专题2 化学反应速率与化学平衡（单元自测·素养提升卷）化学苏教版选择性必修1

2026-2027学年高二年级化学单元自测（苏教版选择性必修1） 专题2 化学反应速率与化学平衡·素养提升卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 第一部分（选择题 共39分） 一、选择题（共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。） 1．（2026·江苏苏州高二阶段练习）对于反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，ΔH＞0下列说法正确的是( ) A．反应的平衡常数可表示为 B．该反应的反应物总键能小于生成物总键能 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 D．其他条件相同，增大，的转化率下降 2．（2026·江苏扬州高二期中）H2S和CO2反应生成的羰基硫用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2O(g) ΔH＞0，下列说法正确的是( ) A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其ΔS＞0 B．上述反应的平衡常数 C．上述反应中消耗1molH2S，生成H2O的物质的量小于 D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放 3．（2025·江苏苏州高二期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高SO2的转化率 B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，达到平衡后，增大压强可使颜色变深 C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 4．已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)　ΔH>0。在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)=1．0 mol·L-1，c(N)=3.0 mol·L-1，达到平衡时N的转化率为25%。下列说法正确的是(　　) A．达到平衡后，增大压强，则正、逆反应速率不变，M的转化率不变 B．升高温度，达到新平衡时，M的体积分数增大 C．相同条件下，增大N的浓度，反应正向进行，平衡常数增大 D．相同条件下，若起始时c(M)=c(N)，达到平衡后，M的转化率为50% 5．汽车尾气处理也存在以下反应：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，在温度低于220℃，该反应的速率方程为，反应历程分两步进行：第一步：2NO2=NO3+NO (慢)，第二步：NO3+CO=NO2+CO2 (快)。下列说法正确的是( ) A．其它条件一定时，增大反应物的浓度，化学反应速率一定增大 B．第一步反应NO2分子间仅部分碰撞有效 C．第二步反应的活化能较第一步反应的活化能高 D．第一步生成的NO3起催化作用，加快了反应的进行 6．（2025·江苏高二专题练习）甲酸在催化剂表面催化释氢的机理如图所示。已知第一步与第三步是快反应，第二步是慢反应。下列说法正确的是( ) A．用氘化甲酸(HCOOD或DCOOH)代替HCOOH，得到的是HD和 B．的反应速率由第一步和第三步决定 C．使用更高效的催化剂，能降低活化能并增大反应的焓变 D．第一步断裂的化学键是碳氢键 7．（2025·江苏盐城高二期末）在一恒容密闭反应器中充入体积之比为的和，发生反应： ① ② 在相同时间内，的转化率、HCOOH的选择性与温度的关系如图所示。 HCOOH的选择性。 下列叙述不正确的是( ) A．温度低于673K时，HCOOH的选择性随温度升高而增大 B．温度高于673K时，主要发生反应② C．平衡时，又充入0.1molCO2和0.1molH2，再次达到平衡时，n(HCOOH)减少 D．673K下反应达到平衡时，CO2、HCOOH、CO的浓度之比为 8．（2026·江苏二模）100kPa下，在密闭容器中加入H2(g)和MgCO3(s)各发生反应。反应如下： Ⅰ．MgCO3(s)MgO(s)+ CO2(g) ΔH1＝+101kJ·mol−1 Ⅱ．CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝-166kJ·mol−1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝+41kJ·mol−1 （温度高于450°C，反应I完全进行） H2的平衡转化率和CH4、CO2的平衡选择性随温度变化关系如图所示。 CH4（或CO2）的平衡选择性 下列说法不正确的是( ) A．图中曲线表示CO2的选择性 B．高于450°C时，温度升高的选择性增大 C．500°C时，增大平衡体系压强反应Ⅲ进行程度不变 D．600°C时，CO2和H2的平衡转化率接近相等 9．（2026·江苏二模）拥有中国自主知识产权的全球首套煤制乙醇工业化项目投产成功。某煤制乙醇过程表示如下： 过程a包括以下3个主要反应： Ⅰ．CH3COOCH3(g)＋2H2(g)=C2H5OH(g)＋CH3OH(g) ΔH1 Ⅱ．CH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)=CH3COOC2H5(g)＋CH3OH(g) ΔH2 Ⅲ．CH3COOCH3(g)＋H2(g)=CH3CHO(g)＋CH3OH(g) ΔH3 相同时间内，测得乙酸甲酯转化率随温度的变化如图1所示，乙醇和乙酸乙酯的选择性[乙醇选择性]随温度的变化如图2所示。 下列说法不正确的是( ) A．205℃后反应Ⅲ开始发生反应 B．225∼235℃，反应Ⅰ还未达平衡状态 C．温度可影响催化剂的选择性，从而影响目标产物乙醇的选择性 D．205℃时，CH3COOCH3起始物质的量为5 mol，转化率为30%，则最终生成乙酸乙酯0.9mol 10．（2026·江苏南通二模）工业上采用氯苯和H2S在高温下制备苯硫酚(C6H5-SH)，副产物为苯，反应如下： 反应Ⅰ．C6H5-Cl(g)＋H2S(g)C6H5-SH(g)＋HCl(g) ΔH＝-16.8kJ·mol−1 反应Ⅱ．C6H5-Cl(g)＋H2S(g)C6H6(g)＋1/8S8(g)＋HCl(g) ΔH＝-45.8kJ·mol−1 将一定量的氯苯和加入反应器，定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量，得到单程收率(得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能 B．590℃时，使用高效催化剂能提高苯硫酚的平衡产率 C．645℃时，反应Ⅱ的v(正)<v(逆) D．其他条件不变，540℃～590℃，苯硫酚的选择性随着温度升高不断增大 11．（2026·江苏扬州高三模拟预测）利用MgCO3与H2获得CH4的主要反应如下： 反应Ⅰ：MgCO3(s)=MgO(s)+ CO2(g) ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2 反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH3 100kPa下，在密闭容器中加入一定量的MgCO3(s)和4molH2(g)，发生以上反应。T1温度后体系达平衡，MgCO3(s)已完全分解。中间产物 CO2转化率、CH4产率及另外2种含氢气体的物质的量(n)随温度的变化如图所示(T1温度前图未画出)。 下列说法正确的是( ) A．反应CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)的ΔH＞0 B．曲线④表示CH4的产率 C．温度为T0时，反应达平衡后，缩小容器体积达新平衡，CO2的浓度不变 D．温度为T3时，反应Ⅲ的平衡常数为 12．（2026·江苏南京高三模拟预测）油酸甲酯C17H33COOCH3催化加氢制备烷烃包含的主要反应如下： 反应Ⅰ：C17H33COOCH3(g)＋5H2(g)=C18H38(g)＋CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1 反应Ⅱ：C17H33COOCH3(g)＋2H2(g)=C17H36(g)＋CH4(g)＋CO2(g) ΔH2 反应Ⅲ：C17H33COOCH3(g)＋3H2(g)=C17H36(g)＋CH4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH3 仅考虑上述反应，在、反应物起始物质的量比条件下达到平衡时，C18H38和C17H36的选择性随温度的变化如图所示。 已知：选择性，下列说法正确的是( ) A．反应CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的ΔH=ΔH3-ΔH2 B．反应I的ΔH1＜0，且其平衡常数随温度升高而减小 C．其他条件一定，增大体系压强，平衡时C17H36的选择性不变 D．643K时测得C18H38的选择性为40%且反应混合物中n(CH4)：n(H2O)=1：1，则n(CO2)：n(CO)=1：2 13．（2026·江苏盐城高三模拟预测）甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(CH4和CO2)直接转化为合成气(主要成分为CO和H2)，在1×105 Pa、进料配比n(CH4)：n(CO2)=1：1、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中平衡时CH4的转化率、CO2的转化率和积碳率[]随着温度变化如图所示。 反应Ⅰ   CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH＞0 反应Ⅱ   CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH＞0 反应Ⅲ   2CO(g)=C(s)+CO2(g) ΔH＜0 下列说法错误的是( ) A．曲线1代表甲烷的转化率 B．甲烷干重整的最佳温度为950℃左右 C．600℃时，反应Ⅱ的平衡常数为 D．其它条件不变，提高可以提高氢气的产率 第二部分（非选择题 共61分） 二、非选择题（本大题共4小题，共61分） 14．(14分)在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。 (1)t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示： 化学反应 正反应活化能 逆反应活化能 t℃时平衡常数 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H＞0 akJ∙mol-1 bJ∙mol-1 K1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H＜0 eJ∙mol-1 dJ∙mol-1 K2 请写出t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式_______(反应热用a、b、e、d代数式表示)。t℃该反应的平衡常数为_______(用K1和K2表示)。请解释该反应能否自发进行_______。 (2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应： N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H＜0。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 T1 30% 50% 80% 80% T2 35% 60% a b ①上表中T1_______T2(“＞”“ ＜”或“=”表示)，其中a、b、80%三者的大小关系是_______(用含“＞”“＜”或“=”的关系式表示)。 ②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v=，k为速率常数。以下说法正确的是_______(填字母) A．升高温度，k值增大 B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为17且保持不变，则反应达到平衡状态 C．将原容器中的NH3及时分离出来可使v增大 D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大。 ③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，保持温度和压强不变，又充入3molN2后，平衡_______(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。 15．(15分)(2026·北京通州·期中)甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛应用前景。利用CO2、CH4等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。 I．CO2制备甲醇发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-48.7kJ·mol−1 (1)该反应的化学平衡常数表达式为 。 (2)在催化剂X、总压时不同温度对甲醇产率影响如下图所示。 ①段，甲醇产率随温度升高而增大，请依据活化分子碰撞理论解释其原因： 。 ②段，CH3OH产率下降的可能原因是 。 II．甲烷选择性氧化制备甲醇发生的反应热化学方程式如下： i． ii． (3)①补全反应iii： 。 ②反应iii的平衡常数K3= (用K1、K2表示)。 (4)Fe+与O3反应可得FeO+，FeO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。室温下当FeO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似)。 ①直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)，该反应能量变化中决速步骤是 。(填“I”或“II”) ②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多。分析原因： 。 16．(16分)(2026·北京海淀高二期中)合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。 (1)合成氨气的氢气可由天然气制备。依据复合判据判断反应，CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝-206.0kJ·mol−1，自发的条件是 (填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。 (2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，不同温度、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 T1 30% 50% 80% 80% T2 35% 60% a b ①上表中T1 T2(填“>”或“<”或“=”)，其中a、b、80%三者的大小关系是 (用含“>”“<”“=”)。 ②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为，为速率常数。以下说法正确的是 (填字母序号)。 A．升高温度，k值增大 B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量保持不变，则反应达到平衡状态 C．一定温度下将原容器中的NH3及时分离出来可使减小 D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大 (3)请结合下列数据分析，工业用氮气与氢气反应固氮，没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是 。 298K，N2(g)＋O2(g)2NO(g) k=5×1031； N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) k=4.1×106； (4)如图是合成氨反应平衡混合气中的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是 ；判断L1 L2的关系，并简述理由 。 (5)下列关于合成氨工艺的理解中，正确的有___________(填标号)。 A．合成氨温度控制在左右是为了提高平衡转化率和加快反应速率 B．NH3易液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行 C．原料气需要经过净化处理，以防催化剂中毒和安全事故发生 D．实际生产中，H2适度过量有利于提高NH3的转化率同时有利于提高整体反应速率 17．（16分）（2026·江苏高二期中）由丙烷生产丙烯的主要反应有： 反应ⅰ．C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＞0 反应ⅱ．C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) ΔH2＞0 已知催化剂作用下反应ⅰ、ⅱ的反应机理如图1： (1)反应ⅰ__________（填“高温”、“低温”、“任意温度”）自发。 (2)一定温度下，将体积比1：1的N2和C3H8以一定流速通入装有催化剂的固定床反应器。在催化剂活性温度范围内，催化历程包括反应物分子在催化剂表面吸附、反应及产物分子的脱附等过程。请据图1回答①~③： ①写出反应ⅰ生成C3H6的决速步骤的反应式__________。 ②已知：目标产物的选择性。反应器出口处测得C3H6的选择性大于C2H4，可能原因是_______________。 ③提高反应温度，其他条件不变，测得C3H6的选择性降低。可能原因是______________。 (3)C3H8高温脱氢时会发生副反应： iii．C3H8(g)3C(s)＋4H2(g)。其他条件相同，以不同流速进气，测得反应器出口处C3H8的转化率和C3H6的选择性随进气流速的变化如图2。请从图示坐标数据中选择最适宜的进气流速范围：__________。进气时以一定比例N2混合C3H8进气，N2的主要作用是_______________。 (4)一种提高丙烷转化率的催化剂-钯膜（只允许H2透过）反应器，工作原理如图3。 ①T℃和p kPa下，将N2和C3H8以体积比1：1通入多个无钯膜串联反应器，只发生反应i和ii。若C3H8的平衡转化率为50%，C3H6的平衡选择性为80%，则反应i的压强平衡常数Kp=________kPa（以含的最简分数表示）。 ②相同条件下，若换成“钯膜反应器”，只发生反应i和ii。C3H8的平衡转化率提高到60%,C3H6的平衡选择性提高到85%。下列说法正确的是__________。 A．钯膜是反应i的高选择性催化剂 B．H2透过钯膜，及时从反应器中分离，促使反应i正向移动 C．降低进气时C3H8与N2的体积比，C3H8的平衡转化率提高 D．升高温度，C3H8的平衡转化率和C3H6的平衡选择性均提高 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高二年级化学单元自测（苏教版选择性必修1） 专题2 化学反应速率与化学平衡·素养提升卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 第一部分（选择题 共39分） 一、选择题（共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。） 1．（2026·江苏苏州高二阶段练习）对于反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，ΔH＞0下列说法正确的是( ) A．反应的平衡常数可表示为 B．该反应的反应物总键能小于生成物总键能 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 D．其他条件相同，增大，的转化率下降 2．（2026·江苏扬州高二期中）H2S和CO2反应生成的羰基硫用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2O(g) ΔH＞0，下列说法正确的是( ) A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其ΔS＞0 B．上述反应的平衡常数 C．上述反应中消耗1molH2S，生成H2O的物质的量小于 D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放 3．（2025·江苏苏州高二期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高SO2的转化率 B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，达到平衡后，增大压强可使颜色变深 C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 4．已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)　ΔH>0。在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)=1．0 mol·L-1，c(N)=3.0 mol·L-1，达到平衡时N的转化率为25%。下列说法正确的是(　　) A．达到平衡后，增大压强，则正、逆反应速率不变，M的转化率不变 B．升高温度，达到新平衡时，M的体积分数增大 C．相同条件下，增大N的浓度，反应正向进行，平衡常数增大 D．相同条件下，若起始时c(M)=c(N)，达到平衡后，M的转化率为50% 5．汽车尾气处理也存在以下反应：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，在温度低于220℃，该反应的速率方程为，反应历程分两步进行：第一步：2NO2=NO3+NO (慢)，第二步：NO3+CO=NO2+CO2 (快)。下列说法正确的是( ) A．其它条件一定时，增大反应物的浓度，化学反应速率一定增大 B．第一步反应NO2分子间仅部分碰撞有效 C．第二步反应的活化能较第一步反应的活化能高 D．第一步生成的NO3起催化作用，加快了反应的进行 6．（2025·江苏高二专题练习）甲酸在催化剂表面催化释氢的机理如图所示。已知第一步与第三步是快反应，第二步是慢反应。下列说法正确的是( ) A．用氘化甲酸(HCOOD或DCOOH)代替HCOOH，得到的是HD和 B．的反应速率由第一步和第三步决定 C．使用更高效的催化剂，能降低活化能并增大反应的焓变 D．第一步断裂的化学键是碳氢键 7．（2025·江苏盐城高二期末）在一恒容密闭反应器中充入体积之比为的和，发生反应： ① ② 在相同时间内，的转化率、HCOOH的选择性与温度的关系如图所示。 HCOOH的选择性。 下列叙述不正确的是( ) A．温度低于673K时，HCOOH的选择性随温度升高而增大 B．温度高于673K时，主要发生反应② C．平衡时，又充入0.1molCO2和0.1molH2，再次达到平衡时，n(HCOOH)减少 D．673K下反应达到平衡时，CO2、HCOOH、CO的浓度之比为 8．（2026·江苏二模）100kPa下，在密闭容器中加入H2(g)和MgCO3(s)各发生反应。反应如下： Ⅰ．MgCO3(s)MgO(s)+ CO2(g) ΔH1＝+101kJ·mol−1 Ⅱ．CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝-166kJ·mol−1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝+41kJ·mol−1 （温度高于450°C，反应I完全进行） H2的平衡转化率和CH4、CO2的平衡选择性随温度变化关系如图所示。 CH4（或CO2）的平衡选择性 下列说法不正确的是( ) A．图中曲线表示CO2的选择性 B．高于450°C时，温度升高的选择性增大 C．500°C时，增大平衡体系压强反应Ⅲ进行程度不变 D．600°C时，CO2和H2的平衡转化率接近相等 9．（2026·江苏二模）拥有中国自主知识产权的全球首套煤制乙醇工业化项目投产成功。某煤制乙醇过程表示如下： 过程a包括以下3个主要反应： Ⅰ．CH3COOCH3(g)＋2H2(g)=C2H5OH(g)＋CH3OH(g) ΔH1 Ⅱ．CH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)=CH3COOC2H5(g)＋CH3OH(g) ΔH2 Ⅲ．CH3COOCH3(g)＋H2(g)=CH3CHO(g)＋CH3OH(g) ΔH3 相同时间内，测得乙酸甲酯转化率随温度的变化如图1所示，乙醇和乙酸乙酯的选择性[乙醇选择性]随温度的变化如图2所示。 下列说法不正确的是( ) A．205℃后反应Ⅲ开始发生反应 B．225∼235℃，反应Ⅰ还未达平衡状态 C．温度可影响催化剂的选择性，从而影响目标产物乙醇的选择性 D．205℃时，CH3COOCH3起始物质的量为5 mol，转化率为30%，则最终生成乙酸乙酯0.9mol 10．（2026·江苏南通二模）工业上采用氯苯和H2S在高温下制备苯硫酚(C6H5-SH)，副产物为苯，反应如下： 反应Ⅰ．C6H5-Cl(g)＋H2S(g)C6H5-SH(g)＋HCl(g) ΔH＝-16.8kJ·mol−1 反应Ⅱ．C6H5-Cl(g)＋H2S(g)C6H6(g)＋1/8S8(g)＋HCl(g) ΔH＝-45.8kJ·mol−1 将一定量的氯苯和加入反应器，定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量，得到单程收率(得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能 B．590℃时，使用高效催化剂能提高苯硫酚的平衡产率 C．645℃时，反应Ⅱ的v(正)<v(逆) D．其他条件不变，540℃～590℃，苯硫酚的选择性随着温度升高不断增大 11．（2026·江苏扬州高三模拟预测）利用MgCO3与H2获得CH4的主要反应如下： 反应Ⅰ：MgCO3(s)=MgO(s)+ CO2(g) ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2 反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH3 100kPa下，在密闭容器中加入一定量的MgCO3(s)和4molH2(g)，发生以上反应。T1温度后体系达平衡，MgCO3(s)已完全分解。中间产物 CO2转化率、CH4产率及另外2种含氢气体的物质的量(n)随温度的变化如图所示(T1温度前图未画出)。 下列说法正确的是( ) A．反应CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)的ΔH＞0 B．曲线④表示CH4的产率 C．温度为T0时，反应达平衡后，缩小容器体积达新平衡，CO2的浓度不变 D．温度为T3时，反应Ⅲ的平衡常数为 12．（2026·江苏南京高三模拟预测）油酸甲酯C17H33COOCH3催化加氢制备烷烃包含的主要反应如下： 反应Ⅰ：C17H33COOCH3(g)＋5H2(g)=C18H38(g)＋CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1 反应Ⅱ：C17H33COOCH3(g)＋2H2(g)=C17H36(g)＋CH4(g)＋CO2(g) ΔH2 反应Ⅲ：C17H33COOCH3(g)＋3H2(g)=C17H36(g)＋CH4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH3 仅考虑上述反应，在、反应物起始物质的量比条件下达到平衡时，C18H38和C17H36的选择性随温度的变化如图所示。 已知：选择性，下列说法正确的是( ) A．反应CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的ΔH=ΔH3-ΔH2 B．反应I的ΔH1＜0，且其平衡常数随温度升高而减小 C．其他条件一定，增大体系压强，平衡时C17H36的选择性不变 D．643K时测得C18H38的选择性为40%且反应混合物中n(CH4)：n(H2O)=1：1，则n(CO2)：n(CO)=1：2 13．（2026·江苏盐城高三模拟预测）甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(CH4和CO2)直接转化为合成气(主要成分为CO和H2)，在1×105 Pa、进料配比n(CH4)：n(CO2)=1：1、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中平衡时CH4的转化率、CO2的转化率和积碳率[]随着温度变化如图所示。 反应Ⅰ   CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH＞0 反应Ⅱ   CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH＞0 反应Ⅲ   2CO(g)=C(s)+CO2(g) ΔH＜0 下列说法错误的是( ) A．曲线1代表甲烷的转化率 B．甲烷干重整的最佳温度为950℃左右 C．600℃时，反应Ⅱ的平衡常数为 D．其它条件不变，提高可以提高氢气的产率 第二部分（非选择题 共61分） 二、非选择题（本大题共4小题，共61分） 14．(14分)在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。 (1)t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示： 化学反应 正反应活化能 逆反应活化能 t℃时平衡常数 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H＞0 akJ∙mol-1 bJ∙mol-1 K1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H＜0 eJ∙mol-1 dJ∙mol-1 K2 请写出t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式_______(反应热用a、b、e、d代数式表示)。t℃该反应的平衡常数为_______(用K1和K2表示)。请解释该反应能否自发进行_______。 (2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应： N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H＜0。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 T1 30% 50% 80% 80% T2 35% 60% a b ①上表中T1_______T2(“＞”“ ＜”或“=”表示)，其中a、b、80%三者的大小关系是_______(用含“＞”“＜”或“=”的关系式表示)。 ②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v=，k为速率常数。以下说法正确的是_______(填字母) A．升高温度，k值增大 B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为17且保持不变，则反应达到平衡状态 C．将原容器中的NH3及时分离出来可使v增大 D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大。 ③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，保持温度和压强不变，又充入3molN2后，平衡_______(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。 15．(15分)(2026·北京通州·期中)甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛应用前景。利用CO2、CH4等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。 I．CO2制备甲醇发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-48.7kJ·mol−1 (1)该反应的化学平衡常数表达式为 。 (2)在催化剂X、总压时不同温度对甲醇产率影响如下图所示。 ①段，甲醇产率随温度升高而增大，请依据活化分子碰撞理论解释其原因： 。 ②段，CH3OH产率下降的可能原因是 。 II．甲烷选择性氧化制备甲醇发生的反应热化学方程式如下： i． ii． (3)①补全反应iii： 。 ②反应iii的平衡常数K3= (用K1、K2表示)。 (4)Fe+与O3反应可得FeO+，FeO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。室温下当FeO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似)。 ①直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)，该反应能量变化中决速步骤是 。(填“I”或“II”) ②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多。分析原因： 。 16．(16分)(2026·北京海淀高二期中)合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。 (1)合成氨气的氢气可由天然气制备。依据复合判据判断反应，CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝-206.0kJ·mol−1，自发的条件是 (填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。 (2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，不同温度、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 T1 30% 50% 80% 80% T2 35% 60% a b ①上表中T1 T2(填“>”或“<”或“=”)，其中a、b、80%三者的大小关系是 (用含“>”“<”“=”)。 ②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为，为速率常数。以下说法正确的是 (填字母序号)。 A．升高温度，k值增大 B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量保持不变，则反应达到平衡状态 C．一定温度下将原容器中的NH3及时分离出来可使减小 D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大 (3)请结合下列数据分析，工业用氮气与氢气反应固氮，没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是 。 298K，N2(g)＋O2(g)2NO(g) k=5×1031； N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) k=4.1×106； (4)如图是合成氨反应平衡混合气中的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是 ；判断L1 L2的关系，并简述理由 。 (5)下列关于合成氨工艺的理解中，正确的有___________(填标号)。 A．合成氨温度控制在左右是为了提高平衡转化率和加快反应速率 B．NH3易液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行 C．原料气需要经过净化处理，以防催化剂中毒和安全事故发生 D．实际生产中，H2适度过量有利于提高NH3的转化率同时有利于提高整体反应速率 17．（16分）（2026·江苏高二期中）由丙烷生产丙烯的主要反应有： 反应ⅰ．C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＞0 反应ⅱ．C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) ΔH2＞0 已知催化剂作用下反应ⅰ、ⅱ的反应机理如图1： (1)反应ⅰ__________（填“高温”、“低温”、“任意温度”）自发。 (2)一定温度下，将体积比1：1的N2和C3H8以一定流速通入装有催化剂的固定床反应器。在催化剂活性温度范围内，催化历程包括反应物分子在催化剂表面吸附、反应及产物分子的脱附等过程。请据图1回答①~③： ①写出反应ⅰ生成C3H6的决速步骤的反应式__________。 ②已知：目标产物的选择性。反应器出口处测得C3H6的选择性大于C2H4，可能原因是_______________。 ③提高反应温度，其他条件不变，测得C3H6的选择性降低。可能原因是______________。 (3)C3H8高温脱氢时会发生副反应： iii．C3H8(g)3C(s)＋4H2(g)。其他条件相同，以不同流速进气，测得反应器出口处C3H8的转化率和C3H6的选择性随进气流速的变化如图2。请从图示坐标数据中选择最适宜的进气流速范围：__________。进气时以一定比例N2混合C3H8进气，N2的主要作用是_______________。 (4)一种提高丙烷转化率的催化剂-钯膜（只允许H2透过）反应器，工作原理如图3。 ①T℃和p kPa下，将N2和C3H8以体积比1：1通入多个无钯膜串联反应器，只发生反应i和ii。若C3H8的平衡转化率为50%，C3H6的平衡选择性为80%，则反应i的压强平衡常数Kp=________kPa（以含的最简分数表示）。 ②相同条件下，若换成“钯膜反应器”，只发生反应i和ii。C3H8的平衡转化率提高到60%,C3H6的平衡选择性提高到85%。下列说法正确的是__________。 A．钯膜是反应i的高选择性催化剂 B．H2透过钯膜，及时从反应器中分离，促使反应i正向移动 C．降低进气时C3H8与N2的体积比，C3H8的平衡转化率提高 D．升高温度，C3H8的平衡转化率和C3H6的平衡选择性均提高 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二年级化学单元自测(苏教版选择性必修1) 专题2 化学反应速率与化学平衡·素养提升卷 （参考答案） 第一部分(选择题 共39分) 一、选择题(共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 D A B D B A C C D D C B C 第二部分(非选择题 共61分) 二、非选择题(本大题共4小题，共61分) 14．(14分) (1)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d-5a+5b)kJ·mol-1(2分) (2分) 该反应∆H＜0，∆S＞0，所以∆G＜0，可以自发进行(2分) (2)①＜(2分) a=b＜80%(2分) ②ABC(2分) ③不移动 (2分) 15．(15分) (1)(2分) (2) 升高温度，一部分能量较低的分子变为活化分子，增加了活化分子百分数，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快(2分) (3) 温度升高，反应逆向进行程度增大导致CH3OH产率下降；温度可能超过了催化剂的活性温度，催化剂失活影响甲醇产率(2分) (3) -307(2分) (2分) (4) d(1分) II (2分) E2＞E1，室温时更容易生成CH3OH(2分) 16．(16分) (1)任意温度自发(1分) (2) <(2分) a=b＜80%(2分) AB(2分) (3)氮气和氧气反应的平衡常数远远小于氮气和氢气反应的平衡常数，说明氮气和氧气反应进行的程度很小，而氮气和氢气反应进行的程度较大(2分) (4) 压强(2分) <(1分) 压强相同时，升高温度，平衡逆移，氨气的体积分数减小，所以L1小于L2(2分) (5)BC(2分) 17．(16分) (1)高温(2分) (2)① (2分) ②反应ⅰ的决速步骤活化能小于反应ⅱ的决速步骤活化能，相同条件下反应ⅰ的反应速率更快，单位时间内转化为丙烯的丙烷占比更高，丙烯选择性更大(2分) ③温度升高时，活化能更大的反应ⅱ的反应速率增大的幅度比反应ⅰ更大，更多丙烷发生裂解生成乙烯，导致丙烯的选择性降低(2分) (3) 35~40mL·min-1(2分) 稀释C3H8，降低其分压，有利于反应i正向进行，同时抑制积碳副反应(2分) (4) ①(2分) ②BC(2分) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二年级化学单元自测(苏教版选择性必修1) 专题2 化学反应速率与化学平衡·素养提升卷 (考试时间：75分钟 试卷满分：100分) 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 第一部分(选择题 共39分) 一、选择题(共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。) 1．(2026·江苏苏州高二阶段练习)对于反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，ΔH＞0下列说法正确的是( ) A．反应的平衡常数可表示为 B．该反应的反应物总键能小于生成物总键能 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 D．其他条件相同，增大，的转化率下降 【答案】D 【解析】A．平衡常数表达式应包含所有反应物浓度，反应的平衡常数可表示为，A错误；B．ΔH>0表示反应吸热，反应物总键能大于生成物总键能，B错误；C．升高温度时正、逆反应速率均增大，但吸热反应(正反应)速率增幅更大，C错误；D．增大CH4与H2O的物质的量之比，相当于增加CH4浓度，其转化率会下降，D正确；故选D。 2．(2026·江苏扬州高二期中)H2S和CO2反应生成的羰基硫用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2O(g) ΔH＞0，下列说法正确的是( ) A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其ΔS＞0 B．上述反应的平衡常数 C．上述反应中消耗1molH2S，生成H2O的物质的量小于 D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放 【答案】A 【解析】A．已知该反应在加热条件下能自发进行，根据ΔG=ΔH-TΔS<0，反应在高温下自发且ΔH>0，故ΔS必须>0，A正确；B．平衡常数应包含H2O的浓度，正确表达式为K=，B错误；C．按反应计量关系，消耗1 mol H2S必生成1 mol H2O，故C错误；D．增加H2S虽提高CO2转化率，但H2S本身有毒。 3．(2025·江苏苏州高二期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高SO2的转化率 B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，达到平衡后，增大压强可使颜色变深 C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 【答案】B 【解析】A．工业上生产H2SO4时发生反应2SO2+O22SO3，充入过量的空气平衡正向移动，可以提高二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，A不合题意；B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，平衡体系增大压强平衡不移动，但体积减小，c(NO2)增大，气体颜色变深，不可用勒夏特列原理解释，B符合题意；C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集Cl2，相当于对H2O+Cl2H++Cl-+HClO，加入氯化钠，增大Cl-的浓度，使平衡逆向移动，降低了氯气的溶解度，能用平衡移动原理解释，C不合题意；D．溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，由于生成AgBr沉淀，导致溶液中Br-浓度减小，上述平衡正向移动，则溶液的颜色变浅能够用勒夏特列原理解释，D不合题意；故答案为B。 4．已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)　ΔH>0。在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)=1．0 mol·L-1，c(N)=3.0 mol·L-1，达到平衡时N的转化率为25%。下列说法正确的是(　　) A．达到平衡后，增大压强，则正、逆反应速率不变，M的转化率不变 B．升高温度，达到新平衡时，M的体积分数增大 C．相同条件下，增大N的浓度，反应正向进行，平衡常数增大 D．相同条件下，若起始时c(M)=c(N)，达到平衡后，M的转化率为50% 【答案】D 【解析】增大压强，正、逆反应速率都增大，M的转化率不变，A项错误；升高温度，平衡正向移动，M的体积分数减小，B项错误；温度不变时，K不变，C项错误；设起始时c(M)=c(N)=1 .0 mol·L-1，平衡时M的变化浓度为x，根据前后两平衡态时的K相等，得K===1，x=0.5 mol·L-1，所以M的转化率为50%，D项正确。 5．汽车尾气处理也存在以下反应：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，在温度低于220℃，该反应的速率方程为，反应历程分两步进行：第一步：2NO2=NO3+NO (慢)，第二步：NO3+CO=NO2+CO2 (快)。下列说法正确的是( ) A．其它条件一定时，增大反应物的浓度，化学反应速率一定增大 B．第一步反应NO2分子间仅部分碰撞有效 C．第二步反应的活化能较第一步反应的活化能高 D．第一步生成的NO3起催化作用，加快了反应的进行 【答案】B 【解析】A．反应的速率方程为，增加其他物质的浓度，速率不变，A错误；B．第一步反应为慢反应，反应的活化能大，有效碰撞频率较小，仅部分碰撞有效，B正确；C．第一步反应为慢反应，反应的活化能大，C错误；D．第一步生成的NO3是中间产物，为第二步的反应物，D错误；故选B。 6．(2025·江苏高二专题练习)甲酸在催化剂表面催化释氢的机理如图所示。已知第一步与第三步是快反应，第二步是慢反应。下列说法正确的是( ) A．用氘化甲酸(HCOOD或DCOOH)代替HCOOH，得到的是HD和 B．的反应速率由第一步和第三步决定 C．使用更高效的催化剂，能降低活化能并增大反应的焓变 D．第一步断裂的化学键是碳氢键 【答案】A 【解析】A．机理中生成H2的H+来自HCOOH的O-H键，H-来自C-H键。若用HCOOD(O上为D)，则O-D键断裂生成D+，C-H键断裂生成H-，结合为HD；若用DCOOH(C上为D)，则O-H键断裂生成H+，C-D键断裂生成D-，结合为HD，均得到HD和CO2，A正确；B．总反应速率由慢反应决定，题中第二步为慢反应，故反应速率由第二步决定，B错误；C．催化剂降低活化能但不改变反应焓变，C错误；D．第一步是HCOOH在催化剂表面反应生成，甲酸(HCOOH)结构为，断裂的是羧基中O-H键，D错误；故选A。 7．(2025·江苏盐城高二期末)在一恒容密闭反应器中充入体积之比为的和，发生反应： ① ② 在相同时间内，的转化率、HCOOH的选择性与温度的关系如图所示。 HCOOH的选择性。 下列叙述不正确的是( ) A．温度低于673K时，HCOOH的选择性随温度升高而增大 B．温度高于673K时，主要发生反应② C．平衡时，又充入0.1molCO2和0.1molH2，再次达到平衡时，n(HCOOH)减少 D．673K下反应达到平衡时，CO2、HCOOH、CO的浓度之比为 【答案】C 【解析】A．根据图像可知，当温度低于673K时，HCOOH的选择性随温度升高而增大，故A正确；B．根据图像可知，当温度高于673K时，CO2的转化率增加，但HCOOH的选择性降低，故以发生反应②为主，故B正确；C．平衡时再通入0.1molCO2和0.1molH2，平衡一定正向移动，HCOOH的物质的量一定增大，故C错误；D．根据题意，利用转化率和选择性表达式可知，673K时CO2的转化率为95%，其中HCOOH的选择性为30%，那么CO的选择性为70%，设起始时二氧化碳的物质的量为a mol，根据化学方程式利用元素守恒，平衡时二氧化碳0.05amol，HCOOH和CO物质的量之和为0.95amol，那么HCOOH的物质的量为0.95a×30%=0.285a mol，CO的物质的量为0.95a×70%=0.665amol，所以恒容密闭容器中CO2、HCOOH、CO的浓度之比为10：57：133，故D正确；故选C。 8．(2026·江苏二模)100kPa下，在密闭容器中加入H2(g)和MgCO3(s)各发生反应。反应如下： Ⅰ．MgCO3(s)MgO(s)+ CO2(g) ΔH1＝+101kJ·mol−1 Ⅱ．CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝-166kJ·mol−1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝+41kJ·mol−1 (温度高于450°C，反应I完全进行) H2的平衡转化率和CH4、CO2的平衡选择性随温度变化关系如图所示。 CH4(或CO2)的平衡选择性 下列说法不正确的是( ) A．图中曲线表示CO2的选择性 B．高于450°C时，温度升高的选择性增大 C．500°C时，增大平衡体系压强反应Ⅲ进行程度不变 D．600°C时，CO2和H2的平衡转化率接近相等 【答案】C 【解析】A．温度高于450°C之前，随温度升高，反应I(吸热反应)平衡正向移动，碳酸镁分解产生更多CO2，故曲线X表示CO2的选择性，A正确；B．高于450℃反应I完全进行，升温时反应III(吸热反应)平衡正向移动，CO的生成量增加，选择性增大，B正确；C．500℃时增大压强，气体分子数减小的反应II平衡正向移动，导致CO2、H2的百分含量减小，而H2O的增大，使得反应III平衡逆向移动，进行程度减小，C错误；D．600℃时CH4(曲线Y)选择性接近0，几乎仅发生反应III，反应III中CO2和H2计量数比为1：1，且初始n(CO2)=1mol(反应I完全进行)、n(H2)=1mol，故两者平衡转化率接近相等，D正确；故选C。 9．(2026·江苏二模)拥有中国自主知识产权的全球首套煤制乙醇工业化项目投产成功。某煤制乙醇过程表示如下： 过程a包括以下3个主要反应： Ⅰ．CH3COOCH3(g)＋2H2(g)=C2H5OH(g)＋CH3OH(g) ΔH1 Ⅱ．CH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)=CH3COOC2H5(g)＋CH3OH(g) ΔH2 Ⅲ．CH3COOCH3(g)＋H2(g)=CH3CHO(g)＋CH3OH(g) ΔH3 相同时间内，测得乙酸甲酯转化率随温度的变化如图1所示，乙醇和乙酸乙酯的选择性[乙醇选择性]随温度的变化如图2所示。 下列说法不正确的是( ) A．205℃后反应Ⅲ开始发生反应 B．225∼235℃，反应Ⅰ还未达平衡状态 C．温度可影响催化剂的选择性，从而影响目标产物乙醇的选择性 D．205℃时，CH3COOCH3起始物质的量为5 mol，转化率为30%，则最终生成乙酸乙酯0.9mol 【答案】D 【解析】A．205℃前乙醇和乙酸乙酯的选择性之和等于100%，205℃后乙醇和乙酸乙酯的选择性之和小于100%，可知205℃后反应Ⅲ开始发生反应生成乙醛，故A正确；B．由图1可知，在225∼235℃范围内，乙酸甲酯的转化率随温度升高而增大，说明在题设的相同反应时间内，反应还未达到平衡，故B正确；C．温度可影响催化剂的选择性，从而影响不同反应的反应速率，从而影响目标产物乙醇的选择性，故C正确；D．205℃时，CH3COOCH3起始物质的量为5 mol，转化率为30%，乙酸乙酯的选择性为60%，由于第二步反应消耗乙醇，则最终生成乙酸乙酯×5mol×30%×60%=0.45mol，故D错误；故选D。 10．(2026·江苏南通二模)工业上采用氯苯和H2S在高温下制备苯硫酚(C6H5-SH)，副产物为苯，反应如下： 反应Ⅰ．C6H5-Cl(g)＋H2S(g)C6H5-SH(g)＋HCl(g) ΔH＝-16.8kJ·mol−1 反应Ⅱ．C6H5-Cl(g)＋H2S(g)C6H6(g)＋1/8S8(g)＋HCl(g) ΔH＝-45.8kJ·mol−1 将一定量的氯苯和加入反应器，定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量，得到单程收率(得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能 B．590℃时，使用高效催化剂能提高苯硫酚的平衡产率 C．645℃时，反应Ⅱ的v(正)<v(逆) D．其他条件不变，540℃～590℃，苯硫酚的选择性随着温度升高不断增大 【答案】D 【解析】A．在相同温度下，活化能越低，反应速率越快，产物生成的速率也越快。 从图像看，低温时(如500~540°C)，苯硫酚(反应I的产物)的单程收率，远高于苯(反应II的产物)，说明反应I的速率更快。 反应速率快，说明反应Ⅰ的活化能更低，A错误；B．催化剂的作用是降低反应的活化能、加快反应速率，但它不改变反应的平衡状态，也不能提高平衡产率，B错误；C．反应II是放热反应，ΔH = − 45.8 kJ⋅mol−1，升高温度平衡会逆向移动。645°C时升温，苯的单程收率仍在上升，说明反应II仍在正向进行，未达到平衡状态，此时v(正) > v(逆)，C错误；D．苯硫酚的选择性=， 在540°C~590°C区间，苯硫酚的单程收率(黑色实心点)的增长速率远大于苯的单程收率(空心点)的增长速率，说明更多的氯苯转化为了苯硫酚 ，因此，苯硫酚的选择性随温度升高不断增大，D正确；故选D。 11．(2026·江苏扬州高三模拟预测)利用MgCO3与H2获得CH4的主要反应如下： 反应Ⅰ：MgCO3(s)=MgO(s)+ CO2(g) ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2 反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH3 100kPa下，在密闭容器中加入一定量的MgCO3(s)和4molH2(g)，发生以上反应。T1温度后体系达平衡，MgCO3(s)已完全分解。中间产物 CO2转化率、CH4产率及另外2种含氢气体的物质的量(n)随温度的变化如图所示(T1温度前图未画出)。 下列说法正确的是( ) A．反应CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)的ΔH＞0 B．曲线④表示CH4的产率 C．温度为T0时，反应达平衡后，缩小容器体积达新平衡，CO2的浓度不变 D．温度为T3时，反应Ⅲ的平衡常数为 【答案】C 【解析】在T2之前，曲线③和曲线④重合，说明CO2的转化率和CH4的产率相等，即在这之前只发生反应Ⅱ，在T2之后，曲线④大于曲线③，说明曲线④代表CO2的转化率，曲线③代表CH4的产率，温度升高CO2的转化率减小，说明ΔH2<0，在T3之后，CO2的转化率略有上升，说明反应Ⅲ的ΔH3>0；温度升高时，反应Ⅱ逆向进行，H2O的物质的量减少，所以曲线②为H2O的物质的量，曲线①为H2的物质的量，据分析答题。A．根据盖斯定律，目标反应CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)可由反应Ⅱ - 反应Ⅲ得到，故ΔH=ΔH2-ΔH3<0，A错误；B．根据分析，曲线④代表CO2的转化率，曲线③代表CH4的产率，B错误；C．温度为T0时，存在反应I和反应Ⅱ，反应达平衡后，缩小容器体积达新平衡，温度不变，反应I的化学平衡常数不变K=c( CO2)保持不变，即平衡后c( CO2)不变，C正确；D．在T3时，H2和H2O的物质的量相等为1.36 mol，根据氢元素守恒可知n(CH4)=，此时CH4的产率为64%， 则反应前CO2为1 mol，再由反应Ⅱ生成0.64 mol CH4时会产生n(H2O) =1.28 mol，可知反应Ⅲ生成的n(H2O)=1.36mol-1.28mol=0.08 mol，同时生成0.08 mol CO，根据C元素守恒平衡时n(CO2)=(1-0.64-0.08)mol=0.28 mol，反应Ⅲ的平衡常数，D错误。答案C。 12．(2026·江苏南京高三模拟预测)油酸甲酯C17H33COOCH3催化加氢制备烷烃包含的主要反应如下： 反应Ⅰ：C17H33COOCH3(g)＋5H2(g)=C18H38(g)＋CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1 反应Ⅱ：C17H33COOCH3(g)＋2H2(g)=C17H36(g)＋CH4(g)＋CO2(g) ΔH2 反应Ⅲ：C17H33COOCH3(g)＋3H2(g)=C17H36(g)＋CH4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH3 仅考虑上述反应，在、反应物起始物质的量比条件下达到平衡时，C18H38和C17H36的选择性随温度的变化如图所示。 已知：选择性，下列说法正确的是( ) A．反应CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的ΔH=ΔH3-ΔH2 B．反应I的ΔH1＜0，且其平衡常数随温度升高而减小 C．其他条件一定，增大体系压强，平衡时C17H36的选择性不变 D．643K时测得C18H38的选择性为40%且反应混合物中n(CH4)：n(H2O)=1：1，则n(CO2)：n(CO)=1：2 【答案】B 【解析】A．由盖斯定律可知，反应Ⅱ-反应Ⅲ得CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)，因此ΔH=ΔH2-ΔH3，A错误；B．由图像可知，温度升高，C18H38选择性不断降低，说明升温，反应Ⅰ平衡逆向移动，正反应放热，ΔH1＜0，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，即反应Ⅰ平衡常数随温度升高而减小，B正确；C．反应Ⅱ、Ⅲ前后气体分子数相等，加压自身平衡不移动；反应Ⅰ为系数减小的反应，加压平衡正向移动，更多油酸甲酯通过反应Ⅰ被消耗生成C18H38，使C18H38选择性升高，则C17H36的选择性降低，C错误；D．设C17H33COOCH3消耗的总物质的量为a，C18H38选择性40%，则反应Ⅰ消耗C17H33COOCH3的物质的量为0.4a；反应Ⅱ、Ⅲ共消耗C17H33COOCH3的物质的量为a-0.4a=0.6a，设Ⅱ消耗C17H33COOCH3的物质的量为x、Ⅲ消耗C17H33COOCH3的物质的量为y，则x+y=0.6a。由方程式可得；n(H2O)=Ⅰ生成+Ⅲ生成；由n(CH4)：n(H2O)=1：1，、；因此，，则n(CO2)：n(CO)=2：1，D错误；故选B。 13．(2026·江苏盐城高三模拟预测)甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(CH4和CO2)直接转化为合成气(主要成分为CO和H2)，在1×105 Pa、进料配比n(CH4)：n(CO2)=1：1、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重整过程中平衡时CH4的转化率、CO2的转化率和积碳率[]随着温度变化如图所示。 反应Ⅰ   CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH＞0 反应Ⅱ   CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH＞0 反应Ⅲ   2CO(g)=C(s)+CO2(g) ΔH＜0 下列说法错误的是( ) A．曲线1代表甲烷的转化率 B．甲烷干重整的最佳温度为950℃左右 C．600℃时，反应Ⅱ的平衡常数为 D．其它条件不变，提高可以提高氢气的产率 【答案】C 【解析】升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ正向移动，CH4的转化率、CO2的转化率增大，CO2的转化率的变化大于CH4的转化率变化，则曲线1代表CH4的转化率、曲线2代表CO2的转化率；升高温度，反应Ⅲ逆向移动，积碳率降低，曲线3代表积碳率。A．根据以上分析，曲线1代表甲烷的转化率，故A正确；B．950℃左右时，CH4的转化率、CO2的转化率达到最大值，积碳率达到最低值，所以甲烷干重整的最佳温度为950℃左右，故B正确；C．设甲烷、CO2的投料均为amol，600℃时，CO2的转化率为50%、CH4的转化率为80%、积碳率为50%，则平衡体系中含amolC、0.5amolCO2、0.2amolCH4，根据C元素守恒，反应生成CO的物质的量为0.3amol，根据O元素守恒，反应生成H2O的物质的量为0.7amol，根据H元素守恒，反应生成氢气的物质的量为0.9amol，反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，平衡常数为，故C错误；D．增大CH4的投料，反应Ⅰ正向移动，减小CO2投料，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅲ正向移动，所以其它条件不变，提高可以提高氢气的产率，故D正确；选C。 第二部分(非选择题 共61分) 二、非选择题(本大题共4小题，共61分) 14．(14分)在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。 (1)t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示： 化学反应 正反应活化能 逆反应活化能 t℃时平衡常数 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H＞0 akJ∙mol-1 bJ∙mol-1 K1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H＜0 eJ∙mol-1 dJ∙mol-1 K2 请写出t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式_______(反应热用a、b、e、d代数式表示)。t℃该反应的平衡常数为_______(用K1和K2表示)。请解释该反应能否自发进行_______。 (2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应： N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H＜0。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 T1 30% 50% 80% 80% T2 35% 60% a b ①上表中T1_______T2(“＞”“ ＜”或“=”表示)，其中a、b、80%三者的大小关系是_______(用含“＞”“＜”或“=”的关系式表示)。 ②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v=，k为速率常数。以下说法正确的是_______(填字母) A．升高温度，k值增大 B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为17且保持不变，则反应达到平衡状态 C．将原容器中的NH3及时分离出来可使v增大 D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大。 ③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，保持温度和压强不变，又充入3molN2后，平衡_______(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。 【答案】(1)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d-5a+5b)kJ·mol-1(2分) (2分) 该反应∆H＜0，∆S＞0，所以∆G＜0，可以自发进行(2分) (2)①＜(2分) a=b＜80%(2分) ②ABC(2分) ③不移动 (2分) 【解析】(1)依题意可得：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=(a-b) kJ∙mol-1 ① 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d) kJ∙mol-1 ② 利用盖斯定律，将反应②-①×5，即得t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式为4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d-5a+5b)kJ·mol-1。t℃该反应的平衡常数为= 。因为a＞b、e＜d，所以∆H=(e-d-5a+5b)＜0，反应物的气体分子数小于生成物的气体分子数，该反应能自发进行，原因是该反应∆H＜0，∆S＞0，所以∆G＜0，可以自发进行；(2)①因为相同时间内，T2时反应物的转化率大，则反应速率快，温度高，所以上表中T1＜T2；由于正反应为放热反应，温度高时反应物的转化率低，所以a、b、80%三者的大小关系是a=b＜80%。②A项，升高温度，反应速率加快，则v增大，所以k值增大，A正确；B项，合成氨反应中混合气的总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，则物质的量不变，气体的分子数不变，所以反应达到平衡状态，B正确；C项，将原容器中的NH3及时分离出来，则c(NH3)减小，所以v增大，C正确；D项，合成氨达到平衡后，增大c(N2)瞬间，正反应速率增大，随着平衡的移动，正反应速率减小，D不正确；故选ABC。③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，则K=1；保持温度和压强不变，又充入3molN2后，此时容器的体积为2L，Q==1，则平衡不移动。 15．(15分)(2026·北京通州·期中)甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛应用前景。利用CO2、CH4等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。 I．CO2制备甲醇发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-48.7kJ·mol−1 (1)该反应的化学平衡常数表达式为 。 (2)在催化剂X、总压时不同温度对甲醇产率影响如下图所示。 ①段，甲醇产率随温度升高而增大，请依据活化分子碰撞理论解释其原因： 。 ②段，CH3OH产率下降的可能原因是 。 II．甲烷选择性氧化制备甲醇发生的反应热化学方程式如下： i． ii． (3)①补全反应iii： 。 ②反应iii的平衡常数K3= (用K1、K2表示)。 (4)Fe+与O3反应可得FeO+，FeO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。室温下当FeO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似)。 ①直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)，该反应能量变化中决速步骤是 。(填“I”或“II”) ②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多。分析原因： 。 【答案】(1)(2分) (2) 升高温度，一部分能量较低的分子变为活化分子，增加了活化分子百分数，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快(2分) (3) 温度升高，反应逆向进行程度增大导致CH3OH产率下降；温度可能超过了催化剂的活性温度，催化剂失活影响甲醇产率(2分) (3) -307(2分) (2分) (4) d(1分) II (2分) E2＞E1，室温时更容易生成CH3OH(2分) 【解析】(1)根据反应化学方程式可知平衡常数表达式为：。 (2)①A-B段：升高温度，一部分能量较低的分子变为活化分子，增加了活化分子百分数，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，故甲醇产率随温度升高而增大；②B-C段：CH3OH产率下降的可能原因是：温度升高，反应逆向进行程度增大导致CH3OH产率下降；温度可能超过了催化剂的活性温度，催化剂失活影响甲醇产率。(3)①反应iii=反应ii-反应i，则ΔH3=ΔH2-ΔH1=-164.5kJ/mol-142.5kJ/mol=-307kJ/mol；②反应iii的平衡常数。 (4)①直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，即反应活化能增加，如图所示，步骤I活化能发生变化，D比H质量大，故FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线c；如图所示，FeO+与CH4反应时E2<E3，则步骤II是决速步骤；②FeO+与CH4反应的活化能低于与CD4反应的活化能(CH4中H是轻同位素，反应速率更快)，因此FeO+更易与CH4发生反应，生成CH3OH的产量更多。 16．(16分)(2026·北京海淀高二期中)合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。 (1)合成氨气的氢气可由天然气制备。依据复合判据判断反应，CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝-206.0kJ·mol−1，自发的条件是 (填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。 (2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，不同温度、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 T1 30% 50% 80% 80% T2 35% 60% a b ①上表中T1 T2(填“>”或“<”或“=”)，其中a、b、80%三者的大小关系是 (用含“>”“<”“=”)。 ②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为，为速率常数。以下说法正确的是 (填字母序号)。 A．升高温度，k值增大 B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量保持不变，则反应达到平衡状态 C．一定温度下将原容器中的NH3及时分离出来可使减小 D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大 (3)请结合下列数据分析，工业用氮气与氢气反应固氮，没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是 。 298K，N2(g)＋O2(g)2NO(g) k=5×1031； N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) k=4.1×106； (4)如图是合成氨反应平衡混合气中的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是 ；判断L1 L2的关系，并简述理由 。 (5)下列关于合成氨工艺的理解中，正确的有___________(填标号)。 A．合成氨温度控制在左右是为了提高平衡转化率和加快反应速率 B．NH3易液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行 C．原料气需要经过净化处理，以防催化剂中毒和安全事故发生 D．实际生产中，H2适度过量有利于提高NH3的转化率同时有利于提高整体反应速率 【答案】(1)任意温度自发(1分) (2) <(2分) a=b＜80%(2分) AB(2分) (3)氮气和氧气反应的平衡常数远远小于氮气和氢气反应的平衡常数，说明氮气和氧气反应进行的程度很小，而氮气和氢气反应进行的程度较大(2分) (4) 压强(2分) <(1分) 压强相同时，升高温度，平衡逆移，氨气的体积分数减小，所以L1小于L2(2分) (5)BC(2分) 【解析】(1)依题意，反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ，熵变大于零，当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发，则该反应在任意温度自发； (2)①根据表中数据，相同时间段内，T2的N2转化率高于T1，说明T2反应速率快，温度越高速率越快，则T1 < T2；该反应反应热ΔH＜0，温度越高，速率越快，先达平衡，同一温度平衡时转化率不变，即a=b；升高温度，平衡逆移，转化率减小，则a=b＜80%；②A项，浓度不变时，温度越高反应速率v和速率常数k均增大，A正确；B项，该反应正向为气体分子数减小的方向，容器内气体总质量不变，平均相对分子质量为变量，当混合气体平均相对分子质量保持不变时反应达平衡，B正确；C项，NH3及时分离使c(NH3)减小，v值增大()，C错误；D项，平衡后增大c(N2)，正反应速率先增后减，D错误；答案为AB； (3)平衡常数越大，说明正向进行程度(反应限度)越大，由题目信息可知氮气与氢气反应的平衡常数远大于氮气和氧气反应的平衡常数，即氮气与氢气的反应限度远大于氮气与氧气的反应限度； (4)合成氨反应的焓变小于零，升高温度，平衡逆移，氨气的体积分数减小；合成氨反应正向为气体分子数减小的方向，则增大压强，平衡正移，氨气的体积分数增大；由此可知，X为压强，L为温度，且L1小于L2； (5)A项，升高温度可以加快反应速率，又ΔH＜0，升高温度，反应逆向移动，平衡转化率降低，A错误；B项，NH3易液化，不断将液氨移去，降低生成物浓度，有利于反应正向进行，B正确；C项，原料气中含有氢气，为防止氢气爆炸，原料气必须经过净化处理，同时也可防止催化剂中毒，C正确；D项，N2中的三键键能更大，实际生产中，采用稍过量的N2有利于提高NH3的转化率同时有利于提高整体反应速率，D错误；故选BC。 17．(16分)(2026·江苏高二期中)由丙烷生产丙烯的主要反应有： 反应ⅰ．C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＞0 反应ⅱ．C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) ΔH2＞0 已知催化剂作用下反应ⅰ、ⅱ的反应机理如图1： (1)反应ⅰ__________(填“高温”、“低温”、“任意温度”)自发。 (2)一定温度下，将体积比1：1的N2和C3H8以一定流速通入装有催化剂的固定床反应器。在催化剂活性温度范围内，催化历程包括反应物分子在催化剂表面吸附、反应及产物分子的脱附等过程。请据图1回答①~③： ①写出反应ⅰ生成C3H6的决速步骤的反应式__________。 ②已知：目标产物的选择性。反应器出口处测得C3H6的选择性大于C2H4，可能原因是_______________。 ③提高反应温度，其他条件不变，测得C3H6的选择性降低。可能原因是______________。 (3)C3H8高温脱氢时会发生副反应： iii．C3H8(g)3C(s)＋4H2(g)。其他条件相同，以不同流速进气，测得反应器出口处C3H8的转化率和C3H6的选择性随进气流速的变化如图2。请从图示坐标数据中选择最适宜的进气流速范围：__________。进气时以一定比例N2混合C3H8进气，N2的主要作用是_______________。 (4)一种提高丙烷转化率的催化剂-钯膜(只允许H2透过)反应器，工作原理如图3。 ①T℃和p kPa下，将N2和C3H8以体积比1：1通入多个无钯膜串联反应器，只发生反应i和ii。若C3H8的平衡转化率为50%，C3H6的平衡选择性为80%，则反应i的压强平衡常数Kp=________kPa(以含的最简分数表示)。 ②相同条件下，若换成“钯膜反应器”，只发生反应i和ii。C3H8的平衡转化率提高到60%,C3H6的平衡选择性提高到85%。下列说法正确的是__________。 A．钯膜是反应i的高选择性催化剂 B．H2透过钯膜，及时从反应器中分离，促使反应i正向移动 C．降低进气时C3H8与N2的体积比，C3H8的平衡转化率提高 D．升高温度，C3H8的平衡转化率和C3H6的平衡选择性均提高 【答案】(1)高温(2分) (2)① (2分) ②反应ⅰ的决速步骤活化能小于反应ⅱ的决速步骤活化能，相同条件下反应ⅰ的反应速率更快，单位时间内转化为丙烯的丙烷占比更高，丙烯选择性更大(2分) ③温度升高时，活化能更大的反应ⅱ的反应速率增大的幅度比反应ⅰ更大，更多丙烷发生裂解生成乙烯，导致丙烯的选择性降低(2分) (3) 35~40mL·min-1(2分) 稀释C3H8，降低其分压，有利于反应i正向进行，同时抑制积碳副反应(2分) (4) ①(2分) ②BC(2分) 【解析】图2分析，该图展示了进气流速对丙烷转化率、丙烯选择性的影响，左纵轴：C3H8的转化率，右纵轴：C3H6的选择性。图3中反应i生成的H2选择性穿过钯膜进入中心管，被通入的N2及时携带移出体系，持续降低催化剂床层内的H2分压，推动平衡正向移动，在不改变反应体系温度、总压的条件下大幅提高丙烷的平衡转化率。 (1)反应ⅰ的ΔH1＞0，且反应后气体分子数增多，属于熵增反应(ΔS＞0)。根据自发反应判据ΔG=ΔH-TΔS＜0，只有温度T足够高时，才能满足ΔG＜0，因此反应在高温下自发。 (2)① 决速步骤是反应活化能最高、能垒最大的基元反应。从图1可知反应ⅰ的最高能垒(TSⅡ)对应从吸附态到的步骤，该步为决速步，反应式为。② 催化剂不改变平衡转化率，选择性由反应速率差异决定：图1中反应ⅱ的最高能垒(TSⅢ')远高于反应ⅰ的最高能垒(TSII)，反应ⅱ速率更慢，因此转化为丙烯的丙烷占比更高。③ 反应ⅱ的活化能比反应ⅰ更高，升高温度时，活化能更大的反应ⅱ的速率提升幅度远大于反应ⅰ，更多丙烷通过反应ⅱ转化为乙烯，导致丙烯的选择性降低。 (3) 35~40mL·min-1流速范围内丙烷转化率较高，同时丙烯选择性也处于较高水平，兼顾生产效率和目标产物占比；N2作为稀释气，降低丙烷的分压，一方面促进反应ⅰ、ⅱ等气体分子数增加的平衡正向移动，另一方面可以减少副反应iii(积碳反应)的发生。 (4)①设初始通入N2、C3H8各1 mol，丙烷平衡转化率50%，即共消耗0.5 mol丙烷；丙烯选择性80%，则反应i消耗的丙烷为，反应ii消耗的丙烷为0.1mol。平衡时体系总物质的量：，，，，，，总物质的量为2.5 mol。 反应i的。②A．钯膜只允许H2透过，不是反应i的催化剂，不能改变反应的活化能，A错误；B．H2从体系分离，反应i的生成物浓度下降，平衡正向移动，B正确；C．降低C3H8与N2体积比，相当于减小丙烷分压，反应i、ii均为气体分子数增多的反应，平衡正向移动，丙烷平衡转化率提高，C正确；D．反应i、ii均为吸热反应，升温平衡正向移动，丙烷总转化率提高，但升温对活化能更高的反应ii促进更强，丙烯的平衡选择性会降低，D错误；故选BC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $