kPa反应条件下，对于分别为、、、、的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如图所示。 ②越小，平衡转化率越_______(填“大”或“小”)，理由是_______。 (二)甲烷与重整制氢 (2)为了研究甲烷对制氢的影响，理论计算表明，原料初始组成，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度的变化如图所示： ①图中表示、变化的曲线分别是_______、_______。 ②950℃时该反应的_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (三)研究表明含Ni化合物可高效催化分解 (3)实验测得的正反应速率方程为(为速率常数，只与温度、催化剂有关)，速率常数与活化能的经验关系式为(、为常数，为活化能，为热力学温度)。在图示温度范围内，向密闭容器中充入适量的，实验测得在催化剂Cat1、Cat2作用下，与的关系如图所示。催化效能Cat1_______Cat2(填“高于”或“低于”)，判断依据是_______。 (四)研究表明含Ni化合物可高效催化分解 (4)①一种催化过程是在NiO的作用下完成，的3d轨道分裂成两组，请参照基态原子核外电子排布规律将的价电子填充至图中，完成轨道表示式_______ ②另一种光解过程是利用为催化剂，形成有机八面体结构，其中的空隙容纳的是，结构如图所示。 这种催化剂与结合的方式体现了超分子_______的特性(填“自组装”或“分子识别”)。 22．（2026·湖南永州·三模）重整反应可以将和废气转化为和，变废为宝，相关的主要反应有： I． II． III． IV． 回答下列问题： (1)反应的_______。 (2)在的恒压密闭容器中，和均按投料，平衡时含碳物质的百分含量如图1所示。已知：含碳物质的百分含量。 ①图代表的产物是_______，理由是_______。 ②550°C时，容器中，_______kPa(保留小数点后2位)，反应II的平衡常数为_______(列出计算式)。 (3)科学家研制出一种Ni—Cu合金，在低温时对该重整体系表现出良好的抗积碳活性，请根据图2分析该催化剂的抗积碳原理_______。 (4)一种新型串联电热催化系统如图3所示，当进料比时，可实现、全部转化为，该电解池的总反应方程式为_______。 23．（2026·湖南岳阳·二模）目前我国研发出一种利用乙醇制氢且同时实现乙酸生产的新途径，主要反应为： Ⅰ.   Ⅱ.   回答下列问题： (1)已知：25℃、100kPa下，由各种元素指定单质生成1mol某纯物质的热效应叫做该物质的标准摩尔生成热。部分物质如下表。 物质 0 则___________。 (2)向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的乙醇和水蒸气，发生反应Ⅰ和Ⅱ，下列叙述能说明反应Ⅰ已达到平衡状态的有___________。 A．和的物质的量之比不再变化 B．气体平均摩尔质量不再变化 C． D．混合气体的密度不再变化 (3)下列关于反应Ⅰ的随温度T(K)的变化趋势正确的是___________(填序号)。 (4)恒压条件下，向密闭容器中投料后产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图所示。 注：副产物指、CO、混合气体 [已知：乙酸选择性=×100％] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为___________。 ②由图中信息可知，乙酸的选择性随温度升高呈先增大后减小的抛物线趋势，请解释后减小的原因：___________。 ③在温度为270℃，压强为100kPa下，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，已知乙醇和水的起始投料分别为1mol和8.2mol。平衡时乙醇的转化率为80％，，则反应Ⅰ的压强平衡常数___________kPa(计算出结果；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (5)某团队提出一种新型高效的光电分解水制氢的方法——磁场辅助光电分解水(如图所示)，在光照、磁场中，光电极产生“电子”和“空穴(，具有强氧化性)，它们分别驱动电极反应。 ①电极X为___________极(填“阴”或“阳”)。 ②在酸性介质中生成M的电极反应式为___________。 24．（2026·湖南衡阳·二模）加氢还原制备燃料气的原理如下： 反应 反应ii： 回答下列问题： (1)上述反应中，所含原子不参与杂化的分子是___________(填化学式)。 (2)___________。 (3)能正确表示反应i的自由能与温度关系的是___________(填标号)。 (4)在恒容密闭容器中充入和，在一定温度下只发生反应i．下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．气体密度不随时间变化 B．气体压强不随时间变化 C．体积分数不随时间变化 D．不随时间变化 (5)在密闭容器中充入和，只发生反应ii．达到平衡后，改变下列条件，既能提高活化分子百分数又能提高平衡转化率的是___________(填标号)。 A．分离水    B．加入催化剂    C．增大压强    D．升高温度 对于反应ii，浓度平衡常数()、压强平衡常数()和物质的量分数平衡常数()之间的关系是___________。 提示：用浓度计算的平衡常数叫做浓度平衡常数，用分压计算的平衡常数叫做压强平衡常数，用物质的量分数计算的平衡常数叫做物质的量分数平衡常数。 (6)保持压强恒定为100 kPa下，向容积可变的密闭容器中按投料，发生上述反应i和反应ii，平衡时的转化率和CO的选择性[如]与温度()关系如图所示。 ①随着温度升高，曲线变化先快后慢，其原因是___________。 ②平衡时，___________；反应i的平衡常数___________(列出计算式即可)。 25．（2026·湖南长沙·一模）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ．利用CO2与CH4镍基催化重整(DRM)技术制合成气(CO和H2) 反应ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  ΔH1=+247.4kJ·mol-1 反应ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2 (1)为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定状态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定状态单质，其为零。根据表中数据，计算反应ⅱ的反应热ΔH2=___________kJ·mol-1。 物质 CO2 CO H2O(g) /(kJ·mol-1) -393.5 -110.5 -241.8 (2)在恒温恒容的密闭容器内充入一定量的CO2和CH4，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ，下列有关说法正确的是___________(填标号)。 A．通入氮气，不能改变CO2的平衡转化率 B．混合气体密度不再改变，说明反应达到平衡状态 C．使用高效催化剂能加快反应速率和降低反应的焓变 D．反应ⅱ的逆反应的活化能小于正反应的活化能 (3)在p MPa时，将CO2和CH4按等物质的量充入密闭容器中，只进行反应ⅰ，分别在无催化剂及ZrO2催化下反应相同时间，测得CO2的转化率与温度的关系如图所示。 ①a点时有催化剂和无催化剂的CO2转化率相等的原因是___________。 ②在p MPa、900℃、ZrO2催化条件下，将CO2、CH4、Ar按物质的量之比为1：1：2充入密闭容器，CO2的平衡转化率(α)大于50%，解释其原因：___________，此时平衡常数Kp=___________MPa2(以各气体的分压代替浓度计算；列出含α、p的计算式，可不化简)。 Ⅱ．CH4和CO2在催化剂作用下生成乙酸 (4)CH4和CO2在催化剂(Cu基或Zn基)作用下生成乙酸的反应历程如图ⅰ所示(*表示吸附态)，变化关系如图ⅱ所示(已知：，其中k为速率常数，Ea为活化能，R、A为常数)。 ①使用Cu基催化剂时，决速步骤的化学方程式为___________。 ②图ⅱ中a对应的催化剂是___________(填“Cu基”或“Zn基”)。 26．（2026·湖南长沙·三模）氢能源作为一种清洁、高效的二次能源，是实现“碳达峰”“碳中和”的关键战略力量。氢气的制取是目前氢能源领域的研究热点。 (1)已知下列共价键的键能： 共价键 键能 946 391 436 计算氨气分解制氢反应的___________。 (2)和重整制氢技术涉及的反应如下： a．   b．   在一个容积为的恒容密闭容器中加入和，平衡状态下的收率和的转化率随温度的变化曲线如图所示。[的收率，的收率] ①时，反应a的平衡常数___________(用含的式子表示，写出表达式即可，无需计算)，若平衡时总压为，则的分压为___________(用含的式子表示，数字部分保留两位有效数字)。 ②温度在时，收率随温度上升而降低的原因是___________。 (3)硫-碘循环制氢法通过与在水中反应得到与HI，HI热分解制备同时得到，硫酸高温分解得到与，与再进入下一个反应循环。 ①卤素单质均可氧化为硫酸，同时自身被还原为HX，该循环制氢法选择为原料而不选择其他卤素单质的原因是___________。 ②该法得到的HI浓度需要进一步浓缩才能使用，如图电解装置可用于浓缩HI。初始时，阴极室、阳极室内均盛放的溶液，保持溶液中拥有足够的(已知，的氧化性与相近，且计算或浓度时均将也等效地计入其中)，阳极发生的电极反应为___________。电解一段时间后，外电路中转移了2 mol电子，此时理论上阴、阳极室的HI浓度比值为___________。 27．（2026·湖南长沙·模拟预测）乙二醇是一种重要的基础化工原料，合成乙二醇具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ.利用合成气直接合成乙二醇，反应如下： 。 已知：物质生成焓是在一定条件下，由最稳定单质生成某纯物质时的焓变。相关物质的生成焓如下表所示： 物质 -111 0 -390 回答下列问题： (1)该反应中原子利用率______100%（填“<”或“=”）；______，该反应______（填标号）。 A．高温自发    B．低温自发  C．高温低温均自发    D．高温低温均不自发 (2)按化学计量比进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图。 ①代表的曲线为______（填“”“”或“”）； ②已知：反应，，为组分的物质的量分数。D、M、N三点对应的体系，、、从大到小的顺序为______； ③已知：反应，，为组分的分压。调整进料比为，系统压强维持，使，此时______（列出计算式）。 Ⅱ.由草酸二甲酯催化加氢制乙二醇，发生反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 将一定比例的、按一定流速通过装有催化剂的反应管，测得的转化率及、的选择性 [选择性]与温度的关系如图所示： (3)①其他条件不变时，升高温度，的平衡转化率______（填“增大”或“减小”）； ②194℃时，若通过反应管的，则生成的______mol；不改变反应温度，提高选择性的关键因素是______。 28．（2026·湖南常德·二模）氟及其化合物在现代无机化学中占有重要的地位。 Ⅰ氟氧化合物 (1)是一种比较稳定的氟氧化合物，与足量水蒸气完全反应生成和时放出热量31.27 kJ，该反应的热化学方程式为________。 (2)向恒温恒容的密闭容器中充入适量气体发生反应：，、的浓度随时间的变化如图所示。前2分钟内________，比较a、b两点的逆反应速率：________（填“>”“<”或“=”）。 Ⅱ稀有气体氟化物 (3)氟单质可与稀有气体氙（）发生反应生成、、。已知：常压下， 反应①    ； 反应②    ； 则反应在673 K时的压强平衡常数为________，该反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。 (4)恒温条件下，向2L恒容容器中充入1.0 mol Xe和2.0 mol ，反应生成、、。达到平衡时，的转化率为80%，，且的分布系数，则反应的浓度平衡常数K的值为________。 (5)晶体的晶胞如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，属于________（填晶体类型）。图中原子A的分数坐标为，原子B的分数坐标为。已知的键长为r pm，则原子C的分数坐标为________。 29．（2026·湖南郴州·三模）Ⅰ、氮及其化合物与人类生产、生活密切相关，含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。回答下列问题： (1)工业上以和为原料合成尿素，主要发生反应：。焓变的计算方法有很多，仅从以下单项数据不能计算出该反应的的是___________(填标号)。 A．各化学键的键能 B．各物质的燃烧热 C．正逆反应的活化能 D．各物质的相对能量 (2)CO催化还原NO生成和可消除污染。将恒定组成的CO和NO混合气体通入固定体积的反应器内，发生以下两个反应：、。在不同温度下反应相同时间，测得反应后体系内各物质的浓度随温度的变化如图所示。 ①Ⅰ、Ⅳ两条线所表示的物质分别是___________、___________(填分子式)。 ②该消除污染物CO和NO的反应条件应选择___________(选填“低温”或“高温”)。 ③450℃时，该时间段内NO的脱除率=___________。[NO的脱除率] (3)实验室产生的尾气NO可先用氧化，然后再用烧碱溶液吸收，现将2 mol 、1 mol 和1 mol 通入密闭容器中，在、压强为p条件下发生反应： ①  ② 平衡时，求反应②的平衡常数___________(用含p的代数式表示)。 Ⅱ、硫酸工业在国民经济中占有重要地位，尾气吸收是硫酸工业必须要考虑的问题。某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的生成溶液或溶液。已知：的，。 (4)0.1 mol/L的溶液的pH约为___________。 (5)保险粉连二亚硫酸钠()是一种重要的还原剂，广泛应用于纺织、印染、食品抗氧化等领域，可以通过电解溶液制备，装置如图： 写出阴极的电极反应式___________。 30．（2026·湖南长沙·一模）科学家致力于研究电催化合成甲醇()，电化学原理在降低碳排放、实现“碳中和”目标中有广泛应用。已知如下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：    反应Ⅲ：    反应Ⅳ：    回答下列问题： (1)①反应Ⅰ的___________。 ②反应Ⅰ的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图1所示。已知阿伦尼乌斯经验公式为，(为正反应的活化能，为速率常数，和为常数)。 直线和直线表示反应Ⅰ在不同的催化剂下进行的实验数据(其他条件均相同)，则直线___________(填“”或“”)催化效果更好。在直线反应条件下发生反应Ⅰ，则反应Ⅰ的逆反应活化能为___________。 (2)在一定温度下，向容积为的恒容密闭容器中充入和，只发生反应Ⅰ．下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．体系的压强保持不变                                 B．和的转化率相等 C．单位时间内断裂的同时有断裂   D．混合气体的平均摩尔质量不变 E．混合气体的密度保持不变                      F．和的浓度之比等于 (3)将和的混合气体充入容积为的密闭容器中，只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，起始压强为。相同时间内测得温度与的转化率、的选择性的关系如图2所示。已知：的选择性。 ①240℃反应达到平衡，产生的CO的物质的量为___________。 ②温度超过240℃时，发现的选择性明显下降，分析其原因(催化剂未失活)：___________。 ③240℃，反应Ⅱ的___________(指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，的平衡分压的物质的量分数；列出计算式，无须化简)。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《2027届高三化学一轮复习解答题专项化学原理综合》参考答案 1．(1) (2) -145.2 b 吸水，使反应体系中水蒸气浓度降低，导致反应ii的平衡逆向移动（或抑制了反应 ii 的进行） 增大 增大，水煤气变换反应参与程度增大，生成等量时净消耗的 减少，而目的产物中的氢原子数不变，因此目的产物中氢原子占参加反应氢原子的比例增大 50% 【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用、活化能对反应速率的影响 【详解】（1）催化剂能降低反应活化能，活化能越低催化效率越高，由图可知的总活化能更低，催化效率更高；决速步是活化能最大的一步，由图可知，催化时，转化为的活化能最大，为决速步。 （2）①根据盖斯定律，反应iii = i + ii，因此； ②时，，，二者均为放热反应，越负，根据，温度升高时下降幅度越大；由表格数据，b的随温度升高下降幅度更大，对应反应iii。 ③无水吸收水蒸气，使体系中浓度降低，反应ii平衡逆向移动，消耗CO的量减少，因此CO转化率和选择性均减小。 ④由盖斯定律可知，反应 iii 可由反应 i 与反应 ii 叠加得到：反应 ii 是水煤气变换反应：；它消耗了反应 i 生成的 ，同时又生成 ，所以总反应 iii 中消耗的 减少。以反应 iii 的化学计量数为基准，生成 时：目的产物 中氢原子质量为：；参加反应的 为 ，其中氢原子质量为：；因此氢原子经济性为：；当增大时，分母减小，所以增大，即氢原子经济性增大；理由是：增大，水煤气变换反应参与程度增大，生成等量时净消耗的 减少，而目的产物中的氢原子数不变，因此目的产物中氢原子占参加反应氢原子的比例增大。 ⑤设初始投料，则。由图可知，投料比1.5时转化率为，剩余，选择性为，甲烷选择性，因此烯烃选择性。 转化的总物质的量，其中转化为烯烃的为，生成、，烯烃中氢原子物质的量； 由O守恒可得生成的物质的量为，结合产物中、的量，可得总参加反应的氢原子物质的量为； 氢原子经济性。 2．(1)正 (2) (3) ﹣126 B (4) 由生成时，活化能较大，反应速率慢 反应i和反应ii为气体减小的反应，入口压强不变，随着x增大，反应体系的分压越小，平衡向左移动 0.16 【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学平衡常数的计算 【详解】（1）由图可知，N电极上CO转化为C2H4，C元素化合价下降，发生还原反应，N为阴极，则M为阳极，与电源正极相连； （2）CO发生得电子的还原反应转化为C2H4，电解液是碱性环境，电极反应为：； （3）根据盖斯定律，反应ii－反应i即可得到目标反应，则，该反应是熵减的放热反应，则依据反应能自发进行，则低温下自发进行，选B； （4）①总反应的反应速率由慢反应决定，故决速步是反应最慢的步骤，由图可知，TSⅡ的垒能最大，该步骤是决速步骤，反应式为；由图可知，由生成时，活化能较大，反应速率慢，所以的选择性大于； ②当x≥2时，由题意可知，反应i和反应ii为气体减小的反应，入口压强不变，随着x增大，反应体系的分压越小，平衡向左移动；当x=2时，的转化率为90%，的选择性为80%，设初始投料：CO：2mol、C2H4：2mol、H2：1mol，则、、、，气体总物质的量为(2+0.72+0.18+0.2+0.28)mol=3.38mol，此时压强为，、、，反应ii的Kp=。 3．(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2) c 抑制酯的水解从而提高产率 反应iii的速率远大于反应ii 反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少 (3)40 (4)Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4 【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学平衡图像、化学平衡常数的计算 【分析】工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂，由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH为进料气体生产CH2=CHCN，在反应釜I中发生反应i：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)，加入NH3后，在反应釜Ⅱ中发生反应ii：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)，反应iii：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g)，故产物的混合气体中有CH2=CHCN、未反应完的C2H5OH、CH2=CHCOOC2H5(g)和水； 【详解】（1）根据盖斯定律，总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反应i+反应ii+反应iii得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3； （2）①根据总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)，设进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol，n(C2H5OH)=2mol，出料气中CH2=CHCOOC2H5含量很少，则生成CH2=CHCN(g)、C2H5OH(g)物质的量约为1mol，生成H2O(g)的物质的量约为2mol，故出料气中C2H5OH(g)物质的量共约3mol，故出料气中CH2=CHCN、C2H5OH、H2O物质的量之比约为1:3:2，故曲线c表示CH2=CHCN的曲线； ②反应釜Ⅰ中发生反应i生成丙烯酸乙酯和水，若丙烯酸乙酯水解会生成乙醇，因此，加入C2H5OH可以抑制酯的水解从而提高产率； ③反应釜Ⅱ中发生的两个反应是竞争反应，其选择性由速率决定，出料中没有检测到CH2=CHCONH2的原因是：反应iii的速率远大于反应ii； ④反应11h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少； （3）0.72g水的物质的量为0.04mol，故p(H2O)=2.5×102kPa⋅mol−1×n(H2O)=10kPa，NH4HCO3分解的反应式为NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑，故NH4HCO3分解的平衡常数Kp=p(NH3)p(CO2)p(H2O)=4×104(kPa)3，解得p(NH3)=40kPa，故为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于40kPa； （4）Sn(CH2CH2CN)4是有机化合物，与水不溶，水中不电离，以CH2=CHCN为原料在Sn做的阴极得电子制得Sn(CH2CH2CN)4，故阴极的电极反应式为Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。 4．(1)+118 (2)5 (3) 甲苯 主反应生成的氢气可以作为第二生成甲苯的反应物，促进第二个副反应平衡正向移动 (4)BD (5)C6H5CH2I (6)K∙Ksp 【知识点】溶度积常数相关计算、键能、键长、键角、化学平衡的有关计算 【详解】（1）根据盖斯定律，将①-②-③可得C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ∆H4=-4386.9 kJ/mol-(-4263.1 kJ/mol)-(-241.8 kJ/mol)=+118 kJ/mol； （2）设充入H2O(g)物质的量为x mol；在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应④。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式，此时平衡时混合气体总物质的量为1.5 mol，此时容器的体积为V；当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式，此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75 mol，混合气的总物质的量为(1.75+x)mol，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则=，解得x=5； （3）生成苯乙烯的反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，则苯乙烯的选择性最高，主反应生成的氢气可以作为第二生成甲苯的反应物，促进第二个副反应平衡正向移动，故a代表苯乙烯的选择性，b代表甲苯的选择性； （4）A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，即用X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构，A正确； B．催化剂不能使平衡发生移动，因此不能改变乙苯的平衡转化率，B错误； C．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，故Fe2O3可降低乙苯脱氢反应的活化能，C正确； D．催化剂颗粒大小会影响接触面积，会影响反应速率，D错误； 故合理选项是BD。 （5）原子半径：I＞Br＞Cl，因此化学键的键长：C—I键＞C—Br键＞C—Cl键，键长越短，化学键就越不容易断裂，该化学键的键能就越大，故键能：C—Cl键＞C—Br键＞C—I键，因此C—I键最易断裂，则C6H5CH2I更易生成自由基，因此活性最高的是C6H5CH2I； （6）Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+，则Cu++2L[Cu(L)2]+的平衡常数K=；CuBr在水中的溶度积常数Ksp(CuBr)=c(Cu+)∙c(Br-)；CuBr在配体L的水溶液中溶解反应为CuBr+2L[Cu(L)2]++Br-，该反应的平衡常数为==K∙Ksp。 5．(1) BD 吸收 31.2 (2) 10 2CO2↑++H2O 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl- 【知识点】依据热化学方程式的计算、电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学平衡状态、弱电解质的电离平衡 【详解】（1）①A．在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入惰性气体不能改变反应混合物的浓度，因此反应Ⅰ的平衡不移动，A说法不正确； B．在反应中有固体C转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B说法正确； C．若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)+ 2H2O(g) = CO2(g)+ 2H2(g)可知，H2的体积分数的极值为，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时H2的体积分数不可能大于，C说法不正确； D．将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D说法正确； 综上所述，相关说法正确的是BD。 ②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物质的量为0.1mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2mol CO2时消耗了0.2mol CO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3mol CO要吸收热量39.42kJ ，生成0.2mol CO2要放出热量8.22kJ此时，因此整个体系吸收热量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO的物质的量为0.1mol，CO2的物质的量为0.2mol，水的物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为0.2MPa1.3=0.26MPa，反应I（C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)）的平衡常数Kp= 。 （2）①某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c():c()=1:2，由可知，=，则该溶液的pH=10； ②再生塔中KHCO3受热分解生成K2CO3、H2O和CO2，该反应的离子方程式为2CO2↑++H2O； ③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极上发生还原反应，阳极上水放电生成氧气和H+，H+通过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙烯，铂电极和Ag/AgCl电极均为阴极，在电解过程中AgCl可以转化为Ag，则阴极的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-。 6．(1) 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，的物质的量增大，体系总物质的量减小，的物质的量分数增大 (2) (3) 是歧化反应的催化剂，单独存在时不具有催化作用，但可以加快歧化反应速率 反应比快，中由反应产生的使反应加快 【知识点】氧化还原反应方程式的书写和配平、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡的移动、温度对化学平衡移动的影响、催化剂对化学反应速率的影响 【详解】（1）反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，的物质的量增大，体系总物质的量减小，的物质的量分数增大；根据图知，相同温度下，达到平衡状态时硫酸含量：<，说明压强>； （2）化学反应中的催化剂前后保持不变，总反应为 ，催化过程中为 ，根据质量守恒可知，过程为； （3）①B是A的对比实验， 应该相等，否则无法得出正确结论，所以； ②比较A、B、C，A中只含、B中含有和硫酸、C中只含硫酸，反应快慢顺序是，且C中没有明显现象，说明不反应，B中含有酸导致其反应速率加快，所以得出的结论是：是歧化反应的催化剂，单独存在时不具有催化作用，但可以加快歧化反应速率； ③的歧化反应速率：，因为反应比快，中由反应产生的使反应加快。 【点睛】 7．(1) -90.2 低温 (2)或 (3) C 此时以副反应为主，副反应为反应前后气体体积不变的反应，所以压强增大，平衡不移动 (4) (5) 【知识点】与转化率变化有关图像的分析、化学平衡常数的计算、复合判据、盖斯定律的应用 【详解】（1）运用盖斯定律，反应③；，，一定自发，所以低温自发； （2）与转化成，与这一步需要活化能(能垒)最大，所以决速步的反应为； （3）A．主反应为放热反应，副反应为吸热反应，温度升高，的选择性一直减小，所以曲线3与4表示不同压强下的选择性随温度变化；主反应的正反应气体分子数减小，副反应反应前后气体分子数不变，其他条件相同时，增大压强，主反应正向移动、的平衡转化率增大，的选择性增大，则，A项正确； B．该体系中所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变，混合气体的总物质的量是变量，混合气体的平均摩尔质量是变量，故当体系中混合气体的平均摩尔质量不再改变，则该体系达到平衡状态，B项正确； C．催化剂不能使平衡发生移动，不能提高甲醇的平衡产率，C项错误； 答案选C； （4）在T℃下，恒容反应器中，充入1mol 和2mol，初始总压为P0，达到平衡时，的平衡转化率为60%，CH3OH的选择性50%，则体系中，列三段式如下： 根据三段式可得：的物质的量0.3 mol，的物质的量0.4 mol，的物质的量0.8 mol，的物质的量0.6 mol，CO的物质的量0.3 mol，，恒温恒容状态下，压强之比等于物质的量之比，所以平衡时总压强为。； （5）生成甲醇的电极为原电池的正极反应，已知质子交换膜，所以电极反应式为。 8．(1)甲醇分子间存在氢键，分子间作用力大于氧气 (2) (3) CO 随着温度升高，反应速率增大，的转化率增大程度大于甲醇选择性减小程度 21% (4) 1.6 0.1 (5)2.5 【知识点】氢键对物质性质的影响、与转化率变化有关图像的分析、温度对化学平衡移动的影响、原电池原理的综合应用、反应速率的测定 【详解】（1）分子晶体熔沸点由分子间作用力决定，甲醇分子间存在氢键，氧气分子间仅存在范德华力，氢键强度远大于范德华力，甲醇沸点远高于氧气，因此常温常压下甲醇为液态、氧气为气态; （2）根据盖斯定律，反应- 反应得目标反应； （3）①反应放热，反应吸热，温度升高，反应平衡正向移动，选择性升高，与曲线L随温度升高上升的趋势一致； ②该温度范围内，反应未达平衡，温度升高，反应速率增大，转化率增大，选择性减小，单位时间内转化率增大的幅度大于选择性减小的幅度，因此收率升高‘ ③收率的转化率的选择性，270℃时选择性为70%，则选择性为，因此转化率； （4）设平衡时，则，由转化率50%得：，解得l，可得平衡时各物质的物质的量：，，，，，总物质的量； ① 分压，平均反应速率； ② 反应ii前后气体总物质的量不变，压强平衡常数可约去总压，得； （5）电池放电时，负极反应式为，1mol甲醇（质量）反应转移，输出电能，能量密度。 9．(1)-84.2 (2)cd (3) ad X 升温促进反应正向进行，生成更多，从而使反应生成的量增大，或乙烯分压增大对反应ⅱ的影响大于温度对反应ⅱ的影响。 2.5 (4) Cat2对应的反应历程中相对能量整体较低，能垒较小 催化剂稳定性高，或成本低、选择性好、抗中毒性强、导电性好等 【知识点】化学平衡状态的判断方法、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用 【详解】（1）根据盖斯定律，目标反应由反应ⅰ反应ⅱ得到，因此： （2）a．恒温恒压下，增大的投料比相当于增大C4H8的分压，系统总压增大，平衡向气体分子数减少的方向移动，即C4H8的转化率降低，a不符合题意； b．恒温恒容下通入Ar，Ar不参与反应，各组分分压不变，平衡不移动，C4H8转化率不变，b不符合题意； c．反应i是吸热反应，升温使平衡右移，C4H8转化率提高，c符合题意； d．C3H6浓度降低，反应ii平衡右移，C2H4减少，反应i平衡右移，C₄H₈转化率提高，d符合题意； 故选cd。 （3）①a．C2H4占气体组分物质的量分数达到最大值时，说明乙烯的消耗速率等于生成速率，可以证明达到平衡，a符合题意； b．2v(C4H8) = v(C2H4)，未指明正逆反应速率，无法判断是否达到平衡，b不符合题意； c．反应前后均为气体，且总质量不变，恒容条件下密度始终不变，无法判断平衡，c不符合题意； d．Ar不参与反应，其物质的量不变，但总物质的量随反应变化，Ar的百分含量会变化。当其不变时，说明总物质的量不变，系统达到平衡，d符合题意； 故选ad。 ② 根据反应i吸热和反应ii放热，升高温度：反应i平衡右移，C2H4增加，C4H8减少。反应ii平衡左移，C2H4增加，C3H6减少。综合来看，C2H4应随温度升高而增加，对应曲线X。C4H8随温度的升高而减少，对应曲线Z。C3H6物质的量分数变化看反应i和反应ii进行程度的大小，对应曲线Y。因此，C2H4的曲线是X。 ③ Y代表C3H6。在750 K以前，温度升高：反应i（C4H8 ⇌ 2 C2H4）平衡右移，C4H8减少。生成更多，从而使反应ii生成的量增大。或者乙烯分压增大对反应ⅱ的影响大于温度对反应ⅱ的影响。 ④根据图示，750 K时：C2H4：4%，C4H8：8%，：8%。表明平衡时C4H8和物质的量是C2H4的2倍，设平衡时C2H4为物质的量为x mol，则平衡时C4H8和物质的量为2x mol，由碳原子守恒可得平衡时n(C)= 2n(C2H4) +3n()+4n(C4H8)=2x+6x+8x=16x=4 mol，解得x=0.25 mol，Ar为5 mol，总物质的量为6.25 mol。起始总的物质的量为1+5=6 mol，起始压强为120 kPa，平衡时压强==125kPa，平衡时，。反应i的Kp： （4）①根据图示，Cat2催化下，*COH → *CO的活化能低于Cat1，且后续步骤中Cat2的能垒均低于Cat1，说明Cat2的决速步活化能更低，反应速率更快。此外，Cat2的起始态能量更低，更有利于反应进行； ② 除催化活性外，还需考虑催化剂的稳定性（如抗中毒能力）、成本（如制备难度、原料价格）、寿命（如再生性能）等。例如，Cat2可能具有更高的选择性，减少副产物生成，或更易于回收再利用。 10．(1)1.14 (2) (3) 温度低于250℃时，反应II为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2平衡转化率下降；温度高于250℃时，反应III为吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO2平衡转化率上升 或 温度升高反应速率加快，内反应达到平衡状态，CO2的实际转化率与平衡转化率趋于一致 【知识点】原电池电极反应式书写、化学反应速率计算、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算 【分析】首先完成曲线匹配：横坐标为温度，左侧纵坐标为二氧化碳转化率，右侧为甲醇选择性；虚线a为二氧化碳平衡转化率，随温度先降后升；虚线c为平衡时甲醇选择性，随温度升高逐渐下降；实线d为甲醇实际选择性，随温度升高下降；实线b为二氧化碳实际转化率，随温度升高逐渐上升。结合反应II放热、反应III吸热的焓变特征，低温下反应II更易进行，甲醇选择性高，二氧化碳平衡转化率随升温下降；高温下反应III更易进行，甲醇选择性降低，二氧化碳平衡转化率随升温上升。 【详解】（1）决速步为反应历程中能垒最大的步骤，使用催化剂时，最大能垒为过渡态与前一中间体的能量差，计算得 ，故决速步能垒为1.14 eV。 （2）根据盖斯定律，反应II=反应I+反应III，故。碱性环境下甲醇燃料电池负极，甲醇失电子被氧化为碳酸根离子，配平得电极反应式为。 （3）①反应II为放热反应，反应III为吸热反应，温度低于250℃时，体系以反应II为主，升高温度平衡逆向移动，CO2平衡转化率下降；温度高于250℃时，体系以反应III为主，升高温度平衡正向移动，CO2平衡转化率上升，因此曲线a先下降后上升。 ②250℃下，CO2实际转化率为8%，故参与反应的 ，甲醇实际选择性为40%，故生成的 ，反应II消耗的 ，容器体积为2 L，故反应II消耗氢气的速率为：。 250℃平衡时，平衡时CO2的转化率为20%，甲醇的选择性为50%，反应II生成的甲醇的物质的量为5mol×20%×50%=0.5mol，生成H₂O的物质的量为0.5mol，消耗的CO2为0.5mol，消耗的氢气为1.5mol，反应III生成的CO为5mol×20%×50%=0.5mol，消耗的CO2为0.5mol，消耗的氢气为0.5mol，生成的H2O为0.5mol，平衡时CO2总浓度为；H2总浓度为；甲醇总浓度为H2O总浓度为反应II的平衡常数。 ③温度高于280℃时，反应速率随温度升高显著加快， 内反应达到平衡状态，因此CO2的实际转化率与平衡转化率趋于一致，故曲线a、b趋于重合。 11．(1) 低温 (2)ac (3)不变 (4) 、分别代表、的选择性随温度变化的曲线；随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动，且反应Ⅰ逆向移动的程度大于反应Ⅱ，反应Ⅲ的平衡正向移动程度不大，所以之前，随着温度的升高，的选择性变大 (5)1.8 【知识点】温度对化学平衡移动的影响、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算、化学平衡的有关计算 【详解】（1）①对于反应①，已知其焓变 该反应为放热反应，又根据反应热与正逆反应活化能的关系式： ，则必然有 。 ②反应①正向是气体分子数减少的反应，即，根据，只有在T较小，即低温条件下，才能使得 ，反应自发进行。 （2）三个反应在同一体系中发生，属于相互耦合的复杂反应体系，反应②自身是一个反应前后气体分子总数不变的反应。 a．在恒压、恒质量的体系中，气体密度受总体积（即总物质的量）影响，气体密度不变时，反应①已达平衡，若反应②已达平衡，其反应的进行必将影响三个反应的共用物质再次发生变化，因此密度不变可以作为判断依据，a正确； b．题目指出“在 200 kPa 条件下”，意味着体系维持恒压，因此“气体总压强不变”是该反应体系的初始设定条件，贯穿反应始终，不能作为平衡标志，b错误； c．该体系中三个反应共用反应物CH3COOH等，如果反应②尚未达到平衡，其正向或逆向移动会导致体系中CH3COOH和C2H5OH的浓度发生改变，这种浓度的改变会打破反应①和③原有的状态，迫使它们发生移动，进而引起H2的消耗或生成速率发生改变。因此，只要体系中H2(g)的浓度保持不变，就说明整个耦合体系停止了净移动，即所有反应（包含反应②）均已达到平衡状态，c正确； d．“三个反应产生的H2O的物质的量相等”描述的是体系在某一时刻可能出现的特定偶然状态（取决于投料比和转化率），这并不代表各反应的正逆反应速率相等，不能作为平衡状态的标志，d错误； 故答案选ac。 （3）和均为速率常数，速率常数只与温度和催化剂有关，故改变压强，不变。 （4）反应①为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的选择性下降，反应③为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，的选择性上升，即为的选择性，340℃左右，的选择性几乎不变，而的选择性快速上升，则的选择性应快速下降，则为的选择性；随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动，反应Ⅲ的平衡正向移动程度不大，所以340℃之前，随着温度的升高，的选择性变大； （5）达到平衡时容器的容积变为0.8 L，反应①为气体分子数减小的反应，反应②和③均为气体分子数不变的反应， 设三个反应的转化情况如下： 初始时通入了与，总气体的物质的量为3 mol，容器容积为1 L，只有反应①前后系数发生改变，达到平衡后总气体的物质的量为，容器容积为0.8 L，恒温恒压条件下，根据理想气体状态方程，气体体积与物质的量成正比，即，解得。又，，可知，即，又因为，可以推出，。 综上： ； ； ； ； 反应②的平衡常数。 12．(1) -164 低温 (2)BC (3)催化剂活性位点减少，吸附反应物能力减弱，甲醇产率下降；或有水参与的历程活化能减小，反应速率加快，甲醇产率上升；或水蒸气过多，平衡逆向移动，甲醇产率下降 (4) 不等于 1.33 (5) ＜ 由可知，，越大，受温度的影响越大，随着温度的升高，的变化趋势小于，所以 【知识点】化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算、复合判据、盖斯定律的应用 【详解】（1）根据燃烧热定义写出热化学方程式： ①，②， ③， 根据盖斯定律反应Ⅱ可由得到，故 ； 反应Ⅱ的，反应后气体物质的量减少，，自发进行满足，因此低温下自发。 （2）A．体系的压强会随着反应的移动而发生变化，当压强不变时则反应达到平衡状态，A不符合题意； B．体系密度等于气体总质量除以容器体积，反应前后都是气体，根据质量守恒气体总质量始终保持不变，容器为恒容，所以密度始终保持不变，因此密度不变不能判断反应达到平衡状态，B符合题意； C．设初始，，转化x mol，列三段式有，任意时刻总物质的量，故反应前二氧化碳的物质的量分数为、反应后任意时刻二氧化碳的物质的量分数为，因此反应前后的物质的量分数始终为50%，所以的物质的量分数不变不能判断反应达到平衡状态，C符合题意； D．平均摩尔质量等于气体总质量除以气体总物质的量，气体总质量始终不变，气体总物质的量随着平衡的移动而发生变化，因此平均摩尔质量会随着平衡移动而发生变化，当它不变时说明反应达到化学平衡状态，D不符合题意； 故选BC。 （3）水蒸气对甲醇产率的影响是多方面的：一方面，水是反应I的产物，增加其浓度会使平衡逆向移动，且资料显示水可能减少催化剂活性位点，这两者都会降低甲醇产率；另一方面，图中信息显示水参与的反应历程活化能更低，能提高反应速率，这可能会提高甲醇产率。最终产率取决于何种影响占主导。 （4）M、N的进料相同，平衡转化率不相等，平衡时各组分物质的量分数分别不相等，因此不等于； 按化学计量比进料，设初始，，D对应，列三段式有，平衡时总物质的量，各物质的量分数：、、、，故 。 （5）由可知，，等式右边仅有T一个变量，越大，受温度的影响越大，随着温度的升高，的变化趋势小于，所以。 13．(1) 减少温室气体排放，有利于环保 (2)ac (3) (4) M 【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用 【详解】（1）已知反应③；反应④；根据盖斯定律可知，目标反应可由（反应③-反应④）得到，则；是温室气体主要成分，捕捉封存可减少温室气体排放，缓解温室效应，有利于环境保护。 （2）恒容绝热密闭容器，反应，，气体总质量不变，气体总物质的量随反应变化： a．平均摩尔质量，为变量，不变时说明反应达到平衡，a正确； b．密度，恒容不变，不变，始终不变，不能说明平衡，b错误； c．绝热体系中，反应吸热，体系温度随反应变化，温度不变时说明反应达到平衡，c正确； 故答案为：ac。 （3）反应，升温平衡逆向移动，反应物物质的量分数随温度升高增大（上升曲线），产物随温度升高减小（下降曲线）；初始投料，，反应按3:1消耗，剩余的物质的量始终大于，故上升曲线中，曲线Ⅱ为，Ⅲ为，下降曲线Ⅰ表示或；645℃时，，则；设转化的为x mol，列三段式得，，则，解得；平衡时，，，，总物质的量，各物质分压： ​，，​，压强平衡常数。 （4）该装置为电解池，还原为，故N为阴极，M为阳极；电解池中阴离子向阳极移动，故双极膜产生的移向阳极M；N极得电子生成， C从+4价降为0价，得，电极反应式为。 14．(1)-90.7 (2) 增大 (3) 20% 相同温度下，使用催化剂A，的转化率更高，的选择性也更大 BC (4)     电负性：O＞C，a、b处碳带部分正电荷，甲基是供电子基，b处碳带正电荷少，因此孤电子对更容易进攻a处碳原子 【知识点】影响化学平衡的因素、化学平衡状态的判断方法、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算 【详解】（1）根据盖斯定律，将主反应减去副反应，可得目标反应，对应反应热。 （2）主反应正向为气体分子数减小的反应，增大压强主反应平衡正向移动，副反应反应前后气体分子数相等，压强改变平衡不移动，故的选择性增大。 生成，的选择性为60%，则总消耗的物质的量为，副反应消耗的物质的量为。平衡时各组分物质的量：剩余为，剩余为，为，为，为，总气体物质的量为。 各组分分压：，，，。 主反应的压强平衡常数。 （3）①出口含碳物质的物质的量之比，初始总碳的物质的量为，转化的碳的物质的量为，故的转化率为。 ②对比图1和图2可知，相同温度下，催化剂A对的选择性更高，且的转化率更高，更有利于目标产物甲醇的生成，低温下使用能耗更低，故实际生产选用催化剂A。 ③A．主反应正向放热，温度升高主反应平衡逆向移动，副反应正向吸热，温度升高副反应平衡正向移动，故体系温度越高，的转化率不一定越高，A错误； B．使用合适的催化剂，可以改变反应历程，降低主反应的活化能，加快反应速率，B正确； C．初始投料，两个反应消耗与的比例不同，当容器中与的物质的量之比保持不变时，说明各组分物质的量不再变化，反应体系已达平衡，C正确； D．保持温度和压强不变，平衡时充入一定量的氩气，容器体积增大，主反应平衡逆向移动，导致副反应各组分的分压不等比例变化，副反应平衡发生移动，D错误。 故选BC。 （4） 甲基环氧乙烷开环后与加成生成五元环状化合物X，X的分子式为，对应结构为 。氧的电负性大于碳，C-O键中共用电子对偏向氧原子，使两个碳原子均带部分正电荷；碳原子b连接给电子基团甲基，正电性弱于碳原子a，故N原子上的孤电子对主要进攻正电性更强的碳原子a。 15．(1) (2) 压强 0.576 (3) 由图可知，当温度高于140℃时，甲醇转化率增大，故甲醇裂解成二甲醚的副反应加剧，同时DMC在高温条件下不稳定，分解速率也加快，所以DMC选择性降低，导致DMC产量降低(其他合理表述也可) 2.48 (4)CO2+2CH3OH+2e-=CO+2CH3O-+H2O 【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学平衡图像、化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用 【详解】（1）根据盖斯定律，反应III = 反应II - 反应I，则； （2）①反应II（合成甲醇）是气体分子数减少的放热反应，反应I是气体分子数不变的吸热反应。压强增大反应II平衡正向移动，转化率升高；反应I不受压强影响。因此压强增大，总转化率升高。温度升高反应I平衡正向移动，转化率升高；反应II平衡逆向移动，转化率降低。图中沿轴方向，转化率持续升高，符合压强增大的影响规律，因此代表压强； ②已知：，，即反应的为；甲醇选择性，因此生成的的物质的量为，剩余的参与反应I，生成的物质的量为。则反应II消耗：，反应I消耗：，因此总消耗的物质的量为；平衡时体系中各物质的物质的量如下： 、、、、，总物质的量：。反应III：，分压公式：，，则，因此平衡常数； （3）①温度升高，反应IV的平衡逆向移动（放热反应），同时反应V的速率加快，副反应加剧，消耗了大量甲醇；DMC在高温下不稳定，分解速率加快，导致DMC选择性降低，最终产量下降； ②由图可知，时，DMC产量，催化剂质量，DMC选择性。实际生成物质的量，则生成DMC消耗的物质的量，依据选择性得甲醇总消耗量，副反应消耗甲醇物质的量为。副反应，则，因此二甲醚生成速率； （4）电极b为阴极，发生还原反应，与在阴极得电子生成DMC（或中间产物），结合电荷守恒和原子守恒，电极反应式为。 16．(1) -92 低温 (2)BE (3) ＜ (4) Cat.1 催化剂活性下降、副反应增多、升高温度平衡逆向移动 (5) (6)112 【知识点】根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算、电解池电极反应式及化学方程式的书写、温度对化学平衡移动的影响、化学平衡状态的判断方法 【详解】（1）反应的焓变=反应物总键能生成物总键能，即；该反应的，正反应是气体分子数减少的反应，熵变；根据吉布斯自由能来判断化学反应是否自发进行，当时，反应可自发进行，在该反应中，故要使，需要较低的温度，即该反应在低温下能自发进行。 （2）A．在恒温恒容密闭容器中，发生反应，气体的总质量、总体积始终不变，所以气体的密度始终不变，气体密度不再变化时不能证明反应达到平衡状态； B．该反应是气体分子数减小的反应，压强随反应进行而改变，压强不再变化时证明反应达到平衡状态； C．化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率满足，选项关系不满足，不能证明反应达到平衡状态； D．各物质浓度之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比不能说明浓度不再变化，不能证明反应达到平衡状态； E．断裂a mol H-H键，即消耗a mol H2，同时生成的NH3，即有的N-H键形成，为正反应；同时断裂 N-H键，为逆反应，，证明反应达到平衡状态； 故选BE。 （3）由上述分析可知，该反应的热反应方程式为，焓变，在压强相同的条件下，升高温度，平衡逆向移动，NH3的平衡体积分数降低，由图示可知，；设平衡时N2反应了x mol，列三段式可得： 由图可知，A点NH3的体积分数为20%，总压强P=25 MPa，因此，解得x=，所以平衡时总物质的量为，，，，故。 （4）由图像可知，相同温度下，Cat.1的NO转化率始终高于另外两种催化剂，催化效果最优，因此最佳催化剂为Cat.1 ； 两个主反应均为放热反应，升高温度，平衡均逆向移动，NO转化率降低，.温度过高会导致催化剂活性下降，催化效率降低，NO转化率下降(或温度升高，副反应增多，更多生成副产物N2O，消耗反应物，但NO转化为N2的量减少，转化率下降)，总之当温度过高时，NO转化率下降的原因是催化剂活性下降、副反应增多、升高温度平衡逆向移动。 （5）由图示可知，左侧连接外接电源负极，为电解池的阴极，该电极N2得电子生成NH3，电解质为KOH溶液，电极反应式为：。 （6）设生成NH3的物质的量为，生成H2的物质的量为，因为生成1 mol NH3转移3 mol电子，故生成NH3转移电子；电解质放电生成H2的电极反应式为，故生成H2转移电子，总转移的电子数为，解得，因此生成NH3的物质的量为，标准状况下的体积为：。 17．(1) (2)0.5 (3)AB (4)80% (5)升高温度 (6) 还原 【知识点】根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算、电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学反应速率计算、化学平衡常数的计算 【分析】反应Ⅴ、Ⅵ的均小于0，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，释放乙烯；结合高温下乙烯摩尔分数随温度升高持续增大，可知反应Ⅳ正向为吸热反应，。初始投料仅为，乙烯为反应Ⅳ的产物、反应Ⅴ和Ⅵ的反应物，升高温度时乙烯的量持续增加，因此单调上升的曲线a代表的摩尔分数。丙烯、丁烯均为乙烯低聚反应的产物，低温段温度升高时，反应Ⅳ速率加快，生成乙烯的量增多，带动丙烯、丁烯生成量增加，摩尔分数上升；高温段温度升高时，反应Ⅴ、Ⅵ平衡逆向移动的影响占主导，丙烯、丁烯的摩尔分数下降，因此两条先升后降的曲线分别对应丙烯、丁烯，其中峰值更高的曲线b对应丙烯，峰值更低的曲线对应丁烯。 【详解】（1）反应ⅰ为，等于反应物总键能减去生成物总键能。中含2个键、8个键，中含1个键、1个键、6个键，中含1个键，因此： （2）设反应ⅱ中生成的物质的量为，副反应中消耗的物质的量为，则平衡时： ，，，，。 恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，初始总物质的量为，因此平衡总物质的量。 总物质的量满足，即。 丙烯与水蒸气的物质的量之比为，即，解得。 联立方程得，，。 的平均反应速率为 （3）A．升高温度时乙烯的摩尔分数持续增大，说明反应Ⅳ平衡正向移动，正反应为吸热反应，，A正确； B．反应Ⅴ、Ⅵ为放热反应，升温平衡逆向移动生成乙烯，反应Ⅳ升温正向移动生成乙烯，因此乙烯的摩尔分数随温度升高单调增大，曲线a代表的摩尔分数，B正确； C．选择性为转化为目标产物的的物质的量与反应的的总物质的量之比，生成1mol丙烯需要3mol ，生成1mol丁烯需要4mol ，715K时丙烯与丁烯的摩尔分数相等，但二者选择性不相等，C错误； D．平衡常数与反应本质有关，反应Ⅴ、Ⅵ的平衡常数表达式不同，仅组分摩尔分数相等无法说明平衡常数相等，D错误； E．曲线b的变化是低温段速率主导、高温段平衡主导的结果，与催化剂活性无关，E错误。 故选AB。 （4）曲线a代表的摩尔分数，由图可知，715K时乙烯的摩尔分数为4%，丙烯、丁烯的摩尔分数都为8%，设715K时平衡体系中、、的物质的量依次为amol、2amol、2amol，根据反应Ⅴ，生成需要消耗，根据反应Ⅵ，生成需要消耗，因此反应Ⅳ生成的总物质的量为mol，反应Ⅳ消耗、生成HI的物质的量均为16amol；平衡时总物质的量为未反应的 、 、三种烯烃的总和，即，则，解得a=0.05，因此反应的的物质的量为，CH3I转化率为； （5）反应Ⅳ为吸热反应，升高温度可使反应Ⅳ平衡正向移动，同时反应Ⅴ、Ⅵ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，减少乙烯的消耗，因此升高温度可提高乙烯产率。也可选择对反应Ⅳ选择性更高的催化剂，减少副反应发生，或及时分离出乙烯，促进平衡正向移动。 （6）①反应过程中得到电子发生还原反应，因此该方法属于电化学还原法。 ②设生成和，则需要，生成。中为价，中为价，生成得到；中为价，生成得到，总共得到。结合电荷守恒、原子守恒，左边添加平衡电荷与原子，因此阴极电极反应式为 18．(1) (2) > 反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热，温度升高，反应Ⅰ逆移、反应Ⅱ正移，温度较低时以反应Ⅰ为主，温度较高时以反应Ⅱ为主 0.016 (3) (4) 32 【知识点】原电池电极反应式书写、根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算、化学平衡图像、化学平衡常数的计算 【详解】（1）反应焓变等于反应物键能总和减去生成物键能总和，因此ΔH1=2EC=O+4EH-H-4EC-H-4EO-H=(2×d)kJ/mol+(4×b)kJ/mol-(4×a)kJ/mol-(4×c)kJ/mol=(2d+4b-4a-4c)kJ/mol； （2）①根据图像可知，温度升高二氧化碳转化率先减小后增大，由于反应I为放热反应，温度升高二氧化碳转化率应该下降，因此可推测反应Ⅱ为吸热反应，温度升高平衡正向移动，二氧化碳转化率升高，故ΔH2＞0； CO2平衡转化率先减小后增大的原因是反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热，温度较低时以反应Ⅰ为主，升高温度反应I平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，温度较高时以反应Ⅱ为主，升高温度反应Ⅱ平衡正向移动，二氧化碳转化率增加； ②T℃，甲烷选择性为80%，则=0.8，得n(CH4)=4n(CO)，设平衡时n(CO)=x mol，根据化学反应方程式平衡时n(CH4)=4x mol、n(CO2)=1-4x-x=(1-5x)mol、n(H2)=4-16x-x=(4-17x)mol、n(H2O)=8x+x=9x mol，此温度下二氧化碳转化率为30%，则1-5x=0.7，解得x=0.06，因此平衡时各物质的物质的量：n(CO)=0.06 mol、n(CH4)=0.24 mol、n(CO2)=0.7mol、n(H2)=2.98mol、n(H2O)=0.54 mol，反应Ⅱ气体分子数前后相等，因此Kp====0.016； （3）(CH3)2N-NH2和N2O4反应生成二氧化碳、氮气和水，化学方程式为(CH3)2N−NH2+2N2O4=2CO2+3N2+4H2O； （4）①根据电池反应式为xFeS2+4LixSixFe+2xLi2S+4Si；放电时，负极反应式为； ②电解水的过程中，生成1 mol氧气转移4 mol电子，根据得失电子守恒，可得关系式：4xe-~xO2~2xS2-(正极材料FeS2转化为Fe，S元素进入溶液)，因此生成标准状况下11.2 L（0.5 mol）氧气正极质量减少×2×32 g/mol=32 g。 19．(1)-23.3 kJ·mol-1 (2)C (3)ABC (4)（或） (5) 反应Ⅰ（吸热）正向移动的影响超过反应 Ⅱ（放热）逆向移动的影响，促进 转化 0.025 (6) 正 【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、温度对化学平衡移动的影响、化学平衡状态的判断方法、盖斯定律 【详解】（1）目标反应， 已知反应Ⅰ：； 反应Ⅱ：； 反应Ⅲ：    ， 由盖斯定律计算，； （2）反应Ⅱ为    该反应 ，根据公式 ，可知 与 的图像斜率为 ，由于 ，所以斜率为正；同时该反应气体分子数由 8 mol 变为 4 mol，混乱度减小，，所以纵截距 ，因此图像应为斜率为正、纵截距为负的直线，对应 C； （3）该反应在恒容密闭容器中进行，只发生反应Ⅲ ， A ．因为该反应前后气体物质的量发生变化，若气体总压强不再随时间变化，说明体系组成不再变化，达到平衡，A正确； B ．CO 的体积分数不再变化，说明 CO 的含量保持稳定，也能说明达到平衡，B正确； C ．气体总质量不变，但反应前后气体总物质的量改变，所以平均相对分子质量不再变化也说明体系达到平衡，C正确； D ．的消耗速率与 的生成速率之比为 2∶1，只是正反应本身的化学计量关系，在反应进行过程中始终成立，不能说明达到平衡，D错误； 故答案选ABC； （4）判断决速步骤时，要比较相邻稳定态到过渡态之间的能量升高幅度，能垒最大的步骤反应速率最慢，因此就是决速步骤。由图可见，从 到“过渡态2”的能量升高最大，所以该步为决速步骤，该步骤的化学方程式可写为  （或）； （5）①当温度高于 时，虽然反应Ⅱ生成二甲醚是放热反应，升温不利于反应Ⅱ正向进行，但反应Ⅰ 是吸热反应，升高温度会促进反应Ⅰ正向移动，使更多 被转化为 CO，因此图中表现为 平衡转化率随温度升高而上升，但的选择性下降； ②设反应Ⅰ的反应程度为 ，反应Ⅱ的反应程度为 。由题意生成 的物质的量为 ，所以 。的平衡转化率为 30%，初始 为 1 mol，所以消耗 为 0.3 mol，由 ，得 。平衡时 ，，，，生成n(CO)=0.1 mol，总物质的量为 。各物质分压为 ，代入； （6）①右侧玻碳电极处生成 ，说明水在该电极失电子发生氧化反应，因此玻碳电极为阳极，与电源正极相连；左侧工作电极处 被还原生成 ，所以工作电极为阴极； ②在酸性条件下，工作电极上 得电子被还原为 ，电极反应式为：。 20．(1) -92.6 a (2) > z 反应Ⅱ为吸热反应，反应Ⅰ为放热反应，温度低时，以反应Ⅰ为主，随着温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅱ平衡正向移动的程度，CO2的转化率降低 0.0125 (3) Cu 【知识点】化学平衡常数、化学平衡图像、复合判据、盖斯定律 【详解】（1）① 根据燃烧热定义写出热化学方程式： i. ii. iii. ， 根据盖斯定律，反应Ⅲ = i + 2×ii - iii，因此： ； ② 由盖斯定律得，反应Ⅰ中气体分子数减少，，根据公式，代入，得，温度越高，越大，对应曲线； （2）① 反应Ⅰ放热，温度升高平衡逆向移动，选择性降低；反应Ⅱ吸热，温度升高平衡正向移动，选择性升高；因此图中下降的曲线为的选择性，上升的曲线为的选择性，由图可知200℃时； ②由于图中下降的曲线为的选择性，上升的曲线为选择性，两种产物的选择性之和为100%，则曲线表示平衡时的转化率；反应Ⅱ为吸热反应，反应Ⅰ为放热反应，温度低时，以反应Ⅰ为主，随着温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅱ平衡正向移动的程度，CO2的转化率降低； ③ 250℃时，则，已知，则，总消耗， 各物质平衡时物质的量为：，，，，，总物质的量，反应Ⅱ，反应前后气体分子数不变，则； （3）生成需要吸附后继续还原，题目说明对吸附能力远大于，且吸附后不易脱离，可继续还原得到，因此选；(b)中反应物为，得到1个和1个电子，生成和，配平即得电极反应式 。 21．(1) +170 大 越小，的分压越小，平衡向正反应方向进行，平衡转化率越大 (2) c a 0.01 (3) 低于 Cat2对应的速率常数较大，活化能较低，催化效果好(或温度相同时Cat1对应的速率常数较小，活化能较高，催化效果差) (4) 分子识别 【知识点】影响化学平衡的因素、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算、超分子 【详解】（1）①盖斯定律计算焓变，已知三个反应： i ，ii ，iii ；目标反应，可由得到，则其焓变可由得到， 即。 ②该反应正反应是气体分子数增大的反应，总压恒定时，越小，的分压越小，相当于减压，平衡向气体分子数增大的正反应方向移动，因此平衡转化率越大。 （2）①反应，初始投料，与两者的化学计量数之比相等，则平衡时反应物CH4与H2S的物质的量分数之比为1∶2，生成物CS2与H2的物质的量分数之比为1∶4，因此图中a、b、c、d依次表示为、CS2、H2S、CH4变化的曲线。 ②设初始，，转化量为a mol，列三段式：，平衡时气体的总物质的量为，950℃时，即，解得。 平衡时：，，，，总，总压。 分压：，，，， 。 （3）关系式，斜率为，由图可知的斜率绝对值更大，因此，活化能越高，相同温度下速率常数k越小，反应速率越慢，催化效能越低，因此催化效能低于。 （4） ①Ni是28号元素，价电子排布式为，失去4s的2个电子得到，因此价电子排布式为。图中下方3个为低能轨道，上方2个为高能轨道，根据洪特规则，电子排布为：低能轨道全充满（每个轨道2个电子），高能轨道各填充1个电子，即。②超分子的分子识别是指对客体分子的选择性结合，该催化剂空隙正好容纳，体现了分子识别特性。 22．(1)-206 (2) CO 生成的反应均为吸热反应，升高温度，的含量逐渐增大，所以是CO 6.82 (3)合金中的能抑制解离成碳，促进解离生成和，且生成的可以将积碳、氧化成和，避免积碳生成 (4) 【知识点】电解池电极反应式及化学方程式的书写、温度对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用 【详解】（1）根据盖斯定律，目标反应可由反应II-反应I得到：； （2）①主反应I、II、III均为吸热反应，反应IV为放热反应，温度升高，反应I、II、III平衡正向移动，反应IV平衡逆向移动，CO的百分含量逐渐增大，、的百分含量逐渐减小，b的变化趋势是随温度升高而增大，因此b为； ②由图可知，550℃时：百分含量为9%，百分含量为13%，根据定义得：，， 已知，根据H元素守恒（总H为）：，解得，根据O元素守恒（总O为）：，解得，总气体物质的量：， 分压；反应II：，反应前后分子数相等，； （3）根据图2分析：Ni-Cu合金中的Ni将解离成，Cu活化将解离生成和O，生成的O可以将积碳、氧化成CO和，从而消除了催化剂表面的积碳，因此表现出抗积碳活性； （4）移向右侧电极，右侧为阳极，生成；进料比，全部转化为和，配平后得到总反应方程式为：。 23．(1)+44 (2)AB (3)c (4) 温度升高，副反应的速率增大，更多乙醇转化为副产物，所以乙酸选择性降低 (5) 阴极 【知识点】化学平衡图像、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用 【详解】（1）反应焓变ΔH=生成物总标准生成热−反应物总标准生成热。对反应Ⅰ：代入数据：。 （2）A：反应Ⅰ生成和，反应Ⅱ生成和，​与的物质的量之比不变时，说明各产物物质的量不变，反应Ⅰ达到平衡，A正确； B：总气体质量不变，两个反应均为气体分子数增多的反应，总物质的量随反应进行变化，平均摩尔质量​，不变时说明不变，反应达到平衡，B正确； C：平衡时应满足，C错误； D：恒温恒容，总气体质量和体积都不变，密度始终不变，不能说明平衡，D错误； 故选AB； （3）反应Ⅰ，反应后气体分子数增多，，则中，斜率为，时，且随着温度升高的值减小，对应曲线c。 （4）①时乙酸选择性最高，副产物最少，是最适宜温度。 ②温度升高后，生成副产物的副反应速率加快，更多乙醇转化为副产物，因此乙酸选择性下降。 ③转化的乙醇总物质的量为，由，得，。各物质平衡量： ，，，。 分压：，，，。。 （5）①电子移向电极X，X得到电子发生还原反应，为阴极。 ②是水被空穴（，强氧化剂）氧化生成的氧气，酸性条件下电极反应如上为。 24．(1) (2)-205.2 (3)D (4)B (5) D 等合理答案 (6) 升温，反应i平衡逆向移动，反应ii平衡正向移动，低温时，温度对反应i的影响大于反应ii，高温时，温度对反应ii的影响程度加大等合理答案 1：13 【知识点】影响化学平衡的因素、化学平衡图像、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算 【详解】（1）和CO中C采取sp杂化，中C采取杂化，中O采取杂化。分子中存在键，原子没有杂化。 （2）根据盖斯定律，由反应i-反应ii得目标反应，代入反应热计算。 （3）反应i的正反应气体分子数减小，即熵减、焓减反应。根据，随着温度升高，自由能由负值逐渐增大，D项符合题意。 （4）A．恒容，气体总质量不变，密度始终不变，A不符合题意； B．气体物质的量减小，当气体压强不变时反应达到平衡状态，B符合题意； C．设消耗的的物质的量为，则体系中的体积分数体积分数一直不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意； D．都是产物，其物质的量之比固定不变，D不符合题意。 （5）升温、加入催化剂能提高活化分子百分数，增大压强、改变浓度时活化分子百分数不变，排除项；反应ii正反应是吸热反应，加入催化剂，平衡不移动，平衡转化率不变，升温，平衡正向移动，平衡转化率增大，故选D。对于等气体分子数反应，用浓度、压强、物质的量分数表示的平衡常数都可以用物质的量计算，其值相等。 （6）①根据反应特点，升高温度，反应i平衡逆向移动，反应ii平衡正向移动。根据选择性定义，CO和的选择性之和等于，所以代表选择性。因为升温反应i平衡逆向移动，选择性降低，故代表的选择性，代表CO的选择性，代表的平衡转化率。随着温度升高，CO选择性增大的幅度增大，说明温度升高，温度对反应ii的影响程度大于反应i．低温时，温度对反应i的影响大于反应ii，高温时，温度对反应ii的影响程度加大。 ②根据守恒关系计算相关物质的物质的量：时，的平衡转化率为的选择性为，设起始时，投入和。 平衡时各组分的物质的量如下，总物质的量为11.6 mol。 组分 CO 3.5 3.9 1.2 2.7 0.3 。 反应i的。 25．(1)+41.2 (2)AD (3) a点所处温度下催化剂失去活性 充入了不参加反应的氩气，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即正移，CO2的平衡转化率增大 (4) *CH4=*CH3+*H Zn基 【知识点】根据△H=生成物的总能量之和-反应物的总能量之和计算、化学平衡状态的判断方法、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算 【详解】（1）根据生成焓计算反应热：，稳定单质的生成焓为0，代入数据得：。 （2）A．恒温恒容条件下通入氮气，反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，A正确； B．恒温恒容条件下，混合气体的总质量始终不变，混合气体密度也恒定不变，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．使用高效催化剂能加快反应速率，但不影响反应的焓变，C错误； D．反应ⅱ为吸热反应，由知，逆反应的活化能小于正反应的活化能，D正确； 故选AD。 （3）①根据图示，a点时，有催化剂和无催化剂的转化率相等，说明在该温度下，两者反应速率相等，即a点时温度较高，催化剂失去了活性。 ②反应ⅰ为气体体积增大的反应，在p MPa、900℃、ZrO2催化条件下，将CO2、CH4、Ar按物质的量之比1：1：2充入恒压密闭容器，充入了不参加反应的氩气，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即正移，CO2的平衡转化率增大，所以CO2的平衡转化率(α)大于50%；假设起始充入了x mol CO2、x mol CH4、2x mol Ar，平衡时CH4的转化率为α，则平衡时转化的，平衡时，平衡时气体的总物质的量为，故。 （4）①反应能垒越大，反应速率越慢，而反应历程的决速步骤是反应速率最慢的一步，因此使用Cu基催化剂时，决速步骤的化学方程式为*CH4=*CH3+*H。 ②图线的斜率为，斜率绝对值越小，活化能越小，图中a斜率绝对值更小，对应活化能更低，从反应历程可知Cu基催化剂活化能高于Zn基，因此a对应Zn基。 26．(1) (2) (或)(算出计算结果也可) 反应均为吸热反应，温度上升，反应均有正向移动趋势，但反应b受温度影响较大，消耗较多，生成较多，使反应a反应物浓度下降，生成物浓度上升，平衡逆向移动 (3) 常见卤素中I的非金属性最弱，简单氢化物中HI的热稳定性最差，最易分解出 (或) 5 【知识点】根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算、与转化率变化有关图像的分析、电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学平衡常数的计算 【详解】（1）反应过程需断裂，形成和，反应物总键能-生成物总键能=； （2）①初始：，，时收率为，所以(中的)，。转化率为，即有发生了反应，设反应a消耗，反应b消耗，则有，解得。 反应体系各物质的物质的量： 物质 初始／mol 变化量／mol 平衡／mol 1 0.68 1 0.86 0 0.02 0 0.6 0 0.14 ，，，； ②反应均为吸热反应，温度上升，反应均有正向移动趋势，由图可知反应b受温度影响较大，消耗较多，生成较多，使反应a的反应物浓度下降，生成物浓度上升，平衡逆向移动； （3）①常见卤素中的非金属性最弱，简单氢化物中的热稳定性最差，最易分解出； ②阳极反应为，阴极反应为，不断透过质子交换膜向阴极室移动，使阴极室内浓度升高，阳极室内浓度降低。原来两极的物质的量均为，外电路通过电子时，阳极室因发生反应消耗且迁出，HI总量减少至；阴极室因反应生成且迁入，HI总量增加至。比值为5。 27．(1) = -168 B (2) L3 [或] (3) 减小 4.224 催化剂 【知识点】化学反应进行方向的判据、化学平衡图像、化学平衡常数的计算 【详解】（1）该反应中只生成乙二醇一种生成物，原子利用率=100%；焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和，。该反应，根据，为负、为负时，低温（T较小）可使，反应自发，选B。 （2）①正反应气体物质的量减少，相同温度下，增大压强，平衡正向移动。压强越大CO转化率越大，则代表的曲线为； ②平衡常数只与温度有关。正反应放热 ，随温度升高，平衡常数减小，所以D、M、N三点对应的体系，、、从大到小的顺序为； ③设起始加入和，此时，列三段式： 平衡时，气体总的物质的量为，、、平衡分压分别为、、，。 （3）①反应Ⅰ和Ⅱ均为放热反应（），升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率应减小。 ②曲线A为的选择性，、的选择性和为100%，则曲线C为的选择性、曲线B为的转化率。194℃时的转化率为96%，选择性约56%，则的选择性是44%，。在温度不变时，选择合适的催化剂（或优化催化剂的选择性）是提高目标产物选择性的核心手段，因为合适的催化剂可以定向促进反应Ⅱ，抑制反应Ⅰ。 28．(1) (2) 0.015 ＜ (3) 吸热 (4)6 (5) 分子晶体 或 【知识点】晶胞的有关计算、热化学方程式书写及正误判断、化学平衡常数的计算、化学平衡常数的影响因素及应用 【详解】（1）0.1 mol 反应放热31.27 kJ，则1 mol 反应放热312.7 kJ，配平反应方程式后标注物质状态和反应热，得到热化学方程式：； （2）由图可知，2 min内浓度增加，根据反应，，；a点未达平衡，a到b正向进行，生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，故逆反应速率：＜； （3）目标反应是由反应①−反应②得到，故；计算得523 K时，温度升高增大，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应； （4）平衡时转化的，故，由得，结合得，则；由F守恒得平衡时，，，故； （5）由分子构成，属于分子晶体；B为体心Xe，坐标为，C为F，沿z轴在B上方，Xe-F键长为，晶胞z轴总长为，故C到底面的距离是，x、y坐标与B相同，即分数坐标为或。 29．(1)A (2) 高温 80% (3)（或） (4)10 (5) 【知识点】根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算、电解池电极反应式及化学方程式的书写、化学平衡图像、化学平衡常数的计算 【详解】（1）A．尿素为固体，反应焓变包含固体分子间作用力的能量，仅化学键键能无法计算该反应，A符合题意； B．已知各物质燃烧热，可通过盖斯定律计算，B不符合题意； C．ΔH=正反应活化能逆反应活化能，C不符合题意； D．ΔH=生成物总相对能量−反应物总相对能量，D不符合题意； 答案选A； （2）① 随着反应的进行，和的浓度逐渐降低，根据两个反应都生成，只有第二个反应生成，是中间产物，是e点所在的曲线，则曲线Ⅲ是，曲线Ⅳ是；又根据两个反应中都消耗CO，而只有第一个反应消耗NO，随着的浓度逐渐降低，NO浓度减小的趋势变小，而CO浓度减小的趋势较大，所以曲线Ⅰ是CO，曲线Ⅱ是NO； ② 温度越高，反应越完全，污染物转化率越高，因此选高温； ③根据N原子守恒，，450℃时浓度为1500 ppm，对应，因此NO脱除率； （3）设平衡时，由N守恒得，与平衡量的关系：，解得，总物质的量，反应②； （4）溶液的碱性由第一步水解决定，第一步水解方程式：，水解常数，近似计算得，因此； （5）阴极发生还原反应，中S从价降为中的价，配平得到电极反应式。 30．(1) -49.1 99.1 (2)ACD (3) 0.02 反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度使反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，产量下降，的产量上升 【知识点】化学平衡状态的判断方法、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用 【详解】（1）①由盖斯定律可知反应，则； ②从图像可以看出，直线斜率的绝对值小，反应活化能小，催化效果更好；将直线上两点坐标带入公式，则有，，联立两式可得。反应Ⅰ为放热反应，，则逆反应活化能； （2）A．反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，未达平衡时，随着反应的进行，恒容容器中气体压强减小，若压强不变说明反应已达平衡状态，A正确； B．从方程式可以看出，和的化学计量数之比等于起始投料比，无论反应是否达到平衡，二者的转化率均相等，因此，和的转化率相等不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．单位时间内断裂的同时有断裂，说明的消耗速率与的消耗速率相等，正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，C正确； D．气体平均摩尔质量，该反应是气体分子总数减少的反应，随着反应的进行，密闭容器中的减少，当反应达到平衡状态时，为定值。该反应的反应物和生成物均为气体，根据质量守恒定律，容器中气体为定值，因此，当不变时，说明反应达到平衡状态，D正确； E．由选项D分析可知，容器内气体为定值，且该容器恒容，则混合气体密度为定值，不能说明反应达到平衡状态，E错误； F．从方程式可以看出，和的化学计量数之比为1:1，反应过程中，二者的生成量相等，因此二者浓度之比始终等于，不能说明反应达到平衡状态，F错误； 故答案选ACD； （3）①根据题干信息，的转化率为10%，所以反应消耗的物质的量，反应Ⅰ和反应Ⅱ生成的含C物质为和CO，则。的选择性为80%，则，则反应生成CO的物质的量为； ②由题干信息可知，反应Ⅰ的，是放热反应，反应Ⅱ的，是吸热反应。反应温度升高，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，的生成量减少，CO的生成量增加，的选择性下降； ③由第（3）问第①小问分析可知，当温度为240℃时，反应消耗的物质的量，生成和CO的物质的量分别为0.08 mol和0.02 mol，据此可列三段式： 平衡时，体系内气体总物质的量为，对气体有，则反应Ⅱ的。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $