2026届高考化学一轮复习专项训练-化学反应与原理解答题(四川专用)
2026-09-05
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摘要:
**基本信息**
聚焦化学反应原理核心模块,以四川高考真题及模拟题为载体,系统整合反应热计算、化学平衡、速率方程及电化学等高频考点,通过典例提炼解题方法,构建“概念-原理-应用”逻辑链条,培养科学思维与问题解决能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|反应热计算|3题|盖斯定律、生成焓/键能法、燃烧热应用|从能量变化本质(键能)到宏观计算(盖斯定律),建立反应热定量分析框架|
|化学平衡|8题|三段式计算、Kp/Kc求解、图像分析(转化率/选择性)|以平衡移动原理为核心,关联温度/压强影响,通过“数据-图像-计算”综合应用|
|速率与机理|3题|速率方程、活化能分析、反应历程图解|结合反应机理图,从基元反应到决速步判断,衔接动力学与热力学|
|电化学|1题|电极反应式书写、电解池原理|基于氧化还原反应,迁移应用电子守恒,构建电化学问题分析模型|
内容正文:
2026届高考化学一轮复习-化学反应与原理解答题(四川专用)
1.(四川省仁寿县铧强中学2026届高三下学期高考适应性考试化学试题)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止害虫和真菌的危害。
可通过反应Ⅰ制备COS。反应Ⅰ:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) ΔH1=-11.4kJ·mol-1
(1)已知:反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表:
物质
CO
H2S
COS
H2
生成焓/(kJ•mol-1)
-110.5
-20.1
x
0
①x=___________kJ•mol-1
②在催化剂的作用下,反应Ⅰ的反应历程如图所示。其中,第_____步的正反应活化能最大。
③向体积为VL的恒容密闭容器中充入CO与H2S各amol,反应tmin后,测得H2S的体积分数为b,则0~tmin内COS的平均反应速率为______mol·L-1·min-1(用含a、b、V、t反应进程的代数式表示)。
(2)向恒容密闭容器中通入一定量的CO和H2S,利用反应Ⅰ制备COS时,一定条件下也会发生反应Ⅱ:2COS(g)2CO(g)+S2(g) ΔH2=+63.0kJ·mol-1.当反应体系达到平衡时,下列说法正确的有 。
A.加入适宜的催化剂,可提高COS的平衡产率
B.减小容器体积,重新达到平衡后,n(H2)减小
C.升高温度,反应Ⅰ的逆反应速率增大,正反应速率减小
D.再次通入一定量的CO,达到平衡后,的值不变
(3)也可通过反应Ⅲ制备COS。
反应Ⅲ:CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) ΔH3=+29.8kJ·mol-1
向恒容密闭容器中充入H2S、CO和CO2各1mol,发生反应Ⅰ和反应Ⅲ.平衡时,各物质的物质的量(n)随温度(T)变化关系如下图:
①曲线Ⅰ对应的物质为____,温度低于T0时,CO对应曲线与曲线Ⅰ重合的原因是______。
②计算温度为T1K时反应Ⅰ的平衡常数K=________(结果保留两位有效数字)。
(4)特定条件下,COS可降解为CO2,利用原位红外光谱中COS和CO2特征吸收峰强度的变化可监测该降解过程。通过实验测定及数据转化,得到2min、10min时含两种物质特征吸收峰的红外光谱谱图(如下图)。已知:峰面积大小与物质的浓度成正比。分子中共价键的键长越短,其特征吸收峰对应的波数越大;相对分子质量越大,其特征吸收峰对应的波数越小。图_____(填“a”或“b”)曲线呈现了2min时两物质的特征吸收峰。
2.(2026年高考四川卷化学高考真题(网络收集版))季戊四醇酯是具有优良生物降解性的润滑剂。以二甲基亚砜为溶剂,正己酸(A)与季戊四醇(B)制备正己酸季戊四醇单酯(C)和二正己酸季戊四醇二酯(D)的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应物初始浓度,不同温度下部分物质浓度随时间的变化关系如图所示,平衡浓度比如表所示(忽略水的挥发)。
不同温度下的平衡浓度比
温度/℃
135
0.90
0.11
145
0.96
0.22
回答下列问题:
(1)的反应热___________。
(2)下列说法正确的是___________(填标号)。
a.A的平均消耗速率是B的平均消耗速率的两倍
b.0~120 min内,135℃时B的平均消耗速率等于C的平均生成速率
c.240~320 min内,反应Ⅰ在145℃的平均速率小于其在135℃的平均速率
(3)反应达平衡后,若向反应体系中通入惰性气体将产生的水带出,C和D的产率将___________(填“增大”或“减小”),原因是___________。
(4)135℃达平衡时,,则___________,反应Ⅰ的平衡常数___________(计算结果均保留小数点后2位)。
(5)已知反应热满足关系,式中、分别为温度、时的平衡常数,R是大于0的常数,则反应Ⅰ和Ⅱ的反应热关系为___________(填“>”或“<”),判断依据是___________。
3.(四川绵阳南山中学2026届高三下学期高考热手考试化学试题)“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源,不易爆炸、储运安全便捷。甲醇常见的制备方法为二氧化碳加氢法。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
(1)已知25℃和101 kPa下,、的摩尔燃烧焓分别为、,,则___________。
(2)不同反应条件下的自由能随温度变化如图1所示。
反应ⅰ在___________(填“高温”或“低温”)时可能自发进行;反应ⅱ的___________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)3 MPa下,以进气流量,持续通过装有0.5 g催化剂的反应管中(仅发生上述反应ⅱ、ⅲ)。经相同时间测得的转化率、的选择性及的时空收率随温度(T)的变化关系如图2所示。
①已知图中曲线a代表随温度的变化,则代表的转化率随温度变化的曲线是___________,280℃后,曲线a快速下降的可能原因是___________。
②280℃时,的选择性为___________;若为,则的产率=___________(列出计算式即可)。
③一定条件下,将进气流量改为(此流量下的转化率可近似认为平衡转化率),测得出气流量为,为,此时反应ⅱ的平衡常数___________(化为最简整数比)。
(4)电化学还原制备甲醇(电解原理如图3,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移)。写出催化电极的电极反应式___________。
4.(四川省成都市石室中学2026届高三下学期适应性考试(二)化学试卷)乙烯的用途广泛,其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。乙烷高温脱氢是制备乙烯的常用方法。
Ⅰ、直接脱氢法:反应ⅰ:
(1)已知:反应ⅱ:
反应ⅲ:
反应ⅳ:
①直接脱氢反应的______,______0(填“>”“<”或“=”)。
②该反应的随温度T的变化趋势正确的是______。(忽略温度改变对、的变化)
A. B.
C. D.
(2)不同温度下,乙烷脱氢可能生成不同的副产物。℃,向压强恒为的密闭容器中充入1.0 mol 发生脱氢反应,只生成C、或中的一种副产物,各组分物质的量随反应时间的变化曲线如图。
曲线c代表______(填化学式)。
②℃,的压强平衡常数______(用含的代数式表示)。
Ⅱ、氧化脱氢法:
(3)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入1mol 与不同量的,在某贵金属催化剂存在条件下发生以下反应,反应ⅰ:
反应ⅴ:
反应ⅵ:温度过高,深度裂解,产生、积碳(附着在催化剂表面)。
已知:非均相催化反应一般涉及反应物在活性位点上的吸附。
①研究发现,在乙烷脱氢制备乙烯过程中的参与可明显提高乙烯的产率,原因是______。
②充入的从1增加到4,的转化率呈现先增大后减小的趋势,减小的原因可能是______。
(4)通过修饰的Y分子筛的吸附-脱附,可实现和混合气的分离。的______空轨道与分子的键电子形成配位键,这种配位键的强度介于范德华力和共价键之间。
5.(四川省射洪市2025-2026学年高三下学期普通高考模拟5月测试化学试题)我国力争2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。利用、为原料合成对实现“双碳”目标具有重要意义,其主要反应如下:
反应1:
反应2:
回答下列问题:
(1)已知反应3的平衡常数,写出反应3的热化学方程式:_______。
(2)为提高的平衡产率,理论上应采用的条件是_______(填字母)。
a.高温高压 b.低温高压 c.高温低压 d.低温低压
(3)一定温度下,向压强恒为100 MPa的密闭容器中通入1 mol 和3 mol ,充分反应后,测得平衡转化率为50%,选择性为80%,该温度下CO的分压为_______MPa(用分数表示)。[分压=总压×物质的量分数,甲醇的选择性=×100%];计算该温度下反应2的压强平衡常数为_______(保留两位有效数字)[为以分压表示的平衡常数]。
(4)研究者向恒压(3.0 MPa)密闭装置中通入一定量的反应物混合气,测定甲醇的时空收率随温度的变化曲线如图所示(时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。
①请解释甲醇时空收率“抛物线”后半段下降的可能原因:_______。
②为获得最大的甲醇时空收率,根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为_______(填字母)。
A.,220℃ B.,210℃ C.,240℃ D.,220℃
(5)在 、下,将投料比的原料气匀速通过无分子筛膜多孔载体反应器,只发生反应2,的平衡转化率为25%。同温同压下,若通入装有催化剂的新型膜反应器(如图所示),的平衡转化率为40%,则相同时间内出口a和出口b中的质量比为_______。
6.(四川绵阳中学2026届高三下学期高考适应性考试(一)化学试题)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止害虫和真菌的危害。可通过反应Ⅰ制备COS。
反应Ⅰ:CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g) △H1=-11.4 kJ∙mol-1
(1)已知:反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表:
物质
CO
H2S
COS
H2
生成焓/( kJ∙mol-1)
﹣110.5
﹣20.1
x
0
①x=_______ kJ∙mol-1。
②在催化剂的作用下,反应Ⅰ的反应历程如图所示。其中,第_______步的正反应活化能最大。
③向体积为VL的恒容密闭容器中充入CO与H2S各amol,反应tmin后,测得H2S的体积分数为b,则0~tmin内COS的平均反应速率为_______ mol∙L-1∙min-1 (用含a、b、V、t反应进程的代数式表示)。
(2)向恒容密闭容器中通入一定量的CO和H2S,利用反应Ⅰ制备COS时,一定条件下也会发生反应Ⅱ:2COS(g)⇌2CO(g)+S2(g) △H2=+63.0 kJ∙mol-1。当反应体系达到平衡时,下列说法正确的有_______ 。
A.加入适宜的催化剂,可提高COS的平衡产率
B.减小容器体积,重新达到平衡后,n(H2)减小
C.升高温度,反应Ⅰ的逆反应速率增大,正反应速率减小
D.再次通入一定量的CO,达到平衡后,的值增大
(3)也可通过反应Ⅲ制备COS。
反应Ⅲ:CO2(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2O(g) △H3=+29.8 kJ∙mol-1
向恒容密闭容器中充入H2S、CO和CO2各1mol,发生反应Ⅰ和反应Ⅲ。平衡时,各物质的物质的量(n)随温度(T)变化关系如图:
①曲线Ⅰ对应的物质为_______,温度低于T0时,CO对应曲线与曲线Ⅰ重合的原因是_______。
②计算温度为T1K时反应Ⅰ的平衡常数K=_______(结果保留两位有效数字)。
(4)特定条件下,COS可降解为CO2,利用原位红外光谱中COS和CO2特征吸收峰强度的变化可监测该降解过程。通过实验测定及数据转化,得到2min、10min时含两种物质特征吸收峰的红外光谱谱图(如图)。已知:峰面积大小与物质的浓度成正比。分子中共价键的键长越短,其特征吸收峰对应的波数越大;相对分子质量越大,其特征吸收峰对应的波数越小。图_______(填“a”或“b”)曲线呈现了2min时两物质的特征吸收峰。
7.(四川部分校2026届高三下学期高考模拟预测化学试题)由于美以伊战争导致石油价格暴涨,利用我国储量丰富的煤替代石油生产烯烃降低成本成为热点,其中一种技术是利用煤产生的合成气用铁基催化剂一步法制丙烯。相关反应如下:
Ⅰ.合成水煤气:
Ⅱ.水煤气变换:
Ⅲ.合成丙烯:
Ⅳ.副反应:
回答下列问题:
(1)已知:
化学键
键能
463
436
1072
799
则_______,若反应Ⅲ能自发进行,则_______(填“大于”“小于”或“无法确定”)0。
(2)在某催化剂作用下,只发生反应Ⅱ:,该反应的速率方程式为,(、为速率常数,只与温度、催化剂有关)。若时该反应的平衡常数,则时,_______(填“>”“<”或“=”,后同),升温至时,_______。
(3)水煤气变换反应可以使用金催化剂或原子层金簇负载催化剂,下图表示分别使用两种催化剂的反应历程:(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)
①使用金催化剂的决速步骤的化学方程式为_______。
②由图象可知,更有利于该反应进行的催化剂是_______(填序号)。
a.金催化剂 b.原子层金簇负载催化剂
(4)下,将、的合成气通入容积为2 L的恒容反应器中,在铁基催化剂下,混入一定量的发生反应。测得产物的选择性()与合成气中加入的体积分数变化关系如图所示。
①当加入的的体积分数为0时,CO的转化率为60%,产物烯烷的选择性比 ,则的产率为_______。
②当的体积分数大于(微量)时,CO的转化率为80%,产物烯烷的选择性比 ,则反应Ⅲ的平衡常数_______。
8.(四川成都市石室中学2026届高三下学期考前学情自测化学试题)在催化剂作用下可将温室气体加氢制甲醇,再通过甲醇制备燃料和化工原料等,是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一。
Ⅰ.通过以下反应可获得新型能源二甲醚。
①
②
③
焓变中的a、b、c数值均为正数。
(1)反应的_______,该反应在_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)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_______(填序号)。
A.增大的浓度,反应①②的正反应速率都增加
B.移去部分,反应②③的平衡均向右移动
C.其他条件不变,增大压强,反应③的平衡不发生移动
D.降低反应温度,反应①②③的正、逆反应速率都减小
Ⅱ.在10 MPa下,将5 mol 和12 mol 在催化剂作用下仅发生上述反应①和②,平衡时和CO的选择性S[]及的转化率a随温度的变化如图所示。
(3)表示的选择性的曲线是_______(填“x”“y”或“z”),其中的转化率曲线随温度改变呈现该曲线变化的原因为_______。
(4)250℃时,平衡体系共有1 mol ,则的平衡转化率=_______,反应②的_______(用最简分数表示,为用分压表示的平衡常数,气体的分压=总压×该气体的物质的量分数)。
(5)甲醇燃料电池具有启动快、效率高等优点,若电解质呈碱性,甲醇燃料电池的负极反应为_______。
9.(四川南充高级中学2025-2026学年高二下学期期中检测化学试题)甲醇是重要的化工原料、溶剂和燃料。工业上可利用生产甲醇,同时实现资源化,减少的排放。反应体系中同时发生反应Ⅰ和Ⅱ。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)有利于反应Ⅰ自发进行的条件是_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)已知反应Ⅲ对应的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式为_______。
(3)在恒温恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和Ⅱ,下列一定可以作为反应体系达平衡的判断依据的是_______(填标号)。
a.体系的压强不再改变
b.
c.单位时间内消耗的同时消耗
d.混合气体的密度不再改变
(4)以为催化剂,反应Ⅰ的相对能量—反应历程图如下图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注,TS为过渡态。由下图判断,催化剂使决速步活化能降低_______eV。
(5)在T℃时,在容积恒定、初始压强为的密闭容器中,充入和,发生反应Ⅰ、Ⅱ.达平衡后、。平衡时,的转化率、的选择性、的选择性随温度变化如下图所示(不考虑其他因素的影响)。
已知
①T℃时,反应Ⅰ的_______。
②图中表示选择性的是曲线_______(填标号)。
③温度高于280℃后,曲线c升高的可能原因是_______。
(6)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现弱酸环境下甲醇化,工作原理如图所示。阴极生成甲醇的电极反应式为_______。
10.(四川绵阳南山中学2026届高三下学期高考适应性考试化学试题)甲醇和水蒸气催化重整制取氢气的原理为。重整过程中的主要反应为:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应的___________。
(2)在,时,密闭容器中发生反应1、2、3。随温度的升高,平衡时容器中的浓度先增大后减小。过程中浓度减小的原因是___________。在某温度下达到平衡后,的平衡转化率为,的平衡转化率为,体系中的原子占有率为50%(原子占有率),则该温度下的平衡分压为___________Pa(列出计算表达式即可,下同),反应2的平衡常数___________。
(3)选择膜反应器可提高重整效率。膜反应器中金属膜允许通过,而气体等不能通过,膜反应器的作用是___________。
(4)在催化剂表面上甲醇与水蒸气重整的机理如图所示。
①用替换,生成氢气的化学式是___________。
②从电负性的角度分析,、均通过原子吸附在催化剂位点上的原因是___________。
③从化学键断裂和形成以及微粒吸附与脱附的角度,步骤Ⅳ的反应过程可描述为___________。
11.(四川资阳中学2026届高三下学期强化训练(一)练习题化学试卷)甲醇是重要的清洁能源与化工原料,工业上常用与在催化剂作用下合成甲醇,涉及的反应如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)工业上也可通过反应③直接合成甲醇。反应③的=_______,判断反应③在低温下能否自发进行_______(简要说明理由)。
(2)向恒温恒容密闭容器中充入和只发生反应①,下列事实不能说明反应①达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内(g)与(g)的浓度之比为1:1
B.单位时间内断裂键,同时断裂键
C.容器内混合气体的压强不变
D.混合气体的平均摩尔质量不变
E.混合气体的密度不变
(3)向容积为2 L的恒容密闭容器中充入,在一定温度下发生上述反应,10 min后达到平衡,且平衡时测得的物质的量为0.8 mol,,该温度下反应③的平衡常数=_______。(结果保留2位小数)
(4)反应①在两种不同催化剂作用下的相对能量及反应历程关系如图。
在工业上优选的催化剂为_______,该催化条件下速控步骤为_______(填写数字标号)。
(5)甲醇可进一步催化制备丙烯,反应为,反应的与的关系如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C均为常数)。
该反应的活化能_______。
12.(四川广元市2026届下学期高三年级定时训练化学试题)Ⅰ.高硫合成气一步法制备甲硫醇具有良好的工业应用前景,相关反应如下:
①
②
(1)标准状态下,各物质的相对能量如下表所示:
物质
CO(g)
能量(kJ/mol)
-110
-41
0
23
-285
-242
则_________,反应①在高温下不能自发进行,原因是________。
(2)恒温恒容条件下,CO、和以的投料比发生反应①。下列操作能提高平衡转化率的是_________(填标号)。
A.将分离出反应体系 B.增加的投料量
C.等比例增大三种气体的投料量 D.提高催化剂的活性
(3)反应②的速率方程为,其中分别为正、逆反应的速率常数,且仅与温度有关,则升高温度,________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(4)恒温恒容条件下,、和按的投料比发生反应①和②。平衡时,的转化率为50%,,则反应②的平衡常数________。
Ⅱ.甲酸分解可制备超高纯度的,甲酸存在两种可能的分解反应,在一定温度下,使用催化剂M时的反应历程如下图所示:
(5)反应①的选择性接近100%,原因是________,说明HCOOH中__________键更稳定(填“O-H”或“C-H”)。
(6)升高温度,反应历程不变,反应①的选择性下降,可能的原因是________。
13.(四川省成都市2026届高三下学期定时练习化学试题)y甲醇是重要的化工原料、溶剂和燃料。工业上可利用生产甲醇,同时实现资源化,减少的排放。反应体系中同时发生反应Ⅰ和Ⅱ。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知298 K时,的燃烧焓,且,则的燃烧焓___________。
(2)已知反应Ⅲ对应的平衡常数,写出反应Ⅲ的化学方程式为___________(需标注物质聚集状态)。
(3)在初始投料量不变的情况下,为了提高平衡产率和产生速率可采取___________措施(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入 d.掺入适量CO
(4)以Cu-ZnO为催化剂,反应Ⅰ的相对能量—反应历程图如图1所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。由图1判断,Cu—ZnO催化剂使决速步活化能降低___________eV。
(5)在T℃时,在容积恒定、初始压强为的密闭容器中,充入和,发生反应Ⅰ、Ⅱ。达平衡后、。平衡时,的转化率、的选择性、CO的选择性随温度变化如图2所示(不考虑其他因素的影响)。已知:产物X的选择性。
①T℃时,反应Ⅰ的___________。
②图2中表示选择性的是曲线___________(填标号)。
③温度高于280℃后,曲线c升高的可能原因是___________。
14.(四川宜宾市普通高中2026届高三下学期高考适应性演练化学试题)水煤气是的主要来源。某科研团队研究CaO对体系中的影响,涉及主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
部分共价键键能和键长数据见下表:
共价键
键能
d
e
f
g
x
键长/pm
/
/
116
121
/
回答下列问题:
(1)中H-H键能______(用代数式表示)。如果用甲醛中键能代替中键能,会导致x的值______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)一定温度下,向1 L密闭容器中加入足量和,反应10 min后达到平衡,压力传感器表明。
①反应前10 min内,______。
②该条件下反应Ⅱ的平衡常数______。
③平衡后缩小反应容器体积,反应Ⅰ将______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)压力p下,体系达平衡后,气相中CO、和物质的量分数随温度的变化关系如图所示(图示温度范围内无剩余)。
①在使用体系制取时加入CaO的目的是______。
②反应Ⅲ的______0(填“>”“<”或“=”)。
③时已无固体剩余。图中c线对应物种为______(填化学式),该物种在和两个区间随温度的升高而呈现出不同变化的原因是______。
15.(2026届广东梅州市梅县东山中学第一次质检高三化学试卷)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:
(1)用“氧化-萃取法”可从卤水中提取碘,其方法为向酸化的卤水中加入溶液,再加入萃取剂(R)进行萃取。该过程涉及以下反应:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
①根据盖斯定律,反应 _______。
②基态碘原子价层电子的轨道表示式为_______。
(2)①反应条件会影响碘的萃取率。其他条件不变时,不同温度下达平衡时碘萃取率[碘萃取率]曲线如图所示:
萃取温度从300 K升高至320 K,碘萃取率缓慢下降。结合平衡移动原理,分析其原因:_______(忽略萃取剂的挥发、的挥发及分解产生的影响)。当萃取温度超过320 K时,的分解导致碘萃取率明显下降。
②下列说法不正确的是_______(填标号)。
A.增大溶液的pH,碘萃取率降低
B.增大萃取剂用量,碘萃取率升高
C.萃取体系平衡后加水稀释,变小
D.增大的浓度,反应(ⅰ)的速率增大
(3)未加萃取剂时,固定总碘浓度为0.01 mol/L,平衡时溶液中的、、分布系数δ与溶液中初始关系如图所示。[总碘浓度=各组分折合为后的浓度之和,,如]
①设平衡时、、分别为a mol/L、b mol/L、c mol/L,则a、b、c之间的关系式为_______=0.01。
②计算反应的平衡常数_______(结果保留3位有效数字)。
(4)可逆反应 其反应机理分为两步
第一步:(慢) 第二步:(快)
①根据反应机理画出本反应的能量与反应历程图_______(标明各物质、活化能)。
②Bodensteins研究了反应:
在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
上述反应中,正反应速率为,逆反应速率为,其中、为速率常数,则为_______(以K和表示)。
③由上述实验数据计算得到和的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_______(填字母)。
16.(河北衡水市第二中学等校2025-2026学年高三下学期一模化学试题试题)江南大学一团队开发了一种新型铑基单原子催化体系(,),实现了加氢一步高效制乙醇,涉及的有关反应如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)工业上,利用合成气合成甲醇: _______。
(2)下列图像中符合反应①中与关系的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中充入和只发生反应②,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.体积分数不随时间变化
C.不随时间变化
D.的消耗速率与的消耗速率之比为
(4)在下,按、体积比为投料只发生反应①和③,测得的平衡转化率、的选择性和的选择性与温度的关系如图所示。
已知:的选择性和的选择性之和为100%。
Ⅰ.能代表乙醇选择性与温度关系的曲线是_______(填“甲”“乙”或“丙”),判断依据是_______。
Ⅱ.温度高于300℃时,乙曲线下降程度变慢,其原因是_______。
(5)某温度下,向一密闭容器中充入和只发生反应①和③,达到平衡时测得的转化率为50%,。该温度下反应③的压强平衡常数_______。
17.(湖南怀化市2026届下学期一模考试高三化学试卷)某炼锌废渣(主要含、、还含少量、、等物质)是回收稀散金属铟(与同主族,价稳定)和金属锌的重要原料。为实现资源综合利用,设计如下工艺流程:
已知:
①“酸浸”时,、、、均能与稀硫酸反应;与稀硫酸反应生成
②萃取剂HR对金属离子的萃取能力:,萃取反应可表示为:(水相)(有机相)(有机相)(水相),萃取平衡常数(各物质浓度均为平衡时浓度)。
③25℃时,;;;离子浓度时认为该离子已完全沉淀;。
回答下列问题:
(1)“酸浸”中,滤渣的主要成分是______(填化学式);“反萃取”时所加物质B可以是______(填标号)。
a.硫酸 b.氢氧化钠溶液 c.盐酸
(2)“氧化”时,控制反应温度低于30℃的理由是______。
(3)“萃取”时,若要提高的萃取率,可采取的措施是______(写出一条即可);若平衡时有机相中,水相中,,,则该温度下萃取平衡常数______。
(4)“反萃取”后的溶液用氨水来调节pH,为使完全沉淀,所需溶液的最小pH为______(保留1位小数)。
(5)InN是一种新型的半导体功能材料,在多个领域具有重要用途,其一种制取方法为采用In与在高温条件下反应制取,请写出其化学反应方程式:______。
18.(四川绵阳南山中学2026届高三下学期第七次教学质量检测化学试题)利用加氢合成甲醇()是实现“碳中和”目标的有效途径之一。一定条件下,与发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)已知298 K时,部分物质的相对能量如下表。
物质
相对能量/
0
_______。
(2)反应Ⅱ、Ⅲ的平衡常数随温度变化曲线如图1所示。
①图中表示反应Ⅱ的关系的曲线为________(填“”或“”)。
②高于400 ℃反应Ⅲ可以忽略的依据是________。
(3)一定压强下反应一段时间,催化剂A、B的产物选择性和转化率随温度变化的关系如图2、图3所示,应选用催化剂________(填“A”或“B”),理由是________。
(4)一定温度下,维持压强为p,密闭容器中和按照物质的量之比投料,只发生反应Ⅰ、Ⅱ,并达到平衡状态,平衡转化率为10%,甲醇选择性为80%,计算反应Ⅰ在该温度下的分压平衡常数________。[列出计算式即可,分压=总压×物质的量分数,甲醇选择性];随着温度的升高,的转化率增大,而的选择性却下降。从平衡移动角度分析其可能的原因________。
19.(河北省邯郸市部分学校2025-2026学年高三上学期1月份联考化学试题)金山银山不如绿水青山,和联合重整能减少温室气体的排放。
Ⅰ.重整生成的反应主要有:
ⅰ.,
ⅱ.。
已知:常温常压下,一些物质的燃烧热如表所示。
物质
燃烧热()/()
(1)反应ⅰ的________,此反应自发进行的条件为________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
(2)向恒温密闭容器中,充入1 mol 和1 mol 下列说法正确的是________(填字母)。
A.反应ⅰ的活化能:
B.向容器中充入He,使体系压强增大,可增大反应速率
C.混合气体的平均摩尔质量不变表明反应达到平衡状态
D.加压有利于增大和反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
(3)某温度下将等物质的量的和充入起始压强为 kPa的恒容密闭容器中发生题中两个反应,达平衡时,测得某种反应物的转化率为20%,另一种为40%。该温度下,达到平衡时________,重整反应ⅰ的分压平衡常数________(用含“”的式子表示)。(已知:气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数)
Ⅱ.催化剂在和联合重整反应中起着重要作用。和转化为乙酸的反应为,在不同催化剂作用下的反应历程如图1所示(*表示吸附态)。
(4)使用Zn基催化剂时,决速步骤的化学方程式为________。
(5)已知:,其中k为速率常数,为活化能,R、A为常数,变化关系如图2所示.图2中b对应的催化剂是________(填“Cu基”或“Zn基”)。
(6)若以金属氧化物为催化剂,在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250℃~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________。
20.(2025届四川省乐山市高三下学期第三次调查研究考试化学试题)催化转化汽车尾气中的NO和CO,可有效减少空气污染,反应的化学方程式为。回答下列问题:
(1)已知:
则______,该反应能自发进行的条件是______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)。
(2)某催化剂作用下,CO与NO反应的历程如下(“*”表示吸附态),请补充完整相关基元反应。
(i)
(ii)
(iii)______。
(iv)
(v)______。
(3)T2 K,100 kPa恒压密闭容器中上述反应NO的平衡转化率随的变化曲线及时NO的平衡转化率与T的关系如图所示。
①表示NO的平衡转化率随变化的曲线是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②T2K时,该反应的分压平衡常数=______(结果保留2位有效数字)。
(4)将一定比例NO、CO混合气体,以一定流速通过催化剂,不同时刻测量尾气中NO的含量,得到脱氮率随温度变化如图所示,已知M点为平衡状态,且平衡脱氮率为(,a为常数)。
①a=______。②N点______(填“是”或“不是”)处于平衡状态,简述判断理由______。
21.(黑龙江省大庆市2026届高三上学期第一次教学质量检测化学试题)氢能是人类未来的理想能源之一,氢能利用存在两大难题:制取和储存。
I.制取氢气
乙醇与水催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)在催化剂作用下,反应1可通过如图所示的反应历程实现催化重整,则___________kJ/mol(用含字母a、b、c的代数式表示),该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)下列措施中一定能提高H2平衡产率的是___________。
A.选择合适的催化剂 B.降低温度
C.增大水蒸气浓度 D.恒温恒容下通入气体Ar
(3)压强为100 kPa下,1 mol C2H5OH(g)和3 mol H2O(g)发生上述反应,平衡时CO2和CO的选择性、C2H5OH的转化率随温度的变化曲线如图所示。
(例如:CO的选择性)
①表示C2H5OH平衡转化率的曲线是___________(填标号)。
②573K时,反应Ⅱ的Kp=___________(精确至0.1)。
Ⅱ.储存氢气
镁基储氢材料如Mg(s)、Mg2Ni(s),具有储氢量高,成本低廉等优点,发展前景广阔。
已知:
请根据以上内容,回答下列问题:
(4)Mg2Ni(s)吸氢反应的活化能Ea=___________kJ/mol;图2为某温度下,两种材料吸氢量随时间变化关系,请结合图1解释5分钟内Mg2Ni(s)吸氢量更大的原因是___________。
22.(山西省吕梁市2025届高三下学期第三次模拟考试化学试题)用氢气还原二氧化碳制备低碳烃是实现碳中和的重要途径。还原二氧化碳制备乙烯和甲烷的反应如下:
I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)用氢气还原乙烯制备甲烷的热化学方程式为_______。
(2)一定温度下,向5 L刚性密闭容器中充入n1 mol CO2和0.3 mol H2,发生反应I,测得平衡时CO2和H2的转化率随n的变化如图甲所示。
其中H2的转化率随n的变化的曲线为______(填“L1”或“L2”);该温度下反应I的平衡常数______(列出计算式即可);若改为向初始容积为5 L的恒压密闭容器中充入n1 mol CO2和0.3 mol H2,平衡时CO2的转化率______(填“>”“=”或“<”)。
(3)已知还原二氧化碳制甲烷过程中还会发生副反应Ⅲ.。常压条件下将CO2和 H2按一定投料比匀速通过盛有催化剂的反应器,的实际选择性与平衡选择性随温度的变化如图乙所示。的选择性可表示为。
①随着温度的升高,的平衡选择性逐渐降低的原因为_______。
②前,的实际选择性会高于平衡选择性,猜测原因为_______。
③若一定温度下,在刚性密闭容器中,按投料,发生反应Ⅱ和反应Ⅲ.平衡时容器内压强变为起始时的0.8倍,的平衡选择性为。平衡时转化率_______(填“>”“=”或“<”);的体积分数为_______。
23.(2025年新课标卷理科综合化学试题)乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品,可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题:
(1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和,则酯化反应的_______。
(2)酯化反应中的3种有机物的沸点从高到低的顺序为_______原因是_______。
(3)在常压和时,初始组成、作催化剂的条件下进行反应,得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。
平衡时乙酸的转化率_______,平衡常数_______(保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为,其中,则_______(保留2位有效数字)。
(4)研究发现,难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率,原因是_______。若要提高乙酸乙酯的产率,可以采用的方法是_______(举1例)。
24.(陕西省2025届高三下学期3月学业水平监测化学试题)利用、为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________。
(2)一定条件下,向恒压密闭容器中以一定流速通入和混合气体,平衡转化率和选择性[]随温度、投料比的变化曲线如图所示。
①表示选择性的曲线是___________(填“”或“”),平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因是___________。
②生成的最佳条件是___________(填字母)。
a.220℃, b.220℃,
c.320℃, d.320℃,
(3)一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1mol (g)和3mol (g),充分反应后,测得平衡转化率为50%,选择性为70%,该温度下反应的平衡常数___________(保留2位有效数字)。
(4)向压强恒为3.0MPa的密闭容器中通入反应混合气[],在1mol NiGa催化作用下只发生反应Ⅰ,测得时空收率(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线如图所示。
①时空收率随温度升高先增大后减小的原因是___________。
②223℃时,的平均反应速率___________。
③反应Ⅰ的速率方程可表示为,其中k为速率常数,p(单位:MPa)为各物质的起始分压,m、n分别为、的反应级数。实验结果表明速率常数与反应级数均受温度影响,当反应温度由169℃升高到223℃,,,则___________。
25.(2020届高考化学二轮复习题精准训练——化学反应原理大题)“雾疆”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染性物质。回答下列问题:
(1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质催化还原尾气中的NO气体,该过程的化学方程式为________。
(2)冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在的气氛下燃烧,能够降低煤炭燃烧时NO的排放,主要反应为。
已知:①
②
③
则反应的________。
(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的溶液进行电解,其中阴、阳膜组合电解装置如图所示,电极材料为石墨。
①表示________填“阴离子”或“阳离子”交换膜。分别代表生产中的原料或产品,其中C为硫酸溶液,则A表示________,E表示________。
②阳极的电极反应式为________。
(4)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中发生催化氧化的反应为。若在、条件下,往一恒容密闭容器中通入和的混合气体::,测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。
①图中A点时,的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得时压强的变化曲线如图2所示,则C点的正反应速率正与A点的逆反应速率逆的大小关系为正________填“”“”或“”逆。
③图中B点的压强平衡常数________用平衡分压代表平衡浓度计算,分压总压物质的量分数。
26.(四川内江市2026届高三下学期适应性训练化学试题)氢气是一种理想能源,探索绿色制氢是化学界一个重要课题。回答下列问题:
(1)水煤气法是传统制氢方法:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+132kJ·mol-1,该反应自发进行的条件是_______(填“高温”或“低温”)。
(2)298K时,相关物质的相对能量如图1。部分催化重整原理为:CH3CH2OH(g)+O2(g)3H2(g)+2CO(g) ΔH。
依据图1数据,计算反应的ΔH=_______kJ/mol。
(3)甲烷水蒸气重整制氢的逆反应为3H2(g)+CO(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH<0,若将H2与CO按物质的量之比3:1投入,在不同条件下达平衡时甲烷的物质的量分数为x(CH4)。在t=250℃条件下x(CH4)与p的关系、在p=5×105Pa条件下x(CH4)与t的关系如图2。
①图2中表示t=250℃条件下x(CH4)与p的关系的曲线为_______(填“a”或“b”)。
②当CO的平衡转化率为时,反应条件可能是250℃、_______Pa或5×105Pa、_______℃。
③210℃时,该反应的分压平衡常数Kp为_______(保留三位有效数字)Pa-2。
(4)研究表明,45℃、碱性条件下,甲醛在Ag作催化剂时也可制氢,反应机理如图3.使用时将纳米Ag颗粒负载在Al2O3表面以防止纳米Ag团聚。其他条件不变,反应相同时间,NaOH浓度对氢气产生快慢的影响如图4。
①若将甲醛中的氢原子标记为D,得到的氢气产物为_______(填化学式)。
②NaOH的适宜浓度为_______,从反应机理分析原因是_______。
27.(四川泸州市2026届下学期高三质量监测化学试题)二硫化碳是应用广泛的毒性化工试剂,可在300~400 ℃催化条件下与反应,再用溶液吸收转化为无毒物质,原理为:① ;②。回答下列问题:
(1)反应①的___________0(填“<”、“>”或“=”);计算___________。(化学键键能见下表)
化学键
键能
535
436
413
363
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,发生反应①,下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.混合气体总压强不随时间变化
B.分子数不随时间变化
C.混合气体密度不随时间变化
D.4个键断裂的同时形成4个键
(3)在体积可变的密闭容器中充入和,发生反应①,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示,、分别代表温度或压强。
①___________(填“<”、“>”或“=”)。
②在反应对应的、、三点中,平衡常数由大到小的顺序为___________,正反应速率由大到小的顺序为___________。
(4)某温度下,向恒容密闭容器中按体积比为1:4充入和,发生反应①,起始压强为,达到平衡时,转化率为80%,该温度下,该反应的平衡常数___________。
(5)常温下,无法用溶液快速处理为无毒物质,是由于常温下和反应缓慢,则反应缓慢的原因可能是___________(任答一点)。
28.(四川攀枝花市2026届高三下学期第二次统一考试(4月二模)化学试题)乙二醇是一种重要的化工原料,在制药、合成树脂等工业领域有广泛应用,可采取下列两种方法合成。
Ⅰ.直接合成法:由合成气直接法制乙二醇,主要反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
(1)已知:298 K、101 kPa下
反应Ⅱ的___________。
(2)在恒压密闭容器中充入合成气,仅考虑发生反应Ⅰ: ,维持10%的平衡转化率,所需反应条件(温度、压强)如下表:
温度T/K
298.15
300
354.7
400
压强P/kPa
5.73
6.38
49.27
260.99
反应Ⅰ的平衡常数K
1
则:___________(选填“>”或“<”)0,随着温度升高所需压强增大的原因是___________。
(3)直接合成法制乙二醇的反应Ⅰ、Ⅱ的反应历程(部分)如下图(TS表示过渡态),下列过程中活化能最大的基元反应方程式为___________。
(4)在2 L刚性容器中充入合成气,在总压40 MPa、473 K,含0.8 mg Rh(铑)的某催化剂存在下反应。测得和的时空收率分别为和(时空收率是指催化剂中单位质量Rh在单位时间内所获得的产物量),则用表示的反应速率为___________。
Ⅱ.间接合成法:可用草酸二甲酯(DMO)催化加氢合成乙二醇,发生如下3个均放热的连续反应,其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。
(5)在固定流速条件下,发生上述反应,初始氢酯比,出口处DMO的转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如下图(某物质的选择性,3种物质的选择性之和为1),其中曲线a表示DMO的转化率,曲线c表示乙醇的选择性。
①483 K时,出口处的值为___________。
②A点时,计算的浓度商表达式为___________(注:用物质的量分数代替浓度表示)。
29.(四川绵阳市2026届高三下学期高考适应性考试化学试卷)我国科学家研发出一种“零碳”排放制氢新路径,用秸秆制得的乙醇与水选择性部分重整制取氢气,并获取乙酸,主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)秸秆的主要成分是纤维素,其生产乙醇的化学方程式:①_________;②_________。
(2)测定乙酸分子中的键长和键角,可采用_________仪器进行分析。
(3)表示物质的标准摩尔生成焓,是指在101 kPa时,由最稳定单质合成1 mol指定产物的反应热。反应焓变产物的之和-反应物的之和。已知:
物质
0
x
则________,反应Ⅰ在_________(填“高温”或“低温”)自发进行。
(4)在恒压p kPa、T℃下,若向密闭容器中投入和,产氢活性与产物选择性随催化剂改变关系如图。[乙酸选择性]
①由图可知,反应体系应选_________作催化剂,原因是_________。
②已知:平衡常数与温度之间满足(R与C为常数)。该催化剂条件下,工业上一般确定270℃作为反应温度,为保证乙酸的较高选择性,试从热力学角度分析反应Ⅰ、Ⅱ,解释温度不宜更高的原因是_________。
③该条件下密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙酸的选择性为85%,且生成1.53 mol乙酸,则乙醇的转化率为_________,平衡常数________(列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
30.(四川德阳市部分学校2026届高三下学期适应性练习化学试题)铅膏(含和少量PbO)是铅酸蓄电池报废后回收铅的核心原料。一种从铅膏回收高纯铅的工业流程如图(部分产物已略去)。
已知:的氧化性强于酸性溶液;在水溶液中。
回答下列问题:
(1)铅与碳同主族,铅位于元素周期表_______区。
(2)物质a为稀硫酸与另一物质组成的混合物,从绿色化学角度分析另一物质不宜是_______(填标号)。
A.双氧水 B.浓盐酸 C.氯化亚铁溶液
(3)的沉淀溶解平衡曲线如图所示,(M为或)。
加入溶液后,发生反应的离子方程式为_______,溶液中_______。
(4)向加入过量溶液发生反应的离子方程式为_______。
(5)用和的混合溶液作电解液,用粗铅(主要杂质为)精炼铅,装置示意图如下。
①电极a为_______(填“粗铅”或“纯铅”),阳极泥的成分为_______(填化学式)。
②该装置工作一段时间后需要补充,其原因是_______;铅酸电池的正极反应式为_______。
31.(四川德阳市部分学校2026届高三下学期适应性练习化学试题)资源化利用是实现“双碳”目标的核心技术路径,逆水煤气变换(RWGS)是制合成气的关键反应。
已知:RWGS反应为;
DRM反应为;
裂解反应为。
回答下列问题:
(1)的_______。
(2)含配位键的分子是_______(填“”或“CO”)。
(3)一定温度下,向体积一定的刚性密闭容器中通入发生裂解反应,下列情况一定能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。
A. B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.容器内气体压强不再变化 D.断裂键的同时生成键
(4)和催化条件下,在密闭容器中发生RWGS反应,同时伴随一个副反应。平衡时各组分摩尔分数[如:甲烷的摩尔分数]随温度的变化曲线如图。
①低温下,和发生副反应的化学方程式为_______,该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
②a点对应的摩尔分数为,则的分压_______(填“>”“<”或“=”);若此时体系中含碳物质和的总量为1 mol,该温度下RWGS反应的平衡常数_______(计算结果保留2位小数)。
③结合图中信息,当温度高于,氢气的摩尔分数基本保持不变,其原因是_______。
32.(四川成都市金堂县金堂中学校2025-2026学年高三下学期化学试卷)工业上可利用与反应先制得,再用处理,并得到相关化工产品。主要反应如下:
Ⅰ、
Ⅱ、
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在某催化剂条件下的历程(含ⅰ~ⅵ六个步骤等)如图,其中*表示催化剂表面吸附位,表示被吸附于催化剂表面的。
①已知,______(保留三位有效数字)。
②反应Ⅰ中,提高平衡产率的最佳条件是______(填标号)。
A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压
③步骤ⅱ中“?”代表的微粒是______(填符号),图示中生成的步骤是______(填序号),写出最慢的基元反应方程式:______。
(2)反应Ⅱ的随温度的变化关系如图所示。
①工业生产中采用的适宜温度为______(填“1000℃”或“500℃”),原因是______。
②在t℃,压强恒定(120kPa)的密闭容器中按充入混合气体发生反应Ⅱ.反应达到化学平衡时,和分压相等,则的平衡分压为______kPa,该温度下反应的______(科学记数,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)。
33.(四川达州市普通高中2026届高三下学期第二次诊断测试化学试题)催化加氢制甲醇是碳的捕集、利用和封存技术中最具应用前景的技术路径之一。该过程主要发生下列反应:
反应
平衡常数
I
Ⅱ
Ⅲ
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的_________,若,则该反应在_________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)一定温度下,在某恒压密闭容器中充入和发生上述反应。下列说法能说明该体系达到平衡状态的是_________(填标号)。
A. B.气体密度不再变化
C.恒定不变 D.恒定不变
(3)以的进气比通入载有催化剂的密闭反应管中,维持压强为3 MPa进行上述三个反应,反应达到平衡状态时,测得的转化率、的选择性随温度的变化如图1:
已知:或CO的选择性
①表示选择性的曲线为_________(填“a”或“b”),并说明选择的理由_________。
②M点达到平衡状态时,的转化率为50%,则反应Ⅱ的_________。
(4)我国科学家研究发现,用图2电解装置电催化制甲醇可显著提高甲醇的选择性。已知钴酞菁(CoPc)分子可吸附CO,将钴酞菁(CoPc)分子限域在碳纳米管内部,能抑制副产物CO的生成。回答下列问题:
①阴极的电极反应式为_________溶液不参与电极反应)。
②碳纳米管内甲醇的选择性高于管外的原因可能是_________。
34.(四川眉山市2026届下学期高三第二次模拟测试化学试卷)催化加氢制甲醇是资源化利用中极具前景的研究领域,也是实现“双碳”目标的重要路径之一,其涉及的主要反应如下:
直接法:i.
间接法:ii.
iii.
回答下列问题:
(1)______。
(2)反应i能自发进行的条件是______(填“高温”或“低温”)。
(3)向恒容密闭容器中加入和发生上述反应,平衡时,和在含碳产物中的体积分数及的转化率随温度的变化如图所示。
①表示CO体积分数随温度变化的曲线为______(填“m”或“n”)。
②270℃时,反应经达到平衡,则内的生成速率______,若容器起始压强为,则反应ii的为______(保留两位有效数字)。
③150℃~400℃范围内的转化率先降低后升高,270℃~400℃范围内的转化率升高的原因是______。
(4)恒压时,采用间接法制取甲醇,和起始量一定的条件下,反应达平衡后使用分子筛膜选择性分离出,使用分子筛膜的作用是______(填标号)。
a.催化作用 b.提高的平衡转化率 c.提高的产量
(5)科学研究,在催化剂作用下,、合成甲醇反应历程如图所示(图中*表示吸附在催化剂上),该反应共经历了五步历程,其中决速步骤为第______步,其中IV—V的反应方程式为______。
35.(四川资阳市高中2026届高三下学期高考适应性考试化学试卷)丙烯常用作制备尼龙66的原料。我国科学家研发出高选择性催化剂(ZnOx),实现在温和条件下丙烷脱氢制备丙烯,反应原理为 。
(1)Zn在元素周期表中的位置___________。
(2)图1所示,向ZnO晶体中掺入少量CuF后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下会发出特定波长的光。
区域A“”中的离子为___________(填离子符号),区域B带___________(填“正电”或“负电”)。
(3)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
丙烷脱氢制丙烯反应的正反应的活化能为,则该反应的逆反应的活化能为___________(用带有的代数式表示)。
(4)一定温度下,恒容密闭容器中充入,发生反应:。
①下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.升高温度,该反应的平衡常数增大
B.混合气体平均摩尔质量保持不变,说明反应达到了平衡
C.及时分离出或再充入少量,均可提高丙烷转化率
D.已知高温条件下,C-C键比C-H键更易断裂,则生产丙烯应选择较低温度下的高效催化剂
②若初始压强为,反应过程中的气体体积分数与反应时间的关系如图2所示。此温度下该反应的平衡常数___________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)。已知上述反应中,,其中、为速率常数,只与温度有关,则点处___________。
③已知Arrhenius经验公式为(为活化能,为速率常数,、为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示,当其实验数据如b线所示,则可能的原因是___________。
36.(四川绵阳市三台中学2026届下学期高三三诊模拟考试(二)化学试题)的捕集、利用与封存(CCUS)被国际能源署列为实现全球净零排放的关键技术,包括从能源利用等工业过程或大气中捕集分离并加以资源化利用的过程。
(1)化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气的无接触燃烧方式,可有效捕集含碳物质燃烧时产生的.基于载氧体的化学链燃烧原理可分为两步:
反应ⅰ 。
反应ⅱ 。
①写出表示燃烧热的热化学方程式_______。
研究发现第一步与的反应体系中还存在如下副反应:
反应ⅲ
②某温度下往2 L的真空密闭容器中投入足量和10 mol达到平衡,测得此时,已知该温度下反应ⅲ的平衡常数为25 mol/L,则反应ⅰ的平衡常数为_______,为_______mol/L(保留两位小数)。
(2)一种由阴离子交换树脂和碳纳米管构成的复合膜(兼具阴离子和电子传递功能)可高效捕集空气中的,原理如图所示,其中复合膜的Ⅰ侧将空气中的捕集并转化为;Ⅱ侧通入少量即可释放。
①碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物,分析复合膜中碳纳米管的作用是_______。
②复合膜Ⅱ侧释放的反应式为_______。
③当复合膜Ⅰ侧处理1 m3(已折算为标准状况,下同)空气,其中98%的被复合膜捕集并释放,Ⅱ侧至少应通入_______L。
(3)在的催化作用下发生如下转化可实现的资源化利用:
反应ⅳ 。
反应ⅴ 。
在、条件下,反应相同时间,测得的转化率和的选择性如图所示。图中350℃反应ⅳ的产率_______该温度下平衡产率(填字母),结合数据阐述判断理由_______。
a.< b.= c.无法确定
37.(四川广元市高三下学期2026届第二次高考适应性检测化学试卷)碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略,以CO2为原料合成甲醇可以减少CO2的排放,可以更快地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题:
Ⅰ、CO2和H2生成甲醇涉及的反应如下:
ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol-1
ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
(1)反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=______kJ·mol-1。
(2)T℃时,在主、副反应的混合体系中,平衡时,生成甲醇的选择性[CH3OH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______。
②T℃时,若在密闭容器中充入2mol CO2和2.8mol H2,在压强为p Pa时,生成0.6mol CO,则T℃时,主反应的压强平衡常数Kp=______Pa-2(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。
(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,则该温度下CO2的转化率为______。
(4)其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率和CH3OH的选择性的影响如图1、2所示。
①由图1判断,A、B、C、D均未达到平衡状态的依据是______。
②温度高于260℃时,CO2平衡转化率升高的原因是______。
③温度相同时,CH3OH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:______。
38.(四川广安市2026届下学期高三第二次模拟考试化学试题)合成甲烷有利于实现“碳达峰、碳中和”,转化过程中发生的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ的___________。
(2)恒温恒压条件下,若只发生反应Ⅳ,可提高转化率的措施有___________(填字母)。
a.增加原料中的量 b.通入气 c.增加原料中的量
(3)反应Ⅰ的正、逆反应速率可分别表示为、(、分别为正、逆反应速率常数且均大于0,p为气体的分压),降低温度时、减少程度___________(填“>”“”或“<”)。
(4)CO和是重要的工业原料气,经“变换”“脱碳”可获得纯。向绝热反应器中通入CO、和过量的:。催化作用受接触面积和温度等因素影响,的比热容较大。过量能有效防止催化剂活性下降,其原因有___________。
(5)向2 L的恒容密闭容器中充入和发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,达平衡时各组分的物质的量随温度的变化如图所示:
①图中b表示的物质是___________(填化学式)。
②温度为T℃时,平衡时、的物质的量分别为1.2 mol、0.6 mol,反应Ⅱ的平衡常数___________(保留2位有效数字)。
③保持温度不变,增大容器体积,容器内___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
39.(四川南充市高2026届高三下学期高考适应性考试(二诊)化学试卷)某研究团队研究在催化剂表面利用加氢制甲醇。体系中的主要反应为:
i:
ⅱ:
ⅲ:
回答下列问题。
(1)_______。
(2)升温时,中间体逐渐增多的可能原因有两个,一个是产生的速率更快,另一个是_______。
(3)相关文献表明,该条件下反应存在两个反应历程,如下图所示,其中代表过渡态,*表示物种吸附在催化剂表面。路径二中决定总反应速率的基元反应(单纯的吸附、脱附不考虑)的化学方程式为_______。低温下,几乎不产生中间体的原因是_______。
(4)在恒温恒压条件下,投入不同物质的量之比的、、混合原料气,甲、乙两个不同的平衡状态数据如下。
平衡状态
投料比
平衡转化率
平衡转化率
甲
乙
①可提高平衡转化率的措施有_______(填字母标号)。
A.增加原料中的量 B.原料中加入 C.通入 D.改用更高效的催化剂
②初始投料中出含量下降时,平衡体系中将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③若平衡状态甲中分压为,则反应ⅲ的平衡常数_______(用含的代数式表示;分压=总压×物质的量分数)。
40.(四川凉山州2026届高三下学期高中毕业班第二次诊断性考试化学试卷)天然气净化和煤燃烧过程中会产生等污染物,将其吸收和转化是保护环境和资源利用的有效措施。请回答下列问题:
(1)硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示:
①图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是___________。
②从图中可看出将氧化成有两条途径:
途径a:经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成:;途径b:经过程Ⅱ转化成。
这两种途径相比,途径a改变的条件是___________,已知过程Ⅳ的化学方程式为;则过程Ⅲ的化学方程式为___________。
(2)空气直接氧化脱除的反应为:。
已知的燃烧热为,的燃烧热,则空气直接氧化脱除的反应热___________,反应在___________(填“高温”、“低温”或“任意情况”)自发进行。
(3)一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中充入、和,,发生反应:,5 min反应达到平衡,体系压强变为原来的80%。
①反应在0~5 min内用SO2表示的平均速率为___________;此温度下该反应的化学平衡常数___________。
②研究表明,催化氧化的反应速率方程为:。式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;n为平衡转化率,m为某时刻转化率,α为常数。在时,将一系列温度下的k、n值代入上述速率方程,得到v~t曲线,如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该m下反应的最适宜温度。下列说法正确的是___________。
A.v达到最大值时,平衡转化率n最大
B.时,v逐渐提高,原因是升高温度,反应速率常数h逐渐增大
C.后,v逐渐下降,原因是升高温度,平衡转化率n逐渐降低
D.温度是影响反应速率的主要因素,温度越高,反应速率越快
41.(四川成都市2025-2026学年下学期高三第二次模拟测试化学试卷)利用实现乙烷高效脱氢制乙烯是一种经济、可持续生产途径,基复合氧化物有助于实现乙烷和的吸附活化,相关核心步骤如下:
反应
反应II:
一定压强下,反应体系中初始与的体积比为,该混合气体以流速通过装有系列催化剂的反应器。已知体系中存在副反应产生了少量积碳。实验测得乙烷转化率与温度关系如图1,乙烯选择性与温度关系如图2。
回答下列问题:
(1)已知相关物质的摩尔燃烧焓如下表:
物质
反应I的焓变______。
(2)反应I的自由能随升温呈______(填“升高”或“降低”)趋势。
(3)保持反应初始过量的好处是______(填标号)。
a.提高的平衡转化率 b.减少积碳生成 c.提高的平衡体积分数
(4)图1中,在催化下的乙烷转化率随升温而增大,原因是______。图2中,在Ni—TiO2催化下的乙烯选择性相对较低,可能原因是______。
(5)综合图1与图2判断,在650°C下四种催化剂中制乙烯的最佳者为______。
(6)某温度下,平衡时乙烯选择性为80%,则______。平衡体系中几乎无和,乙烷的平衡转化率为40%,则______kPa。
42.(四川成都市石室中学2026届高三下学期二模化学试题)二氧化碳的资源化利用是实现“双碳”目标的关键。其中,通过逆水煤气变换(RWGS)反应调控合成气中氢碳比具有重要的工业价值。
RWGS反应:反应Ⅰ.
RWGS反应中可能发生的副反应:
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)___________,反应Ⅲ在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)RWGS反应历程中Cu改性前后该路径的相对能量与反应历程关系如图1:
①由图可知,加入Cu助剂后,决速步反应的活化能降低了___________eV。
②加入Cu的作用是___________。
(3)实验测得RWGS反应正逆反应速率方程:,(、分别为正逆反应速率常数,p为各物质分压),反应达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数___________(填“大于”“小于”或“等于”)增大的倍数。
(4)恒压下,按投料,发生上述反应。平衡时CO、、、的物质的量分数(x)随温度(T)的变化曲线如图2[已知、];
①曲线c、d代表的物质分别是___________。
②温度高于400℃后,曲线b超过d且持续增大的原因是___________。
(5)控制反应体系总压为p kPa,按投料,发生上述反应。600℃达到平衡时,的转化率为80%,的选择性为25%[已知的选择性]。该温度下反应Ⅲ的平衡常数___________(用分压表示,列出计算式即可)。
43.(四川德阳市高中2026届高三下学期第二次诊断考试化学试卷)乙醇水蒸气重整制氢工艺的产氢效率高,并且乙醇来源广泛,具有较理想的应用前景。相关反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)上述“相关反应”中,属于非极性分子的是___________(填化学式)。
(2)___________kJ/mol。
(3)有利于提高平衡时转化率的条件是___________(填标号)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(4)若在一定温度下,恒容密闭容器中发生上述反应,能判断体系达到平衡的是___________(填标号)。
A.反应体系的压强保持不变 B. C.混合气体密度保持不变
(5)一定压强下,时,发生上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示[CO的选择性]。
图中表示平衡时的选择性随温度变化的曲线是___________(填序号),分析曲线②在300℃前后变化趋势相反的原因___________。
(6)在T℃,,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,平衡时,转化率为80%,和CO的选择性相等,设平衡时总压强为p,用各物质的平衡分压代替平衡浓度,则该温度下反应Ⅱ的___________。(用计算式表示)
44.(四川内江市2026届下学期高三第二次模拟考试化学试题)“二氧化碳干重整”是将和两种温室气体转化为合成气的过程。该重整反应体系主要涉及以下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
(1)根据盖斯定律,反应ⅰ的___________。
(2)对于上述反应体系在一定条件下建立的平衡,下列说法正确的是___________(填标号)。
a.减小容器的体积,反应ⅰ、ⅱ的正反应速率都增加
b.降低温度,反应ⅰ~ⅳ的正、逆反应速率都减小
c.加入反应i的催化剂,可提高的平衡转化率
d.移去部分,反应ⅱ、ⅲ、ⅳ的平衡均向右移动
(3)在恒压条件下,、重整制合成气的过程中各组分平衡物质的量随温度的变化如图1所示。
①630℃平衡时容器的体积为100 L,反应的平衡常数___________。
②积碳会影响催化剂活性。其他条件不变,随温度升高,积碳含量___________(填“增大”或“减小”),从平衡移动角度分析可能的原因是___________;要尽可能减少积碳,应适当___________(填“增大”或“减小”)初始投料的比值。
(4)反应ⅰ、ⅱ、ⅳ的随1/T(温度的倒数)的变化如图2所示。[已知为相对压力平衡常数,其表达式写法为:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以100 kPa]。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,表示反应ⅳ的为___________。
②在A点对应温度下、原料组成为、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为30 kPa。则的平衡转化率为___________。
45.(山西晋中市2026届高三下学期3月调研测试(二模)化学试题)目前,我国已将二氧化碳资源化。利用和催化重整可以制备合成气,反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)的_________(用含的代数式表示);该反应在_________(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(2)在恒容密闭容器中通入,在一定条件下发生上述反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①图中的压强即_________(填“>”“<”或“=”)。
②若Y点是在下的反应,则Y点时反应I向_________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
(3)在一密闭容器中通入发生反应I和Ⅱ,的平衡转化率和的平衡选择率[的平衡选择率]随温度的变化趋势如图所示。
①图中曲线N随温度增大而升高的原因是_______。
②时,若平衡体系的总压强为的分压是_________(用含的代数式表示);反应Ⅱ的平衡常数_________(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
46.(四川省广安第二中学校等校2025-2026学年高三下学期综合素质模拟预测化学试题)作为化石燃料的燃烧产物,直接排放易导致温室效应,因此大力开发的资源化利用具有十分重要的意义和广阔的前景。如用二氧化碳与氢气合成甲醇、乙醇等。
已知:
①
②
回答下列问题:
(1)为物质的标准摩尔生成焓(kJ/mol),是在标准压力下,由最稳定的单质生成标准状态下1 mol物质的焓变。相关物质的标准摩尔生成焓如下表所示。
物质
(g)
(g)
(g)
(g)
(kJ/mol)
-393.5
0
-235.1
-241.8
则_______kJ/mol。
(2)下列关于反应②的()随温度T(K)的变化趋势正确的是_______(填序号)。
(3)绝热恒容条件下,下列能说明反应①达到平衡的是_______(填序号)。
A.
B.断裂3 mol H-H键的同时形成3 mol H-O键
C.平衡常数保持不变
D.气体的总物质的量保持不变
(4)与反应生成甲醇和乙醇,在不同催化剂下反应相同的时间,的转化率及乙醇的选择性与温度的关系分别如图1、2所示。随着温度的升高,以为催化剂,的转化率先增大后减小的原因是_______;制备乙醇最适宜的条件是_______。
(5)按投料比发生反应②,起始压强为8 MPa的恒容条件下,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系如图所示,曲线d表示的物质是_______(填化学式),M点所示温度时,该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)。
(6)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示,两电极均为惰性电极。电极P上生成的电极反应为_______。
47.(四川省泸州市高2023级上学期第二次教学质量诊断性考试化学试题)碘及其化合物在人类活动中占有重要地位。回答下列问题:
(1)已知:25℃时,存在如下溶解平衡:
25℃时,反应的___________。用有机溶剂从水溶液中萃取时,萃取效率。用等体积的萃取碘水中的(忽略与的反应),平衡时萃取效率___________(用含、的代数式表示)。平衡常数大于的原因是___________。
(2)已知反应的,化学键H-H、I-I的键能分别是、,则化学键H-I的键能是___________。
(3)某研究小组对反应进行了深入研究。分别在453℃和499℃的刚性容器中,进行不同投料的两组实验,气体混合物中HI和的物质的量分数x与反应时间t的关系如下图:
①499℃时,表示随t变化的曲线是___________(填字母编号)。
②根据上述实验结果,453℃时该反应的平衡常数___________(保留2位小数)。
③453℃时,向上述平衡体系中继续通入HI,平衡时将___________(填“变大”“变小”或“不变”),原因是___________(从定量角度分析)。
48.(四川省绵阳南山中学2026届高三上学期第五次教学质量检测(二模)化学试题)甲醇是重要的化工原料。某温度下,利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在_______(填“高温”或“低温”)条件下能自发发生,已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式______________。
(2)一定温度下,向初始压强为的恒容密闭容器内充入和,只发生反应Ⅰ、Ⅱ,一段时间后反应达到平衡。
①该反应在有、无分子筛膜时甲醇的平衡选择性随温度的变化如图甲所示[分子筛膜能选择性分离出]。恒温恒容条件下,有分子筛膜时发生反应,下列说法能作为反应Ⅰ达到平衡状态的判断依据的是______(填字母)。
A气体压强不再变化
B.气体的密度不再改变
C.
D.
②有分子筛膜时,温度高于210℃后甲醇产率随温度升高而降低的原因是____________。
③某温度下的转化率为80%,反应Ⅰ的选择性为60%,则平衡时的分压为_______kPa,该反应温度下反应Ⅱ的平衡常数为_______(写出计算表达式即可)。
(3)反应Ⅰ的速率,,其中、分别为正、逆反应速率常数。
①降低温度时,_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②在实际生产过程中会产生积碳反应影响催化剂的活性,通过向容器中通入达到消碳的目的。积碳反应和消碳反应的与温度的关系如乙图所示。(已知,k为速率常数,A、R均为常数,Ea为活化能,T表示温度)
消碳反应活化能______积碳反应活化能(填“大于”、“等于”或“小于”);为提高除碳效率,应在_____区除碳(填“高温”或“低温”)。
49.(四川凉山州宁南中学2025-2026学年高二下学期开学考试化学试题)降低大气中的CO2含量和有效开发利用CO2正成为研究的主要课题,CO2与氢气合成甲醇的反应为: ΔH <0,请回答下列问题:
(1)该反应的自发条件是___________(填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)。
(2)下列有利于提高CO2转化率的措施有___________(填字母)。
A.缩小容器容积,增大压强 B.升温
C.使用催化剂 D.增大H2和CO2的初始投料比
(3)在容积为2 L的恒容密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,在500 ℃时,发生上述反应,10 min后反应达到平衡,测得平衡时。
①达到平衡时CO2的转化率为___________,前10 min内用H2(g)的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为v(H2)=___________。
②计算该温度下此反应的化学平衡常数K的值为___________(保留两位小数)。
③保持温度不变,平衡后如果将容器的容积扩大到4L,达到新平衡时,c(CH3OH)___________0.375 mol/L(填“>”、“<”或“=”)。
(4)恒温恒容条件下,下列能说明反应已达平衡的是___________(填字母)。
A.
B.单位时间内生成1 mol H2O(g)的同时生成3 mol H2(g)
C.混合气体的密度不随时间而变化
D.容器中混合气体的压强不随时间而变化
(5)以CO2、H2为原料合成CH3OH时,还发生了副反应:,该反应的化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示,请回答下列问题:
t/℃
700
800
830
1000
K
0.6
0.9
1.0
1.7
1000℃时,某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、3 mol/L,则此时上述副反应的平衡移动方向为___________(“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
50.(云南省昭通市第一中学等三校2026届高三上学期高考备考实用性联考卷(四)化学试题)为实现“碳中和”目标,的综合利用成为研究热点。
Ⅰ.利用和制备
已知温度为、压强为时的摩尔生成焓()如下表所示(注:一定温度下,由最稳定单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓)
气态物质
摩尔生成焓
0
-395
-378.5
(1)温度为、压强为时,制备甲酸的热化学方程式为___________。
(2)已知:温度为时, 。实验测得:,,、为速率常数。若时,,则___________(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.利用催化加氢合成乙烯: 。
密闭容器中,在不同条件下达到平衡时,体系中的体积分数为,在下,与的关系和下,与的关系如图所示:
(3)图中对应等温曲线是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);N点对应的体系中___________30MPa(填“>”“<”或“=”)
(4)某温度下,恒容反应器中,合成乙烯的反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.与浓度之比保持不变 B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.混合气体的密度不变 D.保持不变
(5)若合成乙烯时发生副反应: 。
已知:乙烯的选择性
①同时提高的平衡转化率和平衡时选择性的反应条件为___________(填2条)。
②一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中加入和,进行反应(考虑副反应),达到平衡状态时,的转化率为60%,生成CO的物质的量为0.6mol,则乙烯的选择性为___________;在该温度下,合成乙烯反应的平衡常数___________(列出计算式即可)。
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《高三化学� �化学与原理解答题》参考答案
1.(1) -142.0 5
(2)B
(3) H2S 温度低于时,基本不变,只发生反应Ⅰ,升高温度会使反应向逆反应方向移动,与增加量相同 0.29
(4)a
【详解】(1)①根据已知反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和,由于反应Ⅰ:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)的,代入可得,求出;
②活化能是反应物分子达到过渡态所需要的能量,由图可知,该反应分5步进行,第5步的正反应活化能最大;
③设0~tmin内反应的H2S的物质的量为n mol,列三段式;,H2S的体积分数和其物质的量分数相同,因此有,可以求出,由于COS的浓度变化量与H2S的浓度变化量相同为,平均反应速率为;
(2)向恒容密闭容器中通入一定量的CO和H2S,会发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,
A.催化剂只能改变反应速率,不改变平衡状态,无法提高COS平衡产率,A错误;
B.反应Ⅰ气体分子数不变,反应Ⅱ气体分子数增大,因此减小容器体积,压强增大,反应Ⅱ向逆反应方向移动,导致增大,会使反应Ⅰ向逆反应方向移动,减小,B正确;
C.升高温度,正、逆反应速率均增大,C错误;
D.通入CO,反应Ⅱ逆向移动,减小,增大,D错误;
故答案为B;
(3)①反应Ⅰ是放热反应,随着温度升高反应向逆反应方向移动;反应Ⅲ是吸热反应,随着温度升高反应向正反应方向移动;所以H2S的量始终最小并且随着温度升高而减小,与曲线Ⅰ的变化趋势一致,因此曲线Ⅰ对应的物质为H2S;由图可知,温度低于时,基本不变,只发生反应Ⅰ,升高温度会使反应向逆反应方向移动,与增加量相同,CO对应曲线与曲线Ⅰ重合;
②由图可知,时,,设反应Ⅰ消耗的为,反应Ⅲ消耗的为,因此,
,求出,;,;
,,,代入;
(4)峰面积与物质浓度成正比,COS降解为CO2,反应时间越短,COS浓度越大、CO2浓度越小;键长越短,相对分子质量越小,特征吸收峰波数越大;CO2的键长更短,相对分子质量更小,波数大于COS,2min时,低波数区峰面积更大,说明COS浓度大,高波数区峰面积小,说明CO2浓度小,与图a中曲线特征一致,因此图a中曲线呈现了2min时两物质的特征吸收峰。
2.(1)
(2)bc
(3) 增大 减小生成物(水)的浓度,促使平衡向正反应方向移动
(4) 0.05 1.10
(5) < 升温后,的增大倍数大于的增大倍数,这说明KⅡ增大的倍数大于KⅠ,因此,由题给公式可知,大小与呈正比,故
【详解】(1)根据盖斯定律,目标反应 = 反应Ⅰ + 反应Ⅱ,因此。
(2)a.若反应生成了D,总消耗A的物质的量为,总消耗B的物质的量为,因此,a错误;
b.由图可知,在 0~120 min 内,135℃时,体系无D,说明只发生了反应Ⅰ,C的净生成速率等于 B的消耗速率,b正确;
c.观察图象,在145℃(虚线)下,240~320 min 时各物质浓度曲线已呈水平状态,说明反应已经达到平衡,净反应速率(平均速率)为 0;而在135℃(实线)下,240~320 min 时曲线仍有微小变化,说明反应仍在向右进行,平均速率大于 0。因此145℃时的平均速率小于135℃ 时的平均速率,c正确;
故选bc。
(3)水是反应Ⅰ、Ⅱ的生成物,移走水使生成物浓度减小,两个反应的平衡均正向移动,因此C和D的产率增大。
(4)已知135℃平衡时,由表格,得;又,因此(或可通过计算精确值);
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
平衡时;, ;对于反应Ⅰ,平衡常数, 代入得。
(5)KⅠ 、KⅡ,温度升高,均增大,说明KⅠ、KⅡ均随温度升高而增大,因此;升高相同温度,的增大倍数大于的增大倍数,这说明KⅡ增大的倍数大于KⅠ,题给公式,大小与呈正比,K值增大的倍数越大,其对数就越大,对应的就越大,故。
3.(1)+41.2
(2) 低温 >
(3) c 反应未达平衡,升高温度,的转化率增大,反应ii速率的增大程度远大于反应iii,故甲醇的选择性快速下降(或催化剂失去活性) 22.5%
(4)
【详解】(1)根据题中信息可写出热化学方程式:
①,
②,
③,根据盖斯定律,反应①-②+③可得,则=+41.2;
(2)反应ⅰ正向反应气体分子数减小,,,可知在低温时可能小于0,低温时可能自发进行;反应ⅱ的,结合图像,高温时可能小于0,则反应ⅱ的>0;
(3)由题意知,曲线a代表甲醇的选择性随温度的变化,由图可知,温度升高,甲醇的选择性减小,则CO的选择性增大,说明温度升高,反应ⅱ正向进行,反应iii逆向进行,二氧化碳的转化率增大,故曲线b、c分别代表甲醇时空收率、二氧化碳转化率随温度的变化;
①由分析可知,曲线c代表二氧化碳转化率随温度的变化;280℃后,甲醇的选择性快速下降可能是反应ⅱ的反应速率的增大程度远大于反应iii所致,也可能是温度升高,催化剂活性下降,导致反应iii的反应速率减慢所致;
②由图可知,280℃时,甲醇的选择性为77.5%,由选择性公式可知,一氧化碳的选择性为:1-77.5%=22.5%;由题意可知,进气流量为、二氧化碳和氢气的物质的量比为1:3,则1 h通入二氧化碳的物质的量为:××60 min=;由题意可知,催化剂的质量为0.5 g,甲醇的时空收率为,由时空收率公式可知,甲醇的产率为:;
③根据题意,该气体流速下的转化率为平衡转化率,若假设装置中起始时含有气体,那么起始时、,反应ⅱ中为,反应ⅲ中为,则假设反应ⅱ达到平衡后再发生反应ⅲ并达到平衡,且平衡时,则由题意可得如下“三段式”:
根据平衡时转化率为50%,可知,,解得,则平衡时、、,,可以得到反应ⅱ的;
(4)催化电极上发生还原反应生成甲醇,电极反应式为。
4.(1) +120 > B
(2)
(3) 能消除催化剂表面的积碳,加快反应速率,同时还能发生反应ⅴ消耗,促进反应ⅰ平衡正向移动,提高乙烯的产率 的含量增多,减少了在催化剂表面活性点的吸附,导致的转化率呈减小的趋势
(4)4s
【详解】(1)①由盖斯定律可知,目标反应的,该反应为气体分子数增多的反应,故;②反应中,,随温度T/(K)的变化是一次函数的变化,斜率,与y轴的截距,故答案为B;
(2)①由于该图横坐标为反应时间,故曲线a代表,又由于所有产物中的物质的量最多,故曲线d表示,另外两条曲线表示和一种副产物,由于乙烷起始投料为1 mol,根据碳原子守恒,、和副产物中碳原子总数应为2 mol,又由于平衡时为0.2 mol,b、c分别为0.4 mol和0.6 mol,故副产物只可能是,又根据原子守恒可推出平衡时为0.4 mol,为0.6 mol,故曲线b为,曲线c为;②由①可知℃平衡时为0.2 mol,为0.6 mol,为1.2 mol,故分压,分压,分压,故;
(3)①在乙烷脱氢制备乙烯过程中的参与可明显提高乙烯的产率是由于能消除催化剂表面的积碳,加快反应速率,同时还能发生反应v消耗,促进反应i平衡正向移动,提高乙烯的产率,②根据题干信息可知,非均相催化反应一般涉及反应物在活性位点上的吸附,则的含量增多,减少了在催化剂表面活性点的吸附,导致的转化率呈减小的趋势;
(4)配合物中,金属离子通常提供空轨道,配体提供孤电子对,则的4s空轨道与分子的键电子形成配位键。能与形成配合物而吸附在Y分子筛上,中无孤电子对不能与形成配合物而无法吸附。
5.(1)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
(2)b
(3)
(4) 温度升高,催化剂活性降低,时空收率降低(或温度过高不利于物质在催化剂表面附着,影响时空收率) B
(5)
【详解】(1)由热化学方程式,得到,,则,,反应3的热化学方程式为:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);
(2)生成甲醇的反应1为放热反应,是气体分子数减小的反应,要提高甲醇的平衡产率,需选择低温高压的条件,故选择b;
(3)①设反应1消耗amol CO2,反应2消耗bmol CO2,列出三段式
结合CO2平衡转化率为50%,甲醇选择性为80%,,,算得a=0.4 mol,b=0.1 mol,气体总物质的量为:(4-2a)mol=3.2 mol,CO的分压为;
反应2前后气体的化学计量数之和不变,故平衡常数中的分压可用物质的量的表示,;
(4)①温度升高,可能导致催化剂失活,使甲醇的时空收率下降;也可能因为温度过高导致物质在催化剂表面附着困难,影响时空收率;
②由图可知甲醇时空收率最高时的温度约为210℃、使用催化剂,故选B;
(5)只发生反应2,观察反应2的化学计量数,可知消耗的CO2的物质的量与生成的水的物质的量相等,设投入1mol CO2,没有使用分子筛膜多孔载体反应器时,CO2的平衡转化率为25%,即反应了0.25mol CO2,生成0.25mol水,可算得;当通入新型反应器时,CO2平衡转化率为40%,总共生成0.4mol水,设从b口排出了x mol水,平衡常数不变,可列式:,解得x=0.3 mol,故从a口排出的水为(0.4-x)mol=0.1 mol,二者质量比为0.1:0.3=1:3。
6.(1) -142.0 5
(2)BD
(3) H2S 由图可知,温度低于T0时,n(CO2)基本不变,只发生反应Ⅰ,升高温度反应Ⅰ逆向移动,n(CO)与n(H2S)增加量相同 0.29
(4)a
【详解】(1)①由反应焓变△H=产物生成焓之和-反应物生成焓之和可知,△H1=x+0-(-110.5)-(-20.1)=-11.4kJ/mol,解得x=-142.0;
②由图可知,该反应分5步进行,第5步的正反应活化能最大;
③设0~tmin内反应的H2S物质的量为nmol,列三段式:
H2S的体积分数=物质的量分数,即,解得n=a(1-2b)。COS的浓度变化量,平均反应速率:v(COS)=;
(2)A.催化剂仅改变反应速率,不改变平衡状态,无法提高COS平衡产率,A错误;
B.反应Ⅰ气体分子数不变,反应Ⅱ气体分子数减小;减小容器体积,压强增大,平衡向气体分子数减小方向移动,则反应Ⅱ逆向进行,c(COS)增大,使反应I逆向进行,n(H2)减小,B正确;
C.升高温度,正、逆反应速率均增大,C错误;
D.通入CO,反应Ⅱ逆向移动,c(S2)减小,增大,D正确;
故选BD;
(3)①在T1 K下,CO和CO2的曲线相交,说明两者的消耗量相等。根据两个反应的化学方程式可知,此时生成的H2和H2O的物质的量也必然相等。因此,图中下方相交的两条曲线分别代表H2和H2O。排除了上述物质后,图中剩余的两条曲线分别为H2S和COS。因为H2S同时是两个反应的反应物,反应过程中H2S的消耗量等于CO和CO2消耗量之和,是消耗最多的反应物。因此,在整个反应过程中,剩余H2S的物质的量始终小于CO和CO2。观察图像可知,曲线I始终位于CO和CO2曲线的下方,由此可明确判定曲线I代表H2S;
温度低于T0时,由图可知,温度低于T0时,n(CO2)基本不变,只发生反应Ⅰ,升高温度反应Ⅰ逆向移动,n(CO)与n(H2S)增加量相同,故CO对应曲线与曲线Ⅰ重合;
②n(CO)=0.76mol,n(H2)=0.24mol,n(CO2)=0.76mol,n(H2S)=0.52mol,n(COS)=0.48mol,代入KⅠ的表达式得;
(4)峰面积与物质浓度成正比,COS降解为CO2,反应时间越短,COS浓度越大、CO2浓度越小;键长越短/相对分子质量越小,特征吸收峰波数越大;CO2的键长更短、相对分子质量更小,波数大于COS。2min时,低波数区峰面积大说明COS浓度大,高波数区峰面积小说明CO2浓度小,与曲线a特征一致,答案选a。
7.(1) -36 小于
(2) =
(3) 或 b
(4) 36% 72.9
【详解】(1)反应II为水煤气变换反应: =+-=;反应III为,该反应能自发进行,这意味着吉布斯自由能,该反应是气体物质的量减小的反应,,要使, 必须是一个足够小的负值。所以必须小于 0。
(2)①当反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,即,根据题目给出的速率方程:,=,800℃时,所以;反应II的,这是一个放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致平衡常数减小, ,所以。
(3)①决速步骤(速率控制步骤)是指反应历程中活化能最大(能垒最高)的一步,它决定了整个反应的速率。观察图中“金催化剂”对应的曲线,过渡态 Ⅱ对应的活化能最高,是整个反应的决速步,化学方程式为:或;
②金催化剂:最高能垒(决速步活化能)为1.86eV-(-0.16);原子层金簇负载催化剂:其最高能垒出现在第二步,为,能垒越低,反应速率越快。因此,原子层金簇负载催化剂(b)更优。
(4)①根据题意,初始有1 mol CO,转化率为60%。已转化的CO的量为,当CH3Br体积分数为0时,从图中可知,产物选择性为,因此,用于生成C3H6和C3H8的选择性之和为,选择性比,联立求解可得:,,用于生成的CO的量为,生成的反应方程式为,生成的的量为,1 mol CO理论上最多能生成 mol ,的产率为%;
②当CH3Br体积分数大于20×10-6时,CO2的选择性为0,产物只有C3H6和C3H8,CO的转化率为80%,则已转化的CO总量为,由于且,可解得,,生成的C3H6的量:,生成的C3H8的量:,平衡时CO的量:,由O元素守恒可知,平衡时n(H2O)=,根据反应Ⅲ和Ⅳ的化学计量关系,消耗的的总物质的量为,则平衡时的物质的量为,反应Ⅲ的平衡常数72.9。
8.(1) 低温
(2)AD
(3) x 反应①为吸热反应,反应②为放热反应,温度较低时,以反应②为主,随温度升高,平衡逆向移动,CO2的转化率降低;温度较高时,以反应①为主,随温度升高,平衡正向移动,CO2的转化率升高
(4) 40%
(5)
【详解】(1)根据盖斯定律,目标反应反应③反应①反应②,则;当时,反应能自发进行,该反应的、,则该反应在低温条件下能自发进行;
(2)A.增大浓度,反应物浓度增大,反应①②正反应速率均增加,A正确;
B.移去部分,反应②平衡右移,浓度降低,反应③平衡左移,B错误;
C.其他条件不变,增大压强反应②的平衡会发生移动,造成反应①③中物质的浓度发生改变,平衡移动,C错误;
D.降低温度,活化分子百分数减小,所有反应正、逆反应速率均减小,D正确;
故选AD;
(3)反应①为吸热反应,反应②为放热反应,随着温度升高,反应②的平衡逆移,甲醇的含量降低,则曲线是甲醇的选择性变化曲线,甲醇的选择性与的选择性之和为,且升温反应①的平衡正向移动,导致的量增大,故曲线代表的选择性,则曲线表示二氧化碳的转化率;温度低于时,以反应②为主,随温度升高,平衡逆向移动,的转化率降低,温度高于时,以反应①为主,随温度升高,平衡正向移动,的转化率升高,因此二氧化碳的转化率随温度改变呈现曲线的变化;
(4)时,只发生反应①②,平衡体系共有甲醇,根据图象可知,,甲醇和的物质的量均为,根据碳元素守恒,平衡时;根据氧元素守恒,平衡时,根据氢元素守恒,平衡时,的平衡转化率;平衡时总的气体的物质的量,反应②的;
(5)电解质呈碱性,甲醇燃料电池的负极反应为。
9.(1)低温
(2)
(3)ac
(4)0.20(或0.2)
(5) b 升温使反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度
(6)
【详解】(1)反应Ⅰ,正向反应气体分子数减少,,的反应可自发进行,则有利于反应Ⅰ自发进行的条件是低温;
(2)根据盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ,反应Ⅲ的热化学方程式为;
(3)a.反应Ⅰ为非等体积反应,恒温恒容密闭容器中体系的压强不再改变,可以说明反应体系达到平衡,a正确;
b.不能说明各物质浓度不再变化,不能说明反应体系达到平衡,b错误;
c.反应Ⅰ和Ⅱ中、的化学计量数之比均为1:1,单位时间内消耗的同时消耗,说明正逆反应速率相等,可以说明反应体系达到平衡,c正确;
d.根据质量守恒,气体总质量不变,恒温恒容密闭容器中,混合气体的密度是定值,不能说明反应体系达到平衡,d错误;
故选ac;
(4)决速步为活化能最大的步骤,TS3对应步骤为决速步骤,无催化剂时,活化能为1.80 eV -0.20 eV =1.60 eV; 有催化剂时,活化能为0.40 eV (-1.00 eV )=1.40 eV;活化能降低了0.20 eV;
(5)① 设反应Ⅰ转化为x,反应Ⅱ转化为y,由题意x=,x+y=,得y=1mol,平衡时各物质物质的量:,,,,,总物质的量。恒温恒容,压强之比等于气体的物质的量之比,初始14mol气体对应压强,故平衡时对应总压强,二氧化碳分压,,,,反应Ⅰ的;
② 反应Ⅰ放热,反应Ⅱ吸热,升高温度,反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,因此选择性随温度升高降低,对应下降的曲线b;对应上升的曲线a为CO的选择性;
③ 曲线c为CO2的转化率,升高温度反应Ⅰ逆向移动,CO2转化率减小,反应Ⅱ正向移动,CO2转化率升高,反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度,因此温度高于280℃后曲线升高;
(6)阴极得电子并结合氢离子生成甲醇,碳元素化合价由+4降至-2,阴极电极反应式为。
10.(1)
(2) 温度升高,反应1和反应2的平衡均正向移动,且反应2的正向移动的程度大于反应1 ;
(3)实现与其余气体的分离,提高转化率/效率
(4) 、 在和中的电负性比较大,较易吸附在带正电性的位点上 吸附在位点上氧原子的以及氧原子相邻碳原子的断裂,碳原子与氧原子形成碳氧双键,产生的氢原子形成并吸附于位点,继而脱附产生
【详解】(1)根据盖斯定律,将已知反应进行组合:反应1+反应2+反应3,化简即可得到目标反应。因此,;
(2)反应1和反应2均为吸热反应,升高温度,两者的化学平衡均正向移动。是反应1的产物、反应2的反应物,当温度升高导致反应2正向移动的程度大于反应1时,的消耗量大于生成量,其浓度减小;
计算过程:设初始,。平衡时,转化了,剩余;转化了,剩余。体系中总原子数为。的原子占有率为,则中含有原子,即平衡时。设反应1中反应,反应2中反应,反应3中生成,根据各物质的变化量可列方程组:,,解得:,,。平衡时各组分的物质的量为:,,,,,。平衡时气体总物质的量。故的平衡分压为;反应2前后气体分子数相等,可用物质的量代替分压计算平衡常数:;
(3)膜反应器允许通过,能不断将生成物从体系中分离出去,降低了生成物浓度,促使平衡正向移动,从而提高重整效率;同时实现了目标产物的提纯分离;
(4)①观察机理图可知,步骤II中脱附生成的其原子全部来自于;而步骤IV和步骤V中脱附生成的,其原子分别来自于的键和的键。若用替换,步骤II仍生成,步骤IV和V则生成;
②O原子的电负性大于C和,在和分子中O原子带有部分负电荷,而位点带有一定正电性,异性电荷相互吸引,故通过O原子吸附;
③对比步骤IV反应前后的微粒结构:反应前为吸附在上的,反应后为吸附在上的和脱附的。此过程中,中一个键和一个键断裂,C与O之间形成碳氧双键(),断裂下来的两个原子在位点结合形成键,最后脱附生成气体。
11.(1) 能,反应③的,低温下,的绝对值较小,
(2)AE
(3)
(4) 催化剂B ②
(5)30
【详解】(1)由盖斯定律:反应③ = 反应① - 反应②, = - = (-49.0) - (+41.1) = -90.1 kJ·mol⁻¹;
反应③是气体分子数减少的反应(3 mol → 1 mol),故( < 0),又因< 0,根据吉布斯自由能公式 = - ,当温度T较低时,-项较小,更易小于0,因此低温有利于自发;
(2)A. 容器内(g)与(g)的浓度之比为1:1(按计量比生成),无论是否平衡都成立,A符合题意;
B. 单位时间内断裂键,同时断裂键,此时正、逆反应速率相等,反应达到平衡,B不符合题意;
C. 反应前后气体物质的量变化(4 mol → 2 mol),容器内混合气体的压强不变意味着各组分浓度恒定,反应达到平衡,C不符合题意;
D. 混合气体的总质量不变,总物质的量变,平均摩尔质量是变化量,当混合气体的平均摩尔质量不变,说明反应达到平衡,D不符合题意;
E.,恒容密闭容器中质量和体积均不变,密度始终不变,不能判断平衡,E符合题意;
故选AE;
(3)设反应①和②中消耗的的物质的量分别为和,根据题意,平衡时。平衡时各物质的量为:,,;由得,,解得,所以平衡时,,,,反应③的平衡常数;
(4)催化剂B的最大活化能垒更低(最高点到过渡态的能量差更小),优选的催化剂为催化剂B;
速控步骤是活化能最高的那一步,在催化剂B曲线上,步骤②对应的峰最高;
(5)已知Arrhenius经验公式为,斜率k=-Ea,由图可以计算出k==-30 kJ/mol,则-Ea=-30 kJ/mol,故Ea=30 kJ/mol。
12.(1) -68 kJ 、,高温时绝对值大,使,反应非自发
(2)AC
(3)减小
(4)1
(5) 反应①的决速步活化能远低于反应②,反应①速率远大于反应②
(6)升温对高活化能的反应②速率提升更显著(或催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利
【详解】(1)根据反应①的热反应方程式及标准状态下各物质的相对能量表可得=[23+(-242)]-[(-110)+(-41)+20]kJ/mol=-68 kJ/mol;反应自发进行的判据是吉布斯自由能,根据,当时反应可自发进行,反应①是气体分子数减少的反应,即,又,所以在高温条件下的绝对值增大,,因此高温下反应不能自发进行,故原因是、,高温时绝对值大,使,反应非自发;
(2)A.将CH3SH分离出来,可以使平衡向正反应方向移动,H2S的转化率提高,A符合题意;
B.增加硫化氢投料量可以使平衡正向移动,但硫化氢自身转化率降低,B不符合题意;
C.等比例增大三种气体投料量,相当于加压,平衡正向移动,H2S转化率提高,C符合题意;
D.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,H2S转化率不变,D不符合题意;
故选AC。
(3)反应②达平衡时,,即=0,故,即可得反应②的平衡常数 K=,即,因为分别为正、逆反应的速率常数,且仅与温度有关,反应②的ΔH2= −41.2 kJ/mol,即升高温度,反应逆向移动,反应②的平衡常数K减小,即减小;
(4)设初始投料:CO为2 mol,H2S为1 mol, H2为2 mol,容器体积为V,温度为T,H2S转化率为50%,即反应①消耗nH2S)=0.5 mol,设反应②消耗n(CO)=x mol,建立三段式:
由已知,可得,解得 x=0.25,可得平衡时各气体的物质的量分别为:n(CO)=1.25 mol,n(H2S)=0.5 mol,n(H2)=1.25 mol,n(CH3SH)=0.5 mol,n(H2O)=0.25 mol,n(CO2)=0.25 mol,n总=4 mol,反应②反应前后气体分子数不变,所以=;
(5)从反应历程图可以看出,反应①的活化能(过渡态1的能量)远低于反应②的活化能(过渡态2的能量),反应速率更快,所以在该温度下,反应①1几乎主导进行,选择性接近100%;根据图示,O-H键断裂(过渡态2)的活化能高于C-H键断裂(过渡态1)的活化能,说明C-H键更容易断裂,O-H键更稳定;
(6)对反应①,升高温度平衡正移,有利于反应①发生,但是反应①的选择性下降,可能的原因是升温对高活化能的反应②速率提升更显著或催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利;
13.(1)
(2)
(3)bd
(4)0.20
(5) b 升温使反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度
【详解】(1)已知:① , ② , ③ ,目标:,根据盖斯定律,目标反应=3×①-③-②,得: ;
(2)平衡常数满足,说明反应Ⅲ = 反应Ⅰ - 反应Ⅱ: 反应Ⅰ: ,反应Ⅱ: ,整理得:;
(3)a.升高温度:反应Ⅰ放热,升温平衡逆向移动,平衡产率降低,a不符合要求;
b.增大压强:反应Ⅰ气体分子数减少(),加压平衡正向移动,产率提高,同时反应物浓度增大,反应速率加快,b符合要求;
c.加入可以与水反应生成氢氧化钙,反应Ⅰ正向移动,但生成的氢氧化钙会继续与二氧化碳反应使反应Ⅰ逆向移动,但CaO与水反应活性高于与CO2反应,由于CO2被消耗,浓度减小,不能增大生成速率,c不符合要求;
d.掺入适量:掺入适量CO,会使反应Ⅱ逆向移动,生成CO2和H2,增大了反应Ⅰ的反应物浓度,使反应Ⅰ平衡正向移动,CH3OH产率提高,同时反应速率也增大,d符合要求;
故选bd;
(4)决速步为活化能最大的步骤: 无催化剂时,第三步活化能; 有催化剂时,第三步活化能; 活化能降低了;
(5)① 设反应Ⅰ转化为,反应Ⅱ转化为,由题意,,得。 平衡时各物质物质的量: ,,,,,总物质的量。 初始对应压强,故对应压强,分压:,,,, ;
② 反应Ⅰ放热,反应Ⅱ吸热,升高温度,反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,因此选择性随温度升高降低,对应下降的曲线;
③ 曲线为2的转化率,升高温度反应Ⅰ逆向移动,CO2转化率减小,反应Ⅱ正向移动,转化率升高,反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度,因此温度高于后曲线升高。
14.(1) d+2e-2f-b 偏大
(2) 0.025 3 逆向移动
(3) CaO可以吸收(反应Ⅲ),促进反应Ⅱ平衡正向移动,增加的产量 < 时,升高温度,反应Ⅲ产生占主导;时,已无固体剩余,升高温度,反应Ⅱ平衡逆向移动,减少
【详解】(1),焓变=反应物总键能-生成物总键能,即d+2e-2f-x=b,中H-H键能(d+2e-2f-b)。键长越短,键能越大,甲醛中键长大于中键长,可知键能f>g;如果用甲醛中键能代替中键能,会导致x的值偏大。
(2)①,即n(H2O)=n(CO)=n(CO2),设反应生成CO的物质的量为xmol,根据O原子守恒,x+x+2x=1,x=0.25mol,所以n(H2O)=n(CO)=n(CO2)=0.25mol,根据H元素守恒,反应生成氢气的物质的量n(H2)×2=1mol×2-0.25mol×2,n(H2)=0.75mol;反应前10 min内,。
②反应Ⅱ为分子数不变的反应,用物质的量表示压强计算平衡常数。
③反应Ⅰ正方向气体分子数增多,平衡后缩小反应容器体积,反应Ⅰ将逆向移动。
(3)①CaO可以吸收(反应Ⅲ),促进反应Ⅱ平衡正向移动,增加的产量,所以在使用体系制取时加入CaO。
②碳酸钙分解为吸热反应,所以氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙为放热反应,反应Ⅲ的<0。
③时已无固体剩余。时,升高温度,反应Ⅱ、反应Ⅲ均逆向移动,反应Ⅲ逆向进行,释放占主导;时,已无固体剩余,升高温度,反应Ⅱ平衡逆向移动,减少,所以时CO2增多,时CO2减少,c线对应物种为CO2。
15.(1)
(2) 反应ⅱ、ⅲ均为放热反应,升高温度,平衡均向逆反应方向移动,碘萃取率下降 C
(3) 667
(4) A、E
【分析】解题关键:①用盖斯定律叠加热化学方程式求总焓变;②结合反应 (iii) 放热的特点,分析温度对萃取率的影响;③利用平衡常数定义式推导浓度关系;④根据速率方程与平衡时正逆速率相等,推导速率常数与平衡常数的关联,注意有效数字规范。
【详解】(1)①根据盖斯定律,将反应(i)+反应(ⅱ),可得目标反应: ΔH1+ΔH2= - 257.5 kJ/mol+(-18.9 kJ/mol)= -276.4 kJ/mol;
②碘(I)为第VIIA族元素,原子序数53,价电子排布式为5s25p5,根据泡利原理和洪特规则,基态碘原子价层电子的轨道表示式为;
(2)①反应ⅱ、ⅲ均为放热反应,升高温度,平衡均向逆反应方向移动,RI3减少,碘萃取率下降;
②A.反应(ⅰ)为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O,H+是反应物,增大pH(H+浓度降低),反应(ⅰ)正向进行程度减小,I2、生成量减少,碘萃取率降低,A正确;
B.增大萃取剂用量,反应(ⅲ)正向进行程度增大,更多碘进入有机相,碘萃取率升高,B正确;
C.对于平衡,平衡常数K=,温度不变时K不变。加水稀释,c(I-)减小,因此会增大,而非变小;
故选C;
(3)①总碘浓度为各组分折合为I-后的浓度之和:
I:a mol/L (1个I-含1个I),I2:b mol/L(1个I2含2个I,折合为2b),:c mol/L (含3个I, 折合为3c),因此总碘浓度:a+2b+3c = 0.01 mol/L;
②平衡,平衡常数K=,由分布系数图,当时:c(I-)= 0.01 ×0.45 = 0.0045 mol/L,,根据题干信息,,,,代入K=;
(4)①可逆反应,其反应机理分为两步,
第一步:(慢) 吸热,活化能Ea1(大),
第二步:(快),放热,活化能Ea2(小),
总反应放热,生成物能量低于反应物。故本反应的能量与反应历程图为;②平衡时v正=v逆,即k正x2(HI)=k逆x(H2)·x(I2),平衡常数K=,代入得k正=k逆·K,则;
③可逆反应(正反应吸热),升温:
平衡正向移动,x(HI)减小,x(H2)增大;
正、逆反应速率均增大,v正~x(HI):x(HI)减小,对应点A;
v逆~x(H2):x(H2)增大,对应点E。
【点睛】本题的核心难点在于平衡移动的多因素分析、速率方程的图像应用与数据推导。解题关键是紧扣盖斯定律、平衡常数定义、速率方程的本质,结合图像趋势与数据规律,排除干扰因素,精准推导。同时需注意有效数字、单位等细节,是对化学原理综合应用能力的典型考查。
16.(1)-91.5
(2)C
(3)AD
(4) 丙 升温,反应①平衡左移且、的选择性之和为100% 乙代表平衡转化率与温度的关系,温度高于300℃,反应③的影响逐渐处于主要因素
(5)
【详解】(1)②
③ ;
根据盖斯定律,②-③得 -49.9-41.6=-91.5。
(2) ΔH<0、ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS,随温度升高ΔG增大,该反应在低温条件下能自发进行,低温条件下ΔG<0,选C;
(3)A.反应后气体物质的量减少,压强是变量,气体总压强不随时间变化,反应一定达到平衡状态,故选A;
B.设参加反应的二氧化碳为xmol,则反应消耗氢气3xmol,生成xmol甲醇、xmol水,容器中气体的总物质的量为1-x+1-3x+x+x=2-2x,二氧化碳的物质的量为1-x,体积分数为,二氧化碳的体积分数为定值,二氧化碳的体积分数不随时间变化,反应不一定达到平衡状态,故不选B;
C.甲醇、水都是生成物,始终等于1,不随时间变化,反应不一定平衡,故不选C;
D.的消耗速率与的消耗速率之比为,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,选D;
选AD。
(4)升高温度,反应①平衡逆向移动,乙醇的选择性降低,丙曲线符合此变化趋势;反应③平衡正向移动。甲曲线对应物质的选择性由小变大,符合的选择性与温度的关系,甲代表的选择性与温度的关系,而、的选择性之和为100%,故丙曲线代表乙醇的选择性与温度的关系。
Ⅱ. 乙代表平衡转化率与温度的关系,升高温度反应①逆向移动、反应③正向移动,温度高于300℃,温度对反应③的影响逐渐处于主要因素,所以温度高于300℃时,乙曲线下降程度变慢。
(5)
的转化率为50%,则,,平衡是气体总物质的量为,则,解得:,;
平衡体系中含有、、、、。
反应③是等气体分子数反应,可以用物质的量替代分压计算压强平衡常数:。
17.(1) 、 ac
(2)防止分解
(3) 增加萃取剂HR的用量(或多次萃取、分离产物、适当降低氢离子浓度、适当加碱等,合理即可)
(4)3.7
(5)
【分析】炼锌废渣(主要含、、还含少量、、等物质)中加入稀硫酸酸浸,、、均能与稀硫酸反应生成可溶性盐,而与稀硫酸不反应,PbO与稀硫酸反应生成难溶的,则滤渣的主要成分是、;滤液主要含有硫酸锌、硫酸铟、硫酸锡,与稀硫酸反应生成,加入将氧化为,再加入物质A“除锡”,加入萃取剂HR,萃取剂HR对金属离子的萃取能力:,被萃取至有机相中,萃余液中主要含有,经一系列操作得到;再向有机相中加入物质B进行反萃取,将铟元素从(有机相)转化为(水相),加入氨水调节pH,将转化为,最后经一系列操作得到粗铟,据此作答。
【详解】(1)由分析可知,滤渣的主要成分为、;“萃取”时发生的反应为:(水相)(有机相)(有机相)(水相),“反萃取”时需使该平衡逆向移动,则可以加入硫酸或盐酸,故选ac;
(2)的热稳定性较差,温度升高会加速其分解,导致氧化效果较差,则“氧化”时,控制反应温度低于30℃的理由是:防止分解;
(3)根据萃取平衡:(水相)(有机相)⇌(有机相)(水相),增加萃取剂HR的浓度(或用量)、多次萃取,均可使平衡正向移动,提高萃取率;直接将题目所给数据代入计算该温度下萃取平衡常数;
(4)完全沉淀时,,根据,计算所需的最小值,,则,所以;
(5)In与在高温条件下反应制取InN,同时生成氢气,其反应的化学方程式为:。
18.(1)
(2) m 高于400 ℃反应Ⅲ的K小于,反应几乎不发生
(3) A 200 ℃时,使用催化剂A,的转化率更高,的选择性更大
(4) 或 温度升高,反应Ⅱ正向移动程度大于反应Ⅰ逆向移动程度(或其他合理答案)
【详解】(1)反应的焓变等于生成物能量和减去反应物能量和,则
(2)①反应Ⅱ的焓变为,反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,K值增大,图中表示反应Ⅱ的关系的曲线为m。
②由图,400℃,反应Ⅲ的,则,反应Ⅲ为放热反应,升温温度,平衡逆向移动,K值更小,故高于400 ℃反应Ⅲ可以忽略的依据是高于400 ℃反应Ⅲ的K小于,反应几乎不发生;
(3)由图1可知,在较低温度下反应Ⅲ进行程度较大,较高温度下反应Ⅲ几乎不能进行;结合图2、图3,200 ℃时,甲醇选择性更大,使用催化剂A,的转化率更高且的选择性更大,故催化剂应选A;
(4)假设二氧化碳、氢气投料分别为1 mol、3 mol,平衡转化率为10%,则反应二氧化碳0.1 mol,甲醇选择性为80%,生成甲醇0.08 mol,三段式为:
平衡时,二氧化碳、氢气、甲醇、水、一氧化碳物质的量分别为0.9 mol、2.74 mol、0.08 mol、0.1 mol、0.02 mol,总的物质的量为3.84 mol,反应Ⅰ在该温度下的分压平衡常数;反应Ⅰ为放热反应、反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,反应Ⅱ正向移动程度大于反应Ⅰ逆向移动程度,从而导致的转化率增大,而的选择性却下降。
19.(1) +247.3 高温
(2)CD
(3) 3:1
(4)
(5)Cu
(6)催化剂的催化效率降低了
【详解】(1)依题存在如下热化学方程式:1.,2.,3.,则反应i可由反应1 -反应2 -反应3得到,故反应i的;反应i的化学方程式可知,该反应的,已知
时,反应能自发进行,故该反应应该在高温条件下能自发进行;
(2)A.反应i的,故,A错误;
B.通入氦气,体系压强虽然增大,但反应物、生成物的浓度未改变,故速率不变,B错误;
C.反应i和ii均为气体参与,故反应过程中气体的总质量不变,其中反应i为气体体积增大的反应,反应ii为气体体积不变的反应,故反应达到平衡前,气体体积变化(物质的量也变化),已知,则为变量,当不变时,反应达到平衡,C正确;
D.反应i为气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,反应ii为气体体积不变的反应,增大压强不影响平衡,故总体上增大压强有利于增大和反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率,D正确;
故答案选CD;
(3)设初始通入两种气体的物质的量均为1mol,且在反应i和ii中分别转化xmol和ymol,依题意可知,达到平衡时的转化率为40%,的转化率为20%,可列出如下三段式:, ,则有,,x=y=0.2mol,达到平衡时;达到平衡时,n(总)=2.4mol,p(总)=反应i的平衡常数;
(4)最慢反应为决速步,能垒越大,活化能越大,反应速率越慢,由图可知Zn基催化剂的决速步的化学方程式为;
(5)由可知,活化能越大,lnk越小,由图1可知使用Cu基催化剂时,活化能更大,相同条件下lnk更小,故图2中b对应Cu基催化剂;
(6)由图可知,250℃~300℃时,温度升高催化剂的效率降低,故使得乙酸的生成速率降低。
20.(1) -749 低温
(2)
(3) Ⅰ
(4) 0.004 不是 ,未处于平衡状态
【详解】(1)反应I:,
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
根据盖斯定律,ΔH=2×ΔH2-ΔH1,则ΔH=2×(-283 )-(+183 )= -749 ;该反应是气体分子数减小的放热反应,即ΔS<0、ΔH<0,由反应能自发进行的判据ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应自发,该反应在低温下能自发进行;
(2)由(iv)可知,反应生成了,故(iii)的反应是:;最终还有N2生成,故(v)的反应是: ;
(3)①随着投料比的增大,NO的平衡转化率逐渐降低,故表示NO的平衡转化率随变化的曲线是Ⅰ;
②假设起始投料n(NO)=n(CO)=1 mol,则可根据方程式列出三段式如下:
平衡时,各成分分压:,,,,
;
(4)①由图可知,当T=500℃时,平衡脱氮率为50%,带入平衡脱氮率公式得,,解得a=0.004;
②当T=600℃时,平衡脱氮率=,故未处于平衡状态,N不是平衡点。
21.(1) a-b+c 高温
(2)C
(3) b 14.0
(4) 72.0 Mg2Ni吸氢反应活化能小,反应速率快
【详解】(1)化学反应的能量变化与反应途径无关,只与反应的始态与终态有关。若反应Ⅰ经过了如图的变化过程,则根据盖斯定律可知△H1=(a-b)kJ/mol+c kJ/mol=(a-b+c)kJ/mol;
根据图示可知:对于反应Ⅰ,由于反应物总能量比生成物的总能量低,该反应发生需要从周围环境中吸收热量,因此该反应为吸热反应,反应热△H1>0;
根据热化学方程式可知:该反应的正反应是气体混乱程度增大的反应,熵变△S>0,要使反应自发进行,根据体系的自由能公式△G=△H-T△S<0,反应可自发进行。由于其△H>0,△S>0,所以反应要自发进行,反应温度应该是高温条件下可自发进行;
(2)A.选择合适的催化剂只能加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,而不能使平衡发生移动,因此不能提高H2平衡产率,A不符合题意;
B.反应Ⅰ的正反应是吸热反应,反应Ⅱ的正反应是放热反应。降低温度,会使反应Ⅰ的化学平衡逆向移动,导致H2的产率降低;同时又使反应Ⅱ的平衡正向移动,H2的产率又会增大,由于温度改变两个反应的移动方向相反,温度对那个平衡移动影响更大不能确定,因此不能确定H2的平衡产率是增大还是减小,B不符合题意;
C.水蒸气是反应物,增大水蒸气浓度,两个可逆反应的化学平衡都是正向移动,使H2的平衡产率提高,C符合题意;
D.恒温恒容下通入气体Ar,不能改变反应体系中任何一种物质的浓度,因此化学平衡不移动,H2的产率不变,D不符合题意;
故合理选项是C;
(3)①反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,根据盖斯定律可知:升高温度,化学平衡向吸热的方向移动,故反应Ⅰ的平衡正向移动,反应Ⅱ的平衡逆向移动,即平衡时CO的选择性随着温度升高而增大,CO2的选择性随着温度升高而减小,且平衡时CO2的选择性+CO的选择性=1,所以图中曲线b表示乙醇的转化率,曲线c表示CO的选择性,曲线a表示CO2的选择性,故表示C2H5OH平衡转化率的曲线是b;
②由图可知:573K时乙醇的转化率为60%,消耗乙醇的物质的量为△n(C2H5OH)=l mol×60%=0.6 mol,平衡时乙醇的物质的量n(C2H5OH)=0.4 mol;CO2的选择性为85%,平衡时CO2的选择性+CO的选择性=l,则CO的选择性为15%,根据C原子守恒可知生成n(CO2)=0.6 mol×2×85%=1.02 mol,n(CO)=0.6 mol×2×15%=0.18 mol;消耗水△n(H2O)=1.02 mol+×(1.02+0.18)mol=1.62 mol,剩余水n(H2O)=3 mol-1.62 mol=1.38 mol,反应生成氢气的物质的量为n(H2)=4×0.6 mol+1.02 mol=3.42 mol,平衡时混合气体总物质的量为n(总)=n(CO)+n(CO2)+n(H2O)+n(H2)+n(C2H5OH)=0.18 mol+1.02 mol+1.38 mol+3.42 mol+0.4 mol=6.4 mol,则反应Ⅱ的压强平衡常数Kp==14.0;
(4)根据图示可知Mg2Ni(s)吸氢反应的活化能Ea=72.0 kJ/mol;
根据某温度下,两种材料吸氢量随时间变化关系图,可知在5分钟内Mg2Ni(s)吸氢量更大,原因是Mg2Ni吸氢反应活化能小,反应更容易发生,因而其反应速率快,在相同时间内吸氢量更大。
22.(1)
(2) L1 >
(3) 反应Ⅱ为放热反应,温度升高产量降低,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高消耗量升高,所以随着温度的升高,的平衡选择性逐渐降低 前,反应Ⅱ反应速率较快,所以选择性较高 >
【详解】(1)由热化学方程式I和Ⅱ,结合盖斯定律,用氢气还原乙烯制备甲烷的热化学方程式为;
(2)CO2物质的量越大,CO2的平衡转化率越低,H2的平衡转化率越高,所以其中H2的转化率随n的变化的曲线为L1;由图甲可知,CO2和H2的平衡转化率都为20%,计算反应I的平衡常数需列如下三段式:
列CO2的平衡转化率,解得n1 = 0.1,所以CO2平衡时物质的量为0.08 mol,刚性密闭容器的体积为5 L,该温度下反应I的平衡常数;若改为初始容积为5 L的恒压密闭容器,对于气体分子数目减少的反应,恒容换成恒压相当于增大平衡时压强,平衡正向移动,转化率提高,平衡时的转化率;
(3)①反应Ⅱ为放热反应,温度升高产量降低,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高消耗量升高,所以随着温度的升高,的平衡选择性逐渐降低;
②前,反应Ⅱ反应速率较快,所以选择性较高;
③按投料时,反应Ⅱ中CO2和H2的化学计量数也是1:4,故反应Ⅱ中和相等,反应Ⅲ中投料,故,所以平衡时,;根据差量法可知压强减少了0.2倍,说明分压为原压强的0.1倍,所以的体积分数为。
23.(1)
(2) 乙酸乙酯分子间不存在氢键,乙酸分子间的氢键比乙醇的更强
(3) 30 3.9
(4) 很小,温度对平衡影响小,液相反应,压强对平衡影响小 及时移出产物
【详解】(1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和,
①
②
③
根据盖斯定律①+②-③得 ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3==。
(2)乙酸、乙醇都能形成分子间氢键,乙酸乙酯分子间不存在氢键,乙酸分子间的氢键比乙醇的更强,所以沸点从高到低的顺序为。
(3)初始组成。乙醇的初始浓度3.3mol/L、乙酸的初始浓度为9.9mol/L,平衡时乙醇的浓度减小3.3-0.33=2.97mol/L,则乙酸的浓度降低2.97mol/L,乙酸的转化率;平衡时乙醇的浓度为0.33mol/L、乙酸的浓度为9.9-2.97=6.93mol/L、乙酸乙酯的浓度为2.97mol/L、水的浓度为2.97mol/L,则平衡常数;。
(4)液相反应,压强对平衡影响小,很小,温度对平衡影响小,所以难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率。及时移出产物,平衡正向移动,可以提高乙酸乙酯的产率。
24.(1)
(2) 反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度,平衡转化率随温度的升高而增大 c
(3)0.083
(4) 温度较低时,反应速率较慢,反应未达到平衡,升高温度,反应速率加快,时空收率增大,反应达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,的转化率减小,时空收率减小 0.6 2∶1
【详解】(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,结合盖斯定律可知,Ⅲ=Ⅰ-Ⅱ,反应Ⅲ的反应热ΔH3=ΔH1-ΔH2=(-48.5 kJ/mol)-( +43.9 kJ/mol)=-92.4 kJ/mol,则反应Ⅲ的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH=-92.4kJ/mol;
(2)①反应Ⅰ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的选择性减小,则表示CH3OH选择性的曲线是L1,L2代表CO2平衡转化率随温度变化的曲线,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度,CO2平衡转化率随温度的升高而增大;
②由图可知,320°C ,时,CH3OH选择性较大,同时CO2的转化率也较大,故选c;
故答案为:L1;反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度,平衡转化率随温度的升高而增大;c;
(3)根据已知条件列出“三段式”
充分反应后,测得平衡转化率为=50%,选择性为=70%,解得x=0.35mol,y=(0.5-0.35)mol,平衡时n()=0.5mol,n(H2)=1.8mol,n(CO)=0.15mol,n(H2O)=0.5mol,n(CH3OH)=0.35mol,,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp=;
(4)①温度越高速率越快,时空收率随温度升高先增大后减小的原因是:温度较低时,反应速率较慢,反应未达到平衡,升高温度,反应速率加快,时空收率增大,当温度较高,反应速率较快,反应达到平衡,升高温度,平衡逆向移动,的转化率减小,时空收率减小;
②时,时空收率为0.2 [(mol·h-1)/mol],0.2 [(mol·h-1)/mol]×1mol×3=0.6 [(mol·h-1)/mol];
③在1molNiGa催化作用下只发生反应③CO2加H2制甲醇的速率方程可表示为=k•pm(CO2)•pn(H2),其中k为速率常数,各物质起始分压的指数为各物质的反应级数,实验结果表明,速率常数与反应级数均受反应温度的影响。使用Ni5Ga3催化剂时,169℃和223℃起始条件下,CO2反应级数,H2反应级数,由图中信息可知,169℃下甲醇的空收率为0.1mol/(L•h),223℃下甲醇的空收率为0.2 mol/(L•h),即,又知向恒压(3.0MPa)密闭装置中通入反应物混合气(CO2和H2物质的量比1:2),则CO2的起始分压为1.0MPa,H2的起始分压为2.0MPa,故,则速率常数之比═0.2:0.1=2:1。
25. 阳离子 NaOH溶液 氢气
【分析】(1)根据氧化还原反应原理进行书写反应方程式和配平;
(2)根据盖斯定律计算焓变;
(3)根据电解原理阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,书写电极反应方程式;
(4)运用三段式法进行计算的转化率。
【详解】(1)CxHy催化还原尾气中的NO气体生成氮气、二氧化碳和水,结合原子守恒配平书写化学方程式为:,故答案为:;
(2)由盖斯定律可知②×2+③-①得到,则△H,故答案为:;
(3)①从C为硫酸可知,硫酸根来源于亚硫酸根放电,故b为阴离子交换膜,a为阳离子交换膜,在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子,故A为氢氧化钠,E为氢气,故答案为:阳离子;NaOH溶液;氢气;
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根,反应的离子方程式为,故答案为:;
(4)①设氧气消耗物质的量为x,依据题意建立如下三段式:
图中A点时,气体的压强为,则,,的转化率,故答案为:;
②图像分析可知,先拐先平温度高,则,C点是平衡状态,A点反应未达到平衡状态,其中C点的正反应速率正与A点的逆反应速率逆的大小关系为正逆,故答案为:;
③设图中B点氧气消耗物质的量为y,依据题意建立如下三段式:
B点气体的压强为,则,,平衡常数,故答案为:。
26.(1)高温
(2)+15
(3) a 280
(4) HD NaOH浓度较低时,催化剂表面吸附的浓度小;当NaOH浓度过高时,NaOH溶解载体,使纳米Ag颗粒发生团聚,催化活性下降,导致反应速率下降
【详解】(1)该反应为熵增的吸热反应,如自发进行需满足,高温下才能满足。
(2)反应CH3CH2OH(g)+O2(g)3H2(g)+2CO(g) ΔH2=生成物的总能量-反应物的总能量=-110 kJ·mol-12-(-235 kJ·mol-1)=+15kJ·mol-1;
(3)①温度不变(),增大压强,平衡向气体分子数减少的正向移动, 的物质的量分数 随压强增大而增大,因此 随 增大而增大,对应上升曲线 a。
②设起始投料 ,,CO 平衡转化率 ,列三段式: , 则平衡时;
条件1:250℃,对应曲线a,对应压强为;
条件2:对应曲线b,,对应温度为280℃。
③210℃时,,从图2得 ,且 ,列三段式: ,,解得,,。
(4)①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO,结合机理流程可看出,氢气中的氢原子,一个由甲醛提供,一个由水分子提供,故得到的氢气产物为HD;
②从图4可知,NaOH浓度为 时,相同时间内生成氢气体积最大,反应速率最快,因此适宜浓度为 。 原因:该反应需要参与反应,NaOH浓度较低时,催化剂表面吸附的浓度小;当NaOH浓度过高时,NaOH溶解载体,使纳米Ag颗粒发生团聚,催化活性下降,导致反应速率下降,因此适宜浓度为1.0mol/L。
27.(1) <
(2)AB
(3) > 或 或
(4)1/400或0.0025
(5)是非极性分子,难溶于水;反应的活化能较高,常温活化分子百分数较低;可能涉及多步基元反应,其中某一步较慢
【分析】本题主要考查反应的有关性质。该反应是放热反应,其焓变可由反应物与生成物的键能近似求出。该反应为纯气体反应,且气体分子数减小,故压强增大,该反应平衡将向正反应方向移动;温度增大,该反应平衡将向逆反应方向移动,且平衡常数变小。
【详解】(1)反应①为气体分子数减少的反应,<0;反应①的焓变可用键能估算,反应物键能之和-生成物键能之和= 。
(2)A.本反应为恒容、气体分子数变化的反应,混合气体总压强不变说明各物种的物质的量均不变,可以证明反应达到平衡,A正确;
B.分子数不随时间变化,符合化学平衡的定义,可以证明反应达到平衡,B正确;
C.根据质量守恒定律,且该反应反应物和生成物均为气体,故混合气体总质量m永远不变,又因为是恒容容器,故总体积V也不变,故混合气体密度恒定不变,不能作为判断平衡的条件,C错误;
D.断裂4个H-H键表示正反应速率,生成4个H-S键也表示正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,D错误。
故选AB。
(3)该反应为气体分子数减小的反应,压强越大,平衡转化率越大;,故温度越大,平衡向逆反应方向移动,平衡转化率越小。故X为温度,Y为压强,且Y1>Y2;平衡常数只与温度有关,a点温度低于b、c点,故a点的平衡常数大于b、c点的平衡常数,b、c点温度相等,平衡常数相等;温度越大、压强越大,正反应速率越大,故正反应速率的大小顺序为b>c>a。
(4)设起始和的物质的量分别为1 mol和4 mol,平衡时转化的物质的量为,列出三段式
故反应后的总压为 ,。
(5)常温下和反应缓慢,首先,需要溶于水才能与反应,可能是的溶解度较低导致的反应缓慢;其次,可能是反应 本身速率缓慢,即活化能高,或包含多步基元反应,其中某一步较慢。
28.(1)-90.2
(2) < 为保持转化率不变,需要增大压强,使平衡正向移动抵消升高温度对平衡逆向移动的影响
(3)CH2OH* + CO* + 3H* = HOCH2CO* + 3H* 或CH2OH* + CO*= HOCH2CO*
(4)1.68
(5) 48
【详解】(1)由盖斯定律可知
(2)由表中数据可知反应Ⅰ的平衡常数随温度升高数值变小,则反应Ⅰ的正反应为放热反应,故ΔH1<0;该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应物的转化率减小,而要维持10%转化率,应增大压强,因为增大压强,平衡正向移动,反应物的转化率会增大,当两者程度相当时就能维持转化率不变。
(3)基元反应的活化能,等于过渡态(TS)的能量减去反应物的能量,从图中能看出,TS3的能量峰最高,故TS3对应的步骤活化能最大,该基元反应方程式为CH2OH* + CO* + 3H* = HOCH2CO* + 3H* 或CH2OH* + CO*= HOCH2CO*。
(4)催化剂Rh4(CO)12(含0.8 mg Rh),HOCH2CH2OH(g)的时空收率为0.8 mol∙(mg-Rh)-1∙h-1,即0.64 mol∙L-1∙h-1,根据反应Ⅰ,H2的速率为0.64 mol∙L-1∙h-1×=0.96 mol∙L-1∙h-1;CH3OH(g)的时空收率为0.9 mol∙(mg-Rh)-1∙h-1,即0.72 mol∙L-1∙h-1;则H2的速率为0.96 mol∙L-1∙h-1+0.72 mol∙L-1∙h-1=1.68 mol∙L-1∙h-1。
(5)①由反应过程可知,MG作为中间产物,先生成后消耗,所以一开始物质的量多后来越来越少,乙二醇同样作为中间产物,随着MG减少乙二醇增多,但到一定量时,乙二醇逐渐消耗,转化为乙醇,由此可知,曲线a表示DMO的转化率,曲线b表示乙二醇的选择性,曲线c表示乙醇的选择性,曲线d表示MG的选择性。因为3种物质的选择性之和为1,483 K时乙醇和MG的选择性相等约为2%,所以乙二醇的选择性约为96%,则;②设初始时H2与DMO的投料分别为52.4 mol和1 mol,A点时DMO转化率为80%,MG和乙二醇的选择性均为50%,可写出如下关系式:
A点时,体系中DMO的物质的量为1 mol-1 mol×80%=0.2 mol、MG的物质的量为0.4 mol 、H2的物质的量为52.4 mol-0.8 mol-1.6 mol=50.0 mol、CH3OH的物质的量为0.4 mol+0.8 mol=1.2 mol、乙二醇的物质的量为0.4 mol,体系中总物质的量为(0.2+0.4+50.0+1.2+0.4) mol=52.2 mol,该反应的浓度商=。
29.(1)
(2)晶体X射线衍射
(3) -432.5 高温
(4) 3Pt3Ir/α-MoC 乙酸的选择性高,副产物选择性低,且产氢活性高(产氢速率快) 反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,且∆H2>∆H1,温度过高反应Ⅱ平衡常数增大的程度大于反应Ⅰ平衡常数增大的程度,导致催化剂选择性降低 90%
【详解】(1)用秸秆生成乙醇的反应为催化剂作用下纤维素发生水解反应生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成乙醇和二氧化碳,反应的化学方程式为:、;
(2)X射线衍射法是测量分子中原子间距离的经典方法,通过分析晶体中X射线的衍射图样可以精确得到键长和键角的信息,所以可采用晶体X射线衍射仪器进行分析,测定乙酸分子中的键长和键角;
(3)由题意可知,反应焓变产物的之和-反应物的之和,则由方程式可得:(x kJ/mol +0) -[(-235.1 kJ/mol)+(-241.8 kJ/mol)]=+44.4 kJ/mol,解得:x=-432.5;反应Ⅰ是熵增的吸热反应,高温条件下反应(∆H-T∆S)小于0,能自发进行;
(4)①由图可知,3Pt3Ir/α-MoC作催化剂时,乙酸的选择性高,副产物选择性低,且产氢活性高(产氢速率快),所以反应体系应选3Pt3Ir/α-MoC作催化剂;
②反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,且∆H2>∆H1,温度过高反应Ⅱ平衡常数增大的程度大于反应Ⅰ平衡常数增大的程度,导致催化剂选择性降低,所以该催化剂条件下,工业上一般确定270℃作为反应温度,不宜更高;
③由题意可知,平衡时乙酸的选择性为85%,且生成1.53 mol乙酸,则乙醇的转化率为:×100%=90%,乙醇的物质的量为:2 mol-2 mol×90%=0.2 mol,乙醛的物质的量为:2 mol×90%×(1-85%)=0.27 mol,则由方程式可知,水蒸气的物质的量为:20 mol-1.53 mol=18.47 mol,氢气的物质的量为:1.53 mol×2+0.27 mol=3.33 mol,反应Ⅰ的平衡常数:Kp1==。
30.(1)p
(2)BC
(3)
(4)
(5) 粗铅 Cu和Ag 阳极上比铅活泼的金属(如Zn、Fe)优先放电,导致阳极溶解的铅少于阴极析出的铅,溶液中浓度降低
【分析】铅膏的主要成分是二氧化铅()、硫酸铅()和少量的氧化铅()。加入“物质a”,将所有形式的铅转化为硫酸铅(),a为稀硫酸, 加入碳酸铵将硫酸铅转化为碳酸铅(),加入过量的氟硅酸()溶液生成氟硅酸铅(),最终得到的混合溶液主要含有和,电解精炼生成高纯铅。
【详解】(1)铅与碳同主族,位于第六周期第IVA族,属于p区元素。
(2)流程第一步是将铅膏(含、、)转化为。中铅为+4价,中铅为+2价,这是一个还原过程。物质a是稀硫酸与另一种物质的混合物,这另一种物质就是还原剂;
双氧水()具有还原性,可以将还原为,其氧化产物是,无污染,符合绿色化学理念;浓盐酸 ()具有还原性,可以被氧化生成有毒的氯气 (),污染环境,不符合绿色化学理念;氯化亚铁溶液 ()中具有还原性,可以被氧化成,会引入杂质;故选BC。
(3)这一步是将沉淀转化为更难溶的沉淀,加入溶液后,与反应生成和,离子方程式为:;对于曲线上的点(3.8,3.8),,对于曲线上的点(6.6,6.6),,反应的平衡常数,。
(4)在水溶液中完全电离:,向加入过量溶液,与反应,生成、和,离子方程式为: 。
(5)①右侧是一个铅酸电池,它是电源。根据铅酸电池的原理,Pb是负极,PbO2是正极,左侧是电解池。电极a连接电源的正极(PbO2),所以 a是阳极;电极 b 连接电源的负极(Pb),所以 b是阴极;在电解精炼中,粗铅作阳极,纯铅作阴极,粗铅中的杂质有 Cu、Ag、Fe、Zn,Cu和Ag比 Pb 不活泼,它们不会失去电子溶解,而是以单质形式从阳极脱落,沉积在电解池底部,形成阳极泥;
②由于粗铅中含有比Pb活泼的杂质(Zn、Fe),它们会先于Pb放电溶解,这意味着阳极溶解进入溶液的的量会少于理论值,阴极(纯铅)上只发生还原反应,溶液中的得到电子析出,阳极溶解的Pb少于阴极析出的Pb,导致溶液中的浓度逐渐降低,所以需要定期补充。铅酸电池的正极是PbO2,发生还原反应生成PbSO4,电极反应式为:。
31.(1)+131
(2)CO
(3)BC
(4) 放热 < 0.45 700℃以上,副反应几乎不发生,升温时,RWGS反应的平衡缓慢移动,且受初始投料比n(H2):n(CO2)=3:1的限制,H2剩余量趋于稳定,因此其摩尔分数变化较小
【详解】(1)已知:① ;② ;③ ;由盖斯定律可知,② - ① - ③可得 。
(2)CO2的结构式为,碳原子与两个氧原子分别形成双键,所有原子均达到稳定结构,不含配位键。CO中碳原子有4个价电子,氧原子有6个价电子。为了形成稳定的三键结构,氧原子提供一对孤对电子给碳原子形成配位键。
(3)反应方程式:,
A.是特定时刻的物质的量之比,与初始投料和转化率有关,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.平均相对分子质量,根据质量守恒,该反应过程中气体总质量减小,气体总物质的量增大,减小,当 不变时,说明各组分的物质的量不再变化,反应达到平衡,B正确;
C.该反应是气体分子数增大的反应,在恒温恒容条件下,压强与气体总物质的量成正比。压强不变说明气体总物质的量不变,即反应达到平衡,C正确;
D.断裂 4mol C-H 键的同时生成 2mol H-H 键,断裂C-H键代表正反应方向,生成H-H键也代表正反应方向,这句话只描述了正反应在发生,没有涉及逆反应速率,无法判断是否平衡,D错误;
故答案选BC。
(4)①从图中可以看出,低温下(<400℃),主要产物是,根据元素守恒可知同时有生成,化学方程式为:,从图中看,随着温度升高,的摩尔分数逐渐降低,说明升高温度平衡逆向移动,逆反应吸热,正反应放热;
②假设H2和CO2的投入量分别为3x mol和x mol,总压 ,摩尔分数为 ,但体系中还有(g)(副反应产物),故 分压 ;设体系中含碳物质( 、、)和总物质的量为 , 摩尔分数为 ,则,由图知,点与摩尔分数相等,二者物质的量相等,由C元素守恒可知平衡时n()=n()=,n(H2)=1mol-(x-0.16)mol-0.16mol=(1-x)mol,由O元素守恒可知n()=2x mol-0.16mol×2-,根据氢原子守恒:,联立、、,解得,RWGS反应是气体物质的量不变的反应,平衡常数 ==0.45;
③结合图中信息,当温度高于,氢气的摩尔分数基本保持不变,其原因是:700℃以上,副反应几乎不发生,升温时,RWGS反应的平衡缓慢移动,且受初始投料比n(H2):n(CO2)=3:1的限制,H2剩余量趋于稳定,因此其摩尔分数变化较小。
32.(1) B ⅳ (或)
(2) 1000℃ 500℃时,反应不能自发进行;1000℃时,反应能自发进行 15
【详解】(1)①将图中相对能量,代入公式得出;
②参考反应Ⅰ,小于0,化学计量数减小,故反应的最佳条件是低温高压,故选B;
③根据原子守恒,步骤ⅱ中“?”代表的微粒是。通过观察图片可知,生成的是步骤ⅳ,能垒最大,反应最慢的基元反应方程式为或。
(2)①由图可知500℃时,反应不能自发进行;1000℃时,反应能自发进行,故适宜温度为1000℃;
②设开始时和的物质的量分别为1 mol、2 mol,转化的为x mol,建立三段式:
由,得,即,,故的平衡分压为。压强平衡常数。
33.(1) 高温
(2)BC
(3) a 反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应,升高温度,平衡均逆向移动,的选择性降低;反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,反应Ⅱ平衡正向移动,反应Ⅲ逆向移动,均有利于升高CO的选择性 0.125或
(4) 碳纳米管内的钴酞菁分子吸附CO中间体,促进CO进一步还原为甲醇,使甲醇选择性高于管外
【详解】(1)根据盖斯定律:Ⅱ=Ⅰ-Ⅲ,;根据,反应Ⅱ中,则反应Ⅱ高温下能自发进行。
(2)A.速率作为判断平衡状态的标志时,需指明两个方向,A错误;
B.该反应为恒压条件,且反应前后气体分子数发生变化,故总体积为变量,导致密度为变量,当密度不变时达到平衡状态,B正确;
C.根据反应知:在消耗,减小,在生成,增多,则;是个变量,C正确;
D.恒温条件,K不变,恒定,D错误;
故选BC。
(3)①依据图1及温度对平衡移动的影响规律:反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应,升高温度,平衡均逆向移动,的选择性降低;反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,反应Ⅱ平衡正向移动,反应Ⅲ逆向移动,均有利于升高CO的选择性,故表示选择性的曲线为a;
②由图1可知:M点,的转化率与的选择性均为50%,再结合元素守恒,平衡时、、、、,则,
或。
(4)①依据电解池原理,阴极应发生还原反应,且注解说明溶液不参与电极反应,则只能是来平衡电荷,故阴极的电极反应式为:;
②通过已知信息可知,钴酞菁分子可吸附CO中间体并抑制CO中间体的生成,故将钴酞菁分子限域在碳纳米管内部,可促进CO中间体进一步还原为,提高的选择性。
34.(1)-90.4
(2)低温
(3) n 0.06/t 0.015 ,,270℃-400℃时以反应ii为主
(4)bc
(5) 二或者II-III
【详解】(1)根据盖斯定律可知,热化学方程式iii=iii,故;
(2)反应i中,是分子数减小的反应,故,则在低温下自发进行;
(3)①反应i是放热反应,升高温度,不利于甲醇生成,反应ii是吸热反应,升高温度平衡正向进行,有利于CO的生成,则CO 的含量随温度升高而增大,甲醇的含量随温度升高而下降,n曲线代表;
②由图像可得:270℃时的平衡转化率为24%,此时和甲醇在含碳产物中的体积分数相同,故,根据反应i和反应ii的数量关系可得:,故,;
由②得:,,,根据方程式化学系数得,生成的水蒸气为:,故消耗的氢气为:,剩余的氢气为:,由此得:平衡后气体的总物质的量为:,故平衡后的总压为:,故,,,,反应ii的,代数得:
③因为,故低温时有利于反应i进行,高温时有利于反应ii进行,故升高温度270℃-400℃时以反应ii为主
(4)反应达平衡后使用分子筛膜选择性分离出 水蒸气,有利于平衡正向移动,故有利于提高的转化率,有利于提高的产量,故选bc;
(5)①根据题意得,决速步骤为活化能最高的步骤,故从图中得知为第二步或者II-III步;
②从反应历程图看,物质的转化过程为,故IV—V的反应方程式为:。
35.(1)第四周期ⅡB族
(2) 负电
(3)a-123
(4) C 0.9p 5.4 催化剂活性降低
【详解】(1)是30号元素,核外电子排布为,位于元素周期表第四周期第ⅡB族。
(2)原中,黑球是(阳离子位),白球是(阴离子位)。掺入后,阳离子占据原阳离子位,阴离子占据原阴离子位,区域A的空位是原位,因此掺入的阴离子为;区域B的空位是原位,原带电荷,替换为(带电荷)后,正电荷减少1,因此区域B带负电。
(3)根据盖斯定律,目标反应的。又,已知,因此逆反应活化能。
(4)①A.反应吸热,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,A正确;
B.反应前后气体总质量不变,总物质的量改变,平均摩尔质量不变时说明总物质的量不变,反应达到平衡,B正确;
C.分离出平衡正向移动,丙烷转化率升高;恒容下充入,相当于加压,平衡逆向移动,丙烷转化率降低,C错误;
D.高温下键更易断裂,会发生副反应,因此选择较低温度下的高效催化剂,保证速率同时减少副反应,D正确;
因此选C。
②由图可知,n点时达到平衡,此时的体积分数为25%,设转化的的物质的量为x mol,可列三段式:
则,解得,所以平衡时,在恒容容器中,气体的物质的量之比等于压强之比,故,解得,,,;
m点时达到平衡,此时的体积分数为50%,设转化的的物质的量为y mol,可列三段式:
则,解得,所以m点时,在恒容容器中,气体的物质的量之比等于压强之比,故,解得,,,平衡时,得,所以 ;
③,斜率为,曲线b斜率绝对值大于曲线a,说明其Ea更大,反应速率更慢,因此可能原因是催化剂活性降低。
36.(1) 4.90
(2) 传导电子 14.7
(3) a 350℃时的产率为,小于450℃时的产率为,不符合放热反应中的平衡产率随温度升高而减小的特点
【详解】(1)①根据盖斯定律,反应i+反应ii可得,由此可得燃烧热的热化学方程式为;
②由反应ⅰ和反应ⅲ可知与的计量数之比为1:1,设平衡时的物质的量为a,则的物质的量为10-a,由反应ⅲ的平衡常数可得,解得,反应i的平衡常数为,;
(2)①题目说明复合膜兼具阴离子和电子传递功能,阴离子交换树脂传递阴离子,碳纳米管导电,故答案为传导电子;
②由图可知,膜Ⅱ侧与反应生成和水,失电子,化合价升高,反应式为;
③由图可知,膜Ⅰ侧,根据题目信息计算捕获的物质的量为(),由可得需要消耗氢气的体积为;
(3)由图中数据计算,350℃时的产率为,小于450℃时的产率(),反应iv为放热反应,温度升高,反应平衡逆向移动,平衡产率减小,由此可知,图中350℃时的产率小于同温度下的平衡产率,故答案为a;350℃时的产率,小于450℃时的产率,不符合放热反应中的平衡产率随温度升高而减小的特点(回答合理即可)。
37.(1)-90.7
(2) 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
(3)25%
(4) A、B、C、D的CO2实验转化率均未达到平衡转化率 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 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
【详解】(1)将主反应减去副反应,可得反应,;
(2)①主反应前后气体的计量数之和减小、副反应的气体计量数之和不变,增大压强,主反应正向移动,副反应平衡不移动,则甲醇的选择性增大;
②根据主反应和副反应的方程式可知:消耗等于生成的、CO的物质的量之和,已知,设生成的,甲醇的选择性为40%,则,解得x=0.4;平衡时,,,,,混合气体总物质的量为,,,则T℃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,根据碳原子守恒可知:消耗的的物质的量等于生成的、CO的物质的量之和,则该温度下的转化率为=;
(4)①由图1判断:实验中反应A、B、C、D点的实验值都小于平衡值,则A、B、C、D点都未达到化学平衡状态,故未达到化学平衡状态的点为A、B、C、D;
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而增大;
③温度相同时,主反应的速率大于副反应的速率,单位时间内生成的量比生成CO的量多,导致选择性的实验值略高于平衡值。
38.(1)+247 kJ/mol
(2)ab
(3)>
(4)吸热防止温度过度升高和抑制生成单质碳的副反应
(5) 0.14 减小
【详解】(1)根据盖斯定律,反应Ⅳ可由反应Ⅰ反应Ⅱ得到,=;
(2)反应Ⅳ为气体分子数增大的吸热反应,恒温恒压条件下。
a.增加原料中的量,平衡正向移动,转化率提高,a符合题意;
b.通入气,容器体积增大,各物质分压减小,平衡正向移动,转化率提高,b符合题意;
c.增加原料中的量,转化率降低,c不符合题意;
故选ab;
(3)反应Ⅰ为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,说明逆反应速率常数减少程度小于正反应速率常数,故;
(4)该反应为放热反应,的比热容较大,过量的可吸收反应放出的热量,防止温度过高导致催化剂活性下降;同时可抑制生成单质碳的副反应,避免催化剂失活;
(5)①反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应,升高温度,反应Ⅰ向正反应方向移动,反应Ⅱ、Ⅲ逆向逆反应方向移动,则一氧化碳的物质的量增大、甲烷的物质的量减小,所以物质的量先增大后减小的曲线a表示二氧化碳、物质的量减小的曲线b表示甲烷、物质的量增大的曲线c表示一氧化碳;
②由图可知,平衡时,、的物质的量分别为、,根据氢原子守恒,计算得的物质的量为;设、的物质的量分别为、,由碳原子守恒得,氧原子守恒得,解得、,代入反应Ⅱ的平衡常数表达式;
③反应Ⅰ的平衡常数,故平衡时;温度不变,不变,增大容器体积,即缩小压强时,反应Ⅰ平衡不移动,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动,的物质的量增大、的物质的量减小,增大,因此增大,则其倒数减小。
39.(1)
(2)反应ii为吸热反应,反应i、ⅲ为放热反应,升高温度更有利于两个反应的平衡态向生成的方向移动
(3) (或) 路径一决速步活化能更高,低温下更难进行,因此低温几乎不产生中间体
(4) A 减小
【详解】(1)根据盖斯定律,反应ⅰ反应ⅱ反应ⅲ,因此;
(2)反应ii为吸热反应,反应i、ⅲ为放热反应,升温除了加快生成CO的速率,还更有利于两个反应的平衡态向生成的方向移动,使体系中CO的量增加;
(3)总反应的速率由活化能(能垒)最大的基元反应决定,路径二中加氢生成的能垒最大,是决速步,化学方程式:或;路径一决速步路径活化能更高,低温下反应难以发生,因此低温几乎不产生CO中间体;
(4) ① A.增加用量,平衡正向移动,平衡转化率提高,A正确;
B. 加入生成物,平衡逆向移动,转化率降低,错误;
C.恒温恒压通入惰性气体,体积膨胀,气体分子数减少的反应i平衡逆向移动,转化率降低,错误;
D.催化剂不改变平衡转化率,D错误;
故选A;
② 含量下降,转化率降低,生成减少、剩余增多,因此减小;
③ 设甲初始投料:,CO2 平衡转化率为 ,故转化的 为 ; 平衡转化率为 ,转化的 为 ,设反应i转化,反应ii转化,列方程得,解得,且生成 。平衡时各物质的物质的量: ,,,,,,总物质的量 ,
已知 分压为 ,根据分压公式 ,,主反应ⅲ:,平衡常数: ,代入各分压():。
40.(1) Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ 使用催化剂
(2) 低温
(3) 8 BC
【详解】(1) ①生成物总能量低于反应物的反应为放热反应,由图可知:Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的生成物总能量均低于反应物,属于放热反应,Ⅲ为吸热反应。
②途径a降低了反应活化能,改变的条件是加入催化剂;该催化反应分两步,过程Ⅲ和过程Ⅳ是两个步骤,根据盖斯定律,总反应减去Ⅳ的反应,即可得到Ⅲ的反应:。
(2)的燃烧热为,的燃烧热,则有, 目标反应,可由得到,则有: 。该反应,反应后气体物质的量减少,,根据自发,可知低温下反应自发进行。
(3)①初始时气体的总物质的量为,平衡后总物质的量为,总物质的量减少。设反应消耗,列三段式为:,,反应在内用SO2表示的平均速率为。
平衡浓度:,,,平衡常数。
② A.催化氧化是放热反应,温度升高,平衡转化率一直降低,最大时不是最大,A错误;
B.时,温度升高,增大,反应未达平衡,逐渐升高,B正确;
C.后,升高温度平衡逆向移动,n降低,n减小对v的影响超过k增大的影响,v逐渐下降,C正确;
D.后,温度升高,v逐渐下降,所以并非温度越高反应速率越快,D错误;
故选BC。
41.(1)+137
(2)降低
(3)ab
(4) 升温以及催化剂活性增高,导致反应速率加快 发生更多(积碳)副反应
(5)Co—TiO2
(6) 2
【详解】(1)已知相关物质的摩尔燃烧焓,根据盖斯定律,;
(2),该反应,高温有利于该反应自发进行,即,因此升高温度,呈降低趋势;
(3)a.过量的,可以消耗产生的,使反应I平衡正向移动,可以提高的平衡转化率,a正确;
b.过量的与碳单质反应生成CO,减少积碳生成,b正确;
c.过量,使得所占比例增大,使得的平衡体积分数减小,c错误;
故选ab;
(4)①反应达到平衡之前,升温以及催化剂活性增高,导致反应速率加快,乙烷转化率随升温而增大;
②反应除生成乙烯外,还发生积碳的副反应,所以影响乙烯选择性的可能是发生更多(积碳)副反应;
(5)图1中,Co—TiO2催化乙烷的转化率最高,图2中Co—TiO2催化的乙烯的选择性较高,Co—TiO2催化作用下,二者的乘积最大,得到乙烯最多,所以选Co—TiO2;
(6)①乙烯选择性=,解得;
②平衡体系中几乎无和,反应+反应II+副反应可得,一定压强下,反应体系中初始与的体积比为,设起始乙烷物质的量为1 mol,则二氧化碳为3 mol,乙烷的转化率为40%,。
42.(1) 高温
(2) 0.4 降低决速步的活化能,从而加快反应速率
(3)大于
(4) 、 反应Ⅰ、Ⅲ吸热,反应Ⅱ放热;高温利于反应Ⅰ、Ⅲ正移,利于反应Ⅱ逆向移动,使CO成为主产物
(5)或
【详解】(1)热力学分析:反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,根据盖斯定律。反应Ⅲ为吸热反应(),。根据的判据,在高温下更能抵消的正值,使,该反应吸热且熵增,需高温自发;
(2)机理研究:观察能垒图,两种催化剂下,第一步(从反应物到)的活化能都高于第二步,所以第一步是决速步,①对应的峰值从1.2 eV降至0.8 eV,即降低了0.4 eV;②由图像分析加入Cu的作用:降低决速步的活化能,从而加快反应速率;
(3)动力学规律:因为该反应(吸热),升温平衡正移,平衡常数增大,说明增大的倍数更高,故增大倍数大于;
(4)图像分析:已知,且温度升高减小,d为,a为,又已知,所以b为,c为,即曲线c、d代表的物质分别是、;②反应Ⅰ、Ⅲ吸热,反应Ⅱ放热;高温利于反应Ⅰ、Ⅲ正移,利于反应Ⅱ逆向移动,使产率增加;
(5)按投料,600℃达到平衡时,的转化率为80%,即消耗总量为0.8 mol。的选择性为25%[已知的选择性],生成和消耗的比值为,列三段式计算:反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
结合已知信息列式:所以平衡时
,所以反应Ⅲ的平衡常数或简化为。
43.(1)、
(2)
(3)B
(4)A
(5) ① 在之前,以反应Ⅰ和Ⅱ为主,温度升高,氢气的产率增大,在之后,以反应Ⅲ为主,温度升高,氢气的产率减小
(6)
【详解】(1)非极性分子是指分子中正负电荷中心重合的分子。为直线形结构,结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子;为双原子分子,结构对称,属于非极性分子;、、均为极性分子;
(2)根据盖斯定律,反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ×2,因此:
(3)反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,升高温度平衡正向移动,转化率提高;反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数增大的反应,降低压强平衡正向移动,转化率提高。因此有利于提高平衡转化率的条件是高温低压,B符合题意;
(4)A.反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数变化的反应,恒容条件下,反应体系的压强保持不变,说明各物质的物质的量不再变化,反应达到平衡,符合题意;
B.,未体现正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,不符合题意;
C.恒容密闭容器中,混合气体的质量和体积均不变,密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡,不符合题意;
故选A;
(5)反应Ⅲ为放热反应,温度升高,反应Ⅲ平衡逆向移动,反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,反应Ⅱ平衡正向移动,选择性升高,对应曲线③,选择性降低,对应曲线①,曲线②为产率;在之前,以反应Ⅰ和Ⅱ为主,温度升高,氢气的产率增大,在之后,以反应Ⅲ为主,温度升高,氢气的产率减小;
(6)设初始,,转化率为,则转化的为。和选择性相等,设反应Ⅰ、Ⅱ转化分别为x mol,y mol,有三段式:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
有,,解得,平衡时各物质的物质的量:,,,,总物质的量,平衡时总压强为,则各物质分压:,,,反应Ⅱ的:。
44.(1)+247
(2)ab
(3) 减小 反应ⅱ吸热,升温正向生成碳,反应ⅲ、ⅳ放热,升温逆向消耗碳,总积碳减少 增大
(4) Ⅰ 82%
【详解】(1)根据盖斯定律,反应,因此反应ⅰ的:
(2)a.减小容器体积,气体浓度增大,反应i、ii的正反应速率都增加,a正确;
b.降低温度,所有反应的正、逆反应速率都减小,b正确;
c.催化剂只改变反应速率,不影响平衡,不能改变平衡转化率,c错误;
d.是固体,改变固体的量,浓度不变,平衡不移动,错误;
故答案选ab;
(3)① 根据图1,时:,,,,体积,浓度。 反应i的平衡常数: ;
② 由图1可知,随温度升高,的平衡物质的量减小,因此积碳含量减小; 从平衡移动角度分析可能的原因是:反应ii是吸热反应,升温平衡正向移动生成碳;反应iii、iv是放热反应,升温平衡逆向移动消耗碳,且消耗碳的量大于生成碳的量,总积碳减少; 增大初始投料,过量可以和积碳反应生成CO,减少积碳,因此应增大该比值;
(4)① 反应iv的,温度越低,越大,平衡正向移动,增大,则随的增大而增大,反应iv对应的是曲线Ⅰ;
② A点,故。反应ⅱ 的,,代入求得。已知起始、初始总压为100 kPa,的初始压强为50 kPa,则的平衡转化率为。
45.(1) 高温
(2) < 正
(3) 反应I、Ⅱ均为吸热反应,反应I受温度影响的程度更大,升高温度更有利于反应I正向移动(合理即可) 或 2.4
【详解】(1)根据盖斯定律,目标反应反应反应,多个反应相加时,总反应平衡常数为各反应平衡常数的乘积,故。该反应,且反应后气体分子数增大,,根据自发,可知高温下反应能自发进行。
(2)增大压强,反应I逆向移动,的平衡转化率减小。Y点是在下的反应,没有到达的平衡转化率,故反应I正向进行。
(3)两个反应均为吸热反应,反应I受温度影响的程度更大,升高温度更有利于反应I正向移动,故的平衡选择率增大。
设初始,,时转化率为,即反应消耗、,生成、。 设反应消耗,则平衡,,选择率为,故,解得。 平衡时各物质物质的量: ,,,,,总物质的量。 分压:。 反应的。
46.(1)-173.5
(2)D
(3)CD
(4) 反应相同时间,370℃时反应达到平衡,平衡前反应正向进行,升高温度,反应速率加快,的转化率增大,平衡后,由于反应①②是放热反应,升高温度平衡逆向移动,的转化率降低 370℃、作催化剂
(5) (或)
(6)
【详解】(1)根据反应热和生成关系,代入数据计算得。
(2)反应②为气体分子数减少的反应,则,根据可知,斜率为正数,截距为负数,故选D。
(3)反应是否达平衡,一看正逆反应速率是否相等,二看变量是否再变。A.用速率判断平衡要体现正向、逆向速率相等,则,故A错误;B.无论是否平衡,断裂3 mol H-H键的同时都会形成3 mol H-O键,无法判断反应是否达到平衡,故B错误;C.该反应在绝热恒容条件下发生,随着反应进行体系温度会发生变化,平衡常数随温度变化而变化,故平衡常数不变,即温度不再变化,则反应已达到平衡,故C正确;D.反应前后气体分子数不同,随着反应的进行,气体的总物质的量会发生变化,当气体总物质的量不再变化,则反应达到平衡,故D正确。
(4)由图1可知,反应相同的时间,以为催化剂,370℃时反应达到平衡,平衡前反应正向进行,升高温度,反应速率加快,温度越高,反应相同时间的转化率越大,平衡后,由于反应①②是放热反应,升高温度平衡逆向移动,的转化率降低;由图2可知,340℃时,以为催化剂,乙醇的选择性就达到最高值,后续几乎没有变化,综合的转化率,制备乙醇最适宜的条件是370℃、作催化剂。
(5)为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,反应物的物质的量分数增大,产物的物质的量分数减小,结合图3、化学方程式计量系数和投料比可知a、b分别为、,c、d分别为、;M点所示温度时,假设、投料量分别为3 mol、1 mol,平衡时的物质的量为a mol,则:
M点、的含量相同,则,,则反应达到平衡时,各组分物质的量为:n()=,n()=1,n()=,n()=1,气体的总物质的量为,一定温度恒容条件下,压强与物质的量成正比,设平衡时压强为,则,结合反应与图象可确定、、、的分压分别为、、、,则该反应的压强平衡常数。
(6)由图4可知,电极P上转化为,电解质为NaOH溶液,故电极反应为。
47.(1) H2O是极性分子,I2和CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理,I2在CCl4中溶解度更大
(2)
(3) b 不变 该反应前后气体总物质的量不变,平衡时,,由于温度不变,则不变,为定值,故通入后不变
【分析】根据反应的,反应吸热;初始b、d曲线表示物质的物质的量分数为0,初始a曲线表示物质的物质的量分数为1.0,说明该条件下初始投料为HI;初始c曲线表示物质物质的量分数为0.5,说明该条件下初始投料为等物质的量的H2和I2;三种物质物质的量分数之和等于1、且H2和I2的物质的量分数相等;则a、d表示相同温度下HI、I2的物质的量分数(0.78+2×0.11=1),b、c表示相同温度下HI、I2的物质的量分数(0.7+2×0.15=1)。
【详解】(1)已知反应1:、 反应2:, 目标反应反应2反应1,故。
固体碘的溶度积,,目标反应平衡常数;萃取时水相和有机相体积相等,,故,代入萃取效率公式得。
原因:H2O是极性分子,I2和CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理,I2在CCl4中溶解度更大,平衡时浓度更大,故。
(2)反应焓变反应物总键能生成物总键能,即,解得。
(3)① 反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,HI的物质的量分数减小、I2的物质的量分数增大,结合分析,499℃时,表示随t变化的曲线是b。
② 结合分析,平衡时,,反应生成的和物质的量相等,故,该反应气体分子总数不变,平衡常数。
③ 温度不变,平衡常数不变,该反应前后气体总物质的量不变,平衡时,,由于不变,则为定值,故通入后不变。
48.(1) 低温
(2) AB 温度升高使反应Ⅰ平衡向逆反应方向移动的影响大于分子筛膜分离出使平衡向正反应方向移动的影响 1.2
(3) 增大 大于 高温
【详解】(1)反应Ⅰ的,反应Ⅰ为气体分子数减少的反应,,当时反应能自发进行,则反应Ⅰ在低温条件下可自发进行;由可知,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,,反应Ⅲ的热化学方程式为。
(2)①A.反应Ⅰ为气体分子数减小的反应,压强为变量,气体压强不再变化时,反应Ⅰ达到平衡,A符合题意;
B.有分子筛膜时,生成的水被分离,使m发生变化,密度为变量,当密度不再改变时,反应Ⅰ达到平衡,B符合题意;
C.根据速率之比等于反应系数之比可知,时反应Ⅰ达到平衡,C不符题意;
D.反应达平衡时各物质间不存在任何比例关系,D不符题意;
故选AB;
②升高温度,反应Ⅰ平衡逆向移动,甲醇产率降低,但分子筛膜分离出H2O使平衡正向移动,甲醇产率上升,总体上甲醇产率随温度升高而降低的原因是温度升高使反应Ⅰ平衡向逆反应方向移动的影响大于分子筛膜分离出使平衡向正反应方向移动的影响,所以甲醇产率下降。
③根据平衡时的转化率为80%,反应Ⅰ的选择性为60%可知,反应Ⅰ消耗的量为,反应Ⅱ消耗的量为,可列三段式:
反应Ⅰ:,
反应Ⅱ:
平衡时物质的总物质的量为,总压为,可得,,因此平衡时;由于反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,因此。
(3)①,反应Ⅰ是放热反应,温度降低,反应Ⅰ的平衡正向移动,增大,增大,因此增大。
②根据,可转化为公式可知斜率大的大,故消碳反应的活化能大于积碳反应的活化能;由图乙可知,提高除碳效率应在消碳反应速率高于积碳反应速率区域除碳,即在高温区除碳。
49.(1)低温自发
(2)AD
(3) 75% 0.225 5.33 (L/mol)2 <
(4)BD
(5)逆反应方向
【详解】(1)该反应是熵减的放热反应,低温条件下反应(ΔH-TΔS)小于0,能自发进行;
(2)A.该反应是气体体积减小的反应,则缩小容器容积,增大压强,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率提高,A符合题意;
B.该反应是放热反应,其他条件不变时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率降低,B不符合题意;
C.使用催化剂,能够能够降低反应的活化能,加快反应速率,但化学平衡不移动,二氧化碳的平衡转化率不变,C不符合题意;
D.增大氢气和二氧化碳的初始投料比相当于增大反应物氢气的浓度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率提高,D符合题意;
故选AD;
(3)①由题意可知,10 min反应达到平衡时,甲醇的浓度为0.75 mol/L,则由方程式可知,二氧化碳的转化率为:=75%;10 min内氢气的反应速率为:= 0.225 mol/(L·min);
②由题意可知,10 min反应达到平衡时,甲醇的浓度为0.75 mol/L,则由方程式可知,平衡时二氧化碳、氢气、水蒸气的浓度分别为:-0.75 mol/L=0.25 mol/L、-0.75 mol/L×3=0.75 mol/L、0.75 mol/L,则该温度下是化学平衡常数为:K=≈5.33 (L/mol)2;
③保持温度不变,平衡后如果将容器的容积由2 L扩大到4 L,气体压强减小,若平衡不发生移动,甲醇的浓度为:= 0.375 mol/(L·min),该反应是气体体积减小的反应,减小压强,化学平衡向逆反应方向移动,甲醇的浓度增大,则当达到新平衡时,甲醇的浓度小于0.375 mol/(L·min);
(4)A.由反应速率之比等于化学计量数之比可知,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,A错误;
B.单位时间内生成1 mol 水蒸气的同时生成3 mol 氢气说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,B正确;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度不随时间而变化不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,C错误;
D.该反应是气体体积减小的反应,反应中容器内压强减小,则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,D正确;
故选BD;
(5)由表格数据可知,1000℃时,副反应的平衡常数为1.7,由题意可知,反应的浓度商为:Qc==2.25>K,则副反应的平衡移动方向为向逆反应方向移动。
50.(1)
(2)>
(3) Ⅰ =
(4)AB
(5) 低温、高压 25%
【详解】(1)温度为、压强为时, ,则制备甲酸的热化学方程式为。
(2)由题可知,时,当平衡时,,则,,因为该反应为吸热反应(ΔH > 0),温度升高,平衡常数增大,则。
(3)①等温下,正反应方向为气体体积减少,压强增大,平衡正向移动,增大,因此图中的等温曲线是I;
②由图可知N点为等温曲线上的点,此时温度为400℃,,曲线Ⅱ为等压线,,当温度为400℃时,,因此N点对应的体系中。
(4)A.中,是反应物,是生成物,二者浓度之比是变量,当不变时,说明二者浓度不变,所以氢气和乙烯浓度之比保持不变可以判断是否达到平衡状态,A正确;
B.正反应方向为气体物质的量减少的反应,因此混合气体的平均摩尔质量不变可以判断反应是否达到平衡状态,B正确;
C.恒容下,该反应体积不变,气体质量不变,因此混合气体密度也不变,因此混合气体密度不能判断反应是否达到平衡状态,C错误;
D.焓变为恒量不能判断平衡,D错误;
故答案选AB。
(5)①已知,,温度降低,两个反应平衡均正向移动,但压强增大,有利于乙烯的生成,因此同时提高的平衡转化率和平衡时选择性的反应条件为低温、高压;
②由题可得,
得:,,解得,则乙烯的选择性为;平衡时、、、的浓度分别是、、、合成乙烯反应的平衡常数。
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