专题15 化学反应原理综合题（期中真题汇编，山东专用）高三化学上学期

专题15 化学反应原理综合题 1.(2025-2026高三上·山东枣庄滕州市·期中)为实现“双碳”目标，将碳的氧化物转化为高价值的低碳烯烃是一个热门的科研课题。已知： 反应Ⅰ：       反应Ⅱ：       反应Ⅲ：       回答下列问题： （1）　　　　　　　；　　　　　　　(用、表示)。 （2）向初始温度为T℃的某绝热恒容容器中充入1mol(g)和1mol (g)，只发生反应Ⅲ，平衡时(g)的转化率为。 ①下列事实能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是　　　　　　　(填标号)。 a．混合气体的密度不再发生变化                                        b．容器内压强不再发生变化 c．(g)的生成速率等于CO(g)的消耗速率             d．(g)的体积分数不再发生变化 ②若向该容器中充入1mol CO(g)和1mol (g)，平衡时CO(g)的转化率为，则(填“>”“＜”或“=”)　　　　　　　1。 ③结合实验与计算机模拟结果，研究得出单一分子在催化剂表面的反应历程，各步骤的能量变化如图所示，其中(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态。 在催化剂表面反应的决速步骤的化学方程式为　　　　　　　。 （3）研究表明，在压强为3.1MPa、起始时，若只发生反应Ⅰ和反应Ⅲ，实验测得的平衡转化率以及乙烯的选择性随温度的变化如图所示[乙烯选择性=]。 ①平衡转化率随温度升高出现先下降后升高的可能原因是　　　　　　　。 ②350℃时，反应Ⅰ的　　　　　　　(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)。 2.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)乙烯是化学工业合成的重要原料。用甲烷合成乙烯涉及的反应如下：         ②        ③        （1） 　　　　　　　　　　　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 （2）下列说法错误的是　　　　　　　。 A．恒温恒压时，在平衡体系中充入氩气，CH4的平衡转化率降低 B．恒温恒容时，当混合气体的压强不再变化时，该反应达到平衡状态 C．反应达平衡后，升高温度，体系中混合气体的平均相对分子质量增大 （3）500℃条件下，将1mol CH4与1mol O2通入恒容密闭容器中发生上述反应，若初始时容器气体压强为p0平衡时CH4的转化率为58%，混合气体的物质的量为1.9mol。CH4平衡分压为　　　　　　　。已知反应①中C2H4的生成速率v与O2分压p的关系：lgp=2lgv-1.88。若C2H4的初始生成速率为v0，平衡时，C2H4的生成速率v=　　　　　　　(用v0表示)。 （4）乙烷催化脱氢制乙烯： ΔH>0。一定量乙烷在密闭容器中进行上述反应，测得不同温度下乙烷的平衡转化率与体系压强的关系如图，则温度T1　　　　　　　T2(填“>”或“<”)，该反应的标准平衡常数，时，T2温度下，该反应的　　　　　　　。 3.(2025-2026高三上·山东泰安·期中)治理氮氧化物和氨氮废水污染是化学研究的重要课题之一，回答下列问题： （1）汽车尾气（含、、和等）是城市空气污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使一氧化碳跟一氧化氮反应，并促进二氧化硫的转化。CO与NO反应的化学方程式为　　　　　。该过程在一定程度上提高了排放废气的酸度，其原因是　　　　　（用化学方程式表示）。汽车尾气中的和混合通入吸收液中也可降低尾气污染，产物均为盐类，化学方程式为　　　　　。 （2）氨氮废水是造成河流和湖泊富营养化的主要因素，以下是三种处理氨氮废水的方法。 ①溶液可将废水中的转化为。若处理过程中产生（标准状况），则需要消耗的溶液　　　　　L ②在弱碱性条件下，硝化细菌催化被氧气氧化成的总反应的离子方程式为　　　　　； ③在硝化细菌作用下，实现转化的工作原理如图所示： 半硝化脱氨过程与的物质的量之比为　　　　　。 4.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2(汽车尾气通过催化捕集器的时间较短)，反应的化学方程式为：。 （1）某温度下，在2L容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的物质的量如下： 时间/s 0 1 2 3 … n(CO)/(×10-3mol) 3.60 3.05 2.85 2.75 … 用CO的浓度变化表示0~3s的平均反应速率为　　　　　　　(保留3位有效数字)。 （2）列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。 A. CO的体积分数不再改变 B. 容器中气体的密度保持不变 C. N2的物质的量保持不变 D. 相同时间内，反应消耗2molNO同时生成1molN2 （3）已知该反应的平衡常数较大但速率较小。测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。有关说法正确的是_______。 A. 该反应在高温时可自发进行 B. 温度：T1>T2 C. 选用适宜催化剂可达到尾气排放标准 D. 增大压强，反应速率和化学平衡常数均增大 （4）分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率(对应温度400℃)v(正)　　　　　v(逆)(填“>”、“<”或“=”)，温度升高后，两种催化剂条件下NO转化效率均明显降低，原因可能是　　　　　。 5.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)黄铁矿（主要成分为）的燃烧是工业上制硫酸时得到的途径之一。 （1）25℃和101 kPa时，1 mol 完全燃烧生成和时放出853 kJ的热量。 ①黄铁矿燃烧的热化学方程式为　　　　　　　　。 ②理论上1kg黄铁矿（的含量为90%）完全燃烧放出的热量为　　　　　　　　kJ。 （2）利用库仑测硫仪测定混合气体中的体积分数，其原理如图，待测气体进入电解池后，将还原。若有标准状况下V mL气体通过电解池（其他气体不参与反应），反应结束后消耗x库仑电量（已知：电解转移1 mol电子后消耗的电量为96500库仑）。 ①电极P应接电源的　　　　　　　　极（填“正”或“负”），其电极反应式为　　　　　　　　。 ②反应结束后溶液的pH　　　　　　　　（填“增大”或“减小”或“不变”）。 ③混合气体中的体积分数为　　　　　　　　（用含x，V的代数式表示）。 （3）一种用于心脏起搏器的微型电池电极材料分别为石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、溶解在中形成的溶液，总反应为。该电池的正极反应式为　　　　　　　　。 6.(2025-2026高三上·山东枣庄滕州市·期中)我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。以为原料合成依然是“碳达峰”环境下的科研热点，电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题： Ⅰ：    Ⅱ：    Ⅲ：    （1）部分键能的数据如下表所示，则　　　　　　　　　　　。 共价键 键能 436 803 x 328.4 464 （2）反应Ⅰ能自发进行的原因是　　　　　　　　　　　。 （3）汽车尾气中的和在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体。催化剂性能决定了尾气处理效果。将和以一定的流速通过两种不同的催化剂(X、Y)进行反应，测量逸出气体中含量，从而测算尾气脱氮率。相同时间内，脱氮率随温度变化曲线如图所示。 ①曲线上a点的脱氮率　　　　　　　　　　　(填“>”“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。 ②催化剂Y条件下，温度高于650K时脱氮率随温度升高而下降的原因可能是　　　　　　　　　　　。 （4）利用固体氧化物电解池可将和转化为合成气并生产高纯度，原理如下图所示。则X极为电源　　　　　　　　　　　(填“正”或“负”)极，固体氧化物中用于导电的粒子是　　　　　　　　　　　。若该电源持续以13.5A的电流工作8小时，则该电池能实现　　　　　　　　　　　的转化。(假设b电极中参与反应的和的物质的量比例为，) （5）近年研究发现，电催化和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的溶液通入至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。电解过程中生成尿素的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 7.(2025-2026高三上·山东青岛黄岛区·期中)和合成生物能源甲醇是实现碳固定的重要途径，相关反应如下： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    反应Ⅲ：    回答下列问题： （1）　　　　　　　　。 （2）加氢合成甲醇的机理有如下两种推测： ①与作用先生成，再与合成甲醇： ②直接与合成甲醇： 压强的影响可以为反应机理的推测提供重要信息。相同温度时，在催化作用下，加氢反应随压强的变化如图。 已知：ⅰ．选择性； ⅱ．时空收率是指在给定条件下，单位时间内，单位体积(或质量)的催化剂能获得的某一产物的量。 试推断生成甲醇的机理是　　　　　　　　(填“①”或“②”)，原因为　　　　　　　　。 （3）一定压强下，与在催化作用下仅发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡时和选择性及转化率随温度的变化如图。表示选择性的曲线为　　　　　　　　(填标号)，后，b线上升可能的原因是　　　　　　　　。 （4）时，向压强为的恒压密闭容器中充入和，发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ．测得达平衡时容器中有和，计算此时的分压为　　　　　　　　kPa，该温度下反应Ⅱ的压强平衡常数为　　　　　　　　。 8.(2025-2026高三上·山东师范大学附属中学·期中)间二乙苯脱氢制备间二乙烯基苯， Ⅰ.     Ⅱ.     回答下列问题： （1）已知化学键的键能： 化学键 C—H C—C C=C H—H 键能 414 332 611 436 反应Ⅱ的　　　　　　　　　　；其他条件相同时，恒压间二乙苯平衡转化率　　　　　　　　　　恒容间二乙苯平衡转化率(填“>”、“＜”或“=”)。 （2）将1mol间二乙苯通入压强为100kPa的恒压密闭容器，测得间二乙苯的平衡转化率、间乙基乙烯苯和间二乙烯基苯的平衡产率随温度的变化关系如图所示。图中表示间乙基乙烯苯平衡产率的曲线为　　　　　　　　　　(填“a”、“b”或“c”)，后其平衡产率变化趋势的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；条件下进行上述反应，平衡时　　　　　　　　　　 mol，反应Ⅰ的平衡常数　　　　　　　　　　 kPa(分数表示即可)。 （3）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图所示(，k为速率常数，A、e、R均为常数，为反应的活化能，T表示温度)，消碳反应活化能　　　　　　　　　　积碳反应活化能(填“大于”、“小于”或“等于”)；为提高除碳效率应在　　　　　　　　　　区除碳(填“高温”或“低温”)。 9.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)甘油()和水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ：       反应Ⅱ：       反应Ⅲ：       回答下列问题： （1）反应Ⅰ的正反应活化能为，逆反应活化能为，则反应的焓变　　　　　　　　，化学平衡常数　　　　　　　　(用含、或的代数式表示)。 （2）恒压为的密封容器中，1 mol 和9 mol 发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①甲线所示物种为　　　　　　　　(填化学式)。 ②550℃时，的平衡转化率为　　　　　　　　%，该温度下反应Ⅲ的　　　　　　　　(用含的代数式表示)。 ③其他条件不变，在400～550℃范围，平衡时的物质的量随温度升高而　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是　　　　　　　　。 10.(2025-2026高三上·山东青岛五十八中·期中)锑是重要的半导体材料，工业制备粗锑的反应如下。 Ⅰ.； Ⅱ.； 回答下列问题： （1）　　　　　　　　　　　。 （2）反应Ⅰ、Ⅱ的或与温度的关系如下图所示。保持1000K不变，在恒容容器中加入与足量焦炭，发生上述反应，达到平衡时，气体总物质的量为4mol，则　　　　　　　　　　　，的转化率为　　　　　　　　　　　；若将容器体积压缩至原来的，重新建立平衡后CO的体积分数将　　　　　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）恒压容器中，加入4mol焦炭与，在一定条件下反应相同时间，测得反应体系中各物质的物质的量与温度的关系如图所示(已知：反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ)。 ①a线对应物种为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 ②温度时无Sb生成，原因是　　　　　　　　　　　。 ③1400K之前，随温度升高d线对应物质的物质的量不断增大，原因是　　　　　　　　　　　。 11.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源。 （1）甲烷和水蒸气催化重整制取富氢混合气：。图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对CH4转化率[α(CH4)]的影响。由图可知，随着温度的升高，电流对CH4转化率的影响作用逐渐　　　　　　　(填“增加”“减小”或“不变”)，600℃时，电流对三种催化剂中的　　　　　　　(用图中的催化剂表示式回答)影响效果最弱，当温度高于750℃时，无论电流强度大小，有无催化剂，CH4转化率趋于相同，其原因是　　　　　　　。 （2）某温度下，向2L密闭容器中按物质的量之比1：2充入CH4(g)和，发生反应，一段时间反应达平衡，平衡时反应共吸收热量123.9kJ，CO2的物质的量浓度是CH4的3倍，则CH4的起始浓度为　　　　　　　，平衡转化率为　　　　　　　。若保持恒温，向容器内再通入1mol和2mol，平衡将　　　　　　　(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，CH4平衡转化率　　　　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 （3）研究得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)的对数(lgp)与温度T的关系如图所示。A点温度时，反应的平衡常数Kp=　　　　　　　P用平衡分压代替平衡浓度计算)。 12.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)铜及其化合物在化工生产、材料科学等方面应用广泛。回答下列问题： （1）一种电解质可循环流动的新型电池如图所示，M极材料为，极材料为。 ①M极是该电池的　　　　　　　　　　　(填“正极”或“负极”)，极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②电池工作过程中，电解质溶液的质量　　　　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）与结合可形成两种配离子和，常温下，的和的混合溶液中，和的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)与溶液的关系如图所示。已知含铜微粒的分数，如 ①曲线Ⅲ代表的微粒为　　　　　　　　　　　(填化学式)的平衡常数为　　　　　　　　　　　。 ②a点时，　　　　　　　　　　　，当时，体系中　　　　　　　　　　　(填“”“”或“”)。 13.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)CO2是温室气体，也是巨大的碳资源，综合利用CO2是当前的研究热点。CO2催化加氢制甲醇，涉及的主要反应如下： ①    ②    ③    回答下列问题： （1）计算需要　　　　　　　　　　　(填数字)种化学键的键能数据。 （2）已知(R为理想气体常数，c为定值)。平衡常数K与温度T变化关系如图所示。据此判断的数值范围是___________(填标号)。 A.  B.  C.  D.  （3）某一刚性容器中充入1mol CO2和3mol H2，在催化剂作用下进行上述反应，反应达到平衡时，测得CO、CO2、H2O、CH3OH的摩尔分数随温度T变化的曲线如图所示。 ①图中曲线Ⅱ代表的物质为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 ②体系中CO2的摩尔分数受温度的影响不大，原因是　　　　　　　　　　　。 ③T1时，H2的平衡转化率α(H2)= 　　　　　　　　　　　(保留两位有效数字，下同)，反应①的Kx=　　　　　　　　　　　。 14.(2025-2026高三上·山东省临沂第一中学·期中)以焦炭和铁矿石为主要原料的高炉炼铁技术备受关注，涉及到的主要反应为： 请回答下列问题： （1）时，向容积为的恒容密闭容器中，加入和发生反应，时达到平衡，平衡时测得混合气体中的体积分数为，则内以表示该反应的速率　　　　　　　　，该温度下反应的平衡常数为　　　　　　　　，下列选项中能够说明该反应已经达到平衡状态的是　　　　　　　　。 A.固体的物质的量不再变化 B.体系的压强保持不变 C.混合气体的平均摩尔质量保持不变 D.单位时间内消耗和生成的物质的量相等 （2）一定条件下进行反应，正向反应速率与时间的关系如图所示，其中时刻改变的一个外界条件是　　　　　　　　。 （3）某科研小组研究了和时上述反应中和分压随时间变化关系如下图所示（均足量。 时随时间变化关系的曲线是　　　　　　　　，时随时间变化关系的曲线是　　　　　　　　。 15.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)工业合成氨的反应为     。 回答下列问题： （1）已知N≡N的键能为946 kJ·mol-1、H-H的键能为436 kJ·mol-1、N-H的键能为390.8 kJ·mol-1，则ΔH=　　　　　　　　　　　kJ·mol-1；该反应在常温下　　　　　　　　　　　(填“能”或“不能”)正向自发。 （2）一定条件下，工业合成氨速率方程为，根据表中数据，β=　　　　　　　　　　　； 实验 c(N2)/mol·L-1 c(H2)/mol·L-1 c(NH3)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1 1 m n p q 2 m n 0.1p 10q 3 m 4n p 8q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．有利于平衡正向移动          b．防止催化剂中毒     c．提高反应速率 （3）科学家研究了三种催化剂上N2还原为NH3反应历程中的能量变化(图1)，则三种催化剂的催化活性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　　　(用字母a、b、c排序)。 （4）在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应，各物质的分压随时间的变化曲线如图2所示。 （5） （6） ①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=　　　　　　　　　　　mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)。 ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是　　　　　　　　　　　(填“a”“b”“c”“d”)。 16.(2025-2026高三上·山东德州·期中)对燃煤气进行脱硫处理，可实现绿色环保的目的。 （1）氧化钙是常用的固硫剂，吸收并将其转化为建筑材料。 已知：            则     　　　　　　　　　　　。 （2）可用氨水吸收燃煤气中的，氨水吸收足量后的溶液中含N或含S微粒的分布系数[如]与pH的关系如图所示(不考虑溶液中的和分子)。 由图可知，表示的是曲线　　　　　　　　　　　。溶液的　　　　　　　　　　　7(填“>”“<”或“=”)。若向吸收二氧化硫后的氨水溶液中通入少量双氧水，则　　　　　　　　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”) （3）可利用库伦测硫仪检测燃煤气中二氧化硫含量。原理如下图所示。电解质溶液中(a为定值)，保持定值时该电解池不工作。待测气体进入电解池后，电解池开始工作，测定结束后。 ①引发该库伦测硫仪工作的离子反应为　　　　　　　　　　　。 ②通入待测气体的体积为V L(标况下)，电解池工作结束后库伦测硫仪显示转移了0.04 mol电子，此时电解质溶液质量变化了　　　　　　　　　　　克，则待测气体中二氧化硫的体积分数为　　　　　　　　　　　%。若该混合气体中含有少量，则会使测量结果　　　　　　　　　　　 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”) 17.(2025-2026高三上·山东省济南第一中学·期中)Ⅰ．NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。 （1）甲池在放电过程中的负极反应式为　　　　　　　。 （2）乙池中电池总反应的离子方程式为　　　　　　　。 （3）b为　　　　　　　(填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到浓度为的盐酸时，M室中的溶液的质量变化为　　　　　　　g(溶液体积变化忽略不计)。 Ⅱ． （4）已知：①    ②    则表示氨气燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　，该反应可设计为碱性条件下的燃料电池，负极电极反应式为　　　　　　　。 （5）已知几种化学键的键能和热化学方程式如下： 化学键 H-N N-N Cl-Cl H-Cl 键能 a b c x d    ，则　　　　　　　。 18.(2025-2026高三上·山东临沂·期中)甲烷重整能有效捕集二氧化碳，并使低热值的转化为高热值的和CO，涉及的主要反应如下。 Ⅰ．    Ⅱ．    Ⅲ．    恒容条件下，按和投料反应。不同温度下平衡时各组分的物质的量(n)随温度变化如图所示。 已知：温度高于900℃时，主要发生反应Ⅰ。回答下列问题： （1）反应的焓变　　　　　　　(用含、、的代数式表示)。 （2）乙线所示物种为　　　　　　　(填化学式)；反应Ⅰ的焓变　　　　　　　0(填“>”或“<”)。 （3）温度高于时，丙线所示物种的物质的量随温度升高而下降的原因是　　　　　　　。 （4）620℃下，体系达平衡时，若，则　　　　　　　mol，此时，反应Ⅱ的平衡常数　　　　　　　；若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，将　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 19.(2025-2026高三上·山东菏泽·期中)常见火箭推进剂燃料液肼()、液氢、乙醇的相关研究是能源利用领域的研究热点。回答下列问题： （1）已知在101 kPa和一定温度下，由元素的最稳定单质生成1 mol纯物质的热效应称为该物质的标准生成焓，用表示。相同状况下有关物质的标准生成焓如图所示。 火箭推进剂可用作燃料，作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为：   　　　　　　　。 （2）液氢是一种高能低温液体燃料，可由多种途径制备得到，再经加压降温即得到液氢。973 K、100 kPa下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，反应2 min达平衡，平衡时的分压为16 kPa，则2分钟内的平均反应速率　　　　　　　，反应的　　　　　　　。 （3）乙醇-水催化重整可获得氢气，其主要反应为： 反应1：    反应2：    ①在101 kPa、时，若仅发生反应1和反应2，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]。 代表CO的选择性的曲线是　　　　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)；分析曲线乙在300℃前后变化趋势相反的原因　　　　　　　。 ②某温度下，保持压强为101 kPa，按投料，发生反应1、2，反应达平衡时，CO的选择性为50%，，则的平衡转化率　　　　　　　，反应1的平衡常数　　　　　　　(列出计算式)。 20.(2025-2026高三上·山东菏泽·期中)含氮化合物用途广泛，研究含氮化合物的性质意义重大。回答下列问题： （1）尿素[]是目前使用量较大的一种化学氮肥。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素，反应原理为。研究发现，合成尿素的反应机理分两步： Ⅰ．   (快反应) Ⅱ．   (慢反应) ①下列图像能表示上述反应历程能量变化的是　　　　　　　(填标号)。 A．     B．     C．       D． ②是合成尿素的中间体，在一定温度下，向固定容积的密闭容器中加入等物质的量的和，发生反应   。测得不同温度下，平衡时[表示氨气的分压，单位为kPa]与的关系如图所示。图中　　　　　　　(填“”、“”或“”)，温度下反应的标准平衡常数　　　　　　　。已知：的标准平衡常数，。 （2）NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。 ①甲池在放电过程中的负极反应式为　　　　　　　。 ②乙池中总反应的离子方程式为　　　　　　　。 ③丙池中，b为　　　　　　　(填“阳”或“阴”)离子交换膜；当浓缩室得到4 L浓度为的盐酸时，M室中溶液的质量减少　　　　　　　g。 21.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)锑(Sb)是重要的半导体材料，工业制备粗锑的反应如下。 Ⅰ． Ⅱ． 回答下列问题 （1）在恒容容器中加一定量的Sb2O3(l)与焦炭，发生上述反应。下列说法中错误的是___________。 A. 反应Ⅰ在高温条件下有利于自发 B. 将C(s)粉碎研磨，有利于提高反应Ⅰ的化学反应速率 C. 当混合气体的密度不再变化时，说明这两个反应均已到达平衡 D. 及时移走Sb(l)，可提高反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡转化率 （2）反应Ⅰ的lgKp［Kp的单位为(KPa)3］和反应Ⅱ的Kp与温度T的关系如下图1所示。保持1000K不变，在恒容容器中加入4 mol Sb2O3(l)与足量焦炭，发生上述反应，达到平衡时，气体总物质的量为4 mol，则平衡时p(CO2)=　　　　　　　　　　　KPa，Sb2O3的转化率为　　　　　　　　　　　%；若向容器中继续通CO气体，重新建立平衡后CO2的分压将　　　　　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）恒压容器中，加入4 mol焦炭与1 mol Sb2O3(l)，在一定条件下反应相同时间，测得反应体系中各物种的物质的量与温度的关系如图2所示(已知：反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ)。 ①d线对应物种为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 ②温度T<910K时无Sb生成，原因是　　　　　　　　　　　。 22.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”，CO2催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的CO2转化方法。其中涉及的反应有： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1）写出CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的热化学方程式　　　　　　　　　　　。 （2）研究人员在恒容密闭容器中充入4 mol H2、2 mol CO2发生反应，初始压强为6.0 MPa．平衡时CO2的转化率、CH3OCH3的选择性、CO的选择性随温度变化如下图所示(不考虑其他因素影响)。 已知：生成物 ①表示CH3OCH3选择性的曲线是　　　　　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)；温度高于270℃时，曲线c随温度升高而增大的原因是　　　　　　　　　　　。 ②260℃，达到平衡时，容器内n(H2)=　　　　　　　　　　　mol；反应Ⅱ用气体分压表示的平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　(保留两位有效数字)。 （3）为实现“碳中和”，还可通过电解法用CO2制备CH3OCH3(l)，电解装置如图所示。 ①铂电极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②当玻碳电极收集到标况下3.36 L气体时，阴极区溶液的质量变化值为　　　　　　　　　　　g。 23.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇()，是资源化的重要方法，涉及的主要化学反应有： 反应i：    反应ii：    （1）已知：    利用和计算时，还需要利用　　　　　　　　　　　反应的(写出方程式)。通过计算得出。 （2）控制反应条件(均使用了催化剂)，研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。 产率和选择性的定义：    ①图1中，投料比是指　　　　　　　　　　　(填“”或“”)；当投料比为5时，的转化率约为16%，，则　　　　　　　　　　　。 ②图2中，在催化剂2的作用下，发生的主要反应是　　　　　　　　　　　(填“ⅰ”或“ⅱ”)。 ③图3中，当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有　　　　　　　　　　　(写出2条)。 （3）一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中通入和，发生上述反应，秒后达到平衡。此时容器中为，为。 ①平衡后的浓度为　　　　　　　　　　　(用含、、的代数式表示，下同)。 ②用的浓度变化表示0~t秒反应ⅱ的反应速率，　　　　　　　　　　　。 ③该条件下反应ⅰ的化学平衡常数为　　　　　　　　　　　。 24.(2025-2026高三上·山东省名校联盟·期中)根据氮及其化合物的相关信息，完成下列问题。 （1）已知：；4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)   =-2400 kJ/mol 表示氨气摩尔燃烧焓的热化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）有关肼(N₂H₄)化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键需要的能量(kJ)：N≡N为942、N-H为391，N-N为154，则断裂1 mol O=O键需要的能量是　　　　　　　　　　　kJ。 （3）为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O，设计如图所示电池。(已知：交换膜只对溶液里的离子具有选择透过能力)。 ①为保证放电的持续进行，应选择　　　　　　　　　　　(阴或阳)离子交换膜。 ②电池工作一段时间后，左侧电极室溶液的pH　　　　　　　　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 ③电极 B的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ④当电路中转移12mol电子时，共产生　　　　　　　　　　　molN2，右侧溶液质量　　　　　　　　　　　(填“增加”或“减少”)　　　　　　　　　　　g。 25.(2025-2026高三上·山东省临沂第一中学·期中)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。 以为原料可制备。将与放入容积为的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。 编号 过程 （a） （b） （c） （d） （1）　　　　　　。 （2）不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅱ对应的物质为　　　　　　。 （3）温度下，的物质的量为　　　　　　，反应（c）的平衡常数　　　　　　（列出算式，无须化简） （4）温度为时，平衡体系中、、的物质的量分别为、、，如果将容器的容积减半，再次达到平衡时，的物质的量增加了，则的物质的量为　　　　　　，容器中的总压强应该　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）。 26.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)Xe与F2在一定条件下发生下列反应，当时，近似认为Xe完全反应。 Ⅰ．       ΔH1 Ⅱ．       ΔH2 Ⅲ．       ΔH3 向某恒压密闭容器中按充入F2和Xe，平衡时三种氟化物的分布分数随温度的变化如图1所示；T温度下，平衡时三种氟化物的物质的量随投料比的变化如图2所示，P点、Q点对应的p(F2)分别为14 kPa和224 kPa。 回答下列问题： （1）反应，ΔH=　　　　　　　　　　　(用代数式表示)。 （2）反应Ⅲ的ΔH3　　　　　　　　　　　0(填“＞”或“＜”)；图1中630 K之后，XeF4分布分数下降的原因为　　　　　　　　　　　。 （3）曲线L2对应的物质为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （4）T温度下，反应的Kp=　　　　　　　　　　　。 （5）T温度下，当n(XeF4)最多时，体系总压为110 KPa，则p(F2)=　　　　　　　　　　　kPa，p(XeF2)=　　　　　　　　　　　kPa，初始投料比n(F2)：n(Xe)=　　　　　　　　　　　(用最简分数表示)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 化学反应原理综合题 1.【答案】（1）①     ②      （2）① bd    ②     ③      （3）① 温度较低时反应Ⅰ占主导，随着温度升高，反应Ⅲ占主导，故平衡转化率随温度升高出现先下降后升高    ②       2.【答案】（1）① -210kJ·mol-1    ② <     （2）C     （3）① 0.21p0    ② 0.9v0     （4）① >    ②       3.【答案】（1）①     ② ，    ③      （2）① 0.3    ②     ③ 4:3      4.【答案】（1）     （2）BD     （3）C     （4）①     ② 温度升高，催化剂活性降低      5.【答案】（1）①        ② 6397.5     （2）① 正    ②     ③ 减小    ④      （3）      6.【答案】（1）414     （2）该反应、，低温下ΔG=ΔH-TΔS<0，在低温下能自发进行     （3）① =    ② 温度超过650K时，催化剂的活性降低，催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降或催化剂Y条件下，反应速率增大，相同时间内反应已经平衡，随着温度超过650K，升温使该反应平衡逆向移动，脱氮率下降     （4）① 正    ②     ③ 1     （5）      7.【答案】（1）     （2）① ②    ② 反应Ⅰ正方向气体分子总数目减少；反应Ⅱ气体分子总数目不变，反应Ⅲ正方向气体分子总数目减少，由图，随着压强的增大，CO2的转化率增大，甲醇的时空收率和选择性显著增大，但是CO的时空收率几乎不变，说明反应不经过CO中间体，甲醇由CO2直接加氢转化而来，故推断生成甲醇的机理是②     （3）① 曲线c    ② b表示二氧化碳的转化率，后，b线上升可能的原因是温度升高对反应Ⅱ平衡向正向移动的幅度占主导地位，即温度升高对反应Ⅱ平衡向正向移动的幅度大于反应Ⅰ平衡向逆向移动的幅度，因此总体上，二氧化碳的转化率增大；     （4）①     ②       8.【答案】（1）① +113    ② ＞     （2）① b    ② 温度之后，反应Ⅱ占主导，间乙基乙烯苯的消耗量大于生成量    ③ 1.2    ④      （3）① 大于    ② 高温      9.【答案】（1）① +128    ②      （2）①     ② 20    ③     ④ 减小    ⑤ 400～550℃范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则的物质的量减小      10.【答案】（1）＋172.5或172.5     （2）① 4    ② 60%或0.6    ③ 不变     （3）① CO    ② 反应Ⅰ的、，高温自发，910K之前，反应不自发    ③ 反应Ⅱ快速平衡，在1400K之前，反应Ⅰ中CO量的增多大于温度升高对反应Ⅱ的影响，所以的物质的量不断增大      11.【答案】（1）① 减小    ② 10Ni−3CaO/γ−Al2O3    ③ 温度高于750 ℃时，几种情况下的反应均已达到平衡，催化剂不改变平衡状态     （2）① 0.5 mol·L-1    ② 75%    ③ 正向    ④ 变小     （3）103.4      12.【答案】（1）① 负极    ②     ③ 不变     （2）①     ②     ③ 10-8.3    ④ >      13.【答案】（1）5     （2）D     （3）① CH3OH    ② 温度改变时，反应① 和反应② 、③ 化学平衡移动方向相反，且K值变化大致相同    ③ 24%    ④ 0.046      14.【答案】（1）① 0.048    ② 64    ③ AC     （2）恒压条件下充入一定量的CO2气体     （3）① c    ② d      15.【答案】（1）① -90.8    ② 能     （2）① 1.5    ② ac     （3）bac     （4）① 或    ② b      16.【答案】（1）-1002     （2）① c    ② <    ③ 减小     （3）①     ② 1.24    ③     ④ 无影响      17.【答案】（1）     （2）     （3）① 阴    ② 18     （4）① ，    ②      （5）      18.【答案】（1）     （2）① CO2    ② >     （3）随温度升高，反应Ⅰ正向移动的程度大于反应Ⅲ逆向移动的程度，的物质的量减小     （4）①     ②     ③ 不变      19.【答案】（1）-1079.2 kJ/mol-1     （2）① 8    ② 1     （3）① 丙    ② 在300℃之前，以反应1为主，温度升高，氢气的产率增大，在300℃之后，以反应2为主，温度升高，氢气的产率减小    ③ 80%    ④       20.【答案】（1）① C    ②     ③ 1000     （2）①     ②     ③ 阴    ④ 18 g      21.【答案】（1）D     （2）① 40    ② 60    ③ 不变     （3）① CO2    ② 反应Ⅰ的ΔH>0、ΔS>0，高温自发，910K之前ΔG>0，反应不自发      22.【答案】（1）     （2）① b    ② 温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度    ③ 1.72    ④ 0.26     （3）①     ② 5      23.【答案】（1）(合理即可)     （2）①     ② 或31.25%    ③ ⅱ    ④ 原因一：温度高于523℃，催化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ⅱ速率增大程度更为显著，以反应ii为主；原因三：反应ⅰ为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高，反应ⅰ平衡逆移，反应ⅱ平衡正移等等     （3）①     ②     ③       24.【答案】（1）     （2）500     （3）① 阴    ② 变小；    ③     ④ 3.5    ⑤ 减少    ⑥ 108      25.【答案】（1）+132.4     （2）     （3）① 0.5    ②      （4）①     ② 不变      26.【答案】（1）     （2）① ＜    ② 630 K之后升高温度，反应Ⅱ逆向移动的程度大于反应Ⅲ     （3）XeF4     （4）16     （5）① 56    ② 9    ③       试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 化学反应原理综合题 1.(2025-2026高三上·山东枣庄滕州市·期中)为实现“双碳”目标，将碳的氧化物转化为高价值的低碳烯烃是一个热门的科研课题。已知： 反应Ⅰ：       反应Ⅱ：       反应Ⅲ：       回答下列问题： （1）　　　　　　　；　　　　　　　(用、表示)。 （2）向初始温度为T℃的某绝热恒容容器中充入1mol(g)和1mol (g)，只发生反应Ⅲ，平衡时(g)的转化率为。 ①下列事实能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是　　　　　　　(填标号)。 a．混合气体的密度不再发生变化                                        b．容器内压强不再发生变化 c．(g)的生成速率等于CO(g)的消耗速率             d．(g)的体积分数不再发生变化 ②若向该容器中充入1mol CO(g)和1mol (g)，平衡时CO(g)的转化率为，则(填“>”“＜”或“=”)　　　　　　　1。 ③结合实验与计算机模拟结果，研究得出单一分子在催化剂表面的反应历程，各步骤的能量变化如图所示，其中(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态。 在催化剂表面反应的决速步骤的化学方程式为　　　　　　　。 （3）研究表明，在压强为3.1MPa、起始时，若只发生反应Ⅰ和反应Ⅲ，实验测得的平衡转化率以及乙烯的选择性随温度的变化如图所示[乙烯选择性=]。 ①平衡转化率随温度升高出现先下降后升高的可能原因是　　　　　　　。 ②350℃时，反应Ⅰ的　　　　　　　(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)。 【答案】（1）①     ②      （2）① bd    ②     ③      （3）① 温度较低时反应Ⅰ占主导，随着温度升高，反应Ⅲ占主导，故平衡转化率随温度升高出现先下降后升高    ②       【解析】(1)由盖斯定律可知，，；，； (2)①a．容器体积不变，混合气体质量不变，所以混合气体的密度始终不变，混合气体密度不变，不能说明反应已经达到平衡，a错误； b．反应过程中，虽然气体分子数没有变化，但因容器绝热且反应为放热反应，温度在上升，则压强在增大，所以当容器内压强不再发生变化时，反应达到平衡状态，b正确； c．(g)的生成速率与CO(g)的消耗速率均表示逆反应，不能确定反应达到平衡状态，c错误； d．随着反应进行，(g)的体积分数不断变化，(g)的体积分数不再发生变化，则说明反应达到平衡状态，d正确； 故答案选bd； ② 若向恒温恒容密闭容器中分别投入1molCO(g)和1mol(g)，与充入1mol(g)和1mol(g)，最终平衡状态会相同，。但绝热恒容密闭容器中，正向、逆向投料后，因该反应吸热，正向投料反应达到平衡时温度低于起始温度T℃，则（绝热恒容）<（恒温恒容），逆向投料为放热反应，达到平衡时温度高于起始温度T℃，则（绝热恒容）＜（恒温恒容），两者平衡状态不相同，故； ③ 过渡态2活化能较高，反应速率较慢，是该反应过程的决速步骤，化学方程式为； (3)① 结合热化学方程式可知反应Ⅰ的，反应Ⅲ的，结合图可知温度升高，反应Ⅰ逆向移动，转化为C2H4的平衡转化率降低，反应Ⅲ正向移动，转化为CO的平衡转化率升高，温度较低时反应Ⅰ占主导，随着温度升高，反应Ⅲ占主导，故平衡转化率随温度升高出现先下降后升高； ② 设二氧化碳、氢气的起始量分别为1mol、3mol，，乙烯选择性=，乙烯的物质的量为 ，列三段式： ， ，总的物质的量为0.2+1+0.3+1.4+0.2=3.1mol，因此。 2.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)乙烯是化学工业合成的重要原料。用甲烷合成乙烯涉及的反应如下：         ②        ③        （1） 　　　　　　　　　　　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 （2）下列说法错误的是　　　　　　　。 A．恒温恒压时，在平衡体系中充入氩气，CH4的平衡转化率降低 B．恒温恒容时，当混合气体的压强不再变化时，该反应达到平衡状态 C．反应达平衡后，升高温度，体系中混合气体的平均相对分子质量增大 （3）500℃条件下，将1mol CH4与1mol O2通入恒容密闭容器中发生上述反应，若初始时容器气体压强为p0平衡时CH4的转化率为58%，混合气体的物质的量为1.9mol。CH4平衡分压为　　　　　　　。已知反应①中C2H4的生成速率v与O2分压p的关系：lgp=2lgv-1.88。若C2H4的初始生成速率为v0，平衡时，C2H4的生成速率v=　　　　　　　(用v0表示)。 （4）乙烷催化脱氢制乙烯： ΔH>0。一定量乙烷在密闭容器中进行上述反应，测得不同温度下乙烷的平衡转化率与体系压强的关系如图，则温度T1　　　　　　　T2(填“>”或“<”)，该反应的标准平衡常数，时，T2温度下，该反应的　　　　　　　。 【答案】（1）① -210kJ·mol-1    ② <     （2）C     （3）① 0.21p0    ② 0.9v0     （4）① >    ②       【解析】(1)2×反应①-反应②=反应③ ，则，反应气体分子数增加，，则。 (2)A．恒温恒压充入氩气，体积增大， 相当于减小压强，反应向分子数增加的方向进行，反应① 平衡不动，反应② 平衡向CH4生成方向移动，反应③ 与CH4无关，则CH4的转化率降低，A正确； B．反应分子数发生变化，则恒温恒容时，压强不变，反应达到平衡，B正确； C．反应①为气体体积不变的反应、反应②为气体体积减小的反应、反应③为气体体积增大的反应，三个反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则气体总物质的量可能增大、减小或者不变，即平均相对分子质量不一定增大，C错误； 故答案为C。 (3)初始状态物质的量总和为2mol，CH4转化率为58%，平衡时CH4的物质的量为1mol×(1-58%)=0.42mol，恒容体系：，平衡时总压为，则CH4平衡分压为；设平衡时 ，，，，   。根据 C、H、O 原子守恒可得：   C：；   H：；   O：   解得：、、 、，O2分压 ，即 ，， 解得 。 (4)因该反应，为吸热反应，温度越高，反应物的平衡转化率越高，因此； 由图，温度下，平衡时压强为，乙烷的平衡转化率为30%，假设乙烷投料为1mol，则： 平衡时气体总物质的量为1.3mol，根据分压公式：，代入相关数据于公式中，计算可得。 3.(2025-2026高三上·山东泰安·期中)治理氮氧化物和氨氮废水污染是化学研究的重要课题之一，回答下列问题： （1）汽车尾气（含、、和等）是城市空气污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使一氧化碳跟一氧化氮反应，并促进二氧化硫的转化。CO与NO反应的化学方程式为　　　　　。该过程在一定程度上提高了排放废气的酸度，其原因是　　　　　（用化学方程式表示）。汽车尾气中的和混合通入吸收液中也可降低尾气污染，产物均为盐类，化学方程式为　　　　　。 （2）氨氮废水是造成河流和湖泊富营养化的主要因素，以下是三种处理氨氮废水的方法。 ①溶液可将废水中的转化为。若处理过程中产生（标准状况），则需要消耗的溶液　　　　　L ②在弱碱性条件下，硝化细菌催化被氧气氧化成的总反应的离子方程式为　　　　　； ③在硝化细菌作用下，实现转化的工作原理如图所示： 半硝化脱氨过程与的物质的量之比为　　　　　。 【答案】（1）①     ② ，    ③      （2）① 0.3    ②     ③ 4:3      【解析】(1)依据题意，在催化剂作用下，一氧化碳跟一氧化氮反应生成无污染的气体，方程式为： ；该过程在一定程度上提高了排放废气的酸度，其原因是二氧化硫被氧化为三氧化硫，进一步与水反应生成硫酸，方程式为：、；汽车尾气中的NO和O3混合通入FeSO4吸收液中也可降低尾气污染，产物均为盐类，依据原子守恒和氧化还原反应规律可知产物为硫酸铁和硝酸铁，方程式为：； (2)①NaClO溶液可将废水中的转化为N2，自身被还原为Cl-，离子方程式为：；又产生氮气的物质的量为0.03 mol，则消耗的次氯酸钠为0.09 mol，则； ②在弱碱性条件下，硝化细菌催化被氧气氧化成，氮元素化合价从-3升高到+5，氧元素化合价从0降到-2，则铵根系数为1，氧气的系数为2，总反应的离子方程式为：； ③结合图示，半硝化脱氨过程1 mol中的一半转化为，转移电子数为3 mol，1 mol氧气参与反应转移电子数为4 mol，依据得失电子守恒，则与的物质的量之比为4:3。 4.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2(汽车尾气通过催化捕集器的时间较短)，反应的化学方程式为：。 （1）某温度下，在2L容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的物质的量如下： 时间/s 0 1 2 3 … n(CO)/(×10-3mol) 3.60 3.05 2.85 2.75 … 用CO的浓度变化表示0~3s的平均反应速率为　　　　　　　(保留3位有效数字)。 （2）列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。 A. CO的体积分数不再改变 B. 容器中气体的密度保持不变 C. N2的物质的量保持不变 D. 相同时间内，反应消耗2molNO同时生成1molN2 （3）已知该反应的平衡常数较大但速率较小。测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。有关说法正确的是_______。 A. 该反应在高温时可自发进行 B. 温度：T1>T2 C. 选用适宜催化剂可达到尾气排放标准 D. 增大压强，反应速率和化学平衡常数均增大 （4）分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率(对应温度400℃)v(正)　　　　　v(逆)(填“>”、“<”或“=”)，温度升高后，两种催化剂条件下NO转化效率均明显降低，原因可能是　　　　　。 【答案】（1）     （2）BD     （3）C     （4）①     ② 温度升高，催化剂活性降低      【解析】(1)0~3s的平均反应速率v(CO)       =，根据速率之比等于化学计量数之比，则v(NO)=v(CO)= 。 (2)A．CO的体积分数不再改变，说明CO的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，故A不选； B．容器内反应物、生成物均为气体，气体总质量不变，容器体积恒定，则气体的密度始终恒定，不能据此判断平衡状态，故B选； C．N2的物质的量保持不变，符合化学平衡状态的特征，故C不选； D．相同时间内，反应消耗2molNO同时生成1molN2，均为正向反应，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判断平衡状态，故D选； 故选：BD。 (3)A．该反应是气体体积减小的放热反应，、，当时反应能够自发进行，则该反应在低温时可自发进行，A错误； B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的体积分数增大，由图可知，温度：T1<T2，B错误； C．已知该反应的平衡常数较大但速率较小，只要选用合适的催化剂就能在较短时间内使反应充分进行，达到较好的尾气净化效果，C正确； D．对于该放热反应，升温使平衡向反应物方向移动，平衡常数减小；而增大压强只能改变平衡移动程度，不会影响平衡常数，D错误； 故选C。 (4)图中 M 点对应温度(约 400 ℃)时，体系尚未达到平衡，正向速率大于逆向速率，故v(正) ＞ v(逆)。当进一步升温时，催化剂在过高温度下可能失活，反应速率减小，在相同时间内NO的转化量减小，导致 NO 的转化效率明显下降。 5.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)黄铁矿（主要成分为）的燃烧是工业上制硫酸时得到的途径之一。 （1）25℃和101 kPa时，1 mol 完全燃烧生成和时放出853 kJ的热量。 ①黄铁矿燃烧的热化学方程式为　　　　　　　　。 ②理论上1kg黄铁矿（的含量为90%）完全燃烧放出的热量为　　　　　　　　kJ。 （2）利用库仑测硫仪测定混合气体中的体积分数，其原理如图，待测气体进入电解池后，将还原。若有标准状况下V mL气体通过电解池（其他气体不参与反应），反应结束后消耗x库仑电量（已知：电解转移1 mol电子后消耗的电量为96500库仑）。 ①电极P应接电源的　　　　　　　　极（填“正”或“负”），其电极反应式为　　　　　　　　。 ②反应结束后溶液的pH　　　　　　　　（填“增大”或“减小”或“不变”）。 ③混合气体中的体积分数为　　　　　　　　（用含x，V的代数式表示）。 （3）一种用于心脏起搏器的微型电池电极材料分别为石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、溶解在中形成的溶液，总反应为。该电池的正极反应式为　　　　　　　　。 【答案】（1）①        ② 6397.5     （2）① 正    ②     ③ 减小    ④      （3）      【解析】(1)① 已知 完全燃烧放出 热量，则 完全燃烧放出的热量为 。由此可写出其热化学方程式为：。 ② 黄铁矿中纯 的质量为 ，其物质的量 。理论上完全燃烧放出的热量为 。 (2)① 由装置图可知，P电极表面发生 的转化，即 失去电子被氧化，故P电极为电解池的阳极，应连接电源的正极。其电极反应式为 。 ② 混合气体通入后， 将 还原，化学方程式为 。电解池工作时，阳极反应为 ，阴极反应为 。整个过程的总反应相当于 ，反应生成了硫酸，导致溶液中 增大，因此溶液的pH减小。 ③ 反应结束消耗 库仑电量，转移电子的物质的量为 。根据氧化还原反应中电子守恒关系 ，可知参与反应的 的物质的量为 。在标准状况下， 的体积为 。因此，混合气体中 的体积分数为 。 (3)该微型电池的总反应为 。其中锂作负极，发生失电子的氧化反应，负极反应式为 。用总反应式减去负极反应式，即可得到正极反应式：。 6.(2025-2026高三上·山东枣庄滕州市·期中)我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。以为原料合成依然是“碳达峰”环境下的科研热点，电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题： Ⅰ：    Ⅱ：    Ⅲ：    （1）部分键能的数据如下表所示，则　　　　　　　　　　　。 共价键 键能 436 803 x 328.4 464 （2）反应Ⅰ能自发进行的原因是　　　　　　　　　　　。 （3）汽车尾气中的和在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体。催化剂性能决定了尾气处理效果。将和以一定的流速通过两种不同的催化剂(X、Y)进行反应，测量逸出气体中含量，从而测算尾气脱氮率。相同时间内，脱氮率随温度变化曲线如图所示。 ①曲线上a点的脱氮率　　　　　　　　　　　(填“>”“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。 ②催化剂Y条件下，温度高于650K时脱氮率随温度升高而下降的原因可能是　　　　　　　　　　　。 （4）利用固体氧化物电解池可将和转化为合成气并生产高纯度，原理如下图所示。则X极为电源　　　　　　　　　　　(填“正”或“负”)极，固体氧化物中用于导电的粒子是　　　　　　　　　　　。若该电源持续以13.5A的电流工作8小时，则该电池能实现　　　　　　　　　　　的转化。(假设b电极中参与反应的和的物质的量比例为，) （5）近年研究发现，电催化和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的溶液通入至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。电解过程中生成尿素的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）414     （2）该反应、，低温下ΔG=ΔH-TΔS<0，在低温下能自发进行     （3）① =    ② 温度超过650K时，催化剂的活性降低，催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降或催化剂Y条件下，反应速率增大，相同时间内反应已经平衡，随着温度超过650K，升温使该反应平衡逆向移动，脱氮率下降     （4）① 正    ②     ③ 1     （5）      【解析】(1)盖斯定律：反应Ⅰ=Ⅱ+Ⅲ，ΔH1=41.8+(-90.2)=-48.4 kJ· mol-1，ΔH=反应物总键能-生成物总键能，ΔH1 = (2×803+3×436)-(3x+328.4+3×464)=-48.4，解得x=414。 (2)反应Ⅰ能自发进行的原因是该反应、，低温下ΔG=ΔH-TΔS<0，在低温下能自发进行。 (3)① a点已经达到该温度下平衡，温度继续升高，平衡逆向移动，脱氮率下降，所以曲线上a点的脱氮率=对应温度下的平衡脱氮率。 ②催化剂Y条件下，温度高于650K时脱氮率随温度升高而下降的原因可能是温度超过 650K 时，催化剂的活性降低，催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降；或反应已经达平衡，升温放热反应平衡逆向移动，脱氮率下降。 (4)a 电极：，发生氧化反应，是阳极，连接电源正极，X为正极；固体氧化物依靠O2-导电；总电量，，CO2、H2O物质的量比为：1：1， ，，2 mol e-消耗1 mol CO2，2 mol e-也消耗1 mol H2O，即n(CO2)=1 mol。 (5)生成尿素CO(NH2)2，CO2得电子， 被还原为-NH2，质子交换膜环境，用H+配平电荷，配平得到电极反应：。 7.(2025-2026高三上·山东青岛黄岛区·期中)和合成生物能源甲醇是实现碳固定的重要途径，相关反应如下： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    反应Ⅲ：    回答下列问题： （1）　　　　　　　　。 （2）加氢合成甲醇的机理有如下两种推测： ①与作用先生成，再与合成甲醇： ②直接与合成甲醇： 压强的影响可以为反应机理的推测提供重要信息。相同温度时，在催化作用下，加氢反应随压强的变化如图。 已知：ⅰ．选择性； ⅱ．时空收率是指在给定条件下，单位时间内，单位体积(或质量)的催化剂能获得的某一产物的量。 试推断生成甲醇的机理是　　　　　　　　(填“①”或“②”)，原因为　　　　　　　　。 （3）一定压强下，与在催化作用下仅发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡时和选择性及转化率随温度的变化如图。表示选择性的曲线为　　　　　　　　(填标号)，后，b线上升可能的原因是　　　　　　　　。 （4）时，向压强为的恒压密闭容器中充入和，发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ．测得达平衡时容器中有和，计算此时的分压为　　　　　　　　kPa，该温度下反应Ⅱ的压强平衡常数为　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）① ②    ② 反应Ⅰ正方向气体分子总数目减少；反应Ⅱ气体分子总数目不变，反应Ⅲ正方向气体分子总数目减少，由图，随着压强的增大，CO2的转化率增大，甲醇的时空收率和选择性显著增大，但是CO的时空收率几乎不变，说明反应不经过CO中间体，甲醇由CO2直接加氢转化而来，故推断生成甲醇的机理是②     （3）① 曲线c    ② b表示二氧化碳的转化率，后，b线上升可能的原因是温度升高对反应Ⅱ平衡向正向移动的幅度占主导地位，即温度升高对反应Ⅱ平衡向正向移动的幅度大于反应Ⅰ平衡向逆向移动的幅度，因此总体上，二氧化碳的转化率增大；     （4）①     ②       【解析】(1)根据盖斯定律，反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，； (2)反应Ⅰ正方向气体分子总数目减少；反应Ⅱ气体分子总数目不变，反应Ⅲ正方向气体分子总数目减少，由图，随着压强的增大，CO2的转化率增大，甲醇的时空收率和选择性显著增大，但是CO的时空收率几乎不变，说明反应不经过CO中间体，甲醇由CO2直接加氢转化而来，故推断生成甲醇的机理是②。 (3)反应Ⅰ，该反应为放热反应，升温，平衡逆向移动，选择性随温度升高而下降；对应曲线c；反应Ⅱ，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，一氧化碳的选择性增大。且甲醇的选择性+一氧化碳的选择性＝100%，T1时刻，a、c两条曲线表示的转化率或选择性之和为100%，所以，a表示的是一氧化碳的选择性，b表示二氧化碳的转化率，后，b线上升可能的原因是温度升高对反应Ⅱ平衡向正向移动的幅度占主导地位，即温度升高对反应Ⅱ平衡向正向移动的幅度大于反应Ⅰ平衡向逆向移动的幅度，因此总体上，二氧化碳的转化率增大； (4)根据题目提供信息，产物；；由碳原子守恒：；由氧原子守恒；得，由氢原子守恒得， ； 平衡时总的物质的量为：，压强为的恒压，分压=总压×物质的量分数；； 反应Ⅱ的平衡常数表达式为：。 8.(2025-2026高三上·山东师范大学附属中学·期中)间二乙苯脱氢制备间二乙烯基苯， Ⅰ.     Ⅱ.     回答下列问题： （1）已知化学键的键能： 化学键 C—H C—C C=C H—H 键能 414 332 611 436 反应Ⅱ的　　　　　　　　　　；其他条件相同时，恒压间二乙苯平衡转化率　　　　　　　　　　恒容间二乙苯平衡转化率(填“>”、“＜”或“=”)。 （2）将1mol间二乙苯通入压强为100kPa的恒压密闭容器，测得间二乙苯的平衡转化率、间乙基乙烯苯和间二乙烯基苯的平衡产率随温度的变化关系如图所示。图中表示间乙基乙烯苯平衡产率的曲线为　　　　　　　　　　(填“a”、“b”或“c”)，后其平衡产率变化趋势的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；条件下进行上述反应，平衡时　　　　　　　　　　 mol，反应Ⅰ的平衡常数　　　　　　　　　　 kPa(分数表示即可)。 （3）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图所示(，k为速率常数，A、e、R均为常数，为反应的活化能，T表示温度)，消碳反应活化能　　　　　　　　　　积碳反应活化能(填“大于”、“小于”或“等于”)；为提高除碳效率应在　　　　　　　　　　区除碳(填“高温”或“低温”)。 【答案】（1）① +113    ② ＞     （2）① b    ② 温度之后，反应Ⅱ占主导，间乙基乙烯苯的消耗量大于生成量    ③ 1.2    ④      （3）① 大于    ② 高温      【解析】(1)反应Ⅱ的断键与成键逻辑：断裂1mol乙基侧链的2个C-H键、1mol侧链内的C-C键，共吸收能量 ；生成1mol侧链内的C=C键、1mol H-H键，共释放能量 。根据焓变=反应物总键能-生成物总键能，。 两个脱氢反应均为气体分子数增大的反应：恒压条件下，反应进行时容器体积会自发扩大，体系分压降低，平衡向气体分子数增多的正向移动；恒容体系随反应进行压强升高，对正向反应的促进作用弱于恒压，因此恒压间二乙苯平衡转化率大于恒容条件。 (2)间二乙苯脱氢是分步进行的：第一步反应Ⅰ生成中间产物间乙基乙烯苯，第二步反应Ⅱ消耗间乙基乙烯苯生成最终产物间二乙烯基苯。因此间乙基乙烯苯的产率先随温度升高（反应Ⅰ正向进行程度增大）上升，后反应Ⅱ的正向趋势占主导，产率下降，对应曲线b；曲线a为间二乙苯的总转化率，曲线c为最终产物间二乙烯基苯的产率。 条件下，间二乙苯平衡转化率为80%，即反应的间二乙苯为；时曲线b和c数值相等，说明间乙基乙烯苯和间二乙烯基苯的平衡产率均为40%：故第一步生成间乙基乙烯苯，第二步消耗间乙基乙烯苯，对应生成，生成间二乙烯基苯对应，总。 平衡体系总物质的量：剩余间二乙苯、间乙基乙烯苯、间二乙烯基苯、，总。恒压总压为100kPa，反应Ⅰ的平衡常数。 (3)由速率常数公式，两边取对数得，图像的斜率绝对值为。图中消碳反应的直线斜率绝对值更大，说明消碳反应的活化能大于积碳反应。 活化能越大的反应，速率常数随温度升高（减小）的增幅越显著，高温下消碳反应的速率常数大于积碳反应，消碳速率高于积碳速率，因此应在高温区除碳。 9.(2025-2026高三上·山东青岛即墨区·期中)甘油()和水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ：       反应Ⅱ：       反应Ⅲ：       回答下列问题： （1）反应Ⅰ的正反应活化能为，逆反应活化能为，则反应的焓变　　　　　　　　，化学平衡常数　　　　　　　　(用含、或的代数式表示)。 （2）恒压为的密封容器中，1 mol 和9 mol 发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①甲线所示物种为　　　　　　　　(填化学式)。 ②550℃时，的平衡转化率为　　　　　　　　%，该温度下反应Ⅲ的　　　　　　　　(用含的代数式表示)。 ③其他条件不变，在400～550℃范围，平衡时的物质的量随温度升高而　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是　　　　　　　　。 【答案】（1）① +128    ②      （2）①     ② 20    ③     ④ 减小    ⑤ 400～550℃范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则的物质的量减小      【解析】(1)反应的焓变=正反应活化能-逆反应活化能，因此反应Ⅰ的。目标反应可由「反应Ⅰ + 3×反应Ⅱ得到，根据盖斯定律： 。总反应的平衡常数为分步反应平衡常数的幂次乘积，因此。 (2)①甘油重整的目标产物是，三个反应中生成的趋势大，且反应Ⅰ为吸热反应，温度升高正向移动会大量生成，因此随温度升高物质的量持续增大、数值最大的甲线对应。  ②转化率与计算： 550℃时，平衡体系中、、、。含有C原子的微粒物质的量总和为0.4 mol+2.2 mol+0.4 mol=3 mol，根据C原子守恒可知，此时体系中不存在C3H8O3。根据H原子守恒：初始H原子总量为，设平衡时剩余为，则，代入数值得，消耗的为，转化率为； 平衡总物质的量，各物质分压：、、、，代入反应Ⅲ的表达式化简后得。 ③ 反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应。升高温度，这两个平衡均向左（逆向）移动。 其中，反应Ⅱ逆向移动生成，反应Ⅲ逆向移动消耗，而增大，说明反应Ⅲ逆向移动消耗的量大于反应Ⅱ逆向移动生成的量，因此平衡物质的量随温度升高而减小。 10.(2025-2026高三上·山东青岛五十八中·期中)锑是重要的半导体材料，工业制备粗锑的反应如下。 Ⅰ.； Ⅱ.； 回答下列问题： （1）　　　　　　　　　　　。 （2）反应Ⅰ、Ⅱ的或与温度的关系如下图所示。保持1000K不变，在恒容容器中加入与足量焦炭，发生上述反应，达到平衡时，气体总物质的量为4mol，则　　　　　　　　　　　，的转化率为　　　　　　　　　　　；若将容器体积压缩至原来的，重新建立平衡后CO的体积分数将　　　　　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）恒压容器中，加入4mol焦炭与，在一定条件下反应相同时间，测得反应体系中各物质的物质的量与温度的关系如图所示(已知：反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ)。 ①a线对应物种为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 ②温度时无Sb生成，原因是　　　　　　　　　　　。 ③1400K之前，随温度升高d线对应物质的物质的量不断增大，原因是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）＋172.5或172.5     （2）① 4    ② 60%或0.6    ③ 不变     （3）① CO    ② 反应Ⅰ的、，高温自发，910K之前，反应不自发    ③ 反应Ⅱ快速平衡，在1400K之前，反应Ⅰ中CO量的增多大于温度升高对反应Ⅱ的影响，所以的物质的量不断增大      【解析】(1)Ⅰ.； Ⅱ. 根据盖斯定律(Ⅰ-Ⅱ) 得。 (2)反应Ⅰ、Ⅱ的或与温度的关系如下图所示。保持1000K不变，在恒容容器中加入与足量焦炭，发生上述反应，达到平衡时，气体总物质的量为4mol， 反应Ⅱ放热，随温度升高，减小，根据图示，1000K时，Ⅱ的=64，即即=，则4；达到平衡时，气体总物质的量为4mol，则n(CO)=0.8mol、n(CO2)=3.2mol，根据O元素守恒，反应消耗的物质的量=，的转化率为；若将容器体积压缩至原来的，重新建立平衡后，平衡常数不变，CO的体积分数将不变。 (3)① 反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ，反应Ⅱ放热，反应达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，所以随温度升高，CO2的物质的量先增大后减小，则d表示CO2、a线对应物种为CO。 ② 反应Ⅰ的、，高温自发，910K之前，反应不自发，所以温度时无Sb生成。 ③d表示CO2，反应Ⅱ快速平衡，在1400K之前，反应Ⅰ中CO量的增多大于温度升高对反应Ⅱ的影响，所以1400K之前的物质的量不断增大。 11.(2025-2026高三上·山东烟台·期中)甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源。 （1）甲烷和水蒸气催化重整制取富氢混合气：。图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对CH4转化率[α(CH4)]的影响。由图可知，随着温度的升高，电流对CH4转化率的影响作用逐渐　　　　　　　(填“增加”“减小”或“不变”)，600℃时，电流对三种催化剂中的　　　　　　　(用图中的催化剂表示式回答)影响效果最弱，当温度高于750℃时，无论电流强度大小，有无催化剂，CH4转化率趋于相同，其原因是　　　　　　　。 （2）某温度下，向2L密闭容器中按物质的量之比1：2充入CH4(g)和，发生反应，一段时间反应达平衡，平衡时反应共吸收热量123.9kJ，CO2的物质的量浓度是CH4的3倍，则CH4的起始浓度为　　　　　　　，平衡转化率为　　　　　　　。若保持恒温，向容器内再通入1mol和2mol，平衡将　　　　　　　(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，CH4平衡转化率　　　　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 （3）研究得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)的对数(lgp)与温度T的关系如图所示。A点温度时，反应的平衡常数Kp=　　　　　　　P用平衡分压代替平衡浓度计算)。 【答案】（1）① 减小    ② 10Ni−3CaO/γ−Al2O3    ③ 温度高于750 ℃时，几种情况下的反应均已达到平衡，催化剂不改变平衡状态     （2）① 0.5 mol·L-1    ② 75%    ③ 正向    ④ 变小     （3）103.4      【解析】(1)根据图示可知，当使用相同的催化剂时，随着温度升高，电流对CH4转化率的影响作用逐渐减小；使用10Ni-3CaO/γ-Al2O3催化剂，电流分别为0A、4.5A时，甲烷的转化率相差不大，因此，600℃时，电流对三种催化剂中10Ni-3CaO/γ-Al2O3影响效果最弱；催化剂不影响平衡移动，反应物的平衡转化率不变，因此当温度高于750℃时，无论电流强度大小，有无催化剂，CH4转化率趋于相同，其原因是温度高于750℃时，几种情况下的反应均达到平衡，催化剂不影响平衡移动，因此甲烷的转化率趋于相同； (2)已知，即1mol CH4(g)和2mol H2O(g)完全反应生成1mol CO2(g)和4mol H2(g)时吸收165.2kJ的能量；某温度下，向2L密闭容器中按物质的量之比1：2充入CH4(g)和H2O(g)，一段时间反应达平衡，平衡时反应共吸收热量123.9kJ，则反应消耗的n(CH4)=mol=0.75mol，c(CH4)=0.375mol/L，假设起始时c(CH4)=xmol/L，c(H2O)=2xmol/L，根据三段式进行计算： 平衡时CO2的物质的量浓度是CH4的3倍，即3(x-0.375)=0.375，解得x=0.5，则起始时c(CH4)=0.5mol/L，c(H2O)=1mol/L；根据转化率=×100%有α(H2O)=×100%=75%； 平衡时，若保持恒温，向容器内再通入1mol CH4(g)和2mol H2O(g)，平衡正向移动； 若同等倍数的增加反应物的量，等效于增大压强，反应物的转化率变化与气体物质的化学计量数有关，已知该反应正向是一个气体分子数增大的反应，得到的平衡相当于原平衡逆向移动，反应物的转化率变小； (3)根据图示可知，A点时lgp(C2H2)=-1.3，lgp(H2)=4，lgp(C2H4)=-0.7，则p(C2H2)=10-1.3，p(H2)=104，p(C2H4)=10-0.7，则Kp===103.4Pa。 12.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)铜及其化合物在化工生产、材料科学等方面应用广泛。回答下列问题： （1）一种电解质可循环流动的新型电池如图所示，M极材料为，极材料为。 ①M极是该电池的　　　　　　　　　　　(填“正极”或“负极”)，极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②电池工作过程中，电解质溶液的质量　　　　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）与结合可形成两种配离子和，常温下，的和的混合溶液中，和的浓度对数(实线)、含铜微粒的分布系数(虚线)与溶液的关系如图所示。已知含铜微粒的分数，如 ①曲线Ⅲ代表的微粒为　　　　　　　　　　　(填化学式)的平衡常数为　　　　　　　　　　　。 ②a点时，　　　　　　　　　　　，当时，体系中　　　　　　　　　　　(填“”“”或“”)。 【答案】（1）① 负极    ②     ③ 不变     （2）①     ②     ③ 10-8.3    ④ >      【解析】(1)① 根据图示，电子由M极经导线流向N极，M极是该电池的负极，是正极，N极得电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应式为 。 ② 电池工作过程中，总反应为，溶解1molCu和1mol，同时生成1molPbSO4固体，因：。所以电解质溶液的质量不变。 (2)①与结合可形成两种配离子和，随pH增大，溶液中L3-增大，所以的分布系数降低、的分布系数增大、的分布系数先增大后减小，则曲线Ⅲ代表的微粒为、曲线Ⅳ代表的微粒为、曲线Ⅴ代表的微粒为；pH较小时，的浓度大于，所以曲线Ⅰ代表、曲线Ⅱ代表；根据图像，、相等时，的浓度为10-9.4mol/L，的平衡常数为 。 ② K=109.4；根据图像，、相等时，的浓度为10-7.2mol/L，的平衡常数为K=。 K=109.4；则的平衡常数K=； a点时，、相等，则，10-8.3；当时，和的比为1:10，的平衡常数为K=107.2，即10-6.2，≈0.09×0.002mol/L=1.8×10-4 mol/L，体系中>。 13.(2025-2026高三上·山东潍坊·期中)CO2是温室气体，也是巨大的碳资源，综合利用CO2是当前的研究热点。CO2催化加氢制甲醇，涉及的主要反应如下： ①    ②    ③    回答下列问题： （1）计算需要　　　　　　　　　　　(填数字)种化学键的键能数据。 （2）已知(R为理想气体常数，c为定值)。平衡常数K与温度T变化关系如图所示。据此判断的数值范围是___________(填标号)。 A.  B.  C.  D.  （3）某一刚性容器中充入1mol CO2和3mol H2，在催化剂作用下进行上述反应，反应达到平衡时，测得CO、CO2、H2O、CH3OH的摩尔分数随温度T变化的曲线如图所示。 ①图中曲线Ⅱ代表的物质为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 ②体系中CO2的摩尔分数受温度的影响不大，原因是　　　　　　　　　　　。 ③T1时，H2的平衡转化率α(H2)= 　　　　　　　　　　　(保留两位有效数字，下同)，反应①的Kx=　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）5     （2）D     （3）① CH3OH    ② 温度改变时，反应① 和反应② 、③ 化学平衡移动方向相反，且K值变化大致相同    ③ 24%    ④ 0.046      【解析】(1)已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，结合反应可知，计算需要C=O、H-H、C-H、C-O和O-H等5种化学键的键能数据； (2)根据平衡常数与温度变化关系曲线可知，温度升高，反应② 、反应③ 平衡常数减小，说明反应② 和反应③ 为放热反应，ΔH均小于0，反应② 的lgK斜率大，则，则ΔH2＜ΔH3，则＞1； (3)由(2)小问题干图像信息可知，①＞0、＜0、＜0，则升高温度，反应② 、③ 化学平衡逆向移动，反应① 化学平衡正向移动，即导致CO的物质的量分数随着温度升高增大，CH3OH的物质的量分数随着温度升高而减小，故曲线Ⅰ代表H2O，曲线Ⅱ代表CH3OH、曲线Ⅲ代表CO，据此分析解题： ① 由分析可知，图中曲线Ⅱ代表的物质为CH3OH； ②反应② 、③ 的＜0，则升高温度，反应② 、③ 化学平衡逆向移动，反应① 的＞0，升温化学平衡正向移动，体系中CO2的摩尔分数受温度的影响不大，原因是温度改变时，反应① 和反应② 、③ 化学平衡移动方向相反，且K值变化大致相同； ③ 由分析可知，曲线Ⅱ代表CH3OH、曲线Ⅲ代表CO，由图像信息可知，T1时，CH3OH和CO的物质的量分数为0.05，三段式分析为： ， ，则有：=0.05，=0.05，解得x=y=mol，H2的平衡转化率α(H2)=≈24%，由上述分析可知，CO2、H2、CO、H2O的物质的量分数分别为：=、、、，反应① 的Kx===0.046。 14.(2025-2026高三上·山东省临沂第一中学·期中)以焦炭和铁矿石为主要原料的高炉炼铁技术备受关注，涉及到的主要反应为： 请回答下列问题： （1）时，向容积为的恒容密闭容器中，加入和发生反应，时达到平衡，平衡时测得混合气体中的体积分数为，则内以表示该反应的速率　　　　　　　　，该温度下反应的平衡常数为　　　　　　　　，下列选项中能够说明该反应已经达到平衡状态的是　　　　　　　　。 A.固体的物质的量不再变化 B.体系的压强保持不变 C.混合气体的平均摩尔质量保持不变 D.单位时间内消耗和生成的物质的量相等 （2）一定条件下进行反应，正向反应速率与时间的关系如图所示，其中时刻改变的一个外界条件是　　　　　　　　。 （3）某科研小组研究了和时上述反应中和分压随时间变化关系如下图所示（均足量。 时随时间变化关系的曲线是　　　　　　　　，时随时间变化关系的曲线是　　　　　　　　。 【答案】（1）① 0.048    ② 64    ③ AC     （2）恒压条件下充入一定量的CO2气体     （3）① c    ② d      【解析】(1)为气体体积不变的反应，反应起始一氧化碳的物质的量为3mol，由平衡时测得混合气体中二氧化碳的体积分数为80%，可得二氧化碳的物质的量为3mol×80%=2.4mol，则反应消耗一氧化碳的物质的量为2.4mol，平衡时一氧化碳为3mol-2.4mol=0.6mol；0～5min内反应的平均速率v(CO2)===0.048mol·L-1·min-1；该温度下反应的平衡常数为==64； A．平衡形成过程中，氧化铁的物质的量减小，则氧化铁的物质的量不再变化说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确； B．该反应是一个气体体积不变的反应，无论反应是否达到平衡，体系的压强始终不变，则体系的压强保持不变不能说明反应是否达到平衡状态，B错误； C．该反应是一个气体体积不变的反应，平衡前后气体的物质的量相等，由质量守恒定律可知，气体的质量增大，混合气体的平均摩尔质量增大，则平均摩尔质量保持不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C正确； D．单位时间内消耗一氧化碳和生成二氧化碳均代表正反应速率，则单位时间内消耗一氧化碳和生成二氧化碳物质的量相等无法说明反应是否达到平衡状态，D错误； 故选AC； (2)是一个气体体积不变的放热反应，由图可知，条件改变的瞬间，正反应速率减小，平衡移动过程中，正反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，与开始正反应速率相等，说明平衡与原平衡相同，则改变条件是恒压条件下充入一定量的CO2气体，二氧化碳瞬间浓度增大，一氧化碳瞬间浓度减小，平衡向逆反应方向移动，由于化学平衡常数不变，平衡时二氧化碳和一氧化碳浓度与原平衡相同，反应速率相同； (3)为放热反应，所以降低温度，平衡正向移动，减小，则在不同温度时，，故时随时间变化关系的曲线是c；增大，则在不同温度时，，故时随时间变化关系的曲线是d。 15.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)工业合成氨的反应为     。 回答下列问题： （1）已知N≡N的键能为946 kJ·mol-1、H-H的键能为436 kJ·mol-1、N-H的键能为390.8 kJ·mol-1，则ΔH=　　　　　　　　　　　kJ·mol-1；该反应在常温下　　　　　　　　　　　(填“能”或“不能”)正向自发。 （2）一定条件下，工业合成氨速率方程为，根据表中数据，β=　　　　　　　　　　　； 实验 c(N2)/mol·L-1 c(H2)/mol·L-1 c(NH3)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1 1 m n p q 2 m n 0.1p 10q 3 m 4n p 8q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．有利于平衡正向移动          b．防止催化剂中毒     c．提高反应速率 （3）科学家研究了三种催化剂上N2还原为NH3反应历程中的能量变化(图1)，则三种催化剂的催化活性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　　　(用字母a、b、c排序)。 （4）在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应，各物质的分压随时间的变化曲线如图2所示。 （5） （6） ①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=　　　　　　　　　　　mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)。 ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是　　　　　　　　　　　(填“a”“b”“c”“d”)。 【答案】（1）① -90.8    ② 能     （2）① 1.5    ② ac     （3）bac     （4）① 或    ② b      【解析】=反应物的总键能-生成物的总键能。催化剂通过降低反应活化能提高反应速度。 (1)=反应物的总键能-生成物的总键能=；该反应，；，该反应常温下能自发进行； (2)将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①，③，解得； a．合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(NH3)，生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，a正确； b．c(NH3)改变氨不能防止催化剂中毒，b错误； c．将实验1、2中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①，② ，解得；根据速率方程式可知反应速率与氨气浓度呈反比，c(NH3)浓度下降，反应速率加快，c正确； 故选ac； (3)催化剂通过降低反应活化能提高反应速率，从图中可知不同催化剂下反应的活化能：b；则催化活性由强到弱的顺序为：b＞a＞c； (4)①结合图像可知体系起始压强为200kPa，根据化学计量数关系平衡时P(N2):P(H2)=1:3，可知t1平衡时p(N2)=40kPa，p(H2)=120kPa，p(NH3)=120kPa，t1平衡时的总压为120kPa+120kPa+40kPa=280kPa，设平衡时生成氮气为xmol，列三段式： ，则，x=0.02mol，则； ②在压缩体积瞬间平衡来不及发生移动，则压强变为压缩前压强的2倍，因为压强增大平衡逆向移动，氮气的分压减小，则符合氮气压强变化的曲线为b。 16.(2025-2026高三上·山东德州·期中)对燃煤气进行脱硫处理，可实现绿色环保的目的。 （1）氧化钙是常用的固硫剂，吸收并将其转化为建筑材料。 已知：            则     　　　　　　　　　　　。 （2）可用氨水吸收燃煤气中的，氨水吸收足量后的溶液中含N或含S微粒的分布系数[如]与pH的关系如图所示(不考虑溶液中的和分子)。 由图可知，表示的是曲线　　　　　　　　　　　。溶液的　　　　　　　　　　　7(填“>”“<”或“=”)。若向吸收二氧化硫后的氨水溶液中通入少量双氧水，则　　　　　　　　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”) （3）可利用库伦测硫仪检测燃煤气中二氧化硫含量。原理如下图所示。电解质溶液中(a为定值)，保持定值时该电解池不工作。待测气体进入电解池后，电解池开始工作，测定结束后。 ①引发该库伦测硫仪工作的离子反应为　　　　　　　　　　　。 ②通入待测气体的体积为V L(标况下)，电解池工作结束后库伦测硫仪显示转移了0.04 mol电子，此时电解质溶液质量变化了　　　　　　　　　　　克，则待测气体中二氧化硫的体积分数为　　　　　　　　　　　%。若该混合气体中含有少量，则会使测量结果　　　　　　　　　　　 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”) 【答案】（1）-1002     （2）① c    ② <    ③ 减小     （3）①     ② 1.24    ③     ④ 无影响      【解析】(1)已知：①      ；②     ；由盖斯定律可知，①-2×②可得 =-1002。 (2)用氨水吸收燃煤气中的，随着pH的增大，溶液的碱性增强，δ(H2SO3)减小，δ()先增大后减小，δ()增大，δ()减小，δ()增大，则曲线a代表δ(H2SO3)，b代表δ()，c代表δ()，d代表δ()，e代表δ()，当c(H2SO3)=c()时，pH=1.9，c(H+)=10-1.9mol/L，Ka1(H2SO3)==10-1.9，当c()=c()时，pH=7.2，c(H+)=10-7.2mol/L，Ka2(H2SO3)==10-7.2，当c()=c()时，pH=9.3，c(OH-)=，Kb()==c(OH-)= ，NH4HSO3在水中电离产生和离子，离子可发生电离和水解，且Kh2=< Ka2(H2SO3)，离子水解呈酸性，水解常数Kh=，综上所述，以电离为主且电离程度大于的水解程度，溶液呈酸性，pH<7，若向吸收二氧化硫后的氨水溶液中通入少量双氧水，发生反应：，溶液中浓度增大，由图可知，溶液中pH减小，酸性增强，c(H+)增大，减小。 (3)①待测气体SO2通入库伦测硫仪，SO2和发生氧化还原反应生成和，从而引发该库伦测硫仪工作，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：； ②待测气体SO2通入库伦测硫仪，SO2和发生氧化还原反应生成和，在阳极失去电子生成，H+在阴极得到电子生成H2，电极方程式为：2H++2e-=H2，电解池工作结束后库伦测硫仪显示转移了0.04 mol电子，该反应中SO2转化为，S由+4价上升到+6价，则吸收了0.02mol SO2，阴极生成0.02mol H2，此时电解质溶液质量增大了0.02mol×64g/mol-0.02mol×2g/mol=1.24g，通入待测气体的体积为V L(标况下)，待测气体的物质的量为，则待测气体中二氧化硫的体积分数为×100%=%，若该混合气体中含有少量，和不会发生氧化还原反应，对测量结果无影响。 17.(2025-2026高三上·山东省济南第一中学·期中)Ⅰ．NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。 （1）甲池在放电过程中的负极反应式为　　　　　　　。 （2）乙池中电池总反应的离子方程式为　　　　　　　。 （3）b为　　　　　　　(填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到浓度为的盐酸时，M室中的溶液的质量变化为　　　　　　　g(溶液体积变化忽略不计)。 Ⅱ． （4）已知：①    ②    则表示氨气燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　，该反应可设计为碱性条件下的燃料电池，负极电极反应式为　　　　　　　。 （5）已知几种化学键的键能和热化学方程式如下： 化学键 H-N N-N Cl-Cl H-Cl 键能 a b c x d    ，则　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）     （3）① 阴    ② 18     （4）① ，    ②      （5）      【解析】装置是电解池和原电池综合装置，根据题意，原电池工作原理的是NO空气质子膜燃料电池，故A为原电池工作原理，左侧NO被氧化为HNO3，为原电池的负极，右侧氧气被还原，为原电池的正极；装置乙左侧连接装置甲原电池的正极，则为电解池的阳极，SO2被氧化，右侧NO被还原为铵根，为电解池的阴极；装置丙为电解池，右侧连接了装置甲原电池的负极，为电解池的阴极，发生还原反应，左侧失电子，为电解池的阳极。据此分析。 (1)装置甲负极是NO在放电，N元素从+2价升到+5价，根据电子得失守恒、电荷守恒（电解液为酸性）和元素守恒得到其电极反应式为：； (2)乙池中发生氧化还原反应的反应物为SO2、NO，主要产物为(NH4)2SO4，N元素化合价从+2降到-3，S元素化合价从+4升到+6，故SO2、NO的化学计量数之比为5：2，根据电荷守恒（电解液为酸性）和元素守恒得到其总反应的离子方程式为：； (3)装置丙电解池中，左侧阳极的电极反应式为，而浓缩室中HCl浓度变高，则左侧交换膜a是质子交换膜，右侧交换膜b让废水中的Cl-进入浓缩室，是阴离子交换膜，M池溶液质量变化来源于水反应后，氧气逸出、H+通过质子交换膜a进入浓缩室，即变化质量之差为参与反应的水的质量，当浓缩得到浓度为的盐酸时，盐酸的物质的量增加了，根据比例关系，则H+增加2 mol时，电解了1 mol水，M池减少的质量为1 mol水的质量，即18 g，故答案为：阴；18； (4)氨气燃烧热是1 mol氨气完全燃烧生成氮气和液态水对应的热量，根据盖斯定律，目标热化学方程式为，即，，该氧化还原反应设计为原电池时，负极发生氧化反应，化合价升高，应该是氨气放电，N元素化合价从-3价升到0价，结合电解质为碱性条件，电极反应式为； (5)用键能计算反应热时，反应热为反应物的总键能-生成物的总键能，故，故x=。 18.(2025-2026高三上·山东临沂·期中)甲烷重整能有效捕集二氧化碳，并使低热值的转化为高热值的和CO，涉及的主要反应如下。 Ⅰ．    Ⅱ．    Ⅲ．    恒容条件下，按和投料反应。不同温度下平衡时各组分的物质的量(n)随温度变化如图所示。 已知：温度高于900℃时，主要发生反应Ⅰ。回答下列问题： （1）反应的焓变　　　　　　　(用含、、的代数式表示)。 （2）乙线所示物种为　　　　　　　(填化学式)；反应Ⅰ的焓变　　　　　　　0(填“>”或“<”)。 （3）温度高于时，丙线所示物种的物质的量随温度升高而下降的原因是　　　　　　　。 （4）620℃下，体系达平衡时，若，则　　　　　　　mol，此时，反应Ⅱ的平衡常数　　　　　　　；若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，将　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1）     （2）① CO2    ② >     （3）随温度升高，反应Ⅰ正向移动的程度大于反应Ⅲ逆向移动的程度，的物质的量减小     （4）①     ②     ③ 不变      【解析】(1)反应，根据盖斯定律，该反应可以由反应Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ，那么； (2)根据已知信息，温度高于900℃时，主要发生反应Ⅰ，可知曲线丁为CO，观察曲线图可知，曲线丁、水和曲线乙相交于一点，根据原子守恒，原先加入的氧原子为2 mol，水和曲线丁总共含有氧原子为1 mol，那么剩余的物质为CO2含有1 mol氧原子，符合原子守恒，曲线乙是CO2；反应Ⅰ温度逐渐升高，氢气和一氧化碳物质的量逐渐升高，故该反应为吸热反应，； (3)结合上一问可知，曲线乙是CO2，曲线丁是CO，还剩曲线甲和丙未知，利用氢原子守恒，投入的甲烷中含有4 mol氢原子，620摄氏度时，水中含有氢原子为1 mol，此时氢气中的氢原子大于2mol，那么甲烷中的氢原子小于1 mol，剩余甲烷的物质的量应小于0.25　mol，故曲线丙应为甲烷，曲线甲应为碳，曲线甲随着温度升高，逐渐减少，可知，所以温度高于时，丙线所示物种的物质的量随温度升高而下降的原因是：随温度升高，反应Ⅰ正向移动的程度大于反应Ⅲ逆向移动的程度，的物质的量减小； (4)620℃下，体系达平衡时，若，根据氢原子守恒，算出甲烷的物质的量，，再根据碳原子守恒，一氧化碳和二氧化碳的物质的量各为0.5 mol，甲烷的物质的量已求出，，反应Ⅱ的平衡常数，，，平衡常数受温度的影响，所以K3不变，那么K1不变，所以不变。 19.(2025-2026高三上·山东菏泽·期中)常见火箭推进剂燃料液肼()、液氢、乙醇的相关研究是能源利用领域的研究热点。回答下列问题： （1）已知在101 kPa和一定温度下，由元素的最稳定单质生成1 mol纯物质的热效应称为该物质的标准生成焓，用表示。相同状况下有关物质的标准生成焓如图所示。 火箭推进剂可用作燃料，作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为：   　　　　　　　。 （2）液氢是一种高能低温液体燃料，可由多种途径制备得到，再经加压降温即得到液氢。973 K、100 kPa下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，反应2 min达平衡，平衡时的分压为16 kPa，则2分钟内的平均反应速率　　　　　　　，反应的　　　　　　　。 （3）乙醇-水催化重整可获得氢气，其主要反应为： 反应1：    反应2：    ①在101 kPa、时，若仅发生反应1和反应2，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]。 代表CO的选择性的曲线是　　　　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)；分析曲线乙在300℃前后变化趋势相反的原因　　　　　　　。 ②某温度下，保持压强为101 kPa，按投料，发生反应1、2，反应达平衡时，CO的选择性为50%，，则的平衡转化率　　　　　　　，反应1的平衡常数　　　　　　　(列出计算式)。 【答案】（1）-1079.2 kJ/mol-1     （2）① 8    ② 1     （3）① 丙    ② 在300℃之前，以反应1为主，温度升高，氢气的产率增大，在300℃之后，以反应2为主，温度升高，氢气的产率减小    ③ 80%    ④       【解析】(1)根据摩尔生成焓的定义，可得到以下三种物质的摩尔生成焓的热化学方程式： 依据盖斯定律，将4×Ⅲ-(2×Ⅰ+Ⅱ)可得热化学方程式：，其焓变ΔH=4ΔfH(H2O)-[2ΔfH(N2H4)+ΔfH(N2O4)]=4×(-241.8 kJ•mol-1)-(2×50.6 kJ•mol-1+10.8 kJ•mol-1)=-1079.2 kJ/ mol-1； (2)总压为100 kPa，按充入气体，则起始时C6H6分压为20 kPa，CH4分压为80 kPa，平衡时H2的分压为16 kPa，H2由0增至16 kPa，则 C6H6的分压相应减少 16 kPa；反应进行 2 min 即达平衡，则C6H6在2 min内的平均反应速率；由分压关系可得：平衡时 p(C7H8) =16 kPa，p(H2) =16 kPa，p(C6H6) =20 kPa-16 kPa=4 kPa，p(CH4) = 80 kPa-16 kPa=64 kPa；平衡常数 。 (3)由选择性的定义可知，CO的选择性+CO2的选择性=1，由图可知，曲线甲和曲线丙在相同温度下的纵坐标数值加和始终为1，所以曲线甲和曲线丙为两种气体的选择性曲线，曲线乙为H2的产率曲线，又由于起始时按投料，所以一开始体系中没有CO2，所以反应2开始时不发生，CO的选择性为0，则表示平衡时CO选择性的曲线是丙；曲线乙为氢气的产率曲线，CO的选择性随温度的升高而升高，CO2的选择性随温度的升高而降低，由图可知，在300℃之前，以反应1为主，温度升高，氢气的产率增大，在300℃之后，以反应2为主，温度升高，氢气的产率减小； 某温度下，保持压强为101 kPa，按投料，发生反应1、2，设起始时，反应1中转化的物质的量为xmol，反应2中CO2转化的物质的量为ymol，可列出三段式： CO的选择性为50%，则平衡时CO和CO2的物质的量相等，则；平衡时，则，解得x=0.8，则的平衡转化率，平衡时为1 mol -0.8 mol=0.2 mol，H2O为(4-3×0.8+0.8) mol =2.4 mol，CO2为(2×0.8-0.8) mol=0.8 mol，H2为(6×0.8-0.8) mol=4 mol，CO为0.8 mol，则平衡时总物质的量为0.2 mol+2.4 mol+0.8 mol+4 mol+0.8 mol=8.2 mol，则反应1的平衡常数。 20.(2025-2026高三上·山东菏泽·期中)含氮化合物用途广泛，研究含氮化合物的性质意义重大。回答下列问题： （1）尿素[]是目前使用量较大的一种化学氮肥。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素，反应原理为。研究发现，合成尿素的反应机理分两步： Ⅰ．   (快反应) Ⅱ．   (慢反应) ①下列图像能表示上述反应历程能量变化的是　　　　　　　(填标号)。 A．     B．     C．       D． ②是合成尿素的中间体，在一定温度下，向固定容积的密闭容器中加入等物质的量的和，发生反应   。测得不同温度下，平衡时[表示氨气的分压，单位为kPa]与的关系如图所示。图中　　　　　　　(填“”、“”或“”)，温度下反应的标准平衡常数　　　　　　　。已知：的标准平衡常数，。 （2）NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。 ①甲池在放电过程中的负极反应式为　　　　　　　。 ②乙池中总反应的离子方程式为　　　　　　　。 ③丙池中，b为　　　　　　　(填“阳”或“阴”)离子交换膜；当浓缩室得到4 L浓度为的盐酸时，M室中溶液的质量减少　　　　　　　g。 【答案】（1）① C    ②     ③ 1000     （2）①     ②     ③ 阴    ④ 18 g      【解析】甲池：空气质子交换膜燃料电池（原电池）。负极（氧化反应）：反应物为（还原剂），在酸性环境（质子交换膜允许通过）中失去电子，结合生成和。正极（还原反应）：反应物为（氧化剂），在酸性条件下得到电子，与结合生成。通过质子交换膜从负极向正极移动，维持电荷平衡。乙池为电解池。以和为反应物，分别转化为无害的和。阳极（氧化反应）：（还原性气体）失去电子被氧化为，阴极（还原反应）：（氧化性气体）得到电子被还原为。丙池：盐酸浓缩电解池（电解池）。通过电解作用，将稀盐酸（0.1 mol/L）浓缩为浓盐酸（0.6 mol/L），本质是利用离子交换膜实现和的定向迁移。结合离子迁移方向，M室为阳极区（失电子生成和），N室为阴极区（得电子生成和），中间为浓缩室。a膜（阳离子交换膜）：允许M室生成的通过，进入浓缩室（补充）。b膜（阴离子交换膜）：允许N室的通过，进入浓缩室（补充）。二者共同作用使浓缩室中浓度升高。 (1)① 第一步为放热反应，第二步为吸热反应，总反应放热；第二步反应为慢速反应，则第一步的活化能小于第二步的活化能，能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是C，故答案为：C； ②正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，含量降低，减小，所以；根据标准平衡常数的表达式，时、，代入数据，可得，故答案为：；1000； (2)① 甲池是空气质子交换膜燃料电池，负极发生氧化反应。作为还原剂，在酸性条件（质子交换膜允许通过）下失去电子，结合水生成和，根据得失电子守恒和电荷守恒，配平得到反应式； ② 乙池中通入的一极与电源的正极相连为阳极，（还原性气体）失去电子被氧化为；阴极得到电子被还原为，所以通入废气NO的电极为阴极。阳极的电极电势大于阴极的电极电势，因此通入的阴极电势小于通入的阳极电势。电池总反应的离子方程式为 ； ③ 丙池中，浓缩室要得到盐酸，需从N室通过b膜进入浓缩室，因此b为阴离子交换膜；M室中是的盐酸，通过阳离子交换膜（a膜）进入浓缩室。浓缩室得到的盐酸4 L，增加的物质的量为，即有2 mol 从M室迁移出，M室中溶液质量减小。M室为阳极区，发生反应为，则反应水1 mol，M室中溶液的质量变化为减少，故答案为：阴；18。 21.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)锑(Sb)是重要的半导体材料，工业制备粗锑的反应如下。 Ⅰ． Ⅱ． 回答下列问题 （1）在恒容容器中加一定量的Sb2O3(l)与焦炭，发生上述反应。下列说法中错误的是___________。 A. 反应Ⅰ在高温条件下有利于自发 B. 将C(s)粉碎研磨，有利于提高反应Ⅰ的化学反应速率 C. 当混合气体的密度不再变化时，说明这两个反应均已到达平衡 D. 及时移走Sb(l)，可提高反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡转化率 （2）反应Ⅰ的lgKp［Kp的单位为(KPa)3］和反应Ⅱ的Kp与温度T的关系如下图1所示。保持1000K不变，在恒容容器中加入4 mol Sb2O3(l)与足量焦炭，发生上述反应，达到平衡时，气体总物质的量为4 mol，则平衡时p(CO2)=　　　　　　　　　　　KPa，Sb2O3的转化率为　　　　　　　　　　　%；若向容器中继续通CO气体，重新建立平衡后CO2的分压将　　　　　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）恒压容器中，加入4 mol焦炭与1 mol Sb2O3(l)，在一定条件下反应相同时间，测得反应体系中各物种的物质的量与温度的关系如图2所示(已知：反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ)。 ①d线对应物种为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 ②温度T<910K时无Sb生成，原因是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）D     （2）① 40    ② 60    ③ 不变     （3）① CO2    ② 反应Ⅰ的ΔH>0、ΔS>0，高温自发，910K之前ΔG>0，反应不自发      【解析】(1)A．反应Ⅰ是ΔH＞0、ΔS＞0的反应，根据ΔG=ΔH−TΔS，高温下ΔG＜0，反应自发，A 正确； B．将 C (s) 粉碎研磨，增大接触面积，可提高反应Ⅰ的反应速率，B正确； C．恒容容器中，反应Ⅰ、Ⅱ为气体质量变化的反应，密度不变时说明气体质量不变，两个反应均达平衡，C正确； D．Sb是液态，移走液态物质对平衡无影响，不能提高平衡转化率，D错误； 故选D； (2)反应Ⅰ、Ⅱ的Kp或lgKp与温度T的关系如下图1所示，保持1000K不变，在恒容容器中加入4 mol Sb2O3(l)与足量焦炭，发生上述反应，达到平衡时，气体总物质的量为4 mol，反应Ⅱ放热，随温度升高，Kp减小，结合图1可知，1000K时，反应Ⅱ的Kp=64，即=，则，反应Ⅰ的lgKp=3，Kp=103，即p(CO)3=103，p(CO)=10，故p(CO2)=40；达到平衡时，气体总物质的量为4 mol，则n(CO)=0.8 mol、n(CO2)=3.2 mol，根据O元素守恒，反应消耗Sb2O3的物质的量=，Sb2O3的转化率为；温度不变，分压平衡常数Kp不变，由上述分压平衡常数表达式可知，若向容器中继续通CO气体，重新建立平衡后CO2的分压将不变； (3)① 反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ，反应Ⅱ放热，反应达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，所以随温度升高，CO2的物质的量先增大后减小，则d表示CO2、a线对应物种为CO； ② 反应Ⅰ的ΔH＞0、ΔS＞0，高温自发，910K之前ΔG＞0，反应不自发，所以温度T<910K时无Sb生成。 22.(2025-2026高三上·山东省实验中学·期中)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”，CO2催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的CO2转化方法。其中涉及的反应有： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1）写出CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的热化学方程式　　　　　　　　　　　。 （2）研究人员在恒容密闭容器中充入4 mol H2、2 mol CO2发生反应，初始压强为6.0 MPa．平衡时CO2的转化率、CH3OCH3的选择性、CO的选择性随温度变化如下图所示(不考虑其他因素影响)。 已知：生成物 ①表示CH3OCH3选择性的曲线是　　　　　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)；温度高于270℃时，曲线c随温度升高而增大的原因是　　　　　　　　　　　。 ②260℃，达到平衡时，容器内n(H2)=　　　　　　　　　　　mol；反应Ⅱ用气体分压表示的平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　(保留两位有效数字)。 （3）为实现“碳中和”，还可通过电解法用CO2制备CH3OCH3(l)，电解装置如图所示。 ①铂电极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②当玻碳电极收集到标况下3.36 L气体时，阴极区溶液的质量变化值为　　　　　　　　　　　g。 【答案】（1）     （2）① b    ② 温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度    ③ 1.72    ④ 0.26     （3）①     ② 5      【解析】(1)（1）CO2(g)与H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的反应为：，根据盖斯定律可知，该反应可由反应2×Ⅰ+Ⅲ得到，该反应反应热，热化学方程式为：   ； (2)① 反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，温度升高平衡逆向移动，CH3OCH3选择性降低；反应 Ⅱ 为吸热反应，温度升高平衡正向移动， CO选择性增大。因此，表示CH3OCH3选择性的曲线是b；反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OCH3的选择性降低；反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的选择性增大。因此，随温度升高而下降的曲线b表示CH3OCH3的选择性，则曲线a表示CO的选择性，曲线c为CO2的转化率，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，温度高于270℃时，CO2的平衡转化率随温度升高而增大，说明温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度； ②260℃下，平衡时CO2的平衡转化率为50%，CO的选择性为36%，CH3OCH3选择性为50%，根据已知条件列出“三段式”： 则，，，解得x=0.64 mol，y=0.36 mol，z=0.25 mol，平衡时n(H2)=4 mol -3×0.64 mol -0.36 mol =1.72 mol；平衡时，平衡时p总==4.72 MPa，则反应Ⅱ各气体分压为：、、、，故用气体分压表示的平衡常数； (3)由电解装置可知，玻碳电极产生氧气，发生氧化反应，为阳极，则铂电极为阴极； ① 铂电极为阴极，铂电极上二氧化碳得电子生成，铂电极的电极反应式为； ② 玻碳电极产生氧气，当玻碳电极收集到标况下3.36 L氧气时，电路中转移0.6 mol电子，根据，阴极区吸收0.1 mol二氧化碳，同时有0.6 mol H+移入阴极区，阴极质量增加。 23.(2025-2026高三上·山东省滕州第一中学·期中)利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇()，是资源化的重要方法，涉及的主要化学反应有： 反应i：    反应ii：    （1）已知：    利用和计算时，还需要利用　　　　　　　　　　　反应的(写出方程式)。通过计算得出。 （2）控制反应条件(均使用了催化剂)，研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。 产率和选择性的定义：    ①图1中，投料比是指　　　　　　　　　　　(填“”或“”)；当投料比为5时，的转化率约为16%，，则　　　　　　　　　　　。 ②图2中，在催化剂2的作用下，发生的主要反应是　　　　　　　　　　　(填“ⅰ”或“ⅱ”)。 ③图3中，当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有　　　　　　　　　　　(写出2条)。 （3）一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中通入和，发生上述反应，秒后达到平衡。此时容器中为，为。 ①平衡后的浓度为　　　　　　　　　　　(用含、、的代数式表示，下同)。 ②用的浓度变化表示0~t秒反应ⅱ的反应速率，　　　　　　　　　　　。 ③该条件下反应ⅰ的化学平衡常数为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）(合理即可)     （2）①     ② 或31.25%    ③ ⅱ    ④ 原因一：温度高于523℃，催化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ⅱ速率增大程度更为显著，以反应ii为主；原因三：反应ⅰ为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高，反应ⅰ平衡逆移，反应ⅱ平衡正移等等     （3）①     ②     ③       【解析】(1)已知反应i：   ， 反应iii：   ， 根据盖斯定律可知为求反应ii：的可用反应i+iii可得，利用和的计算的。 (2)① 根据图中关系，转化率与投料比成正比，故投料比是指； 的转化率=，故； ② 图2中，在催化剂2的作用下，压强增大对CO2平衡转化率无影响，故发生的主要反应是反应ⅱ； ③ 图3中，当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有原因一：温度高于523℃，催化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ⅱ速率增大程度更为显著，以反应ii为主；原因三：反应ⅰ为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高，反应ⅰ平衡逆移，反应ⅱ平衡正移等等。 (3)① 根据题中数据列出三段式 平衡后水的浓度为； ②用的浓度变化表示0~t秒反应ⅱ的反应速率； ③该条件下反应ⅰ的化学平衡常数。 24.(2025-2026高三上·山东省名校联盟·期中)根据氮及其化合物的相关信息，完成下列问题。 （1）已知：；4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)   =-2400 kJ/mol 表示氨气摩尔燃烧焓的热化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）有关肼(N₂H₄)化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键需要的能量(kJ)：N≡N为942、N-H为391，N-N为154，则断裂1 mol O=O键需要的能量是　　　　　　　　　　　kJ。 （3）为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O，设计如图所示电池。(已知：交换膜只对溶液里的离子具有选择透过能力)。 ①为保证放电的持续进行，应选择　　　　　　　　　　　(阴或阳)离子交换膜。 ②电池工作一段时间后，左侧电极室溶液的pH　　　　　　　　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 ③电极 B的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ④当电路中转移12mol电子时，共产生　　　　　　　　　　　molN2，右侧溶液质量　　　　　　　　　　　(填“增加”或“减少”)　　　　　　　　　　　g。 【答案】（1）     （2）500     （3）① 阴    ② 变小；    ③     ④ 3.5    ⑤ 减少    ⑥ 108      【解析】根据化学方程式可知，NO2和NH3发生归中反应，NO2中N得电子化合价降低故通入NO2的电极B为正极，正极反应式为，NH3中N失电子化合价升高，故通入NH3的电极A为负极，负极反应式为； (1)摩尔燃烧是指一定温度和压强下，1mol物质完全燃烧生成相同温度下指定产物的烙变，已知①；②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)   =-2400 kJ/mol ③，结合盖斯定律，可得，，则，故答案为：； (2)由图知，，可设断裂1mol O=O键需要的能量x，则，解，故断裂1mol O=O键需要的能量； (3)① 原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜； ② 负极反应式为，消耗氢氧根离子的同时生成水，因此电池工作一段时间后，左侧电极室溶液的碱性减弱，左侧电极室溶液的pH变小； ③ 由分析可知，电极B反应式为； ④ 根据题意有关系式：，所以当电路中转移12mol电子时，共产生3.5molN2，右侧溶液通入了3molNO2，逸出1.5molN2，同时向左侧转移了12molOH-，故质量变化为，即溶液质量减少108g； 故答案为：阴；变小；；3.5；减少；108。 25.(2025-2026高三上·山东省临沂第一中学·期中)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。 以为原料可制备。将与放入容积为的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。 编号 过程 （a） （b） （c） （d） （1）　　　　　　。 （2）不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅱ对应的物质为　　　　　　。 （3）温度下，的物质的量为　　　　　　，反应（c）的平衡常数　　　　　　（列出算式，无须化简） （4）温度为时，平衡体系中、、的物质的量分别为、、，如果将容器的容积减半，再次达到平衡时，的物质的量增加了，则的物质的量为　　　　　　，容器中的总压强应该　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】（1）+132.4     （2）     （3）① 0.5    ②      （4）①     ② 不变      【解析】(1)由盖斯定律，a+2b得到(-267.8)+2(+200.1)=+132.4； (2)由表格可知，反应a为放热反应，反应b、c为吸热反应，反应d为气体转化为固态也是放热的，曲线Ⅰ、Ⅱ可表示或的物质的量随温度的变化情况，随着温度升高，反应b、c正向移动，反应a、d为逆向移动，所以的含量逐渐上升，的含量逐渐下降，所以曲线Ⅰ对应的物质为，曲线Ⅱ对应的物质为； (3)温度下，为8.5mol、为6.0mol，、均为0mol，根据Ti元素守恒，可推出为（10+5-6-8.5）mol=0.5mol，则反应(c)的平衡常数为K=； (4)由反应（a）可知其平衡常数，反应（d）可知其平衡常数，由于温度不变，则、均不变，由于体积减半，故、；的物质的量增加了p，故Ti(s)反应了，则Ti(s)的物质的量变为；原气体总物质的量为n+p，体积减半后，气体总物质的量为，故容器总压强不变。 26.(2025-2026高三上·山东日照校际联考·期中)Xe与F2在一定条件下发生下列反应，当时，近似认为Xe完全反应。 Ⅰ．       ΔH1 Ⅱ．       ΔH2 Ⅲ．       ΔH3 向某恒压密闭容器中按充入F2和Xe，平衡时三种氟化物的分布分数随温度的变化如图1所示；T温度下，平衡时三种氟化物的物质的量随投料比的变化如图2所示，P点、Q点对应的p(F2)分别为14 kPa和224 kPa。 回答下列问题： （1）反应，ΔH=　　　　　　　　　　　(用代数式表示)。 （2）反应Ⅲ的ΔH3　　　　　　　　　　　0(填“＞”或“＜”)；图1中630 K之后，XeF4分布分数下降的原因为　　　　　　　　　　　。 （3）曲线L2对应的物质为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （4）T温度下，反应的Kp=　　　　　　　　　　　。 （5）T温度下，当n(XeF4)最多时，体系总压为110 KPa，则p(F2)=　　　　　　　　　　　kPa，p(XeF2)=　　　　　　　　　　　kPa，初始投料比n(F2)：n(Xe)=　　　　　　　　　　　(用最简分数表示)。 【答案】（1）     （2）① ＜    ② 630 K之后升高温度，反应Ⅱ逆向移动的程度大于反应Ⅲ     （3）XeF4     （4）16     （5）① 56    ② 9    ③       【解析】(1)由盖斯定律可知反应，可由反应Ⅰ+反应Ⅱ的逆反应可得，则。 (2)由图1可知：温度升高时，的分布分数下降，说明反应 Ⅲ的平衡逆向移动，因此反应Ⅲ为放热反应； 温度升高，反应 Ⅱ的平衡逆向移动，同时反应Ⅲ的平衡逆向移动，且温度升高使分解速率加快，导致其分布分数下降。 (3)已知与发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，随着不断增加，的物质的量逐渐减小，的物质的量先增大后减小，的物质的量会逐渐增大，曲线L2随增大先增后减，因此对应的物质是。 (4)由图可知，当=14 kPa时，，由此可得==，当=224 kPa时，由此可得反应==故反应的=16。 (5)T温度下，当n(XeF4)最多时，由图2可知，则=；反应Ⅱ+反应Ⅲ可得反应，=解得； 由反应Ⅱ=，，可得=4，由时，近似认为Xe完全反应及压强为110 kPa=+++，可得6=54 kPa，则=9 kPa； 由=9 kPa=，=4=36 kPa，，由元素守恒可得初始=(9+9+36) kPa=54 kPa，初始=(9+9+72+27+56) kPa，则初始投料比n(F2)：n(Xe)=82:27。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $